JP2018149183A - 血圧データ処理装置、血圧データ処理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】血圧値の時系列データから血圧サージを検出すること【解決手段】 血圧値の時系列データを取得する取得部と、前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出する算出部と、前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定する特定部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、被測定者の血圧を測定する血圧測定装置において得られた血圧データを処理する技術に関する。

睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ；Sleep Apnea Syndrome）を罹患している患者においては、無呼吸後の呼吸再開時に血圧が急激に上昇し、その後に下降することが知られている。以下では、このような急激な血圧変動を「血圧サージ」（または単に「サージ」）と呼ぶ。患者に発生したサージに関連する血圧情報（例えば、単位時間当たりのサージの発生回数、血圧の変動量等の統計量）は、ＳＡＳの診断や治療に役立つと考えられる。

２４時間自由行動下血圧測定（ＡＢＰＭ；Ambulatory Blood Pressure Monitoring）は、２４時間にわたって血圧を測定するものであって、１時間当たりに数点の血圧値を測定するものである。このようなＡＢＰＭでは、短時間に発生する血圧変動を捉えることができず、急激な血圧変動であるサージを検出することも困難である。

下記特許文献１には、血圧測定値の日内変動や週内変動を捉えることを目的として、従来の血圧測定装置を用いて複数日時に測定された血圧値データを統合することが記載されている。

下記特許文献２には、低酸素状態で測定される血圧と血中酸素飽和度との関係から被検者の心血管リスクを評価することについて記載され、低酸素下で測定された血圧と、非低酸素下で測定された血圧との差分を求めること（血圧の上昇量）について記載されている。

特開２００７−２８２６６８号公報 特開２０１２−２３９８０７号公報

しかしながら、血圧測定装置において得られた血圧値データからサージを検出する技術は確立していない。したがって、サージに関連する血圧情報を得るには、医師などの人による作業を必要とする。睡眠中の患者について得られる血圧値の時系列データ量は膨大である。例えば、一晩の睡眠時間を８時間として約３万拍の血圧値の時系列データが得られる。このような血圧データからサージを人手で探し出すのは困難である。

本発明は、上記の事情に着目してなされたものであり、その目的は、血圧値の時系列データから血圧サージを検出することができる血圧データ処理装置、血圧データ処理方法、およびプログラムを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下の態様を採用する。

第１の態様では、血圧データ処理装置は、血圧値の時系列データを取得する取得部と、前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出する算出部と、前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定する特定部と、を備える。

第１の態様によれば、血圧値の時系列データにおけるピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量から第１ピークを特定することができる。したがって、第１ピークとして血圧サージを検出することができる。前記時系列データを拍単位の血圧値とすれば、高精度に血圧サージを検出することができる。また、一定周期では現れない血圧サージや、様々なパタンをもつ血圧サージをロバストに検出することができる。

第２の態様では、前記特徴量を、前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈圧のいずれかの最大値としてもよい。

第３の態様では、前記特徴量を、前記ピーク検出区間における前記収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかの最大値と、当該ピーク検出区間における当該最大値よりも前の時点の前記収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかの最小値との差としてもよい。第３の態様によれば、ピーク検出区間における収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかの変動量に基づいて、血圧値が急激に上昇する血圧サージを検出することができる。

第４の態様では、前記特徴量に判定基準を適用することにより、前記ピーク検出区間ごとのピーク候補を抽出する抽出部をさらに備えてもよい。

第５の態様において、前記ピーク候補は、前記判定基準を満たす前記最大値が得られた時点を含んでもよく、前記特定部は、同一時点における一定の数以上の前記ピーク候補に基づいて、前記第１ピークを特定してもよい。第５の態様によれば、判定基準を満たす前記最大値が得られた時点によって表されるピーク候補を統合することで血圧サージを検出することができる。

第６の態様において、前記特定部は、前記時系列データの波形形状、時間情報、周波数情報の少なくとも１つに基づく別の特徴量によって前記第１ピークの絞り込みを行ってもよい。第６の態様によれば、ピークデータの増大を防ぐことができ、サージらしい事例を適切に検出することができる。

第７の態様では、前記別の特徴量を、血圧サージの上昇時間、下降時間、面積、相関係数としてもよい。

第８の態様は、第１乃至第７の態様の血圧データ処理装置において、前記時系列データとともに前記第１ピークを表示する表示部をさらに備えるようにしたものである。

第９の態様では、前記第１ピークを含む探索範囲の前後少なくともいずれかの時点における前記時系列データの極大値を探索することにより、少なくとも１つの第２ピークを検出する探索部を備えてもよい。

第９の態様によれば、前記時系列データの極大値の探索が行われることにより、第１ピークのみを特定する場合に比べて、より多くのピークを検出することが可能となる。また第５の態様によれば、第１ピークよりも前の時点の第２ピークや、第１ピークよりも後の時点の第２ピークとして血圧サージを検出することが可能になる。

第１０の態様では、前記第１ピークおよび前記第２ピークを表示する表示部と、前記第１ピークと前記第２ピークとを区別して表示するように前記表示部を制御する表示制御部とを備えてもよい。第１０の態様によれば、ユーザが、比較的長い時間を要して発生したピークの検出結果、つまり比較的長い血圧サージを確認したい意図と、同ユーザが、ピークの詳細な検出結果、すなわち長い血圧サージの前後に発生し、上記探索によって検出された血圧サージを確認したい意図の両方に応えることが可能となる。

本発明によれば、血圧値の時系列データから血圧サージを検出することができる技術を提供することができる。

第１の実施形態に係る血圧データ処理装置を示すブロック図。 図１に示した血圧測定装置の一例を示すブロック図。 図２に示した血圧測定部を示す側面図。 図２に示した血圧測定部を示す断面図。 図２に示した血圧測定部を示す平面図。 図５に示した各圧力センサによって測定される圧力の波形を示す図。 スライド窓の一例を示す図。 第１ピークのデータを出力する処理手順の一例を示すフローチャート。 スパイクノイズ除去の例を示す図。 大変動ノイズ除去の例を示す図。 図８に示した繰り返し処理を詳細に示すフローチャート。 第１の実施形態に係る血圧データ処理装置による血圧サージの検出結果を示す図。 第２の実施形態に係る血圧データ処理装置を示すブロック図。 第２ピークのデータを出力する処理手順の一例を示したフローチャート。 （ａ）は比較的短い時間をかけて発生するサージを示す図、（ｂ）は比較的長い時間をかけて発生するサージの例を示す図。 サージの検出漏れの例を示す図。 （ａ）は、サージ点の前の時点における最大の極大値の探索を示す図、（ｂ）は、サージ点の後の時点における最大の極大値の探索を示す図。 第３の実施形態に係る血圧データ処理装置を示すブロック図。 可視化部による表示例を示す図。 可視化部から出力される可視化ファイルの例を示す図。 血圧データ処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０を概略的に示している。図１に示すように、血圧データ処理装置１０は、被測定者の血圧を測定する血圧測定装置２０において得られた血圧値の時系列データ１１を処理するものである。血圧データ処理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータまたはサーバなどのコンピュータ上に実装されることができる。

まず、図２から図６を参照して血圧測定装置２０について説明する。第１の実施形態では、血圧測定装置２０は、被測定者の手首に装着されるウェアラブル装置であり、トノメトリ法により被測定者の橈骨動脈の圧脈波を測定する。ここで、トノメトリ法とは、皮膚の上から動脈を適切な圧力で押圧して動脈に扁平部を形成し、動脈内部と外部とのバランスがとれた状態で圧力センサにより非侵襲的に圧脈波を計測する方法をいう。トノメトリ法によれば、一心拍ごとの血圧値を得ることができる。

図２は、第１の実施形態に係る血圧測定装置２０を概略的に示している。図２に示すように、血圧測定装置２０は、血圧測定部２１、加速度センサ２４、記憶部２５、入力部２６、出力部２７、および制御部２８を備える。制御部２８は、血圧測定装置２０の各部を制御する。制御部２８の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがＲＯＭ（Read-Only Memory）などのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されている制御プログラムを実行することにより実現されることができる。

血圧測定部２１は、被測定者の圧脈波を測定し、圧脈波の測定結果を含む血圧データを生成する。図３は、血圧測定部２１が図示しないベルトによって被測定者の手首Ｗｒに装着された状態を示す側面図であり、図４は、血圧測定部２１の構造を概略的に示す断面図である。図３および図４に示すように、血圧測定部２１は、センサ部２２および押圧機構２３を備える。センサ部２２は、橈骨動脈ＲＡが内部に存在する部位（この例では手首Ｗｒ）に接触するように配置される。押圧機構２３は、センサ部２２を手首Ｗｒに対して押圧する。

図５は、センサ部２２の手首Ｗｒと接触する側の面を示している。図５に示すように、センサ部２２は、１以上の（この例では２つの）圧力センサアレイ２２１を備え、圧力センサアレイ２２１の各々は、方向Ｂに沿って配列された複数の（例えば４６個の）圧力センサ２２２を有する。方向Ｂは、血圧測定装置２０が被測定者に装着された状態において橈骨動脈の伸びる方向Ａと交差する方向である。圧力センサ２２２には、チャンネル番号が付与されている。圧力センサ２２２の配置は図５に示す例に限定されない。

各圧力センサ２２２は、圧力を測定して圧力データを生成する。圧力センサとしては、圧力を電気信号に変換する圧電素子を用いることができる。サンプリング周波数は、例えば、１２５Ｈｚである。図６に示すような圧力波形が圧力データとして得られる。圧脈波の測定結果は、圧力センサ２２２の中から適応的に選択された１つの圧力センサ（アクティブチャンネル）２２２から出力された圧力データに基づいて生成される。一心拍分の圧脈波の波形における最大値は収縮期血圧（ＳＢＰ；Systolic Blood Pressure）に対応し、一心拍分の圧脈波の波形における最小値は拡張期血圧（ＤＢＰ；Diastolic Blood Pressure）に対応する。血圧データは、圧脈波の測定結果とともに、圧力センサ２２２それぞれから出力される圧力データを含むことができる。なお、圧脈波の測定結果は、血圧測定装置２０において生成されずに、血圧データ処理装置１０によって圧力データに基づいて生成されてもよい。

押圧機構２３は、例えば、空気袋と空気袋の内圧を調整するポンプとを含む。ポンプが空気袋の内圧を高めるように制御部２８によって駆動されると、空気袋の膨張により圧力センサ２２２が手首Ｗｒに押し当てられる。なお、押圧機構２３は、空気袋を用いた構造に限定されず、圧力センサ２２２を手首Ｗｒに押し当てる力を調整できるいかなる構造により実現されてもよい。

加速度センサ２４は、血圧測定装置２０に作用する加速度を検出して加速度データを生成する。加速度センサ２４としては、例えば、三軸加速度センサを用いることができる。加速度の検出は、血圧測定と並行して実行される。

記憶部２５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。例えば、記憶部２５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および補助記憶装置を含む。ＲＯＭは、上述した制御プログラムを記憶する。ＲＡＭはＣＰＵによってワークメモリとして使用される。補助記憶装置は、血圧測定部２１によって生成された血圧データおよび加速度センサ２４によって生成された加速度データを含む各種データを記憶する。補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリを含む。補助記憶装置は、血圧測定装置２０に内蔵された記憶媒体、メモリーカードなどのリムーバブルメディア、またはこれら両方を含む。

入力部２６は、被測定者からの指示を受け付ける。入力部２６は、例えば、操作ボタン、タッチパネルなどを含む。出力部２７は、血圧測定結果などの情報を出力する。出力部２７は、例えば、液晶表示装置などの表示装置を含む。

上述した構成を有する血圧測定装置２０は、血圧データと加速度データとを含む測定データを出力する。

次に、本実施形態に係る血圧データ処理装置１０による血圧サージ検出について説明する。

第１の実施形態において、血圧データ処理装置１０は、血圧測定装置２０から取得した測定データに基づく血圧値の時系列データ１１を処理することによって、血圧サージに関する第１ピークのデータ１８を出力する。時系列データ１１として本実施形態では収縮期血圧（ＳＢＰ）の値を用いることとするが、これに限定されない。血圧値の時系列データ１１として、血圧サージを捉えることが可能な他の値を用いてもよい。例えば拡張期血圧（ＤＢＰ）や、脈圧（ＰＰ; Pulse Pressure）を用いてもよい。

本実施形態に係る血圧データ処理装置１０は、拍単位の血圧値の時系列データ１１に対し、スライド窓（Sliding Window）を適用して血圧サージのピークを同定する。なお、時系列データ１１は、厳密に拍単位の血圧値データである必要はない。また、以下の説明では「スライド窓」のことを「窓枠」とも称するが、これらの語は同じ意味で用いる。

第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０から出力される血圧サージのピークのことを「第１ピーク」と称し、後述する第２の実施形態に係る血圧データ処理装置１０から出力される血圧サージのピークのことを「第２ピーク」と称する。第１ピークと第２ピークの相違点については第２の実施形態において説明する。

図７は、血圧値の時系列データ１１に適用されるスライド窓の一例を示している。同図に示すスライド窓ＳＷは、時間軸に沿って拍単位で移動（滑走）する。その時間軸上の移動幅は、例えば１拍に相当する。またスライド窓ＳＷは、時間軸に沿って一定の窓幅Ｗｓを持つ。窓幅Ｗｓは、例えば１５拍の長さに相当する。窓幅Ｗｓは、移動するスライド窓ＳＷごとに血圧値のピーク候補を抽出するときの、ピーク検出区間の長さに対応する。図７は、ある時点のスライド窓ＳＷに含まれる血圧値の時系列データ１１の波形を示している。スライド窓ＳＷに対し、その時系列データ１１の部分が血圧サージであるか否かを、血圧値の特徴量に基づいて判定する。

特徴量は、例えば、スライド窓ＳＷ内のＳＢＰの最大値を与える点Ｐ（「最大点」とも称する）と、この点Ｐよりもスライド窓ＳＷにおける前の時点においてＳＢＰの最小値を与える点Ｂ（「最小点」とも称する）との差Ｆとする。このような差Ｆは、スライド窓ＳＷにおけるＳＢＰの変動量に相当する。なお、特徴量はＳＢＰの変動量のみに限定されない。スライド窓ＳＷについて特徴量が算出されると、この特徴量が判定基準を満たすかどうかが判定される。

判定基準として、上述したＳＢＰの差Ｆと比較可能な値が用いられる。例えば、判定基準は２０［ｍｍＨｇ］である。判定基準値はこの値に限定されない。例えば判定基準を１５［ｍｍＨｇ］としてもよい。判定基準を満たす場合、少なくとも点Ｐの時刻（すなわちサージのピーク時刻）を判定結果として保持する。判定結果は、ピーク時刻のみならず、サージの開始時刻、サージの終了時刻、ピーク時のＳＢＰ、その他特徴量を含んでもよい。

各スライド窓ＳＷについての判定結果は、ピーク検出区間ごとのピーク候補としてメモリに記憶される。時間軸方向に移動するスライド窓ＳＷの各時点の判定結果、すなわちピーク検出区間ごとのピーク候補は統合され、少なくとも１つの第１ピークが特定される。具体的には、同一時刻において一定の数以上のピーク候補が得られているならば、その時刻を第１ピークの時刻とする。ピーク周辺において、各スライド窓ＳＷは同一のピークを出力すると考えられる。

ここで、一定の数は例えば「５」である。拍単位の時系列データを用い、スライド窓ＳＷが１拍単位で移動する本実施形態において、この一定の数のことを「統合拍」と称する。なお、統合拍は５に限定されず、ピークの検出精度と処理速度を勘案して適宜定められる。

なお、スライド窓ＳＷを用いた上記の処理は、次のように変形してもよい。
例えば、ＳＢＰの最大点をピーク候補とする。この場合、スライド窓ＳＷの滑走にともなう各処理において、ＳＢＰの変動量を判定基準と照合する処理を行うことなく、ＳＢＰの最大点をそのままピーク候補とする。最終的に、スライド窓ＳＷごとのＳＢＰの最大点を統合拍数で統合することにより、第１ピークを特定する。

以下、第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の構成について説明する。

図１に示すように、血圧データ処理装置１０は、前処理部１２、ピーク検出区間設定部１３、特徴量算出部１４、ピーク候補抽出部１５、第１ピーク特定部１６、およびデータ出力部１７を備える。なお、上記変形例のように判定基準との照合を行わずＳＢＰの最大点をそのままピーク候補とする場合には、ピーク候補抽出部１５を構成要素から省くことができる。すなわち、特徴量算出部１４からピーク候補が出力されることになる。

血圧データ処理装置１０は、血圧測定装置２０において得られた測定データに基づく血圧値の時系列データ１１を保持する。血圧値の時系列データ１１は、リムーバブルメディアによって血圧測定装置２０から血圧データ処理装置１０へ提供されてもよい。あるいは、通信（有線通信または無線通信）によって血圧測定装置２０から血圧データ処理装置１０へ血圧値の時系列データ１１が提供されてもよい。

前処理部１２は、血圧測定装置２０から取得した血圧値の時系列データ１１に移動平均などを用いた平滑化、ノイズ除去、ローパスフィルタを用いた高周波成分除去等の前処理を施す。

ピーク検出区間設定部１３は、前処理部１２によって前処理が施された時系列データ１１においてピーク検出区間を設定する。

特徴量算出部１４は、ピーク検出区間設定部１３により設定されたピーク検出区間における収縮期血圧（ＳＢＰ）、拡張期血圧（ＤＢＰ）、脈圧（ＰＰ）のいずれかに基づく特徴量を算出する。特徴量算出部１４は、例えば、スライド窓ＳＷ内のＳＢＰの最大値を与える点Ｐと、この点Ｐよりもスライド窓ＳＷにおける前の時点においてＳＢＰの最小値を与える点Ｂとの差Ｆを特徴量として算出する。

ピーク候補抽出部１５は、特徴量算出部１４によって算出された特徴量に判定基準を適用することにより、ピーク検出区間ごとのピーク候補を抽出する。なお、上記変形例のように特徴量（変動量）と判定基準との照合を行わない場合に、ピーク候補抽出部１５が何も処理を行わないようにしてもよい。

ピーク候補抽出部１５によりピーク検出区間ごとのピーク候補が抽出されると、第１ピーク特定部１６は、当該ピーク候補から少なくとも１つの第１ピークを特定する。第１ピーク特定部１６は、同一時刻に例えば５以上のピーク候補が得られているならば、その時刻を第１ピークの時刻とする。

データ出力部１７は、第１ピーク特定部１６によって特定された第１ピークのデータ１８を出力する。第１ピークのデータ１８は、第１ピークの時刻と、その時刻における第１ピークの血圧値（本実施形態ではＳＢＰの値）を含む。

次に、第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の動作について説明する。図８は、第１ピークのデータを出力する処理手順の一例を示したフローチャートである。

ステップＳ１において、前処理部１２は、血圧測定装置２０から取得した血圧値の時系列データ１１に移動平均などを用いた平滑化、ノイズ除去、ローパスフィルタを用いた高周波成分除去等の前処理を施す。

図９に、ノイズ除去の一種であるスパイクノイズ除去の例を示す。血圧値の時系列データ１１にはスパイクノイズが含まれることがある。スパイクノイズ除去では、スパイクの高さｈ_ｓが大きく、スパイク端点の差ｄｓが小さい血圧値を除去する。例えば、ｈ_ｓ≧１３［ｍｍＨｇ］でかつｄ_ｓ≦７［ｍｍＨｇ］を満たす血圧値を時系列データ１１から除去する。図９の左側の例において、白丸は除去対象の血圧値である１点スパイクノイズを示している。図９の右側の例において、白丸は除去対象の血圧値である２点スパイクノイズを示している。なお、図９に示したスパイクノイズの波形を上下反転したものをスパイクノイズとして除去対象としてもよい。血圧値が除去されたデータ点には、その前後のデータ点の血圧値に基づいて算出された補間値が与えられてもよい。

図１０に、大変動ノイズ除去の例を示す。血圧値の時系列データ１１には、血圧サージ以外の何らかの理由により、血圧値が大きく変動するノイズが含まれることがある。大変動ノイズ除去では、拍の前後における血圧値の差ｈ_Ｌが一定値以上となる場合に、その血圧値を時系列データ１１から除去する。例えば、変動量がｈ_Ｌ≧２０［ｍｍＨｇ］の条件を満たす血圧値を大変動ノイズとして時系列データ１１から除去する。図１０の左側の例において、白丸は血圧値が下降傾向にある場合の除去対象を示しており、図１０の右側の例において、白丸は血圧値が上昇傾向にある場合の除去対象を示している。血圧値が除去されたデータ点には、その前後のデータ点の血圧値に基づいて算出された補間値が与えられてもよい。

次に、窓枠ごとの繰り返し処理が実行される。窓枠は、時間軸に沿って拍単位で移動する。ステップＳ２において、窓枠内の変動量が判定基準を超える時刻を保持する。具体的には、ピーク検出区間設定部１３により設定されたピーク検出区間における収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を特徴量算出部１４が算出する。ピーク候補抽出部１５は、この特徴量が判定基準（ここでは２０［ｍｍＨｇ］）を超える場合に最大点の時刻をピーク候補として保持する。時間軸に沿って窓枠を移動しながら、ステップＳ２の実行が繰り返される。窓枠の移動（スライド）に伴い、ピーク検出区間設定部１３は、拍の位置を次の拍の位置にずらすことによりピーク検出区間を設定する。時系列データ１１において最後の拍の位置までステップＳ２の処理が繰り返され、最終的に窓枠結果データが出力される（ステップＳ３）。

次に、第１ピークを特定するために、ステップＳ３によって出力された窓枠結果データを対象とする繰り返し処理が実行される。ステップＳ４において、第１ピーク特定部１６は、窓枠結果データにおいて同一時刻に例えば５以上のピーク候補が得られているならば、その時刻を第１ピークの時刻として保持する。すべての窓枠結果データについてステップＳ４が実行される。最終的に、同一時刻が統合拍以上続くときのすべての時刻（すなわち第１ピーク）が特定される。

次に、ステップＳ５においてサージ判定が行われる。ここでは、第１ピーク検出結果の絞り込みを行う。第１ピーク特定部１６は、時系列データ１１の波形形状、時間情報、周波数情報の少なくとも１つに基づく別の特徴量によって第１ピーク検出結果の絞り込みを行う。別の特徴量は、血圧サージの上昇時間、下降時間、面積、相関係数を含む。

例えば近接する２つの第１ピークが検出されており、両者のＳＢＰの値がほぼ同じである場合に、ＳＢＰが大きい方の第１ピークを採用し、他方の第１ピークを不採用とすることで絞り込みを行ってもよい。また、特徴量算出部１４が特徴量（変動量）を算出する際に用いる最小点（サージ開始点）の条件を強めてもよい。具体的には、ＳＢＰの最小値に代えて、血圧値が安定している点をサージ開始点としてもよい。この場合、よりサージらしい事例を抽出することができる。さらに、サージ開始点から最大点までの上昇傾向を示す相関係数を算出し、算出した相関係数に基づいて第１ピーク検出結果の絞り込みを行ってもよい。具体的には、サージ開始点から最大点までの時間とＳＢＰとの関係性を相関係数として算出し、相関係数が所定の閾値を超える場合に第１ピークをサージと判定し、相関係数が所定の閾値を下回る場合に第１ピークを非サージと判定することができる。このようなサージ判定は、その他得られるＳＢＰやＤＢＰの特徴量、圧脈波（例えば１２５Ｈｚ単位で記録されたデータ）の特徴量を用いて行われてもよい。

そしてステップＳ６においては、血圧サージの検出結果として第１ピークのデータ１８がデータ出力部１７から出力される。

なお、図８に示した処理は、窓枠内変動量を判定基準と照合するステップＳ２の繰り返し処理を行ったのち、同一時刻のピーク候補を統合するステップＳ４の繰り返し処理を行ってサージを判定するものとして説明したが（バッチ処理）、これら２つの繰り返し処理をほぼ同時に実行するリアルタイム処理によってサージを判定してもよい。

図１１は、図８に示した繰り返し処理を詳細に示すフローチャートである。ステップＳ２１〜ステップＳ２８において、窓枠ごとの繰り返し処理が実行される。この処理は、図８のステップＳ２をより詳細に示したものである。まず、今回の繰り返し処理の対象となる窓枠、すなわちピーク検出区間が設定される（ステップＳ２１）。本実施形態において、ピーク検出区間の長さは窓枠の幅である１５拍に等しい。次に、血圧値の時系列データ１１について、処理対象の窓枠内でＳＢＰの最大値を与える最大点が特定される（ステップＳ２２）。続いて、ピーク検出区間においてこの最大点よりも前の時点にデータが存在するか否かが判定される（ステップＳ２３）。最大点前の時点のデータが存在すると判定されたならばステップＳ２４に進み、存在しないと判定されたならばステップＳ２９に進む。

最大点前の時点のデータが存在する場合、今回の処理対象のピーク検出区間内に最小点の算出区間を設定し（ステップＳ２４）、同区間内のＳＢＰの最小点を特定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２２において特定されたＳＢＰの最大点と、ステップＳ２５において特定されたＳＢＰの最小点とに基づいて、処理対象の窓枠におけるＳＢＰの変動量が算出される（ステップＳ２６）。変動量は、例えばＳＢＰ（ｍａｘ＿ｔｉｍｅ）−ＳＢＰ（ｍｉｎ＿ｔｉｍｅ）で表される。このＳＢＰの変動量は、血圧値の時系列データ１１において処理対象である窓枠内の変動量である。

次に、ステップＳ２６において算出された変動量が判定基準である２０［ｍｍＨｇ］を超えているかどうかを判定する（ステップＳ２７）。変動量が２０［ｍｍＨｇ］を超える場合にはステップＳ２８に進み、変動量が２０［ｍｍＨｇ］を超えていない場合にはステップＳ２９に進む。ステップＳ２８においてＳＢＰの最大点の時刻を第１ピーク点候補としてメモリに保持したのち、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２１では、処理対象の窓枠を更新し、すなわちピーク検出区間を次の拍位置にずらし、ステップＳ２２以降の処理を実行する。

なお、上述した判定基準との照合を行わずＳＢＰの最大点をそのままピーク候補とする変形例を採用する場合には、ステップＳ２３〜ステップＳ２７をスキップする。もしくは、ステップＳ２３〜ステップＳ２６により変動量の算出までを実行し、ステップＳ２７において判定基準を便宜的な値０［ｍｍＨｇ］に設定することで強制的にステップＳ２８に進んでもよい。

ステップＳ２９においては、時刻を欠損と設定する。つまり、第１ピーク点の候補は得られないと判定し、処理対象の窓枠を次の窓枠に更新する。

最後の窓枠まで処理が完了したら、窓枠結果データを出力する（ステップＳ３０）。窓枠結果データは、第１ピーク点候補のＳＢＰの値と、当該第１ピーク点候補の時刻とを含む。

続いて、ステップＳ３１〜ステップＳ３３において、窓枠結果データごとの繰り返し処理が実行される。この処理は、図８に示したステップＳ４をより詳細に示したものである。ここでは、同一時刻の第１ピーク点候補が統合拍以上継続しているか否かが判定される（ステップＳ３１）。統合拍は、本実施形態では５としている。統合拍以上継続していると判定されたならば、当該第１ピーク点候補を第１ピーク点とする（ステップＳ３２）。ステップＳ３１において、同一時刻の第１ピーク点候補が統合拍以上継続していないと判定されたならば、ステップＳ３２をスキップし、次の窓枠結果データについて同様の処理を繰り返す。最後の窓枠結果データまで処理が完了すると、第１ピーク点データを出力する（ステップＳ３３）。第１ピーク点のデータは、図１に示した第１ピークのデータ１８のことであり、第１ピーク点のＳＢＰの値と、当該第１ピーク点の時刻とを含む。

図１２は、第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０による血圧サージの検出結果を示す図である。同図には、血圧値の時系列データ１１の波形とともに第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０によって検出された複数の第１ピーク点Ｐ１〜Ｐ７が血圧サージとして検出された場合が示される。

血圧サージは、必ずしも周期的に発生せず、血圧値の上昇量や上昇時間も様々であるという特徴があるが、本実施形態によれば、このような血圧サージを検出することができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、血圧値の時系列データ１１において判定基準を満たす複数のピーク候補を統合して血圧値の第１ピークを特定することができる。したがって、第１ピークとして血圧サージを検出することができる。また第１の実施形態によれば、拍単位の血圧値の時系列データ１１に基づいて、高精度に血圧サージを検出することができ、一定周期では現れない血圧サージや、様々なパタンをもつ血圧サージをロバストに検出することができる。サージ検出に用いる特徴量を、ピーク検出区間におけるＳＢＰの最大値と、当該ピーク検出区間における当該最大値よりも前の時点のＳＢＰの最小値との差とすることにより、ピーク検出区間におけるＳＢＰの最大値の変動量に基づいて血圧値が急激に上昇する血圧サージを検出することができる。

（第２の実施形態）
図１３は、第２の実施形態に係る血圧データ処理装置を示すブロック図である。第２の実施形態に係る血圧データ処理装置１０は、第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の構成要素に探索部３０を付加したものである。探索部３０は、第１ピーク前のピーク検出部３１と、第１ピーク後のピーク検出部３２と、血圧サージ判定部３３と、データ出力部３４とを含む。

探索部３０は、第１ピークを表す時系列データ１１に対し、血圧サージに相当する第２ピークの探索を行う。探索処理の結果、第２ピークのデータ３５が出力される。

第１の実施形態は、血圧値の時系列データ１１から第１ピークのデータ１８を出力するものであった。具体的には、時系列データ１１に対してスライド窓を用い、窓枠ごとにＳＢＰの変動量を算出してこれを血圧サージの判定基準と照合し、窓枠ごとの第１ピークの候補を含む複数の判定結果を統合することによって第１ピークを特定し、少なくとも１つの第１ピークのデータ１８を出力するものであった。

一方、第２の実施形態では、探索部３０が血圧値の時系列データ１１において第１ピークを含む探索範囲の前後少なくともいずれかの時点における血圧値データの極大値を探索することにより、少なくとも１つの第２ピークを検出するように構成されている。このような第２の実施形態によれば、極大値の探索が行われることにより、第１ピークのみを特定する場合に比べて、より多くのピークをさらに検出することが可能であって、第１ピークよりも前の時点の第２ピークや、第１ピークよりも後の時点の第２ピークとして血圧サージを検出することが可能になる。

第２の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の動作について説明する。図１４は、第２ピークのデータを出力する処理手順の一例を示したフローチャートである。

ステップＳ１００において、探索部３０は第１ピークの検出結果であるデータ１８を取得する。第１ピークの検出に用いる窓枠の幅は、様々なタイプのサージを検出することができるように十分に大きく設定することが望ましい。血圧サージは、図１５（ａ）に示すように比較的短い時間Ｔ１（例えば１０秒）をかけて発生するものや、図１５（ｂ）に示すように比較的長い時間Ｔ２（例えば２５秒）をかけて発生するものがあり、サージのパタンは様々であることから、検出のためのテンプレートを定めることが困難である。長い血圧サージを検出するために窓枠の幅を大きくすることは、図１６に示すようなサージＰ１、Ｐ２が比較的に短い時間間隔で発生している場合、一方のみが検出されることとなる。第２の実施形態は、第１ピークの検出に用いる窓枠の幅を十分に大きくしても、第１ピークの前後の極大値探索により第２ピークを検出することができる。

次に、探索部３０は、第１ピークの検出結果ごとの繰り返し処理Ｌ１を実行する。繰り返し処理Ｌ１において、まずステップＳ１０１において、探索部３０は、今回の繰り返し処理Ｌ１における処理対象の第１ピークすなわちサージ検出点について、第２ピークを探索する範囲を設定する。次に、第１ピーク前のピーク検出部３１は、繰り返し処理Ｌ２を実行する。ここでは、処理対象のサージ検出点から、ステップＳ１０１において設定された探索範囲の開始点まで遡ることで極大値を探索する。具体的には、まずステップＳ１０２において、サージ点の前の時点で最大の極大値が存在するか否かを判定する。図１７（ａ）に、サージ点の前の時点における最大の極大値の探索を示す。サージ点Ｓ１の前の極大値Ｓ２が探索される。最大の極大値が存在しない場合には、繰り返し処理Ｌ２を抜ける。ステップＳ１０２において最大の極大値が存在すると判定されたならば、ステップＳ１０３において当該極大値の前の時点における極小値を算出する。次に、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において探索された極大値とステップＳ１０３において算出された極小値との差が閾値Ｔｈを超えるか否かを血圧サージ判定部３３が判定する。閾値Ｔｈを超える場合には、血圧サージ判定部３３は極大値の時刻をサージ時刻（第２ピーク）として保持する（ステップＳ１０５）。閾値Ｔｈを超えない場合には、ステップＳ１０５をスキップして繰り返し処理Ｌ２を継続する。

繰り返し処理Ｌ２が完了すると、第１ピーク後のピーク検出部３２が繰り返し処理Ｌ３を実行する。ここでは、処理対象のサージ検出点から、ステップＳ１０１において設定された探索範囲の終了点まで時間軸に沿って進むことで極大値を探索する。図１７（ｂ）に、サージ点の後の時点における最大の極大値の探索を示す。サージ点Ｓ１の後の極大値Ｓ２が探索される。

具体的には、まずステップＳ１０６において、サージ点の後の時点で最小の極小値が存在するか否かを判定する。最小の極小値が存在しない場合には、繰り返し処理Ｌ３を抜ける。ステップＳ１０６において最小の極小値が存在すると判定されたならば、ステップＳ１０７において当該極小値の後の時点における極大値を算出する。次に、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７において探索された極大値とステップＳ１０６において算出された極小値との差が閾値Ｔｈを超えるか否かを血圧サージ判定部３３が判定する。閾値Ｔｈを超える場合には、血圧サージ判定部３３は極大値の時刻をサージ時刻（第２ピーク）として保持する（ステップＳ１０９）。閾値Ｔｈを超えない場合には、ステップＳ１０９をスキップして繰り返し処理Ｌ３を継続する。

ステップＳ１１０において、データ出力部３４は、血圧サージ判定部３３によって判定されたサージ時刻として第２ピークのデータ３５を出力する。したがって、第２ピークのデータ３５が第１ピークのデータ１８（ステップＳ１００の検出結果）に追加出力されることになる。なお、第２ピークのデータ３５は、ピーク時刻のみならず、サージの開始時刻、サージの終了時刻、ピーク時のＳＢＰ、その他特徴量を含んでもよい。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、極大値の探索が行われることにより、第１ピークのみを特定する場合に比べて、より多くのピークをさらに検出することが可能であって、第１ピークよりも前の時点の第２ピークや、第１ピークよりも後の時点の第２ピークとして血圧サージを検出することが可能になる。言い換えると、窓枠の幅に対して短い時間間隔で続けて発生するサージを検出することが可能になる。

（第３の実施形態）
図１８は、第３の実施形態に係る血圧データ処理装置を示すブロック図である。第３の実施形態は、第２の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の構成に対し、血圧サージの検出結果である可視化ファイル４０を出力する可視化部４１を追加したものである。可視化部４１は、時系列データ１１において第１ピークとして検出された血圧サージと、第２の実施形態の探索部３０によって第２ピークとして検出された血圧サージとを区別して表示する。

第１の実施形態に係る血圧データ処理装置１０の構成に可視化部４１を追加してもよい。第１の実施形態では第２ピークの検出を行わないので、可視化部４１は第１ピークと第２ピークの区別表示を行い得ないが、通常表示において、可視化部４１は血圧サージとして検出された第１ピークを時系列データ１１上に表示する。

通常表示に関して、第３の実施形態の可視化部４１は、血圧サージとして検出された第１ピークのみ、第２ピークのみ、または第１ピークおよび第２ピークの両方を区別しないで時系列データ１１上に表示する。

図１９は、可視化部４１による区別表示の例を示している。血圧値の時系列データ１１の波形表示において、血圧サージＳ１、Ｓ３、Ｓ４は第１ピークとして検出されたものであり、血圧サージＳ２は第２ピークとして探索部３０による探索処理によって検出されたものであることが区別して表示される。第２の実施形態において説明したように、第１ピークの検出に適用される窓枠の幅は、長いサージを検出できるように大きく設定されたものである。

図２０は、可視化部４１から出力される可視化ファイル４０の例を示したものである。可視化ファイル４０は、列項目として、サージＮｏ．、ピーク時刻、開始時刻、終了時刻、ピークＳＢＰ、その他特徴量を含んでおり、探索によって検出されたものであるか否かを真偽値（Ｔ（ｒｕｅ）／Ｆ（ａｌｓｅ））によって表す列項目（詳細探索）を含んでいる。例えば、可視化ファイル４０の「詳細探索」において、「Ｔ」を選択してフィルタ処理すれば、探索によって検出されたサージだけを抽出することができる。

このような第３の実施形態では、観察者であるユーザが、比較的長い時間を要して発生した第１ピークの検出結果、つまり比較的長い血圧サージを確認したい意図と、同ユーザが、ピークの詳細な検出結果、すなわち長い血圧サージの前後に発生し、上記探索によって第２ピークとして検出された血圧サージを確認したい意図の両方に応えることが可能となる。なお、図２０の例は血圧サージＳ１〜Ｓ４を同時に表示するものとしたが、探索処理による血圧サージＳ２を非表示としたり、逆に、血圧サージＳ２のみを表示させるなどの表示切替が可能な構成としてもよい。

次に、図２１を参照して血圧データ処理装置１０のハードウェア構成例について説明する。

血圧データ処理装置１０は、ＣＰＵ１９１、ＲＯＭ１９２、ＲＡＭ１９３、補助記憶装置１９４、入力装置１９５、出力装置１９６、および送受信器１９７を備え、これらがバスシステム１９８を介して互いに接続されている。血圧データ処理装置１０の上述した機能は、ＣＰＵ１９１がコンピュータ読み取り可能な記録媒体（ＲＯＭ１９２および／または補助記憶装置１９４）に記憶されたプログラムを読み出し実行することにより実現されることができる。ＲＡＭ１９３は、ＣＰＵ１９１によってワークメモリとして使用される。補助記憶装置１９４は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＤＤ）を含む。補助記憶装置１９４は、図１等に示した時系列データ１１を記憶する記憶部として使用される。入力装置は、例えば、キーボード、マウス、およびマイクロフォンを含む。出力装置は、例えば、液晶表示装置などの表示装置およびスピーカを含む。送受信器１９７は、他のコンピュータとの間で信号の送受信を行う。例えば、送受信器１９７は、血圧測定装置２０から測定データを受信する。

（他の実施形態）
第１の実施形態では、血圧データ処理装置は血圧測定装置とは別に設けられている。他の実施形態では、血圧データ処理装置の構成要素の一部または全部が血圧測定装置に設けられていてもよい。

血圧測定装置は、トノメトリ法による血圧測定装置に限らず、血圧を連続的に測定できる任意のタイプの血圧測定装置であってもよい。例えば、動脈を伝播する脈波の伝播時間である脈波伝播時間（ＰＴＴ；Pulse Transit Time）を非侵襲的に測定し、測定した脈波伝播時間に基づいて血圧値（例えば収縮期血圧）を推定する血圧測定装置を用いてもよい。また、容積脈波を光学的に測定する血圧測定装置を用いてもよい。また、超音波を用いて非侵襲的に血圧を測定する血圧測定装置を用いてもよい。

血圧測定装置２０は、ウェアラブル装置に限らず、被測定者の上腕を固定台に載置した状態で血圧測定を行うような据え置き型装置であってもよい。ウェアラブルの血圧測定装置は被測定者の動きを拘束しないが、センサ部２２が測定に適した配置から逸脱しやすい。

ピーク検出区間設定部１３は、時系列データ１１におけるピーク検出区間の設定に加速度データを用いてもよい。例えば、加速度データに基づいて被測定者の体動を検出する処理を行い、ピーク検出区間設定部１３は、体動が検出された時間区間をピーク検出区間から除外してもよい。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
プロセッサと、
プロセッサに結合されたメモリと、
を具備し、
前記プロセッサは、
血圧値の時系列データを取得し、
前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出し、
前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定する、
ように構成された、血圧データ処理装置。

（付記２）
少なくとも１つのプロセッサを用いて、血圧値の時系列データを取得することと、
少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出することと、
少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定することと、
を具備する血圧データ処理方法。

１０…血圧データ処理装置
１１…時系列データ
１２…前処理部
１３…ピーク検出区間設定部
１４…特徴量算出部
１５…ピーク候補抽出部
１６…ピーク特定部
１７…データ出力部
１８…第１ピークのデータ
２０…血圧測定装置
２１…血圧測定部
２２…センサ部
２３…押圧機構
２４…加速度センサ
２５…記憶部
２６…入力部
２７…出力部
２８…制御部
３０…探索部
３１…第１ピーク前のピーク検出部
３２…第１ピーク後のピーク検出部
３３…血圧サージ判定部
３４…データ出力部
３５…第２ピークのデータ
４０…可視化ファイル
４１…可視化部
１９１…ＣＰＵ
１９２…ＲＯＭ
１９３…ＲＡＭ
１９４…補助記憶装置
１９５…入力装置
１９６…出力装置
１９７…送受信器
１９８…バスシステム
２２１…圧力センサアレイ
２２２…圧力センサ

Claims (12)

1. 血圧値の時系列データを取得する取得部と、
   前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出する算出部と、
   前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定する特定部と、
   を具備する血圧データ処理装置。
2. 前記特徴量は、前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈圧のいずれかの最大値を含む、請求項１に記載の血圧データ処理装置。
3. 前記特徴量は、前記ピーク検出区間における前記最大値と、当該ピーク検出区間における当該最大値よりも前の時点の前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈圧のいずれかの最小値との差を含む、請求項２に記載の血圧データ処理装置。
4. 前記特徴量に判定基準を適用することにより、前記ピーク検出区間ごとのピーク候補を抽出する抽出部をさらに具備する、請求項３に記載の血圧データ処理装置。
5. 前記ピーク候補は、前記判定基準を満たす前記最大値が得られた時点を含み、
   前記特定部は、同一時点における一定の数以上の前記ピーク候補に基づいて、前記第１ピークを特定する請求項４に記載の血圧データ処理装置。
6. 前記特定部は、前記時系列データの波形形状、時間情報、周波数情報の少なくとも１つに基づく別の特徴量によって前記第１ピークの絞り込みを行う、請求項１乃至５のいずれかに記載の血圧データ処理装置。
7. 前記別の特徴量は、血圧サージの上昇時間、下降時間、面積、相関係数を含む、請求項６に記載の血圧データ処理装置。
8. 前記時系列データとともに前記第１ピークを表示する表示部をさらに具備する、請求項１乃至７のいずれかに記載の血圧データ処理装置。
9. 前記第１ピークを含む探索範囲の前後少なくともいずれかの時点における前記時系列データの極大値を探索することにより、少なくとも１つの第２ピークを検出する探索部をさらに具備する、請求項１乃至７のいずれかに記載の血圧データ処理装置。
10. 前記時系列データとともに前記第１ピークおよび前記第２ピークを表示する表示部と、
    前記第１ピークと前記第２ピークとを区別して表示するように前記表示部を制御する表示制御部とをさらに具備する、請求項９に記載の血圧データ処理装置。
11. 血圧値の時系列データを取得することと、
    前記時系列データに１つ以上のピーク検出区間を設定し、当該ピーク検出区間ごとの収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧のいずれかに基づく特徴量を算出することと、
    前記ピーク検出区間ごとの特徴量から少なくとも１つの第１ピークを特定することと、
    を具備する血圧データ処理方法。
12. コンピュータを、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の血圧データ処理装置として機能させるためのプログラム。