JP3601539B1

JP3601539B1 - 循環器機能測定装置

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Publication number: JP3601539B1
Application number: JP2004093500A
Authority: JP
Inventors: 大輔森川; 章弘道盛
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005278708A; TWI289051B; TW200533317A; WO2005092178A1

Abstract

【課題】動脈硬化を始めとする循環器機能の測定をより高精度に行うことのできる循環器機能測定装置を提供する。
【解決手段】包絡線における高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域において、或る脈波の振幅値ｒ１をとる圧迫圧力ｐ１と境界値ｐαとの差（幅）Ｗ１と、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２において、前記振幅値ｒ１と異なる振幅値ｒ２をとる圧迫圧力ｐ２と前記境界値ｐαとの差（幅）Ｗ２とを特徴量として抽出する。
【選択図】図６

Description

本発明は、生体から得られる脈波に基づいて生体の状態を解析する循環器機能測定装置に関する。

生体は、心臓が律動的に血液を圧し出すことにより動脈中の圧力に変動（脈拍）が生じる。従来、この脈拍によって生じる振動（脈波）の変化（特徴量）を利用して動脈硬化等の循環器機能の状態を検査する技術が知られている。

その技術の一つとして、脈波の検出箇所に加える外圧を変化させたときに、例えば脈波の振幅値が変化することを利用して動脈硬化度に関連する脈波の特徴量を抽出することで、動脈硬化の進行状況を検査するものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

下記特許文献１には、次のような技術が開示されている。すなわち、圧迫圧力を所定の目標圧迫圧力まで昇圧した後、その圧迫圧力を緩やかに減圧させる過程で脈波の振幅を逐次検出し、圧迫圧力と脈波の振幅との関係を導出する。この圧迫圧力と脈波の振幅との関係は、圧迫圧力が平均血圧値と略一致するときに脈波の振幅値が最大となる包絡線を描くものとなる。そして、図４２に示すように、この包絡線において最高血圧値に対応する点と最大振幅値の６３．２％の振幅値をとる点とを結ぶ直線の傾斜角度θを１つ導出し、この傾斜角度θの大小に応じて被測定者の動脈硬化度を決定したり、図４３に示すように、最大振幅値の９０％の振幅値を取る２つの圧迫圧力の差（幅）Ｗと最大振幅値Ｈとの比に応じて被測定者の動脈硬化度を決定したりする技術が開示されている。
特許第２９３８２３８号公報

しかしながら、前述の各従来技術には、循環器機能、特に動脈硬化の測定の精度を向上させる余地があると考えられる。

すなわち、一般に脈波には循環器機能に関する様々な情報、例えば血管の状態や心臓の状態を示す情報が含まれている。血管を例に挙げた場合、血管に作用する圧力を変化させる過程での血管の容積変化に着目したとき、図１０に示すように、一般的にはその血管の容積変化率は一定とはならずに圧力に応じて変化するものとなる。特に、血管に作用する圧力が小さい状態と、血管に作用する圧力が大きい状態とでは、血管の容積変化率が大きく異なる。これは、血管が内膜、中膜及び外膜の、それぞれ弾性特性の異なる３層構造を有しており、前記圧力が小さい状態では、血管壁の伸展性は内膜と中膜の特性に依存し、前記圧力が大きい状態では、血管壁の伸展性は外膜の特性に依存するというように、血管に作用する圧力に応じて伸展性に関わる組織が異なるためである。

したがって、前記従来技術（図４２，図４３）のように、単に或る圧迫圧力時の１つの特徴量（前記傾きθ）や、包絡線全体を総括するような１つの特徴量（前記幅Ｗ）のみを用いて動脈硬化の測定を行う方法では、例えば血管の内膜や中膜に異常を来しているのか、血管の外膜に異常を来しているのかを把握することが困難であり、圧迫圧力に応じて様々な性質を示す血管の情報を十分に得られるとは言い難い。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、動脈硬化を始めとする循環器機能の測定をより高精度に行うことのできる循環器機能測定装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る循環器機能測定装置は、被測定者の身体の所定部位を圧迫する圧力印加手段と、前記圧力印加手段による圧迫圧力を検出する圧力検出手段と、検出される圧迫圧力に基づき、前記圧力印加手段による圧迫圧力を変化させる圧力制御手段と、検出される圧迫圧力に基づき、圧迫圧力を変化させる過程で前記所定部位に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する脈波検出手段と、検出される脈波情報とその検出時の圧迫圧力に係る圧迫圧力情報とを対応付けて記憶する脈波情報記憶手段と、前記脈波情報記憶手段に記憶された脈波情報と前記圧迫圧力情報との対応関係に基づいて形成される包絡線を、所定の圧迫圧力を境界として複数の領域に分割するとともに、前記包絡線全体を１つの領域としてみたときのその全体領域と前記分割された各分割領域とのうち少なくとも２つの領域から当該領域の範囲内であって前記包絡線の形状の特徴を示す圧迫圧力差、傾き及び面積のうちの何れかを特徴量としてそれぞれ抽出する特徴量抽出手段と、抽出された各特徴量に基づき循環器機能の判定を行う循環器機能判定手段とを備えることを特徴とする。

このような循環器機能測定装置及び循環器機能測定方法においては、脈波情報と前記圧迫圧力情報との対応関係に基づいて形成される包絡線を、所定の圧迫圧力を境界として複数の領域に分割するとともに、前記包絡線全体を１つの領域としてみたときのその全体領域と前記分割された各分割領域とのうち少なくとも２つの領域から当該領域の範囲内であって前記包絡線の形状の特徴を示す圧迫圧力差、傾き及び面積のうちの何れかを特徴量としてをそれぞれ抽出し、抽出した各特徴量に基づき循環器機能の判定を行うようにしたから、動脈硬化を始めとする循環器機能の測定をより高精度に行うことができる。

（第１の実施形態）
まず、本発明に係る循環器機能測定装置を用いた循環器機能測定方法について説明する。図１〜図５は、その循環器機能測定方法を説明するための図である。

本実施形態の循環器機能測定方法においては、まず、図１に示すように、例えばゴム製の袋状のカフ１を被測定者の例えば上腕部に巻回した状態で取り付け、カフ１内に空気を供給し、上腕部（上腕動脈）を圧迫していく。そして、そのカフ１内の気圧（以下、圧迫圧力という）が被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力値に達すると、圧迫圧力の微速減圧を行う。

図２は、上腕動脈を圧迫する圧迫圧力の変化を示すグラフであり、横軸は、カフ１による加圧の開始からの経過時間であり、縦軸は、圧迫圧力である。図２の波形２０１が、圧迫圧力が前記所定の圧力値に達するまでの圧迫圧力の変化を示し、図２の波形２０２が、微速減圧時における圧迫圧力の変化を示す。

このようにしてカフ１の微速減圧を行うと、図２に示すように、圧迫圧力が微速減圧される過程で脈波２０３が生じる。この脈波２０３の振幅値を、波形２０２に対応する圧力信号から検出する。図３は、微速減圧過程において逐次検出される心拍毎の脈波の振幅値が圧迫圧力の変化に応じて時系列的に変化していく様子を示すグラフであり、図３に示すように、カフ１内の圧力が変化していくに従って、検出される脈波の振幅値も変化していき、脈波の振幅値は特徴的な変化を示し、山形の包絡線を描く。

図４は、上腕動脈を圧迫するカフ１の微速減圧過程において得られる心拍毎の脈波の最大振幅値を時系列的（すなわち圧迫圧力に応じて並べた時）に得られる包絡線を示すグラフである。例えば被測定者の最高血圧及び最低血圧を含む圧迫圧力の所定範囲において一定速度で減圧したときに得られる圧力信号から脈波の振幅値を抽出して時系列的に（圧迫圧力の圧力値に応じて）並べると、図４に示すような山形の包絡線２０６が得られ、脈波の振幅値は圧迫圧力の変化に伴って変化する。この包絡線２０６は、個人によって特徴的な形状を示し、さらには各種疾患によってその形状が変化することが知られており、図５（ａ）〜（ｅ）にその一例を示す。

圧迫圧力の変化に応じた脈波の振幅値の変化（包絡線の形状）は、圧迫圧力の変化に伴う血管の容積変化、延いては、血管の実際の力学的な特性を反映していることから、特に動脈硬化の程度（進行状況）を示すものと考えられる。従って、包絡線の形状についての特徴を数値化し、その数値化された特徴量に基づいて、動脈硬化度を主とする循環器機能を測定できると考えられる。

例えば、図５（ａ）は、健常者の場合の一例を示し、図５（ｃ）の形状パターンは、図５（ａ）の形状パターンより圧迫圧力が変化した時の血管の容積変化が少ないため、動脈硬化が進行しているか被測定者が高齢であると考えられる。また、図５（ｂ）は、低血圧（最高血圧が低い状態（例えば１００以下の状態））の場合もしくは血管が柔らかい（血管壁の柔軟性及び内圧に起因する外圧に応じた血管壁の追従性の少なくとも一方を含む）場合の包絡線の一例を示し、図５（ｄ）は、心臓に何らかの疾患を有しているものと考えられる場合の包絡線の一例を示し、図５（ｅ）は、高血圧であり且つ動脈硬化が進行しているものと考えられる場合もしくは高齢である場合の包絡線の一例を示す。

本発明者は、このような包絡線を１つ又は複数の圧迫圧力を境界として複数の領域に分割し、各領域における圧迫圧力帯（圧迫圧力の範囲）で特徴量をそれぞれ抽出し、これら複数の特徴量を用いて動脈硬化を主とする循環器機能の測定を行うと、高精度な測定を行うことができることを見出した。以下、この点について説明する。図６〜図８は、本実施形態の循環器機能測定方法において採用する特徴量に関する説明を行うための図である。

本実施形態においては、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力を境界値として、その境界値より高圧側の圧迫圧力帯（以下、高圧側圧迫圧力帯Ｐ１という）に対応する領域と低圧側の圧迫圧力帯（以下、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２という）に対応する領域とに分割し、各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２においてそれぞれ循環器機能を測定するための特徴量を得るようにしている。

すなわち、図６は、包絡線における高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域において、或る脈波の振幅値ｒ１をとる圧迫圧力ｐ１と境界値ｐαとの差（幅）Ｗ１と、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２において、前記振幅値ｒ１と異なる振幅値ｒ２をとる圧迫圧力ｐ２と前記境界値ｐαとの差（幅）Ｗ２とを特徴量として抽出することを示す図である。

また、図７は、包絡線における高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域において、脈波の振幅値がｒ３、圧迫圧力がｐ３となる点における傾きθ１と、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２の領域において、脈波の振幅値ｒ４（≠ｒ３）、圧迫圧力がｐ４となる点における傾きθ２とを特徴量として抽出することを示す図である。

また、図８は、包絡線における高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域において、或る脈波の振幅値ｒ５，ｒ６をとる圧迫圧力ｐ５，ｐ６の圧力差ｔ１と、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２の領域において、前記振幅値ｒ５，ｒ６と異なる振幅値ｒ７，ｒ８をとる圧迫圧力ｐ７，ｐ８の圧力差ｔ２とを特徴量として抽出することを示す図である。

なお、図６〜図８において、各特徴量Ｗ１，Ｗ２，θ１，θ２，ｔ１，ｔ２と対応する脈波の振幅値ｒ１〜ｒ８は、最大振幅値ｒmaxにそれぞれ或る割合が乗算された値であり、この割合は予め統計により導出される。

ここで、循環器機能を測定するための特徴量を得るべく、包絡線を複数の領域に分割する際の境界値を、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力に設定している理由について説明する。

血管を圧迫すると、血管壁には、血液からの圧力（内圧）と外圧（圧迫圧力）が加わることとなる。ここで、圧迫圧力が平均血圧と略一致するとき、血管壁に加わる平均的な内外圧の圧力差（平均血圧−圧迫圧力）は略０となり、無負荷状態となる。このとき、血管のコンプライアンス（脈動に対する血管壁の追従性）が最大となり、一定の脈圧に対する血管の容積変化量は最大となるため、脈波の振幅値が最大となる。

したがって、図９に示すように、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力は平均血圧と略一致する。また、図９に示す包絡線において、平均血圧より左側の領域は、圧迫圧力が平均血圧より大きい領域であり、平均血圧より右側の領域は、圧迫圧力が平均血圧より小さい領域である。

図１０は、圧力差（平均血圧−圧迫圧力）に応じた血管の圧迫部位における容積変化を示すグラフであり、横軸が血管内外圧力差、縦軸が血管の容積である。

図１０に示すように、圧力差が０となる点、すなわち血管壁に作用する合力（血液からの圧力（内圧）と外圧（圧迫圧力）との合力）の向きが変化する点を境として、血管の容積変化特性が大きく異なる。

したがって、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力、すなわち平均血圧を境界として包絡線を複数の領域に分割し、各領域からそれぞれ特徴量を抽出することで、血管壁の状態を該血管壁に作用する力（合力）の向きに応じて検出することができる。よって、従来技術のように単に包絡線全体で１つの特徴量しか得ない場合に比して、動脈硬化の進行状況をより精度よく把握することができる。

以上のようにして得た特徴量、すなわち幅（Ｗ１，Ｗ２）、傾き（θ１，θ２）又は時間（ｔ１，ｔ２）を、下記式（１）における（Ｘ，Ｙ）に代入することで導出される判定値Ｑにより、動脈硬化を主とする循環器機能の測定を行う。
Ｑ＝ａ×Ｘ＋ｂ×Ｙ＋ｃ・・・（１）
なお、ａ，ｂ，ｃは定数であり、統計に基づいて設定される値である。

次に、以上のような循環器機能測定方法を実行する第１の実施形態に係る循環器機能測定装置１００の構成を図１を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態の循環器機能測定装置１００は、カフ１、圧力制御部２、圧力検出部３、脈波検出部４、制御部５、及び循環器機能表示部６を備える。カフ１は、前述のように例えば被測定者の上腕部に巻回した状態で取り付けられるものである。圧力制御部２は、カフ１を加圧するための加圧ポンプおよびカフ１を減圧するための排気弁を備え、制御部５からの制御信号に応じてカフ１の加減圧を行い、被測定者の上腕部への圧迫圧力を調整するものである。圧力検出部３は、例えば図略の圧力センサとＡ／Ｄ変換器とを備え、カフ１の圧力をデジタル信号で示した圧力信号を、脈波検出部４及び制御部５へ出力する。脈波検出部４は、例えば所定のフィルタ回路を備え、例えば圧力検出部３から出力された圧力信号から直流成分等、所定の周波数成分を除去することにより脈波信号を生成し、生成された脈波信号から脈波の振幅を抽出するものである。

制御部５は、循環器機能測定装置１００全体の動作を司るもので、例えば循環器機能測定装置１００の動作を制御するための制御プログラムや循環器機能の状態を判定するための判定プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、プログラムの実行中や実行後に生じるデータを一時的に保管するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成される。

また、前述のような動脈硬化を主とする循環器機能の測定を行うべく、制御部５は、機能的に、脈波検出時圧力算出部５１と、脈波データ記憶部５２と、特徴量抽出圧力帯導出部５３と、特徴量抽出部５４と、循環器機能判定部５５とを有する。

脈波検出時圧力算出部５１は、圧力検出部３及び脈波検出部４から所定の周期で出力される圧迫圧力と脈波の振幅値とを対応させる、換言すれば、横軸を圧迫圧力、縦軸を脈波の振幅値とする２次元座標系に心拍毎の脈波の最大振幅値がプロットされてなる図４に示すような山形の包絡線２０６を生成するものである。

脈波データ記憶部５２は、脈波検出時圧力算出部５１で対応付けられた圧迫圧力と脈波の振幅値とをテーブル形式（前記包絡線）で記憶するものである。

特徴量抽出圧力帯導出部５３は、予め設定されたプログラムにしたがって、特徴量を抽出するための複数の圧迫圧力帯を設定するものである。本実施形態では、特徴量抽出圧力帯導出部５３は、脈波の最大振幅値ｒmaxをとる圧迫圧力を境界値として、その境界値より高圧側の圧迫圧力帯Ｐ１と低圧側の圧迫圧力帯Ｐ２（図６〜図８参照）とを設定する。

特徴量抽出部５４は、特徴量抽出圧力帯導出部５３で設定された各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２における前記特徴量（Ｗ１，Ｗ２）又は（θ１，θ２）又は（ｔ１，ｔ２）を抽出するものである。

循環器機能判定部５５は、例えば動脈硬化、内皮細胞機能障害、高血圧、末梢血管収縮等の循環器機能に関わる状態と、前記特徴量との関係を予め統計的に調査することにより得られた統計データに基づいて、抽出した特徴量に対応して統計的に該当すると推定される循環器機能の状態及びその状態の程度を関連付けた判定テーブルデータを記憶しており、特徴量抽出部５４により抽出された特徴量（Ｗ１，Ｗ２）又は（θ１，θ２）又は（ｔ１，ｔ２）に基づいて、被測定者の循環器機能を判定するものである。循環器機能判定部５５は、例えば動脈硬化については、統計データに基づいて得られた、動脈硬化度と前記判定値Ｑとの関係を示す判定テーブルデータを用いて、抽出した特徴量から前記式（１）により算出される判定値Ｑに対応する動脈硬化度を導出する。動脈硬化度は、例えば１〜１００までの数値で表され、数値が大きいほど動脈硬化が進行していることを示す。

循環器機能表示部６は、例えば液晶表示器等からなる表示装置であり、循環器機能判定部５５から出力された判定結果データを表示するものである。本実施形態の循環器機能測定装置１００は、例えば循環器機能判定部５５により導出された動脈硬化度を示す１〜１００までの数値が循環器機能表示部６に表示されるように構成されている。図１１は、或る被測定者の動脈硬化度が「６５」と測定されたことを示している。

次に、上述のように構成された循環器機能測定装置１００の動作を説明する。図１２は、循環器機能測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図１２に示すように、まず、電源が投入され、図略のスタートスイッチが押下されたことが制御部５によって検出されると、ステップＳＴ１において、圧力制御部２は、制御部５からの制御信号に応じてカフ１内に空気を供給し、上腕部に対する圧迫動作を行う。

次に、ステップＳＴ２において、圧力検出部３は、カフ１の圧力が前記所定の圧力、例えば被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力に達したことを検出すると、制御部５からの制御信号に応じて圧力制御部２によりカフ１の微速減圧を開始する。

次に、ステップＳＴ３において、圧力検出部３は、波形２０２（図２参照）に対応する圧力信号を脈波検出部４へ出力し、脈波検出部４は、図３に示すように、その圧力信号から脈波を検出し、得られた脈波より該脈波の振幅値を検出する。

次に、ステップＳＴ４において、脈波検出時圧力算出部５１は、圧力検出部３及び脈波検出部４から所定の周期で出力される圧迫圧力と脈波の振幅値とを対応させ、脈波データ記憶部５２は、脈波検出時圧力算出部５１で対応付けられた圧迫圧力と脈波の振幅値とをテーブル形式で記憶する。換言すれば、横軸をカフ１の圧迫圧力、縦軸を脈波の振幅値とする２次元座標系に心拍毎の脈波の最大振幅値がプロットされ、図４に示すような山形の包絡線２０６を生成する。

次に、ステップＳＴ５において、特徴量抽出圧力帯導出部５３は、予め設定されたプログラムにしたがい、脈波の最大振幅値ｒmaxをとる圧迫圧力を境界値として、その境界値より高圧側の圧迫圧力帯Ｐ１と低圧側の圧迫圧力帯Ｐ２とを設定する。

次に、ステップＳＴ６において、特徴量抽出部５４は、特徴量抽出圧力帯導出部５３で設定された圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２における特徴量（Ｗ１，Ｗ２）又は（θ１，θ２）又は（ｔ１，ｔ２）をそれぞれ抽出する。

次に、ステップＳＴ７において、循環器機能判定部５３は、前述の式（１）から判定値Ｑを算出し、前記ＲＯＭに記憶されている判定テーブルデータに基づいて、このＱの値に関連付けて記憶されている循環器機能の状態が判定結果として読み出される。

次に、ステップＳＴ８において、圧力制御部２は、制御部５からの制御信号に応じてカフ１内の空気を急速排気し、圧迫圧力が減圧されて被測定者の上腕部に対する圧迫が解除される。そして、ステップＳＴ９において、循環器機能判定部５５は、読み出した循環器機能の状態についての判定結果データを循環器機能表示部６に出力し、循環器機能表示部６は、循環器機能の状態の判定結果（例えば前述の数値化された動脈硬化度）を表示する。

以上のように、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力を境界値として、包絡線をその境界値より高圧側圧迫圧力帯Ｐ１と低圧側圧迫圧力帯Ｐ２とに分割し、各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２においてそれぞれ特徴量を得るようにしたので、動脈硬化を主とする循環器機能の測定を高精度で行うことができる。なお、本発明は、境界値として設定する圧迫圧力は、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力に限られるものではない。

また、前記のようにそれぞれ抽出した特徴量から判定値Ｑを導出し、この判定値Ｑに基づいて循環器機能の測定を行う形態でも循環器機能の測定を高精度で行うことができるが、各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ抽出した特徴量を比較することでも循環器機能に関する診断を行うことができる。

つまり、各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ抽出した特徴量を比較して、例えば外膜には特に問題はないが、内膜及び中膜の硬化・老化が進行しているとか、全体的に血管の硬化が進行しているとかいった情報を得て、病状の進行具合や血管のどの組織に異常を来しているのか等の診断を行うことができる。

また、最大振幅値の９０％の振幅値をとる２つの圧迫圧力の差と最大振幅値との比に応じて被測定者の動脈硬化度を決定するというように、最大振幅値と前記２つの圧迫圧力の差（幅）との割合から動脈硬化度を測定する前述の従来技術の場合、前記最大振幅値は、血管の硬さに関係の無い被測定者の筋肉の厚み等の様々な因子にも影響を受けるため、動脈硬化度の測定精度に限界があるが、本実施形態の図６に示す抽出形態にあっては、前記幅Ｗ１，Ｗ２のみを循環器機能の測定のための特徴量として用いるため、その従来技術より精度よく循環器機能の測定を行うことができる。

なお、特徴量を抽出する他の抽出形態として、例えば図１３に示すように、包絡線における高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域において、或る脈波の振幅値ｒ９をとる圧迫圧力ｐ９と境界値ｐαとの差（幅）Ｗ３と、包絡線の全領域において、前記振幅値ｒ９と異なる振幅ｒ１０をとる２つの圧迫圧力ｐ１０，ｐ１１間の差（幅）Ｗ４とを特徴量として抽出するようにしてもよい。この場合、前記高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域と前記包絡線の全領域とが、特許請求の範囲の請求項１における「少なくとも２つの領域」に相当する。

（第２の実施形態）
本実施形態の循環器機能測定装置１００は、前記第１の実施形態の構成（図１に示す構成）に加えて、検出した脈波の振幅値に基づいて血圧を推定する血圧算出部５６と、血圧算出部５６により算出された各血圧値を表示する血圧値表示部７とをさらに搭載したものである。なお、その他の部分については、第１の実施形態と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。図１４は、第２の実施形態の循環器機能測定装置１００の構成を説明するためのブロック図である。なお、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付している。

詳細には、血圧算出部５６は、制御部５内に備えられ、脈波データ記憶部５２に記憶された圧迫圧力と脈波の振幅値との関係を示す前記包絡線から最高血圧、最低血圧及び平均血圧を算出するものである。血圧算出部５６は、圧迫圧力を微速減圧していく過程で、例えば急激に脈波の振幅値が大きくなる時点（図６の変曲点Ａ）の圧迫圧力を最高血圧とし、包絡線の頂上に対応する圧迫圧力を平均血圧とし、圧迫圧力を微速減圧していく過程で、例えば急激に脈波の振幅値が小さくなる時点（図６の変曲点Ｂ）の圧迫圧力を最低血圧とする。

血圧値表示部７は、血圧算出部５６により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧及び平均血圧）を表示するものである。なお、血圧値表示部７は、前記循環器機能表示部６と同一の表示装置で構成してもよい。

次に、上述のように構成された循環器機能測定装置１００の動作を説明する。図１５は、循環器機能測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。なお、血圧値の測定は、第１の実施形態で説明した循環器機能の判定処理と並行して行われるものであるが、同一説明の重複をできるだけ避けるため、このフローチャートでは、血圧値の測定処理のみを示している。

図１５に示すように、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１４は、前記第１の実施形態のステップＳＴ１〜ＳＴ４と略同様であるので、説明を省略する。

ステップＳＴ１５において、血圧算出部５６は、脈波データ記憶部５２に記憶された圧迫圧力と脈波の振幅値との関係を示す前記包絡線に基づき、前述の算出方法により最高血圧、最低血圧及び平均血圧を算出する。

次に、ステップＳＴ１６において、制御部５からの制御信号に応じて圧力制御部２によりカフ１が急速排気され、カフ１が減圧されて被測定者の上腕部の圧迫が解除される。そして、ステップＳＴ１７において、血圧算出部５６により算出された血圧値を示すデータが血圧値表示部７へ出力され、血圧値表示部７において各血圧値が表示される。

以上の構成により、循環器機能の測定だけでなく血圧の測定も行うことができる循環器機能測定装置を実現することができる。

なお、本実施形態では、最高血圧、最低血圧及び平均血圧の全ての血圧を算出（推定）するようにしたが、これに限らず、血圧算出部５６は、最高血圧と最低血圧と平均血圧とのうち少なくとも１つを算出（推定）するようにすればよい。

（第３の実施形態）
本実施形態の循環器機能測定装置１００は、図１６に示すように、前記第２の実施形態の構成（図１４に示す構成）に加えて、血圧算出部５６により算出された血圧値を示すデータが特徴量抽出圧力帯導出部５３に出力されるように構成されている点が異なっており、それ以外の点については、第２の実施形態と略同様である。

本実施形態においては、血圧算出部５６により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧及び平均血圧）を、包絡線を分割する境界値として用いている。図１７〜図１９は、血圧算出部５６により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧及び平均血圧）を、包絡線を分割する境界値として用いて特徴量を得るようにした例を示す図である。

図１７は、包絡線を、最高血圧より高い圧迫圧力帯Ｐ３の領域と、平均血圧と最高血圧との間の圧迫圧力帯Ｐ４の領域と、平均血圧と最低血圧との間の圧迫圧力帯Ｐ５の領域と、最低血圧より低い圧迫圧力帯Ｐ６の領域との４つの圧迫圧力帯の領域に分割し、各圧迫圧力帯Ｐ３〜Ｐ６において、互いに異なる脈波の振幅値をとる圧迫圧力と境界値との差（幅）Ｗ５〜Ｗ８を抽出したものを示している。

すなわち、脈波の振幅値がｒ１１をとる圧迫圧力ｐ１２（平均血圧＜ｐ１２＜最高血圧）と平均血圧との差（幅）Ｗ５と、脈波の振幅値がｒ１２をとる圧迫圧力ｐ１３（最低血圧＜ｐ１３＜平均血圧）と平均血圧との差（幅）Ｗ６と、脈波の振幅値がｒ１３をとる圧迫圧力ｐ１４（ｐ１４＞最高血圧）と最高血圧との差（幅）Ｗ７と、脈波の振幅値がｒ１４をとる圧迫圧力ｐ１５（ｐ１５＜最低血圧）と最低血圧との差（幅）Ｗ８とを特徴量として循環器機能を判定する。

図１８は、包絡線を、最高血圧より高い圧迫圧力帯Ｐ７の領域と、平均血圧と最高血圧との間の圧迫圧力帯Ｐ８の領域と、平均血圧以下の圧迫圧力帯Ｐ９の領域との３つの圧迫圧力帯の領域に分割し、各圧迫圧力帯Ｐ７〜Ｐ９において、互いに異なる脈波の振幅値をとる圧迫圧力と境界値との差（幅）Ｗ９〜Ｗ１１を抽出したものを示している。

すなわち、脈波の振幅値がｒ１５をとる圧迫圧力ｐ１６（平均血圧＜ｐ１６＜最高血圧）と平均血圧との差（幅）Ｗ９と、脈波の振幅値がｒ１６をとる圧迫圧力ｐ１７（ｐ１７＜平均血圧）と平均血圧との差（幅）Ｗ１０と、脈波の振幅値がｒ１７をとる圧迫圧力ｐ１８（ｐ１８＞最高血圧）と最高血圧との差（幅）Ｗ１１とを特徴量として循環器機能を判定する。

図１９は、包絡線を、最高血圧より高い圧迫圧力帯Ｐ１０の領域と、最高血圧と最低血圧との間の圧迫圧力帯Ｐ１１の領域と、最低血圧より低い圧迫圧力帯の領域との３つの圧迫圧力帯Ｐ１２の３つの圧迫圧力帯の領域に分割し、各圧迫圧力帯Ｐ１０〜Ｐ１２において、同一の脈波の振幅値をとる２つの圧迫圧力間の差Ｗ１２もしくは互いに異なる脈波の振幅値をとる圧迫圧力と境界値との差（幅）Ｗ１３，Ｗ１４を抽出したものを示している。

すなわち、脈波の振幅値がｒ１８をとる２つの圧迫圧力ｐ１８，ｐ１９（最低血圧＜ｐ１９＜ｐ１８＜最高血圧）間の差（幅）Ｗ１２と、脈波の振幅値がｒ１９をとる圧迫圧力ｐ２０（ｐ２０＞最高血圧）と最高血圧との差（幅）Ｗ１３と、脈波の振幅値がｒ２０をとる圧迫圧力ｐ２１（ｐ２１＜最低血圧）と最低血圧との差（幅）Ｗ１４とを特徴量として循環器機能を判定する。

この図１９の場合にあっては、圧迫圧力が平均血圧と略一致するとき、血管壁に加わる平均的な内外圧の圧力差（平均血圧−圧迫圧力）は略０となり、一定の脈圧に対する血管の容積変化量、延いては脈波の振幅値が最大となる旨前述したが、この圧力差が０のときの血管コンプライアンスを診ることも動脈硬化の進行状況を把握するための１手段と考えられる。そして、圧力差０のときの血管コンプライアンスは、図１０に示す曲線において圧力差が０となる点Ｃにおける傾きθ（血管の容積変化率）を１パラメータとして診ることができ、この傾きθを反映した特徴量を得るために、図１９に示すように、同一の脈波の振幅値をとる、平均血圧に比較的近い前後の２つの圧迫圧力（ｐ１８，ｐ１９）を得るようにしたものである。

以上のように、第１の実施形態よりさらに包絡線の分割数を増加することにより、第１の実施形態に比してより精度の高い循環器機能の測定を行うことができる。特に、血管を圧閉するには血管壁を座屈するための応力が必要であり、この座屈する応力が血管の硬さなどの血管の性質に依存することから、最高血圧を境界値として最高血圧より高圧の圧迫圧力帯Ｐ３，Ｐ７及びＰ１０の領域で特徴量を得るようにすることで、その血管の性質を検出することが可能となる。また、図１０において、血圧と圧迫圧力との圧力差が正の領域、すなわち圧迫圧力が血圧より小さくなるような圧迫圧力の領域で特徴量を抽出することも有効である。

そして、本実施形態では、血圧算出部５６により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧及び平均血圧）を包絡線を分割する境界値として用いたので、境界値を比較的簡単に得ることができる。

なお、抽出する特徴量は、前述のような幅Ｗ５〜Ｗ１４に限らず、包絡線上の各領域における或る点の傾きや、脈波の振幅値が異なる２つの振幅値をとる２つの圧迫圧力の圧力差であってもよい。また、境界値として設定される血圧は、最高血圧と最低血圧と下記算出式を用いて算出される平均血圧とのうち少なくとも１つ設ければよい。

（第４の実施形態）
前記第３の実施形態では、境界値として設定する最高血圧、平均血圧及び最低血圧を包絡線から検出するようにしたが、本実施形態では、最高血圧及び最低血圧については、第３の実施形態と同様にして包絡線から検出するが、平均血圧については、包絡線を用いずに演算により導出するようにしている。

本実施形態の循環器機能測定装置１００は、第３の実施形態と略同様の構成（図１６に示す構成）を有するが、血圧算出部５６は、平均血圧については、例えば下記式（２）を用いて算出する。
平均血圧＝（最高血圧−最低血圧）／３＋最低血圧・・・（２）
なお、前記演算式（２）は、統計により導出される周知の演算式である。

このように演算により平均血圧を導出している理由は、次の通りである。特に高齢者や動脈硬化が進行している者の場合、図２０，図２１に示すように、同一の人間に対して同じ様に脈波の振幅値を測定した場合であっても、脈波の最大振幅値及びその付近の脈波の振幅値が不安定となるため、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力が一定しない。その結果、図２０，図２１に示すように、或る振幅値ｒ２１，ｒ２２をとる圧迫圧力と境界値との差（幅）Ｗ１５，Ｗ１６が、境界値が変化することによって一定せず、循環器機能の判定結果にばらつきが生じる虞がある。

そこで、図２２に示すように、前述のように演算式により導出した平均血圧（図２２の推定平均血圧）を境界値として設定することで、同一人物について、略一定の境界値を得ることができ、その結果、或る振幅値をとる圧迫圧力とその境界値（平均血圧）との差（幅）Ｗ１５，Ｗ１６も略一定となる。したがって、脈波の最大振幅値をとる圧迫圧力が安定しなくても、略安定した特徴量を得ることができ、高齢者や動脈硬化が進行している者等に適した循環器機能の判定を行うことができる。

（第５の実施形態）
前記第１の実施形態では、分割した各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ１つずつ特徴量を抽出するようにしたが、本実施形態では、各圧迫圧力帯から特徴量を複数抽出するようにしたものである。

図２３は、境界値より高圧側の圧迫圧力帯Ｐ１の領域において幅Ｗ１７，Ｗ１８を特徴量として抽出し、境界値より低圧側の圧迫圧力帯Ｐ２の領域において幅Ｗ１９，Ｗ２０を特徴量として抽出するようにしたものを示したものである。

図２４は、境界値より高圧側の圧迫圧力帯Ｐ１の領域において幅Ｗ２１を特徴量として抽出し、境界値より低圧側の圧迫圧力帯Ｐ２の領域において幅Ｗ２２〜Ｗ２４を特徴量として抽出するようにしたものを示したものである。

以上のようにして得た特徴量（Ｗ１７，Ｗ１８，Ｗ１９，Ｗ２０）又は（Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４）を、例えば下記式（３）における（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３，Ｗ_４）に代入することで導出される値Ｑにより、動脈硬化を主とする循環器機能の測定を行う。
Ｑ＝ａ×Ｗ_１＋ｂ×Ｗ_２＋ｃ×Ｗ_３＋ｄ×Ｗ_４＋ｅ・・・（３）
なお、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは定数であり、統計に基づいて設定される値である。

このように、複数の圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２のうち少なくとも１つの圧迫圧力帯の領域から複数の特徴量を抽出するようにすることで、第１の実施形態に比してより精度の高い循環器機能の測定を行うことができる。なお、ここでは、各圧迫圧力帯Ｐ１，Ｐ２の領域から幅Ｗ１７〜Ｗ２４を特徴量として複数抽出するようにしたが、特徴量の種類として、この他に、図７に示すように包絡線上の各領域における或る点の傾きや、図８に示すように脈波の振幅値が異なる２つの振幅値をとる２つの圧迫圧力の圧力差でもよく、各領域からこれらの特徴量を複数抽出するようにしてもよい。

（第６の実施形態）
前記第１〜第５の実施形態においては、分割した各圧迫圧力帯からそれぞれ同種（同次元）の特徴量（幅、傾き及び圧迫圧力の圧力差）を抽出するようにしたが、本実施形態では、異なる圧迫圧力帯から異なる種類の特徴量を抽出するようにしたものである。

図２５は、異なる圧迫圧力帯の領域から異なる特徴量を抽出するようにした一例を示したものであり、図２５に示すように、高圧側圧迫圧力帯Ｐ１の領域からは幅Ｗ２５を抽出し、低圧側圧迫圧力帯Ｐ２の領域からは、境界線と低圧側における包絡線とで囲まれた領域の面積Ｓ１を抽出するようにしている。

これによっても、循環器機能の測定を精度よく行うことができる。なお、図示はしていないが、抽出する特徴量の種類の組合せは、前述のような幅と面積との組合せに限らず、包絡線の傾きと幅との組み合わせや、その傾きと面積との組合せ、或いは包絡線を３以上の領域に分割したときには幅と面積と傾きとの組み合わせであってもよく、要は、各圧迫圧力帯で最適と考えられる特徴量を抽出するようにするとよい。

（第７の実施形態）
本実施形態の循環器機能測定装置１００は、前記第１の実施形態の構成（図１に示す構成）に加えて、被測定者の年齢、性別、身長、体重等の身体的特性を入力する機能と、その入力した身体的特性に応じて特徴量の抽出方法を設定する機能とをさらに搭載したものである。なお、その他の部分については、第１の実施形態と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。図２６は、第７の実施形態の循環器機能測定装置１００の構成を説明するためのブロック図である。

図２６に示すように、第７の実施形態の循環器機能測定装置１００は、第１の実施形態の循環器機能測定装置１００に加えて、個人情報入力部８と、特徴量抽出方法設定部５７とを備える。

個人情報入力部８は、被測定者の年齢、性別、身長、体重等の身体的特性を入力するためのものであり、入力された身体的特性の情報は特徴量抽出方法設定部５７に出力される。

特徴量抽出方法設定部５７は、制御部５内に備えられ、個人情報入力部８により入力された身体的特性に応じて適切な特徴量の抽出方法を設定するものである。特徴量の抽出方法は、境界値の設定方法及び抽出する特徴量の種類の設定方法を含むものであり、統計データに基づいて設定することができる。例えば、高齢者では、図２０や図２１に示すように歪な包絡線を示すことが多いことから、例えば第４の実施形態で説明したような特徴量の抽出方法を採用する。特徴量抽出圧力帯導出部５３は、特徴量抽出方法設定部５７により設定された特徴量の抽出方法にしたがって、特徴量を抽出するための複数の圧迫圧力帯を設定する。

次に、上述のように構成された循環器機能測定装置１００の動作を説明する。図２７は、循環器機能測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図２７に示すように、ステップＳＴ２１において、個人情報入力部８により身体的特性の入力が行われると、ステップＳＴ２２において、特徴量抽出方法設定部５７は、入力された身体的特性に応じて適切な特徴量の抽出方法を選択する。そして、ステップＳＴ２３〜ＳＴ２６は、前記ステップＳＴ１〜ＳＴ４と略同様の処理を行う。

次に、ステップＳＴ２７において、特徴量抽出圧力帯導出部５３は、予め設定されたプログラムにしたがって、特徴量を算出するための複数の圧迫圧力帯を設定する。

次に、ステップＳＴ２８において、特徴量抽出部５４は、特徴量抽出圧力帯導出部５３で設定された圧迫圧力帯から、特徴量抽出方法設定部５７により選択された特徴量の抽出方法にしたがって特徴量を検出する。ステップＳＴ２９〜ＳＴ３１においては、前記ステップＳＴ７〜ＳＴ９と略同様の処理を行う。

このように、被測定者の身体的特徴を入力する機能と、この入力した身体的特徴に応じた特徴量の抽出方法を選択する機能とを循環器機能測定装置１００に搭載し、選択された特徴量の抽出方法にしたがって特徴量を抽出するようにしたので、被測定者の身体的特徴に適した循環器機能の測定を行うことができる。

なお、特に高齢者にあっては、上腕部から手首に至る血管に異常があるとき、手首で脈波を計測した場合と上腕部で脈波を計測した場合とで包絡線の形状が比較的大きく異なる場合があることから、これに鑑みて、前記の身体的特性に限らず、脈波の計測部位に応じた適切な特徴量の抽出方法を予め設定し、実際の脈波の計測部位に適した特徴量の抽出方法を選択するようにしてもよい。

また、身体的特性の入力形態については、測定ごとに身体的特性を入力する形態の他に、循環器機能測定装置１００に、被測定者の身体的特性をＩＤ（Identification）と対応付けて記憶させておき、循環器機能の測定の際には身体的特性の代わりにＩＤを入力するようにしてもよい。

（第８の実施形態）
例えば高齢者では、最高血圧のみが高くて最低血圧は正常である場合が多く、一方、若年者は、最低血圧のみが高い場合や、あるいは最高血圧及び最低血圧とも高い場合のいずれか一方に当てはまる場合が多く、包絡線は、これらの症状に特有のものとなる。したがって、包絡線を分割する境界値の設定方法や、各圧迫圧力帯の領域から抽出する特徴量の種類（前述の幅や傾きあるいは面積等）について、その症状に応じた適切なものがあると考えられる。

そこで、本実施形態の循環器機能測定装置１００は、循環器機能の判定をより正確なものとすべく、血圧値から例えば被測定者がどの症状に当てはまるかを推定して、各症状に適した特徴量の抽出方法を設定するようにしている。

そして、本実施形態では、これを実現すべく、前記第１の実施形態の構成（図１に示す構成）に加えて、被測定者の各血圧の状態に基づいて特徴量の抽出方法を選択する機能と、この選択した特徴量の抽出方法に基づき、算出された血圧値に応じて適切な特徴量の抽出方法を選択する機能とをさらに搭載したものである。なお、その他の部分については、第１の実施形態と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。図２８は、第８の実施形態の循環器機能測定装置１００の構成を説明するためのブロック図である。

図２８に示すように、第８の実施形態の循環器機能測定装置１００は、第１の実施形態の循環器機能測定装置１００に加えて、図１４と同様の血圧算出部５６及び血圧値表示部７と、特徴量抽出方法設定部５７’とを備える。

血圧算出部５６は、包絡線に基づき被測定者の各血圧値を推定するものであり、血圧値表示部７は、血圧算出部５６により推定された各血圧値を表示するものである。

特徴量抽出方法設定部５７’は、血圧算出部５６により算出された血圧値に応じて適切な特徴量の抽出方法を設定するものである。すなわち、特徴量抽出方法設定部５７’は、被測定者が、最高血圧のみが高くて最低血圧は正常であるのか、最低血圧のみが高いのか、あるいは最高血圧及び最低血圧とも高いのか等の血圧の状態を血圧算出部５６により推定された各血圧から推定し、その推定した血圧の状態に適した特徴量の抽出方法を設定する。なお、特徴量の抽出方法は、前記第７の実施形態と同様、統計データに基づいて設定することができる。特徴量抽出圧力帯導出部５３は、特徴量抽出方法設定部５７’により設定された特徴量の抽出方法にしたがって、特徴量を算出するための複数の圧迫圧力帯を設定する。

次に、上述のように構成された循環器機能測定装置１００の動作を説明する。図２９は、循環器機能測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図２９に示すように、ステップＳＴ４１〜ＳＴ４４は、前記第１の実施形態のステップＳＴ１〜ＳＴ４と略同様であるので、説明を省略する。

そして、ステップＳＴ４５において、血圧算出部５６は、包絡線に基づき被測定者の血圧値を推定し、ステップＳＴ４６において、特徴量抽出方法設定部５７’は、血圧算出部５６により推定された血圧値に応じて適切な特徴量の抽出方法を設定する。そして、ステップＳＴ４７において、特徴量抽出圧力帯導出部５３は、特徴量抽出方法設定部５７’により設定された特徴量の抽出方法にしたがって、特徴量を算出するための複数の圧迫圧力帯を設定する。

そして、ステップＳＴ４８〜ＳＴ５０は、前記ステップＳＴ６〜ＳＴ８と略同様の処理を行い、ステップＳＴ５１において、循環器機能表示部６は、循環器機能判定部５５による循環器機能の状態の判定結果を表示するとともに、血圧値表示部７は、血圧算出部５６により推定された血圧値を表示する。

このように、被測定者の各血圧の状態に応じた特徴量の抽出方法を選択し、この選択した特徴量の抽出方法にしたがって特徴量を抽出するようにしたので、より詳細に循環器機能の測定を行うことができる。

（第９の実施形態）
本実施形態の循環器機能測定装置１００は、前記第１の実施形態の構成（図１に示す構成）に加えて、包絡線から被測定者の血圧値を推定する機能と、この推定した血圧値を補正する機能とをさらに搭載したものである。なお、その他の部分については、第１の実施形態と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。図３０は、第９の実施形態の循環器機能測定装置１００の構成を説明するためのブロック図である。

図３０に示すように、第９の実施形態の循環器機能測定装置１００は、第１の実施形態の循環器機能測定装置１００に加えて、図１４と同様の血圧算出部５６及び血圧値表示部７と、推定血圧補正部５８とを備える。

血圧算出部５６は、第２の実施形態と同様、包絡線から最高血圧、最低血圧及び平均血圧を推定するものである。

推定血圧補正部５８は、血圧算出部５６で推定された血圧値の補正を行うものである。推定血圧補正部５８は、各症状に特有の包絡線、例えば高血圧に特有の包絡線、動脈硬化に特有の包絡線、その中でも内膜と中膜に異常がある包絡線、血管壁全体に異常がある包絡線及び健常者の包絡線（その一例が例えば図５（ａ）〜（ｅ）である）に対応して所定の補正式又は補正テーブルを記憶しており、この補正式又は補正テーブルを用いて血圧算出部５６で算出された血圧値を補正する。なお、前記補正に用いる補正式や補正テーブルの数や種類は、適宜設定可能であり、例えば健常者の包絡線と動脈硬化が比較的進行している者の包絡線との２種類の包絡線に対応するものだけ設定するようにしてもよいし、図５（ａ）〜（ｅ）のうち図５（ａ）〜（ｃ）に対応するものだけを設定するようにしてもよい。

血圧値表示部７は、推定血圧補正部５８による補正後の血圧値を表示するものである。

次に、上述のように構成された循環器機能測定装置１００の動作を説明する。図３１は、循環器機能測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図３１に示すように、ステップＳＴ６１〜ＳＴ６４は、前記第１の実施形態のステップＳＴ１〜ＳＴ４と略同様であるので、説明を省略する。

そして、ステップＳＴ６５において、特徴量抽出圧力帯導出部５３は、予め設定されたプログラムにしたがって、特徴量を算出するための複数の圧迫圧力帯を設定するとともに、血圧算出部５６は、包絡線から血圧値を推定する。

次に、ステップＳＴ６６において、特徴量抽出部５４は、特徴量抽出圧力帯導出部５３で設定された圧迫圧力帯における特徴量をそれぞれ抽出する。

次に、ステップＳＴ６７において、推定血圧補正部５８は、血圧算出部で推定された血圧値を前述の補正式又は補正テーブルを用いて補正する。

そして、ステップ６８において、制御部５からの制御信号に応じて圧力制御部２によりカフ１が急速排気され、カフ１が減圧されて被測定者の上腕部の圧迫が解除される。そして、ステップＳＴ６９において、循環器機能判定部５５は、読み出した循環器機能の状態についての判定結果データを表示部６に出力し、循環器機能表示部６は、循環器機能の状態の判定結果を表示するとともに、血圧値表示部７は、血圧算出部５６により推定された血圧値を示すデータを血圧値として表示する。

このように、包絡線から推定した被測定者の血圧値を、各種の症状に対応する補正式又は補正テーブルを用いて補正するようにしたので、様々な症状を有する者の血圧を同一の推定方法で一律に推定する場合に比して、血圧値の推定を高精度に行うことができる。

本発明は、前述の実施形態に限らず、次の変形形態（１）〜（１１）が採用可能である。

（１）前記第１の実施形態では、カフ１の圧力が所定の圧力が被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力に達した後、カフ１の微速減圧過程において脈波信号が生成される形態を示したが、これに限らず、例えばカフ１の圧力が所定の圧力が被測定者の予想される最低血圧より低い所定の圧力からカフ１の圧力を微速で加圧する過程において、脈波信号を検出する構成としてもよい。図３２に、カフ１の圧力を微速加圧して脈波を検出する場合におけるカフ１の圧力の時間変化の一例を示す。

（２）脈波を検出する場所は上腕部に限定するものではなく、手首等他の部位でもよい。また、カフ１の圧力信号ではなく、例えばカフ１内に設置された光電センサによって得られる脈波信号を用いて同様の特徴量を検出しても良く、脈波信号の取得手段によって限定されるものではない。

（３）前記第１の実施形態においては、式（１）で算出される値Ｑの大きさに基づいて被測定者の動脈硬化度を１〜１００までの数値で表し、その数値を循環器機能表示部６に表示するようにしたが、これに限らず、動脈硬化の進行状況を一目で見て判るようにするために、その１〜１００を、例えば１〜２０，２１〜４０，４１〜６０，６１〜８０，８１〜１００の５段階のレベルに分割し、図３３に示すように、循環器機能表示部６には、縦方向に５分割した棒グラフで被測定者の動脈硬化度をそのレベルで示すようにしてもよい。なお、図３３は、或る被測定者の動脈硬化度が５段階のうちレベル３であったことを示している。

また、図３３に示すような棒グラフに限らず、循環器機能表示部６に、例えば図３４に示すように、縦方向に並ぶ例えば５つの点灯部（例えばＬＥＤ）を配設し、被測定者の動脈硬化度のレベルを、そのレベルに対応する数の点灯部だけ点灯するようにしてもよい。

さらに、これらに限らず、例えば図３５に示すように、被測定者の動脈硬化度を、該動脈硬化度のレベルに割り付けられた文字や記号、例えばアルファベットＡ〜Ｅで表し、循環器機能表示部６に、被測定者の動脈硬化度のレベルを該レベルに対応するアルファベットで示すようにしてもよい。

また、図３６に示すように、動脈硬化度のレベルに応じて異なる色を表示する点灯部（例えばＬＥＤ）を設け、被測定者の動脈硬化度のレベルをその表示色により示すようにしてもよい。要は、動脈硬化度の状態に応じて、該状態を示す表示の形態を変えるようにするとよい。

なお、図３６では、動脈硬化度のレベルを４段階に分け、動脈硬化度が進行している段階に応じて、互いに異なる色の光を発光する複数の発光部、例えば赤色、黄色、青色及び緑色の４種類のＬＥＤが対応付けられており、４段階のうち２番目に動脈硬化度が進行していることを示している。なお、ＬＥＤを発光させない形態も１つの動脈硬化度を示すレベルとして用いると、動脈硬化度のレベル数を増やしたり、あるいはレベル数が決まっている場合にはＬＥＤの数を減らして低コスト化を図ったりすることができる。

このように、被測定者の動脈硬化度が、動脈硬化の進行状況について予め設定された複数の段階のうちどの段階に当てはまるかを示す段階データを出力し、その段階データに応じて循環器機能表示部６での表示形態を変えるようにすればよい。

（４）測定した循環器機能の状態を表示する他の例として、循環器機能判定部５５は、年齢及び性別等の身体的特性に応じて設定された循環器機能判定基準値（平均値）を記憶し、図３７に示すように、循環器機能表示部６に、年齢及び性別等を表示する表示部と、動脈硬化度を表示する表示部とを設け、測定された循環器機能判定結果と、年齢及び性別に応じて設定された循環器機能判定基準値（平均値）との差が視覚的に分かるように表示するようにしてもよい。図３７は、横線で示される測定値が、基準値（平均）を示す位置から上方に遠くなるほど、加齢以外の疾患による影響が大きく、基準値を示す位置から下方に遠くなるほど、同年代の平均に比して健康であるものを示している。

（５）循環器機能判定部５５は、統計に基づいて導出された健常者の動脈硬化度とその年齢との関係を記憶し、図３８に示すように、実際の被測定者の動脈硬化度を、該動脈硬化度を有する健常者の年齢（相当年齢）に換算し、その相当年齢と実年齢とを表示してそれらを比較できるようにしてもよい。相当年齢は、例えば次のようにして算出すればよい。

すなわち、相当年齢をＹで、判定値をＸで表すものとすると、相当年齢Ｙを下記式（４）で算出する。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ・・・（４）

前記式（４）において、ａ，ｂは定数であり、疾患を有しない複数の健常者から得た統計により設定するのが好ましく、判定値Ｘは、例えば前述の判定値Ｑを代入するとよい。なお、図３８は、実年齢が４０歳であるのに対して、相当年齢が５５歳と判定され、加齢分以上に動脈硬化が進行していることを示したものである。

（６）一般に、高血圧、糖尿病、高脂血症、肥満等の生活習慣病の因子の保有数が多いほど動脈硬化が進行する可能性が高い。また、加齢も主要な動脈硬化度の因子である。さらには、喫煙の有無もその因子の一つである。このように動脈硬化度は、生活習慣病の因子の保有数と相関関係を有するものであることから、循環器機能判定部５５は、動脈硬化度から生活習慣病の因子の保有数を推定し、その推定した保有数を循環器機能表示部６に表示するようにしてもよい。すなわち、年齢が４５歳以上である場合に因子保有数を１として考えたとき、例えば、喫煙する或る被測定者の年齢が５０歳であり、高血圧の症状を有している場合には、「喫煙有り」，「年齢４５歳以上」及び「高血圧」の３つの因子を保有しているから、因子保有数は「３」となる。

また、このように因子の保有数を表示する形態の他に、図３９に示すように、生活習慣病が発生する可能性（危険性、リスク）を例えば５段階のレベルで表示するようにしてもよい。図３９は、或る被測定者について、生活習慣病の発生の可能性が５段階のうちレベル３にあることを示している。

なお、前述のように加齢も主要な動脈硬化度の因子であるが、生活習慣病の危険性のみを考慮するときには、加齢の影響を除去した動脈硬化度について表示を行うのが好ましい。加齢の影響は、統計から導出するようにすればよく、被測定者の年齢を入力する入力装置を設けて、該入力装置により入力された被測定者の年齢に対応する加齢による影響を除去した上で、生活習慣病の危険性を表示するとよい。

（７）第１の実施形態では、各圧迫圧力帯においてそれぞれ特徴量を抽出するようにしたが、前述したように、血管に作用する圧力が小さい状態（外圧である圧迫圧力が大きい状態）では血管壁の伸展性は内膜と中膜の特性に依存し、前記血管に作用する圧力が大きい状態（外圧である圧迫圧力が小さい状態）血管壁の伸展性は外膜の特性に依存するというように、血管に作用する圧力に応じて伸展性に関わる組織が異なることから、各特徴量に基づき各圧迫圧力帯の領域でそれぞれ動脈硬化度を導出し、各動脈硬化度を表示するようにしてもよい。

図４０は、高圧側の圧迫圧力帯（血管内外圧力差は低圧側）の領域から抽出した特徴量に基づいて導出した動脈硬化度と、低圧側の圧迫圧力帯（血管内外圧力差は高圧側）の領域から抽出した特徴量に基づいて導出した動脈硬化度とを、それぞれ５段階のレベル（レベル数が大きいほど動脈硬化が進行している）で表示したものを示すものであり、図４０では、或る被測定者について、高圧側の硬化度（主に内膜及び中膜の硬化度）は５段階中レベル４で、低圧側の硬化度（主に外膜の硬化度）は５段階中レベル２であることを示している。

また、このように高圧側・低圧側での硬化度を表示する形態に代えて、例えば図４１に示すように、血管の外膜・中膜及び内膜の症状をレベルメータにより表示するようにしてもよい。つまり、循環器機能判定部５５は、被測定者の動脈硬化度に基づきその被測定者の血管を構成する組織の状態を割り出し、循環器機能表示部６には、前記割出手段により割り出された組織の状態を表示するとよい。例えば図４１は、外膜・中膜及び内膜の症状をそれぞれ３段階のレベルで表示する（レベル数が大きいほど症状が悪化している）形態を示している。図４１では、内膜は３段階中レベル３、中膜は３段階中レベル２、外膜は３段階中レベル０で、外膜は問題ないが、中膜まで動脈硬化が進行している例を示している。

このように動脈硬化度を高圧側の圧迫圧力帯と低圧側の圧迫圧力帯とでそれぞれ導出し表示したり、血管の症状を外膜・中膜及び内膜に分けて表示したりするようにすることで、どの圧迫圧力帯で問題があるか、あるいはどの血管組織に異常があるかが判明し、診断しやすくなる。

（８）前記各実施形態では、脈波検出時圧力算出部５１で対応付けられた圧迫圧力と脈波の振幅値とを脈波データ記憶部５２においてテーブル形式で記憶するようにしたが、特に、心拍数が少ない被測定者の場合、得られる脈波の数が少ないため、特徴量を得るための脈波の振幅値が、脈波データ記憶部５２にテーブル形式で記憶されているいずれかの脈波の振幅値と一致せず中間値となる場合がある。この場合には、特徴量を得るための脈波の振幅値に近い、記憶されている脈波の振幅値と該振幅値に対応する圧迫圧力とを読み出し、これら読み出した振幅値及び圧迫圧力から、前記特徴量を得るための脈波の振幅値に対応する圧迫圧力を補間演算により導出するようにするとよい。ここでの補間演算においては、例えば、包絡線のうち読み出した脈波の振幅値周辺の部位の形状（曲線）に近似した式を導出し、この式と前記特徴量を得るための脈波の振幅値とから該振幅値に対応する圧迫圧力を導出するようにしたものが用いられる。

（９）前記各実施形態では、脈波検出部４は、圧力検出部３から出力された圧力信号に基づいて、脈波の振幅値を示す脈波信号を生成するものであったが、これに限らず、脈波検出部４は、前記圧力信号に基づいて心拍ごとの脈波の面積値を示す脈波信号を生成するものとし、前記脈波の振幅値に代えてこの面積値と圧迫圧力との関係を示す包絡線を用いて特徴量を前述と同様に抽出するようにしてもよい。

（１０）特許請求の範囲における脈波の大きさは、脈波の振幅値に限らず脈波の面積値も含む。また、脈波の大きさを循環器機能の判定に用いる特徴量の種類として前述の幅を用いる場合には、例えば図６、図１７〜図１９、図２３〜図２５で示したように、境界として設定された圧迫圧力と、包絡線において所定の脈波の大きさに対応する圧迫圧力との差を少なくとも１つ含むようにすればよい（図６では幅Ｗ１，Ｗ２、図１７では幅Ｗ５〜Ｗ８、図１８ではＷ９〜Ｗ１１、図１９では幅Ｗ１３，Ｗ１４、図２３では幅Ｗ１７〜Ｗ２０、図２４では幅２１〜Ｗ２４、図２５では幅Ｗ２５）。

（１１）必要に応じ、第１〜第１０の実施形態及び前記他の変形形態（１）〜（１０）の機能を適宜組み合わせた循環器機能測定装置を構成するとよい。

本発明に係る循環器機能測定装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。上腕動脈を圧迫するカフ内の圧力変化を示すグラフである。微速減圧過程において逐次検出される脈波が圧力変化に応じて時系列的に変化していく様子を示すグラフである。上腕動脈を圧迫するカフの微速減圧過程において得られる脈波の包絡線の概略を示すグラフである。図４に示す包絡線の形状パターンの例を示すグラフである。第１の実施形態の循環器機能測定方法において採用する特徴量についての説明を行うための図である。第１の実施形態の循環器機能測定方法において採用する特徴量についての説明を行うための図である。第１の実施形態の循環器機能測定方法において採用する特徴量についての説明を行うための図である。脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力と平均血圧との関係を説明するための図である。圧力差（平均血圧−圧迫圧力）に応じた血管の圧迫部位における容積変化を示すグラフである。或る被測定者の動脈硬化度を数値で表示する形態を示す図である。第１の実施形態の循環器機能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。特徴量を抽出する他の抽出形態を示す図である。第２の実施形態の循環器機能測定装置の構成を説明するためのブロック図である。第２の実施形態の循環器機能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。第３の実施形態の循環器機能測定装置の構成を説明するためのブロック図である。血圧算出部により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧及び平均血圧）を、包絡線を分割する境界値として用いて特徴量を得るようにした例を示す図である。血圧算出部により算出された各血圧値（最高血圧、平均血圧）を、包絡線を分割する境界値として用いて特徴量を得るようにした例を示す図である。血圧算出部により算出された各血圧値（最高血圧、最低血圧）を、包絡線を分割する境界値として用いて特徴量を得るようにした例を示す図である。同一の人間に対して同じ様に脈波の振幅を測定した場合に、脈波の最大振幅値及びその付近の脈波の振幅値が不安定となる状態の一例を示すグラフである。同一の人間に対して同じ様に脈波の振幅を測定した場合に、脈波の最大振幅値及びその付近の脈波の振幅値が不安定となる状態の一例を示すグラフである。第４の実施形態の特徴部分を説明するための図である。各圧迫圧力帯から特徴量を複数抽出するようにしたものの一例を示したものである。各圧迫圧力帯から特徴量を複数抽出するようにしたものの一例を示したものである。異なる圧迫圧力帯の領域から異なる特徴量を抽出するようにした一例を示したものである。第７の実施形態の循環器機能測定装置の構成を説明するためのブロック図である。第７の実施形態の循環器機能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。第８の実施形態の循環器機能測定装置の構成を説明するためのブロック図である。第８の実施形態の循環器機能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。第９の実施形態の循環器機能測定装置の構成を説明するためのブロック図である。第９の実施形態の循環器機能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。上腕動脈を圧迫するカフ内の圧力変化の他の例を示すグラフである。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。被測定者の循環器機能の判定結果の表示形態を示す図である。従来技術を説明するための図である。従来技術を説明するための図である。

符号の説明

５制御部
５１脈波検出時圧力算出部
５２脈波データ記憶部
５３特徴量抽出圧力帯導出部
５４特徴量抽出部
５５循環器機能判定部
５６血圧算出部
５７，５７’ 特徴量抽出方法設定部
５８推定血圧補正部
７血圧値表示部

Claims

被測定者の身体の所定部位を圧迫する圧力印加手段と、
前記圧力印加手段による圧迫圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される圧迫圧力に基づき、前記圧力印加手段による圧迫圧力を変化させる圧力制御手段と、
検出される圧迫圧力に基づき、圧迫圧力を変化させる過程で前記所定部位に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する脈波検出手段と、
検出される脈波情報とその検出時の圧迫圧力に係る圧迫圧力情報とを対応付けて記憶する脈波情報記憶手段と、
前記脈波情報記憶手段に記憶された脈波情報と前記圧迫圧力情報との対応関係に基づいて形成される包絡線を、所定の圧迫圧力を境界として複数の領域に分割するとともに、前記包絡線全体を１つの領域としてみたときのその全体領域と前記分割された各分割領域とのうち少なくとも２つの領域から当該領域の範囲内であって前記包絡線の形状の特徴を示す圧迫圧力差、傾き及び面積のうちの何れかを特徴量としてそれぞれ抽出する特徴量抽出手段と、
抽出された各特徴量に基づき循環器機能の判定を行う循環器機能判定手段と
を備えることを特徴とする循環器機能測定装置。
前記抽出される特徴量は、前記境界として設定された圧迫圧力と、前記包絡線において所定の脈波の大きさに対応する圧迫圧力との差を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１に記載の循環器機能測定装置。
前記境界として設定される圧迫圧力は、前記脈波の大きさが最大となる圧迫圧力であることを特徴とする請求項１または２に記載の循環器機能測定装置。
前記包絡線を用いて血圧を推定する血圧推定手段を更に備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記包絡線を用いて血圧を推定する血圧推定手段を更に備え、前記境界として設定される圧迫圧力は、前記血圧推定手段により推定された血圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の循環器機能測定装置。
前記包絡線を用いて血圧を推定する血圧推定手段を更に備え、前記境界として設定される圧迫圧力は、前記脈波の大きさが最大となる圧迫圧力と、前記血圧推定手段により推定された血圧とを含むことを特徴とする請求項３に記載の循環器機能測定装置。
前記血圧推定手段により推定される血圧は、最高血圧と、最低血圧と、前記最高血圧及び最低血圧から下記算出式を用いて算出される平均血圧とのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
平均血圧＝（最高血圧−最低血圧）／３＋最低血圧
前記血圧推定手段により推定された血圧に基づいて、前記境界値の設定及び抽出する特徴量の種類を含む特徴量の抽出方法を設定する第１の抽出方法設定手段を備え、前記特徴量抽出手段は、前記第１の抽出方法設定手段により設定された特徴量の抽出方法に従って前記特徴量を抽出することを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記血圧推定手段により推定された血圧を、前記抽出された特徴量を用いて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記特徴量抽出手段は、同一の領域から複数の特徴量を抽出することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記特徴量抽出手段は、各領域から異なる種類の特徴量を抽出することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
被測定者の身体的特性を入力する入力手段と、入力された身体的特性に基づいて、前記境界値の設定及び抽出する特徴量の種類を含む特徴量の抽出方法を設定する第２の抽出方法設定手段とを備え、前記特徴量抽出手段は、前記第２の抽出方法設定手段により設定された特徴量の抽出方法に従って前記特徴量を抽出することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記循環器機能判定手段は、被測定者の動脈硬化度が、動脈硬化の進行状況について予め設定された複数の段階のうちどの段階に当てはまるかを示す段階データを出力するものであり、前記循環器機能判定手段により出力される前記段階データを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記循環器機能判定手段は、被測定者の動脈硬化度を生活習慣病の因子保有数に換算する換算手段と、前記換算手段により換算された因子保有数を表示する表示手段とを備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の循環器機能測定装置。
前記循環器機能判定手段は、被測定者の動脈硬化度に基づきその被測定者の血管を構成する組織の状態を判定し、
前記循環器機能判定手段により割り出された組織の状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の循環器機能測定装置。