JP5521906B2 - 血圧推定装置 - Google Patents
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Description
また、血圧推定手段は、信号取得手段により取得された心電信号および脈波信号が所定の条件を満たしたときに、それら生体信号を用いて血圧を推定する。所定の条件とは、ノイズ判定手段によって、心電信号と脈波信号のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上でないと判定されたこと、あるいは、上記心電信号および上記脈波信号のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上であると判定され、且つ相関演算手段により算出された相関値が所定の閾値以上であること、のいずれかである。
ノイズ判定手段は、心電信号および脈波信号それぞれについて、生体による信号の主要な部分が含まれる周波数帯域の成分のパワーと、その周波数帯域以外の帯域における成分のパワーと、を比較して、上記周波数帯域のパワーの比率が所定値未満であるときに、その心電信号および脈波信号それぞれについて、信号に対するノイズの大きさの割合が所定値以上であると判定する。
[実施例]
(1)血圧推定装置のシステム構成
本実施例の血圧推定装置1は、図1に示すように、脈波センサ12と、心拍センサ14と、デジタル演算器16と、表示装置18と、を備えている。
次に、本実施例のデジタル演算器16の機能を、図1のブロック図および図2の説明図を用いて説明する。デジタル演算器16は、ADコンバータ22と、血圧推定ロジック24と、信号品質演算ロジック26と、信号品質判定ロジック28と、ノイズ相関演算ロジック30と、ノイズ相関判定ロジック32と、フラグ決定ロジック34と、平均値出力ロジック36と、を備える。
取得されたセンサ信号は、図2に示すような生波形を有している。なお、波形上に示す記号100は、その区間(ΔT)においてノイズが多く含まれることを意味している。
具体的な品質値q1,q2の取得方法を心電信号の場合を例に説明する。図3に示すように、心電波形の主要部であるQRS群はその殆どが周波数30Hz以下に集中していることが知られている。生体信号とノイズとの関係を表1に示す。
具体的な良否の判定は、図4に示すマップを用いて決定される。pr(即ち、q1,q2)の値が所定値以上であれば、センサ信号が良好であると判定し、prの値が所定値未満であれば、センサ信号が不良であると判定する。判定の結果、脈波信号が良好であれば脈波信号に対応するフラグであるFlagPULSEを立て、心電信号が良好であれば心電信号に対応するフラグであるFlagECGを立てる。図2においてはフラグを立てた場合を1、フラグを立てていない場合を0として示している。
r=1ならばX=Yである
r=−1ならばX=−Yである
r=0の時は「波形の類似性」がない。
平均値出力ロジック36は、血圧品質フラグが立てられている場合に、血圧推定ロジック24により推定された血圧値を記憶する。血圧品質フラグが立てられていなければ、そのときに推定された血圧値は破棄される。そして、所定回数の血圧値の推定値を受信したときに、記憶された血圧値の平均値を算出する。図2においては、血圧品質フラグが5つ立っており、その血圧品質フラグが立ったときの血圧推定値を全て加算し、5で割ることで平均値を求めている。
(2)血圧推定装置による処理
以下に、血圧推定装置1が備えるデジタル演算器16により実行される血圧推定処理について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。本処理は、血圧推定装置1の脈波センサ12や心拍センサ14が被験者に取り付けられた状態において、例えば図示しない開始スイッチを押した場合や、所定の時間を経過するごとに実行される。
次に、S1にて取得した脈波信号および心電信号に基づいて血圧推定を実行する(S2)。ここでは、血圧推定ロジック24によって血圧推定を実行する。
続いて、ノイズ相関演算を行う(S6)。ここでは、ノイズ相関演算ロジック30によって、各センサ信号のノイズの相関値を相互相関関数により求める。
次に、血圧推定ロジック24により推定された血圧値を、S7にて設定した血圧品質フラグと関連付けてデジタル演算器のRAMに記憶する(S8)。
(3)発明の効果
本実施例の血圧推定装置1では、取得した脈波信号および心電信号がいずれも接触起因の外因性ノイズを含まない(信号全体に対してノイズの大きさの割合が所定値以上でない)と判断できる場合に、それらのセンサ信号を用いて血圧値を推定するため、高い精度で血圧推定を実行することができる。
(4)対応関係
デジタル演算器16により実行されるS1の処理が、本発明の信号取得手段による処理に相当し、S3,4の処理がノイズ判定手段による処理に相当し、S6の処理が相関演算手段による処理に相当し、S2,7〜10において表示装置18に出力すべき血圧値を算出する処理が血圧推定手段による処理に相当する。
(5)変形例
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
次に、信号品質演算を行う(S22)。ここでは、信号品質演算ロジック26によって脈波信号の品質値q1と心電信号の品質値q2とを算出する。
次に、ノイズ相関演算を行う(S24)。ここでは、ノイズ相関演算ロジック30によって、各センサ信号のノイズの相関値nを相互相関関数により求める。
ε=(α1×Δq)+(α2×(1−n))
ここで、α1およびα2は重み係数であって、実験的・統計的に最適な値が決定される。またnはS24にて求めた相関値であって、0≦n≦1の値をとる。
Claims (3)
- 生体から検出された心電信号および脈波信号を取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段が取得した前記心電信号および前記脈波信号それぞれについて、信号全体におけるノイズの大きさの割合が所定値以上であるか否かを判定するノイズ判定手段と、
前記ノイズ判定手段によって、所定の期間において前記信号取得手段により取得された前記心電信号と、前記所定の期間に対応する期間において前記信号取得手段により取得された前記脈波信号と、のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上でないと判定された場合、および、当該心電信号および当該脈波信号のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上であると判定された場合に、当該心電信号および当該脈波信号に基づいて血圧を推定する血圧推定手段と、を備える
ことを特徴とする血圧推定装置。 - 生体から検出された心電信号および脈波信号を取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段が取得した前記心電信号および前記脈波信号それぞれについて、信号全体におけるノイズの大きさの割合が所定値以上であるか否かを判定するノイズ判定手段と、
前記心電信号と前記脈波信号とのノイズの相関値を算出する相関演算手段と、
前記ノイズ判定手段によって、所定の期間において前記信号取得手段により取得された前記心電信号と、前記所定の期間に対応する期間において前記信号取得手段により取得された前記脈波信号と、のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上でないと判定された場合、および、当該心電信号および当該脈波信号のいずれもノイズの大きさの割合が所定値以上であると判定され、且つ前記相関演算手段により算出された前記相関値が所定の閾値以上である場合に、当該心電信号および当該脈波信号に基づいて血圧を推定する血圧推定手段と、を備える
ことを特徴とする血圧推定装置。 - 前記ノイズ判定手段は、前記心電信号および前記脈波信号それぞれについて、生体による信号の主要な部分が含まれる周波数帯域の成分のパワーと、前記周波数帯域以外の帯域における成分のパワーと、を比較して、前記周波数帯域のパワーの比率が所定値未満であるときに、前記心電信号および前記脈波信号それぞれについて、信号に対するノイズの大きさの割合が所定値以上であると判定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の血圧推定装置。
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