JP5866776B2 - 脈波測定装置、脈波の測定方法 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る脈波測定装置1の外観の一例を示す図である。なお、後述する第2実施形態に係る脈波測定装置1aと、第3実施携帯に係る脈波測定装置1bと、についてもそれぞれの外観は同じ構成を有することが可能である。
図1に示すように、脈波測定装置1は、腕時計構造を有しており、被験者の手首に装着される装置本体10と、この装置本体10にケーブル20を介して接続されたセンサー部30とを有する。図1に示すように、装置本体10にはリストバンド12が取り付けられている。脈波測定装置1は、リストバンド12を被験者の手首(図1に示す例では、左手首)に巻きつけることで当該被験者の身体に装着される。装置本体10の表面には、液晶ディスプレイなどの表示部14が設けられている。表示部14には、センサー部30により検出された脈波信号から分析対象として血管の弾性特性や算出される脈間隔や単位時間当たりの脈拍数等の生体情報が表示される。また、装置本体10の外周部にはボタンスイッチ16が設けられている。ボタンスイッチ16は、脈波測定装置の計測開始や計測終了、計測結果のリセットなどの各種指示の入力に用いられる。
図2に示すように、センサー部30は、生体センサー32と、センサー固定用バンド34とを有する。センサー部30は、例えば被験者の左手人差し指の根元から第2指関節までの間の部分(以下、測定部位)にセンサー固定用バンド34を巻きつけることで被験者の身体に装着される。センサー部30が被験者の身体に装着された状態では、生体センサー32はセンサー固定用バンド34によって外光から遮光される。外光に起因したノイズを排除するためである。本実施形態では、センサー部30を被験者の左手人差し指に装着する場合について説明するが、左手中指や薬指などの他の指に装着しても勿論良い。また、図1に示すように、第1実施形態では被験者の左腕に装置本体10を装着するのであるが、右腕に装置本体10を装着しても良く、この場合は右手の指にセンサー部30を装着するようにすれば良い。さらに、本実施形態では、測定部位を被験者の左手の指および右手の指について説明したが、センサー部30の装着は脈波計測が可能な測定部位であれば検出された脈波信号から分析対象として血管の弾性特性や脈間隔や単位時間当たりの脈拍数等の生体情報を得られる。
図2に示す生体センサー32は、測定部位の体表面から血管に向けて照射する光が、血管などの生体組織に反射された反射光に基づいて容積脈波を検出する態様であっても、または、測定部位の体表面から血管に向けて照射する光が、血管などの生体組織を透過した透過光に基づいて容積脈波を検出する態様であっても良い。
図3は、本発明の第1実施形態に係る脈波測定装置1の構成を示す概略ブロック図である。
脈波測定装置1は、生体センサー部110と、振動付与部120と、データ処理部130と、加速度計測部140とを有する。ここでは、更に、外部に心電図モニター装置2が接続もできる。
波動送信部122は、振動発振部121が生成した制御信号を波動部123に送り、波動部123を駆動させる。制御信号を受けた波動部123は、この制御信号に応じて体内の血管に振動を与えるための波動をその体内に向けて送信する。この波動は、例えば、音波である。
脈波処理部131は、波動部123によって血管に振動が与えられた場合の容積脈波を受光部113によって検出する。
データ演算部132は、外部に設けられる心電図モニター装置2から出力される心電図データを受信する受信部を備えている。また、データ演算部132は、脈波処理部131によって得られた容積脈波に基づいて、各種解析処理を行い、血管の状態診断を行う。ここでは、一例として、光電式指尖容積脈波による血管の状態診断を行う。
加速度計測部140は、つまり、本実施形態では、加速度信号ASを解析することで、xyzの3軸に対する重力加速度の方向を特定することができる。
生体センサー部110aは、発光部111a,111b(以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「発光部111」と記す)と、駆動部112と、受光部113と、増幅部114とを有する。発光部111a,111bは、発光することにより、生体の体表面から体内に向けて主波長が互いに異なる光をそれぞれ照射する。
本実施形態では、図10に示す振動付与部120より振動を付与する機能を使用して、時間的な変動がない静脈血層の組織に、動脈血層と同様に時間的な変動を与えることができる。この時、生体センサー部110aの赤色付近の光を照射することで、静脈血に多く存在する還元ヘモグロビンがよく吸収し、得られた信号には静脈血管の情報を多く含むことになる。また、生体センサー部110aの赤外線付近の光を照射することで、動脈血に多く存在する酸化ヘモグロビンがよく吸収し、得られた信号には動脈血管の情報を多く含むことになる。このように、複数種類の光を適切に選択することで、動脈血管と静脈血管とについて、それぞれ血管の状態診断を行うことができる。さらに、図10に示す加速度計測部140によって重力加速度の方向と大きさを特定することで、測定部位における血液灌流に対する重力の影響の大きさや血液の滞留状態を把握して、血液灌流が良い状態と血液灌流が悪い状態とで、動脈血管の弾性特性および静脈血管の弾性特性など新たなデータを取得でき、それぞれの状態における比較および解析が可能となる。このため、より詳細な生体の状態診断も行うことができる。
また、血流速度を検出してエネルギー波の状態を決定することも可能である。
また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部における揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
Claims (6)
- 外力に応じて生じた加速度を検出し、被験者の身体のうち測定部位として定められた部位における前記加速度を表す加速度信号を出力する加速度計測部と、
前記測定部位の体内に波動を送信して、前記体内の血管に心臓の拍動と異なる振動を付与する振動付与部と、
前記振動付与部により前記血管に前記振動が付与された状態で、前記測定部位の体表面から前記血管に向けて光を照射し、前記光の透過光または反射光に基づいて容積脈波を検出する生体センサー部と、を有し、
前記生体センサー部は、前記振動が付与された状態、及び前記振動が付与されていない状態で、前記容積脈波を検出し、前記振動付与部は、前記振動付与部により前記血管に前記振動が付与されていない状態で前記生体センサー部によって検出される前記容積脈波に応じた振動を前記血管に付与することを特徴とする脈波測定装置。 - 前記加速度計測部は、外力に応じて生じた加速度を互いに直交する3つの軸方向の成分に分解して検出する3軸加速度センサーであり、前記測定部位または前記測定部位の近傍に装着され、前記測定部位に対して働く重力の方向及び前記重力の影響を前記加速度信号を解析して特定し、前記特定した結果を加味して前記測定部位における血液灌流の良否を判定し、
重力加速度以外にも加速度が生じたことを示す加速度信号を前記加速度計測部から受け取った場合に前記被験者について体動有りと判定することを特徴とする請求項1に記載の脈波測定装置。 - 前記生体センサー部は、前記振動付与部により前記血管に前記振動が付与された状態で、主波長が互いに異なる複数種類の光のうち、選択された1種類の光を体表面から前記血管に向けて照射し、前記選択された1種類の光の透過光または反射光に基づいて前記容積脈波を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の脈波測定装置。
- 前記生体センサー部は、前記振動付与部により前記血管に前記振動が付与された状態で、主波長が互いに異なる複数種類の光を体表面から前記血管に向けて照射し、前記複数種類の光の透過光または反射光に基づいて前記複数種類の光の各々に対応した前記容積脈波をそれぞれ検出することを特徴とする請求項1または2に記載の脈波測定装置。
- 心電図モニター装置から出力される心電図データを受信する受信部を有し、前記振動付与部は、前記受信部が受信した心電図データにおけるR波の検出時期から予め決められた時間遅延した時期に前記振動を前記血管に付与することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の脈波測定装置。
- 被験者の測定部位における加速度を表す加速度信号を出力するステップと、
前記測定部位の体内の血管に、前記被験者の心臓の拍動と異なる振動が付与されていない状態で、前記測定部位の体表面から前記血管に向けて光を照射し、前記光の透過光または反射光に基づいて容積脈波を検出する第1検出ステップと、
前記第1検出ステップにおける前記容積脈波に基づいて設定された前記被験者の心臓の拍動と異なる振動を、前記測定部位の体内の血管に、前記振動を付与するステップと、
前記振動が前記血管に付与された状態で、前記容積脈波を検出する第2検出ステップと、
を備えることを特徴とする脈波測定方法。
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