JP6636784B2 - 血圧情報算出装置、血圧情報算出方法、血圧情報算出プログラム、及びそのプログラムを記録する記録媒体 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係る血圧情報算出装置を含む血圧情報算出システムの概要を説明する。本実施形態に係る血圧情報算出システムは、検査対象(被験者)の脈波に基づく波形である相対血圧波形から血圧情報を算出するシステムである。相対血圧波形とは、被験者の相対的な血圧の時間変化に対応する情報である。相対血圧波形は、例えば、NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)装置、パルスオキシメータ、又はトノメータ等によって取得することができる。例えば、NIRS装置では、生体に光を照射し、その反射光の強度を検出することにより、生体の所定位置において生じる経時的な血液量の変化を、生体の表面から計測し、その結果を相対血圧波形として取得する。パルスオキシメータでは、動脈血の酸素飽和度を計測し、その結果を相対血圧波形として取得する。トノメータでは、血圧変動による血管壁運動を利用し、橈骨動脈等に取り付けられた血圧センサによって動脈内圧の相対的な変化を計測し、その結果を相対血圧波形として取得する。また、相対血圧波形は、例えば、プレチスモグラフィー、電磁血流計、超音波血流計、又はレーザ血流計等で取得してもよい。本実施形態では、NIRS装置によって取得された容積脈波を相対血圧波形として用いる場合について説明する。
を用いて初期平均血圧p0Aveを算出し、その初期平均血圧p0Aveを平均血圧算出部35に出力する。このとき、入力部32は、コンピュータ20から、基準血圧情報として絶対血圧波形pの情報を取得し、この絶対血圧波形pを用いて、下記式(2);
によって初期平均血圧p0Aveを算出してもよい。上記式(2)におけるパラメータTは心拍一拍の周期を表し、変数tは時間を表し、絶対血圧波形pは時間tの関数である。また、入力部32は、コンピュータ20から平均血圧を含む基準血圧情報を取得し、その平均血圧を初期平均血圧p0Aveとして出力してもよい。
によって位相パラメータθを算出し、その位相パラメータθを平均血圧算出部35に出力する。上記式(3)中のパラメータNは所定の自然数である。具体的には、位相パラメータ算出部34は、主波の周波数における強度スペクトルの強度値と位相スペクトルの位相値との積P(f1)×arg(P(f1))と、n倍波(n=2,3,…)の周波数における強度スペクトルの強度値と位相スペクトルの位相値との積P(fn)×arg(P(fn))と、の和を計算することによって位相パラメータθを得る。このようすることにより、重み付けされた位相値を主波からn倍波まで足し合わせた値として位相パラメータθが得られる。
θ=1.0×236.30+0.41×161.56+0.15×128.32+0.08×84.75=327.93
のように計算する。ここで、位相パラメータ算出部34は、強度値で重み付けされた主波から5倍波までの位相値P(fn)×arg(P(fn))(n=1〜5)の和を用いて位相パラメータを算出してもよい。
を利用して血圧情報としての平均血圧PAveを算出する。算出された血圧情報は、コンピュータ20に送信され、コンピュータ20の表示部上に表示される。具体的には、初期平均血圧p0Ave=100[mmHg]、初期位相パラメータθ0=300、位相パラメータ算出部34によって算出された位相パラメータθ=327.93の場合には、平均血圧pAveは、下記式;
のように計算される。
次に、第2実施形態に係る血圧情報算出装置を含む血圧情報算出システムの概要について説明する。本実施形態に係る血圧情報算出システムの第1実施形態との相違点は、血圧情報として絶対血圧波形を算出する点である。この絶対血圧波形は、上述した第1実施形態と同様にして求められた平均血圧と、相対血圧波形から求められる最高血圧と最低血圧との比を基に、相対血圧波形を変形処理することにより得られる。
に基づき最高最低血圧比PTmin:PTmaxを算出する。このようにして算出される最高最低血圧比PTmin:PTmaxは、強度スペクトルP(f)における主波のスペクトル強度のピーク値と、強度スペクトルP(f)における主波以上のスペクトル強度の各ピーク値の和との比となる。最高最低血圧比算出部36は、算出した最高最低血圧比PTmin:PTmaxを、絶対血圧波形再生部37へ出力する。
、最高最低血圧比算出部36によって算出された最高最低血圧比PTmin:PTmaxに基づいて倍率を補正する。具体的には、絶対血圧波形再生部37は、相対血圧波形p’における最低点と最高点とを検出し、検出された最低点と最高点との比を算出し、当該比が最高最低血圧比PTmin:PTmaxに略等しくなるように、相対血圧波形p’に対して加算係数を加えたり、乗算係数を乗じたりすることで、相対血圧波形p’における倍率を補正する。これにより、倍率補正相対血圧波形が算出される。
上記式(6)中で、P0(f)は、基準血圧情報の取得時に対応して相対血圧波形p’又は絶対血圧波形pをフーリエ変換することにより求められる強度スペクトルであり、arg(P0(f))は、基準血圧情報の取得時に対応して相対血圧波形p’又は絶対血圧波形pをフーリエ変換することにより求められる位相スペクトルである。このような式を用いて算出された位相パラメータも被験者の血圧情報と高い相関を有するため、これを基に算出された血圧情報の精度も高い。
Claims (17)
- 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する装置であって、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とが入力される入力部と、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出部と、
を備え、
前記スペクトル算出部は、前記脈波に基づく波形の強度スペクトルをさらに算出し、
前記補正値算出部は、前記強度スペクトルにおける前記主波の強度及び前記2倍波の強度のうちの少なくとも一方の強度をさらに用いて前記補正値を算出する、
血圧情報算出装置。 - 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する装置であって、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とが入力される入力部と、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出部と、
を備え、
前記補正値算出部は、前記補正値を、前記主波の位相に基づいた値と、前記2倍波の位相に基づいた値との和を少なくとも用いて算出する、
血圧情報算出装置。 - 前記補正値算出部は、前記主波の周波数或いは前記2倍波の周波数を、前記強度スペクトルのピークに応じて設定する、
請求項1に記載の血圧情報算出装置。 - 前記補正値算出部は、前記補正値を、前記位相及び前記強度の積によって算出する、
請求項1又は3に記載の血圧情報算出装置。 - 前記血圧情報は、前記検査対象の平均血圧を含む、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の血圧情報算出装置。 - 前記脈波に基づく波形と前記血圧情報とを基に、検査対象の絶対血圧波形を算出する血圧波形算出部をさらに備える、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の血圧情報算出装置。 - 前記検査対象に光を照射する光源と、
前記検査対象からの光を検出し、前記脈波に基づく波形として検出信号を前記入力部に入力する光検出器と、をさらに備える、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の血圧情報算出装置。 - 前記検査対象の血圧を検出し、前記入力部に検出結果を基にした前記基準血圧情報を入力する血圧計をさらに備える、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の血圧情報算出装置。 - 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する方法であって、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とを取得する取得ステップと、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出ステップと、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出ステップと、
を備え、
前記スペクトル算出ステップでは、前記脈波に基づく波形の強度スペクトルをさらに算出し、
前記補正値算出ステップでは、前記強度スペクトルにおける前記主波の強度及び前記2倍波の強度のうちの少なくとも一方の強度をさらに用いて前記補正値を算出する、
血圧情報算出方法。 - 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する方法であって、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とを取得する取得ステップと、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出ステップと、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出ステップと、
を備え、
前記補正値算出ステップでは、前記補正値を、前記主波の位相に基づいた値と、前記2倍波の位相に基づいた値との和を少なくとも用いて算出する、
血圧情報算出方法。 - 前記補正値算出ステップでは、前記主波の周波数或いは前記2倍波の周波数を、前記強度スペクトルのピークに応じて設定する、
請求項9に記載の血圧情報算出方法。 - 前記補正値算出ステップでは、前記補正値を、前記位相及び前記強度の積によって算出する、
請求項9又は11に記載の血圧情報算出方法。 - 前記血圧情報は、前記検査対象の平均血圧を含む、
請求項9〜12のいずれか1項に記載の血圧情報算出方法。 - 前記脈波に基づく波形と前記血圧情報とを基に、検査対象の絶対血圧波形を算出する血圧波形算出ステップをさらに備える、
請求項9〜13のいずれか1項に記載の血圧情報算出方法。 - 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とが入力される入力部、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出部、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出部、及び
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出部、
として機能させ、
前記スペクトル算出部は、前記脈波に基づく波形の強度スペクトルをさらに算出し、
前記補正値算出部は、前記強度スペクトルにおける前記主波の強度及び前記2倍波の強度のうちの少なくとも一方の強度をさらに用いて前記補正値を算出する、
血圧情報算出プログラム。 - 検査対象の血圧値に関する血圧情報を算出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記検査対象の脈波に基づく波形と、前記脈波に基づく波形を基に前記血圧情報を算出する基準となる基準血圧情報とが入力される入力部、
前記脈波に基づく波形をフーリエ変換することにより、前記脈波に基づく波形の位相スペクトルを算出するスペクトル算出部、
前記位相スペクトルに基づいて、前記検査対象の脈拍に対応する周波数である主波の位相、及び前記主波の2倍波に対応する2倍波の位相のうちの少なくとも一方の位相を用いて、補正値を算出する補正値算出部、及び
前記補正値を用いて前記基準血圧情報を補正することにより、前記血圧情報を算出する血圧情報算出部、
として機能させ、
前記補正値算出部は、前記補正値を、前記主波の位相に基づいた値と、前記2倍波の位相に基づいた値との和を少なくとも用いて算出する、
血圧情報算出プログラム。 - 請求項15又は16に記載の血圧情報算出プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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