JPH0871047A - 生体情報計測装置 - Google Patents

生体情報計測装置

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JPH0871047A
JPH0871047A JP6212778A JP21277894A JPH0871047A JP H0871047 A JPH0871047 A JP H0871047A JP 6212778 A JP6212778 A JP 6212778A JP 21277894 A JP21277894 A JP 21277894A JP H0871047 A JPH0871047 A JP H0871047A
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JP
Japan
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time
pulse wave
wave
pulsation
calculated
Prior art date
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Pending
Application number
JP6212778A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinsaku Yanagi
晋作 柳
Yasuyuki Sotokoshi
康之 外越
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPH0871047A publication Critical patent/JPH0871047A/ja
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 心電位R波に対する脈動の時間遅れの影響を
受けることなく、簡便で正確に脈波伝播時間を測定し得
る装置を提供する。 【構成】 心電位検出部31により心電位信号を検出
し、指尖脈波検出部32により、指尖脈波を検出し、第
2の時間算出部34で心電波形、脈波信号等から心電位
R波に対する大動脈起始部の脈動の遅れ時間DTを推算
し、第1の時間算出部33で心電位R波検出から指尖脈
波センサ7により、同拍の脈波が検出されるまでの時間
SPを算出し、脈波伝播時間算出部35で脈波伝播時間
PTT=DSP−DTを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、生体の脈波伝播時間
又は脈波伝播速度を測定する生体情報計測装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】脈波伝播時間PTT、又は脈波伝播速度
PWVは血管の硬さと、血圧値に比例することがよく知
られている。そこで、血圧値が分かっている時は動脈硬
化の指標として、動脈の硬さが分かっている時には血圧
計として利用されている。脈波伝播時間PTT、脈波伝
播速度PWVの測定は、心臓からの距離が違う2点の動
脈上で脈動を検出し、その位相時間差から測定するのが
原理である。しかし、実際には測定が簡便なので、図7
に示すように心電計21の心電電極22、23を生体に
配置するとともに、指尖部に指尖光電脈波センサ24を
設け、心電位R波と動脈上の脈動信号(指尖部光電脈
波)の2信号がよく利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の心電位
R波と動脈上の脈動信号で、脈波伝播時間を測定する方
法では、心電位R波発生と実際に心臓から血液が動脈に
駆血されるまでには時間差DTがあり(図3参照)、つ
まり、遅れ時間があり、この時間遅れが血管の硬さや血
圧値とは独立に変化するため、算出した脈波伝播時間P
TT、脈波伝播速度PWVに誤差を生じるという問題が
あった。
【0004】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、心電位R波と、脈動の時間遅れの影響
を受けることなく、簡便で正確な脈波伝播時間PTT、
脈波伝播速度PWVを測定し得る生体情報計測装置を提
供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の生体
情報測定装置は、心臓の電位を測定する心電位測定手段
と、心拍に同期した生体上の脈動信号を検出する脈動検
出手段と、同一心拍内の前記心電位信号のR波の検出時
点から所定部所での脈動検出時点までの時間を算出する
第1の時間算出手段と、心電位信号に対する大動脈起始
部の脈動の時間遅れを算出する第2の時間算出手段と、
前記第1の時間算出手段で算出された時間から前記第2
の時間算出手段で算出された時間を減算して脈波伝播時
間を算出する脈波伝播時間算出手段と、から構成されて
いる。
【0006】この生体情報計測装置によれば、第2の時
間算出手段で、心電位信号に対する大動脈起始部の脈動
の時間遅れが算出され、第1の時間算出手段で算出され
る心電位信号のR波検出時点から所定部所での脈動検出
時点までの時間より、第2の時間算出手段で算出された
時間遅れを減算して、脈波伝播時間を求めるので、測定
状態、個人差等による時間遅れのバラツキによる誤差を
回避できる。
【0007】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図1は、この発明が実施される脈波伝播特
性測定装置(生体情報計測装置)の回路構成を示すブロ
ック図である。この脈波伝播特性測定装置は、心電位測
定用の心電電極1、2と、これら心電電極1、2よりの
信号が入力される差動アンプ3と、ノイズ分を除去する
フィルタ4と、心電位波形を増幅するアンプ5と、この
アンプ5の出力をディジタル信号に変換するA/D変換
回路6と、指先で脈波を検出する指尖脈波センサ7と、
脈波信号のノイズを除去するフィルタ8と、脈波信号を
増幅するアンプ9と、このアンプ9の出力をディジタル
信号に変換するA/D変換回路10と、A/D変換回路
6及びA/D変換回路10からの信号を取込み、脈波伝
播時間PTTまたは脈波伝播速度PWVを算出するため
の処理を実行するCPU11と、表示部12と、スター
トスイッチ13及びストップスイッチ14とから構成さ
れている。CPU11は、図4に示すフロー図相当のプ
ログラムを内蔵し、処理を実行する機能を備えている。
【0008】脈波伝播時間PTTあるいは脈波伝播速度
の測定に際しては、図2に示すように、生体上に心電電
極1、2及び指尖脈波センサ7を配置する。このような
配置で、同拍の心電位と脈波の位相に着目すると、図3
に示すように心電位のR波に対し、大動脈起始部脈動が
DTだけ遅れ、さらに指尖光電脈波センサ7で検出され
る波形がR波よりPTT遅れることになる。PTT−D
Tが真の脈波伝播時間となる。
【0009】この実施例装置では、心電位R波から指尖
光電脈波までの時間を算出するとともに、時間遅れDT
を推定し、誤差を補正した脈波伝播時間を測定してい
る。次に、図4のフロー図を参照して、実施例装置の測
定処理動作を詳細に説明する。スタートスイッチ13が
ONされ、動作がスタートすると、先ず、変数i、
B 、TR 、DSP、及びDT が初期化される(ステップ
ST1)。そして、心電位信号を検出する(ステップS
T2)。次に検出した心電位信号のR波のピークである
か否かを判定し(ステップST3)、R波のピークが検
出された場合には、その時のカウンタiを変数TR に保
存する(ステップST4)。この変数TR はR波の検知
時点を保存する。ステップST3でR波のピークでない
場合は、ステップST4をスキップする。
【0010】続いて、指尖光電脈波センサ7で、指尖容
積脈波を検出し(ステップST5)、その後、脈波形の
立ち上がりを検出する。具体的には、TR ≠0か?、か
つ脈波の立ち上がりか?、かつTB =0か?の判定を行
う(ステップST6)。ここで、R波ピークが検出済み
で、それまでに脈波形の立ち上がりが未検出であれば、
変数TB に脈波立ち上がり時点のカウンタiを保存し
(ステップST7)、脈波伝達時間(TB −TR )を変
数DSPに保存し(ステップST8)、ステップST9に
移る。ここで、変数TB は脈波の立ち上がり時点を保存
し、変数DSPは脈波伝播時間を保存するために設けられ
ている。
【0011】ステップST9では、遅れ時間DTを算出
する。この詳細については後述する。ステップST10
では、DSP≠0か?かつDT≠0か?の判定を行う。こ
こで、変数DSP、DTが算出済みであれば、DSPに心電
位、かつ指尖部光電脈波の検出インターバルであるサン
プリングタイムOT を乗じて時間の次元に変換し、DT
成分を減算除去してOT *DSP−DTを再度変数DSP
保存する(ステップST11)。次に脈波伝播時間を表
すDSPを表示部12に表示する(ステップST12)。
続いて、変数DSP、DT 、i、TR 、TB (i=1、そ
の他は0に)を初期化し(ステップST13)、ストッ
プスイッチ14がONされたか否かを確認し(ステップ
ST14)、ONの時は処理を終了する。OFFの時
は、カウンタiをインクリメントとして(ステップST
15)、ステップST2に戻る。そして、サンプリング
タイムの到来毎に、ステップST2、…、ST15の処
理を繰り返す。
【0012】次に、上記したステップST9の遅れ時間
DT算出の詳細について説明する。遅れ時間と心電位波
形のQ波からR波までの時間に相関があり、図5に示し
たように心電位波形のQ波からR波までの時間をTQR
すると、次式から遅れ時間DTが算出可能である。 DT=α*TQR …(1) (ただし、αは多数の被検者から統計的に求められた定
数) また、遅れ時間と指尖光電脈波の駆血時間と心電位波形
のQ波からT波までの時間の差との間に相関が有り、図
5に示した心電位波形のQ波からT波までの時間をTQT
とし、図6の(a)に示した指尖容積脈波(指尖光電脈
波)の駆血時間をETとすると、次式から遅れ時間DT
が算出可能である。
【0013】DT=β*(ET−TQT) …(2) (ただし、βは多数の被検者から統計的に求められた定
数) また、遅れ時間と指尖容積脈波の一次微分波形の波高
値、二次微分波形の波高値にそれぞれ相関が有り、図6
の(b)、(c)に示したように、指尖容積脈波の一次
微分波形の第1波度をHV1とし、二次微分波形の第1波
高をHV2とすると、それぞれ次式によって遅れ時間DT
が算出可能である。
【0014】DT=γ*HV1 …(3) (ただし、γは多数の被検者から統計的に求められた定
数) DT=δ*HV2 …(4) (ただし、δは多数の被検者から統計的に求められた定
数) 以上、(1)〜(4)式のいずれかを利用することによ
って、ステップST9での遅れ時間DT算出を実現でき
る。
【0015】また、脈波伝播速度の場合は、大動脈起始
部から指尖部までの距離を測定し、上述した方法で算出
された脈波伝播時間で除算することにより、容易に求め
ることができる。図2は、実施例脈波伝播特性測定装置
(生体情報計測装置)を機能構成で示したブロック図で
あり、心電電極1、2を含み、心臓の電位を検出する心
電位検出部31と、指尖光電脈波センサ7を含み、心拍
に同期した生体上の脈動信号を検出する指尖脈波検出部
32と、同一心拍内の心電位信号のR波の検出時点から
指尖での脈動検出時点までの時間を算出する第1の時間
算出部33と、心電位信号に対する大動脈起始部の脈動
の遅れ時間を算出する第2の時間算出部34と、第1の
時間算出部33で算出された時間から第2の時間算出部
34で算出された時間を減算して脈波伝播時間を算出す
る脈波伝播時間算出部35とから構成されている。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、第2の時間算出手段
で、心電位信号に対する大動脈起始部の脈動の時間遅れ
を算出し、第1の時間算出手段で、心電位信号のR波検
出時点から所定部所での脈動検出時点までの時間を算出
し、第1の時間算出手段で算出された時間から、第2の
時間算出手段で算出された時間を減算することにより、
脈波伝播時間を求めるものであるから、特別なセンサを
追加することもなく、従来通りの簡便なハード構成、測
定方法でより原理に忠実で、正確な脈波伝播時間PT
T、脈波伝播速度PWVを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が実施される脈波伝播特性計測装置の
回路構成を示すブロック図である。
【図2】同脈波伝播計測装置を機能構成で示したブロッ
ク図である。
【図3】心電位、大動脈起始部脈動、及び指尖光電脈波
の時間的ズレを説明する図である。
【図4】上記実施例脈波伝播特性計測装置の測定処理動
作を説明するためのフロー図である。
【図5】時間遅れ算出を説明するために供する心電位波
形を説明する図である。
【図6】時間遅れ算出のいくつかの方法を説明するため
の波形図である。
【図7】従来の脈波伝播特性計測装置を説明する図であ
る。
【符号の説明】
31 心電位検出部 32 指尖脈波検出部 33 第1の時間算出部 34 第2の時間算出部 35 脈波伝播時間算出部 DT 遅れ時間 DSP R波から指尖光電脈波検出までの時間 PTT 脈波伝播時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A61B 5/04 310 Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】心臓の電位を測定する心電位測定手段と、 心拍に同期した生体上の脈動信号を検出する脈動検出手
    段と、 同一心拍内の前記心電位信号のR波の検出時点から所定
    部所での脈動検出時点までの時間を算出する第1の時間
    算出手段と、 心電位信号に対する大動脈起始部の脈動の遅れ時間を算
    出する第2の時間算出手段と、 前記第1の時間算出手段で算出された時間から前記第2
    の時間算出手段で算出された時間を減算して脈波伝播時
    間を算出する脈波伝播時間算出手段と、 を備えたことを特徴とする生体情報計測装置。
  2. 【請求項2】前記第2の時間算出手段は、心電信号のQ
    波からR波までの時間を算出するものである請求項1記
    載の生体情報計測装置。
  3. 【請求項3】前記第2の時間算出手段は、所定部所にお
    ける脈動の駆血時間(ET)から、心電信号のQ波から
    T波までの時間(TQT)を減算するものである請求項1
    記載の生体情報計測装置。
  4. 【請求項4】前記第2の時間算出手段は、所定部所の脈
    動の一次微分の波高値(HV1)を求めるものである請求
    項1記載の生体情報計測装置。
  5. 【請求項5】前記第2の時間算出手段は、所定部所の脈
    動の二次微分の波高値(HV2)を求めるものである請求
    項1記載の生体情報計測装置。
JP6212778A 1994-09-06 1994-09-06 生体情報計測装置 Pending JPH0871047A (ja)

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JP6212778A JPH0871047A (ja) 1994-09-06 1994-09-06 生体情報計測装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007504917A (ja) * 2003-09-12 2007-03-08 ボディーメディア インコーポレイテッド 心臓関連パラメータの測定方法及び装置
WO2015150199A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Koninklijke Philips N.V. System and method for detecting variation of heart rate of a user
US10034612B2 (en) 2013-06-28 2018-07-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Biological state eliminating apparatus and method

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