JPH10328148A - 自律神経機能評価装置 - Google Patents
自律神経機能評価装置Info
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- JPH10328148A JPH10328148A JP9142130A JP14213097A JPH10328148A JP H10328148 A JPH10328148 A JP H10328148A JP 9142130 A JP9142130 A JP 9142130A JP 14213097 A JP14213097 A JP 14213097A JP H10328148 A JPH10328148 A JP H10328148A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体の自律神経の機能を簡便且つ安価に評価
することのできる自律神経機能評価装置を提供する。 【解決手段】 連続的に検出される生体の心拍周期ＴRR
の変動から抽出される生体の呼吸周波数に略等しい周波
数成分から成る第１変動成分ＨＦＣ1 と、連続的に測定
される生体の血圧値の変動から抽出される生体の呼吸周
波数よりも低い所定の周波数成分から成る第２変動成分
ＬＦＣ2 とに基づいて生体の自律神経の機能を評価する
自律神経機能評価装置において、時間差算出手段６４に
より心電誘導装置４８により逐次検出される生体の心電
誘導波のＲ波から、光電脈波検出プローブ１２により逐
次検出される生体の光電脈波の最大傾斜点ＰMAX までの
時間差ＴＤRPが連続的に算出され、血圧変動推定手段６
６によりその時間差ＴＤRPの逆数の変動が前記血圧値の
変動として推定される。
することのできる自律神経機能評価装置を提供する。 【解決手段】 連続的に検出される生体の心拍周期ＴRR
の変動から抽出される生体の呼吸周波数に略等しい周波
数成分から成る第１変動成分ＨＦＣ1 と、連続的に測定
される生体の血圧値の変動から抽出される生体の呼吸周
波数よりも低い所定の周波数成分から成る第２変動成分
ＬＦＣ2 とに基づいて生体の自律神経の機能を評価する
自律神経機能評価装置において、時間差算出手段６４に
より心電誘導装置４８により逐次検出される生体の心電
誘導波のＲ波から、光電脈波検出プローブ１２により逐
次検出される生体の光電脈波の最大傾斜点ＰMAX までの
時間差ＴＤRPが連続的に算出され、血圧変動推定手段６
６によりその時間差ＴＤRPの逆数の変動が前記血圧値の
変動として推定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体の自律神経の
機能を評価するための自律神経機能評価装置に関するも
のである。
機能を評価するための自律神経機能評価装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】生体から連続的に測定される心拍周期及
び血圧値は若干の変動を有し、それら心拍周期及び血圧
値の変動を周波数解析すると、生体の呼吸周波数に略等
しい高周波数成分、及び生体の呼吸周波数の１／３程度
の低周波数成分の２種類の周波数成分が得られる。そし
て、これらの周波数成分のうち、心拍周期の変動から求
められる高周波数成分は副交感神経活動を、血圧値の変
動から求められる低周波数成分は交感神経活動を反映し
たものであることを利用して、生体の自律神経の機能を
評価するために、生体から連続的に測定される心拍周期
及び血圧値を周波数解析することが提案されている。
び血圧値は若干の変動を有し、それら心拍周期及び血圧
値の変動を周波数解析すると、生体の呼吸周波数に略等
しい高周波数成分、及び生体の呼吸周波数の１／３程度
の低周波数成分の２種類の周波数成分が得られる。そし
て、これらの周波数成分のうち、心拍周期の変動から求
められる高周波数成分は副交感神経活動を、血圧値の変
動から求められる低周波数成分は交感神経活動を反映し
たものであることを利用して、生体の自律神経の機能を
評価するために、生体から連続的に測定される心拍周期
及び血圧値を周波数解析することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】ところが、生体の自律神経の
機能を評価するためには、予め生体の心拍周期及び血圧
値を連続的に測定しなければならないが、一般的に連続
的な生体の血圧値を高精度で得ることは難しく、たとえ
ば、生体の橈骨動脈に押圧される圧力センサを用いて連
続的に血圧値を測定するトノメータ式自動血圧測定装置
などの特殊な装置を用いる必要があり、装置が複雑且つ
高価になるという欠点があった。
機能を評価するためには、予め生体の心拍周期及び血圧
値を連続的に測定しなければならないが、一般的に連続
的な生体の血圧値を高精度で得ることは難しく、たとえ
ば、生体の橈骨動脈に押圧される圧力センサを用いて連
続的に血圧値を測定するトノメータ式自動血圧測定装置
などの特殊な装置を用いる必要があり、装置が複雑且つ
高価になるという欠点があった。
【０００４】本発明は以上のような事情を背景として為
されたものであり、その目的とするところは、生体の自
律神経の機能を簡便且つ安価に評価することのできる自
律神経機能評価装置を提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、生体の自
律神経の機能を簡便且つ安価に評価することのできる自
律神経機能評価装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、連続的に検出される生
体の心拍周期の変動から抽出される生体の呼吸周波数に
略等しい周波数成分から成る第１変動成分と、連続的に
測定される生体の血圧値の変動から抽出される生体の呼
吸周波数よりも低い所定の周波数成分から成る第２変動
成分とに基づいて生体の自律神経の機能を評価する自律
神経機能評価装置において、（ａ）前記生体に装着され
て該生体の動脈内を伝播する脈波を検出する第１脈波セ
ンサと、（ｂ）その第１脈波センサの下流側部位に装着
されて該動脈内を伝播する脈波を検出する第２脈脈波セ
ンサと、（ｃ）前記第１脈波センサにより逐次検出され
る該生体の脈波の周期毎に発生する所定の部位から、前
記第２脈波センサにより逐次検出される該生体の脈波の
周期毎に発生する所定の部位までの時間差に基づいて、
該脈波の伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的
に算出する脈波伝播速度情報算出手段と、（ｄ）該脈波
伝播速度算出手段により連続的に算出される脈波伝播速
度情報の変動に基づいて、前記血圧値の変動を推定する
血圧変動推定手段とを、含むことにある。
の本発明の要旨とするところは、連続的に検出される生
体の心拍周期の変動から抽出される生体の呼吸周波数に
略等しい周波数成分から成る第１変動成分と、連続的に
測定される生体の血圧値の変動から抽出される生体の呼
吸周波数よりも低い所定の周波数成分から成る第２変動
成分とに基づいて生体の自律神経の機能を評価する自律
神経機能評価装置において、（ａ）前記生体に装着され
て該生体の動脈内を伝播する脈波を検出する第１脈波セ
ンサと、（ｂ）その第１脈波センサの下流側部位に装着
されて該動脈内を伝播する脈波を検出する第２脈脈波セ
ンサと、（ｃ）前記第１脈波センサにより逐次検出され
る該生体の脈波の周期毎に発生する所定の部位から、前
記第２脈波センサにより逐次検出される該生体の脈波の
周期毎に発生する所定の部位までの時間差に基づいて、
該脈波の伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的
に算出する脈波伝播速度情報算出手段と、（ｄ）該脈波
伝播速度算出手段により連続的に算出される脈波伝播速
度情報の変動に基づいて、前記血圧値の変動を推定する
血圧変動推定手段とを、含むことにある。
【０００６】
【発明の効果】このようにすれば、自律神経の機能を評
価するために測定される生体の血圧変動が、第１脈波セ
ンサにより逐次検出される生体の脈波の周期毎に発生す
る所定の部位から、第２脈波センサにより逐次検出され
る生体の脈波の周期毎に発生する所定の部位までの時間
差に基づいて算出される脈波伝播時間或いは脈波伝播速
度等の脈波伝播速度情報の変動から推定されるので、連
続的な血圧測定を行うための複雑且つ高価な装置が不要
となり、生体の自律神経の機能を簡便且つ安価に評価す
ることが可能となる。
価するために測定される生体の血圧変動が、第１脈波セ
ンサにより逐次検出される生体の脈波の周期毎に発生す
る所定の部位から、第２脈波センサにより逐次検出され
る生体の脈波の周期毎に発生する所定の部位までの時間
差に基づいて算出される脈波伝播時間或いは脈波伝播速
度等の脈波伝播速度情報の変動から推定されるので、連
続的な血圧測定を行うための複雑且つ高価な装置が不要
となり、生体の自律神経の機能を簡便且つ安価に評価す
ることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例で
ある自律神経機能評価装置としても機能する酸素飽和度
測定装置１０を示すブロック図である。
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例で
ある自律神経機能評価装置としても機能する酸素飽和度
測定装置１０を示すブロック図である。
【０００８】図１において、パルスオキシメータ用光電
脈波検出プローブ１２（以下、単にプローブという）
は、例えば、被測定者のたとえば指尖部などの体表面１
４に図示しない装着バンド等により密着した状態で装着
されている。プローブ１２は、一方向において開口する
容器状のハウジング１６と、そのハウジング１６の底部
内面の外周側に位置する部分に設けられ、ＬＥＤ等から
成る複数の第１発光素子１８a および第２発光素子１８
b （以下、特に区別しない場合は単に発光素子１８とい
う）と、ハウジング１６の底部内面の中央部分に設けら
れ、フォトダイオードやフォトトランジスタ等から成る
受光素子２０と、ハウジング１６内に一体的に設けられ
て発光素子１８及び受光素子２０を覆う透明な樹脂２２
と、ハウジング１６内において発光素子１８と受光素子
２０との間に設けられ、発光素子１８から前記体表面１
４に向かって照射された光のその体表面１４から受光素
子２０に向かう反射光を遮光する環状の遮蔽部材２４と
を備えて構成されている。
脈波検出プローブ１２（以下、単にプローブという）
は、例えば、被測定者のたとえば指尖部などの体表面１
４に図示しない装着バンド等により密着した状態で装着
されている。プローブ１２は、一方向において開口する
容器状のハウジング１６と、そのハウジング１６の底部
内面の外周側に位置する部分に設けられ、ＬＥＤ等から
成る複数の第１発光素子１８a および第２発光素子１８
b （以下、特に区別しない場合は単に発光素子１８とい
う）と、ハウジング１６の底部内面の中央部分に設けら
れ、フォトダイオードやフォトトランジスタ等から成る
受光素子２０と、ハウジング１６内に一体的に設けられ
て発光素子１８及び受光素子２０を覆う透明な樹脂２２
と、ハウジング１６内において発光素子１８と受光素子
２０との間に設けられ、発光素子１８から前記体表面１
４に向かって照射された光のその体表面１４から受光素
子２０に向かう反射光を遮光する環状の遮蔽部材２４と
を備えて構成されている。
【０００９】上記第１発光素子１８a は、例えば６６０
ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第２発光素子１８b
は、例えば８００ｎｍ程度の波長の赤外光を発光するも
のである。これら第１発光素子１８a 及び第２発光素子
１８b は、一定時間づつ順番に所定周波数で発光させら
れると共に、それら発光素子１８から前記体表面１４に
向かって照射された光の体内の毛細血管が密集している
部位からの反射光は共通の受光素子２０によりそれぞれ
受光される。なお、発光素子１８の発光する光の波長は
上記の値に限られず、第１発光素子１８a は酸化ヘモグ
ロビンと還元ヘモグロビンとの吸光係数が大きく異なる
波長の光を、第２発光素子１８b はそれらの吸光係数が
略同じとなる波長の光をそれぞれ発光するものであれば
よい。
ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第２発光素子１８b
は、例えば８００ｎｍ程度の波長の赤外光を発光するも
のである。これら第１発光素子１８a 及び第２発光素子
１８b は、一定時間づつ順番に所定周波数で発光させら
れると共に、それら発光素子１８から前記体表面１４に
向かって照射された光の体内の毛細血管が密集している
部位からの反射光は共通の受光素子２０によりそれぞれ
受光される。なお、発光素子１８の発光する光の波長は
上記の値に限られず、第１発光素子１８a は酸化ヘモグ
ロビンと還元ヘモグロビンとの吸光係数が大きく異なる
波長の光を、第２発光素子１８b はそれらの吸光係数が
略同じとなる波長の光をそれぞれ発光するものであれば
よい。
【００１０】受光素子２０は、その受光量に対応した大
きさの光電脈波信号ＳＭ3 をローパスフィルタ２６を介
して出力する。受光素子２０とローパスフィルタ２６と
の間には増幅器等が適宜設けられる。ローパスフィルタ
２６は、入力された光電脈波信号ＳＭ3 から脈波の周波
数よりも高い周波数を有するノイズを除去し、そのノイ
ズが除去された信号ＳＭ3 をデマルチプレクサ２８に出
力する。
きさの光電脈波信号ＳＭ3 をローパスフィルタ２６を介
して出力する。受光素子２０とローパスフィルタ２６と
の間には増幅器等が適宜設けられる。ローパスフィルタ
２６は、入力された光電脈波信号ＳＭ3 から脈波の周波
数よりも高い周波数を有するノイズを除去し、そのノイ
ズが除去された信号ＳＭ3 をデマルチプレクサ２８に出
力する。
【００１１】デマルチプレクサ２８は、電子制御装置３
０からの信号に従って第１発光素子１８a 及び第２発光
素子１８b の発光に同期して切り換えられることによ
り、赤色光による電気信号ＳＭR をサンプルホールド回
路３２及びＡ／Ｄ変換器３４を介して、赤外光による電
気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路３６及びＡ／Ｄ変
換器３８を介して、それぞれ電子制御装置３０の図示し
ないＩ／Ｏポートに逐次供給する。サンプルホールド回
路３２、３６は、入力された電気信号ＳＭR 、ＳＭIRを
Ａ／Ｄ変換器３４、３８へ出力する際に、前回出力した
電気信号ＳＭR 、ＳＭIRについてのＡ／Ｄ変換器３４、
３８における変換作動が終了するまで、次に出力する電
気信号ＳＭR 、ＳＭIRをそれぞれ保持するためのもので
ある。本実施例においては、上記プローブ１２が第２脈
波センサに対応している。
０からの信号に従って第１発光素子１８a 及び第２発光
素子１８b の発光に同期して切り換えられることによ
り、赤色光による電気信号ＳＭR をサンプルホールド回
路３２及びＡ／Ｄ変換器３４を介して、赤外光による電
気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路３６及びＡ／Ｄ変
換器３８を介して、それぞれ電子制御装置３０の図示し
ないＩ／Ｏポートに逐次供給する。サンプルホールド回
路３２、３６は、入力された電気信号ＳＭR 、ＳＭIRを
Ａ／Ｄ変換器３４、３８へ出力する際に、前回出力した
電気信号ＳＭR 、ＳＭIRについてのＡ／Ｄ変換器３４、
３８における変換作動が終了するまで、次に出力する電
気信号ＳＭR 、ＳＭIRをそれぞれ保持するためのもので
ある。本実施例においては、上記プローブ１２が第２脈
波センサに対応している。
【００１２】本実施例の酸素飽和度測定装置１０には、
心電誘導装置４８が備えられている。心電誘導装置４８
は、生体の所定の部位に貼り付けられる複数の電極５０
を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波すなわち心電
図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示
す信号ＳＭ2 を電子制御装置３０に供給する。なお、こ
の心電誘導装置４８は、心臓内の血液を大動脈へ向かっ
て拍出する時期すなわち大動脈内圧の脈波起始部に対応
する心電誘導波のうちのＱ波或いはＲ波を検出するため
のものであることから、第１脈波検出装置として機能し
ている。
心電誘導装置４８が備えられている。心電誘導装置４８
は、生体の所定の部位に貼り付けられる複数の電極５０
を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波すなわち心電
図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示
す信号ＳＭ2 を電子制御装置３０に供給する。なお、こ
の心電誘導装置４８は、心臓内の血液を大動脈へ向かっ
て拍出する時期すなわち大動脈内圧の脈波起始部に対応
する心電誘導波のうちのＱ波或いはＲ波を検出するため
のものであることから、第１脈波検出装置として機能し
ている。
【００１３】電子制御装置３０のＣＰＵ４０は、ＲＡＭ
４２の記憶機能を利用しつつＲＯＭ４４に予め記憶され
たプログラムに従って測定動作を実行し、駆動回路４６
に制御信号ＳＬＶを出力して発光素子１８a 、１８b を
順次所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それ
ら発光素子１８a 、１８b の発光に同期して切換信号Ｓ
Ｃを出力してデマルチプレクサ２８を切り換えることに
より、前記電気信号ＳＭR をサンプルホールド回路３２
に、電気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路３６にそれ
ぞれ振り分ける。上記ＣＰＵ４０は、血中酸素飽和度を
算出するために予め記憶された演算式から上記電気信号
ＳＭR 、ＳＭIRの振幅値に基づいて生体の血中酸素飽和
度を算出し、表示器５２に表示させる。なお、この酸素
飽和度の決定方法としては、例えば、本出願人が先に出
願して公開された特開平３−１５４４０号公報に記載さ
れた決定方法が利用される。
４２の記憶機能を利用しつつＲＯＭ４４に予め記憶され
たプログラムに従って測定動作を実行し、駆動回路４６
に制御信号ＳＬＶを出力して発光素子１８a 、１８b を
順次所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それ
ら発光素子１８a 、１８b の発光に同期して切換信号Ｓ
Ｃを出力してデマルチプレクサ２８を切り換えることに
より、前記電気信号ＳＭR をサンプルホールド回路３２
に、電気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路３６にそれ
ぞれ振り分ける。上記ＣＰＵ４０は、血中酸素飽和度を
算出するために予め記憶された演算式から上記電気信号
ＳＭR 、ＳＭIRの振幅値に基づいて生体の血中酸素飽和
度を算出し、表示器５２に表示させる。なお、この酸素
飽和度の決定方法としては、例えば、本出願人が先に出
願して公開された特開平３−１５４４０号公報に記載さ
れた決定方法が利用される。
【００１４】また、ＣＰＵ４０は心電誘導波を示す信号
ＳＭ2 から心拍数及びその所定周波数の変動を抽出する
と共に、心電誘導波のＲ波から光電脈波ＳＭR またはＳ
ＭIRの所定部位までの時間差ＴＤRMに基づいて算出され
る脈波伝播速度情報およびその所定周波数の変動を抽出
し、それら変動の強度に基づいて生体の自律神経の機能
を評価する。
ＳＭ2 から心拍数及びその所定周波数の変動を抽出する
と共に、心電誘導波のＲ波から光電脈波ＳＭR またはＳ
ＭIRの所定部位までの時間差ＴＤRMに基づいて算出され
る脈波伝播速度情報およびその所定周波数の変動を抽出
し、それら変動の強度に基づいて生体の自律神経の機能
を評価する。
【００１５】図２は、上記酸素飽和度測定装置１０にお
ける電子制御装置３０の制御機能の要部を説明する機能
ブロック線図である。図２において、心拍周期検出手段
６０は、前記心電誘導装置４８から逐次検出される心電
誘導波の時間間隔たとえばＲ波間の時間間隔を算出する
ことにより生体の心拍周期ＴRRを１拍毎に連続的に検出
する。このように連続的に検出される心拍周期ＴRRに
は、たとえば図３に示されるような変動が存在する。第
１変動成分抽出手段６２は、上記心拍周期検出手段６０
により連続的に検出された生体の心拍周期ＴRRの変動か
ら、図４の実線に示されるような生体の呼吸周波数に略
等しい周波数周波数域に表れるピ−クである心拍周期変
動高周波数成分すなわち第１変動成分ＨＦＣ1 、および
生体の呼吸周波数の１／３乃至１／４程度の周波数域に
表れるピ−クである心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1
をそれぞれ抽出する。この第１変動成分抽出手段６２で
は、たとえば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法或いは自己
回帰（ＡＲ）法などが用いられることにより心拍周期Ｔ
RRの変動が周波数解析される。
ける電子制御装置３０の制御機能の要部を説明する機能
ブロック線図である。図２において、心拍周期検出手段
６０は、前記心電誘導装置４８から逐次検出される心電
誘導波の時間間隔たとえばＲ波間の時間間隔を算出する
ことにより生体の心拍周期ＴRRを１拍毎に連続的に検出
する。このように連続的に検出される心拍周期ＴRRに
は、たとえば図３に示されるような変動が存在する。第
１変動成分抽出手段６２は、上記心拍周期検出手段６０
により連続的に検出された生体の心拍周期ＴRRの変動か
ら、図４の実線に示されるような生体の呼吸周波数に略
等しい周波数周波数域に表れるピ−クである心拍周期変
動高周波数成分すなわち第１変動成分ＨＦＣ1 、および
生体の呼吸周波数の１／３乃至１／４程度の周波数域に
表れるピ−クである心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1
をそれぞれ抽出する。この第１変動成分抽出手段６２で
は、たとえば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法或いは自己
回帰（ＡＲ）法などが用いられることにより心拍周期Ｔ
RRの変動が周波数解析される。
【００１６】脈波伝播速度情報算出手段として機能する
時間差算出手段６４は、図５に示されるように、心電誘
導装置４８から逐次検出される心電誘導波の周期毎に発
生する所定の部位たとえばＲ波から、プローブ１２から
逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位
たとえば光電脈波の微分波形が最大値を示す点すなわち
最大傾斜点Ｐmax までの時間差（伝播時間）ＴＤRMを連
続的に算出する。このように連続的に算出される時間差
（伝播時間）ＴＤRM或いは伝播時間ＴＤRMと一対一に対
応する伝播速度ＶM にも変動が存在し、たとえば図３は
時間差ＴＤRMの逆数の変動を示している。
時間差算出手段６４は、図５に示されるように、心電誘
導装置４８から逐次検出される心電誘導波の周期毎に発
生する所定の部位たとえばＲ波から、プローブ１２から
逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位
たとえば光電脈波の微分波形が最大値を示す点すなわち
最大傾斜点Ｐmax までの時間差（伝播時間）ＴＤRMを連
続的に算出する。このように連続的に算出される時間差
（伝播時間）ＴＤRM或いは伝播時間ＴＤRMと一対一に対
応する伝播速度ＶM にも変動が存在し、たとえば図３は
時間差ＴＤRMの逆数の変動を示している。
【００１７】血圧変動推定手段６６は、時間差ＴＤRMの
逆数を１拍毎に連続的に算出する。ここで、血圧変動推
定手段６６は、他の変動要因が少ないなどの所定の条件
下では、動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶM が速くな
る程生体の血圧値が高くなるという一般的な関係が存在
し、その脈波伝播速度ＶM は上記時間差ＴＤRMの逆数と
比例関係を有することから、時間差ＴＤRMの逆数を算出
することによって実質的に生体の血圧値を連続的に推定
しているのである。第２変動成分抽出手段６８は、伝播
速度情報である時間差（伝播時間）ＴＤRMの逆数の変動
から、生体の呼吸周波数と略等しい伝播速度情報変動高
周波数成分ＨＦＣ2 、および生体の呼吸周波数よりも低
い所定の周波数成分である伝播速度情報変動低周波成分
すなわち第２変動成分ＬＦＣ2 を抽出する。この第２変
動成分抽出手段６８でも、たとえば高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などが用いられ
ることにより時間差ＴＤRMの逆数の変動が周波数解析さ
れる。自律神経機能評価手段７０は、上記第１変動成分
ＨＦＣ1 と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強
度の比（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感
神経の活動度を表す数値などを、上記第２変動成分ＬＦ
Ｃ2 と伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2の信号強
度の比（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神
経の活動度を表す数値などを算出し、表示器５２を用い
て表示出力する。
逆数を１拍毎に連続的に算出する。ここで、血圧変動推
定手段６６は、他の変動要因が少ないなどの所定の条件
下では、動脈内を伝播する脈波の伝播速度ＶM が速くな
る程生体の血圧値が高くなるという一般的な関係が存在
し、その脈波伝播速度ＶM は上記時間差ＴＤRMの逆数と
比例関係を有することから、時間差ＴＤRMの逆数を算出
することによって実質的に生体の血圧値を連続的に推定
しているのである。第２変動成分抽出手段６８は、伝播
速度情報である時間差（伝播時間）ＴＤRMの逆数の変動
から、生体の呼吸周波数と略等しい伝播速度情報変動高
周波数成分ＨＦＣ2 、および生体の呼吸周波数よりも低
い所定の周波数成分である伝播速度情報変動低周波成分
すなわち第２変動成分ＬＦＣ2 を抽出する。この第２変
動成分抽出手段６８でも、たとえば高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などが用いられ
ることにより時間差ＴＤRMの逆数の変動が周波数解析さ
れる。自律神経機能評価手段７０は、上記第１変動成分
ＨＦＣ1 と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強
度の比（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感
神経の活動度を表す数値などを、上記第２変動成分ＬＦ
Ｃ2 と伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2の信号強
度の比（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神
経の活動度を表す数値などを算出し、表示器５２を用い
て表示出力する。
【００１８】図６は、上記自律神経機能評価装置１０に
おける電子制御装置３０の制御作動の要部を説明するフ
ローチャートであって、心拍周期に同期して実行される
ルーチンを示している。
おける電子制御装置３０の制御作動の要部を説明するフ
ローチャートであって、心拍周期に同期して実行される
ルーチンを示している。
【００１９】図６において、前記心拍周期検出手段６０
に対応するＳＡ１では、心電誘導装置４８から入力され
た心電誘導波のＲ波間の時間間隔が算出されることによ
り、心拍周期ＴRRが算出される。次いで、前記第１変動
成分抽出手段６２に対応するＳＡ２では、逐次算出され
る上記心拍周期ＴRRの変動に対して、たとえば高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などに
よる周波数解析が実行されることにより、生体の呼吸周
波数帯付近（たとえば０．２５Ｈｚ）に発生するピーク
を有する周波数成分から成る第１変動成分ＨＦＣ1 およ
び生体の呼吸周波数の１／３乃至１／４程度の周波数帯
付近にある心拍周期変動低周波成分ＬＦＣ1 が抽出され
る。
に対応するＳＡ１では、心電誘導装置４８から入力され
た心電誘導波のＲ波間の時間間隔が算出されることによ
り、心拍周期ＴRRが算出される。次いで、前記第１変動
成分抽出手段６２に対応するＳＡ２では、逐次算出され
る上記心拍周期ＴRRの変動に対して、たとえば高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などに
よる周波数解析が実行されることにより、生体の呼吸周
波数帯付近（たとえば０．２５Ｈｚ）に発生するピーク
を有する周波数成分から成る第１変動成分ＨＦＣ1 およ
び生体の呼吸周波数の１／３乃至１／４程度の周波数帯
付近にある心拍周期変動低周波成分ＬＦＣ1 が抽出され
る。
【００２０】次に、時間差算出手段６４に対応するＳＡ
３では、プローブ１２から入力される光電脈波ＳＭR ま
たはＳＭIRの最大傾斜点ＰMAX が決定されると共に、心
電誘導装置４８から入力される心電誘導波のＲ波から、
その光電脈波の最大傾斜点Ｐ MAX までの時間間隔が算出
されることにより、時間差ＴＤRMが算出される。次い
で、血圧変動推定手段６６に対応するＳＡ４では、時間
差ＴＤRMの逆数が算出されることにより、時間差ＴＤRM
の逆数の変動が血圧値の変動として推定される。
３では、プローブ１２から入力される光電脈波ＳＭR ま
たはＳＭIRの最大傾斜点ＰMAX が決定されると共に、心
電誘導装置４８から入力される心電誘導波のＲ波から、
その光電脈波の最大傾斜点Ｐ MAX までの時間間隔が算出
されることにより、時間差ＴＤRMが算出される。次い
で、血圧変動推定手段６６に対応するＳＡ４では、時間
差ＴＤRMの逆数が算出されることにより、時間差ＴＤRM
の逆数の変動が血圧値の変動として推定される。
【００２１】続いて第２変動成分抽出手段６８に対応す
るＳＡ５では、この逐次算出される時間差（伝播時間）
ＴＤRMの逆数の変動に対して、たとえば高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などによる周
波数解析が実行されることにより、生体の呼吸周波数の
１／３乃至１／４程度の周波数帯付近（たとえば０．０
７Ｈｚ）に発生するピークを有する周波数成分から成る
第２変動成分ＬＦＣ2および生体の呼吸周波数と略等し
い伝播速度情報変動高周波成分ＨＦＣ2 が抽出される。
るＳＡ５では、この逐次算出される時間差（伝播時間）
ＴＤRMの逆数の変動に対して、たとえば高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）法或いは自己回帰（ＡＲ）法などによる周
波数解析が実行されることにより、生体の呼吸周波数の
１／３乃至１／４程度の周波数帯付近（たとえば０．０
７Ｈｚ）に発生するピークを有する周波数成分から成る
第２変動成分ＬＦＣ2および生体の呼吸周波数と略等し
い伝播速度情報変動高周波成分ＨＦＣ2 が抽出される。
【００２２】そして、続く前記自律神経機能評価手段７
０に対応するＳＡ６において、上記第１変動成分ＨＦＣ
1 と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強度の比
（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感神経の
活動度を表す数値などが、上記第２変動成分ＬＦＣ2 と
伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2 の信号強度の比
（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神経の活
動度を表す数値などが表示器５２を用いて表示出力され
る。表示器５２としては、たとえば液晶、或いはＬＥＤ
等の発光体を用いた表示画面、或いはプリンタなどが利
用される。生体の副交感神経および交感神経の活動度
は、上記数値以外にそのトレンドグラフなどによっても
表示され得る。
０に対応するＳＡ６において、上記第１変動成分ＨＦＣ
1 と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強度の比
（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感神経の
活動度を表す数値などが、上記第２変動成分ＬＦＣ2 と
伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2 の信号強度の比
（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神経の活
動度を表す数値などが表示器５２を用いて表示出力され
る。表示器５２としては、たとえば液晶、或いはＬＥＤ
等の発光体を用いた表示画面、或いはプリンタなどが利
用される。生体の副交感神経および交感神経の活動度
は、上記数値以外にそのトレンドグラフなどによっても
表示され得る。
【００２３】上述のように、本実施例によれば、自律神
経の機能を評価するために必要な連続的に測定された生
体の血圧値の変動が、心電誘導装置４８（第１脈波セン
サに相当）により逐次検出される生体の心電誘導波の周
期毎に発生する所定の部位たとえばＲ波から、プローブ
１２（第２脈波センサに相当）により逐次検出される生
体の光電脈波の周期毎に発生する所定の部位たとえば最
大傾斜点ＰMAX までの時間差ＴＤRMの変動から実質的に
推定されるので、連続的な血圧測定を行うための複雑且
つ高価な装置が不要となり、生体の自律神経の機能を簡
便且つ安価に評価することが可能となる。
経の機能を評価するために必要な連続的に測定された生
体の血圧値の変動が、心電誘導装置４８（第１脈波セン
サに相当）により逐次検出される生体の心電誘導波の周
期毎に発生する所定の部位たとえばＲ波から、プローブ
１２（第２脈波センサに相当）により逐次検出される生
体の光電脈波の周期毎に発生する所定の部位たとえば最
大傾斜点ＰMAX までの時間差ＴＤRMの変動から実質的に
推定されるので、連続的な血圧測定を行うための複雑且
つ高価な装置が不要となり、生体の自律神経の機能を簡
便且つ安価に評価することが可能となる。
【００２４】また、本実施例によれば、生体の自律神経
機能を評価するに当たって、上記第１変動成分ＨＦＣ1
と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強度の比
（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感神経の
活動度を表す数値などが、上記第２変動成分ＬＦＣ2 と
脈波伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2 の信号強度
の比（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神経
の活動度を表す数値などが表示器５２を用いて表示出力
されているため、第１変動成分ＨＦＣ1 と第２変動成分
ＬＦＣ2 の絶対値が表示出力される場合のように、自律
神経機能以外の他の要因に基づく図４に示される周波数
曲線全体の生体間における信号強度の相違が、自律神経
機能の相違として誤って判断されることがなくなり評価
精度が向上する。
機能を評価するに当たって、上記第１変動成分ＨＦＣ1
と心拍周期変動低周波数成分ＬＦＣ1 の信号強度の比
（ＨＦＣ1 ／ＬＦＣ1 ）に基づいて生体の副交感神経の
活動度を表す数値などが、上記第２変動成分ＬＦＣ2 と
脈波伝播速度情報変動高周波数成分ＨＦＣ2 の信号強度
の比（ＬＦＣ2 ／ＨＦＣ2 ）に基づいて生体の交感神経
の活動度を表す数値などが表示器５２を用いて表示出力
されているため、第１変動成分ＨＦＣ1 と第２変動成分
ＬＦＣ2 の絶対値が表示出力される場合のように、自律
神経機能以外の他の要因に基づく図４に示される周波数
曲線全体の生体間における信号強度の相違が、自律神経
機能の相違として誤って判断されることがなくなり評価
精度が向上する。
【００２５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。
【００２６】たとえば、前述の実施例では、脈波伝播速
度情報として脈波伝播速度と比例関係にある時間差（脈
波伝播時間）ＴＤRMの逆数が用いられていたが、脈波伝
播速度そのものを算出し、血圧値を推定しても構わな
い。この場合、血圧変動推定手段６６において、時間差
ＴＤRMの逆数の代わりに脈波伝播速度ＶM が求められ、
その脈波伝播速度ＶM の変動より血圧値が推定される。
また、脈波伝播時間（時間差）ＴＤRMが血圧値と反比例
の関係にあることを用いて血圧値を推定しても構わな
い。この場合、血圧変動推定手段６６において、脈波伝
播時間ＴＤRMの変動を直接用いて血圧値を推定する。脈
波伝播時間ＴＤRMは、伝播速度ＶM 或いは時間差ＴＤRM
の逆数と反比例の関係をなし、一対一に対応しているた
め、得られる脈波伝播速度情報変動成分高周波成分ＨＦ
Ｃ2 および脈波伝播速度情報変動低周波成分（第２変動
成分）ＬＦＣ2 は、時間差ＴＤRMの逆数或いは脈波伝播
速度を用いた場合と同一である。
度情報として脈波伝播速度と比例関係にある時間差（脈
波伝播時間）ＴＤRMの逆数が用いられていたが、脈波伝
播速度そのものを算出し、血圧値を推定しても構わな
い。この場合、血圧変動推定手段６６において、時間差
ＴＤRMの逆数の代わりに脈波伝播速度ＶM が求められ、
その脈波伝播速度ＶM の変動より血圧値が推定される。
また、脈波伝播時間（時間差）ＴＤRMが血圧値と反比例
の関係にあることを用いて血圧値を推定しても構わな
い。この場合、血圧変動推定手段６６において、脈波伝
播時間ＴＤRMの変動を直接用いて血圧値を推定する。脈
波伝播時間ＴＤRMは、伝播速度ＶM 或いは時間差ＴＤRM
の逆数と反比例の関係をなし、一対一に対応しているた
め、得られる脈波伝播速度情報変動成分高周波成分ＨＦ
Ｃ2 および脈波伝播速度情報変動低周波成分（第２変動
成分）ＬＦＣ2 は、時間差ＴＤRMの逆数或いは脈波伝播
速度を用いた場合と同一である。
【００２７】また、前述の実施例では、心電誘導装置４
８が第１脈波検出装置として機能していたが、頸動脈を
押圧して脈波を検出する形式の脈波センサなどの他の形
式のものが用いられ得る。
８が第１脈波検出装置として機能していたが、頸動脈を
押圧して脈波を検出する形式の脈波センサなどの他の形
式のものが用いられ得る。
【００２８】また、前述の実施例では、パルスオキシメ
−タ用の光電脈波検出プロ−ブ１２が第２脈波検出装置
として機能していたが、所定圧を保持したカフからカフ
脈波を検出するカフ脈波センサ、手首に装着される脈波
センサ、腕や指先に装着されて光電脈波を検出するイン
ピ−ダンス脈波センサなどの他の形式のものが用いられ
得る。
−タ用の光電脈波検出プロ−ブ１２が第２脈波検出装置
として機能していたが、所定圧を保持したカフからカフ
脈波を検出するカフ脈波センサ、手首に装着される脈波
センサ、腕や指先に装着されて光電脈波を検出するイン
ピ−ダンス脈波センサなどの他の形式のものが用いられ
得る。
【００２９】また、前述の実施例においては、生体の体
表面１４で反射した反射光を検出する反射型の光電脈波
検出用プローブ１２が用いられていたが、生体の体組織
を透過した透過光を検出する透過型の光電脈波検出用プ
ローブが用いられていても勿論構わない。
表面１４で反射した反射光を検出する反射型の光電脈波
検出用プローブ１２が用いられていたが、生体の体組織
を透過した透過光を検出する透過型の光電脈波検出用プ
ローブが用いられていても勿論構わない。
【００３０】また、前述の実施例においては、心電誘導
装置４８により検出された心電誘導波の周期、たとえば
Ｒ波の発生間隔を１拍毎に算出することにより生体の心
拍周期ＴRRが連続的に検出されていたが、生体の一部に
巻回されるカフにより生体の動脈から検出された脈波
や、手首に装着される脈波センサから検出された脈波の
周期を１脈波毎に算出したり、或いは光電脈波検出用プ
ローブにより検出される光電脈波の周期を１脈波毎に算
出することにより生体の心拍周期ＴRRが連続的に検出さ
れるように構成されていても差し支えない。要するに、
生体の心拍周期を連続的に検出する心拍周期検出手段が
設けられていればよいのである。
装置４８により検出された心電誘導波の周期、たとえば
Ｒ波の発生間隔を１拍毎に算出することにより生体の心
拍周期ＴRRが連続的に検出されていたが、生体の一部に
巻回されるカフにより生体の動脈から検出された脈波
や、手首に装着される脈波センサから検出された脈波の
周期を１脈波毎に算出したり、或いは光電脈波検出用プ
ローブにより検出される光電脈波の周期を１脈波毎に算
出することにより生体の心拍周期ＴRRが連続的に検出さ
れるように構成されていても差し支えない。要するに、
生体の心拍周期を連続的に検出する心拍周期検出手段が
設けられていればよいのである。
【００３１】また、前述の実施例においては、心電誘導
波のＲ波から光電脈波の最大傾斜点ＰMAX までの時間間
隔が算出されることにより、時間差ＴＤRMが算出されて
いたが、たとえば、心電誘導波のＱ波或いはＳ波から光
電脈波の最大点或いは最小点までの時間間隔が算出され
ることにより時間差ＴＤRMが算出されるなど様々な態様
が考えられる。
波のＲ波から光電脈波の最大傾斜点ＰMAX までの時間間
隔が算出されることにより、時間差ＴＤRMが算出されて
いたが、たとえば、心電誘導波のＱ波或いはＳ波から光
電脈波の最大点或いは最小点までの時間間隔が算出され
ることにより時間差ＴＤRMが算出されるなど様々な態様
が考えられる。
【００３２】本発明はその主旨を逸脱しない範囲におい
てその他種々の変更が加えられ得るものである。
てその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図１】本発明の一実施例である自律神経機能評価装置
としても機能する酸素飽和度測定装置１０の構成を示す
ブロック図である。
としても機能する酸素飽和度測定装置１０の構成を示す
ブロック図である。
【図２】図１の実施例の電子制御装置３０の制御機能の
要部を説明する機能ブロック線図である。
要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の実施例の電子制御装置３０の制御作動に
より求められる心拍周期ＴRRの変動及び時間差ＴＤRMの
逆数の変動を示す図である。
より求められる心拍周期ＴRRの変動及び時間差ＴＤRMの
逆数の変動を示す図である。
【図４】図１の実施例の電子制御装置３０の制御作動に
より心拍周期ＴRRの変動及び時間差ＴＤRMの逆数の変動
から抽出される第１変動成分ＨＦＣ1 および第２変動成
分ＬＦＣ2 などを示す図である。
より心拍周期ＴRRの変動及び時間差ＴＤRMの逆数の変動
から抽出される第１変動成分ＨＦＣ1 および第２変動成
分ＬＦＣ2 などを示す図である。
【図５】図１の実施例の電子制御装置３０の制御作動に
より求められる時間差ＴＤRMを示す図である。
より求められる時間差ＴＤRMを示す図である。
【図６】図１の実施例の電子制御装置３０の制御作動の
要部を説明するフローチャートである。
要部を説明するフローチャートである。
１０：酸素飽和度測定装置（自律神経機能評価装置） １２：パルスオキシメータ用光電脈波検出プローブ（第
２脈波センサ） ４８：心電誘導装置（第１脈波センサ） ６４：時間差算出手段 ６６：血圧変動推定手段
２脈波センサ） ４８：心電誘導装置（第１脈波センサ） ６４：時間差算出手段 ６６：血圧変動推定手段
Claims (1)
- 【請求項１】 連続的に検出される生体の心拍周期の変
動から抽出される該生体の呼吸周波数に略等しい周波数
成分から成る第１変動成分と、連続的に測定される該生
体の血圧値の変動から抽出される該生体の呼吸周波数よ
りも低い所定の周波数成分から成る第２変動成分とに基
づいて、該生体の自律神経の機能を評価する自律神経機
能評価装置において、 前記生体に装着されて該生体の動脈内を伝播する脈波を
検出する第１脈波センサと、 該第１脈波センサの下流側部位に装着されて該動脈内を
伝播する脈波を検出する第２脈脈波センサと、 該第１脈波センサにより逐次検出される該生体の脈波の
周期毎に発生する所定の部位から、該第２脈波センサに
より逐次検出される該生体の脈波の周期毎に発生する所
定の部位までの時間差に基づいて該脈波の伝播速度に関
連する脈波伝播速度情報を連続的に算出する脈波伝播速
度情報算出手段と、 該脈波伝播速度情報算出手段により連続的に算出される
脈波伝播速度情報の変動に基づいて、前記血圧値の変動
を推定する血圧変動推定手段とを、含むことを特徴とす
る自律神経機能評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9142130A JPH10328148A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 自律神経機能評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9142130A JPH10328148A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 自律神経機能評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328148A true JPH10328148A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15308080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9142130A Pending JPH10328148A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 自律神経機能評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10328148A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005058766A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 動雑音が除去された血流量信号検出装置及び方法、そしてこれを用いたストレス検査装置 |
| JP2006102265A (ja) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Terumo Corp | 自律神経機能評価装置および評価方法 |
| JP2015061605A (ja) * | 2009-06-26 | 2015-04-02 | ガンブロ・ルンディア・エービーＧａｍｂｒｏ Ｌｕｎｄｉａ Ａｂ | 装置、コンピュータプログラム製品、およびデータ抽出のための方法 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP9142130A patent/JPH10328148A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005058766A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 動雑音が除去された血流量信号検出装置及び方法、そしてこれを用いたストレス検査装置 |
| JP2006102265A (ja) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Terumo Corp | 自律神経機能評価装置および評価方法 |
| JP4673031B2 (ja) * | 2004-10-06 | 2011-04-20 | テルモ株式会社 | 自律神経機能評価装置 |
| JP2015061605A (ja) * | 2009-06-26 | 2015-04-02 | ガンブロ・ルンディア・エービーＧａｍｂｒｏ Ｌｕｎｄｉａ Ａｂ | 装置、コンピュータプログラム製品、およびデータ抽出のための方法 |
| US9433356B2 (en) | 2009-06-26 | 2016-09-06 | Gambro Lundia Ab | Devices, a computer program product and a method for data extraction |
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Legal Events
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|
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|
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|
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|
| A711 | Notification of change in applicant |
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|
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