JPS62295643A - 加速度脈波計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は一般家庭あるいは健康管理センター等で健康診
断の際に使用する加速度脈波計に関するものである。

従来の技術 従来、この種の加速度脈波計は光電変換方式によって指
先の脈波を測定し、この出力波形をアナログ電子回路に
よって２次微分して加速度脈波とし、その波形をデジタ
ル化して演算処理を施し、波形の特徴を指数化したのち
表示または記録するものであった。

さらに、これに対して、脈波の原波形をすぐにデジタル
化し、そのあとでデジタル的に２次微分するものも提案
されている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、脈波波形の特性上次に述べ
るような問題点があった。これを第３図を用いて脈波の
特性にもとついて説明する。

第３図は脈波の原波形と１次微分波形および２次微分波
形をそれぞれ（Ｔ）　、　（ｎ）　、　ｔｌ［Ｄで示し
たもので、（１）をみればわかるように、人間の脈波の
原波形は本来、図中一点鎖線で示したような大きなうね
りの上にのったかたちで検出される、これは血流状態を
あられす脈波そのものが心臓の拍動にあわせた周期で変
化する（平均０．８　ｓｅａ　７回）のに対し、呼吸に
よって生じる比較的ゆっくりした血流の変化（一点鎖線
）が加わるだめである。加速度脈波はこの原波形を２次
微分したものであるが、微分することは数学的には波形
の変化率をとυだすことであり、脈波に較べて変化率が
極めてｌ」・さい呼吸によるうねりは微分処理後には（
ｎ）　、　ＧＩＤに示すように殆ど無視できる程度の大
きさとなる。

ここで従来の構成を考えると、アナログ的に２次微分す
る場合、前述の呼吸によるうねりが消えた（［［Ｄの状
態、すなわち波形のピークがそろった状態でデジタル化
されるのに対し、デジタル的に２次微分する場合はうね
りを含んだ（Ｉ）の状態でデジタル化される。このため
実際に必要とする脈波の波高（ｈ１’　）は全波高（ｈ
ｌ）にくらべてｈ１′／ｈ１の精度でしか検出すること
ができず、デジタル化した後の２次微分等の演算におい
て大きな障害となるものであった。一方アナログ的に２
次微分した場合においては上述のような問題が生じない
かわりに、波形の歪みを生じ易い複雑な微分回路をかさ
ねて２度も使用しなければならないため価格面で高価と
なる問題点を有していた。

問題点を解決するだめの手段 本発明はこのような問題点を解決するもので、指尖また
は耳朶の血液量の増減を光の透過度によって検出する脈
波センサと、この脈波センサの出力波形をアナログ的に
１次微分したのちにデジタル信号に変換処理する演算処
理装置と、この演算処理装置に接続し、その出力をデジ
タル的に再度微分演算して２次微分波形に変換する汎用
パーソナルコンピュータとを用いて構成したものである
。

作用 この構成により、脈波の原波形はまずアナログ的に１次
微分されてピークがそろえられ、その状態で精度良くデ
ジタル化され、さらにそののち汎用パーソナルコンピュ
ータによってこんどはデジタル的に微分されて２次微分
波形となったのち各種の演算処理が行われることになる
。すなわち演算精度を高めることのできるアナログ微分
の長所と、比較的安価かつ容易に微分することのできる
デジタル微分の長所とを併せもったものとすることがで
きる。

実施例 以下、本発明の実施例について、第１図〜第３図をもと
に説明する。第１図において、１は脈波センサで、内部
に光源１？Ｌと受光素子１ｂを備えており、光源１ａか
ら発した光は指先部の血液量の増減によって弱められ、
ＣｄＳ等からなる受光素子１ｂで電気信号の変化として
検出される。２は増幅器で、脈波センサ１において電気
信号の変化として得られた脈波を以後の処理に適した大
きさの電気信号になおすものである。３はアナログ微分
器で、増幅器２で増幅された脈波の原波形を１次微分す
る機能をもっており、４はその１次微分波形をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。５はデジタル信号
化された１次微分波形をさらに微分して２次微分波形と
するとともに各種演算処理を行うＭＳＸ等からなる汎用
パーソナルコンピュータである。６は前記増幅器２、ア
ナログ微分器３、Ａ／Ｄ変換器４を内蔵し、汎用パーソ
ナルコンピュータに接続できるようにした演算処理装置
である。第２図は第１図で示した機能を内蔵した加速度
脈波計の外観を示したもので、汎用パーソナルコンピュ
ータ５の代表例トシてＭＳＸパーソナルコンピュータを
使用し、演算処理装置６をＭＳＸ用カートリッジの形状
とした場合の１例である。

上記構成においてその動作を説明すると、脈波センサ１
によって検出された脈波の原波形は、増幅器２、アナロ
グ微分器３、Ａ／Ｄ変換器４を内蔵する演算処理装置６
を通して１次微分波形のデジタル信号となって汎用パー
ンナルコンピュータ５に入力され、ここで今度はデジタ
ル的に演算微分されて２次微分波形、すなわち加速度脈
波となり、その後、波形の特徴の指数化などの各種演算
処理が施されることになる。

このときの各部分における波形の変化は第３スに示した
とおりで、増幅器２の前後では（Ｉｔの原波形、アナロ
グ微分器３を通って（ＩＤの１次微分波形となり、さら
に汎用パーソナルコンピュータ５において印の加速度脈
波波形に変換される。

なお、脈波センサ１による検出は、指尖に限らず、耳朶
の血液量の増減を検出するようにしてもよいものである
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、アナログ的微分とデジタ
ル的微分を組み合わせてそれぞれの長所をうまく使い分
けることにより、アナログ的２次微分に較べれば電子回
路を大幅に簡略化してコストを低減することが可能とな
り、またデジタル的２次微分に較べると呼吸による血流
の変動を考えなくてもよいため脈波そのものを精度良く
とりこんで演算することができるようになるもので、ア
ナログ、デジタルそれぞれ単独での２次微分では実現す
ることのできない効果を奏するものである。

さらに本発明の場合、２回目の微分以後の演算機能ラス
べて汎用パーソナルコンピュータに行わせているため、
その演算方法、データの処理の仕方等を比較的自由に作
りかえることができ、被測定者の使い易いものとするこ
とができるので非常に使い勝手の良いものとなる。さら
に、汎用ノく−ソナルコンピュータとしてＭＳＸパーソ
ナルコンピュータを使用すれば、価格的にも比較的安価
に入手することが可能であり、従来専用機として極めて
高価な価格（数百万円）で専門医療機関以外では購入が
困難であったものを一般家庭でも健康管理用に屑入でき
るようになり、極めて実用性の高いものとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すブロック構成図、第２
図は同外観斜視図、第３図（Ｉｌ〜（ト）は脈波波形の
説明図である。 １・・・・・・脈波センサ、３・・・・・・アナログ微
分器、４・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、５・・・・・・汎
用パーソナルコンピュータ、６・・・・・・演算処理装
置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
１　図 第２図 第３図 （■） （Ｉ） （Ｉ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）指尖または耳朶の血液量の増減を光の透過度によ
   って検出する脈波センサと、この脈波センサの出力波形
   をアナログ的に１次微分したのちにデジタル信号に変換
   処理する演算処理装置と、この演算処理装置に接続し、
   その出力をデジタル的に再度微分演算して２次微分波形
   に変換する汎用パーソナルコンピュータとを備えてなる
   加速度脈波計。
2. （２）演算処理装置がＭＳＸパーソナルコンピュータ用
   のカートリッジからなる特許請求の範囲第１項記載の加
   速度脈波計。