WO2008007549A1

WO2008007549A1 - Dispositif d'émission d'ondes d'impulsion émettant de manière simultanée des formes d'onde d'impulsion et des informations sur les ondes d'impulsion

Info

Publication number: WO2008007549A1
Application number: PCT/JP2007/062875
Authority: WO
Inventors: Hironori Sato; Kazunobu Itonaga; Takashi Inagaki; Toshihiko Ogura
Original assignee: Omron Healthcare Co., Ltd.
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-01-17
Also published as: TW200810732A; JP2008012230A

Description

明細書

脈波波形と脈波に関する情報とを同時に出力する脈波出力装置技術分野

[0001] この発明は脈波に関する情報を出力する脈波出力装置に関し、特に、脈波波形と脈波に関する情報とを同時に出力する脈波出力装置に関する。

背景技術

[0002] 脈波計を用いて被測定者 (患者など)の脈波を測定すると、測定された脈波を用いて心血管リスクを推定することができる。つまり、脈波に含まれる、心臓からの血流の押出し圧力波 (駆出波）と、末端力の反射圧力波 (反射波）とを測定することで、当該被測定者の血管の硬化（老化）の程度を、 AI (Augmentation Index)値として算出すること力 Sできる。したがって、脈波を測定することは、当該被測定者の健康状態を知るために非常に重要である。従来の脈波計では、一般的には、連続して波形を測定し、測定した波形の 1つから AI値を算出する。通常は、測定誤差を減らすために連続して AI値の測定を行レ、、その値の平均を最終的な測定値とする処理が行われる。多くの値から総合した結果すなわち波形を得る方法は、数学的な波形処理の方法や平均化を利用して行われることが多い。

[0003] しかし、測定した全ての波形は測定結果であり、 1拍毎の波形に現れる変化は、重要な測定結果と考える事ができる。この点に関して特許文献 1 (特開 2005— 02147 7号公報）には、脈波波形そのものを連続印字する機能が提供されている。また、非特許文献 1 (製品情報携帯型多用途生体アンプ ·収録装置 Polymate AP1132/AP1 532. [online]. TEACティアック株式会社ビジネスソリューションズ 'カンパニー, [retr ieved on 2006— 0り—16]. Retrieved from tne Internet： ^ URL： http://www.tic.teac.co .jp./jp/products/medical/polymate-det.html> . )には、脈波などの各種の生体情報をモニタするソフトウェアを用いて、検出した脈波などの生体情報を連続的にモニタ出力する機能が提供されている。

特許文献 1 :特開 2005— 021477号公報

非特許文献 1：製品情報携帯型多用途生体アンプ ·収録装置 Polymate AP1132/A P1532. [online]. TEACティアック株式会社ビジネスソリューションズ'カンパニー, [r etneved on 2006— 06—16]. Retrieved from the Internet： ^ URL： http://www.tic.teac .co.jp./jp/ roducts/ medical/ olymate-det.html > .

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 従来は、測定して得られた脈波の全波形を出力する機能は提供されていたが、 1拍毎の波形に現れる変化に着目して、波形毎に当該波形から得られる生体に関する情報を出力する機能は提供されていなかった。そのため、ユーザは自ら、各波形から情報を読取る (推定する）ことが要求されたので、脈波波形に基づく正確な診断または予後予測をすることが困難であった。

[0005] それゆえにこの発明の目的は、 1柏の脈波毎に、波形から算出される値を出力することのできる脈波出力装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0006] この発明のある局面に従う脈波出力装置は、測定部位に押圧された脈波センサにより測定期間にわたり検出された脈波信号を入力し、入力した脈波信号に基づき、測定期間の全波形を取得する全波形取得部と、取得された全波形から、 1拍毎の波形を抽出する波形抽出部と、波形抽出部により抽出された 1柏の波形毎に、当該波形に基づく所定値を算出する値算出部と、取得された全波形と、全波形における 1柏の波形毎に値算出部によって算出された所定値とを同時に出力する波形出力部とを備える。

[0007] 好ましくは、波形出力部は、取得された全波形と、全波形における 1柏の波形毎に値算出部によって算出された所定値とを同時に印字する。または、表示する。

[0008] 好ましくは、所定値は、心血管リスクを判定するための値を指す。

好ましくは、所定値は、駆出波と反射波の振幅の比率値、血圧値、中枢血圧推定値および脈波伝播速度関連情報のうちの少なくとも 1つを含む。

[0009] 好ましくは、波形出力部は、全波形における 1柏の波形毎に、当該波形に関連付けて所定値を出力する。

[0010] 好ましくは、波形出力部は、全波形における 1柏の波形毎に、当該波形と並列に所定値を出力する。

[0011] 好ましくは、波形出力部は、全波形における 1柏の波形毎に、隣接する波形については所定値の出力位置を異ならせる。

[0012] 好ましくは、脈波出力装置は 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値のみを出力する。

[0013] 好ましくは、脈波出力装置は 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値は、他の所定値とは異なる態様で出力する。

[0014] 好ましくは、脈波出力装置は、 1拍毎の所定値を、全波形について統計した情報を出力する統計出力部をさらに備える。そして、外部から与えられる切替指示に応じて、波形出力部および統計出力部のうちの一方による出力を行わせる。

[0015] この発明のある局面に従うプログラムプロダクトは、波形出力方法をコンピュータに実行させるためのプログラムプロダクトであって、波形出力方法は、測定期間にわたり予め取得された脈波の全波形から、 1拍毎の波形を抽出するステップと、抽出された 1柏の波形毎に、当該波形に基づく所定値を算出するステップと、取得された全波形と、全波形における 1柏の波形毎に算出された所定値とを同時に出力するステップとを備える。

[0016] 好ましくは、波形出力ステップでは、取得された全波形と、全波形における 1柏の波形毎に値算出部によって算出された所定値とを同時に印字する。または、表示する。

[0017] 好ましくは、所定値は、心血管リスクを判定するための値を指す。

好ましくは、所定値は、駆出波と反射波の比率値、血圧値、中枢血圧推定値および脈波伝播速度関連情報のうちの少なくとも 1つを含む。

[0018] 好ましくは、波形出力ステップでは、全波形における 1柏の波形毎に、当該波形に関連付けて所定値を出力する。

[0019] 好ましくは、波形出力ステップでは、全波形における 1柏の波形毎に、当該波形と並列に所定値を出力する。

[0020] 好ましくは、波形出力ステップでは、全波形における 1柏の波形毎に、 P 接する波形については所定値の出力位置を異ならせる。

[0021] 好ましくは、波形出力方法は、 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値のみを出力する。

[0022] 好ましくは、波形出力方法は、 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値は、他の所定値とは異なる態様で出力する。

[0023] 好ましくは、波形出力方法は、 1拍毎の所定値を、全波形について統計した情報を出力する統計出力ステップをさらに備える。そして、外部から与えられる切替指示に応じて、波形出力ステップおよび統計出力ステップのうちの一方による出力を行う。

[0024] 発明によれば、測定した全波形を連続して出力する際には、 1拍毎の波形それぞれカも算出した値は、全波形と同時に出力される。出力内容 (波形および算出値)を観察することで、薬剤投与におけるリアルタイムでの薬の効き具合や、呼吸性変動および不整脈による心負荷の変化などを把握することができるようになる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の実施の形態に係る脈波検出装置のハードウェア構成図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る血圧測定ユニットのハードウェア構成図である。

[図 3]本発明の実施の形態に係る操作部のスィッチの配置と、センサユニットと固定台の接続態様を示す図である。

[図 4]本発明の実施の形態に係る脈波測定時の使用態様を示す図である。

[図 5]本発明の実施の形態に係るセンサユニットの圧力センサアレイの構成を示す図である。

[図 6]本実施の形態に係る脈波検出装置の機能構成図である。

[図 7]本実施の形態に係るデータ格納部の内容例を説明する図である。

[図 8]本実施の形態に係る AIの算出手順を示す図である。

[図 9]図 4の IX—IX線での断面を示す図である。

[図 10]本実施の形態に係る処理フローチャートである。

[図 11]本実施の形態に係る算出処理のフローチャートである。

[図 12]本実施の形態に係る出力処理のフローチャートである。

[図 13]本実施の形態に係る出力の一例を示す図である。

[図 14]本実施の形態に係る出力の他の例を示す図である。

[図 15]本実施の形態に係る出力のさらなる他の例を示す図である。符号の説明

[0026] 1 センサユニット、 2 固定台、 3 表示ユニット、 10 印字部、 11 圧力センサァレィ、 17 制御回路、 20 CPU, 24 表示器、 27 橈骨動脈、 78 データ格納部、 82 表示制御部、 83 印字制御部、 84 波形抽出部、 87 血圧算出部、 89 SBP算出部、 90 TR算出部、 94 出力部。

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、この発明の実施の形態について図面を参照し詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

[0028] 図 1と図 2には、本実施の形態に係る脈波出力装置に相当の機能を有する脈波検出装置のハードウェア構成が示される。図 3にはセンサユニットと固定台を含む各部の接続関係が示される。図 4には、センサユニットを生体に装着した状態が示される。

[0029] 図 3と図 4を参照して、脈波検出装置は手首の動脈における脈波を検出するために、脈波測定部位の手首表面に装着されるセンサユニット 1、脈波検出のために手首を固定するための固定台 2および脈波検出および血圧測定のための演算を含む各種処理を実行するための表示ユニット 3を備える。図 3ではセンサユニット 1は筐体 100 内に収容されており、図 4では溝 9 (図 3参照）に案内されて筐体 100内から外部にスライド移動されて、手首上に位置している状態が示される。

[0030] 固定台 2は固定台ユニット 7を内蔵する。固定台ユニット 7とセンサユニット 1とは通信ケーブル 5とエア管 6とを介して接続される。また、血圧測定部位に装着されるカフ 52と表示ユニット 3とはエア管 53を介して接続される。ここでは、固定台ユニット 7と表示ユニット 3とは通信のために USB (Universal Serial Bus)ケーブル 4を介して接続される力無線にて接続されてもよい。

[0031] 脈波検出時には、図 4に示すように、ユーザは手首を固定台 2の所定位置に載置した状態で、センサユニット 1をスライド移動により手首の動脈側の表面に位置させてセンサユニット 1の筐体 100と固定台 2とをベルト 8を介して締めて、手首上のセンサュニット 1がずれないように止める。測定の態様としては、センサユニット 1を用いた脈波測定のみ、カフ 52を用いた血圧測定のみ、または両方の測定の 3種類が想定される [0032] 脈波検出のためのセンサユニット 1は手首に装着される。血圧測定のためのカフ 52 は上腕部に卷付け（装着）される。装着の態様としては次のようである。たとえば左腕にセンサユニット 1を装着し、右腕にカフ 52を装着するというように、脈波と血圧を左右の腕において同時に検出するようにしてもよい。または、図 4のように、同じ腕にセンサユニット 1とカフ 52を装着して、脈波検出に引き続き、血圧測定をするようにしてあよい。

[0033] 図 1を参照して、センサユニット 1は、脈圧を検出するための複数個のダイァフラムと抵抗ブリッジ回路からなる圧力センサが単結晶シリコンなどからなる半導体チップの後述の押圧面 40に一方向に配列されて成る圧力センサアレイ 11、圧力センサアレイ 11中の複数の圧力センサそれぞれが出力する検出する脈圧に応じた電圧信号を選択的に導出するマルチプレクサ 12、および圧力センサアレイ 11を手首上に押圧させるために加圧調整される空気袋を含む押圧カフ 13を有する。

[0034] 固定台ユニット 7は、押圧カフ（空気袋） 13の内圧（以下、カフ圧という）を加圧するための加圧ポンプ 14と減圧するための負圧ポンプ 15、加圧ポンプ 14と負圧ポンプ 1 5のいずれかを選択的にエア管 6に切り替え接続するための切替弁 16、これらを制御するための制御回路 17、 USBケーブル 4が接続される通信回路 18、およびセンサユニット 1から導出された出力信号をデジタルデータに変換するための A/D (Anal og/Digital)コンバータ 19を有する。

[0035] 表示ユニット 3は脈波検出装置を集中的に制御するために演算を含む各種処理を実行する CPU (Central Processing Unit) 20、脈波検出装置を制御するためのデータおよびプログラムを記憶する ROM (Read Only Memory) 21と RAM (Random Acce ss Memory) 22,外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部 23、脈波検出結果および血圧測定の結果などの各種情報を外部出力するために LCD (Liquid Crystal Display)などからなる表示器 24、外部から CD— RO M (Compact DiskRead Only Memory) 42が着脱自在に装着される外部 iZF (Interfa ce) 41、現在時刻を計時して時間データとして出力するタイマ 43、血圧測定ユニット 50、血圧測定ユニット 50と CPU20とを通信により接続するための通信回路 71、固定台ユニット 7と CPU20とを通信により接続するための通信 I/F72、および測定結果などの情報を印刷出力するための印字部 10を有する。血圧測定ユニット 50は、上腕に装着されるカフ 52を、エア管 53を介し接続する。

[0036] なお、ここでは固定台 2の固定台ユニット 7と表示ユニット 3とは別個に設けた力両機能を固定台 2に内蔵する構成であってもよい。内蔵される場合には、操作部 23と表示器 24とは外部から操作可能なように、または外部から表示内容を確認可能なように固定台 2の筐体に取付けされる。

[0037] 図 3を参照して、表示ユニット 3の操作部 23は測定の開始を指示するために押下されるスィッチ 231、測定の終了（停止）を指示するために操作されるスィッチ 232、出力の切り替えを指示するために操作されるスィッチ 233、表示器 24の画面に表示される、または印字部 10によって印刷される脈波波形のレンジを切替えるために操作されるスィッチ 234、表示器 24の画面に表示される脈波の波形をスクロールするために操作されるスィッチ 235、表示器 24の画面のカーソル（図示せず）の移動による情報の選択または操作内容の決定を指示するために操作されるスィッチ群 236、ならびに表示器 24の画面において、または印字部 10の紙面において、脈波の 1拍ごとの波形とともに出力される当該脈波の波形から算出される値、たとえば AI値、脈波伝播速度関連情報を指す公知の指標である TR (Traveling time to Reflected wave)値および中枢血圧推定値を指す SBP2 (second Systolic Blood Pressure)の値を指示するために操作されるスィッチ 237、 238および 239、ならびに印字部 10に対し T情報の印刷を指示するために操作されるスィッチ 240を有する。

[0038] 図 2には血圧測定ユニット 50とその関連部分の構成が示される。図 2を参照して、血圧測定ユニット 50は、カフ 52に内蔵されている空気袋 51内の圧力（以下「カフ圧」という）により容量が変化する圧力センサ 54、圧力センサ 54の容量値に応じた発振周波数の信号を I/F60を介して通信回路 71に出力する発振回路 55、カフ圧のレベルを調整するためのポンプ 56および弁 58、ポンプ 56を駆動するポンプ駆動回路 57、および弁 58の開閉度合を調整するための弁駆動回路 59を備える。空気袋 51と圧力センサ 54、ポンプ 56および弁 58とはエア管 53を介して接続される。 IZF60は、発振回路 55から得られる信号を圧力信号 (動脈の容積変化を示す圧脈波の信号) に変換し、通信回路 71に出力する。 [0039] 図 5にはセンサユニット 1の構成が示される。図 5の（A)のセンサユニット 1の、手首装着時の手首を横断する方向の断面構造が図 5の（B)に示される。図 5の（C)には図 5の（B)の破線の枠内の一部が拡大して示される。図 5の（B)の押圧カフ 13がカロ圧ポンプ 14および負圧ポンプ 15によりカフ圧が調整されると、セラミックないしは樹脂により成型されたブロックを介して取付けられた圧力センサアレイ 11は図 5の（C) に示す矢印 25方向に該カフ圧レベルに応じた量だけ自在に移動する。圧力センサアレイ 11は矢印 25の下方向に移動することにより、筐体 100の予め設けられた開口部から突出して手首表面に押圧される。図 5の（D)と図 5の（E)に示すように、圧力センサアレイ 11の複数個の圧力センサ 26の配列方向は、センサユニット 1を手首に装着した時には動脈と略直交 (交差)する方向に対応し、配列長は少なくとも動脈の径より長い。圧力センサ 26それぞれは押圧カフ 13のカフ圧により押圧されると、動脈から発生して生体表面に伝達される圧力振動波 (脈圧)である圧力情報を電圧信号として出力する。圧力センサ 26は所定の大きさ（5· 5mm X 8. 8mm)の押圧面 40において、たとえば 40個配列される。図 5の（A)のセンサユニット 1のスライド移動方向を案内する溝 9が伸びる方向は、圧力センサアレイ 11の圧力センサ 26の配列方向に対応する。

[0040] 図 6には、表示ユニット 3の機能構成が示される。表示ユニット 3は、 RAM22に対応のデータ格納部 78、スィッチ 235の操作による指示を入力する出力速度入力部 79、スィッチ 234によって指示される波形のレンジの入力部 81、レンジ切替部 821を有する表示制御部 82、レンジ切替部 831を有する印字制御部 83、 1拍ごとの脈波波形を抽出するための波形抽出部 84、後述の統計情報 99をデータ格納部 78から読出すための統計情報読出部 85、脈波から算出された値と所定の閾値とを比較して、比較結果に基づく判定をするための閾値判定部 86、血圧算出部 87、 AI算出部 88、 SB P算出部 89、 TR算出部 90およびスィッチ 237、 238および 239の操作に従い波形毎に出力する算出値の種類を選択する出力値選択部 91、出力内容を切替えるための切替部 92、および後述の統計情報 99を作成してデータ格納部 78に格納する統計部 93を備える。

[0041] 出力速度入力部 79、波形レンジ入力部 81、出力値選択部 91および切替部 92により出力部 94が構成される。

[0042] 本実施の形態では、図 6の各部の機能は、 CPU20力対応のプログラムを ROM2 1から読出し、読出されたプログラムが CPU20により実行されることにより、その機能が実現されるとしている。しかし、これら機能の実現方法はこれに特定されない。たとえば、これら機能の一部またはすべてが、ハードウェア（回路）により実現されてもよい

[0043] 図 7には、図 6のデータ格納部 78の内容例が示される。図 7を参照してデータ格納部 78は、記憶領域 El、 E2、 E3および E4を含む。記憶領域 E1には、センサユニット 1によって検出された脈波の所定期間にわたる波形のデータ TWDが格納される。波形のデータ TWDは、タイマ 43によって計測された測定時間経過に対応して、連続的に各脈波のレベル (振幅）（mmHg)のデータが関連付けされたものを指す。

[0044] 記憶領域 E2にはレコード Ri(i=l、 2、 3、 ·■·、 m)が格納される。レコード Riは、全波形データ TWDに基づいて抽出された 1拍ごとの波形データ WDi(i=l、 2、 3、 ··· 、m)、当該波形データ WDi(i=l、 2、 3、…、！!!）に基づき算出された最高血圧 (収縮期血圧： Systolic Blood Pressure)データ SYSi(i=l、 2、 3、 ···、 m)、最低血圧（拡張期血圧： Diastolic Blood Pressure)データ DIAi(i=l、 2、 3、 ···、 m)、 AI値を示すデータ AIi(i=l、 2、 3、 ···、 m)、駆出波が示す最高圧値を指すデータ SBP1 (i) (i =1、 2、 3、 ···、 m)、反射波が示す最高圧値を指すデータ SBP2(i) (i=l、 2、 3、… 、m)、脈拍数を示すデータ PLi(i=l、 2、 3、…、！!!）、およびデータ TRi(i=l、 2、 3 、 ···、 m)をを有する。ここでは、波形データ WDiおよび当該波形データ WDiに基づき算出された各種値（データ SYSi、データ DIAi、データ AIi、データ SBP1 (i)、データ SBP2 (i)、データ PLiおよびデータ TRi)はレコード Ri単位で格納されることにより相互に関連付けされてデータ格納部 78に格納されている。しかし、波形データ WDi およびデータ SYSi〜TRiが相互に関連付けられる態様であれば、格納方式は、レコード Riを用いた方式に限定されなレ、。

[0045] 記憶領域 E3には、心血管リスクの有無を判定するための所定の基準値を指す閾値を示すデータ 70〜73が格納される。閾値は所定の範囲を有した値であってもよい。閾値判定部 86は、データ 70〜73の値と、計測された脈波データに基づき算出された最高血圧のデータ SYS、データ AI、データ SBP2およびデータ TRのそれぞれとを比較して、その比較結果を判定する。

[0046] 記憶領域 E4には、統計部 93により算出された統計情報 99が格納される。

図 8には、 AI値の算出手順が模式的に示される。脈波は、心臓の収縮とともに発生する駆出波と、駆出波が末梢血管や動脈の分岐部で反射することにより発生する反射波によって構成される。図 8に示されるように 1拍の脈波においては、振幅がレベル P1を有する駆出波と、レベル P2を有する反射波とが検出される。このような脈波において、駆出波と反射波の振幅の比率 (AI値）は、 AI = P2ZP1 X 100 (%)に従い算出すること力 Sできる。

[0047] 図 9には、図 4の IX—IX線に沿う切断面が示される。図 9では押圧カフ 13のカフ圧は負圧ポンプ 15により十分に減圧されているので（大気圧よりも十分に低い圧カレべルを有するので）圧力センサアレイ 11はセンサユニット 1の筐体 100内に収納された状態となり、脈波測定部位である手首表面には接触していない。

[0048] 手首には、脈波検出のための橈骨動脈 27と、腱 29などの固形物とが存在する。固形物上の手首表面において脈波検出すると、検出脈波にはアーチファクト脈波が含まれてしまう。したがって、橈骨動脈 27上に位置する圧力センサ 26からの圧力情報を用いることで最適な脈波を検出することができる。

[0049] 本実施の形態による脈波検出のための処理手順を図 10のフローチャートに従い説明する。該フローチャートに従うプログラムと、該プログラム実行時に参照されるデータは ROM21または RAM22に予めストアされており CPU20が該データを適宜参照しながらプログラムを読出し実行することで脈波検出処理が進行する。なお、ここでは表示ユニット 3は電源 ONされると電源が供給されて動作可能な状態となり、固定台ユニット 7にも表示ユニット 3側から電源が供給されて動作可能な状態になると想定する。

[0050] また、ここでは血圧測定ユニット 50による血圧測定は並行して行なわれず、別途行なわれると想定する。

[0051] まず、ユーザは表示ユニット 3の電源スィッチ（図示せず）を〇Nする。当該〇N操作に応答して、 CPU20は指示信号を制御回路 17に与える。制御回路 17は与えられた指示信号に基づき、切替弁 16を負圧ポンプ 15側に切替えて、負圧ポンプ 15を駆動する（ステップ Sl)。

[0052] 負圧ポンプ 15は駆動されると切替弁 16を介してカフ圧を大気圧よりも十分に低くするように作用するので、圧力センサアレイ 11は図 5の（C)の矢印 25の上矢印方向に移動する。この結果、圧力センサアレイ 11が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。

[0053] その後、ユーザがセンサユニット 1をたとえば図 4のように手首上に装着してスタートボタン（図示せず）を ONすると、圧力センサアレイ 11が移動したか否力 \すなわちセンサユニット 1がスライド溝 9に沿って手首の表面上に位置するようにスライド移動したか否かが判定される（ステップ S2)。センサユニット 1の筐体 100内にはスライド移動を検知するための図示されないマイクロスイッチが設けられており、制御回路 17は該マイクロスイッチの検出信号に基づいて圧力センサアレイ 11が移動したか否かを判定する。

[0054] 移動したと判定されない間は（ステップ S2で NO)、ステップ SIの処理が繰返される。移動したと判定されると (ステップ S2で YES)、制御回路 17は操作部 23から与えられる操作信号に基づきスィッチ 231が操作されたか否力を判定する (ステップ S2a)。判定結果が、スィッチ 231が操作されなレ、、すなわち測定の開始が指示されないことを指す場合には（ステップ S2aで NO)、ステップ S1の処理に戻り、以降は、スィッチ 2 31が操作されるまで、ステップ S1と S2の処理が繰返される。

[0055] 一方、ステップ S2aの判定結果力スィッチ 231が操作された、すなわち測定の開始が指示されたことを指す場合には (ステップ S2aで YES)、制御回路 17は切替弁 1 6を加圧ポンプ 14側に切替えて、加圧ポンプ 14を駆動する（ステップ S3)。これにより、カフ圧が上昇して圧力センサアレイ 11が図 5の（C)の矢印 25の下矢印方向に移動して圧力センサアレイ 11は手首の表面に押圧される。説明を簡単にするために、この時点で、圧力センサアレイ 11の圧力センサ 26は、橈骨動脈 27上に位置していると想定する。

[0056] ここでは加圧ポンプ 14の駆動により、脈波検出のため、予め実験で求められている所定の押圧レベルとなるまで圧力センサアレイ 11は手首の表面に押圧される。 [0057] 圧力センサアレイ 11が所定の押圧レベルにて手首表面上に押圧された状態におレ、て（図 9参照）、各圧力センサ 26から出力された電圧信号の圧力情報 (脈圧の情報 )がマルチプレクサ 12を介して配列に従う順番に導出され、 A/Dコンバータ 19でデジタル情報に変換されて、通信回路 18を介し表示ユニット 3に転送される。ここでは、圧力センサアレイ 11の各圧力センサ 26から出力されるデジタル情報は、当該圧力センサ 26の圧力センサアレイ 11上における位置のデータと、当該圧力センサ 26が出力する圧力情報の組から構成される。

[0058] CPU20は、固定台ユニット 7から転送される各圧力センサ 26のデジタル情報を通信 I/F72を介して入力する（ステップ S10)。そして、 CPU20は、固定台ユニット 7から転送される各圧力センサ 26のデジタル情報を通信 IZF72を介して入力開始すると、まず、入力したデジタル情報を解析して、振幅が最も大きい脈圧情報を選択的に入力して、選択入力したデジタル情報の脈圧情報をタイマ 43から入力する時間データと関連付けて、全波形データ TWDとしてデータ格納部 78の領域 E1に格納する。このとき、最大振幅の脈圧情報を指すデジタル情報により指示される位置データが特定される。その後は、後述のステップ S11で脈波検出終了と判定されるまでステツプ S10の処理が繰返される力その繰返し毎に、通信 I/F72から入力する各圧力センサ 26のデジタル情報のうち、特定した位置データを指示するデジタル情報の脈圧情報を選択して、タイマ 43から入力する時間データと関連付けて、全波形データ TW Dとしてデータ格納部 78の領域 E1に格納する。

[0059] 次に、 CPU20は脈波検出終了の所定条件が成立するか否かを判定する (ステップ Sl l)。成立しないと判定される間は（ステップ SI 1で NO)、ステップ S10の転送処理が繰返される。なお、所定条件は、時間データが関連付けされた圧力情報を示す全波形データ TWDが、所定期間（たとえば 3分間）分格納が完了したことを示す。

[0060] 脈波検出終了の所定条件が成立したときは (ステップ S11で YES)、 CPU20は制御回路 17に指示信号を出力する。制御回路 17は当該指示信号に基づき、切替弁 1 6を介して負圧ポンプ 15を駆動するように制御する（ステップ S 12)。これにより、手首に対する圧力センサアレイ 11の押圧状態は解かれて、一連の脈波検出処理は終了する。この時点で、記憶領域 E1には所定期間分の波形データの全て (全波形データ TWD)の格納が完了している。

[0061] その後、 1柏の脈波毎に値が算出されて (ステップ S13)、その後、測定された全脈波波形とともに算出された値が表示器 24または印字部 10から出力される (ステップ S 14)。これらの処理の詳細は後述する。以上で、一連の処理は終了する。

[0062] (脈波波形毎の値の算出）

図 11には、ステップ S13における、 1拍ごとの脈波波形ごとの値の算出手順が示される。本実施の形態では、心血管リスクの判断基準となる値を算出する。

[0063] まず、波形抽出部 84は、データ格納部 78の記憶領域 E1から全波形データ TWD を読出し (ステップ S30)、読出した全波形データ TWDが示す脈波波形を N次微分をして、その微分結果に基づき脈波波形を区切って 1拍毎の脈波波形データ WDiを抽出する。そして、抽出された脈波波形データのそれぞれについてレコード Riを生成して、生成したレコード Riそれぞれに、抽出した各脈波の波形データ WDiを格納する（ステップ S35)。

[0064] 次に、血圧算出部 87は、抽出された脈波波形データ WDiのそれぞれについて、公知の手順に従い最高血圧、最低血圧および脈拍数を検出または算出して、データ S YSi、 DIAiおよび PLiとして、当該脈波波形データ WDiが格納されたレコード Riに格納する（ステップ S37)。例えば、最高血圧は、当該脈波波形の振幅のピーク値を指し、最低血圧は当該脈波波形の立ち上がり点付近の振幅レベルを指す。

[0065] 次に、 AI算出部 88は、抽出された脈波波形データ WDiのそれぞれについて、前述した手順に従い AIを算出して、データ AKとして、当該脈波波形データ WDiが格納されたレコード Riに格納する（ステップ S39)。また、このとき、ステップ S37で算出された脈拍数に基づき、 AI値を脈拍数 75分に換算した AI値 (AIP75)を算出してもよい。

[0066] 次に、 SBP算出部 89は、抽出された脈波波形データ WDiのそれぞれについて、中枢動脈血圧の推定値を算出して、データ SBP2 (i)として、当該脈波波形データ W Diが格納されたレコード Riに格納する (ステップ S41)。算出の詳細は、本出願人による特開 2006— 000176号公報に詳細に記載されるのでここでは簡単に説明する。

[0067] ここでは、中枢動脈血圧として中枢動脈の収縮期血圧を求める。中枢動脈の収縮期血圧は、反射波により生じる収縮期後方成分 (末梢動脈の圧脈波において検出される収縮期後方成分）と、ステップ S37において取得したデータ SYSiが指す収縮期血圧とデータ DAIiが指す拡張期血圧とを用いて、所定の演算式を用いた線形変換によりデータ SBP2 (i)を算出して推定することができる。また、駆出波により生じる収縮期後方成分 (末梢動脈の圧脈波において検出される収縮期後方成分)と、ステツプ S37において取得したデータ SYSiが指す収縮期血圧とデータ DAIiが指す拡張期血圧とを用いて、所定の演算式を用いた線形変換により、データ SBPl (i)を算出して推定することができる。データ SBP1 (i)も当該脈波波形データ WDiが格納されたレコード Riに格納する。いずれも推定には線形変換による簡単な演算が適用される。

[0068] 次に、 TR算出部 90は、抽出された脈波波形データ WDiのそれぞれについて、 TR の推定値を算出して、データ TRiとして、当該脈波波形データ WDiのレコード Riに格納する（ステップ S43)。 TRは、駆出波立ち上がり点と反射波立ち上がり点との時間間隔を表わす指標である。算出の詳細は、本出願人による特開 2005— 349116号公報に詳細に記載されるのでここでは簡単に説明する。

[0069] TR算出部 90は、まず、脈波波形データ WDiを微分処理して 4次微分波を算出する。そして、駆出波立ち上がり点および反射波立ち上がり点を、 4次微分波の極小点により求める。具体的には、脈波開始点から脈波の最大振幅点までの間の上昇脚の区間において検出される 4次微分波における極小点のうち、最小点を駆出波立ち上力 Sり点として決定する。また、最大振幅点から切痕点までの下降脚の区間において検出される 4次微分波における極小点のうち、最小点を反射波立ち上がり点として決定する。このようにして求めた駆出波立ち上がり点および反射波立ち上がり点により T Rが算出される。

[0070] これにより、抽出された脈波波形毎に、当該脈波波形データ WDiおよび当該脈波波形から算出された各種の値を格納したレコード Riが生成される。そして、 CPU20 は、生成されたレコード Riを、データ格納部 78の記憶領域 E2に格納する。

[0071] (出力処理）

図 10のステップ S14の主に出力部 94による処理を、図 12のフローチャートを参照して説明をする。

[0072] まず、ユーザは、出力を所望する種類の算出値を、対応のスィッチ 237〜239を操作して選択的に指定する。出力値選択部 91は、このようなスィッチ操作により指定された出力値の種類を入力する (ステップ S51)。

[0073] また、ユーザは、出力する脈波波形のレンジを、スィッチ 234を操作して指定する。

波形レンジ入力部 81は、スィッチ操作により指定されたレンジを入力する (ステップ S 53)。たとえば、出力する脈波波形は、測定時間を指す時間軸方向に、脈波の振幅値が連続的にプロットされてなる。レンジは、時間軸方向に波形を圧縮または伸長する割合、または振幅レベルを圧縮または伸長する割合を指す。

[0074] また、ユーザは脈波波形の所望の出力速度（表示速度、または印字速度）をスイツチ 235を操作して指定する。出力速度入力部 79は、指定された出力速度を入力する（ステップ S 55)。

[0075] その後、出力部 94は、表示器 24または印字部 10に波形などを出力する（ステップ S57、 S59)。

[0076] 具体的には、出力部 94は、データ格納部 78から全波形データ TWDを読出し、記憶領域 E2の各レコード Riから、出力値選択部 91が入力した種類の値を読出し、これら読出したデータを表示制御部 82に与える。

[0077] また、出力部 94は、波形レンジ入力部 81が入力した指定レンジのデータを表示制御部 82に与える。表示制御部 82は、与えられる脈波などのデータを表示器 24に表示する。このときレンジ切替部 821により、表示される全波形データ TWDに基づく脈波波形のレンジは、指定されたレンジとなるように切替される。表示制御部 82は、与えられる脈波などのデータを表示器 24に表示する。

[0078] このときスィッチ 240が操作されていた場合には、出力部 94は、データ格納部 78から読出した全波形データ TWDおよび各レコード Riから読出した、出力値選択部 91 が入力した種類の値を、印字制御部 81に与える。波形レンジ入力部 81が入力した指定レンジのデータを印字制御部 83に与える。印字制御部 83は、与えられる脈波などのデータを印字部 10を介して印字出力する。このとき、レンジ切替部 831により、印字される全波形データ TWDに基づく脈波波形のレンジは、指定されたレンジとなるように切替される。

[0079] 図 13と図 14には、ステップ S59で表示または印字される内容例が示される。ここでは、表示器 24の表示例が示されるが、印字部 10においても同様な出力が為される。図 13と図 14では、たとえば、 1拍毎の算出値として AI値が指定された状態が示される。全波形データ TWDに従う脈波波形が、指定されたレンジに従い出力されている。また、 1拍毎の脈波波形と関連付けて対応の AI値が表示されている。ここでは、脈波波形の時間軸と並列に算出値が出力される。また、ここでは、各脈波波形について図 8で説明をしたような駆出波レベルと反射波レベルが表示されている。

[0080] 表示制御部 82または印字制御部 83は、全脈波波形の開始点から、波形立ち上がり点を検出すると、 1柏の波形と判別して、その算出値を関連付けて出力する。ここで、算出値 (たとえば、データ Ali)は i= l、 2、 3、 · · ·、 mの順番で記憶領域 E2から読出しされて、読出された順番で、表示制御部 82または印字制御部 83に出力される。したがって、表示制御部 82または印字制御部 83は、全脈波波形の先頭の 1拍波形力順番に、入力した順に従い算出値を割当てて（関連付けて）出力することができる。

[0081] 図 14には、図 13の出力波形を、レンジを横軸の時間軸方向に 2倍に伸長（縦軸の振幅レベルを 1/2倍に圧縮）したもの力 S示される。

[0082] 図 13と図 14では、隣接する脈波について AI値を表示する位置を異ならせている。

つまり、各脈波波形と並列に表示されるけれども、隣接する脈波間において、一方の脈波の AI値は波形の横軸に接近して表示されて、他方の脈波の AI値は波形の横軸から離れて表示される。これにより、各波形の値が見やすくなる。

[0083] (閾値との比較結果の出力）

ステップ S57および S59の処理においては、閾値判定部 86による処理が行なわれてもよレ、。閾値判定部 86は、出力に際してデータ格納部 78から読出された各波形の算出値と、記憶領域 E3から読出した当該算出値に対応の閾値とを比較し、比較結果に基づき、当該波形の算出値を出力するか否力、を判定する。出力せずとの判定結果は、当該算出値に付加されて表示制御部 82または印字制御部 83に与えられる。したがって、表示制御部 82または印字制御部 83は、 1拍毎の波形に関連付けて算出値を出力する場合に、 '出力せず'との情報が付加された算出値については、出力をスキップする。したがって、たとえばデータ ΑΠのうち、比較結果に基づき、対応の閾値データ 71が指す値を超える、すなわち対応の閾値データ 71が指す値よりも小さレ、、または大きいと判定されたデータ Aliは出力されない。逆に、比較結果、対応の閾値データ 71が指す値を超える、すなわち対応の閾値データ 71が指す値よりも小さレ、、または大きいと判定されたデータ ΑΠのみを出力するとしてもよい。

[0084] 上述の閾値データ 71との比較結果に基づき、上述のように出力されないデータ Ali 力 Sある場合には、ユーザは出力の誤動作であると誤解する、または、どのような値であるかを知りたい場合もある。したがって、閾値を超えるほたは閾値が指す値の範囲を超える）と判定された算出値は、ブリンク表示する、または色を変更するなどして、他の算出値とは異なる出力態様となるようにしてもよい。

[0085] または、データに代替して閾値を超えることを指すマークまたはメッセージを出力するようにしてもよい。

[0086] (統計情報の出力）

データ格納部 78に図 7のようにデータの格納が完了した場合に、統計部 93により統計情報 99が作成されて、データ格納部 78の記憶領域 E4に格納されてもよい。

[0087] 具体的には、統計部 93は、波形データ WDiを平均化処理して平均的な波形のデータを算出する。また、各波形についての算出値（データ SYSi、 DIAi、 AIi、 SBP1 ( i)、 SBP2 (i)、 PLiおよび TRi)それぞれについて、平均化処理をして平均値を算出する。これら算出値は統計情報 99として記憶領域 E4に格納される。

[0088] 出力時には、ユーザは図 13 (または図 14)の全波形の出力と、図 15のような統計情報 99に基づく出力とを、スィッチ 233を操作することにより切替えることができる。スイッチ 233の操作により統計情報 99に基づく出力が指示された場合には、統計情報読出部 85は、記憶領域 E4から統計情報 99を読出し、表示制御部 82に出力する。したがって、表示制御部 82は、与えられる統計情報 99に基づき図 15の画面を表示器 24に表示する。スィッチ 240が操作されている場合には、印字制御部 83に統計情報 99が与えられるので、図 15と同様の内容が印字出力される。

[0089] 図 15の表示時に、スィッチ 233が操作されると図 13または図 14の表示内容に切替されて、図 13または図 14の表示時にスィッチ 233が操作されると図 15の表示に切替される。

[0090] 統計情報 99には、その他に、 1拍の脈波毎の AI値を連続的にプロットしたグラフまたは脈拍数を連続的にプロットしたグラフのデータが含まれて、両グラフが同時に出力されてもよレ、。また、脈波毎の AI値のヒストグラムのデータが含まれて、当該ヒストグラムが出力されてもよい。

[0091] なお、本実施の形態では、血圧測定ユニット 50によるカフ 52を用いた血圧測定は別途行なわれる。つまり、脈波検出に先立って、同一被測定者について、血圧測定ユニット 50を用いた血圧測定をして、最高血圧（収縮期血圧）および最低血圧（拡張期血圧）を得ておく。脈波検出時には、血圧算出部 87により 1拍毎の脈波波形から最高血圧（収縮期血圧）のデータ SYSiおよび最低血圧（拡張期血圧）のデータ DIA iを算出する場合において、算出された値を血圧測定ユニット 50により得ておいた最高血圧および最低血圧を用いてキャリブレーション (校正）をし、キャリブレーション後の値をデータ格納部 78に格納するとしてもよい。

[0092] また、本実施の形態では、データ格納部 78に全波形データ TWDの格納が完了した後に、 1拍毎の波形について値の算出をしていた力算出のタイミングは、これに限定されない。たとえば、固定台ユニット 7から 1柏の脈波データを入力する度に、当該脈波データの波形について値の算出を行うようにしてもよい。この場合には、全波形データ TWDがデータ格納部 78の領域 E1に格納完了したときに、 1拍毎の波形の算出値の全ても領域 E2に格納が完了することになる。

[0093] 上述の実施の形態の説明においては、圧力センサを用いて脈圧の変化を捉えることにより脈波を検出する構成を述べているが、脈波の検出方法は上述の構成に限定されるものではない。たとえば、容積変化を捉えることで脈波を検出する構成を用いても構わない。

[0094] さらに、本発明における脈波検出装置が行なう脈波の表示方法は、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、 CD-ROM, ROM、 RAMおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プロダラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プロダラムを提供することもできる。たとえば、図 1の構成では、 CPU20を備えてコンピュータの機能を有する表示ユニット 3には、 CD— ROM42を用いて当該プログラムを供給すること力 Sできる。 CPU20は、外部 IZF41を介して CD— ROM42に格納されたプログラムを読出し、実行する。

[0095] 提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて CPUにより読出されて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

[0096] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 測定部位に押圧された脈波センサにより測定期間にわたり検出された脈波信号を入力し、入力した前記脈波信号に基づき、前記測定期間の全波形を取得する全波形取得部と、

取得された前記全波形から、 1拍毎の波形を抽出する波形抽出部と、

前記波形抽出部により抽出された前記 1柏の波形毎に、当該波形に基づく所定値を算出する値算出部と、

取得された前記全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に前記値算出部によって算出された前記所定値とを同時に出力する波形出力部とを備える、脈波出力装置。

[2] 前記波形出力部は、取得された前記全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に前記値算出部によって算出された前記所定値とを同時に印字する、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[3] 前記波形出力部は、取得された前記全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に前記値算出部によって算出された前記所定値とを同時に表示する、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[4] 前記所定値は、心血管リスクを判定するための値を指す、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[5] 前記所定値は、駆出波と反射波の振幅の比率値、血圧値、中枢血圧推定値および脈波伝播速度関連情報のうちの少なくとも 1つを含む、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[6] 前記波形出力部は、前記全波形における前記 1柏の波形毎に、当該波形に関連付けて前記所定値を出力する、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[7] 前記波形出力部は、前記全波形における前記 1柏の波形毎に、当該波形と並列に前記所定値を出力する、請求の範囲第 6項に記載の脈波出力装置。

[8] 前記波形出力部は、前記全波形における前記 1柏の波形毎に、隣接する波形につレ、ては前記所定値の出力位置を異ならせる、請求の範囲第 7項に記載の脈波出力装置。

[9] 前記 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値のみを出力する、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[10] 前記 1柏の波形毎の所定値のうち、予め定められた閾値を超える値は、他の前記所定値とは異なる態様で出力する、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[11] 前記 1拍毎の前記所定値を、前記全波形について統計した情報を出力する統計出力部をさらに備え、

外部から与えられる切替指示に応じて、前記波形出力部および前記統計出力部のうちの一方による出力を行わせる、請求の範囲第 1項に記載の脈波出力装置。

[12] 測定期間にわたり予め取得された脈波の全波形から、 1拍毎の波形を抽出するステツプと、

前記波形を抽出するステップにより抽出された 1柏の波形毎に、当該波形に基づく所定値を算出するステップと、

前記取得された脈波の全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に算出された前記所定値とを同時に出力するステップとを備える、脈波出力方法。

[13] 波形出力方法をコンピュータに実行させるためのプログラムプロダクトであって、前記波形出力方法は、

測定期間にわたり予め取得された脈波の全波形から、 1拍毎の波形を抽出するステツプと、

前記取得された脈波の全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に算出された前記所定値とを同時に出力するステップとを備えることを特徴とする、プログラムプロダクト。

[14] 波形出力方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した機械読取り可能な記録媒体であって、

前記波形出力方法は、

測定期間にわたり予め取得された脈波の全波形から、 1拍毎の波形を抽出するステツプと、前記波形を抽出するステップにより抽出された 1拍の波形毎に、当該波形に基づく所定値を算出するステップと、

前記取得された脈波の全波形と、前記全波形における前記 1柏の波形毎に算出された前記所定値とを同時に出力するステップとを備えることを特徴とする、プログラムを記録した機械読取り可能な記録媒体。