WO2012165660A1 - 超音波探触子，生体情報測定装置及び生体情報測定方法 - Google Patents

超音波探触子，生体情報測定装置及び生体情報測定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012165660A1
WO2012165660A1 PCT/JP2012/064729 JP2012064729W WO2012165660A1 WO 2012165660 A1 WO2012165660 A1 WO 2012165660A1 JP 2012064729 W JP2012064729 W JP 2012064729W WO 2012165660 A1 WO2012165660 A1 WO 2012165660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
biological information
apex
information measuring
waveform
ultrasonic
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/064729
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
茂広 黒木
山下　史郎
Original Assignee
有限会社サンヨウ総研
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 有限会社サンヨウ総研 filed Critical 有限会社サンヨウ総研
Priority to US14/123,514 priority Critical patent/US20140296714A1/en
Priority to JP2013518199A priority patent/JP6273419B2/ja
Priority to CN201280026272.8A priority patent/CN103687549B/zh
Priority to EP12792055.1A priority patent/EP2716233A4/en
Publication of WO2012165660A1 publication Critical patent/WO2012165660A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/02—Measuring pulse or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/04—Measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A61B8/065—Measuring blood flow to determine blood output from the heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Clinical applications
    • A61B8/0883—Clinical applications for diagnosis of the heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B8/469—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selection of a region of interest
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/56—Details of data transmission or power supply
    • A61B8/565—Details of data transmission or power supply involving data transmission via a network

Definitions

  • the present invention relates to a probe capable of grasping the movement of a living heart, a living body information measuring apparatus and a living body information measuring method capable of grasping health information of a living body by grasping the movement of the living heart,
  • a biological information measuring device, a biological information measuring system, and biological information used in the biological information measuring device that can measure the apex rhythm diagram using an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus and accurately display the health information of the living body. It relates to the measurement method.
  • cardiovascular diseases are steadily increasing and are being screamed overcoming them worldwide.
  • cardiovascular diseases include congenital heart disease, hypertension, hypertensive heart disease, acute myocardial infarction, old myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, secondary cardiomyopathy, aorta Improvement of medical technology and prevention measures such as valve stenosis, aortic regurgitation, mitral stenosis, mitral regurgitation, obstructive arteriosclerosis, chronic heart failure, arrhythmia An example can be given.
  • the health condition of the living body to be measured can be known fairly accurately, which can be used for diagnosis and treatment.
  • human health is greatly affected by the movement of the heart.
  • a specialist with advanced knowledge of the cardiovascular system may be able to understand the pathology by placing a hand on the patient's chest and palpating.
  • ⁇ Apical pulsation chart can be given as one of the means to objectively express heart movement information obtained from palpation. Including not only healthy subjects but also patients who have heart disease and whose behavior is restricted, the apex rhythm diagram of the living body is measured on the living body at the bedside of a normal room instead of a soundproof room If there is a measuring instrument that can measure without causing any special tension, it can bring great gospel to the health management and medical care of the living body being measured.
  • FIG. 16 is a conventional heartbeat diagram recording apparatus described in Non-Patent Document 1, which is expensive, has a large size of 60 cm in width, approximately 180 cm in height, and approximately 80 cm in depth, and has a cart. It is a heavy device that is difficult to move by itself, and requires at least one person to measure inside and outside the soundproof room. In many cases, at least two doctors and technicians are taking measurements.
  • the window visible on the right side of the main body recording device main body is a window for looking into the soundproof room containing the living body to be measured.
  • FIG. 17 is a photograph of examples of various transducers described on page 212 of Non-Patent Document 1.
  • the apparatus of FIG. 16 cannot measure unless the living body to be measured enters a soundproof room or a measurement room with low noise equivalent thereto. Since the measurement subject is measured in a different room, the measurement subject is in a state different from normal, and it is unnecessarily tense, and the measurement subject is in such an environment. There are problems such as being limited to humans who can tolerate, and being unable to measure patients who would really need a diagnosis using apex rhythm. Further, even the opinions of experts with advanced knowledge in this field are not sure to make a diagnosis of the disease of the circulatory system from the apex rhythm measured using the cardiac device measuring device of FIG. The current situation is that it is often considered.
  • ultrasound diagnostic devices have made great strides and spread in the medical field, movement of each heart chamber in the heart, the size of each heart chamber, the wall thickness of the ventricle and atrium, the state of the pericardial fluid, Valve movement, blood flow, etc. can be observed from the outside of the chest wall, and cardiovascular specialists look at them to diagnose cardiovascular patients.
  • the information required for diagnosis cannot be obtained in the apex rhythm measured by the conventional cardiac device recording device, and the apex rhythm diagram measured by the conventional cardiac device recording device is used.
  • an ultrasound diagnostic device is not made from the viewpoint of measuring the apical pulsation diagram, and it captures the motion of the heart, the motion of the valve, the blood flow, etc. as a moving image, and a specialist sees it as a normal image. The target is being diagnosed.
  • the present invention has been made in view of such a current situation, and a problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasound diagnostic apparatus having a function of measuring, evaluating, and displaying an apex rhythm diagram at low cost. It is to be.
  • One of the objects of the present invention is to make it easier to use a combination of a biological information collection function obtained using a conventional ultrasonic diagnostic apparatus and a biological information collection function obtained using an apex rhythm measurement apparatus,
  • the present invention provides a biological information measuring apparatus and a biological information measuring method that can be used in a biological information measuring system that can obtain biological information related to room functions with higher reliability.
  • One of the objects of the present invention is that, from the viewpoint of medical education, low-cost and high-accuracy measurement that can greatly improve clinical medical education by enabling teaching of correct medical examination methods to medical students and residents.
  • a biological information measuring device, a biological information measuring system, and a biological information measuring method are provided.
  • the ultrasound diagnostic apparatus incorporates a program for displaying the measured apex rhythm diagram as a line drawing, an algorithm for determining the apex rhythm diagram, or the like, and externally solves the problem.
  • the problem was solved by displaying the apex heartbeat diagram and other ultrasound echograms on the display screen interchangeably or by displaying them simultaneously on the same screen.
  • a linear probe and a sector probe are incorporated in a measuring frame having a guide rail in the vertical direction, for example, and an appropriate probe is used when used for measurement on a portion that contacts the body surface of the frame.
  • the apex rhythm diagram can be obtained at the bedside or in the daily life site and obtained by the apex rhythm diagram. It is possible to use the diagnostic information and the diagnostic information of the measured living body obtained with the conventional ultrasonic diagnostic apparatus together, and to obtain medically accurate health information about the heart of the measured biological body The big effect of doing.
  • ECG 300 Biological information measuring device 301: Ultrasonic sensor 305a: Heart sound sensor 305b: Electrocardiogram sensor 320: Control unit and measurement data processing unit 330: Storage unit 340: Display unit F1, F11 to F13, F21 to F23, F31 to F33, F41, F42: Display screen P (1) ⁇ P (7): Features of apex rhythm R: R wave of ECG
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a biological information measuring apparatus as an embodiment of the present invention, which is a biological information measuring apparatus that can also perform remote management.
  • reference numeral 300 denotes a biological information measuring device as an embodiment of the present invention
  • 301 denotes an ultrasonic sensor as an apex pulsation sensor for measuring apex pulsation, and includes a plurality of ultrasonic transmission elements or ultrasonic waves.
  • An ultrasonic wave transmitting unit having an oscillating unit and a reception sensor having a plurality of reflected signal receiving elements or reflected signal receiving units for receiving signals reflected by the respective parts in the living body.
  • the biological information measuring device 300 can constitute a biological information measuring system by combining several devices having the above functions.
  • the heart sound sensor 305a is a sensor that measures a heart sound
  • the electrocardiogram sensor 305b is a sensor that measures an electrocardiogram, and need not be built in the apparatus.
  • an ultrasonic sensor 301, a heart sound sensor 305a, and an electrocardiogram sensor 305b are arranged at measurement points of the living body to be measured, respectively, and a signal for measuring apex heartbeat, heart sound, and electrocardiogram is detected.
  • the control unit and the measurement data processing unit 320 perform data processing as an apex rhythm diagram, a heart sound diagram, an electrocardiogram, and the like, respectively.
  • the apex rhythm data and the electrocardiogram data are extracted in synchronization with the electrocardiogram signal, and the electrocardiogram data, the electrocardiogram data, and the apex rhythm data are stored and displayed as a graph.
  • a standard waveform pattern or the like from the outside and using it for classification of the waveform of the apex rhythm diagram, it is possible to perform more accurate evaluation, for example, in accordance with the measurement subject.
  • Data from the sensor is processed as apical rhythm diagram creation data and other data, stored in the storage unit, and displayed on the display unit as necessary.
  • the other data may be unnecessary, but includes, for example, a two-dimensional distribution of reflection intensity in a predetermined range in the chest and contact pressure.
  • a conventional linear sensor can be used as the ultrasonic sensor.
  • an ultrasonic transmission element and an ultrasonic reception element are provided in an ultrasonic sensor, and the ultrasonic wave transmitted from the oscillation element is at the apex and / or its vicinity.
  • the reflected light was received by a receiving element, and the apex rhythm diagram was measured.
  • the number of ultrasonic transducers is 192, and a set of 12 transducers is sequentially shifted and scanned, and each oscillation element and reception element controls the timing. Then, the time for the same element to function as an oscillating element and the time to function as a receiving element were provided, and ultrasonic waves reflected from the apex and / or the vicinity thereof were received to measure the apex rhythm diagram.
  • the ultrasonic reception signal of the ultrasonic sensor is transmitted by receiving a set of twelve transducers sequentially shifted and scanned, the reception signal from each reception sensor element at each time is received. It can be displayed in a series, and where the reception time interval is long, it can be complemented by interpolation to make a more accurate graph. It is preferable that the method of electronic scanning of the probe can be changed according to the purpose, for example.
  • a biological information measuring device or a biological information measuring system capable of performing remote processing by providing at least a part of the contents of the control unit and measurement data processing unit 320, the storage unit 330, and the display unit 340 in the remote management unit 350. It can also be configured.
  • a large number of ultrasonic transmitting elements and a large number of ultrasonic receiving elements are arranged in a row or vertically and horizontally in the ultrasonic sensor 301, A so-called ultrasonic probe used for measuring an ultrasonic echo by scanning an element can be used.
  • a so-called ultrasonic probe used for measuring an ultrasonic echo by scanning an element can be used.
  • a large number of the elements can be arranged one-dimensionally or two-dimensionally. It was confirmed that the pulsatogram could be measured.
  • an acoustic lens is provided at the tip of the ultrasonic probe, that is, the portion that is applied to the body surface, for example, silicone rubber or a liquid substance can be used as the medium serving as the acoustic lens or cushion.
  • Pressure can be applied to the medium to change the density and the refractive index. For example, the sharpness can be adjusted.
  • the ultrasonic sensor 301 By using a two-dimensional array of ultrasonic transducers for the ultrasonic sensor 301, it is possible to more accurately measure the movement of each apex of each heartbeat, and each individual that has not been accurately known so far It is possible to obtain important information for elucidating the relationship between the health information of the living body and the movement of the apex, and to exert a great effect that it can be used for accurate health management.
  • an ultrasonic sensor in which 192 ultrasonic transducers arranged in one row at intervals of about 0.2 mm are two-dimensionally arranged in three rows, that is, 192 ⁇ 3 vibrations.
  • a highly accurate apex rhythm diagram was obtained.
  • the number of rows of the transducers was further increased, detailed information on the movement of the apex portion could be obtained, and more accurate health information could be obtained.
  • a single row or multiple rows with a large number of transducers arranged in a row, a sensor that detects the presence of ribs, and an ultrasonic probe configured to contact the living body surface of the probe Place a buffer material made of a material with low ultrasonic attenuation, and place the probe, for example, at the measurement location on the left chest of the organism to be measured, and directly underneath the probe (position within a predetermined distance from the probe) ) Can detect the presence of ribs.
  • the vibrator arranged between the ribs is set in an operating state, and the vibrator arranged in the vicinity of a predetermined range of the ribs is set in a non-operating state.
  • a more accurate apex pulsation diagram can be measured, and further, the scan control can be changed variously in order to grasp the complicated movement of the apex.
  • sensor elements having different purposes are arranged in three dimensions and multi-dimensions together with the two-dimensional array of vibrators to obtain more ecological information. There is an advantage that you can.
  • the probe is used for measurement in a portion where, for example, a linear probe and a sector probe are vertically installed in a measurement frame having a guide rail, for example, and abuts on the body surface of the frame.
  • the appropriate probe can be moved by sliding the rail, measuring apex pulsograms without switching or minimizing, and measuring 2D echoes, eg apex four-chamber images it can.
  • FIG. 2 to 4 are examples of display screens of the biological information measuring apparatus using the ultrasonic echo technique according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a 2D echo, for example, a four-chamber cross-sectional image of the apex and an apex pulsation diagram, at F1.
  • FIG. 3 is a screen for comparing the two by displaying them alternately on the display screen.
  • FIG. 3 shows a comparison of the two by displaying a 2D echo, for example, a four-chamber cross-sectional image on the display screen code F41, and a heartbeat diagram on the display screen code 42.
  • a unit vibrator array plate having at least one of a component part in which a plurality of vibrators are arranged one-dimensionally and a component part arranged in two dimensions in a direction orthogonal to the transmission direction of ultrasonic waves
  • an ultrasonic transmitter and a reception sensor of an ultrasonic probe by combining a plurality of unit sensor parts having an elongated cross-sectional shape.
  • the plurality of transducers constituting the ultrasonic transmission unit can be used for measurement by also serving as the plurality of transducers constituting the reception sensor and electronically scanning in a predetermined order.
  • the apex rhythm diagram of the present invention can be measured using ultrasonic sensors arranged in one dimension in the ultrasonic sensor 301. For example, about 192 ultrasonic transducers It was confirmed that the apex rhythm diagram could be measured using an existing probe having a visual field width of about 38 mm, one-dimensionally arranged every 0.2 mm. If the ultrasonic diagnostic apparatus includes an apex rhythm diagram creating means, the biological information measuring apparatus and biological information measuring system of the present invention can be configured.
  • the embodiment is not limited to this embodiment.
  • the ultrasonic sensor 301 is mounted with a power supply component or a component corresponding to a power source for driving the sensor, a communication component, etc.
  • the ultrasonic sensor 301 is configured in a state where it is not connected to the body of the biological information measuring device with a wire, and the measurement data of the ultrasonic sensor 301 is transmitted using radio waves or light (referred to as light including infrared rays and ultraviolet rays).
  • the ultrasonic sensor as described above attached to the living body to be measured has an important part of the function of detecting apex pulsation
  • this part is also used for the biological information measuring apparatus or biological information measuring apparatus of the present invention. It is called a part.
  • the electrocardiogram sensor and the electrocardiogram sensor may be used separately from the biological information measuring apparatus main body with a data acquisition function, a communication function, etc., and connected to the biological information measuring apparatus main body by wire. You may comprise.
  • the measurement conditions are as follows. Basically, measure in the left-side position or the left-side position.
  • the measurement is preferably performed at a semi-expiratory position in a state where tension is released, but the measurement is appropriately performed according to the state of the measurement subject.
  • the baseline of the apex rhythm may be distorted and evaluation may be difficult.
  • it may be difficult to evaluate because the muscle tone tends to increase and the patient tends to hold the breath. It is known that holding a breath causes changes in blood pressure and heart rate, which is different from that at rest. Therefore, most of the data shown below is data measured for a predetermined period of time in a relaxed state with the body posture set to the left lateral position or the left half lateral position, light breathing in the semi-expiratory position, and relaxation.
  • the inventor of the present invention has studied in detail the measurement examples of a large number of living organisms using the biological information measuring device of the present invention, and as a result, has been able to analyze the relevance between the apex rhythm and the pathological condition with extremely high accuracy. I was able to create a means.
  • the analysis results according to the present invention are compared with information diagnosed by other means such as MRI, myocardial scintigraphy, echocardiography, cardiac catheterization, information obtained by auscultation and auscultation, and treatment / health information of the living body to be measured. It has been found that the health information of the living body to be measured obtained using the present invention is extremely reliable.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining that the apex rhythm diagram is measured by applying the ultrasonic probe to the body surface of the living body to be measured by the biological information measuring apparatus as an embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 11 is an ultrasonic probe
  • 12 is a body surface of a living body to be measured
  • 13 is skin and skeletal muscle
  • 14a is a fibrous pericardium
  • 14b is an epicardium
  • 15 is a myocardium
  • 16 is an endocardium
  • 34 is Right ventricle (also called right ventricle), 35 is tricuspid valve, 36 is right atrium, 37 is ventricular septum, 38 is atrial septum, 40 is left ventricle, 41 is mitral valve, 42 is left atrium
  • Z is The Z axis.
  • An X axis and a Y axis that are orthogonal to each other are taken in a plane that is orthogonal to the Z axis.
  • the body surface 12 to which the ultrasonic probe 11 in FIG. 5 is applied is the chest on the left side of the living body to be measured.
  • the body surface 12 to which the ultrasonic probe 11 in FIG. 5 is applied is the chest on the right side of the measurement subject.
  • an ultrasonic probe 11 having an elongated end shape is used, and although not shown in FIG. 5, the longitudinal direction of the end of the ultrasonic probe 11 is a rib-like shape. It is preferable to arrange the intercostal space (between adjacent ribs) with the highest sensitivity in the longitudinal direction to measure the apex rhythm diagram. By doing in this way, the apex rhythm diagram which can judge the health state of a to-be-measured body more correctly can be obtained.
  • Reference numeral 18 is an electrocardiogram
  • 19 a is skin
  • 19 b is fibrous tissue in the myocardium 15.
  • Reference numeral 20 is a point on the body surface on the Z1 axis as the Z axis
  • 21a is a point relatively close to the body surface on the Z1 axis
  • 22a is skin at a position deeper than the point 21a on the Z1 axis, that is, near the heart
  • 23b is a point on the fibrous pericardium 14a on the Z1 axis
  • 23a is a point on the fibrous pericardium 14a that is shifted outward from the left ventricular apex
  • 23c is a fibrous pericardium A point at a position shifted on the outer side opposite to the point 23a from the left ventricular apex on 14a
  • X is the X axis
  • Y is the Y axis.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the movement of the heart in the diastole.
  • the movement of each part in the myocardium is an example of movement in the directions of arrows 26 and 27 at the initial stage of dilation and movement in the direction of arrow 28 at the end of diastole. Unlike the movement in the initial stage of expansion at the end of expansion, the movement in the direction opposite to that in the initial stage of expansion is instantaneous.
  • the apex moves toward the body surface during systole.
  • diastole the apex approaches the body surface just before the second sound, and then moves away from the body surface.
  • the left ventricular myocardium moves trembling in the early diastole.
  • the movement of the heart often differs depending on the health condition of the living body to be measured, the age, and other individual characteristics. For example, even in the case of a healthy person, the movement of the heart is often different.
  • the tomographic image of the B mode method is measured,
  • the apex obtained by selecting the measurement target position of the tomographic image and / or its vicinity from the display screen and measuring the time change of the reflected ultrasound from the selected measurement target position by the M mode method It is a motion diagram.
  • Reference numerals 46a and 47b indicate positions of the heart sound 2A in the heart sound diagram 43, respectively.
  • the side on which the phonocardiogram 43 is described with respect to the position of the apex rhythm diagram 44 is the body surface side, and the opposite side is the inside of the body with the fibrous pericardium.
  • FIG. 11 is an apical pulsation diagram 44 of another measured living body having normal left ventricular contractility, which is an M-mode ultrasonic image measured using ultrasonic waves as an embodiment of the present invention.
  • the characteristic points P (1) to P (3) and P (5) to P (7) described later are clearly recognized.
  • FIG. 12 is an M-mode ultrasound image of a male in his 20s who has normal left ventricular contractility.
  • Reference numeral 44 is a cardiac apex diagram.
  • the feature points P (3), P (5), P (6) and P (7) described later are clearly recognized.
  • Reference numeral K3P-3 indicates an apex rhythm diagram, and reference numeral 92 indicates a systolic depression.
  • FIG. 14 is an apex pulsation diagram 44 of an M-mode ultrasound image of another measurement living body with an abnormality in left ventricular contractility. Characteristic points P (3) and P (5) described later are not recognized, and P (4) is Is recognized.
  • FIG. 15 is an M-mode ultrasound image apex pulsation diagram 44 of a living body to be measured different from that of FIG. 12 having normal left ventricular contractility, and has a feature point P (3) described later, without P (5), There is also no P (4).
  • the continuous line having the strongest reflection intensity of the ultrasonic signal between the fibrous pericardium and the body surface is the apex rhythm diagram.
  • the present inventor measured the apex pulsation charts of many normal and abnormal left ventricular function persons using an ultrasonic diagnostic apparatus, and examined the correspondence between the feature points and the health information. As a result, it was concluded that there are many cases where the health information of the living body to be measured can be accurately estimated.
  • the A wave type is classified into the following four types.
  • Type 1 is a case where the A wave is clear and the position P (1) of the positive extreme value is clear, and P (2) is also clear.
  • Type 2 is a waveform that rises from the rise of the A wave to P (2).
  • P (1) and P (2) are at substantially the same height, but have a negative extreme value (differential value turns from-to +) in the portion corresponding to P (2) in the primary differential waveform.
  • Type 3 is a waveform in which the A wave continuously rises to P (2), and has no negative extreme value (differential value changes from-to +) in the portion corresponding to P (2) in the primary differential waveform .
  • P (1) and P (2) are defined to be the same.
  • Type 4 is a case where a positive wave is hardly recognized before P (2), and it is determined that an A wave is not recognized. When there is no A wave, that is, almost no positive wave is recognized before P (2), it is determined that there is no A wave, and neither P (1) nor a point exists. There may be normal cases where there is no load at the end of the left ventricular diastole, or there may be pathological cases in which the left atrial contractile function is lost or reduced.
  • the apex rhythm diagram waveform for one beat of the living body to be measured is referred to as a unit waveform.
  • each QRS positive peak value (R) of the electrocardiogram at the same time of the same living body to be measured for example, the second lead ECG of the standard limb lead
  • QRS peak position the apex rhythm diagram waveform from a predetermined time before a position corresponding to the above (hereinafter referred to as QRS peak position) to the predetermined time before the next QRS peak position
  • the unit waveform is represented on the horizontal axis.
  • the heart rate correction coefficient for the time axis of the apex heartbeat waveform when the heart rate per minute is V is represented by ⁇ V / 60 ( ⁇ V / 60 means the square root of V / 60) multiplied by ⁇ V / 60, and the time axis value of the following apex rhythm diagram is converted when the heart rate is 60 30 m before and after the QRS peak position of the unit waveform
  • C1 is set as the feature point P (2)
  • the apex The point corresponding to the QRS peak position on the waveform of the motion diagram is defined as a feature point P (2), and the positive apex on the waveform of the apex rhythm diagram within 160 ms before the QRS peak position (same below).
  • the characteristic point P (1) be the positive apex on the waveform of the apex heartbeat diagram 50 to 150 ms after P (2), and let it be the characteristic point P (3).
  • the positive vertex closest to the 2A sound on the waveform of the apex rhythm is between the points before and below the feature point P (5), and among the P (5), the P (5) is the 2A sound of the heart sound diagram To point to the positive apex closest to the 2A sound from 40 ms to 40 ms before the feature point P ′ (5)
  • a case where P (5) is expressed by pointing to the positive apex closest to the 2A sound from the 2A sound of the heart sound chart to 40 ms to less than 50 ms before is defined as a feature point P ′′ (5), and the P (5) is the heart sound chart.
  • the point of expression representing the positive vertex closest to the 2A sound from the 2A sound before 50 ms to less than 60 ms is referred to as a feature point P ′ ′′ (5) (hereinafter referred to as the feature point P ′ (5), P ′). Any of P (5), P ′ (5), P ′′ (5), and P ′ ′′ (5), except for the case where each of '(5) and P ′ ′′ (5) is specifically distinguished.
  • P (4)) the positive vertex on the apex rhythm diagram waveform from 2A to 60ms before 150ms after P (2).
  • the negative extreme value on the waveform of the apex rhythm diagram 50 to 150 ms after the 2A sound is defined as a feature point P (6), and the 10
  • the feature point P (1) , P (2), P (3), P (4), P (5) (P ′ (5), P ′′ (5), P ′ ′′ (5)), P (6), P ( 7) is defined as the first feature point group, and the waveform rising from the apex rhythm diagram before the P (1) of the apex rhythm diagram as a positive apex is represented by the A wave and the apex rhythm diagram A wave rising from P (2) and having a positive extreme point is defined as an E wave, and an ascending wave starting from P (6) is defined as an F wave.
  • the peak position is defined as point a
  • the E wave positive peak position is defined as e point
  • the F wave positive peak position is defined as f point
  • the heights of points a, e, and f are defined as a, e, and f, respectively.
  • the feature point determination means is a determination means for determining the presence or absence of at least two feature points in the first feature point group
  • the second feature point determination means is the ordinate of the lowest position of the unit waveform. The value is set to 0, and the height of at least one of P (1), P (2), and P (7) is determined when normalized so that the maximum coordinate value of the unit waveform is 1000 points.
  • a third feature point determination unit that determines P (2) -P (3) time (time from P (2) to P (3), and so on) with respect to the time of each feature point.
  • Ratio of P (3) -P (5) time to P (2) -P (6) time, P (6) -P (7) time, 2-P (6) time (2A sound to P (6) 2P (7) is a determination means for determining the magnitude of at least one of the values as a characteristic factor.
  • the first waveform determination means compares the waveform determination pattern built in the biological information measurement device or the waveform determination pattern of the apex rhythm diagram inputted from the outside of the biological information measurement device into the biological information measurement device.
  • Determining means for determining the type of the unit waveform the second waveform determining means is the determining means for determining the values of a, e, and f
  • the third waveform determining means is the apex rhythm diagram.
  • the fourth waveform determining means is configured such that the position of the lowest point immediately before the point f of the first-order differential waveform of the apex rhythm diagram is a point where the differential value immediately before the lowest point is zero and the lowest point.
  • the fifth waveform determining means determines whether or not the apex rhythm diagram is a unimodal graph with P (3) and no P (5) (hereinafter referred to as a unimodal graph).
  • the width of the graph at 700 points when the height of P (3) is normalized to 1000 points is the portion temporally behind P (3) (hereinafter, after P3).
  • 6th waveform determining means is a portion near the feature point P (6) from the time of the 2A sound in the primary differential waveform of the apex rhythm diagram.
  • the present invention provides the feature points P (1) -P (2), P (2), P (3), P (4), P ( 5) Health information of the living body to be measured from the presence / absence of at least two of (P ′ (5), P ′′ (5), P ′ ′′ (5)), P (6), P (7) Can be obtained.
  • the inventor of the present invention measures the apex rhythm diagram of the living body to be measured based on the present invention, analyzes the data based on the present invention, and further, from the meaning of these verifications, various conventional methods other than the present invention
  • the biological information measuring device having the following feature point analysis algorithm, the biological information measuring method in the biological information measuring system It came to make invention of this.
  • measurement data of the same measurement organism at the same time includes bimodal data with P (3) and P (5) and unimodal waveform data with P (3) and no P (5).
  • bimodal data with P (3) and P (5)
  • unimodal waveform data with P (3) and no P (5).
  • P (7) When P (7) is 200 or more, there is a possibility of left ventricular diastolic disorder with an absolute weight increase due to increased mitral blood flow in the early diastole. There is also the possibility of a relatively early diastolic weighted increase in which the left ventricular myocardium is injured and the load becomes excessive without increasing mitral valve blood flow.
  • P (7) may be 200 or more.
  • P (7) it is determined that the apex rhythm diagram waveform rises slowly from P (6) and the apex rhythm diagram waveform showing no inflection point does not recognize the F wave. In this case, it is determined that neither P (7) nor f point exists. In the absence of P (7), there is a high possibility that the left ventricle is difficult to expand in the early stage of expansion.
  • the time phase of the feature points P (1) to P (7) will be described.
  • the P (2) -P (3) time is 50 ms or more and less than 125 ms
  • the left ventricular contractility is determined to be normal, and if it is less than 125 to 150 ms, the left ventricular contractility is decreased or the possibility of left ventricular hypertrophy is present. Yes, it is determined that it needs attention.
  • P (3) -P (5) time is 45% or more of P (2) -P (6) time.
  • Left ventricular function is determined to have a high possibility of normality, 40% or more and less than 45% is determined to be a possibility of normal left ventricular function, and less than 40% is left ventricular function (contractive capacity and It is determined that at least one of the expandability is the above possibility.
  • less than 100 ms is determined as a high possibility of normal left ventricular early dilatability, and from 100 ms to less than 150 ms is determined as a high possibility of abnormal left ventricular early dilatability.
  • the left ventricular early dilatability is likely to be normal if it is less than 150 ms, and that the left ventricular early dilatability is likely to be abnormal if it is 150 m or more and less than 200 ms. Note that the first negative extreme value that is 200 or more away from the 2A sound is not treated as P (6).
  • the left ventricular early diastolic capacity is likely to be normal if it is less than 240 ms, and 240 m or more is determined to be likely to be abnormal.
  • the magnitude of the primary differential value of the apex rhythm diagram will be described.
  • the first derivative a is less than e / 4
  • the left ventricular end-stage dilatability is normal
  • a is greater than e / 4 but less than e / 2
  • the left ventricular end-stage dilatation is required.
  • A is greater than e / 2
  • f if f is less than e / 2, early left ventricular dilatability is normal, if f is greater than or equal to e / 2 but less than 2e / 3, precautions for early left ventricular dilatation are required, and f is greater than 2e / 3 In the case, it is determined as an early left ventricular diastolic abnormality. When a is lower than point f, early left ventricular diastolic function is normal, especially when left ventricular diastolic function is very good, or conversely, severe heart failure (compensation failure, early left ventricular diastolic function abnormality, or left ventricular diastolic function markedly decreased ).
  • the second derivative of the apex rhythm diagram waveform can be used for extracting feature points of the first derivative.
  • the present invention adds an unprecedented function to the ultrasonic diagnostic apparatus as a substitute for palpation that can be felt as the strength of the heart and the strength of movement. This greatly contributes to the display of the health information of the measurement organism.
  • the apex rhythm diagram in the case where there is a conduction disorder such as a complete left leg block and an arrhythmia such as atrial fibrillation is analyzed by an analysis means specially defined separately from the normal analysis.
  • an analysis means specially defined separately from the normal analysis.
  • data of a measured living body whose disease state is known in advance is taken, and for example, a feature map (for example, a correspondence table of data and disease state), a waveform determination pattern, etc. are created, By moving to the analysis program and analyzing, it is possible to accurately classify the health condition.
  • the measurement example of the apex rhythm diagram in the present invention includes an example in which one waveform is normalized, and an example in which a plurality of waveforms are normalized and one waveform is shown in the center.
  • the present invention creates data processing software based on many measurement results, and includes apex rhythm diagrams that can be used for medical treatment, including noise reduction, apex rhythm diagram selection, superposition, correction, etc. I was able to get it.
  • the amplified data is stored in the memory and input to the waveform / graphic processing unit.
  • the data is for apex rhythm, electrocardiogram or electrocardiogram
  • a graph is created.
  • the graphic processing is performed, and the feature extraction processing is performed using the result.
  • the feature extraction process features such as extreme value extraction in the graph of apex rhythm, comparison of extreme values, extreme values of primary and secondary differential waveforms, and waveforms of apex rhythm are extracted.
  • the At least the main part of the measurement data is stored in memory as digital data
  • the data on which the feature extraction processing has been performed is stored in the memory as detection data, and the extracted waveform and features are evaluated. As a result of evaluating whether or not the graphs and figures resulting from the waveform processing and graphic processing are appropriate for the diagnosis of the living body to be measured, when it is determined that they are not appropriate, or the processing conditions are changed for research, etc. When you want to try it, set new or changed amplification / noise removal conditions and feature extraction conditions, and perform data processing. When it is determined that the extracted waveform, feature, or the like is appropriate, primary determination or evaluation of health information is performed, and detection data such as biological information is created. In addition to using information other than information based on the current measurement data such as blood pressure and drug administration information as necessary, secondary determination or evaluation of health information is performed.
  • the process proceeds to a predetermined data processing step, and further determination / evaluation is performed.
  • the data processing, determination, and evaluation can be performed automatically or semi-automatically according to a program or the like, can be performed as diagnosis / evaluation by a specialist, and can be performed as a combination thereof.
  • the waveform / graphing conditions are set, and the waveform The health information is created by the digitization / graphic processing.
  • memory reference data storage unit stores more time-dependent information such as detection data of the same measured living body, statistical data for reference such as diagnosis, model pattern of apex rhythm, etc.
  • time-dependent information such as detection data of the same measured living body, statistical data for reference such as diagnosis, model pattern of apex rhythm, etc.
  • the secondary determination information is stored in a memory, displayed on a display device as necessary, and creates health information of a living body to be measured.
  • the health information of the measurement subject is displayed on the display device as necessary.
  • the display on the display device is not limited to this, and apical heartbeat diagrams, health information, etc. can be displayed on the display device whenever necessary. Further, the display screen can be divided into a plurality of parts and displayed at the same time, and the results of a plurality of analysis steps can be displayed in a list. With this configuration, the apparatus or the user of the apparatus can make a more accurate and quick determination.
  • the apex rhythm itself is naturally important information, but as is clear from the embodiments of the present invention, the differential data of the apex rhythm also plays an important role. Fulfill. For example, if a doctor performs feature extraction, evaluates features, performs automatic or semi-automatic determination, or interprets an apical pulsation diagram that is difficult to determine, use first- and second-derivative data. In many cases, feature extraction, its evaluation, and various diagnoses can be easily performed. It preferably has a function of recognizing the waveform of the apex rhythm diagram.
  • the apex rhythm diagram as a graph obtained as a result of the graphic processing changes when the noise removal condition is changed. What processing conditions should be used at what time greatly affects the accuracy of determination of the apparatus.
  • the example of the biological information measuring device of the present invention also includes a device that limits these conditions in more detail as part of the invention.
  • the apex heart rate chart shows the apex heart rate with the highest reflection intensity when taking a continuous apex apex diagram between the fibrous pericardium and the body surface, for example, closest to the fibrous pericardium.
  • the reflected wave between the fibrous pericardium and the body surface may be integrated.
  • the ultrasonic transmission unit and the reception sensor of the ultrasonic sensor of the present invention are mounted as a probe by arranging a plurality of ultrasonic transmission elements / reception elements in parallel, and each of the transmission elements and reception elements is electronically scanned. Used with controlled operation. As described above, a thin probe in which each element is arranged one-dimensionally can be used, but accurate measurement can be performed by using each element arranged in two dimensions and mounted as a probe. In addition to being able to do this, it is possible to measure the movement of each apex of the heart apex, providing more accurate information obtained by palpation, and elucidating the movement of the left ventricle that was previously unknown It becomes possible to do.
  • the same element for each transmitting element and receiving element can be used for transmitting and receiving by scanning operation. Also, depending on the purpose of measurement, they can be prepared independently and mounted together. Further, depending on the purpose of measurement, they can be prepared independently of each other and mounted separately.
  • a probe (probe) used as a probe (also referred to as a probe) in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus can be used as the ultrasonic sensor of the present invention.
  • the ultrasonic sensor is provided with an ultrasonic transmitting element and an ultrasonic receiving element, and the ultrasonic wave transmitted from the oscillating element is the apex and / or its The reflected light hitting the vicinity was received by a receiving element, and the apex rhythm diagram was measured.
  • the number of ultrasonic transducers is 192, and a set of 12 transducers is sequentially shifted and scanned, and each oscillation element and reception element controls the timing. Then, the time for the same element to function as an oscillating element and the time to function as a receiving element were provided, and ultrasonic waves reflected from the apex and / or the vicinity thereof were received to measure the apex rhythm diagram.
  • an ultrasonic transmission element and an ultrasonic reception element are provided as an ultrasonic sensor, and the ultrasonic transmission element transmits ultrasonic waves of one kind of wavelength from one oscillation element.
  • the ultrasonic waves transmitted from the same oscillating element are composed of a plurality of receiving elements arranged close to each other or having a receiving part so as to be able to receive the reflected wave of the apex and / or the vicinity thereof. It was received by an ultrasonic receiving element and the apex rhythm diagram was measured.
  • the apex rhythm diagram as an example of the biological information recorded by the present invention provides a lot of information regarding the health condition of the measured biological body.
  • the first derivative between feature points P (2) to P (6) or P (7) In the waveform, from the maximal point of the differential value to the point where the differential value is almost zero (hereinafter referred to as zero point 1), it reaches a straight line roughly, and after passing through the negative part, it changes to the horizontal and then shows the positive part.
  • the differential value reaches a substantially zero point (hereinafter referred to as “zero point 2”), and generally decreases linearly from the zero point 2 to the minimum point of the differential value (hereinafter referred to as “minimum point A”), and then increases substantially linearly.
  • the differential value reaches the point f through the point where the differential value is almost zero (zero point 3).
  • the section from the feature points P (5) to P (6) that is, the section that substantially corresponds to the isovolume expansion period corresponds to the section between the zero point 2 and the zero point 3 in the first-order differential waveform.
  • the relaxation peak appears to appear early.
  • relaxation begins at P (5).
  • the minimum point A indicating the maximum rate of change is located in the first half of the section between the zero point 2 and the zero point 3, so that the relaxation of the normal example occurs earlier. It can be said that it shows.
  • the diastolic kinetics in the isovolumetric diastole can be determined characteristically and easily.
  • the minimum point B is located in the latter half of the section between the zero point 4 and the zero point 5.
  • P (1) -P (2) and point a are both indices indicating the left ventricular diastolic disorder. Since P (1) -P (2) and point a are related, it is considered that the pathological condition can be classified as follows by examining the mutual relationship between these two items. In the case of Type 1 and Type 2, P (1) -P (2) is high, and when the point a is high, an increase in left atrial contractility and an increase in left ventricular end-diastolic pressure are suggested. When P (1) -P (2) is high and the point a is low, an increase in left ventricular end-diastolic pressure is suggested without the presence of increased left atrial contractility. When P (1) -P (2) is high and the point a is high, increased left atrial contractility is suggested. When P (1) -P (2) is low and point a is low, it is suggested that there is no left ventricular end-diastolic load.
  • the basic data of the apex rhythm diagram is measured and taken into the device, and then the health condition of the measured biological body is determined and recorded using the items related to the feature points described above. , Can make the necessary display.
  • the apex pulsation diagram As is well known to doctors who perform palpation, the heart moves in a complex manner, and the present invention provides the strength and intensity distribution of pulsations that can be felt by palpation as the strength of the heart and the strength of movement. Being able to be detected by the ultrasonic sensor is important information for accurate determination.
  • the embodiment described above can be used in various ways as necessary, and can exert an effect that could not be expected in the past. For example, after measuring the apex rhythm, the results can be immediately explained to the patient, or the apex rhythm can be shown to the patient and explained. Furthermore, the apparatus of the present invention includes, as one of reference data, past data of a measured living body, statistical data useful for diagnosis of the measured living body, and the like. It is possible to grasp the change of the above, or to explain to the living body to be measured for effective health management.
  • Various sensors such as a wave sensor can be incorporated into the ultrasonic sensor.
  • Various sensors such as a wave sensor can be incorporated into the ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensor By making the ultrasonic sensor three-dimensionally configured, pressure and heart sounds can be detected, and the S / N ratio of measurement data can be increased.
  • the transmission means or the transmission / reception means are incorporated in the pulsation sensor having various configurations as described above and attached to the measurement subject, or the pulsation sensor and the small and light transmission device or the transmission / reception device are attached to the measurement subject.
  • the device of the present invention is configured by transmitting or transmitting / receiving data measured by a sensor to an external device carried by the measured living body or an external device located away from the measured living body, and health management by the user of the device itself It can be used for medical examinations and can be used for diagnosis and health management of a measured living body by a medical professional.
  • the electrocardiogram and electrocardiogram data are measured separately from the apparatus of the present invention. It is important to synchronize the apex rhythm with at least one of the electrocardiogram and the phonocardiogram even in the case of the input to. By doing so, the determination can be performed with high reliability.
  • an analysis method such as a feature point according to the algorithm of the present invention can be applied to an apex pulsation diagram measured using a biological information measuring apparatus as an embodiment of the present invention.
  • the biological information measuring device of the present invention has a function as a conventional ultrasonic diagnostic device in addition to a cardiac apex rhythm measurement function, measurement as an ultrasonic diagnostic device for diagnosis by an apex rhythm diagram
  • the health information of the living body to be measured can be extracted by adding diagnosis based on information, and the health information of the living body to be measured can be extracted with higher reliability.
  • the present invention can realize a reduction in size and cost of a measuring device, and enables a single doctor to measure an apex heartbeat diagram even in an outpatient examination room or hospital room of a hospital.
  • a medical treatment that can be fed back it has a very large effect, and it has a great effect such as improving the quality of examination skills such as auscultation and auscultation, and making it possible to make an accurate diagnosis of cardiovascular diseases.
  • the present invention enables wide application of medical expertise such as normal health management and remote health management.
  • the present invention has been described above with reference to the embodiment.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the living body to be measured is a human.
  • the present invention is not limited to the above examples from the technical idea, and many variations using the technical idea of the present invention are shown. It is possible.
  • the present invention significantly improves the medical care level of the circulatory system, enhances the cooperation effect with other medical fields, contributes greatly to the development of medicine, greatly contributes to the saving of medical expenses, etc.
  • the economic effect is great, and it is widely used in the medical field and medical education field, and can be widely used in the health equipment field.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

超音波診断装置では心臓の心尖部を鮮明に撮影できず、心臓に関する健康情報を正確に得られなかった。リニアー探触子を使い、Ｍモードで心尖拍動図を測定し、データ処理装置を改善して、正確な評価に役立つアルゴリズムを確立し、正確な健康情報を得られる生体情報測定装置を作成して課題を解決した。

Description

超音波探触子、生体情報測定装置及び生体情報測定方法
　本発明は、生体の心臓の動きを把握することができる探触子、生体の心臓の動きを把握することにより生体の健康情報を把握することができる生体情報測定装置及び生体情報測定方法に関し、特に、超音波診断装置の超音波探触子を用いて心尖拍動図を測定し、生体の健康情報を正確に表示することができる生体情報測定装置、生体情報測定システムならびにそれらに用いる生体情報測定方法に関する。
　現在、循環器系の疾病は、増加の一途をたどっており、世界的にその克服が叫ばれている。循環器系の疾病の例としては、先天性心疾患、高血圧症、高血圧性心疾患、急性心筋梗塞、陳旧性心筋梗塞、肥大型心筋症、拡張型心筋症、二次性心筋症、大動脈弁狭窄症、大動脈弁閉鎖不全症、僧帽弁狭窄症、僧帽弁閉鎖不全症、閉塞性動脈硬化症、慢性心不全、不整脈など医療技術の向上、予防対策の向上が望まれている多くの例をあげることができる。
　心臓の動きを客観的に把握できる測定装置があれば被測定生体の健康状態をかなり正確に知ることができ、診断、治療に役立てることができる。たとえば、ヒトの健康状態はその心臓の動きに大きく左右される。循環器系の高度な知識を有する専門医が患者の胸部に手を当てて触診して病態を理解することができる場合がある。
　触診から得られる心臓の動きの情報を客観的に表現する手段の一つに心尖拍動図をあげることができる。健常者だけではなく、心臓の疾病があり、その行動を制限されているような患者も含めて、被測定生体の心尖拍動図を防音室ではなく普通の部屋のベッドサイドで被測定生体に特別な緊張をもたらさずに測定できる測定器があれば、被測定生体の健康管理、診療に大きな福音をもたらすことができる。
　しかし、被測定生体としてのヒトの心尖拍動図の正確な測定ができる実用レベルの測定器は残念ながらまだ開発されていない。心尖拍動図の測定に関しては、非特許文献１の「心電図・心機図検査の実際」に記載されている心機図記録装置の使用が試みられてきたが、後述のように、医療現場でも、個人の健康管理用にも到底利用できる装置ではないとの烙印を押されてしまっている。
　図１６は、非特許文献１に記載されている従来の心機図記録装置で、高価である上に、幅がおおむね６０ｃｍ、高さがおおむね１８０ｃｍ、奥行がおおむね８０ｃｍという大型のもので、台車がついているが一人で移動させるのは難しいほどの重い装置で、測定者は防音室の内部と外部にそれぞれ最低一名が必要で、多くの場合、医師と技師の少なくとも二名で測定している。図で、心機図記録装置本体の右側に見える窓は被測定生体が入っている防音室の中を覗く窓である。図１７は非特許文献１の２１２頁に記載された各種トランスデューサの例の写真である。
　図１６の装置は、心尖拍動図を測定する場合、被測定生体に防音室あるいはそれに準じた雑音の少ない測定室に入ってもらわなければ測定できず、測定が防音で密室のような制限された部屋で行われることになるため、被測定生体は通常とは異なる状態での測定になり、不必要に緊張してしまうこと、そして、被測定生体はこのような環境に入っての測定に耐えることができる状態のヒトに限られること、心尖拍動図を用いた診断が真に必要と思われる患者の測定ができないことなどの問題を有している。そして、斯界の高度な知識を有する専門家の見解も、図１６の心機図測定装置を使用して測定された心尖拍動図から循環器系の前記疾病の診断を下すには確信が持てないと思われる場合が多いというのが現状である。
　近年、超音波診断装置が長足の進歩を遂げ、医療現場で普及し、心臓内での各心腔の動き、各心腔の大きさ、心室や心房の壁の厚さ、心嚢液の状態、弁の動き、血流などを胸壁外部から観察することができ、循環器の専門医がそれを見て循環器系患者の診断を行っている。前記のように、従来の心機図記録装置で測定した心尖拍動図では診断に必要な情報を得られないとみなされており、従来の心機図記録装置で測定した心尖拍動図を用いるよりも超音波診断装置で各種の情報を得て診断する方がよいと考えられている。
　しかし、超音波診断装置は、心尖拍動図を測定する観点からは作られておらず、心臓の動き、弁の動き、血流などを動画像としてとらえ、それを専門医が見て正常か病的かを診断している。この測定からは、心室の動き、大動脈弁や僧帽弁の正常・異常、狭窄の程度、弁口面積、弁に付着した細菌の疣贅の有無、心嚢液貯留の有無、血液の逆流の有無とその程度、先天性の奇形の有無に関して判断できる情報は得られるが、胸壁を介して左室心尖部の動きを評価しておらず、触診で得られているような情報を客観化することはできない。すなわち、これまで実用レベルの測定器がなかったため、診断に役立つ心尖拍動図の測定データが不足しており、心尖拍動図の測定データから循環器系疾病の診断をする技術が未確立であり、医療の現場では使用できない状況である。そして、触診で得られる心臓の左心室（以下、左室ともいう）の動きを客観的に表示できる測定器は、本発明者の提案による特許文献１，２に記載された装置以外になく、その利用の仕方はまだ確立されていない。
特開２００８−１１３７２８号公報 特開２００９−２７３８１７号公報
（社）日本臨床衛生検査技師会発行："心電図・心機図検査の実際"（１９９６年１１月１日２刷発行），第２１２頁、２２２頁 エルゼビア・ジャパン（株）発行："グレイ解剖学アトラス"（２００８年９月１５日発行），例えば第８７頁
　現在実用化されている超音波診断装置では、各撮像において心臓の心尖部の画像は不鮮明で、専門家でも、心臓に異常があるかもしれないと思われる画像が撮影されても、その画像から生体の健康状態、特に病的な健康状態を診断することはきわめてむずかしいのが現状である。
　本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、本発明の解決すべき課題は、心尖拍動図を測定し、評価して、表示する機能を有する超音波診断装置を安価に提供することである。
　本発明の目的の１つは、現在医療現場で使用されている心エコー測定技術思想と心尖拍動図測定技術思想を組み合わせた新規の技術思想に基づく測定装置を安価に提供することであり、装置の使用者が装置を導入してから膨大な数の被測定生体を測定し実験をしなくても医療現場で使用することができるような測定装置ならびにそのデータ処理のアルゴリズムを提供し、医療の現場で使い易く、生体の健康状態を的確に把握することができる生体情報測定装置および生体情報測定システムに用いることができる生体情報測定方法、及びそれらに用い得る探触子を提供するところにある。
　そして本発明の目的の１つは、従来の超音波診断装置を用いて得られる生体情報収集機能と心尖拍動図測定装置を用いて得られる生体情報収集機能を組み合わせて活用しやすくし、左室機能に関する生体情報を一層高い信頼性で得ることができる生体情報測定装置ならびに生体情報測定システムに用いることができる生体情報測定方法を提供するところにある。
　そして本発明の目的の１つは、医学教育の観点から、医学生および研修医に対して正しい診察法を教授できるようにして臨床医学教育を大きく改善することができる安価で高精度の測定が可能な生体情報測定装置、生体情報測定システム、それに生体情報測定方法を提供するところにある。
　従来心尖拍動図を撮影する目的では作られていなかった超音波診断装置を活用して心尖拍動図を測定し、その評価アルゴリズムを作成し、評価結果を含めて表示画面に表示することによって課題を解決した。
　好ましい形態例として、超音波診断装置に、測定した心尖拍動図を線画として表示するプログラムや、心尖拍動図を判定するアルゴリズムなどを内蔵させたり、外付けにして課題を解決した。
　表示画面を心尖拍動図とその他の超音波エコー図を入れ替わり表示させたり、同一画面に同時に表示させることによって課題を解決した。
　また、リニアー探触子とセクター探触子を例えばガイドレールを有する測定用の枠体に縦方向に組込み、前記枠体の体表面に当接する部分に測定に用いるときに適切な探触子を前記レールをスライドさせて移動させ、切り替えることをなく、又は最小限にして心尖拍動図を測定し、また、２Ｄエコー例えば心尖部四腔断面像を測定することができる探触子などを提案した。また、互いに周波数の異なる探触子を組み込むことも有効である。
　本発明の生体情報測定装置および生体情報測定システムならびにそれに用いることができる生体情報測定方法によって、ベッドサイドでも、あるいは日常の生活現場でも心尖拍動図を測定して、心尖拍動図で得られる診断情報と従来の超音波診断装置で得られている被測定生体の診断情報とを併せて活用することを可能にし、被測定生体の心臓に関する医学的に正確な健康情報を得ることを可能にするという大きな効果がもたらされる。
　また、本発明は、生体情報測定装置のユーザー自身でもある程度の健康情報を得ることができるような測定器を提供し、さらに、測定器端末と測定器本体とを例えば無線通信システムで結び、あるいは測定器端末を測定器本体への情報入力部に当てるなどにより、測定情報を測定器本体へ入力し、多くの生体の健康管理を遠隔で、あるいは集中的に行うことができるなど、将来の新規な健康管理システムを構築し、社会的な健康管理を発展させることができるという極めて大きな効果を奏するものである。
本発明の実施の形態例の生体情報測定装置の説明図である。 本発明の表示画面を説明する図である。 本発明の表示画面を説明する図である。 本発明の表示画面を説明する図である。 本発明の被測定生体を説明する模式図である。 超音波探触子１１と心尖部及び／あるいはその近傍の間の部分を含む断層像動画における生体内各部の動きを説明するための模式図である。 収縮末期時相での心臓の動きを説明する模式図である。 拡張期の心臓の動きを説明する模式図である。 本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置において心尖拍動図の測定位置を説明する図である。 本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定した心尖拍動図の例である。 本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定した心尖拍動図の例である。 本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置を用いて測定した心尖拍動図の例である。 本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置を用いて測定した心尖拍動図の例である。 本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定した心尖拍動図の例である。 本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定した心尖拍動図の例である。 従来の心機図記録装置本体の写真である。 従来の各種トランスデューサの例の写真である。
　１１：超音波探触子
　１２：体表面
　１４ａ：線維性心膜
　１４ｂ：心外膜
　１５：心筋
　１６：心内膜
　１８，４３：心音図
　３４：右室
　４０：左室
　４４：心尖拍動図
　４５：心電図
　３００：生体情報測定装置
　３０１：超音波センサ−
　３０５ａ：心音センサー
　３０５ｂ：心電図用センサー
　３２０：制御部および測定データ処理部
　３３０：記憶部
　３４０：表示部
　Ｆ１，Ｆ１１~Ｆ１３，Ｆ２１~Ｆ２３，Ｆ３１~Ｆ３３，Ｆ４１，Ｆ４２：表示画面
　Ｐ（１）~Ｐ（７）：心尖拍動図の特徴点
　Ｒ：心電図のＲ波
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に概略的に示してある。また、当業者が容易に理解でき、誤解を生じない範囲において、特に断らずに、生体情報測定方法の説明で生体情報測定装置の説明を兼ねる場合もあり、その逆の場合もある。
　超音波診断装置で撮影した画像では、心尖部は体表面から近すぎて鮮明な像を得ることは難しい。しかし、本発明者は、心尖部の動きを何らかのデータとしてとらえられれば、現在の超音波診断装置の欠点を補えるのではないかという観点から、装置の改良も視野に入れつつ、諸種の測定を試みた。その結果、従来の画像では不鮮明さのために正確な診断はできなくても、心尖拍動図を測定することができ、それから健康情報を得ることができる評価アルゴリズムを得ることができれば現在の超音波診断装置の欠点を補うのに役立てることを見出し、本発明をなすに至った。以下、図面を参照しつつその詳細を説明する。
　図１は本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置を説明するブロック図で、遠隔管理を行うこともできる生体情報測定装置である。図１で、符号３００は本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置、３０１は心尖拍動を測定する心尖拍動センサーとしての超音波センサ−で、複数の超音波発信素子もしくは超音波発振部を有する超音波発信部と生体に入射された信号が前記生体内各部で反射した信号を受信する複数の反射信号受信素子もしくは反射信号受信部を有する受信センサーを有している。符号３０５ａは心音を測定する心音センサー、３０５ｂは心電図を測定する心電図用センサー等のセンサー、３２０は制御部および測定データ処理部、３３０は記憶部、３４０は表示部、３５０は遠隔管理部、３１１は超音波センサ−３０１と制御部および測定データ処理部３２０の間を結ぶ連絡手段、３１５ａはセンサー３０５ａと制御部および測定データ処理部３２０の間を結ぶ連絡手段、３１５ｂはセンサー３０５ｂと制御部および測定データ処理部３２０の間を結ぶ連絡手段、３３１は記憶部３３０と制御部および測定データ処理部３２０の間を結ぶ連絡手段、３４１は表示部３４０と制御部および測定データ処理部３２０の間を結ぶ連絡手段、３５１は遠隔管理部３５０と制御部および測定データ処理部３２０の間の連絡手段である。前記連絡手段の少なくとも一部は無線通信や光通信などの通信手段を用いて構成することができる。
　なお、生体情報測定装置３００は、前記各機能を有するいくつかの装置を組み合わせて生体情報測定システムを構成することができる。心音センサー３０５ａは心音を測定するセンサーで、また、心電図用センサー３０５ｂは心電図を測定するセンサーで、本装置に内蔵される必要はない。
　図１で、超音波センサ−３０１、心音センサー３０５ａ、心電図用センサー３０５ｂをそれぞれ被測定生体の測定個所に配置し、それぞれ心尖拍動、心音、心電図測定用の信号を検出し、各検出した信号を前記各連結手段を介して制御部および測定データ処理部３２０に取り込み、制御部および測定データ処理部３２０でそれぞれ心尖拍動図、心音図、心電図などとしてデータ処理を行う。好ましい例として、心電図信号に同期させて心尖拍動図データと心音図データを抽出し、心電図データ、心音図データ、心尖拍動図データを記憶し、グラフとして表示する。また、外部などから標準波形パターンなどを入力し、心尖拍動図の波形の分類に用いることにより、例えば被測定生体に合わせたより正確な評価を行うことができる。
　センサーからのデータは心尖拍動図作成用データとその他諸データとして処理され、記憶部に記憶され、必要に応じて表示部に表示される。前記その他諸データとしては、不要な場合もあるが、たとえば、胸部における所定範囲の反射強度の２次元的分布、接触圧などがある。超音波センサ−としては、経済的には、例えば従来のリニアーセンサ−を用いることができる。
　本発明による心尖拍動図の測定に関して、好ましい実施の形態例として超音波センサ−に超音波発信素子と超音波受信素子を設け、発振素子から発信された超音波が心尖部及び／又はその近傍に当たって反射したものを受信素子で受信して心尖拍動図を測定した。一例をあげれば、前記超音波振動子の数が１９２個のものを用い、振動子１２個ずつの組を順次ずらしてスキャンするようにして発信させ、各発振素子と受信素子はタイミングを制御して同一素子が発振素子として機能させる時間と受信素子として機能させる時間を設けて心尖部及び／又はその近傍から反射させた超音波を受信させて心尖拍動図を測定した。
　また、本発明の他の例では、超音波センサ−としての超音波発信素子と超音波受信素子を設け、前記超音波発信素子は１種類の波長の超音波は１つの発振素子から発信し、前記同一の発振素子から発信された超音波が心尖部及び／又はその近傍に当たって反射したものを、複数の互いに独立に受信できるように近接して配置された受信素子から成るかあるいは受信部を有する超音波受信素子によって受信して心尖拍動図を測定するようにした。複数種類の超音波を拍動測定用信号として用いる場合は、各種別に超音波発振素子を用いることが好ましい。超音波の周波数を複数種類用いることもできる。
　超音波センサ−の超音波受信信号は、例えば振動子１２個ずつの組を順次ずらしてスキャンするようにして発信させ、受信する場合、各時刻毎の各受信センサ−素子からの受信信号を時系列に表示し、受信の時間間隔が長いところは内挿法で補完してより正確なグラフにすることができる。探触子の電子的スキャンの方法を、例えば目的に合わせて変更できることが好ましい。
　図１で、制御部および測定データ処理部３２０、記憶部３３０、表示部３４０の各内容の少なくとも一部を遠隔管理部３５０に設けて遠隔処理が可能な生体情報測定装置もしくは生体情報測定システムを構成することもできる。
　また、本発明の実施の好ましい形態例として、この形態例に狭く限定されないが、超音波センサ−３０１に多数の超音波発信素子と多数の超音波受信素子を一列にもしくは縦横に配列し、各素子をスキャンして超音波エコーの測定に用いられるいわゆる超音波探触子を用いることができる。前記超音波発信素子と超音波受信素子配列方法の例としては、多数の前記素子を一次元に配列することもでき、二次元に配列することもでき、いずれの方法の配列でも本発明の心尖拍動図を測定することができることを確認した。
　超音波探触子の先端部すなわち体表面に当てる部分に音響レンズを設ける場合、前記音響レンズやクッションの役割を果たす媒体に例えばシリコーンゴムや液状物質を用いることができる。この媒体に圧力を印可し、密度の変化、屈折率を変化させることができ、例えば鮮明度を調節することができる。
　超音波センサ−３０１に超音波振動子を二次元に配列したものを使用することにより、心尖部の各拍動毎の動きを一層正確に測定することができ、これまで正確にわからなかった個々の生体の健康情報と心尖部の動きの関連を解明する重要な情報を得ることができ、的確な健康管理に役立てることができるという大きな効果を発揮することができる。
　本発明の実施の形態例として、一列に１９２個の超音波振動子を約０．２ｍｍ毎に１個ずつ配列したものを三列に二次元配置した超音波センサー、即ち１９２×３個の振動子を二次元に配列した超音波センサーを用いて測定したところ、確度の高い心尖拍動図を得ることができた。前記振動子の列数をさらに増やしたところ、心尖部の動きに関する詳細な情報を得ることができ、より正確な健康情報を得ることができた。
　さらに、一列に多数の振動子を配列したものを単列又は複数列設け、肋骨の存在を検知するセンサーを設けて超音波探触子として構成し、探触子の生体体表面に接触する面に超音波の減衰が少ない素材の緩衝剤を配置し、探触子を例えば被測定生態の左側胸部の測定箇所に配置し、測定時に探触子の真下（探触子から所定距離以内の位置）に肋骨の存在を検知させることができる。肋骨の存在を検知した場合には、例えば、肋間に配置された振動子を動作状態に、肋骨の所定範囲内近傍に配置された振動子を非動作状態にするように制御して心尖部とその近傍の動きを測定すれば、一層正確な心尖拍動図を測定することができ、さらに、心尖部の複雑な動きを把握するためにスキャンの制御を種々変えたりすることができる。また、振動子を前記二次元配列したものに加えて、目的を異にするセンサー素子を前記二次元配列の振動子と併せて三次元、多次元配置することにより、さらに多くの生態情報を得ることができるという利点がある。
　また、前記探触子を、例えば、リニアー探触子とセクター探触子を例えばガイドレールを有する測定用の枠体に縦方向に組込み、前記枠体の体表面に当接する部分に測定に用いるときに適切な探触子を前記レールをスライドさせて移動させ、切り替えることなく、又は最小限にして心尖拍動図を測定し、また、２Ｄエコー例えば心尖部四腔断面像を測定することができる。
探触子をフレキシブルに構成することによってより検出感度を上げることができる等の利点が生じる。
　図２~図４は本発明によ超音波エコー技術を用いた生体情報測定装置の表示画面の例で、図２は、符号Ｆ１に２Ｄエコー例えば心尖部四腔断面像と心尖拍動図を表示画面に交互に表示させて両者を見比べたりする画面、図３は、表示画面符号Ｆ４１に２Ｄエコー例えば心尖部四腔断面像を表示画面符号４２に心尖拍動図を表示させて両者を見比べたりする表示画面、図４は、表示画面符号２２に最新の心尖拍動図を表示させ、例えば、表示画面符号Ｆ１１~Ｆ１３に２Ｄエコーの各種の像（例えば心尖部四腔断面像）を、表示画面符号Ｆ２１にカラードプラ像を、表示画面符号Ｆ２３，Ｆ３１~Ｆ３３に心尖拍動図の時系列変化をそれぞれ表示させて変化を見比べたりする表示画面である。
測定された心尖拍動図を後述の本発明のアルゴリズムを用いて判定して、異常の判定の場合にはその結果を自動認識し、それに応じた心尖拍動図以外の超音波エコーの画像を表示画面Ｆ１１~Ｆ１３等に表示させることができる。
　心臓の各拍動における心尖部の動きは、被測定生体の違いによって異なり、その動きが非常に複雑である上に、同じ被測定生体でも健康状態によっても異なる動きをする。従来の超音波診断装置でのエコー測定においては、動画や静止画を見て心臓の動きに極めて大きな異変があれば、感覚として何かおかしいと感じられるが、相当目立つ異変でもそれだけでの診断が難しい場合が多い。この観測だけでは被測定生体の病状を診断できる場合が少なく、他の診断情報と併せて診断していた。
　しかし、触診においては心尖部の動きが掌に伝わってくる。多数の前記振動子を二次元に配置し、複数の肋間にわたるデータを取れば触診所見に勝る情報となるデータを得ることができる。探触子の一方向に１００個以上の振動子、さらに望ましくは１５０個以上の振動子を配置し、それを並列に並べて、３０×２０ｍｍ、望ましくは３０×３０ｍｍの探触子の視野幅にできれば極めて重要な情報を得ることができることを見出した。しかし、肋骨の存在による陰やノイズなど、心尖拍動図の高精度化に妨げになることを解決することが要求される。
　検討の結果、肋骨の存在位置近傍、例えば肋骨の真上の心尖拍動図測定用の超音波発信と受信素子を非動作状態にすることによってもこの問題をかなり改善できる。
　前記肋骨の存在位置を検出する超音波信号を心尖拍動図測定用の超音波信号と異なる信号に、たとえば周波数が違う信号や変調された信号にすることにより、測定時の雑音を低減させ、一層鮮明な心尖拍動図を得ることができるなどの大きな効果を発揮できる。前記肋骨の存在位置を検出する超音波信号１０~１５ＭＨｚ、好ましい例として１２ＭＨｚ、にすることが好ましい。製造コストの観点から、前記肋骨の存在位置を検出する超音波信号の周波数を心尖拍動図の測定を行う超音波の周波数の２倍波のような高調波にすることが好ましい。
　本発明者が心尖拍動図の測定を種々の振動数の超音波信号を用いて行ったところ、１０ＭＨｚ以下の振動数が好ましく、これより高い振動数では本発明による心尖拍動図の鮮明度が低くなることを見出した。好ましくは３ＭＨ以上、より好ましくは５~８．５ＭＨｚが好ましい。コストの観点から７．５ＭＨｚが好ましい。
　測定の目的によっては、超音波の発信方向を直交する方向において複数の前記振動子を一次元に配列した構成部分と二次元に配列した構成部分の少なくとも一方を有する単位振動子配列板の如き、例えば細長断面形状の単位センサー部品を複数個組み合わせて超音波探触子の超音波発信部と受信センサ−を構成することが好ましい。超音波発信部を構成する複数の振動子が受信センサ−を構成する複数の振動子を兼ねるようにし、所定の順序に従って電子的にスキャンすることによって測定に用いることができる。
　また、接触圧測定用のセンサ−の如き、心尖拍動図自体の測定とは異なる測定目的のセンサ−を探触子の超音波発信方向にずらした位置に配置するなど、三次元に振動子や圧力センサ−を配置して、測定効果を高めることができる。
　超音波探触子の前記振動子の端面と被測定生体の体表面の外壁の間を、超音波の減衰が少ない弾性体で構成することが好ましい。この弾性体をコストの安いシリコーンゴムで構成することができる。また、この弾性体を液体で構成することができ、ゾル状、ゲル状物質、コロイド状物質を利用することができる。本発明の実施の形態例では、この弾性体に音響レンズの機能を持たせることが好ましい。そして、前記音響レンズの屈折率を全体的あるいは部分的に可変にすることによって、測定精度を高めることができる。前記屈折率は、たとえば、前記弾性体に圧力を加えることによって部分的に、あるいは全体的に変えることができる。
　二次元配置センサーや多次元配置センサーで検出した測定データは、デジタルデータとして記憶部に記憶しておき、測定後必要に応じて、搭載しソフトウエアによって種々の解析目的に適したデータをデータ処理部で作成することができる。
　しかし、超音波センサ−３０１に超音波振動子を一次元に配列してものを使用しても本発明の心尖拍動図を測定することができ、たとえば、１９２個の超音波振動子を約０．２ｍｍ毎に１個ずつ一次元に配列した視野幅が約３８ｍｍの既存の探触子を用いて心尖拍動図を測定することができることを確認した。超音波診断装置に心尖拍動図作成手段を備えれば、本発明の生体情報測定装置、生体情報測定システムを構成することができる。
　また、本発明の実施の好ましい形態例として、この形態例に狭く限定されないが、超音波センサ−３０１にたとえば電源部品あるいはセンサー等を駆動する電源に相当する部品や通信部品等を搭載し、超音波センサ−３０１を生体情報測定装置本体と有線で接続されていない状態で構成し、超音波センサ−３０１の測定データを電波や光（赤外線、紫外線を含めて光という）などの送信手段を用いて前記生体情報測定装置本体に設けた制御部および測定データ処理部３２０に送るように構成することができ、心尖拍動図の高品質の測定ができ、より広範な健康管理をすることができるなど本発明により測定した心尖拍動図の利用効果を高めることができる。
　本発明では、被測定生体に装着する前記の如き超音波センサ−が心尖拍動を検出する機能の重要な部分を有するとき、この部分をも本発明の生体情報測定装置あるいは生体情報測定装置用部品という。なお、心電図センサーや心音図センサーは、データ取得機能や通信機能などをつけて前記生体情報測定装置本体とは独立に設けて用いても良く、前記生体情報測定装置本体と有線で接続された状態で構成しても良い。
　測定条件は次の如くである。基本的には左側臥位又は左半側臥位で測定する。緊張を解いた状態での半呼気位で測定するのが好ましいが、被測定生体の状態に対応して適切に測定を行う。安静呼吸のまま呼吸を止めずに測定する方法では心尖拍動図の基線がゆれて評価が困難になることがある。深呼気位（息を吐ききった時点）で測定すると、筋緊張が高まりやすく息こらえの状態になりやすいため評価が困難になることがある。息こらえすることにより、血圧および心拍数の変化をきたすことが知られており、安静時と異なる状態になるので、深呼気位では好ましくない状況となり得る。したがって、以下に示すデータの多くは、原則として、体位は左側臥位又は左半側臥位とし、半呼気位で軽く呼吸をとめてリラックスした状態で所定時間測定したデータである。
　前記の測定条件は特に望ましい測定条件であるが、本発明では、呼吸をしていても有効な心尖拍動図を測定し、被測定生体の健康情報を検出できることがわかった。
　測定にあたり、たとえば、外来診察室および一般病室で本発明の生体情報測定装置を用いて被測定生体の心尖拍動図を測定する。原則として被測定生体の右上肢と左下肢に心電図導子を装着し、標準肢誘導の第２誘導で心電図を測定し、原則として中位肋間胸骨左縁付近に心音計マイクを貼り付けた後、被測定生体を左側臥位又は左半側臥位にし、測定者が心尖拍動に触れ、最も拍動の強い箇所を確認した後、その部位に拍動センサーとしての超音波センサ−を当て、心尖拍動図を測定する。以上の操作、測定、記録の全てを１名の測定者で簡単に行うことができる。　心電図、心音図、心尖拍動図の測定準備をし、測定を開始する。
　本発明の好適な実施の形態例では、まず、心電図の波形（ＱＲＳ波）のＲ波に同期させて、測定データを取り込む。測定するデータは、たとえば、少なくとも、心電図、心音図、心尖拍動図の３項目である。心尖拍動図を解析するには、心電図と心音図の情報が役立つ。たとえば、心電図のＲ波の同定が必要で、これは周知の方法で行なうことができる。心音図の１音、２音、３音、４音の情報や頸動脈波の情報が役立つ場合もある。これらの同定も周知の方法で行なうこともできる。
　また、心尖拍動図の解析に、従来の超音波診断装置のＢモード法、ドプラ法などの測定情報の活用が役立つ場合もある。特に、リアルタイムで複数の測定情報を用いることは本発明で初めて可能となったことであり、心機能の診断の大きな進歩をもたらすものである。
　心尖拍動図のセンサー内に超音波センサ−の他に心電図や心音図のセンサーを配置して用いることもできる。この場合、操作が大幅に簡略化されるなど、顕著な効果をもたらすことができる。温度計や気圧計を用いることも効果を一層大ならしむる。
　本発明の発明者は、本発明の生体情報測定装置を用いた多数の被測定生体の測定例を詳細に研究した結果、心尖拍動図と病態との関連性を極めて高い精度で解析できる解析手段を作成することができた。本発明による解析結果を，ＭＲＩ、心筋シンチグラフィー、心エコー、心臓カテーテル検査など他の手段で診断した情報および視診触診聴診で得られた情報ならびに被測定生体の治療・健康情報とも照らし合わせたところ、本発明を用いて得られた被測定生体の健康情報は極めて信頼度が高いということがわかった。
　図５は、本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置で超音波探触子を被測定生体の体表面に当てて心尖拍動図を測定することを説明する模式図である。符号１１は超音波探触子、１２は被測定生体の体表面、１３は皮膚、骨格筋、１４ａは線維性心膜、１４ｂは心外膜、１５は心筋、１６は心内膜、３４は右心室（右室ともいう）、３５は三尖弁、３６は右心房、３７は心室中隔、３８は心房中隔、４０は左室、４１は僧帽弁、４２は左心房、ＺはＺ軸である。Ｚ軸に直交する面内に互いに直交するＸ軸とＹ軸をとる。
　本発明の好ましい実施の形態例では、心臓が左側にある正常位心の被測定生体の場合には、左側臥位あるいは左半側臥位で心尖拍動図を測定することが好ましい。この場合の図５における超音波探触子１１を当てる体表面１２は被測定生体の左側の胸部である。また、心臓が正中よりやや右側にある右胸心の被測定生体の場合には、右側臥位あるいは右半側臥位で心尖拍動図を測定することが好ましい。この場合の図５における超音波探触子１１を当てる体表面１２は被測定生体の右側の胸部である。
　本発明の好ましい実施の形態例では、超音波探触子１１として細長い端部形状のものを用い、図５に図示していないが、超音波探触子１１の端部の長手方向を肋骨の長手方向にして最も感度の高いところの肋間（隣り合った肋骨の間）に配置して心尖拍動図を測定することが好ましい。このようにすることにより、被測定生体の健康状態をより正確に判断できる心尖拍動図を得ることができる。
　図６は本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置を用いた測定で、正常位心のヒトの左半側臥位において超音波探触子１１を左側の胸部の体表面１２に当てて、超音波探触子１１と心尖部及び／あるいはその近傍の間の部分を含む断層像動画における生体内各部の動きを説明するための模式図である。符号１１ａ~ｃ，１１ｍ，１１ｎは超音波探触子１１を構成する各振動子で、互いに並列に配置されており、電子的にスキャンして超音波信号の発信素子にも受信素子にも使用できる。符号１７は心電図上の時相を示すマークで、図示の状態の模式図の時相を示したものである。符号１８は心電図、１９ａは皮膚、骨格筋１３内の線維性組織、１９ｂは心筋１５内の線維性組織である。符号２０はＺ軸としてのＺ１軸上の体表面の点、２１ａはＺ１軸上の体表面に比較的近い点、２２ａはＺ１軸上の点２１ａよりも深い位置すなわち心臓に近い位置で皮膚、骨格筋１３内の点、２３ｂはＺ１軸上の線維性心膜１４ａ上の点、２３ａは線維性心膜１４ａ上で左室心尖部より外側にずれた位置の点、２３ｃは線維性心膜１４ａ上で左室心尖部より点２３ａと反対側の外側にずれた位置の点、ＸはＸ軸、ＹはＹ軸である。符号２１Ｘと２１Ｚはそれぞれ点２１ａの１拍動のＸ軸方向変位量とＺ軸方向変位量を、２２Ｘと２２Ｚはそれぞれ点２２ａの１拍動のＸ軸方向変位量とＺ軸方向変位量を、２３Ｘと２３Ｚはそれぞれ点２３ｂの１拍動のＸ軸方向変位量とＺ軸方向変位量を表す矢印で矢印が長い方が変位量が大きいことを表している。
　図６で、超音波探触子１１を構成する各振動子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・１１ｍ，１１ｎからは被測定生体の体表面１２から心尖部及び／又はその近傍に向けて超音波ビームが発信されており、生体内に入射した超音波ビームは生体内各部でその反射特性の違いによって異なる反射強度で反射され、超音波探触子１１の受信モードに従って受信され、データ処理されて、これに狭く限定されないが、例えば、反射強度に比例した明るさで表示画面に表示される。後述の図９，図１０~図１５に示す白黒の濃淡画像において、白い部分は受信した反射信号の強い部分、黒い部分は反射信号の弱い部分で、図からも明確なように例えば白い線の中心は反射強度が極値の部分になる。図６の模式図で、全てに符号は付けていないが、例えば符号１９ａ，１９ｂで示した部分は反射強度が極値の部分である。点２１ａ，２２ａ，２３ａ~２３ｃ、はＺ１軸上の反射強度が極値の部分に取った点である。
　本発明の実施の形態例では、例えば所定の範囲の反射強度が極値の部分の２１Ｘや２１Ｚで示した変位量を測定し、例えばＺ１軸方向における前記変位量の変化を検出し、変位量の変化傾向が大きく変わる位置を検出し、線維性心膜１４ａの位置を検出する手段を有している。
　線維性心膜１４ａの真下即ち心外膜１４ｂは心臓そのものに直接付いた膜であり、心臓そのものが、Ｚ軸方向のみならず、Ｘ軸方向やＹ軸方向でもその方向に大きく偏位する。このことが線維性心膜１４ａを同定する一助となり得る。
　超音波探触子１１の各振動子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・１１ｍ，１１ｎから被測定生体の体表面１２を介して心尖部及び／又はその近傍に向けて入射される各超音波ビームの中心線は互いに平行になっている。このようにすることにより、超音波エコーの実用的な心尖拍動図を測定することができる。
　図７は、心内膜１６の状態が示すように、心電図２２のＴ波の終了時点にあり、収縮末期時相での心臓の動きを説明する模式図である。図は左室心筋の各部位が矢印２４ａ~２４ｅと２５ａ~２５ｅで示した方向にすなわち線維性心膜１４ａの方向と心内膜１６の方向に動くことを示しており、心尖部で図６のＺ軸方向への動き（矢印２４ｃ、２５ｃ）が最大となる例である。
　図８は、拡張期の心臓の動きを説明する模式図である。心筋内各部の動きは、拡張初期では矢印２６と２７の方向へ動き、拡張末期には矢印２８の方向へ動く例である。拡張末期には拡張初期の動きとは異なり、一瞬拡張初期とは逆方向の動きを呈する。正常心筋では、収縮期に体表面方向に心尖部が動く。拡張期は心尖部が２音直前に体表面に近づき、ついで体表面から遠ざかる。拡張早期に左室心筋がブルブルっと震えるような動きをする。その動きは心尖部より遠位部で目立つ。心室中隔側よりも左室自由壁の動きが大きいように見える。心尖部の両側で、まず、外方向に偏位し、ただちに内下方に戻る。若年者ではよく認められる現象であるが、高齢者ではその動きが少ない。柔らかいゴムが引き伸ばされて、伸びきったところで一瞬撓む（縮む）ような動きである。左室内腔中心部から見て、鉛直方向に動くというよりも、左室心筋周囲に沿って平行にブルブルっと震えるような動きである。心臓はゴムを絞るように収縮し、解けるように拡張する。
　なお、被測定生体の健康状態や年齢その他の個人の特性によって、心臓の動きは異なる場合が多く、例えば健常者の場合でも心臓の動きが異なる場合が多い。
　図９は本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置において心尖拍動図の測定位置を説明する図としてのＢモード超音波画像で、超音波を利用して測定した断層撮影図である。被測定生体の胸部に超音波探触子（超音波プローブ）を当て、心臓の一部を撮影した断層図で、断層の各部の体表面、皮膚骨格筋、心外膜、心筋の位置を図に示してある。符号８８は心尖拍動図を測定する位置がある線である。前記断層撮影図において心尖拍動図を測定する位置を指定するには、カーソルで線８８を選択することができ、線８８上の特定範囲を選定することもでき、あるいは線８８上の特定の点を選定することもできる。あるいは、前記断層撮影図表示画面を支持具でタッチしたり、支持具で測定範囲を描画したり、その他種々の方法で選定することができる。
　以下に本発明の装置による実際の測定例を示す。測定条件は原則として左側臥位又は左半側臥位で、可能な限り、１０秒間呼吸を止めて測定したものである。
　図１０は本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定した心尖拍動図の例としてのＭモード超音波画像で、正常左室収縮能を持つ５０歳代男性のデータである。超音波センサーとして複数の振動子をスキャンして被測定生体の体表面から心尖部とその近傍に向けて超音波信号を発信する超音波発信部と、前記生体に入射した前記超音波の被測定生体内各部からの反射波を測定する複数の振動子を配置した受信センサ−を電子スキャン用探触子として実装した探触子を正常位心のヒトの左側の胸部に当接し、各振動子から発信される超音波ビームを体表面から心尖部とその近傍に向けて電子スキャン条件に従って順次発信し、まず、図９で説明したようにＢモード法の断層像を測定し、Ｂモード法の表示画面から前記断層像の心尖部及び／又はその近傍の測定対象位置を選択し、Ｍモード法で前記選択された測定対象位置からの反射超音波の時間変化を測定して得られた心尖拍動図である。符号４６ａと４７ｂはそれぞれ心音図４３の心音２Ａの位置を示す。　２Ａ音４６ａと４７ｂの直前に後述の特徴点Ｐ（５）が存在し、同様に後述の特徴点Ｐ（１）Ｐ（２）Ｐ（３）Ｐ（６）が確認できる。符号４３は心音図、４４は心尖拍動図、４５は心電図をそれぞれ示している。図１０で、心尖拍動図４４の位置に対して心音図４３が記載されている側が体表面側、その反対側が線維性心膜のある体内側である。
　図１１は本発明の実施の形態例としての超音波を利用して測定したＭモード超音波画像で、正常左室収縮能を持つ他の被測定生体の心尖拍動図４４である。後述の特徴点Ｐ（１）~Ｐ（３）、Ｐ（５）~Ｐ（７）が明瞭に認められる。
　図１２は正常左室収縮能を持つ２０歳代男性のＭモード超音波画像である。符号４４は心尖拍動図である。後述の特徴点Ｐ（３）、Ｐ（５）、Ｐ（６）とＰ（７）が明瞭に認められる。符号Ｋ３Ｐ−３は心尖拍動図、符号９２は収縮期の陥凹を示す。
　図１３は左室収縮能異常の６０歳代男性のＭモード超音波画像である。Ｐ（１）が増高している。収縮期の隆起（符号９１）はあるが、後述の特徴点Ｐ（３）、Ｐ（５）が認められず、Ｐ（４）がある。後述の特徴点Ｐ（６）とＰ（７）がある。
　図１４は左室収縮能異常の他の測定生体のＭモード超音波画像の心尖拍動図４４で、後述の特徴点Ｐ（３）、Ｐ（５）が認められず、Ｐ（４）が認められる。
　図１５は正常左室収縮能を持つ図１２とは別の被測定生体のＭモード超音波画像心尖拍動図４４で、後述の特徴点Ｐ（３）があり、Ｐ（５）がなく、Ｐ（４）もない。
　図１０~図１５の心尖拍動図は線維性心膜から体表面の間の超音波信号の反射強度が最強の連続した線を心尖拍動図としている。
　また、線維性心膜から体表面の間の超音波反射信号の全体を、体表面の各位置から線維性心膜に向けた断面において積算したものを心尖拍動図とすることもできる。
　この生体情報としての心尖拍動図から健常状態の管理に必要な情報を適切に抽出することが重要であるが、その情報を適切に検出して活用するアルゴリズムがなければ残念ながら健常状態の管理に役立てることはできない。本願の発明者は、この情報を如何に抽出して活用できるかについて多くに測定と詳細な検討をし、生体情報抽出のアルゴリズムを見出し、それを用いて専門的見地から被測定生体の健康状態を的確に判断できる生体情報測定システムと生体情報測定装置を実現することに成功した。
　本発明者は、超音波診断装置を用いて、数多くの左室機能正常者、異常者の心尖拍動図を測定し、前記各特徴点等と健康情報との対応を調べた。その結果、被測定生体の健康情報を正確に推定できる場合が多いという結論を得た。
　Ａ波のタイプは下記４つに分類される。タイプ１は、Ａ波が明らかで陽性極値の位置Ｐ（１）も明瞭である場合で、Ｐ（２）も明らかである。タイプ２は、Ａ波の立ち上がりからＰ（２）まで上昇する波形である。Ｐ（１）とＰ（２）がほぼ同じ高さにあるが、一次微分波形において、Ｐ（２）に対応する部分に陰性極値（微分値が−から＋へ転じる）を有する。タイプ３は、Ａ波がＰ（２）まで持続的に上昇する波形で、一次微分波形においてＰ（２）に対応する部分に陰性極値（微分値が−から＋へ転じる）を有しないもの。この場合Ｐ（１）とＰ（２）は同一と定義する。タイプ４は、Ｐ（２）前にほとんど陽性波が認められない場合で、Ａ波は認めないと判定する。Ａ波がない場合、すなわちＰ（２）前にほとんど陽性波が認められない場合は、Ａ波なしと判定し、Ｐ（１）もａ点も存在しない。左室拡張末期に負荷がかかっていない正常の場合や、左房収縮機能が消失ないし低下している病的な場合がある。
　被測定生体の一拍分の心尖拍動図波形を単位波形ということにし、一例として、同一被測定生体の同一時刻における心電図例えば標準肢誘導の第２誘導心電図の各ＱＲＳ陽性ピーク値（Ｒ）に対応する位置（以下、ＱＲＳピーク位置という）の所定時間前からその次のＱＲＳピーク位置の前記所定時間前までの心尖拍動図波形を前記単位波形としたとき、前記単位波形を横軸に時間をとり縦軸に心尖拍動図波形の振幅をとって表したときに、毎分の心拍数をＶとしたときの心尖拍動図波形の時間軸の時間の心拍補正係数を√Ｖ／６０（√Ｖ／６０はＶ／６０の平方根を意味する）として、時間に√Ｖ／６０を乗じて以下の心尖拍動図の時間軸の値を心拍数が６０のの場合に換算した値として、前記単位波形のＱＲＳピーク位置の前後３０ｍｓ（ミリ秒）以内の心尖拍動図の波形上の最低点（以下、前記最低点をＣ１という）が存在するときはＣ１を特徴点Ｐ（２）とし、Ｃ１が不明瞭な時は心尖拍動図の波形上のＱＲＳピーク位置に対応する点を特徴点Ｐ（２）とし、ＱＲＳピーク位置の時相的に前（以下、同様）１６０ｍｓ以内の心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（１）とし、Ｐ（２）から５０~１５０ｍｓ後の心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（３）とし、心音図の大動脈閉鎖音である２Ａ音とその６０ｍｓ未満前までの間で心尖拍動図の波形上の２Ａ音に最も近い陽性頂点を特徴点Ｐ（５）とし、前記Ｐ（５）のうちで、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から４０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’（５）とし、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から４０ｍｓ~５０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’’（５）とし、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から５０ｍｓ~６０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’’’（５）とし、（以下、前記特徴点Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５）のそれぞれを特に区別して示す場合を除き、Ｐ（５）、Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５）のいずれかを指してあるいは総称してＰ（５）ともいう）、前記Ｐ（２）から１５０ｍｓより後で２Ａ音から６０ｍｓ前までの心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（４）とし、２Ａ音から５０~１５０ｍｓ後の心尖拍動図の波形上の陰性極値を特徴点Ｐ（６）とし、２Ａ音から１００~２４０ｍｓ後の間で且つＰ（６）が存在するときはＰ（６）よりも後にある心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（７）とし、前記特徴点Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）、Ｐ（５）（Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５））、Ｐ（６）、Ｐ（７）を第１の特徴点群と定義し、心尖拍動図の前記Ｐ（１）を陽性頂点としてその前から心尖拍動図上において立ち上がっている波形をＡ波、心尖拍動図の前記Ｐ（２）から立ち上がって陽性極値点を有している波をＥ波、Ｐ（６）から始まる上行波をＦ波と定義し、心尖拍動図の一次微分波形における前記Ａ波の陽性ピーク位置をａ点、前記Ｅ波の陽性ピーク位置をｅ点、前記Ｆ波の陽性ピーク位置をｆ点、前記ａ点、ｅ点、ｆ点の高さをそれぞれａ，ｅ，ｆと定義して、第１の特徴点判定手段が前記第１の特徴点群のうちの少なくとも２つの特徴点の存在有無を判定する判定手段であり、第２の特徴点判定手段が前記単位波形の最低の位置の縦座標値を０とし、前記単位波形の最大座標値が１０００ポイントになるように正規化したときの前記Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（７）の少なくとも１つについてその高さを判定する判定手段であり、第３の特徴点判定手段が、前記各特徴点の時間に関して、Ｐ（２）−Ｐ（３）時間（Ｐ（２）からＰ（３）迄の時間、以下同様）、Ｐ（３）−Ｐ（５）時間とＰ（２）−Ｐ（６）時間の比、Ｐ（６）−Ｐ（７）時間、２−Ｐ（６）時間（２Ａ音からＰ（６）迄の時間、以下同様）、２−Ｐ（７）時間を特徴ファクタとしてその少なくとも１つの値の大小を判定する判定手段であり、第１の波形判定手段が、前記生体情報測定装置に内蔵の波形判定パターンあるいは前記生体情報測定装置の外部から前記生体情報測定装置に入力された心尖拍動図の波形判定パターンと比較して前記単位波形のタイプを判定する判定手段であり、第２の波形判定手段が、前記ａ、ｅ、ｆの値を判定する判定手段であり、第３の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形の前記ｅ点からｆ点直前の最下点までの間の微分値が零の近傍に、微分波形がその傾向としておおむね水平に推移すると判断できる区間の有無を判定する判定手段であり、第４の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形のｆ点の直前の最下点の位置が、前記最下点の直前の微分値が零の点と前記最下点の直後の微分値が零の点との間の区間の前半部分に位置するかを判定する判定手段であり、第５の波形判定手段が、心尖拍動図がＰ（３）がありＰ（５）がない一峰性のグラフ（以下、一峰グラフという）であるか否かを判定し、前記一峰グラフの場合に、Ｐ（３）の高さを１０００ポイントに正規化したときの７００ポイントにおけるグラフの幅が、Ｐ（３）から時相的に後ろの部分（以下、Ｐ３後片幅という）として１００ｍｓ未満か否かを判定する判定手段であり、第６の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形における２Ａ音の時刻から前記特徴点Ｐ（６）の近傍の間の一次微分波形の特徴を抽出してその特徴から健康情報を判定する判定手段であるとそれぞれ定義して、前記データ処理手段が、前記第１~第３の特徴点判定手段と第１~第６の波形判定手段の９つの判定手段のうちの少なくとも１つと被測定生体の健康状態判定手段とを有していることが好ましい。
　特に、第１の特徴点判定手段においては、前記のように、本発明は前記特徴点Ｐ（１）−Ｐ（２）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）、Ｐ（５）（Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５））、Ｐ（６）、Ｐ（７）のうちの少なくとも２つの存在有無などから被測定生体の健康情報を得ることができる。
　本発明の発明者は、本発明に基づいて被測定生体の心尖拍動図を測定し、本発明に基づいてデータを解析し、さらにこれらの検証の意味から、本発明以外の従来の種々の測定手段を併用した診断を行った結果と本発明者の医学的知見とを併せて考察した結果、例えば、以下の特徴点解析アルゴリズムを有する生体情報測定装置、生体情報測定システムにおける生体情報測定方法の発明をなすに至った。
　以下に好ましい判定方法の例をあげる。
まず、特徴点Ｐ（３）~Ｐ（５）の存在有無により判定を行う。
　Ｐ（３）とＰ’（５）がある場合、左室収縮障害の可能性は極めて低い。Ｐ（３）とＰ’’（５）がある場合、左室収縮障害の可能性は低い。Ｐ（３）とＰ’’’（５）がある場合、左室収縮障害の恐れがある。
　Ｐ（３）とＰ（５）がなくＰ（４）がある一峰性波形の場合、左室収縮障害がある可能性が高いか、あるいは収縮障害を伴わない左室肥大の可能性がある。
　Ｐ（３）がありＰ（５）がない一峰性波形の場合、Ｐ（３）の高さを１０００ポイントに正規化したときの７００ポイントにおけるグラフの幅すなわちＰ（３）から時相的に後ろの部分（Ｐ３後片幅という）が１００ｍｓ以上の場合は左室収縮障害もしくは左室肥大の可能性がある。
　なお、同一測定生体の同一時期の測定データで、Ｐ（３）とＰ（５）がある二峰性のデータとＰ（３）がありＰ（５）がない一峰性波形のデータが混在するデータが得られた場合は、原則として二峰性のデータを用いて判定を行うのが好ましい。
　次に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（７）の高さ（縦軸）を見るのが好ましい。Ｐ（７）がある場合、Ｐ（７）がＰ（２）以上に高いときは早期の左室拡張機能異常の可能性が高い。強度軸（縦軸）の最下点を０ポイントとし、最高点を１０００ポイントに正規化した心尖拍動図において、Ｐ（７）がＰ（２）未満で、かつ、Ｐ（７）が５０以上２００未満のときは早期の左室拡張機能が正常の可能性が高い。Ｐ（７）が５０未満の場合は、拡張早期に左室が拡がりにくい状態の可能性が高い。Ｐ（７）が２００以上の場合は、拡張早期の僧帽弁血流増大による絶対的加重増大の左室拡張期障害の可能性がある。また、左室心筋が傷害され僧帽弁血流の増大なしに負荷が過剰となる相対的早期拡張期加重増大の可能性もある。ただし、若年者で左室収縮能が正常で、かつ、左室心筋の伸展性がよい例ではＰ（７）が２００以上の場合もある。
Ｐ（７）がない場合、心尖拍動図波形がＰ（６）から緩徐に上行し、屈曲点を示さない心尖拍動図波形ではＦ波を認めないと判定する。この場合は、Ｐ（７）もｆ点もないと判定する。
Ｐ（７）がない場合は拡張早期の左室の拡がりにくい拡張障害の可能性が高い。
　次に、特徴点Ｐ（１）~Ｐ（７）の時相について説明する。
Ｐ（２）−Ｐ（３）時間が５０ｍｓ以上１２５ｍｓ未満を左室収縮能が正常と判定し、１２５~１５０ｍｓ未満の場合は左室収縮能が低下しているか、左室肥大の可能性があり、要注意と判定する。
　Ｐ（３）−Ｐ（５）時間とＰ（２）−Ｐ（６）時間については、Ｐ（３）−Ｐ（５）時間がＰ（２）−Ｐ（６）時間の４５％以上を左室機能（収縮能と拡張能）が正常の可能性大と判定し、４０％以上４５％未満を左室機能正常の可能性ありと判定し、４０％未満を左室機能（収縮能と拡張能の少なくとも一方）が以上の可能性大と判定する。
　Ｐ（６）−Ｐ（７）時間については１００ｍｓ未満を左室早期拡張能正常の可能性大と判定し、１００ｍｓ以上で１５０ｍｓ未満を左室早期拡張能異常の可能性大と判定する。
　２−Ｐ（６）時間については１５０ｍｓ未満を左室早期拡張能が正常の可能性大と判定し、１５０ｍ以上２００ｍｓ未満を左室早期拡張能が異常の可能性大と判定する。なお、２Ａ音から２００以上離れた最初の陰性極値はＰ（６）として扱わない。
　２−Ｐ（７）時間については２４０ｍｓ未満を左室早期拡張能が正常の可能性大と判定し、２４０ｍ以上を左室早期拡張能が異常の可能性大と判定する。
　次に、心尖拍動図の一次微分値の大小について説明する。
一次微分値のａがｅ／４未満の場合は左室末期拡張能が正常で、ａがｅ／４以上ｅ／２未満の場合は左室末期拡張能要注意、ａがｅ／２以上の場合は左室末期拡張能異常と判定する。
　ｆについては、ｆがｅ／２未満の場合は早期左室拡張能が正常で、ｆがｅ／２以上２ｅ／３未満の場合は早期左室拡張能要注意、ｆが２ｅ／３以上の場合は早期左室拡張能異常と判定する。ａがｆ点より低いときは早期左室拡張能が正常で、特に左室拡張能の極めてよい場合か、逆に重症心不全（代償不全、早期左室拡張能異常あるいは左室拡張能著明低下）の場合が考えられる。
　異常の判定の少なくとも一部を行うことによってこれまで判定できなかった部分の心機能の評価が可能となり、例えば、正常、要注意、異常の判断を表示し、被測定生体にも知らせることができる。
　また、心尖拍動図波形の二次微分は一次微分の特徴点抽出などに利用できる。
心臓は複雑な動きをしており、心臓の動く勢いの良さ、動きの強さなどとして感じる触診に変わるものとして、本発明は超音波診断装置にはこれまでになかった機能を付加し、被測定生体の健康情報の表示に多大な貢献をするものである。
　心尖拍動図の解析に、心電図解析ソフトウェアと心音図解析ソフトウェアを併用すると単に心尖拍動図のデータだけを解析するより一層信頼性の高い健康情報を得ることができる。本発明においては、完全左脚ブロックなどの伝導障害、心房細動などの不整脈がある場合の心尖拍動図は、通常の解析とは別に特別に定めた解析手段によって解析する。このような例に対応できるように、予め病状のわかっている被測定生体のデータを取り、たとえば、特徴マップ（たとえば、データと病状の対応表）や波形判定パターンなどを作成しておき、所定の解析プログラムに移行して解析することによって、的確な健康状態の分類をすることができる。
　心尖拍動図の場合は、超音波センサ−の位置や当て方などによって検出出力が変化することも考慮して、たとえば、拍動の振幅の最大値が１０００になるようにデータを正規化すると評価しやすい。なお、本発明における心尖拍動図の測定例は、１つの波形を正規化した例を示したものと、複数の波形を正規化したものの１つの波形を中心に示したものがある。
　また、本発明の超音波センサ−を用いて心尖拍動図を測定する場合、前記特徴点Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（６）、Ｐ（７）等特徴点によっては被測定生体の状況によって測定データが不鮮明になることがある。この原因はセンターの当て方、データ処理方法、測定装置の雑音状況、生体の状況などいくつかの原因によることがある。そのような場合、本発明では、多くの測定結果を基にしたデータ処理ソフトウエアを作成し、雑音除去、心尖拍動図の選択・重畳・補正等も含め、診療に使える心尖拍動図を得ることができた。
　増幅されたデータは、メモリーに記憶されるとともに波形化・図形化処理部に入力され、たとえば、データが心尖拍動図用か心電図用か心音図用のデータの場合はグラフ作成が行われ、拍動の振幅分布や強度分布用の場合は図形化処理が行われ、その結果を利用して特徴抽出処理が行われる。特徴抽出処理では、たとえば、心尖拍動図のグラフにおける極値の抽出、極値の大小の比較、一次微分波形および二次微分波形の極値、心尖拍動図の波形などの特徴が抽出される。測定データは少なくとも要部がデジタルデータとしてメモリーに記憶される
　特徴抽出処理が行われたデータは、検出データとしてメモリーに記憶されるとともに前記抽出された波形や特徴等の評価が行われる。前記波形化・図形化の処理がなされた結果のグラフや図形が被測定生体の診断に適切か否かを評価した結果、適切でないと判定されたときには、あるいは研究等のために処理条件を変えてみたいときなどには新たなあるいは変更された増幅・雑音除去条件や特徴抽出条件を設定し、データ処理を行う。
前記抽出された波形や特徴等が適切と判定された場合には、健康情報の第一次判定あるいは評価が行われて、生体情報等の検出データが作成される。必要に応じて血圧や薬剤投与情報など今回の測定データに基づく情報以外の情報を用いるなどの加えて、健康情報の第二次判定あるいは評価が行われる。
　前記各処理でさらに検討が必要と判定された場合には所定のデータ処理ステップに移り、さらなる判定・評価が行われる。
　また、前記データ処理、判定、評価は、プログラム等にしたがって自動あるいは半自動で行うことができ、専門医による診断・評価として行うこともでき、これらの組合せとして行うことができる。
　前記第一次・第二次判定あるいは評価で生体情報等の検出データの作成に問題があると判定された場合には、処理条件設定ステップで、波形化・図形化条件等を設定し、波形化・図形化処理が行われ、健康情報が作成される。
　メモリーの参照データ記憶部に、たとえば同一被測定生体の検出データ等の経時変化情報、診断等の参考になる統計データ、心尖拍動図のモデルパターン等を記憶しておくことにより、一層客観的で、正確な判定を実現することができる。
　第二次判定情報はメモリーに記憶され、必要に応じて表示装置に表示されるとともに、被測定生体の健康情報を作成する。被測定生体の健康情報は必要に応じて表示装置に表示される。
　表示装置への表示はこれに限られず、必要なときにその都度心尖拍動図、健康情報などを表示装置に表示することができる。また、表示画面を複数部分に区分して同時に表示することができるように構成しておき、複数の解析ステップの結果を一覧できるように表示するようにすることもできる。このように構成することにより、本装置もしくは本装置の使用者がより正確に素早く判定することができる。
　心尖拍動図の特徴抽出や判定において、心尖拍動図自体は当然重要な情報であるが、本発明の実施の形態例からも明かなように、心尖拍動図の微分データも重要な役割を果たす。たとえば、プログラムにしたがって特徴抽出をしたり特徴の評価をしたり、自動判定や半自動判定をしたり、判定しにくい心尖拍動図を医師が解釈する場合、一次微分、二次微分データを利用すれば多くの場合容易に特徴抽出やその評価、諸診断を行うことができる。心尖拍動図の波形を認識する機能を有することが好ましい。
　本発明の実施の形態例において説明する測定方法やデータ処理方法は多くのバリエーションが可能なものである。たとえば、図形化処理の結果として得られるグラフとしての心尖拍動図は、雑音除去条件を変更すると変わる。どのようなときにどのような処理条件にすべきかは装置の判定の正確さに大きな影響を与える。本発明の生体情報測定装置の例はこれらの条件をさらに詳細に限定したものも発明の一部として有している。心尖拍動図としては、目的に応じて、線維性心膜と体表面の間の、例えば、線維性心膜に最も近い連続した心尖拍動図をとる場合、最も反射強度の高い心尖拍動図をとる場合、線維性心膜と体表面の間の反射波を積算する場合がある。
　本発明の超音波センサ−の超音波発信部と受信センサ−は複数の超音波発信素子・受信素子を並列に配置して探触子として実装し、電子的スキャンで各発信素子、受信素子の作動を制御して用いた。前記のように、各素子を一次元に配列した薄型の探触子を用いることができるが、各素子を二次元に配列して探触子として実装したものを用いることにより、正確な測定を行うことができることに加えて、心尖部の各拍動毎の動き測定することができ、触診で得られる情報が一層正確に得られるうえに、これまでわからないとされてきた左室の動きを解明することが可能になる。
　本発明の実施の形態例では、各発信素子と受信素子それぞれ同一のものをスキャン操作で発信用と受信用に使うことができる。また、測定の目的によっては、それらを互いに独立に用意して、一体に実装することができる。また、測定の目的によっては、それらを互いに独立に用意して、別体に実装することができる。
　さらに、前記のように、本発明の超音波センサ−として、従来の超音波診断装置に探触子（プローブともいう）として用いられている探触子（プローブ）を用いることもできる。
本発明による心尖拍動図の測定に関して、好ましい実施の形態例では、超音波センサ−に超音波発信素子と超音波受信素子を設け、発振素子から発信された超音波が心尖部及び／又はその近傍に当たって反射したものを受信素子で受信して心尖拍動図を測定した。一例をあげれば、前記超音波振動子の数が１９２個のものを用い、振動子１２個ずつの組を順次ずらしてスキャンするようにして発信させ、各発振素子と受信素子はタイミングを制御して同一素子が発振素子として機能させる時間と受信素子として機能させる時間を設けて心尖部及び／又はその近傍から反射させた超音波を受信させて心尖拍動図を測定した。
　また、本発明の他の例では、超音波センサ−としての超音波発信素子と超音波受信素子を設け、前記超音波発信素子は１種類の波長の超音波は１つの発振素子から発信し、前記同一の発振素子から発信された超音波が心尖部及び／又はその近傍に当たって反射したものを、複数の互いに独立に受信できるように近接して配置された受信素子から成るかあるいは受信部を有する超音波受信素子によって受信して心尖拍動図を測定するようにした。複数種類の超音波を拍動測定用信号として用いる場合は、各種別に超音波発振素子を用いることが好ましい。
　超音波を利用して心尖拍動図を測定するに際し、超音波に周波数変調や振幅変調や位相変調をかけ、変調信号を参照信号として増幅する技術など、電子工学分野で用いられている多くの技術を用いることができる。
　心尖拍動図の測定に超音波波動を用いるという発想は従来全くなかったことであるばかりでなく、従来の超音波エコー測定装置の機能も用いることによって、心機能の状態を一層正確に判定することができ、心尖拍動図の測定による健康状態の判定結果の検証を行うのに利用したり、さらに広範な検査を行うことができる。
　前記各実施例においてもわかるように、本発明によって記録された生体情報の例としての心尖拍動図は、被測定生体の健康状態に関して多くの情報を提供してくれている。
　特徴点Ｐ（３）、Ｐ（５）、Ｐ（６）が存在する健常者の心尖拍動図の例では、特徴点Ｐ（２）からＰ（６）又はＰ（７）間の一次微分波形において、微分値の極大点から微分値がおおむね零の点（以下、零点１という）まで急峻におおむね直線的に至って、一旦陰性部分を経た後、おおむね水平に推移した後一旦陽性部分を示して微分値がおおむね零の点（以下、零点２という）に至り、前記零点２から微分値の極小点（以下、極小点Ａという）までおおむね直線的に下がって、後、おおむね直線的に上がって、微分値がおおむね零の点（零点３）を経てｆ点に至る。前記微分値の極大点と零点１を直線で結んだ直線１，前記零点１と零点２を直線で結んだ直線２，前記零点２と極小点Ａを直線で結んだ直線３を考える。
　一方、特徴点Ｐ（３）、Ｐ（５）が存在せずＰ（４）が存在する、前記健常者とは異なる異常ありの症状の被測定生体の心尖拍動図の例では、特徴点Ｐ（２）からＰ（６）又はＰ（７）間の一次微分波形においては、微分値の極大点から微分値がおおむね零の点（零点４）までおおむね直線的に至って後、そこから、前記健常者の例の場合のように、おおむね水平に推移することなく、微分値の極小点（以下、極小点Ｂという）までおおむね直線的に下がって、その後おおむね直線的に上がりおおむね零の点（零点５）に至る。
　健常者の心尖拍動図の例における一次微分波形の横軸（時間軸）に注目する。
特徴点Ｐ（５）からＰ（６）の区間、すなわち等容性拡張期にほぼ相当する区間は、一次微分波形では前記零点２と前記零点３の区間に相当する。拡張期において、左室心筋の伸展性がよいほど、早期から弛緩すると考えられる。すなわち弛緩のピークが早期に出現すると考えられる。心尖拍動図においてはＰ（５）から弛緩が始まる。その弛緩の変化率を示す一次微分波形において最大変化率を示す前記極小点Ａが前記零点２と前記零点３の間の区間の前半部分に位置することは前述の正常例の弛緩が早期に起こることを示すといえる。以上のように、等容性拡張期における拡張動態を特徴的に且つ容易に判定できる。
　これに対して、異常者の心尖拍動図では、前記極小点Ｂが前記零点４と前記零点５の間の区間の後半部分に位置する。
　Ｐ（１）−Ｐ（２）、ａ点ともに、末期の左室拡張障害を示す指標である。Ｐ（１）−Ｐ（２）、ａ点は関連しているため、この２項目について相互の関係を検討すると、下記のように病態を分類できると思われる。タイプ１とタイプ２の場合は、Ｐ（１）−Ｐ（２）が高く、ａ点が高い時は、左房収縮能亢進と左室拡張末期圧上昇が示唆される。Ｐ（１）−Ｐ（２）が高く、ａ点が低い時は、左房収縮能亢進は存在しない左室拡張末期圧上昇が示唆される。Ｐ（１）−Ｐ（２）が高く、ａ点が高い時は、左房収縮能亢進が示唆される。Ｐ（１）−Ｐ（２）が低く、ａ点が低い時は、左室拡張末期の負荷はないことが示唆される。
　タイプ３のように、Ｐ（１）とＰ（２）が同一となる場合は、ａ点が低い時は、末期の左室拡張障害は軽度であることが示唆される。ａ点が高い時は、左房収縮能亢進と左室拡張末期圧上昇が示唆される。
　本発明による生体情報測定装置においては、心尖拍動図の基礎データを測定し、装置に取り込んでから、以上説明した各特徴点に関する事項を用い、被測定生体の健康状態を判定し、記録し、必要な表示を行うことができる。
　心臓の動きの把握に関して、前記心尖拍動図や心尖拍動の振幅や振幅の分布を知ることをあげることができるが、このほかに、たとえば心臓が勢いよく動いているか、力強く動いているかなど、駆動の強度や強度分布を知ることをあげることができる。触診を行う医師にとっては周知のように、心臓は複雑な動きをしており、心臓の動く勢いの良さ、動きの強さなどとして触診で感じることができる拍動の強度と強度分布を本発明において超音波センサ−によって検出できるようになることは正確な判定を行う上で重要な情報となる。
　前記実施例は、必要に応じて種々の活用ができ、従来は期待できなかった効果を発揮させることができる。たとえば、心尖拍動図を測定して後、速やかに患者に結果を説明することができ、心尖拍動図を患者に示して説明することもでき得る。さらに、本発明の装置に参照データの一つとして被測定生体の過去のデータや被測定生体の診断に役立つ統計データなどを入れておき、被測定生体の健康状態の位置づけをしたり、健康状態の変化を把握したり、被測定生体に説明して効果的な健康管理を行ったりすることができる。
　超音波センサ−に波動センサ−など種々のセンサ−を組み込むこともできる。このように構成することによって、測定装置の高精度化、簡素化、小型化、低価格化などを可能にすることができるのみならず、被測定生体に多くのセンサーを装着して測定することによる心的負担を大幅に軽減することができる。
　超音波センサ−を３次元構成にすることにより、圧力と心音などの検出を行うことができたり、測定データのＳ／Ｎ比を高めたりすることができる。
　前記のような種々の構成の拍動センサーに送信手段あるいは送受信手段を組込んで被測定生体に装着し、あるいは、拍動センサーと小型軽量の送信装置あるいは送受信装置を被測定生体に装着して、被測定生体が携帯している外部装置や被測定生体から離れたところにある外部装置にセンサーによる測定データ等を送信あるいは送受信して本発明の装置を構成し、装置のユーザー自身による健康管理に役立てたり、医療専門家による被測定生体の診断や健康管理を行うことができる。
　心尖拍動図の測定においては、心電図と心音図用のセンサーを本発明の装置に備えている場合でも、心電図と心音図用のデータを本発明の装置とは別に測定して本発明の装置に入力する場合でも、心尖拍動図を心電図と心音図の少なくとも一方に同期させることが重要である。このようにすることにより高い信頼性で判定を行うことができる。
　詳細な検証の結果、本発明の実施の形態例としての生体情報測定装置を用いて測定した心尖拍動図に本発明の前記アルゴリズムに従った特徴点等の解析手法を適用できることがわかった。そして、本発明の生体情報測定装置は、心尖拍動図測定機能に加えて従来の超音波診断装置としての機能を有しているため、心尖拍動図による診断に超音波診断装置としての測定情報による診断を加えて被測定生体の健康情報を抽出することができ、一層高い信頼性で被測定生体の健康情報を抽出することができる。
　以上説明したように、本発明は、測定装置の小型化と低コスト化を実現でき、病院の外来診察室や病室でも一人の医師による心尖拍動図の測定を可能とし、その場で患者にフィードバックすることができるという診療としては極めて大きな効果をもたらし、視診触診聴診という診察技能の質を高め、循環器系疾患の正確な診断を下すことを可能にするなど極めて大きな効果をもたらすものである。また、医師の生涯教育、医学生および研修医に対する臨床医学教育にも極めて大きな効果を発揮するものである。さらに、本発明は、通常の健康管理、遠隔健康管理など、医療の専門知識の広い応用を可能とするものである。
　以上、実施の形態例を参照して本発明の電子部品の実施の形態例を説明したが、本発明は前記実施例に狭く限定されるものではなく、たとえば、本発明は被測定生体がヒトの場合に極めて大きな効果を奏することを示すためヒトの場合のデータを示して説明したが、技術思想から前記例示に限定されるものでなく、前記本発明の技術思想を利用した多くのバリエーションを可能とするものである。
　本発明は、循環器系の診療レベルを著しく向上させるとともに、他の医療分野との連携効果も高め、医学の発展に寄与するところ極めて大であり、医療費の節約にも大きく寄与するなど、経済的効果も大きく、医療分野と医学教育分野で広く用いられるものであるとともに、健康機器分野にも広く用いることができるものである。

Claims (26)

  1. 　被測定生体の胸部の体表面から心尖部及び／又はその近傍に向けて超音波信号を入射させる超音波発信部と入射した前記超音波信号の被測定生体内各部からの反射超音波信号を測定する受信センサ−を有し心尖拍動図を測定できる心尖拍動図用の超音波探触子を有する生体情報測定装置において、前記生体情報測定装置は、心尖拍動図を作成する手段と測定された心尖拍動図の特徴を評価する評価手段と心尖拍動図を表示する表示手段を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  2. 　請求項１に記載の生体情報測定装置において、前記評価手段は、被測定生体の一拍分の心尖拍動図波形を単位波形ということにし、一例として、同一被測定生体の同一時刻における心電図例えば標準肢誘導の第２誘導心電図の各ＱＲＳ陽性ピーク値（Ｒ）に対応する位置（以下、ＱＲＳピーク位置という）の所定時間前からその次のＱＲＳピーク位置の前記所定時間前までの心尖拍動図波形を前記単位波形としたとき、前記単位波形を横軸に時間をとり縦軸に心尖拍動図波形の振幅をとって表したときに、毎分の心拍数をＶとしたときの心尖拍動図波形の時間軸の心拍補正係数を√Ｖ／６０（√Ｖ／６０はＶ／６０の平方根を意味する）として以下の心尖拍動図の時間軸の値を心拍数が６０のの場合に換算した値として、前記単位波形のＱＲＳピーク位置の前後３０ｍｓ（ミリ秒）以内の心尖拍動図の波形上の最低点（以下、前記最低点をＣ１という）が存在するときはＣ１を特徴点Ｐ（２）とし、Ｃ１が不明瞭な時は心尖拍動図の波形上のＱＲＳピーク位置に対応する点を特徴点Ｐ（２）とし、ＱＲＳピーク位置の時相的に前（以下、同様）１６０ｍｓ以内の心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（１）とし、Ｐ（２）から５０~１５０ｍｓ後の心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（３）とし、心音図の大動脈閉鎖音である２Ａ音とその６０ｍｓ未満前までの間で心尖拍動図の波形上の２Ａ音に最も近い陽性頂点を特徴点Ｐ（５）とし、前記Ｐ（５）のうちで、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から４０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’（５）とし、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から４０ｍｓ~５０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’’（５）とし、前記Ｐ（５）が心音図の２Ａ音から５０ｍｓ~６０ｍｓ未満前までの２Ａ音に最も近い陽性頂点を指して表現する場合を特徴点Ｐ’’’（５）とし、（以下、前記特徴点Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５）のそれぞれを特に区別して示す場合を除き、Ｐ（５）、Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５）のいずれかを指してあるいは総称してＰ（５）ともいう）、前記Ｐ（２）から１５０ｍｓより後で２Ａ音から６０ｍｓ前までの心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（４）とし、２Ａ音から５０~１５０ｍｓ後の心尖拍動図の波形上の陰性極値を特徴点Ｐ（６）とし、２Ａ音から１００~２４０ｍｓ後の間で且つＰ（６）が存在するときはＰ（６）よりも後にある心尖拍動図の波形上の陽性頂点を特徴点Ｐ（７）とし、前記特徴点Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）、Ｐ（５）、Ｐ’（５）、Ｐ’’（５）、Ｐ’’’（５）、Ｐ（６）、Ｐ（７）を第１の特徴点群と定義し、心尖拍動図の前記Ｐ（１）を陽性頂点としてその前から心尖拍動図上において立ち上がっている波形をＡ波、心尖拍動図の前記Ｐ（２）から立ち上がって陽性極値点を有している波をＥ波、Ｐ（６）から始まる上行波をＦ波と定義し、心尖拍動図の一次微分波形における前記Ａ波の陽性ピーク位置をａ点、前記Ｅ波の陽性ピーク位置をｅ点、前記Ｆ波の陽性ピーク位置をｆ点、前記ａ点、ｅ点、ｆ点の高さをそれぞれａ，ｅ，ｆと定義して、第１の特徴点判定手段が前記第１の特徴点群のうちの少なくとも２つの特徴点の存在有無を判定する判定手段であり、第２の特徴点判定手段が前記単位波形の最低の位置の縦座標値を０とし、前記単位波形の最大座標値が１０００ポイントになるように正規化したときの前記Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（７）の少なくとも１つについてその高さを判定する判定手段であり、第３の特徴点判定手段が、前記各特徴点の時間に関して、Ｐ（２）−Ｐ（３）時間（Ｐ（２）からＰ（３）迄の時間、以下同様）、Ｐ（３）−Ｐ（５）時間とＰ（２）−Ｐ（６）時間の比、Ｐ（６）−Ｐ（７）時間、２−Ｐ（６）時間（２Ａ音からＰ（６）迄の時間、以下同様）、２−Ｐ（７）時間を特徴ファクタとしてその少なくとも１つの値の大小を判定する判定手段であり、第１の波形判定手段が、前記生体情報測定装置に内蔵の波形判定パターンあるいは前記生体情報測定装置の外部から前記生体情報測定装置に入力された心尖拍動図の波形判定パターンと比較して前記単位波形のタイプを判定する判定手段であり、第２の波形判定手段が、前記ａ、ｅ、ｆの値を判定する判定手段であり、第３の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形の前記ｅ点からｆ点直前の最下点までの間の微分値が零の近傍に、微分波形がその傾向としておおむね水平に推移すると判断できる区間の有無を判定する判定手段であり、第４の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形のｆ点の直前の最下点の位置が、前記最下点の直前の微分値が零の点と前記最下点の直後の微分値が零の点との間の区間の前半部分に位置するかを判定する判定手段であり、第５の波形判定手段が、心尖拍動図がＰ（３）がありＰ（５）がない一峰性のグラフ（以下、一峰グラフという）であるか否かを判定し、前記一峰グラフの場合に、Ｐ（３）の高さを１０００ポイントに正規化したときの７００ポイントにおけるグラフの幅が、Ｐ（３）から時相的に後ろの部分（以下、Ｐ３後片幅という）として１００ｍｓ未満か否かを判定する判定手段であり、第６の波形判定手段が、心尖拍動図の一次微分波形における２Ａ音の時刻から前記特徴点Ｐ（６）の近傍の間の一次微分波形の特徴を抽出してその特徴から健康情報を判定する判定手段であるとそれぞれ定義して、前記データ処理手段が、前記第１~第３の特徴点判定手段と第１~第６の波形判定手段の９つの判定手段のうちの少なくとも１つと被測定生体の健康状態判定手段とを有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  3. 　請求項２に記載の生体情報測定装置において、前記前記評価手段により評価した結果を、
    評価結果１をＰ（３）とＰ’（５）がある場合、左室収縮障害の可能性は極めて低いとし、
    評価結果２をＰ（３）とＰ’’（５）がある場合、左室収縮障害の可能性は低いとし、
    評価結果３をＰ（３）とＰ’’’（５）がある場合、左室収縮障害の恐れがあるとし、
    評価結果４をＰ（３）とＰ（５）がなくＰ（４）がある一峰性波形の場合、Ｐ（３）の高さを１０００ポイントに正規化したときの７００ポイントにおけるグラフの幅すなわちＰ（３）から時相的に後ろの部分（Ｐ３後片幅という）が１００ｍｓ以上の場合は左室収縮障害もしくは左室肥大の可能性があるとし、
    前記評価結果１~４のいずれかを表示することを特徴とする生体情報測定装置。
  4. 　請求項１~３のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記心尖拍動図を作成する手段と表示する手段は、装置内蔵及び／又は装置の外部に付けたデータ処理部によって一本の線画に変換された心尖拍動図にする手段と表示する手段であることを特徴とする生体情報測定装置。
  5. 　請求項１~４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記心尖拍動図が線維性心膜から体表面までの間の、超音波受信強度が最強の連続した曲線であることを特徴とする生体情報測定装置。
  6. 　請求項１~４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記心尖拍動図が線維性心膜から体表面までの間の断面における反射超音波の受信強度を積算した曲線であることを特徴とする生体情報測定装置。
  7. 　請求項１~６のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記心尖拍動図測定用の超音波探触子が周波数の異なる少なくとも２種類の超音波信号を発信できることを特徴とする生体情報測定装置。
  8. 　請求項１~７のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記心尖拍動図測定用の超音波探触子の超音波発信部を構成する主要な複数の振動子もしくは複数の振動部（以下、複数の第１の振動子という）から発信される超音波ビームの中心線が互いに平行であるとともに前記複数の第１の振動子が隣同士互いに近接して配置されていることを特徴とする生体情報測定装置。
  9. 　請求項１~８のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記超音波探触子が複数の異なる超音波探触子を有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  10. 　請求項９に記載の生体情報測定装置において、前記複数の超音波探触子が切り替え可能になっていることを特徴とする生体情報測定装置。
  11. 　請求項９または１０に記載の生体情報測定装置において、前記複数の超音波探触子の周波数が互いに異なることを特徴とする生体情報測定装置。
  12. 　請求項１~１１のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、肋骨を検出する手段を有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  13. 　請求項１~１２のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、探触子の接触圧を検出する手段を有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  14. 　請求項１~１３のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、超音波探触子を構成する各振動子または振動部の電子的スキャンの方法を変更する手段を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  15. 　請求項１~１４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、超音波探触子がリニアー探触子を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  16. 　請求項１~１５のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、探触子の音響レンズ部材の屈折率を変える手段が設けられていることを特徴とする生体情報測定装置。
  17. 　請求項１~１６のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、超音波の周波数が５ＭＨｚ以上であることを特徴とする生体情報測定装置。
  18. 　請求項１~１７のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、心尖拍動図の評価結果を認識する機能を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  19. 　請求項１~１８のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、生体の線維性心膜の位置を検出する手段を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  20. 　請求項１~１９のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、前記生体情報測定装置は、心尖拍動図として表した前記測定データに含まれる前記単位波形のタイプを類別する波形類別手段を有すると共に、類別された各タイプの波形の数を表示もしくは出力する手段を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  21. 　請求項１~２０のいずれか１項に記載の生体情報測定装置において、波形類別手段の単位波形類別結果もしくは前記データ処理手段の外部からの入力情報に基づいて選択された単位波形について波形の詳細分析を行うことを特徴とする生体情報測定装置。
  22. 　生体情報測定装置に用いることができる超音波探触子であって、前記超音波探触子が複数の探触子を選択可能に組み込まれていることを特徴とする超音波探触子。
  23. 　生体情報測定装置に用いることができる超音波探触子であって、少なくとも２個の前記超音波探触子を着脱可能に結合して測定に用いることができる構造になっていることを特徴とする超音波探触子。
  24. 　生体情報測定装置に用いることができる超音波探触子であって、前記超音波探触子がフレキシブルであることを特徴とする超音波探触子。
  25. 　生体情報測定装置に用いることができる超音波探触子であって、前記超音波探触子が複数の前記第１の振動子と複数の前記第１の受信子の少なくとも一方と超音波探触子の生体に当接する側の外面との間に弾力性のある屈折率を変更できる音響レンズ部材を配置してあることを特徴とする超音波探触子。
  26. 　生体の健康に関する情報を測定することができる生体情報測定装置もしくは生体情報測定システムに使用できる生体情報測定方法であって、被測定生体の体表面から心尖部及び／又はその近傍に向けて超音波信号を入射させる手段を用意する工程と、被測定生体内各部からの前記超音波信号の反射波を受信する手段を用意する工程と、被測定生体内各部からの前記超音波信号の反射波の情報から被測定生体の心尖拍動図を作成する手段を用意する工程と、心尖拍動図を評価する手段を用意する工程と、心尖拍動図を表示する手段を用意する工程を有することを特徴とする生体情報測定方法。
PCT/JP2012/064729 2011-06-01 2012-05-31 超音波探触子，生体情報測定装置及び生体情報測定方法 WO2012165660A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/123,514 US20140296714A1 (en) 2011-06-01 2012-05-31 Ultrasonic probe, bioinformation measurement device, and bioinformation measurement method
JP2013518199A JP6273419B2 (ja) 2011-06-01 2012-05-31 生体情報測定装置および生体情報測定装置もしくは生体情報測定システムの作動方法
CN201280026272.8A CN103687549B (zh) 2011-06-01 2012-05-31 超声波探测器、生物体信息测定装置以及生物体信息测定方法
EP12792055.1A EP2716233A4 (en) 2011-06-01 2012-05-31 ULTRASONIC SENSOR, DEVICE FOR MEASURING BIOLOGICAL INFORMATION AND METHOD FOR MEASURING BIOLOGICAL INFORMATION

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-123383 2011-06-01
JP2011123383 2011-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012165660A1 true WO2012165660A1 (ja) 2012-12-06

Family

ID=47259500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/064729 WO2012165660A1 (ja) 2011-06-01 2012-05-31 超音波探触子，生体情報測定装置及び生体情報測定方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140296714A1 (ja)
EP (1) EP2716233A4 (ja)
JP (4) JP6273419B2 (ja)
CN (1) CN108175445A (ja)
WO (1) WO2012165660A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018187063A (ja) * 2017-05-02 2018-11-29 黒木 茂広 健康管理装置及び健康管理方法
WO2022092243A1 (ja) 2020-10-28 2022-05-05 株式会社デルタツーリング 生体信号分析装置、コンピュータプログラム及び記録媒体

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113998A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 株式会社 日立メディコ 医用画像診断装置、容積計算方法
WO2016069909A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 Zoll Medical Corporation Transesophageal or transtracheal cardiac monitoring by optical spectroscopy
US10159842B2 (en) * 2015-08-28 2018-12-25 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for detecting tamponade
WO2018082190A1 (zh) 2016-11-03 2018-05-11 华为技术有限公司 一种ecg信号处理方法及装置
CN111513761A (zh) * 2020-04-15 2020-08-11 浙江大学 一种可同步采集多种动态数据的采集器的采集方法
CN112043249A (zh) * 2020-08-04 2020-12-08 江苏精策医疗科技有限公司 一种心功、心电及血压的动态监测方法和设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113728A (ja) 2006-11-01 2008-05-22 Shigehiro Kuroki 生体反応記録装置ならびに生体反応記録方法
JP2009273817A (ja) 2008-05-19 2009-11-26 Shigehiro Kuroki 生体反応記録装置ならびに生体反応記録方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5372138A (en) * 1988-03-21 1994-12-13 Boston Scientific Corporation Acousting imaging catheters and the like
JP3062474B2 (ja) * 1998-04-22 2000-07-10 充 高島 循環器系総合評価装置
US6564090B2 (en) * 2001-10-11 2003-05-13 Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. Method and apparatus for the serial comparison of electrocardiograms
DE10219367A1 (de) * 2002-04-30 2003-11-13 Jan Manolas Vorrichtung zur Ermittlung und Auswertung von Parametern der diastolischen Funktion der linken Herzkammer
JP5148094B2 (ja) * 2006-09-27 2013-02-20 株式会社東芝 超音波診断装置、医用画像処理装置及びプログラム
EP2190350B1 (en) * 2007-09-12 2017-01-11 Koninklijke Philips N.V. Qt interval monitoring system with alarms and trending
JP2010005374A (ja) * 2008-05-28 2010-01-14 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 短軸運動型の超音波探触子

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113728A (ja) 2006-11-01 2008-05-22 Shigehiro Kuroki 生体反応記録装置ならびに生体反応記録方法
JP2009273817A (ja) 2008-05-19 2009-11-26 Shigehiro Kuroki 生体反応記録装置ならびに生体反応記録方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Gray's Atlas of Anatomy", 15 September 2008, ELSEVIER, pages: 87
"Practice of measuring about electrocardiogram and mechanocardiogram", 1 November 1996, JAPANESE ASSOCIATION OF MEDICAL TECHNOLOGISTS (AGGREGATE CORPORATION, pages: 212,222
KAZUO MAEDA: "Diagnosis of fetal distress", JOURNAL OF CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE, vol. 139, no. 1, 4 October 1984 (1984-10-04), pages 13 - 17, XP008171543 *
See also references of EP2716233A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018187063A (ja) * 2017-05-02 2018-11-29 黒木 茂広 健康管理装置及び健康管理方法
WO2022092243A1 (ja) 2020-10-28 2022-05-05 株式会社デルタツーリング 生体信号分析装置、コンピュータプログラム及び記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019058684A (ja) 2019-04-18
JP2018020140A (ja) 2018-02-08
EP2716233A1 (en) 2014-04-09
JP6442695B2 (ja) 2018-12-26
CN108175445A (zh) 2018-06-19
US20140296714A1 (en) 2014-10-02
JP6273419B2 (ja) 2018-02-07
JP2018020142A (ja) 2018-02-08
EP2716233A4 (en) 2014-12-31
JP6443517B2 (ja) 2018-12-26
JPWO2012165660A1 (ja) 2015-02-23
CN103687549A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6443517B2 (ja) 生体情報測定装置および生体情報測定装置もしくは生体情報測定システムの作動方法
US20130211256A1 (en) Method for myocardial segment work analysis
JP5564646B2 (ja) 生体情報測定装置ならびに生体情報測定システム
WO2003077765A1 (en) Ultrasonographic system and ultrasonography
WO2006011504A1 (ja) 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
JP5100084B2 (ja) 超音波診断装置、画像処理装置、及び画像処理プログラム
US10799151B2 (en) Feature point identification method of mechanocardiography
JPWO2006068079A1 (ja) 超音波診断装置
JP4667392B2 (ja) 超音波診断装置
Seo et al. Non-invasive evaluation of a carotid arterial pressure waveform using motion-tolerant ultrasound measurements during the Valsalva maneuver
Xu et al. Online continuous measurement of arterial pulse pressure and pressure waveform using ultrasound
JP5346555B2 (ja) 動脈硬化リスク表示機能を備えた超音波診断装置
JP7407821B2 (ja) 対象者から生理学的尺度を取得するための方法及びシステム
EP4125609B1 (en) Medical sensing system and positioning method
CN103687549B (zh) 超声波探测器、生物体信息测定装置以及生物体信息测定方法
Yurk Advancements in Hemodynamic Measurement: Arterial Resonance, Ultrasound, and Machine Learning
WO2022140259A1 (en) System and method for measuring total blood volume with ultrasound
CN119343088A (zh) 用于确定心脏组织和瓣膜血流参数的心音图(pcg)信号处理系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12792055

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013518199

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012792055

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14123514

Country of ref document: US