WO2014147975A1 - 循環器機能演算装置 - Google Patents

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WO2014147975A1
WO2014147975A1 PCT/JP2014/001090 JP2014001090W WO2014147975A1 WO 2014147975 A1 WO2014147975 A1 WO 2014147975A1 JP 2014001090 W JP2014001090 W JP 2014001090W WO 2014147975 A1 WO2014147975 A1 WO 2014147975A1
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pulse wave
pressure
compression
cumulative addition
circulatory function
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PCT/JP2014/001090
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English (en)
French (fr)
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朋哉 日下部
和宏 井出
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パナソニック 株式会社
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
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    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals

Definitions

  • the present invention relates to a circulatory function calculation device.
  • the circulatory organ function calculation device of Patent Document 1 includes a compression unit, a pressure detection unit, a pulse wave detection unit, and a feature amount calculation unit.
  • the compression unit compresses the measurement target portion of the measurement subject
  • the pressure detection unit detects the compression pressure generated by the compression unit
  • the pulse wave detection unit detects the pulse wave based on the output signal from the pressure detection unit. Detect information.
  • the feature amount calculation unit calculates an index of the cardiovascular function of the measurement subject based on the pulse wave information.
  • the feature amount calculation unit specifies a trapezoid pattern that matches the pulse wave amplitude pattern portion.
  • the feature amount calculation unit calculates the value of the upper base of the pulse wave amplitude pattern portion matched with the trapezoid pattern as an index of the circulatory function.
  • the pulse wave information detected by the circulatory function computing device of the above publication is affected by hardware identification, biological characteristics, and measurement environment.
  • the hardware characteristic may be a characteristic such as a compression unit and a pressure detection unit.
  • the biological characteristics can be, for example, characteristics such as the age of the measurement subject, the size of the measurement target portion, the ratio of fat and muscle, sex, and race.
  • the measurement environment can be, for example, the positional relationship between the measurement subject and the compression unit and a change in the measurement posture of the measurement subject. For this reason, the circulatory function calculation device may output a calculation result that deviates from the actual state of the measurement subject.
  • the object of the present invention is to provide a circulatory function calculation device capable of improving the calculation accuracy of the circulatory function index.
  • a circulatory function computing device includes a compression unit configured to compress a measurement target unit of a measurement subject, a pressure detection unit that detects a compression pressure generated by the compression unit, and About the pressure control part which changes compression pressure, the pulse wave detection part which detects a plurality of pulse waves based on the output signal from the pressure detection part in the compression pressure change process by the pressure control part, and the plurality of pulse waves Generating converted information by combining at least the pulse wave information, calculating or extracting a plurality of variable values from the converted information, and having a plurality of variables and a plurality of coefficients obtained in advance by multivariate analysis And a feature value calculation unit for calculating a feature value of the circulatory function by substituting the plurality of variable values.
  • the feature amount calculation unit substitutes a plurality of variable values calculated or extracted from the pulse wave information into an arithmetic expression having a plurality of variables and coefficients obtained in advance by multivariate analysis, thereby providing a circulator. Judge the function. For this reason, the calculation accuracy of the index of the circulatory function can be improved.
  • the feature amount calculation unit cumulatively adds representative values of the plurality of pulse waves to generate a plurality of cumulative addition pulse wave values as the converted information, and each of the plurality of cumulative addition pulse wave values Is normalized with respect to the maximum value of the cumulative added pulse wave value to calculate a plurality of cumulative addition ratios as the plurality of variable values.
  • the representative value of the plurality of pulse waves is the area of the plurality of pulse waves, and each accumulated pulse wave value is a cumulative addition value of the area of the pulse wave.
  • the feature amount calculation unit includes a change amount of the cumulative addition ratio when the compression pressure changes by a predetermined amount, and the cumulative addition ratio and the compression pressure when the compression pressure changes by a predetermined amount. Any one of the slope of the characteristic line indicating the relationship, the integral value of the characteristic line when the compression pressure changes by a predetermined amount, and the value obtained by calculating the cumulative addition ratio. It is configured to be used as the variable value.
  • the feature amount calculation unit includes a change amount of the compression pressure when the cumulative addition ratio changes by a predetermined amount, and the compression pressure and the cumulative addition ratio when the cumulative addition ratio changes by a predetermined amount.
  • the variable value is an inclination of a characteristic line indicating a relationship, an integrated value of the characteristic line of the compression pressure when the cumulative addition ratio is changed by a predetermined amount, or a value obtained by calculating the compression pressure. It is comprised so that it may be used as.
  • the feature amount of the circulatory function is a value that quantitatively indicates a blood vessel state
  • the feature amount calculation unit determines the blood vessel state using a calculation result of the feature amount
  • the feature quantity computing unit compares the feature quantity with a discrimination value for discriminating a specific cardiovascular disease, and obtains a discrimination result indicating the state of the measurement subject regarding the specific cardiovascular disease. Generate.
  • the arithmetic expression is obtained in advance by principal component analysis, which is multivariate analysis, and the feature amount calculation unit calculates the feature amount as a principal component value, and the circulator based on the calculation result of the principal component Determine function.
  • the feature amount calculation unit cumulatively adds representative values of the plurality of pulse waves, calculates a plurality of cumulative addition pulse wave values respectively corresponding to the plurality of compression pressures, as the converted information, A plurality of cumulative addition ratios as the plurality of variable values are calculated by normalizing each of the plurality of cumulative addition pulse wave values with respect to a maximum value of the cumulative addition pulse wave values, and the compression pressure and the cumulative Identify an envelope showing the relationship with the addition ratio, divide the envelope for each predetermined change amount of the compression pressure or for each predetermined change amount of the cumulative addition ratio, respectively, a plurality of divided portions of the envelope A plurality of corresponding values are used as the plurality of variable values.
  • a preferred example of the circulatory function computing device includes a compression unit configured to compress a measurement target portion of a measurement subject, a pressure detection unit that detects a compression pressure generated by the compression unit, and the compression pressure.
  • a pressure control unit that changes, a pulse wave detection unit that detects a plurality of pulse waves based on an output signal from the pressure detection unit in a compression pressure change process by the pressure control unit, and representative values of the plurality of pulse waves
  • a plurality of cumulative addition pulse wave values respectively corresponding to a plurality of compression pressures when the plurality of pulse waves are detected are generated, and the plurality of compression pressures and the plurality of cumulative addition pulse wave values are
  • a plurality of variable values are calculated or extracted from a map directly or indirectly showing the relationship of the plurality of variables, and the plurality of variables are converted into an arithmetic expression having a plurality of variables and a plurality of coefficients obtained in advance by multivariate analysis. It is substituted to calculate the feature amount of cardiovascular function and a feature calculation section.
  • the map shows a relationship between a plurality of cumulative added pulse wave areas as the plurality of cumulative added pulse wave values and the plurality of compression pressures.
  • the map includes a plurality of cumulative values calculated by normalizing each of the plurality of cumulative additional pulse wave areas as the plurality of cumulative additional pulse wave values with respect to a maximum value of the cumulative additional pulse wave area.
  • a preferable example of the circulatory function computing device showing the relationship between the addition ratio and a plurality of predetermined compression pressures is generated by the compression unit configured to compress the measurement target unit of the measurement subject, and the compression unit.
  • a circulatory function calculation device with improved calculation accuracy of a circulatory function index.
  • the block diagram of the circulatory function calculating apparatus of 1st Embodiment The graph which showed the relationship between the compression pressure detected by the pressure detection part of 1st Embodiment, and time. The graph which showed the relationship between the cuff pressure detected by the pulse wave detection part of 1st Embodiment, and a pulse wave.
  • A A graph showing the relationship between cuff pressure and pulse wave area.
  • B The graph which showed the relationship between cuff pressure and the cumulative addition value of a pulse wave area.
  • the circulatory function calculation device 1 includes a compression unit 10, a pressure control unit 20, a pressure detection unit 30, a pulse wave detection unit 40, a feature amount calculation unit 50, a blood pressure calculation unit 90, and a display unit 100.
  • the compression unit 10 includes a cuff 11 and a tube 12.
  • the cuff 11 is wound around the measurement target portion of the measurement subject.
  • the measurement target portion is the upper arm.
  • the cuff 11 expands when air is supplied and presses the measurement target portion.
  • the tube 12 connects the cuff 11 to an air pump (not shown) of the pressure control unit 20 and an air discharge valve (not shown).
  • the pressure control unit 20 changes the pressure inside the cuff 11 (hereinafter, compression pressure P) by controlling the supply and discharge of air to the compression unit 10.
  • the pressure control unit 20 includes an air pump (not shown) and an air discharge valve (not shown).
  • the pressure control unit 20 drives the air pump to supply air to the cuff 11.
  • the pressure control unit 20 decreases the compression pressure P, the pressure control unit 20 opens the air discharge valve and discharges air from the cuff 11.
  • the pressure detection unit 30 detects the compression pressure P when the compression unit 10 compresses the measurement target unit.
  • the pressure detection unit 30 includes a pressure sensor (not shown) and an A / D converter (not shown).
  • the pressure detection unit 30 converts the compression pressure P of the compression unit 10 detected by the pressure sensor into a pressure signal composed of a digital signal by an A / D converter.
  • the pressure signal converted by the pressure detection unit 30 is output to the pulse wave detection unit 40 and the blood pressure calculation unit 90.
  • the pulse wave detection unit 40 detects pulse wave information based on the pressure signal from the pressure detection unit 30.
  • the pulse wave detection unit 40 includes a filter circuit, and generates a pulse wave signal by removing a predetermined frequency component such as a direct current component from the output signal from the pressure detection unit 30 in the filter circuit.
  • the amplitude of the pulse wave is detected from the wave signal, and an amplitude signal indicating the detected amplitude of the pulse wave is output to the feature amount calculation unit 50.
  • the feature amount calculation unit 50 includes a pulse wave information storage unit 60, a variable value calculation unit 70, and a cardiovascular function determination unit 80.
  • the pulse wave information storage unit 60 stores the amplitude signal from the pulse wave detection unit 40 in the pulse wave information storage unit 60 in association with the compression pressure P.
  • the variable value calculation unit 70 calculates or extracts a plurality of variable values from the amplitude of the pulse wave stored in the pulse wave information storage unit 60.
  • the circulatory function determination unit 80 determines the circulatory function of the measurement subject by substituting a plurality of variable values calculated by the variable value calculation unit 70 into a predetermined calculation formula.
  • the circulatory function determination unit 80 outputs the determination result of the measurement subject's circulatory function to the display unit 100.
  • the blood pressure calculation unit 90 performs measurement using a predetermined algorithm such as an oscillometric method from the relationship between the compression pressure P detected by the pressure detection unit 30 and the amplitude value of the pulse wave detected by the pulse wave detection unit 40. Estimate or calculate the subject's systolic, diastolic, and mean blood pressures. The blood pressure calculation unit 90 outputs the blood pressure calculation result to the display unit 100.
  • a predetermined algorithm such as an oscillometric method from the relationship between the compression pressure P detected by the pressure detection unit 30 and the amplitude value of the pulse wave detected by the pulse wave detection unit 40. Estimate or calculate the subject's systolic, diastolic, and mean blood pressures.
  • the blood pressure calculation unit 90 outputs the blood pressure calculation result to the display unit 100.
  • the display unit 100 has a liquid crystal screen.
  • the display unit 100 displays the determination result of the circulatory function determination unit 80 and the measurement subject's maximum blood pressure, minimum blood pressure, and average blood pressure calculated by the blood pressure calculation unit 90.
  • the pressure control unit 20 changes the compression pressure P. For example, the pressure control unit 20 expands the cuff 11 and increases the compression pressure P to the first pressure PA. The pressure control unit 20 increases the compression pressure P to the first pressure PA, and then decreases the increase speed of the compression pressure P. The pressure control unit 20 increases the compression pressure P to a second pressure PB that is higher than the first pressure PA. Thereafter, the pressure control unit 20 discharges air from the cuff 11 and reduces the compression pressure P.
  • the first pressure PA and the second pressure PB are set so that a general blood pressure range can be measured.
  • the pressure control unit 20 increases the compression pressure P from the first pressure PA to the second pressure PB (hereinafter, pulse wave detection period TX)
  • the compression pressure P detected by the pressure detection unit 30 corresponds to one cardiac cycle. Fluctuates depending on each pulse wave W to be performed.
  • a plurality of pulse waves W1, W2,... Wn are shown in the order measured during the increase of the cuff pressure C.
  • the horizontal axis of FIG. 3 shows the pressure of the compression unit 10 (hereinafter, cuff pressure C) corresponding to the amount of air supplied to the compression unit 10 in the pulse wave detection period TX.
  • a steep change in the compression pressure P that occurs when the cuff pressure C is changing at a controlled speed indicates the generation of a pulse wave W.
  • the cuff pressure C may be a value obtained by removing the influence of the pulse wave W from the compression pressure P.
  • the pulse wave signal detected by the pulse wave detector 40 corresponds to a change in the compression pressure P with respect to the cuff pressure C.
  • the plurality of pulse waves W1, W2,... Wn reflect changes in blood vessel volume corresponding to the blood pressure difference between the inside and outside of the blood vessel. For this reason, it is considered that complex information including blood pressure, circulatory function, and living body mechanical function can be acquired from the pulse waves W1, W2,.
  • the feature quantity computing unit 50 computes the feature quantity of the circulatory function by extracting optimum information corresponding to the desired circulatory function from the pulse waves W1, W2,.
  • variable value calculation unit 70 uses information stored in the pulse wave information storage unit 60 to indicate information on the relationship between the area of each pulse wave W (hereinafter, pulse wave area A) and the cuff pressure C (for example, a plurality of pieces)
  • the data pairs (C1, A1)... (Cn, An)) are calculated or extracted as variable values and output to the circulatory function determining unit 80.
  • the pulse wave area A can be calculated by adding pulse wave signals in a period in which one pulse wave W is detected.
  • the pulse wave area An of the pulse wave W1 detected nth is calculated from the pulse wave area A1 of the pulse wave W1 detected first.
  • the Each pulse wave area A is an example of a representative value of each pulse wave W.
  • an envelope L1 is obtained.
  • the pulse wave area A shows a characteristic change for the measurement target person during the slow pressure increase of the compression unit 10.
  • the envelope L1 has a chevron shape that is characteristic for the measurement subject, and the shape of the envelope L1 varies depending on various circulatory system diseases.
  • the envelope L1 may be, for example, an envelope having an amplitude of a plurality of pulse waves W or an envelope having an area of the plurality of pulse waves W.
  • the circulatory function determination unit 80 treats the output from the variable value calculation unit 70 as a plurality of data pairs in which the cuff pressure C indicating the detection order of the pulse waves W1 to Wn and the pulse wave area A are combined.
  • the circulatory function determination unit 80 performs a calculation using the pulse wave area A and a predetermined function, and generates converted information.
  • the circulatory function determining unit 80 calculates a cumulative added pulse wave value B such as a cumulative added value of the pulse wave area shown in FIG. 4B from the pulse wave area A shown in FIG. To do.
  • the cumulative added pulse wave value B is an example of converted information.
  • the cumulative added pulse wave value B1 corresponding to the cuff pressure C1 is the pulse wave area A1.
  • the cumulative added pulse wave value B2 corresponding to the cuff pressure C2 is a pulse wave area A1 + A2.
  • the cumulative added pulse wave value B3 corresponding to the cuff pressure C3 is a pulse wave area A1 + A2 + A3.
  • the circulatory function determining unit 80 includes a plurality of coordinates (C1, B1), (C2, B2), ..., (Cn, generated by combining the cuff pressure (Cn) and the cumulative added pulse wave value (Bn).
  • the variable value is calculated using Bn).
  • the plurality of coordinates may be referred to as a plurality of data pairs in which the cuff pressure C indicating the detection order of the pulse waves W1 to Wn and the cumulative added pulse wave value B are combined.
  • the cuff pressure C during the pulse wave detection period TX functions as one variable, whereby a plurality of data pairs related to the pulse wave can be acquired.
  • the cumulative addition ratio D is the cumulative added pulse wave value with respect to the maximum cumulative added pulse wave value Bn (100%) obtained by cumulatively adding the areas A1 to An of all the pulse waves W1 to Wn detected in the pulse wave detection period TX.
  • B1 to Bn is a normalized value (%), which is also referred to as a normalized accumulated pulse wave value.
  • the circulatory function determining unit 80 calculates the cumulative addition ratio D by sequentially adding the detected pulse wave area A from the low pressure side of the cuff pressure C.
  • a characteristic line or envelope L2 indicating the relationship between the cuff pressure C and the cumulative addition ratio D reflects a change in blood vessel volume and indicates a mechanical characteristic of the blood vessel.
  • the envelope L2 of the cumulative addition ratio D rises slightly at the beginning as the compression pressure of the cuff 11 increases, rapidly rises at a certain characteristic cuff pressure, and exceeds the characteristic cuff pressure. The degree of increase gradually decreases.
  • the characteristic cuff pressure may be referred to as the cuff pressure when the increase in the cumulative addition ratio D is the maximum.
  • the pressures P11, P21,... Pn1 on the horizontal axis in FIG. 6 indicate the cuff pressure C at regular intervals in order from the low pressure side. From the characteristic line or envelope L2 indicating the relationship between the pressures P11, P21,... Pn1 and the cumulative addition ratio D, a plurality of data pairs in which the cuff pressure C and the cumulative addition ratio D are combined in order from the low pressure side (P11, D1), (P21, D2),..., (Pn1, Dn) can be extracted.
  • the circulatory function determining unit 80 has an arithmetic expression (1) for calculating the feature amount Y1.
  • the circulatory function determination unit 80 calculates the feature value Y1 by substituting the variable values (D1... Dn) calculated by the variable value calculation unit 70 into the calculation formula (1).
  • Y1 b0 + b1 ⁇ D1 + b2 ⁇ D2 +... + Bn ⁇ Dn (1)
  • the feature amount Y1 quantitatively indicates the vascular hardness level as an index of the vascular state.
  • the plurality of coefficients b0, b1,..., Bn in the calculation formula (1) for calculating the feature amount Y1 are, for example, PLS analysis using a general vascular hardness index CAVI (Cardio-Ankle Vascular index) as an objective variable
  • CAVI Cerdio-Ankle Vascular index
  • pulse waves of a plurality of subjects having different CAVI values may be measured.
  • the pressure control unit 20, the pressure detection unit 30, and the pulse wave detection unit 40 of the circulatory function computing device 1, a data string “(P11, D1), ( P21, D2), ..., (Pn1, Dn) ".
  • PLS analysis By performing PLS analysis on the data strings of a plurality of subjects, it is possible to determine a plurality of coefficients of the arithmetic expression (1).
  • the circulatory function determining unit 80 has a gauge G1 for the feature amount Y1.
  • the circulatory function determination unit 80 displays the calculated feature value Y1 on the gauge G1, thereby displaying the vascular hardness or the vascular hardness level indicating the circulatory function of the measurement subject.
  • the gauge G1 has regions R1, R2, and R3. Under the regions R1, R2, and R3, the value of the corresponding feature amount Y1 is shown.
  • a region R1 of the gauge G1 indicates that the blood vessel hardness is sufficiently smaller than the disease risk boundary value.
  • a region R2 of the gauge G1 indicates that the blood vessel hardness is near the disease risk boundary value.
  • a region R3 of the gauge G1 indicates that the blood vessel hardness is sufficiently higher than the disease risk boundary value.
  • the determination result message “Your blood vessel hardness is 8.5.
  • the blood vessel hardness level is 2.
  • the boundary region” may be displayed on the display unit 100.
  • the circulatory function computing device 1 stores an arithmetic expression for multivariate analysis in advance, and substitutes a plurality of variable values calculated or extracted from pulse wave information into variables of the arithmetic expression for multivariate analysis stored in advance. Is used to calculate a feature value Y1 that is an index of cardiovascular function. Since the plurality of variable values calculated or extracted from the pulse wave information are used for the calculation of the feature amount Y1, the circulatory function index can be calculated with high accuracy. On the other hand, in a hypothetical example in which a circulatory function index is calculated using a single variable value obtained from pulse wave information, the calculation accuracy is relatively low.
  • the circulatory function computing device 1 has the following effects.
  • the feature quantity calculation unit 50 applies a plurality of variable values calculated or extracted from the pulse wave information to the variable of the calculation formula (1) having a plurality of variables and a plurality of coefficients obtained in advance by multivariate analysis. Substitute and determine cardiovascular function. For this reason, the calculation accuracy of the feature quantity Y1 as an index of the circulatory function is improved.
  • the feature quantity calculation unit 50 determines the circulatory function using the cumulative addition ratio D (envelope L2) as converted information obtained by performing a function calculation from the envelope L1. For this reason, the characteristic value Y1 representing the characteristic of the cardiovascular function specific to the measurement subject can be acquired, and the sensitivity of the measurement is improved.
  • the feature value calculation unit 50 uses a value obtained by converting the pulse wave areas A of the plurality of pulse waves W as a variable value for calculation of the feature value of the circulatory function. For this reason, the calculation result of the feature value of the circulatory function is more resistant to data noise than the case where the peak height of the pulse wave W is used as a variable value, and the calculation accuracy of the feature value Y1 of the circulatory function is high. Will improve.
  • the feature quantity calculation unit 50 calculates the variable value using the envelope L1, discrete data of the pulse wave indicating the circulatory function is acquired as continuous data. For this reason, a plurality of variables independent of the heart rate can be acquired, and the calculation accuracy of the feature amount Y1 is improved.
  • Pressure control of the cuff 11 in the pulse wave detection period TX is a slight increase in pressure.
  • the feature amount calculation unit 50 uses all the pulse waves W detected in the pulse wave detection period TX for the calculation of the variable value. For this reason, the calculation accuracy of the circulatory function is improved as compared with the comparative example using a part of the pulse wave W detected in the pulse wave detection period TX.
  • the display unit 100 has a liquid crystal screen.
  • the display unit 100 can quickly display the determination result of the circulatory function acquired directly from the feature amount calculation unit 50.
  • the circulatory function calculating device 1 is configured to calculate a feature quantity quantitatively indicating a blood vessel state or a circulatory function.
  • the feature amount can be expressed in the gauge G1 by a numerical value indicating the blood vessel state or the circulatory function. For this reason, it is easy for the measurement subject to grasp the level of the cardiovascular function.
  • the circulatory function calculating device 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that it is configured to perform discriminant analysis as multivariate analysis.
  • the feature quantity computing unit 50 extracts a plurality of slopes V from the envelope L2 of the cumulative addition ratio D, and uses the plurality of slopes V as variable values.
  • Each inclination V is a change amount of the cumulative addition ratio D with respect to a predetermined cuff pressure change amount during the pulse wave detection period TX.
  • the cuff pressures C1, C2,... Cn correspond to the detection order of the pulse waves W1 to Wn.
  • “Cn ⁇ C (n ⁇ 1)” indicates a predetermined amount of change in cuff pressure.
  • “Qn” indicates the cumulative addition ratio D corresponding to “Cn”.
  • the feature amount calculation unit 50 generates a plurality of data pairs “(C1, V1), (C2, V2),..., (Cn, Vn)” in order from the low pressure side from the envelope L2 of the cumulative addition ratio D. To do.
  • the circulatory function determining unit 80 has an arithmetic expression (2) for calculating the feature amount Y2.
  • the circulatory function determination unit 80 calculates the feature value Y2 by substituting the variable value calculated by the variable value calculation unit 70 into the calculation formula (2).
  • the feature amount Y2 indicates a value corresponding to the diabetes discriminant value as an index of the blood vessel state.
  • the plurality of coefficients c1, c2,... Cn included in the calculation formula (2) for calculating the feature amount Y2 are obtained by discriminant analysis using, for example, the presence or absence of diabetes as one disease related to the cardiovascular function as an objective variable. It can be a coefficient of the given linear discriminant function equation.
  • pulse waves of a plurality of subjects suffering from diabetes and a plurality of subjects who are not diabetic may be measured.
  • the compression unit 10 the pressure control unit 20, the pressure detection unit 30, and the pulse wave detection unit 40 of the circulatory function computing device 1
  • a data string (C1, V1), (C2, V2), ..., (Cn, Vn) are acquired.
  • a plurality of coefficients of the arithmetic expression (2) can be determined.
  • the circulatory function determination unit 80 has a gauge G2 for the feature amount Y2.
  • the cardiovascular function determination unit 80 displays the possibility of diabetes related to the cardiovascular function of the measurement subject by displaying the calculated feature value Y2 on the gauge G2.
  • the gauge G2 has regions X1 and X2Z, and the value of the corresponding feature amount Y2 is shown below the regions X1 and X2.
  • a region X1 of the gauge G2 indicates a state where the possibility of diabetes is low.
  • a region X2 of the gauge G2 indicates a state where there is a high possibility of diabetes.
  • the determination result message “You may have diabetes” may be displayed on the display unit 100.
  • the circulatory function calculating device 1 of the second embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (7) of the first embodiment.
  • the circulatory function determining unit 80 performs discriminant analysis using the change amount of the cumulative addition ratio D for each predetermined cuff pressure change amount or the slope V of the envelope L2 of the cumulative addition ratio D. For example, a plurality of inclinations V and pressures corresponding to the plurality of inclinations V can be acquired from the envelope L2. Since a plurality of variable values can be calculated or extracted from the pulse wave information without depending on the number of pulse waves W or the heart rate detected during the pulse wave detection period TX, the heart rate that can be different for each measurement It is possible to reduce the measurement error due to.
  • the circulatory function computing device 1 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that it is configured to perform principal component analysis as multivariate analysis.
  • the feature amount calculation unit 50 calculates a plurality of cuff pressure change amounts (hereinafter referred to as “pressure”) corresponding to a predetermined change amount of the cumulative addition ratio D from the envelope L2 of the cumulative addition ratio D. Difference E ") is calculated, and the plurality of pressure differences E are used as variable values.
  • pressure a plurality of cuff pressure change amounts
  • the feature amount calculation unit 50 generates a plurality of data pairs “(M1, E1), (M2, E2),..., (Mn, En)” in order from the low pressure side from the envelope L2 of the cumulative addition ratio D.
  • M1, M2,... Mn may be cumulative addition ratios D corresponding to the pressures P1, P2,.
  • Mn ⁇ M (n ⁇ 1)” indicates the amount of change in the cumulative addition ratio D corresponding to the nth detected pulse wave.
  • the circulatory function determining unit 80 has arithmetic expressions (3) and (4) for calculating the feature quantities Z11 and Z21.
  • the circulatory function determination unit 80 calculates the feature value Z11 and the feature value Z21 by substituting the variable value calculated by the variable value calculation unit 70 into the calculation formulas (3) and (4).
  • Z11 a11 ⁇ E1 + a12 ⁇ E2 +... + A1n ⁇ En (3)
  • Z21 a21 ⁇ E1 + a22 ⁇ E2 +... + A2n ⁇ En (4)
  • the feature amounts Z11 and Z21 are different indicators of the first and second blood vessel states.
  • the circulatory function determining unit 80 holds a graph S having an axis of the feature quantity Z1 and an axis of the feature quantity Z2.
  • Graph S is an example of a cardiovascular disease risk map.
  • the circulatory function determination unit 80 determines the circulatory function of the measurement subject by plotting on the graph S points having the feature amount Z11 and the feature amount Z21 calculated by the arithmetic expressions (3) and (4). To do.
  • the relationship between the feature values Z1 and Z2 and the cardiovascular function is determined by the meaning of the feature values Z1 and Z2 by principal component analysis. For example, in FIG. 11, a region S2 corresponding to a small feature amount Z1 indicates that the measurement subject has or may develop dyslipidemia. A region S1 corresponding to a large feature amount Z2 indicates that the measurement subject has or may develop diabetes. A region S3 corresponding to the small feature amount Z2 indicates that the measurement subject has or may develop hypertension.
  • pulse waves of a plurality of subjects with different vascular states may be measured.
  • the pressure control unit 20, the pressure detection unit 30, and the pulse wave detection unit 40 of the circulatory function computing device 1 a data string “(M1, E1), (M2) from each of a plurality of subjects. , E2),..., (Mn, En) ”.
  • a plurality of coefficients are determined by performing principal component analysis on the data strings of a plurality of subjects.
  • the circulatory function computing device 1 of the third embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (8) of the first embodiment.
  • the circulatory function calculating device 1 is configured to use a multivariable arithmetic expression obtained by principal component analysis which is multivariate analysis. For this reason, fluctuations of multi-variables can be reduced, and robust feature values can be calculated.
  • the feature quantity computing unit 50 calculates the feature quantities Z11 and Z21 from the pulse wave W, and determines the circulatory function based on the graph S having axes for both the feature quantities Z11 and Z21. Since both the calculated feature quantities Z11 and Z21 and the area related to the circulatory function included in the graph S are displayed at the same time, the measurement subject can easily understand the result.
  • the cardiovascular function computing device 1 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that it is configured to perform qualitative analysis as multivariate analysis.
  • FIG. 12 shows a derivative generated by differentiating a characteristic line (for example, envelope L1 in FIG. 3) indicating the characteristic of the representative value of the pulse wave such as the area (or amplitude) of the pulse wave W and the cuff pressure C.
  • Curve L3 is shown.
  • the horizontal axis in FIG. 12 indicates the cuff pressure C.
  • shaft of FIG. 12 shows the pulse wave area envelope differential value as converted information. Since the characteristic line (for example, envelope L1) indicating the characteristics of the area (or amplitude) of the pulse wave W and the cuff pressure C is typically a mountain shape, the differential curve L3 of the characteristic line is a lateral S-shape. Has a shape.
  • the differential curve L3 indicates the amount of change in the area (or amplitude) of the pulse wave W with respect to the change in the cuff pressure C.
  • the differential curve L3 indicates the change speed of the area (or amplitude) of the pulse wave W.
  • the differential curve L3 shows the mechanical characteristics of the blood vessel.
  • pressures P1, P2,... Pn on the horizontal axis indicate predetermined cuff pressures C.
  • the feature amount calculation unit 50 generates a plurality of data pairs “(P1, dA1 / dP), (P2, dA2 / dP),..., (Pn, dAn / dP)” in order from the low pressure side from the differential curve L3. Extract.
  • the differential value “dAn / dP” included in each data pair may be an approximate value calculated according to the arithmetic expression (5).
  • the circulatory function determining unit 80 has an arithmetic expression (6) for calculating the feature amount Y3.
  • the circulatory function determination unit 80 calculates the feature value Y3 by substituting the variable value calculated by the variable value calculation unit 70 into the calculation formula (6).
  • Rn in the arithmetic expression (6) is an abbreviation for the differential value “dAn / dP”.
  • the arithmetic expression (6) can be a discriminant based on the Euclidean distance with the objective variable as the disease group.
  • the cardiovascular function determination unit 80 qualitatively determines the measurement result according to the discriminant value indicating the risk level of the disease.
  • the terms R11, R21,..., Rn1 in the equation (6) are predetermined reference values, and “R12, R22,..., Rn2” are calculated values corresponding to the measurement results of the measurement subject.
  • the circulatory function determining unit 80 has a gauge G3 for the feature amount Y3.
  • the cardiovascular function determination unit 80 displays the calculated feature value Y3 on the gauge G3, thereby displaying the degree of disease risk related to the cardiovascular function of the measurement subject.
  • the gauge G3 has regions F1, F2, and F3, and the value of the corresponding feature amount Y3 is shown below the regions F1, F2, and F3.
  • a region F1 of the gauge G3 indicates that the disease risk is low.
  • a region F3 of the gauge G3 indicates that the disease risk is high.
  • a region F2 of the gauge G3 indicates that the disease risk is intermediate.
  • the effects (1) to (6) of the first embodiment are achieved.
  • the feature quantity computing unit 50 may compute the feature quantities Z11 and Z21 using multiple regression analysis instead of computing the feature quantities Z11 and 21 using principal component analysis.
  • an arithmetic expression obtained in advance by multiple regression analysis is used.
  • an optimal regression model of the objective variable can be created from a plurality of explanatory variables, and an accurate calculation value can be obtained.
  • a canonical correlation analysis may be used instead of the multiple regression analysis. In this case, it is possible to calculate a coefficient that maximizes the correlation with respect to a plurality of cardiovascular functions, and it is possible to calculate a feature amount that accurately represents each cardiovascular function.
  • the circulatory function computing device 1 may display the determination result of the circulatory function with a text message in addition to or instead of displaying the determination result of the circulatory function on the graph S. You may notify by a voice message. Examples of the text message include “is a high risk area for arteriosclerosis”. In addition to the display of the area on the graph S, the level of the circulatory function according to the feature amounts Z11, 21 such as “the hardness of the blood vessel is level 4” and “the degree of clogging is level 6” may be displayed.
  • the feature amount calculation unit 50 of the third embodiment may calculate one or more feature amounts instead of calculating the two feature amounts Z11 and Z21.
  • the cardiovascular function can be determined based on more detailed numerical values and classification.
  • the pressure control of the cuff 11 in the pulse wave detection period TX is not limited to the slight pressure increase.
  • the pressure control of the cuff 11 in the pulse wave detection period TX may be a slight pressure reduction.
  • the pressure control unit 20 first expands the cuff 11 to increase the compression pressure P to the second pressure PB, and then gradually increases the compression pressure P from the second pressure PB to the first pressure PA. To lower.
  • the pulse wave detection period TX is a period from the time when the second pressure PB is reached to the time when the first pressure PA is reached. Thereafter, the pressure control unit 20 discharges air from the cuff 11. In the pulse wave measurement during the slow depressurization, the pulse wave generation point tends to appear more clearly than in the case of the slow increase pressure, so that the blood pressure can be measured accurately.
  • the circulatory function computing device 1 of the embodiment is not limited to having the display unit 100, and may have a connection terminal for supplying the determination result to an external device instead of or in addition to the display unit 100. In this case, the determination result can be displayed on the external device. Alternatively, since it is easy to prepare various applications in an external device, the convenience of data accumulation and analysis is improved.
  • the feature amount calculation unit 50 of the embodiment preferably calculates the feature amount (Y1, Y2, Y3, Z11, Z21) using all the pulse waves W detected in the pulse wave detection period TX.
  • the calculation unit 50 calculates the feature amount (Y1, Y2, Y3, Z11, Z21) using a part of the pulse waves W detected during the pulse wave detection period TX, preferably two or more pulse waves. Good.
  • the feature amount calculation unit 50 of the embodiment may use a blood pressure difference between the inside and outside of the blood vessel.
  • the internal / external pressure difference of the blood vessel can be calculated from the difference between the average blood pressure value and the compression pressure.
  • the measurement target portion of the measurement subject is not limited to the upper arm, and may be, for example, the wrist or the lower leg.
  • FIG. 4B is a preferred example of a map that directly shows the relationship between a plurality of compression pressures and a plurality of cumulative added pulse wave values.
  • 5, 6, 8, 10, and 12 are preferable examples of maps that indirectly show the relationship between a plurality of compression pressures and a plurality of cumulative added pulse wave values.

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Abstract

循環器機能演算装置（１）は、圧迫部（１０）、圧力検知部（３０）、圧力制御部（２０）、脈波検出部（４０）および特徴量演算部（５０）を有する。圧迫部（１０）は、測定対象者の測定対象部を圧迫する。圧力検知部（３０）は、圧迫部（１０）により発生する圧迫圧力を検知する。脈波検出部（４０）は、圧力制御部（２０）による圧迫圧力変化過程において圧力検知部（３０）からの出力信号に基づいて複数の脈波（Ｗ）を検知する。特徴量演算部（５０）は、複数の脈波（Ｗ）についての脈波情報を少なくとも組み合わせることにより変換済情報を生成し、変換済情報から複数の変量値を生成し、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に、複数の変量値を代入して循環器機能の特徴量を演算する。

Description

循環器機能演算装置
　本発明は、循環器機能演算装置に関する。
　特許文献１の循環器機能演算装置は、圧迫部、圧力検知部、脈波検出部、および特徴量演算部を有する。圧迫部が測定対象者の測定対象部を圧迫したとき、圧力検知部は、圧迫部により発生された圧迫圧力を検知し、脈波検出部は、圧力検知部からの出力信号に基づいて脈波情報を検知する。特徴量演算部は、脈波情報に基づいて測定対象者の循環器機能の指標を演算する。特徴量演算部は、脈波振幅パターン部分に整合する台形パターンを特定する。特徴量演算部は、循環器機能の指標として、台形パターンに整合された脈波振幅パターン部分の上底の値を演算する。
特開２００５‐３２３８５３号公報
　上記公報の循環器機能演算装置により検知される脈波情報は、ハードウェア特定、生体特性、および測定環境に影響される。ハードウェア特性は、例えば圧迫部および圧力検知部等の特性であり得る。生体特性は、例えば測定対象者の年齢、測定対象部の大きさ、脂肪と筋肉との割合、性別、および人種等の特性であり得る。測定環境は、例えば測定対象者と圧迫部との位置関係、および測定対象者の測定姿勢の変化であり得る。このため、循環器機能演算装置は、測定対象者の実際の状態から乖離した演算結果を出力することがある。
　循環器機能演算装置の演算精度を向上することにより、ハードウェア特性、生体特性、および測定環境等から演算結果への影響を低減できる。
　上記公報の循環器機能演算装置では、台形パターンに整合された脈波振幅パターン部分の上底の値のみを用いており、取得した脈波情報のうち他の特徴部分を考慮していない。しかし、考慮されていない他の特徴部分にも、循環器機能を反映するものがある。このため、循環器機能の指標の演算精度は向上の余地がある。
　本発明は、循環器機能の指標の演算精度を向上できる循環器機能演算装置を提供することを目的とする。
　本発明の一局面に従う循環器機能演算装置は、測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、前記複数の脈波についての脈波情報を少なくとも組み合わせることにより変換済情報を生成し、前記変換済情報から複数の変量値を演算または抽出し、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に前記複数の変量値を代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部とを備える。
　この構成によれば、上記特徴量演算部が、予め多変量解析により求められた複数の変数および係数を有する演算式に、脈波情報から演算又は抽出した複数の変量値を代入して循環器機能の判定を行う。このため、循環器機能の指標の演算精度を向上できる。
　一例では、前記特徴量演算部は、前記複数の脈波の代表値を累積加算して前記変換済情報としての複数の累積加算脈波値を生成し、前記複数の累積加算脈波値の各々を前記累積加算脈波値の最大値に対して正規化することによって、前記複数の変量値としての複数の累積加算比率を演算するように構成されている。
　一例では、前記複数の脈波の前記代表値は前記複数の脈波の面積であり、各累積加算脈波値は、脈波の面積の累積加算値である。
　一例では、前記特徴量演算部は、前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの前記累積加算比率の変化量、前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの、前記累積加算比率と前記圧迫圧力との関係を示す特性線の傾き、前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの、前記累積加算比率の前記特性線の積分値、前記累積加算比率を演算処理して得た値のうちいずれかを前記変量値として用いるように構成されている。
　一例では、前記特徴量演算部は、前記累積加算比率が所定量変化したときの前記圧迫圧力の変化量、前記累積加算比率が所定量変化したときの、前記圧迫圧力と前記累積加算比率との関係を示す特性線の傾き、前記累積加算比率が所定量変化したときの、前記圧迫圧力の前記特性線の積分値、前記圧迫圧力を演算処理して得た値のうちいずれかを前記変量値として用いるように構成されている。
　一例では、前記循環器機能の前記特徴量は、血管状態を定量的に示す値であり、前記特徴量演算部は、前記特徴量の演算結果を用いて前記血管状態を判定する。
　一例では、前記特徴量演算部は、前記特徴量と、特定の循環器疾病を判別するための判別値とを比較し、前記特定の循環器疾病に関する前記測定対象者の状態を表す判別結果を生成する。
　一例では、前記演算式は、多変量解析である主成分分析により予め求められ、前記特徴量演算部は、前記特徴量を主成分の値として演算し、前記主成分の演算結果から前記循環器機能を判定する。
　一例では、前記特徴量演算部は、前記複数の脈波の代表値を累積加算して、前記複数の圧迫圧力にそれぞれ対応する複数の累積加算脈波値を前記変換済情報として演算し、前記複数の累積加算脈波値の各々を前記累積加算脈波値の最大値に対して正規化することによって、前記複数の変量値としての複数の累積加算比率を算出し、前記圧迫圧力と前記累積加算比率との関係を示す包絡線を特定し、前記包絡線を前記圧迫圧力の所定変化量毎にまたは前記累積加算比率の所定変化量毎に分割し、前記包絡線の複数の分割部分にそれぞれ対応する複数の値を前記複数の変量値として用いる。
　好ましい例の循環器機能演算装置は、測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、前記複数の脈波の代表値を少なくとも組み合わせることにより、前記複数の脈波が検出された時の複数の圧迫圧力にそれぞれ対応する複数の累積加算脈波値を生成し、前記複数の圧迫圧力と前記複数の累積加算脈波値との関係を直接にまたは間接的に示すマップから、複数の変量値を演算または抽出し、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に、前記複数の変量値を代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部とを備える。
　一例では、前記マップは、前記複数の累積加算脈波値としての複数の累積加算脈波面積と、前記複数の圧迫圧力との関係を示す。
　一例では、前記マップは、前記複数の累積加算脈波値としての複数の累積加算脈波面積の各々を前記累積加算脈波面積の最大値に対して正規化することによって算出された複数の累積加算比率と、複数の所定の圧迫圧力との関係を示す
　好ましい例の循環器機能演算装置は、測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、前記複数の脈波の代表値と前記複数の脈波が検出された時の複数の圧迫圧力との関係を示す特性線を特定し、前記特性線を微分することによって算出した複数の微分値を、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部とを備える。
　本発明によれば、循環器機能の指標の演算精度が向上した循環器機能演算装置が提供される。
第１実施形態の循環器機能演算装置のブロック図。 第１実施形態の圧力検知部により検知される圧迫圧力と時間との関係を示したグラフ。 第１実施形態の脈波検出部により検出されるカフ圧力と脈波との関係を示したグラフ。 （ａ）カフ圧力と脈波面積との関係を示したグラフ。（ｂ）カフ圧力と脈波面積の累積加算値との関係を示したグラフ。 カフ圧力と脈波面積の累積加算比率との関係を示したグラフ。 脈波面積の累積加算比率の特性線から抽出される複数の変量値を説明するためのグラフ。 第１実施形態の判定結果の一例を示す模式図。 脈波面積の累積加算比率の特性線から抽出される複数の変量値を説明するためのグラフ。 第２実施形態の判定結果の一例を示す模式図。 脈波面積の累積加算比率の特性線から抽出される複数の変量値を説明するためのグラフ。 第３実施形態の判定結果の一例を示す模式図。 脈波代表値の特性線から生成された微分曲線を示したグラフ。 第４実施形態の判定結果の一例を示す模式図。
　（第１実施形態）
　図１を参照して、循環器機能演算装置１の構成について説明する。
　循環器機能演算装置１は、圧迫部１０、圧力制御部２０、圧力検知部３０、脈波検出部４０、特徴量演算部５０、血圧算出部９０、および表示部１００を有する。
　圧迫部１０は、カフ１１およびチューブ１２を有する。カフ１１は、測定対象者の測定対象部に巻きれる。好ましい例では測定対象部は上腕である。カフ１１は、エアーが供給されることにより膨張し、測定対象部を圧迫する。チューブ１２は、カフ１１と圧力制御部２０のエアーポンプ（図示略）およびエアー排出弁（図示略）とを接続している。
　圧力制御部２０は、圧迫部１０へのエアーの供給および排出を制御することにより、カフ１１の内部の圧力（以下、圧迫圧力Ｐ）を変化させる。カフ１１の内部の圧力は、圧力制御部２０は、エアーポンプ（図示略）およびエアー排出弁（図示略）を有する。圧力制御部２０は、圧迫圧力Ｐを増加させるとき、エアーポンプを駆動させ、カフ１１へエアーを供給する。圧力制御部２０は、圧迫圧力Ｐを減少させるとき、エアー排出弁を開弁させ、カフ１１からエアーを排出する。
　圧力検知部３０は、圧迫部１０が測定対象部を圧迫するときの圧迫圧力Ｐを検知する。圧力検知部３０は、圧力センサー（図示略）およびＡ／Ｄ変換器（図示略）を有する。圧力検知部３０は、圧力センサーにより検出した圧迫部１０の圧迫圧力Ｐを、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号よりなる圧力信号に変換する。圧力検知部３０により変換された圧力信号は、脈波検出部４０および血圧算出部９０に出力される。
　脈波検出部４０は、圧力検知部３０からの圧力信号に基づいて脈波情報を検出する。例えば、脈波検出部４０は、フィルタ回路を有し、そのフィルタ回路において圧力検知部３０からの出力信号から直流成分等の所定の周波数成分を除去することにより脈波信号を生成し、その脈波信号から脈波の振幅を検出し、検出した脈波の振幅を示す振幅信号を特徴量演算部５０に出力する。
　特徴量演算部５０は、脈波情報記憶部６０、変量値算出部７０、および循環器機能判定部８０を有する。脈波情報記憶部６０は、脈波検出部４０からの振幅信号を圧迫圧力Ｐと対応付けて脈波情報記憶部６０に記憶する。変量値算出部７０は、脈波情報記憶部６０に記憶された脈波の振幅から複数の変量値を演算又は抽出する。循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０により演算された複数の変量値を予め設定された演算式に代入して測定対象者の循環器機能を判定する。循環器機能判定部８０は、測定対象者の循環器機能の判定結果を表示部１００に出力する。
　血圧算出部９０は、圧力検知部３０により検出される圧迫圧力Ｐと、脈波検出部４０により検出される脈波の振幅値との関係からオシロメトリック法などの所定のアルゴリズムを用いて、測定対象者の最高血圧、最低血圧、および平均血圧を推定または算出する。血圧算出部９０は、血圧の算出結果を表示部１００に出力する。
　表示部１００は、液晶画面を有する。表示部１００は、循環器機能判定部８０の判定結果、及び、血圧算出部９０により算出された測定対象者の最高血圧、最低血圧、および平均血圧を表示する。
　図２～図６を参照して、循環器機能の判定について説明する。
　図２に示されるように、循環器機能の判定を行うとき、圧力制御部２０は、圧迫圧力Ｐを変化させる。例えば、圧力制御部２０は、カフ１１を膨張させて、圧迫圧力Ｐを第１圧力ＰＡまで上昇させる。圧力制御部２０は、圧迫圧力Ｐを第１圧力ＰＡまで上昇させた後、圧迫圧力Ｐの上昇速度を低下させる。圧力制御部２０は、圧迫圧力Ｐを第１圧力ＰＡよりも高い第２圧力ＰＢまで上昇させる。その後、圧力制御部２０は、カフ１１からエアーを排出して圧迫圧力Ｐを低下させる。
　第１圧力ＰＡおよび第２圧力ＰＢは、一般的な血圧範囲を測定できるように設定されている。圧力制御部２０が圧迫圧力Ｐを第１圧力ＰＡから第２圧力ＰＢまで上昇させる期間（以下、脈波検出期間ＴＸ）において、圧力検知部３０により検知される圧迫圧力Ｐは、一心周期に対応する各脈波Ｗによって変動する。
　図３の例では、カフ圧力Ｃの上昇中に測定された順に複数の脈波Ｗ１、Ｗ２…Ｗｎが示されている。図３の横軸は、脈波検出期間ＴＸにおける圧迫部１０へのエアーの供給量と対応する圧迫部１０の圧力（以下、カフ圧力Ｃ）を示す。制御された速度でカフ圧力Ｃが変化しているときに生じる圧迫圧力Ｐの急峻な変化は、脈波Ｗの発生を示す。カフ圧力Ｃは、圧迫圧力Ｐから脈波Ｗの影響を除いた値であり得る。脈波検出部４０により検出される脈波信号は、カフ圧力Ｃに対する圧迫圧力Ｐの変化と対応する。
　複数の脈波Ｗ１、Ｗ２…Ｗｎは、血管の内外圧力差に応じた血管容積の変化を反映している。このため、血圧、循環器機能、および生体の力学的機能を含んだ複合的な情報を脈波Ｗ１、Ｗ２…Ｗｎから取得することができると考えられる。特徴量演算部５０は、脈波Ｗ１、Ｗ２…Ｗｎから所望の循環器機能に応じた最適な情報を抽出することにより、循環器機能の特徴量を演算する。
　例えば、変量値算出部７０は、脈波情報記憶部６０に記憶された情報から、各脈波Ｗの面積（以下、脈波面積Ａ）とカフ圧力Ｃとの関係を示す情報（例えば、複数のデータ対（Ｃ１、Ａ１）…（Ｃｎ、Ａｎ））を変量値として演算又は抽出し、循環器機能判定部８０に出力する。脈波面積Ａは、１つの脈波Ｗが検出される期間における脈波信号を加算することにより演算することができる。脈波検出期間ＴＸにおいてｎ回の脈波Ｗが検知された場合、最初に検知された脈波Ｗ１の脈波面積Ａ１からｎ番目に検知された脈波Ｗ１の脈波面積Ａｎがそれぞれ演算される。各脈波面積Ａは、各脈波Ｗの代表値の一例である。
　カフ圧力Ｃと脈波面積Ａとの関係から、包絡線Ｌ１が得られる。脈波面積Ａは圧迫部１０の微速増圧中に測定対象者に特徴的な変化を示す。このため、包絡線Ｌ１は、測定対象者に特徴的な山形形状になり、包絡線Ｌ１の形状は、各種循環器系疾患によって変化する。包絡線Ｌ１は、例えば、複数の脈波Ｗの振幅の包絡線または複数の脈波Ｗの面積の包絡線であり得る。
　循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０からの出力を、脈波Ｗ１～Ｗｎの検出順を示すカフ圧力Ｃと、脈波面積Ａとが組み合わせられた複数のデータ対として取り扱う。循環器機能判定部８０は、脈波面積Ａと所定の関数とを用いた演算を行い、変換済情報を生成する。例えば、循環器機能判定部８０は、図４（ａ）に示される脈波面積Ａから、図４（ｂ）に示される脈波面積の累積加算値のような累積加算脈波値Ｂを演算する。累積加算脈波値Ｂは変換済情報の一例である。カフ圧力Ｃ１に対応する累積加算脈波値Ｂ１は、脈波面積Ａ１である。カフ圧力Ｃ２に対応する累積加算脈波値Ｂ２は、脈波面積Ａ１＋Ａ２である。カフ圧力Ｃ３に対応する累積加算脈波値Ｂ３は、脈波面積Ａ１＋Ａ２＋Ａ３である。循環器機能判定部８０は、カフ圧力（Ｃｎ）と累積加算脈波値（Ｂｎ）とを組み合わせることによって生成された複数の座標（Ｃ１，Ｂ１），（Ｃ２，Ｂ２），…，（Ｃｎ，Ｂｎ）を用いて変量値を演算する。これら複数の座標は、脈波Ｗ１～Ｗｎの検出順を示すカフ圧力Ｃと、累積加算脈波値Ｂとが組み合わせられた複数のデータ対と呼ぶことがある。このように、脈波検出期間ＴＸ中のカフ圧力Ｃが一変数として機能することにより、脈波に関する複数のデータ対を取得することができる。
　図５及び図６の横軸は、カフ圧力Ｃを示している。図５及び図６の縦軸は、累積加算比率Ｄを示している。累積加算比率Ｄは、脈波検出期間ＴＸに検出した全ての脈波Ｗ１～Ｗｎの面積Ａ１～Ａｎを累積加算した最大累積加算脈波値Ｂｎ（１００％）に対して、累積加算脈波値Ｂ１～Ｂｎの各々を正規化した値（％）であり、正規化された累積加算脈波値ともいう。循環器機能判定部８０は、検出された脈波面積Ａをカフ圧力Ｃの低圧側から順番に加算することを経て、累積加算比率Ｄを算出する。カフ圧力Ｃと累積加算比率Ｄとの関係を示す特性線または包絡線Ｌ２は血管容積の変化を反映しており、血管の力学特性を示す。累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２は、カフ１１の圧迫圧力が増加するにしたがって、始めは小さく上昇し、ある特徴的なカフ圧力のときに急激に上昇し、その特徴的なカフ圧力を超えると徐々に上昇度合が小さくなっていく。特徴的なカフ圧力は、累積加算比率Ｄの増加が最大であるときのカフ圧力と呼ぶことがある。
　図６の横軸の圧力Ｐ１１，Ｐ２１，…Ｐｎ１は一定間隔毎のカフ圧力Ｃを低圧側から順番に示す。圧力Ｐ１１，Ｐ２１，…Ｐｎ１と累積加算比率Ｄとの関係を示す特性線または包絡線Ｌ２から、低圧側から順番にカフ圧力Ｃと累積加算比率Ｄとが組み合わせられた複数のデータ対（Ｐ１１，Ｄ１）、（Ｐ２１，Ｄ２）、…、（Ｐｎ１，Ｄｎ）からなるデータ列を抽出することができる。
　循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ１を演算するための演算式（１）を有している。循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０により算出された変量値（Ｄ１…Ｄｎ）を演算式（１）に代入して特徴量Ｙ１を演算する。
　Ｙ１＝ｂ０＋ｂ１×Ｄ１＋ｂ２×Ｄ２＋…＋ｂｎ×Ｄｎ　…（１）
　特徴量Ｙ１は、血管状態の指標としての血管硬さレベルを定量的に示す。
　特徴量Ｙ１を演算するための演算式（１）の複数の係数ｂ０，ｂ１…ｂｎは、例えば、一般的な血管硬さ指標であるＣＡＶＩ（Cardio－Ankle Vascular index）を目的変数としたＰＬＳ分析によって得られたＰＬＳモデル式の係数であり得る。
　各係数を決定するために、互いにＣＡＶＩ値の異なる複数の被験者の脈波を測定してもよい。例えば、循環器機能演算装置１の圧迫部１０、圧力制御部２０、圧力検知部３０、および脈波検出部４０を用いて、複数の被験者の各々から、データ列「（Ｐ１１，Ｄ１）、（Ｐ２１，Ｄ２）、…、（Ｐｎ１，Ｄｎ）」を取得する。複数の被験者のデータ列に対してＰＬＳ分析を行うことにより演算式（１）の複数の係数を決定することができる。
　図７に示されるように、循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ１についてのゲージＧ１を有している。循環器機能判定部８０は、算出した特徴量Ｙ１をゲージＧ１上に表示することにより、測定対象者の循環器機能を示す血管硬さまたは血管硬さレベルを表示する。図示した例では、ゲージＧ１は領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を有しており、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の下には、対応する特徴量Ｙ１の値が示されている。ゲージＧ１の領域Ｒ１は、血管硬さが疾患リスク境界値よりも十分小さいことを示す。ゲージＧ１の領域Ｒ２は、血管硬さが疾患リスク境界値付近であることを示す。ゲージＧ１の領域Ｒ３は、血管硬さが疾患リスク境界値よりも十分に高いことを示す。判定結果のメッセージ「あなたの血管硬さは８．５です。血管硬さレベルは２です。境界領域です」が表示部１００に表示されてもよい。
　循環器機能演算装置１の作用について説明する。
　循環器機能演算装置１は、多変量解析の演算式を予め記憶しており、脈波情報から演算又は抽出した複数の変量値を予め記憶された多変量解析の演算式の変数に代入することにより循環器機能の指標となる特徴量Ｙ１を演算すてる。特徴量Ｙ１の演算には、脈波情報から演算又は抽出された複数の変量値が用いられるから、循環器機能の指標を高い精度で演算することができる。一方、脈波情報から得た単一の変量値を用いて循環器機能の指標を算出する仮想例では、演算精度は比較的低い。
　循環器機能演算装置１は、以下の効果を奏する。
　（１）特徴量演算部５０は、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式（１）の変数に、脈波情報から演算又は抽出された複数の変量値を代入して循環器機能を判定する。このため、循環器機能の指標としての特徴量Ｙ１の演算精度は向上する。
　（２）特徴量演算部５０は、包絡線Ｌ１から関数演算して得られた変換済情報としての累積加算比率Ｄ（包絡線Ｌ２）を用いて循環器機能を判定する。このため、測定対象者に固有の循環器機能の特徴を表す特徴値Ｙ１を取得することができ、測定の感度は向上する。
　（３）特徴量演算部５０は、循環器機能の特徴量の算出に、複数の脈波Ｗの脈波面積Ａを変換した値を変量値として用いる。このため、循環器機能の特徴量の算出結果は、脈波Ｗのピーク高さを変量値として用いる場合よりもデータノイズに対して強い耐性を有し、循環器機能の特徴量Ｙ１の演算精度は向上する。
　（４）特徴量演算部５０は、包絡線Ｌ１を用いて変量値を演算するため、循環器機能を示す脈波の離散データが連続データとして取得される。このため、心拍数に依存しない複数の変数が取得でき、特徴量Ｙ１の演算精度は向上する。
　（５）脈波検出期間ＴＸにおけるカフ１１の圧力制御は微速増圧である。この構成であれば、カフ１１による測定対象部の圧迫により血管が閉塞する前の血管状態での脈波と血管が閉塞しているときの血管状態での脈波とを計測できる。この構成は、減圧しながら脈波Ｗを検出する比較例よりも、自然な血管状態で脈波Ｗを検出することができるため、演算精度が向上する。
　（６）特徴量演算部５０は、脈波検出期間ＴＸに検出された全ての脈波Ｗを変量値の演算に用いる。このため、脈波検出期間ＴＸに検出された一部の脈波Ｗを用いる比較例よりも、循環器機能の演算精度は向上する。
　（７）表示部１００は液晶画面を有する。表示部１００は、特徴量演算部５０から直接に取得した循環器機能の判定結果を、素早く表示することができる。
　（８）循環器機能演算装置１は、血管状態または循環器機能を定量的に示す特徴量を演算するように構成されている。その特徴量は、血管状態または循環器機能を示す数値でゲージＧ１に表現することができる。このため、測定対象者は、循環器機能のレベルを把握しやすい。
　（第２実施形態）
　第２実施形態の循環器機能演算装置１は、多変量解析として判別分析を行うように構成されている点で第１実施形態と異なる。
　図８に示されるように、特徴量演算部５０は、累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２から複数の傾きＶを抽出し、それら複数の傾きＶを変量値として用いる。各傾きＶは、脈波検出期間ＴＸ中における所定のカフ圧力変化量に対する累積加算比率Ｄの変化量である。
　例えば、カフ圧力変化量Ｃ１２に対応する傾きＶ１は「Ｖ１＝（Ｑ２－Ｑ１）／（Ｃ２－Ｃ１）」により演算される。カフ圧力変化量Ｃ２３に対応する傾きＶ２は「Ｖ２＝（Ｑ３－Ｑ２）／（Ｃ３－Ｃ２）」により演算される。カフ圧力Ｃ１，Ｃ２，…Ｃｎは、脈波Ｗ１～Ｗｎの検出順に対応する。「Ｃｎ－Ｃ（ｎ－１）」は、所定のカフ圧力変化量を示す。「Ｑｎ」は、「Ｃｎ」に対応する累積加算比率Ｄを示す。特徴量演算部５０は、累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２から、低圧側から順番に「（Ｃ１，Ｖ１）、（Ｃ２，Ｖ２）、…、（Ｃｎ，Ｖｎ）」という複数のデータ対を生成する。
　循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ２を演算するための演算式（２）を有している。循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０により演算された変量値を演算式（２）に代入して特徴量Ｙ２を演算する。
　Ｙ２＝ｃ１×Ｖ１＋ｃ２×Ｖ２＋…＋ｃｎ×Ｖｎ　…（２）
　特徴量Ｙ２は、血管状態の指標としての糖尿病の判別値と対応する値を示す。
　特徴量Ｙ２を演算するための演算式（２）に含まれる複数の係数ｃ１，ｃ２，…ｃｎは、例えば循環器機能に関係する一疾病である糖尿病の有無を目的変数とした判別分析によって得られた線形判別関数式の係数であり得る。
　各係数を決定するために、糖尿病を患っている複数の被験者および糖尿病ではない複数の被験者かの脈波を測定してもよい。例えば、循環器機能演算装置１の圧迫部１０、圧力制御部２０、圧力検知部３０、および脈波検出部４０を用いて、複数の測定対象者の各々から、データ列（Ｃ１，Ｖ１）、（Ｃ２，Ｖ２）、…、（Ｃｎ，Ｖｎ）を取得する。複数の被験者のデータ列に対して判別分析を行うことにより演算式（２）の複数の係数を決定することができる。
　図９に示されるように、循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ２についてのゲージＧ２を有している。循環器機能判定部８０は、算出した特徴量Ｙ２をゲージＧ２上に表示することにより、測定対象者の循環器機能に関係する糖尿病の可能性を表示する。図示した例では、ゲージＧ２は領域Ｘ１、Ｘ２Ｚ有しており、領域Ｘ１、Ｘ２の下には対応する特徴量Ｙ２の値が示されている。ゲージＧ２の領域Ｘ１は、糖尿病の可能性が低い状態を示す。ゲージＧ２の領域Ｘ２は、糖尿病の可能性が高い状態を示す。判定結果のメッセージ「あなたは糖尿病の可能性があります。」が表示部１００に表示されてもよい。
　第２実施形態の循環器機能演算装置１は、第１実施形態の（１）～（７）の効果に加えて以下の効果を奏する。
　（９）循環器機能判定部８０は、所定のカフ圧力変化量毎の累積加算比率Ｄの変化量または累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２の傾きＶを用いて判別分析を行う。例えば包絡線Ｌ２から複数の傾きＶと、それら複数の傾きＶに対応する圧力とを取得することができる。脈波検出期間ＴＸ中に検出された脈波Ｗの数または心拍数に依存せずに、脈波情報から複数の変量値を演算又は抽出することができるため、測定毎に異なり得る、心拍数に起因する測定誤差を小さくすることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態の循環器機能演算装置１は、多変量解析として主成分分析を行うように構成されている点で第１実施形態と異なる。
　図１０に示されるように、特徴量演算部５０は、累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２から、各々が累積加算比率Ｄの所定の変化量に対応する複数のカフ圧力変化量（以下、「圧力差Ｅ」）を算出し、その複数の圧力差Ｅを変量値として使用する。
　図示した例では、圧力差Ｅ１は「Ｅ１＝Ｐ２－Ｐ１」により演算される。特徴量演算部５０は、累積加算比率Ｄの包絡線Ｌ２から、低圧側から順番に「（Ｍ１，Ｅ１）、（Ｍ２，Ｅ２）、…、（Ｍｎ，Ｅｎ）」という複数のデータ対を生成する。「Ｍ１，Ｍ２，…Ｍｎ」は、圧力Ｐ１、Ｐ２，…Ｐｎにそれぞれ対応する累積加算比率Ｄであり得る。「Ｍｎ－Ｍ（ｎ－１）」は、ｎ番目に検出された脈波に対応する累積加算比率Ｄの変化量を示す。
　循環器機能判定部８０は、特徴量Ｚ１１、Ｚ２１を演算するための演算式（３）（４）を有している。循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０により演算された変量値を演算式（３）（４）に代入して特徴量Ｚ１１および特徴量Ｚ２１を演算する。
　Ｚ１１＝ａ１１×Ｅ１＋ａ１２×Ｅ２＋…＋ａ１ｎ×Ｅｎ　…（３）
　Ｚ２１＝ａ２１×Ｅ１＋ａ２２×Ｅ２＋…＋ａ２ｎ×Ｅｎ　…（４）
　特徴量Ｚ１１、Ｚ２１は、互いに異なる第１及び第２の血管状態の指標である。
　特徴量Ｚ１１を演算するための演算式（３）に含まれる複数の係数ａ１１，ａ１２…ａ１ｎ、および特徴量Ｚ２１を演算するための演算式（４）に含まれる複数の係数ａ２１，ａ２２…ａ２ｎは、予め多変量解析としての主成分分析により決定され得る。
　図１１に示されるように、循環器機能判定部８０は、特徴量Ｚ１の軸および特徴量Ｚ２の軸を有するグラフＳを保持している。グラフＳは循環器疾病リスクマップの例である。循環器機能判定部８０は、演算式（３）および（４）により算出された特徴量Ｚ１１および特徴量Ｚ２１を有する点をグラフＳ上にプロットすることにより、測定対象者の循環器機能を判定する。
　特徴量Ｚ１，Ｚ２と循環器機能との関係は、主成分分析による特徴量Ｚ１，Ｚ２の意味づけによって決定される。例えば、図１１において、小さい特徴量Ｚ１に対応する領域Ｓ２は、測定対象者が脂質異常症を有するか又は発症する可能性があることを示す。大きい特徴量Ｚ２に対応する領域Ｓ１は、測定対象者が糖尿病を有するか又は発症する可能性があることを示す。小さい特徴量Ｚ２に対応する領域Ｓ３は、測定対象者が高血圧症を有するか又は発症する可能性があることを示す。
　演算式（３）および（４）の各係数を決定するための主成分分析について説明する。
　各係数を決定するために、互いに血管状態の異なる複数の被験者の脈波を測定してもよい。例えば、循環器機能演算装置１の圧迫部１０、圧力制御部２０、圧力検知部３０、および脈波検出部４０を用いて、複数の被験者の各々からデータ列「（Ｍ１，Ｅ１）、（Ｍ２，Ｅ２）、…、（Ｍｎ，Ｅｎ）」を取得する。複数の被験者のデータ列に対して主成分分析を行うことにより複数の係数が決定される。
　まず、データ列「（Ｍ１，Ｅ１）、（Ｍ２，Ｅ２）、…、（Ｍｎ，Ｅｎ）」を用いて第１主成分および第２～第ｎ主成分を演算するための演算式を導く。次に、各主成分を演算するための演算式に複数の被験者のデータ列を代入して、各被験者についての各主成分のスコアを演算する。
　次に、各被験者の各主成分のスコアを用いて散布図を作成する。次に、散布図から各主成分の意味づけまたは分類を行う。
　第３実施形態の循環器機能演算装置１は、第１実施形態の（１）～（８）の効果に加えて以下の効果を奏する。
　（１０）循環器機能演算装置１は、多変量解析である主成分分析によって求められた多変数演算式を用いるように構成されている。このため、多変数の持つ変動は少なくすることができ、ロバストな特徴量を算出することができる。
　（１１）特徴量演算部５０は、脈波Ｗから特徴量Ｚ１１，Ｚ２１を算出し、両特徴量Ｚ１１，Ｚ２１についての軸を有するグラフＳで循環器機能を判定する。算出した両特徴量Ｚ１１，Ｚ２１と、グラフＳに含まれる循環器機能に関連する領域とが同時に表示されるため、測定対象者は結果を理解しやすい。
　（第４実施形態）
　第４実施形態の循環器機能演算装置１は、多変量解析として定性分析を行うように構成されている点で第１実施形態と異なる。
　図１２は、脈波Ｗの面積（または振幅）のような脈波の代表値とカフ圧力Ｃとの特性を示す特性線（例えば図３の包絡線Ｌ１）を微分することによって生成された微分曲線Ｌ３を示す。図１２の横軸は、カフ圧力Ｃを示す。図１２の縦軸は、変換済情報としての脈波面積包絡線微分値を示す。脈波Ｗの面積（または振幅）とカフ圧力Ｃとの特性を示す特性線（例えば包絡線Ｌ１）は、典型的には山形状であるので、その特性線の微分曲線Ｌ３は横向きのＳ字形状を有する。微分曲線Ｌ３は、カフ圧力Ｃの変化に対する脈波Ｗの面積（または振幅）の変化量を示す。カフ圧力Ｃの変化が一定速度である場合、微分曲線Ｌ３は脈波Ｗの面積（または振幅）の変化速度を示す。微分曲線Ｌ３は、血管の力学特性を示す。
　図１２の横軸の圧力Ｐ１，Ｐ２，…Ｐｎは所定のカフ圧力Ｃを示す。特徴量演算部５０は、微分曲線Ｌ３から、低圧側から順番に「（Ｐ１，ｄＡ１／ｄＰ）、（Ｐ２，ｄＡ２／ｄＰ）、…、（Ｐｎ，ｄＡｎ／ｄＰ）」という複数のデータ対を抽出する。各データ対に含まれる微分値「ｄＡｎ／ｄＰ」は、演算式（５）に従って算出される近似値でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ３を演算するための演算式（６）を有している。循環器機能判定部８０は、変量値算出部７０により算出された変量値を演算式（６）に代入して特徴量Ｙ３を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
　演算式（６）中の「Ｒｎ」は、微分値「ｄＡｎ／ｄＰ」の省略表記である。演算式（６）は、目的変数を疾病群としたユークリッドの距離に基づく判別式であり得る。循環器機能判定部８０は、疾患のリスクレベルを示す判別値に従って、測定結果を定性的に判定する。演算式（６）中の項Ｒ１１，Ｒ２１，…，Ｒｎ１は予め決められた基準値であり、「Ｒ１２，Ｒ２２，…，Ｒｎ２」は測定対象者の計測結果に対応する算出値である。
　図１３に示されるように、循環器機能判定部８０は、特徴量Ｙ３についてのゲージＧ３を有している。循環器機能判定部８０は、算出した特徴量Ｙ３をゲージＧ３上に表示することにより、測定対象者の循環器機能に関連する疾病の危険度を表示する。図示した例では、ゲージＧ３は領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を有しており、領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の下には、対応する特徴量Ｙ３の値が示されている。ゲージＧ３の領域Ｆ１は、疾患危険度が低いことを示す。ゲージＧ３の領域Ｆ３は、疾患危険度が高いことを示す。ゲージＧ３の領域Ｆ２は、疾患危険度が中間的であることを示す。第４実施形態によれば、第１実施形態の（１）～（６）の効果を奏する。
　上記実施形態は以下のように変更してもよい。いくつかの変形例を互いに組み合わせてもよい。
　第３実施形態において、特徴量演算部５０は、主成分分析を用いて特徴量Ｚ１１，２１を演算する代わりに、多重回帰分析を用いて特徴量Ｚ１１，Ｚ２１を演算してもよい。この場合、予め多重回帰分析により得られた演算式が用いられる。この構成によれば、複数の説明変数から目的変数の最適な回帰モデルを作成でき、精度のよい演算値を得ることができる。多重回帰分析に代えて、正準相関分析を用いてもよい。この場合、複数の循環器機能に対して相関が最大となる係数を算出でき、個々の循環器機能を正確に表す特徴量を算出することができる。
　第３実施形態において、循環器機能演算装置１は、循環器機能の判定結果をグラフＳに表示することに加えてまたは代えて、循環器機能の判定結果を文字メッセージで表示してもよく、音声メッセージで通知してもよい。文字メッセージは、例えば「動脈硬化のハイリスク領域である」等が挙げられる。グラフＳ上の領域の表示に加えて、「血管の硬さはレベル４」および「詰り具合はレベル６」等の特徴量Ｚ１１，２１に応じた循環器機能のレベルを表示してもよい。
　第３実施形態の特徴量演算部５０は、２つの特徴量Ｚ１１，Ｚ２１を算出する用いる代わりに、１つのまたは３つ以上の特徴量を算出してもよい。３つ以上の特徴量を算出する場合、より詳細な数値や分類による循環器機能の判定を行うことができる。
　脈波検出期間ＴＸにおけるカフ１１の圧力制御は微速増圧に限られず、例えば、脈波検出期間ＴＸにおけるカフ１１の圧力制御は微速減圧でもよい。微速減圧する場合、圧力制御部２０は、まず、カフ１１を膨張させて、圧迫圧力Ｐを第２圧力ＰＢまで上昇させ、次に、圧迫圧力Ｐを第２圧力ＰＢから第１圧力ＰＡまで徐々に低下させる。脈波検出期間ＴＸは、第２圧力ＰＢに達した時点から第１圧力ＰＡに達した時点までの期間である。その後、圧力制御部２０は、カフ１１からエアーを排出する。微速減圧中の脈波測定は、微速増圧のものと比較して、脈波の発生点が明確に現れる傾向があるので、血圧を正確に計測することができる。
　実施形態の循環器機能演算装置１は、表示部１００を有することに限られず、表示部１００に代えてまたは加えて、判定結果を外部装置に供給するための接続端子を有してもよい。この場合、外部装置において判定結果を表示することができる。または、さまざまなアプリケーションを外部装置に用意することが簡単になるため、データの蓄積や解析の利便性が向上する。
　実施形態の特徴量演算部５０は、脈波検出期間ＴＸに検出された全ての脈波Ｗを用いて特徴量（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｚ１１，Ｚ２１）を演算することが好ましいが、特徴量演算部５０は、脈波検出期間ＴＸに検出された一部の脈波Ｗ、好ましくは２つ以上の脈波を用いて特徴量（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｚ１１，Ｚ２１）を演算してもよい。
　実施形態の特徴量演算部５０は、カフ圧力Ｃを用いる代わりに、血管の内外圧差を用いてもよい。血管の内外圧差は、平均血圧値と圧迫圧力との差から算出することができる。
　測定対象者の測定対象部は上腕に限られず、例えば、手首または下腿でもよい。
　図４（ｂ）は、複数の圧迫圧力と複数の累積加算脈波値との関係を直接に示すマップの好ましい例である。図５、６、８、１０、１２は、複数の圧迫圧力と複数の累積加算脈波値との関係を間接的に示すマップの好ましい例である。
　本発明の主題は開示した特定の実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在する可能性がある。そのため、特許請求の範囲は、詳細な説明に組込まれ、各請求項は、別個の実施形態として自分自身を主張する。本発明は、添付特許請求の範囲を参照して、添付特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。

Claims (13)

  1. 循環器機能演算装置であって、
    　測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、
    　前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、
    　前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、
    　前記複数の脈波についての脈波情報を少なくとも組み合わせることにより変換済情報を生成し、前記変換済情報から複数の変量値を演算または抽出し、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に前記複数の変量値を代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部と
    を備える循環器機能演算装置。
  2. 　前記特徴量演算部は、
    　　前記複数の脈波の代表値を累積加算して前記変換済情報としての複数の累積加算脈波値を生成し、
    　　前記複数の累積加算脈波値の各々を前記累積加算脈波値の最大値に対して正規化することによって、前記複数の変量値としての複数の累積加算比率を演算するように構成されている
    請求項１に記載の循環器機能演算装置。
  3. 　前記複数の脈波の前記代表値は前記複数の脈波の面積であり、各累積加算脈波値は、脈波の面積の累積加算値である請求項２に記載の循環器機能演算装置。
  4. 　前記特徴量演算部は、
    　　前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの前記累積加算比率の変化量、
    　　前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの、前記累積加算比率と前記圧迫圧力との関係を示す特性線の傾き、
    　　前記圧迫圧力が所定量だけ変化したときの、前記累積加算比率の前記特性線の積分値、
    　　前記累積加算比率を演算処理して得た値
    のうちいずれかを前記変量値として用いるように構成されている
    請求項２または３に記載の循環器機能演算装置。
  5. 　前記特徴量演算部は、
    　　前記累積加算比率が所定量変化したときの前記圧迫圧力の変化量、
    　　前記累積加算比率が所定量変化したときの、前記圧迫圧力と前記累積加算比率との関係を示す特性線の傾き、
    　　前記累積加算比率が所定量変化したときの、前記圧迫圧力の前記特性線の積分値、
    　　前記圧迫圧力を演算処理して得た値
    のうちいずれかを前記変量値として用いるように構成されている
    　請求項２または３に記載の循環器機能演算装置。
  6. 　前記循環器機能の前記特徴量は、血管状態を定量的に示す値であり、
    　前記特徴量演算部は、前記特徴量の演算結果を用いて前記血管状態を判定する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の循環器機能演算装置。
  7. 　前記特徴量演算部は、前記特徴量と、特定の循環器疾病を判別するための判別値とを比較し、前記特定の循環器疾病に関する前記測定対象者の状態を表す判別結果を生成する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の循環器機能演算装置。
  8. 　前記演算式は、多変量解析である主成分分析により予め求められ、
    　前記特徴量演算部は、前記特徴量を主成分の値として演算し、前記主成分の演算結果から前記循環器機能を判定する
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の循環器機能演算装置。
  9. 　前記特徴量演算部は、
    　　前記複数の脈波の代表値を累積加算して、複数の圧迫圧力にそれぞれ対応する複数の累積加算脈波値を前記変換済情報として演算し、
    　　前記複数の累積加算脈波値の各々を前記累積加算脈波値の最大値に対して正規化することによって、前記複数の変量値としての複数の累積加算比率を算出し、
    　　前記圧迫圧力と前記累積加算比率との関係を示す包絡線を特定し、前記包絡線を前記圧迫圧力の所定変化量毎にまたは前記累積加算比率の所定変化量毎に分割し、前記包絡線の複数の分割部分にそれぞれ対応する複数の値を前記複数の変量値として用いる
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の循環器機能演算装置。
  10. 測定対象者の循環器機能を演算するための循環器機能演算装置であって、
    　測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、
    　前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、
    　前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、
    　前記複数の脈波の代表値を少なくとも組み合わせることにより、前記複数の脈波が検出された時の複数の圧迫圧力にそれぞれ対応する複数の累積加算脈波値を生成し、
    　前記複数の圧迫圧力と前記複数の累積加算脈波値との関係を直接にまたは間接的に示すマップから、複数の変量値を演算または抽出し、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に、前記複数の変量値を代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部と
    を備える循環器機能演算装置。
  11. 　前記マップは、前記複数の累積加算脈波値としての複数の累積加算脈波面積と、前記複数の圧迫圧力との関係を示す
    請求項１０に記載の循環器機能演算装置。
  12. 　前記マップは、前記複数の累積加算脈波値としての複数の累積加算脈波面積の各々を前記累積加算脈波面積の最大値に対して正規化することによって算出された複数の累積加算比率と、複数の所定の圧迫圧力との関係を示す
    請求項１０に記載の循環器機能演算装置。
  13. 測定対象者の循環器機能を演算するための循環器機能演算装置であって、
    　測定対象者の測定対象部を圧迫するように構成された圧迫部と、
    　前記圧迫部により発生された圧迫圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧迫圧力を変化させる圧力制御部と、
    　前記圧力制御部による圧迫圧力変化過程における前記圧力検知部からの出力信号に基づいて複数の脈波を検知する脈波検出部と、
    　前記複数の脈波の代表値と前記複数の脈波が検出された時の複数の圧迫圧力との関係を示す特性線を特定し、
    　前記特性線を微分することによって算出した複数の微分値を、予め多変量解析により求められた複数の変数および複数の係数を有する演算式に代入して循環器機能の特徴量を演算する特徴量演算部と
    を備える循環器機能演算装置。
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