WO2024095965A1 - 脈波解析装置、脈波解析方法およびプログラム - Google Patents

脈波解析装置、脈波解析方法およびプログラム Download PDF

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WO2024095965A1
WO2024095965A1 PCT/JP2023/039103 JP2023039103W WO2024095965A1 WO 2024095965 A1 WO2024095965 A1 WO 2024095965A1 JP 2023039103 W JP2023039103 W JP 2023039103W WO 2024095965 A1 WO2024095965 A1 WO 2024095965A1
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wave
inflection point
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maximum value
point
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君耀 任
一大 村田
圭祐 奥野
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Nuvoton Technology Corp Japan
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Nuvoton Technology Corp Japan
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    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to a pulse wave analysis device, a pulse wave analysis method, and a program for analyzing pulse waves.
  • Patent Document 1 discloses a technology for understanding the state of the circulatory system (for example, monitoring autonomic nerve activity) by analyzing fluctuations in the peak value and time interval of characteristic points (for example, a-wave to e-wave) determined by peaks in an accelerated pulse waveform, which is a second derivative waveform of the pulse waveform.
  • the present disclosure provides a pulse wave analysis device that can properly analyze a pulse wave even when extreme values that are characteristic points in an accelerated pulse wave waveform have disappeared.
  • the pulse wave analysis device is a pulse wave analysis device that analyzes pulse waves, and includes an acquisition unit that acquires a pulse wave waveform, a generation unit that generates an acceleration pulse wave waveform that is a second derivative waveform of the pulse wave waveform, a detection unit that detects feature points contained in the acceleration pulse wave waveform, and an output unit that outputs the detected feature points, and the detection unit determines whether or not an upward inflection point exists between any maximum value present in the acceleration pulse wave waveform and the minimum value next to the maximum value, and if no upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value, If so, the minimum value is detected as a feature point, and if an upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value, the upward inflection point is detected as a feature point.
  • any minimum value present in the accelerated pulse wave waveform it is determined whether or not a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value next to the minimum value, and if no downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value, the maximum value is detected as a feature point, and if a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value, the downward inflection point is detected as a feature point.
  • the pulse wave analysis method is a pulse wave analysis method executed by a pulse wave analysis device that analyzes pulse waves, and includes an acquisition step of acquiring a pulse wave waveform, a generation step of generating an acceleration pulse wave waveform which is a second derivative waveform of the pulse wave waveform, a detection step of detecting characteristic points contained in the acceleration pulse wave waveform, and an output step of outputting the detected characteristic points, and in the detection step, for any maximum value present in the acceleration pulse wave waveform, it is determined whether or not there is an upward inflection point between the maximum value and the minimum value present next to the maximum value, and If the upward inflection point does not exist in the acceleration pulse waveform, the minimum value is detected as a characteristic point, and if the upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value, the upward inflection point is detected as a characteristic point.
  • any minimum value present in the acceleration pulse waveform it is determined whether or not a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value next to the minimum value, and if the downward inflection point does not exist between the minimum value and the maximum value, the maximum value is detected as a characteristic point, and if the downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value, the downward inflection point is detected as a characteristic point.
  • the program disclosed herein is a program for causing a computer to execute the above-mentioned pulse wave analysis method.
  • the pulse wave analysis device can properly analyze the pulse wave even when the extreme values that are characteristic points in the acceleration pulse waveform disappear.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the disappearance of extreme values in an acceleration pulse waveform.
  • 1 is a block diagram showing an example of a pulse wave analysis device according to an embodiment
  • 4 is a flowchart showing an example of the operation of the pulse wave analysis device according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an acceleration pulse wave waveform in which no extreme values are lost.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an accelerated pulse wave waveform in which the b-wave and c-wave have disappeared.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an accelerated pulse wave waveform in which the c-wave and d-wave have disappeared.
  • FIG. 13 is a diagram showing feature points that are not correctly detected when noise occurs.
  • FIG. 13 is a diagram showing feature points that are correctly detected when noise occurs.
  • 13 is a flowchart showing an example of a pulse wave analysis method according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the disappearance of extreme values in an acceleration pulse wave waveform.
  • FIG. 1(a) shows an acceleration pulse wave waveform in which the extreme values have not disappeared
  • FIG. 1(b) shows an acceleration pulse wave waveform in which the difference between adjacent maximum and minimum values (e.g., c-wave and d-wave) has become small
  • FIG. 1(c) shows an acceleration pulse wave waveform in which adjacent maximum and minimum values (e.g., c-wave and d-wave) have disappeared.
  • a typical acceleration pulse wave has multiple extreme values (specifically, multiple maximum values and multiple minimum values).
  • the first maximum value in the acceleration pulse wave is called the a-wave
  • the minimum value following the a-wave is called the b-wave
  • the maximum value following the b-wave is called the c-wave
  • the minimum value following the c-wave is called the d-wave
  • the maximum value following the d-wave is called the e-wave.
  • the minimum value following the e-wave is called the f-wave.
  • the minimum value following a maximum value such as the a-wave, c-wave, or e-wave in an acceleration pulse wave waveform refers to the first minimum value among one or more minimum values that exist in time behind the maximum value (in other words, the minimum value that exists in the earliest position in time among one or more minimum values that exist in time behind the maximum value).
  • the minimum value following the a-wave is the b-wave.
  • the maximum value that exists next to a minimum value such as a b wave or a d wave in an acceleration pulse waveform refers to the first maximum value among one or more maximum values that exist in time after the relevant minimum value (in other words, the maximum value that exists in the earliest position in time among one or more maximum values that exist in time after the relevant minimum value).
  • the maximum value that exists next to the b wave is the c wave.
  • the maximum or minimum values that are characteristic points in the accelerated pulse wave waveform may vary, and the difference between adjacent maximum and minimum values (e.g., c-wave and d-wave) may become smaller as shown in FIG. 1B, or adjacent maximum and minimum values (e.g., c-wave and d-wave) may disappear as shown in FIG. 1C.
  • adjacent maximum and minimum values e.g., c-wave and d-wave
  • FIG. 1C the difference between the c-wave and d-wave is smaller, but the c-wave and d-wave have not disappeared, so the c-wave and d-wave can be detected as characteristic points.
  • the c-wave and d-wave have disappeared, so the c-wave and d-wave cannot be detected as characteristic points. For this reason, in the case shown in FIG. 1C, it is difficult to properly analyze the pulse wave.
  • the following describes a pulse wave analysis device that can properly analyze a pulse wave even when the extreme values that are characteristic points in the acceleration pulse wave waveform have disappeared.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a pulse wave analysis device 10 according to an embodiment.
  • the pulse wave analysis device 10 is a device that analyzes pulse waves (e.g., a human's pulse waves). Pulse waves contain a variety of important information for understanding the state of a living body's circulatory system. Because the pattern of the accelerated pulse wave waveform changes with age, the pulse wave analysis device 10 can estimate the subject's vascular age, for example, by analyzing the wave height or area of characteristic points (e.g., a-wave to f-wave) in the accelerated pulse wave waveform.
  • characteristic points e.g., a-wave to f-wave
  • the pulse wave analysis device 10 comprises an acquisition unit 11, a generation unit 12, a detection unit 13, and an output unit 14.
  • the pulse wave analysis device 10 is a computer including a processor and a memory.
  • the memory is a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), etc., and can store programs executed by the processor.
  • the acquisition unit 11, the generation unit 12, the detection unit 13, and the output unit 14 are realized by a processor that executes programs stored in the memory, etc.
  • the acquisition unit 11 acquires the subject's pulse waveform.
  • the acquisition unit 11 acquires the pulse waveform from, for example, a pulse wave measuring device.
  • the pulse wave measuring device has a light emitting unit and a light receiving unit, and acquires a pulse wave signal (pulse wave waveform) based on the light reflected by the light receiving unit when light is irradiated from the light emitting unit and reflected by the subject's body.
  • the pulse wave measuring device acquires a voltage value converted from the amount of reflected light received as the pulse wave signal. Note that transmitted light that has passed through the human body may be used instead of reflected light that has reflected from the human body.
  • the generating unit 12 generates an acceleration pulse waveform, which is a second derivative waveform of the pulse waveform. Also, for example, the generating unit 12 may generate a velocity pulse waveform, which is a first derivative waveform of the pulse waveform. For example, the generating unit 12 generates a velocity pulse waveform by first differentiating the pulse waveform, and generates an acceleration pulse waveform by first differentiating the velocity pulse waveform.
  • the detection unit 13 detects characteristic points included in the acceleration pulse waveform. Specifically, the detection unit 13 determines whether or not an upward inflection point exists between any maximum value present in the acceleration pulse waveform and the minimum value next to the maximum value, and if the upward inflection point does not exist between the maximum value and the minimum value, detects the minimum value as a characteristic point, and if the upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value, detects the upward inflection point as a characteristic point.
  • the detection unit 13 determines whether or not a downward inflection point exists between any minimum value present in the acceleration pulse waveform and the maximum value next to the minimum value, and if the downward inflection point does not exist between the minimum value and the maximum value, detects the maximum value as a characteristic point, and if the downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value, detects the downward inflection point as a characteristic point.
  • An upward inflection point is a point on a continuous plane curve where the curve changes from convex downward to convex upward.
  • a downward inflection point is a point on a continuous plane curve where the curve changes from convex upward to convex downward. The operation of the detection unit 13 will be described in detail later.
  • the output unit 14 outputs the detected feature points.
  • the output unit 14 outputs the detected feature points to a component for analyzing pulse waves that is provided in the pulse wave analysis device 10.
  • the output unit 14 may output the detected feature points to a device external to the pulse wave analysis device 10.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the pulse wave analysis device 10 according to the embodiment.
  • Figure 4 shows an example of an acceleration pulse waveform in which there is no loss of extreme values.
  • Figure 4 shows the pulse waveform, a velocity pulse waveform which is the first derivative waveform of the pulse waveform, and an acceleration pulse waveform which is the second derivative waveform of the pulse waveform, in a case in which there is no loss of extreme values in the acceleration pulse waveform.
  • Figure 5 shows an example of an acceleration pulse waveform in which the b-waves and c-waves have disappeared.
  • Figure 5 shows the pulse waveform, a velocity pulse waveform which is the first derivative of the pulse waveform, and an acceleration pulse waveform which is the second derivative of the pulse waveform when the b-waves and c-waves have disappeared in the acceleration pulse waveform.
  • Figure 6 shows an example of an acceleration pulse waveform in which the c-wave and d-wave have disappeared.
  • Figure 6 shows the pulse waveform, a velocity pulse waveform which is the first derivative of the pulse waveform, and an acceleration pulse waveform which is the second derivative of the pulse waveform when the c-wave and d-wave have disappeared in the acceleration pulse waveform.
  • Fig. 7 shows feature points that are not correctly detected when noise occurs.
  • Fig. 7 shows the pulse waveform, the velocity pulse waveform, which is the first derivative of the pulse waveform, and the acceleration pulse waveform, which is the second derivative of the pulse waveform, when noise is superimposed on the d-wave and subsequent waves in the acceleration pulse waveform.
  • Fig. 8 shows characteristic points that are correctly detected when noise occurs.
  • Fig. 8 shows the pulse waveform, the velocity pulse waveform, which is the first derivative of the pulse waveform, and the acceleration pulse waveform, which is the second derivative of the pulse waveform, when noise is superimposed on the d-wave and subsequent waves in the acceleration pulse waveform.
  • upward inflection points are indicated by upward triangles ( ⁇ ) and downward inflection points are indicated by downward triangles ( ⁇ ).
  • the detection unit 13 sets the first maximum value in the acceleration pulse waveform to the a-wave and detects this maximum value as a feature point (step S101).
  • the first maximum value in the acceleration pulse waveform is the maximum value that exists at the earliest position in time among the maximum values present in the acceleration pulse waveform. Since the wave height of the a-wave is generally large, this embodiment is based on the premise that the a-wave does not disappear.
  • the detection unit 13 determines whether or not there is an upward inflection point between the a-wave and the minimum value following the a-wave in the accelerated pulse waveform (step S102).
  • the minimum value following the a-wave is the point indicated as the b-wave, and it can be seen that there is no upward inflection point between the a-wave and this point.
  • the minimum value following the a-wave is the point indicated as the d-wave, and it can be seen that there is an upward inflection point between the a-wave and this point.
  • the detection unit 13 sets the minimum value to the b-wave and detects the minimum value as a feature point (step S103). For example, as shown in Figures 4 and 6 to 8, the minimum value corresponding to the b-wave has not disappeared in the accelerated pulse waveform, so this minimum value can be detected as the feature point set to the b-wave.
  • the detection unit 13 sets the upward inflection point to the b-wave and c-wave, and detects the upward inflection point as a characteristic point (step S104). For example, as shown in FIG. 5, the minimum and maximum values corresponding to the b-wave and c-wave disappear from the acceleration pulse waveform, becoming an upward inflection point. Therefore, if an upward inflection point exists between the a-wave and the minimum value next to the a-wave, the upward inflection point can be detected as a characteristic point that is regarded as the disappeared b-wave and c-wave. In this way, the b-wave and c-wave can be detected even in an acceleration pulse waveform in which the b-wave and c-wave have disappeared.
  • the detection unit 13 sets the b-wave to the minimum value next to the a-wave in step S103, it determines whether or not there is a downward inflection point between the b-wave and the maximum value next to the b-wave in the accelerated pulse waveform (step S105).
  • the b-wave is set to the minimum value next to the a-wave.
  • the b-wave is the maximum value next to the b-wave, which is indicated as the c-wave, and it can be seen that there is no downward inflection point between the b-wave and this point.
  • the b-wave is the maximum value next to the e-wave, and it can be seen that there is a downward inflection point between the b-wave and this point.
  • the detection unit 13 sets the maximum value to the c wave and detects the maximum value as a feature point (step S106). For example, as shown in Figures 4, 7, and 8, the maximum value corresponding to the c wave has not disappeared in the accelerated pulse waveform, so this maximum value can be detected as the feature point set to the c wave.
  • the detection unit 13 sets the downward inflection point to the c wave and d wave, and detects the downward inflection point as a feature point (step S107). For example, as shown in FIG. 6, the maximum and minimum values corresponding to the c wave and d wave have disappeared in the accelerated pulse wave waveform, resulting in a downward inflection point. Therefore, if a downward inflection point exists between the b wave and the maximum value next to the b wave, the downward inflection point can be detected as a feature point that is regarded as the disappeared c wave and d wave. In this way, the c wave and d wave can be detected even in an accelerated pulse wave waveform in which the c wave and d wave have disappeared.
  • the detection unit 13 determines whether or not an upward inflection point exists between the c-wave and the minimum value following the c-wave in the accelerated pulse waveform (step S108).
  • the maximum value following the b-wave is set to the c-wave.
  • the upward inflection point following the a-wave is set to the b-wave and c-wave.
  • the minimum value following the c-wave is the point indicated as the d-wave, and it can be seen that there is no upward inflection point between the c-wave and this point.
  • an upward inflection point similar to the upward inflection point existing between the a wave and the minimum value following the a wave shown in FIG. 5 exists between the c wave and the minimum value following the c wave.
  • the detection unit 13 sets the minimum value to the d-wave and detects the minimum value as a feature point (step S109). For example, as shown in Figures 4, 5, 7, and 8, the minimum value corresponding to the d-wave has not disappeared in the accelerated pulse waveform, so this minimum value can be set to the d-wave and detected as a feature point.
  • the detection unit 13 sets the upward inflection point to the d wave and e wave and detects the upward inflection point as a characteristic point (step S110).
  • the accelerated pulse waveform in this case is not shown, in this case, the minimum and maximum values corresponding to the d wave and e wave disappear from the accelerated pulse waveform and become an upward inflection point. Therefore, if an upward inflection point exists between the c wave and the minimum value following the c wave, the upward inflection point can be detected as a characteristic point that is regarded as the disappeared d wave and e wave.
  • the detection unit 13 sets the downward inflection point after the b wave to the c wave and d wave in step S107, or sets the minimum value after the c wave to the d wave in step S109, it determines whether or not a downward inflection point exists between the d wave and the maximum value after the d wave in the accelerated pulse waveform (step S111).
  • the minimum value after the c wave is set to the d wave.
  • the downward inflection point after the b wave is set to the c wave and d wave.
  • the maximum value after the d wave is the point indicated as the e wave, and it can be seen that there is no downward inflection point between the d wave and this point.
  • a downward inflection point exists between the d wave and the maximum value following the d wave, similar to the downward inflection point existing between the b wave and the maximum value following the b wave shown in Figure 6.
  • acceleration pulse wave waveform shown in Figure 8 is the same waveform as the acceleration pulse wave waveform shown in Figure 7, but in Figure 8, the maximum value at the same location as the maximum value shown as the e wave in Figure 7 is not shown as an e wave. This will be described later.
  • the detection unit 13 sets the maximum value to the e wave and detects the maximum value as a feature point (step S112). For example, as shown in Figures 4 to 7, the maximum value corresponding to the e wave has not disappeared in the accelerated pulse waveform, so this maximum value can be set to the e wave and detected as a feature point.
  • the detection unit 13 sets the downward inflection point to the e wave and the f wave and detects the downward inflection point as a feature point (step S113).
  • the accelerated pulse waveform in this case is not shown, in this case, the maximum and minimum values corresponding to the e wave and the f wave disappear in the accelerated pulse waveform, becoming a downward inflection point. Therefore, if a downward inflection point exists between the d wave and the maximum value next to the d wave, the downward inflection point can be detected as a feature point that is regarded as the disappeared e wave and f wave. Note that the f wave does not necessarily have to be set.
  • the detection unit 13 may determine whether or not a descending inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform at the later of the time of the d wave on the acceleration pulse waveform and the time of the next minimum value (the "trough of the first derivative pulse wave” shown in FIG. 8) of the maximum value on the velocity pulse waveform (the "peak of the first derivative pulse wave” shown in FIG. 8) and the next maximum value.
  • the e wave occurs after the time of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform, by detecting the e wave on the acceleration pulse waveform at least after that time on the velocity pulse waveform, the e wave can be correctly detected as a feature point even if noise is superimposed after the d wave on the acceleration pulse waveform as shown in FIG. 8.
  • the detection unit 13 judges whether or not an upward inflection point exists between the e wave and the minimum value next to the e wave in the accelerated pulse waveform (step S114).
  • the maximum value next to the d wave is set to the e wave.
  • the minimum value next to the e wave is the point indicated as the f wave, and it can be seen that there is no upward inflection point between the e wave and this point.
  • an upward inflection point exists between the e wave and the minimum value next to the a wave, such as the upward inflection point existing between the a wave and the minimum value next to the a wave shown in Figure 5, between the e wave and the minimum value next to the e wave.
  • the acceleration pulse waveform shown in FIG. 8 is the same waveform as the acceleration pulse waveform shown in FIG. 7, but in FIG. 8, the minimum value at the same location as the minimum value shown as an f wave in FIG. 7 is not shown as an f wave. This will be discussed later.
  • the detection unit 13 sets the minimum value to the f-wave and detects the minimum value as a feature point (step S115). For example, as shown in Figures 4 to 8, the minimum value corresponding to the f-wave has not disappeared in the accelerated pulse waveform, so this minimum value can be detected as the feature point set to the f-wave.
  • the detection unit 13 sets the upward inflection point to the f-wave and detects the upward inflection point as a characteristic point (step S116).
  • the accelerated pulse waveform in this case is not shown, in this case, the minimum value corresponding to the f-wave disappears in the accelerated pulse waveform and becomes an upward inflection point. Therefore, if an upward inflection point exists between the e-wave and the minimum value following the e-wave, the upward inflection point can be detected as a characteristic point that is regarded as the disappeared f-wave.
  • noise is superimposed after the d wave on the accelerated pulse waveform, and the noise causes a maximum value to occur immediately after the d wave, and a minimum value to occur immediately after the maximum value.
  • this minimum value will be erroneously detected as an f wave.
  • the detection unit 13 may determine whether or not an upward inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform at the later of the time of the e wave on the acceleration pulse waveform and the time of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform, and the next minimum value after that point. Since the f wave occurs after the time of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform, by detecting the f wave on the acceleration pulse waveform at least after that time on the velocity pulse waveform, the f wave can be correctly detected as a characteristic point even if noise is superimposed after the d wave on the acceleration pulse waveform, as shown in FIG. 8.
  • the detection unit 13 determines whether or not an upward inflection point exists between each maximum value in the acceleration pulse waveform and the minimum value next to the maximum value, and determines whether or not a downward inflection point exists between each minimum value in the acceleration pulse waveform and the maximum value next to the minimum value, but this is not limiting.
  • the detection unit 13 may determine whether or not an upward inflection point exists between any maximum value in the acceleration pulse waveform and the minimum value next to the maximum value.
  • the detection unit 13 may determine whether or not a downward inflection point exists between any minimum value in the acceleration pulse waveform and the maximum value next to the minimum value.
  • the detection unit 13 may determine whether or not an upward inflection point exists only for any maximum value in the acceleration pulse waveform, or may determine whether or not a downward inflection point exists only for any minimum value in the acceleration pulse waveform.
  • the present disclosure detects the disappeared extreme value as a feature point by utilizing the fact that in an acceleration pulse wave waveform in which an extreme value has disappeared, the disappeared extreme value becomes an upward inflection point or a downward inflection point. Specifically, when a minimum value and a maximum value that should exist after a certain maximum value have disappeared, the disappeared minimum value and maximum value become one upward inflection point. Therefore, when an upward inflection point exists between a certain maximum value and the next minimum value in the acceleration pulse wave waveform, the upward inflection point can be regarded as the disappeared minimum value and maximum value and detected as a feature point.
  • the disappeared maximum value and minimum value become one downward inflection point. Therefore, when a downward inflection point exists between a certain minimum value and the next maximum value in the acceleration pulse wave waveform, the downward inflection point can be regarded as the disappeared maximum value and minimum value and detected as a feature point. Therefore, even if the extreme values that are characteristic points in the acceleration pulse waveform disappear, the pulse wave can be analyzed appropriately.
  • the detection unit 13 detects feature points set in the f-wave, but the detection unit 13 does not have to detect feature points set in the f-wave.
  • the generating unit 12 generates a velocity pulse waveform, which is a first derivative waveform of the pulse waveform, but the generating unit 12 does not have to generate a velocity pulse waveform.
  • the detecting unit 13 does not have to determine whether or not a descending inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform at the later of the time of the d wave in the acceleration pulse waveform and the time of the minimum value next to the maximum value in the velocity pulse waveform, and the maximum value next to that point.
  • the detecting unit 13 does not have to determine whether or not an ascending inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform at the later of the time of the e wave in the acceleration pulse waveform and the time of the minimum value next to the maximum value in the velocity pulse waveform, and the minimum value next to that point.
  • the present disclosure can be realized not only as a pulse wave analysis device 10, but also as a pulse wave analysis method including steps (processing) performed by the components that make up the pulse wave analysis device 10.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a pulse wave analysis method according to another embodiment.
  • the pulse wave analysis method is a method executed by a pulse wave analysis device that analyzes a pulse wave, and includes, as shown in FIG. 9, an acquisition step (step S11) for acquiring a pulse wave waveform, a generation step (step S12) for generating an acceleration pulse wave waveform, which is a second derivative waveform of the pulse wave waveform, a detection step (steps S13 to S18) for detecting characteristic points contained in the acceleration pulse wave waveform, and an output step (step S19) for outputting the detected characteristic points.
  • step S13 for any maximum value present in the acceleration pulse wave waveform, it is determined whether or not an upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value next to the maximum value (step S13), and if no upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value (step S1 3), the minimum value is detected as a feature point (step S14); if an upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value (step S13, Yes), the upward inflection point is detected as a feature point (step S15); or, for any minimum value present in the accelerated pulse waveform, it is determined whether or not a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value next to the minimum value (step S16); if no downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value (step S16, No), the maximum value is detected as a feature point (step S17); if a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value (step S16, Yes), the downward inflection point is detected as a feature point (
  • FIG. 9 shows an example in which steps S13 to S15 are performed before steps S16 to S18 are performed, but steps S16 to S18 may be performed before steps S13 to S15, or steps S13 to S15 and steps S16 to S18 may be performed in parallel. Also, it is not necessary for either steps S13 to S15 or steps S16 to S18 to be performed.
  • the present disclosure can be realized as a program for causing a computer (processor) to execute the steps included in the pulse wave analysis method.
  • the present disclosure can be realized as a non-transitory computer-readable recording medium, such as a CD-ROM, on which the program is recorded.
  • each step is performed by running the program using hardware resources such as a computer's CPU, memory, and input/output circuits.
  • hardware resources such as a computer's CPU, memory, and input/output circuits.
  • each step is performed by the CPU obtaining data from memory or input/output circuits, etc., performing calculations, and outputting the results of the calculations to memory or input/output circuits, etc.
  • each component included in the pulse wave analysis device 10 may be configured with dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or semiconductor memory.
  • LSI is an integrated circuit. These may be individually integrated into a single chip, or may be integrated into a single chip that includes some or all of the functions. Furthermore, the integrated circuit is not limited to an LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after the LSI is manufactured, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connections and settings of the circuit cells inside the LSI may also be used.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • a pulse wave analysis device for analyzing pulse waves comprising an acquisition unit for acquiring a pulse wave waveform, a generation unit for generating an acceleration pulse wave waveform, which is a second derivative waveform of the pulse wave waveform, a detection unit for detecting feature points contained in the acceleration pulse wave waveform, and an output unit for outputting the detected feature points, wherein the detection unit determines, for any maximum value present in the acceleration pulse wave waveform, whether or not an upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value present next to the maximum value, and when no upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value, outputs the minimum value.
  • a pulse wave analysis device that detects the maximum value as a characteristic point, and if an upward inflection point exists between the maximum value and the maximum value, detects the upward inflection point as a characteristic point, or, for any minimum value present in the accelerated pulse wave waveform, determines whether or not a downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value next to the minimum value, and detects the maximum value as a characteristic point if the downward inflection point does not exist between the minimum value and the maximum value, and detects the downward inflection point as a characteristic point if the downward inflection point exists between the minimum value and the maximum value.
  • a first maximum, a first minimum value next to the first maximum, a second maximum value next to the first minimum, and a second minimum value next to the second maximum are present in the acceleration pulse wave waveform.
  • the minimum value that occurs next to the first maximum is the second minimum value, and the first minimum value and the second maximum value are not detected as feature points, and the pulse wave cannot be analyzed appropriately.
  • a first minimum value, a first maximum value next to the first minimum value, a second minimum value next to the first maximum value, and a second maximum value next to the second minimum are present in the acceleration pulse wave waveform.
  • the maximum value that occurs next to the first minimum becomes the second maximum, and the first maximum and second minimum are not detected as feature points, which may result in the pulse wave not being analyzed properly.
  • the present disclosure detects the disappeared extreme value as a feature point by utilizing the fact that in an acceleration pulse wave waveform in which an extreme value has disappeared, the disappeared extreme value becomes an upward inflection point or a downward inflection point.
  • the disappeared extreme value becomes one upward inflection point. Therefore, when an upward inflection point exists between a certain maximum value and the next minimum value in an acceleration pulse wave waveform, the upward inflection point can be regarded as the disappeared minimum value and maximum value and detected as a feature point.
  • the disappeared maximum value and minimum value become one downward inflection point.
  • the downward inflection point when a downward inflection point exists between a certain minimum value and the next maximum value in an acceleration pulse wave waveform, the downward inflection point can be regarded as the disappeared maximum value and minimum value and detected as a feature point. Therefore, even if the extreme values that are characteristic points in the acceleration pulse waveform disappear, the pulse wave can be analyzed appropriately.
  • the detection unit sets the first maximum value in the accelerated pulse waveform to the a-wave and detects the maximum value as a feature point, determines whether or not an upward inflection point exists between the a-wave and the next minimum value in the accelerated pulse waveform, and if the upward inflection point does not exist between the a-wave and the minimum value, sets the minimum value to the b-wave and detects the minimum value as a feature point, and if the upward inflection point exists between the a-wave and the minimum value, sets the upward inflection point to the b-wave and c-wave and detects the upward inflection point as a feature point.
  • the pulse wave analysis device When the pulse wave analysis device is set to the d wave and the d wave, or when the minimum value next to the c wave is set to the d wave, it is determined whether or not a downward inflection point exists between the d wave and the maximum value next to the d wave in the accelerated pulse wave waveform, and if the downward inflection point does not exist between the d wave and the maximum value, the maximum value is set to the e wave and detected as a characteristic point, and if the downward inflection point exists between the d wave and the maximum value, the downward inflection point is set to the e wave and detected as a characteristic point.
  • this upward inflection point can be detected as a feature point that is considered to be the b wave and c wave that have disappeared. If an upward inflection point does not exist between the a wave and the next minimum of the a wave, the minimum value corresponding to the b wave has not disappeared, and this minimum value can be detected as a feature point that has been set for the b wave.
  • this downward inflection point can be detected as a characteristic point that is regarded as the c wave and d wave that have disappeared. If there is no downward inflection point between the b wave and its next maximum, then the maximum value corresponding to the c wave has not disappeared, and this maximum value can be detected as a characteristic point that has been set for the c wave.
  • the upward inflection point following the a wave is set to the b and c waves, or if the maximum value following the b wave is set to the c wave, and an upward inflection point exists between the c wave and the next minimum value of the c wave, then that upward inflection point can be detected as a characteristic point that is considered to be the disappeared d wave and e wave. If there is no upward inflection point between the c wave and the next minimum value of the c wave, then the minimum value corresponding to the d wave has not disappeared, and so this minimum value can be detected as a characteristic point that has been set to the d wave.
  • the downward inflection point following the b wave is set as the c wave and d wave, or if the minimum value following the c wave is set as the d wave, and a downward inflection point exists between the d wave and the next maximum value of the d wave, then that downward inflection point can be detected as a characteristic point that is considered to be the e wave that has disappeared. If there is no downward inflection point between the d wave and the next maximum value of the d wave, then the maximum value corresponding to the e wave has not disappeared, and so this maximum value can be detected as a characteristic point that has been set for the e wave.
  • the pulse wave analysis device further includes a generator that generates a velocity pulse waveform, which is a first derivative of the pulse waveform, and a detector that determines whether or not a downward inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform that is the later of the time of a d-wave on the acceleration pulse waveform and the time of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform, and the next maximum value after that point.
  • the maximum value is set to an e-wave and detected as a characteristic point, and if a downward inflection point exists between that point and the maximum value, the descending inflection point is set to an e-wave and detected as a characteristic point.
  • the e wave may be erroneously detected as a feature point in the section where the noise is superimposed. Therefore, the e wave is detected in the acceleration pulse waveform at least after the point of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform. This is because the e wave occurs after the point of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform. As a result, even if noise is superimposed after the d wave on the acceleration pulse waveform, the e wave can be correctly detected as a feature point. At this time, if the e wave has disappeared, the downward inflection point can be detected as a feature point that is considered to be the e wave.
  • the pulse wave analysis device in which the detection unit determines whether or not an upward inflection point exists between the e wave and the minimum value following the e wave in the accelerated pulse wave waveform when the upward inflection point following the c wave is set to the d wave and e wave, or when the maximum value following the d wave is set to the e wave, and if the upward inflection point does not exist between the e wave and the minimum value, the minimum value is set to the f wave and detected as a characteristic point, and if the upward inflection point exists between the e wave and the minimum value, the upward inflection point is set to the f wave and detected as a characteristic point.
  • this upward inflection point can be detected as a feature point that is considered to be the disappeared f wave. If an upward inflection point does not exist between the e wave and the next minimum of the e wave, the minimum value corresponding to the f wave has not disappeared, and this minimum value can be detected as a feature point set for the f wave.
  • the pulse wave analysis device further comprising: the generating unit generating a velocity pulse waveform which is a first derivative waveform of the pulse waveform; the detecting unit determining whether or not an upward inflection point exists between a point on the acceleration pulse waveform which is the later of the time of an e-wave on the acceleration pulse waveform and the time of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform, and the next minimum value after said point; if no upward inflection point exists between said point and said minimum value, said minimum value is set to an f-wave and detected as a characteristic point; and if an upward inflection point exists between said point and said minimum value, said upward inflection point is set to an f-wave and detected as a characteristic point.
  • the f wave may be erroneously detected as a feature point in the section where the noise is superimposed. Therefore, the f wave is detected in the acceleration pulse waveform at least after the point of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform. This is because the f wave occurs after the point of the next minimum value after the maximum value on the velocity pulse waveform. As a result, even if noise is superimposed after the d wave on the acceleration pulse waveform, the f wave can be correctly detected as a feature point. At this time, if the f wave has disappeared, the upward inflection point can be detected as a feature point that is considered to be an f wave.
  • a pulse wave analysis method executed by a pulse wave analysis device that analyzes pulse waves comprising: an acquisition step of acquiring a pulse wave waveform; a generation step of generating an accelerated pulse wave waveform, which is a second derivative waveform of the pulse wave waveform; a detection step of detecting characteristic points contained in the accelerated pulse wave waveform; and an output step of outputting the detected characteristic points, in which, for any maximum value present in the accelerated pulse wave waveform, a determination is made as to whether or not an upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value present next to the maximum value, and a determination is made as to whether or not the upward inflection point exists between the maximum value and the minimum value.
  • a pulse wave analysis method that detects the minimum value as a characteristic point if there is no minimum value, detects the rising inflection point as a characteristic point if there is an upward inflection point between the maximum value and the minimum value, or determines whether or not there is a downward inflection point between any minimum value present in the accelerated pulse wave waveform and the maximum value next to the minimum value, detects the maximum value as a characteristic point if there is no downward inflection point between the minimum value and the maximum value, and detects the downward inflection point as a characteristic point if there is a downward inflection point between the minimum value and the maximum value.
  • This provides a pulse wave analysis method that can properly analyze a pulse wave even when the extreme values that are characteristic points in the acceleration pulse waveform have disappeared.
  • This disclosure can be applied to devices that analyze pulse waves using characteristic points of an acceleration pulse waveform.

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Abstract

脈波解析装置（１０）は、脈波波形を取得する取得部（１１）と、加速度脈波波形を生成する生成部（１２）と、加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出部（１３）と、特徴点を出力する出力部（１４）と、を備え、検出部（１３）は、加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する。

Description

脈波解析装置、脈波解析方法およびプログラム
　本開示は、脈波を解析する脈波解析装置、脈波解析方法およびプログラムに関する。
　特許文献１には、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形におけるピークによって定められる特徴点（例えばａ波からｅ波）の波高値および時間間隔の変動を解析することで、循環器の状態を把握（例えば自律神経活動を監視）する技術が開示されている。
特開２００４－０００３１６号公報
　しかしながら、加齢や個体差によって、加速度脈波波形において特徴点（例えばａ波からｅ波）となる極大値または極小値が消失する場合がある。この消失現象は、特にｃ波およびｄ波に顕著に現れることが多い。上記特許文献１における技術では、この消失現象について想定されていないため、消失した特徴点を検出できず、適切に脈波を解析することが難しいという問題がある。
　そこで、本開示は、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる脈波解析装置などを提供する。
　本開示に係る脈波解析装置は、脈波を解析する脈波解析装置であって、脈波波形を取得する取得部と、前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成部と、前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出部と、検出された特徴点を出力する出力部と、を備え、前記検出部は、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する。
　本開示に係る脈波解析方法は、脈波を解析する脈波解析装置によって実行される脈波解析方法であって、脈波波形を取得する取得ステップと、前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成ステップと、前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出ステップと、検出された特徴点を出力する出力ステップと、を含み、前記検出ステップでは、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する。
　本開示に係るプログラムは、上記の脈波解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　本開示の一態様に係る脈波解析装置などによれば、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる。
加速度脈波波形における極値の消失を説明するための図である。 実施の形態に係る脈波解析装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る脈波解析装置の動作の一例を示すフローチャートである。 極値の消失がない加速度脈波波形の一例を示す図である。 ｂ波およびｃ波が消失した加速度脈波波形の一例を示す図である。 ｃ波およびｄ波が消失した加速度脈波波形の一例を示す図である。 ノイズが発生した場合に正しく検出されていない特徴点を示す図である。 ノイズが発生した場合に正しく検出された特徴点を示す図である。 その他の実施の形態に係る脈波解析方法の一例を示すフローチャートである。
　（本開示の一態様を得るに至った経緯）
　まず、本開示の一態様を得るに至った経緯について図１を用いて説明する。
　図１は、加速度脈波波形における極値の消失を説明するための図である。図１の（ａ）は、極値が消失していない場合の加速度脈波波形を示し、図１の（ｂ）は、隣り合う極大値および極小値（例えばｃ波およびｄ波）の差が小さくなっている場合の加速度脈波波形を示し、図１の（ｃ）は、隣り合う極大値および極小値（例えばｃ波およびｄ波）が消失した場合の加速度脈波波形を示す。
　図１の（ａ）に示されるように、一般的な加速度脈波波形には複数の極値（具体的には、複数の極大値および複数の極小値）が存在する。加速度脈波波形における最初の極大値をａ波と呼び、ａ波の次に存在する極小値をｂ波と呼び、ｂ波の次に存在する極大値をｃ波と呼び、ｃ波の次に存在する極小値をｄ波と呼び、ｄ波の次に存在する極大値をｅ波と呼ぶ。また、ｅ波の次に存在する極小値をｆ波と呼ぶ。なお、加速度脈波波形などにおいてａ波、ｃ波またはｅ波などの極大値の次に存在する極小値とは、当該極大値よりも時間的に後ろに存在する１以上の極小値のうち最初に存在する極小値（言い換えると、当該極大値よりも時間的に後ろに存在する１以上の極小値のうち時間的に最も早い位置に存在する極小値）のことである。例えば、図１の（ａ）に示される加速度脈波波形では、ａ波の次に存在する極小値は、ｂ波となる。また、加速度脈波波形などにおいてｂ波またはｄ波などの極小値の次に存在する極大値とは、当該極小値よりも時間的に後ろに存在する１以上の極大値のうち最初に存在する極大値（言い換えると、当該極小値よりも時間的に後ろに存在する１以上の極大値のうち時間的に最も早い位置に存在する極大値）のことである。例えば、図１の（ａ）に示される加速度脈波波形では、ｂ波の次に存在する極大値は、ｃ波となる。
　加齢や個体差によって、加速度脈波波形において特徴点となる極大値または極小値が変動する場合があり、図１の（ｂ）に示されるように、隣り合う極大値および極小値（例えばｃ波およびｄ波）の差が小さくなったり、図１の（ｃ）に示されるように、隣り合う極大値および極小値（例えばｃ波およびｄ波）が消失したりする場合がある。図１の（ｂ）に示される加速度脈波波形では、ｃ波およびｄ波の差が小さくなっているが、ｃ波およびｄ波は消失していないため、ｃ波およびｄ波を特徴点として検出することができる。図１の（ｃ）に示される加速度脈波波形では、ｃ波およびｄ波が消失してしまっており、ｃ波およびｄ波を特徴点として検出することができない。このため、図１の（ｃ）に示されるような場合には、適切に脈波を解析することが難しい。
　そこで、以下では、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる脈波解析装置などについて説明する。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　（実施の形態）
　以下、実施の形態に係る脈波解析装置について説明する。
　図２は、実施の形態に係る脈波解析装置１０の一例を示すブロック図である。
　脈波解析装置１０は、脈波（例えば人の脈波）を解析する装置である。脈波は、生体の循環器系の状態を把握する上で様々な重要な情報を有している。加齢に伴って加速度脈波波形のパターンが変化するため、脈波解析装置１０は、例えば、加速度脈波波形における特徴点（例えばａ波からｆ波）の波高または面積などを解析することで、被験者の血管年齢を推定することができる。
　脈波解析装置１０は、取得部１１、生成部１２、検出部１３および出力部１４を備える。脈波解析装置１０は、プロセッサおよびメモリなどを含むコンピュータである。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などであり、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶することができる。取得部１１、生成部１２、検出部１３および出力部１４は、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサなどによって実現される。
　取得部１１は、被験者の脈波波形を取得する。取得部１１は、例えば、脈波測定装置などから脈波波形を取得する。脈波測定装置は、発光部および受光部などを有し、発光部から照射された光が被験者の人体で反射し、受光部で受光した反射光に基づいて、脈波信号（脈波波形）を取得する。例えば、脈波測定装置は、受光した反射光の量から変換された電圧値を脈波信号として取得する。なお、人体を反射した反射光の代わりに、人体を透過した透過光が用いられてもよい。
　生成部１２は、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する。また、例えば、生成部１２は、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成してもよい。例えば、生成部１２は、脈波波形を１次微分することで速度脈波波形を生成し、速度脈波波形を１次微分することで加速度脈波波形を生成する。
　検出部１３は、加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する。具体的には、検出部１３は、加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出する。または、検出部１３は、加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する。上昇変曲点は、連続な平面曲線上の点であり、その点において曲線が下に凸から上に凸に変化する変曲点である。下降変曲点は、連続な平面曲線上の点であり、その点において曲線が上に凸から下に凸に変化する変曲点である。検出部１３の動作の詳細については後述する。
　出力部１４は、検出された特徴点を出力する。例えば、出力部１４は、脈波解析装置１０が備える脈波を解析するための構成要素に、検出された特徴点を出力する。なお、出力部１４は、脈波解析装置１０の外部の装置に、検出された特徴点を出力してもよい。
　次に、脈波解析装置１０の動作（具体的には検出部１３の動作）の詳細について、図３から図８を用いて説明する。
　図３は、実施の形態に係る脈波解析装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。
　図４は、極値の消失がない加速度脈波波形の一例を示す図である。図４には、加速度脈波波形における極値の消失がない場合の、脈波波形と、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形とが示されている。
　図５は、ｂ波およびｃ波が消失した加速度脈波波形の一例を示す図である。図５には、加速度脈波波形におけるｂ波およびｃ波が消失した場合の、脈波波形と、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形とが示されている。
　図６は、ｃ波およびｄ波が消失した加速度脈波波形の一例を示す図である。図６には、加速度脈波波形におけるｃ波およびｄ波が消失した場合の、脈波波形と、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形とが示されている。
　図７は、ノイズが発生した場合に正しく検出されていない特徴点を示す図である。図７には、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合の、脈波波形と、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形とが示されている。
　図８は、ノイズが発生した場合に正しく検出された特徴点を示す図である。図８には、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合の、脈波波形と、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形とが示されている。
　また、図４から図８では、上昇変曲点を上向きの三角形（△）で示しており、下降変曲点を下向きの三角形（▽）で示している。
　まず、検出部１３は、加速度脈波波形における最初の極大値をａ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出する（ステップＳ１０１）。加速度脈波波形における最初の極大値は、加速度脈波波形に存在する極大値のうち、時間的に最も早い位置に存在する極大値のことである。基本的にはａ波の波高は大きいため、本実施の形態では、ａ波が消失しないことを前提としている。
　次に、検出部１３は、加速度脈波波形におけるａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。図４、図６～図８に示される加速度脈波波形では、ａ波の次に存在する極小値はｂ波と示されている点であり、ａ波とこの点との間には上昇変曲点が存在しないことがわかる。図５に示される加速度脈波波形では、ａ波の次に存在する極小値はｄ波と示されている点であり、ａ波とこの点との間に上昇変曲点が存在することがわかる。
　検出部１３は、ａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、当該極小値をｂ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出する（ステップＳ１０３）。例えば、図４、図６～図８に示されるように、加速度脈波波形においてｂ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｂ波に設定した特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、当該上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１０４）。例えば、図５に示されるように、加速度脈波波形においてｂ波およびｃ波に対応する極小値および極大値が消失し、上昇変曲点となっている。このため、ａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｂ波およびｃ波とみなした特徴点として検出することができる。このように、ｂ波およびｃ波が消失した加速度脈波波形においても、ｂ波およびｃ波を検出することができる。
　検出部１３は、ステップＳ１０３でａ波の次に存在する極小値をｂ波に設定した場合、加速度脈波波形におけるｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。図４、図６～図８に示される加速度脈波波形では、ａ波の次に存在する極小値がｂ波に設定されている。図４、図７および図８に示される加速度脈波波形では、ｂ波の次に存在する極大値はｃ波と示されている点であり、ｂ波とこの点との間には下降変曲点が存在しないことがわかる。図６に示される加速度脈波波形では、ｂ波の次に存在する極大値はｅ波と示されている点であり、ｂ波とこの点との間に下降変曲点が存在することがわかる。
　検出部１３は、ｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在しない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、当該極大値をｃ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出する（ステップＳ１０６）。例えば、図４、図７および図８に示されるように、加速度脈波波形においてｃ波に対応する極大値は消失していないため、この極大値をｃ波に設定した特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在する場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、当該下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１０７）。例えば、図６に示されるように、加速度脈波波形においてｃ波およびｄ波に対応する極大値および極小値が消失し、下降変曲点となっている。このため、ｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失したｃ波およびｄ波とみなした特徴点として検出することができる。このように、ｃ波およびｄ波が消失した加速度脈波波形においても、ｃ波およびｄ波を検出することができる。
　検出部１３は、ステップＳ１０４でａ波の次に存在する上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定した場合、または、ステップＳ１０６でｂ波の次に存在する極大値をｃ波に設定した場合、加速度脈波波形におけるｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。図４、図７および図８に示される加速度脈波波形では、ｂ波の次に存在する極大値がｃ波に設定されている。また、図５に示される加速度脈波波形では、ａ波の次に存在する上昇変曲点がｂ波およびｃ波に設定されている。図４、図５、図７および図８に示される加速度脈波波形では、ｃ波の次に存在する極小値はｄ波と示されている点であり、ｃ波とこの点との間には上昇変曲点が存在しないことがわかる。なお、図示していないが、ｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する加速度脈波波形では、図５に示されるａ波とａ波の次に存在する極小値との間に存在する上昇変曲点のような上昇変曲点が、ｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に存在する。
　検出部１３は、ｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、当該極小値をｄ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出する（ステップＳ１０９）。例えば、図４、図５、図７および図８に示されるように、加速度脈波波形においてｄ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｄ波に設定した特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、当該上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１１０）。この場合の加速度脈波波形を図示していないが、この場合には、加速度脈波波形においてｄ波およびｅ波に対応する極小値および極大値が消失し、上昇変曲点となる。このため、ｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｄ波およびｅ波とみなした特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ステップＳ１０７でｂ波の次に存在する下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定した場合、または、ステップＳ１０９でｃ波の次に存在する極小値をｄ波に設定した場合、加速度脈波波形におけるｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１１）。図４、図５、図７および図８に示される加速度脈波波形では、ｃ波の次に存在する極小値がｄ波に設定されている。また、図６に示される加速度脈波波形では、ｂ波の次に存在する下降変曲点がｃ波およびｄ波に設定されている。図４～図７に示される加速度脈波波形では、ｄ波の次に存在する極大値はｅ波と示されている点であり、ｄ波とこの点との間には下降変曲点が存在しないことがわかる。なお、図示していないが、ｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在する加速度脈波波形では、図６に示されるｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に存在する下降変曲点のような下降変曲点が、ｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に存在する。なお、図８に示される加速度脈波波形は、図７に示される加速度脈波波形と同じ波形であるが、図８において、図７でｅ波と示されている極大値と同じ箇所の極大値には、ｅ波と示されていない。これについては後述する。
　検出部１３は、ｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在しない場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、当該極大値をｅ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出する（ステップＳ１１２）。例えば、図４から図７に示されるように、加速度脈波波形においてｅ波に対応する極大値は消失していないため、この極大値をｅ波に設定した特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在する場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、当該下降変曲点をｅ波およびｆ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１１３）。この場合の加速度脈波波形を図示していないが、この場合には、加速度脈波波形においてｅ波およびｆ波に対応する極大値および極小値が消失し、下降変曲点となる。このため、ｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失したｅ波およびｆ波とみなした特徴点として検出することができる。なお、ｆ波は必ずしも設定されなくてもよい。
　ただし、図７では、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳しており、ノイズの影響によってｄ波の直後に極大値が発生している。これにより、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合には、この極大値をｅ波と誤検出してしまう。
　そこで、検出部１３は、ステップＳ１１１において、加速度脈波波形におけるｄ波の時点および速度脈波波形における最大値（図８に示される「１次微分脈波の山」）の次の存在する極小値（図８に示される「１次微分脈波の谷」）の時点のうち遅い方の時点の加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定してもよい。ｅ波は、速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に発生するため、少なくとも速度脈波波形における当該時点以降に、加速度脈波波形におけるｅ波の検出が行われることで、図８に示されるように、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合であっても、ｅ波を特徴点として正しく検出することができる。
　検出部１３は、ステップＳ１１０でｃ波の次に存在する上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定した場合、または、ステップＳ１１２でｄ波の次に存在する極大値をｅ波に設定した場合、加速度脈波波形におけるｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１４）。図４から図８に示される加速度脈波波形では、ｄ波の次に存在する極大値がｅ波に設定されている。図４から図８に示される加速度脈波波形では、ｅ波の次に存在する極小値はｆ波と示されている点であり、ｅ波とこの点との間には上昇変曲点が存在しないことがわかる。なお、図示していないが、ｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する加速度脈波波形では、図５に示されるａ波とａ波の次に存在する極小値との間に存在する上昇変曲点のような上昇変曲点が、ｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に存在する。なお、図８に示される加速度脈波波形は、図７に示される加速度脈波波形と同じ波形であるが、図８において、図７でｆ波と示されている極小値と同じ箇所の極小値には、ｆ波と示されていない。これについては後述する。
　検出部１３は、ｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合（ステップＳ１１４でＮｏ）、当該極小値をｆ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出する（ステップＳ１１５）。例えば、図４から図８に示されるように、加速度脈波波形においてｆ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｆ波に設定した特徴点として検出することができる。
　検出部１３は、ｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、当該上昇変曲点をｆ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１１６）。この場合の加速度脈波波形を図示していないが、この場合には、加速度脈波波形においてｆ波に対応する極小値が消失し、上昇変曲点となる。このため、ｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｆ波とみなした特徴点として検出することができる。
　ただし、図７では、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳しており、ノイズの影響によってｄ波の直後に極大値が発生し、さらに、当該極大値の直後に極小値が発生している。これにより、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合には、この極小値をｆ波と誤検出してしまう。
　そこで、検出部１３は、ステップＳ１１４において、加速度脈波波形におけるｅ波の時点および速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定してもよい。ｆ波は、速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に発生するため、少なくとも速度脈波波形における当該時点以降に、加速度脈波波形におけるｆ波の検出が行われることで、図８に示されるように、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合であっても、ｆ波を特徴点として正しく検出することができる。
　なお、図３に示される例では、検出部１３は、加速度脈波波形における各極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、加速度脈波波形における各極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定する例を説明したが、これに限らない。例えば、検出部１３は、加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定してもよい。または、検出部１３は、加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定してもよい。つまり、検出部１３は、加速度脈波波形に存在する任意の極大値についてのみ、上昇変曲点が存在するか否かを判定してもよいし、加速度脈波波形に存在する任意の極小値についてのみ、下降変曲点が存在するか否かを判定してもよい。
　以上説明したように、本開示は、極値が消失した加速度脈波波形では、消失した極値が上昇変曲点または下降変曲点となることを利用して、消失した極値を特徴点として検出する。具体的には、ある極大値の次に存在するはずの極小値および極大値が消失した場合、消失した極小値および極大値は、１つの上昇変曲点となっている。そこで、加速度脈波波形におけるある極大値と次の極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失した極小値および極大値とみなし、特徴点として検出することができる。同様に、ある極小値の次に存在するはずの極大値および極小値が消失した場合、消失した極大値および極小値は、１つの下降変曲点となっている。そこで、加速度脈波波形におけるある極小値と次の極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失した極大値および極小値とみなし、特徴点として検出することができる。したがって、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる。
　（その他の実施の形態）
　以上、本開示の一つまたは複数の態様に係る脈波解析装置１０について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　例えば、上記実施の形態では、検出部１３がｆ波に設定した特徴点を検出する例を説明したが、検出部１３は、ｆ波に設定した特徴点を検出しなくてもよい。
　例えば、上記実施の形態では、生成部１２が、脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成する例を説明したが、生成部１２は、速度脈波波形を生成しなくてもよい。この場合、検出部１３は、加速度脈波波形におけるｄ波の時点および速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定しなくてもよい。また、この場合、検出部１３は、加速度脈波波形におけるｅ波の時点および速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定しなくてもよい。
　例えば、本開示は、脈波解析装置１０として実現できるだけでなく、脈波解析装置１０を構成する構成要素が行うステップ（処理）を含む脈波解析方法として実現できる。
　図９は、その他の実施の形態に係る脈波解析方法の一例を示すフローチャートである。
　脈波解析方法は、脈波を解析する脈波解析装置によって実行される方法であって、図９に示されるように、脈波波形を取得する取得ステップ（ステップＳ１１）と、脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成ステップ（ステップＳ１２）と、加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出ステップ（ステップＳ１３からステップＳ１８）と、検出された特徴点を出力する出力ステップ（ステップＳ１９）と、を含み、検出ステップでは、加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し（ステップＳ１３）、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合（ステップＳ１３でＮｏ）、当該極小値を特徴点として検出し（ステップＳ１４）、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、当該上昇変曲点を特徴点として検出し（ステップＳ１５）、または、加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し（ステップＳ１６）、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合（ステップＳ１６でＮｏ）、当該極大値を特徴点として検出し（ステップＳ１７）、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、当該下降変曲点を特徴点として検出する（ステップＳ１８）。
　なお、図９では、ステップＳ１３からステップＳ１５が行われてから、ステップＳ１６からステップＳ１８が行われる例が示されているが、ステップＳ１６からステップＳ１８が行われてから、ステップＳ１３からステップＳ１５が行われてもよいし、ステップＳ１３からステップＳ１５と、ステップＳ１６からステップＳ１８とが並行して行われてもよい。また、ステップＳ１３からステップＳ１５、および、ステップＳ１６からステップＳ１８のいずれか一方が行われなくてもよい。
　例えば、本開示は、脈波解析方法に含まれるステップを、コンピュータ（プロセッサ）に実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本開示は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
　例えば、本開示が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ、メモリおよび入出力回路などのハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路などから取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路などに出力したりすることによって、各ステップが実行される。
　なお、上記実施の形態において、脈波解析装置１０に含まれる各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　上記実施の形態に係る脈波解析装置１０の機能の一部または全ては典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、またはＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　（付記）
　以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。
　（技術１）脈波を解析する脈波解析装置であって、脈波波形を取得する取得部と、前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成部と、前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出部と、検出された特徴点を出力する出力部と、を備え、前記検出部は、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する、脈波解析装置。
　例えば、加速度脈波波形における極値が消失していない場合に、ある第１極大値と、第１極大値の次の第１極小値と、第１極小値の次の第２極大値と、第２極大値の次の第２極小値とが加速度脈波波形に存在しているとする。これに対して、第１極小値および第２極大値が消失した加速度脈波波形では、第１極大値の次に生じる極小値が第２極小値となり、第１極小値および第２極大値が特徴点として検出されず、適切に脈波を解析できない場合がある。また、例えば、加速度脈波波形における極値が消失していない場合に、ある第１極小値と、第１極小値の次の第１極大値と、第１極大値の次の第２極小値と、第２極小値の次の第２極大値とが加速度脈波波形に存在しているとする。これに対して、第１極大値および第２極小値が消失した加速度脈波波形では、第１極小値の次に生じる極大値が第２極大値となり、第１極大値および第２極小値が特徴点として検出されず、適切に脈波を解析できない場合がある。
　そこで、本開示は、極値が消失した加速度脈波波形では、消失した極値が上昇変曲点または下降変曲点となることを利用して、消失した極値を特徴点として検出する。具体的には、ある極大値の次に存在するはずの極小値および極大値が消失した場合、消失した極小値および極大値は、１つの上昇変曲点となっている。そこで、加速度脈波波形におけるある極大値と次の極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失した極小値および極大値とみなし、特徴点として検出することができる。同様に、ある極小値の次に存在するはずの極大値および極小値が消失した場合、消失した極大値および極小値は、１つの下降変曲点となっている。そこで、加速度脈波波形におけるある極小値と次の極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失した極大値および極小値とみなし、特徴点として検出することができる。したがって、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる。
　（技術２）前記検出部は、前記加速度脈波波形における最初の極大値をａ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、前記加速度脈波波形におけるａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ａ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｂ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ａ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、ａ波の次に存在する極小値をｂ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、ｂ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｃ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、ｂ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出し、ａ波の次に存在する上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定した場合、または、ｂ波の次に存在する極大値をｃ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ｃ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｄ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ｃ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、ｂ波の次に存在する下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定した場合、または、ｃ波の次に存在する極小値をｄ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、ｄ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｅ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、ｄ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｅ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する、技術１に記載の脈波解析装置。
　ａ波とａ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｂ波およびｃ波とみなした特徴点として検出することができる。ａ波とａ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合には、ｂ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｂ波に設定した特徴点として検出することができる。
　ａ波の次に存在する極小値をｂ波に設定した場合に、ｂ波とｂ波の次の極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失したｃ波およびｄ波とみなした特徴点として検出することができる。ｂ波とｂ波の次の極大値との間に下降変曲点が存在しない場合には、ｃ波に対応する極大値は消失していないため、この極大値をｃ波に設定した特徴点として検出することができる。
　ａ波の次に存在する上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定した場合、または、ｂ波の次に存在する極大値をｃ波に設定した場合に、ｃ波とｃ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｄ波およびｅ波とみなした特徴点として検出することができる。ｃ波とｃ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合には、ｄ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｄ波に設定した特徴点として検出することができる。
　ｂ波の次に存在する下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定した場合、または、ｃ波の次に存在する極小値をｄ波に設定した場合に、ｄ波とｄ波の次の極大値との間に下降変曲点が存在する場合には、当該下降変曲点を、消失したｅ波とみなした特徴点として検出することができる。ｄ波とｄ波の次の極大値との間に下降変曲点が存在しない場合には、ｅ波に対応する極大値は消失していないため、この極大値をｅ波に設定した特徴点として検出することができる。
　このように、極値が消失した場合であっても、ａ波からｅ波を検出することができるため、適切に脈波を解析することができる。
　（技術３）さらに、前記生成部は、前記脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成し、前記検出部は、前記加速度脈波波形におけるｄ波の時点および前記速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の前記加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該点と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｅ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、当該点と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｅ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する、技術２に記載の脈波解析装置。
　加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合、ノイズが重畳した区間においてｅ波を特徴点として誤検出してしまう場合がある。そこで、少なくとも速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に、加速度脈波波形におけるｅ波の検出が行われる。ｅ波は、速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に発生するためである。これにより、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合であっても、ｅ波を特徴点として正しく検出することができる。このとき、ｅ波が消失していた場合には、上記下降変曲点をｅ波とみなした特徴点として検出することができる。
　（技術４）前記検出部は、ｃ波の次に存在する上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定した場合、または、ｄ波の次に存在する極大値をｅ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ｅ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｆ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ｅ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｆ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する、技術２に記載の脈波解析装置。
　ｅ波とｅ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在する場合には、当該上昇変曲点を、消失したｆ波とみなした特徴点として検出することができる。ｅ波とｅ波の次の極小値との間に上昇変曲点が存在しない場合には、ｆ波に対応する極小値は消失していないため、この極小値をｆ波に設定した特徴点として検出することができる。
　（技術５）さらに、前記生成部は、前記脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成し、前記検出部は、前記加速度脈波波形におけるｅ波の時点および前記速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の前記加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該点と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｆ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、当該点と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｆ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する、技術４に記載の脈波解析装置。
　加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合、ノイズが重畳した区間においてｆ波を特徴点として誤検出してしまう場合がある。そこで、少なくとも速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に、加速度脈波波形におけるｆ波の検出が行われる。ｆ波は、速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点以降に発生するためである。これにより、加速度脈波波形におけるｄ波以降にノイズが重畳した場合であっても、ｆ波を特徴点として正しく検出することができる。このとき、ｆ波が消失していた場合には、上記上昇変曲点をｆ波とみなした特徴点として検出することができる。
　（技術６）脈波を解析する脈波解析装置によって実行される脈波解析方法であって、脈波波形を取得する取得ステップと、前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成ステップと、前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出ステップと、検出された特徴点を出力する出力ステップと、を含み、前記検出ステップでは、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する、脈波解析方法。
　これによれば、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができる脈波解析方法を提供できる。
　（技術７）技術６に記載の脈波解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
　これによれば、加速度脈波波形において特徴点となる極値が消失した場合であっても、適切に脈波を解析することができるプログラムを提供できる。
　本開示は、加速度脈波波形の特徴点を用いて脈波を解析する装置などに適用できる。
　１０　脈波解析装置
　１１　取得部
　１２　生成部
　１３　検出部
　１４　出力部

Claims (7)

  1. 　脈波を解析する脈波解析装置であって、
    　脈波波形を取得する取得部と、
    　前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成部と、
    　前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出部と、
    　検出された特徴点を出力する出力部と、を備え、
    　前記検出部は、
    　前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、
    　前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する、
    　脈波解析装置。
  2. 　前記検出部は、
    　前記加速度脈波波形における最初の極大値をａ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、
    　前記加速度脈波波形におけるａ波とａ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ａ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｂ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ａ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、
    　ａ波の次に存在する極小値をｂ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｂ波とｂ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、ｂ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｃ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、ｂ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出し、
    　ａ波の次に存在する上昇変曲点をｂ波およびｃ波に設定した場合、または、ｂ波の次に存在する極大値をｃ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｃ波とｃ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ｃ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｄ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ｃ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、
    　ｂ波の次に存在する下降変曲点をｃ波およびｄ波に設定した場合、または、ｃ波の次に存在する極小値をｄ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｄ波とｄ波の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、ｄ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｅ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、ｄ波と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｅ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する、
    　請求項１に記載の脈波解析装置。
  3. 　さらに、
    　前記生成部は、前記脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成し、
    　前記検出部は、前記加速度脈波波形におけるｄ波の時点および前記速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の前記加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該点と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値をｅ波に設定して、当該極大値を特徴点として検出し、当該点と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点をｅ波に設定して、当該下降変曲点を特徴点として検出する、
    　請求項２に記載の脈波解析装置。
  4. 　前記検出部は、ｃ波の次に存在する上昇変曲点をｄ波およびｅ波に設定した場合、または、ｄ波の次に存在する極大値をｅ波に設定した場合、前記加速度脈波波形におけるｅ波とｅ波の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、ｅ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｆ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、ｅ波と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｆ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する、
    　請求項２に記載の脈波解析装置。
  5. 　さらに、
    　前記生成部は、前記脈波波形の１次微分波形である速度脈波波形を生成し、
    　前記検出部は、前記加速度脈波波形におけるｅ波の時点および前記速度脈波波形における最大値の次の存在する極小値の時点のうち遅い方の時点の前記加速度脈波波形における点と、当該点の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該点と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値をｆ波に設定して、当該極小値を特徴点として検出し、当該点と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点をｆ波に設定して、当該上昇変曲点を特徴点として検出する、
    　請求項４に記載の脈波解析装置。
  6. 　脈波を解析する脈波解析装置によって実行される脈波解析方法であって、
    　脈波波形を取得する取得ステップと、
    　前記脈波波形の２次微分波形である加速度脈波波形を生成する生成ステップと、
    　前記加速度脈波波形に含まれる特徴点を検出する検出ステップと、
    　検出された特徴点を出力する出力ステップと、を含み、
    　前記検出ステップでは、
    　前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極大値について、当該極大値と当該極大値の次に存在する極小値との間に上昇変曲点が存在するか否かを判定し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在しない場合、当該極小値を特徴点として検出し、当該極大値と当該極小値との間に当該上昇変曲点が存在する場合、当該上昇変曲点を特徴点として検出し、または、
    　前記加速度脈波波形に存在するいずれかの極小値について、当該極小値と当該極小値の次に存在する極大値との間に下降変曲点が存在するか否かを判定し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在しない場合、当該極大値を特徴点として検出し、当該極小値と当該極大値との間に当該下降変曲点が存在する場合、当該下降変曲点を特徴点として検出する、
    　脈波解析方法。
  7. 　請求項６に記載の脈波解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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