(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段の検出値より前記外圧に対する脈波振幅の依存特性を示す脈波振幅パターンを形成する脈波振幅パターン形成手段と、
前記脈波振幅パターンの少なくとも一部の前記脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して当該パターン部分の面積と等しい面積を備えた多角形の概形パターンの形状を整合させるパターン形状整合手段と、
前記概形パターンの整合形状に基づいて血管の力学的特性及び／又は心臓の拍出特性に関する循環動態指標を導出する指標導出手段と、
を具備することを特徴とする循環動態評価装置。
【請求項２】
血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段の検出値より前記外圧に対する脈波振幅の依存特性を示す脈波振幅パターンを形成するパターン形成手段と、
前記脈波振幅パターンを前記脈波振幅の値に下限値を設定することにより限定した前記脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して台形の概形パターンの形状を整合させるパターン形状整合手段と、
前記概形パターンの整合形状に基づいて血管の力学的特性に関する循環動態指標を出力する指標出力手段と、
を具備することを特徴とする循環動態評価装置。
【請求項３】
前記概形パターンの面積は、前記パターン部分の面積と等しいことを特徴とする請求項２に記載の循環動態評価装置。
【請求項４】
前記指標導出手段は、前記循環動態指標を前記概形パターンの整合形状の上底幅に基づいて導出することを特徴とする請求項２又は３に記載の循環動態評価装置。
【請求項５】
前記指標導出手段は、前記循環動態指標を前記概形パターンにおける上底位置よりも前記概形パターンの高さの所定割合分だけ下にずれた位置における前記概形パターンの幅に基づいて導出することを特徴とする請求項２又は３に記載の循環動態評価装置。
【請求項６】
前記パターン部分と前記概形パターンの整合形状との重なり範囲以外の面積に基づいて前記概形パターンの整合形状若しくは前記循環動態指標の精度指標を導出するパターン判定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の循環動態評価装置。
【請求項７】
前記パターン形状整合手段は、前記精度指標が許容範囲を外れている場合には前記部分の範囲を変更して前記概形パターンの整合形状を求め直すことを特徴とする請求項６に記載の循環動態評価装置。
【請求項８】
前記脈波振幅パターンの少なくとも前記パターン部分と前記概形パターンの整合形状とを重ね合わせて表示するパターン表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の循環動態評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は循環動態評価装置に係り、特に、血管の力学的特性を求める場合に好適な測定分析技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
オシロメトリック法は、巻いたカフで動脈を圧迫したときに、カフ下部の動脈の拍動によりカフ内圧に微小な振動（oscillation）が発生することを利用して血圧の測定を行う方法である。このオシロメトリック法を実施する場合には、通常、聴診法と同様に上腕部にカフを巻き、カフ圧を最高血圧以上に上昇させ、その後減圧を行う。このカフを減圧する過程で血液の脈動によって血管容積が変化し、この血管容積の変化に応じてカフに微小な圧変動が発生する。オシロメトリック法はこの微小な圧変動を測定することによって血圧を判定する方法である。カフを最高血圧以上に加圧し徐々に減圧すると、脈波振幅は最高血圧付近で急に大きくなり、次第にその振幅を増大させ、平均血圧付近で最大になる。そして、このような脈波振幅の変化は血管の力学的特性により説明することができる。
【０００３】
上記のカフ圧の変化に伴う脈波振幅の変化の原因を理解するためにはまず、動脈血管壁の構造とその力学的な性質との関係を知ることが必要である。動脈血管壁の伸展性に関わる構成成分には弾性線維と膠原線維がある。図１４に示すように血管１の内膜１ａ及び中膜１ｂには伸びやすい弾性線維のタンパク質線維が多く含まれ、これが無秩序な方向に結合しているので、それらの弾性係数は小さく伸展性に富む。一方、血管１の外膜１ｃは膠原線維で構成されており、この膠原線維は弾性線維より力学的強度は高いが、伸展性は著しく低い。そして、血管１の構造は、内膜１ａ及び中膜１ｂに相当する弾性率の大きいバネ２と、外膜１ｃに相当する可撓性の連結材３と弾性率の小さいバネ４とが直列に接続された構造と等価であると考えることができる。そして、血管１に作用する内圧５が比較的低い領域では連結材３は緩んだ状態にあり、外膜１ｃは進展していないので、血管壁の伸展性は主としてバネ２の弾性率、すなわち内膜１ａと中膜１ｂの弾性特性に依存する。したがって、血管１の伸展性は高くなり、内圧５の変化に対して血管壁は大きく変形し、血管容積は大幅に変化する。これに対して内圧５の高い領域では、内膜１ａ、中膜１ｂが十分に伸展して連結材３が伸びきった状態となるので、血管壁全体の伸展性は、伸展性の低いバネ４の弾性特性、すなわち外膜１ｃの特性によって決定される。このため、内圧５の変化に対する血管壁の変形量は少なくなり、血管容積の変化量も小さくなる。
【０００４】
以上のように、正常血管の性質は、動脈壁を構成している３つの膜、すなわち内膜１ａ、中膜１ｂ及び外膜１ｃの性質を合成した結果として現れ、内膜１ａ及び中膜１ｂと、外膜１ｃとは大きく異なる伸展性を持つので、血管１の伸展性は内圧５に依存して変化する。図１５は血管の圧−容積特性を模式的に示したものであり、縦軸は血管１の内圧、横軸は血管容積を示す。同図に示されるように、血管の圧−容積特性は強い非線形性を示し、内圧５の変化に比例した容積変化を示すわけではない。このため、たとえ脈圧が等しい場合でも血管に作用する圧力が異なると、その圧力に応じて脈圧に対して生ずる容積変化の大きさも変化する。
【０００５】
したがって、図１６に示すように、心臓の拍出特性が一定であっても、血管の力学的特性の非線形性によって観測される脈波の振幅は著しく変化する。図１６は、血管の内外圧力差と血管容積との関係を示す説明図である。ここで、図１７に示すように、例えばカフによって体表面を圧迫する場合には、血管には体組織を介して外圧が加わるので、血管の内外圧力差はカフ圧と血圧とによって定まる。したがって、カフ圧を徐々に変化させていくと図１８に示すように観測される脈波の強度も時間的に変化し、その結果、図１９に示すような脈波振幅のパターンが得られる。
【０００６】
従来において、上記の脈波振幅のパターンから血管の力学的特性や心臓の拍出特性を推定することができることを利用して、オシロメトリック法による血圧判定時に現れる脈波振幅パターンと循環動態との関係を分析し、図２０に示すようなＡからＥの５種類の基本パターンに分類する技術が知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。ここで、図２１には基本パターンＡに分類される正常血管の特性を示し、図２２及び図２３には基本パターンＣに分類される動脈硬化の進んだ血管の特性を示し、図２４には基本パターンＤに分類される不整脈のある場合の特性を示し、図２５には基本パターンＥに分類される心臓病などの心臓疾患のある場合の特性を示してある。
【０００７】
また、上記の図２２及び図２３にも見られるように、上記の血管の圧−容積特性と動脈硬化の度合とが高い相関を示すことを用いた動脈硬化の状態を分析するための方法及び装置、すなわち、脈波の形状変化に基づいて動脈硬化の指標を求めようとする各種の技術が提案されている（例えば、以下の特許文献２乃至４参照）。
【特許文献１】特許第３４７０１２１号公報
【特許文献２】特開平５−３８３３２号公報
【特許文献３】特開平７−１２４１２９号公報
【特許文献４】特開２００１−１０４２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述の如く、脈波振幅パターンを得るためには、生体の体表面上にカフを巻き付け、このカフによって体表面に圧力を印加し、このカフ圧を徐々に変化させたときにカフ圧に重畳され現れる脈波成分を検出する必要があるが、この脈波成分の検出時においてアーチファクトや血圧測定中の呼吸性の動揺等が検出データに影響を及ぼす場合があり、これによって血管の力学的特性や心臓の拍出特性に対応した正確な脈波振幅パターンを得ることが難しいという問題点がある。特に、コンピュータ等の装置によって自動的にデータ解析を行う場合において、脈波振幅値に含まれるノイズ成分を排除するための手法が確立されていないため、客観的な判定ができないという問題点がある。
【０００９】
また、脈波振幅パターンの形状から血管の圧−容積特性をどの程度まで推定できるのかが不明であり、脈波振幅パターンのどの部分の形状からどのように循環動態指標を抽出するのかという基準が不明確であるため、コンピュータ等の装置によって解析を行う場合、実際に得られるパターン形状によって、誤った判定が行われたり、動脈硬化の度合を示す指標の精度が低くなったりするという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ノイズ成分による脈波振幅パターンの特定に対する影響を低減することのできる方法及び装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、得られる循環動態指標の精度を高めることができる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
斯かる実情に鑑み、本発明の循環動態評価装置は、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段の検出値より前記外圧に対する脈波振幅の依存特性を示す脈波振幅パターンを形成する脈波振幅パターン形成手段と、前記脈波振幅パターンの少なくとも一部の前記脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して多角形の概形パターンの形状を整合させるパターン形状整合手段と、前記概形パターンの整合形状に基づいて血管の力学的特性及び／又は心臓の拍出特性に関する循環動態指標を導出する指標導出手段と、を具備することを特徴とする。この発明によれば、多角形の概形パターンを脈波振幅パターンの一部の脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して整合させ、脈波振幅パターンの少なくとも一部の形状を多角形状によって特定するため、脈波振幅パターンのパターン形状の特徴を形状の整合範囲において全体的に抽出することができることから、ノイズ成分による影響を低減することができる。また、脈波振幅パターンのパターン形状の特徴を多角形の概形パターンによって表現することから、従来のように脈波振幅の点情報に基づいて循環動態指標を導出する場合に較べて、脈波振幅パターンの種々のパターン形状に対して柔軟に対応することができ、より高い精度を有する循環動態指標を導出することができる。さらに、形状自由度が制限された多角形の概形パターンを用いることで、概形パターンの整合形状に基づいて循環動態指標を容易に導出することが可能になる。
【００１２】
特に本発明では、前記概形パターンの面積を、前記脈波振幅パターンのパターン部分の面積と等しくしている。脈波振幅パターンのパターン部分の面積と、この部分に形状を整合させる概形パターンの面積とを等しくすることにより、上記パターン部分と概形パターンとの間の全体的な整合性を確保することができるので、循環動態指標の精度をさらに高めることができる。また、上記パターン部分の面積と概形パターンの面積とを等しくすることで、概形パターンの形状の整合処理を行う際の整合パラメータの数が少なくなるので、整合処理を容易に行うことができるようになる。
【００１３】
ここで、血管に外圧を与える手段としては体表面を圧迫するカフを用いることができるが、本発明は、例えば腕周りの長さを短縮させることによって締め付けを行う加圧帯など、結果的に血管に外圧を加えることができるものであればカフに限定されず如何なるものであってもよい。また、脈波検出手段は、カフ圧を検出する圧力センサに限らず、体表面に設置された圧力センサなどで構成することも可能である。
【００１４】
また、概形パターンは、脈波振幅パターンの全体に対して整合されるように構成されていてもよく、脈波振幅パターンの一部分に対して整合されるように構成されていてもよい。多角形の概形パターンは脈波振幅パターンに整合させるべきパターン形状の基本的構成であり、例えば、３角形、４角形、５角形、台形などのように、その角数のみが決定されている概略形状であってもよく、或いは、３角形と４角形とを接合した形状などのように角数に加えて他の条件（隣接する辺の交差角度範囲、辺の長さ範囲、隣接しない辺同士の平行度など）が決定されている概略形状であってもよい。いずれの場合でも、概形パターンには少なくとも一つの形状の自由度が確保されていなければならない。
【００１５】
さらに、パターン整合が脈波振幅パターンの全体に対して行われる場合、図２０に示す基本パターンＡ〜Ｅのような多角形状の複数の概形パターンを用いることもできる。例えば、基本パターンＡ〜Ｃの場合、５角形の概形パターンが用いられる。また、パターン整合が脈波振幅パターンの一部に対して行われる場合、概形パターンとしては、三角形や台形などのような、より簡易な（角数の少ない）形状を用いることができる。
【００１６】
また、本発明のより具体的な循環動態評価装置は、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段の検出値より前記外圧に対する脈波振幅の依存特性を示す脈波振幅パターンを形成するパターン形成手段と、前記脈波振幅パターンを前記脈波振幅の値に下限値を設定することにより限定した前記脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して台形の概形パターンの形状を整合させるパターン形状整合手段と、前記概形パターンの整合形状に基づいて血管の力学的特性に関する循環動態指標を出力する指標出力手段と、を具備することを特徴とする。この発明によれば、脈波振幅の値に下限値を設定して脈波振幅パターンを限定することにより、脈波振幅パターンの上部に対して概形パターンを整合させることになるので、脈波振幅の最大値が得られる部分の変化形状の特徴を抽出できることから、血管の力学的特性、特に内膜及び中膜の弾性特性を客観的に示す循環動態指標を導出することが可能になる。また、台形の概形パターンを用いることにより、整合された台形の上部形状（後述する上底幅Ｗや幅Ｗ′など）によって血管の力学的特性、特に内膜及び中膜の弾性特性を客観的に示す循環動態指標を容易かつ正確に得ることが可能になる。
【００１７】
ここで、前記下限値は前記脈波振幅の最大値の４０％以上９０％以下であることが好ましい。下限値が小さすぎると、脈波振幅パターンのうち血管の内外圧力差の大きい状態で検出された領域までもが概形パターンを整合させるべき部分に含まれることになるため、血管の内膜や中膜の力学的特性を正確に反映した循環動態指標が得られにくくなる。また、下限値が大きすぎると、脈波振幅パターンのピーク近傍の形状のみに基づいて循環動態指標を導出することになるため、ノイズに起因する影響が増大し、循環動態指標の精度が低下する。
【００１８】
また、前記概形パターンは、前記脈波振幅パターンの前記部分の底辺の幅を下底幅とし、前記脈波振幅パターンの前記パターン部分の最大値を高さとする台形パターンであることが好ましい。これによれば、台形の概形パターンの下底幅及び高さが容易かつ一義的に定まるので、台形の概形パターンの面積を脈波振幅パターンの上記パターン部分の面積と同一にすることによって上底幅も容易に求めることができることから、パターンの整合処理を容易に実施することが可能になる。
【００１９】
本発明において、前記循環動態指標は、前記概形パターンの整合形状の上底幅に基づいて導出されることが好ましい。これによれば、台形の概形パターンの上底幅は脈波振幅パターンにおいて平坦部とみなすことのできる範囲を示すので、この上底幅に基づいて循環動態指標を導出することにより、血管の内膜及び中膜の弾性特性を正確に表現できる。また、上底幅に基づいて循環動態指標を導出することにより、導出処理を簡単に行うことができる。この場合、循環動態指標は、上底幅の値そのものとしてもよく、或いは、上底幅に他のパラメータを演算したものでもよい。
【００２０】
本発明において、前記循環動態指標は、台形の前記概形パターンにおける上底位置よりも前記概形パターンの高さの所定割合分だけ下にずれた位置の幅に基づいて導出されることが好ましい。これによれば、概形パターンの上底幅そのものではなく、上底位置よりも所定割合分だけ高さを減じた位置における幅を求め、この幅に基づいて循環動態指標を導出することにより、脈波振幅パターンのピーク近傍のノイズに起因する影響を低減することができる。また、脈波振幅パターンのピーク近傍のパターン形状によっては概形パターンの上底幅がきわめて小さくなる（場合によっては０になる）場合も考えられ、この場合には循環動態指標の信頼性が大幅に低下する事態も想定できるが、上記のように構成することにより、循環動態指標を安定して求めることができ、その信頼性も高めることができる。ここで、前記所定割合は１〜１０％の範囲内に設定されていることが好ましい。所定割合が小さすぎると上記の効果が得られなくなり、また、所定割合が大きすぎると循環動態指標に対して台形の概形パターンの上底近傍の形状を反映させることが難しくなるため、概形パターンを脈波振幅パターンに整合させた意義が薄れる。上記範囲であれば、ノイズの影響を低減し、かつ、脈波振幅パターン部の形状に応じた循環動態指標を正確に導出することが可能になる。
【００２１】
なお、前記循環動態指標は、台形の前記概形パターンの上底幅、或いは、前記概形パターンにおける上底位置よりも前記概形パターンの高さの所定割合分だけ下にずれた位置の前記幅に対応する前記外圧の圧力差に基づいて導出されることが好ましい。これによれば、脈波振幅パターンの振幅値や時間幅は測定状態によって大きく影響を受けるので、上底幅や概形パターンにおける上底位置よりも概形パターンの高さの所定割合分だけ下にずれた位置の幅もまた測定状態に影響を受けるが、これらに対応する外圧（カフ圧など）の圧力差は測定状態に影響を受けにくいため、当該圧力差に基づいて循環動態指標を導出することにより、循環動態指標の客観性を高めることができる。
【００２２】
本発明において、前記脈波振幅パターンの前記パターン部分と前記概形パターンの整合形状との重なり範囲以外の面積（すなわち互にずれている部分の面積）に基づいて前記概形パターンの整合形状若しくは前記循環動態指標の精度指標を導出するパターン判定手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、脈波振幅パターンの前記パターン部分と概形パターンの間の整合度合を精度指標の形で知ることができるため、循環動態指標の信頼性がどの程度であるかを明確に把握することができる。
【００２３】
本発明において、前記パターン形状整合手段は、前記精度指標が許容範囲を外れている場合には前記パターン部分の範囲を変更して前記概形パターンの整合形状を求め直すことが好ましい。例えば、請求項３に記載された発明においては、前記下限値を変更した上で前記概形パターンを形成し直せばよい。このように精度指標が許容範囲にない場合には概形パターンの整合対象となるべきパターン部分の範囲を変更して概形パターンの整合処理をやり直すことにより、脈波振幅パターンの特徴をより高い精度で抽出することが可能になる。すなわち、上記の精度指標が許容範囲を外れている場合には循環動態指標の値の信頼性が低いため、概形パターンを整合させるべき脈波振幅パターンの範囲を設定し直すことにより、より信頼性の高い（すなわち精度指標の小さい）循環動態指標を得ることが可能になる。
【００２４】
本発明において、前記脈波振幅パターンの少なくとも前記パターン部分と前記概形パターンの整合形状とを重ね合わせて表示するパターン表示手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、パターン表示手段により、脈波振幅パターンの少なくとも前記パターン部分と概形パターンとが重ね合わせて表示されるため、パターンの整合状態を視覚的に把握することができるから、循環動態指標の妥当性を明確に検証することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る循環動態評価装置の実施形態の概略構成を示す概略構成図である。この循環動態評価装置においては、生体の血管（動脈）を圧迫するためのカフ、すなわち膨らませることのできる（inflatable）腕帯１８、カフ圧を検出するためのダイヤフラム圧力計や歪みセンサなどで構成される圧力検出器１１、カフ１８内の空気を排出する流量制御弁や減圧弁などで構成される定速排気手段１６、及び、カフ１８の内部を加圧するための加圧ポンプなどで構成される加圧手段１７が、可撓性チューブなどで構成される配管１５を介して相互に接続されている。圧力検出器１１は、カフ１８内の圧力、すなわちカフ圧を検出するものであり、カフ圧Ｐｃを表す検出信号を圧力検出回路１２に出力する。圧力検出回路１２は、圧力検出器１１の検出信号を変換（例えばＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換）してＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などで構成される制御部１０に供給する。ここで、圧力検出器１１及び圧力検出回路１２は圧力検出手段２６を構成し、この圧力検出手段２６は脈波検出手段の一部となる。脈波検出手段は、カフ１８、圧力検出手段２６、後述する制御部１０によって実行される動作プログラムの一部によって構成される。
【００２６】
制御部１０は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）１３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などで構成されるバッファメモリ１９、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）などで構成される格納メモリ２０を有し、この他に、必要に応じて内部バスや入出力回路などを備える。バッファメモリ１９はＣＰＵ１３によって実行される動作プログラムの処理結果を一時的に記録する。また、格納メモリ２０には上記の動作プログラムや各種の設定値、基準値などが記録されている。制御部１０には、操作スイッチなどの外部操作部材を有する外部操作部２１と、処理結果を視覚的に表示するための表示装置２２と、処理結果を紙などの媒体に記録するためのプリント装置２３と、処理結果を出力したり、外部からのデータを入力したりするための入出力端子２４とが接続されている。
【００２７】
なお、上記のように制御部１０をＭＰＵで構成する必要はなく、単なる演算回路によって構成することもできる。また、本実施形態ではカフ１８を含む検出系と制御部１０を中心とする制御系とが一体に構成されているが、検出系と制御系とを別体に構成してもよい。例えば、検出系を構成する検出装置と、パーソナルコンピュータなどで構成された制御装置とを用いてもよい。また、本実施形態では動作プログラムを実行することによって検出処理を行うとともに検出結果を分析処理しているが、検出処理を実行する検出処理プログラムと、検出結果を分析処理するための分析処理プログラムとを別に用意してもよい。
【００２８】
図２は、本実施形態の動作プログラムの動作手順の概略を示す概略フローチャートである。本実施形態の循環動態評価装置を用いる場合には、まず、被験者の動脈が圧迫可能な部位にカフ１８を巻きつける。ここで、カフ１８を巻き付ける場所は腕や足首や手首等、動脈が圧迫でき血圧が測定可能な場所であれば何処でも良い。その後、外部操作部２１において開始操作を行うと測定が開始され（ＳＴ１）、制御部１０が加圧手段１７に駆動信号を供給し、カフ１８を加圧する（ＳＴ２）。なお、この加圧過程では定速排気手段１６は閉鎖され、排気が停止されていることが好ましい。このとき、カフ圧は圧力検出手段２６により検出されており、カフ圧が目標圧力に達する（ＳＴ３）と、制御部１０は加圧手段１７による加圧を終了させる（ＳＴ４）。この目標圧力は被測定者の最高血圧よりも充分に高い圧力、例えば２１０ｍｍＨｇ程度に設定されている。
【００２９】
そして、上記の加圧プロセスが終了すると、定速排気手段１６による排気が開始される（ＳＴ５）とともに、カフ圧が上記圧力検出手段２６により連続的に検出され、制御部１０のバッファメモリ１９に記録される（ＳＴ６）。このステップでは、圧力検出回路１２が圧力検出器１１から所定のサンプリング周期、例えば５０ｍｓｅｃの時間間隔にて逐次検出値をサンプリングし、この検出値に対応するカフ圧が制御部１０のバッファメモリ１９に記録される。
【００３０】
また、このときに検出されたカフ圧に基づいて脈波成分の抽出が行われ（ＳＴ７）、脈波の最大値（ピーク値）が検出され、記録される（ＳＴ８）。より具体的には、制御部１０では、供給されるカフ圧データの差分値を求め、この差分データ列からカフ圧の減少率に相当する成分を除去し、その後に、差分データが正であるもののみを脈波毎に積算して脈波振幅を導出する。そして、この脈波振幅の最大ピーク値を検出する。そして、この脈波振幅の最大ピーク値は、カフ圧の値及びその発生時間と共にバッファメモリ１９に記録される。カフ圧が低下して最低血圧以下になる（ＳＴ９）とカフ圧の測定は終了し、定速排気手段１６が開放されることにより急速排気が行われる（ＳＴ１０）。
【００３１】
上記の脈波振幅の導出方法は、検出されたカフ圧のデータを微分して微分データを求め、この微分データからカフ圧の減少率（傾き）に相当する値を除去して脈波の微分データを形成し、この微分データのうちの正の値を脈波毎に積分する方法と等価である。ただし、本発明においては、脈波強度のカフ圧（血管に加わる外圧）に対する依存特性を反映したパターンが得られればよいので、脈波振幅として、脈波のピーク値をそのまま用いてもよく、或いは、カフ圧の微分信号や差分信号のピーク値をそのまま用いることもできるなど、脈波強度に対して正の相関を有する値であれば如何なる値を脈波振幅として用いても構わない。
【００３２】
上記の計測が終了すると、制御部１０により、得られた脈波振幅のデータ列に対して平滑化処理を施す（ＳＴ１１）。この処理では、前回の脈波振幅値、今回の脈波振幅値、及び、次回の脈波振幅値を比較することにより、検出された脈波振幅が正常な脈波振幅値であるか否かを判断する。前後のデータと比較して異常な脈波振幅が存在した場合には、この脈波振幅を除去し、前後のデータの平均値などに置き換える。また、脈波振幅データ列に対して移動平均をとることにより、脈波振幅データ列の平滑化処理が行われる。これによって、脈波振幅のデータ列中から異常データが除去されるとともに、ノイズに起因する微細な変動成分が低減される。
【００３３】
次に、上記のようにして得られた脈波振幅値の分析処理を行う（ＳＴ１２）。この分析処理においては、脈波振幅パターンの決定、最高血圧値の決定、平均血圧値の決定、最低血圧値の決定、脈拍数の決定などが行われる。ここで、図３に示すように、脈波振幅パターンＰは、脈波振幅のデータ間の補間処理、平滑化処理などを経て脈波振幅の包絡線の形状に対応するパターンとして形成される。いずれの場合でも、形成された脈波振幅パターンは、検出された脈波強度の血管に与えられる外圧（カフ圧）に対する依存特性を示す。具体的には、脈波振幅パターンは、Ｘ軸（横軸）に外圧（カフ圧）若しくは血管の内外圧力差、或いは、本実施形態の場合には時間を採り、Ｙ軸（縦軸）に脈波振幅の値を採ったときのグラフによって表されるパターンである。また、この分析処理においては、後述する方法によって脈波振幅パターンに整合された概形パターンの形状、この概形パターンの形状の精度指標、概形パターンの形状から導出された循環動態指標などが導出される。
【００３４】
なお、本発明に係る脈波検出手段による脈波検出方法は、上記の脈波振幅パターンが結果として得られるものであればよいので、上記のようにカフ圧を漸減させながら検出する方法に限らず、カフ圧を漸増させながら検出する方法、或いは、カフ圧を任意に変化させながら検出する方法でデータを測定してもよい。いずれにしても、脈波振幅の値と、この値が得られたときの外圧（或いは血管に対する内外圧力差）とが平均血圧の近傍を中心としてその両側の所定の範囲に亘って測定されていればよい。
【００３５】
最後に、上記の分析処理によって得られた各血圧値、脈拍数、脈波振幅パターン、整合された概形パターンの形状、精度指標、循環動態指標などを、上記の表示装置２２に表示したり、プリンタ装置２３によって印刷したり、或いは入出力端子２４によってデータとして出力したりする（ＳＴ１３）。
【００３６】
次に、上記の脈波振幅値に対する分析処理（ＳＴ１２）のうち、脈波振幅パターンに対する概形パターンの形状整合処理、循環動態指標の導出処理、概形パターンの整合形状の精度指標の導出処理に関する範囲について説明する。図２８はこの一連の処理を行う場合の手順を示す概略フローチャートである。これらの処理内容としては、脈波振幅パターンから処理対象となるパターン部分を特定するパターン特定処理（例えば、図２８に示すＳＳＴ１）と、概形パターンの面積を上記パターン部分の面積と同じに設定するパターン面積整合処理（例えば、図２８に示すＳＳＴ２）と、概形パターンの形状を上記パターン部分に整合させるパターン形状整合処理（例えば、図２８に示すＳＳＴ３）と、整合させた形状を判定するパターン判定処理（ＳＳＴ４〜ＳＳＴ６）と、循環動態指標を導出する指標導出処理（例えば、図２８に示すＳＳＴ７）とが挙げられる。以下においては、上記各処理を実施するプロセスの一例として、脈波振幅パターンのピーク位置近傍の部分に対して台形の概形パターンを整合させ、この概形パターンの整合形状に基づいて血管の硬化度合を示す循環動態指標を導出する場合について説明する。
【００３７】
［パターン特定処理（ＳＳＴ１）］
最初に、図３に示すように形成された脈波振幅パターンＰにおいて、血管の内膜１ａ及び中膜１ｂの弾性特性を反映する部分として、脈波振幅パターンＰの下限値Ｌ（本実施形態では脈波振幅パターンＰの最大値（ピーク値）の８４％）以上の脈波振幅を有するパターン部分Ｑを取り出す。ここで、下限値Ｌは、上記パターン部分Ｑが血管の内膜と中膜の性質が反映される領域を含んでいれば任意の値で構わないが、特に、上記最大値の４０％〜９０％の範囲であることが好ましい。下限値Ｌが小さすぎると、上記のパターン部分Ｑが目的とする血管の内膜１ａ及び中膜１ｂの弾性特性を反映する部分以外の部分をも多く含むことになるので、最終的に得られる循環動態指標における上記弾性特性の反映度合が低下する。逆に下限値Ｌが大きすぎると、上記パターン部分Ｑが狭くなることによってノイズや測定誤差による影響を大きく受けることになるので、最終的に得られる循環動態指標の精度が低下する。
【００３８】
また、本実施形態の場合、上記パターン部分Ｑの上限値Ｕは上記脈波振幅パターンＰにおける脈波振幅の最大値と等しい。しかし、この上限値Ｕを脈波振幅パターンＰにおける脈波振幅の最大値よりも小さい値（例えば、最大値の９５〜９９％の範囲内）に設定しても構わない。このようにしてパターン部分Ｑに上限値も設定すると、脈波振幅の最大値近傍のノイズの影響を低減できる。
【００３９】
なお、本実施形態では、図３に示すパターン部分Ｑについてのみ説明するが、実際には、脈波振幅パターンのうち脈波振幅の包絡線を含むパターン部分であればいずれの部分であってもよく、例えば、図示点線で示すパターン部分Ｑ′（外圧が減少していく過程で脈波振幅が増大する領域）やパターン部分Ｑ″（外圧が減少していく過程で脈波振幅が減少する領域）を対象としてもよく、また、脈波振幅パターンＰの全体を対象としてもよい。パターン部分Ｑ′やパターン部分Ｑ″に対する後述する概形パターンとしては三角形を用いることが好ましい。また、脈波振幅パターンＰの全体を対象とする場合には、図２０に示される基本パターンＡ〜Ｅのいずれかに対応する概形パターン、例えば、図４に示す５角形状や６角形状の概形パターンＰＥ１〜ＰＥ３などを用いることが好ましい。
【００４０】
次に、図５に示すように、上記のようにして特定されたパターン部分ＱのＸ軸（横軸）寸法及びＹ軸（縦軸）寸法を規格化する。この規格化処理では、Ｘ軸上の上記パターン部分Ｑの範囲と、Ｙ軸上の上記部分Ｑの範囲とがそれぞれ所定値になるように設定する。例えば、時間を示すＸ軸上の範囲を１０００とし、脈波振幅を示すＹ軸上の範囲を２０００として脈波振幅パターンＰの上記パターン部分Ｑのサイズを規格化する。ここで、脈波振幅パターンのパターン部分ＱのＸ軸座標及びＹ軸座標のサイズを規格化することが目的であるため、規格化された後のＸ軸座標のサイズ（上記の１０００）及びＹ軸座標のサイズ（上記の２０００）は一定でさえあれば任意の値でよい。
【００４１】
［パターン面積整合処理（ＳＳＴ２）］
次に、上記のようにして規格化した脈波振幅パターンのパターン部分Ｑのパターン面積を算出する。このパターン面積は、パターン部分Ｑのパターン形状（包絡線）をＸ値全体に亘って積分することによって求められる。上記のようにしてパターン部分Ｑのパターン面積Ｓが算出されると、図６に示すように、このパターン面積Ｓと同じ面積を有する概形パターンＰＥを設定する。この概形パターンＰＥは、本実施形態の場合、最初に台形であることのみが決定されており、そのサイズや形状は定められていない。
【００４２】
上記の概形パターンＰＥは台形であるので、その下底幅Ｌ、高さＨ及び上底幅Ｗとしたとき、上記パターン面積Ｓと同じ面積に設定すると、以下の式（１）が成立する。
Ｓ＝｛Ｌ＋Ｗ）×Ｈ｝／２  …（１）
そして、概形パターンＰＥの下底幅Ｌを上記パターン部分Ｑの底辺の長さ（すなわち、Ｘ軸上の範囲＝１０００）とし、概形パターンＰＥの高さＨを上記パターン部分Ｑの高さ（Ｙ軸上の範囲＝２０００）とすると、概形パターンＰＥの上底幅Ｗは上記式（１）を用いて算出することが可能になる。これによって、概形パターンＰＥの基本的な形状要素が決定される。
【００４３】
［パターン形状整合処理（ＳＳＴ３）］
次に、上記のようにして基本的な形状要素が決定された概形パターンＰＥの形状を上記パターン部分Ｑの形状に対してより精密に整合させる。この処理においては、基本的には、概形パターンＰＥが上記パターン部分Ｑになるべく合致するように重ね合わせる操作を行う（ＳＳＴ３）。
【００４４】
まず、図７に示すように、上記の概形パターンＰＥの下底幅Ｌが上記パターン部分ＱのＸ軸上の底辺の長さと同じであるので、パターンＰＥの下底と上記パターン部分Ｑの底辺とが一致するようにＸＹ座標上に配置し、このときの上底のＸ軸上の範囲を上記パターン部分Ｑの上部形状に最も整合するように調整する。この調整方法は種々考えられるが、本実施形態では、下底幅Ｌの中央値（Ｘ軸上の範囲の中心位置）を通過する垂線（Ｙ軸と平行な線）で領域を左右に２分し、この左右の領域Ａ，Ｂにおいてそれぞれ概形パターンＰＥが上記パターン部分Ｑと重ならない部分の面積Ｚを求める。そして、これらの面積Ｚが小さい領域の側（図示例では領域Ａ側）に向けて、所定量δＸ（例えば、概形パターンＰＥの下底幅Ｌの１／４、すなわち、δＸ＝Ｌ／４）だけ、概形パターンＰＥの上底の位置をＸ軸方向に移動させる。そして、さらにこの移動後の概形パターンＰＥに対して上記と同様の処理を行って上記面積Ｚを求め、この面積Ｚが小さい領域の側に向けて、所定量の半分、すなわちδＸ／２だけ上底の位置を移動させる。このような処理を繰り返し行い、上底の移動量を例えばδＸ／２ｎ（ｎは処理回数を示す自然数）、すなわちδＸ／４、δＸ／８，・・・と漸減させていくことにより、徐々に概形パターンＰＥの上記パターン部分Ｑに対する整合性を高めていき、最終的に領域ＡとＢの間の上記面積Ｚの差が最小になったときの上底位置を求める。なお、制御部１０によって実行されるこのパターン形状整合処理は、上記のパターン形状整合手段を構成する。また、この処理において、概形パターンＰＥの初期形状は適宜に設定することができる。例えば、概形パターンの初期形状を、上底が下底の中央部の上方に配置された形状とすることができる。
【００４５】
［パターン判定処理（ＳＳＴ４〜ＳＳＴ６）］
次に、上記のようにして得た概形パターンＰＥの整合形状を判定する。最初に、概形パターンＰＥの整合形状が全体的にどの程度、脈波振幅パターンの上記パターン部分Ｑと整合しているかを判定する。このために、図８に示すように、概形パターンＰＥの整合形状と、脈波振幅パターンのパターン部分Ｑとが重なり合わない領域Ｃの総面積Ｖを求める。この総面積Ｖは、概形パターンＰＥは存在するが上記パターン部分Ｑが存在しない部位の面積と、上記パターン部分Ｑは存在するが概形パターンＰＥが存在しない部位の面積とを全て積算することにより得られる。そして、この総面積Ｖを上記パターン部分Ｑの面積Ｓで割った値Ｖ／Ｓを、精度指標ＲＡとする。この精度指標ＲＡは、上記のようにして整合させた概形パターンＰＥの形状の上記パターン部分Ｑに対する全体的な整合度合を示すものであり、精度指標ＲＡが小さいほど概形パターンＰＥの整合形状は上記パターン部分Ｑの形状に近いことになる。したがって、精度指標ＲＡの値を見ることで、概形パターンＰＥの全体的な整合形状の精度を把握することができる。
【００４６】
本実施形態では、上記精度指標ＲＡが許容範囲にない場合、すなわち基準値（例えば、５〜１０％の範囲内の値）以上である場合、上記パターン部分Ｑのパターン形状の特徴が台形の概形パターンＰＥによって充分に表現されていないと判断し（ＳＳＴ４）、再び上記パターン特定処理（ＳＳＴ１）に戻る。このとき、このパターン特定処理では、上記下限値Ｌを前回の値と異なる値とする。本実施形態の場合には、下限値Ｌの初期値を上記パターン部分Ｑのピーク値の８４％（以下、単に「Ｌ＝０．８４」という。）と比較的高く設定してあるので、前回よりも下限値Ｌを低くする。例えば、低減量をｋ＝０．０４とした場合には、Ｌ＝Ｌ−ｋの演算を行って今回はＬ＝０．８０とする。そして、この新たな下限値Ｌを用いて上記パターン特定処理（ＳＳＴ１）及びパターン形状整合処理（ＳＳＴ２）を再度実施する。
【００４７】
なお、精度指標ＲＡが許容範囲外にある場合に下限値Ｌを変更する方法以外に、上限値Ｕを変更するなど、他の態様で上記パターン部分Ｑの範囲を変更してもよい。本実施形態の場合には下限値Ｌを変更することが最も望ましいが、上限値Ｕを変更することによっても効果が得られる場合がある。また、下限値Ｌと上限値Ｕの双方を変更してもよい。
【００４８】
一方、上記の精度指標ＲＡが許容範囲内にある場合には、次に、概形パターンＰＥの整合形状の歪度合を判定する（ＳＳＴ５）。概形パターンＰＥが左右に大きく歪んでいる場合には、ノイズなどの何らかの理由で上記パターン部分Ｑのパターン形状が本来の脈波振幅のパターン形状から逸脱している可能性が高い。このために、本実施形態では、図９に示すように、概形パターンＰＥの下底幅Ｌの中央点（概形パターンＰＥのＸ軸上の範囲の中心位置）を境界として概形パターンＰＥを左右に２分し、そのときの上底幅Ｗのうちの領域Ａに属する部分の幅ｗａと、上底幅Ｗのうちの領域Ｂに属する部分の幅ｗｂとの比を精度指標ＲＢ＝ｗａ／ｗｂとして求める。そして、この精度指標ＲＢが許容範囲（例えば０．８<ＲＢ<１．２）に入っているか否か、すなわちｗａ＝ｗｂに近い状態であるか否かを判定する。なお、この精度指標ＲＢとしては、上記ｗａ／ｗｂではなく、両者の差ｗａ−ｗｂを用いて、これが許容範囲（例えば−０．２Ｗ<ＲＢ<０．２Ｗ）にあるかどうかを判定してもよい。
【００４９】
本実施形態では上記精度指標ＲＢが上記許容範囲から逸脱している場合、上記のＳＳＴ４と同様にパターン部分Ｑの範囲（例えば下限値Ｌ）を上記と同様に変更し、再びパターン特定処理（ＳＳＴ１）及びパターン形状整合処理（ＳＳＴ２）を実行する。
【００５０】
精度指標ＲＢが上記許容範囲に入っている場合には、次に、概形パターンＰＥの整合形状の整合度合が左右でバランスがとれているか否かを判定する（ＳＳＴ６）。概形パターンＰＥの整合形状が全体としては充分に上記パターン部分Ｑのパターン形状を充分に反映したものであっても、その整合度合が左右でバランスを欠く場合には、概形パターンＰＥの整合形状が上記パターン部分Ｑのパターン形状を実質的に反映しているものとは言えないからである。このために、本実施形態では、図１０に示すように、概形パターンＰＥの上底幅Ｗの中心位置のＸ座標を境界として、２つの領域Ａ′及びＢ′を設定する。そして、領域Ａ′における概形パターンＰＥと上記パターン部分Ｑの重ならない部位の面積ｃａと、領域Ｂ′における概形パターンＰＥと上記パターン部分Ｑの重ならない部位の面積ｃｂとを求め、これらの面積ｃａと面積ｃｂの差を精度指標ＲＣとする。
【００５１】
そして、上記精度指標ＲＣが予め定められた許容範囲（例えば、−（ｃａ＋ｃｂ）／５<ＲＣ＝ｃａ−ｃｂ<（ｃａ＋ｃｂ）／５）内でなければ、上記のＳＳＴ４やＳＳＴ５と同様に下限値Ｌを変更して再びパターン特定処理（ＳＳＴ１）及びパターン形状整合処理（ＳＳＴ２）を実行する。このとき、下限値Ｌは上記のＳＳＴ４と同様に変更すればよい。なお、上記面積ｃａとｃｂの比を上記の精度指標ＲＣとしてもよい。
【００５２】
なお、本実施形態では上記の精度指標ＲＡ、ＲＢ及びＲＣをそれぞれ求めて判定を行っているが、これらの複数の精度指標のうちのいずれか一つだけを判定してもよい。また、上記のように処理を或る程度繰り返しても上記精度指標のいずれか少なくとも一つが許容範囲に入らない場合、例えば、繰り返し処理の回数が所定回数に到達しても精度指標が許容範囲に入らない場合には、次の処理に移行し、通常の処理に従って以下の循環動態指標を導出するとともに、その精度指標の値を表示したり、循環動態指標の精度が低い旨を報知（表示）したりすることが好ましい。なお、以上の処理内容はパターン判定手段を構成する。
【００５３】
［循環動態指標の導出処理（ＳＳＴ７）］
上記の精度指標ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが上記の許容範囲内にあった場合には、上記のように整合した概形パターンＰＥが上記パターン部分Ｑのパターン形状を充分に反映していることになるので、その概形パターンＰＥの整合形状に基づいて循環動態指標を算出する（ＳＳＴ７）。この処理においては、上記のようにして脈波振幅パターンのパターン部分Ｑのパターン形状を反映する台形の概形パターンＰＥの整合形状から、循環動態指標となるべき値を導出する。ここで、循環動態指標としては、上記のように整合された概形パターンＰＥの上底幅Ｗ自体を用いることができ、或いは、この上底幅Ｗに所定の演算を施して求めることもできる。これは、上底幅Ｗが脈波振幅パターンＰにおける脈波振幅の最大値近傍のパターン形状の特徴を抽出したものであるため、血管の力学的特性、特に、内膜及び中膜の弾性特性を反映していると考えられるからである。このことは、図２６に示すように、血管の内膜及び中膜に硬化が生ずると、血管の圧−容積特性のうちの内外圧力差が小さい領域において変化が生じ、血管のコンプライアンス（伸展性）が著しく低下することからも理解できる。このように血管に硬化が生ずると脈波振幅パターンＰにおける脈波振幅の最大値近傍の形状が大きく変化し、通常、脈波振幅の最大値近傍位置に平坦部が現れる。
【００５４】
ただし、本実施形態では、脈波振幅パターンＰの形状によっては概形パターンＰＥが三角形（すなわち、上底幅Ｗが０）になる場合も想定できることから、これを避けるために、並びに、ノイズによる影響をなるべく取り込まないために、図１１に示すように、上記概形パターンＰＥの上底位置よりも、概形パターンＰＥの高さＨの所定割合δｙ分だけ下方に下がった位置の概形パターンＰＥの幅Ｗ′を求める。例えば、概形パターンＰＥの高さを１００％とした場合に、その５％分だけ上底位置から下方に移動した位置（すなわちＹ値が高さの９５％である位置）における概形パターンＰＥの幅Ｗ′を求める。この幅Ｗ′は、以下の式（２）によって算出できる。
Ｗ′＝Ｗ＋（Ｌ−Ｗ）・ｈ／Ｈ＝Ｗ＋（Ｌ−Ｗ）δｙ  …（２）
ここで、ｈは上底位置から幅Ｗ′の位置までの距離であり、δｙ＝ｈ／Ｈである。δｙは適宜の値とすることができるが、本実施形態の場合、δｙは０．０１〜０．１０（１〜１０％）の範囲内であることが好ましい。このδｙが小さすぎると幅Ｗ′を用いる効果が小さくなり、δｙが大きすぎると概形パターンＰＥの上底幅Ｗに関する情報が循環動態指標に取り込まれにくくなり、血管の内膜１ａや中膜１ｂの弾性特性を反映した指標を得ることができなくなるからである。
【００５５】
本実施形態では、図１３に示すように、上記のようにして求めた幅Ｗ′に対応するカフ圧Ｐｃの圧力差ΔＰｃを求める。このように幅Ｗ′に対応するカフ圧の圧力差ΔＰｃを求めるのは、カフ圧Ｐｃは脈波測定時の外圧値であるため、幅Ｗ′を圧力差ΔＰｃに変換することで排気速度などの測定条件に依存しない指標を求めることができるからである。そして、このように求めたΔＰｃそのもの、或いは、このΔＰｃの定数倍（例えば２〜１００の範囲内の数）を循環動態指標ＡＳＩ（arterial stiffness Index）として導出する。なお、以上の処理は指標導出手段を構成する。
【００５６】
上記の処理によって得られた概形パターンＰＥの整合形状、上記各精度指標ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ、循環動態指標ＡＳＩは、適宜に上記の表示装置２２に表示され、プリンタ装置２３にて印刷され、或いはまた、入出力端子２４から外部へと出力される。図１２には、上記の結果を表示するための表示画面の一例を示してある。ここで、本実施形態の循環動態指標ＡＳＩは、脈波振幅パターンＰのピーク部分の近傍の形状に基づく指標であり、その結果、血管の力学的特性、すなわち内膜や中膜の弾性特性を示す指標となっている。ここで、本実施形態では、ＡＳＩ＝ΔＰｃ×１０としている。
【００５７】
また、上記精度指標ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを適度に重み付けした状態で積算することによって総合精度指標ＰＲＩを算出し、上記表示画面に表示している。この総合精度指標ＰＲＩは概形パターンＰＥの整合形状の脈波振幅パターンに対する整合度合を示す指標である。ここで、ＰＲＩ＝ａ×ＲＡ＋ｂ×ＲＢ＋ｃ×ＲＣであり、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ任意の係数である。ただし、総合精度指標ＰＲＩは、上記の精度指標ＲＡ，ＲＢ，ＲＣのいずれか一つ或いは二つから求めることも可能であり、上記のような態様に限られるものではない。
【００５８】
ここで、図１２に示すように、表示装置２２では、概形パターンＰＥと脈波振幅パターンＰ（或いは上記パターン部分Ｑ）とが重ね合わせた態様で画面に表示される。これによって、脈波振幅パターンＰ或いはそのパターン部分Ｑのパターン形状と、概形パターンＰＥの整合形状との異同を視覚的に把握することができるので、概形パターンＰＥの整合形状に基づいて導出された循環動態指標ＡＳＩの妥当性を視覚的に把握することができる。
【００５９】
また、上記の各出力装置には、図１２に示すように、各血圧値（最高血圧値Ｐｓ、平均血圧値Ｐｍ、最低血圧値Ｐａ）や脈拍Ｐｕを同時に表示或いは出力するようにしてもよく、さらには、脈波振幅パターンＰを図２０に示す基本パターンのいずれかに分類する手段を設け、その分類結果Ｐａｔｔｅｒｎを表示或いは出力するようにしてもよい。
【００６０】
脈波振幅パターンＰの基本パターンＡ〜Ｅへの分類処理は、種々のパターン認識手法（例えば、上記特許文献１に記載された方法）を用いて行うことができるが、本発明に係るパターン面積整合処理、パターン形状整合処理及びパターン判定処理を用いて行うこともできる。例えば、図４に示す概形パターンＰＥ１〜ＰＥ３を順次に脈波振幅パターンＰに適用し、上記のパターン面積整合処理と同様にして脈波振幅パターンＰと同じ面積とした上で、上記のパターン形状整合処理と同様にして形状を整合させ、上記のパターン判定処理と同様に精度指標や総合精度指標を算出して、その整合度合を判定することにより、いずれの概形パターンに最も適合するかを求める。そして、概形パターンＰＥ１に対する適合性が最も高い場合には脈波振幅の最大値の大きさに応じて基本パターンＡ又はＢのいずれかに分類し、概形パターンＰＥ２に対する適合性が最も高い場合には基本パターンＣに分類し、概形パターンＰＥ３に対する適合性が最も高い場合には基本パターンＥに分類し、脈波振幅パターンＰがいずれの概形パターンにも適合しない場合（上記精度指標或いは総合精度指標が許容範囲から外れる場合）には基本パターンＤに分類する。
【００６１】
上記実施形態では、概形パターンＰＥを脈波振幅パターンＰのパターン部分Ｑのパターン形状に整合させてから、この概形パターンＰＥの整合形状から循環動態指標ＡＳＩを導出するようにしている。しかし、上記の概形パターンＰＥの整合形状を処理過程において表現されていなくても、或いは、処理結果中に明示されなくても、結果的に上記と実質的に同様の演算処理を実行して循環動態指標ＡＳＩを導出することも可能であり、このような態様も本発明の範囲に包含される。
【００６２】
本実施形態では、脈波振幅パターンＰの少なくとも一部であるパターン部分Ｑを予め設定された概形パターンＰＥの整合形状として表現し、この概形パターンＰＥの整合形状に基づいて循環動態指標ＡＳＩを求めるものであり、脈波振幅パターンＰの少なくとも一部と概形パターンＰＥの面積を相互に同一としたことから、パターン形状を全体的に把握することができると同時に、概形パターンＰＥの整合処理を容易に行うことができ、正確且つ明確な循環動態指標ＡＳＩを導出することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、概形パターンＰＥの整合形状の精度指標ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ或いは総合精度指標ＰＲＩを、概形パターンＰＥの整合形状と脈波振幅パターンＰ（パターン部分Ｑ）との重なり部分以外の面積を基準として求めることにより、概形パターンＰＥの整合形状の精度を把握することが可能になるため、導出された循環動態指標の信頼性を把握することができる。
【００６４】
さらに、表示装置には、概形パターンＰＥの整合形状と、脈波振幅パターンＰ（パターン部分Ｑ）とを重ね合わせて表示するようにしているので、パターン整合の状況を視覚的に把握することができることから、循環動態指標ＡＳＩの信頼性を明確に把握することができる。
【００６５】
なお、図２７は、外来患者１５８人に対して測定を行ったときの上記ＡＳＩの値の年齢依存性を示すグラフである。外来患者の中には降圧剤を服用している者が多く含まれており、必ずしも血圧値だけで循環動態を判定することはできないが、ＡＳＩには明らかに年齢に対する相関が見られ、また、ＡＳＩのばらつきは加齢とともに大きくなっていることがわかる。
【００６６】
以上説明したように、本発明は、形成された脈波振幅パターンの少なくとも一部のパターン部分に対して多角形の概形パターンを整合させることにより、循環動態指標の誤差要因となっていた呼吸性の動揺やアーチファクト等のノイズによる影響を軽減することができ、高精度の循環動態指標を導出することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】循環動態評価装置の実施形態の全体構成を示す概略構成図。
【図２】実施形態の動作プログラムの動作手順を示す概略フローチャート。
【図３】実施形態の脈波振幅パターンと概形パターンとの関係を示すグラフ。
【図４】実施形態の概形パターンの異なる形状を示す模式図（ａ）〜（ｃ）。
【図５】実施形態のパターン規格化処理の説明用グラフ。
【図６】実施形態のパターン面積整合処理の説明用グラフ。
【図７】実施形態のパターン形状整合処理の説明用グラフ。
【図８】実施形態のパターン整合形状の精度指標ＲＡの説明用グラフ。
【図９】実施形態のパターン整合形状の精度指標ＲＢの説明用グラフ。
【図１０】実施形態のパターン整合形状の精度指標ＲＣの説明用グラフ。
【図１１】実施形態の幅Ｗ′を導出する処理の説明用グラフ。
【図１２】実施形態の分析結果の表示画面を示す図。
【図１３】実施形態の循環動態指標ＲＸを求める処理の説明用グラフ。
【図１４】血管の構造を説明するための説明図。
【図１５】血管の内圧と血管容積との関係を示すグラフ。
【図１６】血管の内外圧力差と血管容積との関係を示すグラフ。
【図１７】カフによる加圧と血管の内外圧力差との関係を示す説明図。
【図１８】血管の内外圧力差と血管容積との関係による脈波形状の変化を示す説明図。
【図１９】脈波振幅パターンと血圧値との関係を示すグラフ。
【図２０】脈波振幅の基本パターンと症例との関係を示す表。
【図２１】基本パターンＡと血管の弾性特性との関係を示す説明図。
【図２２】血管の弾性特性の硬化度合による変化を示すグラフ。
【図２３】基本パターンＣと血管の弾性特性との関係を示す説明図。
【図２４】基本パターンＤの説明図。
【図２５】基本パターンＥと血管の弾性特性との関係を示す説明図。
【図２６】血管の圧−容積特性と血管の拡張度合の圧依存性を示すグラフ。
【図２７】ＡＳＩの年齢依存性を示すグラフ。
【図２８】本実施形態の分析処理過程を示す概略フローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１０…制御部、１１…圧力検出器、１２…圧力検出回路、１３…ＣＰＵ、１６…低速排気手段、１７…加圧手段、１８…カフ、１９…バッファメモリ、２０…格納メモリ、２１…外部操作部、２２…表示装置、２３…プリンタ装置、２４…入出力端子、Ｐ…脈波振幅パターン、Ｑ…（脈波振幅パターンの）部分、ＰＥ…概形パターン、Ｓ…面積、Ｌ…下底幅、Ｈ…高さ、Ｗ…上底幅、Ｗ′…幅、δｙ…所定割合、Ｐｃ…カフ圧、ΔＰｃ…圧力差、ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ…精度指標、ＡＳＩ…循環動態指標
【要約】
【課題】  ノイズ成分による脈波振幅パターンの特徴抽出に対する影響を低減することができ、得られる循環動態指標の精度を高めることができる分析技術を提供する。
【解決手段】  本発明の循環動態評価装置は、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段の検出値より前記外圧に対する脈波振幅の依存特性を示す脈波振幅パターンを形成する脈波振幅パターン形成手段と、前記脈波振幅パターンの少なくとも一部の脈波振幅の包絡線を含むパターン部分に対して多角形の概形パターンの形状を整合させるパターン形状整合手段ＳＳＴ３と、前記概形パターンの整合形状に基づいて血管の力学的特性及び／又は心臓の拍出特性に関する循環動態指標を導出する指標導出手段ＳＳＴ７と、を具備することを特徴とする。
【選択図】  図２８
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２８】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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