(57)【要約】      （修正有）【課題】解析された心房細動と患者の活動量とを比較することのできる心房細動解析装置を提供する。【解決手段】心房細動解析装置は、心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得する取得部としての検出波形信号記憶領域１２１と、前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各フレームのスペクトルに基づいて、フレーム毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出し、当該パラメーターの時間変化を示すＲＲ波形信号を算出するＲＲ間隔算出部１１２と、前記ＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーの時間変化を算出するパワー算出部１１３と、前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出する変動係数算出部１１６と、前記算出されたパワーおよび変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析する解析部１１４と、利用者の活動量を計測する計測部１６と、を具備する。【選択図】図４
2014171660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得する取得部と、
前記取得された検出波形信号を記憶する波形記憶部と、
前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するＲＲ間隔算出部と、
前記ＲＲ間隔算出部により算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するパワー算出部と、
前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出する変動係数算出部と、
前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに判定する解析部と、
利用者の活動量を計測する計測部と、
前記計測部により計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶する第１記憶部と
を有する心房細動解析装置。
【請求項２】
前記利用者の行動を示す行動データを、当該行動の時刻ごとに記憶する第２記憶部
を有することを特徴とする請求項１に記載の心房細動解析装置。
【請求項３】
前記利用者の活動量が変動し得る範囲を示す範囲情報を記憶する範囲記憶部と、
前記範囲記憶部により記憶された範囲情報に基づいて、前記計測部により計測された活動量を当該利用者にとっての負荷を示す負荷量に変換する変換部と
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の心房細動解析装置。
【請求項４】
前記利用者が自覚した前記心房細動を示す自覚症状データを、当該心房細動が自覚された時刻ごとに記憶する第３記憶部
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の心房細動解析装置。
【請求項５】
前記利用者に操作される操作部と、
前記計測部により計測された活動量が予め決められた閾値を超えたときに、前記利用者が前記操作部に対する操作を行うように、当該活動量が当該閾値を超えた旨を当該利用者に報知する報知部とを有し、
前記第２記憶部は、前記利用者によって前記操作部が操作されたときに前記行動データを記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の心房細動解析装置。
【請求項６】
入力装置から前記行動データの入力を受付ける受付部と、
前記計測部により計測された活動量が予め決められた閾値を超えたときに、前記利用者が前記入力装置から前記行動データの入力を行うように、当該活動量が当該閾値を超えた旨を当該利用者に報知する報知部とを有し、
前記第２記憶部は、前記受付部によって前記行動データの入力を受付けられたときに前記行動データを記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の心房細動解析装置。
【請求項７】
前記解析部により有ると解析された前記心房細動の発症期間中に前記計測部によって計測された活動量を評価する評価部
を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の心房細動解析装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の心房細動解析装置と、
前記計測部が計測した活動量を取得し、当該活動量を示すデータを前記解析部による解析の結果に基づいて加工する加工装置と、
前記加工装置により加工されたデータを提示する提示装置と
を有する心房細動解析システム。
【請求項９】
心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得するステップと、
前記取得された検出波形信号を記憶するステップと、
前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するステップと、
前記算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するステップと、
前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出するステップと、
前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析するステップと、
利用者の活動量を計測するステップと、
前記計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶するステップと
を有する心房細動解析方法。
【請求項１０】
コンピューターに、
心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得するステップと、
前記取得された検出波形信号を記憶するステップと、
前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するステップと、
前記算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するステップと、
前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出するステップと、
前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析するステップと、
利用者の活動量を計測するステップと、
前記計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶するステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心房細動を解析する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓疾患に関する医療分野において、心房細動を解析する技術がある。特許文献１には、１拍毎の心電図から得られるＲＲ間隔を計測し、その標準偏差と度数分布とに基づいて、心房細動を解析する技術が開示されている。非特許文献１には、心房細動はＲＲ間隔が不規則であり、心房細動の心拍の周波数解析をすると１／ｆβ成分が存在し、そのゆらぎのため白色雑音状になることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８９８８３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Hayano J, Yamasaki F, Sakata S, Okada A, Mukai S, Fujinami T「Spectral characteristics of ventricular response to atrial fibrillation.」 Am. J. Physiol. 1997; 273 : H2811-H2816
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１および非特許文献１においては、正確な心房細動の解析には、１拍毎のＲＲ間隔を正確に計測する必要がある。このＲＲ間隔の計測にあたっては、心電を測定して得られる心電図の波形信号から計測することも可能であるが、脈波を測定して得られる脈波信号から計測することも可能である。
【０００６】
ところが、脈波を測定する場合には、測定中に被験者が自由に動きまわることができる場合が多いことから、体動ノイズの影響が脈波信号に含まれやすい。心電を測定する場合においても、脈波を測定する場合と比べて程度の差はあるものの、体動ノイズの影響が心電図の波形信号に含まれる場合がある。このように体動ノイズの影響を受けた場合には、１拍毎のＲＲ間隔を正確に計測することは非常に困難である。
そのため、特許文献１および非特許文献１に開示された技術のように、１拍毎の正確なＲＲ間隔を計測することを前提としている場合には、体動ノイズの影響が含まれる信号を用いて心房細動の解析を行うことはできなかった。また、心房細動の発症は患者の活動量にも影響を受ける場合があることが分かっているが、活動量と心房細動との関係は個人差もあり十分に把握されていなかった。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、脈波信号および心電図の波形信号などのＲＲ間隔が計測可能な信号において体動ノイズの影響が含まれていても、その信号から心房細動を解析することにある。また、本発明の目的の一つは、そのようにして解析された心房細動と患者の活動量とを比較することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得する取得部と、前記取得された検出波形信号を記憶する波形記憶部と、前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するＲＲ間隔算出部と、前記ＲＲ間隔算出部により算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するパワー算出部と、前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出する変動係数算出部と、前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析する解析部と、利用者の活動量を計測する計測部と、前記計測部により計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶する第１記憶部とを有する心房細動解析装置を提供する。
この心房細動解析装置によれば、脈波信号および心電図の波形信号などの平均ＲＲ間隔が計測可能な信号において体動ノイズの影響が含まれていても、その信号から心房細動を解析することができ、心房細動と利用者の活動量とを比較することができる。
【０００９】
好ましい態様において、前記利用者の行動を示す行動データを、当該行動の時刻ごとに記憶する第２記憶部を有してもよい。
この心房細動解析装置によれば、心房細動の発症時刻と利用者の行動の時刻とを比較することができる。
また、好ましい態様において、前記利用者の活動量が変動し得る範囲を示す範囲情報を記憶する範囲記憶部と、前記範囲記憶部により記憶された範囲情報に基づいて、前記計測部により計測された活動量を当該利用者にとっての負荷を示す負荷量に変換する変換部とを有してもよい。
この心房細動解析装置によれば、心房細動と利用者の活動量とを比較するに当たって、利用者の個人差を反映させることができる。
また、好ましい態様において、前記利用者が自覚した前記心房細動を示す自覚症状データを、当該心房細動が自覚された時刻ごとに記憶する第３記憶部を有してもよい。
この心房細動解析装置によれば、心房細動の発症時刻と利用者が症状を自覚した時刻とを比較することができる。
また、好ましい態様において、前記利用者に操作される操作部と、前記計測部により計測された活動量が予め決められた閾値を超えたときに、前記利用者が前記操作部に対する操作を行うように、当該活動量が当該閾値を超えた旨を当該利用者に報知する報知部とを有し、前記第２記憶部は、前記利用者によって前記操作部が操作されたときに前記行動データを記憶してもよい。
この心房細動解析装置によれば、利用者の活動量に応じて、行動データを記憶するための操作をその利用者に促すことができる。
また、好ましい態様において、前記解析部により有ると解析された前記心房細動の発症期間中に前記計測部によって計測された活動量を評価する評価部を有してもよい。
この心房細動解析装置によれば、心房細動の有無に応じた利用者の活動量の評価をすることができる。
【００１０】
また、本発明は、上述の心房細動解析装置と、前記計測部が計測した活動量を取得し、当該活動量を示すデータを前記解析部による解析の結果に基づいて加工する加工装置と、前記加工装置により加工されたデータを提示する提示装置とを有する心房細動解析システムを提供する。
この心房細動解析システムによれば、脈波信号および心電図の波形信号などの平均ＲＲ間隔が計測可能な信号において体動ノイズの影響が含まれていても、その信号から心房細動を解析することができ、心房細動と利用者の活動量とを比較することができる。
【００１１】
また、本発明は、心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得するステップと、前記取得された検出波形信号を記憶するステップと、前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するステップと、前記算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するステップと、前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出するステップと、前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析するステップと、利用者の活動量を計測するステップと、前記計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶するステップとを有する心房細動解析方法を提供する。
この心房細動解析方法によれば、脈波信号および心電図の波形信号などの平均ＲＲ間隔が計測可能な信号において体動ノイズの影響が含まれていても、その信号から心房細動を解析することができ、心房細動と利用者の活動量とを比較することができる。
【００１２】
また、本発明は、コンピューターに、心電または脈波の検出結果の時間変化を示す検出波形信号を取得するステップと、前記取得された検出波形信号を記憶するステップと、前記取得された検出波形信号の周波数解析により得られる各単位時間の周波数スペクトルに基づいて、当該単位時間毎に平均ＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出するステップと、前記算出された平均ＲＲ間隔の時間変化を示すＲＲ波形信号の周波数スペクトルにおける予め決められた周波数帯域のパワーを算出するステップと、前記ＲＲ波形信号における前記平均ＲＲ間隔の変動係数を算出するステップと、前記パワーおよび前記変動係数の組に基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析するステップと、利用者の活動量を計測するステップと、前記計測された活動量と、当該活動量が計測された時刻とをそれぞれ対応付けて記憶するステップとを実行させるためのプログラムを提供する。
このプログラムによれば、脈波信号および心電図の波形信号などの平均ＲＲ間隔が計測可能な信号において体動ノイズの影響が含まれていても、その信号から心房細動を解析することができ、心房細動と利用者の活動量とを比較することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における心房細動解析システムの構成を説明するための図。
【図２】実施形態における脈波測定装置の外観を説明する図。
【図３】実施形態における脈波測定装置の構成を説明する図。
【図４】実施形態における心房細動解析装置の機能構成を説明する図。
【図５】検出波形信号の周波数解析を行うときのフレームを説明する図。
【図６】ＲＲ間隔算出部における周波数特性を説明する図。
【図７】ＲＲ波形信号の周波数解析を行うときのフレームを説明する図。
【図８】本実施形態による判定結果を示す図。
【図９】心房細動解析処理のフローチャート。
【図１０】心電ＲＲ間隔を用いた心房細動の解析方法を説明する図。
【図１１】平均脈波ＲＲ間隔を用いた心房細動の解析方法の問題点を説明する図。
【図１２】ステップＳ４１０における心房細動解析処理の詳細を示す図。
【図１３】パワー波形信号および変動係数信号を例示する図。
【図１４】移動平均処理後のパワーおよび変動係数を例示する図。
【図１５】パワーと変動係数との関係を例示する図。
【図１６】図１５のデータの、クラスタリング後の結果を例示する図。
【図１７】変形例における心房細動解析システムの構成を示す図。
【図１８】データを対比可能な態様で表現したグラフの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態＞
［概要］
【００１５】
従来、心電図から心房細動を解析する際には、１拍毎のＲＲ間隔（「心電ＲＲ間隔」という）が用いられていた。これに対し本実施形態においては、脈波から心房細動が解析される。脈波を用いた場合、心電図とは異なり、１拍毎のＲＲ間隔を正確に特定することが困難なことがある。そのため本実施形態においては、ある単位時間（以下、フレームという）内におけるＲＲ間隔の平均を示す値（「平均脈波ＲＲ間隔」という）が用いられる。ここではまず、心電ＲＲ間隔を用いた心房細動の解析方法について説明し、次に、平均脈波ＲＲ間隔を用いた場合の問題点を説明し、最後に、本実施形態における解析方法の概要を説明する。
【００１６】
図１０は、心電ＲＲ間隔を用いた心房細動の解析方法を説明する図である。図１０は、心電ＲＲ間隔の変動を示す波形信号について、４８０秒間を１フレームとし、そのフレームにおいて０．０１Ｈｚから０．２Ｈｚの帯域で周波数解析を行い、ピーク周波数とパワーとを対数変換して表したグラフである。パワーとは、スペクトル密度のことである。図１０（ａ）は、心房細動を発症していないときの心電ＲＲ間隔を用いた場合を示し、図１０（ｂ）は、心房細動を発症しているときの心電ＲＲ間隔を用いた場合を示している。図中の直線は、プロットされたデータから得られる１次回帰直線を示す。これらのグラフから、１次回帰直線の傾きβと相関係数γとを算出すると、以下に示す結果となる。
【００１７】
図１０（ａ）に示す心房細動を発症していない場合においては、γ＝−０．７２、β＝−１．２９となる。また、図１０（ｂ）に示す心房細動を発症している場合においては、γ＝−０．０７、β＝−０．１３となる。このように、心房細動を発症している場合には、相関がなくなって白色雑音状になり、また、傾きβが「０」に近づくことがわかる。このように、心電ＲＲ間隔を用いた場合、ピーク周波数およびパワーのプロットにおける１次回帰直線の傾きβと相関係数γとから、心房細動の有無を判定することができる。
【００１８】
図１１は、平均脈波ＲＲ間隔を用いた心房細動の解析方法の問題点を説明する図である。図１１は、平均脈波ＲＲ間隔の変動を示す波形信号について、４８０秒間を１フレームとし、そのフレームにおいて０．０１Ｈｚから０．２Ｈｚの帯域で周波数解析を行い、ピーク周波数とパワーとを対数変換して表したグラフである。図１１（ａ）は、心房細動を発症していない例を示し、図１１（ｂ）は、心房細動を発症している例を示している。図中の直線は、プロットされたデータから得られる１次回帰直線を示す。
【００１９】
図１１（ａ）に示す心房細動を発症していない場合においては、γ＝−０．６８、β＝−１．４０となる。また、図１１（ｂ）に示す心房細動を発症している場合においては、γ＝−０．４１、β＝−１．０２となる。このように、平均脈波ＲＲ間隔を用いたときに
は、図１１に示すように、心房細動の発症の有無によるγ、βの有意差がなく、心電ＲＲ間隔を用いた場合と同じ方法では心房細動の有無の判定が困難である。
【００２０】
ここで、図１０（ａ）および（ｂ）を再び比較してみると、心房細動を発症している場合に、高周波数帯域側においてパワーが増大していることがわかる。例えば図１０において、０．２Ｈｚ近傍の周波数帯域についてパワーを比較すると、心房細動を発症していないときのパワーが「１．５９」、心房細動を発症しているときのパワーが「４．９７」である。心房細動を発症しているときには、発症していないときに比べて、この周波数帯域のパワーが数倍に増加して有意差が見られる。
【００２１】
このパワーの増加は、平均脈波ＲＲ間隔を用いた場合にも観測される。図１１において、０．２Ｈｚ近傍の周波数帯域についてパワーを比較すると、心房細動を発症していないときのパワーが「０．０５」、心房細動を発症しているときのパワーが「０．３０」である。このように、平均脈波ＲＲ間隔を用いても、心房細動を発症しているときには、発症していないときに比べて、この周波数帯域のパワーが数倍に増加して有意差が見られる。本実施形態においては、このパワーの増大を一つの指標として用いて、心房細動の有無が判定される。
【００２２】
本実施形態においては、心房細動の有無のもう一つの指標として、変動係数が用いられる。変動係数は、平均脈波ＲＲ間隔の平均に対するばらつきの度合いを示すパラメーターである。心房細動を発症すると、ＲＲ間隔の不整が起こる。すなわち、１拍毎の時間間隔が不規則になる。平均脈波ＲＲ間隔についても同様であり、不整状態（平均に対するばらつき）を、心房細動の指標することができる。本実施形態においては、パワーおよび変動係数を指標として、心房細動の有無が判定される。以下、本実施形態の装置構成および動作について詳細に説明する。
【００２３】
［心房細動解析システム９の構成］
図１は、実施形態における心房細動解析システム９の構成を説明するための図である。患者Ａは、心房細動の診察を受ける人物である。医者Ｂは、患者Ａの担当医であり心房細動の診断のために脈波測定装置１を患者Ａに貸与する。患者Ａは、貸与された脈波測定装置１を装着して、この脈波測定装置１を利用する利用者となる。加工センターＣは、患者Ａが装着した脈波測定装置１から得られるデータの出力を受け取り、そのデータを決められた手順に従って加工する施設である。医者Ｂは、加工センターＣにおいて加工されたデータの提示を受けて患者Ａの心房細動に関する診断を行う。
以下に説明する実施形態は、加工センターＣにおける加工機能を脈波測定装置１が有している場合である。
【００２４】
［脈波測定装置１の構成］
図２は、実施形態における脈波測定装置１の外観を説明する図である。本発明の実施形態における脈波測定装置１は、図２（ａ）に示すように、利用者である検出対象者の手１０００における手首部分（腕）に腕時計のようにして装着される装置本体１０と、検出部位に装着されて脈波を検出する脈波検出部２０とを有する。装置本体１０と脈波検出部２０とは、ケーブル３０により接続されている。ケーブル３０は、脈波検出部２０から出力される脈波信号（以下、検出波形信号Ｌという）を装置本体１０に供給する一方、装置本体１０からの電力を脈波検出部２０に供給する。
【００２５】
装置本体１０には、リストバンド５０が取り付けられている。装置本体１０は、リストバンド５０が利用者の腕に巻き付けられることにより腕に装着される。装置本体１０には、操作部１４および表示部１５が設けられている。操作部１４は、利用者が脈波測定装置１に機能選択の指示などを入力するためのボタンスイッチなどの操作子を有し、これら操作子によって利用者の操作を受付ける。操作部１４は、装置本体１０の側面に左右それぞれ２つずつのボタンスイッチを有している。これらのうち、装置本体１０をリストバンド５０によって利用者の手首部分に装着したときに、小指側に設けられているボタンスイッチが行動ボタン１４１であり、親指側に設けられているボタンスイッチが自覚症状ボタン１４２である。また、これらのうち、利用者の肘（図示せず）側に設けられている２つのボタンは、その他の機能を有する操作ボタン１４０である。操作部１４には、表示部１５上に設けられたタッチセンサーなどが含まれていてもよい。表示部１５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスである。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、脈波検出部２０が装着される検出部位は、この例においては、手１０００における人差し指の根元から第２指関節までの間の一部であるものとするが、脈波を検出できる部位であればどの部位であってもよい。脈波検出部２０は、固定バンド４０によって固定されることにより、検出部位に装着される。このとき、固定バンド４０は、脈波検出部２０を覆った状態であり、脈波検出部２０の受光部には固定バンド４０の外側からの光が到達しないように遮光する構成である。
【００２７】
脈波検出部２０は、以下のようにして脈波を検出し、検出結果を示す検出波形信号Ｌを出力する。脈波検出部２０は、発光部（例えば、緑色ＬＥＤ（Light Emitting Diode））と受光部とを有する。脈波検出部２０は、装置本体１０からケーブル３０を介して供給された電力に応じた光を発光部から照射する。脈波検出部２０は、発光部からの光のうち、毛細血管中のヘモグロビンによって反射した光を受光部により受光し、受光レベルに応じた信号を、検出波形信号Ｌとして、ケーブル３０を介して装置本体１０に供給する。
【００２８】
図３は、実施形態における脈波測定装置１の構成を説明する図である。脈波測定装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、操作部１４、表示部１５、計測部１６、計時回路１７、Ａ／Ｄ変換回路１８、増幅回路１９を有する装置本体１０と、脈波検出部２０とを有する。増幅回路１９および脈波検出部２０を除く各構成は、バスを介して接続されている。
【００２９】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記憶されている制御プログラムにしたがって、各部の制御およびデータの転送などを行う。ＲＡＭ１２は、検出波形信号Ｌなどの生体情報、およびＣＰＵ１１における制御プログラムの実行中に発生する各種データを一時記憶する。ＣＰＵ１１は制御プログラムを実行することにより、心房細動解析機能を実現し、脈波測定装置１を心房細動解析装置として機能させる。なお、ＣＰＵ１１は、制御プログラムを実行することにより、心房細動解析機能以外の様々な機能を実現するようにしてもよい。これらの機能は、例えば、利用者が操作部１４を操作することにより実現されるようにすればよい。
【００３０】
操作部１４は、上述したように、利用者の指示を脈波測定装置１に入力するためのボタンスイッチなどを有する。操作部１４は、利用者によって操作されると、ＣＰＵ１１に対して、操作内容を示す操作信号を出力する。操作部１４が有するボタンスイッチのうち、行動ボタン１４１は、利用者が予め決められた行動をするときに押すための操作子である。また、自覚症状ボタン１４２は、利用者が心房細動の自覚症状を得たときに押すための操作子である。
表示部１５は、上述したように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスを有し、ＣＰＵ１１によって表示内容が制御される。この表示内容は、例えば、時刻表示、各種メニュー画面、脈波測定結果、心房細動の解析結果などを示す各種画像である。
計測部１６は、装置本体１０の筐体内部に取り付けられてその装着部位（本実施形態において手首）の動作である体動を検出し検出結果に応じた信号を出力するセンサーである。この信号は、体動の程度を表しているので、この信号に基づいて利用者の活動量が求められる。すなわち計測部１６は、利用者の活動量を計測する計測部に相当する。なお、活動量とは、生体の活動の程度を示す量であり、例えば、その生体の活動に伴って消費される熱量などである。
具体的には、計測部１６は、静電容量型加速度センサーやピエゾ抵抗型加速度センサー等を備えており、３軸方向の加速度をそれぞれ検出する。そして、計測部１６は、例えば検出した上記３軸方向の加速度に基づいて上記装着部位の加速度の絶対値や利用者の活動量を算出してＣＰＵ１１に出力する。
計時回路１７は、発振回路１７１を備える。発振回路１７１は、制御の基礎となるクロック信号をＣＰＵ１１に供給する。計時回路１７は、ＣＰＵ１１の制御により、時間を計測する。
ＣＰＵ１１は、行動ボタン１４１や自覚症状ボタン１４２が押されたときに、計時回路１７により計測された時間を参照して、それらのタイミングをそれぞれＲＡＭ１２に記憶する。
【００３１】
増幅回路１９は、脈波検出部２０からケーブル３０を介して供給された検出波形信号Ｌを増幅する。増幅時のゲインは、ＣＰＵ１１の制御により設定される。
Ａ／Ｄ変換回路１８は、増幅回路１９において増幅されたアナログ信号の検出波形信号Ｌを、デジタル信号に変換する。この例においては、サンプリング周波数は１００Ｈｚであり、脈波から得られるＲＲ間隔に比べて十分高い周波数となっている。また、この例においては、量子化は１０ビットで行われる。なお、サンプリング周波数、量子化ビットについては、必要とする精度に応じて異なる値に決められていてもよい。
続いて、ＣＰＵ１１によって実現される心房細動解析装置の機能構成（心房細動解析機能および記憶機能）について説明する。
【００３２】
［機能構成］
図４は、実施形態における心房細動解析装置１００の機能構成を説明する図である。心房細動解析装置１００は、ノイズ低減部１１１、ＲＲ間隔算出部１１２、パワー算出部１１３、解析部１１４、表示制御部１１５、変動係数算出部１１６、変換部１１７、評価部１１８、報知部１１９を有するとともに、各種データの記憶領域となる検出波形信号記憶領域１２１、ＲＲ波形信号記憶領域１２２、パワー波形信号記憶領域１２３、変動係数波形記憶領域１２４、活動量記憶領域１２５、行動データ記憶領域１２６、自覚症状データ記憶領域１２７、範囲記憶領域１２８、および閾値記憶領域１２９の各機能構成により実現される。
【００３３】
検出波形信号記憶領域１２１は、Ａ／Ｄ変換回路１８によってデジタル信号に変換された検出波形信号Ｌが記憶されるＲＡＭ１２上に設けられた領域である。
ノイズ低減部１１１は、検出波形信号記憶領域１２１に記憶された検出波形信号Ｌから、ＲＲ間隔に相当する周波数帯域以外の体動ノイズ成分を低減するフィルター処理を施して出力する。フィルター処理としては、例えば、ハイパスフィルター、バンドパスフィルター、適応フィルターなどによる処理である。ノイズ低減部１１１において体動ノイズ成分が低減された検出波形信号Ｌについては、一旦、ＲＡＭ１２において記憶されるようにしてもよい。検出波形信号記憶領域１２１およびノイズ低減部１１１は、ＲＲ間隔算出部１１２において周波数解析に用いられる検出波形信号Ｌを取得する取得部として機能する。
【００３４】
なお、この処理においては体動ノイズ成分が低減され、その影響が検出波形信号Ｌから減少することにはなるが、背景技術として示した技術（特許文献１、非特許文献１）において精密な心房細動の解析ができるほど、正確なＲＲ間隔を計測することができない。
【００３５】
ＲＲ間隔算出部１１２は、ノイズ低減部１１１において体動ノイズ成分が低減された検出波形信号Ｌについて、サンプリング毎にフレームを切り出し、短時間での周波数解析（ＳＴＦＴ（Short-Time Fourier transform）解析）により周波数スペクトルを算出する。そして、ＲＲ間隔算出部１１２は、算出した周波数スペクトルに基づいて、フレーム毎にＲＲ間隔に相当するパラメーターを算出し、このパラメーターの時間変化を示すＲＲ波形信号ＦＲＲを、ＲＡＭ１２上に設けられた領域のＲＲ波形信号記憶領域１２２に記憶する。なお、ＲＲ波形信号ＦＲＲは、このパラメーターの経時変化を示すデータの集合である。
【００３６】
算出されるパラメーターは、この例においては、フレーム内におけるＲＲ間隔の平均を示す値（平均脈波ＲＲ間隔）であり、例えば、周波数スペクトルの最大ピークとなる周波数である。したがって、ＲＲ波形信号ＦＲＲは、平均脈波ＲＲ間隔の時間変化を示すことになる。ＲＲ間隔算出部１１２における処理により、ノイズ低減部１１１において体動ノイズが完全に除去されなくても、ＲＲ波形信号ＦＲＲに含まれる体動ノイズの影響を大幅に低減することができる。
【００３７】
図５は、検出波形信号Ｌの周波数解析を行うときのフレームを説明する図である。図５に示す波形は検出波形信号Ｌの波形の例である。図５に示すように、各フレームの時間は、この例においては４秒であり、１秒毎にサンプリングされ周波数解析が行われる。すなわち、各フレームは１秒ずつずれて設定され、次のフレームと３秒間オーバーラップしている。このように、サンプリングタイミング、フレームが設定されているため、平均脈波ＲＲ間隔はＲＲ間隔の４秒間における平均値であり、ＲＲ波形信号ＦＲＲは１秒毎の平均脈波ＲＲ間隔の変化を示すものとなる。
【００３８】
図６は、ＲＲ間隔算出部１１２における周波数特性を説明する図である。ＲＲ間隔算出部１１２において、上述のように設定したフレームで周波数解析を行うことは、移動平均処理における周波数特性が重畳することと同等である。図６に示す周波数特性は、フレームの時間の４秒に相当する０．２５Ｈｚおよびその整数倍の周波数において谷が生じ、山の頂点を結ぶような全体的な傾向として、高周波数になるほどレベルが低くなる、すなわち、マイナスの傾きを持つ周波数特性となっている。フレームの時間が長くなるほど、この傾きは急になる。一方、フレームの時間が短くなると、傾きが「０」に近づくことになるが、検出波形信号Ｌにおける体動ノイズ成分の残存が多くなってしまう。そのため、フレーム時間は１秒以上５秒以下、望ましくは２秒以上４秒以下とするとよい。
【００３９】
パワー算出部１１３は、ＲＲ波形信号記憶領域１２２に記憶されたＲＲ波形信号ＦＲＲについて、短時間での周波数解析（ＳＴＦＴ解析）を行い、得られる周波数スペクトルに基づいて、一部の周波数帯域（以下、算出周波数帯域という）のパワー（以下、帯域パワーという）を算出する。パワー算出部１１３は、算出した帯域パワーの時間変化を示すパワー波形信号Ｐａを、ＲＡＭ１２上に設けられた領域のパワー波形信号記憶領域１２３に記憶する。なお、パワー波形信号Ｐａは、帯域パワーの経時変化を示すデータの集合である。
【００４０】
図７は、ＲＲ波形信号ＦＲＲの周波数解析を行うときのフレームを説明する図である。図７に示す波形はＲＲ波形信号ＦＲＲの波形の例である。図７に示すように、各フレームの時間は、この例においては１２０秒であり、６０秒毎にサンプリングされ周波数解析が行われる。すなわち、各フレームは６０秒ずつずれて設定され、次のフレームと６０秒間オーバーラップしている。
【００４１】
また、パワー算出部１１３において帯域パワーが算出される上述の算出周波数帯域は、予め決められ、この例においては、０．２５Ｈｚから０．５Ｈｚまでの帯域であるものとする。これは、図６に示す周波数特性の２つの谷（０．２５Ｈｚ、０．５Ｈｚの谷）の間として決められている。これは、谷の部分におけるパワーは抑えられてしまうことから心房細動の有無の判定にはほとんど寄与しないため、心房細動の有無の判定に寄与する部分を中心に算出周波数帯域が決められている。すなわち、０．３Ｈｚから０．４５Ｈｚまでの帯域といったように、算出周波数帯域は、さらに、周波数特性の谷の部分が除かれて、山の部分だけが含まれるように、その範囲が狭くなるように設定されていてもよい。
【００４２】
ここで、算出周波数帯域の最低周波数（下限）と最高周波数（上限）とは、この例においては、ＲＲ間隔算出部１１２における周波数特性、すなわちＲＲ間隔算出部１１２における周波数解析で用いるフレームの時間に応じて決められていた。一方で、上下限の周波数のいずれか一方、または双方の周波数は、必ずしもフレームの時間に応じて決められていなくてもよい。
【００４３】
算出周波数帯域の最低周波数は、図１０、図１１に示すように、パワーの変化が明確となる０．１Ｈｚ以上、望ましくは０．２Ｈｚ以上であるとよい。このとき、最低周波数は、上述したように、ＲＲ間隔算出部１１２における周波数解析で用いるフレームの時間の逆数以上であることがさらに望ましい。
また、算出周波数帯域の最高周波数は、ナイキスト周波数による影響を考え、ＲＲ間隔算出部１１２における周波数解析のサンプリング周波数の１／２以下であることが望ましい。このとき、最高周波数は、上述したように、ＲＲ間隔算出部１１２における周波数解析で用いるフレームの時間の逆数の２倍以下であることがさらに望ましい。
【００４４】
図４に戻って説明を続ける。変動係数算出部１１６は、ＲＲ波形信号記憶領域１２２に記憶されているＲＲ波形信号ＦＲＲ（平均脈波ＲＲ間隔）から、次式（１）に従って変動係数ＣＶＲＲを算出する。
ＣＶＲＲ＝σＲＲ／ａｖｅＲＲ    …（１）
なお、σＲＲおよびａｖｅＲＲは、それぞれ、１フレームの期間における平均脈波ＲＲ間隔の標準偏差および平均値を示す。すなわち、変動係数ＣＶＲＲは、平均に対するばらつきの度合いを示すパラメーターである。変動係数算出部１１６は、算出した変動係数ＣＶＲＲを、変動係数波形記憶領域１２４に記憶する。変動係数ＣＶＲＲはフレーム毎に算出されるので、変動係数波形記憶領域１２４には、変動係数ＣＶＲＲの時間変化を示す信号（「変動係数信号Ｓｃ」という）が記憶される。なお、変動係数信号Ｓｃは、変動係数ＣＶＲＲの経時変化を示すデータの集合である。
【００４５】
解析部１１４は、パワー波形信号記憶領域１２３に記憶されたパワー波形信号Ｐａおよび変動係数波形記憶領域１２４に記憶された変動係数信号Ｓｃに基づいて心房細動の有無を時刻ごとに解析する。具体的には、これらの信号について、特定の判定条件を満たすか否かを判定し、判定結果に応じた情報を出力する。特定の判定条件については後述する。
【００４６】
解析部１１４は、心房細動であると判定すると、その判定結果を示す情報を表示制御部１１５に出力する。解析部１１４から出力される情報は、例えば、心房細動であることの判定を示す情報など、心房細動の有無に関する情報であればよい。表示制御部１１５は、解析部１１４から出力された情報に基づいて、表示部１５の表示内容を制御し、心房細動であると判定されたことを示す画像を表示させる。利用者は、この表示内容を見ることにより、心房細動であるか否かを確認することができる。なお、この表示内容は、リアルタイムに心房細動の判定結果を示す表示であってもよいし、心房細動であると判定された期間を示す表示であってもよい。
以上が、心房細動解析装置１００の機能構成の説明である。続いて、心房細動解析装置１００の解析動作（心房細動解析処理）について、図９を用いて説明する。
【００４７】
［心房細動解析処理］
図９は、実施形態における心房細動解析処理を説明するフローチャートである。まず利用者が操作部１４を操作し、心房細動の解析処理を開始する指示が入力されると、ＣＰＵ１１は、図９に示すフローを開始する。ＣＰＵ１１は、利用者が操作部１４を操作して、解析処理を終了する指示が入力されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ１１は、解析処理を終了する指示が入力されている場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）には、心房細動の解析処理を終了する。
【００４８】
ＣＰＵ１１は、解析処理を終了する指示が入力されていない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）には、脈波検出部２０において脈波を検出させて検出波形信号Ｌを測定し（ステップＳ１２０）、ノイズ低減部１１１により体動ノイズ低減処理を行う（ステップＳ１３０）。このとき、ＣＰＵ１１は、検出波形信号ＬをＲＡＭ１２の検出波形信号記憶領域１２１に記憶するが、体動ノイズ低減処理を行った検出波形信号Ｌを記憶するようにしてもよい。
【００４９】
ＣＰＵ１１は、体動ノイズ低減処理を行った波形信号がＲＡＭ１２に１フレーム蓄積されたか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ＣＰＵ１１は、１フレームの蓄積がされていない場合（ステップＳ１４０；Ｎｏ）には、ステップＳ１１０に戻って処理を続ける。一方、１フレームの蓄積がされた場合（ステップＳ１４０；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、ＲＲ間隔算出部１１２により平均脈波ＲＲ間隔を算出する（ステップＳ２１０）。
【００５０】
ＣＰＵ１１は、ＲＲ間隔算出部１１２により算出した平均脈波ＲＲ間隔をＲＲ波形信号記憶領域１２２に記憶する（ステップＳ２２０）。この記憶領域に記憶された平均脈波ＲＲ間隔の時間変化はＲＲ波形信号ＦＲＲとなる。
ＣＰＵ１１は、ＲＲ波形信号記憶領域１２２に記憶されたＲＲ波形信号ＦＲＲが１フレーム蓄積されたか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ＣＰＵ１１は、１フレームの蓄積がされていない場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）には、ステップＳ１１０に戻って処理を続ける。一方、１フレームの蓄積がされた場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、パワー算出部１１３により帯域パワーを算出する（ステップＳ３１０）。
【００５１】
ＣＰＵ１１は、パワー算出部１１３により算出した帯域パワーをパワー波形信号記憶領域１２３に記憶する（ステップＳ３２０）。この記憶領域に記憶された帯域パワーの時間変化はパワー波形信号Ｐａとなる。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、変動係数算出部１１６により変動係数を算出する（ステップＳ３３０）。ＣＰＵ１１は、変動係数算出部１１６により算出した変動係数を変動係数波形記憶領域１２４に記憶する（ステップＳ３４０）。
【００５３】
ＣＰＵ１１は、記憶されているパワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃを参照し、解析部１１４により、パワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃが所定の判定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４１０）。
【００５４】
図１２は、ステップＳ４１０における心房細動解析処理の詳細を示す図である。ステップＳ５００において、ＣＰＵ１１は、パワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃを、ＲＡＭ１２から読み出す。
【００５５】
図１３は、パワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃを例示する図である。図１３には、ある患者について２４時間に渡って計測された脈波信号から得られたパワー波形信号Ｐａ［ｍｓｅｃ２］および変動係数信号Ｓｃ［％］を示している。なお、この患者は、測定期間中に心房細動を発症している。
【００５６】
再び図１２を参照する。ステップＳ５０１において、ＣＰＵ１１は、パワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃについて、移動平均処理を行う。移動平均処理は、パワーおよび変動係数ＣＶＲＲのそれぞれについて、細かい変動（短い時間における変動）を均すために行われる。この例では、２０点のデータ（すなわち脈波の２０分の測定から得られるデータ）を用いて移動平均処理が行われる。
【００５７】
図１４は、移動平均処理後のパワー波形信号Ｐａおよび変動係数信号Ｓｃを例示する図である。移動平均処理により細かい変動が均されている。以下、移動平均処理後のデータは、ある時刻におけるパワーと変動係数とを示すデータとして扱われる。測定は６０秒毎に行われるので、２４時間の測定で１４４０点のデータが得られる。
【００５８】
再び図１２を参照する。ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１１は、所定のアルゴリズム（例えば、クラスタリングの手法として広く知られているｋ−ｍｅａｎｓ法）により、これらのデータを２つのクラスターにクラスタリングする。
【００５９】
図１５は、パワーと変動係数との関係を例示する図である。縦軸はパワー［ｍｓｅｃ２］を、横軸は変動係数ＣＶＲＲ［％］を示す。既に説明したように、心房細動発症時には、平常時と比べるとパワーおよび変動係数が相対的に高い値を示す。したがって、図１５の右上付近のプロットは、心房細動が発症している時に測定されたデータに対応すると考えられる。本実施形態においては、クラスタリング手法によりデータを２つのクラスターに分け、これら２つのクラスターの変動係数−パワー空間における位置関係に基づいて、心房細動の有無が解析される。
【００６０】
図１６は、図１５のデータの、クラスタリング後の結果を例示する図である。このように、クラスタリング手法（この例ではｋ−ｍｅａｎｓ法）により、データは２つのクラスターに分割される。これら２つのクラスターを、それぞれ、クラスターＣ０およびクラスターＣ１という。クラスターＣ０は、相対的に高変動係数かつ高パワーのデータ群であり、クラスターＣ１は、低変動係数かつ低パワーのデータ群である。クラスターＣ０のデータは丸（○）で、クラスターＣ１は三角（△）で表されている。また、ｋ−ｍｅａｎｓ法によれば、変動係数−パワー空間における各クラスタの重心の座標が計算される。図１６には、クラスターＣ０およびＣ１の重心の位置が併せて図示されている。
【００６１】
再び図１２を参照する。ステップＳ５０３において、ＣＰＵ１１は、クラスターＣ０の重心の位置が、クラスターＣ１の重心の位置を基準として所定の範囲、例えば±３０％の範囲内にあるか判定する。クラスターＣ０の重心の位置がクラスターＣ１の重心の位置から±３０％の範囲の外にあると判定された場合（Ｓ５０３；ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ５０４に移行する。クラスターＣ０の重心の位置がクラスターＣ１の重心の位置から±３０％の範囲内にあると判定された場合（Ｓ５０３；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ５０５に移行する。
【００６２】
ステップＳ５０４において、ＣＰＵ１１は、クラスターＣ０は、心房細動発症時のデータであると判定する。
【００６３】
クラスターＣ０の重心の位置がクラスターＣ１の重心の位置から±３０％の範囲内にある場合、データが２つのクラスターに分離できないと判定する。この場合、可能性としては、全測定期間において心房細動を発症していない場合と、全測定期間において心房細動を発症し続けている場合が考えられる。この場合は、パワーおよび変動係数の値により、心房細動の有無が解析される。ステップＳ５０５以降において、このための処理が行われる。
【００６４】
ステップＳ５０５において、ＣＰＵ１１は、クラスターＣ０の重心とクラスターＣ１の重心との平均位置（以下「平均重心」という）の座標（以下、「平均重心座標」という）を計算する。平均重心は、例えば、クラスターＣ０の重心とクラスターＣ１の重心との単純平均（すなわち、クラスターＣ０の重心とクラスターＣ１の重心との中点）である。あるいは、平均重心は、クラスターＣ０の重心とクラスターＣ１の重心とのデータ点数による重みつき重心（すなわち、全測定点の重心）であってもよい。
【００６５】
ステップＳ５０６において、ＣＰＵ１１は、平均重心座標が、所定の範囲（例えば、変動係数１０．０以上かつパワー０．５以上）にあるか判定する。平均重心座標が所定の範囲にあると判定された場合（Ｓ５０６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、全測定期間において、心房細動が発症していたと判定する（ステップＳ５０７）。平均重心座標が所定の範囲にないと判定された場合（Ｓ５０６；ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、全測定期間において、心房細動が発症していなかったと判定する（ステップＳ５０８）。
【００６６】
再び図９を参照する。心房細動を発症していないと判定した場合（ステップＳ４１０；Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１０に戻って処理を続ける。  一方、心房細動を発症していると判定した場合（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、表示制御部１１５により心房細動であることの判定結果を表示部１５に表示させ（ステップＳ４２０）、ステップＳ１１０に戻って処理を続ける。
【００６７】
なお、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１０からステップＳ１４０の処理をステップＳ１４０の判定にかかわらず繰り返し実行してもよい。この場合、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１４０においてＹｅｓとなる度に、ステップＳ１１０からステップＳ１４０の処理と並行して、ステップＳ２１０以降の処理を実行するようにしてもよい。このとき、ステップＳ２３０におけるＮｏの場合、または、ステップＳ４１０におけるＮｏの場合には、並行して実行したステップＳ２１０以降の処理を終了するようにすればよい。
以上が、心房細動解析処理の説明である。
【００６８】
図８は、本実施形態による解析結果を示す図である。比較のため、ホルター心電計による心電図解析によって心房細動が発症していると解析された期間を併せて図示している。図中、太線で示した部分が本実施形態によって心房細動が発症していると解析された期間であり、ハッチング部分がホルター心電計による心電図解析によって心房細動が発症していると解析された期間である。ホルター心電計により心房細動が発症していると解析された期間については、本実施形態においても、ほぼ漏れなく、心房細動が発症していると解析されている。本実施形態においては、一部ノイズが心房細動として検出されているが、例えば、所定のしきい値より短い期間において心房細動と解析された場合は、その解析結果を棄却する（すなわち、しきい値より長い時間、連続して心房細動と解析され続けた場合に、心房細動であるという解析結果を採用する）ようにしてもよい。
【００６９】
このように、本発明の実施形態における脈波測定装置１においては、１拍毎の脈波ＲＲ間隔の代わりに平均脈波ＲＲ間隔を計測することにより体動ノイズの影響を低減しつつ、心房細動の解析を行うことができる。
【００７０】
［記憶処理］
次に、心房細動解析装置１００による各種データの記憶処理について説明する。
図４に示す通り、計測部１６は、心房細動解析装置１００に利用者の活動量を示す情報を出力する。この出力は、周期的に行われていてもよいし、心房細動解析装置１００からの要求に応じて行われてもよい。また、この出力は、計測部１６が計測した活動量が、例えば決められた閾値を超えたときなど、所定の条件を満たしたときに行われてもよい。計測部１６から出力された活動量は、計時回路１７が計測した時間を参照することで、その活動量が計測された時刻とともに活動量記憶領域１２５に記憶される。
【００７１】
範囲記憶領域１２８には、利用者の活動量が変動し得る範囲を示す範囲情報が記憶されている。利用者の活動量は、その利用者の年齢や体質、生活習慣など様々な要因によって個人差がある。範囲記憶領域１２８が記憶する範囲情報は、脈波測定装置１を装着した利用者の活動量の上限および下限を示す情報である。活動量の下限は、例えば利用者が安静にしているときの活動量であり、活動量の上限は、例えば利用者が体を動かすことで耐え難い負荷を感じるときの活動量である。
【００７２】
利用者が操作部１４の操作ボタン１４０などを操作すると、ＣＰＵ１１はこの操作に応じて利用者の範囲情報を範囲記憶領域１２８に記憶させる。なお、範囲記憶領域１２８には、予め複数の利用者の範囲情報が各利用者の識別情報ごとに対応付けられて記憶されていてもよい。この場合、例えばＣＰＵ１１は、利用者の操作を操作部１４により受付けて認証処理を行い、その利用者を識別して、その利用者に対応する範囲情報を範囲記憶領域１２８から抽出してもよい。
【００７３】
変換部１１７は、範囲記憶領域１２８に記憶された範囲情報に基づいて、活動量記憶領域１２５に記憶された活動量を、利用者にとっての負荷を示す負荷量に変換する。負荷量は、例えば、範囲情報で示される活動量の範囲を複数段階で区切った数値で表されてもよいし、その活動によって消費された消費熱量で表されてもよい。消費熱量は、例えば、範囲情報で示される活動量の範囲と、利用者ごとに設定された基礎代謝などの値から推算されてもよい。
【００７４】
閾値記憶領域１２９には、利用者の活動量または負荷量と比較される閾値が記憶されている。ここでは、閾値記憶領域１２９は、利用者の負荷量と比較される閾値を記憶する。報知部１１９は、変換部１１７が変換して得られた利用者の負荷量と閾値記憶領域１２９に記憶されたその利用者の閾値とを比較し、利用者の負荷量が閾値を超えたときに、利用者が操作部１４に対する操作を行うように、利用者にその旨を報知する。具体的に、報知部１１９は、利用者の負荷量が上記の閾値を超えたと判断すると、表示制御部１１５に決められた信号を出力する。表示制御部１１５は、この信号を受け取ると、例えば利用者に行動ボタン１４１を押すように促す画面を表示部１５に表示させる。
【００７５】
操作部１４が有する行動ボタン１４１は、利用者によって押されると行動ボタン１４１に割り当てられた固有の信号を心房細動解析装置１００に出力する。心房細動解析装置１００は、この信号を受け取ると、その信号を「行動データ」として、行動データ記憶領域１２６に記憶する。行動データは、計時回路１７により計測された時間を心房細動解析装置１００が参照して、行動ボタン１４１が押された時刻ごとに行動データ記憶領域１２６に記憶される。
【００７６】
操作部１４が有する自覚症状ボタン１４２は、利用者によって押されると自覚症状ボタン１４２に割り当てられた固有の信号を心房細動解析装置１００に出力する。心房細動解析装置１００は、この信号を受け取ると、その信号を「自覚症状データ」として、自覚症状データ記憶領域１２７に記憶する。自覚症状データは、計時回路１７により計測された時間を心房細動解析装置１００が参照して、自覚症状ボタン１４２が押された時刻ごとに自覚症状データ記憶領域１２７に記憶される。
【００７７】
評価部１１８は、変換部１１７によって変換された負荷量を、その負荷量に対応する活動量が計測部１６によって計測された時刻ごとに取得する。また、評価部１１８は、解析部１１４によって解析された心房細動の有無を示す情報を、その心房細動が生じた時刻、または消えた時刻ごとに取得する。そして、評価部１１８は、解析部１１４により心房細動が有る（発症している）と解析された期間（発症期間）中に計測部１６によって計測された活動量またはその活動量から変換された負荷量を評価する。この評価とは、例えば、全期間にわたる負荷量の平均値と、心房細動が有ると解析された期間中に計測された活動量から変換された負荷量の平均値との比較に基づいたものなどであり、心房細動が有ると解析された期間中の負荷量は全ての負荷量に比較して何％増加したかなどを算出して提示することで行われる。また、この評価は、心房細動が有ると解析された期間における、負荷量のグラフを、それ以外の期間における負荷量のグラフの色とは異なる色で表示することで行われてもよい。つまり、この評価部１１８が行う評価によって、心房細動の有無に応じて、計測された活動量またはその活動量に対応する負荷量が区別されるように情報が加工されればよい。
【００７８】
なお、評価部１１８は、行動データ記憶領域１２６から行動データを読み出してもよいし、自覚症状データ記憶領域１２７から自覚症状データを読み出してもよい。そして、評価部１１８は、計測部１６により計測された活動量またはその活動量に対応する負荷量を時系列に沿って配列し、行動ボタン１４１が押された時刻や、自覚症状ボタン１４２が押された時刻などと対比可能な態様で表現してもよい。
【００７９】
このように、本発明の実施形態における脈波測定装置１は、心房細動の発症と、活動量との関係を表示することができるので、例えばこの表示を見た医者Ｂは、脈波測定装置１を貸与された患者Ａの症状を活動量と関係付けて診断することができる。
【００８０】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
［変形例１］
上述した実施形態においては、検出波形信号Ｌは、脈波検出部２０において脈波を検出した結果を示す信号であったが、心電を検出した結果として得られる波形信号であってもよい。すなわち、ＲＲ間隔に相当するパラメーターが取得可能な波形信号であればよい。
【００８１】
［変形例２］
上述した実施形態においては、心房細動解析装置１００の機能構成としてノイズ低減部１１１が設けられていたが、必ずしも設けられていなくてもよい。この場合には、ＲＲ間隔算出部１１２は、検出波形信号記憶領域１２１から周波数解析を行う検出波形信号Ｌを取得すればよい。
【００８２】
［変形例３］
上述した実施形態においては、心房細動解析装置１００は、脈波測定装置１において実現されていたが、パーソナルコンピューターなどの情報処理装置において実現されるようにしてもよい。この場合には、情報処理装置は、予め測定された検出波形信号Ｌを外部装置から取得して、検出波形信号記憶領域１２１に記憶するようにすればよい。そして、情報処理装置は、この検出波形信号Ｌを心房細動解析処理により解析して、心房細動の有無を解析すればよい。
【００８３】
［変形例４］
上述した実施形態においては、装置本体１０と脈波検出部２０とは、ケーブル３０により有線で接続されていたが、無線により接続されていてもよい。この場合には、装置本体１０と脈波検出部２０とは、脈波検出部２０の制御に必要な制御信号および脈波検出部２０において生成される検出波形信号Ｌなどの各種信号を無線通信によりやり取りすればよい。また、装置本体１０および脈波検出部２０のそれぞれにおいて電力を供給可能な電池などの構成を有するようにすればよい。
【００８４】
［変形例５］
上述した実施形態においては、心房細動の解析結果が表示部１５に表示され、利用者に報知されていたが、音、振動などにより報知されるようにしてもよい。例えば、音で利用者に報知する場合には、スピーカー、および解析部１１４からの情報に基づいて、スピーカーの放音内容を制御する音制御部を設ければよい。また、振動で利用者に報知する場合には、振動アクチュエーター、および解析部１１４からの情報に基づいて、振動アクチュエーターの振動内容を制御する振動制御部を設ければよい。このように、実施形態における表示制御部１１５および表示部１５は、心房細動の解析結果に応じて利用者に報知する報知部として概念することもできる。
【００８５】
［変形例６］
実施形態で説明した種々のパラメーター、例えば、クラスター分離のしきい値（±３０％）、平均重心座標に対する所定の範囲（変動係数１０．０以上かつパワー０．５以上）、移動平均処理のデータ点数（２０点）、およびフレーム期間（１２０秒）は一例であり、これらのパラメーターの値はこれに限定されない。また、クラスタリングのアルゴリズムは、ｋ−ｍｅａｎｓ法に限定されない。ｋ−ｍｅａｎｓ法以外のアルゴリズムにより、データ群が２つのクラスターに分離されてもよい。また、心房細動の有無の具体的解析方法は、図１２で説明したものに限定されない。例えば、パワーおよび変動係数の少なくとも一方をしきい値と比較する等、図１２で説明した以外の方法により、心房細動の有無が解析されてもよい。
【００８６】
［変形例７］
上述した実施形態における制御プログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、脈波測定装置１は、各プログラムをネットワーク経由でダウンロードしてもよい。
【００８７】
［変形例８］
上述した実施形態において、心房細動解析システム９の加工センターＣにおける加工機能は、脈波測定装置１に含まれていたが、心房細動解析システムは、脈波測定装置１と別に加工センターＣを利用してもよい。図１７は、変形例における心房細動解析システム９ａの構成を示す図である。心房細動解析システム９ａは、脈波測定装置１ａと、加工装置６と、提示装置７とを有する。加工装置６および提示装置７は、いずれもパーソナルコンピューターなどで構成されている。
【００８８】
病院Ｄは、脈波測定装置１ａを所有しており、例えば１０日間など、決められた期間にわたって患者Ａにこの脈波測定装置１ａを貸与する。脈波測定装置１ａを貸与された患者Ａは、その脈波測定装置１ａを図２で示したように自身の手首に装着して脈波の測定および心房細動の解析を行わせる。上述した期間が経過した後、脈波測定装置１ａが記憶した各種データは加工センターＣが所有する加工装置６へデータを送信する。データの送信は、専用回線で行われても公衆回線で行われてもよく、有線で行われても無線で行われてもよい。この場合、脈波測定装置１ａは、図３に破線で示した通信部１０１を備えており、この通信部１０１を介してデータの送信を行う。通信部１０１は、脈波測定装置１ａと加工装置６との間で情報を通信するインターフェースであり、例えば各種のモデムや無線通信回路、あるいは、シリアルインターフェースなどである。また、加工センターＣの職員が、患者Ａから郵送された脈波測定装置１ａを加工装置６に接続して上記データをこの加工装置６に読み込ませてもよい。
【００８９】
加工装置６は、上述した実施形態における脈波測定装置１の評価部１１８と同様な機能を有しており、脈波測定装置１ａから取得したデータを加工する。なお、この場合、脈波測定装置１ａは、脈波測定装置１の評価部１１８を有していなくてもよい。脈波測定装置１ａは、変換部１１７によって変換された負荷量の時系列データと、解析部１１４によって解析された心房細動の有無を示す情報の時系列データとを加工装置６へ送信する。加工装置６は、受け取った負荷量のうち、解析部１１４により心房細動が有ると解析された期間中に計測部１６によって計測された活動量から変換された負荷量を評価する。そして、加工装置６は、負荷量の評価結果に基づいて、時刻ごとの負荷量（またはその負荷量に対応する活動量）が心房細動の有無に応じて区別されるようにデータを加工する。
【００９０】
加工装置６によって加工されたデータは、提示装置７に送信される。提示装置７は、液晶などの表示画面を有しており、例えば、加工装置６から送信されたデータに応じた画像を表示画面に表示することで、その加工されたデータを医者Ｂに提示する。
【００９１】
このように心房細動解析システム９ａは、心房細動の発症と、活動量との関係を提示することができるので、これを利用する医者Ｂは、患者Ａの心房細動の発症を活動量と関係付けて診断することができる。具体的に、医者Ｂは、心房細動解析システム９ａを利用することで、患者Ａの症状が、夜間などの活動量の低いときに心房細動を発症しやすいタイプなのか、激しい運動などをして活動量が高いときに心房細動を発症しやすいタイプなのかを診断することができる。
【００９２】
なお、加工装置６は、脈波測定装置１ａから行動データを取得してもよいし、自覚症状データを取得してもよい。そして、加工装置６は、計測部１６により計測された活動量またはその活動量に対応する負荷量を時系列に沿って配列し、行動ボタン１４１が押された時刻や、自覚症状ボタン１４２が押された時刻などと対比可能な態様で表現してもよい。図１８は、これらのデータを対比可能な態様で表現したグラフの一例を示す図である。この図に示すグラフは、横軸により経過時間を示しており、心房細動の解析結果、活動量、行動データ、および自覚症状データが時系列に沿って対比可能な態様で配列されている。このように加工されたデータを提示された医者Ｂは、例えば、活動量の上昇した期間と心房細動が発症したと解析される期間とが一致する度合いを確認し、患者Ａの症状のタイプを診断する。また、医者Ｂは、行動ボタン１４１が押された時刻や自覚症状ボタン１４２が押された時刻と、心房細動が発症したと解析される時刻とを比較して、患者Ａがどの行動をするときに発症を注意すべきかを診断したり、また、患者Ａの症状に対する自覚の感度を診断したりすることができる。
【００９３】
［変形例９］
上述した実施形態または変形例において、脈波測定装置１の評価部１１８や加工装置６は、変換部１１７によって変換された負荷量のデータを取得して、その負荷量を評価していたが、変換される前の活動量のデータを取得して、活動量を評価してもよい。この場合、脈波測定装置１は、変換部１１７を有していなくてもよい。
また、上述した実施形態または変形例において、脈波測定装置１の操作部１４は、操作されたときに心房細動解析装置１００に「行動データ」を記憶させるための信号を出力する行動ボタン１４１を有していたが、行動ボタン１４１を有していなくてもよい。この場合、利用者は外部に設けられた入力装置を操作して、脈波測定装置１へ行動データの入力を行えばよく、脈波測定装置１は、利用者に操作されたこの入力装置から行動データの入力を上述した通信部１０１を介して受付ければよい。この通信部１０１は、入力装置から行動データの入力を受付ける受付部として機能する。なお、この場合であっても、報知部１１９は、変換部１１７が変換して得られた利用者の負荷量と閾値記憶領域１２９に記憶されたその利用者の閾値とを比較し、利用者の負荷量が閾値を超えたときに、利用者が入力装置に対する操作を行うように、利用者にその旨を報知する。
【符号の説明】
【００９４】
１，１ａ…脈波測定装置、１０…装置本体、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＡＭ、１３…ＲＯＭ、１４…操作部、１４０…操作ボタン、１４１…行動ボタン、１４２…自覚症状ボタン、１５…表示部、１６…計測部、１７…計時回路、１７１…発振回路、１８…Ａ／Ｄ変換回路、１９…増幅回路、２０…脈波検出部、３０…ケーブル、４０…固定バンド、５０…リストバンド、１００…心房細動解析装置、１０１…通信部、１１１…ノイズ低減部、１１２…ＲＲ間隔算出部、１１３…パワー算出部、１１４…解析部、１１５…表示制御部、１１６…変動係数算出部、１１７…変換部、１１８…評価部、１１９…報知部、１２１…検出波形信号記憶領域、１２２…ＲＲ波形信号記憶領域、１２３…パワー波形信号記憶領域、６…加工装置、７…提示装置、９，９ａ…心房細動解析システム、Ａ…患者、Ｂ…医者、Ｃ…加工センター、１０００…手。
【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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