(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血圧の時間変化を取得する方法であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得ステップと、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出ステップと、
前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正ステップと、を含み、
前記波形補正ステップでは、前記補正された時間波形に対し、前記補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、前記補正された時間波形を更に補正する、血圧測定方法。
【請求項２】
前記時間波形は、容積脈波の波形である、請求項１に記載の血圧測定方法。
【請求項３】
前記時間波形は、容積脈波を時間微分した波形である、請求項１に記載の血圧測定方法。
【請求項４】
血圧の時間変化を取得する方法であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得ステップと、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出ステップと、
前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正ステップと、を含み、
前記時間波形は、前記容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である、血圧測定方法。
【請求項５】
前記容積脈波に基づく波形は、容積脈波の波形である、請求項４に記載の血圧測定方法。
【請求項６】
前記容積脈波に基づく波形は、容積脈波を時間微分した波形である、請求項４に記載の血圧測定方法。
【請求項７】
前記補正された時間波形に基づいて、血圧値を算出する血圧算出ステップを更に含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の血圧測定方法。
【請求項８】
前記時間波形、前記補正された時間波形、及び前記血圧値の少なくとも１つを表示する表示ステップを更に含む、請求項７に記載の血圧測定方法。
【請求項９】
血圧の時間変化を取得する装置であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出し、前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を備え、
前記波形補正部は、前記補正された時間波形に対し、前記補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、前記補正された時間波形を更に補正する、血圧測定装置。
【請求項１０】
前記時間波形は、容積脈波の波形である、請求項９に記載の血圧測定装置。
【請求項１１】
前記時間波形は、容積脈波を時間微分した波形である、請求項９に記載の血圧測定装置。
【請求項１２】
血圧の時間変化を取得する装置であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出し、前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を備え、
前記時間波形は、容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である、血圧測定装置。
【請求項１３】
前記容積脈波に基づく波形は、容積脈波の波形である、請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１４】
前記容積脈波に基づく波形は、容積脈波を時間微分した波形である、請求項１２に記載の血圧測定装置。
【請求項１５】
前記補正された時間波形に基づいて、血圧値を算出する血圧算出部を更に備える、請求項９〜１４の何れか一項に記載の血圧測定装置。
【請求項１６】
前記時間波形、前記補正された時間波形、及び前記血圧値の少なくとも１つを表示する表示部を更に備える、請求項１５に記載の血圧測定装置。
【請求項１７】
前記脈波取得部は、生体の内部へ光を照射する照射装置と、前記生体の内部を透過した前記光を検出する光検出器と、を有する、請求項９〜１６の何れか一項に記載の血圧測定装置。
【請求項１８】
血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得処理と、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出処理と、
前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正処理と、を含み、
前記波形補正処理は、前記補正された時間波形に対し、前記補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、前記補正された時間波形を更に補正する、血圧測定プログラム。
【請求項１９】
血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得処理と、
前記時間波形において、前記血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出処理と、
前記ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように前記時間波形を補正し、前記血圧の時間変化を取得する波形補正処理と、を含み、
前記時間波形は、前記容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である、血圧測定プログラム。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の血圧測定プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２１】
血圧の時間変化を取得する方法であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得するステップと、
前記時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように前記時間波形を補正し、前記補正された時間波形から前記血圧の時間変化を取得するステップと、を含む、血圧測定方法。
【請求項２２】
血圧の時間変化を取得する装置であって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、
前記時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように前記時間波形を補正し、前記補正された時間波形から前記血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を含む、血圧測定装置。
【請求項２３】
血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
容積脈波に基づく時間波形を取得する処理と、
前記時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように前記時間波形を補正し、前記補正された時間波形から前記血圧の時間変化を取得する処理と、を含む、血圧測定プログラム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の血圧測定プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、血圧測定方法、血圧測定装置、血圧測定プログラム及びそのプログラムを記録する記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被験者の負担を軽減した非侵襲的な血圧測定方法として、脈波を解析することにより血圧値を求める方法が知られている。例えば、特許文献１に記載の血圧測定方法では、容積脈波を２次微分した加速度脈波を求め、加速度脈波における２つの特徴点同士の時間間隔に基づいて、拡張期血圧の値を推定する。また、例えば特許文献２に記載の血圧測定方法では、容積脈波、容積脈波を１次微分した速度脈波、及び容積脈波を２次微分した加速度脈波のそれぞれの波形から、血圧に関連した種々の特徴量を演算し、演算された種々の特徴量に基づき拡張期血圧又は収縮期血圧の値を演算する。【０００３】
非侵襲的な血圧測定方法として、所定時での血圧値だけでなく、経時的に変化する一連の血圧値を求める方法も知られている。例えば、特許文献３に記載の血圧測定方法では、赤外光の体内への送波を行い、体内からの反射波の周波数を取得し、当該周波数に基づくキャリブレーションを行うことによって血圧を測定する。具体的に、このキャリブレーションは、体内からの反射波の周波数の最大周波数と最小周波数とを、予めカフ圧迫法等により測定した最高血圧（収縮期血圧）と最低血圧（拡張期血圧）とに対応付け、周波数に関する一次関数として血圧値を近似することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６８９７号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５８２６号公報
【特許文献３】特開２００１−１８７０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２に記載の血圧測定方法では、拡張期血圧又は収縮期血圧といった所定時での血圧値しか測定できず、経時的に変化する一連の血圧値を求めることができない。【０００６】
上記特許文献３に記載の血圧測定方法では、キャリブレーションによって経時的に変化する一連の血圧値を求めることができるものの、被験者の運動状態（例えば安静時、運動後等）によって体内からの反射波の周波数に差異が生じることから、被験者の運動状態毎にキャリブレーションを行わなければならず、煩雑である。【０００７】
本発明の一側面は、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる血圧測定方法及び血圧測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明者等は、鋭意研究した結果、以下の事実を新たに見出した。【０００９】
容積脈波に基づく時間波形は、血圧の時間変化を示す血圧波形と似た波形として取得することができ、容積脈波に基づく時間波形には、血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点が現れる。血圧波形におけるディクロティックノッチ点とは、血流量の減少により心臓の動脈弁が閉じることによって生じる血圧の変化点であり、この変化点における血圧値は、被験者の運動状態によらず略一定である。よって、本発明者等は、血圧波形におけるディクロティックノッチ点における血圧値を基準値として、時間波形におけるＤＮ点の時間波形値が当該基準値となるように時間波形を補正することにより、血圧波形に相当する波形を取得することができることを見出した。【００１０】
かかる事実を踏まえ、本発明の一形態は、血圧の時間変化を取得する方法であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得ステップと、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出ステップと、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正ステップと、を含み、波形補正ステップでは、補正された時間波形に対し、補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された時間波形を更に補正する。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する方法であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得ステップと、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出ステップと、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正ステップと、を含み、時間波形は、容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する方法であって、容積脈波に基づく時間波形を取得するステップと、時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように時間波形を補正し、補正された時間波形から血圧の時間変化を取得するステップと、を含む。
【００１２】
本発明の他の形態は、血圧の時間変化を取得する装置であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出し、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を備え、波形補正部は、補正された時間波形に対し、補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された時間波形を更に補正する。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する装置であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出し、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を備え、時間波形は、容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する装置であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部と、時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように時間波形を補正し、補正された時間波形から血圧の時間変化を取得する波形補正部と、を含む。
【００１３】
また、本発明の他の形態は、血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得処理と、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出処理と、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正処理と、を含み、波形補正処理は、補正された時間波形に対し、補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された時間波形を更に補正する。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得処理と、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出処理と、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正処理と、を含み、時間波形は、容積脈波に基づく波形に対し、当該波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形である。
或いは、本発明の別の形態は、血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、容積脈波に基づく時間波形を取得する処理と、時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように時間波形を補正し、補正された時間波形から血圧の時間変化を取得する処理と、を含む。
また、本発明の他の形態は、当該血圧測定プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる血圧測定方法、血圧測定装置、血圧測定プログラム及びそのプログラムを記録する記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一側面の第１実施形態に係る血圧測定装置であるコンピュータを備えた血圧測定システムを示す概略構成図である。
【図２】図１におけるコンピュータの機能ブロック図である。
【図３】脈波取得部による脈波波形を取得する方法を説明する図である。
【図４】血圧波形と脈波波形との対応関係を説明する図である。
【図５】大動脈弁を物理的にモデル化した概念図である。
【図６】波形補正部による脈波波形の補正方法における第一補正処理を説明する図である。
【図７】波形補正部による脈波波形の補正方法における第二補正処理を説明する図である。
【図８】図１におけるコンピュータのハードウェア構成図である。
【図９】第１実施形態に係る血圧測定方法を示すフロー図である。
【図１０】図９に示す波形補正ステップにおける詳細な手順を示すフロー図である。
【図１１】本発明の一側面の第２実施形態に係る血圧測定装置を示す概略構成図である。
【図１２】変形例に係る血圧測定システムを示す概略構成図である。
【図１３】観血式カテーテル血圧計により計測した血圧波形を示すグラフである。
【図１４】図１３に示す血圧波形のパワースペクトルを示すグラフである。
【図１５】麻酔薬によるカニクイザルの血圧の変動を示すグラフである。
【図１６】最高最低血圧比と、血圧波形のスペクトル強度に基づく比との相関を示すグラフである。
【図１７】生体揺らぎによる血圧波形のパワースペクトルの広がりを示すグラフである。
【図１８】図１７に示すパワースペクトルのスペクトル強度の有効幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一側面の第１実施形態に係る血圧測定装置を備えた血圧測定システムを示す概略構成図である。図１に示すように、血圧測定システム１は、脈波計測装置１０と、コンピュータ２０（血圧測定装置）と、を備えている。
【００１９】
脈波計測装置１０は、例えばいわゆるＮＩＲＳ（Near Infra-Red Spectroscopy）と称される近赤外分光法を用いて、被験者（血圧を測定する対象）となる生体における容積脈波を計測する。容積脈波とは、生体の所定位置において生じる経時的な血流量の変化を、生体の表面から計測し、波形として捉えたものである。脈波計測装置１０は、プローブ１１と、計測部１２とを有している。プローブ１１は、被験者となる生体Ｈの表面（本実施形態では、手のひら）に取り付けられる。プローブ１１は、光源及び光検出器を有しており、光源からの近赤外光を生体Ｈの表面から内部へ向かって照射すると共に、生体Ｈの内部からの反射光を光検出器で検出する。これにより、生体Ｈの内部を光が通過したときの吸光度が求まる。この吸光度は、生体Ｈにおけるプローブ１１が取り付けられた位置での血流量に応じて変化するため、この吸光度の経時的な変化は、容積脈波に相当する。血流内において光を吸収する成分としては、例えば赤血球や、赤血球に含まれるヘモグロビン、水分などが挙げられる。プローブ１１は、検出した吸光度を示す信号を計測部１２へ出力する。
【００２０】
計測部１２は、ケーブル３２によりプローブ１１と接続されており、プローブ１１を制御する。計測部１２は、プローブ１１において検出された吸光度を示す信号を受信して、その吸光度を経時的に計測する。これにより、計測部１２は、容積脈波を計測する。計測部１２は、計測した容積脈波を示す情報を、無線通信によって即時に又は所定間隔毎に、コンピュータ２０へ送信する。なお、計測部１２は、ケーブル等を介して有線通信によって当該情報をコンピュータ２０へ送信してもよい。
【００２１】
コンピュータ２０は、計測部１２から送信された容積脈波を示す情報を受信し、受信した当該情報に基づき、容積脈波に対し後述する波形の補正処理を行う。そしてその結果、コンピュータ２０は、血圧の時間変化を示す血圧波形に相当する波形を取得する。以下、コンピュータ２０の各機能について、詳細に説明する。
【００２２】
図２は、図１におけるコンピュータ２０の機能ブロック図である。図２に示すように、コンピュータ２０は、脈波取得部２１と、波形補正部２２と、血圧算出部２３と、表示部２４とを有している。
【００２３】
脈波取得部２１は、前述の脈波計測装置１０から送信された容積脈波を示す情報に基づき、容積脈波に基づく時間波形を取得する。容積脈波に基づく時間波形は、容積脈波の波形又は容積脈波を時間微分した波形である容積脈波波形である。すなわち、当該時間波形は、容積脈波の波形そのものであってもよく、容積脈波を時間微分した波形であってもよい。また、容積脈波の時間微分は、複数回行われてもよい。以下の説明では、容積脈波を時間で１次微分した波形を容積脈波に基づく時間波形とし、単に「脈波波形」と称する。また、時間波形の任意の点における時間波形値（波形強度値）を、単に「脈波波形値」と称する。
【００２４】
ここで、図３を参照して、容積脈波を時間で１次微分することで脈波波形を取得する方法を説明する。図３の（ａ）は、脈波計測装置１０によって計測された容積脈波を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は容積脈波の波形強度を示す。図３の（ｂ）は、脈波波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は脈波波形の波形強度を示す。図３に示すように、容積脈波及び脈波波形は、血圧の時間変化を示す血圧波形（図４の（ｂ）参照）に依存した形状を有している。特に図３の（ｂ）に示す脈波波形は、血圧の時間変化を示す血圧波形によく似た形状を有している。この血圧波形と脈波波形との対応関係の詳細は、波形補正部２２の説明において後述する。脈波取得部２１は、取得した脈波波形を波形補正部２２及び表示部２４に出力する。
【００２５】
波形補正部２２は、脈波取得部２１から出力された脈波波形の補正を行う。具体的には、波形補正部２２は、血圧の時間変化を示す血圧波形と脈波波形との対応関係に基づき、血圧波形におけるディクロティックノッチ点を基準として、脈波波形の補正を行う。血圧波形におけるディクロティックノッチ点とは、血流量の減少によって大動脈弁が閉じられることによって生じる血圧の変化点である。以下、ディクロティックノッチ点を単に「ノッチ点」と称し、図４及び図５を参照して当該ノッチ点について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図４を参照して血圧波形と脈波波形との対応関係について説明する。図４の（ａ）は、血圧波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は血圧を示す。図４の（ｂ）は、脈波波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は脈波波形の波形強度を示す。
【００２７】
図４に示すように、血圧波形と脈波波形とは、互いによく似た形状を有している。図４の（ａ）に示すように、血圧波形は、拡張期において最低となる拡張期血圧Ｐｍｉｎと、収縮期において最高となる収縮期血圧Ｐｍａｘと、大動脈弁の閉鎖により生じる変化点であるノッチ点ＰＤＮと、を有している。これに対応して、図４の（ｂ）に示すように、脈波波形は、拡張期血圧Ｐｍｉｎに対応した最低点Ｑｍｉｎと、収縮期血圧Ｐｍａｘに対応した最高点Ｑｍａｘと、ノッチ点ＰＤＮに対応したＤＮ点ＱＤＮと、を有している。このように、血圧波形と脈波波形とは、互いの形状が対応関係にあり、脈波波形の形状は、血圧波形の形状に依存している。
【００２８】
続いて、図５を参照して、血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮの物理的意味について説明する。図５は、大動脈弁を物理的にモデル化した概念図である。図５に示すように、大動脈弁Ｖは、所定の初期負荷がかかった回転バネを有する弁として物理的にモデル化される。大動脈弁Ｖは、心臓の左心室から大動脈への血液の流出路Ａに位置している。血流量が十分に多いとき、大動脈弁Ｖは血流によって開いている。血流量が所定の初期負荷以下になると大動脈弁Ｖは閉じ、これにより血圧波形にノッチ点ＰＤＮが生じる。よって、弁が閉じる瞬間の血圧値は、所定の初期負荷の大きさのみに依存する。したがって、ノッチ点ＰＤＮにおける血圧値は、被験者の運動状態によらず、被験者毎に略一定の値であると仮定できる。
【００２９】
上記仮定に基づき、波形補正部２２は、例えば予め測定されたノッチ点ＰＤＮにおける血圧値を基準値として、脈波波形におけるＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が当該基準値となるように脈波波形を補正する。具体的には、波形補正部２２は、次のような第一補正処理及び第二補正処理を含んだ脈波波形の補正を行う。以下、図６及び図７を参照して、波形補正部２２による脈波波形の補正方法について詳述する。
【００３０】
まず、図６を参照して、第一補正処理について説明する。図６の（ａ）は、第一補正処理前の脈波波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は波形強度を示す。図６の（ｂ）は、第一補正処理後の脈波波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は波形強度を示す。
【００３１】
第一補正処理において、波形補正部２２は、脈波取得部２１によって取得された脈波波形における最低点Ｑｍｉｎと最高点Ｑｍａｘとを検出する。そして、波形補正部２２は、検出された最低点Ｑｍｉｎと最高点Ｑｍａｘとの比を算出し、当該比が所定値となるように、脈波取得部２１によって取得された脈波波形に対して加算係数を加える。ここでいう所定値は、例えば予め算出又は測定された被験者の血圧波形における拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比に基づき、予め設定される。なお、被験者の血圧波形における拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比は、例えば予め統計的なデータから算出されてもよく、又、予めカフ圧迫法等の間接法や観血的方法等の直接法により測定されてもよく、又、容積脈波を周波数解析することで算出してもよい。
【００３２】
図６では、被験者の血圧波形における拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比が約１：１．５である場合の例を示している。この場合、波形補正部２２は、脈波波形における最低点Ｑｍｉｎと最高点Ｑｍａｘとの比が約１：１．５となるように、脈波波形に示される時間毎の波形強度のそれぞれに対して加算係数を加える。これにより、第一補正処理後の脈波波形では、最低点Ｑｍｉｎと最高点Ｑｍａｘとの比が約１：１．５となる。
【００３３】
続いて、図７を参照して、第二補正処理について説明する。図７の（ａ）は、第二補正処理前の脈波波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は波形強度を示す。図７の（ｂ）は、第二補正処理後の脈波波形のグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は波形強度を示す。
【００３４】
第二補正処理において、波形補正部２２は、第一補正処理後の脈波波形におけるＤＮ点ＱＤＮを検出する。そして、波形補正部２２は、検出されたＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が所定の血圧値となるように、第一補正処理後の脈波波形に対して乗算係数を乗じる。ここでいう所定の血圧値は、予め算出又は測定された被験者の血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮでの血圧値に基づき予め設定される。なお、被験者の血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮでの血圧値は、例えば予め統計的なデータから算出されてもよく、又、予めカフ圧迫法等の間接法や観血的方法等の直接法により測定されてもよい。
【００３５】
図７では、被験者の血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮでの血圧値が約９０ｍｍＨｇである場合の例を示している。この場合、波形補正部２２は、第一補正処理後の脈波波形において検出されたＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が約９０ｍｍＨｇとなるように、脈波波形に示される時間毎の一次微分吸光度のそれぞれに対して乗算係数を乗じる。これにより、第二補正処理後の脈波波形では、ＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が約９０ｍｍＨｇとなる。
【００３６】
以上の処理によって、脈波波形は、血圧波形に相当する波形となる。すなわち、波形補正部２２は、血圧波形に相当する波形を取得する。なお、波形補正部２２は、第二補正処理後の脈波波形に対して、例えばフーリエ変換によって得られたパワースペクトルが持つ特定の周波数成分から当該波形を再構成することによって、動脈内の反射波の影響を低減してもよい。また例えば、当該パワースペクトルのうち低周波成分を低減又は除去した後に当該波形を再構成することによって、生体における生理的影響等を低減してもよい。波形補正部２２は、血圧波形に相当する波形を、血圧算出部２３及び表示部２４に出力する。
【００３７】
血圧算出部２３は、波形補正部２２から出力された血圧波形に相当する波形（図７の（ｂ）参照）に基づいて、血圧値を算出する。血圧算出部２３は、各時点での血圧値をそれぞれ算出し、又は予め設定された時点での血圧値を算出する。また、血圧算出部２３は、複数の周期にわたって血圧値を積算処理してもよく、１周期ごとに平均血圧となる血圧値を算出するようにしてもよい。
【００３８】
表示部２４は、脈波取得部２１から出力された脈波波形（図３の（ｂ）参照）、波形補正部２２から出力された血圧波形に相当する波形（図７の（ｂ）参照）、及び血圧算出部２３によって算出された血圧値の少なくとも１つを、例えば後述するコンピュータ２０のディスプレイ等に表示する。表示部２４は、フーリエ変換した脈派波形又は血圧波形に相当する波形を表示してもよい。また、現時点での血圧値をリアルタイムに表示してもよいし、１周期ごとの最高・最低血圧値や平均血圧値を表示してもよい。また、脈波取得部２１で脈拍数を求めるようにして、波形や血圧値と同時に当該脈拍数を表示するようにしてもよい。
【００３９】
次に、コンピュータ２０のハードウェア構成を説明する。図８は、図１におけるコンピュータ２０のハードウェア構成を示す。図８に示すように、コンピュータ２０は、物理的には、プロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、記録媒体である、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）１０２やＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、無線通信モジュール１０４、アンテナ１０５、操作モジュール１０６、及びディスプレイ１０７等を含んでいる。これらの各構成は互いに電気的に接続されている。上述したコンピュータ２０の各機能は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に血圧測定プログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで、無線通信モジュール１０４、アンテナ１０５、操作モジュール１０６、及びディスプレイ１０７等を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。以上が、本実施形態に係るコンピュータ２０の構成である。
【００４０】
次に、図９及び図１０のフローチャートを参照して、本実施形態に係るコンピュータ２０の動作方法（コンピュータ２０で実行される処理）である血圧測定方法を、処理毎に説明する。まず、図９のフローチャートを参照して、全体的な処理手順の一例を説明する。図９は、第１実施形態に係る血圧測定方法を示すフロー図である。
【００４１】
この場合、本処理の前提として、拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比、及びノッチ点ＰＤＮでの血圧値が、予めコンピュータ２０に設定されている。脈波計測装置１０とコンピュータ２０との間で無線通信による接続が確立されると、脈波取得部２１により、脈波計測装置１０から送信された容積脈波を示す情報に基づいて、容積脈波に基づく脈波波形が取得される（Ｓ１：脈波取得ステップ）。続いて、波形補正部２２により、取得した脈波波形が補正される（Ｓ２：波形補正ステップ）。これにより、血圧波形に相当する波形が取得される。なお、波形補正ステップにおける詳細な処理手順は図１０を参照して後述する。
【００４２】
続いて、血圧算出部２３により、補正後の脈波波形、すなわち血圧波形に相当する波形に基づき、血圧値が算出される（Ｓ３：血圧算出ステップ）。続いて、表示部２４により、脈波取得ステップＳ１において取得された脈波波形、波形補正ステップＳ２において取得された血圧波形に相当する波形（補正後の脈波波形）、血圧算出ステップＳ３において算出された血圧値の少なくとも１つが、コンピュータ２０のディスプレイ１０７に表示される（Ｓ４：表示ステップ）。以上によって、血圧測定方法が終了する。なお、血圧測定方法に血圧算出ステップＳ３及び表示ステップＳ４は含まれていなくてもよい。また、表示ステップＳ４は、脈波取得ステップＳ１と波形補正ステップＳ２との間、又は、波形補正ステップＳ２と血圧算出ステップＳ３との間において行われてもよい。
【００４３】
次に、図１０のフローチャートを参照して、波形補正ステップＳ２における詳細な処理手順を説明する。図１０は、図９に示す波形補正ステップＳ２における詳細な手順を示すフロー図である。
【００４４】
波形補正ステップＳ２の処理が開始すると、波形補正部２２により、以下のステップＳ２１〜２４の処理が行われる。まず、脈波波形における最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘが検出される（Ｓ２１）。続いて、最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘの比が算出され、当該比に基づき脈波波形が補正される（Ｓ２２）。具体的には、最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘの比が、予めコンピュータ２０に設定された拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比となるように、各時間における脈波波形値にそれぞれ加算係数が加算される。
【００４５】
続いて、Ｓ２１〜Ｓ２２の処理が行われることにより、補正された脈波波形におけるＤＮ点ＱＤＮが検出される（Ｓ２３：ＤＮ点検出ステップ）。続いて、脈波波形におけるＤＮ点ＱＤＮでの脈波波形値に基づき脈波波形が補正される（Ｓ２４）。具体的には、ＤＮ点ＱＤＮでの脈波波形値が、予めコンピュータ２０に設定されたノッチ点ＰＤＮでの血圧値となるように、各時間における脈波波形値に乗算係数が乗算される。以上のようにして、波形補正部２２により波形補正の処理が終了し、血圧波形に相当する波形が取得される。なお、Ｓ２１及びＳ２２の処理（第一補正処理）と、Ｓ２３及びＳ２４の処理（第二補正処理）とは、逆の順序で行われてもよい。すなわち、ＤＮ点ＱＤＮでの脈波波形値に基づき補正された脈波波形に対し、補正された脈波波形の最低点Ｑｍｉｎと最高点Ｑｍａｘとの比が所定値となるように、補正された脈波波形を更に補正してもよい。また、Ｓ２１における最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘの検出及びＳ２３におけるＤＮ点ＱＤＮの検出は、Ｓ２２及びＳ２４の処理の前にまとめて行われてもよい。
【００４６】
以上、本実施形態に係るコンピュータ２０及びコンピュータ２０を用いた血圧測定方法によれば、脈波波形において、血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮに対応するＤＮ点ＱＤＮが検出され、当該ＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が所定の血圧値となるように脈波波形が補正される。よって、例えば予め測定された血圧波形におけるノッチ点ＰＤＮの血圧値を基準値として、脈波波形におけるＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が当該基準値となるように脈波波形を補正することにより、血圧波形に相当する波形を取得することができる。これにより、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる。
【００４７】
本実施形態によれば、脈波取得ステップＳ１において取得された脈波波形が容積脈波を時間微分した波形である。このため、当該波形においてＤＮ点ＱＤＮがより明瞭となるので、ＤＮ点ＱＤＮを検出し易くすることができる。
【００４８】
なお、脈波取得ステップＳ１において取得された脈波波形が、容積脈波の波形である場合には、ノッチ点ＰＤＮでの血圧値を基準値として、容積脈波の波形において、ＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値が当該基準値となるように容積脈波の波形を補正することができる。これにより、容積脈波の波形に基づき、血圧波形に相当する波形を取得することができ、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、血圧算出ステップＳ３において、波形補正ステップＳ２において取得された血圧波形に相当する波形に基づき血圧値が算出されることにより、各時点での血圧値をそれぞれ求めることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、波形補正ステップＳ２において、ＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値に基づく補正を行う脈波波形は、予め測定された拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比を基準値として、脈波波形における最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘの比に基づき補正された脈波波形である。よって、当該脈波波形においてＤＮ点がより明瞭になるので、ＤＮ点を検出し易くすることができ、血圧波形に相当する波形をより正確に取得することができる。
【００５１】
また、Ｓ２１及びＳ２２の処理（第一補正処理）とＳ２３及びＳ２４の処理（第二補正処理）とが逆の順序で行われた場合にも、予め測定された拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比を基準値として、ＤＮ点ＱＤＮの脈波波形値に基づき補正された脈波波形における最低点Ｑｍｉｎ及び最高点Ｑｍａｘの比が当該基準値となるように補正されるので、血圧波形に相当する波形をより正確に取得することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、表示ステップＳ４において、脈波取得ステップＳ１で取得された脈波波形、波形補正ステップＳ２で補正されることで取得された血圧波形に相当する波形、及び血圧算出ステップＳ３で算出された血圧値の少なくとも１つが表示される。このため、脈波波形、血圧波形に相当する波形、又は血圧値の情報を可視化することができ、これらの情報を測定者に視認させることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、第２実施形態に係る血圧測定装置の構成について説明する。図１１は、本発明の一側面の第２実施形態に係る血圧測定装置を示す概略構成図である。図１１に示すように、本実施形態においては、スマートフォン等の通信端末４０が血圧測定装置として機能する。スマートフォン等の通信端末は、プロセッサや記憶媒体等を備えたコンピュータに含まれる。通信端末４０は、第１実施形態に係るコンピュータ２０と同様の機能を有する。すなわち、通信端末４０は、コンピュータ２０と同様、脈波取得部２１と、波形補正部２２と、血圧算出部２３と、表示部２４としての機能を有している。
【００５４】
通信端末４０がコンピュータ２０と異なる点は、通信端末４０は、第１実施形態に係る脈波計測装置１０としての機能も有する点である。すなわち、通信端末４０の脈波取得部２１は、被験者である生体Ｈの内部へ光を照射する光源（光照射装置）１６と、光源１６から照射された光であって生体Ｈの内部を透過した光を検出する光検出器１７とを有する。光源１６は、例えば通信端末４０のフラッシュランプである。光検出器１７は、例えば通信端末４０のカメラである。また、通信端末４０はフラッシュランプやカメラとは別に、脈波計測専用の光源１６と光検出器１７を備えていてもよい。また、タブレットコンピュータ等もプロセッサや記憶媒体等を備えたコンピュータに含まれ、通信端末４０の代わりにタブレットコンピュータ等を用いてもよい。
【００５５】
本実施形態において、脈波取得部２１は、通信端末４０の光源１６と光検出器１７との両方に被験者となる生体Ｈの表面（例えば、指）が置かれた状態において、光源１６から光を生体Ｈの表面から内部へ向かって照射する。そして、脈波取得部２１は、生体Ｈからの反射光を光検出器１７で検出する。これにより、脈波取得部２１は、容積脈波を取得する。続いて、脈波取得部２１は、自ら取得した容積脈波に基づき、第１実施形態と同様にして脈波波形を取得する。そして、第１実施形態と同様にして当該脈波波形を補正することにより、血圧波形に相当する波形を取得する。これにより、本実施形態においても、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態によれば、通信端末４０における脈波取得部２１が、光源１６及び光検出器１７を有している。よって、脈波取得部２１における光源１６から照射された光であって生体Ｈの内部を透過した光を脈波取得部２１における光検出器１７で検出することにより、血圧測定装置である通信端末４０とは別個に脈波計測装置１０を設けることなく脈波波形を容易に取得することができる。
【００５７】
以上、本発明の一側面の種々の実施形態について説明したが、本発明の一側面は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５８】
例えば、図１２に示す変形例のように、上記第１実施形態に係る脈波計測装置１０に代えて、計測器とプローブとが一体化された脈波計測装置１０Ａを用いてもよい。脈波計測装置１０Ａは、生体Ｈの表面に取り付けられており、例えば通信部１３と、処理部１４と、電源部１５と、光源１６と、光検出器１７とを有している。この変形例に係る血圧測定装置においても、上記実施形態と同様、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができる。
【００５９】
また、上記実施形態では、コンピュータ２０を血圧測定装置としたが、脈波計測装置１０，１０Ａを含めた構成を血圧測定装置としてもよい。また、被験者となる生体Ｈの表面は手のひらや指以外でもよく、額や上腕、首、耳たぶなどでもよい。
【００６０】
上記形態に係る血圧測定方法では、時間波形において、血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点が検出され、当該ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形が補正される。よって、例えば予め測定された血圧波形におけるディクロティックノッチ点の血圧値を基準値として、時間波形におけるＤＮ点の時間波形値が当該基準値となるように時間波形を補正することにより、血圧波形に相当する波形を取得することができる。これにより、経時的に変化する一連の血圧値を精度良く簡便に求めることができる。
上記形態に係る血圧測定方法において、時間波形は、容積脈波の波形であってもよい。また、容積脈波に基づく波形は、容積脈波の波形であってもよい。この場合、ディクロティックノッチ点での血圧値を基準値として、容積脈波の波形において、ＤＮ点の時間波形値が当該基準値となるように容積脈波の波形を補正することができる。これにより、容積脈波の波形に基づき、血圧波形に相当する波形を取得することができ、経時的に変化する一連の血圧値を精度良く簡便に求めることができる。
【００６１】
上記形態に係る血圧測定方法において、時間波形は、容積脈波を時間微分した波形であってもよい。また、容積脈波に基づく波形は、容積脈波を時間微分した波形であってもよい。この場合、容積脈波を時間微分した波形においてＤＮ点がより明瞭となるので、ＤＮ点を検出し易くすることができる。
【００６２】
上記形態に係る血圧測定方法において、時間波形は、容積脈波の波形又は容積脈波を時間微分した波形である容積脈波波形に対し、当該容積脈波波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された波形であってもよい。この場合、当該容積脈波波形においてＤＮ点がより明瞭になるので、ＤＮ点を検出し易くすることができる。
【００６３】
上記形態に係る血圧測定方法において、波形補正ステップでは、補正された時間波形に対し、補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された時間波形を更に補正してもよい。この場合、例えば予め測定された拡張期血圧と収縮期血圧との比を基準値として、ＤＮ点に基づいて補正された時間波形における最低点と最高点との比が当該基準値となるように、補正された時間波形を更に補正することができる。これにより、血圧波形に相当する波形をより正確に取得することができる。
【００６４】
上記形態に係る血圧測定方法において、補正された時間波形に基づいて、血圧値を算出する血圧算出ステップを更に含んでもよい。この場合、波形補正ステップにおいて補正された時間波形は、血圧波形に相当するので、当該血圧波形に相当する波形に基づく血圧値の算出により、各時点での血圧値をそれぞれ求めることができる。
【００６５】
上記形態に係る血圧測定方法において、時間波形、補正された時間波形、及び血圧値の少なくとも１つを表示する表示ステップを更に含んでもよい。この場合、時間波形、補正後の時間波形、又は血圧値の情報を可視化することができ、これらの情報を測定者に視認させることができる。
【００６６】
上記形態に係る血圧測定装置において、時間波形は、容積脈波の波形であってもよい。また、容積脈波に基づく波形は、容積脈波の波形であってもよい。
【００６７】
上記形態に係る血圧測定装置において、時間波形は、容積脈波を時間微分した波形であってもよい。また、また、容積脈波に基づく波形は、容積脈波を時間微分した波形であってもよい。
【００６８】
上記形態に係る血圧測定装置において、時間波形は、容積脈波の波形又は容積脈波を時間微分した波形である容積脈波波形に対し、当該容積脈波波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正した波形であってもよい。
【００６９】
上記形態に係る血圧測定装置において、波形補正部は、補正された時間波形に対し、補正された時間波形の最低点と最高点との比が所定値となるように、補正された時間波形を更に補正してもよい。
【００７０】
上記形態に係る血圧測定装置において、補正された時間波形に基づいて、血圧値を算出する血圧算出部を更に備えてもよい。
【００７１】
上記形態に係る血圧測定装置において、時間波形、補正された時間波形、及び血圧値の少なくとも１つを表示する表示部を更に備えてもよい。
【００７２】
また、本発明の他の形態に係る血圧測定装置において、脈波取得部は、生体の内部へ光を照射する照射装置と、生体の内部を透過した光を検出する光検出器と、を有してもよい。この場合、脈波取得部における照射装置から照射された光であって生体の内部を透過した光を脈波取得部における光検出器で検出することにより、血圧測定装置とは別個に脈波計測装置を設けることなく時間波形を容易に取得することができる。
【００７３】
また、被験者の血圧波形における拡張期血圧Ｐｍｉｎと収縮期血圧Ｐｍａｘとの比に対応する最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎは、例えばコンピュータ２０において脈波波形をフーリエ変換することによって脈波波形スペクトルを生成し、当該脈波波形スペクトルに基づいて算出してもよい。詳細には、脈波波形スペクトルＰ’Ｆのうち、被験者の脈拍に対応する周波数以上の脈波波形スペクトルＰ’Ｆに基づいて、被験者の最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎを算出する。より具体的には、下記の数式（１）に基づき最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎを算出する。なお、数式（１）は、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、新たに見出した統計的に有意な対応関係を示す。当該対応関係及び数式（１）の詳細については、後述する。なお、脈波波形スペクトルは、ＤＮ点ＱＤＮでの脈波波形値に基づき補正された脈波波形から生成してもよい。
【００７４】
【数１】
0005997865.tif 000002
ただし、数式（１）において、ｎは正の整数を示し、ｆ１は脈拍に対応する周波数を示し、ｆｎは脈拍に対応する周波数のｎ倍の周波数を示す。
【００７５】
以下、脈波波形スペクトルＰ’Ｆにおける脈拍に対応する周波数ｆ１の波を１倍波とし、１倍波の周波数ｆ１のｎ倍の周波数ｆｎの波をｎ倍波とする。脈拍に対応する周波数ｆ１とは、人体が取り得る脈拍に対応する周波数範囲であって、例えば０．５Ｈｚ〜３．７Ｈｚ程度である。なお、脈拍に対応する周波数ｆ１は、生体の持つ揺らぎによって、人体が取り得る脈拍に対応する周波数範囲（０．５Ｈｚ〜３．７Ｈｚ程度）内で変動し、これに伴い周波数ｆｎも変動する。上記数式（１）において、Ｐ’Ｆ（ｆ１）は、１倍波のスペクトル強度を示し、Ｐ’Ｆ（ｆｎ）は、ｎ倍波のスペクトル強度を示す。１倍波のスペクトル強度とは、例えば１倍波のスペクトル強度のピーク値であり、ｎ倍波のスペクトル強度とは、例えばｎ倍波のスペクトル強度のピーク値である。
【００７６】
上記数式（１）に基づき、脈波波形スペクトルＰ'Ｆにおける１倍波以上のスペクトル強度の各ピーク値の和と、脈波波形スペクトルＰ'Ｆにおける１倍波のスペクトル強度のピーク値との比を算出することにより、最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎとを算出する。上記数式（１）により最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎを算出する場合、例えばＮ＝３としてもよい。すなわち少なくとも１倍波から３倍波までのスペクトル強度のピーク値を用いてもよい。また、Ｎ＝６としてもよい。すなわち、１倍波から６倍波までのスペクトル強度のピーク値を用いてもよい。また、より具体的には、脈波波形スペクトルＰ’Ｆにおいて３０Ｈｚよりも高い周波数の成分はノイズであるため、このようなノイズまで算出結果に反映しないように３０Ｈｚ以下のスペクトル強度のピーク値を用いてもよく、好ましくは２０Ｈｚ以下のスペクトル強度のピーク値を用いてもよい。
【００７７】
また、１倍波群以上の各相対血圧波形スペクトルの強度の和に基づいて、最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎを算出してもよい。具体的に、下記の数式（２）に基づき最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎを算出してもよい。なお、数式（２）は、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、新たに見出した統計的に有意な対応関係を示す。当該対応関係及び数式（２）の詳細については、後述する。
【数２】
0005997865.tif 000003
ただし、数式（２）において、ｎは正の整数を示し、ｆ１は脈拍に対応する周波数を示し、ｆｎは脈拍に対応する周波数のｎ倍の周波数を示す。
【００７８】
以下、脈拍に対応する周波数ｆ１を含むと共に脈拍に対応する周波数ｆ１の所定の範囲の周波数の波群を、１倍波群とする。より具体的には、１倍波群とは、例えば１倍波のスペクトル強度のピーク値を中心とした所定の有効幅の範囲のスペクトルである。１倍波群のスペクトル強度とは、例えば所定の有効幅でのスペクトル強度の積分値である。また、脈拍に対応する周波数ｆ１のｎ倍の周波数ｆｎを含むと共にｎ倍の周波数ｆｎの所定の範囲の周波数の波群をｎ倍波群とする。より具体的には、ｎ倍波群とは、例えばｎ倍波のスペクトル強度のピーク値を中心とした所定の有効幅の範囲のスペクトルである。ｎ倍波群のスペクトル強度とは、例えば所定の有効幅でのスペクトル強度の積分値である。なお、所定の有効幅の具体例については、図１８を参照して後述する。
【００７９】
上記数式（２）に基づき、脈波波形スペクトルＰ'Ｆにおける１倍波群以上のスペクトル強度の各ピーク値の和と、脈波波形スペクトルＰ'Ｆにおける１倍波群のスペクトル強度のピーク値との比を算出することにより、最高最低血圧比ＰＴｍａｘ：ＰＴｍｉｎとを算出してもよい。上記の数式（２）において、Ｎ＝３としてもよい。すなわち少なくとも１倍波群から３倍波群までのスペクトル強度の積分値を用いてもよい。また、Ｎ＝６としてもよい。すなわち１倍波群から６倍波群までのスペクトル強度の積分値を用いてもよい。また、より具体的には、脈波波形スペクトルＰ’Ｆにおいて３０Ｈｚよりも高い周波数の成分はノイズであるため、このようなノイズまで算出結果に反映しないように３０Ｈｚ以下のスペクトル強度の積分値を用いてもよく、好ましくは２０Ｈｚ以下のスペクトル強度の積分値を用いてもよい。
【００８０】
次に、本発明者らが発見した上記の数式（１）に示す対応関係について、詳細に説明する。
【００８１】
図１３は、観血式カテーテル血圧計により計測した血圧波形を示すグラフである。図１３の横軸は時間［ｓ］を示し、図１３の縦軸は血圧［ｍｍＨｇ］を示す。図１３に示すグラフにおいて、最高血圧値ＰＴｍａｘは約１３０ｍｍＨｇを示し、最低血圧値ＰＴｍｉｎは約７０ｍｍＨｇを示す。よって、最高血圧値ＰＴｍａｘと最低血圧値ＰＴｍｉｎとの比、すなわち最高最低血圧比は、約１．８６である。血圧波形は、主に脈拍に対応する周波数ｆ１の１倍波（主波）と、その周波数ｆ１より大きい周波数ｆｎのｎ倍波とで構成されており、図１３に示す血圧波形をフーリエ変換すると、図１４に示すようなパワースペクトルが得られる。
【００８２】
図１４は、図１３に示す血圧波形をフーリエ変換して得られるパワースペクトルを示すグラフである。当該パワースペクトルは１倍波のスペクトル強度によって規格化されており、図１４の横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、図１４の縦軸はスペクトル強度を示す。本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、図１４に示すパワースペクトルにおいて、１倍波以上のｎ倍波のスペクトルの強度の和と１倍波のスペクトルの強度との比（以下、「スペクトル強度に基づく比」とも称する）は、図１３に示す血圧波形から得られる最高最低血圧比に略等しくなることを新たに見出した。具体的に、図１４に示すパワースペクトルにおいて、１倍波以上のｎ倍波のスペクトル強度の和は、１．００＋０．４９＋０．２０＋０．１６＝１．８５である。よって、１倍波以上のｎ倍波のスペクトル強度の和と１倍波のスペクトル強度との比は、１．８５であり、真の血圧波形における最高血圧値ＰＴｍａｘと最低血圧値ＰＴｍｉｎとの比である約１．８６に略等しい。この対応関係は、上記の数式（１）により示すことができる。
【００８３】
本発明者らは、上記の数式（１）に示す対応関係が、次の実験により統計的に有意であることを確認している。本発明者らは、カニクイザルに対して足の動脈に観血式血圧計を設置した状態で、濃度の異なるイソフルラン麻酔薬をカニクイザルに与えて血圧を変動させながら、カニクイザルの血圧の変動を示す血圧波形を継続的に測定した。図１５に、麻酔薬によるカニクイザルの血圧の変動を示す。図１５の横軸は時間を示し、図１５の縦軸は血圧を示す。
【００８４】
そして、測定された血圧波形のうち異なる時間帯のデータを複数抽出し、抽出したデータから求めた最高血圧と最低血圧との比と、血圧波形をフーリエ変換して得たスペクトル強度に基づく比との関係を図１６のグラフに示すようにプロットすることで、これらの相関関係を確かめた。図１６の横軸は、カニクイザルに対して行った実験により求めた最高最低血圧比を示し、図１６の縦軸は、血圧波形をフーリエ変換して得たスペクトル強度に基づく比を示す。図１６に示すように、血圧波形をフーリエ変換して得たスペクトル強度に基づく比は、カニクイザルに対して行った実験により求めた最高血圧と最低血圧との比の±５％の範囲内に収まっていることが確認された。
【００８５】
以上より、上記数式（１）で示す対応関係が統計的に有意であることが示された。
【００８６】
なお、上記の数式（１）で示す関係性の精度は、フーリエ変換の周波数分解能に依存する。１つの脈波を考えるとき、理想的には脈拍に対応する周波数の整数倍以外の周波数の波は存在しない。しかし、複数の脈波を考える場合、生体揺らぎにより、脈拍に対応する周波数の整数倍以外の周波数の波が含まれる。
【００８７】
フーリエ変換による周波数分解能は、原理上、変換前の時間波形の長さに依存するが、実際に測定された時間波形は有限の長さであるため、時間波形のスペクトルを周波数別に完全に分離することはできない。各整数倍波のスペクトルにはその周辺の整数倍以外の波のスペクトルが含まれる。周波数分解能が高いほど、整数倍以外の波を除去することができ、上記の数式（１）で示す関係性の精度が上がる。逆に周波数分解能が低いほど整数倍以外の波の影響を受け、精度が下がる。なお、フーリエ変換の周波数分解能によって精度の違いはあるが、上記の数式（１）で示す対応関係は、統計的に有意に保たれる。
【００８８】
図１７は、生体揺らぎによる血圧波形のパワースペクトルの広がりを示すグラフである。図１７の横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、図１７の縦軸はスペクトル強度を示す。図１７のグラフ１０ａは、生体揺らぎを無視した理想的な血圧波形のパワースペクトルを示し、図１７のグラフ１０ｂは、生体揺らぎにより整数倍以外の波が含まれた血圧波形のパワースペクトルを示す。生体揺らぎにより整数倍以外の波が含まれた血圧波形のパワースペクトルを示すグラフ１０ｂは、生体揺らぎを無視した理想的な血圧波形のパワースペクトルを示すグラフ１０ａに比べて、各ピークの山が幅広となっている。
【００８９】
本発明者らは、このように生体揺らぎにより整数倍以外の波が含まれた血圧波形のパワースペクトルにおいて、１倍波群以上のｎ倍波群の各スペクトル強度の和と１倍波群のスペクトル強度との比が、最高血圧値ＰＴｍａｘと最低血圧値ＰＴｍｉｎとの比に略等しいことを見出した。すなわち、上記の数式（２）で示す対応関係が成り立つことを見出した。
【００９０】
上記の数式（２）に示す対応関係が成り立つことにより、上述したように、各ピーク値を含んだ所定の有効幅でのスペクトル強度の積分値から最高最低血圧比を求めることができる。ここで、所定の有効幅とは、例えば図１８の（ａ）に示すようにｎ倍波のスペクトル強度のピーク値の半値となる周波数幅Ｗ１であってもよいし、例えば図１８の（ｂ）に示すように隣り合うｎ倍波の周波数間の中心で区切った周波数幅Ｗ２であってもよい。なお、血圧比算出装置の機器特性又は生体揺らぎ等を考慮し、最適な周波数分解能又はスペクトル群の有効幅を適宜設定してもよい。
【００９１】
また、本発明の一形態に係る血圧測定プログラムは、メインモジュール、脈波取得モジュール、ＤＮ点検出モジュール、及び波形補正モジュールを備えている。
【００９２】
メインモジュールは、血圧測定処理を統括的に制御する部分である。脈波取得モジュールは、脈波取得処理を行う部分である。脈波取得モジュールを実行することにより実現される機能は、上記のコンピュータ２０の脈波取得部２１の機能と同様である。ＤＮ点検出モジュールは、ＤＮ点検出処理を行う部分であって、波形補正モジュールは、波形補正処理を行う部分である。ＤＮ点検出モジュール及び波形補正モジュールを実行することにより実現される機能は、上記のコンピュータ２０の波形補正部２２の機能と同様である。
【００９３】
血圧測定プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤもしくはＲＯＭ等の記録媒体または半導体メモリによって提供される。また、血圧測定プログラムは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号としてネットワークを介して提供されてもよい。
【００９４】
なお、本発明の一形態は、血圧の時間変化を取得する血圧測定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータを、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得部、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出部、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正部として機能させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の一側面は、血圧測定方法、血圧測定装置、血圧測定プログラム及びそのプログラムを記録する記録媒体を使用形態とし、経時的に変化する一連の血圧値を精度よく簡便に求めることができるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１６…光源（光照射装置）、１７…光検出器、２０…コンピュータ（血圧測定装置）、２１…脈波取得部、２２…波形補正部、２３…血圧算出部、４０…通信端末（血圧測定装置）、Ｓ１…脈波取得ステップ、Ｓ２…波形補正ステップ、Ｓ２３…ＤＮ点検出ステップ、Ｓ３…血圧算出ステップ、Ｓ４…表示ステップ、Ｐｍｉｎ…拡張期血圧、Ｐｍａｘ…収縮期血圧、ＰＤＮ…ディクロティックノッチ点、Ｑｍｉｎ…最低点、Ｑｍａｘ…最高点、ＱＤＮ…ＤＮ点、Ｈ…生体。
【要約】
血圧の時間変化を取得する方法であって、容積脈波に基づく時間波形を取得する脈波取得ステップと、時間波形において、血圧の時間変化を示す血圧波形におけるディクロティックノッチ点に対応するＤＮ点を検出するＤＮ点検出ステップと、ＤＮ点の時間波形値が所定の血圧値となるように時間波形を補正し、血圧の時間変化を取得する波形補正ステップと、を含む、血圧測定方法である。【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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