(57)【要約】【課題】  胴体から頭部に繋がる血管、或いは頭部内の血管における動脈硬化の可能性について評価するための圧−内容積特性を測定することができる循環器機能計測装置を提供する。【解決手段】  本発明による循環器機能計測装置は、外耳及びその周辺部に装着され、それを圧迫するカフと、前記カフ内の圧力を変化させるための圧力制御手段と、前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出手段と、前記圧力制御手段による前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出手段と、前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段によって検出された血管の容積に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１２
2006102252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外耳及びその周辺部に装着され、それを圧迫するカフと、
前記カフ内の圧力を変化させるための圧力制御手段と、
前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出手段と、
前記圧力制御手段による前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出手段と、
前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積に起因する物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段によって検出された前記物理量に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定手段と、
を備えることを特徴とする循環器機能計測装置。
【請求項２】
前記外耳及びその周辺部は、外耳道及び／又は耳介であること特徴とする請求項１に記載の循環器機能計測装置。
【請求項３】
前記外耳及びその周辺部は、耳珠及び／又はその周辺部であることを特徴とする請求項１に記載の循環器機能計測装置。
【請求項４】
前記カフは前記外耳及びその周辺部を挟む一対のカフであり、一方側のカフは前記外耳及びその周辺部の裏側にある血管を圧迫し、他方側のカフは前記外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈或いはその分枝血管を圧迫することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の循環器機能計測装置。
【請求項５】
前記物理量検出手段は、脈動する血管血流に光を照射し、その照射光の反射若しくは透過光を検出することにより前記血管容積に起因する物理量を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の循環器機能計測装置。
【請求項６】
さらに、前記測定された圧−容積特性を表示部に表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の循環器機能計測装置。
【請求項７】
前記表示手段は、さらに前記脈波抽出手段によって得られた脈波をパターン表示及び／又はグラフ表示することを特徴とする請求項６に記載の循環器機能計測装置。
【請求項８】
前記表示手段は、さらに前記脈波抽出手段によって得られた脈波の特性を示す先鋭度パラメータを表示することを特徴とする請求項６又は７に記載の循環器機能計測装置。
【請求項９】
外耳及びその周辺部に装着され、それを圧迫するカフ内の圧力を変化させるための圧力制御工程と、
前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出工程と、
前記圧力制御工程における前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出工程と、
前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積起因する物理量を検出する物理量検出工程と、
前記物理量検出工程で検出された前記物理量に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定工程と、
を備えることを特徴とする循環器機能計測方法。
【請求項１０】
前記外耳及びその周辺部は、外耳道及び／又は耳介であること特徴とする請求項９に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１１】
前記外耳及びその周辺部は、耳珠及び／又はその周辺部であることを特徴とする請求項９に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１２】
前記カフは前記外耳及びその周辺部を挟む一対のカフであり、一方側のカフは前記外耳及びその周辺部の裏側にある血管を圧迫し、他方側のカフは前記外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈或いはその分枝血管を圧迫することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１３】
前記物理量検出工程は、脈動する血管血流に光を照射し、その照射光の反射若しくは透過光を検出することにより前記血管容積に起因する物理量を検出することを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１４】
さらに、前記測定された圧−容積特性を表示部に表示する表示工程を備えることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１項に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１５】
前記表示工程は、さらに前記脈波抽出工程で得られた脈波をパターン表示及び又はグラフ表示することを特徴とする請求項１４に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１６】
前記表示工程は、前記脈波抽出工程で得られた脈波の特性を示す先鋭度パラメータを表示することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の循環器機能計測方法。
【請求項１７】
循環器機能計測方法を実行するための制御プログラムであって、
外耳及びその周辺部に装着され、それを圧迫するカフ内の圧力を変化させるための圧力制御工程を実行するためのプログラムコードと、
前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出工程を実行するためのプログラムコードと、
前記圧力制御工程における前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出工程を実行するためのプログラムコードと、
前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積起因する物理量を検出する物理量検出工程を実行するためのプログラムコードと、
前記物理量検出工程で検出された前記物理量に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定工程を実行するためのプログラムコードと、
を備えることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１８】
前記外耳及びその周辺部は、外耳道及び／又は耳介であること特徴とする請求項１７に記載の制御プログラム。
【請求項１９】
前記外耳及びその周辺部は、耳珠及び／又はその周辺部であることを特徴とする請求項１７に記載の制御プログラム。
【請求項２０】
前記カフは前記外耳及びその周辺部を挟む一対のカフであり、一方側のカフは前記外耳及びその周辺部の裏側にある血管を圧迫し、他方側のカフは前記外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈或いはその分枝血管を圧迫することを特徴とする請求項１７乃至１９の何れか１項に記載の制御プログラム。
【請求項２１】
前記物理量検出工程は、脈動する血管血流に光を照射し、その照射光の反射若しくは透過光を検出することにより前記血管容積に起因する物理量を検出することを特徴とする請求項１７乃至２０の何れか１項に記載の制御プログラム。
【請求項２２】
さらに、前記測定された圧−容積特性を表示部に表示する表示工程を実行するためのプログラムコードを備えることを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の制御プログラム。
【請求項２３】
前記表示工程は、さらに前記脈波抽出工程で得られた脈波をパターン表示及び又はグラフ表示することを特徴とする請求項２２に記載の制御プログラム。
【請求項２４】
前記表示工程は、前記脈波抽出工程で得られた脈波の特性を示す先鋭度パラメータを表示することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の制御プログラム。
【請求項２５】
請求項１３乃至１８の何れか１項に記載の制御プログラムを格納することを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【請求項２６】
外耳及びその周辺部に装着され、それを圧迫するカフと、
前記カフ内の圧力を変化させるための圧力制御手段と、
前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出手段と、
前記圧力制御手段による前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出手段と、
前記脈波抽出手段によって得られた脈波の特性を示す先鋭度パラメータを表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする循環器機能計測装置。
【請求項２７】
前記表示手段は、さらに前記脈波抽出手段によって得られた脈波をパターン表示及び／又はグラフ表示することを特徴とする請求項２６に記載の循環器機能計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動脈硬化の程度を定性的に表す特性（血管壁内外圧差−血管容積特性）を非侵襲的に測定する、循環器機能計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動脈硬化症は、循環器系疾患の中で最も一般的で種々疾患の主要因となり得る、重要な病態の１つであり、臨床的に診断することの意義が極めて高い。動脈硬化が進行すると、動脈壁の器質的変性や肥厚などにより、内圧（血圧）に対する動脈管の伸展性（つまり、血管壁内外圧の増減に対する動脈内腔の容積の変化率：圧−内容積特性）が低下することが知られている。
【０００３】
従って、この圧−容積特性の形状を観察することによって被測定者の動脈硬化の程度を評価することができる。このような圧−内容積特性を測定する方法については、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平５−３０５０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、上腕における血圧及び圧−内容積特性を測定するものであるため、頸動脈を含む頭部の動脈における動脈硬化を評価できないという欠点があった。
【０００５】
また、特許文献１の循環器機能計測装置においては、上腕にカフを装着し、かなり強力に上腕を圧迫することになるため、被測定者に対する侵襲度が非常に高い。よって、被測定者は測定中、非常に不快な思いをしなければならない。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、胴体から頭部に繋がる血管、或いは頭部内の血管における動脈硬化の可能性について評価するための圧−内容積特性を測定することができる循環器機能計測装置を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、圧−内容積特性測定中において被測定者に不快な思いをさせずに済む循環器機能計測装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による循環器機能計測装置は、外耳及びその周辺部（外耳及びその周辺部の適所）に装着され、それを圧迫するカフと、前記カフ内の圧力を変化させるための圧力制御手段と、前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出手段と、前記圧力制御手段による前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出手段と、前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段によって検出された血管の容積に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記外耳及びその周辺部は、外耳道及び／又は耳介であり、さらに、耳珠及び／又はその周辺部である。
【００１０】
そして、前記カフは前記外耳及びその周辺部を挟む一対のカフであり、一方側のカフは前記外耳及びその周辺部の裏側にある血管を圧迫し、他方側のカフは前記外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈或いはその分枝血管を圧迫する。
【００１１】
なお、前記物理量検出手段は、脈動する血管血流に光を照射し、前記血管血流の変化量を検出することにより前記血管の容積を検出する。
【００１２】
さらに、本発明は、前記測定された圧−容積特性を表示部に表示する表示手段を備える。この表示手段は、さらに前記脈波抽出手段によって得られた脈波をパターン表示及び又はグラフ表示したり、前記脈波抽出手段によって得られた脈波の特性を示す先鋭度パラメータを表示する。
【００１３】
本発明による循環器機能計測方法は、外耳及びその周辺部（外耳及びその周辺部の適所）に装着され、それを圧迫するカフ内の圧力を変化させるための圧力制御工程と、前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出工程と、前記圧力制御工程における前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出工程と、前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積に起因する物理量を検出する物理長検出工程と、前記物理量検出工程で検出された物理量に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による制御プログラムは、循環器機能計測方法を実行するための制御プログラムであって、外耳及びその周辺部（外耳及びその周辺部の適所）に装着され、それを圧迫するカフ内の圧力を変化させるための圧力制御工程を実行するためのプログラムコードと、前記カフ内の圧力を検出するカフ圧検出工程を実行するためのプログラムコードと、前記圧力制御工程における前記カフ内の圧力の変化過程における脈波を抽出する脈波抽出工程を実行するためのプログラムコードと、前記脈波の１拍ごとに前記カフで圧迫されている血管の容積に起因する物理量を検出する物理量検出工程を実行するためのプログラムコードと、前記物理量検出工程で検出された物理量に基づいて、圧−容積特性を測定する圧−容積特性測定工程を実行するためのプログラムコードと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、この制御プログラムを格納するコンピュータ読取可能な記憶媒体をも提供するものである。
【００１６】
その他の本発明の特徴は、以下の発明を実施するための最良の形態の記載及び添付図面により明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の循環指標測定装置によれば、被測定者に不快な思いをさせずに、胴体から頭部に繋がる血管、或いは頭部内の血管における動脈硬化の可能性について評価するための圧−内容積特性を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、外耳およびその周辺部（浅側頭動脈又はその分岐の一部及び外耳道の一部を含む）にカフを装着し、被測定者の圧−容積特性を測定及びその特性を表示することにより動脈硬化の可能性を評価するものである。圧−容積特性の測定の前提として血圧測定が必要となるが、血圧は光電容積脈波血圧計によって測定される。以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
なお、本実施形態では、まずカフが装着される外耳およびその周辺部を明らかにするために耳介の構造を説明し、次いで光電容積脈波血圧計の回路構成、その血圧測定の動作、そして圧−容積特性の測定動作について説明する。
【００２０】
＜耳介の構造＞
本実施形態に係る血圧計が装着されるのは、前述の通り外耳およびその周辺部であるが、外耳およびその周辺部とは耳珠およびその周辺部を含み、また外耳は外耳道と耳介をも含む概念である。ここでは、まず耳介の構造について明らかにする。
【００２１】
図１は耳介（耳）の各部位の名称を示す図である。図１において、１２１は耳珠、１２２は対珠、１２３は耳甲介、１２４は対輪、１２５は耳輪、１２６は対輪脚である。
【００２２】
本実施形態では、後述する一対のカフ１は耳珠１２１を挟むように、かつ耳珠１２１及びその周辺部を覆うように装着される。この周辺部には、上述のように、浅側頭動脈１２８又はその分岐血管の一部及び外耳道の一部が少なくとも含まれる。
【００２３】
＜光電容積脈波血圧計の回路構成＞
図２は実施形態の光電容積脈波血圧計の構成を示すブロック図である。図２において、３０は耳珠及び／又はその周辺部に装着される検出部である。その検出部３０にはカフ１（１ａ及び１ｂ）が含まれ、耳珠およびその周辺部の血管（細動脈）を圧迫可能となるよう外耳周辺部の血圧測定部位好ましくは耳珠に固定される。２はゴム管（エアチューブ）であり、カフ１内への空気の流路を成す。３は圧力ポンプであり、カフ１内に圧力空気を送り込む。４は急排弁であり、カフ１内の圧力を急速に減少させる。５は微排弁であり、カフ１内の圧力を一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で減少させる。６は圧力センサであり、カフ１内の圧力に応じて電気的パラメータを変化させる。７は圧力検出アンプ（ＡＭＰ）であり、圧力センサ６の電気的パラメータを検出し、これを電気的信号に変換し、かつ増幅してアナログのカフ圧信号Ｐを出力する。
【００２４】
８はカフ１内に設置された脈波センサであり、脈動する血管血流に光を照射するＬＥＤ８ａと、該血管血流による反射光を検出するフォトトランジスタ８ｂを含む（図４）。９は脈波検出アンプ（ＡＭＰ）であり、フォトトランジスタ８ｂの出力信号を増幅してアナログの脈波信号Ｍを出力する。ここで、ＬＥＤ８ａには光量を自動的に変化させる光量制御部１８が接続され、一方脈波検出アンプ９には、ゲインを自動的に変化させるゲイン制御部１９ａと脈波検出フィルタ・アンプ９を構成する後述するフィルタアンプ９１、９２の時定数を変化させる時定数制御部１９ｂとが接続されている。１０はＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）であり、アナログ信号Ｍ、ＰをデジタルデータＤに変換する。
【００２５】
１１は制御部（ＣＰＵ）であり、本光電容積脈波血圧計の主制御を行う。ＣＰＵ１１は調整圧力を記憶する調整圧力レジスタ１１ａを有している。この制御の詳細は図６及び図７のフローチャートに従って後述する。また、本実施形態に係る圧−容積特性の測定動作については図１１のフローチャートによって説明する。
【００２６】
１２はＲＯＭであり、ＣＰＵ１１が実行する例えば図６、図７及び図１１の制御プログラムを格納している。１３はＲＡＭであり、データメモリや画像メモリ等を備える。１４は液晶表示器（ＬＣＤ）であり、画像メモリの内容を表示する。１６はキーボードであり、使用者の操作により測定開始指令や調整圧力値の設定等を行える。１５はブザーであり、使用者に対して装置がキーボード１６内のキーの押し下げを感知したことや測定終了等を知らせる。尚、本例では、ＣＰＵ１１に調整圧力レジスタ１１ａを設けたが、ＲＡＭ１３に調整圧力記憶部を設けてもよい。
【００２７】
図５は実施形態の光電容積脈波血圧計の外観斜視図である。図５において、１７は血圧計本体であり、内部には第１図のカフ１及び脈波センサ８を除く構成が含まれる。ここで、ゴム管２は脈波センサ８との信号線（不図示）を含み、不図示のカフ１及び脈波センサ８に接続している。ＬＣＤの表示パネル１４は、ドットマトリックス方式の表示パネルを使用しており、従って多様な情報（例えば文字、図形、信号波形等）を表示できる。また２０は電源スイッチで、キーボード１６は測定開始スイッチ（ＳＴ）とカフの圧力値等を入力するためのテンキーとを有している。
【００２８】
＜検出部３０が耳珠に装着された様子＞
図３は、検出部３０が耳珠１２１およびその周辺部に装着された様子を示している。アーム３８、３９の押圧力で耳珠１２１を挟持する保持フレーム４０と、アーム３８、３９の内側に配置され耳珠１２１へ加える圧力を変化させるカフ１ａ及び１ｂと、カフへ加圧空気を供給する空気パイプ４３と、カフ１の近傍に配置され、耳珠１２１に光を照射する発光素子８ａと、血管（細動脈）で反射した光を受光する受光素子８ｂとから構成される。
【００２９】
＜光電容積脈波血圧計の動作＞
次に、本実施形態に係る光電容積脈波血圧計の動作について以下に説明する。図６は本実施形態の光電容積脈波血圧計の測定処理手順のフローチャートである。
【００３０】
装置に電源スイッチ２０により電源投入すると、まず不図示の自己初期診断処理を行い装置の初期値化が行われる。その後、測定開始スイッチＳＴを押すことにより処理が開始される。
【００３１】
ステップＳ１０１ではカフ圧Ｐを読み取り、ステップＳ１０２でカフ１の残圧が規定値以内か否かを判別する。残圧が規定値を超えていれば、ステップＳ１２３でＬＣＤ１４に「残圧エラー」を表示する。残圧が規定値以内であればステップＳ１０３でカフの加圧値（例えば１２０〜２１０ｍｍＨｇの最高血圧値より大きい値）をキーボード１６を使用して設定し、ステップＳ１０４で光量及びゲインを所定の値に設定する。
【００３２】
加圧値および光量・ゲインの設定が終わると、ステップＳ１０５、Ｓ１０６では急排弁４及び微排弁５を閉じる。ステップＳ１０７では圧力ポンプ３を駆動開始し加圧（昇圧）を開始する。これが加圧時の計測行程の開始であり、カフ圧は一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で増加開始する。この間にステップＳ１０８で各機能ブロックによるデータ処理が行われ、最低血圧及び最高血圧の測定が行われる。最高血圧が測定される（Ｓ１０９）とステップＳ１１２で加圧ポンプ３を停止する。ステップＳ１１０ではカフ圧がＳ１０３で設定した加圧値Ｕより高いか否かを判別する。Ｐ＞Ｕでなければまだ正常測定範囲にあり、引き続き測定を行う。一方、Ｐ＞Ｕの時はもはやカフ圧が設定値よりも高いのでステップＳ１１１でＬＣＤ１４に「測定エラー」を表示する。必要なら「加圧時信号異常」等の詳細情報を付記表示する。ステップＳ１１３では加圧時に得られた脈波信号の信号レベルが精度の高い血圧測定が可能であるための所定のレベルの範囲内に有るか否かを判別する。所定の範囲内であると判別された場合は、ステップＳ１２０でＬＣＤ１４に測定した最高血圧値及び最低血圧値を表示し、ステップＳ１２１でブザー１５にトーン信号を送る。ステップＳ１１３で所定の範囲内で無いと判別された場合は、ステップＳ１１４で脈波信号の信号レベルを基に光量及びゲインの調整を行う。
【００３３】
光量・ゲインの調整が終わると、ステップＳ１１５では微排弁５を開く。これが減圧（降圧）時の計測行程の開始であり、カフ圧は一定速度（例えば２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）で減少開始する。この間にステップＳ１１６で各機能ブロックによるデータ処理が行われ、最高血圧及び最低血圧の測定が行われる。ステップＳ１１７では減圧時の最低血圧値の検出の有無を判別する。検出されていなければ引き続き計測を行う。ステップＳ１１８ではカフ圧が所定値Ｌ（例えば４０ｍｍＨｇ）より低いか否かを判別する。Ｐ＜Ｌでなければまだ正常測定範囲にあり、フローはステップＳ１１６に戻る。一方、Ｐ＜Ｌの時はもはやカフ圧が正常測定範囲よりも低いのでステップＳ１１９でＬＣＤ１４に「測定エラー」を表示する。必要なら「減圧時信号異常」等の詳細情報を付記表示する。
【００３４】
また、ステップＳ１１７の判別で測定終了の時は正常測定範囲で計測行程終了したことになり、ステップＳ１２０でＬＣＤ１４に測定した最高血圧値及び最低血圧値を表示し、ステップＳ１２１でブザー１５にトーン信号を送る。好ましくは、正常終了後と異常終了時とでは異るトーン信号を送る。ステップＳ１２２ではカフ１の残りの空気を急速排気し、次の測定開始を待つ。
【００３５】
＜血圧の算出動作＞
加圧時測定（ステップＳ１０８）の開始から減圧時測定（ステップＳ１１６）の終了までの時間におけるカフ圧と脈波信号のグラフ（模式図）を図８に示す。図８のグラフに対し血圧測定は概略以下のように行われる。すなわち、加圧時測定においては、脈波信号の大きさの変化が始まった点（ａ）のカフ圧を最低血圧、脈波信号の消失時点（ｂ）のカフ圧を最高血圧とする。一方、減圧時の血圧測定は加圧時の血圧測定とは逆となり、脈波信号の出現時点（ｃ）のカフ圧を最高血圧、脈波信号の大きさの変化が無くなった点（ｄ）のカフ圧を最低血圧とする。
【００３６】
＜装置光量及びゲインの調整の詳細動作＞
図７に図６のステップＳ１１４に示す光量及びゲインの調整の詳細なフローチャートを、図９にこの光量及びゲインの調整を実現する回路例を示す。
【００３７】
まず、光量及びゲイン調整時には、ステップＳ５１で図９のＳＷ１〜ＳＷ２をＯＮにして閉じ抵抗値を半分にすることにより、脈波フィルタアンプ９１、９２の時定数を半分にする。この状態で、ステップＳ５２で搬送波レベルを検出し、ステップＳ５３で脈波の搬送波が規格値（Ａ／Ｄ変換器１０のフルスケールの２０〜４０％）内か否かがチェックされる。
【００３８】
規格値以下の場合はステップＳ５４に進んで光量が最大か否かをチェックし、最大でなければステップＳ５６で光量制御部１８を制御して光量を上げる。光量が最大の場合は、ステップＳ５５でアンプ９０のフィードバックを制御してゲインを上げる。ステップＳ５５あるいはＳ５６の処理後は、ステップＳ５２に戻って再度搬送波のチェックを繰り返す。
【００３９】
一方、ステップＳ５３で搬送波レベルが規格値以上の場合は、ステップＳ５７でゲインが最小か否かがチェックされ、最小でないならばステップＳ５９でゲイン制御部１９ａによりアンプ９０のフィードバックを制御してゲインを下げる。最小ならばステップＳ５８で光量を下げる。ステップＳ５８あるいはＳ５９の処理が終ると、ステップＳ５２に戻って再度搬送波レベルがチェックされる。
【００４０】
ステップＳ５３で搬送波レベルが規格値内であれば、ステップＳ６０でＳＷ１〜ＳＷ２を開いて、脈波フィルタアンプ９１〜９２の時定数を元に戻し、ステップＳ６１で脈波ゲインをアンプ９３で調整してリターンする。
【００４１】
本実施形態では血管内の血液による反射光を検出する例を示したが、替わりに透過光を検出するものであってもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の光電容積脈波血圧計により、脈波信号の信号レベルが所定の規格範囲内に収まるよう信号レベルを調整可能とし、精度の高い測定を可能とすると同時に、血圧測定時間の短縮を可能とすることにより、カフ圧による利用者への身体的負担を軽減することを可能にする光電容積脈波血圧計を提供することができる。なお、耳珠およびその周辺部は痛みに対し鈍感な部分であるため、カフ圧による痛みが軽減できるという効果もあり、さらにこの事により、血圧の連続測定に適用が容易となるという効果も生まれる。
【００４３】
なお、上述の血圧測定装置は発光素子及び受光素子を用いて脈波を検出しているが、耳珠へ圧力を圧迫するカフを備え、生体表面の血管による脈動を当該カフで圧力変化として捉えることによっても脈波を検出することができる。即ち、圧力を印加したカフで生体から得られる脈動をカフ内の圧力の変化に変換し、圧力検知装置でカフ内の圧力変化を検知するものである。このような構成によっても生体の脈波を検出することができる。また、生体に接するカフ部分に小型マイクロフォンを設置し、生体の一部をカフにて圧迫するときに発生するコロトコフ音を検出し、所定レベル以上のコロトコフ音の発生あるいは消滅に基づいて血圧を測定するようにしても良い。
【００４４】
＜脈波形状に基づく動脈硬化の評価＞
図１０は、上述の血圧測定動作によって得られた脈波の形状の概略で、血圧値を表示する際に併せて表示部に表示される脈波形状の一例を示す図である。
【００４５】
図１０Ａは動脈硬化のない正常な人の脈波形状を示し、図１０Ｂは動脈硬化のある可能性が認められる人の脈波形状を示している。図１０Ａ及びＢからも分かるように、正常な人の場合には、脈波における最大振幅Ｓ１がはっきりと現われるのに対し、動脈硬化の可能性が認められる人の場合には、最大振幅部分がＳ２−Ｓ３のようにはっきりとは現われず、プラトー若しくはそれに類似した状態となっている。
【００４６】
従って、脈波形状を観察すればある程度の動脈硬化の傾向にあるか否かを判断することができる。
【００４７】
また、得られた脈波波形より、先鋭度パラメータを算出してそれを表示部（ＬＣＤ１４）に表示する。この先鋭度パラメータは、脈波の最大振幅値付近の脈波形状（脈波頂点の鋭角度、波形の傾きの急峻度）を表すパラメータである。図１０Ａの場合、最大脈波振幅値Ｓ１（ｍａｘ）の例えば８０％の振幅値に対応する時間幅｜Ｔ１−Ｔ２｜が先鋭度パラメータとなる。また、図１０Ｂの場合では、最大脈波振幅値Ｓ２又はＳ３（ｍａｘ）の例えば８０％の振幅値に対応する時間幅｜Ｔ３−Ｔ４｜が先鋭度パラメータとなる。
【００４８】
この先鋭度パラメータと予め用意された基準値（例えば、年齢ごとに統計的に求められた先鋭度パラメータの平均値を基準値とする）とを比較して動脈硬化の程度を評価することができる。図１０の場合、図１０Ｂが動脈硬化の進んだ人の脈波特性を示しているので、｜Ｔ１−Ｔ２｜＜｜Ｔ３−Ｔ４｜となっている。
【００４９】
よって、図１０で示される脈波の形状、及び先鋭度パラメータから動脈硬化の程度を評価うすることができる。なお、表示部（ＬＣＤ１４）には脈波形状及び先鋭度パラメータのどちらか一方を表示しても良いし、両方を表示するようにしても良い。
【００５０】
しかし、これは傾向を判断するには有効であるが、正確な評価とはいえない。
【００５１】
そこで、より信頼性のある評価をするためには圧−容積脈波特性を測定し、その形状によって評価する必要がある。
【００５２】
＜圧−容積特性測定動作＞
図１１は、圧−容積特性を取得し、その特性をＬＣＤ１４に表示するまでの動作を説明するためのフローチャートである。また、図１２及び１３は、カフ圧Ｐoutを変化させた時に得られる圧−容積特性を示す図であり、フローチャートと共に圧−容積特性の取得過程を理解する上で有効なものである。
【００５３】
図１１において、ステップＳ２０１では、まず被測定者の血圧が測定される。この処理については上述したような方法により得られるので、ここでは改めて説明はしない。ここで、得られた血圧値の具体例を、最高血圧１２０、最低血圧９０、平均１００とする。そして、ステップ２０２以降で得られる脈波波形を、これらの最高血圧、最低血圧で校正することで、観血血圧波形と相関の高い、血圧波形を非侵襲的に得ることができる。この血圧波形をＰinとする。
【００５４】
ステップＳ２０２では初期値としてｉ＝１とする。ｉは１〜ｎまで変化する変数であり、ｉの値に対応して変化させるカフ圧が決まっている。本実施形態では、Ｐout_1＝１００ｍｍＨｇとしている。
【００５５】
ステップＳ２０３では、ｉの値に応じてカフ圧Ｐout_1が決定される。上述のように本実施形態では初期値として１００ｍｍＨｇが用いられる。
【００５６】
ステップＳ２０４では、脈波１拍における抽出点を決定する。つまり、図１２Ａに示される血圧Ｐinのうちどのポイントで血管容積を取得するかを決定する。抽出点を細かく取れば（ｍを大きくすれば）、圧−容積特性上のプロット数が多くなることになる。なお、脈波１拍中では、血圧Ｐinは最低血圧と最高血圧の間で変動するものである。
【００５７】
ステップＳ２０５では、血管容積測定のための初期血圧値Ｐin_1が決定される。
【００５８】
ステップＳ２０６では、Ｐin_1に対する血管の容積が測定される。血管容積は、上述の血圧測定時と同様に、血液への光照射に対する受光量（血管容積に起因する物理量）を所定の変換式によって変換することにより得られるものである。
【００５９】
ステップＳ２０７では、Ｐin_1−Ｐout_1に対応して得られた血管容積をグラフ上にプロットする。例えば、カフ圧Ｐout_1が１００ｍｍＨｇで、血圧Ｐin_1も１００ｍｍＨｇの時には、図１２Ａに示されるように点Ｑ１がプロットされる。
【００６０】
ステップＳ２０８では、脈波１拍中の全ての抽出点について血管容積を測定し、グラフ上へのプロットがなされたかを判断する。全ての抽出点についての完了していれば、処理はステップＳ２０９へ移行し、完了していなければ処理はステップＳ２１０に移行してステップＳ２０６及びＳ２０７の処理が続行される。
【００６１】
ステップＳ２０９では、変化させるカフ圧Ｐoutについての処理が完了したかが判断される。完了していれば処理はステップＳ２１１に移行し、完了していなければ処理はステップＳ２１２に移行して、ステップＳ２０３からＳ２１０の処理が繰り返される。例えば、ｊ＝２のときのカフ圧Ｐout_1が６０ｍｍＨｇの場合、ステップＳ２０６からＳ２０８及びＳ２１０の処理を実行することによって図１２Ａに示されるように実線部分の特性が得られる。
【００６２】
そして、ステップＳ２１１では得られた圧−容積特性（ａ、ｂ）を表示部に表示する。  なお、図１２及び１３における特性ａは正常な状態の血管を有する被測定者の圧−容積特性を示し、特性ｂは動脈硬化状態の血管を有する被測定者の圧−容積特性を示している。
【００６３】
このように、圧−容積特性の形状を観察することによって、被測定者の血管の状態を診断することができるようになる。
【００６４】
ところで、図１２Ｂ及びＣは、カフ圧が平均血圧と同じ１００ｍｍＨｇのときの、正常（Ｂ）及び動脈硬化（Ｃ）の人の脈波振幅を示す図であり、図１３Ｂ及びＣは、カフ圧が６０ｍｍＨｇのときの、正常（Ｂ）及び動脈硬化（Ｃ）の人の脈波振幅を示す図である。
【００６５】
図１２Ｂ及びＣ、図１３Ｂ及びＣを見ると、正常な人の場合、カフ圧が１００ｍｍＨｇから６０ｍｍＨｇに変化すると急激に脈波振幅も（ｘ２−ｘ１）から（ｘ４−ｘ３）に変化する。一方動脈硬化の人の場合には、カフ圧が１００ｍｍＨｇから６０ｍｍＨｇに変化しても脈波振幅は（ｘ’２−ｘ’１）から（ｘ’４−ｘ’３）とほとんど変化せず、図１０Ｂのように最大脈波振幅の周辺がプラトー状態となるのである。
【００６６】
＜その他の実施形態＞
上述の実施形態では、図３に示されるように、外耳及びその周辺部（より特定的には耳珠及び／又はその周辺部）を挟む構成を有する一対のカフの一方側にのみに血管の血流に対して光を照射する照射部（ＬＥＤ８ａ）と血流からの反射光を検出する受光部（フォトトランジスタ８ｂ）を備えるようにしている。
【００６７】
これを、外耳及びその周辺部（より特定的には耳珠及び／又はその周辺部）を挟む一対のカフ３０の双方に光の照射部（図１４参照：ＬＥＤ８ａ及び２１ａ）と反射光を検出する受光部（図１４参照：フォトトランジスタ８ｂ及び２１ｂ）とを有し、外耳及びはその周辺部における複数の部位、つまり耳珠の裏側及び表側の血圧を同時に計測可能とするように構成しても良い。このように構成することにより、一方側のカフは外耳及びその周辺部の裏側にある血管（細動脈）を圧迫し、他方側のカフは前記外耳及びその周辺部の表側にある浅側頭動脈１２８或いはその分枝血管を圧迫する。
【００６８】
よって、このような構成を採ることによって、種類の異なる圧−容積特性を一度に測定することができ、どの血管において、つまり脳内を含む頭部の血管或いは、心臓からの繋がる頸動脈や浅側頭動脈において動脈硬化が認められるか否かを評価することができる。なお、それぞれの測定部位における圧−容積特性の測定動作は上述したとおりであるのでここではその説明を省略する。
【００６９】
以上のように外耳及びその周辺部（より特定的には耳珠及び周辺部）の血圧を測定するのは以下の理由によるものである。
【００７０】
すなわち、耳珠およびその周辺部の血管（細動脈）は脳内の血管に近接していることが知られており、脳内に由来する血圧変化が測定可能と考えられている。一方、耳珠周辺部には、耳の軟骨部（主に耳珠）に存在する血管（細動脈）の他に、心臓に直結する動脈（浅側頭動脈）も位置する。そのため、耳珠周辺部においては小さな装置で異なる情報（つまり脳内由来の血圧と心臓由来の血圧）をもつ血圧を同時に測定可能であるという利点がある。本実施形態の光電容積脈波血圧計により、脈波信号の信号レベルが所定の規格範囲内に収まるよう信号レベルとすることが可能となり、外耳周辺部の精度の高い血圧測定が可能となる。同時に、血圧測定時間の短縮を可能とすることにより、カフ圧による利用者への身体的負担を軽減することを可能にする光電容積脈波血圧計を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明では、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７２】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
【００７３】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
【００７４】
また、上記実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードがネットワークを介して配信されることにより、システム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ-ＲＷ、ＣＤ-Ｒ等の記憶媒体に格納され、そのシステム又は装置のコンピュータ(又はＣＰＵやＭＰＵ)が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成されることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】耳介の構成を示す図である。
【図２】本実施形態の光電容積脈波血圧計の構成図である。
【図３】検出部３０の構成の詳細を示す図である。
【図４】光電容積脈波血圧計のカフ内のセンサ動作を説明する図である。
【図５】光電容積脈波血圧計の外観斜視図である。
【図６】光電容積脈波血圧計の血圧測定動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】光電容積脈波血圧計の信号レベル調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】光電容積脈波血圧計での測定中におけるカフ圧と脈派信号のグラフ（模式図）である。
【図９】光電容積脈波血圧計の回路図である。
【図１０】血圧測定動作によって得られた脈波の形状の概略を示す図である。
【図１１】圧−容積特性を取得し、その特性を表示するまでの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】カフ圧Ｐoutを１００ｍｍＨｇとしたときに得られる圧−容積特性を示す図血圧測定動作によって得られた脈波の形状の概略を示す図である。
【図１３】カフ圧Ｐoutを６０ｍｍＨｇとしたときに得られる圧−容積特性を示す図血圧測定動作によって得られた脈波の形状の概略を示す図である。
【図１４】耳珠を挟持するカフの双方に発光部及び受光部を備える光電容積脈波血圧計の構成を示す図である。
【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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