(57)【要約】【課題】精度よく血管の状態を示す指標値を算出することができる血管指標値算出装置を提供すること。【解決手段】第１部位の脈波の第１脈波データと、第２部位の脈波の第２脈波データと、を取得する脈波取得部と、第１脈波データから第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、第２脈波データから第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出する脈波周波数特性導出部と、第１脈波を入力とし第２脈波を出力とする系の周波数伝達特性を算出する周波数伝達特性算出部と、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数伝達特性を修正する周波数伝達特性修正部と、修正された周波数伝達特性を用いて参照入力に対する系の応答を算出する応答算出部と、算出した応答に基づいて指標値を算出する指標値算出部と、を有する周波数伝達特性血管指標値算出装置。【選択図】図３
2015181666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出装置であって、
前記被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、前記被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得する脈波取得部と、
前記取得した第１脈波データを周波数空間へ変換して、前記第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、前記取得した第２脈波データを周波数空間へ変換して、前記第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出する脈波周波数特性導出部と、
前記血管を含んで構成され前記第１脈波を入力とし前記第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、前記第１周波数特性および前記第２周波数特性に基づいて算出する周波数伝達特性算出部と、
前記算出した周波数伝達特性を修正する周波数伝達特性修正部と、
前記修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する前記血管系の応答を算出する応答算出部と、
前記算出した応答に基づいて前記血管の状態を示す指標値を算出する指標値算出部と、を有し、
前記周波数伝達特性修正部は、前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を前記第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、前記修正された周波数ゲイン特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の血管指標値算出装置であって、
前記周波数伝達特性修正部は、前記第１周波数特性に基づいて、
前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
前記第１脈波の基本波の周波数に相当する第１周波数と、
前記第１脈波の第２高調波の周波数に相当する第２周波数と、
の間の周波数ゲイン特性が、前記第１周波数および前記第２周波数でのゲインを通り線形的に変化するように前記周波数ゲイン特性を修正し、
前記周波数伝達特性の周波数位相特性において、
前記第１周波数と、
前記第２周波数と、
の間の周波数位相特性が、前記第１周波数および前記第２周波数での位相を通り線形的に変化するように前記周波数位相特性を修正し、
前記修正された周波数ゲイン特性および前記修正された周波数位相特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の血管指標値算出装置であって、
前記周波数伝達特性修正部は、前記第１周波数特性に基づいて、
前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
前記第２周波数と、
前記第１脈波の第３高調波の周波数に相当する第３周波数と、
の間の周波数ゲイン特性が、前記第２周波数および前記第３周波数でのゲインを通り線形的に変化するように前記周波数ゲイン特性を修正し、
前記周波数伝達特性の周波数位相特性において、
前記第２周波数と、
前記第３周波数と、
の間の周波数位相特性が、前記第２周波数および前記第３周波数での位相を通り線形的に変化するように前記周波数位相特性を修正し、
前記修正された周波数ゲイン特性および前記修正された周波数位相特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記周波数伝達特性修正部は、前記周波数伝達特性の周波数帯域を前記第１脈波の基本波の周波数よりも小さい周波数と１０ヘルツとの間の範囲に制限することにより前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記参照入力は、ステップ関数の形状を有し、
前記応答算出部は、前記参照入力に対する前記血管系の応答を算出し、
前記指標値算出部は、前記応答において最初に極大値が現れるまでの時間に基づいて前記血管の状態を示す指標値を算出する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記周波数伝達特性修正部は、前記第１周波数特性に基づいて、
前記周波数伝達特性の周波数位相特性において、
前記第１周波数以下の周波数範囲における周波数位相特性が、前記第１周波数での位相と同じ値になるように前記周波数位相特性を修正し、
前記修正された周波数位相特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記周波数伝達特性修正部は、前記第１周波数特性に基づいて、
前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
前記第１脈波の基本波の周波数に相当する第１周波数以下の周波数範囲における周波数ゲイン特性が、前記第１周波数でのゲインと同じ値になるように前記周波数ゲイン特性を修正し、
前記修正された周波数ゲイン特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記指標値算出部は、前記応答と前記第１脈波の基本波の周波数とに基づいて前記血管の状態を示す指標値を算出する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の血管指標値算出装置であって、
前記脈波周波数特性導出部は、前記第１脈波データおよび前記第２脈波データをそれぞれ複数のデータフレームに分割し、前記第１脈波データおよび前記第２脈波データの少なくともいずれか一方の各データフレームの周波数特性を導出し、導出された各周波数特性においてピークを示す最低の周波数を求め、求めた最低の周波数に基づいて雑音が含まれるデータフレームを特定して除外し、除外されなかった前記第１脈波データおよび前記第２脈波データの少なくともいずれか一方のデータフレームおよび対応する前記第１脈波データおよび前記第２脈波データの少なくともいずれか他方のデータフレームに基づいて前記第１周波数特性および前記第２周波数特性を導出する、ことを特徴とする血管指標値算出装置。
【請求項１０】
血管指標値算出装置において被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出方法であって、
前記血管指標値算出装置の演算部が、前記被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、前記被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得するステップと、
前記演算部が、前記取得した第１脈波データを周波数空間へ変換して、前記第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、前記取得した第２脈波データを周波数空間へ変換して、前記第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出するステップと、
前記演算部が、前記血管を含んで構成され前記第１脈波を入力とし前記第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、前記第１周波数特性および前記第２周波数特性に基づいて算出するステップと、
前記演算部が、前記算出するステップで算出した周波数伝達特性を修正するステップと、
前記演算部が、前記修正するステップで修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する前記血管系の応答を算出するステップと、
前記演算部が、前記応答を算出するステップで算出された応答に基づいて前記血管の状態を示す指標値を算出するステップと、を有し、
前記修正するステップは、前記演算部が前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を前記第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、前記修正された周波数ゲイン特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正するステップを含んでいる、ことを特徴とする血管指標値算出方法。
【請求項１１】
被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する方法をコンピュータに実行させるための血管指標値算出プログラムであって、前記方法は、
前記被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、前記被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得するステップと、
前記取得した第１脈波データに基づいて前記第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、前記取得した第２脈波データに基づいて前記第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出するステップと、
前記血管を含んで構成され前記第１脈波を入力とし前記第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、前記第１周波数特性および前記第２周波数特性に基づいて算出するステップと、
前記算出するステップで算出した周波数伝達特性を修正するステップと、
前記修正するステップで修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する前記血管系の応答を算出するステップと、
前記応答を算出するステップで算出された応答に基づいて前記血管の状態を示す指標値を算出するステップと、を有し、
前記修正するステップは、前記周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を前記第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、前記修正された周波数ゲイン特性に基づいて前記周波数伝達特性を修正するステップを含んでいる、ことを特徴とする血管指標値算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出装置および血管指標値算出方法に関する。
【０００２】
この発明は、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する方法をコンピュータに実行させるための血管指標値算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
足関節上腕血圧比（Ankle Brachial (pressure) Index、ＡＢＩ）の測定は、末梢動脈疾患（ＰＡＤ、peripheral arterial disease）または閉塞性動脈硬化症（ＡＳＯ、arteriosclerosis obliterans）の診断にとって信頼できる客観的な指標を与える点で極めて重要である。足関節上腕血圧比（以下では「ＡＢＩ」とも称する。）は、被測定者の足関節血圧を上腕血圧で除した値と定義される。ここでの足関節血圧は、左右それぞれの足の後脛骨動脈（ＰＴ）血圧または足背動脈（ＤＰ）血圧（収縮期血圧）であり、通例、いずれか高い方の血圧値が足関節血圧として採用され、他方、上腕血圧は、通例、左右の上腕血圧（収縮期血圧）のうち高い方の値が上腕血圧として採用される。よって、通例、ＡＢＩの算出には被測定者の上腕および足関節の収縮期血圧の測定を要する。
【０００４】
特許文献１（特開２０１３−０９４２６２号公報）には、被測定者の脈波からＡＢＩに相当する指標値（以下、「ＡＢＩ推定値」と称する。）を算出する測定装置が開示されている。この測定装置では、被測定者から取得した上肢および下肢の脈波信号から、脈波の先鋭度を表す指標、足首脈波の上昇特徴値を表す指標、脈振幅、（ステップ応答の「上側面積」、「上側面積／下側面積比」、「区間最大値」といった）上肢から下肢への脈波の伝達関数を表す指標等を算出し、それらに基づいてＡＢＩ推定値を算出している（特許文献１の段落［００５４］〜［００６９］，図２２，図２３〜図２７等）。このようにして算出されるＡＢＩ推定値は、真のＡＢＩ値（実際に被測定者の上腕及び足関節の収縮期血圧を測定して得たＡＢＩの値、以下、「ＡＢＩ測定値」とも称する。）に対し、決定係数（寄与率）０．６６３を示す（特許文献１の図２７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０９４２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＡＢＩ推定値といった血管の状態を示す指標値には、さらに高い精度が望まれる。例えば、ＡＢＩ推定値といった上記の指標値には、ＡＢＩ測定値とより高い相関性を有することが望まれる。そこで、この発明の課題は、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて、従来よりもさらに精度よく、血管の状態を示す指標値を算出することができる血管指標値算出装置および血管指標値算出方法を提供することにある。
【０００７】
また、この発明の課題は、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて、従来よりもさらに精度よく、血管の状態を示す指標値を算出することができる血管指標値算出プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による、被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出装置は、
被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得する脈波取得部と、
取得した第１脈波データを周波数空間へ変換して、第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、取得した第２脈波データを周波数空間へ変換して、第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出する脈波周波数特性導出部と、
血管を含んで構成され第１脈波を入力とし第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、第１周波数特性および第２周波数特性に基づいて算出する周波数伝達特性算出部と、
算出した周波数伝達特性を修正する周波数伝達特性修正部と、
修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する血管系の応答を算出する応答算出部と、
算出した応答に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する指標値算出部と、を有し、
周波数伝達特性修正部は、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性を修正する、ことを特徴とする。
【０００９】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、脈波取得部が被測定者の第１および第２測定部位の脈波の時系列情報（第１および第２脈波データ）を取得し、脈波周波数特性導出部が、第１および第２測定部位の脈波の周波数特性（第１および第２周波数特性）を導出し、周波数伝達特性算出部が、第１および第２周波数特性を用いて血管系の周波数伝達特性を算出する。そして周波数伝達特性修正部が、算出された周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を、第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性を修正する。最後に応答算出部が、そのように修正された周波数伝達特性を用いて参照入力に対する血管系の応答を算出し、指標値算出部が、応答算出部によって算出された応答に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する。
【００１０】
周波数伝達特性の周波数ゲイン特性は、本来的には、周波数成分毎の入力と出力の比であって、入力に含まれる各周波数成分間の相対的な大小関係と直接的な関係はない。他方、脈波は、被測定者の脈拍数の逆数と一致する周波数（基本波の周波数）の成分、ならびに、その高調波の成分を含み、それらの振幅は、基本波からその高調波に向かう方向に沿って指数関数的に減少する。そこで、本実施形態においては、脈波に含まれる基本波および比較的低次の高調波の成分の応答特性がその比較的高次の高調波成分の応答特性と比較して強調されるように、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けする。具体的には、周波数空間への変換後の振幅スペクトルにおける基本波の周波数のピークと、１つまたは複数の高調波のピークとの比率に応じて周波数ゲイン特性を重み付けする。応答算出部が、そのようにして修正された周波数伝達特性を用いて参照入力に対する血管系の応答を算出し、指標値算出部が、算出された応答に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する。そうすることで、本実施形態においては、参照入力に対する応答において、脈波の基本波および比較的低次の高調波の成分からの寄与が強調され、指標値算出部は、そのような応答を用いて血管の状態を示す指標値を算出することで、精度よく指標値を算出することが可能となっている。
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
周波数伝達特性修正部は、第１周波数特性に基づいて、
周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
第１脈波の基本波の周波数に相当する第１周波数と、
第１脈波の第２高調波の周波数に相当する第２周波数と、
の間の周波数ゲイン特性が、第１周波数および第２周波数でのゲインを通り線形的に変化するように周波数ゲイン特性を修正し、
周波数伝達特性の周波数位相特性において、
第１周波数と、
第２周波数と、
の間の周波数位相特性が、第１周波数および第２周波数での位相を通り線形的に変化するように周波数位相特性を修正し、
修正された周波数ゲイン特性および修正された周波数位相特性に基づいて周波数伝達特性を修正することを特徴とする。
【００１２】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性および周波数位相特性において、脈波の基本波の周波数およびその第２高調波の周波数にそれぞれ等しい第１および第２の周波数の間を、直線的につなぐように、周波数伝達特性を修正する。そうすることで、周波数伝達特性において第１周波数と第２周波数とに挟まれた範囲の周波数の成分のうち脈波に由来しないと思われる周波数の成分の、参照入力に対する応答への寄与を抑制することができ、後述する指標値算出部が精度よく血管の状態を示す指標値（ＡＢＷＩ値）を算出することが可能となっている。
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
周波数伝達特性修正部は、第１周波数特性に基づいて、
周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
第２周波数と、
第１脈波の第３高調波の周波数に相当する第３周波数と、
の間の周波数ゲイン特性が、第２周波数および第３周波数でのゲインを通り線形的に変化するように周波数ゲイン特性を修正し、
周波数伝達特性の周波数位相特性において、
第２周波数と、
第３周波数と、
の間の周波数位相特性が、第２周波数および第３周波数での位相を通り線形的に変化するように周波数位相特性を修正し、
修正された周波数ゲイン特性および修正された周波数位相特性に基づいて周波数伝達特性を修正することを特徴とする。
【００１４】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性および周波数位相特性において、脈波の第２高調波の周波数およびその第３高調波の周波数にそれぞれ等しい第２および第３の周波数の間を、直線的につなぐように、周波数伝達特性を修正する。そうすることで、周波数伝達特性において第２周波数と第３周波数とに挟まれた範囲の周波数の成分のうち脈波に由来しないと思われる周波数の成分の、参照入力に対する応答への寄与を抑制することができ、後述する指標値算出部が精度よく血管の状態を示す指標値（ＡＢＷＩ値）を算出することが可能となっている。
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
周波数伝達特性修正部は、周波数伝達特性の周波数帯域を第１脈波の基本波の周波数よりも小さい周波数と１０ヘルツとの間の範囲に制限することにより周波数伝達特性を修正することを特徴とする。ここで、第１脈波の基本波の周波数未満の周波数とは、例えば、第１脈波の基本波の周波数から脈波周波数特性導出部の周波数分解能以上を差し引いた値に等しい周波数である。
【００１６】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、周波数伝達特性の周波数帯域を１０ヘルツ以下に制限することにより、応答に対する脈波の比較的高次の高調波の成分の影響を除去する。そうすることで、参照入力に対する応答において、脈波の比較的高次の高調波の成分からの寄与が除去され（少なくとも低減され）、指標値算出部は、そのような応答を用いて血管の状態を示す指標値を算出することで、精度よく指標値を算出することが可能となっている。
【００１７】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
参照入力は、ステップ関数の形状を有し、
応答算出部は、参照入力に対する血管系の応答を算出し、
指標値算出部は、応答において最初に極大値が現れるまでの時間に基づいて血管の状態を示す指標値を算出することを特徴とする。
【００１８】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、応答において最初に極大値が現れるまでの時間に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する。そうすることで、血管の状態を示す指標値が、精度よく算出される。
【００１９】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
周波数伝達特性修正部は、第１周波数特性に基づいて、
周波数伝達特性の周波数位相特性において、
第１周波数以下の周波数範囲における周波数位相特性が、第１周波数での位相と同じ値になるように周波数位相特性を修正し、
修正された周波数位相特性に基づいて周波数伝達特性を修正することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
周波数伝達特性修正部は、第１周波数特性に基づいて、
周波数伝達特性の周波数ゲイン特性において、
第１脈波の基本波の周波数に相当する第１周波数以下の周波数範囲における周波数ゲイン特性が、第１周波数でのゲインと同じ値になるように周波数ゲイン特性を修正し、
修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性を修正することを特徴とする。
【００２１】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、脈拍数の逆数に相当する第１周波数以下の周波数範囲について、周波数ゲイン特性および周波数位相特性の少なくともいずれか一方を、第１周波数における値と同じ値になるように周波数伝達特性を修正する。そうすることで、被測定者の脈拍数の大小が応答に与える影響を低減することができ、血管の状態を示す指標値が、精度よく算出される。
【００２２】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
指標値算出部は、応答と第１脈波の基本波の周波数とに基づいて血管の状態を示す指標値を算出することを特徴とする。
【００２３】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置では、応答に加え、第１脈波の基本波の周波数すなわち被測定者の脈拍数（の逆数）に基づいて血管の状態を示す指標値を算出する。具体的には、回帰分析により予め求めた定係数を用いて応答の特徴量と被測定者の線形結合を求め、それを指標値とする。そうすることで、被測定者の脈拍数の大小が応答に与える影響を低減することができ、血管の状態を示す指標値が、精度よく算出される。
【００２４】
上記課題を解決するため、この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、
脈波周波数特性導出部は、第１脈波データおよび第２脈波データをそれぞれ複数のデータフレームに分割し、第１脈波データおよび第２脈波データの少なくともいずれか一方の各データフレームの周波数特性を導出し、導出された各周波数特性においてピークを示す最低の周波数を求め、求めた最低の周波数に基づいて雑音が含まれるデータフレームを特定して除外し、除外されなかった第１脈波データおよび第２脈波データの少なくともいずれか一方のデータフレームおよび対応する第１脈波データおよび第２脈波データの少なくともいずれか他方のデータフレームに基づいて第１周波数特性および第２周波数特性を導出することを特徴とする。
【００２５】
この発明の実施形態による血管指標値算出装置は、各データフレームについて、雑音が混入していないか判断し、雑音が混入していると判断されたデータフレームを除外（リジェクト）する。そうすることで、脈波データ取得時に混入した雑音の影響が低減され、血管の状態を示す指標値が、精度よく算出される。
【００２６】
上記課題を解決するため、この発明の別の実施形態による、被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出方法は、
血管指標値算出装置において被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する血管指標値算出方法であって、
血管指標値算出装置の演算部が、被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得するステップと、
演算部が、取得した第１脈波データを周波数空間へ変換して、第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、取得した第２脈波データを周波数空間へ変換して、第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出するステップと、
演算部が、血管を含んで構成され第１脈波を入力とし第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、第１周波数特性および第２周波数特性に基づいて算出するステップと、
演算部が、算出するステップで算出した周波数伝達特性を修正するステップと、
演算部が、修正するステップで修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する血管系の応答を算出するステップと、
演算部が、応答を算出するステップで算出された応答に基づいて血管の状態を示す指標値を算出するステップと、を有し、
修正するステップは、演算部が周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性を修正するステップを含んでいることを特徴とする。
【００２７】
この発明の別の実施形態による血管指標値算出方法では、取得した第１および第２脈波データを用いて第１および第２測定部位の脈波の周波数特性（第１および第２周波数特性）を導出し、第１および第２周波数特性から血管系の周波数伝達特性が算出される。そして、算出された周波数伝達特性の周波数ゲイン特性が、第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けされることにより周波数ゲイン特性が修正され、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性が修正される。最後に、そのように修正された周波数伝達特性を用いて参照入力に対する血管系の応答が算出され、当該応答に基づいて血管の状態を示す指標値が算出される。
【００２８】
本実施形態においては、参照入力に対する応答において、脈波の基本波および比較的低次の高調波の成分からの寄与が強調され、そのような応答を用いて血管の状態を示す指標値を算出することで、精度よく指標値が算出される。
【００２９】
上記課題を解決するため、この発明の別の実施形態による、被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する方法をコンピュータに実行させるための血管指標値算出プログラムは、
被測定者の血管の状態を示す指標値を算出する方法をコンピュータに実行させるための血管指標値算出プログラムであって、方法は、
被測定者の第１測定部位での脈波である第１脈波の時系列情報を含んだ第１脈波データと、被測定者の第２測定部位での脈波である第２脈波の時系列情報を含んだ第２脈波データと、を取得するステップと、
取得した第１脈波データを周波数空間へ変換して、第１脈波の周波数特性である第１周波数特性を導出し、取得した第２脈波データを周波数空間へ変換して、第２脈波の周波数特性である第２周波数特性を導出するステップと、
血管を含んで構成され第１脈波を入力とし第２脈波を出力とする血管系の周波数伝達特性を、第１周波数特性および第２周波数特性に基づいて算出するステップと、
算出するステップで算出した周波数伝達特性を修正するステップと、
修正するステップで修正された周波数伝達特性を用いて予め定められた参照入力に対する血管系の応答を算出するステップと、
応答を算出するステップで算出された応答に基づいて血管の状態を示す指標値を算出するステップと、を有し、
修正するステップは、周波数伝達特性の周波数ゲイン特性を第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性を修正するステップを含んでいることを特徴とする。
【００３０】
この発明の別の実施形態による血管指標値算出プログラムでは、取得した第１および第２脈波データを用いて第１および第２測定部位の脈波の周波数特性（第１および第２周波数特性）を導出し、第１および第２周波数特性から血管系の周波数伝達特性が算出される。そして、算出された周波数伝達特性の周波数ゲイン特性が、第１周波数特性の周波数振幅特性に基づいて重み付けされることにより周波数ゲイン特性が修正され、修正された周波数ゲイン特性に基づいて周波数伝達特性が修正される。最後に、そのように修正された周波数伝達特性を用いて参照入力に対する血管系の応答が算出され、当該応答に基づいて血管の状態を示す指標値が算出される。
【００３１】
本実施形態においては、参照入力に対する応答において、脈波の基本波および比較的低次の高調波の成分からの寄与が強調され、そのような応答を用いて血管の状態を示す指標値を算出することで、精度よく指標値が算出される。
【００３２】
本明細書において、ある系の周波数伝達特性は、その系の周波数ゲイン特性および周波数位相特性の少なくともいずれか一方、または、両方を含む。ある系の周波数伝達特性は、例えば、その系の伝達関数で表される。
【００３３】
本明細書において、ある時系列データの周波数特性は、そのデータの周波数振幅特性および周波数位相特性の少なくともいずれか一方、または、両方を含む。ある時系列データの周波数特性は、例えば、そのデータについてのフーリエ係数として表される。このときフーリエ係数は、複素形式で表現されてもよい。
【発明の効果】
【００３４】
以上より明らかなように、この発明の実施形態による血管指標値算出装置によれば、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて、従来よりもさらに精度よく、血管の状態を示す指標値を算出することができる。
【００３５】
同様、この発明の実施形態による血管指標値算出方法によれば、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて、従来よりもさらに精度よく、血管の状態を示す指標値を算出することができる。
【００３６】
同様、この発明の実施形態による血管指標値算出プログラムによれば、被測定者から取得された脈波の情報に基づいて、従来よりもさらに精度よく、血管の状態を示す指標値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態による血管指標値算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】血管指標値算出装置の第１脈波センサの構成を示すブロック図である。
【図３】血管指標値算出装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】血管指標値算出装置の動作概略を示すフローチャートである。
【図５Ａ】右上腕部より取得された脈波時系列データの一例である。
【図５Ｂ】左上腕部より取得された脈波時系列データの一例である。
【図５Ｃ】右足関節部より取得された脈波時系列データの一例である。
【図５Ｄ】左足関節部より取得された脈波時系列データの一例である。
【図６Ａ】脈波時系列データの各データフレームの周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｂ】雑音除去処理後の脈波時系列データの各データフレームの周波数特性を示すグラフである。
【図７Ａ】血管系の周波数伝達特性を示すボード線図である（ゲイン）。
【図７Ｂ】血管系の周波数伝達特性を示すボード線図である（位相）。
【図８】脈波の基本波および高調波の分布を示すグラフである。
【図９Ａ】周波数伝達特性平滑化部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（ゲイン）。
【図９Ｂ】周波数伝達特性平滑化部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（位相）。
【図１０】周波数ゲイン特性重み付け部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（ゲイン）。
【図１１Ａ】周波数伝達特性帯域制限部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（ゲイン）。
【図１１Ｂ】周波数伝達特性帯域制限部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（位相）。
【図１２Ａ】周波数伝達特性低域修正部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（ゲイン）。
【図１２Ｂ】周波数伝達特性低域修正部により修正された周波数伝達特性を示すボード線図である（位相）。
【図１３】ステップ応答算出部により算出されたステップ応答およびピークまでの時間Ｔｐｅａｋを、横軸をサンプリングポイントとして示すグラフである。
【図１４Ａ】ＡＢＷＩ算出部が算出したＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（所定の条件下、雑音混入ブロック除去部による雑音除去処理を行わなかった場合のデータによる。）
【図１４Ｂ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（図１４Ａと同一の条件下、さらに雑音混入ブロック除去部による雑音除去処理を行った場合のデータによる。）
【図１５Ａ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（所定の条件下、周波数伝達特性平滑化部による周波数伝達特性修正処理を行わなかった場合のデータによる。）
【図１５Ｂ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（図１５Ａと同一の条件下、さらに周波数伝達特性平滑化部による周波数伝達特性修正処理を行った場合のデータによる。）
【図１６Ａ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（所定の条件下、周波数ゲイン特性重み付け部による周波数伝達特性修正処理を行わなかった場合のデータによる。）
【図１６Ｂ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（図１６Ａと同一の条件下、さらに周波数ゲイン特性重み付け部による周波数伝達特性修正処理を行った場合のデータによる。）
【図１７Ａ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（所定の条件下、周波数伝達特性帯域制限部による周波数伝達特性修正処理を行わなかった場合のデータによる。）
【図１７Ｂ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（図１７Ａと同一の条件下、さらに周波数伝達特性帯域制限部による周波数伝達特性修正処理を行った場合のデータによる。）
【図１８Ａ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（所定の条件下、ＡＢＷＩ算出部において被測定者の脈拍数を考慮せずにＡＢＷＩ値を算出した場合のデータによる。）
【図１８Ｂ】ＡＢＷＩ値と、ＡＢＩ測定値との関係を示す散布図である。（図１８Ａと同一の条件下、ＡＢＷＩ算出部において被測定者の脈拍数を考慮してＡＢＷＩ値を算出した場合のデータによる。）
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、この発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
図１は、この発明の実施形態による血管指標値算出装置である足関節上腕比算出装置（全体を符号１で示す。以下、「ＡＢＩ算出装置」と称す。）のハードウェア構成を示すブロック図である。このＡＢＩ算出装置１は、脈波取得部１００と、演算処理部２００と、ユーザインタフェース部３００と、を有し、脈波取得部１００が取得した脈波のデータに基づいて被測定者２の血管の状態を示す指標値（例えば、脈波に基づいて算出されたＡＢＩ値（以下、「ＡＢＷＩ値」と称する。）を算出することができる。ここで、ＡＢＷＩとは、Ankle Brachial Wave Indexの略称である。
【００４０】
脈波取得部１００は、被測定者２の脈波を測定し、測定結果を演算処理部２００へ出力する。脈波取得部１００は、第１カフ１１０ｃと接続され、被測定者２の第１測定部位（例えば、左上腕部２１）での脈波を測定し、測定結果を時系列データとして出力することができる第１脈波センサ１１０と、第２カフ１２０ｃと接続され、被測定者２の第２測定部位（例えば、左足関節部２２）での脈波を測定し、測定結果を時系列データとして出力することができる第２脈波センサ１２０と、を有する。第１脈波センサ１１０と、第２脈波センサ１２０は、実質的に同じ構成を備えてよく、両者は、演算処理部２００の制御により同期して独立的に被測定者２の脈波を測定することができる。
【００４１】
なお、脈波取得部１００は、さらに、第１および第２脈波センサ１１０，１２０と同様の構成を有する第３および第４の脈波センサを備え、第１および第２脈波センサ１１０，１２０と同期して、例えば、被測定者２の右上腕部２３および右足関節部２４の脈波を測定できるものであってもよい。以下では、説明の簡単のため、脈波取得部１００として、被測定者２の上肢部に含まれる第１測定部位（左上腕部２１）および下肢部に含まれる第２測定部位（左足関節部２２）の２点における脈波を測定するための構成を示す。
【００４２】
図２は、脈波取得部１００の構成の詳細を説明するための図である。簡単のため、第２脈波センサ１２０の構成の図示を省略し、第１脈波センサ１１０の構成のみを示す。上述したように第２の脈波センサ１２０の構成は、第１脈波センサ１１０と同様の構成でよい。
【００４３】
第１脈波センサ１１０は、第１カフ１１０ｃの内圧を調整し、検出することで第１カフ１１０ｃが装着された部位の脈波を測定する。第１脈波センサ１１０は、第１カフ１１０ｃへ空気を供給するポンプ１１１と、第１カフ１１０ｃ内の空気の給排気を行うための調圧弁１１２と、第１カフ１１０ｃ内の圧力を検出する圧力センサ１１３と、圧力センサ１１３の出力をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル・コンバータ１１４（以下、「ＡＤＣ」）と、ＡＤＣ１１４の出力からオフセット成分（所謂直流成分）を除去し、変動成分（所謂交流成分）のみを出力するオフセット除去部１１５とを備える。
【００４４】
脈波測定時には、第１脈波センサ１１０は、演算処理部２００の制御の下、ポンプ１１１を駆動させ、第１カフ１１０ｃの内圧をおよそ５０ｍｍＨｇに保持し、圧力センサ１１３が、第１カフ１１０ｃの内圧を検出する。圧力センサ１１３が検出する内圧には、ポンプ１１１の作用により維持される圧力成分と、被測定者２の脈波による圧力変動の成分とが含まれている。ＡＤＣ１１４は、圧力センサ１１３が検出した脈波の時系列データを所定のレート［ｐｔｓ／ｓｅｃ］でデジタルデータに変換し、オフセット１１５が当該デジタルデータから直流成分を除去する。このようにして、第１脈波センサ１１０は、第１カフ１１０ｃが装着された部位における脈波の変動成分の時系列データを演算処理部２００へ出力する。
【００４５】
なお、脈波取得部１００は、上述のようにカフを介して圧脈波を測定する構成に限定されず、例えば、光学的に脈波を取得する構成であってもよい。
【００４６】
図１に戻り、演算処理部２００は、演算処理および装置全体を制御するための処理を行う中央処理装置２３０（以下「ＣＰＵ」と称す。）と、ＣＰＵ２３０が実行するプログラムを記憶するリード・オンリー・メモリ２１０（以下、「ＲＯＭ」と称す。）と、各種処理でワークメモリとして使用されるランダム・アクセス・メモリ２２０（以下、「ＲＡＭ」と称す。）と、を有する。具体的には、ＲＯＭ２１０は、ＡＢＩ算出装置１（血管指標値算出装置）において被測定者２の血管の状態を示す指標値（例えばＡＢＷＩ値）を算出する血管指標値算出方法を制御部２３０に実行させるための血管指標値算出プログラムを記憶し、ＣＰＵ２３０がＲＯＭ２１０に記憶されている当該プログラムを読み出し、ＲＡＭ２２０を利用して下記の処理を行って血管指標値（例えばＡＢＷＩ値）を算出する。
【００４７】
ユーザインタフェース部３００は、表示部２４０および操作部２５０を有する。表示部２４０は、表示画面（例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなど）を備え、被測定者２の脈拍に関する情報（例えば、脈拍数）や、ＡＢＩ算出装置１が算出したＡＢＷＩ値等を表示する。等を表示画面に表示する。当該表示画面の制御は、表示制御部として機能する制御部２３０（ＣＰＵ）（後述）によって行われる。操作部２５０は、例えば、ＡＢＩ算出装置１の電源をＯＮ又はＯＦＦするために操作される電源スイッチや、ＡＢＷＩ値の算出を開始するためのスイッチ（スタート・ボタン）等を備える。なお、表示部２４０と操作部２５０は、タッチパネル方式の表示装置を用いて一体的に構成されてもよい。
【００４８】
次に、図３〜図１３を参照し、血管指標値算出装置であるＡＢＩ算出装置１の演算処理部２００により実現される機能について説明する。図３は、演算処理部２００のＣＰＵ２３０が上記のプログラムを実行することにより実現される機能を表したブロック図である。図４は、ＡＢＩ算出装置１の動作フローを示すフローチャートである。
【００４９】
脈波取得部１００は、被測定者２の第１測定部位２１の脈波を３０秒間、それと同時に、第２測定部位２２の脈波を同じく３０秒間測定する。ここで、第１カフ１１０ｃの内圧をｘ’（ｔ）、第２カフ１２０ｃの内圧をｙ’（ｔ）（ｔ：０〜３０［秒］）とし、内圧の定常成分をそれぞれ、ｘ０およびｙ０とし、内圧の変動成分をそれぞれ、ｘ（ｔ）およびｙ（ｔ）とすれば、
【数１】
2015181666.tif 000003
【数２】
2015181666.tif 000004
である。脈波取得部１００は、第１および第２測定部位２１，２２の脈波（第１脈波および第２脈波）の変動成分ｘ（ｔ）およびｙ（ｔ）を、サンプリング周波数１２００［Ｈｚ］（１２００［ｐｔｓ／ｓｅｃ］）でサンプリングし、それぞれデジタルデータとして演算処理部２００へ出力する（図４におけるステップＳ１）。
【００５０】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、脈波取得部１００が出力するデジタルデータの例である。図５Ａは、右上腕部２３から取得される脈波時系列データの例であり、図５Ｂは、左上腕部２１から取得される脈波時系列データの例であり、図５Ｃは、右足関節部２４から取得される脈波時系列データの例であり、図５Ｄは、左足関節部２２から取得される脈波時系列データの例である。上述したように、左右上腕部および左右足関節部の４点の脈波を使用してＡＢＷＩ値を算出する方法も存在するが、ここでは、説明の簡単化のため、左上腕部における脈波（図５Ｂのデータ列ｘＬ（ｍ））および左足関節部における脈波（図５Ｄのデータ列ｙＬ（ｍ））の２つの脈波時系列データを用いてＡＢＷＩ値を算出する方法を説明する。
【００５１】
演算処理部２００の脈波時系列データ作成部２０１（ＣＰＵ２３０）は、脈波取得部１００から、第１および第２脈波をサンプリング周波数１２００［Ｈｚ］で３０秒間サンプリングし直流成分を除去して得られた第１および第２脈波のデジタルデータを取得する（図４におけるステップＳ２）。以下、第１脈波の（変動成分の）時系列データを、
【数３】
2015181666.tif 000005
とし、第２脈波の（変動成分の）時系列データを、
【数４】
2015181666.tif 000006
とする。ここで、ｍは、１〜３６０００の整数である。
【００５２】
脈波時系列データ切出部２０２（ＣＰＵ２３０）は、第１および第２脈波時系列データｘ（ｍ）、ｙ（ｍ）を受け、それぞれを、フレームサイズ４０９６データポイント、隣接データフレーム間のオーバーラップ率５０％（２０４８データポイント）の１６個のデータフレーム（ブロック）に切り分ける（図４におけるステップＳ３）。すなわち、第１脈波時系列データｘ（ｍ）を切り出して生成される、第ｊ番目のデータフレーム（ブロック）の各データは、
【数５】
2015181666.tif 000007
と表現される関係にあり、同様、第２脈波時系列データｙ（ｍ）を切り出して生成される、第ｊ番目のデータフレーム（ブロック）の各データは、
【数６】
2015181666.tif 000008
と表現される関係にある。ここで、ｊは、１〜１６の整数であり、ｎは、１〜４０９６の整数である。
【００５３】
脈波周波数特性導出部２０３（ＦＦＴ部）（ＣＰＵ２３０）は、第１脈波時系列データの各ブロックｘｊ（ｎ）、および、第２脈波時系列データの各ブロックｙｊ（ｎ）を、ブロック毎に周波数領域に変換する（図４におけるステップＳ４）。第１および第２脈波時系列データの各ブロックの時間領域から周波数領域への変換は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により行われる。なお、周波数領域への変換処理は、フーリエ変換以外の方法で行われてもよい。以下、第ｊ番目の第１脈波時系列データのブロックをＦＦＴにより周波数領域に変換して得られる、複素数形式のフーリエ係数を、
【数７】
2015181666.tif 000009
とし、同様、第ｊ番目の第２脈波時系列データのブロックをＦＦＴにより周波数領域に変換して得られる、複素数形式のフーリエ係数を、
【数８】
2015181666.tif 000010
とする。フーリエ係数Ｘｊ（ｆ）およびＹｊ（ｆ）は、
【数９】
2015181666.tif 000011
【数１０】
2015181666.tif 000012
である。ここで、ＸｊＲ（ｆ）は、Ｘｊ（ｆ）の実数部、ＸｊＩ（ｆ）は、Ｘｊ（ｆ）の虚数部であり、これを複素平面上における極座標表記を用いれば、振幅ＸｊＡ（ｆ）と、位相（偏角）ＸｊＰ（ｆ）が得られる。同様、ＹｊＲ（ｆ）は、Ｙｊ（ｆ）の実数部、ＹｊＩ（ｆ）は、Ｙｊ（ｆ）の虚数部であり、これを複素平面上における極座標表記を用いれば、振幅ＹｊＡ（ｆ）と、位相（偏角）ＹｊＰ（ｆ）が得られる。
【００５４】
ピーク周波数検出部２０４（ＣＰＵ２３０）は、第１および第２脈波データの各ブロックのフーリエ係数Ｘｊ（ｆ）およびＹｊ（ｆ）を受け取る。ピーク周波数検出部２０４は、各ブロックの周波数振幅特性についてピークサーチ（極大点の検出）を行い、ピークが検出された周波数のうちで最も低い周波数を、最低ピーク周波数サーチ結果として、雑音混入ブロック除去部２０５へ送る。
【００５５】
雑音混入ブロック除去部２０５（ＣＰＵ２３０）は、第１脈波データの各ブロックについての最低ピーク周波数サーチ結果同士を比較し、１６の最低ピーク周波数の分布状態から、例えば多数決等により、最も多くのサーチ結果が指し示している最低ピーク周波数を、第１脈波の基本波周波数と推定し、当該推定された基本波周波数と異なる周波数が最低ピーク周波数であるブロックを、雑音が混入されたブロックであるとみなし、以後の処理から除外（ブロックリジェクト）する（図４におけるステップＳ５）。また、除外された第１脈波データのブロックに対応する第２脈波データのブロックも、以後の処理から除外する。雑音混入ブロック除去部２０５は、除外しなかった第１および第２脈波データのブロックの周波数特性（フーリエ係数）のみを、周波数伝達特性算出部２０６へ送る。
【００５６】
図６Ａは、除去前の第１脈波データの各ブロックの周波数振幅特性をプロットしたグラフである。図より判るように、ａ番目のブロックの周波数振幅特性Ｘａ（ｆ）の最低ピーク周波数、ｂ番目のブロックの周波数振幅特性Ｘｂ（ｆ）の最低ピーク周波数、および、ｃ番目のブロックの周波数振幅特性Ｘｃ（ｆ）の最低ピーク周波数は、他のブロックの周波数振幅特性における最低ピーク周波数から大きくずれている。この場合、雑音混入ブロック除去部２０５は、ａ番目のブロック、ｂ番目のブロック、および、ｃ番目のブロックを、雑音が混入されたブロックであるとみなし、以後の処理から除外（ブロックリジェクト）する。
【００５７】
図６Ｂは、除去されなかったブロックの周波数振幅特性のグラフである。このようにして、本実施形態によるＡＢＩ算出装置１は各ブロックの周波数特性においてピークを示す最低の周波数を求め、求めた最低の周波数に基づいて雑音が含まれるデータフレームを特定して除外し、除外されなかった第１脈波データおよび第２脈波データの少なくともいずれか一方のデータフレームおよび対応する第１脈波データおよび第２脈波データの少なくともいずれか他方のデータフレームに基づいて第１周波数特性および第２周波数特性を導出する。そうすることで、脈波データ取得時に混入した雑音の影響が低減され、血管の状態を示す指標値が、精度よく算出される。
【００５８】
以下、説明の簡素化のため、除外されず周波数伝達特性算出部２０６へ送られた第１および第２脈波データのブロックの周波数特性を、Ｘｋ（ｆ）およびＹｋ（ｆ）とする。ここでｋは、１から、除外されずに残ったブロック数Ｋまでの整数である。
【００５９】
なお、雑音混入ブロック除去部２０５は、上記の処理に加えて／代えて、第２脈波データの各ブロックについての最低ピーク周波数サーチ結果同士を比較し、１６の最低ピーク周波数の分布状態から、最も多くのサーチ結果が指し示している最低ピーク周波数を、第２脈波の基本波周波数と推定し、当該推定された基本波周波数と異なる周波数が最低ピーク周波数であるブロックを、雑音が混入されたブロックであるとみなし、以後の処理から除外（ブロックリジェクト）してもよい。その場合、除外された第２脈波データのブロックに対応する第１脈波データのブロックも、以後の処理から除外される。
【００６０】
周波数伝達特性算出部２０６（伝達関数算出部）（ＣＰＵ２３０）は、雑音混入ブロック除去部２０５により除外されなかった第１および第２脈波データのブロックを用いて、第１脈波を入力とし第２脈波を出力とする、血管系の周波数伝達特性（所謂伝達関数）を算出する（図４におけるステップＳ６）。周波数伝達特性算出部２０６は、第１および第２脈波データのブロックの各ペア（ペアｋ（ｋ：１〜Ｋ））を用いて伝達関数Ｈ（０）（ｆ）を求める。
【００６１】
具体的には、伝達関数Ｈ（０）（ｆ）を次式、
【数１１】
2015181666.tif 000013
を用いて算出する。ここで、添え字＊は複素共役を表し、Ｇ（０）（ｆ）は周波数ゲイン特性、φ（０）（ｆ）は周波数位相特性を指す。本実施形態では、上式を用いて伝達関数（周波数伝達特性）を、入力と出力のクロススペクトルと入力のパワースペクトルの比として導出するが、上式は伝達関数の算出の例に過ぎず、上式と異なる数式を用いて伝達関数を算出してもよい。ＸＡＶＥ（ｆ）およびＹＡＶＥ（ｆ）は、それぞれ、雑音混入ブロック除去部２０５によって除去されなかったブロックの周波数特性の平均である。例えば、ＸＡＶＥ（ｆ）およびＹＡＶＥ（ｆ）は、それぞれ、
【数１２】
2015181666.tif 000014
および
【数１３】
2015181666.tif 000015
である。なお以下では、周波数ゲイン特性Ｇをデシベル表記したものをｇとし、周波数位相特性φの位相をθ（単位：ラジアン）とする。つまり、
【数１４】
2015181666.tif 000016
【数１５】
2015181666.tif 000017
とする。
【００６２】
図７Ａおよび図７Ｂは、周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）のボード線図である。図７Ａは、周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）の周波数ゲイン特性のグラフ（単位はデシベル）であり、図７Ｂは、周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）の周波数位相特性のグラフ（単位はラジアン）である。
【００６３】
次に、周波数伝達特性修正部２０７（伝達関数修正部）（ＣＰＵ２３０）は、周波数伝達特性算出部２０６が算出した周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）を以下のようにして修正し、修正周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）を出力する。
【００６４】
周波数伝達特性修正部２０７の脈波基本周波数検出部２０７ｅ（脈拍数検知部）（ＣＰＵ２３０）は、雑音混入ブロック除去部２０５より第１脈波の平均周波数特性ＸＡＶＥ（ｆ）を受け取り、その周波数振幅特性に対しピークサーチを行い、ピークが検出された周波数に基づき第１脈波に含まれる基本波の周波数ｆＦＷを求める。併せて、脈波基本周波数検出部２０７ｅは、求めた基本波の周波数に基づいて、被測定者２の脈拍数ＰＲを決定しておく。このようにして求められた基本波周波数ｆＦＷ（もしくは脈拍数ＰＲ）は、周波数伝達特性平滑化部２０７ａへ送られる。
【００６５】
周波数伝達特性修正部２０７の周波数伝達特性平滑化部２０７ａ（ＣＰＵ２３０）は、脈波基本周波数検出部２０７ｅより送られた基本波周波数ｆＦＷに基づいて、周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）の周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）（すなわちｇ（０）（ｆ））および周波数位相特性φ（０）（ｆ）を修正する。
【００６６】
具体的には、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、先ず、基本波周波数ｆＦＷを整数倍することにより高次高調波の周波数ｆＨ２、ｆＨ３、ｆＨ４、ｆＨ５等を求める。図８は、平均周波数特性ＸＡＶＥ（ｆ）と基本波周波数ｆＦＷ、および求められた高次高調波の周波数ｆＨ２、ｆＨ３、ｆＨ４、ｆＨ５等との関係を示すグラフである。
【００６７】
そして、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、基本波周波数ｆＦＷ、高次高調波の周波数ｆＨ２、ｆＨ３、ｆＨ４、ｆＨ５等を用いて周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）（すなわちｇ（０）（ｆ））および周波数位相特性φ（０）（ｆ）を修正する。図９Ａは、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによって周波数ゲイン特性ｇ（０）（ｆ）が修正されることで求められた周波数ゲイン特性ｇ（１）（ｆ）のボード線図である。以下、周波数ゲイン特性ｇ（１）（ｆ）の導出方法について説明する。まず、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）について、第１脈波の基本波の周波数ｆＦＷ（第１周波数）のゲインＧ（０）（ｆＦＷ）と、第２高調波の周波数ｆＨ２（第２周波数）のゲインＧ（０）（ｆＨ２）との間を直線で結ぶように周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）を修正する。
【００６８】
同様、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）について、第１脈波の第２高調波の周波数ｆＨ２（第２周波数）のゲインＧ（０）（ｆＨ２）と、第３高調波の周波数ｆＨ３（第３周波数）のゲインＧ（０）（ｆＨ３）との間を直線で結ぶように周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）を修正する。以下同様にして、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）について、第１脈波の第３高調波ｆＨ３と、第４高調波ｆＨ４の間、第４高調波ｆＨ４と、第５高調波ｆＨ５との間といった具合に、第１脈波の第ｋ高調波と第（ｋ＋１）高調波の間を直線で結ぶように周波数ゲイン特性Ｇ（０）（ｆ）を修正する（ｋは１以上の整数、第１高調波は、基本波とする。）。
【００６９】
次に、周波数位相特性φ（０）（ｆ）の修正方法について説明する。図９Ｂは、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによって周波数位相特性φ（０）（ｆ）が修正されることで求められた周波数位相特性φ（０）（ｆ）のボード線図である。周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数位相特性φ（０）（ｆ）についても、周波数ゲイン特性ｇ（０）（ｆ）と同様にして、第１脈波の基本波の周波数ｆＦＷ（第１周波数）の位相θ（０）（ｆＦＷ）と、第２高調波の周波数ｆＨ２（第２周波数）の位相θ（０）（ｆＨ２）との間を直線で結び、第２高調波の周波数ｆＨ２（第２周波数）の位相θ（０）（ｆＨ２）と、第３高調波の周波数ｆＨ３（第３周波数）の位相θ（０）（ｆＨ３）との間を直線で結ぶように周波数位相特性φ（０）（ｆ）を修正する。このようにして、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数位相特性φ（０）（ｆ）の位相θ（０）（ｆ）について、第１脈波の第ｋ高調波と第（ｋ＋１）高調波の間を直線で結ぶように周波数位相特性φ（０）（ｆ）を修正する。このようにして周波数伝達特性平滑化部２０７ａによって修正された周波数ゲイン特性および周波数位相特性をそれぞれ、Ｇ（１）（ｆ）およびφ（１）（ｆ）とすると、修正された周波数伝達特性ｍＨ（１）（ｆ）は、
【数１６】
2015181666.tif 000018
となる。最後に、周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、周波数伝達特性ｍＨ（１）（ｆ）を、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂへ送る（以上、図４におけるステップＳ７）。
【００７０】
周波数伝達特性平滑化部２０７ａは、上記のようにして周波数伝達特性Ｈ（０）（ｆ）を修正する。そうすることで、周波数伝達特性において脈波に由来しないと思われる周波数の成分の、後述する参照入力に対する応答への寄与を抑制することができ、後述する指標値算出部が精度よく血管の状態を示す指標値（ＡＢＷＩ値）を算出することが可能となっている。
【００７１】
次に、周波数伝達特性修正部２０７の周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂ（ＣＰＵ２３０）は、周波数伝達特性平滑化部２０７ａから修正された周波数伝達特性ｍＨ（１）（ｆ）を受け取り、これをさらに修正して修正された周波数伝達特性ｍＨ（２）（ｆ）を出力する。
【００７２】
具体的には、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂは、修正された周波数伝達特性ｍＨ（１）（ｆ）の周波数ゲイン特性Ｇ（１）（ｆ）を第１周波数特性の周波数振幅特性ＸＡＶＥ（ｆ）に基づいて重み付けすることにより周波数ゲイン特性を修正し、修正された周波数ゲイン特性Ｇ（２）（ｆ）（あるいはｇ（２）（ｆ））と、周波数位相特性φ（１）（ｆ）とに基づいて修正された周波数伝達特性ｍＨ（２）（ｆ）を算出する（図４におけるステップＳ８）。例えば、周波数伝達特性ｍＨ（２）（ｆ）は、
【数１７】
2015181666.tif 000019
である。ここで、
【数１８】
2015181666.tif 000020
である。図１０は、修正された周波数ゲイン特性ｇ（２）（ｆ）のプロットである。このように、修正された周波数ゲイン特性ｇ（２）（ｆ）は、脈波は被測定者の脈拍数の逆数と一致する周波数（基本波の周波数）の成分、ならびに、その高調波の成分を含み、それらの振幅は、基本波からその高調波に向かう方向に沿って指数関数的に減少する、という特性が、反映されている。そうすることで、後述する応答の算出において、脈波に含まれる基本波および比較的低次の高調波の成分の応答特性がその比較的高次の高調波成分の応答特性と比較して強調されるようになり、後述する指標値算出部が、算出された応答に基づいて血管の状態を示す指標値を精度よく算出できるようになる。なお、周波数伝達特性Ｇ（２）（ｆ）（あるいはｇ（２）（ｆ））に対する重み付けの具体的方法は上式に限定されない。重み付けにより、周波数伝達特性Ｇ（２）（ｆ）（あるいはｇ（２）（ｆ））に第１脈波の基本波およびその高調波の振幅の相対的大小関係が反映されればよい。
【００７３】
次に、周波数伝達特性修正部２０７の周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃ（ＣＰＵ２３０）は、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂから修正された周波数伝達特性ｍＨ（２）（ｆ）を受け取り、これをさらに修正して修正された周波数伝達特性ｍＨ（３）（ｆ）を出力する。
【００７４】
具体的には、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃは、修正された周波数伝達特性ｍＨ（２）（ｆ）の周波数帯域を、第１脈波の基本波の周波数ｆＦＷから脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能以上を差し引いた値に等しい周波数（低域カット周波数ｆＦＷ’）（単位は、ヘルツ）と１０ヘルツとの間の範囲に制限することによりさらに修正された周波数伝達特性ｍＨ（３）（ｆ）を求め、これを出力する（図４におけるステップＳ９）。低域カット周波数ｆＦＷ’は、第１脈波の基本波の周波数ｆＦＷよりも小さければよい（第１脈波の基本波の周波数ｆＦＷ未満であればよい）。例えば、基本波の周波数ｆＦＷが１．１６Ｈｚであり、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能が０．２９Ｈｚである場合、低域カット周波数ｆＦＷ’は、１．１６−０．２９＝０．８７ヘルツ以下に設定すればよい。
【００７５】
つまり、周波数伝達特性ｍＨ（３）（ｆ）は、
【数１９】
2015181666.tif 000021
である。ここで、
【数２０】
2015181666.tif 000022
【数２１】
2015181666.tif 000023
である。図１１Ａおよび図１１Ｂは、このようにして求められた周波数ゲイン特性ｇ（３）（ｆ）（＝１０ｌｏｇ（Ｇ（３）（ｆ）））および周波数位相特性φ（３）（ｆ）のボード線図である。本図に示す例では、低域カット周波数ｆＦＷ’を、０．３ヘルツに設定することにより、周波数帯域を０．３ヘルツ以上１０ヘルツ以下の範囲に制限した。このようにして周波数伝達特性の周波数帯域を低域カット周波数ｆＦＷ’ヘルツ以上１０ヘルツ以下に制限することにより、応答に対する脈波の比較的高次の高調波の成分の影響を除去することができる。そうすることで、参照入力に対する応答において、脈波の比較的高次の高調波の成分からの寄与が除去され（少なくとも低減され）、指標値算出部は、そのような応答を用いて血管の状態を示す指標値（ＡＢＷＩ値）を算出することで、精度よく指標値を算出することが可能となる。
【００７６】
次に、周波数伝達特性修正部２０７の周波数伝達特性低域修正部２０７ｄ（ＣＰＵ２３０）は、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃから修正された周波数伝達特性ｍＨ（３）（ｆ）を受け取り、これをさらに修正して修正された周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）を出力する。
【００７７】
具体的には、周波数伝達特性低域修正部２０７ｄは、周波数ゲイン特性Ｇ（３）（ｆ）について、第１脈波の基本波周波数ｆＦＷに相当する第１周波数以下の周波数範囲における周波数ゲイン特性が、第１周波数でのゲインＧ（３）（ｆＦＷ）で一定となるように周波数ゲイン特性を修正して、これを修正された周波数ゲイン特性Ｇ（４）（ｆ）とする。また、周波数伝達特性低域修正部２０７ｄは、周波数位相特性φ（３）（ｆ）について、第１周波数ｆＦＷ以下の周波数範囲における位相θ（３）（ｆ）が、第１周波数ｆＦＷでの位相θ（３）（ｆＦＷ）で一定となるように周波数位相特性を修正して、これを修正された周波数位相特性φ（４）（ｆ）とする。そして、周波数伝達特性低域修正部２０７ｄは、修正された周波数ゲイン特性Ｇ（４）（ｆ）および修正された周波数位相特性φ（４）（ｆ）に基づいてさらに修正された周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）を求め、これを出力する（図４におけるステップＳ１０7）。
【００７８】
つまり、周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）は、
【数２２】
2015181666.tif 000024
である。ここで、
【数２３】
2015181666.tif 000025
【数２４】
2015181666.tif 000026
である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、このようにして求められた周波数ゲイン特性ｇ（４）（ｆ）（＝１０ｌｏｇ（Ｇ（４）（ｆ）））および周波数位相特性φ（４）（ｆ）のボード線図である。
【００７９】
ステップ応答算出部２０８（ＣＰＵ２３０）は、周波数伝達特性低域修正部２０７ｄから修正された周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）を受け取り、修正された周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）の、参照入力（たとえばステップ関数）に対する応答を算出する。なお、参照入力は、ステップ関数様の形状を有するものに限定されない。
【００８０】
図１３は、参照入力としてステップ関数を用いて求められた、修正された周波数伝達特性ｍＨ（４）（ｆ）の応答ＲＥＳのプロットである。ここでの横軸は、サンプリングポイント数である。横軸のゼロは、参照入力の入力時に一致させてある。ステップ応答算出部２０８は、応答ＲＥＳにおいてピークサーチを行い、最初に現れる極大点を特定し、その極大点が現れた時間（入力時をゼロとする時間軸上での時刻）Ｔｐｅａｋを特定する（図４におけるステップＳ１１）。特定された時刻Ｔｐｅａｋは、ＡＢＷＩ算出部２０９へ送られる。
【００８１】
ＡＢＷＩ算出部２０９（ＣＰＵ２３０）は、ステップ応答算出部２０８から時刻Ｔｐｅａｋを受け取り、脈波基本周波数検出部２０７ｅから脈拍数ＰＲを受け取る。そして、時刻Ｔｐｅａｋおよび脈拍数ＰＲに基づいて、ＡＢＷＩ値を算出する（図４におけるステップＳ１２）。
【００８２】
ＡＢＷＩ算出部２０９は、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）を次式、
【数２５】
2015181666.tif 000027
より算出する。ここで、ａ、ｂ、およびｃは、予め求められた係数である。たとえば、係数ａ、ｂ、およびｃは、時刻Ｔｐｅａｋおよび脈拍数ＰＲを独立変数とし、実際に血圧を測定することにより求められたＡＢＩ値を従属変数として回帰分析を行うことにより予め求めておけばよい。
【００８３】
このようにして求められたＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）は、表示部２４０へ送られ、表示部２４０に表示される。
【００８４】
以下、図１４Ａ〜図１８Ｂを参照し、本実施形態のＡＢＩ算出装置１が行う処理の効果について説明する。
【００８５】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、雑音混入ブロック除去部２０５による処理の効果を示すための比較実験の結果である。図１４Ａは、所定の条件下において、雑音混入ブロック２０５による雑音混入ブロックの除去を行わずにＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、血圧を測定して求めたＡＢＩ値（ＡＢＩ測定値）の散布図である。図１４Ｂは、図１４Ａと同一の条件下において、雑音混入ブロック２０５による雑音混入ブロックの除去を行ってＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。その他の処理については、両者は同一である。なお、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限の低域カット周波数ｆＦＷ’は、第１脈波の基本波の周波数から、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能に相当する周波数値を差し引いた値に設定した。すなわち、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能を０．２９ヘルツとし、低域カット周波数ｆＦＷ’を、ｆＦＷ’＝ｆＦＷ−０．２９より求め、これを帯域制限の低域側のカットオフ周波数とした。
【００８６】
図１４Ａおよび図１４Ｂより、雑音混入ブロック２０５による雑音混入ブロック除去処理を行うことにより、ＡＢＷＩ値とＡＢＩ測定値との相関性がより高くなることがわかる。
【００８７】
次に、図１５Ａおよび図１５Ｂは、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによる処理の効果を示すための比較実験の結果である。図１５Ａは、所定の条件下において、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによる周波数伝達特性平滑化処理を行わずにＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。図１５Ｂは、図１５Ａと同一の条件下において、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによる周波数伝達特性平滑化処理を行ってＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。その他の処理については、両者は同一である。なお、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限の低域カット周波数ｆＦＷ’は、図１４Ａおよび図１４Ｂの例と同様、第１脈波の基本波の周波数から、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能に相当する周波数値を差し引いた値（ｆＦＷ’＝ｆＦＷ−０．２９）に設定した。
【００８８】
図１５Ａおよび図１５Ｂより、周波数伝達特性平滑化部２０７ａによる周波数伝達特性平滑化処理を行うことにより、ＡＢＷＩ値とＡＢＩ測定値との相関性がより高くなることがわかる。
【００８９】
次に、図１６Ａおよび図１６Ｂは、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂによる処理の効果を示すための比較実験の結果である。図１６Ａは、所定の条件下において、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂによる重み付け処理を行わずにＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。図１６Ｂは、図１６Ａと同一の条件下において、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂによる重み付け処理を行ってＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。その他の処理については、両者は同一である。なお、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限の低域カット周波数ｆＦＷ’は、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、および、図１５Ｂの例と同様、第１脈波の基本波の周波数から、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能に相当する周波数値を差し引いた値（ｆＦＷ’＝ｆＦＷ−０．２９）に設定した。
【００９０】
図１６Ａおよび図１６Ｂより、周波数ゲイン特性重み付け部２０７ｂによる重み付け処理を行うことにより、ＡＢＷＩ値とＡＢＩ測定値との相関性がより高くなることがわかる。
【００９１】
次に、図１７Ａおよび図１７Ｂは、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる処理の効果を示すための比較実験の結果である。図１７Ａは、所定の条件下において、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限処理を行わずにＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。図１７Ｂは、図１７Ａと同一の条件下において、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限処理を行ってＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。その他の処理については、両者は同一である。なお、図１７Ｂに示したグラフの導出において周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限の低域カット周波数ｆＦＷ’は、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、および、図１６Ｂの例と同様、第１脈波の基本波の周波数から、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能に相当する周波数値を差し引いた値（ｆＦＷ’＝ｆＦＷ−０．２９）に設定した。
【００９２】
図１７Ａおよび図１７Ｂより、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限処理を行うことにより、ＡＢＷＩ値とＡＢＩ測定値との相関性がより高くなることがわかる。
【００９３】
最後に、図１８Ａおよび図１８Ｂは、ＡＢＷＩ算出部２０９において脈拍数ＰＲを考慮してＡＢＷＩ値を算出することの効果を示すための比較実験の結果である。図１８Ａは、所定の条件下において、脈拍数ＰＲを考慮せず、
【数２６】
2015181666.tif 000028
より算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。ここで、ａ’およびｃ’は、たとえば、時刻Ｔｐｅａｋを独立変数とし、ＡＢＩ測定値を従属変数として回帰分析を行うことにより予め求められた係数である。図１８Ｂは、図１８Ａと同一の条件下において、先述したように脈拍数ＰＲを考慮してＡＢＷＩ値ＡＢＷＩを算出したときの、ＡＢＷＩ値（ＡＢＷＩ）と、ＡＢＩ測定値の散布図である。その他の処理については、両者は同一である。なお、周波数伝達特性帯域制限部２０７ｃによる帯域制限の低域カット周波数ｆＦＷ’は、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、および、図１７Ｂの例と同様、第１脈波の基本波の周波数から、脈波周波数特性導出部２０３の周波数分解能に相当する周波数値を差し引いた値（ｆＦＷ’＝ｆＦＷ−０．２９）に設定した。
【００９４】
図１８Ａおよび図１８Ｂより、ＡＢＷＩ値を求めるときに脈拍数ＰＲを考慮することにより、ＡＢＷＩ値とＡＢＩ測定値との相関性がより高くなることがわかる。これは、ＡＢＷＩ値を求めるときに使用する量である時刻Ｔｐｅａｋが時間の次元を有する量であり、被測定者の脈拍数の高低の影響を少なからず受けるのであるが、時刻Ｔｐｅａｋに基づいてＡＢＷＩ値を求める際に被測定者の脈拍数ＰＲを考慮することで、その影響を低減することができると考えられる。
【００９５】
なお、上述した実施形態において例示された数値はいずれも一例に過ぎず、適宜変更されてもよい。当該変更は、本願の発明の範囲に含まれる。
【００９６】
第１脈波を測定する部位である上肢は、上腕部、前腕部、手等を含む部位である。
【００９７】
下肢における圧脈波測定を足関節だけでなく、大腿上部、大腿下部、ふくらはぎ、中足、足指の各部位で行えば、病変の有無のみならず、その存在部位を推定することも可能である。
【００９８】
本実施形態では、被測定者の脈波を測定するためにカフを使用している。しかしながら、脈波測定においてカフの内圧は、５０ｍｍＨｇ程度といった比較的低い圧力で保持される。そのため、被測定者にかかる負担を低減することができる。なぜなら、重度のＰＡＤ患者では、身体部位の軽度に圧迫するだけでも痛みが伴う。そのため、２００ｍｍＨｇ〜２５０ｍｍＨｇ程度までカフ圧を上昇させる必要がある血圧測定は、彼らにとって苦痛を伴うつらい検査である。糖尿病に罹患したり透析を受けている患者の血管は石灰化が進行している場合があり、血圧を測定するためにカフ圧を通常よりもさらに高くまで上昇させる必要があって、より大きな苦痛が伴うことになる。それでもなお、糖尿病に罹患したり透析を受けている患者や、ＰＡＤ患者では、不整脈や不随運動が見られることもあり、そのような場合、血圧値を正確に求めること自体が困難である。そのような場合であっても、本実施形態によるＡＢＩ算出装置１（血管指標値算出装置）であれば、正確にＡＢＩ値を算出することが可能である。
【００９９】
本実施形態によるＡＢＩ算出装置（血管指標値算出装置）では、血圧値を測定する必要が無く、かつ、通常のＡＢＩ検査よりも短時間でＡＢＩに相当する指標を算出することができる。したがって、本装置は、従来患者が感じていた負担を軽減させることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  ＡＢＩ算出装置（血管指標値算出装置）
１００    脈波取得部
１１０    第１脈波センサ
１１０ｃ  第１カフ
１２０    第２脈波センサ
１２０ｃ  第２カフ
２００    演算処理部
２１０    ＲＯＭ
２２０    ＲＡＭ
２３０    ＣＰＵ
３００    ユーザインタフェース部
２４０    表示部
２５０    操作部
【図１】
2015181666.tif 000029
【図２】
2015181666.tif 000030
【図３】
2015181666.tif 000031
【図４】
2015181666.tif 000032
【図５Ａ】
2015181666.tif 000033
【図５Ｂ】
2015181666.tif 000034
【図５Ｃ】
2015181666.tif 000035
【図５Ｄ】
2015181666.tif 000036
【図６Ａ】
2015181666.tif 000037
【図６Ｂ】
2015181666.tif 000038
【図７Ａ】
2015181666.tif 000039
【図７Ｂ】
2015181666.tif 000040
【図８】
2015181666.tif 000041
【図９Ａ】
2015181666.tif 000042
【図９Ｂ】
2015181666.tif 000043
【図１０】
2015181666.tif 000044
【図１１Ａ】
2015181666.tif 000045
【図１１Ｂ】
2015181666.tif 000046
【図１２Ａ】
2015181666.tif 000047
【図１２Ｂ】
2015181666.tif 000048
【図１３】
2015181666.tif 000049
【図１４Ａ】
2015181666.tif 000050
【図１４Ｂ】
2015181666.tif 000051
【図１５Ａ】
2015181666.tif 000052
【図１５Ｂ】
2015181666.tif 000053
【図１６Ａ】
2015181666.tif 000054
【図１６Ｂ】
2015181666.tif 000055
【図１７Ａ】
2015181666.tif 000056
【図１７Ｂ】
2015181666.tif 000057
【図１８Ａ】
2015181666.tif 000058
【図１８Ｂ】
2015181666.tif 000059