(57)【要約】  脈波伝播時間計測装置（１）は、心電センサ（１０）により検出された心電信号に対してフィルタリング処理を施す第１信号処理部（３１０）と、光電脈波センサ（２０）により検出された光電脈波信号に対してフィルタリング処理を施す第２信号処理部（３２０）と、心電信号及び光電脈波信号のピークを検出するピーク検出部（３１６，３２６）と、第１信号処理部（３１０）における心電信号の遅延時間、及び第２信号処理部（３２０）における光電脈波信号の遅延時間を求める遅延時間取得部（３１７，３２７）と、心電信号の遅延時間と光電脈波信号の遅延時間に基づいて、心電信号のピークと光電脈波信号のピークを補正するピーク補正部（３１８，３２８）と、補正された心電信号のピークと光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間計測部（３３０）とを備える。
2014132713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電電極を有し、心電信号を検出する心電センサと、
発光素子と受光素子とを有し、光電脈波信号を検出する光電脈波センサと、
前記心電センサにより検出された心電信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第１信号処理手段と、
前記光電脈波センサにより検出された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第２信号処理手段と、
前記第１信号処理手段により信号処理が施された心電信号、及び、前記第２信号処理手段により信号処理が施された光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記第１信号処理手段における心電信号の遅延時間、及び／又は、前記第２信号処理手段における光電脈波信号の遅延時間を求める遅延時間取得手段と、
前記遅延時間取得手段により求められた心電信号の遅延時間、及び／又は、光電脈波信号の遅延時間に基づいて、前記ピーク検出手段により検出された心電信号のピーク、及び／又は、光電脈波信号のピークを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された光電脈波信号のピークと心電信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める演算手段と、を備えることを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項２】
前記遅延時間取得手段は、心電信号、光電脈波信号それぞれの周波数成分に基づいて、心電信号の遅延時間、及び／又は、光電脈波信号の遅延時間を求めることを特徴とする請求項１に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項３】
前記周波数成分は、光電脈波信号から求められた脈拍数、又は、心電信号から求められた心拍数に応じて定められることを特徴とする請求項２に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項４】
前記心電センサにより検出された心電信号の極性を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項５】
前記演算手段は、心電信号について、極性が異なる複数のピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の時間内で最も長くなるピークを真のピークとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項６】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、該脈波伝播時間をエラーと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項７】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された心電信号のピークをエラーと判定し、脈拍間隔の変化率が心拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された光電脈波信号のピークをエラーと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項８】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の心電信号のピークと、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の光電脈波信号のピークとの組み合わせの内、脈波伝播時間が前記所定の時間内に収まる組み合わせを探索し、当該組み合わせが複数抽出された場合には、脈波伝播時間の変化率、心電信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、光電脈波信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、心拍間隔の変化率、及び、脈拍間隔の変化率の内、少なくともいずれかを考慮して組み合わせを選定し、脈波伝播時間を求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波伝播時間を計測する脈波伝播時間計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康の維持や増進に対する人々の関心が高まっている。そこでは、健康管理のために、人々がより手軽に例えば血圧や心電、心拍数などの情報を得られることが望まれている。ここで、特許文献１には、心電波と容積脈波を測定して容積脈波の伝播時間（脈波伝播時間）を求め、血圧の最高値、最低値を算出する携帯型血圧測定装置が開示されている。この携帯型血圧測定装置は、生体表面に接する一つの電極を有し、該電極に誘導される心電位（心電波）を検出する心電波検出手段と、生体表面に接する光電センサで脈拍を測定する容積脈波検出手段とを備えており、検出された心電波のＲ波（ピーク）と脈波ピーク（立ち上がり点）との時間差から脈波伝播時間を求め、予め決められた脈波伝播時間と血圧との相関テーブルに基づいて血圧を算出する。【０００３】
ところで、心電や光電脈波等の生体信号は微弱であり、かつ測定環境によっては多くのノイズがのってしまうため、精度よく測定することが困難である。そこで、Ｓ／Ｎ比を向上するために周波数フィルタ等でフィルタリングを行う方法が一般的に用いられている。ここで、上述した携帯型血圧測定装置を構成する心電波検出手段では、５０乃至６０Ｈｚ交流雑音をカットするノッチフィルタ及び心電波の周波数成分を選択的に通過させるバンドパスフィルタを通して心電波信号を取得している。また、容積脈波検出手段では、光電センサの出力を、脈波の周波数成分である０．３Ｈｚ〜１０Ｈｚの信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタに通して拍動成分（容積脈波信号）を抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８１２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、フィルタリングを行うと心電信号、光電脈波信号のピークがずれてしまうという問題がある。ここで、脈波伝播時間を高精度に求めるためには心電信号のピークと光電脈波信号のピークを高精度に検出する必要がある。しかしながら、上述した携帯型血圧測定装置では、フィルタリングによってピークにずれが生じることにより、脈波伝播時間の計測精度が悪化するおそれがある。特に、フィルタは、通常、周波数特性（周波数依存性）を有しており、一方、心電信号と光電脈波信号とでは周波数成分が異なるため、フィルタリングによるピークのズレ量が、心電信号と光電脈波信号とで異なることがある。その結果、脈波伝播時間の計測精度がさらに悪化するおそれがある。【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能な脈波伝播時間計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、心電電極を有し、心電信号を検出する心電センサと、発光素子と受光素子とを有し、光電脈波信号を検出する光電脈波センサと、心電センサにより検出された心電信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第１信号処理手段と、光電脈波センサにより検出された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第２信号処理手段と、第１信号処理手段により信号処理が施された心電信号、及び、第２信号処理手段により信号処理が施された光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、第１信号処理手段における心電信号の遅延時間、及び／又は、第２信号処理手段における光電脈波信号の遅延時間を求める遅延時間取得手段と、遅延時間取得手段により求められた心電信号の遅延時間、及び／又は、光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出手段により検出された心電信号のピーク、及び／又は、光電脈波信号のピークを補正する補正手段と、補正手段により補正された光電脈波信号のピークと心電信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める演算手段とを備えることを特徴とする。【０００８】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置によれば、フィルタリング処理を含む信号処理を施すことで心電信号、光電脈波信号をＳ／Ｎよく得ることができる。また、検出された心電信号及び／又は光電脈波信号のピークに対して、信号処理による心電信号及び／又は光電脈波信号の遅延時間が補正されるため、心電信号及び光電脈波信号のピークをより正確に特定することができる。よって、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能となる。【０００９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、遅延時間取得手段が、心電信号、光電脈波信号それぞれの周波数成分に基づいて、心電信号の遅延時間、及び／又は、光電脈波信号の遅延時間を求めることが好ましい。【００１０】
このようにすれば、第１信号処理手段、及び第２信号処理手段が周波数特性（周波数依存性）を有し、心電信号、及び光電脈波信号それぞれの周波数成分に依存してピークのずれ（遅延時間）が変動したとしても、それぞれのずれを適切に補正することができる。よって、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能となる。【００１１】
なお、本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、上記周波数成分が、光電脈波信号から求められた脈拍数、又は、心電信号から求められた心拍数に応じて定められることが好ましい。【００１２】
このようにすれば、光電脈波信号から求められた脈拍数、又は、心電信号から求められた心拍数を利用することにより、特別な又は専用の処理（例えばＦＦＴ等）を行うことなく、比較的容易に周波数成分を取得することが可能となる。【００１３】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、心電センサにより検出された心電信号の極性を反転させる反転手段をさらに備えることが好ましい。【００１４】
このようにすれば、心電電極を接触させる生体の部位が逆になった場合や、心電信号に含まれるＲ波（ピーク）が上下逆転する体質の使用者の場合であっても、心電信号の極性を反転させることでピークを正しく検出することができる。そのため、脈波伝播時間をより正確に計測することが可能となる。【００１５】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、演算手段が、心電信号について、極性が異なる複数のピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の時間内で最も長くなるピークを真のピークとすることが好ましい。【００１６】
このようにすれば、心電電極を接触させる生体の部位が逆になった場合や、心電信号に含まれるＲ波（ピーク）が上下逆転する体質の使用者の場合であっても、ピークを正しく検出することができる。また、心電波形は測定部位や体質によって異なるとともにフィルタリングによっても変形するため、Ｒ波が上下に発生する場合も有り得るが、このような場合であっても、ピークを正しく検出することができる。よって、より精度よく脈波伝播時間を計測することが可能となる。【００１７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、演算手段が、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、該脈波伝播時間をエラーと判定することが好ましい。【００１８】
通常、心電と光電脈波の時間差である脈波伝播時間は、０．１〜０．３ｓｅｃ程度の値であり、その変化幅は１０％程度とあまり大きくない。この場合、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていないときに、当該計測結果をエラーとすることにより、脈波伝播時間の誤計測を防止することが可能となる。【００１９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、演算手段が、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された心電信号のピークをエラーと判定し、脈拍間隔の変化率が心拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された光電脈波信号のピークをエラーと判定することが好ましい。【００２０】
この場合も、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていないときに、誤計測を防止することができる。さらに、この場合には、心電信号のピークと光電脈波信号のピークのいずれがエラーを起こしているか特定できるため、エラーを起こしていない方の信号を用いて、例えば、脈拍間隔、又は心拍間隔等のデータを取得することができる。【００２１】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、演算手段が、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の心電信号のピークと、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の光電脈波信号のピークとの組み合わせの内、脈波伝播時間が上記所定の時間内に収まる組み合わせを探索し、当該組み合わせが複数ある場合には、脈波伝播時間の変化率、心電信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、光電脈波信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、心拍間隔の変化率、及び、脈拍間隔の変化率の内、少なくともいずれかを考慮して組み合わせを選定し、脈波伝播時間を求めることが好ましい。【００２２】
このようにすれば、脈波伝播時間の計測値が所定の時間内に納まっていない場合であっても、より確からしい脈波伝播時間を取得することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る脈波伝播時間計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る脈波伝播時間計測装置による脈波伝播時間計測処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係る脈波伝播時間計測装置による脈波伝播時間計測処理の他の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】フィルタリング前とフィルタリング後の心電波形及び光電脈波波形を示す図である。
【図５】図４を部分的に拡大した図であり、フィルタリングによるピーク遅延の例を示す図である。
【図６】心電波の上下にピークが出た場合の心拍間隔、脈拍間隔、及び脈波伝播時間を示す図である。
【図７】ノイズによるピークの誤検出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
まず、図１を用いて、脈波伝播時間計測装置１の構成について説明する。図１は、脈波伝播時間計測装置１の構成を示すブロック図である。
【００２７】
脈波伝播時間計測装置１は、心電信号及び光電脈波信号を検出し、検出した心電信号（心電波）のＲ波ピークと光電脈波信号（脈波）のピーク（立ち上がり点）との時間差から脈波伝播時間を計測する（図４，５参照）。そのため、脈波伝播時間計測装置１は、心電信号を検出するための心電センサ１０と、光電脈波信号を検出するための光電脈波センサ２０と、検出された心電信号及び光電脈波信号に基づいて脈波伝播時間等を計測する信号処理ユニット３０とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２８】
心電センサ１０は、一対の第１心電電極１１及び第２心電電極１２を有し、該第１心電電極１１と第２心電電極１２によって心電信号を検出する。第１心電電極１１及び第２心電電極１２それぞれは、例えば、人体の左右の手や腕等に接触させて取り付けられる。第１心電電極１１、第２心電電極１２の電極材料としては、例えば、金属（ステンレス、Ａｕ等の腐食に強く金属アレルギーの少ないものが好ましい）や導電ゲル、導電ゴム、導電布等が好適に用いられる。その他、第１心電電極１１、第２心電電極１２の電極材料として、例えば、導電プラスチック、容量性結合電極等を用いることもできる。第１心電電極１１及び第２心電電極１２それぞれは、ケーブルを通して、信号処理ユニット３０と接続されており、該ケーブルを介して、心電信号を信号処理ユニット３０へ出力する。
【００２９】
光電脈波センサ２０は、血中ヘモグロビンの吸光特性を利用して、光電脈波信号を光学的に検出するセンサである。そのため、光電脈波センサ２０は、発光素子２１と受光素子２２とを含んで構成されている。
【００３０】
発光素子２１は、信号処理ユニット３０の駆動部３５０から出力されるパルス状の駆動信号に応じて発光する。発光素子２１としては、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）、又は共振器型ＬＥＤ等を用いることができる。なお、駆動部３５０は、発光素子２１を駆動するパルス状の駆動信号を生成して出力する。
【００３１】
受光素子２２は、発光素子２１から照射され、例えば指先などの人体を透過して、又は人体に反射して入射される光の強さに応じた検出信号を出力する。受光素子２２としては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等が好適に用いられる。本実施形態では、受光素子２２として、フォトダイオードを用いた。受光素子２２は、信号処理ユニット３０に接続されており、受光素子２２で得られた検出信号（光電脈波信号）は信号処理ユニット３０に出力される。
【００３２】
上述したように、心電センサ１０（第１心電電極１１、第２心電電極１２）及び光電脈波センサ２０それぞれは、信号処理ユニット３０に接続されており、検出された心電信号、及び光電脈波信号が信号処理ユニット３０に入力される。
【００３３】
信号処理ユニット３０は、入力された心電信号を処理して、心拍数や心拍間隔などを計測する。また、信号処理ユニット３０は、入力された光電脈波信号を処理して、脈拍数や脈拍間隔などを計測する。さらに、信号処理ユニット３０は、検出した心電信号（心電波）のＲ波ピークと光電脈波信号（脈波）のピーク（立ち上がり点）との時間差から脈波伝播時間等を計測する（図４，５参照）。なお、その際に、信号処理ユニット３０は、後述する第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０におけるピークのずれ（遅延）を補正し、高精度に脈波伝播時間を計測する。
【００３４】
そのため、信号処理ユニット３０は、増幅部３１１，３２１、第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０、ピーク検出部３１６，３２６、遅延時間取得部３１７，３２７、ピーク補正部３１８，３２８、及び脈波伝播時間計測部３３０を有している。また、上記第１信号処理部３１０は、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有している。一方、第２信号処理部３２０は、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有している。
【００３５】
ここで、上述した各部の内、ディジタルフィルタ３１４，３２４、２階微分処理部３２５、ピーク検出部３１６，３２６、遅延時間取得部３１７，３２７、ピーク補正部３１８，３２８、脈波伝播時間計測部３３０は、演算処理を行うＣＰＵ、該ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、及び演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。すなわち、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、上記各部の機能が実現される。
【００３６】
増幅部３１１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、心電センサ１０（第１心電電極１１、第２心電電極１２）により検出された心電信号を増幅する。増幅部３１１で増幅された心電信号は、第１信号処理部３１０に出力される。同様に、増幅部３２１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号を増幅する。増幅部３２１で増幅された光電脈波信号は、第２信号処理部３２０に出力される。
【００３７】
第１信号処理部３１０は、上述したように、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有しており、増幅部３１１で増幅された心電信号に対して、フィルタリング処理を施すことにより拍動成分を抽出する。すなわち、第１信号処理部３１０は、請求の範囲に記載の第１信号処理手段として機能する。
【００３８】
また、第２信号処理部３２０は、上述したように、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有しており、増幅部３２１で増幅された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理及び２階微分処理を施すことにより拍動成分を抽出する。すなわち、第２信号処理部３２０は、請求の範囲に記載の第２信号処理手段として機能する。
【００３９】
アナログフィルタ３１２，３２２、及び、ディジタルフィルタ３１４，３２４は、心電信号、光電脈波信号を特徴づける周波数以外の成分（ノイズ）を除去し、Ｓ／Ｎを向上するためのフィルタリングを行う。より詳細には、心電信号は一般的に０．１〜２００Ｈｚの周波数成分、光電脈波信号は０．１〜数十Ｈｚ付近の周波数成分が支配的であるため、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等のアナログフィルタ３１２，３２２、及びディジタルフィルタ３１４，３２４を用いてフィルタリング処理を施し、上記周波数範囲の信号のみを選択的に通過させることによりＳ／Ｎを向上する。
【００４０】
なお、拍動成分の抽出のみを目的とする場合（すなわち、心電波形等を取得する必要がない場合）には、ノイズ耐性を向上するために通過周波数範囲をより狭くして拍動成分以外の成分を遮断してもよい。また、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４は必ずしも両方備える必要はなく、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４のいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。なお、アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４によりフィルタリング処理が施された心電信号は、ピーク検出部３１６へ出力される。同様に、アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号は、２階微分処理部３２５へ出力される。
【００４１】
２階微分処理部３２５は、光電脈波信号を２階微分することにより、２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。取得された加速度脈波信号は、ピーク検出部３２６へ出力される。なお、光電脈波のピーク（立ち上がり点）は変化が明確でなく検出しにくいことがあるため、加速度脈波に変換してピーク検出を行うことが好ましいが、２階微分処理部３２５を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。
【００４２】
ピーク検出部３１６は、第１信号処理部３１０により信号処理が施された（拍動成分が抽出された）心電信号のピーク（Ｒ波）を検出する。なお、その際に、ピーク検出部３１６は、心電波（心電信号）の上下いずれに対してもピーク検出を行う。それは次の理由によるものである。すなわち、第１心電電極１１及び第２心電電極１２を接触させる部位が逆になった場合や、使用者の体質によりＲ波が上下逆転する場合には、Ｒ波（ピーク）を検出できなかったり、あるいはＲ波以外のピーク（例えばＴ波など）をＲ波として誤検出してしまうおそれがある。そこで、このような場合であっても、Ｒ波ピークを正しく検出できるように、心電波形に含まれるＲ波が上下どちらに出ているかを自動的に判定するため（詳細は後述する）、ピーク検出部３１６は、心電波の上下いずれに対してもピーク検出を行う。
【００４３】
一方、ピーク検出部３２６は、第２信号処理部３２０によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号（加速度脈波）のピーク（立ち上がり点）を検出する。すなわち、ピーク検出部３１６，３２６は、請求の範囲に記載のピーク検出手段として機能する。なお、ピーク検出部３１６、及びピーク検出部３２６それぞれは、心拍間隔、及び脈拍間隔の正常範囲内（詳細は後述する）においてピーク検出を行い、検出したすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報をＲＡＭ等に保存する。
【００４４】
ところで、フィルタ（アナログフィルタ３１２，３２２、ディジタルフィルタ３１４，３２４）は周波数特性を有するため、より高精度に脈波伝播時間を計測するには、心電信号、光電脈波信号の周波数成分を解析し、該周波数成分に基づいてピークずれ時間（遅延時間）を補正する必要がある。また、２階微分処理部３２５における微分処理においても信号の遅延が生じる。そのため、遅延時間取得部３１７は、第１信号処理部３１０（アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４）における心電信号の遅延時間を求める。同様に、遅延時間取得部３２７は、第２信号処理部３２０（アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５）における光電脈波信号の遅延時間を求める。すなわち、遅延時間取得部３１７，３２７は、請求の範囲に記載の遅延時間取得手段として機能する。
【００４５】
より具体的には、遅延時間取得部３１７，３２７は、心電信号、及び光電脈波信号それぞれの周波数成分に基づいて、心電信号の遅延時間（ピークのズレ量）、及び、光電脈波信号の遅延時間（ピークのズレ量）を求める。ここで、周波数成分と遅延時間との関係を定めたテーブル（遅延時間テーブル）が予めＲＯＭ等に記憶されており、遅延時間取得部３１７，３２７は、例えば、光電脈波信号のピーク間隔から求められる脈拍数、又は、心電信号のピーク間隔から求められた心拍数（周波数成分の指標値）で遅延時間テーブルを検索することにより、第１信号処理部３１０における心電信号の遅延時間、及び、第２信号処理部３２０における光電脈波信号の遅延時間を取得する。なお、ピーク検出部３１６，３２６により検出された心電信号と光電脈波信号（加速度脈波）のピーク、及び、遅延時間取得部３１７，３２７により取得されたピークの遅延時間は、ピーク補正部３１８，３２８に出力される。
【００４６】
ピーク補正部３１８は、遅延時間取得部３１７により求められた心電信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３１６により検出された心電信号のピークを補正する。同様に、ピーク補正部３２８は、遅延時間取得部３２７により求められた光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３２６により検出された光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークを補正する。すなわち、ピーク補正部３１８，３２８は、請求の範囲に記載の補正手段として機能する。補正後の心電信号のピーク、及び補正後の光電脈波（加速度脈波）のピークは、脈波伝播時間計測部３３０に出力される。なお、心電信号は周波数依存性が低い。すなわち、心電信号は、脈拍数（心拍数）が変化しても、Ｒ波の周波数成分がほとんど変化しない。よって、遅延時間取得部３１７、及びピーク補正部３１８を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。
【００４７】
脈波伝播時間計測部３３０は、ピーク補正部３１８により補正された心電信号のＲ波（ピーク）と、ピーク補正部３２８により補正された光電脈波信号（加速度脈波）のピーク（立ち上がり点）との間隔（時間差）から脈波伝播時間を求める。すなわち、脈波伝播時間計測部３３０は、請求の範囲に記載の演算手段として機能する。ここで、フィルタリング前とフィルタリング後の心電波形及び光電脈波波形を図４に示す。また、図５は、図４を部分的に拡大した図であり、補正後の心電信号のＲ波（ピーク）と補正後の光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの間隔から求められる脈波伝播時間を示す。なお、図４，５では、フィルタリング後（補正前）の心電信号、光電脈波の波形を実線で示し、フィルタリング前（補正後）の心電信号、光電脈波の波形を破線で示した。
【００４８】
また、脈波伝播時間計測部３３０は、心電信号について極性が異なる複数のピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の時間内（脈波伝播時間は測定部位によって値が異なるが例えば０．３ｓｅｃ程度以下）で最も長くなるピークを真のピークであると判定する。上述したように、ピーク検出部３１６では、心電波形の上下いずれに対してもピーク検出が行われるが、脈波伝播時間計測部３３０は、一方（上側又は下側）のみにピークが検出され、ピーク間隔が心拍に相当する周期である場合には該ピークをＲ波と判定し、上下両方にピークが検出された場合には、脈波伝播時間が所定の範囲内（例えば０．３ｓｅｃ以下）でより長くなる方のピークをＲ波と判定する（図６参照）。なお、心拍に相当する周期か否かは、心拍間隔として一般的な範囲（例えば０．３〜１．５ｓｅｃ）内かどうか、その直前数拍の心拍間隔からの変化率が所定の値より大きくないか、脈拍間隔とほぼ同じ値になっているかどうか等により判定する。
【００４９】
ここで、図６に示されるように、例えばフィルタリング処理や使用者の体質、第１，第２心電電極１１，１２が取り付けられる部位等によってはＲ波ピークが下方にも出る場合がある。この場合、下方のピークは上方のピークに比べて時間的に遅れて出現している。そのため、下方のピークで算出した脈波伝播時間は上方のピークで算出した脈波伝播時間よりも短くなる。またＴ波等のＲ波以外のピークを誤って検出してしまう可能性があるが、Ｒ波以外のピークでは脈波伝播時間が大きくずれる。このため、脈波伝播時間計測部３３０は、上下両方にピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の範囲内でより大きくなる方のピークをＲ波と判定する。
【００５０】
また、脈波伝播時間計測部３３０は、求めた脈波伝播時間が上記所定の範囲内に入っていない場合に、心電Ｒ波ピーク、光電脈波（加速度脈波）ピークをノイズと判定して心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間等を取得エラーとする。すなわち、脈波伝播時間が所定の範囲内に入っていない場合には、ノイズを心電Ｒ波ピーク、光電脈波（加速度脈波）ピークと誤検出している可能性が高い。そこで、誤検出されたピークを特定できない場合には、両方のピークをノイズとみなし、それらのピークから求められた心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間すべてを取得エラーとする。
【００５１】
ここで、心電信号にのったノイズを心電Ｒ波ピークと誤検出した例を図７に示す。図７に示した例では、心拍間隔２’は、誤検出により本来の間隔（心拍間隔２）に対してΔＴだけ小さくなっている。一方、脈波伝播時間２’は、誤検出により本来の時間（脈波伝播時間２）に対してΔＴだけ大きくなっている。通常、脈波伝播時間は心拍間隔より短く（脈波伝播時間は、測定部位によって値が異なるが通常０．３ｓｅｃ程度以下）、また変動幅も小さい（１０％程度）。そのため、心拍間隔２’（＝心拍間隔２−ΔＴ）が心拍間隔として一般的な範囲内（例えば０．３〜１．５ｓｅｃ）であり、かつ直近の数拍分の心拍間隔（平均値）からの変化率が所定の値より小さく、誤検出と判定できない場合であっても、脈波伝播時間２’（＝脈波伝播時間２＋ΔＴ）が所定の範囲内にないとき、あるいは脈波伝播時間の変化率が所定の値より大きいときには、誤検出と判定される。誤検出と判定された場合、心電Ｒ波ピーク、光電脈波（加速度脈波）ピークがノイズと判定されて心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間が取得エラーとされる。
【００５２】
ただし、脈波伝播時間計測部３３０は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された心電信号のピークをエラーと判定し、脈拍間隔の変化率が心拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された光電脈波信号のピークをエラーと判定する。すなわち、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率より大きい場合には、心電Ｒ波ピークが誤検出されている可能性が高いため、脈波伝播時間計測部３３０は、心電Ｒ波ピークをノイズと判定して心拍間隔、脈波伝播時間を取得エラーとする。一方、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率より小さい場合には、光電脈波（加速度脈波）ピークが誤検出されている可能性が高いため、脈波伝播時間計測部３３０は、光電脈波（加速度脈波）ピークをノイズと判定して脈拍間隔、脈波伝播時間を取得エラーとする。
【００５３】
なお、脈波伝播時間計測部３３０は、脈波伝播時間に加えて、例えば、心電信号から心拍数、心拍間隔、心拍間隔変化率等も算出する。同様に、脈波伝播時間計測部３３０は、光電脈波信号（加速度脈波）から脈拍数、脈拍間隔、脈拍間隔変化率等も算出する。算出された脈波伝播時間、心拍数、心拍間隔、脈拍数、脈拍間隔、心電波、光電脈波、及び加速度脈波等の計測データは、表示部３４０等に出力される。なお、取得された脈波伝播時間や、心拍数、脈拍数等の計測データは、例えば、上述したＲＡＭなどに蓄積して記憶しておき、計測が終了した後に、パーソナルコンピュータ等に出力して確認するようにしてもよい。
【００５４】
表示部３４０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等からなり、取得された脈波伝達時間や、心拍数、脈拍数等の計測データ（計測結果）を表示する。
【００５５】
次に、図２を参照しつつ、脈波伝播時間計測装置１の動作について説明する。図２は、脈波伝播時間計測装置１による脈波伝播時間計測処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、信号処理ユニット３０によって、所定のタイミングで実行される。
【００５６】
ステップＳ１００では、心電サンサ１０により検出された心電信号（心電波形）、及び光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号（光電脈波波形）が読み込まれる。続くステップＳ１０２では、ステップＳ１００で読み込まれた心電信号（心電波形）、及び光電脈波信号（光電脈波波形）に対してフィルタリング処理が施される。また、光電脈波信号が２階微分されることにより加速度脈波が取得される。
【００５７】
次に、ステップＳ１０４では、心電信号、光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークが検出される。ここで、心電信号及び光電脈波信号（加速度脈波信号）のピーク検出は、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲内において行われる。なお、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲は、後述するステップＳ１３２において、前回本フローが実行された際に設定されたものが利用される。そして、検出されたすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報が保存される。なお、ピークのズレを考慮する場合には、それまでの補正値に基づいて、予測補正を行った後にピークを検出するようにしてもよいし、正常範囲外までピークを検出しておき、後述するステップＳ１０６においてピークのズレを補正した後に正常範囲内か否かを改めて判定するようにしてもよい。
【００５８】
続くステップＳ１０６では、心電信号のＲ波ピーク及び光電脈波信号（加速度脈波）のピークそれぞれの遅延時間（ずれ量）が求められるとともに、求められた遅延時間に基づいて、心電信号のＲ波ピーク及び光電脈波信号（加速度脈波）のピークがそれぞれ補正される。なお、ピークの遅延時間の求め方は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５９】
続いて、ステップＳ１０８では、心拍信号及び光電脈波信号（加速度脈波信号）それぞれについて、心拍間隔及び脈拍間隔の正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、双方とも正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ１１０において、エラー判定が行われる（すなわち、心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間すべてがエラーと判定される）。その後、本処理から一旦抜ける。一方、心拍信号及び光電脈波信号（加速度脈波信号）のいずれか一方又は双方について正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。
【００６０】
ステップＳ１１２では、心拍信号に関し、心拍間隔正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ１１４において、光電脈波（加速度脈波）信号のピークの選定が行われる。より具体的には、複数の光電脈波（加速度脈波）信号のピークの中から、例えばピーク振幅や従前の（直前数拍の）心拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい光電脈波（加速度脈波）信号のピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。そして、ステップＳ１１６において、脈拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ１３２に処理が移行する。一方、正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ１１８に処理が移行する。
【００６１】
ステップＳ１１８では、光電脈波信号（加速度脈波信号）に関し、脈拍間隔正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ１２０において、心拍信号のピークの選定が行われる。より具体的には、複数の心電信号のピークの中から、例えばピーク振幅や従前の（直前数拍の）脈拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい心拍信号のピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。そして、ステップＳ１２２において、心拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ１３２に処理が移行する。一方、正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ１２４に処理が移行する。
【００６２】
ステップＳ１２４では、心拍信号及び光電脈波（加速度脈波）信号それぞれのピークの選定が行われる。より具体的には、複数の心電信号のピーク、及び光電脈波（加速度脈波）信号のピークそれぞれの中から、例えば、ピーク振幅や従前の（直前数拍の）拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい心電信号及び光電脈波（加速度脈波）信号それぞれピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ１２６では、脈波伝播時間が異常であるか否かについての判断が行われる。ここで、脈波伝播時間が異常である場合には、ステップＳ１２８に処理が移行する。一方、脈波伝播時間が異常ではないときには、ステップＳ１３０に処理が移行する。
【００６４】
ステップＳ１２８では、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいか否かについての判断が行われる。ここで、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きい場合には、ステップＳ１１６において、脈拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ１３２に処理が移行する。一方、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率以下のときには、ステップＳ１２２において、心拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ１３２に処理が移行する。
【００６５】
一方、ステップＳ１３０では、心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間が、表示部３４０等に出力される。なお、取得された心拍間隔（心拍数）、脈拍間隔（脈拍数）は、本フローが次回実行される際に、上述したＳ１０６で使用される。
【００６６】
次に、ステップＳ１３２では、心拍間隔、脈拍間隔、及び脈波伝播時間の正常範囲が設定される。ここで、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲は、一般的な範囲（例えば０．３秒〜１．５秒）に加え、それまでの（直前数拍の）拍間隔からの変化率が所定の値以下となる範囲が正常範囲として設定される。なお、設定された心拍間隔、脈拍間隔の正常値は、本フローが次回実行される際に、上述したステップＳ１０４，Ｓ１０６で使用される。同様に、脈波伝播時間の正常範囲は、一般的な範囲（例えば０．３ｓｅｃ程度以下）に加え、それまでの（直前数拍の）脈波伝播時間からの変化率が所定の値以下となる範囲が正常範囲として設定される。なお、設定された脈波伝播時間の正常値は、本フローが次回実行される際に、上述したステップＳ１２６で使用される。その後、本処理から一旦抜ける。
【００６７】
以上、本実施形態によれば、フィルタリング処理を含む信号処理を施すことで心電信号、光電脈波信号をＳ／Ｎよく得ることができる。また、検出された心電信号及び光電脈波信号のピークに対して、信号処理による心電信号及び光電脈波信号の遅延時間が補正されるため、心電信号、及び光電脈波信号のピークをより正確に特定することができる。よって、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、心電信号、及び光電脈波信号それぞれの周波数成分に基づいて、心電信号の遅延時間、及び光電脈波信号の遅延時間が求められる。そのため、フィルタを含む第１信号処理部３１０、及び第２信号処理部３２０が周波数特性（周波数依存性）を有し、心電信号、光電脈波信号それぞれの周波数成分に依存してピークのずれ（遅延時間）が変動したとしても、それぞれのずれを適切に補正することができる。よって、脈波伝播時間をより精度よく計測することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、上記周波数成分が、脈拍数、又は心拍数に応じて定められる。すなわち、光電脈波信号から求められた脈拍数、又は、心電信号から求められた心拍数を利用することにより、特別な又は専用の処理（例えばＦＦＴ等）を行うことなく、比較的容易に周波数成分を取得することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、心電信号について極性が異なる複数のピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の時間内で最も長くなるピークが真のピークであると判定される。そのため、第１，第２心電電極１１，１２を接触させる生体の部位が逆になった場合や、心電信号に含まれるＲ波（ピーク）が上下逆転する体質の使用者の場合であっても、ピークを正しく検出することができる。また、心電波形は測定部位や使用者の体質によって異なるとともにフィルタリングによっても変形するため、Ｒ波（ピーク）が上下に発生する場合も有り得るが、このような場合であっても、ピークを正しく検出することができる。よって、より精度よく脈波伝播時間を計測することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、該脈波伝播時間がエラーと判定される。すなわち、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていないときに、当該計測結果をエラーとすることにより、脈波伝播時間の誤計測を防止することが可能となる。また、このようにすれば、心拍間隔、及び脈拍間隔のみでエラー判定を行う場合と比較して、心電Ｒ波ピーク及び光電脈波（加速度脈波）ピークのエラー判定精度を向上することができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された心電信号のピークがエラーと判定され、脈拍間隔の変化率が心拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された光電脈波信号のピークがエラーと判定される。すなわち、心電信号のピークと光電脈波信号のピークのいずれがエラーを起こしているか特定することにより、エラーを起こしていない方の信号を用いて、例えば、脈拍間隔、又は心拍間隔等のデータを取得することができる。
【００７３】
（他の処理形態）
上述した処理形態では、求められた脈波伝播時間が所定の時間内に入っていない場合には、ノイズを心電Ｒ波ピーク、光電脈波（加速度脈波）ピークと誤検出している可能性が高いため、取得エラーと判定したが、検出されたピーク近傍の他のピークも含めた複数のピークの組合せの中で、心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間それぞれが所定の範囲内になり、かつ、脈波伝播時間等の変化率が小さくなる組み合わせを選定し、該組み合わせに含まれるピークから心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間を算出するようにしてもよい。
【００７４】
また、上述したような適切な組み合せが存在しない場合、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率より大きいときには、心電Ｒ波ピークをノイズと判定して心拍間隔、脈波伝播時間を取得エラーとし、逆に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率より小さいときには、光電脈波（加速度脈波）ピークをノイズと判定して脈拍間隔、脈波伝播時間を取得エラーとすることもできる。
【００７５】
本処理形態によれば、上述した図７の例では、「（心拍間隔２’−心拍間隔１）／心拍間隔１」の絶対値が「（脈拍間隔２−脈拍間隔１）／脈拍間隔１」の絶対値よりも大きいため、心電Ｒ波ピークがノイズと判定されて心拍間隔、脈波伝播時間が取得エラーとされ、脈拍間隔のみが取得される。
【００７６】
そこで、次に、図３を参照しつつ、脈波伝播時間計測処理の他の処理手順（処理形態）について説明する。ここで、図３は、脈波伝播時間計測装置１による脈波伝播時間の計測処理の他の処理手順を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ２００では、心電サンサ１０により検出された心電信号（心電波形）、及び光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号（光電脈波波形）が読み込まれる。続くステップＳ２０２では、ステップＳ２００で読み込まれた心電信号（心電波形）、及び光電脈波信号（光電脈波波形）に対してフィルタリング処理が施される。また、光電脈波信号が２階微分されることにより加速度脈波が取得される。
【００７８】
次に、ステップＳ２０４では、心電信号、光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークが検出される。ここで、心電信号及び光電脈波信号（加速度脈波信号）のピーク検出は、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲内において行われる。なお、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲は、後述するステップＳ２３６において、前回本フローが実行された際に設定されたものが利用される。そして、検出されたすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報が保存される。なお、ピークのズレを考慮する場合には、それまでの補正値に基づいて、予測補正を行った後にピークを検出するようにしてもよいし、正常範囲外までピークを検出しておき、後述するステップＳ２０６においてピークのズレを補正した後に正常範囲内か否かを改めて判定するようにしてもよい。
【００７９】
続くステップＳ２０６では、心電信号のＲ波ピーク及び光電脈波信号（加速度脈波）のピークそれぞれの遅延時間（ずれ量）が求められるとともに、求められた遅延時間に基づいて、心電信号のＲ波ピーク及び光電脈波信号（加速度脈波）のピークがそれぞれ補正される。なお、ピークの遅延時間の求め方は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８０】
続いて、ステップＳ２０８では、心拍信号及び光電脈拍信号（加速度脈波信号）それぞれについて、心拍間隔及び脈拍間隔の正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、双方とも正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ２１０において、エラー判定が行われる（すなわち、心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間すべてがエラーと判定される）。その後、本処理から一旦抜ける。一方、心拍信号及び光電脈波信号（加速度脈波信号）のいずれか一方又は双方について正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ２１２に処理が移行する。
【００８１】
ステップＳ２１２では、心拍信号に関し、心拍間隔正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ２１４において、光電脈波（加速度脈波）信号のピークの選定が行われる。より具体的には、複数の光電脈波（加速度脈波）信号のピークの中から、例えばピーク振幅や従前の（直前数拍の）心拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい光電脈波（加速度脈波）信号のピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。そして、ステップＳ２１６において、脈拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ２３６に処理が移行する。一方、正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ２１８に処理が移行する。
【００８２】
ステップＳ２１８では、光電脈波信号（加速度脈波信号）に関し、脈拍間隔正常範囲内のピークが検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、正常範囲内のピークが検出されなかった場合には、ステップＳ２２０において、心拍信号のピークの選定が行われる。より具体的には、複数の心電信号のピークの中から、例えばピーク振幅や従前の（直前数拍の）脈拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい心拍信号のピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。そして、ステップＳ２２２において、心拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ２３６に処理が移行する。一方、正常範囲内のピークが検出されたときには、ステップＳ２２４に処理が移行する。
【００８３】
ステップＳ２２４では、心拍信号及び光電脈波（加速度脈波）信号それぞれのピークの選定が行われる。より具体的には、複数の心電信号のピーク、及び光電脈波（加速度脈波）信号のピークそれぞれの中から、例えばピーク振幅や従前の（直前数拍の）拍間隔の変化率に基づいて、より確からしい心電信号及び光電脈波（加速度脈波）信号それぞれピークが選定される。なお、その際に、ピーク振幅の変化率等を選定基準に加えてもよい。
【００８４】
次に、ステップＳ２２６では、脈波伝播時間が異常であるか否かについての判断が行われる。ここで、脈波伝播時間が異常である場合には、ステップＳ２２８に処理が移行する。一方、脈波伝播時間が異常ではないときには、ステップＳ２３４に処理が移行する。
【００８５】
ステップＳ２２８では、検出された１以上の心電信号のピークと、検出された１以上の光電脈波信号のピークとの組み合わせの内、脈波伝播時間が所定の範囲内にあるピークの組み合わせがあるか否かについての判断が行われる。ここで、このようなピークの組み合わせがある場合には、ステップＳ２３０に処理が移行する。一方、このようなピークの組み合わせがないときには、ステップＳ２３２に処理が移行する。
【００８６】
ステップＳ２３０では、ピークの組み合わせの選定が行われる。より具体的には、ステップＳ２３０では、脈波伝播時間の変化率、心電信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、光電脈波信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、心拍間隔の変化率、及び、脈拍間隔の変化率の内、少なくともいずれかを考慮して組み合わせが選定され、脈波伝播時間が求められる。その後、ステップＳ２３４に処理が移行する。
【００８７】
ステップＳ２３２では、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいか否かについての判断が行われる。ここで、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きい場合には、ステップＳ２１６において、脈拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ２３６に処理が移行する。一方、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率以下のときには、ステップＳ２２２において、心拍間隔のみが出力される。その後、ステップＳ２３６に処理が移行する。
【００８８】
一方、ステップＳ２３４では、心拍間隔、脈拍間隔、脈波伝播時間が、表示部３４０等に出力される。なお、取得された心拍間隔（心拍数）、脈拍間隔（脈拍数）は、本フローが次回実行される際に、上述したＳ２０６で使用される。
【００８９】
次に、ステップＳ２３６では、心拍間隔、脈拍間隔、及び脈波伝播時間の正常範囲が設定される。ここで、心拍間隔、脈拍間隔の正常範囲は、一般的な範囲（例えば０．３秒〜１．５秒）に加え、それまでの（直前数拍の）拍間隔からの変化率が所定の値以下となる範囲が正常範囲として設定される。なお、設定された心拍間隔、脈拍間隔の正常値は、本フローが次回実行される際に、上述したステップＳ２０４，Ｓ２０６で使用される。同様に、脈波伝播時間の正常範囲は、一般的な範囲（例えば０．３ｓｅｃ程度以下）に加え、それまでの（直前数拍の）脈波伝播時間からの変化率が所定の値以下となる範囲が正常範囲として設定される。なお、設定された脈波伝播時間の正常値は、本フローが次回実行される際に、上述したステップＳ２２６で使用される。その後、本処理から一旦抜ける。
【００９０】
本処理形態によれば、脈波伝播時間の計測値が所定の時間内に納まっていない場合であっても、より確からしい脈波伝播時間を取得することが可能となる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、心電波のピークの極性を自動的に判定したが、例えば、図１に破線の矩形枠で示したように、ディジタルフィルタ３１４とピーク検出部３１６との間に心電信号の極性を反転させる反転部３１５（反転手段）を備える構成としてもよい。また、使用者が、第１，第２心電電極１１，１２と増幅部３１１との間の配線を物理的に切り替え可能な構成としてもよい。
【００９２】
ここで、反転部３１５を備える場合、該反転部３１５は、脈波伝播時間計測部３３０により心電信号のＲ波ピークが下側に出ていると判定された場合に、心電信号の極性を反転させる。すなわち、心電波を上下反転させる。このようにすれば、第１，第２心電電極１１，１２を接触させる生体の部位が逆になった場合や、心電信号に含まれるＲ波（ピーク）が上下逆転する体質の使用者の場合であっても、心電信号の極性を反転させることでピークを正しく検出することができ、脈波伝播時間を精度よく計測することが可能となる。
【００９３】
上記実施形態では、心電信号及び光電脈波信号の周波数成分を求める際に脈拍数を利用したが、ＦＦＴなどの処理を行うことにより周波数成分を求める構成としてもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、心電信号及び光電脈波信号の周波数成分に基づいてピークの遅延時間（ズレ量）を求めたが、アナログフィルタ３１２，３２２、及びディジタルフィルタ３１４，３２４を、拍動成分の周波数範囲内において周波数特性が大きく変動しない設計とした場合には、ピークの遅延時間（ズレ量）をほぼ一定とみなして脈波伝播時間を算出する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１  脈波伝播時間計測装置
１０  心電センサ
１１  第１心電電極
１２  第２心電電極
２０  光電脈波センサ
２１  発光素子
２２  受光素子
３０  信号処理ユニット
３１０  第１信号処理部
３２０  第２信号処理部
３１１，３２１  増幅部
３１２，３２２  アナログフィルタ
３１３，３２３  Ａ／Ｄコンバータ
３１４，３２４  ディジタルフィルタ
３１５  反転部
３２５  ２階微分処理部
３１６，３２６  ピーク検出部
３１７，３２７  遅延時間取得部
３１８，３２８  ピーク補正部
３３０  脈波伝播時間計測部
３４０  表示部
３５０  駆動部
【図１】
2014132713.tif 000003
【図２】
2014132713.tif 000004
【図３】
2014132713.tif 000005
【図４】
2014132713.tif 000006
【図５】
2014132713.tif 000007
【図６】
2014132713.tif 000008
【図７】
2014132713.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月26日(2016.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電電極を有し、心電信号を検出する心電センサと、
発光素子と受光素子とを有し、光電脈波信号を検出する光電脈波センサと、
前記心電センサにより検出された心電信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第１信号処理手段と、
前記光電脈波センサにより検出された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理を含む信号処理を施す第２信号処理手段と、
前記第１信号処理手段により信号処理が施された心電信号、及び、前記第２信号処理手段により信号処理が施された光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記第１信号処理手段における心電信号のピークの遅延時間、及び／又は、前記第２信号処理手段における光電脈波信号のピークの遅延時間を一拍毎に求める遅延時間取得手段と、
前記遅延時間取得手段により求められた心電信号のピークの遅延時間、及び／又は、光電脈波信号のピークの遅延時間に基づいて、前記ピーク検出手段により検出された心電信号のピーク、及び／又は、光電脈波信号のピークを一拍毎に補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された光電脈波信号のピークと心電信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める演算手段と、を備えることを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項２】
前記遅延時間取得手段は、心電信号、光電脈波信号それぞれの周波数成分に基づいて、心電信号のピークの遅延時間、及び／又は、光電脈波信号のピークの遅延時間を求めることを特徴とする請求項１に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項３】
前記周波数成分は、光電脈波信号から求められた脈拍数、又は、心電信号から求められた心拍数に応じて定められることを特徴とする請求項２に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項４】
前記心電センサにより検出された心電信号の極性を反転させる反転手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項５】
前記演算手段は、心電信号について、極性が異なる複数のピークが検出された場合に、脈波伝播時間が所定の時間内で最も長くなるピークを真のピークとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項６】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、該脈波伝播時間をエラーと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項７】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、心拍間隔の変化率が脈拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された心電信号のピークをエラーと判定し、脈拍間隔の変化率が心拍間隔の変化率よりも大きいときには、検出された光電脈波信号のピークをエラーと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項８】
前記演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定の時間内に納まっていない場合に、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の心電信号のピークと、検出されたピーク及び該ピークの近傍に位置する１以上の光電脈波信号のピークとの組み合わせの内、脈波伝播時間が前記所定の時間内に収まる組み合わせを探索し、当該組み合わせが複数抽出された場合には、脈波伝播時間の変化率、心電信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、光電脈波信号のピークの振幅並びに該振幅の変化率、心拍間隔の変化率、及び、脈拍間隔の変化率の内、少なくともいずれかを考慮して組み合わせを選定し、脈波伝播時間を求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【国際調査報告】
2014132713.tif 000010
2014132713.tif 000011