(57)【要約】【課題】動脈硬化検査の信頼性や効率性を向上すること。【解決手段】血圧脈波計測部２００を構成する上肢用計測制御部２０１および下肢用計測制御部２０２は、被検者に装着されたカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌにより、右上腕、左上腕、右足首および左足首の脈波を計測する。演算制御部１０は、取得されたそれぞれの脈波における特徴点を、脈波周期毎に検出する。表示部７０は、検出された脈波における特徴点を明示しつつ、取得された脈波の波形をリアルタイムで画面に表示する。【選択図】図２
2008168073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の脈波を取得する脈波取得手段と、
取得された前記脈波の特徴点を検出する検出手段と、
検出された前記脈波の特徴点を明示しつつ、取得された前記脈波の波形をリアルタイムで画面に表示する表示手段と、
を有することを特徴とする生体情報処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記脈波の立ち上がり部および切痕部を前記脈波の特徴点として検出することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項３】
前記被検者の心音を取得する心音取得手段をさらに有し、
前記検出手段は、取得された前記心音の特徴点を検出し、
前記表示手段は、検出された前記心音の特徴点を明示しつつ、取得された前記心音の波形をリアルタイムで前記画面に表示することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記心音における心II音の立ち上がり部を前記心音の特徴点として検出することを特徴とする請求項３記載の生体情報処理装置。
【請求項５】
前記表示手段は、検出された前記脈波の特徴点または検出された前記心音の特徴点にて、取得された前記脈波の波形または取得された前記心音の波形と交差する線を、前記画面に表示することを特徴とする請求項１または請求項３記載の生体情報処理装置。
【請求項６】
検出された前記脈波の波形品質を評価する評価手段をさらに有し、
前記表示手段は、前記波形品質の評価結果を明示しつつ、取得された前記脈波の波形をリアルタイムで前記画面に表示することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項７】
前記被検者の心電図を取得する心電図取得手段をさらに有し、
前記検出手段は、取得された前記心電図のＲ波を検出し、取得された前記脈波における、前記Ｒ波の検出後の最初の極大点を前記脈波のピーク部として検出し、検出された前記脈波のピーク部に基づいて、取得された前記脈波における、前記Ｒ波の検出後の最初の立ち上がり部を前記脈波の特徴点として検出することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項８】
前記検出手段は、取得された前記脈波の値に対して平滑化微分を行うことにより、前記極大点を検出することを特徴とする請求項７記載の生体情報処理装置。
【請求項９】
被検者の脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記被検者の動脈硬化度の算出に用いられる、取得された前記脈波の特徴点を検出する検出ステップと、
検出された前記脈波の特徴点を明示しつつ、取得された前記脈波の波形をリアルタイムで画面に表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする生体情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報処理装置および生体情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
社会の急速な高齢化に伴い、医療分野においては、動脈硬化性疾患の予防は重要なテーマとなっている。日本人の３大死因のうち癌を除く心疾患および脳血管疾患の２つは、動脈硬化が主な原因である。よって、動脈硬化を早期発見して適切な治療をすることが重要である。また、近年では、高齢者を中心に、閉塞性動脈硬化症（ＡＳＯ）と呼ばれる下肢動脈の血流障害が増加している。閉塞性動脈硬化症は、動脈硬化が進展した結果として発症するものの１つである。
【０００３】
動脈硬化の検査には、例えば、下肢血管の血流障害の検査と、動脈伸展性の検査とがある。これらの検査に用いられる血圧脈波検査装置は、血圧や脈波といった生体情報を計測して、動脈硬化の検査に用いられ得る指標（以下「動脈硬化度」という）を導出することができる。以下、動脈硬化度について幾つかの例を挙げて説明する。なお、各指標の計測手法はここで説明するものだけに限定されず、様々な手法で計測することができる。
【０００４】
下肢血管の血流障害の検査には、例えばＡＢＩ（Ankle Brachial Index）が用いられる。
【０００５】
ＡＢＩは、足首の収縮期血圧の値を上腕の収縮期血圧の値で除算して得られる値であり、ＡＰＩまたはＡＢＰＩと呼ばれることもある。ＡＢＩに類似した指標として、ＴＢＩ（Toe Pressure Index）と呼ばれるものもある。ＴＢＩは、足趾（足の指）の収縮期血圧の値を上腕に収縮期血圧の値で除算して得られる値であり、ＴＰＩまたはＴＢＰＩと呼ばれることもある。
【０００６】
動脈伸展性の検査には、例えば、大動脈ＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）（例えば、非特許文献１参照）やｂａＰＷＶ（brachial-ankle Pulse Wave Velocity：上腕−足首間ＰＷＶ）（例えば、非特許文献２参照）、ＣＡＶＩ（Cardio-Ankle Vascular Index）（例えば、非特許文献３参照）などが用いられる。
【０００７】
ＰＷＶとは、脈波伝播速度であり、血管上の異なる２点間の距離の値を２点での脈波の時間差の値で除算して得られる、速度の単位を持つ値である。脈波の計測には、例えば、空気伝導式、光電式、空気袋式、アモルファス式、トノメトリ式など、各種方式の脈波センサが用いられる。また、ＰＷＶ計測の対象部位としては、弾性動脈である大動脈が採用されることがあり、大動脈で計測されたＰＷＶを大動脈ＰＷＶという。大動脈ＰＷＶの計測方法としては、主に２つのものがある。
【０００８】
一方の大動脈ＰＷＶ計測方法では、例えば次の式（１）により大動脈ＰＷＶを求める。
ＰＷＶ＝（ｂ＋ｃ−ａ）／ΔＴ  ・・・（１）
ここで、ΔＴは、頸動脈部での脈波立ち上がり部と大腿動脈部での脈波立ち上がり部との時間差であり、ａは、胸骨上窩から頸動脈部までの距離であり、ｂは、胸骨上窩から臍部までの距離であり、ｃは、臍部から大腿動脈部までの距離である。
【０００９】
他方の大動脈ＰＷＶ計測方法では、例えば次の式（２）により大動脈ＰＷＶを求める。
ＰＷＶ＝Ｄ×１．３／（ΔＴ＋Ｔｃ）  ・・・（２）
ここで、ΔＴは、頸動脈部での脈波立ち上がり部と大腿動脈部での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｔｃは、心II音（大動脈弁閉鎖の際に生じる心音）の開始から頸動脈部での脈波の切痕部（ノッチ）までの時間であり、Ｄは、心II音を計測する心音マイクが置かれた第II肋間胸骨右縁から大腿動脈部までの直線距離であり、１．３は解剖学的補正値である。
【００１０】
ｂａＰＷＶは、例えば次の式（３）により求められる。
ｂａＰＷＶ＝（Ｌａ−Ｌｂ）／Ｔｂａ  ・・・（３）
ここで、Ｔｂａは、カフを用いてそれぞれ計測される、上腕での脈波立ち上がり部と足首での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｌａは、大動脈弁口部から足首までの距離であり、Ｌｂは、大動脈弁口部から上腕までの距離である。
【００１１】
また、ＣＡＶＩの計測では、上腕と足首（または膝窩）とにカフを装着して血圧および脈波の計測をすると共に、胸骨に心音マイクを装着して心音を計測する。ＣＡＶＩは、例えば次の式（４）により求められる。
【数１】
2008168073.tif 000003
ここで、Ｐｓは、上腕の収縮期血圧であり、Ｐｄは、上腕の拡張期血圧であり、ρは血液密度であり、ΔＰは、Ｐｓ−Ｐｄである。また、ＰＷＶは、脈波伝播速度であり、例えば次の式（５）により求められる。
【数２】
2008168073.tif 000004
ここで、Ｔｂは、心II音の開始から上腕での脈波の切痕部までの時間であり、Ｔｂａは、上腕での脈波立ち上がり部と足首での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｄは、心II音を計測する心音マイクが置かれた胸骨右縁第II肋間から大腿動脈部までの直線距離であり、１．３は解剖学的補正値であり、Ｌ２は、大腿動脈部から膝関節中央部までの直線距離であり、Ｌ３は、膝関節中央部から足首カフ装着中央部までの直線距離である。
【００１２】
以上の説明から分かるように、動脈伸展性検査に関連する動脈硬化度の算出には、脈波立ち上がり部の検出が必要である。脈波立ち上がり部を検出する手法としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この文献に開示された手法では、同一周期内の脈波のボトム部およびピーク部に基づいて、その周期内の脈波立ち上がり部を検出する。
【００１３】
脈波立ち上がり部が検出されると、前述の手法により動脈硬化度が算出される。算出された動脈硬化度は、例えばレポート用の用紙に印字される。また、計測された脈波の波形も、例えばレポート用の用紙に印字される。ユーザ（例えば、医師、検査技師）は、印字された波形を見て、その波形がサンプルとして良好な品質を有するか否かを主観的に判定することができる。例えば、波形品質が良好でなく波形の計測精度が高くないと判定した場合、ユーザは脈波の再計測を行うことができる。
【特許文献１】特開２００４−３３６１４号公報
【非特許文献１】増田善昭、金井寛著、「動脈脈波の基礎と臨床」、共立出版、１５〜１９ページ、２０００年
【非特許文献２】小澤利男、増田善昭著、「脈波速度」、メジカルビュー社、２８〜２９ページ
【非特許文献３】Kohji Shirai, Junji Utino, Kuniaki Ohtsuka, Masanobu Takada, "A Novel Blood Pressure-independent Arterial Wall Stiffness Parameter; Cardio-Ankle Vascular Index (CAVI)", Journal of Atherosclerosis and Thrombosis, Vol.13, No.2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の血圧脈波検査装置においては、脈波計測の際に、脈波波形品質の判定を支援する情報が適時に提供されないため、熟練度の低いユーザは勿論のこと、熟練度の高いユーザであっても、動脈硬化検査の信頼性や効率性の向上には一定の限界があった。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、動脈硬化検査の信頼性や効率性を向上することができる生体情報処理装置および生体情報処理方法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】
【００１６】
本発明の生体情報処理装置は、被検者の脈波を取得する脈波取得手段と、取得された前記脈波の特徴点を検出する検出手段と、検出された前記脈波の特徴点を明示しつつ、取得された前記脈波の波形をリアルタイムで画面に表示する表示手段と、を有する構成を採る。
【００１７】
本発明の生体情報処理方法は、被検者の脈波を取得する脈波取得ステップと、前記被検者の動脈硬化度の算出に用いられる、取得された前記脈波の特徴点を検出する検出ステップと、検出された前記脈波の特徴点を明示しつつ、取得された前記脈波の波形をリアルタイムで画面に表示する表示ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、動脈硬化検査の信頼性や効率性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る生体情報処理装置の構成を示すブロック図である。この生体情報処理装置は、様々な医療機器に適用可能であるが、血圧脈波検査装置としての使用に特に適している。
【００２１】
この生体情報処理装置は、演算制御部１０、表示部７０、記録部７５、保存部８０、音声発生部８５、入力／指示部９０、上肢用計測制御部２０１、下肢用計測制御部２０２、心音計測部２０３、心電図計測部２０４および脈波計測部２０５を、本体の筐体に収容することで一体化してなるものである。上肢用計測制御部２０１には、２つのカフ２１Ｒ、２１Ｌがそれぞれホース２１ｈを介して接続されており、下肢用計測制御部２０２には、２つのカフ２２Ｒ、２２Ｌがそれぞれホース２２ｈを介して接続されており、心音計測部２０３には心音マイク２３が接続されており、心電図計測部２０４には、四肢用心電電極部２４ａおよび胸部用心電電極部２４ｂが接続されており、脈波計測部２０５には、アモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂが接続されている。上肢用計測制御部２０１および下肢用計測制御部２０２は、この生体情報処理装置の血圧脈波計測部２００を構成する。
【００２２】
演算制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどを有する汎用コンピュータ装置である。演算制御部１０は、内蔵メモリまたは外付けされた記憶装置に記憶された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、以下説明する装置全体の動作を制御、実行する。なお、演算制御部１０による装置全体の制御は、ソフトウェアのみにより実現されるものであってもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせにより実現されるものであってもよい。
【００２３】
また、演算制御部１０は、各種の生体情報の計測を行う上肢用計測制御部２０１、下肢用計測制御部２０２、心音計測部２０３、心電図計測部２０４および脈波計測部２０５（以下「生体情報計測部」と総称する）の計測を制御する。
【００２４】
また、演算制御部１０は、各生体情報計測部から供給された生体情報を受信する。そして、受信された生体情報を、画面に表示する必要があるときには表示用データに編集または変換したうえで表示部７０に、レポート用の用紙に印字する必要があるときには印字用データに編集または変換したうえで記録部７５に、出力する。また、演算制御部１０は適宜、受信された生体情報を保存部８０に保存したり、保存された生体情報を読み出したりする。
【００２５】
また、検出手段としての演算制御部１０は、各生体情報計測部から受信した生体情報から得られる波形の分析を行う。波形の分析は、波形における特徴点の検出などを含む。特徴点検出については、後でより詳しく説明する。
【００２６】
また、演算制御部１０は、この分析結果と、受信した生体情報により示された数値とに基づいて、動脈硬化度の算出を行う。算出され得る動脈硬化度およびその算出式などについては、既に説明したため、ここでは省略する。演算制御部１０は、この動脈硬化度および波形分析結果も、生体情報と同様に、画面に表示する必要があるときには表示用データに編集または変換したうえで表示部７０に、レポート用の用紙に印字する必要があるときには印字用データに編集または変換したうえで記録部７５に、出力する。また、演算制御部１０は適宜、動脈硬化度および分析結果を保存部８０に保存したり、保存されたそれらの情報を読み出したりする。
【００２７】
また、評価手段としての演算制御部１０は、生体情報や動脈硬化度、波形分析結果に対して種々の判定処理を行う。判定処理は、受信された生体情報から得られる波形の品質の評価などを含む。波形品質の評価については、後でより詳しく説明する。また、演算制御部１０は、この判定の結果も、動脈硬化度や生体情報と同様に、画面に表示する必要があるときには表示用データに編集または変換したうえで表示部７０に、レポート用の用紙に印字する必要があるときには印字用データに編集または変換したうえで記録部７５に、出力する。また、演算制御部１０は適宜、判定結果を保存部８０に保存したり、保存された判定結果を読み出したりする。また、演算制御部１０は、判定結果に従って、報知音の出力を指示する信号を音声発生部８５に出力する。
【００２８】
また、演算制御部１０は、ユーザによる操作を支援するための音声ガイダンスが必要なときには、ガイダンス用データを音声発生部８５に出力する。
【００２９】
また、演算制御部１０は、ユーザの操作による入力や指示の内容を入力／指示部９０から受信し、受信内容に従って、各生体情報計測部や表示部７０、記録部７５、保存部８０、音声発生部８５の機能に関連する設定を行ったり、それぞれの動作の開始や停止を制御したりする。
【００３０】
表示部７０は、表示画面などを主要構成として有し、演算制御部１０から表示用データとして入力された生体情報、波形分析結果、動脈硬化度および判定結果を画面に表示する。画面表示については、後でより詳しく説明する。
【００３１】
記録部７５は、給紙機構や印字用ヘッドなどを主要構成として有し、演算制御部１０から印字用データとして入力された生体情報、波形分析結果、動脈硬化度および判定結果を用紙に印字する。
【００３２】
保存部８０は、ハードディスクドライブや書き込み可能な光ディスクドライブ、不揮発性メモリなどにより構成され、演算制御部１０からの情報の保持が可能である。
【００３３】
音声発生部８５は、スピーカなどを主要構成として有し、演算制御部１０から入力されたガイダンス用データまたは報知音出力指示信号に従って、ガイダンス音声または報知音を生成する。
【００３４】
入力／指示部９０は、キーボードやマウス、ボタン、タッチパネルなどから構成され、ユーザの操作による入力や指示を可能にする。ユーザによる入力や指示の内容は演算制御部１０に通知される。
【００３５】
脈波計測部２０５は、アモルファス式の脈波取得手段である。脈波計測部２０５は、被検者に装着されたアモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂにより検出された被検者の脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。脈波計測部２０５による脈波の計測は、演算制御部１０で大動脈ＰＷＶを求める場合に好適に用いられ、この場合、アモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂの一方は、被検者の頸動脈部に装着され、他方は、被検者の大腿動脈部に装着される。
【００３６】
心電図取得手段としての心電図計測部２０４は、被検者に装着された四肢用心電電極部２４ａおよび胸部用心電電極部２４ｂにより検出された心電図信号を演算制御部１０に供給することにより、心電図の計測を行う。四肢用心電電極部２４ａは、典型的には、右手首、左手首、右足首および左足首にそれぞれ装着される４つの心電電極からなる。両足首用の心電電極に関しては、両足首への装着が下肢に装着されたカフ２２Ｒ、２２Ｌにより妨げられないように形成されていることが好ましい。また、胸部用心電電極部２５ｂは、典型的には、胸部の６箇所にそれぞれ装着される６つの心電電極からなる。
【００３７】
心音取得手段としての心音計測部２０３は、被検者に装着された心音マイク２３により検出された心音信号を演算制御部１０に供給することにより、心音の計測を行う。
【００３８】
血圧脈波計測部２００は、本実施の形態では、上肢用計測制御部２０１と下肢用計測制御部２０２とを独立に設けてなるものであるが、上肢用計測制御部２０１と下肢用計測制御部２０２と一体化してなるものであってもよい。
【００３９】
血圧脈波計測部２００は、オシロメトリック式の血圧脈波取得手段であり、血圧取得手段および脈波取得手段の両方の機能を有する。血圧脈波計測部２００の上肢用計測制御部２０１は、２つの圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌを有する他に、ポンプ、排気弁、ＣＰＵおよびメモリを有する。メモリには、ポンプ、排気弁、カフ２１Ｒ、２１Ｌによる血圧計測およびカフ２１Ｒ、２１Ｌによる脈波計測を制御するプログラムと、この制御に関連する設定情報とが記憶されている。上肢用計測制御部２０１は、ＣＰＵによりプログラムを設定情報に従って実行する。上肢用計測制御部２０１は、ポンプおよび排気弁を用いて、ホース２１ｈを介してカフ２１Ｒ、カフ２１Ｌのゴム嚢２１ａＲ、２１ａＬに空気を導入することによりカフ２１Ｒ、２１Ｌの加圧を行うと共に、ゴム嚢２１ａＲ、２１ａＬから空気を排出することにより、カフ２１Ｒ、２１Ｌの減圧を行う。カフ２１Ｒは、右上腕に装着されたカフを指し、カフ２１Ｌは、左上腕に装着されたカフを指す。加圧後のカフ圧の目標値は、脈波計測の場合と血圧計測の場合とで異なり、それぞれ個別に設定可能である。
【００４０】
また、上肢用計測制御部２０１は、カフ加圧後のカフ２１Ｒ、２１Ｌのカフ圧の変動を脈波信号として圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌで検出し、検出された脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。なお、脈波の計測には、２つのカフ２１Ｒ、２１Ｌのうち片方のみが使用されてもよいし、両方が使用されてもよい。
【００４１】
また、上肢用計測制御部２０１は、カフ減圧中に、カフ２１Ｒ、２１Ｌのカフ圧の振動を圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌにより検出しながら、振幅の増大が最も顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出すると共に、振動の減少が最も顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出して、検出された収縮期血圧および拡張期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。なお、上肢用計測制御部２０１は、カフ２１Ｒのみを用いた右側の血圧の計測と、カフ２１Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。また、振動するカフ圧からの収縮期血圧および拡張期血圧の検出は、上肢用計測制御部２０１の代わりに演算制御部１０にて行うこともできる。
【００４２】
血圧脈波計測部２００の下肢用計測制御部２０２は、２つの圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌを有する他に、ポンプ、排気弁、ＣＰＵおよびメモリを有する。メモリには、ポンプ、排気弁、カフ２２Ｒ、２２Ｌによる血圧計測およびカフ２２Ｒ、２２Ｌによる脈波計測を制御するプログラムと、この制御に関連する設定情報とが記憶されている。下肢用計測制御部２０２は、ＣＰＵによりプログラムを設定情報に従って実行する。下肢用計測制御部２０２は、ポンプおよび排気弁を用いて、ホース２２ｈを介してカフ２２Ｒ、カフ２２Ｌのゴム嚢２２ａＲ、２２ａＬに空気を導入することによりカフ２２Ｒ、２２Ｌの加圧を行うと共に、ゴム嚢２２ａＲ、２２ａＬから空気を排出することにより、カフ２２Ｒ、２２Ｌの減圧を行う。カフ２２Ｒは、右足首に装着されたカフを指し、カフ２２Ｌは、左足首に装着されたカフを指す。加圧後のカフ圧の目標値は、脈波計測の場合と血圧計測の場合とで異なり、それぞれ個別に設定可能である。
【００４３】
また、下肢用計測制御部２０２は、カフ加圧後のカフ２２Ｒ、２２Ｌのカフ圧の変動を脈波信号として圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌで検出し、検出された脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。なお、脈波の計測には、２つのカフ２２Ｒ、２２Ｌのうち片方のみが使用されてもよいし、両方が使用されてもよい。
【００４４】
また、下肢用計測制御部２０２は、カフ減圧中に、カフ２２Ｒ、２２Ｌのカフ圧の変動を圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌにより検出しながら、変動の増大が顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出すると共に、変動の減少が顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出して、検出された収縮期血圧および拡張期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。なお、下肢用計測制御部２０２は、カフ２２Ｒのみを用いた右側の血圧の計測と、カフ２２Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。また、振動するカフ圧からの収縮期血圧および拡張期血圧の検出は、下肢用計測制御部２０２の代わりに演算制御部１０にて行うこともできる。
【００４５】
以上、本実施の形態に係る生体情報処理装置の構成について説明した。
【００４６】
次いで、生体情報処理装置の表示部７０による画面表示について、図２に示す画面表示の一例を参照しながら説明する。
【００４７】
画面には、複数の波形が、リアルタイムで、つまり生体情報の計測と略同時に表示される。より具体的には、心電図信号、心音信号および脈波信号が心電図計測部２０４、心音計測部２０３および血圧脈波計測部２００から演算制御部１０に供給されると即座に、演算制御部１０は、供給された情報に基づいて得られる波形を画面に表示するための表示波形データを生成して表示部７０に供給する。表示部７０は、表示波形データが供給されると即座にこれを画面に表示する。
【００４８】
図２の例では、時間を横軸とし生体情報の計測値を縦軸とする６つの波形が表示される。これらの波形は、計測時間の経過に伴って右手方向に並進する。最上部の波形は、心電図波形であり、上から２番目の波形は、心音波形であり、上から３番目の波形は、右上腕脈波波形であり、上から４番目の波形は、左上腕脈波波形であり、上から５番目の波形は、右足首脈波波形であり、最下部の波形は、左足首脈波波形である。
【００４９】
さらに、画面には、区分線と呼ばれる縦線が、心音波形および脈波波形に重ねて表示される。区分線は、各波形における各周期の特徴点（特徴点の検出は演算制御部１０で行われるが、これについては後述する）を画面上に明示して特徴点の位置をユーザに分かりやすくするための表示物であり、特徴点にて波形と交差する線である。区分線は、対応する特徴点の表示と略同時に表示される。図２の例では、区分線は、ＣＡＶＩの算出に用いられるパラメータ（つまり、上記の式（５）におけるＴｂおよびＴｂａ）に対応する区間を特定する特徴点を明示する。このような特徴点としては、心音波形における心II音の立ち上がり部ならびに脈波波形における脈波立ち上がり部および切痕部がある。
【００５０】
このようにして、区分線が、脈波計測の際に、脈波波形品質の判定を支援する基本情報として適時に提供されるため、ユーザは脈波波形品質についての主観的な判定を迅速に行うことができ、動脈硬化検査の信頼性や効率性を向上することができる。また、区分線が、心音波形品質の判定を支援する情報としても適時に提供されるため、ユーザは心音波形品質についての主観的な判定を迅速に行うことができ、動脈硬化検査の信頼性や効率性を向上することができる。
【００５１】
さらに、画面には、脈波波形の品質の評価結果に対応するマーク（文字、シンボル、アイコンなどを含む）も、対応する脈波波形の近くに表示される。マークは、脈波波形の品質の評価結果を画面上に明示して脈波波形の品質をユーザに分かりやすくするための表示物であり、同じ周期に属する区分線と略同時に表示される。脈波波形の品質は、演算制御部１０により評価され、これにより評価結果が得られる。この例では、演算制御部１０が、特定のアルゴリズムで脈波波形の再現性を判定することにより、各周期の脈波波形の品質を４段階で評価する。表示部７０は、最高品質を「◎」で表示し、２番目に高い品質を「○」で表示し、３番目に高い品質を「△」で表示し、最低品質を「×」で表示する。
【００５２】
このようにして、演算制御部１０により特定のアルゴリズムを用いて得られた脈波波形品質の評価結果が、脈波計測の際に、脈波波形品質の判定を支援する付加情報として適時に適用されるため、ユーザは脈波波形品質について客観的な判定を行うことができ、動脈硬化検査の信頼性や効率性を一層向上することができる。
【００５３】
次いで、生体情報処理装置の演算制御部１０による特徴点検出について説明する。ＣＡＶＩの算出に必要な特徴点は、心II音立ち上がり部、上腕の脈波切痕部、上腕の脈波立ち上がり部および下腿の波形立ち上がり部である。よって、ここでは、上腕の脈波立ち上がり部の検出に必要な特徴点である上腕の脈波ピーク部および上腕の脈波ボトム部、上腕の脈波立ち上がり部、心II音立ち上がり部ならびに上腕の脈波切痕部の検出について、図３から図９を順に参照しながら説明する。図３から図９において、（ａ）は心電図波形を示し、（ｂ）は心音波形を示し、（ｃ）は脈波波形を示し、これらの波形は同じタイミングに検出された心電図、心音および脈波から得られる波形である。
【００５４】
図３には、特徴点検出の第１段階が示され、ここでは、脈波ピーク部Ｃ１が特徴点として検出される。具体的には、まず心電図波形のＲ波が検出され、Ｒ波検出後の、脈波における最初の極大点が脈波ピーク部Ｃ１として検出される。一般に、上腕の脈波ピーク部Ｃ１は、Ｒ波から２５０ｍｓ程度後方に位置する。
【００５５】
この極大点は、脈波の計測値の平滑化微分を計測タイミング毎に行うことにより検出可能であり、平滑化微分値のゼロクロス点の１つである。平滑化微分のポイント数をより多く設定することが好ましい。これにより、脈波の周波数よりも非常に大きな周波数成分を有するような比較的小さな切痕部を極大点として誤検出することを回避できる。
【００５６】
図４には、特徴点検出の第２段階が示され、ここでは、脈波ボトム部Ｃ２が特徴点として検出される。具体的には、脈波ピーク部Ｃ１から遡る方向に脈波波形を辿って最初の極小点が脈波ボトム部Ｃ２として検出される。一般に、脈波ボトム部Ｃ２は、脈波ピーク部Ｃ１から１５０ｍｓ程度前に位置する。
【００５７】
図５には、特徴点検出の第３段階が示され、ここでは、脈波立ち上がり部Ｃ４が特徴点として検出される。具体的には、まず、脈波ボトム部Ｃ２の時点から所定期間だけ遡った時点の座標にて波形と交差する直線Ｌ１が求められる。直線Ｌ１は、脈波ピーク部Ｃ１と脈波ボトム部Ｃ２との高さの差分値と、所定期間の値とから定められる傾きθを有する。そして、脈波ボトム部Ｃ２から脈波波形の変曲点Ｃ３までの脈波立ち上がり探索期間Ｄ１が特定される。そして、脈波立ち上がり探索期間Ｄ１において、直線Ｌ１と直角をなし直線Ｌ１と脈波波形とを結ぶ線分Ｌ２の長さが最も長くなる波形上の点、換言すれば、直線Ｌ１からの距離が最も大きくなる波形上の点が、脈波立ち上がり部Ｃ４として検出される。この段階の特徴点検出の詳細は、特許文献１に開示されている。
【００５８】
図６には、特徴点検出の第４段階が示され、ここでは、心II音ピーク部Ｃ５が特徴点として検出される。具体的には、まず、Ｒ波の時点から一定の時間長（通常は約２５０ｍｓであり、被検者の標準Ｒ−Ｔ間隔を参考に可変）を有するマスク期間Ｄ２と、マスク期間終了時点から一定の時間長（通常は約２００ｍｓ）を有する心音立ち上がり探索期間Ｄ３とが特定される。そして、マスク期間Ｄ２内の心音波形がマスキングされ、心音立ち上がり探索期間Ｄ３における最大点が、心II音ピーク部Ｃ５として検出される。
【００５９】
図７には、特徴点検出の第５段階が示され、ここでは、心II音立ち上がり部Ｃ６が特徴点として検出される。具体的には、まず、少なくとも心音立ち上がり探索期間Ｄ３にわたって心音波形のエンベロープＥ１が生成される。そして、エンベロープＥ１に対して第３段階と同様の検出手法を適用することにより、心II音立ち上がり部Ｃ６が検出される。一般に、心II音立ち上がり部Ｃ６は、Ｒ波から３００ｍｓ程度後方に位置する。
【００６０】
図８には、特徴点検出の第６段階が示され、ここでは、切痕探索期間Ｄ４が特定される。切痕探索期間Ｄ４は、脈波波形において、始点Ｃ７から終点Ｃ８までの区間である。始点Ｃ７は、心II音立ち上がり部Ｃ６の時点から４０ｍｓ程度後方に位置する心音波形上の最初の上凸部と同じ時点に位置する。終点Ｃ８は、心II音立ち上がり部Ｃ６から１４０ｍｓ程度後方に位置する心音波形上の上凸部と同じ時点に位置する。切痕探索期間Ｄ４の特定後、始点Ｃ７と終点Ｃ８とを結ぶ直線Ｌ３が求められる。
【００６１】
図９には、特徴点検出の第７段階が示され、ここでは、脈波切痕部Ｃ９が特徴点として検出される。脈波切痕部Ｃ９は、切痕探索期間Ｄ４において直線Ｌ３からの距離が最も大きくなる点である。
【００６２】
以上のようにして、各波形の特徴点が検出される。この特徴点検出では、脈波立ち上がり部Ｃ４は、Ｒ波検出から約２５０ｍｓ後に検出可能であり、心II音立ち上がり部Ｃ６は、Ｒ波検出から約４５０ｍｓ後に検出可能であり、上腕の脈波切痕部Ｃ９は、Ｒ波検出から約４４０ｍｓ後に検出可能である。したがって、Ｒ波検出から約４５０ｍｓ後に、ＣＡＶＩの算出に必要な特徴点の検出を完了することができる。そして、波形のリアルタイム表示に対して僅かな遅延つまり良好な追従性で、区分線を重ね表示することができる。従来の一般的な特徴点検出では、Ｒ−Ｒ間隔に対応する脈波波形の最大点を脈波ピーク部として検出していたため、脈波ピーク部の検出には、Ｒ−Ｒ間隔に相当する時間（心拍数が６０であれば１秒）を少なくとも要していた。これに対し本実施の形態の特徴点検出では、脈波ピーク部の検出に要する時間が大幅に短縮され、これにより、ＣＡＶＩ算出に必要な特徴点の検出の所要時間も短縮され、この結果、波形と区分線との略同時での表示が確実に実現される。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態を説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成および動作についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生体情報処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る画面表示を説明するための図
【図３】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第１段階を説明するための図
【図４】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第２段階を説明するための図
【図５】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第３段階を説明するための図
【図６】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第４段階を説明するための図
【図７】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第５段階を説明するための図
【図８】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第６段階を説明するための図
【図９】本発明の一実施の形態に係る特徴点検出の第７段階を説明するための図
【符号の説明】
【００６５】
１０  演算制御部
２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ  カフ
２１ａＲ、２１ａＬ、２２ａＲ、２２ａＬ  ゴム嚢
２１ｈ、２２ｈ  ホース
２３  心音マイク
２４ａ  四肢用心電電極部
２４ｂ  胸部用心電電極部
２５ａ、２５ｂ  アモルファス式脈波センサ
７０  表示部
７５  記録部
８０  保存部
８５  音声発生部
９０  入力／指示部
２００  血圧脈波計測部
２０１  上肢用計測制御部
２０２  下肢用計測制御部
２０３  心音計測部
２０４  心電図計測部
２０５  脈波計測部
２１１Ｒ、２１１Ｌ、２２１Ｒ、２２１Ｌ  圧力センサ
【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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