(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大動脈の脈波速度を監視するための方法であって、
個人の身体の外部の、脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価ができるように前記脈波信号の取得を可能にする単一のセンサ位置に配置されている単一のセンサから、前記脈波信号を受け取るステップと、
前記脈波信号における反射波の開始点を識別するステップと、
前記反射波の開始点における反射波比を求めるステップと、
前記反射波比から大動脈の脈波速度を求めるステップと、
前記大動脈の脈波速度を表示するステップ、前記大動脈の脈波速度を伝送するステップ、および前記大動脈の脈波速度を記憶するステップのうち少なくとも１つとを含む方法。
【請求項２】
前記反射波の開始点を識別するステップが、
前記脈波信号から三次導関数を求めるステップと、
前記三次導関数の第２の時系列的なピークを識別するステップと、
前記三次導関数の第２の時系列的なピークを使用して前記反射波の開始点を識別するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反射波の開始点を識別するステップが、
前記脈波信号から三次導関数および四次導関数を求めるステップと、
前記四次導関数から開始点試験窓を識別するステップと、
前記開始点試験窓の中で前記三次導関数の第１の時系列的な窓ピークを識別するステップと、
前記三次導関数の前記第１の時系列的な窓ピークを使用して前記反射波の開始点を識別するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記反射波比を求めるステップが、
前記脈波信号から一次導関数を求めるステップと、
前記三次導関数における前記反射波の開始点に対応する一次導関数の開始点を識別するステップと、
前記一次導関数の開始点の正規化された高さとして前記反射波比を求めるステップとを含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記一次導関数の開始点の前記正規化された高さを求めるステップが、
前記一次導関数の最大振幅ピークを識別するステップと、
前記最大振幅ピークの高さを測定するステップと、
前記最大振幅ピークの前記高さに基づいて前記一次導関数を正規化するステップと、
前記一次導関数の開始点における前記正規化された一次導関数の高さを測定するステップとを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記大動脈の脈波速度を求めるステップが、
前記反射波比から前記大動脈の脈波速度へのマッピングのルックアップ表を使用するステップを含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記脈波信号から心拍数を求めるステップと、
前記心拍数から求められた正規化係数を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めるステップとをさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記脈波信号が容積脈波信号である請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記個人の血圧因子を較正するステップと、
前記大動脈の脈波速度および前記血圧因子を使用して前記個人の血圧を求めるステップとをさらに含む請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記反射波の開始点を識別する前に、前記脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するステップと、
前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たす場合のみ、前記反射波の開始点を識別するステップ、前記反射波比を計算するステップ、および前記大動脈の脈波速度を求めるステップの行為を遂行するステップとをさらに含む請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記脈波信号から四次導関数を求めるステップと、
前記四次導関数の第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の第３の時系列的なピークを識別するステップと、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが複数のピークエラーの条件を満たしているかどうか判断するステップとをさらに含む方法であって、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが前記複数のピークエラーの条件を満たす場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たす請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のピークエラーの条件が第１の閾値および第２の閾値を含む方法であって、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークが前記第１の閾値を満たしているかどうか判断するステップと、
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが前記第２の閾値を満たしているかどうか判断するステップとをさらに含む方法において、
前記第１の閾値と前記第２の閾値の両方が満たされる場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たす請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さが、前記第１の閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークの高さの少なくとも８０％であり、
前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークの高さが、前記第２の閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さの少なくとも１０％である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のピークエラーの条件が、振幅閾値、第１のタイミング閾値、および第２のタイミング閾値を含む方法であって、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークが前記振幅閾値を満たしているかどうか判断するステップと、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの間の第１の隔たりおよび前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークと前記四次導関数の第３の時系列的なピークの間の第２の隔たりを求めるステップと、
前記第１の隔たりと前記第２の隔たりを比較して、前記第１のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するステップと、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークの間の第３の隔たりを求めて、前記第２のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するステップとをさらに含む方法において、
前記振幅閾値、前記第１のタイミング閾値および前記第２のタイミング閾値の各々が満たされる場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たす請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さが、前記振幅閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークの高さの少なくとも８０％であり、
前記第２の隔たりが、前記第１のタイミング閾値を満たすためには前記第１の隔たりの３倍未満であり、
前記第３の隔たりが、前記第２のタイミング閾値を満たすためには少なくとも０．２秒である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
デバイスのマイクロプロセッサ上で、前記デバイスを、大動脈の脈波速度を監視するための方法を実施するように適合させるように実行可能な複数の命令を含んでいるコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
個人の身体の外部の、脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価ができるように前記脈波信号の取得を可能にする単一のセンサ位置に配置されている単一のセンサから、前記脈波信号を受け取るステップと、
前記脈波信号における反射波の開始点を識別するステップと、
前記反射波の開始点における反射波比を求めるステップと、
前記反射波比から大動脈の脈波速度を求めるステップと、
前記大動脈の脈波速度を表示するステップ、前記大動脈の脈波速度を伝送するステップ、および前記大動脈の脈波速度を記憶するステップのうち少なくとも１つとを含むコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記反射波の開始点を識別するステップが、
前記脈波信号から三次導関数を求めるステップと、
前記三次導関数の第２の時系列的なピークを識別するステップと、
前記三次導関数の前記第２の時系列的なピークを使用して前記反射波の開始点を識別するステップとを含む請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記反射波の開始点を識別するステップが、
前記脈波信号から三次導関数および四次導関数を求めるステップと、
前記四次導関数から開始点試験窓を識別するステップと、
前記開始点試験窓の中で前記三次導関数の第１の時系列的な窓ピークを識別するステップと、
前記三次導関数の前記第１の時系列的な窓ピークを使用して前記反射波の開始点を識別するステップとを含む請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記反射波比を求めるステップが、
前記脈波信号から一次導関数を求めるステップと、
前記三次導関数における前記反射波の開始点に対応する一次導関数の開始点を識別するステップと、
前記一次導関数の開始点の正規化された高さとして前記反射波比を求めるステップとを含む請求項１７または１８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記一次導関数の開始点の前記正規化された高さを求めるステップが、
前記一次導関数の最大振幅ピークを識別するステップと、
前記最大振幅ピークの高さを測定するステップと、
前記最大振幅ピークの前記高さに基づいて前記一次導関数を正規化するステップと、
前記一次導関数の開始点における前記正規化された一次導関数の高さを測定するステップとを含む請求項１９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２１】
前記方法が、
前記個人の血圧因子を較正するステップと、
前記大動脈の脈波速度および前記血圧因子を使用して前記個人の血圧を求めるステップとをさらに含む請求項１６から２０のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２２】
前記方法が請求項６から８および請求項１０から１５のいずれか一項によってさらに定義される、請求項１６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
大動脈の脈波速度を監視するためのシステムであって、
個人の身体の外部から脈波信号を取得するように構成された脈波取得ユニットと、
表示ユニット、記憶ユニットおよび通信インターフェースのうち少なくとも１つを備える脈波解析ユニットとを備えるシステムにおいて、
前記脈波取得ユニットが、前記脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価を可能にするような前記脈波信号の取得を可能にするセンサ位置に配置されるように単一のセンサが含まれており、前記脈波取得ユニットが、前記脈波信号を前記脈波解析ユニットに伝送するようにさらに構成されており、
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号における反射波の開始点を識別し、
前記反射波の開始点における反射波比を求め、
前記反射波比から大動脈の脈波速度を求め、
前記表示ユニットを使用して前記大動脈の脈波速度を表示するステップ、前記通信インターフェースを使用して前記大動脈の脈波速度を伝送するステップ、および前記大動脈の脈波速度を前記記憶ユニットに記憶するステップのうち少なくとも１つを遂行するように構成されているシステム。
【請求項２４】
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号から三次導関数を求め、
前記三次導関数の第２の時系列的なピークを識別し、
前記三次導関数の前記第２の時系列的なピークを使用して前記反射波の開始点を識別することにより、前記反射波の開始点を識別するように構成されている請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号から三次導関数および四次導関数を求め、
前記四次導関数から開始点試験窓を識別し、
前記開始点試験窓の中で前記三次導関数の第１の時系列的な窓ピークを識別して、
前記三次導関数の前記第１の時系列的な窓ピークを使用して前記反射波の開始点を識別することにより、前記反射波の開始点を識別するように構成されている請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号から一次導関数を求め、
前記三次導関数における前記反射波の開始点に対応する一次導関数の開始点を識別し、
前記一次導関数の開始点の正規化された高さとして前記反射波比を求めることにより、
前記反射波比を求めるように構成されている請求項２４または２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記脈波解析ユニットが、
前記一次導関数の最大振幅ピークを識別し、
前記最大振幅ピークの高さを測定し、
前記最大振幅ピークの前記高さに基づいて前記一次導関数を正規化して、
前記一次導関数の開始点における前記正規化された一次導関数の高さを測定することにより、前記一次導関数の開始点の前記正規化された高さを求めるように構成されている請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記脈波解析ユニットが、前記反射波比から前記大動脈の脈波速度へのマッピングのルックアップ表を使用して前記大動脈の脈波速度を求めるように構成されている請求項２３から２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号から心拍数を求め、
前記心拍数から求められた正規化係数を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めるようにさらに構成されている請求項２３から２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記脈波取得ユニットが容積脈波信号を取得するように構成されている請求項２３から２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記脈波解析ユニットが、
前記個人の血圧因子を較正して、
前記大動脈の脈波速度および前記血圧因子を使用して前記個人の血圧を求めるように構成されている請求項２３から３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記脈波解析ユニットが、
前記反射波の開始点を識別する前に、前記脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断して、
前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たす場合のみ、前記反射波の開始点を識別するステップと、前記反射波比を求めるステップと、前記大動脈の脈波速度を求めるステップとを遂行するようにさらに構成されている請求項２３から３１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記脈波解析ユニットが、
前記脈波信号から四次導関数を求め、
前記四次導関数の第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の第３の時系列的なピークを識別し、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが複数のピークエラーの条件を満たしているかどうか判断して、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピーク、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピーク、および前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが前記複数のピークエラーの条件を満たす場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たしていると判断するようにさらに構成されている請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記複数のピークエラーの条件が第１の閾値および第２の閾値を含み、前記脈波解析ユニットが、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークが前記第１の閾値を満たしているかどうか判断し、
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークが前記第２の閾値を満たしているかどうか判断し、
前記第１の閾値と前記第２の閾値の両方が満たされる場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たしていると判断するように構成されている請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さが、前記第１の閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークの高さの少なくとも８０％であり、
前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークの高さが、前記第２の閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さの少なくとも１０％である請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記複数のピークエラーの条件が、振幅閾値、第１のタイミング閾値、および第２のタイミング閾値を含み、前記脈波解析ユニットが、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークを比較して、前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークが前記振幅閾値を満たしているかどうか判断し、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの間の第１の隔たりおよび前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークと前記四次導関数の第３の時系列的なピークの間の第２の隔たりを求め、
前記第１の隔たりと前記第２の隔たりを比較して、前記第１のタイミング閾値が満たされているかどうか判断し、
前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークと前記四次導関数の前記第３の時系列的なピークの間の第３の隔たりを求めて、前記第２のタイミング閾値が満たされているかどうか判断し、
前記振幅閾値、前記第１のタイミング閾値および前記第２のタイミング閾値の各々が満たされる場合、前記脈波信号が前記エラー閾値の条件を満たしていると判断するように構成されている請求項３３に記載のシステム。
【請求項３７】
前記四次導関数の前記第２の時系列的なピークの高さが、前記振幅閾値を満たすためには前記四次導関数の前記第１の時系列的なピークの高さの少なくとも８０％であり、
前記第２の隔たりが、前記第１のタイミング閾値を満たすためには前記第１の隔たりの３倍未満であり、
前記第３の隔たりが、前記第２のタイミング閾値を満たすためには少なくとも０．２秒である請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記脈波解析ユニットが、前記表示ユニットを使用して前記個人の血圧を表示するステップ、前記通信インターフェースを使用して前記個人の血圧を伝送するステップ、および前記個人の血圧を前記記憶ユニットに記憶するステップのうち少なくとも１つを遂行するようにさらに構成されている請求項３１に記載のシステム、または請求項３１に依拠するときには請求項３２から３７のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される様々な実施形態は、一般に大動脈の脈波速度および血圧を監視するためのシステムおよび方法に関し、具体的には単一の外部脈センサを使用するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、その開示の全体が参照によって本明細書に組み込まれている、２０１４年１０月２７日に出願した「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ  ＡＯＲＴＩＣ  ＰＵＬＳＥ  ＷＡＶＥ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＡＮＤ  ＢＬＯＯＤ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ」という名称の米国特許仮出願第６２／０６９，１０６号からの優先権を主張するものである。
【０００３】
脈波信号は、個人の健康の状態に関する重要な情報を包含している。動脈の脈波信号は、相互作用して脈波信号の形状を定義する３つの波動を包含している。直接波は心収縮に関連しており、反射波は直接波の反射の合計として形成され、重拍波は、心収縮相または心収縮期の最後に大動脈弁が閉じるとき生じる。
【０００４】
直接波、反射波、および重拍波は、ほとんどの個人から取得される動脈の脈波信号において識別され得る。一般的には、これらの波形およびその特性を識別するには、時間領域または周波数領域の信号解析法を使用する必要がある。これらの波形は動脈の脈波信号の大動脈の脈波速度（ＡｏＰＷＶ）を求めるのに使用され得る。
【０００５】
ＡｏＰＷＶは、短期的には血圧の変化と関連しており、より長期的には大動脈の剛性の変化と関連している。大動脈の剛性は、心リスクの有効な指標として識別されており、すべての原因からの死のリスクの予測因子であることも示されている。
【０００６】
現在、個人のＡｏＰＷＶを求めるためのいくつかの方法がある。ＡｏＰＷＶを求めるための「代表的な」方法は、頚動脈の上と大腿動脈の上とに配置された少なくとも２つの動脈の脈センサを使用することを含む。ＡｏＰＷＶを求めるための別の方法には、腕に付ける膨張式のカフを使用して腕の動脈圧の脈波信号を取得するものがある。取得された信号は、大抵の場合、計算された大動脈の有効な反射距離および脈波信号解析とともに使用され、次いで、これらはＡｏＰＷＶを求めるために使用される。一般に、ＡｏＰＷＶ解析のために脈波信号を取得するための既知の方法は、精巧なハードウェアを使用する必要があるかまたは侵襲性である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
広範な態様では、本明細書で説明される少なくとも１つの実施形態は、大動脈の脈波速度を監視するための方法を提供するものである。この方法は、個人の身体の外部の、脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価ができるように脈波信号の取得を可能にするセンサ位置に配置されたセンサから、脈波信号を受け取るステップを含むことができる。反射波の開始点は脈波信号において識別され得る。反射波比は反射波の開始点において求められ得、大動脈の脈波速度は反射波比から求められ得る。この方法はまた、大動脈の脈波速度を表示するステップ、大動脈の脈波速度を伝送するステップ、および大動脈の脈波速度を記憶するステップのうち少なくとも１つも含む。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
いくつかの実施形態では、反射波の開始点を識別するステップは、脈波信号から三次導関数を求めるステップと、三次導関数の第２のピークを識別するステップと、三次導関数の第２のピークを使用して反射波の開始点を識別するステップとを含み得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、反射波の開始点を識別するステップは、脈波信号から三次導関数および四次導関数を求めるステップと、四次導関数から開始点試験窓を識別するステップと、開始点試験窓の中で三次導関数の第１の窓ピークを識別するステップと、三次導関数の第１の窓ピークを使用して反射波の開始点を識別するステップとを含み得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、反射波比を求めるステップは、脈波信号から一次導関数を求めるステップと、三次導関数における反射波の開始点に対応する一次導関数の開始点を識別するステップと、一次導関数の開始点の正規化された高さとして反射波比を求めるステップとを含み得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、一次導関数の開始点の正規化された高さを求めるステップは、一次導関数の第１のピークを識別するステップと、第１のピークの高さを測定するステップと、第１のピークの高さに基づいて一次導関数を正規化するステップと、一次導関数の開始点における正規化された一次導関数の高さを測定するステップとを含み得る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、大動脈の脈波速度は、反射波比から大動脈の脈波速度へのマッピングのルックアップ表を使用して求められ得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、この方法は、脈波信号から心拍数を求めるステップと、心拍数から求められた正規化係数を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めるステップとをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、正規化された大動脈の脈波速度を求めるステップは、心拍数から求められた正規化係数を使用して、正規化された反射波比を求めるステップと、次いで、正規化された反射波比を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めるステップとを含み得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、この方法は、個人の血圧因子を較正するステップと、大動脈の脈波速度および血圧因子を使用してその個人の血圧を求めるステップとを含み得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、反射波の開始点を識別する前に、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断されてよい。脈波信号がエラー閾値の条件を満たす場合のみ、反射波の開始点を識別するステップと、反射波比を計算するステップと、大動脈の脈波速度を求めるステップとの行為が遂行され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するステップは、脈波信号から四次導関数を求めるステップを含み得る。四次導関数から第１のピーク、第２のピークおよび第３のピークが識別され得て、第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが、複数のピークエラーの条件を満たしているかどうか判断され得る。第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが複数のピークエラーの条件を満たす場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【００１７】
いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は第１の閾値および第２の閾値を含み得る。第２のピークが第１の閾値を満たしているかどうか判断するために第１のピークと第２のピークが比較されてよく、第３のピークが第２の閾値を満たしているかどうか判断するために第２のピークと第３のピークが比較されてよい。第１の閾値と第２の閾値の両方が満たされる場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、第１の閾値を満たすためには第２のピークの高さが第１のピークの高さの少なくとも８０％でよく、第２の閾値を満たすためには第３のピークの高さが第２のピークの高さの少なくとも１０％でよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は、振幅閾値、第１のタイミング閾値、および第２のタイミング閾値を含み得る。第２のピークが振幅閾値を満たしているかどうか判断するために、第１のピークと第２のピークが比較されてよい。第１のピークと第２のピークの間の第１の隔たりおよび第２のピークと第３のピークの間の第２の隔たりが求められ得る。第１のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するために、第１の隔たりと第２の隔たりが比較されてよい。第２のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するために、第１のピークと第３のピークの間の第３の隔たりが求められ得る。振幅閾値、第１のタイミング閾値および第２のタイミング閾値の各々が満たされる場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、振幅閾値を満たすためには第２のピークの高さが第１のピークの高さの少なくとも８０％でよく、第１のタイミング閾値を満たすためには第２の隔たりが第１の隔たりの３倍未満でよく、第２のタイミング閾値を満たすためには第３の隔たりが少なくとも０．２秒でよい。
【００２１】
別の広範な態様では、本明細書で説明される少なくとも１つの実施形態が提供するコンピュータ可読媒体は、デバイスのマイクロプロセッサ上で、大動脈の脈波速度を監視するための方法を実施するように同デバイスを適合させるための実行可能な複数の命令を含む。大動脈の脈波速度を監視するための方法は、本明細書の教示によって説明される様々な実施形態によって定義され得る。
【００２２】
別の広範な態様では、本明細書で説明される少なくとも１つの実施形態は、大動脈の脈波速度を監視するためのシステムを提供するものである。このシステムは、個人の身体の外部から脈波信号を取得するように構成された脈波取得ユニットと、表示ユニット、記憶ユニットおよび通信インターフェースのうち少なくとも１つを有する脈波解析ユニットとを含み得る。脈波取得ユニットは、脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価を可能にするような、脈波信号の取得を可能にするセンサ位置に配置されるように適合されてよく、脈波解析ユニットに脈波信号を伝送するように構成されてよい。脈波解析ユニットは、脈波信号における反射波の開始点を識別し、反射波の開始点における反射波比を求めて、反射波比から大動脈の脈波速度を求めるように構成され得る。脈波解析ユニットは、表示ユニットを使用して大動脈の脈波速度を表示するステップ、通信インターフェースを使用して大動脈の脈波速度を伝送するステップ、または記憶ユニットを使用して大動脈の脈波速度を記憶するステップのうち少なくとも１つを遂行するようにさらに構成され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、脈波信号から三次導関数を求め、三次導関数の第２のピークを識別し、三次導関数の第２のピークを使用して反射波の開始点を識別することによって、反射波の開始点を識別するように構成され得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、脈波信号から三次導関数および四次導関数を求め、四次導関数から開始点試験窓を識別し、開始点試験窓の中で三次導関数の第１の窓ピークを識別し、三次導関数の第１の窓ピークを使用して反射波の開始点を識別することによって、反射波の開始点を識別するように構成され得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、脈波信号から一次導関数を求め、三次導関数における反射波の開始点に対応する一次導関数の開始点を識別し、一次導関数の開始点の正規化された高さとして反射波比を求めることによって、反射波比を求めるように構成され得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、一次導関数の第１のピークを識別し、第１のピークの高さを測定し、第１のピークの高さに基づいて一次導関数を正規化し、一次導関数の開始点における正規化された一次導関数の高さを測定することによって、一次導関数の開始点の正規化された高さを求めるように構成され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、反射波比から大動脈の脈波速度へのマッピングのルックアップ表を使用して大動脈の脈波速度を求めるように構成され得る。
【００２８】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、脈波信号から心拍数を求め、心拍数から求められた正規化係数を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めるように構成され得る。
【００２９】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、個人の血圧因子を較正して、大動脈の脈波速度および血圧因子を使用してその個人の血圧を求めるように構成され得る。脈波解析ユニットは、表示ユニットを使用して個人の血圧を表示するステップ、通信インターフェースを使用して個人の血圧を伝送するステップ、個人の血圧を記憶ユニットに記憶するステップのうち少なくとも１つを遂行するように構成され得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、反射波の開始点を識別する前に、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するように構成され得る。脈波解析ユニットは、脈波信号がエラー閾値の条件を満たす場合のみ、反射波の開始点を識別するステップと、反射波比を計算するステップと、大動脈の脈波速度を求めるステップとを遂行してよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、脈波解析ユニットは、脈波信号から四次導関数を求めるようにさらに構成され得る。脈波解析ユニットは、四次導関数から第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークを識別し得る。脈波解析ユニットは、第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが、複数のピークエラーの条件を満たしているかどうか判断して、第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが複数のピークエラーの条件を満たす場合、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしていると判断してよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は第１の閾値および第２の閾値を含み得る。脈波解析ユニットは、第１のピークと第２のピークを比較して、第２のピークが第１の閾値を満たしているかどうか判断してよく、第２のピークと第３のピークを比較して、第３のピークが第２の閾値を満たしているかどうか判断してよい。脈波解析ユニットは、第１の閾値と第２の閾値の両方が満たされる場合、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしていると判断してよい。場合によっては、第１の閾値を満たすためには第２のピークの高さが第１のピークの高さの少なくとも８０％でよく、第２の閾値を満たすためには第３のピークの高さが第２のピークの高さの少なくとも１０％でよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は、振幅閾値、第１のタイミング閾値、および第２のタイミング閾値を含み得る。脈波解析ユニットは、第１のピークと第２のピークを比較して、第２のピークが振幅閾値を満たしているかどうか判断してよい。脈波解析ユニットは、第１のピークと第２のピークの間の第１の隔たりおよび第２のピークと第３のピークの間の第２の隔たりを求め、第１の隔たりと第２の隔たりを比較して、第１のタイミング閾値が満たされているかどうか判断してよい。脈波解析ユニットは、第１のピークと第３のピークの間の第３の隔たりを求めて、第２のタイミング閾値が満たされているかどうか判断してよい。脈波解析ユニットは、振幅閾値、第１のタイミング閾値および第２のタイミング閾値の各々が満たされる場合、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしていると判断することもできる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、振幅閾値を満たすためには第２のピークの高さが第１のピークの高さの少なくとも８０％でよく、第１のタイミング閾値を満たすためには第２の隔たりが第１の隔たりの３倍未満でよく、第２のタイミング閾値を満たすためには第３の隔たりが少なくとも０．２秒でよい。
【００３５】
本明細書で説明される様々な実施形態についてのより優れた理解のため、また、これらの様々な実施形態を実行に移し得る方法をより明らかに示すために、少なくとも１つの例示的実施形態を示す添付図面が例として参照され、ここで簡単に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】大動脈の脈波速度および血圧を監視するためのシステムの例示的実施形態のブロック図である。
【図２】大動脈の脈波速度を監視するための方法の例示的実施形態の流れ図である。
【図３】大動脈の脈波速度を監視するための方法の別の例示的実施形態の流れ図である。
【図４】例示の脈波信号と、この脈波信号の導関数とを示す図である。
【図５】脈波信号、脈波信号の一次導関数および脈波信号の三次導関数のプロットを示す、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）の例示的実施形態のスクリーンショットである。
【図６】年齢に対する反射波比の一例のプロットを示す図である。
【図７Ａ】システムのユーザに示され得るＧＵＩの例示的実施形態のスクリーンショットである。
【図７Ｂ】試験されている個人の心臓の情報を表示するようにシステムのユーザに示され得るＧＵＩの別の例示的スクリーンショットを示す図である。
【図８】脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するための方法の例示的実施形態の流れ図である。
【図９Ａ】エラー閾値の条件が満たされる、例示の脈波信号と、この脈波信号の導関数とを示す図である。
【図９Ｂ】エラー閾値の条件が満たされない、例示の脈波信号と、この脈波信号の導関数とを示す図である。
【図９Ｃ】エラー閾値の条件が満たされない、別の例示の脈波信号と、この脈波信号の導関数とを示す図である。
【図１０】例示的実施形態によって、正規化された大動脈の脈波速度を求めるのに使用され得る、例示の反射波比の正規化係数のプロットを示す図である。
【図１１】例示的実施形態によって反射波比を体内年齢の測定値に変換するための例示的換算係数のプロットを示す図である。
【図１２】例示的実施形態によって反射波比を大動脈の脈波速度に変換するための例示的換算係数のプロットを示す図である。
【図１３】代替方法を使用して求められた大動脈の脈波速度の一例の、年齢に対するプロットを示す図である。
【図１４】（例示的実施形態によって求められた）大動脈の脈波速度のプロットを、代替方法を使用して求められた大動脈の脈波速度と比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書で説明される実施形態のさらなる態様および特徴が、添付図面とともに考慮される以下の説明から明らかになるであろう。
【００３８】
特許請求される主題の一実施形態の一例を提供するために、以下で様々なシステムまたは方法を説明する。以下で説明される実施形態は、特許請求される主題を限定するものではなく、また、任意の特許請求される主題が、説明されるものと異なる方法またはシステムを対象として含み得る。特許請求される主題は、以下で説明されるいずれかのシステムまたは方法の特徴のすべてを有するシステムまたは方法に限定されること、あるいは以下で説明される装置または方法の複数またはすべてに共通の特徴に限定されることはない。以下で説明されるシステムまたは方法が、いずれかの特許請求される主題において記述される一実施形態ではないことはあり得る。以下で説明される、この文書において特許請求されないシステムまたは方法において開示されるいかなる主題も、たとえば継続特許出願といった別の保護手段の主題であり得、出願人、発明者または所有者は、この文書におけるいかなるそのような主題も、その開示によって権利を放棄すること、請求権を放棄すること、または公に供することを意図するものではない。
【００３９】
その上、説明の簡潔さおよび明瞭さのために、適切であると考えられる場合には、相当する要素または類似の要素を示すために、図の間で参照数字が繰り返され得ることが理解されよう。加えて、本明細書で説明される実施形態の十分な理解を提供するために、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、本明細書で説明される実施形態は、これら特定の詳細なしで実施され得ることが、当業者には理解されよう。他の例では、本明細書で説明される実施形態が不明瞭にならないように、周知の方法、手順および構成要素は、詳細には説明されていない。また、説明は、本明細書で説明される実施形態の範囲を限定するものと見なされるべきではない。
【００４０】
本明細書で使用される「結合された」または「結合する」という用語は、これらの用語が使用される状況に依拠していくつかの異なる意味を有し得ることにも留意されたい。たとえば、「結合された」または「結合する」という用語は、機械的含蓄、電気的含蓄、または通信の含蓄を有し得る。たとえば、本明細書で使用される「結合された」または「結合する」という用語は、２つの要素またはデバイスが互いに直接接続され得ること、あるいは特定の状況に依拠して、１つまたは複数の中間要素またはデバイスによって、電気的要素、電気信号または機械的要素を介して互いに接続され得ることを示すことができる。その上、「通信に関する結合」という用語は、要素またはデバイスが、別の要素またはデバイスに対して、電気的に、光学的に、またはワイヤレスで、データを送り得ること、ならびに別の要素またはデバイスからデータを受け取り得ることを示すために使用されてよい。
【００４１】
本明細書で使用される「および／または」という表現は、論理和を表すように意図されていることにも留意されたい。すなわち、「Ｘおよび／またはＹ」は、たとえばＸもしくはＹまたは両方を意味するように意図されている。さらなる例として、「Ｘ、Ｙ、および／またはＺ」は、ＸもしくはＹもしくはＺまたはそれらの任意の組合せを意味するように意図されている。
【００４２】
本明細書で使用される「実質的に」、「約」および「ほぼ」などの、程度の用語は、最終結果が大幅に変更されることのないように、修飾される用語の合理的な量の偏差を意味することに留意されたい。これら程度の用語は、修飾する用語の意味をこの偏差が否定することにならないのであれば、修飾される用語の偏差を含んでいるように解釈されてもよい。
【００４３】
その上、本明細書における、両端による数値域の任意の記述は、その範囲内に包含されるすべての数および小数部を含むものである（たとえば「１から５」は、１、１．５、２、２．７５、３、３．９０、４、および５を含む）。すべての数およびその小数部は、最終結果が大幅に変更されることがなければ、言及されている数の特定の量までの変化を意味する「約」という用語によって修飾されるものと見なされることも理解されたい。
【００４４】
本明細書では、大動脈の脈波速度（ＡｏＰＷＶ）を監視するために使用され得るシステムおよび方法の様々な例示的実施形態が説明される。その上、本明細書で説明されるシステムおよび方法の実施形態のうち少なくともいくつかは、大動脈の脈波速度を使用して個人の血圧を監視するためにも使用され得る。加えて、本明細書で説明される実施形態のうち少なくともいくつかは、健康またはフィットネスの追跡プログラムの一部分として、個人のＡｏＰＷＶおよび血圧の経時的変化を追跡するためにも使用され得る。
【００４５】
本明細書で説明される実施形態のうち少なくともいくつかは、大動脈の有効な反射距離が加齢とともに増加する要因であることを考慮に入れるものである。大動脈の有効な反射距離（したがってＡｏＰＷＶ）を求めるための方法は、計算結果に影響を及ぼす要因として、一般的には年齢、性別、体重および身長を導入する。
【００４６】
本明細書で説明される実施形態のうち少なくとも１つは、簡単で、非侵襲性で、しかもコスト効率の良いやり方で取得される動脈の脈波信号を使用してＡｏＰＷＶを求めるためのシステムおよび／または方法を提供するものである。本明細書で説明される実施形態のうち少なくとも１つは、年齢、性別、身長、体重または他の要因に関する情報の必要性なしで脈波信号の解析からＡｏＰＷＶを直接得るためのシステムおよび／または方法を提供するものである。これらのシステムまたは方法は、健康リスクを推定するために、連続的なやり方で血圧を監視するとともに大動脈の剛性を評価するために使用され得る。
【００４７】
本明細書で説明される実施形態では、ＡｏＰＷＶは、個人の身体の外部から取得される脈波信号から求められ得る。一般に、脈波信号は、直接波、反射波および重拍波といった３つの波動成分を含んでいる。これらの成分の解析は、ＡｏＰＷＶを求めるために使用され得る。
【００４８】
大動脈の反射波は、大動脈と、大動脈から遠位にある他の血管とから始まる波動である。それぞれの心収縮が、大動脈の壁を下って進む直接波を発生させる。様々な反射部位に応答して直接波の反射が生成され、心臓に向かって戻る。反射部位は、それだけではないが、たとえば大動脈から他の血管（たとえば腎動脈）が生じる部位、大動脈が狭くなる部位、大動脈の壁の特性が変化する部位、大動脈が二叉に分かれて腸骨動脈を形成する部位、および遠位の動脈のツリーに関連した様々な現象に応答するなどして生じ得る様々な他の反射部位を含み得る。複数の個別の部位において生じる反射は、適切な位置から取得される動脈の脈波信号で検知可能であり得る反射波を形成するように合計され得る。
【００４９】
動脈の脈波信号は、様々な技術を使用して非侵襲的に取得され得る。多くの場合、個人の下腹部またはその上部に配置された脈センサは、脈波信号の、大動脈の反射波成分の識別を可能にするやり方で、脈波信号を取得することができる。非侵入性の動脈の脈センサにとって適切な位置の例には、個人の胴、上肢および頭部における配置が含まれるが、他の適切な位置も利用され得る。適切なセンサ位置は、一般に、感知データの中に脈波信号の反射波成分があって反射波の開始点の特性評価を可能にするような、脈波信号の取得を可能にするセンサ位置を指す。
【００５０】
場合によっては、適切な位置は、脈センサから受け取られた脈波信号を解析することによって識別され得る。場合によっては、脈波信号が十分な信号対雑音比を有し、直接波、反射波および重拍波に対応する信号成分を包含していると判断するために、脈波信号が解析されてよい。たとえば、受け取られた脈波信号がエラー条件の閾値と比較されてよい。脈波信号がエラー条件の閾値を満たす場合（すなわち、設定された閾値に基づき、脈波信号が誤っているかまたは無効であるとは考えられない場合）、その位置が、個人のＡｏＰＷＶの識別のために適切な位置であると識別され得る。
【００５１】
本明細書の教示によって説明される様々な実施形態では、動脈の脈波信号から個人のＡｏＰＷＶが識別され得る。脈波信号が一旦取得されると、ＡｏＰＷＶを導出するために信号解析技術が適用され得る。本明細書で説明される様々な実施形態では、ＡｏＰＷＶを導出するために脈波信号の導関数が解析されてよい。場合によっては、脈波信号の導関数を解析すると、微妙な波動成分を明らかにすることができる。
【００５２】
場合によっては、受け取られた脈波信号を平滑化して脈波信号の導関数を得るために、多項式平滑化手法が使用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、脈波信号の導関数を求めて平滑化する一方で高周波数成分を保つために、Ｓａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙの多項式曲線当てはめの方法が利用され得る。たとえばスプライン補間などの様々な代替の多項式平滑化技術が利用されてよい。
【００５３】
本明細書で説明されるいくつかの実施形態では、ＡｏＰＷＶを導出するために、直接波および反射波を識別するのに、脈波信号の一次導関数および三次導関数が使用され得る。たとえば、脈波信号における反射波の開始点を識別するために三次導関数の第２のピークが使用され得る。次いで、第２のピークは、一次導関数信号の対応部分を識別するために使用され得る。この点は、反射波の開始点（ＲＷＯＰ）または一次導関数の開始点と称され得る。場合によっては、三次導関数を検査するための開始点試験窓を識別するために、脈波信号の四次導関数が使用され得る。次いで、反射波の開始点を識別するために、開始点試験窓における三次導関数の第１の窓ピークが使用され得る。
【００５４】
いくつかの実施形態では、反射波比を求めるためにＲＷＯＰが使用され得る。反射波比は、ＲＷＯＰの正規化された高さを使用して求められ得る。次いで、個人のＡｏＰＷＶを求めるために反射波比が使用され得る。場合によっては、個人のＡｏＰＷＶは、次いで、個人の生理的年齢を識別するために母集団平均と比較されてよく、かつ／または個人の血圧を求めるために使用されてよい。
【００５５】
本明細書で説明されるシステムおよび方法の例示的実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアの組合せとして実施され得る。場合によっては、本明細書で説明される例示的実施形態は、少なくとも１つの処理要素を有する１つまたは複数のプログラマブルデバイス上で実行する１つまたは複数のコンピュータプログラムと、データ記憶要素（揮発性メモリおよび不揮発性メモリならびに／または記憶要素を含む）とを使用することによって少なくとも部分的に実施されてよい。これらのデバイスは、デバイスの性質に依拠して、少なくとも１つの入力デバイス（たとえばキーボード、マウス、タッチスクリーンなど）、および少なくとも１つの出力デバイス（たとえば表示画面、プリンタ、ワイヤレス無線機など）も有し得る。
【００５６】
本明細書で説明される実施形態のうちの１つの少なくとも一部分を実施するために使用される、オブジェクト指向プログラミングなどの高レベルの手続き型言語で書かれているソフトウェアによって実施され得るいくつかの要素があり得ることにも留意されたい。したがって、オブジェクト指向プログラミングの熟練者に知られているように、プログラムコードはＣ、Ｃ＋＋または任意の他の適切なプログラミング言語で書かれてよく、モジュールまたはクラスを含み得る。その代わりに、またはそれに加えて、ソフトウェアによって実施されるこれらの要素のうちいくつかは、必要に応じて、アセンブリ言語、機械語またはファームウェアで書かれてよい。いずれの場合も、言語はコンパイル型またはインタプリタ型でよい。
【００５７】
これらのソフトウェアプログラムのうち少なくともいくつかは、記憶媒体（たとえば、それだけではないが、ＲＯＭ、磁気ディスク、光ディスクなどのコンピュータ可読媒体）または汎用プログラマブルデバイスもしくは専用プログラマブルデバイスによって読み取ることができるデバイスに記憶されてよい。ソフトウェアプログラムコードは、本明細書で説明される方法のうち少なくとも１つを遂行するために、プログラマブルデバイスによって読み取られたとき、プログラマブルデバイスを、新規の、特定の、定義済みのやり方で動作させるように構成する。
【００５８】
その上、本明細書で説明される実施形態のシステムおよび方法に関連したプログラムのうち少なくともいくつかは、１つまたは複数のプロセッサ用のコンピュータが使える命令を有するコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品で配布でき得る。コンピュータ可読媒体は、それだけではないが、１つまたは複数のディスケット、コンパクトディスク、テープ、チップ、ならびに磁気記憶装置および電子記憶装置などの非一時的形態を含んでいる様々な形態で提供され得る。代替実施形態では、コンピュータ可読媒体は、それだけではないが、ワイヤ線伝送、衛星伝送、インターネット伝送（たとえばダウンロード）、媒体、デジタル信号およびアナログ信号などの本来一時的なものでよい。コンピュータが使える命令は、コンパイル済みコードおよび非コンパイル済みコードを含む様々なフォーマットでもあり得る。
【００５９】
次に図１を参照すると、個人の大動脈の脈波速度および血圧を監視するために使用され得るシステム１０の例示的実施形態のブロック図が示されている。システム１０は、オペレータユニット１２、データ取得ユニット４０、およびセンサユニット４２を含む。システム１０は一例として提供されており、本明細書で説明される構成要素とは異なる構成要素または異なる構成を有するシステム１０の他の実施形態があり得る。システム１０は、当業者には普通に知られているように、システム１０の様々な構成要素に対して電力を供給するようにシステム１０の様々な構成要素に接続されたいくつかの電源（すべてが示されているわけではない）をさらに含む。一般に、ユーザは、脈波信号解析を遂行して解析の結果を評価するために、オペレータユニット１２と相互作用して、個人の外部に配置されたセンサユニット４２から脈波信号を取得してよい。
【００６０】
オペレータユニット１２は、処理ユニット１４、ディスプレイ１６、ユーザインターフェース１８、インターフェースユニット２０、入出力（Ｉ／Ｏ）ハードウェア２２、ワイヤレスユニット２４、電源ユニット２６および記憶ユニット２８を備える。記憶ユニット２８は、オペレーティングシステム３０を実施するためのソフトウェアコード、様々なプログラム３２、データ取得インターフェース３４、データ解析器３６、および１つまたは複数のデータベース３８を備える。オペレータユニット１２の多くの構成要素が、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、モバイルデバイス、タブレットなどを使用して実施され得る。
【００６１】
処理ユニット１４は、オペレータユニット１２の動作を制御するものであり、当業者によって知られているように、システム１０の構成、目的および要件に依拠して十分な処理能力のプロセッサを提供することができる任意の適切なプロセッサ、コントローラまたはデジタル信号プロセッサであり得る。たとえば、処理ユニット１４は高性能汎用プロセッサでよい。代替実施形態では、処理ユニット１４は、それぞれが別々の専用タスクを遂行するように構成された複数のプロセッサを含んでよい。代替実施形態では、処理ユニット１４によってもたらされる機能のうちのいくつかを提供するために、特別なハードウェアが使用されてよい。
【００６２】
ディスプレイ１６は、オペレータユニット１２の構成に依拠して目視情報を提供する任意の適切なディスプレイでよい。たとえばオペレータユニット１２がデスクトップコンピュータであるなら、ディスプレイ１６は、ブラウン管、平坦な画面のモニタなどであり得る。他の事例では、ディスプレイ１６は、ＬＣＤベースのディスプレイなど、ラップトップデバイス、タブレットデバイスまたは携帯型デバイスなど向けに適切なディスプレイであり得る。ユーザに対してディスプレイ１６上に示され得るＧＵＩの例が、図５、図７Ａおよび図７Ｂに示されている。
【００６３】
ユーザインターフェース１８は、やはりオペレータユニット１２の特定の実装形態に依拠して、マウス、キーボード、タッチ画面、サムホイール、トラックパッド、トラックボール、カード読取り器、音声認識ソフトウェアなどのうち少なくとも１つを含み得る。場合によっては、これらの構成要素のうちのいくつかが互いに一体化されてよい。
【００６４】
インターフェースユニット２０は、オペレータユニット１２が他のデバイスまたはコンピュータと通信することを可能にする任意のインターフェースであり得る。場合によっては、インターフェースユニット２０は、シリアルポート、パラレルポートまたはＵＳＢ接続をもたらすＵＳＢポートのうち少なくとも１つを含み得る。インターフェースユニット２０は、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イーサネット（登録商標）、ファイアワイヤ、モデムまたはデジタル加入者線接続のうち少なくとも１つも含み得る。いくつかの実施形態では、これらの要素の様々な組合せがインターフェースユニット２０の内部に組み込まれてよい。
【００６５】
Ｉ／Ｏハードウェア２２は任意選択のものであり、オペレータユニット１２の構成に依拠して、それだけではないが、たとえばマイクロフォン、スピーカおよびプリンタのうち少なくとも１つを含み得る。
【００６６】
ワイヤレスユニット２４は任意選択のものであり、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇまたは８０２．１１ｎなどの規格に従って、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳまたはブルートゥース（登録商標）のプロトコルを利用して通信する無線機であり得る。ワイヤレスユニット２４は、オペレータユニット１２によって、他のデバイスまたはコンピュータと通信するのに使用され得る。
【００６７】
電源ユニット２６は、当業者によって知られているように、オペレータユニット１２の実装形態に依拠して、オペレータユニット１２に電力を供給する電源アダプタまたは充電式電池パックなどの任意の適切な電源であり得る。
【００６８】
記憶ユニット２８は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、１つまたは複数のハードドライブ、１つまたは複数のフラッシュドライブまたはディスクドライブなどの他のいくつかの適切なデータ記憶要素を含み得る。記憶ユニット２８は、当業者によって普通に知られているように、オペレーティングシステム３０およびプログラム３２を記憶するために使用されてよい。たとえば、オペレーティングシステム３０は、オペレータユニット１２に対して様々な基本的操作プロセスを提供する。プログラム３２は、ユーザが、オペレータユニット１２と相互作用して、それだけではないが、データを取得し、データを調べて処理し、データ解析のためにパラメータを調節し、場合によってはメッセージを送る、などの各種機能を遂行することができるように、様々なユーザプログラムを含んでいる。
【００６９】
データ取得インターフェース３４は、センサユニット４２によって感知される脈波信号を得るかまたは記録するように使用され得る。データ取得インターフェース３４は、これらの信号を取得するために、データ取得ユニット４０およびセンサユニット４２に結合されている。場合によっては、データ取得インターフェース３４は、データ取得ユニット４０とともに動作するソフトウェアまたはハードウェアの構成要素として、データ取得ユニット４０に一体化されてよい。
【００７０】
データ取得ユニット４０は、センサユニット４２の動作を制御するのに使用されてよく、インターフェースユニット２０を介してオペレータユニット１２にパルス信号を転送するのに使用されてよい。データ取得ユニット４０とセンサユニット４２は、いくつかの実施形態では単一のユニットとして組み合わされてよく、他の実施形態では個別のユニットとして動作してよい。場合によっては、データ取得ユニット４０と、センサユニット４２と、オペレータユニット１２とは、単一のユニットとして組み合わされ得る。場合によっては、データ取得ユニット４０およびセンサユニット４２は、オペレータユニット１２にワイヤレスで結合されるワイヤレスデバイスでよく、各々（または組み合わされたユニット）が電池または他の電源を含んでよい。
【００７１】
データ取得インターフェース３４は、データ取得ユニット４０およびセンサユニット４２を使用することによって脈波信号データを得るのではなく、たとえばデータベース２８などのデータストアもしくは外部データストアに記憶された脈波信号データまたはインターフェースユニット２０もしくはワイヤレスユニット２４を介して別のコンピューティングデバイスから受け取られる脈波信号データを得てもよいことに留意されたい。言い換えれば、データ取得インターフェース３４が、データ解析器３６による解析のためにあらかじめ記録された脈波信号データを得てよい場合があり得る。
【００７２】
データ解析器３６は、個人の大動脈の脈波速度を監視するために、データ取得インターフェース３４によって得られた脈波信号データを処理するように構成されてよい。少なくともいくつかの実施形態では、データ解析器３６は、個人の血圧を監視するため、および／または推定された生理的年齢を提供するために、脈波信号データを処理するようにさらに動作可能であり得る。
【００７３】
データ解析器３６は、取得された信号がエラー条件の閾値を満たしているかどうか判断するために、脈波信号データを処理してもよい。そのようなエラー処理は、センサユニット４２が、個人の大動脈の脈波速度の識別に適切な位置に配置されているかどうか判断するために使用され得る。データ解析器３６によって採用され得る解析法の例示的実施形態を、図２、図３および図８を参照しながらより詳細に説明する。
【００７４】
代替実施形態では、データ取得インターフェース３４とデータ解析器３６は、単一のハードウェアおよびソフトウェアの構成要素として組み合わされてよく、または複数のハードウェアおよびソフトウェアの構成要素に分離されてよい。データ取得インターフェース３４およびデータ解析器３６は、一般的にはソフトウェアを使用して実施されるが、ＦＰＧＡまたは特定用途向け回路を使用して実施され得る場合もある。
【００７５】
分かりやすくするために、本明細書で説明される方法の特定の態様はデータ解析器３６によって遂行されるものとして説明される。しかしながら、これらの方法はその点に限定されず、本明細書で説明される方法の様々な態様が、ＡｏＰＷＶおよび他のパラメータを求めるための他のハードウェアおよびソフトウェアの構成要素によって遂行され得ることに留意されたい。
【００７６】
データベース３８は、システム設定、パラメータ値、および較正データなどのシステム１０に関するデータを記憶するために使用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、システム１０は、個人の血圧因子を求めるために初期の較正を使用してよい。場合によっては、これらの血圧因子は、データベース３８に記憶され、本明細書で説明される様々な方法で、個人の血圧を当人の大動脈の脈波速度を使用して求めるためにも使用され得る。データベース３８は、プログラム３２または動的にリンクされたライブラリなどのオペレーティングシステム３０の動作のために使用される他の情報も記憶し得る。
【００７７】
オペレータユニット１２は、処理ユニット１４が情報を受け取るかまたは送るために通信する少なくとも１つのインターフェースを備える。このインターフェースは、オペレータユニット１２の特定の構成に依拠して、ユーザインターフェース１８、インターフェースユニット２０またはワイヤレスユニット２４でよい。たとえば、ＡｏＰＷＶを使用して血圧を監視するためにシステム１０によって使用される血圧因子は、ユーザによってユーザインターフェース１８を介して入力されてよく、または、これらの血圧因子は、個別のコンピューティングデバイスまたはデータストアからインターフェースユニット２０を介して受け取られてよい。
【００７８】
処理ユニット１４は、個人のＡｏＰＷＶ、血圧、個人の「生理的年齢」、脈波信号またはシステムパラメータから導出され得る他の情報のうち少なくとも１つに関連する情報を出力するために、ユーザインターフェース１８、インターフェースユニット２０、またはワイヤレスユニット２４、ならびにディスプレイ１６またはＩ／Ｏハードウェア２２のいずれか１つと通信してよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、オペレータユニット１２のユーザは、記憶および／またはさらなる解析のために、ネットワーク接続にわたって遠隔システムと情報を通信してよい。たとえば、この通信は、インターネットなどのネットワークまたはワイヤレスセルラーネットワークにわたる電子メール通信または他の通信も含み得る。
【００８０】
場合によっては、当業者によって知られているように、ユーザは、システム１０の適正運転のために使用されるシステムパラメータに関する較正情報および他のシステム動作パラメータなどの情報を入力するのにもオペレータユニット１２を使用してよい。試験から得られるデータならびにシステム１０の運転のために使用されるパラメータは、記憶ユニット２８に記憶され得る。記憶されるデータには、記録された未加工のデータならびに処理された信号データが含まれ得る。
【００８１】
データ取得ユニット４０は、個人からの脈波信号を記録するのに使用され得るハードウェアおよび回路を備える。センサユニット４２は、個人から脈波信号を取得するために使用され得るデータおよび／またはパラメータを測定するのに使用され得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、センサユニット４２は光学的脈センサでよい。非侵襲性の光学的脈センサは、皮膚面を通って伝送される光または皮膚面から反射される光の変化を検知することができる。いくつかの実施形態では、光センサは、脈波信号を取得するために個人の爪の上に配置され得る。光センサにとって適切な他のセンサ位置には、それだけではないが、手のひらの小指球部および外耳孔が含まれ得る。光学的脈センサを使用して信号を取得するために、様々な他の適切な位置が利用され得る。
【００８３】
センサユニット４２に対して様々な変更がなされ得る。たとえば、赤色波長域、緑色波長域または他の波長域における光が効果的に採用されてよい。いくつかの実施形態では、光学的脈センサは、指先の片側面上の照光素子に関する伝送モードと、指先の反対面上の光検知素子に関する受光モードとで動作することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、光学的脈センサは、反射モードの配置で使用され得るＬＥＤと光検知素子とを有してよい。場合によっては、光検知素子は光トランジスタまたは光ダイオードでよい。
【００８４】
場合によっては、それだけではないが、たとえば血圧計、圧電性フィルム、インピーダンスプレチスモグラフ、または膨張式カフといった様々な代替センサ機器が、センサユニット４２として使用され得る。したがって、本明細書で説明されるＡｏＰＷＶを監視するための例示的方法は、異なるセンサユニットの実装形態によって取得される脈波信号の差を明らかにするために変更されてよい。たとえば、大動脈の脈波速度に対する反射波比の関係は、異なる脈波取得センサについては変化する可能性があるため、異なるルックアップ表が必要になることがある。
【００８５】
異なるセンサ機器については、適切なセンサ位置も変化する可能性がある。たとえば、圧力センサは、適切な動作のために、物理的に拍動性の動脈の脈波信号を使用する可能性がある。その上、場合によっては、センサ位置が、取得される脈波信号の形態に影響を及ぼす可能性がある。したがって、特定の事例において、大動脈の脈波速度を用いて較正され得る反射波比を得るために、これらの形態の変化を明らかにするように、パルス検知方法の変更が必要になることがある。
【００８６】
場合によっては、脈波信号解析用に十分な信号詳細を得るために、光センサは、十分なサンプリング速度および分解能で脈波信号をサンプリングする。たとえば、いくつかの実施形態では、２０ビットの分解能で２００Ｈｚのサンプリング速度が使用され得る。場合によっては、データ取得ユニット４０は、センサユニット４２に関連したアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のサンプリング速度およびサンプリング分解能を調節することができる。
【００８７】
場合によっては、センサユニット４２とデータ取得ユニット４０が単一のユニットに組み合わされ得る。たとえば、一実施形態における、８８０ｎｍの波長に対応する光ダイオードを伴う赤外線ＬＥＤを組み込んだ酸素計などの光学的脈センサは、個人の指の上に配置されたとき伝送モードで動作し得る。酸素計は、所望のサンプリング速度および分解能のアナログ−デジタル変換（ＡＤＣ）を使用して脈波信号を取得する実装された処理回路（すなわちデータ取得ユニット４０）を有し得る。
【００８８】
データ取得ユニット４０は、前述のように、様々なインターフェースを使用してオペレータユニット１２に結合されてよい。データ取得ユニット４０は、それだけではないが、たとえば脈波信号データ、心拍数データ、酸素飽和データなどの個人から測定されたデータ、およびバッテリー電圧データのうち少なくとも１つを、オペレータユニット１２へ送ってよい。場合によっては、欠けているデータが検知され得ることを保証するように、データが符号化されてよい。たとえば、２０ビットの脈波サンプルが使用される場合、データ取得ユニット４０は、それぞれの２０ビットの脈波サンプルに対して０〜２５５の番号を割り当ててよい。データ取得インターフェース３４は、２０ビットの脈波サンプルを抽出して、０〜２５５の割り当てられた番号が、欠けているデータがないことを示すやり方で、インクリメントしていることを保証し得る。場合によっては、データが欠けている場合には、欠けているデータを、その直前のサンプルと直後のサンプルの平均で置換することができる。データ取得インターフェース３４は、受け取ったサンプルを、解析のための連続的なデータサンプルへと結合することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、脈波信号は、いかなる信号調整技術も使用せずに取得されてよい。場合によっては、取得される信号を調整すると、直接波成分および反射波成分の解析の効果を弱めるように脈波信号に影響を及ぼす可能性がある。
【００９０】
次に図２を参照すると、大動脈の脈波速度を監視するための方法２００の例示的実施形態の流れ図が示されている。方法２００は、システム１０によって、個人の大動脈の脈波速度を監視するのに使用され得る。
【００９１】
ステップ２０２において、データ解析器３６は脈波信号を受け取る。脈波信号は、個人の身体の外部に配置されたセンサユニット４２から受け取られ得る。センサユニット４２は、脈波信号の反射波成分が存在して反射波の開始点の特性評価を可能にするような脈波信号の取得を可能にするセンサ位置に配置され得る。いくつかの実施形態では、以前に説明されたように、データ解析器３６は、あらかじめ記録されてデータストアに記憶された脈波信号を受け取ってよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、センサユニット４２とデータ取得ユニット４０が脈波取得ユニットへと組み合わされ得る。そのような実施形態では、脈波取得ユニットは、個人から脈波信号を取得して、脈波信号を処理するか、または処理のために脈波信号を脈波解析ユニットへ伝送するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、脈波取得ユニットは、脈波解析ユニットをさらに組み込んでよい。他の実施形態では、オペレータユニット１２または別の処理ユニットが脈波解析ユニットとして動作してよい。
【００９３】
場合によっては、データ解析器３６は、ＲＷＯＰを識別する前に、脈波信号が少なくとも１つのエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断してよい。場合によっては、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するステップは、センサユニット４２が、方法２００によって脈波信号を取得するのに適切なセンサ位置に配置されているかどうか判断するためにも使用され得る。脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断するための例示的方法を、以下で図８に関連してより詳細に説明する。
【００９４】
脈波信号は、使用されるセンサユニット４２のタイプに依拠して、異なる形式で取得されてよい。たとえば、いくつかの実施形態では、脈波信号が容積脈波信号として取得され得て、データ解析器３６が容積脈波信号を直接解析してよい。他の事例では、データ解析器３６は、ＲＷＯＰの識別を含むデータ解析を遂行する前に、容積脈波信号を圧脈波信号に変換するかまたは変容させてよい。使用され得る伝達関数の例示的導出は、Ｍｉｌｌａｓｓｅａｕらによる「Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  Ａｓｓｅｓｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｐｕｌｓｅ：  Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｐｕｌｓｅ」という論文（Ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ、２０００；３６：９５２〜９５６頁）に説明されており、その全体が参照によってここで組み込まれる。
【００９５】
いくつかの実施形態では、脈波信号は、データ解析器３６によって処理される前に、データ取得インターフェース３４またはデータ解析器３６によってフィルタリングされてよい。たとえば、取得された脈波信号は、ノイズまたは他の望ましくないアーチファクトを除去するためにフィルタリングされてよい。この一例には、高周波ノイズならびに呼吸の変動による信号成分などの他の望ましくない信号成分を除去するために、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用するものがある。たとえば、ＦＩＲフィルタは、脈波信号の信号成分の０．４〜４０Ｈｚの間の周波数を通過させる一方で他の信号成分を阻止することを可能にする、２００次の通過帯域を有してよい。他の適切なフィルタ技術も使用されてもよい。
【００９６】
ステップ２０４において、データ解析器３６は、脈波信号におけるＲＷＯＰを識別することができる。場合によっては、データ解析器３６は、脈波信号の導関数を使用してＲＷＯＰ（および反射波比）を識別してよい。脈波信号の導関数を求めるために様々な方法が使用されてよく、場合によっては、平滑な脈波信号の導関数を求めるために、それだけではないが、平滑化された導関数信号を生成するための平滑化技術とともに、たとえばＳａｖｉｔｓｋｙ−Ｇｏｌａｙの技術が使用され得る。
【００９７】
いくつかの実施形態では、データ解析器３６は、脈波信号の一次導関数、二次導関数、三次導関数および四次導関数を求めてよい。求められた導関数を平滑化するために、求められた導関数を、取得された脈波信号におけるそれぞれのデータ点について、平滑化窓内の隣接点を使用して平滑化することにより、脈波信号に対して平滑化窓が適用されてよい。たとえば、平滑化窓は、各データ点の前および後の、たとえば前の４点と後の４点、前の６点と後の６点などのデータ点の組を考慮に入れてよい。
【００９８】
次いで、データ解析器３６は、求められた導関数を使用して、脈波信号における各心拍脈波の脈波開始点を求めてよい。たとえば、データ解析器３６は、一次導関数を処理して、取得された脈波信号における信号の極大値および極小値を識別してよい。脈波信号における信号の極小値は、一次導関数の負から正へのゼロクロス点として求められてよく、信号の極大値は、一次導関数の正から負へのゼロクロス点として求められてよい。同様に、この技法は、二次導関数を解析することによって一次導関数の極大値および極小値を識別するのに使用されてよく、三次導関数および四次導関数についても同様である。
【００９９】
各脈波の脈波開始点は、一次導関数における第１の極大値を識別することによって求められ得る。脈波の開始点試験窓は、一次導関数における第１の極大値を確認するために使用され得る。脈波の開始点試験窓は、たとえば心拍の時間の長さの半分など、心拍の一部分として、心拍数に基づいて求められ得る。次いで、一次導関数を、一次導関数の第１の極大値から時間的に逆方向へ解析すると、脈波信号の第１の極小値が識別され得る。第１の極小値は、特定の心拍の波動脈波に関する脈波の開始点であると判断されてよい。
【０１００】
次いで、一次導関数を使用して脈波信号の極大値が識別され得る。このとき、一次導関数を、一次導関数の第１の極大値から時間的に順方向へ解析すると、（正から負への）ゼロクロスによって脈波信号の極大値が識別され得る。もう一度、脈波信号の極大値が、心拍数に基づいて（たとえば心拍の長さの１／３または１／４として）求められた、脈波の開始点試験窓よりも一般的には短い、極大値試験窓を使用して確認され得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、反射波の開始点を識別するために三次導関数および四次導関数が使用され得る。三次導関数における反射波の開始点を識別するために三次導関数に対して適用され得る開始点試験窓を識別するのに、四次導関数が使用されてよい。開始点試験窓の範囲内の三次導関数の第１のピーク（第１の窓ピーク）が識別され得る。この第１の窓ピーク（すなわち第１の窓ピークに対応する時点）は、反射波の開始点として識別され得る。
【０１０２】
それぞれの脈波について、第１の極大値（第１のピーク）、第２の極大値（第２のピーク）、および第３の極大値（第３のピーク）が、四次導関数において識別され得る。これらの極大値またはピークは、試験窓（たとえば＋／−０．０５秒）を使用して再び確認され得る。第３のピーク位置は、開始点試験窓を定義するのに使用され得る。
【０１０３】
四次導関数の極大値は、各脈波の開始点（前述のように求められる）から始まる四次導関数を解析することによって識別され得る。四次導関数は、四次導関数において開始点に対応する点から時間的に逆方向へ、正から負へのゼロ交差が識別されるまで（解析が時間的に逆方向へ進むので、ｔ＜ｔ＋１の場合ｆ’’’’（ｔ）＜０かつｆ’’’’（ｔ＋１）≧０、が識別されるまで）解析され得る。このゼロ交差から、四次導関数における最初の３つの「ピーク」（または極大値）が識別される。
【０１０４】
場合によっては、脈波の四次導関数におけるピークのうち少なくとも１つが、上記で識別されたその脈波の開始点の前に生じることがある。これは、以前の脈波から残っている血圧に依拠して生じ得る。
【０１０５】
第１のピーク、第２のピークおよび第３のピークは、取得された脈波信号がエラー条件を満たすかどうか判断するために使用されてよく、このことは以下でさらに論じられる。場合によっては、取得された脈波信号がエラー条件を満たさない場合、脈波信号は、反射波比を求めるためには使用できない可能性がある。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、反射波の開始点は、三次導関数の第３のピーク位置に対応する位置から（時間的に順方向へ進んで）次の最も近い極大値を識別すると識別され得る。この、次の最も近い極大値は、反射波の開始点（ＲＷＯＰ）であると判断されてよい。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、特定の脈波に関する反射波の開始点が三次導関数において識別され得る。その特定の脈波に関する三次導関数の極小値が識別され得る。その極小値から時間的に順方向へ進むと、反射波の開始点（ＲＷＯＰ）が、三次導関数においてｔ＜ｔ＋１かつｆ’’’（ｔ）≧ｆ’’’（ｔ＋１）となる位置ｔとして識別され得る。すなわち、三次導関数における（極小値から時間的に順方向へ進んで）次のピークが、ＲＷＯＰとして識別されてよい。
【０１０８】
ＲＷＯＰおよび反射波比を識別するために脈波信号の導関数を使用する方法の別の例を、以下で図３に関してより詳細に説明する。
【０１０９】
ステップ２０６において、データ解析器３６は、ＲＷＯＰにおいて反射波比を求めることができる。本明細書の教示によれば、個人の反射波比は、一般に年齢に対して直線関係を有すると識別されている。個人の反射波比は、ＡｏＰＷＶを求めるためにも使用され得る。年齢と比較して反射波比を示す例示的プロットを、以下で図６に関して説明する。
【０１１０】
ステップ２０８において、データ解析器３６は、反射波比から大動脈の脈波速度を求める。場合によっては、大動脈の脈波速度は、ルックアップ表を使用して反射波比から求められ得る。ルックアップ表は、反射波比の、大動脈の脈波速度へのマッピングを含み得る。
【０１１１】
場合によっては、ルックアップ表は実験的に求められてよい。場合によっては、ルックアップ表は、多くの実験観察の平均の値をもたらす。たとえば、ＡｏＰＷＶは、反射波比の取得と同時に、「代表的な」頚動脈−大腿部の試験手順を使用して導出され得る。このデータは、反射波比値をＡｏＰＷＶ値にマッピングするのに使用され得る。
【０１１２】
ステップ２１０において、システム１０は、求められた大動脈の脈波速度に対して様々な行為を遂行してよい。場合によっては、ＡｏＰＷＶがディスプレイ１６上に表示されてよい。たとえば、ディスプレイ１６は、図８Ｂに示されているものなどの以下で論じられるＧＵＩで、大動脈の脈波速度を表示してよい。脈波信号の解析から導出された様々な他の値も、ディスプレイ１６上に表示されてよい。その代わりに、またはそれに加えて、導出された値は別の電子デバイスへ伝送されてよい。その代わりに、またはそれに加えて、導出された値はデータストアに記憶されてよい。
【０１１３】
データ解析器３６は、記憶のため、またはさらなる解析のために、大動脈の脈波速度を遠隔地へ伝送してもよい。たとえば、大動脈の脈波速度は、コンピュータシステムまたはデータベースにおけるその個人用のプロファイルに記憶されるように、インターネットを通じて伝送されてよい。その個人は、自分のＡｏＰＷＶにおける経時的変化を評価するために、インターネットを通じて自分のプロファイルにアクセスし得る。これによって、その個人は、健康またはフィットネスの専門家などの他の個人と、自分のＡｏＰＷＶに関する情報を共有することが可能になり得る。
【０１１４】
場合によっては、データ解析器３６は、ＡｏＰＷＶをデータベース３８に記憶してよい。ＡｏＰＷＶは、後のさらなる解析のため、後に伝送するため、後にユーザに対して表示するため、または様々な他の用途のために記憶されてよい。
【０１１５】
場合によっては、データ解析器３６は、ＡｏＰＷＶに対してさらなる解析を遂行してよい。場合によっては、個人の心拍数が当人のＡｏＰＷＶに影響を及ぼすことがある。たとえば、６０拍／分（「ｂｐｍ」）を上回る心拍数における５０％の増加が、ＡｏＰＷＶにおける約５％の増加をもたらし得る。同様に、６０ｂｐｍを上回る心拍数におけるそれぞれの１％の増加が、ＡｏＰＷＶにおける約０．１％の増加をもたらし得る。したがって、データ解析器３６によって求められたＡｏＰＷＶを正規化して、個人の現在の心拍数を明らかにするのが望ましいであろう。
【０１１６】
場合によっては、データ解析器３６によって受け取られた脈波信号が、個人の現在の心拍数に関連する情報を含んでいることがある。そのような場合、データ解析器３６は、脈波信号からの心拍数情報を使用して、正規化された大動脈の脈波速度を求めてよい。たとえば、データ解析器３６は、個人の安静時心拍数のベースライン心拍数または推定された安静時心拍数またはベースライン心拍数範囲を使用してＡｏＰＷＶを正規化してよい。場合によっては、ＡｏＰＷＶは、たとえば６０ｂｐｍの心拍数に正規化されてよい。正規化されたＡｏＰＷＶを求めるための例示の式は、以下のように示される。
ＨＲ＞６０＝６０ｂｐｍを上回る心拍数のｂｐｍ数、とする。心拍数が６０ｂｐｍ以下であれば、ＨＲ＞６０＝０、である
ＨＲ＞６０／６０×１００＝％ＨＲ＞６０、とする
６０ｂｐｍに正規化されたＡｏＰＷＶ＝ＡｏＰＷＶ６０、である
ＡｏＰＷＶ６０＝ＡｏＰＷＶ−ＡｏＰＷＶ（％ＨＲ＞６０×０．１）、である
【０１１７】
場合によっては、脈波信号から受け取られた心拍数情報が、ＡｏＰＷＶを求める前に反射波比を正規化するのに使用され得る。次いで、正規化された反射波比が、ＡｏＰＷＶを求めるのに使用され得る。心拍数情報を使用して反射波比を正規化する例を、図１０に関連して以下で説明する。
【０１１８】
場合によっては、データ解析器３６は、ＡｏＰＷＶを使用して個人の血圧を求めてもよい。場合によっては、正規化されたＡｏＰＷＶが、個人の血圧を求めるためにも使用され得る。
【０１１９】
少なくともいくつかの事例では、データ解析器３６は、個人の血圧因子を較正してもよい。データ解析器３６は、次いで、大動脈の脈波速度および血圧因子を使用して、その個人の血圧を求めることができる。血圧因子は初期の較正プロセス中に求められてよく、次いで、データ解析器３６によって、個人の血圧を監視するために連続的に使用され得る。場合によっては、初期の較正の後に、間隔をおいて血圧因子を再度較正しなければならないことがある。
【０１２０】
脈波速度と血圧の間の関係は、Ｔｈｅｏｄｏｒらの「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  Ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  Ｂｌｏｏｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ」という論文（ＩＥＥＥ  ＥＭＢＳの第３５回年次国際会議）によって識別され、その全体が参照によってここで組み込まれる。脈波速度と血圧は、次の式（１）を使用して関係付けられ得る。
ＢＰ＝ｍＢＰ×ＰＷＶ２＋ｃＢＰ  （１）
式（１）は、ＡｏＰＷＶと血圧の間の関係が非直線的であることを示す（式（１）ではＢＰは収縮期圧を指す）。式（１）は実験による傾斜ｍＢＰおよびオフセットｃＢＰを使用しており、どちらのパラメータも患者の個性に依拠するものである。したがって、ＡｏＰＷＶを使用して血圧を求めることができるようになるのに先立って、個人の血圧因子ｍＢＰおよびｃＢＰを求める必要がある。血圧因子ｍＢＰおよびｃＢＰは、ＡｏＰＷＶと血圧の間の直線関係の傾斜およびオフセットを求めるのに使用され得る。
【０１２１】
血圧因子を求めるために、２つの異なる血圧読取り値が取得され得る。これは、個人が、着席しているとき高周波滴定ＢＰカフを使用して初期の血圧読取り値を取得し、立ってから第２の読取り値を取得することによって行われてよい。座って血圧を取得し、次いで立って血圧を取得して、特定の心拍を捕捉すると、２つの場合について、ＡｏＰＷＶ読取り値を、関連する血圧の読取り値に対応させることが可能になる。一旦血圧因子が求められると、本明細書で説明される様々な方法を使用して血圧を連続的に監視するのに、ＡｏＰＷＶが使用され得る。これによって、単一の外界センサを使用して、個人の血圧を連続的かつ継続的に監視することが可能になり得る。
【０１２２】
次に図３を参照すると、システム１０を使用して遂行され得る大動脈の脈波速度を監視するための方法３００の例示的実施形態の流れ図が示されている。
【０１２３】
ステップ３０２において、データ解析器３６は脈波信号を受け取る。前述のように、場合によっては、脈波信号は容積脈波信号でよく、データ解析器３６が容積脈波信号を直接解析してよい。他の事例では、データ解析器３６は、解析を遂行する前に容積脈波信号を圧脈波信号に変換してよい。
【０１２４】
ステップ３０４において、データ解析器３６は、脈波信号から一次導関数および三次導関数を求めてよい。一次導関数および三次導関数を求めるために、様々な信号解析技術が使用され得る。たとえば、脈波信号の脈波信号導関数の平滑化されたバージョンを生成するのに、Ｓａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙの多項式平滑化／微分フィルタの方法を使用して脈波信号が処理されてよい。いくつかの実施形態では、データ解析器３６は、脈波信号におけるＲＷＯＰを識別するために、一次導関数および三次導関数を使用し得る。
【０１２５】
ステップ３０６において、データ解析器３６は、三次導関数の第２のピークを識別し得る。データ解析器３６は、様々なピーク検出方法を使用して三次導関数の第２のピークを自動的に識別することができ得る。たとえば、三次導関数の第２のピークを検知するために、四次導関数の２番目の正から負へのゼロ交差が使用され得る。
【０１２６】
ステップ３０８において、データ解析器３６は、三次導関数の第２のピークを使用して一次導関数におけるＲＷＯＰを識別する。ＲＷＯＰは、三次導関数の第２のピークに対応する一次導関数の点として識別されてよい。場合によっては、この点は、一次導関数の開始点と称されることがある。取得された脈波信号と、一次導関数と、三次導関数との間の関係を示すＧＵＩの一例を、以下で図５を参照しながら説明する。
【０１２７】
再び図３を参照して、ステップ３１０において、データ解析器３６は、反射波比を、一次導関数の開始点の正規化された高さとして求めてよい。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、データ解析器３６は、一次導関数の第１のピークを識別し得る。たとえば、第１のピークは、脈波信号用の試験窓における最大振幅の点であり得る。次いで、データ解析器３６は、第１のピークの高さを測定してよい。データ解析器３６は、第１のピークの高さに基づいて一次導関数を正規化してよい。データ解析器３６は、一次導関数の開始点において正規化された一次導関数の高さを測定して、反射波比を求めてよい。
【０１２９】
たとえば、一次導関数におけるすべての点の振幅に対して一次導関数の第１のピークの高さを加算してよい。次いで、一次導関数の第１のピークが、１の値に正規化されてよい。この例示的正規化の結果として、元来ゼロ軸に配置された点が、０．５０の正規化された高さを有することになる。ＲＷＯＰの正規化された高さ（すなわちこの実施形態における反射波比）は、一次導関数の開始点において正規化された一次導関数の高さを測定することによって求められ得る。この正規化手法を使用すると、反射波比は、０と１の範囲にわたる値を有する。場合によっては、ＲＷＯＰの正規化された高さは次式で求められてよく、
【０１３０】
【数１】
0006669950.tif 000002
ここで、Ｍは第１のピークの高さであり、ＲはＲＷＯＰの高さである。
【０１３１】
ステップ３１２において、データ解析器３６は、方法２００に関して以前に説明されたようなルックアップ表を使用して、反射波比からＡｏＰＷＶを求めてよい。
【０１３２】
ステップ３１４において、システム１０は、ＡｏＰＷＶを記憶するステップ、ＡｏＰＷＶを伝送するステップ、およびＡｏＰＷＶを表示するステップのうち少なくとも１つを遂行してよい。これらの行為は、上記で図２を参照しながらステップ２１０において説明されたのと同一のやり方で遂行されてよい。
【０１３３】
次に図４を参照すると、容積脈波信号４１０と、脈波信号４１０の一次導関数４２０、二次導関数４３０、三次導関数４４０、および四次導関数４５０との例示的プロット４００が示されている。プロット４００は、秒で表された時間をｘ軸に示し、０と１の間の値を有するように再スケーリングされた信号振幅をｙ軸に示すものである。容積脈波信号４１０の信号振幅はセンサユニット４２の電圧読取り値（Ｖ）から導出されてよく、一次導関数４２０、二次導関数４３０、三次導関数４４０、および四次導関数４５０の信号振幅は、容積脈波信号４１０の信号振幅の導関数である。脈波信号の導関数を求めるために、当業者にとって明らかな様々な信号処理技術が使用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、多項式平滑化および解析の、Ｓａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙの方法が使用され得る。
【０１３４】
前述のように、微妙な波動成分および他の信号パラメータを識別するために、本明細書の教示によって説明されるシステムおよび方法の様々な実施形態が脈波信号の導関数を解析し得る。たとえば、ＲＷＯＰを識別して反射波比を求めるために、一次導関数４２０および三次導関数４４０が使用され得る。場合によっては、脈波信号４１０がエラー閾値の条件を満たすかどうか判断するために、四次導関数４５０が使用され得る。
【０１３５】
次に図５を参照すると、システム１０を使用しているユーザに対して表示され得る例示的ＧＵＩ  ５００が示されている。ＧＵＩ  ５００は、ユーザに対して示され得る脈波解析画面の一例であり得る。ＧＵＩ  ５００は、脈波解析ボタン５０５、生理的年齢ボタン５１５、信号解析ボタン５２５、バックボタン５３５、ユーザ切換えボタン５４５およびプロファイル閲覧ボタン５５５などの操作ボタンのうち少なくとも１つを含む。システム１０の様々なＧＵＩ画面の間で自由に移動するために、様々な操作ボタンが、ユーザによって、ユーザインターフェース１８を使用して操作されてよい。
【０１３６】
ＧＵＩ  ５００は、脈波信号５１０、一次導関数５２０および三次導関数５３０を示すプロット５０２も示す。プロット５０２は、ｘ軸上に時間を秒で示し、ｙ軸上に信号振幅を示す。プロット５０２では、それぞれの脈波について三次導関数５３０の第２のピークが識別されており、ＲＷＯＰライン５４０を使用して示されている。ＧＵＩ  ５００は、脈波信号５１０におけるＲＷＯＰライン５４０を識別するために一次導関数および三次導関数を使用する結果の一例を示すものである。
【０１３７】
次に図６を参照すると、ｘ軸上の年齢６２０と比較して、ｙ軸上に反射波比６１０のプロット６００を示す図が示されている。プロット６００は、反射波比６１０と年齢６２０の間の関係を識別するために、年齢層にわたって複数の個人から収集されたデータを表すものである。プロット６００は、年齢６２０とともに多少指数関数的に増加する反射波比６１０の傾向６３０を示す。
【０１３８】
次に図７Ａを参照すると、システム１０を使用しているユーザに対して表示され得る例示的ＧＵＩ  ７００のスクリーンショットが示されている。ＧＵＩ  ７００は、個人に関する結果ページの一例である。ＧＵＩ  ７００は、個人に関して取得された脈波信号７１０ならびに脈波信号７１０の解析を通じて求められ得る様々な因子を表示するものである。脈波信号７１０が示されているグラフでは、ｘ軸は時間を秒で表し、ｙ軸は０と１の間の値を有するように再スケーリングされた信号振幅を表す。
【０１３９】
ＧＵＩ  ７００に示されるように、個人のＲＷＯＰ  ７１８が、当人の生活年齢７２２および生理的年齢７２０とともに表示され得る。生理的年齢７２０は、その個人について求められたＡｏＰＷＶを母集団平均と比較することによって求められ得る。ＧＵＩ  ７００は、ユーザが結果に関する覚書きを入力することを可能にするテキストボックス７２４も含む。
【０１４０】
ＧＵＩ  ７００は、システム１０における様々なＧＵＩの間で自由に移動するために使用され得る様々な操作ボタンを含む。様々な値を求めるため、様々な情報を表示するため、またはシステムパラメータを入力するために、脈波解析ボタン７０２、生理的年齢ボタン７０４、信号解析ボタン７０６、バックボタン７０８、ユーザ切換えボタン７１２、およびプロファイル閲覧ボタン７１４のうち少なくとも１つが、システム１０における様々なＧＵＩを通って自由に移動するのに使用され得る。センサユニット４２を使用して個人からの脈波信号の取得を開始するために、新規記録の開始ボタン７１６が使用され得る。
【０１４１】
次に図７Ｂを参照すると、システム１０のユーザに対して表示され得る別の例示的ＧＵＩ  ７５０のスクリーンショットが示されている。ＧＵＩ  ７５０は、ｘ軸上の母集団の年齢に対して、平均のＡｏＰＷＶ  ７６４のプロットをｙ軸上に表示するものである。プロット上で個人のＡｏＰＷＶ  ７６６が識別され得る。個人のＡｏＰＷＶ  ７６６上の円は、プロット上に個人の生活年齢７６８を示すものである。個人のＡｏＰＷＶ  ７６６と平均のＡｏＰＷＶ  ７６４の交点は、個人の生理的年齢７７０を求めるのに使用され得る。ＧＵＩ  ７５０は、ＡｏＰＷＶの数値７７２および反射波指標値（または比）７７４も示し得る。
【０１４２】
ＧＵＩ  ７５０は、システム１０における様々なＧＵＩの間で自由に移動するために使用され得る様々な操作ボタンも含む。様々な情報を求めるため、様々な情報を表示するため、またはシステムパラメータを入力するために、脈波解析ボタン７５２、生理的年齢ボタン７５４、信号解析ボタン７５６、バックボタン７５８、ユーザ切換えボタン７６０、およびプロファイル閲覧ボタン７６２のうち少なくとも１つが、システム１０における様々なＧＵＩを通って自由に移動するのに使用され得る。
【０１４３】
次に図８を参照すると、受け取られた脈波信号がエラー閾値の条件を満たすかどうか判断するための方法８００の例示的実施形態が示されている。場合によっては、データ解析器３６は、ＲＷＯＰを識別する前に、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断してよい。場合によっては、脈波信号がエラー閾値の条件を満たす場合には、データ解析器３６は、ＲＷＯＰを識別する行為、反射波比を計算する行為、および大動脈の脈波速度を求める行為のうち少なくとも１つを遂行するだけでよい。
【０１４４】
反射波が適切な精度を有すると識別され得ない場合には、低品質の脈波を除去するために、システム１０によって方法８００が使用され得る。場合によっては、方法８００は、個人の身体の外部にセンサユニット４２を配置するための適切な位置を識別するためにも使用され得る。たとえば、場合によっては、エラー閾値の条件を満たす脈波が３つ未満の場合、記録を繰り返す必要性またはセンサ位置を変える必要性があり得る。
【０１４５】
ステップ８０２において、データ解析器３６は脈波信号を受け取る。前述のように、場合によっては、脈波信号は容積脈波信号でよい。場合によっては、データ解析器３６は、容積脈波信号を圧脈波信号に変換してよい。場合によっては、脈波信号は、センサユニットによって得られてよく、他の事例では、データストアにあらかじめ記録されたものが得られてよく、または別のデバイスから伝送されてもよい。
【０１４６】
ステップ８０４において、データ解析器３６は、脈波信号から四次導関数を求めてよい。四次導関数は、前述のＳａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙの方法など様々な解析手法を使用して求められ得る。
【０１４７】
ステップ８０６において、データ解析器３６は、脈波信号の四次導関数から、第１のピーク、第２のピークおよび第３のピークを識別する。第１のピーク、第２のピークおよび第３のピークは、データ解析器３６によって、様々な既知のピーク検知手法を使用して自動的に識別されてよい。第１のピーク、第２のピークおよび第３のピークは、取得された脈波信号がエラー閾値の条件を満たすかどうか判断するために使用され得る。
【０１４８】
データ解析器３６は、第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが複数のピークエラーの条件を満たしているかどうか判断してよい。いくつかの実施形態では、第１のピーク、第２のピーク、および第３のピークが複数のピークエラーの条件を満たす場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【０１４９】
いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は第１の閾値および第２の閾値を含み得る。いくつかの実施形態では、複数のピークエラーの条件は、振幅閾値、第１のタイミング閾値、および第２のタイミング閾値を含み得る。振幅閾値、第１のタイミング閾値および第２のタイミング閾値の各々が満たされる場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【０１５０】
データ解析器３６は、第１のピークと第２のピークを比較して、第２のピークが振幅閾値を満たしているかどうか判断してよい。たとえば、第２のピークの高さは、振幅閾値を満たすためには第１のピークの高さの特定の割合（たとえば８０％）でよい。
【０１５１】
データ解析器３６は、第１のピークと第２のピークの間の隔たり（たとえば第１の時間的隔たり）と、第２のピークと第３のピークの間の隔たり（第２の隔たり）とを求めることもできる。第１のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するために、次いで第１の隔たりと第２の隔たりが比較されてよい。たとえば、第２の隔たりは、第１の隔たりの最大の倍数（たとえば２倍または３倍）に制限されてよい。つまり、第２の隔たりは、第１のタイミング閾値を満たすためには第１の隔たりの３倍未満でよい。言い換えれば、第１のタイミング閾値を満たすためには、第３のピークは第２のピークの後に生じてよいが、第１のピークと第２のピークの間の間隔の３倍未満だけ第２のピークから間隔をおかれる。
【０１５２】
データ解析器３６は、第１のピークと第３のピークの間の隔たり（第３の隔たり）を求めることもできる。第２のタイミング閾値が満たされているかどうか判断するために、第３の隔たりが、第３の隔たりの基準と比較されてよい。たとえば、第２のタイミング閾値を満たすためには、第１のピークと第３のピークが、０．２秒などの（時間的な）最小の隔たりだけ間隔をおかれてよい。すなわち、第３の隔たりは、第２のタイミング閾値を満たすためには、最小の隔たり（たとえば０．２秒）以上でよい。場合によっては、最小の隔たりは、ユーザの心拍数に基づいて変更されてよい。
【０１５３】
ステップ８０８において、データ解析器３６は、第１のピークと第２のピークを比較して、第２のピークが第１の閾値を満たしているかどうか判断してよい。たとえば、場合によっては、第１の閾値を満たすためには、第２のピークの高さは、第１のピークの高さの少なくとも８０％でよい。場合によっては、ピークの高さは、そのピークのゼロ軸より上の高さを指すことができる。
【０１５４】
ステップ８１０において、データ解析器３６は、次いで、第２のピークと第３のピークを比較して、第３のピークが第２の閾値を満たしているかどうか判断してよい。たとえば、場合によっては、第２の閾値を満たすためには、第３のピークの高さは、第２のピークの高さの少なくとも１０％でよい。
【０１５５】
ステップ８１２において、データ解析器３６は、脈波信号がエラー閾値の条件を満たしているかどうか判断してよい。たとえば、第１の閾値と第２の閾値の両方が満たされる場合、脈波信号はエラー閾値の条件を満たし得る。
【０１５６】
次に図９Ａを参照すると、例示的脈波信号９０５のプロット９００と、脈波信号９０５の四次導関数９１０とが示されている。プロット９００のｘ軸は時間を秒で示しており、プロット９００のｙ軸は、０と１の間の値を有するようにスケーリングされた信号振幅を示している。四次導関数９１０の第１の脈波において、第１のピーク９１５、第２のピーク９２０および第３のピーク９２５が識別され得る。図９Ａ〜図９Ｃに示される例では、エラー閾値の条件は、第１の閾値を満たすためには第２のピークの高さが第１のピークの高さの少なくとも８０％であること、および、第２の閾値を満たすためには第３のピークの高さが第２のピークの高さの少なくとも１０％であることを必要とする。
【０１５７】
プロット９００において、第２のピーク９２０は第１のピーク９１５よりも高く、したがって第１のピーク９１５の高さの８０％よりも大きい。したがって、この脈波によって第１の閾値が満たされている。その上、第３のピーク９２５は第２のピーク９２０の高さの１０％よりも大きく、そのため第２の閾値も満たされている。その結果、この脈波はエラー閾値の条件を満たしている。
【０１５８】
次に図９Ｂを参照すると、別の例示的脈波信号９３５のプロット９３０と、脈波信号９３５の四次導関数９４０とが示されている。プロット９３０のｘ軸は時間を秒で示しており、プロット９３０のｙ軸は、０と１の間の値を有するようにスケーリングされた信号振幅を示している。四次導関数９４０の第１の脈波において、第１のピーク９４５、第２のピーク９５０および第３のピーク９５５が識別され得る。
【０１５９】
プロット９３０において、第３のピーク９５５の高さは第２のピーク９５０の高さの１０％ではない。したがって、第２の閾値は、この脈波信号によって満たされていない。したがって、プロット９３０に示される脈波信号９３５は、エラー閾値の条件を満たしていない。プロット９３０に示される脈波のどれもエラー閾値の条件を満たしていないので、これは、センサユニット４２が、脈波信号を記録するための適切な位置に配置されてないことを示唆し得る。
【０１６０】
次に図９Ｃを参照すると、別の例示的脈波信号９６５のプロット９６０と、脈波信号９６５の四次導関数９７０とが示されている。プロット９６０のｘ軸は時間を秒で示しており、プロット９６０のｙ軸は、０と１の間の値を有するようにスケーリングされた信号振幅を示している。四次導関数９７０の第１の脈波において、第１のピーク９７５、第２のピーク９８０および第３のピーク９８５が識別され得る。
【０１６１】
プロット９３０において、第２のピーク９８０の高さは第１のピーク９７５の高さの８０％ではない。したがって、第１の閾値は、この脈波信号によって満たされていない。したがって、プロット９６０に示される脈波信号９６５は、エラー閾値の条件を満たしていない。プロット９６０に示される脈波のどれもエラー閾値の条件を満たしていないので、これは、センサユニット４２が、脈波信号を記録するための適切な位置に配置されてないことを示唆し得る。
【０１６２】
次に図１０を参照すると、正規化されたＡｏＰＷＶを求めるために使用され得る反射波比の正規化係数の例示的プロット１０００が示されている。反射波比の正規化係数は反射波比を正規化してよく、それによって、ユーザの心拍数に基づいてＡｏＰＷＶを正規化してよい。反射波比の正規化係数は、反射波比を、たとえば６０Ｂｐｍ〜７５Ｂｐｍの心拍数範囲といったベースライン心拍数の範囲に正規化してよい。
【０１６３】
図１１に示される反射波比の正規化係数１０００は、本発明者が、母集団のサンプルに対する実験的な試験によって求めたものである。脈波信号データは、１００人よりも多くの様々なユーザから数か月の期間にわたって収集されたものである。合計２０００を上回る脈波信号データの組が、ユーザから収集された。それぞれの脈波信号データの組が、反射波比および心拍数を求めるために使用された。次いで、求められた反射波比が、心拍数に対してプロットされた。多くの脈波信号データの組が使用されたので、様々な母集団から、結果が、心拍数から独立した比分布を有する雲状の点をもたらしたと想定された。
【０１６４】
外れ値を除去し、雲状の点を解析して、心拍数と求められた反射波比との間の相関を求めた。具体的には、より高い（７５ｂｐｍよりも高い）心拍数と、より低い（６０ｂｐｍ未満の）心拍数とについて、相関を求めた。
【０１６５】
雲状の点は傾向を解消され（すなわち反射波比が心拍数と無関係にされ）、心拍数補正または正規化係数を求めるために使用された。補正／正規化の係数は、次いで、性別のグループと年齢のグループの両方にわたって個人を表すいくつかの科目の試験によって確認された。
【０１６６】
確認試験は、簡単な運動を遂行することによって被験者の心拍数を増加させるものを含んでいた。次いで、個人は、心拍数がベースライン値の方へ回復するまで休むように頼まれた。心拍数がベースラインの方へ回復したので、一連の脈波信号の記録が求められた。それぞれの脈波信号の記録について、反射波比が求められた。
【０１６７】
次いで、反射波比の結果が、正規化係数を使用して解析され、また、正規化係数を使用せずに解析された。予想通り、結果の正規化に伴って、反射波比が心拍数によって変化した。対照的に、正規化の後、反射波比は、より安定したままであった。
【０１６８】
プロット１０００に示されるように、異なる、小さい心拍数の正規化係数１０１０と、大きい、または高められた心拍数の正規化係数１０２０とが、ユーザの心拍数に依拠して使用され得る。たとえば、正規化係数は次のように求められてよい。
高められた心拍数（たとえば７５Ｂｐｍを上回る心拍数）については、
Ｒａｔｉｏｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝Ｒａｔｉｏ＋０．０９＋０．００１７×（６０／（心拍の長さ））
小さい心拍数（たとえば６０Ｂｐｍ未満の心拍数）については、
Ｒａｔｉｏｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝Ｒａｔｉｏ＋０．０６＋０．００２×（６０／（心拍の長さ））。
【０１６９】
次に図１１を参照すると、反射波比を使用してユーザの体内年齢を求めるための変換係数１１１０の例示的プロット１１００が示されている。前述のように、反射波比は、個人の体内年齢ならびに当人のＡｏＰＷＶを求めるためにも使用され得る。プロット１１００は、使用され得る体内年齢の変換係数１１１０の一例を示すものである。図６に示されるデータの組による最良適合ラインは、非常にわずかに指数関数的であるが、変換係数１１１０は直線状であり得ることに留意されたい。場合によっては、計算の容易さのために、反射波比と体内年齢の間の関係は直線関係を使用して定義され得る。一般に、個人の体内年齢を求めるために使用される反射波比は、前述のように求められた正規化された反射波比でよい。したがって、変換係数１１１０は、正規化された反射波比に基づいて生成されたものであるので、図６に示されたものからわずかにオフセットされてよい。
【０１７０】
プロット１１００に示される変換係数１１１０は、次式よって個人の体内年齢を求めることに対応するものである。
【０１７１】
【数２】
0006669950.tif 000003
【０１７２】
次に図１２を参照すると、いくつかの実施形態において反射波比（または正規化された反射波比）をＡｏＰＷＶに変換するのに使用され得る変換係数１２１０の例示的プロット１２００が示されている。プロット１２００に示される変換係数１２１０は、次式の関係を使用することによって個人のＡｏＰＷＶを求めることに対応するものである。
ＡｏＰＷＶ＝１７．４３×Ｒａｔｉｏ−０．１７１４
【０１７３】
もう一度、正規化された反射波比が使用され得る。ＡｏＰＷＶおよび／または体内年齢および／または反射波比の解析は、取得された脈波信号におけるそれぞれの脈波に対して繰り返され得る。解析結果は（たとえば外れ値を除去するために）きれいにされてよく、次いで全体の脈波信号について平均されてよい。これは反射波比、ＡｏＰＷＶ、体内年齢、ＢＰなどのより正確かつより確実な評価をもたらすために使用され得る。
【０１７４】
次に図１３を参照すると、ＡｏＰＷＶ  １３１０と個人の年齢１３２０の間の関係を示す例示的プロット１３００が示されている。プロット１３００に示されるように、ＡｏＰＷＶ  １３１０は、年齢１３２０に対して０．８７０８の相関係数で全体的に上昇する傾向１３３０を有する。プロット１３００は、ＡｔＣｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｔｙ  Ｌｉｍｉｔｅｄ社のＳｐｈｙｇｍｏＣｏｒ  Ｘｃｅｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｔｃｏｒｍｅｄｉｃａｌ．ｃｏｍ／ｓｐｈｙｇｍｏｃｏｒ＿ｘｃｅｌ．ｈｔｍｌを参照されたい）を使用して、個々のＡｏＰＷＶを試験することによって生成されたものである。
【０１７５】
ＡｏＰＷＶと年齢の間の相関のさらなる例については、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｎｔｓ  ｏｆ  ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｉｎ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｐｅｏｐｌｅ  ａｎｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  ｒｉｓｋ  ｆａｃｔｏｒｓ：  ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ  ｎｏｒｍａｌ  ａｎｄ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｖａｌｕｅｓ」（ｈｔｔｐ：／／ｅｕｒｈｅａｒｔｊ．ｏｘｆｏｒｄｊｏｕｒｎａｌｓ．ｏｒｇ／ｃｏｎｔｅｎｔ／３１／１９／２３３８において入手可能）を参照されたい。
【０１７６】
次に図１４を参照すると、本明細書で説明された方法を使用して求められたＡｏＰＷＶ  １４１０と、ＳｐｈｙｇｍｏＣｏｒ  Ｅｘｃｅｌ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して得られたＡｏＰＷＶ  １４２０との例示的プロット１４００が示されている。プロット１４００が示すように、本明細書で説明された方法を使用して求められたＡｏＰＷＶ  １４１０の結果と、ＳｐｈｙｇｍｏＣｏｒ  Ｅｘｃｅｌ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して求められたＡｏＰＷＶ  １４２０との間に優れた相関（０．７２４２の相関係数）が見られる。
【０１７７】
本明細書で説明された本出願人の教示は、説明のための様々な実施形態と関連するものであるが、本出願人の教示がそのような実施形態に限定されることは意図されてない。それどころか、本明細書で説明されて図示された本出願人の教示は、本明細書で説明された実施形態から全体的に逸脱することなく、様々な代替形態、修正形態および等価物を包含するものである。
【図１】
0006669950.tif 000004
【図２】
0006669950.tif 000005
【図３】
0006669950.tif 000006
【図４】
0006669950.tif 000007
【図５】
0006669950.tif 000008
【図６】
0006669950.tif 000009
【図７Ａ】
0006669950.tif 000010
【図７Ｂ】
0006669950.tif 000011
【図８】
0006669950.tif 000012
【図９Ａ】
0006669950.tif 000013
【図９Ｂ】
0006669950.tif 000014
【図９Ｃ】
0006669950.tif 000015
【図１０】
0006669950.tif 000016
【図１１】
0006669950.tif 000017
【図１２】
0006669950.tif 000018
【図１３】
0006669950.tif 000019
【図１４】
0006669950.tif 000020