(57)【要約】【課題】最適な圧力センサの押圧力を得ることができる脈波測定装置を提供する。【解決手段】脈波測定装置は、圧力センサから得られた圧力値より直流成分を抽出し（Ｓ１１３）、その直流成分が安定しているときのカフの押圧力を最適応圧力と決定する。さらに最適押圧力決定後、圧力センサから得られる直流成分が最適であるか否か監視し（Ｓ１１９）、圧力の調整を行なう（Ｓ１１７）。また、脈波波形の立上がり先鋭度や波形歪みを判定することで（Ｓ１２１，Ｓ１２３）、カフの押圧力の適否を判定してさらに圧力の調整を行なう（Ｓ１１７）。【選択図】        図２
2004313409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサと、
前記圧力センサから出力される圧力値より直流成分を得る取得手段と、
前記直流成分が安定しているときの、前記圧力センサを前記体表に押付けている押圧力を、最適応圧力と決定する決定手段とを備える、脈波測定装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記圧力センサから出力される圧力値の所定の区間の平均値から前記直流成分を取得する、請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記圧力センサから出力される圧力値の所定の区間の最大値と最小値との中点から前記直流成分を取得する、請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記圧力センサから出力される圧力値に対して低域通過型フィルタを用いて前記直流成分を取得する、請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項５】
前記押圧力を、一定速度、あるいは任意の速度で加圧しながら変化させる加圧手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の脈波測定装置。
【請求項６】
前記押圧力を、一定速度、あるいは任意の速度で減圧しながら変化させる減圧手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の脈波測定装置。
【請求項７】
前記最適押圧力決定時の直流成分と、前記押圧力変化後の直流成分とを比較し、前記前記押圧力変化後の直流成分が前記最適押圧力決定時の直流成分を超えないように調整する第１の調整手段をさらに備える、請求項５または６に記載の脈波測定装置。
【請求項８】
前記圧力センサで検出される脈波波形に基づいて、前記圧力センサを前記体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記最適押圧力決定後に前記押圧力を調整する第２の調整手段とをさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の脈波測定装置。
【請求項９】
動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサと、
前記圧力センサで検出される脈波波形に基づいて、前記圧力センサを前記体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定手段とを備える、脈波測定装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、脈波立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）を用いて判定を行なう、請求項９に記載の脈波測定装置。
【請求項１１】
前記押圧力を調整する調整手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記押圧力調整後の前記脈波波形の歪みを用いて判定を行なう、請求項９に記載の脈波測定装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、前記脈波波形の歪みを用いて判定を行なう際、前記圧力センサで検出される脈波波形より得られるＡＩ（Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）値を用いる、請求項１１に記載の脈波測定装置。
【請求項１３】
動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサを備える脈波測定装置の制御を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記脈波測定装置から取得する前記圧力センサから出力される圧力値より、直流成分を得る取得ステップと、
前記直流成分が安定しているときの、前記圧力センサを前記体表に押付けている押圧力を、最適応圧力と決定する決定ステップとを実行させる、脈波測定装置制御プログラム。
【請求項１４】
動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサを備える脈波測定装置の制御を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記脈波測定装置から前記圧力センサで検出される脈波波形を取得するステップと、
前記取得した脈波波形に基づいて、前記圧力センサを前記体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定ステップとを実行させる、脈波測定装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は脈波測定装置および脈波測定装置制御プログラムに関し、特に、最適な圧力センサの押圧力を得ることができる脈波測定装置および脈波測定装置制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
脈波を検出する脈波測定装置において、圧力センサを被験者の測定部位に押しつけるための押圧力は、重要なパラメータである。
【０００３】
この最適な押圧力を得る方法としては、たとえば、特許文献１などにおいて開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７９８６８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の脈波測定装置にあっては、最適な押圧力を求める際に、圧力センサより得られる電圧信号から一拍ごとの脈波を分離する機能が必要となっていたため、演算処理が複雑化し、装置の小型化が困難であるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に開示されている脈波測定装置では、押圧力を変化させる際に、脈波の最低血圧部分での変化に着目しているため、最高血圧部分での波形歪み等を考慮していないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、簡単な演算処理で最適な圧力センサの押圧力を得ることができる脈波測定装置および脈波測定装置制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、脈波測定装置は、動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサと、圧力センサから出力される圧力値より直流成分を得る取得手段と、直流成分が安定しているときの、圧力センサを体表に押付けている押圧力を、最適応圧力と決定する決定手段とを備える。
【０００９】
また、上述の取得手段は、圧力センサから出力される圧力値の所定の区間の平均値から直流成分を取得することが望ましい。
【００１０】
あるいは、上述の取得手段は、圧力センサから出力される圧力値の所定の区間の最大値と最小値との中点から直流成分を取得することが望ましい。
【００１１】
あるいは、上述の取得手段は、圧力センサから出力される圧力値に対して低域通過型フィルタを用いて直流成分を取得することが望ましい。
【００１２】
また、脈波測定装置は、押圧力を、一定速度、あるいは任意の速度で加圧しながら変化させる加圧手段をさらに備えることが望ましい。
【００１３】
あるいは、脈波測定装置は、押圧力を、一定速度、あるいは任意の速度で減圧しながら変化させる減圧手段をさらに備えることが望ましい。
【００１４】
さらに、脈波測定装置は、最適押圧力決定時の直流成分と、押圧力変化後の直流成分とを比較し、前記押圧力変化後の直流成分が最適押圧力決定時の直流成分を超えないように調整する第１の調整手段をさらに備えることが望ましい。
【００１５】
また、脈波測定装置は、圧力センサで検出される脈波波形に基づいて、圧力センサを体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定手段と、判定結果に基づいて、最適押圧力決定後に押圧力を調整する第２の調整手段とをさらに備えることが望ましい。
【００１６】
本発明の他の局面に従うと、脈波測定装置は、動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサと、圧力センサで検出される脈波波形に基づいて、圧力センサを体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定手段とを備える。
【００１７】
また、上述の判定手段は、脈波立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）を用いて判定を行なうことが望ましい。
【００１８】
あるいは、脈波測定装置は押圧力を調整する調整手段をさらに備え、上述の判定手段は、押圧力調整後の脈波波形の歪みを用いて判定を行なうことが望ましい。
【００１９】
さらに、上述の判定手段は、脈波波形の歪みを用いて判定を行なう際、圧力センサで検出される脈波波形より得られるＡＩ（Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）値を用いることが望ましい。
【００２０】
本発明のさらに他の局面に従うと、脈波測定装置制御プログラムは、動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサを備える脈波測定装置の制御を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、脈波測定装置から取得する圧力センサから出力される圧力値より、直流成分を得る取得ステップと、直流成分が安定しているときの、圧力センサを体表に押付けている押圧力を、最適応圧力と決定する決定ステップとを実行させる。
【００２１】
本発明のさらに他の局面に従うと、脈波測定装置制御プログラムは、動脈内圧波形を体表から検出する圧力センサを備える脈波測定装置の制御を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、脈波測定装置から圧力センサで検出される脈波波形を取得するステップと、取得した脈波波形に基づいて、圧力センサを体表に押付けている押圧力が適切であるか否かの判定を行なう判定ステップとを実行させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２３】
図１に、本実施の形態における脈波測定装置の構成の具体例を示す。図１を参照して、本実施の形態における脈波測定装置は、大きくは、脈波を検出する脈波装置１と、脈波測定装置全体を制御する制御装置２とを含んで構成される。そして、脈波装置１と制御装置２とは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ケーブルなどの専用ケーブルや通信回線などを介して接続される。なお、その接続には、無線通信などの非接触の接続も含まれるものとする。
【００２４】
制御装置２は、脈波測定装置を制御するためのデータやプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２４やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２５、当該脈波測定装置全体の制御を行なうＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２３を備え、ＣＰＵ２３はＲＯＭ２４にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２５上に展開して実行し、当該脈波測定装置全体の制御を行なう。また、制御装置２は、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部２１、および動脈位置検出や脈波測定結果などの各種情報を外部に出力するためのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などからなる表示部２２をさらに備える。そして、ＣＰＵ２３は、操作部２１よりユーザからの操作信号を受取り、その操作信号に基づいて脈波測定装置全体の制御処理を行なう。すなわち、ＣＰＵ２３は、操作部２１から入力された操作信号に基づいて、脈波装置１に対して制御信号を送出する。また、ＣＰＵ２３は、脈波装置１から受取った測定結果などを表示部２２に表示する。
【００２５】
なお、制御装置２は、一般的なコンピュータなどが該当し、図１に示される制御装置２の構成は、一般的なコンピュータの構成の具体例である。そのため、制御装置２の構成は、図１に示される構成に限定されない。
【００２６】
脈波装置１は、Ｉ／Ｆ１１を介して制御装置２からの制御信号を受取る。そして、Ｉ／Ｆ１１で受取った制御信号は制御回路１２へ送られ、制御回路１２から加圧ポンプ１３、負圧ポンプ１４、あるいは切換弁１５に送られる。
【００２７】
加圧ポンプ１３は、押圧カフ（空気袋）１６の内圧（以下、カフ圧という）を加圧するためのポンプであり、負圧ポンプ１４は、カフ圧を減圧するためのポンプである。切換弁１５は、これらの加圧ポンプ１３と負圧ポンプ１４とのいずれかを選択的にエア管（図示せず）に切換接続する。そして、制御回路１２は、これらを制御する。
【００２８】
半導体圧力センサ１７は、単結晶シリコンなどからなる半導体チップに一方向に所定間隔に配列された複数のセンサエレメントを含んで構成され、押圧カフ１６の圧力によって測定中の被験者の手首などの測定部位に押圧される。その状態で、半導体圧力センサ１７は撓骨動脈を介して被験者の脈波を検出する。半導体圧力センサ１７は、脈波を検出することで出力する電圧信号を各センサエレメントのチャネルごとにマルチプレクサ１８に入力する。
【００２９】
マルチプレクサ１８は、各センサエレメントが出力する電圧信号を選択的にＡ／Ｄ変換器１９に出力する。Ａ／Ｄ変換器１９は、半導体圧力センサ１７から導出されたアナログ信号である電圧信号をデジタル情報に変換して、Ｉ／Ｆ１１を介して制御装置２に送出する。本実施の形態においては、ＣＰＵ２３は、半導体圧力センサ１７に含まれる各センサエレメントが出力する電圧信号を、時間軸に沿ってマルチプレクサ１８を介して同時に取得する。
【００３０】
なお、図１においては、本脈波測定装置が別個の装置である脈波装置１と制御装置２とを含み、それらが連携して脈波測定を行なう構成が示されているが、いうまでもなく、脈波測定装置は、脈波装置１と制御装置２とを一体的に含んでもよい。
【００３１】
次に、図２に示すフローチャートを用いて、本実施の形態の脈波測定装置における処理について説明する。図２のフローチャートに示される処理は、制御装置のＣＰＵ２３が、ＲＯＭ２４にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２５上に展開して実行することによって実現される。
【００３２】
図２を参照して、始めに、電源スイッチ（図示せず）がＯＮされると、ＣＰＵ２３は、Ｉ／Ｆ１１を介して制御回路１２に対して負圧ポンプ１４を駆動するように指示し、制御回路１２はこの指示に基づいて切換弁１５を負圧ポンプ１４側に切換えて、負圧ポンプ１４を駆動する（Ｓ１０１）。負圧ポンプ１４が駆動されることで、切換弁１５を介してカフ圧が大気圧よりも十分に低くするように作用され、半導体圧力センサ１７を含むセンサ部分が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。
【００３３】
その後、センサ部分が測定部位に移動される、あるいは操作部２１に含まれる測定開始スイッチ（図示せず）が押される、などを検知して、測定の開始を判断する（Ｓ１０３）。前者の場合、センサ部分はその移動を検知するための図示されないマイクロスイッチなどを備え、ＣＰＵ２３は該マイクロスイッチの検出信号に基づいてセンサ部分が移動したか否かを判定する。
【００３４】
測定の開始を判断すると（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はＩ／Ｆ１１を介して制御回路１２に対し、加圧ポンプ１３の駆動させるよう制御信号を送出する。制御回路１２は、この制御信号に基づいて切換弁１５を加圧ポンプ１３側に切換えて、加圧ポンプ１３を駆動する（Ｓ１０５）。これにより、カフ圧が上昇して、半導体圧力センサ１７を含むセンサ部分が被験者の測定部位の表面に押圧される。
【００３５】
センサ部分が測定部位に押圧されると、半導体圧力センサ１７に含まれる各センサエレメントから電圧信号がマルチプレクサ１８を介して導出され、Ａ／Ｄ変換器１９でデジタル情報に変換されて、Ｉ／Ｆ１１を介しＣＰＵ２３に入力される。ＣＰＵ２３は、これらのデジタル情報を用いてトノグラムを作成し、表示部２２に表示する（Ｓ１０７）。
【００３６】
次に、ＣＰＵ２３は、ステップＳ１０７で作成したトノグラムに基づいて、測定部位の皮下の腱や橈骨などの固形物の有無を判定し、それらを除外する処理を実行する（Ｓ１０９）。固形物除外処理では、Ｓ１０７で得られたトノグラムの情報に基づいて、半導体圧力センサ１７に含まれるセンサエレメントのうち、その検知領域が固形物上を含むセンサエレメントを特定し、特定したセンサエレメントを除外した残りのセンサエレメントを、動脈上の位置を検出領域するセンサエレメントの候補として選択する。なお、この固形物除去処理については、本発明において限定されるものではなく、たとえば、本願出願人がすでに出願して公開されている特願２００３−１２３１３号公報に記載の技術などを用いることができる。
【００３７】
次に、ＣＰＵ２３は、動脈上の位置を検出領域するセンサエレメントの候補から、動脈上の位置を検出領域するセンサエレメントを最適チャネルとして選択するための処理を実行する（Ｓ１１１）。ここでも、最適チャネルを選択する処理について本発明において限定されるものではなく、同様に、本願出願人がすでに出願して公開されている特願２００３−１２３１３号公報に記載の技術などを用いることができる。
【００３８】
次に、ＣＰＵ２３は、選択された最適チャネルに対応する各センサエレメントから入力される電圧信号から、その直流成分を抽出する（Ｓ１１３）。直流成分は、電圧信号の一定時間の平均値、または電圧信号の低域通過フィルタを通過した成分（脈波除去した成分）、または脈波立上り点（脈波成分が混入する直前）の電圧信号レベルにより求められる。
【００３９】
より具体的には、脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化を図３に示されるグラフであるものとして説明する。図３に示されるグラフでは、縦軸に半導体圧力センサ１７の出力する電圧信号のレベルとセンサ部分に対する押圧カフ１６による押圧レベルとがとられ、横軸には脈波測定時間の経過がとられる。
【００４０】
本発明の脈波測定装置は、ステップＳ１１３において、図３に示される電圧信号の出力変化を一定時間ごとのウィンドウ（区間）に分割し、各ウィンドウ内の平均を算出することで、直流成分を抽出することを特徴とする。図４に、図３に示される電圧信号の出力変化から抽出された直流成分の具体例を示す。また、各ウィンドウ内の最大値と最小値との中間値を算出する、あるいは、低域通過フィルタを用いて所定の周波数以下の値を抽出する、などを行なっても、同様に直流成分を抽出することができる。なお、上述の一定時間は、被験者の脈拍に拠らない予め脈波測定装置に設定されている時間間隔であって、一般的な一脈拍時間が含まれる１．５秒程度であることが好ましい。
【００４１】
本発明の脈波測定装置が１拍ごとの脈波波形を用いるのではなく、このような所定の一定時間ごとのウィンドウに分割して直流成分を抽出することで、脈波測定装置においては、得られた電圧信号から１拍ごとの脈波を分離する処理を要することなく、単純な演算により直流成分を得ることができる。そのため、脈波測定装置の規模を小さくすることができる。また、直流成分抽出に要する処理速度を高速化することができる。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２３はステップＳ１１３において、選択された最適チャネルに対応する各センサエレメントから入力される電圧信号より抽出した直流成分が、安定している箇所を検出する（Ｓ１１５）。ステップＳ１１５では、具体的に直流成分が図４で示される場合には、ＣＰＵ２３は、直流成分が安定している箇所として、丸囲み部分ロを検出する。図４において丸囲み部分ロは、図３においては丸囲み部分イに該当する。すなわち、図３に示される半導体圧力センサ１７からの電圧信号の出力変化において、丸囲み部分イが、押圧カフ１６のカフ圧の変化に対して出力変化の小さい箇所であって直流成分が安定している箇所として検出される。
【００４３】
そして、ＣＰＵ２３は、直流成分が安定している箇所を検出すると（Ｓ１１５でＹＥＳ）、その時点の押圧カフ１６の押圧力を最適押圧力として決定し、押圧カフ１６の圧力を調整するよう、Ｉ／Ｆ１１を介して制御回路１２に対し制御信号を送出する（Ｓ１１７）。
【００４４】
一方、直流成分が安定している箇所が検出されない場合には（Ｓ１１５でＮＯ）、加圧ポンプ１３による押圧カフ１６に対する加圧を継続しながら、直流成分が安定している箇所が検出されるまで、上述のステップＳ１０７〜Ｓ１１５の処理を繰返す。
【００４５】
さらに、本発明の脈波測定装置では、ステップＳ１１７で押圧カフ１６の押圧力を最適押圧力として決定した後も、以下のステップＳ１１９〜Ｓ１２３の判定を繰返し行なって、押圧力を最適に保つために微調整を行なうことを特徴とする。すなわち、まず、ＣＰＵ２３は、押圧カフ１６の押圧力が最適押圧に調整された状態で、直流成分が安定しているか否かを監視し（Ｓ１１９）、押圧カフ１６の押圧力が最適押圧に保たれるよう、必要に応じて（Ｓ１１９でＮＯ）ステップＳ１１７の押圧力の調整を繰返す。
【００４６】
より具体的には、ＣＰＵ２３は、ステップＳ１１７において、切換弁１５を加圧ポンプ１３に切換えさせ、加圧ポンプ１３で一定の速度、あるいは任意の速度で押圧カフ１６の押圧力を加圧しながら半導体圧力センサ１７の押圧力を変化させる、または、切換弁１５を負圧ポンプ１４に切換えさせ、負圧ポンプ１４で一定の速度、あるいは任意の速度で押圧カフ１６の押圧力を減圧しながら半導体圧力センサ１７の押圧力を変化させるなどして押圧力を調整し、ステップＳ１１９で最適押圧力決定時の直流成分と押圧力調整後の直流成分とを比較し、過押圧とならないように押圧力を調整する。
【００４７】
次に、ＣＰＵ２３は、押圧カフ１６の押圧力が最適押圧に保たれた状態で最適チャネルとして選択されたセンサエレメントから出力された電圧信号、すなわち波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であるか否か（Ｓ１２１）、さらに、波形歪みがあるか否か（Ｓ１２３）を判定する。ステップＳ１２１およびステップＳ１２３の検出処理については、後述する。
【００４８】
波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が不適切である場合（Ｓ１２１でＮＯ）、あるいは波形歪みが検出される場合（Ｓ１２３でＮＯ）には、波形データの立上がり点の先鋭度が適切になるまで、あるいは波形歪みが検出されなくなるまで、ステップＳ１１７の押圧力の調整を繰返す。
【００４９】
そして、波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であり（Ｓ１２１でＹＥＳ）、かつ波形歪みが検出されない場合（Ｓ１２３でＹＥＳ）には、ＣＰＵ２３は、マルチプレクサ１８、Ａ／Ｄ変換器１９およびＩ／Ｆ１１を介して、脈波装置１からその時点の波形データを取得する（Ｓ１２５）。
【００５０】
ＣＰＵ２３は、脈波装置１から取得した波形データより脈波を検出し、脈波検出終了の所定条件の成立を判定する（Ｓ１２７）。ステップＳ１２７で脈波検出を終了するための条件は、予め設定された所定時間の経過であってもよいし、ユーザからの終了（あるいは中断）指示などであってもよい。すなわち、所定条件が成立するまで、上述のステップＳ１２５の脈波データの転送処理が繰返される。なお、取得した波形データに基づく脈波検出処理は公知の手順に従うので、ここではその詳細は略す。
【００５１】
そして、脈波検出終了の所定条件が成立したときは（Ｓ１２７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は切換弁１５を介して負圧ポンプ１４を駆動するよう、Ｉ／Ｆ１１を介して制御回路１２に対し制御信号を送出する（Ｓ１２９）。これにより、測定部位に対するセンサ部分の押圧状態は解かれて、一連の脈波検出処理は終了する。
【００５２】
さらに、上述のステップＳ１２１における立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の判定について、図５および図６を用いて詳細な説明を行なう。図５は、脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示す図であり、図６は、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出方法を説明するための図である。
【００５３】
半導体圧力センサ１７の出力変化の立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）は、押圧カフ１６の押圧力を顕著に表わす指標となる。すなわち、図５の丸囲み部分ハは、半導体圧力センサ１７の出力変化の立上がり点が先鋭となっており、その区間の押圧カフ１６の押圧力が適切であることを示している。一方、図５の丸囲み部分ニは、半導体圧力センサ１７の出力変化の立上がり点が平らに変化しており、その区間の押圧カフ１６の押圧力が不適切であり、測定部位の皮下の動脈が必要以上に押圧されていることを示している。そこで、本実施の形態に脈波測定装置では、ステップＳ１２１において、波形データの立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）を算出し、その値が適切であるか否かを判定することで、適切な押圧カフ１６の押圧力の下で測定された脈波であるか否かを判定することを特徴とする。
【００５４】
そこで、ステップＳ１２１における立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出方法および判定方法について、図６を用いて説明する。図６は、縦軸を半導体圧力センサ１７の出力する電圧信号のレベル、横軸を脈波測定時間の経過として、脈拍１拍分の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示している。
【００５５】
始めに、所定の区切り点（ＴＤＩＡ）を設定し、その区切り点における振幅から最大振幅の１０％分上昇した２点を抽出する。そして、その２点の時間間隔をＴａ、その２点間の端点から脈波ピークまでの時間をＴｂと定義し、ＭＳＰ＝Ｔａ／Ｔｂを算出する。
【００５６】
次に、変数ｎ＝０とし、順次、現在の振幅数ＡＭＰ（ｎ）、現在の押圧カフ１６の押圧力Ｐ（ｎ）、および現在の立上がり点先鋭度ＭＳＰ（ｎ）を記憶する。そして、立上がり点先鋭度ＭＳＰ（ｎ）が予め設定した設定値（たとえば２．０）未満である場合（ＭＳＰ（ｎ）＜設定値）、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）が適切であるものとして（Ｓ１２１でＹＥＳ）、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出を終了して次のステップＳ１２３に処理を進める。
【００５７】
一方、立上がり点先鋭度ＭＳＰ（ｎ）が初期値であるＭＳＰ（０）未満の場合（ＭＳＰ（０）＞ＭＳＰ（ｎ））、押圧カフ１６の最適圧力として、現在の押圧力Ｐ（ｎ）を設定し、ステップＳ１１７でその最低圧力となるよう調整する。さらに、ＭＳＰ（ｎ−１）／ＭＳＰ（ｎ）が２回連続で予め設定した設定値（たとえば２．０）未満である場合（ＭＳＰ（ｎ−１）／ＭＳＰ（ｎ）＜設定値）、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）が適切であるものとして（Ｓ１２１でＹＥＳ）、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出を終了して次のステップＳ１２３に処理を進める。あるいは、現在の振幅値ＡＭＰ（ｎ）が初期値であるＡＭＰ（０）の５０％未満である場合（ＡＭＰ（０）×５０％＞ＡＭＰ（ｎ））、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出を終了して次のステップＳ１２３に処理を進める。
【００５８】
そして、これらの条件を満たさない場合には、押圧カフ１６の最適押圧力を所定値（たとえば１０ｍｍＨｇ）減圧させて上述の処理を繰返す。また、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）が設定値（たとえば２．０）以上となった場合も（ＭＳＰ（ｎ）＞設定値）、同様に、押圧カフ１６の最適押圧力を所定値減圧させて上述の処理を繰返す。
【００５９】
次に、上述のステップＳ１２３における波形歪みの判定について、図７〜図９を用いて詳細な説明を行なう。図７は、脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示す図であり、図８は、波形タイプの分類方法を説明するための図であり、図９は、波形タイプの分類表の具体例を示す図である。
【００６０】
押圧カフ１６の押圧力が不適切である場合、図７に示されるように、半導体圧力センサ１７の出力波形に、歪みが発生する。そのことを利用し、本実施の形態における脈波測定装置は、ステップＳ１２３において、半導体圧力センサ１７の出力波形の歪みを判定することで、適切な押圧カフ１６の押圧力の下で測定された脈波であるか否かを判定することを特徴とする。そこで、ステップＳ１２３における波形歪みの判定方法について、図８および図９を用いて説明する。
【００６１】
ここで、波形における各特徴点の表記を次のように定義する。
１ＤＺＣ：一次微分下降ゼロクロス点
４ＤＺＣ：四次微分下降ゼロクロス点
４ＩＺＣ：四次微分上昇ゼロクロス点
ＡＰＧ−Ａ：加速度脈波Ａ点
ＡＰＧ−Ｂ：加速度脈波Ｂ点
ＡＰＧ−Ｅ：加速度脈波Ｅ点
ＡＰＧ−Ｆ：加速度脈波Ｆ点
ただし、上述の１ＤＺＣ（下降ゼロクロス点）は、１次微分時に＋から−に転じる０点に該当する波形上の点であって、脈波最大点などの極大点を表わす。４ＤＺＣは、４次微分時に＋から−に転じる０点に該当する波形上の点、および４ＩＺＣ（上昇ゼロクロス点）は、微分時に−から＋に転じる０点に該当する波形上の点であって、共に波形の変曲点ないしは歪みを表わす。ＡＰＧ−Ａ〜Ｆは、２次微分時の各ピークをＡ〜Ｆとした場合に各点Ａ〜Ｆの該当する波形上の点であって、波形の特徴を表わす点である。
【００６２】
ステップＳ１２３では、半導体圧力センサ１７の出力波形より、上述の各特徴点を算出し、波形タイプに分類する。波形タイプの分類は、図８に示されるように、ＡＰＧ−Ａ点〜１ＤＺＣ点間にある４ＤＺＣの個数と位置とに着目し、図９に示される分類表にしたがって分類する。すなわち、図９を参照して、ＡＰＧ−Ａ点〜ＡＰＧ−Ｂ点およびＡＰＧ−Ｂ点〜１ＤＺＣ点に４ＤＺＣ点が各々３個以上存在する場合には、波形歪みが多すぎるためタイプ分類上エラーと判定し、押圧カフ１６の押圧力が過大である可能性が高いと判定する（Ｓ１２３でＮＯ）。そして、その場合、ステップＳ１１７へ処理を戻し、押圧カフ１６の押圧力を減少させるように再調整してステップＳ１１９〜Ｓ１２３の処理を繰返す。
【００６３】
また、ＡＰＧ−Ａ点〜ＡＰＧ−Ｂ点に４ＤＺＣ点が１個、ＡＰＧ−Ｂ点〜１ＤＺＣ点に４ＤＺＣ点が０〜１個存在する場合には波形タイプをγあるいはδと判定し、押圧カフ１６の押圧力が過大である可能性が中程度であると判定する（Ｓ１２３でＮＯ）。そして、その場合も、ステップＳ１１７へ処理を戻し、押圧カフ１６の押圧力を減少させるように再調整してステップＳ１１９〜Ｓ１２３の処理を繰返す。
【００６４】
また、ＡＰＧ−Ａ点〜ＡＰＧ−Ｂ点に４ＤＺＣ点が０個、ＡＰＧ−Ｂ点〜１ＤＺＣ点に４ＤＺＣ点が１個存在する場合にも波形タイプをγあるいはδと判定し、押圧カフ１６の押圧力が過大である可能性が低いと判定する（Ｓ１２３でＹＥＳ）。また、ＡＰＧ−Ａ点〜ＡＰＧ−Ｂ点に４ＤＺＣ点およびＡＰＧ−Ｂ点〜１ＤＺＣ点に４ＤＺＣ点が存在しない場合には波形タイプをαあるいはβと判定し、押圧カフ１６の押圧力が過大である可能性がないと判定する（Ｓ１２３でＹＥＳ）。そして、次のステップＳ１２５に処理を進める。
【００６５】
なお、上述の波形タイプα〜δの波形の概形については、図１０に示すとおりである。各波形タイプについての詳細は、本発明においては本質とはならないため、ここでの説明は行なわない。
【００６６】
また、ＡＰＧ−Ａ点〜１ＤＺＣ点間に４ＤＺＣが存在する場合、Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ（以下ＡＩと表記する）は１．０（１００％と表記する場合もある）を超えることが多い。そのため、ＡＩが１．０を超える場合、押圧カフ１６の押圧力が過大である可能性が中程度であると判断することができる。
【００６７】
したがって、先述の４ＤＺＣ点数を確認し押圧力が過大である可能性の判定をＡＩの算出により置換えてもよい。
【００６８】
本発明の脈波測定装置が、上述のように押圧カフ１６の押圧力を最適押圧力として決定した後もステップＳ１１９〜Ｓ１２３の判定を繰返し行なって、押圧力を最適に保つために微調整を行なうことで、押圧カフ１６の押圧力を脈波波形において歪みの発生しない最適な押圧力に保つことができる。また、波形歪みが発生した場合であっても、押圧カフ１６の押圧力を波形歪みの発生しない押圧力に変更することで、押圧カフ１６の押圧力を最適な押圧力に保つことができる。すなわち、本発明の脈波測定装置では、単純な計算で最適な押圧力を決定することができ、さらに、その最適な押圧力を持続しつつ測定結果を得ることができる。その結果、本発明の脈波測定装置では、装置の規模を大きくすることなく、高速な処理で、精度のよい測定結果を得ることができる。
【００６９】
さらに、上述の脈波測定装置における直流成分の抽出方法、立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出および判定方法、および波形歪みの判定方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【００７０】
提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。
【００７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における脈波測定装置の構成の具体例を示す図である。
【図２】本実施の形態の脈波測定装置における処理を示すフローチャートである。
【図３】脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示す図である。
【図４】直流成分の具体例を示す図である。
【図５】脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示す図である。
【図６】立上がり点先鋭度（ＭＳＰ）の算出方法を説明するための図である。
【図７】脈波測定時の半導体圧力センサ１７の出力変化の具体例を示す図である。
【図８】波形タイプの分類方法を説明するための図である。
【図９】波形タイプの分類表の具体例を示す図である。
【図１０】波形タイプα〜δの波形の概形の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１  脈波装置、２  制御装置、１１  Ｉ／Ｆ、１２  制御回路、１３  加圧ポンプ、１４  負圧ポンプ、１５  切換弁、１６  押圧カフ、１７  半導体圧力センサ、１８  マルチプレクサ、１９  Ａ／Ｄ変換器、２１  操作部、２２  表示部、２３  ＣＰＵ、２４  ＲＯＭ、２５  ＲＡＭ。
【図１】
2004313409.tif 000003
【図２】
2004313409.tif 000004
【図３】
2004313409.tif 000005
【図４】
2004313409.tif 000006
【図５】
2004313409.tif 000007
【図６】
2004313409.tif 000008
【図７】
2004313409.tif 000009
【図８】
2004313409.tif 000010
【図９】
2004313409.tif 000011
【図１０】
2004313409.tif 000012