(57)【要約】【課題】光電変換による脈波測定を行う場合において、測定部位における血液灌流に対する重力の影響を考慮しつつ脈波信号から体動ノイズを適切に除去することを可能にする。【解決手段】  被験者の測定部位に向けて照射される光のうちの反射光の受光強度を表す脈波信号に含まれる信号成分であって、被験者の動脈血管の脈動を反映した変動成分信号に含まれているノイズを予め定められた複数種のアルゴリズムの何れかにしたがって除去しつつ脈波の計測を行う処理と、変動成分信号のボトム・ピーク間隔の変化から判定される被験者の血液灌流の良否、および測定部位に働く加速度の大きさから判定される被験者の体動の有無に応じて第１の処理にて使用するアルゴリズムを選択する第２の処理と、を脈波信号計測装置に実行させる。【選択図】図１
2012157423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力に応じて生じた加速度を検出し、当該加速度を表す加速度信号を出力する加速度計測手段と、
被験者の身体のうち測定部位として定められた部位に向けて予め定められた波長の光を照射する発光手段と、
前記発光手段から前記測定部位に向けて照射された光のうち前記測定部位にて反射された光、または前記測定部位を透過した光、を受光し受光強度に応じた振幅を有する信号を出力する受光手段と、
前記受光手段の出力信号から前記被験者の動脈血管の脈動を反映した変動成分信号と動脈血管以外の生体組織の活動を反映した非変動成分信号とを抽出する信号生成手段と、
前記変動成分信号に含まれるノイズを除去するためのものとして予め用意された複数種のアルゴリズムのうちの１つを、前記変動成分信号と前記非変動成分信号との少なくとも一方を解析して判定される前記測定部位における血液灌流の良否、および前記加速度信号から判定される前記被験者の体動の有無、に応じて選択するアルゴリズム選択手段と、
前記変動成分信号に含まれているノイズを前記アルゴリズム選択手段により選択されたアルゴリズムにしたがって除去しつつ脈波の計測を行う脈波計測手段と、
を有することを特徴とする脈波信号計測装置。
【請求項２】
前記複数種のアルゴリズムとして、前記変動成分信号の波形を平滑化するフィルター処理アルゴリズムと、当該フィルター処理アルゴリズムと適応アルゴリズムとの組み合わせ、の少なくとも２種類が用意されており、
前記アルゴリズム選択手段は、
体動有りと判定され、かつ前記測定部位における血液灌流が悪いと判定された場合には、前記フィルター処理アルゴリズムと前記適応アルゴリズムとの組み合わせ選択することを特徴とする請求項１に記載の脈波信号計測装置。
【請求項３】
データ記憶回路と、
前記測定部位における血液灌流が良い状態から悪い状態へと変化した場合における、前記変動成分信号のボトム・ピーク間隔の変動幅と前記非変動成分信号の信号強度の変動幅の少なくとも一方から前記被験者の血液灌流の変化のし易さを示す潅流状態の良否を予め判定し、その判定結果を示す判定結果データを前記データ記憶回路に書き込む灌流状態判定手段と、を備え、
前記脈波計測手段は、前記フィルター処理アルゴリズムにて波形の平滑化に使用する制御パラメーターを前記判定結果データの示す判定結果に応じて切り換える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の脈波信号計測装置。
【請求項４】
前記加速度計測手段は、外力に応じて生じた加速度を互いに直交する３つの軸方向の成分に分解して検出する３軸加速度センサーであり、
前記アルゴリズム選択手段は、重力加速度以外にも加速度が生じたことを示す加速度信号を前記加速度計測手段から受け取った場合に前記被験者について体動有りと判定する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の脈波信号計測装置。
【請求項５】
前記加速度計測手段は、前記測定部位または前記測定部位の近傍に装着され、
前記アルゴリズム選択手段は、前記測定部位に対して働く重力の方向を前記加速度信号を解析して特定し、その特定結果を加味して前記測定部位における血液灌流の良否を判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の脈波信号計測装置。
【請求項６】
前記信号生成手段は、前記受信手段の出力信号から前記変動成分信号を抽出する際に当該変動成分信号の信号強度を所定の増幅率で増幅して抽出し、
前記測定部位における血液灌流の良否に応じて、前記発光手段から前記測定部位へ向けて照射する光の強度、または前記増幅率を調整する最適化手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の脈波信号計測装置。
【請求項７】
コンピュータに、
被験者の身体のうち脈波の測定部位として予め定められた部位に向けて照射される光のうちの前記測定部位からの反射光の受光強度または前記測定部位を透過した透過光の受光強度、を表す脈波信号に含まれる信号成分であって、前記被験者の動脈血管の脈動を反映した変動成分信号と動脈以外の生体組織の活動を反映した非変動成分信号の少なくとも一方から判定される前記被験者の血液灌流の良否、および前記測定部位に働く加速度の大きさから判定される前記被験者の体動の有無に応じて、前記変動成分信号からノイズを除去するためのものとして予め用意された複数種のアルゴリズムのうちの１つを選択するアルゴリズム選択処理と、
前記変動成分信号に含まれているノイズを前記アルゴリズム選択処理にて選択されたアルゴリズムにしたがって除去しつつ脈波の計測を行う脈波計測処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波を光学的に計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体、特に人体における脈波計測の一般的方法として、光電変換による脈波計測方法が用いられてきた。この種の脈波計測方法では、血液に吸収されやすい波長の光を発光ダイオードなどの発光素子から生体へ向けて照射し、生体を透過した光または生体内に進入後散乱等によって反射されてくる光をフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子にて受光して電気信号（以下、脈波信号）に変換することにより脈波の検出が実現され、この脈波信号を解析することで脈波の計測（脈間隔や単位時間当たりの脈拍数の計測）が実現される。ここで、脈間隔とは心電におけるＲＲ間隔に相当する時間長である。生体内に進入した光の吸収は、動脈拡張時のほうが、動脈収縮時に比べて大きく、脈波信号の信号レベルは動脈の脈動に応じて変化するからである（例えば、特許文献１から３参照）。特許文献４には、外光などの外部環境の変化があっても、Ｓ／Ｎ比を維持することを可能にする技術が開示されている。また、特許文献５には、被験者の体質に起因する影響（具体的には脈動が小さく、脈波信号の交流成分が小さいなど）を受けずに検出精度を維持することを可能にする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１８０３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６９７８０号公報
【特許文献３】特開２００７−１１７５９１号公報
【特許文献４】特開２０１０−００４９７２号公報
【特許文献５】特開２０１０−２３３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記脈波信号には被験者の呼吸等に起因したものなど様々なノイズ成分が含まれている。特に、被験者が歩行などの体動を行っている場合には、脈波信号には体動に起因したノイズ（以下、体動ノイズ）が含まれている。脈波信号を解析して脈波計測を行う場合には、これらノイズが脈波信号から除去されていることが望ましいことは言うまでもない。また、血液の流れ方（以下、血液灌流）は被験者の体質等に応じて被験者毎に異なり、測定部位における局所的な血液灌流は重力による影響も受ける。例えば、被験者の左手の指を測定部位として脈波の計測を行う場合、左腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢と同左腕を垂直に垂らした姿勢とでは検出される脈波信号の振幅に違いが生じ、Ｓ／Ｎ比も変化することが知られている。したがって、被験者が何らかの体動を行っている場合、測定部位における血液灌流に対する重力の影響を考慮しつつ脈波信号からノイズ（特に体動ノイズ）を適切に除去することが肝要であるが、特許文献１〜５に開示された技術では、このような対策は為されていない。
【０００５】
本発明は，上記課題に鑑みて為されたものであり、光電変換による脈波測定を行う場合において、被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の状態を考慮して脈波の計測を行うことを可能にする技術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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、外力に応じて生じた加速度を検出し、当該加速度を表す加速度信号を出力する加速度計測手段と、被験者の身体のうち測定部位として定められた部位に向けて予め定められた波長の光を照射する発光手段と、前記発光手段から前記測定部位に向けて照射された光のうち前記測定部位にて反射された光、または前記測定部位を透過した光、を受光し受光強度に応じた振幅を有する信号を出力する受光手段と、前記受光手段の出力信号から前記被験者の動脈血管の脈動を反映した変動成分信号と動脈血管以外の生体組織の活動を反映した非変動成分信号とを抽出する信号生成手段と、前記変動成分信号に含まれるノイズを除去するためのものとして予め用意された複数種のアルゴリズムのうちの１つを、前記変動成分信号と前記非変動成分信号との少なくとも一方を解析して判定される前記測定部位における血液灌流の良否、および前記加速度信号から判定される前記被験者の体動の有無、に応じて選択するアルゴリズム選択手段と、前記変動成分信号に含まれているノイズを前記アルゴリズム選択手段により選択されたアルゴリズムにしたがって除去しつつ脈波の計測を行う脈波計測手段と、を有することを特徴とする脈波信号計測装置、を提供する。
【０００７】
このような脈波信号計測装置によれば、変動成分信号からノイズを除去するためのアルゴリズムが被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の良否に応じて選択され、そのアルゴリズムにしたがってノイズを除去しつつ脈波の計測を行う処理が実行される。これにより、被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の状態に応じてノイズを適切に除去しつつ脈波を計測することが可能になる、といった効果が奏される。
【０００８】
上記加速度計測手段としては、測定部位に働く加速度を互いに直交する３つの軸方向の成分に分解して検出する３軸加速度センサーを用いることが考えられる。この場合に、アルゴリズム選択手段には、重力加速度以外の加速度が働いていることを示す加速度信号を受け取った場合に体動有りと判定させるようにすれば良い。また、ノイズを除去するためのアルゴリズムとしては、変動成分信号の波形を平滑化するフィルター処理アルゴリズムと、同フィルター処理アルゴリズムとそのフィルター処理にて使用するフィルター係数を最適化する適応アルゴリズムとの組み合わせの、少なくとも２種類を用意し、体動有りと判定され、かつ測定部位における血液灌流が悪いと判定される場合には、後者のアルゴリズムをアルゴリズム選択手段に選択させ、その他の場合には前者のアルゴリズムを選択させるようにすることが考えられる。そして、変動成分信号の波形を平滑化するフィルター処理アルゴリズムの一例としてはＳＧフィルター処理アルゴリズムが挙げられ、適応アルゴリズムの一例としてはＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムが挙げられる。詳細については発明の詳細な説明において明らかにするが、被験者が何らかの体動を行っており、かつ測定部位における血液灌流が悪い状態では、ＳＧフィルター処理アルゴリズムとそのフィルター処理にて使用するフィルター係数を最適化するＬＭＳアルゴリズムの組み合わせによって体動ノイズを良好に除去することができるからである。
【０００９】
より好ましい態様としては、上記脈波信号計測装置に、データ記憶回路と、前記測定部位における血液灌流が良い状態から悪い状態へと変化した場合における、前記変動成分信号のボトム・ピーク間隔の変動幅と前記非変動成分信号の信号強度の変動幅の少なくとも一方から前記被験者の血液灌流の変化のし易さを示す潅流状態の良否を予め判定し、その判定結果を示す判定結果データを前記データ記憶回路に書き込む灌流状態判定手段と、を備え、前記脈波計測手段は、前記フィルター処理アルゴリズムにて波形の平滑化に使用する制御パラメーターを前記判定結果データの示す判定結果に応じて切り換える。例えば、上記フィルター処理としてＳＧフィルター処理を用いる場合には、ＳＧフィルター処理における制御パラメーターの１つであるフレームサイズを被験者の灌流状態の良否（後述するように、血液灌流に対する重力の影響の度合い）に応じて切り換えるのである。測定部位における血液灌流に対する重力の影響の大きさは被験者の体質等に応じて異なり得るため、このような態様によれば、被験者の体質等に即した態様できめこまやかにノイズを除去することが可能になる。
【００１０】
また、別の好ましい態様としては、前記加速度計測手段は、前記測定部位または前記測定部位の近傍に装着され、前記アルゴリズム選択手段は、前記測定部位に対して働く重力の方向を前記加速度信号を解析して特定し、その特定結果を加味して前記測定部位における血液灌流の良否を判定する態様が考えられる。前述したように、血液灌流は重力の影響を受けるため、このような態様によれば、変動成分信号と非変動成分信号の何れか一方（或いは、両方）のみに基づいて血液灌流の良否を判定する態様に比較してより正確に血液灌流の良否を判定することができる、といった効果が得られる。
【００１１】
別の好ましい態様においては、前記信号生成手段は、前記受信手段の出力信号から前記変動成分信号を抽出する際に当該変動成分信号の信号強度を所定の増幅率で増幅して抽出し、前記測定部位における血液灌流の良否に応じて、前記発光手段から前記測定部位へ向けて照射する光の強度、または前記増幅率を調整する最適化手段を上記脈波信号計測装置に設ける態様が考えられる。具体的には、測定部位における血液灌流が悪い状態であれば、血液灌流の悪化の度合いに応じて、または変動成分信号のボトム・ピーク間隔が血液灌流の良い状態と同じ値になるように、発光手段の発光強度または上記増幅率を引き上げる処理を最適化手段に実行させるのである。このような態様によれば、測定部位における血液灌流の悪化に伴う変動成分信号の信号強度の低下（すなわち、Ｓ／Ｎ比の低下）が回避される、といった効果が奏される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために本発明は、コンピュータに、被験者の身体のうち脈波の測定部位として予め定められた部位に向けて照射される光のうちの前記測定部位からの反射光の受光強度または前記測定部位を透過した透過光の受光強度、を表す脈波信号に含まれる信号成分であって、前記被験者の動脈血管の脈動を反映した変動成分信号と動脈以外の生体組織の活動を反映した非変動成分信号の少なくとも一方から判定される前記被験者の血液灌流の良否、および前記測定部位に働く加速度の大きさから判定される前記被験者の体動の有無に応じて、前記変動成分信号からノイズを除去するためのものとして予め用意された複数種のアルゴリズムのうちの１つを選択するアルゴリズム選択処理と、前記変動成分信号に含まれているノイズを前記アルゴリズム選択処理にて選択されたアルゴリズムにしたがって除去しつつ脈波の計測を行う脈波計測処理と、を実行させることを特徴とするプログラム、を提供する。このようなプログラムによれば、上記発光素子、受光素子および加速度計測手段を備えたコンピュータを本発明の脈波信号計測装置として機能させることが可能になる。なお、上記プログラムの具体的な提供態様としては、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）やメモリスティックなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布する態様や、インターネットなどの電気通信回線経由のダウロードにより配布する態様が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の脈波信号計測装置１の外観を示す図である。
【図２】同脈波信号計測装置１のセンサー部３０の装着態様の一例を示す図である。
【図３】同脈波信号計測装置１の電気的な構成例を示す図である。
【図４】血液灌流が良い姿勢と血液灌流が悪い姿勢の一例を示す図である。
【図５】血液灌流の良否と変動成分信号の信号強度の関係を表す図である。
【図６】血液灌流に対する重力の影響の個人差の一例を示す図である。
【図７】最適化処理の処理内容を説明するための図である。
【図８】ＳＧフィルター処理によるノイズの除去例を示す図である。
【図９】ＳＧフィルター処理によるノイズの除去例を示す図である。
【図１０】ＳＧフィルター処理とＬＭＳとの組み合わせによるノイズの除去例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ：構成）
図１は、本発明の一実施形態の脈波信号計測装置１の外観を示す図である。
図１に示すように、脈波信号計測装置１は、腕時計構造を有しており、被験者の手首に装着される装置本体１０と、この装置本体１０にケーブル２０を介して接続されたセンサー部３０とを有する。図１に示すように、装置本体１０にはリストバンド１２が取り付けられている。脈波信号計測装置１は、リストバンド１２を被験者の手首（図１に示す例では、左手首）に巻きつけることで当該被験者の身体に装着される。装置本体１０の表面には、液晶ディスプレイなどの表示部１４が設けられている。表示部１４には、センサー部３０により検出された脈波信号から算出される脈間隔や単位時間当たりの脈拍数等が表示される。また、装置本体１０の外周部にはボタンスイッチ１６が設けられている。ボタンスイッチ１６は、脈波の計測開始や計測終了、計測結果のリセットなどの各種指示の入力に用いられる。
【００１５】
図２は、被験者の身体に対するセンサー部３０の装着態様の一例を示す図である。
図２に示すように、センサー部３０は、脈波センサー３２と、センサー固定用バンド３４とを有する。センサー部３０は、例えば被験者の左手人差し指の根元から第２指関節までの間の部分（以下、測定部位）にセンサー固定用バンド３４を巻きつけることで被験者の身体に装着される。センサー部３０が被験者の身体に装着された状態では、脈波センサー３２はセンサー固定用バンド３４によって外光から遮光される。外光に起因したノイズを排除するためである。本実施形態では、センサー部３０を被験者の左手人差し指に装着する場合について説明するが、左手中指や薬指などの他の指に装着しても勿論良い。また、図１に示すように、本実施形態では被験者の左腕に装置本体１０を装着するのであるが、右腕に装置本体１０を装着しても良く、この場合は右手の指にセンサー部３０を装着するようにすれば良い。
【００１６】
図３は、脈波信号計測装置１の電気的な構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、脈波信号計測装置１は、脈波センサー３２の他に、アナログ回路部１１０、演算処理回路１２０、データ記憶回路１３０、アナログ制御回路１４０、および加速度計測回路１５０を含んでいる。図３に示す構成要素のうち、脈波センサー３２以外の構成要素は装置本体１０に内蔵されている。なお、図３では詳細な図示は省略したが、表示部１４およびボタンスイッチ１６は演算処理回路１２０に接続されている。また、図３に示す構成要素の他にも脈波信号計測装置１は、演算処理回路１２０に接続され装置本体１０に収納される音声出力部も有している。
【００１７】
脈波センサー３２は、図３に示すように、発光素子３２ａと、受光素子３２ｂとを含んでいる。発光素子３２ａは、例えば青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、血液に吸収されやすい波長の光を、ケーブル２０を介して装置本体１０から供給された電流の電流値に応じた強度で放射する。センサー部３０が被験者の身体に装着された状態（図２参照）では、発光素子３２ａから測定部位に向けて上記光が照射される。このようにして発光素子３２ａから測定部位に向けて照射された光は、測定部位内部へ進入した後、一部が真皮内の毛細血管を流れる血液によって吸収される。そして、発光素子３２ａから照射された光のうちの血液によって吸収されなかった光は、一部が測定部位を透過し、残りは生体組織による散乱等を経て反射光として受光素子３２ｂによって受光される。受光素子３２ｂは、例えばフォトダイオードであり、受光した光の強度に応じた電流値の信号をケーブル２０を介して装置本体１０に出力する。
【００１８】
アナログ回路部１１０は、受光素子３２ｂの出力信号から変動成分信号と非変動成分信号とを生成して演算処理回路１２０に与える信号生成手段１１１０と、発光素子３２ａの発光制御を行う駆動回路１１２０とを含んでいる。変動成分信号とは、受光素子３２ｂの出力信号の信号成分のうち、被験者の動脈血管の脈動を反映した信号成分のことである。一方、非変動成分信号とは、静脈血管などの他の生体組織の活動を反映した信号成分であり、主に直流成分である。
【００１９】
駆動回路１１２０は、発光素子３２ａへの電流の供給を制御することにより、その発光制御を行う。より詳細に説明すると、駆動回路１１２０は、アナログ制御回路１４０から与えられる発光強度制御信号ＬＣに応じて発光素子３２ａに与える電流の電流値を増減させ、発光素子３２ａの発光強度を制御する。信号生成手段１１１０は、ＩＶ変換回路１１１２と、フィルター１１１４ａおよび１１１４ｂと、増幅回路１１１６ａおよび１１１６ｂを含んでいる。ＩＶ変換回路１１１２は、電流・電圧変換回路であり、受光素子３２ｂから受け取った信号の電流値に応じた電圧の脈波信号を生成し、フィルター１１１４ａおよび１１１４ｂへ出力する。フィルター１１１４ａは、ＩＶ変換回路１１１２の出力信号から変動成分信号Ｚを抽出する変動成分信号抽出手段の役割を果たす。一方、フィルター１１１４ｂは、脈波信号から非変動成分信号Ｘを抽出する非変動成分信号抽出手段の役割を果たす。
【００２０】
より詳細に説明すると、フィルター１１１４ａは、０．１［Ｈｚ］〜５［Ｈｚ］の周波数帯域を通過域とするバンドパスフィルターであり、フィルター１１１４ｂは、カットオフ周波数が０．１[Ｈｚ]のローパスフィルターである。つまり、本実施形態の脈波信号計測装置１では、脈波信号に含まれる各種周波数成分のうちの０．１［Ｈｚ］〜５［Ｈｚ］の周波数成分が変動成分信号Ｚとして取り出され、０．１[Ｈｚ]よりも低い周波数の周波数成分が非変動成分信号Ｘとして取り出される。フィルター１１１４ａの通過域を０．１［Ｈｚ］〜５［Ｈｚ］としたのは、人の脈拍の周波数は健常者であれば概ね１［Ｈｚ］、心疾患等の既往症を有する人の場合でも概ね３[Ｈｚ]程度であることが一般的だからである。また、フィルター１１１４ｂのカットオフ周波数を０．１[Ｈｚ]としたのは、受光素子３２ｂの出力信号のうち変動成分信号以外の信号成分を非変動成分信号として取り出すためである。なお、本実施形態では、フィルター１１１４ａの通過域を０．１［Ｈｚ］〜５［Ｈｚ］の周波数帯域とし、フィルター１１１４ｂのカットオフ周波数を０．１[Ｈｚ]としたが、これら通過域およびカットオフ周波数は上記各値に限定されるものではなく、実験等によって適宜好適な値に定めるようにすれば良い。
【００２１】
増幅回路１１１６ａは、フィルター１１１４ａから出力される変動成分信号Ｚの信号レベルを、演算処理回路１２０における各種演算処理の実行に適したレベルに増幅して出力する。同様に、増幅回路１１１６ｂは、フィルター１１１４ｂから出力される非変動成分信号Ｘの信号レベルを演算処理回路１２０における各種演算の実行に適したレベルに増幅して出力する。本実施形態では、増幅回路１１１６ｂについては、ゲイン（増幅率）が固定のものが用いられているが、増幅回路１１１６ａについては、アナログ制御回路１４０から与えられるゲイン制御信号ＧＣに応じてゲインを変えられるものが用いられている。このように、変動成分信号Ｚを増幅するための増幅回路１１１６ａのゲインを可変とした理由については後に明らかにする。
【００２２】
加速度計測回路１５０は、外力に応じて生じた加速度を互いに直交する３つの軸（ｘ、ｙおよびｚ軸）方向の成分に分解して検出し、各成分の大きさを示す加速度信号ＡＳを出力する。この加速度計測回路１５０は、ｘ軸が図１のセンサー固定用バンド３４の延在方向と一致し、かつｙ軸が図１の人差し指の指す方向と一致するようにセンサー部３０に内蔵されている。このため、図１に示すような態様で脈波信号計測装置１を左腕に装着した被験者が、その左腕を垂直に垂らした姿勢で静止していると、加速度計測回路１５０は、ｙ軸方向に重力が加わっていることを示す加速度信号ＡＳを出力する。また、上記被験者が左手親指を上に向けた状態で肩と同じ高さに左腕を水平に伸ばした姿勢で静止していると、加速度計測回路１５０は、ｘ軸方向に重力が加わっていることを示す加速度信号ＡＳを出力する。つまり、本実施形態では、加速度信号ＡＳを解析することで、ｘｙｚの３軸に対する重力加速度の方向を特定することができる。そして、脈波信号計測装置１を身体に装着した被験者が歩行などの体動を行うと、加速度計測回路１５０は重力加速度と上記体動により生じた加速度との合成加速度を示す加速度信号ＡＳを出力する。
【００２３】
演算処理回路１２０は、Ａ／Ｄ変換回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリ、およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリ（何れも図示略）を含んでいる。Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ回路部１１０から出力される変動成分信号Ｚおよび非変動成分信号Ｘを所定のサンプリング周期でサンプリングし、各信号の波形を表すサンプル列（以下、ディジタル形式の変動成分信号および非変動成分信号）を生成する。演算処理回路１２０の不揮発性メモリには、変動成分信号Ｚを解析して脈波の計測を行い、その計測結果を被験者に報知する処理を上記ＣＰＵに実行させる制御プログラムが格納されている。上記揮発性メモリは当該制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
【００２４】
このように、本実施形態の脈波信号計測装置１は、前述した光電変換を利用して脈波の計測を行う装置であり、被験者の左手人指し指の根元から第２指関節付近を測定部位としている。肩の高さと同じ高さに左腕を水平に伸ばしている姿勢と左腕を垂直に垂らした姿勢とでは重力の影響によって測定部位における血液灌流が変化し脈波信号の振幅に違いが生じること、血液灌流に対する重力の影響の大きさには個人差があることは前述した通りである。測定部位における血液灌流に対する重力の影響を考慮しつつ脈波信号から体動ノイズを適切に除去することが全く考慮されていない場合には、血液灌流の変化に起因したＳ／Ｎ比の低下によって脈波の計測に支障が生じてしまう。本実施形態では、上記制御プログラムにしたがって作動するＣＰＵに本実施形態の特徴を顕著に示す処理を実行させることで、この問題を解決している。以下、上記制御プログラムにしたがって演算処理回路１２０のＣＰＵが実行する処理について詳細に説明する。
【００２５】
上記制御プログラムにしたがって演算処理回路１２０のＣＰＵが実行する処理としては、灌流状態判定処理、脈波計測処理、最適化処理、およびアルゴリズム選択処理の４つの処理が挙げられる。なお、図３では、灌流状態判定処理は「判定処理」と、脈波計測処理は「計測処理」と略記されている。これら４つの処理の処理内容は以下の通りである。
【００２６】
灌流状態判定処理は、脈波信号計測装置１の使用者たる被験者について、灌流状態の良い者であるか、それとも灌流状態の悪い者であるかを変動成分信号Ｚを解析して判定する処理である。ここで、灌流状態とは、被験者の血液灌流の変化のし易さを意味する。灌流状態の良い者とは、血液灌流に対する重力の影響が大きい者をいい、灌流状態が悪い者とは、血液灌流に対する重力の影響が小さい者をいう。以下では、灌流状態判定処理の処理内容の詳細な説明に先立って、血液灌流に対する重力の影響について図４を参照しつつ説明する。
【００２７】
図４は、測定部位における血液灌流が良い姿勢（図４に示す例では、左腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢）と、血液灌流が悪い姿勢（図４に示す例では、左腕を垂直に垂らした姿勢）の一例を示す図である。血液灌流が良い姿勢から血液灌流が悪い姿勢へと被験者の姿勢が変化すると、重力の影響によって左手抹消部（すなわち、左手指先）に血液が溜まり、これにより抹消部における血液灌流が変化する。つまり、「血液灌流が悪い状態」とは、末梢部に血液が溜まり、生体組織の鬱血等によって血流が阻害されている状態のことを言い、「血液灌流が良い状態」とは末梢部に血液が溜まっておらず、スムースに血液が流れている状態をいうのである。
【００２８】
図５は、左手人指し指を測定部位とし、左腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢から同左腕を垂直に垂らした姿勢へと姿勢を変化させた場合に、光電変換方式の脈波測定により計測される脈強度（変動成分信号Ｚの波形の谷と山の高低差：以下、ボトム・ピーク間隔）の変化の一例を示す図である。図５に示すように、左腕を肩と同じ程度の高さに水平の伸ばした姿勢から腕を垂直に垂らした姿勢へと姿勢を変化させると、変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔は次第に小さくなり、ある一定値まで低下すると、以後、変化しなくなる。腕を垂直に垂らした姿勢へと姿勢を変えた後に変動成分信号Ｚのピーク・ボトム間隔が次第に小さくなるのは、測定部位に滞留する血液が増加するにつれて発光素子３２ａから照射された光の吸収量が増え、反射光が減少するからである。また、変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔が一定値まで低下した後変化しなくなるのは測定部位に滞留する血液量には上限があるからである。
【００２９】
図５に示すように、血液灌流に対する重力の影響は、変動成分信号のボトム・ピーク間隔の変化として現れるのであるが、血液灌流に対する重力の影響の大きさには個人差がある。具体的には、図６（Ａ）に示すように血液灌流が良い状態と悪い状態とにおける変動成分信号のピーク・ボトム間隔の変動幅が大きい者もいれば、図６（Ｂ）に示すように同変動幅が小さい者もいる。一般に、冷え性の人のように血管周りの筋肉が強張っている人や動脈硬化の進んだ人のように血管の硬い人の場合、健康な人に比較して血液灌流が良い状態と悪い状態とにおける脈強度の変動幅が小さいこと多い。
【００３０】
本実施形態の灌流状態判定処理では、演算処理回路１２０のＣＰＵは、まず、被験者に対して測定部位における血液灌流が良い姿勢を取らせた後に同血液灌流が悪い姿勢への体動を促す。そして、ＣＰＵは、両姿勢における変動成分信号Ｚを解析して被験者の灌流状態の良否を判定するための指標となるデータを収集し、当該データに基づいて被験者の灌流状態を判定するのである。被験者の灌流状態の良否を判定するための指標としては、血液灌流が良い状態における変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔Ｙと血液灌流が悪い状態における同ボトム・ピーク間隔ｙの比ｙ／Ｙや、血液灌流が良い状態から悪い状態へと変化させた後の変動成分信号Ｚの包絡線の傾きαなどが挙げられる。
【００３１】
変動成分信号Ｚから抽出される上記各指標を用いて被験者の血液灌流の良否をどのように判定するのかについては種々の態様が考えられる。例えば、健康な人についての変動成分信号のボトム・ピーク間隔の比ｙ／Ｙの平均値を統計的に求めておき、被験者について計測されたボトム・ピーク間隔の比ｙ／Ｙが当該平均値を上回っている場合には、当該被験者の灌流状態は悪いと判定し、上記測定値が上記平均値以下であれば、逆に、当該被験者の灌流状態は良いと判定する態様が考えられる。また、変動成分信号Ｚの包絡線の傾きαに基づいて灌流状態の良否を判定する場合についても同様に、健康な人についての平均値を求めておき、この平均値と被験者についての測定値とを比較して灌流状態の良否を判定すれば良い。また、健康な人を対象として変動成分信号のボトム・ピーク間隔の比ｙ／Ｙ、或いは包絡線の傾きαの平均値を求めておくのではなく、冷え性や動脈硬化の進んだ人など灌流状態が悪い人についての変動成分信号のボトム・ピーク間隔比ｙ／Ｙ、或いは包絡線の傾きαの平均値を求めておき、これら平均値と被験者についての測定値との比較により被験者の灌流状態を判定しても勿論良い。
【００３２】
そして、演算処理回路１２０のＣＰＵは、変動成分信号Ｚから抽出した各指標を示すデータと、それら指標に基づく判定結果を示す判定結果データ（すなわち、被験者が灌流状態の良い者であるか悪い者であるかを示すデータ）とを、例えばＥＥＰＲＯＭなどのデータ記憶回路１３０に書き込んで当該判定処理を終了する。本実施形態では、上記判定結果データの値として１または０が用いられており、ＣＰＵは灌流状態の良い者であると判定した場合には、値が１の判定結果データを、灌流状態の悪い者であると判定した場合には、値が０の判定結果データをデータ記憶回路１３０に書き込む。この例では、灌流状態の良し悪しを２段階で表現したが、判定の基準となる複数の閾値を用意し、これらと比較することによって、灌流状態の程度を３段階以上で分類してもよい。
以上が灌流状態判定処理の内容である。
【００３３】
脈波計測処理は、灌流状態判定処理に後続して実行される処理であり、この脈波計測処理は後述する最適化処理およびアルゴリズム選択処理と並列に実行される。この脈波計測処理は、Ａ／Ｄ変換を経た変動成分信号Ｚからノイズを除去しつつ脈間隔或いは単位時間当たりの脈拍数を計数する処理である。本実施形態では、変動成分信号Ｚからノイズを除去するためのアルゴリズムとして、ＳＧフィルター処理アルゴリズムと、ＬＭＳアルゴリズムおよびＳＧフィルター処理アルゴリズムの組み合わせとの２種類が予め用意されている。以下、ＳＧフィルター処理アルゴリズムおよびＬＭＳアルゴリズムについてその概略を説明する。
【００３４】
ＬＭＳアルゴリズムとは、適応アルゴリズムの一種であり、各時刻において観測される入力信号ｘと誤差信号ｅとに基づいて平均自乗誤差ｅ２が最小になるように適応フィルター係数列ｗを最適フィルター係数列ｗ＊に近付けてゆく処理である。ここで、誤差信号ｅとは、希望信号ｄと適応フィルター処理の出力信号ｙ（すなわち、ｙ＝ｗＴｘ、ただし、ｗＴは適応フィルター係数列ｗの転置行列）との差信号（すなわち、ｅ＝ｄ−ｙ）である。ＬＭＳアルゴリズムおよびＳＧフィルター処理アルゴリズムの組み合わせでは、ＳＧフィルター処理にて使用するフィルター係数列の最適化がＬＭＳアルゴリズムにしたがって行われる。これに対して、ＳＧフィルターとは、ディジタル平滑化多項式フィルターであり、ＳＧフィルター処理とは入力信号の波形を予め定められたサンプル数のフレームサイズ毎に所定次数の多項式により近似して平滑化してノイズ成分を除去する処理である。このＳＧフィルター処理では、上記近似多項式の次数と、近似範囲であるフレームサイズとが制御パラメーターとなっており、近似多項式の次数が低いほど、或いはフレームサイズが大きいほど、平滑化の度合いが強くなる（ローパスフィルターに近づく）ことが知られている。
【００３５】
本実施形態では、ＳＧフィルター処理の上記２種類の制御パラメーターのうち、近似多項式の次数については所定の値（例えば、３など）に固定されており、フレームサイズについては被験者の灌流状態に応じて好適な値が設定される。具体的には、演算処理回路１２０のＣＰＵは、データ記憶回路１３０に格納されている判定結果データを参照し、その値が１であればフレームサイズを１００に設定し、その値が０であればフレームサイズを５０に設定する。灌流状態の悪い者の場合、灌流状態の良い者に比較して変動成分信号Ｚの変動幅が小さく、平滑化を行う波形区間を短くする必要がないからである。なお、本実施形態では、灌流状態の悪い者と灌流状態の良い者とでフレームサイズを異ならせたが、被験者の灌流状態の良否に拘らず、フレームサイズを固定にしても良い。
【００３６】
本実施形態において変動成分信号Ｚを平滑化するためのアルゴリズムとしてＳＧフィルター処理アルゴリズムを用いたのは、以下の理由による。変動成分信号Ｚから脈波ＲＲ間隔を求めるには、心電図のＲに相当する脈波ボトム・ピーク（すなわち、凸状に現れる1拍ごとの変動成分信号の傾きが最大となる位置）を検出する必要があり、そのためには、変動成分信号Ｚの微分信号を算出して当該微分信号の振幅ピークを検出する必要がある。前述したように、ＳＧフィルター処理では、入力信号の波形はフレームサイズ毎に所定次数の多項式により近似されるため、この近似多項式の微分によって上記微分信号を容易に求めることができる。これが、変動成分信号Ｚを平滑化するためのアルゴリズムとしてＳＧフィルター処理アルゴリズムを用いた理由である。
【００３７】
最適化処理は、血液灌流に対する重力の影響を加味した態様で脈波の計測が行われるように、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインの調整を行う処理である。より詳細に説明すると、この最適化処理では、演算処理回路１２０のＣＰＵは、ノイズの除去が行われた変動成分信号Ｚの包絡線を解析して測定部位における血液灌流に変化が生じたか否かを判定し、その判定結果に応じて、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインの調整を指示する制御信号をアナログ制御回路１４０に与える。この制御信号に応じてアナログ制御回路１４０が発光強度制御信号ＬＣおよびゲイン制御信号ＧＣを出力することで、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインの調整が実現されるのである。なお、本実施形態では、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインの両方を調整する態様について説明するが、何れか一方のみの調整でも勿論良い。
【００３８】
本実施形態の最適化処理では、演算処理回路１２０のＣＰＵは、血液灌流が良い状態における同ボトム・ピーク間隔Ｙと、ノイズを除去済みの変動成分信号のボトム・ピーク間隔との差を算出し、当該差の値を示す制御信号をアナログ制御回路１４０に与える。アナログ制御回路１４０は、上記制御信号の示す値が大きいほど、強い発光強度を示す発光強度制御信号ＬＣおよび高い増幅率を示すゲイン制御信号ＧＣを出力する。発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインの調整が行われないとしたならば、測定部位における血液灌流の悪化に伴って図７（Ａ）にて実線により示すように変動成分信号のボトム・ピーク間隔が狭まる。しかし、本実施形態では、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインが、変動成分信号のボトム・ピーク間隔の減少幅に応じて引き上げられ、同図７（Ａ）にて破線で示すように変動成分信号のボトム・ピーク間隔を略一定に保つことができるのである。本実施形態では、最適化処理において変動成分信号のボトム・ピーク間隔を略一定に保つオートゲインコントローラ的な制御を行う場合について説明したが、変動成分信号のボトム・ピーク間隔が所定の値（例えば、血液灌流が悪い状態におけるボトム・ピーク間隔ｙ）まで低下したことを契機として、以降、発光素子３２ａの発光強度および増幅回路１１１６ａのゲインを徐々に引き上げ、変動成分信号のボトム・ピーク間隔が徐々に大きくなるようにする態様（図７（Ｂ）参照）であっても勿論良い。
以上が最適化処理の処理内容である。
【００３９】
アルゴリズム選択処理は、変動成分信号Ｚからノイズを除去する際に使用するアルゴリズムを、被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の良否に応じて選択する処理である。前述したように、本実施形態では、変動成分信号Ｚからノイズを除去するためのアルゴリズムとして、ＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせと、ＳＧフィルター処理アルゴリズムとが用意されている。このアルゴリズム選択処理においては、演算処理回路１２０のＣＰＵは、以下の要領で、変動成分信号Ｚからノイズを除去するためのアルゴリズムを選択する。
【００４０】
演算処理回路１２０のＣＰＵは、計測処理の実行開始時点においては、ＳＧフィルター処理アルゴリズムを選択する。以降、上記ＣＰＵは、加速度信号ＡＳに基づいて被験者の体動の有無を判定し、さらに、最適化処理における場合と同様に測定部位における血液灌流の良否を判定する。加速度信号ＡＳに基づく被験者の体動の有無の判定態様については種々の態様が考えられるが、本実施形態では、加速度信号ＡＳの示す加速度の大きさが重力加速度の大きさを上回っている場合に体動有りと判定する。被験者が歩行等の体動を行っている場合、その体動に起因した加速度と重力加速度との合成加速度の大きさは、重力加速度の大きさよりも大きいことが一般的だからである。このように、被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の良否に応じて、変動成分信号Ｚからノイズを除去するためのアルゴリズムを選択することとした理由は以下の通りである。
【００４１】
図８は、脈波信号計測装置１が装着された腕（本実施形態では、左腕）を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢で歩行している被験者の変動成分信号ＺにＳＧフィルター処理アルゴリズムによるノイズ除去を施して算出した脈間隔をプロットしたグラフｐｌｓ１と、同被験者の心電から計測したＲＲ間隔をプロットしたグラフｅｇｃ１とを重ね合わせた図である。図８を参照すれば明らかなように、両グラフは略一致しており、歩行に伴う体動ノイズがＳＧフィルター処理によって除去され、ＲＲ間隔が正確に計測されていることが判る。これに対して、図９は、同左腕を垂直に垂らした姿勢で歩行している被験者の変動成分信号ＺにＳＧフィルター処理アルゴリズムによるノイズの除去を施して算出した脈波間隔をプロットしたグラフｐｌｓ２と、同被験者の心電から計測したＲＲ間隔をプロットしたグラフｅｇｃ２とを重ね合わせた図である。図９を参照すれば明らかように、両グラフは一致せず、歩行に伴う体動ノイズをうまく除去できていないことが判る。
【００４２】
前述したように、脈波信号計測装置１が装着された腕を肩と同じ高さに水平に伸ばした姿勢では脈波の計測部位における血液灌流は良い状態であり、同腕を垂直に垂らした姿勢では同測定部位における血液灌流は悪い状態となっている。測定部位における血液灌流が悪い状態では、当該測定部位に溜まった血液の影響により受光素子３２ｂの受光強度が小さくなりＳ／Ｎ比が低下することに加えて、滞留した血液が被験者の体動により揺さぶられ、当該揺れに起因したノイズが変動成分信号に重畳されている。つまり、測定部位における血液灌流が悪い状態では、同血液灌流が良い状態に比較して変動成分信号Ｚに含まれる体動ノイズが大きく、ＳＧフィルター処理だけでは、血液灌流が悪い状態の体動ノイズを除去しきれない、と考えられる。
【００４３】
図１０は、脈波信号計測装置１が装着された腕を垂直に垂らした姿勢で歩行している被験者の変動成分信号Ｚに対してＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせによるノイズ除去を施して算出したＲＲ間隔をプロットしたグラフｐｌｓ３と、同被験者の心電から計測したＲＲ間隔をプロットしたグラフｅｇｃ３とを重ね合わせた図である。図１０を参照すれば明らかように、両グラフは略一致しており、歩行に伴う体動ノイズが適切に除去され、ＲＲ間隔が正確に算出されていることが判る。このように、測定部位における血液灌流が悪く、かつ被験者が歩行などの体動を行っている場合には、ＳＧフィルター処理アルゴリズムでは体動ノイズを除去仕切れないのであるが、ＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムの組み合わせを用いれば、体動ノイズを適切に除去してＲＲ間隔等を正確に計測することができる。これが、変動成分信号からノイズを除去するためのアルゴリズムを被験者の体動の有無および血液灌流の良否に応じて選択するようにした理由である。
以上がアルゴリズム選択処理の処理内容である。
【００４４】
次いで、本実施形態の脈波信号計測装置１の動作について説明する。
被験者が自身の左腕に脈波信号計測装置１を装着し、脈波信号計測装置１の電源をオンにすると、演算処理回路１２０は、まず、灌流状態判定処理を実行する。この灌流状態判定処理では、演算処理回路１２０は、脈波信号計測装置１が装着されている腕を肩の高さと同じ程度に水平に伸ばした姿勢をとることを指示する音声メッセージを音声出力部に放音させ、その状態における変動信号成分Ｚのピーク・ボトム間隔Ｙを示すデータを、血液灌流が良い状態を示すデータとしてデータ記憶回路１３０に記憶させる。
【００４５】
次いで、演算処理回路１２０は、脈波信号計測装置１が装着されている腕を垂直に垂らした姿勢をとることを指示する音声メッセージを音声出力部に放音させる。被験者が、脈波信号計測装置１を装着した腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢から同腕を垂直に垂らした姿勢へと姿勢を変化させると、被験者の左手指先に次第に血液が溜まる。これに伴って、変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔は次第に狭まり、被験者の左手指先に溜まった血液が一定量に達すると、変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔は略一定となる。演算処理回路１２０は、変動成分信号のボトム・ピーク間隔は略一定となったことを契機として、そのボトム・ピーク間隔ｙを示すデータを、血液灌流が悪い状態を示すデータとしてデータ記憶回路１３０に記憶させる。
【００４６】
次いで、演算処理回路１２０は、被験者の灌流状態を示す値ｙ／Ｙを算出し、その算出結果と所定の閾値との比較を行って被験者の灌流状態の良否を判定し、その判定結果を示す判定結果データをデータ記憶回路１３０に書き込むとともに、その判定結果を音声によって被験者に報知して灌流状態判定処理を終了する。
【００４７】
灌流状態判定処理を終了すると、演算処理回路１２０のＣＰＵは、アルゴリズム選択処理によってＳＧフィルター処理アルゴリズムを選択して脈波計測処理の実行を開始し、さらに、最適化処理およびアルゴリズム選択処理を当該脈波計測処理と並列に実行する。脈波計測処理では、上記ＣＰＵは、アルゴリズム選択処理にて選択されたアルゴリズムにしたがって変動成分信号Ｚからノイズを除去しつつ脈波を計測し、その計測結果を表示部１４に表示させる。前述したように、本実施形態の最適化処理では、変動成分信号Ｚのボトム・ピーク間隔が一定となるようにオートゲインコントローラー的な制御が為される。その結果、被験者の姿勢の変化に伴って測定部位における血液灌流が悪化する場合であっても、変動成分信号Ｚの信号強度が低下することはなく、Ｓ／Ｎ比が低下することもない。
【００４８】
一方、アルゴリズム選択処理においては、演算処理回路１２０のＣＰＵは、まず、加速度信号ＡＳを解析して被験者の体動の有無を判定し、体動有りとの判定結果が得られた場合には、変動成分信号を解析して測定部位における血液灌流の良否を判定する。そして、ＣＰＵは、体動有りと判定され、かつ、測定部位における血液灌流が悪いと判定された場合には、ノイズ除去のためのアルゴリズムとして、ＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせを選択するのである。
【００４９】
例えば、脈波信号計測装置１を左腕に装着した被験者が、同左腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢で歩行を開始すると、その開始時点ではＳＧフィルター処理アルゴリズムによって変動成分信号からのノイズの除去が行われる。左腕を肩と同じ程度の高さに水平に伸ばした姿勢では、測定部位における血液灌流は良好な状態だからである。そして、被験者が歩行中に左腕を垂直に垂らした姿勢へと姿勢を変化させると、当該姿勢の変化に伴って測定部位に血液灌流が悪化し、演算処理回路１２０のＣＰＵはノイズ除去のためのアルゴリズムとしてＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせを選択し、以降、計測処理ではＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせによって変動成分信号からのノイズの除去および脈波計測が行われる。ＳＧフィルター処理アルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムとの組み合わせによれば、被験者が何らかの体動を行っており、かつ測定部位における血液灌流が悪い状態であっても、変動成分信号から体動ノイズを適切に除去できることは前述した通りである。
【００５０】
以上説明したように本実施形態の脈波信号計測装置１によれば、被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の良否に応じてノイズを適切に除去しつつ脈波を計測することが可能になる。
【００５１】
（Ｂ：変形）
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に以下に述べる変形を加えても勿論良い。
（１）上述した実施形態では、変動成分信号を解析して被験者の灌流状態の良否、および測定部位における血液灌流の良否を判定したが、非変動成分信号に基づいてこれらを判定することも可能である。非変動成分信号は、動脈血管の脈動とは無関係な直流成分の信号であるが、変動成分信号と同様に、血液灌流が良い状態と悪い状態とで信号強度が変化する（具体的には、血液灌流が悪化すると信号強度が低下する）からである。また、変動成分信号と非変動成分信号の何れか一方に基づいて被験者の灌流状態の良否、および測定部位における血液灌流の良否を判定するのではなく、変動成分信号と非変動成分信号の両方に基づいて判定するようにしても勿論良い。また、上述した実施形態では、発光素子３２ａから測定部位へ向けて照射された光の反射光を解析して脈波の計測および測定部位における血液灌流の良否を判定したが、測定部位を透過した光を解析して脈波の計測および測定部位における血液灌流の良否の判定を行っても勿論良い。
【００５２】
（２）上述した実施形態では、加速度計測回路１５０が装置本体１０に内蔵されていたが、センサー部３０に加速度計測回路１５０を内蔵させても良い。また、加速度計測回路１５０の出力信号を解析して測定部位に対する重力の相対的な方向を検出し、測定部位に働く重力の方向を加味して測定部位における血液灌流の良否を判定しても良い。測定部位に働く重力の方向が当該測定部位における動脈血の流れる方向と一致している場合には、血液灌流は悪化すると考えられるからである。
【００５３】
（３）上述した実施形態では、変動成分信号からノイズを除去するためのアルゴリズムとして、変動成分信号の波形を平滑化するフィルター処理アルゴリズム、または同フィルター処理アルゴリズムと適応アルゴリズムとの組み合わせ用い、上記波形を平滑化するアルゴリズムとしてはＳＧフィルター処理アルゴリズムを、適応アルゴリズムとしてはＬＭＳを用いた。しかし、変動成分信号の波形を平滑化するアルゴリズムはＳＧフィルター処理アルゴリズムに限定されるものではなく、例えば所定のカットオフ周波数以上の周波数成分を除去するローパスフィルター処理を用いても良く、移動平均を算出する処理を用いても良い。また、適応アルゴリズムについてもＬＭＳに限定されるものではなく、Normalized LMSアルゴリズムや、射影（Projection）アルゴリズム、ＲＬＳ（Recursive Least Square）アルゴリズムなどを用いても良い。
【００５４】
（４）上述した実施形態では、灌流状態判定処理、脈波計測処理、最適化処理およびアルゴリズム選択処理の各処理をソフトウェアによって実現した。しかし、灌流状態判定処理を実行する灌流状態判定手段、脈波計測処理を実行する脈波計測手段、最適化処理を実行する最適化手段およびアルゴリズム選択処理を実行するアルゴリズム選択手段の各手段をハードウェア回路で構成し、これら回路を組み合わせて演算処理回路１２０を構成しても勿論良い。
【００５５】
（５）上述した実施形態では、被験者の灌流状態の良否（換言すれば、当該被験者の血液灌流に対する重力の影響の大きさ）に応じてＳＧフィルター処理の制御パラメーターを調整した。しかし、被験者の灌流状態の良否に応じたパラメーターの調整は必須ではない。例えば、変動成分信号からノイズを除去するためのアルゴリズムの切り換えのみで充分に体動ノイズを除去可能な場合には上記制御パラメーターの調整を行う必要はない。そして、被験者の灌流状態の良否に応じた制御パラメーターの調整を行わない態様の場合には、上記灌流状態判定処理を省略しても良い。また、変動成分信号からノイズを除去するアルゴリズムを被験者の体動の有無および測定部位における血液灌流の良否に応じて切り換えることで体動ノイズを充分に除去することができる場合には、最適化処理を省略しても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１…脈波信号計測装置、１０…装置本体、１２…リストバンド、１４…表示部、１６…ボタンスイッチ、２０…ケーブル、３０…センサー部、３２…脈波センサー、３２ａ…発光素子、３２ｂ…受光素子、３４…センサー固定用バンド、１１０…アナログ回路部、１１１０…信号生成手段、１１１２…ＩＶ変換回路、１１１４ａ，１１１４ｂ…フィルター、１１１６ａ，１１１６ｂ…増幅回路、１２０…演算処理回路、１３０…データ記憶回路、１４０…アナログ制御回路、１５０…加速度計測回路。
【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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【図１０】
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