(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の脈波から心電図のＲＲ間隔に相当する情報を算出する脈波解析法であって、
任意の一定時間連続して計測した脈波を微分して速度脈波を算出し、
この速度脈波の最大値にある係数をかけて第１のスレッシュホールド値を設定し、
前記速度脈波の前後数点より大きく且つ前記第１のスレッシュホールド値以上の値をピークとして求め、
一定時間内で求めたピーク間隔の平均値にある係数をかけて第２のスレッシュホールド値を設定し、
前記ピーク間隔のうち、前記第２のスレッシュホールド値以上の値を前記心電図のＲＲ間隔に相当する脈波ＲＲ間隔とすることを特徴とする脈波解析法。
【請求項２】
生体の脈波から心電図のＲＲ間隔に相当する情報を算出する脈波解析法であって、
任意の一定時間連続して計測した脈波を微分して速度脈波を算出し、
この速度脈波の最大値にある係数をかけて第１のスレッシュホールド値を設定し、
前記速度脈波から前記第１のスレッシュホールド値を基にピークを求め、
一定時間内で求めたピーク間隔の平均値にある係数をかけて第２のスレッシュホールド値を設定し、
前記ピーク間隔のうち、前記第２のスレッシュホールド値以上の値を前記心電図のＲＲ間隔に相当する脈波ＲＲ間隔とすることを特徴とする脈波解析法。
【請求項３】
請求項１または２に記載した脈波解析法において、
前記速度脈波の最大値に０．１６または０．１７をかけて前記第１のスレッシュホールド値を定めることを特徴とする脈波解析法。
【請求項４】
請求項１または２に記載した脈波解析法において、
前記ピーク間隔の平均値に０．７５をかけて前記第２のスレッシュホールド値を定めることを特徴とする脈波解析法。
【請求項５】
請求項１または２に記載した脈波解析法において、
前記速度脈波の最大値に０．１６または０．１７をかけて前記第１のスレッシュホールド値を定め、前記ピーク間隔の平均値に０．７５をかけて前記第２のスレッシュホールド値を定めることを特徴とする脈波解析法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載した脈波解析法において、
前記速度脈波が０以下になった時点で第１の状態から第２の状態へ反転し、その後、ピークを検出した時点で前記第２の状態から前記第１の状態へ再反転するフラグを具備し、このフラグが前記第２の状態の時に前記速度脈波のピーク検出を行うことを特徴とする脈波解析法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の脈波から心電図のＲＲ間隔に相当する情報を取り出すための脈波解析法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療診断及び健康診断として心電図計測が使用されてきた。
特に、心電図のＲＲ間隔は、心拍リズムの評価や、自律神経機能を評価する指標として広く臨床応用されている。なお、心電図のＲＲ間隔は、心室の脱分極によって生じるＱＲＳ郡のうち最も顕著に観察されるＲ波のピーク間隔を測定するものである。
これに対し、人体の脈波を計測し、その脈波のピーク間隔を心電図のＲＲ間隔に相当する情報として医療診断や健康診断等に利用することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、脈波のピークは、心電図のＲ波ほど顕著なピークでないため、正確なピーク間隔を求めることが困難であるという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、脈波から心電図のＲＲ間隔に相当する情報を略正確に取り出すための脈波解析法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、任意の一定時間連続して計測した脈波を微分して速度脈波を算出し、この速度脈波のピーク間隔を心電図のＲＲ間隔に相当する脈波ＲＲ間隔とする。
この方法によれば、速度脈波の符号が負から正へ変わる点での間隔（脈波のボトム間隔）を脈波ＲＲ間隔とした場合、及び速度脈波の符号が正から負へ変わる点での間隔（脈波のピーク間隔）を脈波ＲＲ間隔とした場合と比較して、心電図のＲＲ間隔に最も近い値を得ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
本発明は、人体の脈波を計測して解析を行い、各種の医療診断や健康診断を行う診断装置に適用される。
この診断装置は、人体の指１に取り付けて使用される脈波センサ２（図２参照）と、この脈波センサ２の検出結果に基づいて所定の脈波解析を行う脈波解析装置（図示しない）を備える。
なお、医療診断及び健康診断とは、例えば脈拍や脈拍間隔を解析して、不整脈や自律神経の異常を判断するものである。
【０００６】
脈波センサ２は、図２に示すように、発光素子３と受光素子４を備える周知の反射型センサであり、発光素子３から指１に向かって光が照射されると、光の一部が指１の内部を通る毛細動脈１ａに当たって毛細動脈１ａを流れる血液中のヘモグロビンに吸収され、残りの光が毛細動脈１ａで反射して散乱し、一部が受光素子４に入射する。この時、血液の脈動により、毛細動脈１ａにあるヘモグロビンの量が波動的に変化するので、ヘモグロビンに吸収される光も波動的に変化する。その結果、毛細動脈１ａで反射して受光素子４で検出される受光量が変化し、その受光量の変化を脈波情報（例えば電圧信号）として脈波解析装置に出力している。
【０００７】
脈波解析装置は、脈波センサ２で検出された脈波情報から脈波ＲＲ間隔を取り出すための脈波解析プログラムが組み込まれたマイクロコンピュータを内蔵する。
以下に、脈波ＲＲ間隔を取り出すための処理手順を図１に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、一定時間（アプリケーションによるが例えば１０秒）脈波を計測する（Ｓ１０）。
続いて、図３（ｂ）に示すように、計測した脈波を微分して速度脈波を求める（Ｓ２０）。
【０００８】
続いて、計測した一定時間内において、一拍毎の脈に対する速度脈波のピークを求める（Ｓ３０）。
続いて、隣り合うピーク同士の間隔（ピーク間隔）を求める（Ｓ４０）。
続いて、各ピーク間隔の平均値から求めたスレッシュホールド値以上の値を脈波ＲＲ間隔とする（Ｓ５０）。
この脈波ＲＲ間隔に基づいて、医療診断あるいは健康診断に係わるプログラムを実行する（Ｓ６０）。
また、この脈波解析プログラムを連続して繰り返し行うことにより、健康状態を継続してモニターすることができる。
【０００９】
ここで、上記のＳ３０で処理される速度脈波のピーク検出の方法、及びＳ５０で処理される脈波ＲＲ間隔の求め方について説明する。
Ｓ３０のピーク検出は、図４に示すように、ピーク検出用フラグに基づいて行われる。このピーク検出用フラグは、速度脈波が「０」以下になった時点で例えば「０」から「１」へ反転し、その後、ピークを検出した時点で「１」から「０」へ再反転する。この場合、ピーク検出は、ピーク検出用フラグが「１」の状態（ピーク検出領域）で行われ、そのピーク検出領域内で、前後数点（例えば５点）より大きく、且つ第１のスレッシュホールド値を超えたものをピークとする。この方法によれば、ピーク検出用フラグが「０」の状態（ピーク検出領域以外）で出現するａのような誤ピークの検出を防止できる。
なお、第１のスレッシュホールド値は、例えば一定時間内で求めた速度脈波データの最大値に或る係数Ｐｈをかけて定められる。
【００１０】
Ｓ５０の脈波ＲＲ間隔は、Ｓ４０で求めたピーク間隔のうち、第２のスレッシュホールド値以上のものを脈波ＲＲ間隔とする。この方法によれば、図４に示すピーク検出領域でｂのような誤ピークが出現しても、この誤ピークｂを基準とするピーク間隔が第２のスレッシュホールド値より小さいため、ｂのような誤ピークの検出を防止できる。
なお、第２のスレッシュホールド値は、例えば一定時間内で求めたピーク間隔の平均値に或る係数Ｐｔをかけて定められる。
【００１１】
次に、本実施例の効果について説明する。
速度脈波から脈波ＲＲ間隔を取り出す方法としては、上述した本発明の方法（▲１▼速度脈波のピーク間隔を脈波ＲＲ間隔とする）以外に、以下の２つ（▲２▼、▲３▼）の方法が考えられる。
▲２▼速度脈波の負正０クロス点（符号が負から正へ変わる点）の間隔を脈波ＲＲ間隔とする。
▲３▼速度脈波の正負０クロス点（符号が正から負へ変わる点）の間隔を脈波ＲＲ間隔とする。
【００１２】
そこで、上記３つの方法から求めた脈波ＲＲ間隔をそれぞれ０．５秒でリサンプリングし、同様にリサンプリングした心電図ＲＲ間隔との差を求めた。その結果を図５〜図７に示す。なお、図５〜図７に記載した各データは、それぞれ心電図ＲＲ間隔との差を示すもので、数値が小さい程、心電図ＲＲ間隔に近いことを表している。また、各図の右下には、それぞれの方法により求めた各データの平均値を記載した。
上記の結果（図５〜図７）を比較すると、本発明の方法▲１▼によって求めた脈波ＲＲ間隔が最も心電図ＲＲ間隔に近いことが分かる。
【００１３】
そこで、本発明の方法▲１▼において、Ｐｈ、Ｐｔをさらに詳細に調査した結果、図８に示すように、Ｐｈ＝０．１６及び０．１７、Ｐｔ＝０．７５が最適値であることが分かった。但し、Ｐｈ及びＰｔの最適値は、被験者が異なる場合や計測データの量等によって変動する可能性があるため、上記の値（Ｐｈ＝０．１６及び０．１７、Ｐｔ＝０．７５）が常に最適値であるとは限らない。
以上のように、本発明の方法▲１▼によれば、脈波から心電図のＲＲ間隔に相当する情報（速度脈波のピーク間隔）を略正確に取り出すことができ、他の方法▲２▼、▲３▼で求めた脈波ＲＲ間隔と比較しても、最も心電図のＲＲ間隔に近いことが判明された。
【図面の簡単な説明】
【図１】脈波解析プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】指と脈波センサの断面図である。
【図３】脈波と速度脈波の波形を示す測定グラフである。
【図４】速度脈波のピーク検出領域を説明する図面である。
【図５】方法▲１▼から求めた脈波ＲＲ間隔と心電図ＲＲ間隔との差を示す測定結果。
【図６】方法▲２▼から求めた脈波ＲＲ間隔と心電図ＲＲ間隔との差を示す測定結果。
【図７】方法▲３▼から求めた脈波ＲＲ間隔と心電図ＲＲ間隔との差を示す測定結果。
【図８】Ｐｔ、Ｐｈの最適化を検討した調査結果である。
【符号の説明】
２  脈波センサ
【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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