(57)【要約】【課題】駆血することなく測定された脈波から進行波を検出することができる脈波解析装置を提供する。【解決手段】脈波計の腕帯５には、動脈方向および測定部位の周方向に行列をなしてマトリクス状に測定用空気袋１３が配置され、各測定用空気袋１３での脈波波形が得られる。脈波解析装置では、動脈上に位置する複数の測定用空気袋１３での脈波波形を解析することで測定された脈波波形より進行波を抽出し、進行波と反射波との間の時間差を動脈硬化度の判定を行なうための指標として得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用流体袋と、
前記測定用流体袋の内圧変化を測定するセンサと、
前記センサで得られる前記測定用流体袋の内圧変化に基づいて脈波を測定する測定手段とを備え、
前記測定用流体袋は、動脈方向と、前記動脈方向と交差する測定部位の周方向とについて、各々、２以上配置され、
前記センサによって得られた前記各測定用空気袋の内圧変化に基づいて測定された脈波から、進行波を抽出するための演算を行なう演算手段をさらに備える、脈波解析装置。
【請求項２】
前記各測定用流体袋の内圧を独立に制御する制御手段をさらに備える、請求項１に記載の脈波解析装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記制御手段での制御量と前記センサで得られる前記測定用流体袋の内圧変化とに基づいて前記各測定用流体袋の利得を計算し、前記利得に基づいて前記各測定用流体袋についての制御量を算出する、請求項２に記載の脈波解析装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記２以上配置された測定用流体袋の中から動脈上に位置する測定用空気袋を特定し、特定された前記測定用空気袋の内圧を制御する、請求項２または３に記載の脈波解析装置。
【請求項５】
前記制御手段は弁を介して前記各測定用流体袋に接続され、前記弁の開閉を制御することで、前記２以上配置された測定用流体袋の中から内圧を制御する測定用空気袋を選択する、請求項２に記載の脈波解析装置。
【請求項６】
前記演算手段は、測定された前記脈波から進行波を抽出することで、前記脈波より、動脈硬化度の判定を行なうための指標として進行波と反射波との時間差を得る、請求項１〜５のいずれかに記載の脈波解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は脈波解析装置に関し、特に、カフを利用して測定された脈波を解析する脈波解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動脈硬化度を判定する装置として、たとえば特許第３１４０００７号公報（以下、特許文献１）は、心臓から駆出された脈波の伝播する速度（以下、ＰＷＶ：pulse wave velocity）を調べることによって動脈硬化度を判定する装置を開示している。動脈硬化が進むほどに脈波伝播速度は速くなるので、ＰＷＶは動脈硬化度を判定するための指標となる。ＰＷＶは、上腕および下肢などの少なくとも２箇所以上に脈波を測定するカフ等を装着して同時に脈波を測定することで、それぞれの脈波の出現時間差と、脈波を測定するカフ等を装着した２点間の動脈の長さとから算出される。このように、動脈硬化度の判定精度を向上させるためには、心臓から駆出された脈波を精度よく検出することが重要となる。
【０００３】
特許第３５８７８３７号公報（以下、特許文献２）は、心臓から駆出された駆出波と腸骨動脈分岐部および動脈中の硬化部位からの反射波とを分離して、それぞれの振幅差や振幅比や出現時間差等により動脈硬化度を判定する技術を開示している。
【特許文献１】特許第３１４０００７号公報
【特許文献２】特許第３５８７８３７号公報
【特許文献３】特許第３８２６９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される装置を用いてＰＷＶを測定するためには、先述のように上腕および下肢などの少なくとも２箇所にカフ等を装着する必要がある。そのため、特許文献１に開示されている装置を用いたとしても、家庭で簡便にＰＷＶを測定することは難しいという問題点があった。しかしながら、１箇所にカフ等を装着して得られる脈波には腸骨動脈分岐部などからの反射波が重畳するため、反射波を正しく分離できない可能性がある。したがって、精度のよい動脈硬化度の判定が得難いという問題がある。
【０００５】
腸骨動脈分岐部などからの反射波の重畳を抑えるために測定用のカフとは別に駆血用のカフを設け、駆血用のカフを用いて圧迫する技術も知られているが、この方法での測定は被測定者に負担がかかることが問題であった。
【０００６】
特許文献２は、測定波から駆出波と反射波とを分離した上で動脈硬化度を判定するとしているが、その前提とした脈波測定において、脈波を測定するカフ等の装着位置が変化したり、カフ等をゆるく巻いたりするなど、カフの巻き方によって安定した脈波が測定できないといった問題点があった。カフの巻き方を安定させる方法として、カフを自動的に巻き付ける方法がある。カフを自動的に安定して巻き付ける方法としては、特許第３８２６９３８号公報（以下、特許文献３）などによって、空気袋による自動巻き付け技術が開示されている。しかしながら、空気袋に生じたノイズが脈波カフに混入したり、空気袋を一定圧で保持するための振動が脈波カフに混入したりするため、脈波カフによる脈波から動脈硬化度を算出する時に誤差が発生するという問題点があった。
【０００７】
本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであって、１箇所の測定部位から得られた脈波を解析することで、駆血することなく測定された脈波から精度良く進行波を抽出し、動脈硬化度の判定に有効な指標を得ることのできる脈波解析装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、脈波解析装置は、測定用流体袋と、測定用流体袋の内圧変化を測定するセンサと、センサで得られる測定用流体袋の内圧変化に基づいて脈波を測定する測定手段とを備え、測定用流体袋は、動脈方向と、動脈方向と交差する測定部位の周方向とについて、各々、２以上配置され、センサによって得られた各測定用空気袋の内圧変化に基づいて測定された脈波から、進行波を抽出するための演算を行なう演算手段をさらに備える。
【０００９】
好ましくは、脈波解析装置は、各測定用流体袋の内圧を独立に制御する制御手段をさらに備える。
【００１０】
より好ましくは、制御手段は、制御手段での制御量とセンサで得られる測定用流体袋の内圧変化とに基づいて各測定用流体袋の利得を計算し、計算された利得に基づいて各測定用流体袋についての制御量を算出する。
【００１１】
好ましくは、制御手段は、２以上配置された測定用流体袋の中から動脈上に位置する測定用空気袋を特定し、特定された測定用空気袋の内圧を制御する。
【００１２】
好ましくは、制御手段は弁を介して各測定用流体袋に接続され、弁の開閉を制御することで、２以上配置された測定用流体袋の中から内圧を制御する測定用空気袋を選択する。
【００１３】
好ましくは、演算手段は、測定された脈波から進行波を抽出することで、脈波より、動脈硬化度の判定を行なうための指標として進行波と反射波との時間差を得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による脈波解析装置を用いることで、駆血することなく測定された脈波から進行波を検出することができる。これにより、被験者の負担を抑えつつ動脈硬化度の判定を行なうための指標を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態にかかる脈波解析装置を備えた脈波計１の外観の具体例を示す斜視図である。図２は、脈波計に含まれる腕帯の構成を説明する図である。図３は、図１に示す脈波計１を用いて脈波を測定する際の測定姿勢を示す模式断面図である。
【００１７】
図１を参照して、本実施の形態にかかる脈波計１は、本体２と、測定部位である上腕に巻付ける腕帯５とを備え、それらがエア管１０で接続される。本体２の正面には、ボタン等の操作部３と、測定結果等を表示する表示器４とが配備される。操作部３には、電源のＯＮ／ＯＦＦを指示するためのボタン３−１、および測定の開始／停止を指示するためのボタン３−２が含まれる。その他、メモリを表示させるためのボタンや、使用者を選択するためのボタンや、環境を設定するためのボタンなどが含まれていてもよい。
【００１８】
図２を参照して、腕帯５の測定部位から最も遠い側である外周に外布が設けられ、その内側（測定部位側）に複数の測定用空気袋（カフ）１３−１Ａ，１３−１Ｂ，…，１３−１Ｆ，１３−２Ａ，１３−２Ｂ，…，１３−２Ｆ，１３−３Ａ，１３−３Ｂ，…，１３−３Ｆが配置される。これらを代表させて測定用空気袋１３と称する。複数の測定用空気袋１３−１Ａ，１３−１Ｂ，…，１３−１Ｆ，１３−２Ａ，１３−２Ｂ，…，１３−２Ｆ，１３−３Ａ，１３−３Ｂ，…，１３−３Ｆは、動脈方向および測定部位の周方向に行列をなしてマトリクス状に配置される。詳しくは、図２を参照して、中枢側（心臓に近い側）に、測定部位の周方向に測定用空気袋１３−１Ａ，１３−１Ｂ，…，１３−１Ｆが配置される。これらを総称し、測定用空気袋１３のうちの最も中枢側に周方向に配置される測定用空気袋群を測定用空気袋群１３−１と称する。末梢側（心臓から遠い側）に、測定部位の周方向に測定用空気袋１３−３Ａ，１３−３Ｂ，…，１３−３Ｆが配置される。これらを総称して、測定用空気袋１３のうちの最も末梢側に周方向に配置される測定用空気袋群を測定用空気袋群１３−３と称する。中枢側と末梢側との間に、測定部位の周方向に測定用空気袋１３−２Ａ，１３−２Ｂ，…，１３−２Ｆが配置される。これらを総称して、測定用空気袋１３のうちの中枢側と末梢側との間に周方向に配置される測定用空気袋群を測定用空気袋群１３−２と称する。なお、本発明において、測定用空気袋は動脈方向および測定部位の周方向に行列をなしてマトリクス状に配置されればよく、その数や位置は図２に示された数や位置には限定されない。言い換えれば、動脈方向および測定部位の周方向について、各々、複数の測定用空気袋が配置される構成であればよい。
【００１９】
測定用空気袋１３は、各々、エア管１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｒで本体２に接続されている。図１に示されたエア管１０はエア管１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｒを代表させたものであり、図１に示されるように、複数のエア管１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｒが束ねられて１本のエア管のように構成されていてもよいし、束ねられずに複数のエア管１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｒが各々本体２に接続されている構成であってもよい。
【００２０】
図３には、脈波計１を用いて脈波を測定する際の測定姿勢と共に、腕帯５の断面の概略が示されている。
【００２１】
図３を参照して、先述のように、腕帯５の測定部位から最も遠い側である外周に外布が設けられ、その内側（測定部位側）に、径方向に伸縮可能な略円筒状の可撓性部材であるカーラ６が設けられる。さらに、カーラ６の内側に測定用空気袋１３が設けられる。
【００２２】
上述の脈波計１を用いた脈波の測定に際しては、腕帯５を測定部位である上腕に巻付けることで測定用空気袋１３が測定部位に押付けられる。その際、図３を参照して、先述のように、中枢側から末梢側に向かって測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３の順に押付けられる。
【００２３】
図４は、脈波計１のハードウェア構成の具体例を示すブロック図である。
図４を参照して、脈波計１は、本体２と、測定部位である上腕に巻付ける腕帯５とを備え、それらがエア管１０で接続される。本体２の正面には、ボタン等の操作部３と、測定結果等を表示する表示器４とが配備される。腕帯５には測定用空気袋１３が配置され、腕帯５を測定部位である上腕に巻付けることで測定用空気袋１３が測定部位に押付けられる。本体２内には、脈波計１全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０およびＣＰＵ４０で実行されるプログラムや測定結果を記憶するメモリ部４１が含まれる。
【００２４】
測定用空気袋１３は、先述のように各々測定用エア制御系２０に接続されている。したがって、脈波計１には、測定用空気袋１３の数に対応した数の測定用エア制御系２０が含まれ、各々、ＣＰＵ４０に接続されて制御される。図４では、各測定用空気袋１３に接続される測定用エア制御系を代表させて１つの測定用エア制御系２０を示している。測定用空気袋１３が図２に示される構成である場合、脈波計１には、測定用空気袋１３−１Ａ〜１３−３Ｆの各々に接続される１８個の測定用エア制御系が含まれる。以下の説明において、各測定用空気袋１３に接続される測定用エア制御系を代表させて測定用エア制御系２０と称する。
【００２５】
測定用エア制御系２０には、各々、測定用空気袋１３の内圧変化を測定する圧力センサ２３、圧力センサ２３に接続される増幅器２８、増幅器２８に接続されるＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器２９、測定用空気袋１３に対する給気／排気を行なうポンプ２１、ポンプ２１に接続されるポンプ駆動回路２６、弁２２、および弁２２に接続される弁駆動回路２７が含まれる。Ａ／Ｄ変換器２９、ポンプ駆動回路２６、および弁駆動回路２７は、各々、ＣＰＵ４０に接続される。
【００２６】
ポンプ２１は、測定用空気袋１３を加圧するための手段である。ポンプ２１は、ＣＰＵ４０からの指令を受けたポンプ駆動回路２６によって駆動され、測定時に測定用空気袋１３内の圧力が所定の圧力となるように圧縮気体を送り込む。
【００２７】
弁２２は、接続される測定用空気袋１３内の圧力を維持したり、あるいは減圧したりするための手段である。弁２２は、ＣＰＵ４０からの指令を受けた弁駆動回路２７によってその開閉状態が制御される。弁２２の開閉状態が制御されることで、測定時にポンプ２１によって高圧状態となった測定用空気袋１３内の圧力が維持され、そして減圧される。また、測定終了後に、測定用空気袋１３の圧力が大気圧に復帰する。
【００２８】
圧力センサ２３は、接続される測定用空気袋１３の圧力を検出するための手段である。圧力センサ２３は、測定時に時々刻々と変化する測定用空気袋１３内の圧力を検出し、その検出値に応じた信号を増幅器２８に対して出力する。増幅器２８は、圧力センサ２３から出力される信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器２９に出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は、増幅器２８から出力されたアナログ信号をデジタル化し、ＣＰＵ４０に出力する。
【００２９】
ＣＰＵ４０は、脈波計の本体２に設けられた操作部３に入力された指令に基づいて、各測定用エア制御系２０に含まれるポンプ駆動回路２６および弁駆動回路２７に制御信号を出力し、各測定用エア制御系２０を制御する。また、各測定用エア制御系２０に含まれる圧力センサ２３より得られる測定値に基づいて脈波を解析し、測定結果や、解析結果を表示部４やメモリ部４１に出力する。メモリ部４１は、測定結果を記憶するための手段である。また、ＣＰＵ４０で実行されるプログラムを記憶するための手段でもある。
【００３０】
なお、図４に示されたハードウェア構成は１つの具体例であって、本発明にかかる脈波解析装置の構成は図４の構成には限定されない。たとえば、図４では測定用エア制御系２０が各測定用空気袋１３に接続された構成が示されているが、脈波計１において測定用エア制御系２０は１つもしくは測定用空気袋１３よりも少ない数含まれていてもよい。この場合、測定用エア制御系２０は、接続する測定用空気袋１３に応じた複数の弁２２を含み、弁２２を介して測定用エア制御系２０に接続される。そして、ＣＰＵ４０は、弁駆動回路２７に制御信号を出力して対応する弁２２を開閉させることで、測定用エア制御系２０が制御する測定用空気袋１３を選択するものとする。
【００３１】
図５は、本実施の形態にかかる脈波計１での測定動作を示すフローチャートである。図５に示される動作は、被験者等が本体２の操作部３に設けられた測定を開始させるためのボタン３−１を押下することにより開始し、ＣＰＵ４０がメモリ部４１に記憶されるプログラムを読み出して図４に示される各部を制御することによって実現されるものである。
【００３２】
図５を参照して、動作が開始すると、始めに、ＣＰＵ４０において、各部の初期化が行なわれる（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ４０は測定用エア制御系２０に対して制御信号を出力し、各測定用空気袋１３を加圧する（ステップＳ３）。ステップＳ３の測定用空気袋１３の加圧は、圧力センサ２３からの圧力信号に基づいて測定用空気袋１３内の圧力が所定の圧力である初期圧に達するまで行なわれる。所定の圧力に達すると、ＣＰＵ４０はその時点で測定用空気袋１３の加圧を終了し、その状態において、ＣＰＵ４０は圧力センサ２３からの圧力信号に基づいて、脈波を測定する（ステップＳ５）。つまり、測定用空気袋１３の内圧変化に基づいて脈波を測定する。さらに、ＣＰＵ４０はステップＳ５で測定された脈波から進行波を抽出する処理を行ない（ステップＳ７）、進行波に基づいて各測定用空気袋１３の制御量を算出し（ステップＳ９）、算出された制御量に基づいて各測定用空気袋１３内の圧力を制御するよう、対応する測定用エア制御系２０に対して、各々、制御信号を出力する（ステップＳ１１）。上記ステップＳ５〜Ｓ１１は、脈波の測定が完了するまで繰返される（ステップＳ１５）。このように制御されることで、各測定用空気袋１３の圧力を最適とすることができ、脈波測定の精度を向上させることができる。
【００３３】
脈波の測定が完了すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０は測定用エア制御系２０に対して制御信号を出力し、測定用空気袋１３内の圧力を大気圧に解放する（ステップＳ１３）。さらに、ＣＰＵ４０は上記ステップＳ５で測定された脈波を用いて演算処理を行なう（ステップＳ１５）。具体的には、ＣＰＵ４０は、脈波の検出データに基づいて血圧値（最高血圧（ＳＹＳ）および最低血圧（ＤＩＡ））などの血圧値を算出する。また、ＣＰＵ４０は、上記ステップＳ５で得られた脈波波形より、動脈硬化度の判定を行なうための指標を算出する。その後、ＣＰＵ４０は、算出された最高血圧（ＳＹＳ）および最低血圧（ＤＩＡ）や測定された脈波などの測定結果や、算出された動脈硬化度の判定を行なうための指標を本体２に設けられた表示部４で表示するための処理を行ない、これらを表示する（ステップＳ１７）。
【００３４】
本実施の形態にかかる脈波計１は、上記ステップＳ５で測定された脈波波形に基づいて動脈硬化度の判定を行なうための指標を得る。本実施の形態においては、動脈硬化度の判定を行なうための指標として、進行波と反射波との間の時間差Ｔｒを得るものとする。測定部位を上腕とし、反射波が末梢としての足首からの反射波である場合、時間差Ｔｒと測定部位が上腕と足首とである場合のＰＷＶであるｂａＰＷＶとの相関は、年齢や性別などの個人パラメータが得られることで、統計的に、たとえば図６に示されるように得られる。図６において、縦軸に進行波と反射波との間の時間差Ｔｒ、横軸にｂａＰＷＶが示されている。したがって、進行波と反射波との間の時間差Ｔｒを動脈硬化度の判定を行なうための指標とすることができる。
【００３５】
図７は、測定された脈波波形に基づいて動脈硬化度の判定を行なうための指標としての進行波と反射波との間の時間差Ｔｒを得る原理を説明するための図であって、測定される脈波波形と、進行波と、反射波との関係を説明する図である。図７において、実線で示される波形Ａは、測定される脈波波形を示す。破線で示される波形Ｂは進行波、一点鎖線で示される波形Ｃは反射波を示す。図７に示されるように、測定によって得られる脈波波形Ａは、進行波Ｂと反射波Ｃとの合成波である。反射波の測定部位への到達は、脈波波形Ａにおいて局点Ｄとして検出される。したがって、上記時間差Ｔｒは脈波波形Ａの立ち上がりから局点Ｄまでの時間で得られる。
【００３６】
本実施の形態では、上記局点Ｄを得るために、上記ステップＳ７にてステップＳ５で得られた脈波波形より進行波を抽出する処理が行なわれている。
【００３７】
［第１の実施の形態］
得られた脈波波形から進行波を抽出する第１の方法について、図８を用いてその原理を説明する。
【００３８】
図８を参照して、第１の方法では、動脈上に位置する測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３の各々の内圧変化に基づいて、ある時間内に脈波波形を測定する。図８において、中枢側から末梢側に向かって測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３である時間内に得られた脈波波形が、各々（Ａ）〜（Ｃ）で示されている。そして、これらの脈波波形において、進行波の出現時間の差ｔを得る。時間差ｔは、進行波の中枢側から末梢側への進行に伴う出現の時間差である。測定部位である上腕においては、中枢側から末梢側へ進行波が進行すると同時に、末梢部で反射した波（反射波）が末梢側から中枢側へ進行する。そのため、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、動脈上の測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３の押付けられている各位置において、進行波（図８において実線の波形）の出現位置がその進行に伴って相違すると共に、反射波（図８において点線の波形）の出現位置もその進行に伴って相違する。そこで、測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３である時間内に得られた脈波波形において、進行波と反射波との位置関係も、各波の進行に伴って相違する。第１の方法はこの相違を利用して脈波波形から進行波を抽出する方法である。つまり、所定間隔で動脈上に位置する測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３から得られた脈波波形において進行波は一定の速度で進行すると考えられる。そこで、各測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３から得られた脈波波形を時間差ｔに応じて各進行波の立ち上がりが同一時刻となるように補正した（ずらした）後に重ね合わせて平均を算出することで、図８（Ｄ）に示されるように、進行波は減衰し、相対的に進行波が強調して得られる。
【００３９】
図９に、図８を用いて説明した上記原理による第１の方法での上記ステップＳ７の処理の具体例を示す。処理に先立って、ＣＰＵ４０は、各測定用空気袋１３に対応する圧力センサ２３からの圧力値に基づいて動脈上に位置する測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３を特定し、脈波測定に用いる測定用空気袋に決定する。なお、この場合、上記ステップＳ１１でＣＰＵ４０は、動脈上に位置すると特定された測定用空気袋のみを以降の動作に用いるようにしてもよい。
【００４０】
図９を参照して、始めに、ＣＰＵ４０は、ある時間内に動脈上に位置すると特定された測定用空気袋１３−１，１３−２，１３−３の各々の内圧変化に基づいて得られた各脈波波形について相互相関関数を計算し（ステップＳ１０１）、動脈方向に隣接する測定用空気袋１３から得られる脈波波形において相互相関関数の最大値が出現した時間ｍを特定する。そして、ＣＰＵ４０は、相互相関関数の最大値が出現した時間ｍを両測定用空気袋１３で得られた脈波波形間の位相差とし、予め記憶している測定用空気袋１３の間の距離との比から脈波の伝播速度ｖを推定する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
また、ＣＰＵ４０は、各測定用空気袋１３について、ポンプ駆動回路２６の電圧、弁駆動回路２７の電圧、および圧力センサ２３からの信号に基づいて利得（ゲイン）を計算する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５で計算された利得は、上記ステップＳ１１での、各測定用空気袋１３内力の制御に用いられる。
【００４２】
次に、ＣＰＵ４０は、上記ステップＳ１０３で推定した脈波伝播速度ｖと、予め記憶している測定用空気袋１３の間の距離とを用いて、動脈方向に隣接する各測定用空気袋１３の内圧変化から得られる波形において、進行波の出現時間の差である上記時間差ｔを特定する（ステップＳ１０７）。そして、ＣＰＵ４０はステップＳ１０７で特定された時間差ｔを用いて、各測定用空気袋１３から得られる各脈波波形について、進行波の立ち上がりが同一時刻となるように補正した後に脈波波形を加算して平均値を算出する。算出結果と予め設定されているしきい値とを比較する、または算出結果に所定のフィルタを掛け合わせる、などを行なうことで、ＣＰＵ４０は算出結果から、所定の強度以下となっている反射波を除去し、進行波を抽出する（ステップＳ１０９）。
【００４３】
［第２の実施の形態］
得られた脈波波形から進行波を抽出する第２の方法として、一般的になされているように、進行波をフーリエ級数で表現し、測定された脈波波形の関数と、フーリエ級数の係数の逆問題解法とを用いて進行波を得る方法が挙げられる。この方法は、たとえば、「基礎物理数学第４版vol.4フーリエ変換と変分法」（G.B.Arfken，H.J.Weber著、権平健一郎，神原武志，小山直人訳、講談社、２００２年１０月発行）に記載されている。
【００４４】
具体的には、以下のように求める方法が挙げられる。
上記ステップＳ５で測定される脈波波形は、中枢側から末梢側への方向の位置をｘ、時間をｔとした関数ｆ（ｘ，ｔ）で表わされ、進行波ｇとその反射波との和で、次のように表わされる：
ｆ（ｘ，ｔ）＝ｇ（ｔ−ｘ／ｖ）＋Ｋ・ｇ（ｔ−（２Ｌ−ｘ）／ｖ）
ただし、Ｋは反射波の相対振幅、Ｌは腕の長さ、ｖは脈波伝播速度を指す。
【００４５】
さらに、位置ｘと時間ｔとはそれぞれ離散点で測定されることより、次のように表わされる：
ｆ（ｘi，ｔj）＝ｇ（ｔj−ｘi／ｖ）＋Ｋ・ｇ（ｔj−（２Ｌ−ｘi）／ｖ）…式（１）
ここで添字ｉ，ｊは整数のインデックスである。
【００４６】
このとき、進行波ｇをフーリエ級数で表現すると、式（１）は次のように表現される：
【００４７】
【数１】
2009183316.tif 000003
【００４８】
上記式（２）は、次のように表現される：
【００４９】
【数２】
2009183316.tif 000004
【００５０】
そして、上記式（３）は、次のように表現される：
Ｆ＝Ｃ・Ａ    …式（４）
ただし、ベクトルＡ、テンソルＣ、および行列Ｆの成分は、各々、以下とする：
【００５１】
【数３】
2009183316.tif 000005
【００５２】
上記式（４）より、ベクトルＡを、（存在する場合は）逆テンソルＣ-1を用いて、
Ａ＝Ｆ・Ｃ-1    …式（５）
として得ることができる。つまり、上記式（５）を解くことでフーリエ級数の各係数ａ，ｂを得ることができ、進行波ｇを得ることができる。ただし、テンソルＣが実際には正則でなかったり、脈波波形の測定データにノイズが含まれていたりする可能性があるため、上記式（４）に対して特異値分解を適用することでベクトルＡを推定することも有効である。
【００５３】
本実施の形態にかかる脈波計１の測定用空気袋１３が図２に示されるように構成されることで、ＣＰＵ４０は、上述の処理を実行することで、駆血することなく測定された脈波波形より進行波を抽出することができる。その結果、被験者に駆血のための負担を強いることなく容易に図７に示された脈波波形における局点Ｄを得ることができる。これにより、動脈硬化度の判定を行なうための指標としての、脈波波形の立ち上がりから局点Ｄまでの時間である時間差Ｔｒを得ることができる。
【００５４】
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】
【００５５】
【図１】実施の形態にかかる脈波解析装置を備えた脈波計の外観の具体例を示す斜視図である。
【図２】脈波計に含まれる腕帯の構成を説明する図である。
【図３】脈波計を用いて脈波を測定する際の測定姿勢と、腕帯の断面の概略とを示す図である。
【図４】実施の形態にかかる脈波計のハードウェア構成の具体例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態にかかる脈波計での測定動作を示すフローチャートである。
【図６】進行波と反射波との間の時間差ＴｒとｂａＰＷＶとの相関の具体例を示す図である。
【図７】測定される脈波波形と、進行波と、反射波との関係を説明する図である。
【図８】得られた脈波波形から進行波を抽出する第１の方法の原理を説明する図である。
【図９】第１の方法での脈波波形より進行波を抽出する処理の具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１  脈波計、２  本体、３  操作部、３−１，３−２  ボタン、４  表示部、５  腕帯、６  カーラ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｒ  エア管、１３，１３−１，１３−１Ａ，１３−１Ｂ，…，１３−１Ｆ，１３−２，１３−２Ａ，１３−２Ｂ，…，１３−２Ｆ，１３−３，１３−３Ａ，１３−３Ｂ，…，１３−３Ｆ  測定用空気袋、２０  測定用エア制御系、２１  ポンプ、２２  弁、２３  圧力センサ、２６  ポンプ駆動回路、２７  弁駆動回路、２８  増幅器、２９  Ａ／Ｄ変換器、４０  ＣＰＵ、４１  メモリ部。
【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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