(57)【要約】  負荷試験時に測定対象者（１００）に与えていた運動負荷に対する心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心電パラメータの変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とする。また、負荷試験時に測定した測定対象者（１００）の心音データ、または心音データと心電データとに基づき心音パラメータと心音パラメータの品質情報を検出する。また、運動負荷に対する心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心音パラメータの変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする。また、予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づき運動強度算出式を生成する。また、生成した運動強度算出式に従って、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とに基づき、測定対象者（１００）の目標運動強度を算出する。
2020039811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷試験時に測定した測定対象者の心電データに基づき心電パラメータと当該心電パラメータの品質情報とを検出する心電パラメータ検出部と、
前記負荷試験時に前記測定対象者に与えていた運動負荷に対する、前記心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した前記心電パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第１の目標運動強度とする心電パラメータ変化点検出部と、
前記負荷試験時に測定した前記測定対象者の心音データ、または当該心音データと前記心電データとに基づき心音パラメータと当該心音パラメータの品質情報とを検出する心音パラメータ検出部と、
前記運動負荷に対する、前記心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した前記心音パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第２の目標運動強度とする心音パラメータ変化点検出部と、
予め設定された算出条件と前記心電パラメータの品質情報と前記心音パラメータの品質情報とに基づき、運動強度算出式を生成する運動強度算出式生成部と、
前記運動強度算出式に従って、前記第１の目標運動強度と前記第２の目標運動強度とに基づき、前記測定対象者の目標運動強度を算出する運動強度算出部とを備える運動強度決定装置。
【請求項２】
負荷試験時に測定した測定対象者の心電データに基づき心電パラメータを検出する心電パラメータ検出部と、
前記負荷試験時に前記測定対象者に与えていた運動負荷に対する、前記心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した前記心電パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第１の目標運動強度とする心電パラメータ変化点検出部と、
前記負荷試験時に測定した前記測定対象者の心音データ、または当該心音データと前記心電データとに基づき心音パラメータを検出する心音パラメータ検出部と、
前記運動負荷に対する、前記心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した前記心音パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第２の目標運動強度とする心音パラメータ変化点検出部と、
予め設定された選択条件により、前記第１の目標運動強度と前記第２の目標運動強度とのどちらかを選択して、前記測定対象者の目標運動強度とする運動強度選択部とを備え、
前記予め設定された選択条件は、前記心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、前記第２の目標運動強度を選択し、前記心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、前記心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、前記第１の目標運動強度を選択するものである運動強度決定装置。
【請求項３】
複数の電極を有し、測定対象者の心臓の電位を電極毎に電極信号として取り出す心電採取部と、
前記心電採取部で取り出した複数の電極信号間の電位差に基づいて前記心電データを生成する心電処理部と、
前記測定対象者の心臓の心音を心音信号として取り出す心音採取部と、
前記心音採取部で取り出した心音信号に基づいて心音データを生成する心音処理部と、
を含み、
前記心電パラメータ検出部は、前記心電処理部で生成した前記心電データから前記心電パラメータを検出し、
前記心音パラメータ検出部は、前記心音処理部で生成した前記心音データ、または当該心音データと前記心電データから前記心音パラメータを検出する請求項１又は２に記載の運動強度決定装置。
【請求項４】
前記心電パラメータは、心拍数、ＱＲＳ幅及びＱＴｃ時間の何れか１つ以上であり、
前記心音パラメータは、Ｓ１振幅、心拍数とＳ１振幅の積、及び％ＱＳ１時間の何れか１つ以上である請求項１から３の何れか一項に記載の運動強度決定装置。
【請求項５】
前記心電パラメータ変化点検出部は、前記第１の目標運動強度の信頼性が低いと判断された場合には、前記負荷試験時に前記測定対象者に与えていた運動負荷に対する前記心電パラメータの最高値を基に目標心電パラメータを決定し、決定した前記目標心電パラメータに対応する前記運動負荷を前記第１の目標運動強度とし、
前記心音パラメータ変化点検出部は、前記第２の目標運動強度の信頼性が低いと判断される測定対象者である場合には、前記負荷試験時に前記測定対象者に与えていた運動負荷に対する前記心音パラメータの最高値を基に目標心音パラメータを決定し、決定した前記目標心音パラメータに対応する前記運動負荷を前記第２の目標運動強度とする請求項１から４の何れか一項に記載の運動強度決定装置。
【請求項６】
前記測定対象者の背景情報を記憶する記憶装置を備え、
前記心電パラメータ変化点検出部は、前記測定対象者の背景情報に基づき前記第１の目標運動強度の信頼性を判断し、
前記心音パラメータ変化点検出部は、前記測定対象者の背景情報に基づき前記第２の目標運動強度の信頼性を判断する請求項５に記載の運動強度決定装置。
【請求項７】
負荷試験時に測定した測定対象者の心電データ及び心音データに基づき心電パラメータ、心電パラメータの品質情報、心音パラメータ及び心音パラメータの品質情報を検出し、前記負荷試験時に前記測定対象者に与えていた運動負荷に対する、前記心電パラメータの勾配の変化点及び前記心音パラメータの勾配の変化点を検出し、前記心電パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第１の目標運動強度とし、前記心音パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第２の目標運動強度とし、予め設定された算出条件と前記心電パラメータの品質情報と前記心音パラメータの品質情報とに基づき運動強度算出式を生成し、前記運動強度算出式に従って、前記第１の目標運動強度と前記第２の目標運動強度とに基づき前記測定対象者の目標運動強度を算出する運動強度決定方法。
【請求項８】
負荷試験時に測定した測定対象者の心電データ及び心音データに基づき心電パラメータ及び心音パラメータを検出し、前記負荷試験時に測定対象者に与えていた運動負荷に対する、検出した前記心電パラメータの勾配の変化点及び前記心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した前記心電パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第１の目標運動強度とし、検出した前記心音パラメータの勾配の変化点に対応する前記運動負荷を第２の目標運動強度とし、予め設定された選択条件により前記第１の目標運動強度と前記第２の目標運動強度のどちらかを選択して、測定対象者の目標運動強度とし、前記予め設定された選択条件は、前記心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、前記第２の目標運動強度を選択し、前記心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、前記心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、前記第１の目標運動強度を選択するものである運動強度決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動強度決定装置及び運動強度決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康の維持・改善における運動の効果が多くの臨床研究で明らかになり、糖尿病等の生活習慣病や心臓病等の治療の方法として、運動療法が実施されるようになってきた。運動療法の中心は、ウォーキングやサイクリング等の有酸素運動であるが、有酸素運動をより安全かつ効果的に行うためには、各個人毎に目標とすべき運動強度（以後、「目標運動強度」と呼ぶ）を調べ、その目標運動強度を目標として運動を行うことが重要である。
ここで、目標運動強度の測定方法としては、測定対象者に漸増的に運動負荷を与えながら呼気ガスを収集して分析を行うＣＰＸ検査（心肺運動負荷検査）が一般的である。ＣＰＸ検査では、呼気ガス分析で求まる酸素摂取量と二酸化炭素排出量とから、有酸素運動と無酸素運動との境界付近の運動強度（ＡＴポイント）を決定して目標運動強度とする。【０００３】
しかしながら、ＣＰＸ検査は、測定対象者に大きな身体的負担がかかり、また、検査装置も高額で実施可能な施設が限られる等の問題がある。そこで、目標運動強度の測定をより簡便かつ安価に実現するための運動強度決定装置がいくつか提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。特許文献１に記載の目標運動強度の決定装置では、段階的な運動負荷を測定対象者に与えながら、負荷段階毎の心音波形のＳ１の振幅を検出し、検出したＳ１の振幅が急激に上昇する運動負荷（運動強度）を目標運動強度とする。また、特許文献２に記載の目標運動強度の決定装置では、時間とともに一定の割合で運動強度を上げるランプ負荷を測定対象者に与えながら、運動強度毎の心音波形のＳ１の振幅と心拍数とを検出し、検出したＳ１の振幅と心拍数とをそれぞれ安静時の値との比率に変換した後に掛け合わせて二重積を算出する。そして、算出した二重積と運動強度との関係を曲線で近似し、近似した曲線が屈曲する運動強度を目標運動強度とするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１６１６１
【特許文献２】特許第５５２６４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の目標運動強度の決定装置、及び特許文献２に記載の目標運動強度決定装置では、目標運動強度の決定に用いられる心音Ｓ１の振幅が周辺ノイズや運動中の体動によるノイズの影響を受けやすいため、例えば、心音Ｓ１の振幅が非常に小さい場合や、ノイズの多い環境下で測定する場合、測定対象者の体動が大きな場合には、心音の振幅の正確な測定が難しく、目標運動強度の精度が低下する可能性がある。
本発明は、上記のような課題に着目したもので、安価でより精度の高い目標運動強度を決定可能な運動強度決定装置及び運動強度決定方法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、本発明の一様態は、（ａ）負荷試験時に測定した測定対象者の心電データに基づき心電パラメータと心電パラメータの品質情報とを検出する心電パラメータ検出部と、（ｂ）負荷試験時に測定対象者に与えていた運動負荷に対する、心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とする心電パラメータ変化点検出部と、（ｃ）負荷試験時に測定した測定対象者の心音データ、または心音データと心電データとに基づき心音パラメータと心音パラメータの品質情報とを検出する心音パラメータ検出部と、（ｄ）運動負荷に対する、心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする心音パラメータ変化点検出部と、（ｅ）予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づき、運動強度算出式を生成する運動強度算出式生成部と、（ｆ）運動強度算出式に従って、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とに基づき、測定対象者の目標運動強度を算出する運動強度算出部とを備える運動強度決定装置であることを要旨とする。【０００７】
本発明の他の態様は、（ａ）負荷試験時に測定した測定対象者の心電データに基づき心電パラメータを検出する心電パラメータ検出部と、（ｂ）負荷試験時に測定対象者に与えていた運動負荷に対する、心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とする心電パラメータ変化点検出部と、（ｃ）負荷試験時に測定した測定対象者の心音データ、または心音データと心電データとに基づき心音パラメータを検出する心音パラメータ検出部と、（ｄ）運動負荷に対する、心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする心音パラメータ変化点検出部と、（ｅ）予め設定された選択条件により、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とのどちらかを選択して、測定対象者の目標運動強度とする運動強度選択部とを備え、（ｆ）予め設定された選択条件は、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第１の目標運動強度を選択するものである運動強度決定装置であることを要旨とする。【０００８】
本発明の他の態様は、（ａ）負荷試験時に測定した測定対象者の心電データ及び心音データに基づき心電パラメータ、心電パラメータの品質情報、心音パラメータ及び心音パラメータの品質情報を検出し、（ｂ）負荷試験時に測定対象者に与えていた運動負荷に対する、心電パラメータの勾配の変化点及び心音パラメータの勾配の変化点を検出し、（ｃ）心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とし、（ｄ）心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とし、（ｅ）予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づき運動強度算出式を生成し、（ｆ）運動強度算出式に従って、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とに基づき測定対象者の目標運動強度を算出する運動強度決定方法であることを要旨とする。【０００９】
本発明の他の態様は、（ａ）負荷試験時に測定した測定対象者の心電データ及び心音データに基づき心電パラメータ及び心音パラメータを検出し、（ｂ）負荷試験時に測定対象者に与えていた運動負荷に対する、検出した心電パラメータの勾配の変化点及び心音パラメータの勾配の変化点を検出し、（ｃ）検出した心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とし、（ｄ）検出した心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とし、（ｅ）予め設定された選択条件により第１の目標運動強度と第２の目標運動強度のどちらかを選択して、測定対象者の目標運動強度とし、（ｆ）予め設定された選択条件は、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第１の目標運動強度を選択するものである運動強度決定方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発明者は、多数の実験を行った結果、心電データを解析して得られる心電パラメータが、心音Ｓ１振幅や、心音Ｓ１振幅と心拍数の積と同様に測定対象者に与えた運動負荷（運動強度）に対して変化することを発見した。そして、この発見を基に、心音Ｓ１振幅等に加えて、心電パラメータを使用して目標運動強度を決定する本発明を案出した。
本発明の一態様によれば、心電データを付加して目標運動強度を決定するため、例えば、心音データの振幅情報のみを用いて目標運動強度を決定する方法に比べて、周辺ノイズや運動中の体動によるノイズの影響を受けにくい。また、心電データや心音データは、簡易で安価なハードウェアで測定可能である。したがって、安価でより精度の高い目標運動強度を決定可能な運動強度決定装置及び運動強度決定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る運動強度決定装置のハードウェア構成の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る運動強度決定装置のハードウェア構成の別の一例を示す構成図である。
【図３】信号処理端末の内部構成の一例を示す構成図である。
【図４】信号処理端末の内部構成の別の一例を示す構成図である。
【図５】運動強度決定装置の内部構成の一例を示す構成図である。
【図６】心臓の内部構造を示す断面図である。
【図７】心臓の刺激伝導系を示す断面図である。
【図８Ａ】２心拍分の心音波形の一例を示す心音図である。
【図８Ｂ】２心拍分の心電波形の一例を示す心電図である。
【図９】運動強度決定部の内部構成の一例を示す構成図である。
【図１０】心電パラメータとしてＱＴｃ時間を用いた場合の、心電パラメータと運動強度との分布の一例を示すグラフである。
【図１１】心電パラメータと運動強度との分布から、運動強度に対する、心電パラメータの勾配の変化点を検出する手順の一例を示すフロー図である。
【図１２】心電パラメータ変化点検出方法を説明するための図であり、図１０のＱＴｃ時間と運動強度の分布に対して、図１１の手順に従って検出した変化点の例を示した散布図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴｃ時間、心音パラメータとしてのＳ１振幅から算出条件１を使用して求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴc時間、心音パラメータとしてのＳ１振幅から算出条件２を使用して求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴｃ時間、心音パラメータとしてのＳ１振幅から算出条件３を使用して求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴc時間、心音パラメータとしてのＳ１振幅から算出条件４を使用して求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置の内部構成の一例を示す構成図である。
【図１８】運動強度決定部の内部構成の一例を示す構成図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴｃ時間と心音パラメータとしてのＳ１振幅から選択条件１に従って求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴｃ時間と、心音パラメータとしてのＳ１振幅から選択条件２に従って求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置により、心電パラメータとしてのＱＴｃ時間と、心音パラメータとしてのＳ１振幅から選択条件３に従って求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る運動強度決定装置及び運動強度決定方法について、図面を参照しつつ説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付し、第１実施形態及び第２実施形態に係る運動強度決定装置等の説明において実質的に同様な構成等についての重複する説明を省略する。
本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る運動強度決定装置及び運動強度決定方法は、測定対象者に運動負荷を与え、心電データ及び心音データを測定する負荷試験を行って、その心電データ及び心音データと、測定対象者に与えていた運動負荷とに基づいて、運動療法の実施時に、測定対象者が目標とすべき目標運動強度を決定するものである。目標運動強度としては、例えば、運動療法等で用いられる至適運動強度を採用できる。
【００１３】
なお、以下に示す第１実施形態及び第２実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、ハードウェアやソフトウェア等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。即ち、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
（第１実施形態）
（構成）
本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０は、図１に示すように、運動負荷制御部１１と、心電採取部１２と、心音採取部１３と、信号処理端末１４と、コンピュータ１５とを備えている。なお、図１では、信号処理端末１４からコンピュータ１５への心電データ及び心音データの入力、運動負荷制御部１１からコンピュータ１５への運動強度データの入力を有線通信とする一例を示しているが、無線通信としてもよい。図２に示すように、心電データ、心音データ及び運動強度データの何れかをＳＤ(Secure Digital)カード等の記録メディア１６、１７を用いてコンピュータ１５に入力する構成としてもよい。
【００１５】
運動負荷制御部１１は、運動負荷モニタリング装置で構成される。そして、負荷試験において、時間とともに一定の割合で運動負荷（以後、「運動強度」と呼ぶ）を上げるランプ負荷を測定対象者１００に与えるように負荷装置５０を制御する。運動負荷（運動強度）の増加率は、例えば、２０［Watts／分］とする。また、負荷装置５０としては、例えば、測定対象者１００に与える運動負荷（運動強度）の大きさを制御可能なエルゴメータが用いられる。そして、運動負荷制御部１１は、各時刻（例えば、１［秒］毎）の運動強度のデータ（以後、「運動強度データ」と呼ぶ）をコンピュータ１５（図５の記憶装置２６、運動強度決定部２９）に出力する。運動強度データは、例えばデジタルデータ形式とする。
【００１６】
心電採取部１２は、２つ以上の心電用電極で構成される。そして、測定対象者１００の胸部に装着され、測定対象者１００にランプ負荷が与えられているときに、測定対象者１００の心臓の各時刻の電位を心電用電極毎に電気信号（以後、「電極信号」と呼ぶ）として取り出す。また、心電採取部１２は、電極信号が取り出されるたびに、取り出された電極信号を信号処理端末１４に出力する。
【００１７】
心音採取部１３は、マイクロフォン、加速度センサ、圧力センサ等で構成される。そして、測定対象者１００の胸部に装着され、測定対象者１００にランプ負荷が与えられているときに、測定対象者１００の心臓の各時刻の心音を電気信号として取り出す。電気信号としては、例えば、測定対象者１００の胸部を伝播する心音振動に応じた心音信号が用いられる。また、心音採取部１３は、心音信号が取り出されるたびに、取り出された心音信号を信号処理端末１４に出力する。
【００１８】
信号処理端末１４は、心電処理部１８と、心音処理部１９とを備えている。
心電処理部１８は、心電採取部１２が出力した複数の電極信号間の電位差に基づいて各時刻の心電データを生成する。心電データは、例えば、デジタルデータ形式とする。具体的には、心電処理部１８は、図３に示すように、差動増幅器２０、フィルタ回路２１及びＡ／Ｄ(Analog to Digital)変換器２２を備える構成としてもよい。差動増幅器２０は、心電採取部１２から出力される電極信号間の電位差を増幅する。また、フィルタ回路２１は、差動増幅器２０が増幅した電位差からなる心電信号に含まれるＤＣ(Direct Current)周波数成分や高周波ノイズ成分を取り除く。また、Ａ／Ｄ変換器２２は、フィルタ回路２１がＤＣ周波数成分等を取り除いた信号をデジタル信号に変換して心電データを生成する。これにより、測定対象者１００にランプ負荷が与えられているときの心電データを生成する。そして、心電処理部１８は、生成した心電データをコンピュータ１５（図５の記憶装置２６、運動強度決定部２９）に出力する。
【００１９】
心音処理部１９は、心音採取部１３が出力した心音信号に基づいて各時刻の心音データを生成する。心音データは、例えば、デジタルデータ形式とする。具体的には、心音処理部１９は、図３に示すように、フィルタ回路２３、増幅器２４及びＡ／Ｄ変換器２５を備える構成としてもよい。フィルタ回路２３は、心音採取部１３の心音信号からＤＣ周波数成分、エイリアシングを引き起こす可能性のある高周波成分及び心音解析に不要な高周波成分を取り除く。また、増幅器２４は、フィルタ回路２３がＤＣ周波数成分等を取り除いた心音信号をＡ／Ｄ変換器２５の入力レンジに合わせて増幅する。また、Ａ／Ｄ変換器２５は、増幅器２４が増幅した心音信号をデジタル信号に変換して心音データを生成する。これにより、測定対象者１００にランプ負荷が与えられているときの心音データを生成する。そして、心音処理部１９は、生成した心音データをコンピュータ１５（図５の記憶装置２６、運動強度決定部２９）に出力する。
なお、図２に示すように心電データ及び心音データを、記録メディア１６を使用してコンピュータ１５に入力する構成とする場合には、信号処理端末１４は、図４に示すように、心電データ及び心音データを一時的に記憶するための記憶装置３８を含む構成となる。
【００２０】
コンピュータ１５は、記憶装置２６と、プロセッサ２７とを備えている。
記憶装置２６は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)、ＳＳＤ(Solid State Drive)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等で構成される。記憶装置２６は、プロセッサ２７が実行可能なプログラムを記憶している。また、記憶装置２６は、プログラムの実行時に各種データを記憶する。例えば、記憶装置２６は、運動負荷制御部１１が出力した運動強度データ、心電処理部１８が出力した心電データ、心音処理部１９が出力した心音データ、及び後述する算出条件設定部２８が出力した算出条件を記憶する。即ち、測定対象者１００にランプ負荷が与えられているときの各時刻の運動強度データと心電データと心音データとを記憶する。
【００２１】
プロセッサ２７は、目標運動強度を決定するための処理の開始操作が行われると、記憶装置２６から所定のプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行して、算出条件設定部２８、運動強度決定部２９及び出力部３０をソフトウェアによって実現する。
算出条件設定部２８は、運動強度決定部２９で測定対象者１００の目標運動強度を決定する際に参照される所定の算出条件を設定する。そして、算出条件設定部２８は、設定された所定の算出条件を記憶装置２６と運動強度決定部２９とに出力する。
【００２２】
運動強度決定部２９は、運動負荷制御部１１が出力した運動強度データ、心電処理部１８が出力した心電データ、心音処理部１９が出力した心音データ及び算出条件設定部２８が出力した算出条件に基づいて、測定対象者１００の目標運動強度を決定する。なお、測定対象者１００の目標運動強度の決定には、記憶装置２６が記憶している運動強度データ、心電データ、心音データ、及び算出条件の一部または全部を使用するようにしてもよい。そして、運動強度決定部２９は、決定した目標運動強度を出力部３０に出力する。運動強度決定部２９の内部構成の詳細（目標運動強度の決定方法等）については後述する。
出力部３０は、運動強度決定部２９が出力した目標運動強度を運動強度決定装置１０の外部に出力する。例えば、目標運動強度を図示しない外部ディスプレイに表示させたり、運動強度決定装置１０の外部にある図示しないＨＤＤ等の記憶装置に記憶させたりする。
【００２３】
（心音波形と心電波形との関係）
ここで、運動強度の決定方法について説明するために、図６、図７、図８Ａ、図８Ｂを用いて、心音波形と心電波形との関係について説明する。
図６は、心臓２００を正面と平行な面で切断したと仮定した場合の、心臓２００の内部構造を示す断面図である。心臓２００の内部は、図６に示すように、右心房２００ａ、右心室２００ｂ、左心房２００ｃ及び左心室２００ｄの４室に仕切られている。また、各室２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄの出口には、血液の逆流を防ぐ三尖弁２００ｅ、肺動脈弁２００ｆ、僧帽弁２００ｇ及び大動脈弁２００ｈの４つの弁が存在する。
【００２４】
図７は、心臓２００の刺激伝導系を示す断面図である。心臓２００の刺激伝導系では、図７に示すように、洞結節３００ａで生じた電気的興奮は心房２００ａ、２００ｃに伝えられて心房２００ａ、２００ｃの筋肉を収縮させ、続いて、電気的興奮は房室結節３００ｂに伝えられ、ヒス束３００ｃ、左脚（左脚前枝３００ｄと左脚後枝３００ｅ）と右脚３００ｆ、プルキンエ繊維３００ｇを通って心室２００ｂ、２００ｄの筋肉を収縮させる。
図８Ａは、２拍分の心音信号を示す心音波形図である。図８Ａでは、横軸は時間［秒］であり、縦軸は心音信号である。また、図８Ｂは、２拍分の心電信号を示す心電波形図である。図８Ｂでは、横軸は時間［秒］であり、横軸は心電信号である。
【００２５】
まず、図７に示した洞結節３００ａで電気的興奮が生じると、電気的興奮が房室結節３００ｂから心室２００ｂ、２００ｄに伝搬し、図８Ｂに示すように、心電波形のＱ波、Ｒ波、及びＳ波が生じる。また、図７に示した心室２００ｂ、２００ｄの筋肉が電気的興奮により収縮を開始し、心室圧が心房圧より高くなると、図６に示した三尖弁２００ｅと僧帽弁２００ｇとが閉じて、図８Ａに示すように、心音波形のＳ１を生じる。さらに、心室圧が上昇して肺動脈圧や大動脈圧より高くなると、図６に示した肺動脈弁２００ｆ、大動脈弁２００ｈが開き、心室２００ｂ、２００ｄ内の血液が肺や全身に駆出される。
【００２６】
また、血液の駆出と同じタイミングで図７に示した心室２００ｂ、２００ｄが電気的興奮前の状態に戻り始め、この過程で図８Ｂに示した心電波形のＴ波を生ずる。図７に示した心室２００ｂ、２００ｄの収縮が終わって心室圧が低下し、肺動脈圧や大動脈圧より低くなると、図６に示した肺動脈弁２００ｆ、大動脈弁２００ｈが閉じ、図８Ａに示した心音波形のＳ２を生じる。さらに、心室圧が低下して心房圧より低くなると、図６に示した三尖弁２００ｅ、僧帽弁２００ｇが開いて、図６に示した心房２００ａ、２００ｃ内の血液が心室２００ｂ、２００ｄに入り込み、心室２００ｂ、２００ｄが拡張する。
以上のように、図７に示した洞結節３００ａで生じた電気的興奮を起点として、図６に示した心室２００ｂ、２００ｄは、収縮と拡張とを繰り返し行う。そして、図６に示した心室２００ｂ、２００ｄは、拡張期に流入した血液を、収縮期に肺や全身に送出する。
【００２７】
（運動強度決定部の内部構成）
運動強度決定部２９は、図９に示すように、心電パラメータ検出部３１と、心電パラメータ変化点検出部３２と、心音パラメータ検出部３３と、心音パラメータ変化点検出部３４と、運動強度算出式生成部３５と、運動強度算出部３６とを備えている。
心電パラメータ検出部３１は、心電処理部１８が出力した心電データに基づいて、各時刻の心電パラメータを検出する。心電パラメータとしては、目標運動強度の高精度化の観点から、(a)図８Ｂに示した心電波形の互いに隣り合うＲ波ピーク点間の時間（以後、「ＲＲ時間」と呼ぶ）から求まる１心拍時間［秒］を用いて６０［秒］／１心拍時間［秒］により算出される心拍数［拍／分］、(b)図８Ｂに示した心電波形のＱ波開始点から図８Ｂに示した心電波形のＳ波終点までの時間（以後、「ＱＲＳ幅」と呼ぶ）、または(c)図８Ｂに示した心電波形のＱ波開始点から図８Ｂに示した心電波形のＴ波終点までの時間（以後、「ＱＴ時間」と呼ぶ）を例えば下記式（１）に従って「１心拍時間」を用いて補正した時間（以後、「ＱＴｃ時間」と呼ぶ）等を用いることが好ましい。
ＱＴｃ＝ＱＴ  ／（１心拍時間）1/2  ………（１）
【００２８】
そして、心電パラメータ検出部３１は、１心拍毎に、検出された心電パラメータを心電パラメータ変化点検出部３２に出力する。なお、複数の心電パラメータに対して統計処理を行った後に、心電パラメータ変化点検出部３２に出力する構成としてもよい。例えば、１０秒間に検出された心電パラメータの平均値を計算し、１０秒毎に心電パラメータの平均値を心電パラメータ変化点検出部３２に出力する。これにより、心電パラメータの精度を向上することができる。また、心電パラメータ検出部３１は、例えば、１０秒毎に、心電パラメータの品質情報を算出して運動強度算出式生成部３５に出力する。心電パラメータの品質情報としては、例えば、心電パラメータのばらつきの大きさを表す分散、標準偏差、標準偏差を平均値で除した変動係数等の統計値等を用いることが好ましい。
【００２９】
心音パラメータ検出部３３は、心音処理部１９が出力した心音データ、または心音処理部１９が出力した心音データと心電処理部１８が出力した心電データに基づいて、各時刻の心音パラメータを検出する。心音パラメータとしては、運動強度の高精度化の観点から、(a)図８Ａに示した心音波形のＳ１の振幅（以後、「Ｓ１振幅」と呼ぶ）、(b)Ｓ１の振幅と心拍数の積（以後、「心拍数×Ｓ１振幅」と呼ぶ）、または(c)図８Ｂに示した心電波形のＱ波開始点から図８Ａに示した心音波形のＳ１までの時間（以後、「ＱＳ１時間」と呼ぶ）を１心拍時間で正規化した時間（以後、「％ＱＳ１時間」と呼ぶ）等を用いることが好ましい。なお、「心拍数×Ｓ１振幅」の算出に用いられる「心拍数」は、心電処理部１８が出力した心電データ、または心音処理部１９が出力した心音データを基に算出することができる。例えば、図８Ａに示した心音波形の互いに隣り合うＳ１間の時間（以後、「Ｓ１Ｓ１時間」と呼ぶ）、または図８Ｂに示したＲＲ時間から１心拍時間［秒］を求め、求めた１心拍時間［秒］を用いて、６０［秒］／１心拍時間［秒］により算出することが好ましい。
【００３０】
そして、心音パラメータ検出部３３は、１心拍毎に、検出された心音パラメータを心音パラメータ変化点検出部３４に出力する。なお、複数の心音パラメータに対して統計処理を行った後に、心音パラメータ変化点検出部３４に出力する構成としてもよい。例えば、１０秒間に検出された心音パラメータの平均値を計算し、１０秒毎に心音パラメータの平均値を心音パラメータ変化点検出部３４に出力する。これにより、心音パラメータの精度を向上することができる。また、心音パラメータ検出部３３は、例えば、１０秒毎に、心音パラメータの品質情報を算出して運動強度算出式生成部３５に出力する。心音パラメータの品質情報として、例えば、心音パラメータのばらつきの大きさを表す分散、標準偏差、標準偏差を平均値で除した変動係数等の統計値等を用いることが好ましい。
【００３１】
心電パラメータ変化点検出部３２は、運動負荷制御部１１が出力した運動強度データと、心電パラメータ検出部３１が出力した心電パラメータとに基づき、運動強度に対する、心電パラメータの勾配の変化点を検出する。なお、運動強度データとしては、記憶装置２６が記憶している運動強度データの一部または全部を使用してもよい。そして、検出した変化点に対応する運動強度を、心電パラメータから決定した測定対象者１００の目標運動強度（以後、「第１の目標運動強度」と呼ぶ）として運動強度算出部３６に出力する。
【００３２】
図１０は、心電パラメータとしてＱＴｃ時間を検出するようにした場合の、心電パラメータと運動強度データとの分布の一例を示すグラフである。また、図１１は、心電パラメータ変化点検出部３２において、図１０に示した心電パラメータと運動強度データとの分布から、運動強度に対する心電パラメータの勾配の変化点を検出する手順の一例である。
図１１に示すように、ステップＳ１０では、心電パラメータ変化点検出部３２が、図１０に示した心電パラメータと運動強度データとの分布の中から１点を選択して候補点とする。なお、ステップＳ６０から戻った場合には、候補点として、未選択の点を選択する。
【００３３】
続いてステップＳ２０において、心電パラメータ変化点検出部３２が、ステップＳ１０で選択した候補点と候補点よりも運動強度が小さな点とから成る群（以後、「第１の群」と呼ぶ）を構成する。続いて、ステップＳ１０で選択した候補点と候補点よりも運動強度が大きな点とから成る群（以後、「第２の群」と呼ぶ）を構成する。
続いてステップＳ３０において、心電パラメータ変化点検出部３２が、最小二乗法を用い、ステップＳ２０で構成した第１の群の回帰直線（以後、「第１の回帰直線」と呼ぶ）を算出する。続いて、最小二乗法を用い、ステップＳ２０で構成した第２の群の回帰直線（以後、「第２の回帰直線」と呼ぶ）を算出する。
【００３４】
続いてステップＳ４０において、心電パラメータ変化点検出部３２が、ステップＳ３０で算出した第１の回帰直線と第１の群との残差平方和を算出する。続いて、ステップＳ３０で算出した第２の回帰直線と第２の群との残差平方和を算出する。続いて、これら２つの残差平方和の合計値（以後、「総残差平方和」と呼ぶ）を算出する。
続いてステップＳ５０において、心電パラメータ変化点検出部３２が、ステップＳ４０で算出した総残差平方和を候補点に対応させて図５に示した記憶装置２６に記憶させる。
続いてステップＳ６０において、心電パラメータ変化点検出部３２が、図１０に示した全ての点（候補点）について総残差平方和が算出されたか否かを判定する。そして、図１０に示した全ての候補点について総残差平方和が算出されたと判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０に移行する。一方、図１０に示した候補点のうちに、総残差平方和が算出されていない候補点が残っていると判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻る。
【００３５】
ステップＳ７０では、心電パラメータ変化点検出部３２が、図５に示した記憶装置２６を参照し、総残差平方和が最小となる候補点を検出して、検出した候補点を運動強度に対する勾配の変化点（心電パラメータ変化点）とした後、心電パラメータ変化点の検出のための処理を終了する。図１２は、図１０に示したＱＴｃ時間と運動強度データの分布に対し、図１１に示した手順に従って検出した勾配の変化点の一例を示すグラフである。
【００３６】
図９に戻り、心音パラメータ変化点検出部３４は、運動負荷制御部１１が出力した運動強度データと、心音パラメータ検出部３３が出力した心音パラメータとに基づき、運動強度に対する、心音パラメータの勾配の変化点を検出する。運動強度に対する心音パラメータの勾配の変化点の検出は、例えば、図１１に示した運動強度に対する心電パラメータの勾配の変化点の検出方法において、「心電パラメータ」を「心音パラメータ」に置き換えることにより行うことができる。なお運動強度データとしては、図５に示した記憶装置２６が記憶している運動強度データの一部または全部を使用してもよい。そして、検出した変化点に対応する運動強度データを、心音パラメータから決定した測定対象者１００の目標運動強度（以後、「第２の目標運動強度」と呼ぶ）として運動強度算出部３６に出力する。
【００３７】
運動強度算出式生成部３５は、心電パラメータ検出部３１が出力した心電パラメータの品質情報と、心音パラメータ検出部３３が出力した心音パラメータの品質情報と、算出条件設定部２８が出力した算出条件または記憶装置２６が出力した算出条件とに基づき、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度から目標運動強度を算出する運動強度算出式を生成する。生成した運動強度算出式は、運動強度算出部３６に出力されるとともに、記憶装置２６に記憶される。例えば、１０秒毎の心電パラメータの変動係数を心電パラメータの品質情報とし、負荷試験区間において心電パラメータの変動係数の平均値を算出してＣＶ１とし、１０秒毎の心音パラメータの変動係数を心音パラメータの品質情報とし、負荷試験区間において心音パラメータの変動係数の平均値を算出してＣＶ２とする場合、運動強度算出式として下記（２）〜（４）式を用いることができる。下記（２）〜（４）式によれば、心電パラメータ及び心音パラメータのうちの、変動係数の平均値が小さいパラメータの重み係数が大きくなり、また２つの重み係数の和が「１」となる。
第１の重み係数＝ＣＶ２／（ＣＶ１＋ＣＶ２）………（２）
第２の重み係数＝ＣＶ１／（ＣＶ１＋ＣＶ２）………（３）
目標運動強度＝第１の目標運動強度×第１の重み係数
＋第２の目標運動強度×第２の重み係数………（４）
【００３８】
なお、運動強度算出式生成部３５は、算出条件設定部２８によって心音パラメータの品質情報から心音パラメータの品質の高低を判断するための基準を予め設定しておき、設定された基準を用いて、心音パラメータの品質が高いと判断した場合には、第２の目標運動強度を目標運動強度とする（上記（２）〜（４）式において、第１の重み係数＝０、第２の重み係数＝１とする）構成としてもよい。この場合、心音パラメータの品質が低いと判断した場合には、上記（２）式により第１の重み係数を決定し、上記（３）式により第２の重み係数を決定し、上記（４）式を運動強度算出式として、目標運動強度を算出する。
ここで、心音パラメータ品質を判断するための基準としては、例えば、ＣＶ２と所定閾値との大小関係を用いることができる。例えば、ＣＶ２が３０％以下である場合に心音パラメータ品質が高いと判断し、ＣＶ２が３０％より大きい場合に心音パラメータ品質が低いと判断するようにしてもよい。また、算出条件設定部２８が基準を予め設定するタイミングとしては、例えば、心音パラメータの品質の高低の判断の実施前であればよい。
【００３９】
運動強度算出部３６は、心電パラメータ変化点検出部３２が出力した第１の目標運動強度と、心音パラメータ変化点検出部３４が出力した第２の目標運動強度とに基づき、運動強度算出式生成部３５が出力した運動強度算出式または記憶装置２６が出力した運動強度算出式に従って、測定対象者１００の目標運動強度を算出する。そして、運動強度算出部３６は、算出した目標運動強度を図５に示した出力部３０に出力する。
【００４０】
（実施例）
次に、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法の実施例について説明する。
本実施例では、心不全患者４０名を測定対象者１００とし、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法により、４０名の測定対象者１００それぞれの目標運動強度を求めた。具体的には、まず、運動強度データ毎に、心電パラメータと心音パラメータと心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とを算出した。続いて、算出した心電パラメータと心音パラメータとについて、運動強度に対する勾配の変化点を検出し、検出した変化点の運動強度を第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とした。続いて、算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づいて運動強度算出式を生成した。続いて、生成した運動強度算出式に従って、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とに基づき、測定対象者１００の目標運動強度を算出した。また、従来のＣＰＸ検査により有酸素運動と無酸素運動との境界付近の運動強度（ＡＴポイント運動強度）に基づいて、測定対象者１００の目標運動強度を求めた。
【００４１】
図１３、図１４、図１５、図１６は、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０により求めた目標運動強度のそれぞれは、心電パラメータとしてＱＴｃ時間、心音パラメータとしてＳ１振幅、心電パラメータの品質情報として１０秒毎のＱＴｃ時間の変動係数、心音パラメータの品質情報として１０秒毎のＳ１振幅の変動係数を使用し、４種類の算出条件（以後、「算出条件１」、「算出条件２」、「算出条件３」、「算出条件４」と呼ぶ）に従って算出した。
【００４２】
算出条件１、算出条件２、算出条件３、及び算出条件４のそれぞれは、心音パラメータの品質情報に基づき心音パラメータ品質が高いと判断された場合には、第２の目標運動強度を目標運動強度とする条件とした（第１の重み係数＝０、第２の重み係数＝１）。本実施例１では、心音パラメータ品質は、ＣＶ２が３０％以下である場合に「高い」と判断し、ＣＶ２が３０％より大きい場合に「低い」と判断するようにした。ＣＶ２としては、Ｓ１振幅について、１０秒毎の変動係数を負荷試験区間において平均化した値を用いた。
また、算出条件１、算出条件２、算出条件３、算出条件４は、心音パラメータ品質が低いと判断された場合には、下記表１を参照して第１の重み係数と第２の重み係数とを決定し、上記（４）式に従って目標運動強度を算出する条件とした。ここで、ＣＶ１としては、ＱＴｃ時間について、１０秒毎の変動係数を負荷試験区間において平均化した値を用いた。このようにすることで、算出条件１を、心音パラメータの品質情報にかかわらず、常に第２の目標運動強度を目標運動強度とする条件とした。
【表１】
2020039811.tif 000003
【００４３】
算出条件１により求めた目標運動強度、算出条件２により求めた目標運動強度、算出条件３により求めた目標運動強度及び算出条件４により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数はそれぞれ「０．７７」、「０．８２」、「０．８４」、「０．８４」であった。ただし、本実施例では、４０名の測定対象者１００のうちの７名の測定対象者１００がＣＶ２＞３０％（心音パラメータ品質が低い状態）であったため、算出条件２により目標運動強度が算出された測定対象者１００は３３名であった。
【００４４】
また、表２に、９種類の心電パラメータと心音パラメータの組み合わせ（以後、「組み合わせ１」、「組み合わせ２」、「組み合わせ３」、「組み合わせ４」、「組み合わせ５」、「組み合わせ６」、「組み合わせ７」、「組み合わせ８」、「組み合わせ９」と呼ぶ）について、上記した４種類の算出条件（算出条件１、算出条件２、算出条件３、算出条件４）により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数を示す。なお、下記表２中の括弧内の数字は目標運動強度が算出された測定対象者１００の数である。
【表２】
2020039811.tif 000004
【００４５】
上記表２により、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０によれば、心音パラメータとしてＳ１振幅、心拍数×Ｓ１振幅または％ＱＳ１時間を使用し、心電パラメータとして心拍数、ＱＲＳ幅、またはＱＴｃ時間を使用することで、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度と同程度に、目標運動強度を精度よく検出できることがわかった。
また、表２の算出条件１の結果と算出条件２の結果とから、第２の目標運動強度のみを使用するよりも、心音パラメータ品質が低い心音パラメータを除外（算出条件２）したほうが高精度の目標運動強度が得られることがわかった。さらに、表２の算出条件２の結果、算出条件３の結果及び算出条件４の結果から、心音パラメータ品質が低い測定対象者１００に対しては第１の目標運動強度を全面的に活用すること（算出条件３）または部分的に活用（算出条件４）することにより、心音パラメータ品質が低い心音パラメータを除外した場合（算出条件２）と同等以上の高精度な目標運動強度が得られることがわかった。
【００４６】
（第１実施形態の効果）
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０は、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心電データに基づき心電パラメータと心電パラメータの品質情報とを検出する。また、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心電パラメータの変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とする。また、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心音データまたは心音データと心電データとに基づき心音パラメータと心音パラメータの品質情報を検出する。また、運動負荷に対する心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心音パラメータの変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする。また、予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づき運動強度算出式を生成する。また、生成した運動強度算出式に従って第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とに基づき測定対象者１００の目標運動強度を算出する。
【００４７】
運動強度決定装置１０を用いて行われる、第１実施形態に係る運動強度決定方法では、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心電データ及び心音データに基づき、心電パラメータ、心音パラメータ、心電パラメータの品質情報及び心音パラメータの品質情報を検出する。そして、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する、検出した心電パラメータの勾配の変化点及び心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を測定対象者１００の第１の目標運動強度とし、検出した心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を測定対象者１００の第２の目標運動強度とする。そして、予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報を基に生成される運動強度算出式に従い、第１の目標運動強度及び第２の目標運動強度に基づき測定対象者１００の目標運動強度を算出する。
【００４８】
それゆえ、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法では、心電データと心音データとを用いて目標運動強度を決定するため、例えば、特許文献１や特許文献２に記載の発明のように、主に心音データの振幅情報を用いて目標運動強度を決定する方法に比べて、周辺ノイズや運動中の体動によるノイズの影響を受けにくい。また、心電データは、簡易で安価なハードウェアで測定可能である。そのため、安価でより精度の高い運動強度決定装置１０を提供することができる。したがって、生活習慣病や心臓病等の治療として運動療法を行う際の目標運動強度の測定に非常に有用である。
【００４９】
さらに、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０では、心電パラメータとして、心拍数、心電波形のＱ波開始点から心電波形のＳ波終点までのＱＲＳ幅、及び心電波形のＱ波開始点から心電波形のＴ波終点までのＱＴ時間を１心拍時間により補正したＱＴｃ時間の何れか１つ以上を用いるようにした。また、心音パラメータとして、Ｓ１振幅、心拍数×Ｓ１振幅、及び心電波形のＱ波開始点から心音波形のＳ１までのＱＳ１時間を１心拍時間で正規化した％ＱＳ１時間を用いるようにした。そのため、目標運動強度を、より適切に決定することができる。
また、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０では、負荷試験は、時間とともに一定の割合で運動負荷を上げるランプ負荷を測定対象者１００に与え、心電データと心音データを計測する試験であるため、心電データと心音データとを容易に取得できる。
【００５０】
（変形例）
（１）なお、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０では、心電パラメータと心音パラメータとのそれぞれを１種類ずつ使用する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、心電パラメータと心音パラメータとのそれぞれを複数種類ずつ使用してもよい。具体的には、心電パラメータとして心拍数及びＱＴｃ時間を用い、心音パラメータとしてＳ１振幅を用いてもよい。この場合、心電パラメータの１０秒毎の変動係数を心電パラメータの品質情報とし、心音パラメータの１０秒毎の変動係数を心音パラメータの品質情報とし、心拍数の１０秒毎の変動係数の負荷試験区間における平均値をＣＶ１Ａとし、ＱＴｃ時間の１０秒毎の変動係数の負荷試験区間における平均値をＣＶ１Ｂとし、Ｓ１振幅の１０秒毎の変動係数の負荷試験区間における平均値をＣＶ２とし、心拍数から検出される運動強度を第１Ａの目標運動強度とし、ＱＴｃ時間から検出される運動強度を第１Ｂの目標運動強度とし、Ｓ１振幅から検出される運動強度を第２の目標運動強度とする場合、運動強度算出式として、下記（５）〜（８）式を用いることができる。下記（５）〜（８）式によれば、心電パラメータ及び心音パラメータのうちの、変動係数の平均値が小さいパラメータの重み係数が大きくなり、また、３つの重み係数の和が「１」となる。
第１Ａの重み係数＝ＣＶ１Ｂ×ＣＶ２／
（ＣＶ１Ａ×ＣＶ１Ｂ＋ＣＶ１Ｂ×ＣＶ２＋ＣＶ２×ＣＶ１Ａ）………（５）
第１Ｂの重み係数＝ＣＶ２×ＣＶ１Ａ／
（ＣＶ１Ａ×ＣＶ１Ｂ＋ＣＶ１Ｂ×ＣＶ２＋ＣＶ２×ＣＶ１Ａ）………（６）
第２の重み係数＝ＣＶ１Ａ×ＣＶ１Ｂ／
（ＣＶ１Ａ×ＣＶ１Ｂ＋ＣＶ１Ｂ×ＣＶ２＋ＣＶ２×ＣＶ１Ａ）………（７）
目標運動強度＝第１Ａの目標運動強度×第１Ａの重み係数
＋第１Ｂの目標運動強度×第１Ｂの重み係数
＋第２の目標運動強度×第２の重み係数………（８）
【００５１】
本変形例の実施例においては、上述した心不全患者４０名を測定対象者１００として、心音パラメータの品質情報に基づき心音パラメータ品質の高低を判断し、心音パラメータ品質が高いと判断された場合には、第２の目標運動強度を測定対象者１００の目標運動強度とした（上記（８）式において、第１Ａの重み係数＝０、第１Ｂの重み係数＝０、第２の重み係数＝１とした）。また、心音パラメータ品質が低いと判断された場合には、上記（５）〜（７）式を用いて重み係数を決定して上記（８）式により測定対象者１００の目標運動強度を算出した（以後、「算出条件５」と呼ぶ）。算出条件５により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数は「０．８５」であった。算出条件５により目標運動強度が算出された測定対象者１００は「４０名」であった。
【００５２】
なお、心電パラメータと心音パラメータとのそれぞれを１種類ずつ使用して得られた上記表２において、算出条件５に対応する組み合わせと算出条件は、組み合わせ１（ＱＴｃ時間とＳ１振幅）の算出条件４と、組み合わせ２（心拍数とＳ１振幅）の算出条件４である。それぞれの相関係数はともに「０．８４」であり、使用するパラメータの種類を増やすことにより、目標運動強度の精度を改善できる可能性があることがわかる。
【００５３】
（２）また、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０では、心電パラメータ変化点検出部３２において心電パラメータの勾配の変化点を検出して対応する運動負荷を第１の目標運動強度とし、心音パラメータ変化点検出部３４において心音パラメータの勾配の変化点を検出して対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、ペースメーカーにより心拍数が一定であったり、弁膜症や心筋症で心音を生じにくかったりする等、心疾患患者を測定対象者１００とする場合には、疾患の種類や重症度によっては、心電パラメータの勾配の変化点や心音パラメータの勾配の変化点の正確な検出が困難となり、第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性が低下する可能性がある。そのため、測定対象者１００が第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性が低いと判断される測定対象者１００である場合には、日本循環器学会他の合同研究班が作成した「心血管疾患におけるリハビリテーションに関するガイドライン（２０１２年改訂版）」ｐ３９に記載されているカルボーネンの式
目標心拍数＝［最高心拍数−安静時心拍数］×ｋ＋安静時心拍数  ………（９）
ｋ：通常０．６、高リスク例では０．４〜  ０．５、心不全は０．３〜０．５
を応用して、第１の目標運動強度や第２の目標運動強度を決定するようにしてもよい。
【００５４】
例えば、上述した心不全患者４０名を測定対象者１００として、心電パラメータとして心拍数、ｋ＝０．４として
目標心電パラメータ＝［負荷試験時の心電パラメータの最高値−負荷試験時の心電
パラメータの最低値］×k＋負荷試験時の心電パラメータの最低値  ………（１０）
により算出した目標心電パラメータに対応する運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数は「０．６４」であった。上記（１０）式は、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する心電パラメータの最高値を基に目標心電パラメータを算出する式である。
【００５５】
また、例えば、心音パラメータとしてＳ１振幅、ｋ＝０．４として、
目標心音パラメータ＝［負荷試験時の心音パラメータの最高値−負荷試験時の心音
パラメータの最低値］×k＋負荷試験時の心音パラメータの最低値  ………（１１）
により算出した目標心音パラメータに対応する運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数は「０．７９」であった。上記（１１）式は、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する心音パラメータの最高値を基に目標心音パラメータを算出する式である。
【００５６】
これらにより、心電パラメータの勾配の変化点や心音パラメータの勾配の変化点の検出が困難な測定対象者１００に対しては、例えば、上記（１０）式により目標心電パラメータを算出し、算出した目標心電パラメータに対応する運動強度を第１の目標運動強度とし、上記（１１）式により目標心音パラメータを算出し、算出した目標心音パラメータに対応する運動強度を第２の目標運動強度としてもよいことがわかる。また、カルボーネンの式のように、安静時の心電パラメータと心音パラメータを記憶しておき、それらを、上記（１０）、（１１）式の負荷試験時の最低値の代わりに使用してもよい。
【００５７】
第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性に関する判断基準としては、例えば、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４において、図１１のフローに従い変化点の検出を行う際に、図１２の第１の回帰直線の傾きと第２の回帰直線の傾きの差の絶対値を評価し、予め設定した閾値より小さければ信頼性が低いと判断する方法を用いることができる。この場合、まず心電パラメータ検出部３１や心音パラメータ検出部３３が、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０と同様に、図１１のフローに従い、心電パラメータや心音パラメータを検出する。続いて、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４が、検出した心電パラメータや心音パラメータについて、運動強度に対する勾配の変化点を検出し、検出した変化点の運動強度を第１の目標運動強度と第２の目標運動強度として設定した後、設定した第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性を評価する。そして、心電パラメータ変化点検出部３２が、設定された第１の目標運動強度の信頼性が低いと評価した場合には、上記（１０）式に従って目標心電パラメータを算出し、算出した目標心電パラメータに対応する運動強度を第１の目標運動強度として再設定する。一方、心音パラメータ変化点検出部３４が、設定された第２の目標運動強度の信頼性が低いと評価した場合には、上記（１１）式に従って目標心音パラメータを算出し、算出した目標心音パラメータに対応する運動強度を第２の目標運動強度として再設定する。続いて、運動強度算出式生成部３５が、予め設定された算出条件と心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報とに基づき、運動強度算出式（上記（２）〜（４）式）を生成する。続いて、運動強度算出部３６が、生成した運動強度算出式に従って、設定された第１の目標運動強度や第２の目標運動強度（第１の目標運動強度や第２の目標運動強度が再設定された場合には再設定された第１の目標運動強度や第２の目標運動強度）に基づき測定対象者１００の目標運動強度を算出する。
【００５８】
第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性に関する他の判断基準としては、例えば、記憶装置２６に、測定対象者１００毎の疾患名やその重症度を含む背景情報を予め記憶させておき、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４に、測定対象者１００の背景情報に基づき第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性を判断させる方法を用いることができる。この場合、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４が、心電パラメータや心音パラメータについて、運動強度に対する勾配の変化点を検出し、検出した変化点の運動強度を第１の目標運動強度と第２の目標運動強度として設定した後、測定対象者１００の背景情報に基づき、設定した第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性を評価する。例えば、測定対象者１００がペースメーカーで心拍数が一定であったり、弁膜症や心筋症で心音を生じにくかったりする場合に、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度の信頼性が低いと評価する。
【００５９】
（３）また、本発明の第１実施形態に係る運動強度決定装置１０では、心電パラメータの品質情報と心音パラメータの品質情報と算出条件とから、上記表１に示すように、運動強度算出式の重み係数を決定する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、算出条件設定部２８に予め背景情報を設定しておき、設定しておいた背景情報を参照して、運動強度算出式生成部３５において測定対象者１００の背景情報も考慮して、例えば、測定対象者１００がペースメーカーにより心拍数の制御を行っている人である場合には第１の目標運動強度の重み（第１の重み係数）を小さくし、また、測定対象者１００が弁膜症や心筋症で心音を生じにくい人である場合には第２の目標運動強度の重み（第２の重み係数）を小さくする等、測定対象者１００毎に、運動強度算出式を調整してもよい。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０、及び運動強度決定装置１０による運動強度決定方法について説明する。本発明の第２の実施形態に係る運動強度決定装置１０のハードウェア構成は、図１と同様であるから図示を省略する。図１７は、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０の内部構成の一例を示す図である。図１８は、運動強度決定部２９の内部構成の一例を示す図である。なお、図１７及び図１８において図５及び図９に対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０のプロセッサ２７は、記憶装置２６が記憶している所定のプログラムを実行して、図１７に示すように、選択条件設定部３９、運動強度決定部２９及び出力部３０をソフトウェアによって実現している。
【００６１】
選択条件設定部３９は、運動強度決定部２９で測定対象者１００の目標運動強度を決定する際に参照される所定の選択条件を設定する。そして、選択条件設定部３９は、設定された所定の選択条件を記憶装置２６と運動強度決定部２９とに出力する。
運動強度決定部２９は、図１８に示すように、心電パラメータ検出部３１と、心電パラメータ変化点検出部３２と、心音パラメータ検出部３３と、心音パラメータ変化点検出部３４と、運動強度選択部３７とを備えている。図１８に示した心電パラメータ検出部３１、心電パラメータ変化点検出部３２、心音パラメータ検出部３３及び心音パラメータ変化点検出部３４は、図９に示した心電パラメータ検出部３１、心電パラメータ変化点検出部３２、心音パラメータ検出部３３及び心音パラメータ変化点検出部３４と同一のものである。ただし、図１８に示した心電パラメータ検出部３１及び心音パラメータ検出部３３は、心電パラメータの品質情報及び心音パラメータの品質情報の算出・出力を行わない。
【００６２】
運動強度選択部３７は、心電パラメータ変化点検出部３２が出力した第１の目標運動強度と、心音パラメータ変化点検出部３４が出力した第２の目標運動強度とに基づき、選択条件設定部３９または記憶装置２６が出力した選択条件に従って、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度との何れかを選択して、測定対象者１００の目標運動強度とする。
ここで、選択条件としては、例えば、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第１の目標運動強度を選択するものを採用することができる。これにより、第２の目標運動強度が優先して選択されるが、心音信号の品質に問題が生じる等の理由で心音パラメータ変化点が検出できず、かつ心電パラメータ変化点検出部３２において心電パラメータ変化点が検出されている場合には、第１の目標運動強度が選択される。なお、心電パラメータ変化点検出部３２が出力した第１の目標運動強度を優先して選択するようにしてもよく、心電パラメータ変化点検出部３２と心音パラメータ変化点検出部３４それぞれにおいて算出される総残差平方和の値を基に、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度の一方を選択するようにしてもよい。そして、運動強度選択部３７は、決定した目標運動強度を出力部３０に出力する。
【００６３】
（実施例）
次に、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法の実施例について説明する。
本実施例では、心不全患者３０名を測定対象者１００とし、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法により、３０名の測定対象者１００それぞれの目標運動強度を求めた。具体的には、まず、運動強度データ毎に、心電パラメータと心音パラメータとを算出した。続いて、算出した心電パラメータと心音パラメータとについて、運動強度に対する勾配の変化点を検出し、検出した変化点の運動強度を第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とした。続いて、選択条件に基づいて、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とのうちの一方を選択して、測定対象者１００の目標運動強度とした。また、従来のＣＰＸ検査により有酸素運動と無酸素運動との境界付近の運動強度（ＡＴポイント運動強度）に基づいて、測定対象者１００の目標運動強度を求めた。
なお、本実施例では、ＳＮ比(Signal Noise ratio)等を基に心音信号の品質に問題があると判断した区間において、心音パラメータ変化点検出部３４が、勾配の変化点を検出しない構成とした。また、ＳＮ比等を基に心電信号の品質に問題があると判断した区間において、心電パラメータ変化点検出部３２が、勾配の変化点を検出しない構成とした。
【００６４】
図１９、図２０、図２１は、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との関係を示した散布図である。本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０により求めた目標運動強度のそれぞれは、心電パラメータとしてＱＴｃ時間、心音パラメータとしてＳ１振幅を使用し、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とのうちから３種類の選択条件（以後、「選択条件１」、「選択条件２」、「選択条件３」と呼ぶ）に従って選択した。
【００６５】
選択条件１は、図１９に示すように、第１の目標運動強度を目標運動強度として選択する条件とした。また、選択条件２は、図２０に示すように、第２の目標運動強度を目標運動強度として選択する条件とした。また、選択条件３は、図２１に示すように、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を目標運動強度として選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第１の目標運動強度を目標運動強度として選択する条件とした。選択条件１により求めた目標運動強度、選択条件２により求めた目標運動強度及び選択条件３により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数はそれぞれ「０．８０」、「０．８３」、「０．８２」であった。
ただし、本実施例では、心電パラメータ変化点は、全ての測定対象者１００において検出できたのに対し、心音パラメータ変化点は、心音信号の品質等の問題により８名の測定対象者１００において検出できなかったため、選択条件１、選択条件２、選択条件３の相関係数算出に使用できた測定対象者数は、それぞれ、「３０」、「２２」、「３０」であった。
【００６６】
また、同じ心不全患者３０名を測定対象者１００とし、心電パラメータとしてＱＴｃ時間、心音パラメータとして心音データから求めたＳ１振幅と心電データから求めた心拍数の積である心拍数×Ｓ１振幅を使用した場合、選択条件１により求めた目標運動強度、選択条件２により求めた目標運動強度及び選択条件３により求めた目標運動強度と、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度との相関係数はそれぞれ「０．８０」、「０．８５」、「０．８４」、相関係数算出に使用できた測定対象者数はそれぞれ「３０」、「２２」、「３０」であった。
これらの実施例により、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０によれば、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度との一方を適切に選択する（選択条件３に相当）場合、心音パラメータのみを使用する（選択条件２に相当）場合よりも安定して、かつ、心電パラメータのみを使用する（選択条件１に相当）場合よりも精度よく、従来のＣＰＸ検査により求めた目標運動強度と同程度に、目標運動強度を検出できることがわかった。
【００６７】
（第２実施形態の効果）
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０は、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心電データに基づき心電パラメータを検出する。また、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する心電パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とする。また、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心音データ、または心音データと心電データとに基づき心音パラメータを検出する。また、運動負荷に対する心音パラメータの勾配の変化点を検出し、検出した心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする。また、予め設定された選択条件により、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度とのどちらかを選択して、測定対象者１００の目標運動強度とする。その際、選択条件は、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには第１の目標運動強度を選択する。
【００６８】
即ち、運動強度決定装置１０を用いて行われる、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定方法では、負荷試験時に測定した測定対象者１００の心電データ及び心音データに基づき心電パラメータ及び心音パラメータを検出する。また、負荷試験時に測定対象者１００に与えていた運動負荷に対する、検出した心電パラメータの勾配の変化点及び心音パラメータの勾配の変化点を検出する。また、検出した心電パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第１の目標運動強度とし、心音パラメータの勾配の変化点に対応する運動負荷を第２の目標運動強度とする。そして、予め設定された選択条件により第１の目標運動強度と第２の目標運動強度のどちらかを選択して、測定対象者１００の目標運動強度とする。その際、選択条件は、心音パラメータの勾配の変化点が検出できているときには、第２の目標運動強度を選択し、心音パラメータの勾配の変化点が検出できておらず、心電パラメータの勾配の変化点が検出できているときには第１の目標運動強度を選択する。
【００６９】
それゆえ、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０及び運動強度決定方法では、心電データと心音データとを用いて目標運動強度を決定するため、例えば、特許文献１や特許文献２に記載の発明のように、主に心音データの振幅情報を用いて目標運動強度を決定する方法に比べて、周辺ノイズや運動中の体動によるノイズの影響を受けにくい。また、心電データは、簡易で安価なハードウェアで測定可能である。そのため、安価でより精度の高い運動強度決定装置１０を提供できる。したがって、糖尿病等の生活習慣病や心臓病等の治療として運動療法を行う際の目標運動強度の測定に非常に有用である。
【００７０】
また、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０では、心電パラメータとして、心電波形のＱ波開始点から心電波形のＴ波終点までのＱＴ時間を１心拍時間により補正したＱＴｃ時間を用い、心音パラメータとしてＳ１振幅、心拍数×Ｓ１振幅を用いた。そのため、目標運動強度をより適切に決定することができる。なお、心電パラメータとしては、ＱＴｃ時間に代えて、例えば、心拍数、ＱＲＳ幅、ＱＴ時間を用いてもよい。また、心音パラメータとしては、Ｓ１振幅や心拍数×Ｓ１振幅に代えて、例えば、％ＱＳ１時間を用いてもよい。
また、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０では、負荷試験は、時間とともに一定の割合で運動負荷を上げるランプ負荷を測定対象者１００に与え、心電データと心音データを計測する試験であるため、心電データと心音データを容易に取得できる。
【００７１】
（変形例）
（１）なお、本発明の第２実施形態に係る運動強度決定装置１０では、例えば、第１実施形態の変形例（２）と同様に、心電パラメータ変化点検出部３２が、第１の目標運動強度の信頼性が低いと判断された場合には、上記（１０）式により目標心電パラメータを算出し、算出した目標心電パラメータに対応する運動負荷を前記第１の目標運動強度としてもよい。また、例えば、心音パラメータ変化点検出部３４が、第２の目標運動強度の信頼性が低いと判断された場合には、上記（１１）式に従って目標心音パラメータを算出し、算出した目標心音パラメータに対応する運動負荷を第２の目標運動強度としてもよい。
また、第１実施形態の変形例（２）と同様に、記憶装置２６に、測定対象者１００毎の疾患名やその重症度を含む背景情報を予め記憶させておき、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４に、測定対象者１００の背景情報に基づき第１の目標運動強度や第２の目標運動強度の信頼性を判断させる方法を用いることができる。
【００７２】
（２）また、例えば、選択条件として、測定対象者１００の背景情報を基に、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度のどちらかを選択して、測定対象者１００の目標運動強度としてもよい。この場合、まず心電パラメータ検出部３１や心音パラメータ検出部３１が、図１１のフローに従い、心電パラメータや心音パラメータを検出する。続いて、心電パラメータ変化点検出部３２や心音パラメータ変化点検出部３４が、検出した心電パラメータや心音パラメータについて、運動強度に対する勾配の変化点を検出し、検出した変化点の運動強度を第１の目標運動強度と第２の目標運動強度として設定する。続いて、運動強度選択部３７が、測定対象者１００の背景情報を基に、第１の目標運動強度と第２の目標運動強度のどちらかを選択して、測定対象者１００の目標運動強度とする。例えば、ペースメーカーにより心拍数の制御を行っている測定対象者１００である場合には、第２の目標運動強度を目標運動強度として選択し、重症の弁膜症や心筋症で心音を生じにくい測定対象者１００である場合には、第１の目標運動強度を目標運動強度として選択する。
【符号の説明】
【００７３】
１０…運動強度決定装置、１１…運動負荷制御部、１２…心電採取部、１３…心音採取部、１４…信号処理端末、１５…コンピュータ、１６，１７…記録メディア、１８…心電処理部、１９…心音処理部、２０…差動増幅器、２１…フィルタ回路、２２…Ａ／Ｄ変換器、２３…フィルタ回路、２４…増幅器、２５…Ａ／Ｄ変換器、２６…記憶装置、２７…プロセッサ、２８…算出条件設定部、２９…運動強度決定部、３０…出力部、３１…心電パラメータ決定部、３２…心電パラメータ変化点検出部、３３…心音パラメータ検出部、３４…心音パラメータ変化点検出部、３５…運動強度算出式生成部、３６…運動強度算出部、３７…運動強度選択部、３８…記憶装置、３９…選択条件設定部、５０…負荷装置、１００…測定対象者、２００…心臓、２００ａ…右心房、２００ｂ…右心室、２００ｃ…左心房、２００ｄ…左心室、２００ｅ…三尖弁、２００ｆ…肺動脈弁、２００ｇ…僧帽弁、２００ｈ…大動脈弁、３００ａ…洞結節、３００ｂ…房室結節、３００ｃ…ヒス束、３００ｄ…左脚前枝、３００ｅ…左脚後枝、３００ｆ…右脚、３００ｇ…プルキンエ繊維
【図１】
2020039811.tif 000005
【図２】
2020039811.tif 000006
【図３】
2020039811.tif 000007
【図４】
2020039811.tif 000008
【図５】
2020039811.tif 000009
【図６】
2020039811.tif 000010
【図７】
2020039811.tif 000011
【図８Ａ】
2020039811.tif 000012
【図８Ｂ】
2020039811.tif 000013
【図９】
2020039811.tif 000014
【図１０】
2020039811.tif 000015
【図１１】
2020039811.tif 000016
【図１２】
2020039811.tif 000017
【図１３】
2020039811.tif 000018
【図１４】
2020039811.tif 000019
【図１５】
2020039811.tif 000020
【図１６】
2020039811.tif 000021
【図１７】
2020039811.tif 000022
【図１８】
2020039811.tif 000023
【図１９】
2020039811.tif 000024
【図２０】
2020039811.tif 000025
【図２１】
2020039811.tif 000026
【国際調査報告】
2020039811.tif 000027
2020039811.tif 000028