(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の脈波を計測し、その計測された脈波データにノイズ成分が混入しているか否かを判断するための脈波解析回路を備えた脈波計測装置であって、
前記脈波解析回路は、
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求めた後、
一拍毎の脈に対する前記速度脈波の振幅のピーク値を算出し、
その算出されたピーク値のばらつきに応じてノイズ成分の混入を判断することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記ピーク値のばらつきを示す指標を数値化し、その数値が既定値より大きい場合に、計測された脈波データにノイズ成分が含まれていると判断することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記ピーク値のばらつきを示す指標を統計処理によって数値化することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記ピーク値のばらつきを示す指標を分散から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項５】
請求項３に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記ピーク値のばらつきを示す指標を標準偏差から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項６】
請求項３に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記ピーク値のばらつきを示す指標を算出された前記ピーク値の最大値と最小値との差から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項７】
生体の脈波を計測し、その計測された脈波データにノイズ成分が混入しているか否かを判断するための脈波解析回路を備えた脈波計測装置であって、
前記脈波解析回路は、
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求めた後、
一拍毎の脈に対する前記速度脈波の振幅のピーク値を算出し、
算出されたそれぞれのピーク値を規格化し、
その規格化されたピーク値のばらつきに応じてノイズ成分の混入を判断することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記算出されたそれぞれのピーク値を、その各ピーク値の平均値で規格化することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項９】
請求項７及び８に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を数値化し、その数値が既定値より大きい場合に、計測された脈波データにノイズ成分が含まれていると判断することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を統計処理によって数値化することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を分散から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を標準偏差から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
前記脈波解析回路は、前記規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を算出された前記ピーク値の最大値と最小値との差から算出することを特徴とする脈波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、血液中のヘモグロビンの光吸収特性を利用して人体の脈波を計測する光学式の脈波センサがある。この脈波センサは、発光素子から人体の指先等に向けて光を照射する発光素子と、人体からの反射光を検出する受光素子とを備え、血液の脈動によって生じる血流量の変化、即ち脈波を受光素子での受光量の変化として検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、光学式の脈波センサに限らず、脈波センサを人体に取り付けて使用する場合には、日常生活における体の動き（以下体動と言う）により脈波センサが振動して、脈波検出時にノイズとなる。特に、体動により肩や肘等の大きい関節が動いた場合は、血流量そのものが変化してノイズとなることがある。
また、光学式の脈波センサでは、太陽光や螢光燈の光等の外乱光を完全に遮断することが困難であるため、その外乱光の変化がノイズとなり、ノイズの乗った脈波が計測されてしまう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、計測された脈波データにノイズ成分が乗っているか否かを検出できる脈波計測装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
生体の脈波を計測し、その計測された脈波データにノイズ成分が混入しているか否かを判断するための脈波解析回路を備えた脈波計測装置であって、
脈波解析回路は、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求めた後、一拍毎の脈に対する速度脈波の振幅のピーク値を算出し、その算出されたピーク値のばらつきに応じてノイズ成分の混入を判断する。
この構成によれば、速度脈波から振幅のピーク値を求めているため、ピーク値をより的確に算出できるので、そのピーク値のばらつきに応じてノイズ成分の混入を的確に判断することができる。
【０００５】
（請求項２の手段）
請求項１に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、ピーク値のばらつきを示す指標を数値化し、その数値が既定値より大きい場合に、計測された脈波データにノイズ成分が含まれていると判断する。この場合、ばらつきを示す指標（数値）を既定値と比較することで、容易にノイズ成分が混入しているか否かを判断することができる。
【０００６】
（請求項３の手段）
請求項２に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、ピーク値のばらつきを示す指標を統計処理によって数値化する。この場合、一般的な統計処理により、ピーク値のばらつきの分布を統計的に数値化することができる。
【０００７】
（請求項４の手段）
請求項３に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、ピーク値のばらつきを示す指標を分散（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【０００８】
（請求項５の手段）
請求項３に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、ピーク値のばらつきを示す指標を標準偏差（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【０００９】
（請求項６の手段）
請求項３に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、ピーク値のばらつきを示す指標を算出されたピーク値の最大値と最小値との差（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【００１０】
（請求項７の手段）
生体の脈波を計測し、その計測された脈波データにノイズ成分が混入しているか否かを判断するための脈波解析回路を備えた脈波計測装置であって、
脈波解析回路は、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求めた後、一拍毎の脈に対する速度脈波の振幅のピーク値を算出し、算出されたそれぞれのピーク値を規格化し、その規格化されたピーク値のばらつきに応じてノイズ成分の混入を判断する。
この構成によれば、算出されたピーク値を規格化することにより、使用する脈波計測装置の計測単位等が異なる場合でも、それぞれの脈波計測装置で算出されたピーク値を定常的に使用することができる。
【００１１】
（請求項８の手段）
請求項７に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、算出されたそれぞれのピーク値を、その各ピーク値の平均値で規格化する。
【００１２】
（請求項９の手段）
請求項７及び８に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を数値化し、その数値が既定値より大きい場合に、計測された脈波データにノイズ成分が含まれていると判断する。この場合、ばらつきを示す指標（数値）を既定値と比較することで、容易にノイズ成分が混入しているか否かを判断することができる。
【００１３】
（請求項１０の手段）
請求項９に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を統計処理によって数値化している。この場合、一般的な統計処理により、規格化されたピーク値のばらつきの分布を統計的に数値化することができる。
【００１４】
（請求項１１の手段）
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を分散（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【００１５】
（請求項１２の手段）
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を標準偏差（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【００１６】
（請求項１３の手段）
請求項１０に記載した脈波計測装置において、
脈波解析回路は、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を算出されたピーク値の最大値と最小値との差（統計処理の一例）から算出して数値化している。
【００１７】
【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。
本実施例の脈波計測装置は、人体の脈波を計測して医療診断や健康診断等に用いるもので、図４に示すように、人体の指１に取り付けて使用される脈波センサ２と、この脈波センサ２の検出結果に基づいて脈波を計測するデータ処理装置３とを備える。
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。
【００１８】
脈波センサ２では、図４に示すように、発光素子４と受光素子５を備える周知の反射型センサであり、発光素子４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５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５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）としてデータ処理装置３に出力している。
【００１９】
データ処理装置３は、本発明の脈波解析回路を構成するマイクロコンピュータを内蔵している。即ち、マイクロコンピュータには、脈波センサ２で検出された脈波情報にノイズ成分が乗っているか否かを検出するためのノイズ検出プログラムが組み込まれている。
以下に、ノイズ検出の処理手順を図１に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
まず、脈波センサ２で検出された脈波情報に基づいて、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、計測した脈波を微分して速度脈波を求める（Ｓ２０）。
更に、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振幅のピーク値を算出する（Ｓ３０）。
ここで、速度脈波の振幅のピーク値の計測単位及び絶対値は、脈波計測装置に依存するので、算出した各ピーク値を各ピーク値の平均値で規格化する（Ｓ４０）。
【００２１】
続いて、規格化されたピーク値のばらつきを示す指標を数値化するために統計処理を行う（Ｓ５０）。具体的には、例えば分散あるいは標準偏差によって算出された数値をばらつきの指標として用いる。
続いて、数値化されたピーク値のばらつき（指標）が既定値よりも小さいか否かを判定する（Ｓ６０）。なお、既定値は、統計処理の方法（例えば分散、標準偏差等）に対応して、それぞれ異なる値が設定されることは言うまでもない。
【００２２】
上記Ｓ６０の判定結果がＹＥＳの場合、つまりピーク値のばらつきが既定値より小さい場合は、脈波センサ２で検出された脈波情報にノイズ成分が乗っていないものと判断し、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（Ｓ７０）。
一方、Ｓ６０の判定結果がＮＯの場合、つまりピーク値のばらつきが既定値より大きい場合は、脈波センサ２で検出された脈波情報にノイズ成分が乗っているものと判断し、Ｓ１０へ戻って再度計測を行う。
【００２３】
ここで、図２に示すように、ノイズ成分が乗っていない正常な脈波での速度脈波のピーク値のばらつきを算出すると、標準偏差で０．０５７となる。一方、図３に示すように、ノイズ成分の乗った脈波での速度脈波のピーク値のばらつきを算出すると、標準偏差で０．３２１となる。従って、ピーク値のばらつきを標準偏差によって求めた場合、ばらつきを判定するための既定値を、例えば０．１〜０．１５に設定することで、ノイズの乗った脈波を検出することができる。
【００２４】
（本実施例の効果）
本実施例の脈波計測装置によれば、一拍毎の脈に対する速度脈波を求めることで脈波のピーク値を的確に検出でき、そのピーク値のばらつきを算出することにより、脈波センサ２で検出された脈波情報にノイズ成分が乗っているか否かを的確に判断することができる。その結果、ノイズ成分が乗った脈波データを正常な脈波データとして診断等に利用することを防止でき、誤診の発生を未然に防ぐことができる。
【００２５】
また、計測された脈波データにノイズ成分が乗っていると判断された場合でも、図５に示すように、Ｓ８０でノイズ除去処理（例えばデジタルフィルタ等）を行うことにより、ノイズ成分が乗った脈波なりの診断プログラム（Ｓ９０）を適用することができる。
更に、本実施例のノイズ検出処理を連続的に繰り返し行うことにより、健康状態等を継続的にモニターすることができる。
【００２６】
（変形例）
上記実施例では、速度脈波のピーク値を、各ピーク値の平均値で規格化する例を示したが、その他の手法によって規格化しても良い。なお、必ずしもピーク値を規格化する必要はなく、例えば使用する脈波計測装置が特定されていれば、ピーク値を規格化する処理（Ｓ４０）を廃止しても良い。
【００２７】
ピーク値のばらつきを数値化するための統計処理として、分散あるいは標準偏差を例に示したが、それ以外の統計処理として、例えばピーク値の最大値と最小値との差からピーク値のばらつきを数値化することもできる。
上記実施例で説明した脈波センサ２は、反射型であるが、指を挟んで発光素子４と受光素子５とを対向して配置する透過型の脈波センサ２でも良い。また、脈波センサ２は、指に取り付けるだけでなく、例えば耳たぶに装着するタイプでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノイズ検出の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】正常な脈波と速度脈波を示す測定グラフである。
【図３】ノイズ成分が乗った脈波と速度脈波を示す測定グラフである。
【図４】指と脈波センサの断面図である。
【図５】ノイズ検出の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  脈波センサ
３  データ処理装置（脈波解析回路）
【図１】
0003835073.tif 000002
【図２】
0003835073.tif 000003
【図３】
0003835073.tif 000004
【図４】
0003835073.tif 000005
【図５】
0003835073.tif 000006