(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感圧素子と、感圧素子押圧手段と、装着手段と、信号伝達手段とを有する脈波検出装置において、
前記感圧素子の波形から脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
このパラメータを前記感圧素子間で比較し、脈波のピーク付近の波形の最も鋭い波形に対応する感圧素子を動脈中央部に位置する感圧素子と判断する手段と、
を有することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項２】
前記脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータは、前記各感圧素子の波形を同一位相で正規化した後の、前記同一位相以外の同一位相における波高値であることを特徴とする請求項１記載の脈波検出装置。
【請求項３】
前記脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータは、前記各感圧素子の波形をピークの時相で正規化した後の、波形の面積であることを特徴とする請求項１記載の脈波検出装置。
【請求項４】
前記脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータは、前記各感圧素子の波形をピークの時相で正規化した後の、所定の割合の閾値を交差する時間幅であることを特徴とする請求項１記載の脈波検出装置。
【請求項５】
前記脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータは、前記各感圧素子の波形の1拍内において、大動脈弁閉鎖痕に相当する時相前後の面積比であることを特徴とする請求項１記載の脈波検出装置。
【請求項６】
前記脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータは、前記各感圧素子の波形を波形の面積で正規化した後の、最大波高値であることを特徴とする請求項１記載の脈波検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、体表から動脈の脈動を検出する脈波検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体表から動脈内の血圧波形を簡易に抽出する脈波検出装置として、感圧素子を動脈上の体表に設置するものがある。この種の脈波検出装置では、十分に脈波を検出するには、感圧素子の動脈上への位置決め精度が重要である。そのため、従来は体表に複数の感圧素子を動脈と直交する方向に配置し、各感圧素子間の振幅関係などから動脈直上の感圧素子を選出し、この信号を動脈内の血圧波形とするものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の脈波検出装置では、複数の感圧素子間の振幅関係を利用するものであるため、各感圧素子の感度（圧力−出力電圧特性）にバラツキがあると、精度の悪いものとなる。そのため、感度の同程度の感圧素子を使用するか、バラツキを管理しておく（特公平８−２３５１号）必要がある。バラツキの管理を個別機器毎に管理することは複雑であり、また感度の同一のものを使用するのも、選択に手間を要し、結果としてコストアップを招くという問題があった。
【０００４】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、それほどコストアップを生じることなく、動脈上の感圧素子を精度良く決定し得る脈波検出装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の脈波検出装置は、複数の感圧素子と、感圧素子押圧手段と、装着手段と、信号伝達手段とを有する脈波検出装置において、
前記感圧素子の波形から脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
このパラメータを前記感圧素子間で比較し、脈波のピーク付近の波形の最も鋭い波形に対応する感圧素子を動脈中央部に位置する感圧素子と判断する手段と、
を有する。
【０００６】
この脈波検出装置は、各感圧素子の感度にバラツキがあっても、脈波のピーク付近の波形の最も鋭い感圧素子を抽出し、その感圧素子を動脈直上部の感圧素子と決定することにより、最も適正な感圧素子を選択できる。
【０００７】
ここで、この発明の採用原理について説明する。
【０００８】
図１、図２に複数の感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃを配置して、血管内圧を検出する場合を模式的に示す。図１は、最低血圧付近での状態を示し、内圧Ｐ1 とし、管壁張力をＴとすると、図１の（ａ）に示すＷ1 の範囲に渡り、血管壁の張力Ｔはキャンセルし、感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃの出力は、図１の（ｂ）に示すように、いずれも内圧Ｐ1 に等しくなる。
【０００９】
これに対し、最高血圧付近では、図２に示すように、内圧Ｐ２とすると、図２の（ａ）の如く、内圧Ｐ２が大のため、両端の感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃへの内圧は、角度θのため、分力を持ち、管壁張力Ｔのキャンセル範囲は図２の（ａ）に示すＷ２の範囲に狭くなる。そして感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃの各出力は、感圧素子Ｂの出力が内圧Ｐ２とすると、両端の感圧素子Ａ、Ｃは血管の膨らみ、張力Ｔの影響を大きく受け、Ｐ２ｓｉｎθ―Ｔｃｏｓθとなる。すなわち、図２の（ｂ）に示すようになる。これより、動脈に近い感圧素子Ｂの出力が最高血圧付近と最低血圧付近の内圧に対応するする出力差が大となり、逆に感圧素子Ａ、Ｃの出力差が小さい。つまり、波形変化の鋭いものが動脈上に配置された感圧素子となる。この発明は、この原理を採用して、複数個の感圧素子のどれが動脈中央部に位置するものであるかを決定するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図３は，この発明が実施される脈波測定装置の構成を示すブロック図である。この脈波測定装置は、エアバック２と複数の感圧素子３A 、３B 、３C を有する圧脈波センサ１と、感圧素子３A 、３B 、３C の各出力を増幅するアンプ４A 、４B 、４C と、フィルタ５と、Ａ／Ｄ変換器１３、メモリ１４及び演算部１５を内蔵するＣＰＵ６と、エアバック２を加圧するためのポンプ７と、エアバック２の圧力を検出する圧力センサ８と、フィルタ９と、表示装置１０と、入力スイッチ１１と、電源１２とを備えている。もっとも、このような構成の脈波測定装置自体は、既に一般によく知られたものと変わるところはない。
【００１１】
この実施形態脈波測定装置では、感圧素子３A 、３B 、３C の各出力をＣＰＵ６に取り込み、ＣＰＵ６内において、どの感圧素子からの波形が最も鋭いものであるか抽出し、抽出した感圧素子が動脈中央部に配置されたものであるとして、この抽出した感圧素子からの出力を検出脈波として使用する。この処理に、この発明の特徴がある。
【００１２】
波形の鋭さを表すパラメータとして、この発明の実施形態として種々のものがある。先ず、波形の鋭さを抽出する第１のパラメータとして、各感圧素子の波形を同一位相で正規化した後の、前記同一位相以外の同一位相における波高値を使用する。具体例として、図４に示すように、大動脈圧弁閉鎖痕の時相イで正規化し、他の時相ロでの波高値αを比較し、その最大のものを選択する。
【００１３】
波形の鋭さを抽出する第２のパラメータとして、ピークの時相で正規化し、その場合の他の時相の波高値を使用する。例えば、図５に示すように、各波形のピークの時相イで正規化し、他の時刻Ｄにおける波高値αの最も低いものを鋭さ最大のものとする。この場合の信号処理例を図６に示すフロー図を参照して説明する。先ず、各感圧素子３A 、３B 、３C の信号を取り込む（ステップＳＴ１）。次に、取り込んだ各感圧素子のそれぞれの波形を正規化する（ステップＳＴ２A 、ＳＴ２B 、ＳＴ２C ）。続いて、正規化された各感圧素子の出力の、例えば図５の時相ロの波高値を値とする（ステップＳＴ３A 、ＳＴ３B 、ＳＴ３C ）。続いて、求めた波高値を全センサ間で比較する（ステップＳＴ４）。この比較を複数拍にわたり実施すれば、ノイズ耐性が強くなる。
【００１４】
比較の結果により、最も波高値の小さいものを選択する（ステップＳＴ５）。その波高値最小の感圧素子を特定する（ステップＳＴ６）。以後、脈波検出は、選別した感圧素子の出力のみを取り込んで実施する（ステップＳＴ７）。
【００１５】
波形の鋭さを抽出する他の第３のパラメータとして、ピークの時相で正規化し、その後の各面積を使用する。例えば図７に示すように、ピークの時相イで、各感圧素子の出力波形を正規化し、その正規化後の各波形の面積を求め、比較する。面積最小の感圧素子を動脈中央部に位置する感圧素子であると決定する。
【００１６】
波形の鋭さを抽出する他の第４のパラメータとして、各波形をピークの時刻で正規化した後の所定の割合の閾値と交叉する時間幅を使用してもよい。例えば図８に示すように、ピークの時相イで、各感圧素子の出力波形を正規化し、その正規化後の各波形につき、ピークからＰD 下がった値を閾値ＰTHとし、この閾値ＰTHと各波形の交叉する点の各時間隔ＴA 、ＴB 、ＴC を求め、時間幅の最小のものを動脈上部に位置する感圧素子と決定する。
【００１７】
波形の鋭さを抽出する他の第５のパラメータとして、大動脈弁閉鎖痕の時相前後の各波形の面積比を使用しても良い。例えば図９に示すように、大動脈弁閉鎖痕の時相イ前の面積αと時相イよりも後方（右側）の面積βを求め、各波形の面積比α／βを求め、これらの面積比を比較し、面積比の最大な感圧素子を動脈中央部に位置する感圧素子であると決定する。
【００１８】
波形の鋭さを抽出する他の第６のパラメータとして、各波形を面積で正規化し、その正規化された波形の波高値を用いても良い。例えば図１０に示すように、感圧素子Ａ、Ｃの波形の一拍分の面積βと、感圧素子Ｂの波形の一拍分散の面積αが等しくなるように面積を正規化し、その後、各波形の波高値の最大のものを抽出し、この波高値最大の感圧素子を動脈中央部に配置された素子であると決定する。
【００１９】
今、具体例として、動脈径が約３ｍｍであるとし、各感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃのピッチが２ｍｍ、各素子Ａ、Ｂ、Ｃの幅が０．８ｍｍとした場合の３個の被検査体の各感圧素子Ａ、Ｂ、Ｃの検出波形を図１１、図１２、図１３に示す。このピークを時相とした場合の他の時相の波高値、つまり波高値比β／αを求めると、図１１の例では感圧素子Ａがβ／αか０．６５、感圧素子Ｂが０．５８、感圧素子Ｃが０．６４、図１２の例では、感圧素子Ａが０．６５感圧素子Ｂが０．５９、感圧素子が０．６６、更に図１３の例では、感圧素子Ａが０．５９、感圧素子Ｂが０．５４、感圧素子Ｃが０．６３となっており、いずれも感圧素子Ｂが動脈中央部に位置することを確実に決定し得ることがわかる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、複数の感圧素子から動脈中央部に位置する感圧素子を決定するのに、各感圧素子の出力波形の脈波のピーク付近の波形の鋭さを表すパラメータを抽出し、このパラメータを感圧素子間で比較して脈波のピーク付近の波形の最も鋭い波形に対応する感圧素子を選択するものであるから、各感圧素子間の感度差を考慮する必要がなく、感度の管理に必要な分、コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の採用原理を説明する図であって、最低血圧付近の各感圧素子の出力を示す図である。
【図２】同この発明の採用原理を説明する図であって、最高血圧付近の各感圧素子の出力を示す図である。
【図３】この発明が実施される脈波測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態脈波測定における脈波検出信号を取り込む感圧素子を選択するための各波形の鋭さ検出方法を説明する図である。
【図５】各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法の他の例を説明する図である。
【図６】上記実施形態脈波測定装置において、同各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法を用いて、脈波を検出する感圧素子を選択する処理を説明するフロー図である。
【図７】各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法の更に他の例を説明する図である。
【図８】各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法の更に他の例を説明する図である。
【図９】各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法の更に他の例を説明する図である。
【図１０】各感圧素子の出力波形の鋭さ検出方法の更に他の例を説明する図である。
【図１１】上記実施形態脈波測定装置の各感圧素子による被測定者の出力波形例を示す図である。
【図１２】上記実施形態脈波測定装置の各感圧素子による他の被測定者の出力波形例を示す図である。
【図１３】上記実施形態脈波測定装置の各感圧素子による更に他の被測定者の出力波形例を示す図である。
【符号の説明】
１                圧脈波センサ
２                エアバック
３A 、３B 、３C   感圧素子
４A 、４B 、４C   アンプ
５                フィルタ
６                ＣＰＵ
７                ポンプ
８                圧力センサ
９                フィルタ
１０              表示装置
１１              入力ＳＷ
１２              電源
１３              Ａ／Ｄ変換部
１４              メモリ
１５              演算部
【図１】
0003750557.tif 000002
【図２】
0003750557.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003750557.tif 000005
【図５】
0003750557.tif 000006
【図６】
0003750557.tif 000007
【図７】
0003750557.tif 000008
【図８】
0003750557.tif 000009
【図９】
0003750557.tif 000010
【図１０】
0003750557.tif 000011
【図１１】
0003750557.tif 000012
【図１２】
0003750557.tif 000013
【図１３】
0003750557.tif 000014