DE112010000746T5

DE112010000746T5 - Pulswellen-Analysierglied und Pulswellen-Analysierverfahren

Info

Publication number: DE112010000746T5
Application number: DE112010000746T
Authority: DE
Inventors: Hironori Sato; Tatsuya Kobayashi; Kenji Fuyii; Toshihiko Ogura; Hideaki Yoshida
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2013-01-17
Also published as: CN102307520B; RU2526450C2; JP2010178801A; KR20110123727A; CN102307520A; RU2011136627A; KR101654390B1; US20110282224A1; JP5200968B2; WO2010090122A1

Abstract

In einem Pulswellen-Analysierglied wird ein lokaler Maximum-Punkt einer differenzierten Welle einer vierten Ordnung der Pulswelle eines Herzschlages erlangt (S301), ein Maximum-Punkt (P2-Punkt) einer Reflexionswelle, in welcher ein Maximum-Punkt ein charakteristischer Punkt ist, der lokalen Maximum-Punkte der Differentiation der vierten Ordnung, welche in einer Zone einer ursprünglichen Wellenform existiert, wird als ein Startpunkt einer Reflexionswellenzone bestimmt, welche ein erster charakteristischer Punkt ist (S303). Mit 10% der Amplitude der ersten Charakteristik als ein Schwellwert wird ein Zeitpunkt, bei welchem die Amplitude den Schwellwert nach dem relevanten Punkt erreicht, als ein Endpunkt der Reflexionswellenzone bestimmt, welcher ein zweiter charakteristische Punkt ist (S305). Die Zeitdauer der Reflexionszeit der Zeit zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt wird als ein Index berechnet, welcher nützlich in der Diagnose von Herzerkrankungen ist.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pulswellen-Analysierglieder und Pulswellen-Analysierverfahren, und im Speziellen auf ein Pulswellen-Analysierglied und ein Pulswellen-Analysierverfahren, um einen charakteristischen Punkt einer Pulswelle zu berechnen.
Hintergrund des Standes der Technik
Eine der Informationen für das Diagnostizieren von Herzgefäßerkrankungen, wie z. B. der arteriellen Sklerose, ist der Übertragungszeitablauf oder die beanspruchte Zeit der Reflexionswelle in der Pulswelle. Um die Zeit zu erhalten, in welcher die Reflexionswelle in der Pulswelle existiert, ist eine Analyse des Aufteilens der gemessenen Pulswerte in den Bereich des Ausstoßens der Welle und den Bereich der Reflexion der Welle erforderlich.
In der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung 2005-349116 (hier nachfolgend als Patentdokument 1 bezeichnet) schlägt der Anmelder der vorliegenden Erfindung ein Pulsanalysierglied vor, um einen charakteristischen Punkt einer Pulswelle zu extrahieren und einen Index zu berechnen, wie beispielsweise einen AI (Vermehrungsindex) oder eine TR (Ausbreitungszeit der reflektierten Welle). Der Index, wie z. B. der AI und der TR, ist ein Index, welcher durch Extrahieren des Anstiegspunktes der synthetischen Welle des Anstiegspunktes der reflektierten Welle als der charakteristische Punkt berechnet wird.
In dem Dokument ”Erhöhter systolischer Druck bei chronischer Urämie, Rolle der Reflexionen der arteriellen Welle” schlagen London et al. ein Verfahren des Analysierens der Charakteristika der Pulswelle vor, welche nur von einem Punkt auf der Arterie erhalten werden, und wobei der Index, wie z. B. der TR, erhalten wird, indem die Welle, welche von dem abgezweigten Bereich der Iliakalarterie reflektiert wird, extrahiert wird.
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2005-349116
Dokument 1, welches kein Patent ist: London et al., "Increased Systolic Pressure in Chronic Uremia Role of Arterial Wave Reflections", Hypertension, Band 20, Nr. 1, 1992, S. 10–19.
Veröffentlichung der Erfindung
Probleme, welche durch die Erfindung zu lösen sind
Jedoch ist es schwierig, den Anstiegspunkt des Reflexionspunktes genau aus der synthetischen Welle zu extrahieren, und im Speziellen kann es schwierig sein, dass der Anstiegspunkt der Reflexionswelle in der synthetischen Welle auftritt, abhängig von dem Messort. Wenn der Anstiegspunkt der Reflexionswelle nicht extrahiert ist, kann der Index nicht mit dem Verfahren, welches im Dokument 1 veröffentlicht ist, berechnet werden. Dokument 1, welches kein Patent ist, bezieht sich auf eine Technik des Erfassens eines unterschiedlichen Phänomens und des Berechnens des Index, besitzt jedoch den Nachteil, dass es an der am Oberarm gemessenen Pulswelle, welche sogar zu Hause gemessen werden kann, schwierig anzuwenden ist.
Im Hinblick auf das Vorhergehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pulswellen-Analysierglied und ein Pulswellen-Analysierverfahren zu liefern, welche in der Lage sind, eine Konvergenzzeit der Reflexionswelle zu extrahieren und den Index zu berechnen, welcher für die Diagnose von Herzerkrankungen nützlich ist.
Einrichtung, um das Problem zu lösen
Um die obige Aufgabe entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zu erreichen, beinhaltet ein Pulswellen-Analysierglied eine Pulswellen-Detektiereinheit, um eine Pulswelle zu detektieren; und eine Berechnungseinheit, um einen Prozess, basierend auf der Pulswelle durchzuführen, welche durch die Pulswellen-Detektiereinheit detektiert ist; wobei der Prozess, welcher durch die Berechnungseinrichtung ausgeführt wird, einen Prozess des Extrahierens eines charakteristischen Punktes, um eine Reflexionswellenzone aus einer Pulswellenform eines Herzschlages in Abschnitte aufzuteilen, und einen Prozess des Berechnens einer Konvergenzzeit der Reflexionswelle als einen Index beinhaltet.
Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Pulswellen-Analysierverfahren die Schritte des Extrahierens eines charakteristischen Punktes, um eine Reflexionswellenzone aus einer Pulswellenform eines Herzschlages in Abschnitte aufzuteilen, welche mit einem Drucksensor erhalten wird, um eine Pulswelle zu detektieren; und Berechnen einer Konvergenzzeit einer Reflexionswelle als einen Index.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Pulswellen-Analysierprogramm ein Programm, um einen Computer zu veranlassen, einen Prozess des Analysierens einer Pulswelle auszuführen und einen Index zu berechnen; wobei das Programm den Computer veranlasst, die Schritte des Erfassens eines Sensorsignals von einem Drucksensor auszuführen, um eine Pulswelle zu detektieren; Extrahieren eines charakteristischen Punktes, um eine Reflexionswellenzone aus einer Pulswellenform eines Herzschlages in Abschnitte zu unterteilen, basierend auf dem Sensorsignal; und Berechnen einer Konvergenzzeit einer Reflexionswelle als einen Index.
Wirkung der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Konvergenzzeit der Reflexionswelle extrahiert werden. Die Pulswelle kann automatisch analysiert werden, sogar wenn der Anstiegspunkt der Reflexionswelle nicht extrahiert ist, indem ein derartiger Index benutzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, welche ein spezielles Beispiel einer Einrichtungskonfiguration eines Pulswellen-Analysiergliedes entsprechend einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Ansicht, welche ein Verhältnis einer Pulswellen-Ausbreitungszeit (PTT: Pulsübertragungszeit) und einer Zeitdauer (TRD: Ausbreitungszeit der Reflexionswellendauer) der Reflexionswelle bei dem Messen der Pulswelle zwischen einem Unterarm und einem Fußgelenk zeigt.
3 ist eine Ansicht, welche ein Verhältnis der PTT und der TRD zwischen einem Genick- und einem Oberschenkelbereich zeigt.
4 ist eine Ansicht, welche ein Verhältnis eines Ausbreitungsgeschwindigkeit (PWV: Pulswellengeschwindigkeit) der Pulswelle und der TRD zwischen dem Unterarm und dem Fußgelenk zeigt.
5 ist eine Ansicht, welche ein Verhältnis der PWV und der TRD zwischen dem Genick- und dem Oberschenkelbereich zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Analysierprozess eines Drucksignals (Sensorsignals) zeigt, welches von einem Sensorelement eines Halbleiterdrucksensors 19 in dem Pulswellen-Analysierglied entsprechend der Erfindung erhalten wird.
7 ist eine Ansicht, welche ein spezielles Beispiel eines Verhältnisses zwischen einer Pulswelle-Wellenform einer primär bzw. einmal differenzierten Welle und einer sekundär bzw. zweimal differenzierten Welle zeigt.
8A ist eine Ansicht, welche die Charakteristika eines Null-Kreuzungspunktes zeigt.
8B ist eine Ansicht, welche die Charakteristika des Null-Kreuzungspunktes zeigt.
8C ist eine Ansicht, welche die Charakteristika des Null-Kreuzungspunktes zeigt.
9 ist eine Ansicht, welche ein Anwendungsbeispiel einer Differentiation bzw. Ableitung der vierten Ordnung zeigt.
10 ist eine Ansicht, welche die Frequenzcharakteristika des Filters der Differentiation der vierten Ordnung zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen speziellen Ablauf des Prozesses des Extrahierens eines charakteristischen Punktes in dem Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Ansicht, welche ein spezielles Beispiel eines Bandpass-Filters zeigt, welches in dem Pulswellen-Analysierglied entsprechend der Ausführungsform benutzt wird.
Beste Art und Weise, um die Erfindung auszuführen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bauteile und konfigurierenden Elemente mit den gleichen Referenzziffern bezeichnet. Die Namen und Funktionen derselben sind auch die gleichen.
Mit Bezug auf 1 beinhaltet ein Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Sensoreinheit 1, eine Anzeigeeinheit 3 und eine Befestigungsstandfußeinheit 7.
Die Anzeigeeinheit 3 beinhaltet einen Bedienabschnitt 24, welcher so angeordnet ist, dass er von außen bedienbar ist, so dass er bedient werden kann, um verschiedene Arten von Informationen einzugeben, welche sich auf die Pulswellenanalyse oder Ähnliches beziehen, und einen Anzeigeabschnitt 25, welcher eine LED (Licht emittierende Diode) oder eine LCD (Flüssigkeitskristallanzeige) beinhaltet, um verschiedene Arten von Informationen nach außen auszugeben, wie beispielsweise das Ergebnis der Pulswellenanalyse.
Die Befestigungsstandeinheit 7 beinhaltet einen ROM (fester Speicher) 12 und einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 13, um Daten und Programme zu speichern, um das Pulswellen-Analysierglied zu steuern, eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 11, um verschiedene Prozesse auszuführen, wobei die Berechnung beinhaltet ist, um intensiv das Pulswellen-Analysierglied zu steuern, eine Druckaufbaupumpe 15, eine Negativdruck-Pumpe 16, ein Schaltventil 17, eine Steuereinheit 14, um ein Signal von der CPU 11 zu erhalten und es an die Druckaufbaupumpe 15, die Negativdruck-Pumpe 16 und das Schaltventil 17 zu übertragen, ein charakteristisches variables Filter 22, welches wenigstens für zwei Werte verändert werden kann, und einen A/D-Wandler 23.
Die CPU 11 greift auf den ROM 12 zu und liest das Programm aus und entwickelt und führt das Programm auf dem RAM 13 aus, um das gesamte Pulswellen-Analysierglied zu steuern. Die CPU 11 empfängt ein Bediensignal von dem Benutzer über den Bedienabschnitt 24 und steuert das Gesamtpulswellen-Analysierglied basierend auf dem Bediensignal. Mit anderen Worten, die CPU 11 überträgt das Steuersignal an die Steuerschaltung 14, einen Multiplexer 20 und das charakteristische variable Filter 22, basierend auf dem Bediensignal, welches von dem Bedienabschnitt 24 eingegeben ist. Die CPU 11 führt auch eine Steuerung durch, um das Pulswellen-Analysierergebnis oder Ähnliches auf dem Anzeigeabschnitt 25 anzuzeigen.
Die Druckaufbaupumpe 15 ist eine Pumpe, um den Innendruck (hier nachfolgend als ”Manschettendruck bezeichnet) der Druckmanschette (des Lufbalges) 18, welche später zu beschreiben ist, im Druck aufzubauen, und die Negativdruck-Pumpe 16 ist eine Pumpe, um den Manschettendruck im Druck zu vermindern. Das Schaltventil 17 schaltet selektiv und verbindet entweder die Druckaufbaupumpe 15 oder die Negativdruck-Pumpe 16 mit der Luftröhre 5. Die Steuerschaltung 14 steuert diese entsprechend einem Steuersignal aus der CPU 11.
Die Sensoreinheit 1 beinhaltet einen Halbleiterdrucksensor 19, welcher eine Vielzahl von Sensorelementen beinhaltet, einen Multiplexer 20, um selektiv ein Drucksignal, welches aus jedem der Vielzahl von Sensorelementen ausgegeben wird, abzuleiten, einen Verstärker 21, um das Drucksignal, welches von dem Multiplexer 20 ausgegeben wird, zu verstärken, und eine druckende Manschette 18, welche einen Luftbalg beinhaltet, welche im Druck eingestellt ist, um den Halbleiterdrucksensor 19 auf den Messort zu drücken.
Der Halbleiterdrucksensor 19 beinhaltet eine Vielzahl von Sensorelementen, welche in einem vorher festgelegten Intervall in einer Richtung auf einem Halbleiterchip angeordnet sind, welcher aus monokristallinem Silicium hergestellt ist, und er wird gegen den Messort gedrückt, welcher wie z. B. der Oberarm durch den Druck der drückenden Manschette 18 gemessen wird. Der Halbleiterdrucksensor 19 detektiert die Pulswelle des Probanden durch die Radialarterie in einem derartigen Zustand. Der Halbleiterdrucksensor 19 gibt das Drucksignal, welches durch das Detektieren der Pulswelle ausgegeben ist, an den Multiplexer 20 für jeden Kanal jedes Sensorelementes ein. Vierzig Sensorelemente sind beispielsweise angeordnet.
Der Multiplexer 20 gibt selektiv das Drucksignal aus, welches von jedem Sensorelement ausgegeben wird. Das Drucksignal, welches von dem Multiplexer 20 geliefert wird, wird über den Verstärker 21 verstärkt und wird selektiv an den A/D-Wandler 23 über das charakteristische Filter 22 ausgegeben.
In der vorliegenden Erfindung schaltet der Multiplexer 20 sequenziell die Vielzahl der Drucksignale, welche aus der Vielzahl der Sensorelemente ausgegeben werden, und gibt dieselben entsprechend dem Steuersignal von der CPU 11 aus, bis ein optimales Sensorelement für die Pulswellendetektierung ausgewählt ist. Der Kanal ist entsprechend auf das Steuersignal von der CPU 11 festgelegt, nachdem das optimale Sensorelement für die Pulswellendetektierung ausgewählt ist. In diesem Fall wählt der Multiplexer 20 das Drucksignal aus, welches von dem ausgewählten Sensorelement ausgegeben wurde.
Das charakteristische variable Filter 22 ist ein Tiefpassfilter, um die Signalkomponente größer oder gleich einem vorher festgelegten Wert abzuschneiden, und kann auf wenigstens zwei Werte verändert werden.
Der A/D-Wandler 23 wandelt das Drucksignal, welches ein analoges Signal ist, abgeleitet von dem Halbleiterdrucksensor 19 in eine digitale Information und liefert dieselbe an die CPU 11. Das Drucksignal, welches durch jedes Sensorelement ausgegeben wird, welches in dem Drucksensor 19 beinhaltet ist, wird gleichzeitig durch den Multiplexer 20 erlangt, bis der Kanal des Multiplexers 20 durch die CPU 11 festgelegt wird. Nachdem der Kanal des Multiplexers 20 durch die CPU 11 festgelegt ist, wird das Drucksignal, welches von dem relevanten Sensorelement ausgegeben ist, erlangt. Die Periode, bei welcher das Drucksignal abgetastet wird (hier nachfolgend als ”Abtastperiode” bezeichnet), ist beispielsweise 2 ms.
Das charakteristische variable Filter 22, welches oben beschrieben wurde, ändert den Wert der abgeschnittenen Frequenz, bis der Kanal des Multiplexers 20 festgelegt wird und dafür, nachdem der Kanal festgelegt ist. Das Abtasten wird ausgeführt, während die Vielzahl der Drucksignale geschaltet wird, bis der Kanal des Multiplexers 20 festgelegt ist. Deshalb wird der Wert der Abschneidefrequenz in diesem Fall größer als die Abtastfrequenz (z. B. 20 kHz) ausgewählt. Die mechanische Schwingung kann deshalb verhindert werden, dass sie nach der A/D-Wandlung auftritt, und ein optimales Sensorelement kann genau ausgewählt werden. Nachdem der Kanal festgelegt ist, wird der Wert, welcher bezüglich einem bestimmten Drucksignal zu der Abschneidefrequenz wird, von kleiner als oder gleich zu 1/2 der Abtastfrequenz (z. B. 500 HZ), entsprechend zu dem Steuersignal aus der CPU 11 ausgewählt. Das signalverfälschende Rauschen kann daher entfernt werden und die Pulswellenanalyse kann genau ausgeführt werden. Das signalverfälschende Rauschen bezieht sich auf ein Rauschen, welches eine Frequenzkomponente von größer als oder gleich zu 1/2 der Abtastfrequenz besitzt, welches in dem Bereich von kleiner als oder gleich zu 1/2 der Abtastfrequenz durch das Umkehrphänomen auftritt, wenn das Analogsignal durch ein Abtasttheorem in das Digitalsignal umgewandelt wird.
In der vorliegenden Erfindung kann die Anzeigeeinheit 3 miniaturisiert werden, da die CPU 11, der ROM 12 und der RAM 13 in der Befestigungsstandfußeinheit 7 angeordnet sind.
Die Befestigungsstandfußeinheit 7 und die Anzeigeeinheit 3 sind getrennt angeordnet, jedoch kann die Anzeigeeinheit 3 in der Befestigungsstandfußeinheit 7 eingebracht sein. Im Gegensatz dazu können die CPU 11, der ROM 12 und der RAM 13 in der Anzeigeeinheit 3 angeordnet sein. Der PC (Personal Computer) kann angeschlossen sein, um verschiedene Arten der Steuerungen durchzuführen.
In der vorliegenden Erfindung berechnet das Pulswellen-Analysiergerät die Zeitdauer der Reflexionswelle in der Messpulswelle (hier nachfolgend als TRD bezeichnet: Ausbreitungszeit der Reflexionswellendauer) als einen Index, welcher für das Diagnostizieren einer Herzerkrankung, wie z. B. einer arteriellen Sklerose, aus der Pulswelle-Wellenform nützlich ist. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle, welche von dem Herzen ausgestoßen wird, schneller wird als die arterielle Sklerose fortschreitet, wird von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle (hier nachfolgend als PWV bezeichnet: Pulswellengeschwindigkeit) angenommen, dass sie ein effektiver Index für die Diagnose der Herzerkrankung, wie z. B. der arteriellen Sklerose, ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung berechneten die Pulswellen-Ausbreitungszeit (hier nachfolgend als PTT bezeichnet: Pulsübertragungszeit) und den TRD aus einer großen Anzahl von Pulswellenabtastungen und verifizierten, dass es eine Korrelation zwischen ihnen gibt. 2 zeigt die Beziehung der PTT und der TRD zwischen einem Unterarm und einem Fußgelenk, und 3 zeigt die Beziehung der PTT und der TRD zwischen einem Genick und einem Oberschenkelbereich. In ähnlicher Weise berechneten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die PWV und die TRD aus einer großen Anzahl von Pulses wellenabtastungen und verifizierten, dass es eine Korrelation zwischen ihnen gibt. 4 zeigt die Beziehung der PWV und der TRD zwischen dem Unterarm und dem Fußgelenk, und 5 zeigt die Beziehung der PWV und der TRD zwischen dem Genick und dem Oberschenkelbereich. Entsprechend einer derartigen Verifizierung kann die TRD auch ein effektiver Index bei der Diagnose einer Herzerkrankung, wie z. B. der arteriellen Sklerose, sein.
Die gemessene Pulswelle muss in eine bestehende Zone einer Reflexionswelle und eine nicht bestehende Zone einer Reflexionszone getrennt werden, um die TRD aus der gemessenen Pulswelle zu berechnen. Die erstere der zwei Zonen ist eine Zone, in welcher die Vibration extrahiert ist, da die Hochfrequenzkomponente in der gemessenen Pulswelle für einen Herzschlag vorhanden ist, welche die synthetische Welle ist, und letztere Zone ist eine Zone, in welcher die Vibration nicht extrahiert ist, da die Hochfrequenz-Komponente nicht vorhanden ist. Mit anderen Worten, die erste Zone kann als eine Vibrationszone bezeichnet werden, und die letzte Zone kann als eine stabile Zone bezeichnet werden. Das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung extrahiert einen Startpunkt und einen Endpunkt von wenigstens einer Zone der zwei Zonen als charakteristische Punkte aus der gemessenen Pulswelle, um die zwei Zonen zu extrahieren.
Der Prozess, welcher in dem Ablaufdiagramm der 6 gezeigt wird, wird realisiert, wenn die CPU 11 in der Befestigungsstandeinheit 7 auf den ROM 12 zugreift, um das Programm auszulesen, und entwickelt dasselbe und führt es auf dem RAM 13 aus. Wenigstens ein Teil des Prozesses kann durch eine Hardware-Konfiguration, welche in 1 gezeigt wird, realisiert werden. Dieser Prozess wird als ein Analysierprozess beschrieben, nachdem der Kanal des Multiplexers 20 festgelegt ist.
Mit Bezug auf 6, wenn das Drucksignal im Schritt S101 detektiert wird, gibt der Halbleiterdrucksensor 19, welcher eine Vielzahl von Sensorelementen beinhaltet, das Drucksignal an den Multiplexer 20 ein. In diesem Fall wird das Sensorsignal, welches von dem Sensorelement ausgegeben wird, welches dem festgelegten Kanal entspricht, durch den Multiplexer 20 ausgewählt. Das Drucksignal, welches durch den Multiplexer 20 ausgewählt wurde, wird an den Verstärker 21 eingegeben.
Der Verstärker 21 verstärkt das Drucksignal auf eine vorher festgelegte Amplitude im Schritt S103, und das charakteristische variable Filter 22 führt einen analogen Filterprozess im Schritt S105 aus. In diesem Fall schneidet das charakteristische variable Filter 22 die Signalkomponente kleiner als oder gleich zu 1/2 der Abtastfrequenz ab. Wenn die Abtastfrequenz 500 Hz ist, wird die Signalkomponente, welche eine Frequenz größer als 100 Hz besitzt, abgeschnitten.
Der A/D-Wandler 23 digitalisiert das Drucksignal, welches durch das charakteristische variable Filter 22 gelaufen ist, im Schritt S107 und führt einen digitalen Filterprozess aus, um eine Frequenz eines vorher festgelegten Bereiches zu extrahieren, mit dem Ziel des Entfernens des Geräusches, oder von Ähnlichem im Schritt S109. Der A/D-Wandler 23 überträgt das digitalisierte Drucksignal an die CPU 11.
Im Schritt S111 empfängt die CPU 111 das Drucksignal von dem A/D-Wandler 23 und nimmt eine Differenz der jeweiligen Daten um eine Differentiation der ersten bis fünften Ordnung durchzuführen. Die CPU 11 führt die Differentiation der N-ten Ordnung an der Pulswelle-Wellenform durch, welche von dem Drucksignal durch Ausführen des Programms erhalten wird, welches in dem ROM 12 gespeichert ist. Im Schritt S113 teilt die CPU 11 die Pulswelle-Wellenform in Abschnitte auf, basierend auf dem Differentiationsergebnis, und extrahiert die Pulwelle-Wellenform für einen Herzschlag. Speziell wartet die CPU 11, bis die erste Differentiation der Differentiation der N-ten Ordnung, welche im Schritt S111 erlangt wird, positiv wird. Wenn die erste Differentiation positiv wird, wird ein Ansteigen des Null-Kreuzungspunktes davon aufrechterhalten und als ein ”temporärer Anstiegspunkt” eingestellt. Die CPU 11 wartet dann auf einen lokalen Maximalwert der ersten Differentiation. Wenn das lokale Maximum der ersten Differentiation detektiert wird, bestimmt die CPU 11, ob ein Herzschlag erkannt ist. Speziell mit Bezug auf 7, wenn die CPU 11 auf den lokalen Maximalwert der Originalwellenform bzw. ursprünglichen Wellenform wartet und den lokalen Maximalwert detektiert, bezieht die CPU 11 die Wellenform von einem temporären Anstiegspunkt (PA-Punkt) sofort zuvor auf einen Anstiegspunkt (PB-Punkt), vor diesem. Es wird bestätigt, dass ein Maximum-Punkt (PP-Punkt) der ursprünglichen Wellenform zwischen dem PA-Punkt und dem PB-Punkt existiert, und es wird bestätigt, dass der PB-Punkt ein Minimalwert zwischen dem PP-Punkt und dem PB-Punkt ist. Wenn bestätigt wird, dass der PB-Punkt ein Minimalwert ist, wird der PA-Punkt als ein ”Anstiegspunkt” eingestellt. Die Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages wird dann von dem PA-Punkt zu dem PB-Punkt. Der PA-Punkt kann also als der ”Pulswellen-Startpunkt” eines Herzschlages definiert werden.
Im Schritt S115 extrahiert die CPU 11 einen vorher festgelegten charakteristischen Punkt aus der Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages, welcher im Schritt S113 herausgeschnitten ist, und berechnet die TRD im Schritt S117. Der Analysierprozess des Sensorsignals wird dann beendet.
Wie oben beschrieben wurde, beinhaltet der charakteristische Punkt, welcher für das Berechnen der TRD notwendig ist, einen Startpunkt und einen Endpunkt von wenigstens einer Zone der Vibrationszone und der stabilen Zone, und spezieller ausgedrückt, das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung extrahiert den Startpunkt und den Endpunkt der Vibrationszone im Schritt S115, d. h. die Konvergenzzeit der Reflexionswellenkomponente der Pulswelle-Wellenform eines Herzschlags.
Ein Null-Kreuzungspunkt der differenzierten Welle der vierten Ordnung, welcher von der ursprünglichen Wellenform erhalten wurde, wird häufig beim Extrahieren eines allgemeinen charakteristischen Punktes benutzt. Jedoch kann für den Null-Kreuzungspunkt ein klarer Null-Kreuzungspunkt, wie dies in 8A gezeigt wird, aufgrund des Einflusses der Fluktuation oder Ähnlichem der Grundlinie nicht extrahiert werden. Wie in 8B und 8C gezeigt wird, kann der Null-Kreuzungspunkt unklar werden. 8B ist ein Fall, in welchem der Null-Kreuzungspunkt vielfach vorhanden ist und der Null-Kreuzungspunkt, welcher als der charakteristische Punkt der Pulswelle-Wellenform zu extrahieren ist, unklar ist. 8C ist ein Fall, in welchem der Null-Kreuzungspunkt unklar ist, da eine Zeit von Null andauert. In dem Fall des unklaren Null-Kreuzungspunktes, wie er in 8B und 8C gezeigt wird, muss der Null-Kreuzungspunkt, um den charakteristischen Punkt der Pulswelle zu extrahieren, ausgewählt werden. Deshalb fehlt die Stabilität, wenn der charakteristische Punkt extrahiert wird, indem der Null-Kreuzungspunkt benutzt wird, um automatisch die Pulswelle zu analysieren. Die Stabilität ist erforderlich, um die Pulswelle automatisch zu analysieren. Es wird eine Überlegung durchgeführt, die Tatsache zu benutzen, durch die Fluktuation oder Ähnliches der Basislinie nicht beeinflusst zu sein, wie beispielsweise einen Extrempunkt, um die Stabilität zu erhalten. Der Extrempunkt beinhaltet einen lokalen Maximum-Punkt und einen lokalen Minimumpunkt.
Unter der Prämisse, alle Signale mit Fourier-Reihen zu repräsentieren, ist die Differentiation der vierten Ordnung einer bestimmten Wellenform effektiv, die hohe Frequenzkomponente, welche in dem relevanten Signal enthalten ist, zu extrahieren. [Gleichung 1]
Wenn ”sin(2t)” der Gleichung (1) in der vierten Ordnung differenziert wird, wird sie mit ”16sin(2t)” ausgedrückt, wie dies in Gleichung (2) gezeigt wird. Deshalb wird herausgefunden, dass die Differentiation der vierten Ordnung einer bestimmten Wellenform effektiv ist, wenn die Hochfrequenzkomponente extrahiert wird, welche in dem relevanten Signal enthalten ist.
Mit Bezug auf 9 ist eine Wellenform 41 eine Wellenform, welche Gleichung (1) darstellt, eine Wellenform 42 ist eine Wellenform, welche ”sin(2t)” in Gleichung (1) darstellt, und eine Wellenform 43 ist eine Wellenform, welche Gleichung (2) darstellt. Die Wellenform 43 zeigt die Phase, welche im Wesentlichen die gleich ist wie die Wellenform 42. Deshalb kann der lokale Maximum-Punkt der Hochfrequenzkomponente, welche in dem Signal enthalten ist, als der lokale Maximum-Punkt der Differentiation der vierten Ordnung hergenommen werden.
Die ausbreitende Welle und die reflektierte Welle besitzen eine hohe Frequenz bezüglich des Pulswellenumlaufs. Deshalb wird von dem Maximum-Punkt der ausbreitenden Welle und der Reflexionswelle angenommen, dass sie durch Berechnen des lokalen Maximum-Punktes der differenzierten Welle der vierten Ordnung der Pulswelle berechnet werden. Der erste lokale Maximum-Punkt von dem Anstieg der differenzierten Welle der vierten Ordnung der Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages wird als der Maximum-Punkt der ausbreitenden Welle extrahiert, und der nächste lokale Maximum-Punkt kann als der Maximum-Punkt der reflektierten Welle extrahiert werden. Das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung extrahiert den vorherigen lokalen Maximum-Punkt als den charakteristischen Punkt, welcher den Startpunkt der Vibrationszone anzeigt.
Der Endpunkt der Vibrationszone wird als ein konvergierender Punkt der Vibration erhalten. Speziell wird er als ein Punkt definiert, bei welchem die Amplitude der Reflexionswellenkomponente der ursprünglichen Wellenform einen definierten Anteil der Amplitude des ersten lokalen Maximum-Punktes vom Anstieg der differenzierten Welle der vierten Ordnung der Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages erreicht, entsprechend dem Spitzenwert der ausbreitenden Wellenkomponente der ursprünglichen Wellenform. Der definierte Anteil beträgt ungefähr 10%. Das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Erfindung extrahiert den obigen Punkt als den charakteristischen Punkt, welcher den Endpunkt der Vibrationszone anzeigt.
Jedoch reagiert die differenzierte Welle der vierten Ordnung leicht sogar auf Rauschen hoher Frequenz. Deshalb kann es schwierig werden, den Maximum-Punkt der ausbreitenden Welle und der Reflexionswelle, welcher als der charakteristische Punkt der Pulswellen-Analyse dient, zu extrahieren.
Gleichung (3) zeigt eine diskrete Differenzierungsformel. [Gleichung 2]
In der Differenzierungsformel, welche in Gleichung (3) gezeigt wird, kann die enthaltene Maximalfrequenz durch Veränderung von Δh (hier nachfolgend einfach als ”Δh” bezeichnet) eingestellt werden, welches ein Intervall ist, welches die Differenz der Daten hernimmt.
10 zeigt ein Beispiel, in welchem Δh 8 ms, 12 ms, 16 ms, 24 ms und 32 mit ist, mit Bezug auf die ursprüngliche Wellenform. In 10 wird die Wellenform, wenn der Wert von Δh beim Differenzieren der vierten Ordnung der ursprünglichen Wellenform 51 8 ms ist, mit der Wellenform 52 gezeigt, die Wellenform, wenn der Wert von Δh 32 ms ist, wird mit der Wellenform 53 gezeigt, die Wellenform, wenn der Wert von Δh 16 ms ist, wird mit Wellenform 54 gezeigt, die Wellenform, wenn der Wert von Δh 24 ms ist, wird mit der Wellenform 55 gezeigt, und die Wellenform, wenn der Wert von Δh 32 ms ist, wird mit der Wellenform 56 gezeigt. Mit Bezug auf 10, wobei die Wellenform 52 und die Wellenform 56 verglichen werden, ist die Amplitude der Wellenform 52 schmaler, und die Komponente der hohen Frequenz wird extrahiert.
Die Wellenform 56 besitzt eine abgestufte Amplitude, und nur die Komponente der niedrigen Frequenz wird extrahiert. Deshalb kann die Pulswellenkomponente selektiv extrahiert werden, indem die Frequenzcharakteristik des Differenzierfilters der vierten Ordnung eingestellt wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten eine tatsächliche Simulation durch und fanden heraus, dass der charakteristische Punkt der Pulswelle genau extrahiert werden kann, indem der lokale Maximum-Punkt der Differentiation der vierten Ordnung benutzt wird, welcher unter Benutzung des Differentialfilters der vierten Ordnung erhalten wird. Das Ergebnis wird in der Japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2005-349116 veröffentlicht, welche durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung früher dargelegt und veröffentlicht wurde.
Das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Ausführungsform extrahiert den charakteristischen Punkt der Pulswelle, indem der Extrempunkt der differenzierten Welle der vierten Ordnung durch das Differentialfilter der vierten Ordnung erhalten wird. In dem Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann die Stabilität erhöht werden, da der Null-Kreuzungspunkt der Differentiation der vierten Ordnung nicht benutzt werden muss. In der vorliegenden Ausführungsform wird Δh eingestellt, dass es länger als die Abtastperiode (2 ms) der Daten in dem Differentialfilter der vierten Ordnung ist. Deshalb kann das Rauschen, welches in der Hochfrequenzkomponente enthalten ist, reduziert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird Δh mit 32 ms angenommen.
11 zeigt ein Ablaufdiagram, welches einen speziellen Ablauf eines Prozesses zeigt, um den charakteristischen Punkt im Schritt S115 zu extrahieren. Mit Bezug auf 11 erhält die CPU 11 den lokalen Maximalwert der zweiten Differentiation, welche zwischen dem PA-Punkt und dem PB-Punkt existiert, welcher in 7 gezeigt wird, wenn die Pulswelle eines Herzschlages im Schritt S113 erkannt wird. Der lokale Maximalwert des zweiten Differenzierens, welcher hier erhalten wird, wird in der Reihenfolge als der A-Punkt (hier nachfolgend als ”APG-A-Punkt bezeichnet), als C-Punkt (hier nachfolgend als ”APG-C-Punkt” bezeichnet) und als E-Punkt (hier nachfolgend als ”APG-E-Punkt” bezeichnet) angenommen. Im Schritt S301 erlangt die CPU 111 den lokalen Maximum-Punkt des Differenzierens der vierten Ordnung, welcher aus dem PA-Punkt des APG-E-Punktes existiert. Der erlangte lokale Maximum-Punkt der Differentiation der vierten Ordnung wird der Kandidat des Maximum-Punktes der ausbreitenden Welle und der reflektierten Welle.
Im Schritt S303 erhält die CPU 11 den Maximum-Punkt des lokalen Maximum-Punktes der Differentiation der vierten Ordnung, welcher in einer Zone eines absteigenden Astes des PP-Punkts zu dem APG-E-Punkt vorhanden ist, als den Maximum-Punkt (P2-Punkt) der reflektierten Welle, welches einer der charakteristischen Punkte ist, und bestimmt einen derartigen Punkt als den Startpunkt der Vibrationszone. Der PP-Punkt kann ein Maximum-Punkt der ausbreitenden Welle sein oder kann ein Maximum Punkt der reflektierten welle sein. Deshalb ist die ”Zone des absteigenden Astes” nur eine Zone von dem Pulswellen-Maximum (PP-Punkt) zu einem Einschnittpunkt (APG-E-Punkt). Der APG-E-Punkt ist ein Punkt, welcher in der Analyse als ein Punkt benutzt wird, welcher den Zeitablauf darstellt, um die Aorta zu schließen. Ein derartiger Punkt auf der Pulswelle, welcher den Zeitablauf bestimmt, um die Aorta zu schließen, wird als ein ”Einschnittpunkt” definiert. Die CPU 11 kann also einen Reflexionswelle-Maximum-Punkt (P2-Punkt) berechnen, wobei der Maximum-Punkt der differenzierten Welle der vierten Ordnung in der Zone von dem AOG-C-Punkt bis zu dem APG-E-Punkt benutzt wird.
In dem Schritt S305 berechnet die CPU 11 10% der Amplitude des PP-Punktes, welcher als der Spitzenwert der ausbreitenden Welle dient, entsprechend zu dem ersten lokalen Maximum-Punkt von dem Anstieg, welcher als der PA-Punkt dient, welcher in 7 der differenzierten Welle der vierten Ordnung als der Schwellwert dient, erhält den Null-Kreuzungspunkt der differenzierten Welle der vierten Ordnung, nachdem der Punkt, bei welchem die Amplitude den Schwellwert erreicht hatte, nach dem PP-Punkt als einen konvergierenden Punkt der Vibration, welcher einer der charakteristischen Punkte ist, und bestimmt, einen derartigen Punkt als den Endpunkt der Vibrationszone.
Nach den zwei charakteristischen Punkten, dem Startpunkt und dem Endpunkt der Vibrationszone, welche durch die obigen Prozesse extrahiert sind, berechnet die CPU 11 die TRD, welche zu dem Index wird, indem die Zeit, welche den Startpunkt anzeigt, von der zeit abgezogen wird, welche den Endpunkt im Schritt S117 anzeigt.
Das Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Ausführungsform extrahiert den Startpunkt und den Endpunkt der vibrationszone, welche leicht zu extrahieren sind, aus der gemessenen Pulswelle-Wellenform als charakteristische Punkte und berechnet basierend darauf den TR als einen Index. Wie vorher beschrieben wurde, indem 2 bis 5 benutzt werden, besitzt die TR eine Korrelation mit einem Index, von dem angenommen wird, dass er für die Diagnose einer Herzerkrankung, wie bereits bekannt, nützlich ist, und es wird angenommen, dass der TR selbst ein nützlicher Index ist. Demnach kann in dem Pulswellen-Analysierglied entsprechend der vorliegenden Ausführungsform der charakteristische Punkt aus der genau gemessenen Wellenform extrahiert werden, und der Index, welcher in der Diagnose der Herzerkrankung nützlich ist, kann berechnet werden. Nicht begrenzt auf einen speziellen Messort kann die Pulswelle sogar am Oberarm gemessen werden, und deshalb kann ein Benutzen in einem allgemeinen Haushalt leicht durchgeführt werden. Außerdem, da die Messung in der liegenden Position für die Messteilposition nicht notwendig ist, wenn die Pulswelle am Oberarm gemessen wird, kann die Belastung der zu messenden Person unterdrückt werden.
12 zeigt ein spezielles Beispiel eines Bandpassfilters, welches in dem digitalen Filterprozess des Schrittes S109 benutzt wird. Wenn das Bandpassfilter, welches in 12 gezeigt wird, für den digitalen Filterprozess des Schrittes S109 benutzt wird, wird die Komponente; welche eine Frequenz besitzt, welche kleiner als oder gleich zu einem Wert fc1 ist, und die Komponente, welche eine Frequenz besitzt, welche größer als oder gleich zu fch des Drucksignals ist, welches im Schritt S107 digitalisiert ist, abgeschnitten. In dem digitalen Filterprozess wird das Bandpassfilter normalerweise benutzt, um den Einfluss der Körperbewegung zu entfernen, so dass die Frequenz geringer als eine vorher festgelegte Frequenz abgeschnitten wird. Die vorher festgelegte Frequenz, welche das Ziel hat, den Einfluss der Körperbewegung zu entfernen, ist ungefähr 0,5 Hz, und 0,5 Hz etc. wird für den Schwellwert fc1 auf der Tiefpassseite eingestellt. Es ist aus der Veröffentlichung "Regional pulse-wave velocity in the arterial tree", (J Appl Physiol., 1968; Jan; 24 (1): S. 73–78) von McDonald DA bekannt, dass die Pulswellenkomponente, welche eine Frequenz kleiner als 3 Hz besitzt, ein Faktor eines Fehlers werden kann, da die Pulswelle, welche eine Frequenz kleiner als 3 Hz besitzt, sich von der Pulswelle unterscheidet, welche andere Frequenzen in der Pulswellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit besitzt. Außerdem ist es aus der Veröffentlichung "Estimation of Central Aortic Pressure Waveform by Mathematical Transformation of Radial Tonometry Pressure: Validation of Generalized Transfer Function" (Circulation Band 95, Nr. 7, 1. April 1997, S. 1827–1836) von Chen-Huan Chen et al. bekannt, das die Pulswellenkomponente, welche eine Frequenz kleiner als 5 Hz besitzt, eine Amplitude besitzt, welche bei der Stufe der Ausbreitung zum Oberarm verstärkt wird, wenn der Messort der Oberarm ist. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform 5 Hz vorzugsweise für den Schwellwert fc1 auf der Tiefpassseite bestimmt, in Anbetracht, um die Rauschkomponenten der Körperbewegung in Abhängigkeit von der Frequenz der Ausbreitungsgeschwindigkeit und den Einfluss auf die Pulswelle jedes Elementes der Verstärkung der Amplitude bei der Ausbreitungsstufe zu dem Oberarm in dem digitalen Filterprozess des Schrittes S109 zu entfernen.
In dem obigen Beispiel wird die differenzierte Welle der vierten Ordnung benutzt, den charakteristischen Punkt aus der Pulswelle in dem Pulswellen-Analysierglied zu extrahieren, jedoch kann das Bandpassfilter benutzt werden, indem die Denkart benutzt wird, welche oben beschrieben ist. Sie ist nicht auf die differenzierte Welle der vierten Ordnung beschränkt, solange es eine differenzierte Welle einer vielfachen Ordnung der dritten oder größeren Ordnung ist, jedoch wird die differenzierte Welle der vierten Ordnung vorzugsweise benutzt, da die Genauigkeit für das Erhalten des charakteristischen Punktes in der differenzierten Welle der vierten Ordnung experimentell hoch ist.
[Variante]
Der Prozess des Extrahierens des Startpunktes und des Endpunktes der Vibrationszone als den charakteristischen Punkt im Schritt S115 ist nicht auf das obige Verfahren begrenzt. Als eine Variante werden andere Verfahren beschrieben. Mit anderen Worten, ein anderes Verfahren eines derartigen Prozesses beinhaltet ein verfahren des Berechnens des gleitenden Durchschnittswertes der differenzierten Welle der vierten Ordnung der Pulswelle eines Herzschlages, wobei der Punkt extrahiert wird, bei welchem der Maximalwert erreicht wird, als der Startpunkt der Vibrationszone extrahiert wird und das Extrahieren des Punktes, bei welchem der gleitende Durchschnittswert nicht einen Wert überschreitet, welcher kleiner durch den definierten Anteil von dem Maximalwert ist, nachdem der Maximalwert als der Endpunkt der Vibrationszone erreicht wird.
In der obigen Beschreibung wird eine Konfiguration des Detektierens der Pulswelle durch Erfassen der Änderung im Druck angewendet, wobei der Drucksensor benutzt wird, jedoch ist das Verfahren des Detektierens der Pulswelle nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann ein Verfahren des Detektierens der Pulswelle durch Erfassen der Änderung im Volumen angewendet werden.
Das Verfahren des Analysierens der Pulswelle-Wellenform, welches oben beschrieben ist, ist nicht auf die Analyse der Pulswelle-Wellenform begrenzt und kann genutzt werden, um andere biologische Wellen zu analysieren, welche durch Synthetisieren einer ersten Wellenform und einer zweiten Wellenform erhalten werden, welche durch Kontraktion und Expansion des Herzens, wie z. B. der Herzschlagwellenform, erzeugt werden. Außerdem kann die Analyse der Pulswelle in dem Pulswellen-Analysierglied, d. h. das Verfahren des Extrahierens des charakteristischen Punktes und das Verfahren des Berechnens des Indexes, als ein Programm vorgesehen werden. Ein derartiges Programm kann in einem von einem Rechner lesbaren Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einer flexiblen Disk, einer CD-ROM (Festplatten-Nur-Lesespeicher), einen ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Direktzugriffsspeicher), einer Speicherkarte oder Ähnlichem, welches an dem Computer angeschlossen ist, aufgezeichnet werden und als ein Programmprodukt vorgesehen werden. Alternativ kann das Programm vorgesehen werden, dass es in einem Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einer Festplatte, welche in einem Computer eingebaut ist, aufgezeichnet wird. Das Programm kann auch vorgesehen werden, indem es über das Netzwerk heruntergeladen wird.
Das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung kann für das Aufrufen aus dem notwendigen Modul bei einem vorher festgelegten Zeitablauf bzw. Takten in einem vorher festgelegten Feld und für das Ausführen des Prozesses der Programmmodule sein, welche als ein Teil des Betriebssystems (OS) des Computers vorgesehen sind. In diesem Fall ist der relevante Modul nicht in dem Programm selbst beinhaltet und wird operativ mit dem OS betrieben, um den Prozess auszuführen. Das Programm entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet auch das Programm, welches nicht ein derartiges Modul beinhaltet.
Das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen werden, indem es in einem Teil eines anderen Programms eingebaut ist. In diesem Fall ist ebenso das Modul, welches in dem anderen Programm beinhaltet ist, nicht in dem Programm selbst beinhaltet und wird kooperativ mit dem anderen Programm betrieben, um den Prozess auszuführen. Das Programm entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet auch das Programm, welches in dem anderen Programm eingebaut ist. Das Programmprodukt, welches vorgesehen ist, wird in einer Programmspeichereinheit, wie z. B. einer Festplatte, installiert und ausgeführt. Das Programmprodukt beinhaltet das Programm selbst und das Speichermedium, in welchem das Programm aufgezeichnet ist.
Die hier veröffentlichten Ausführungsformen sind erläuternd in allen Gesichtspunkten und sollten nicht als restriktiv angesehen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche als durch die oben gemachte Beschreibung definiert, und alle Modifikationen, welche gleichbedeutend in ihrer Bedeutung mit den Ansprüchen sind und innerhalb des Umfangs der Ansprüche sind, sollen hierin umfasst sein.
Bezugszeichenliste

1: Sensoreinheit
3: Anzeigeeinheit
5: Luftröhre
7: Befestigungsstandfuß
11: CPU
12: ROM
13: RAM
14: Steuerschaltung
15: Druckaufbaupumpe
16: Negativdruck-Pumpe
17: Schaltventil
18: Drücken der Manschette
19: Halbleiterdrucksensor
20: Multiplexer
21: Verstärker
22: charakteristisches, variables Filter
23: A/D-Wandler
24: Bedienabschnitt
25: Anzeigeabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-349116 [0003, 0004, 0061]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

London et al., ”Increased Systolic Pressure in Chronic Uremia Role of Arterial Wave Reflections”, Hypertension, Band 20, Nr. 1, 1992, S. 10–19 [0004]
”Regional pulse-wave velocity in the arterial tree”, (J Appl Physiol., 1968; Jan; 24 (1): S. 73–78) von McDonald DA [0068]
”Estimation of Central Aortic Pressure Waveform by Mathematical Transformation of Radial Tonometry Pressure: Validation of Generalized Transfer Function” (Circulation Band 95, Nr. 7, 1. April 1997, S. 1827–1836) von Chen-Huan Chen et al. [0068]

Claims

Pulswellen-Analysierglied, welches aufweist: eine Pulswellen-Detektiereinheit (1), um eine Pulswelle zu detektieren; und eine Berechnungseinheit (11), um einen Prozess auszuführen, basierend auf der Pulswelle, welche durch die Pulswellen-Detektiereinheit detektiert wurde; wobei der Prozess, welcher durch die Berechnungseinheit ausgeführt wurde, beinhaltet: einen Prozess (S115) des Extrahierens eines charakteristischen Punktes für das Unterteilen in Abschnitte einer Reflexionswellenzone aus einer Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages, und einen Prozess (S117) des Berechnens einer Konvergenzzeit der Reflexionswelle als ein Index.
Pulswellen-Analysierglied nach Anspruch 1, welches ferner aufweist: eine digitale Wandlereinheit (23), um das Pulswellensignal von der Pulswellen-Detektiereinheit in ein digitales Signal zu wandeln; und ein Differenzierfilter (22) der vierten Ordnung, welche das Einstellen der Frequenzcharakteristik gestattet, um eine differenzierte Welle der vierten Ordnung einer ursprünglichen Wellenform zu erhalten, basierend auf dem Digitalsignal, welches durch die Digital-Wandlereinheit gewandelt wurde; wobei der Prozess, welcher durch die Berechnungseinrichtung ausgeführt wurde, ferner einen Prozess (S301) des Berechnens eines Extrempunktes der differenzierten Welle der vierten Ordnung in einer Zone einer Pulswelle eines Herzschlages beinhaltet; und der Prozess des Extrahierens des charakteristischen Punktes beinhaltet: einen Prozess (S303) des Extrahierens eines Startpunktes der Reflexionswellenzone, basierend auf dem Extrempunkt der differenzierten Welle der vierten Ordnung, und einen Prozess (S305) des Extrahierens eines Endpunktes der Reflexionswellenzone, basierend auf einer Amplitude der differenzierten Welle der vierten Ordnung.
Pulswellen-Analysierglied nach Anspruch 2, wobei in dem Prozess des Extrahierens des Startpunktes der Reflexionswellenzone ein lokaler Maximum-Punkt der ersten differenzierten Welle der vierten Ordnung von einem Anstiegspunkt der Pulswelle des ersten Herzschlages als dem charakteristischen Punkt extrahiert wird, welcher der Startpunkt der Reflexionswellenzone ist; und in dem Prozess des Extrahierens des Endpunktes der Reflexionswellenzone, ein Punkt, wo eine Amplitude der Pulswelle einen definierten Anteil erreichte, nachdem ein Punkt entsprechend einem Extrempunkt extrahiert ist, von der Amplitude der Pulswelle eines Punktes entsprechend zu dem Extrempunkt der ersten differenzierten Welle der vierten Ordnung von dem Anstiegspunkt der Pulswelle eines Herzschlages als dem charakteristischen Punkt oder dem Endpunkt der Reflexionswellenzone.
Pulswellen-Analysierglied nach Anspruch 2, wobei in dem Prozess des Extrahierens des Startpunktes der Reflexionswelle, ein Punkt, wo ein gleitender Durchschnittswert der differenzierten Welle der vierten Ordnung des einen Herzschlages ein Maximum ist, als der charakteristische Punkt oder der Startpunkt der reflektierten Wellenzone extrahiert wird; und in dem Prozess des Extrahierens des Endpunktes der Reflexionswellenzone, ein Punkt, wo der gleitende Durchschnittswert nicht einen Wert überschreitet, welcher kleiner als ein definierter Anteil von dem Maximumwert ist, nachdem der Punkt erreicht wird, wo der gleitende Durchschnittswert der differenzierten Welle der vierten Ordnung eines Herzschlages das Maximum ist, als der charakteristische Punkt extrahiert wird, das heißt als der Endpunkt der Reflexionswellenzone.
Pulswellen-Analysierglied nach Anspruch 2, wobei der Prozess, welcher durch die Berechnungseinrichtung ausgeführt wird, ferner einen Filterprozess beinhaltet, um eine Rauschkomponente durch einen gleitenden Durchschnittswert der differenzierten Welle der vierten Ordnung in einer Zone der Pulswelle eines Herzschlages zu versetzen und auszuschließen.
Pulswellen-Analysierverfahren, welches die folgenden Schritte aufweist: Extrahieren eines charakteristischen Punktes, um eine Reflexionswellenzone von einer Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages in Abschnitte aufzuteilen, welche mit einem Drucksensor für das Detektieren einer Pulswelle (S115) erhalten werden; und Berechnen einer Konvergenzzeit einer Reflexionswelle als ein Index (S117).
Programm, um einen Computer zu veranlassen, einen Prozess des Analysierens einer Pulswelle auszuführen und einen Index zu berechnen; wobei das Programm den Computer veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen: Erlangen eines Sensorsignals von einem Drucksensor, um eine Pulswelle zu detektieren (S101); Extrahieren eines charakteristischen Punktes, um eine Reflexionswellenzone von einer Pulswelle-Wellenform eines Herzschlages in Abschnitte zu unterteilen, basierend auf dem Sensorsignal (S115); und Berechnen einer Konvergenzzeit einer Reflexionswelle als ein Index (S117).