JP2011167347A - Circulatory organ function measuring apparatus, circulatory organ function measuring method and program - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circulatory organ function measuring apparatus for measuring the pulse waves by considering conditions of a living body other than heartbeats. <P>SOLUTION: The circulatory organ function measuring apparatus includes: a biosensor for applying light into the living body from the body surface and detecting the plethysmogram based the reflected waves; a transmission part for transmitting pulsation to oscillate blood vessels within the living body; and an oscillation part for generating control signals for applying vibration different from the pulsation of the heart based on the plethysmogram detected by the biosensor and outputting the signals to the transmission part. In this way, the behavior of the blood vessels to which vibration different from the pulsation of the heart is applied can be recognized, and therefore, new data to be used as objects for analysis can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電容積脈波の測定を行う循環器機能測定装置、循環器機能の測定方法、プログラム処理に関する。   The present invention relates to a circulatory function measuring device that measures photoelectric volume pulse waves, a circulatory function measuring method, and program processing.

生体の状態を把握するために、種々の医療機器がある。非侵襲的に生体の状態を把握するものの１つに、循環器機能を計測するものがある。例えば、生体の皮膚面から光を照射して、その反射光を受光し、血管を流れる血液の流量を検出する計測装置がある。このような計測装置においては、検出された血流量の値を微分し、循環動態の１つである加速度脈波を算出する。そして、得られた加速度脈波に基づいて、生体の状態を把握することができる。例えば、血管弾性特性を評価することで、生体の状態を把握することが行われている。   There are various medical devices for grasping the state of a living body. One of the methods for non-invasively grasping the state of a living body is to measure a circulatory function. For example, there is a measuring device that irradiates light from the skin surface of a living body, receives the reflected light, and detects the flow rate of blood flowing through the blood vessel. In such a measuring device, the value of the detected blood flow is differentiated to calculate an acceleration pulse wave which is one of the circulation dynamics. Based on the obtained acceleration pulse wave, the state of the living body can be grasped. For example, the state of a living body is grasped by evaluating vascular elasticity characteristics.

上述の測定機器としては、例えば、超音波と光電容積脈波を用いた加速度脈波測定装置が考えられている（特許文献１参照）。この加速度脈波測定装置は、第１の循環センサ手段（超音波やレーザ）を用いて血流速を検出し、第２の循環センサ手段（レーザやＬＥＤなどの光）で光電脈拍信号を検出し、血流速から循環情報を計測して、測定条件が同一になるよう補正を行う機能を有する。   As the above measuring device, for example, an acceleration pulse wave measuring device using an ultrasonic wave and a photoelectric volume pulse wave is considered (see Patent Document 1). This acceleration pulse wave measuring device detects the blood flow velocity using the first circulation sensor means (ultrasonic wave or laser), and detects the photoelectric pulse signal using the second circulation sensor means (light from a laser or LED). In addition, the circulation information is measured from the blood flow velocity and has a function of correcting so that the measurement conditions are the same.

特開２００３−２７５１８４号公報JP 2003-275184 A

しかしながら、生体の鼓動は、精神状態や運動前後等の状況によって変動するため、脈波を測定する際、この鼓動の影響を受けた測定結果が得られることになる。そうすると、精神状態や運動前後等の状況によっては、その測定結果である脈波にばらつきが生じることになり、この脈波から得られる血管の弾性特性にも影響が生じる。また、生体が感じる暖かさや寒さによっても、血管の緊張・弛緩度合いが変動するため、測定結果に影響が生じることも考えられる。従って、このような心臓の心拍機能以外での血管の弾性特性を得られることが望ましい。   However, since the beat of the living body varies depending on the mental state, the state before and after the exercise, and the like, when measuring the pulse wave, a measurement result affected by the beat is obtained. Then, depending on the state of mind, before and after exercise, the pulse wave that is the measurement result varies, and the elastic characteristics of the blood vessel obtained from the pulse wave are also affected. In addition, the degree of tension or relaxation of the blood vessels varies depending on the warmth or cold felt by the living body, which may affect the measurement results. Therefore, it is desirable to obtain the elastic characteristics of blood vessels other than the heartbeat function of the heart.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、生体の鼓動以外の状態も考慮して脈波の測定を行う循環器機能測定装置、循環器機能の測定方法、プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a circulatory function measuring apparatus, a circulatory function measuring method, and a program for measuring a pulse wave in consideration of a state other than the heartbeat of the living body. Is to provide.

上述した課題を解決するために、本発明は、体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出する生体センサ部と、前記体内の血管に振動を与える波動を送信する送信部と、前記生体センサ部によって検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成し、前記送信部に出力する振動発振部と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a biosensor unit that irradiates light from the body surface toward the body and detects volume pulse waves based on the reflected wave, and a wave that vibrates the blood vessels in the body. And a vibration oscillating unit that generates a control signal that gives a vibration different from the pulsation of the heart based on the volume pulse wave detected by the biological sensor unit, and outputs the control signal to the transmitting unit. It is characterized by having.

また、本発明は、上述の循環器機能測定装置に、外部に設けられる心電図モニタから出力される心電図データを受信する受信部を有し、前記振動発振部は、前記受信部が受信した心電図データに基づいて、Ｒ波から予め決められた時間を遅延させて前記送信部から波動を送信する制御信号を出力することを特徴とする。   The present invention further includes a receiving unit that receives electrocardiogram data output from an electrocardiogram monitor provided externally in the above-described circulatory function measuring device, and the vibration oscillation unit receives electrocardiogram data received by the receiving unit. The control unit outputs a control signal for transmitting a wave from the transmitter with a predetermined time delayed from the R wave.

また、本発明は、体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出し、前記検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成して、前記体内の血管に振動を与える波動を送信し、前記波動が与えられた場合の容積脈波を検出することを特徴とする循環器機能の測定方法である。   Further, the present invention irradiates light from the body surface toward the inside of the body, detects a volume pulse wave based on the reflected wave, and based on the detected volume pulse wave, a vibration different from the heart beat is generated. A method for measuring a circulatory function, comprising: generating a control signal to be applied, transmitting a wave that gives vibration to a blood vessel in the body, and detecting a volume pulse wave when the wave is given.

また、本発明は、コンピュータに、体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出する生体センサ手段、前記体内の血管に振動を与える波動を送信する送信手段、前記生体センサ部によって検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成し、前記送信部に出力する振動発振手段、として機能させるためのコンピュータプログラムである。   In addition, the present invention provides a biosensor means for irradiating light from the body surface toward the body and detecting volume pulse waves based on the reflected waves, and a transmission means for transmitting a wave that vibrates the blood vessels in the body. A computer program for generating a control signal that gives a vibration different from the pulsation of the heart based on the volume pulse wave detected by the biological sensor unit, and outputting the control signal to the transmission unit. is there.

以上説明したように、この発明によれば、体内の血管に振動を与える波動を送信し、この波動の影響を受けた血管の状態（容積脈波）を生体センサ部によって検出するようにしたので、心臓の拍動とは異なる振動が与えられた血管の挙動を把握することができ、分析対象として用いることができる新たなデータを得ることができる。
このように、エネルギー波を送信して血管の動態変化を光電容量脈波で検出することにより、生体の鼓動に依存しない測定を行うことができる。
また、エネルギー波の周波数や強度を変更することで血管の弾性特性を多角的に検出して解析することも可能である。 As described above, according to the present invention, a wave that gives vibration to a blood vessel in the body is transmitted, and the state of the blood vessel (volume pulse wave) affected by this wave is detected by the biosensor unit. It is possible to grasp the behavior of a blood vessel to which vibration different from that of the heart beat is given, and to obtain new data that can be used as an analysis target.
In this way, by transmitting energy waves and detecting changes in blood vessel dynamics using photoelectric pulse waves, measurements that do not depend on the heartbeat of the living body can be performed.
It is also possible to detect and analyze the elastic characteristics of the blood vessel from various angles by changing the frequency and intensity of the energy wave.

この発明の一実施形態による循環器機能測定装置１の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the circulatory organ function measuring apparatus 1 by one Embodiment of this invention. 指尖容積脈波と加速度脈波との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a fingertip volume pulse wave and an acceleration pulse wave. 指尖容積脈波と加速度脈波との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a fingertip volume pulse wave and an acceleration pulse wave. 循環器機能測定装置１の動作について説明するフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the circulatory function measuring device 1. 図４におけるステップＳ１１の同期タイミングについて説明する図である。It is a figure explaining the synchronous timing of step S11 in FIG. 波動部２３によって波動を与えていない場合を与えた場合における容積脈波を表す波形である。It is a waveform showing the volume pulse wave when the case where the wave part 23 does not give a wave is given. 第２の実施形態における循環器機能測定装置の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the circulatory function measuring apparatus in 2nd Embodiment.

以下、本発明の一実施形態による循環器機能測定装置について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による循環器機能測定装置１の構成を示す概略ブロック図である。
循環器機能測定装置１は、第１の生体センサ部１０と、第２の生体センサ部２０と、データ処理部３０と、を有する。ここでは、更に、外部に心電図モニタ２が接続もできる。
第１の生体センサ部１０は、発光部１１と、駆動部１２と、受光部１３と、増幅部１４とを有する。発光部１１は、発光することにより、生体の体表面から体内に向けて光を照射する。駆動部１２は、データ処理部３０からの制御信号に基づいて、発光部１１を発光させる。受光部１３は、発光部１１から照射され生体によって反射される光を検出する。増幅部１４は、受光部１３からの検出結果を増幅する。例えば、検出結果を表す電気信号を増幅し、脈波処理部３１に出力する。 Hereinafter, a circulatory function measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a cardiovascular function measuring device 1 according to an embodiment of the present invention.
The circulatory function measuring apparatus 1 includes a first biological sensor unit 10, a second biological sensor unit 20, and a data processing unit 30. Here, the electrocardiogram monitor 2 can also be connected to the outside.
The first biological sensor unit 10 includes a light emitting unit 11, a driving unit 12, a light receiving unit 13, and an amplifying unit 14. The light emitting unit 11 emits light from the body surface of the living body toward the body by emitting light. The drive unit 12 causes the light emitting unit 11 to emit light based on the control signal from the data processing unit 30. The light receiving unit 13 detects light emitted from the light emitting unit 11 and reflected by the living body. The amplifying unit 14 amplifies the detection result from the light receiving unit 13. For example, an electrical signal representing the detection result is amplified and output to the pulse wave processing unit 31.

第２の生体センサ部２０は、振動発振部２１と、波動送信部２２と、波動部２３とを有する。振動発振部２１は、データ処理部３０から指示に基づいて、振動発振させる信号を波動送信部２２に出力する。振動発振部２１は、脈波処理部３１によって検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成し、波動送信部２２に出力する。また、この振動発振部２１は、心電図モニタ２が外部に接続されていない場合には、容積脈波信号のピーク値（またはボトム値）を検出し、その値に対応する時刻から予め決められた時間を遅延させて波動を送信する制御信号を生成し、心電図モニタ２が外部に接続されている場合には、データ演算部３２が受信した心電図データに基づいて、Ｒ波から予め決められた時間を遅延させて波動送信部２２から波動を送信する制御信号を生成する。波動送信部２２は、波動部２３を駆動させて、体内の血管に振動を与える波動を送信する。この波動としては、例えば、音波である。波動部２３は、波動を送信する。   The second biological sensor unit 20 includes a vibration oscillation unit 21, a wave transmission unit 22, and a wave unit 23. Based on the instruction from the data processing unit 30, the vibration oscillating unit 21 outputs a signal for vibration oscillation to the wave transmitting unit 22. Based on the volume pulse wave detected by the pulse wave processing unit 31, the vibration oscillating unit 21 generates a control signal that gives a vibration different from the pulsation of the heart and outputs the control signal to the wave transmission unit 22. Further, when the electrocardiogram monitor 2 is not connected to the outside, the vibration oscillating unit 21 detects the peak value (or bottom value) of the volume pulse wave signal and is determined in advance from the time corresponding to the value. When a control signal for transmitting a wave with a time delay is generated and the electrocardiogram monitor 2 is connected to the outside, a predetermined time from the R wave based on the electrocardiogram data received by the data calculation unit 32 And a control signal for transmitting a wave from the wave transmitter 22 is generated. The wave transmission unit 22 drives the wave unit 23 to transmit a wave that vibrates the blood vessels in the body. An example of this wave is a sound wave. The wave unit 23 transmits a wave.

データ処理部３０は、脈波処理部３１と、データ演算部３２とを有する。
脈波処理部３１は、波動部２３によって血管に振動が与えられた場合の容積脈波を受光部１３によって検出する。
データ演算部３２は、外部に設けられる心電図モニタ２から出力される心電図データを受信する受信部を備えている。また、データ演算部３２は、脈波処理部３１によって得られた容積脈波に基づいて、各種解析処理を行い、血管の状態診断を行う。ここでは、一例として、光電式指尖容積脈波による血管の状態診断を行う。
ここで、光電式指尖容積脈波においては、加速度脈波を用いる。加速度脈波とは光電式指尖容積脈波（ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ；ＰＴＧ）の二次微分波（ｓｅｃｏｎｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ｏｆｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ；ＳＤＰＴＧ））である。元波形である指尖容積脈波の変曲点を、より明確にするために利用されており、現在では、加速度脈波として、独立した検査法として確立している。
この加速度脈波は、記録が簡単で時間もかからず、被験者に与える苦痛がないという利点がある。また、波形の解釈、意義といった点についても十分臨床応用できるようになってきている。ここでは、加速度脈波は、元波形である指尖容積脈波を２回微分（加速度）したものであり、血流の速度あるいは加速度とは直接関係ない。 The data processing unit 30 includes a pulse wave processing unit 31 and a data calculation unit 32.
The pulse wave processing unit 31 detects the volume pulse wave when the vibration is given to the blood vessel by the wave unit 23 by the light receiving unit 13.
The data calculation unit 32 includes a receiving unit that receives electrocardiogram data output from the electrocardiogram monitor 2 provided outside. Further, the data calculation unit 32 performs various analysis processes based on the volume pulse wave obtained by the pulse wave processing unit 31 to perform a blood vessel state diagnosis. Here, as an example, a blood vessel state diagnosis is performed using a photoelectric fingertip volume pulse wave.
Here, an acceleration pulse wave is used in the photoelectric fingertip volume pulse wave. The acceleration pulse wave is a second derivative wave (second derivative of photoplethysmogram; SDPTG) of a photoelectric fingertip pulse wave (PTG). The inflection point of the fingertip plethysmogram, which is the original waveform, is used to make it clearer and is now established as an independent examination method as an acceleration pulse wave.
This acceleration pulse wave is advantageous in that it is easy to record, does not take time, and has no pain to the subject. In addition, the interpretation and significance of waveforms are now fully clinically applicable. Here, the acceleration pulse wave is a differential (acceleration) of the fingertip volume pulse wave, which is the original waveform, twice, and is not directly related to the velocity or acceleration of the blood flow.

図２は、指尖容積脈波と加速度脈波との関係を説明する図である。図２（ａ）は、第１の生体センサ部２０によって得られる指尖容積脈波の測定結果を表す波形の一例を表す図である。図２（ｂ）は、指尖容積脈波を１回微分して得られる速度脈波の一例を表す図である。図２（ｃ）は、指尖容積脈波を２回微分して得られる加速度脈波の一例を表す図である。データ演算部３２は、微分回路を備えており、生体センサ部２０によって得られる指尖容積脈波を２回微分を行い、加速度脈波を得る。   FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the fingertip volume pulse wave and the acceleration pulse wave. FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a waveform representing a measurement result of a fingertip volume pulse wave obtained by the first biological sensor unit 20. FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a velocity pulse wave obtained by differentiating the fingertip volume pulse wave once. FIG.2 (c) is a figure showing an example of the acceleration pulse wave obtained by differentiating the fingertip volume pulse wave twice. The data calculation unit 32 includes a differentiating circuit, differentiates the fingertip volume pulse wave obtained by the biosensor unit 20 twice, and obtains an acceleration pulse wave.

図３は、指尖容積脈波と加速度脈波との関係を説明する図である。図３（ａ）は、指尖容積脈波の波形の一例であり、図３（ｂ）は、加速度脈波の波形の一例である。図３（ａ）において、縦軸は、脈波の大きさを表す値、横軸は時間を表す。区間（Ａ）は、収縮期前方成分を表す区間であり、心臓が収縮した時の血液の駆出によって生ずる駆動圧波を表している。区間（Ｂ）は、収縮期後方成分を表す区間であり、駆動圧が末梢に伝搬し、反射して戻ってきた再上昇圧波を表している。区間（Ａ）の終わりの時間に対応する脈波の大きさを表す値をＰＴ１、区間（Ｂ）の終わりの時間に対応する脈波の大きさを表す値をＰＴ２、で表す。   FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the fingertip volume pulse wave and the acceleration pulse wave. FIG. 3A is an example of a waveform of a fingertip volume pulse wave, and FIG. 3B is an example of a waveform of an acceleration pulse wave. In FIG. 3A, the vertical axis represents a value representing the magnitude of the pulse wave, and the horizontal axis represents time. The section (A) is a section representing the systolic anterior component, and represents a driving pressure wave generated by ejection of blood when the heart contracts. The section (B) is a section representing the backward systolic component, and represents the re-rising pressure wave that the driving pressure has propagated to the periphery, reflected, and returned. A value representing the magnitude of the pulse wave corresponding to the end time of the section (A) is represented by PT1, and a value representing the magnitude of the pulse wave corresponding to the end time of the section (B) is represented by PT2.

図３（ｂ）において、縦軸は、脈波の大きさを表す値、横軸は時間を表す。加速度脈波には、波高ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅで表す５つの変曲点がある。加速度脈波の波高比（ｂ／ａ、ｃ／ａ、ｄ／ａ、ｅ／ａ）について、加速度脈波の波高成分には厳密な意味でのキャリブレーションはない。従って、波高の比較には、各波形成分を収縮初期陽性波である波高ａの値で除したｂ／ａ、ｃ／ａ、ｄ／ａ、ｅ／ａといった波高比を用いる。この加速脈波の各波高比が加齢に伴って変化が見られる。この変化から血管の状態を診断することが可能である。例えば、加速脈波の各波高比と年齢との関係を表すデータを過去の事例等に基づいて生成してテーブル情報として記憶しておき、得られた波高比に対応する年齢を、このテーブル情報を参照することによって得る。また、加速脈波の各波高比と血管弾性特性との関係を表すデータを過去の事例等に基づいて生成してテーブル情報として記憶しておき、得られた波高比に対応する血管弾性特性を得る。このようにして、血管の状態診断を行う。   In FIG. 3B, the vertical axis represents a value representing the magnitude of the pulse wave, and the horizontal axis represents time. The acceleration pulse wave has five inflection points represented by wave heights a, b, c, d, and e. Regarding the pulse height ratios (b / a, c / a, d / a, e / a) of the acceleration pulse wave, there is no calibration in the strict sense of the wave height component of the acceleration pulse wave. Therefore, for comparison of wave heights, wave height ratios such as b / a, c / a, d / a, and e / a obtained by dividing each waveform component by the value of wave height a, which is a positive initial contraction wave, are used. Changes in the respective pulse height ratios of this accelerated pulse wave are observed with aging. It is possible to diagnose the state of the blood vessel from this change. For example, data representing the relationship between the pulse height ratio of accelerated pulse waves and age is generated based on past cases and stored as table information, and the age corresponding to the obtained wave height ratio is stored in this table information. Get by referring to. In addition, data representing the relationship between the pulse height ratio of the acceleration pulse wave and the vascular elastic characteristic is generated based on past cases and stored as table information, and the vascular elastic characteristic corresponding to the obtained pulse height ratio is stored. obtain. In this way, the state of the blood vessel is diagnosed.

次に、循環器機能測定装置１の動作について説明する。図４は、循環器機能測定装置１の動作について説明するフローチャートである。
まず、データ処理部３０は、第１の生体センサ部２０の駆動部１２に、駆動指示を出力する。この駆動指示に従い、駆動部２１は、発光部１１を発光させ、生体に光を照射する。光が照射されると、受光部１３は、この反射波を検出する。脈波処理部３１は、受光部１３によって検出されて増幅部１４によって増幅された検出結果を入力し、容積脈波を検出し（ステップＳ１０）、検出結果を振動発振部２１に出力する。
一方、心電図モニタ２から心電図データが送信されると、データ演算部３２は、この心電図データを受信し、振動発振部２１に出力する。 Next, the operation of the circulatory function measuring device 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the circulatory function measuring apparatus 1.
First, the data processing unit 30 outputs a driving instruction to the driving unit 12 of the first biological sensor unit 20. In accordance with this driving instruction, the driving unit 21 causes the light emitting unit 11 to emit light and irradiates the living body with light. When the light is irradiated, the light receiving unit 13 detects this reflected wave. The pulse wave processing unit 31 receives the detection result detected by the light receiving unit 13 and amplified by the amplification unit 14, detects a volume pulse wave (step S <b> 10), and outputs the detection result to the vibration oscillation unit 21.
On the other hand, when the electrocardiogram data is transmitted from the electrocardiogram monitor 2, the data calculation unit 32 receives this electrocardiogram data and outputs it to the vibration oscillation unit 21.

振動発振部２１は、データ演算部３２から出力される心電図データに基づいて、Ｒ波のタイミングを検出し、検出されたＲ波から、振動を与えるタイミングである同期タイミングを検出して（ステップＳ１１）、Ｒ波から予め決められた時間を遅延させて波動を送信する制御信号を生成する。例えば、心電図データを解析し、Ｒ波が到来する時刻を検出し、Ｒ波が到来した時点からタイマーでカウントを開始し、カウント値に基づいて、所定の時間を経過したことを検出した場合に、同期タイミングであることを検出する。そして、この同期タイミングを検出した際に、制御信号を生成して、波動送信部２２に出力する。
波動送信部２２は、振動発振部２１から制御信号が出力されると、この制御信号に基づいて、波動部２３を駆動し、振動を出力する（ステップＳ１３）。 The vibration oscillating unit 21 detects the timing of the R wave based on the electrocardiogram data output from the data calculating unit 32, and detects the synchronization timing that is the timing for applying the vibration from the detected R wave (step S11). ), A control signal for transmitting a wave is generated by delaying a predetermined time from the R wave. For example, when electrocardiogram data is analyzed, the time when the R wave arrives is detected, the timer starts counting from the time when the R wave arrives, and it is detected that a predetermined time has elapsed based on the count value , It is detected that the timing is synchronous. When this synchronization timing is detected, a control signal is generated and output to the wave transmission unit 22.
When the control signal is output from the vibration oscillating unit 21, the wave transmitting unit 22 drives the wave unit 23 based on the control signal and outputs vibration (step S13).

受光部１３は、この振動が生体に与えられた場合の反射波を検出する（ステップＳ１４）。脈波処理部３１は、受光部１３によって反射波が検出された検出結果を増幅部１４を介して得る。データ演算部３２は、脈波処理部３１によって得られた、振動が与えられた場合の反射波を検出した検出結果に基づいて診断を行う（ステップＳ１５）。   The light receiving unit 13 detects a reflected wave when this vibration is applied to the living body (step S14). The pulse wave processing unit 31 obtains the detection result of the reflected wave detected by the light receiving unit 13 via the amplification unit 14. The data calculation unit 32 performs diagnosis based on the detection result obtained by the pulse wave processing unit 31 and detecting the reflected wave when vibration is applied (step S15).

図５は、図４におけるステップＳ１１の同期タイミングについて説明する図である。図５（ａ）は、心電図データとして得られる心電図波形を表す。縦軸が心電図データの値を表し、横軸は時間を表す。振動発振部２１は、この心電図波形に含まれるＲ波のピーク値を検出し、このピーク値の時刻を検出する。そして、この時刻から予め決められた時間だけ遅延させたタイミング（時刻）を検出する。図５（ｂ）は、容積脈波の波形を表す図であり、縦軸が容積脈波を表す値、横軸が時間である。この図において、時間ｔ１は、Ｒ波が発生した時刻Ｔ０から、容積脈波のピーク値ｍが発生した時刻Ｔ１までの時間である。この時間ｔ１の値は、心臓から循環器機能測定装置１の測定部位までの距離に応じて異なる。振動発振部２１は、時刻Ｔ０を起点とし、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間の何れかの時刻までの時間または、時刻Ｔ１が到来した後に所定の時間が経過した時間をメモリ内に記憶しており、Ｒ波が検出された時刻Ｒ０からこの時間を経過したときに、振動を発生させる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the synchronization timing of step S11 in FIG. FIG. 5A shows an electrocardiogram waveform obtained as electrocardiogram data. The vertical axis represents electrocardiogram data values, and the horizontal axis represents time. The vibration oscillation unit 21 detects the peak value of the R wave included in the electrocardiogram waveform, and detects the time of the peak value. Then, a timing (time) delayed from this time by a predetermined time is detected. FIG. 5B is a diagram illustrating a waveform of a volume pulse wave, where the vertical axis represents a value representing the volume pulse wave, and the horizontal axis represents time. In this figure, time t1 is the time from time T0 when the R wave is generated to time T1 when the peak value m of the volume pulse wave is generated. The value of this time t1 varies depending on the distance from the heart to the measurement site of the circulatory function measuring device 1. The vibration oscillating unit 21 stores in the memory the time from the time T0 to any time between the time T0 and the time T1, or the time when the predetermined time has elapsed after the time T1 has arrived. When this time elapses from the time R0 when the R wave is detected, vibration is generated.

図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す容積脈波を２回微分した場合の値を表す図である。縦軸が２回微分された後の値を表し、横軸が時間を表す。データ演算部３２は、脈波処理部３１から得られる検出結果の値を２回微分し、波高ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの値を検出する。   FIG.5 (c) is a figure showing the value at the time of differentiating the volume pulse wave shown in FIG.5 (b) twice. The vertical axis represents the value after being differentiated twice, and the horizontal axis represents time. The data calculation unit 32 differentiates the detection result value obtained from the pulse wave processing unit 31 twice to detect the values of the wave heights a, b, c, d, and e.

図６は、波動部２３によって波動を与えていない場合を与えた場合における容積脈波を表す波形である。縦軸は、容積脈波の値を表し、横軸は時間である。区間Ｔａの容積脈波の波形が、波動部２３から振動が与えられていない場合の波形であり、区間Ｔｂの容積脈波の波形が、波動部２３から振動が与えられている場合の波形である。ここでは、時刻Ｔ１０において、波動部２３から振動を与えた場合、符号ｋで表すように、容積脈波が変化した。この変化が生じた容積脈波を検出し、データ演算部３２が２回微分を行うことにより、診断を行う。   FIG. 6 is a waveform representing a volume pulse wave when a case where no wave is given by the wave unit 23 is given. The vertical axis represents the volume pulse wave value, and the horizontal axis represents time. The waveform of the volume pulsation wave in the section Ta is a waveform when vibration is not applied from the wave part 23, and the waveform of the volume pulsation wave in the section Tb is a waveform when vibration is applied from the wave part 23. is there. Here, at time T <b> 10, when vibration is applied from the wave unit 23, the volume pulse wave has changed as represented by the symbol k. The volume pulse wave in which this change has occurred is detected, and the data calculation unit 32 performs differentiation twice to make a diagnosis.

振動を与えた場合における容積脈波を２回微分した値は、振動を与えていない場合における容積脈波を２回微分した値とは異なる。このような、振動を与えた場合と与えていない場合における２回微分した値の関係と、血管弾性特性とのデータを収集して相関関係を分析し、その分析結果を求めて診断用データとして予め記憶装置に記憶しておく。そして、循環器機能測定装置１によって、振動を与えていない場合における容積脈波と振動を与えた場合における容積脈波との２回微分した場合の値を得て、この診断用データを参照し、診断を行うことができる。   A value obtained by differentiating the volume pulse wave when vibration is applied twice is different from a value obtained by differentiating the volume pulse wave when vibration is not applied twice. Collecting data between the relationship between the value differentiated twice in the case where vibration is given and the case where vibration is not given, and the vascular elastic properties, the correlation is analyzed, and the analysis result is obtained as diagnostic data. Store in advance in a storage device. Then, the cardiovascular function measurement device 1 obtains a value obtained by differentiating the volume pulse wave when vibration is not applied and the volume pulse wave when vibration is applied twice, and refers to the diagnostic data. Can make a diagnosis.

なお、図６に示すように、振動を与えていない場合の容積脈波を測定した場合の次の鼓動に対応する心臓の拍動に対して振動を与え、これら２つの測定結果から、診断を行うようにしてもよい。このように、連続する心臓の拍動を利用して診断することにより、生体が受ける精神的な変動や温度の相違等による拍動の変動を低減させて測定をすることができる。   In addition, as shown in FIG. 6, vibration is given to the heart beat corresponding to the next heartbeat when measuring the volume pulse wave when vibration is not given, and diagnosis is made from these two measurement results. You may make it perform. In this way, by making a diagnosis by using continuous heart beats, it is possible to perform measurement while reducing fluctuations in the beats caused by mental fluctuations, differences in temperature, and the like experienced by the living body.

図７は、第２の実施形態における循環器機能測定装置の構成を表す図である。図１に対応する部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
第２の生体センサ部２０において、受信部２４は、血管中を流れる血液に反射した波動を受信する。この波動としては、例えば、光または振動である。波動増幅部２５は、受信部２４が受信した結果を表す電気信号を増幅する。波動送信部２２ａは、第１の実施形態において説明をした振動の他に、予め決められた周波数の超音波を波動部２３によって生体に送信する。
データ処理部３０において、血流計測部３３は、波動増幅部２５を介して得られる受信部２４の受信結果に基づいて、血流速度を計測する。例えば、波動送信部２２ａによって送信された超音波の周波数と、受信部２４で受信した測定結果から得られる周波数とを比較することにより、血流のドップラー効果を算出する。そして、その周波数の変化により生体の血管に流れる血流速度を算出し、その速度の時間変化を求める。
データ演算部３２ａは、脈波処理部３１によって得られる容積脈波を、血液計測部３３によって得られる血液速度に基づいて、補正を行う。例えば、受光部１３によって受光した拍動成分の波形を積分した値（平均値）を算出することによって得られる値を、血液レオロジー補正用係数Ｋとする。そして、血液レオロジーの特徴成分の１つである最大血流速度Ｖｍａｘが、血液レオロジーと相関関係にあることから、血液レオロジーを表す指標をＴとすると、Ｔは、最大血流速度Ｖｍａｘと血液レオロジー補正用係数Ｋとの積（Ｖｍａｘ×Ｋ）で表される。この式に基づいて、血管の緊張にとる影響を補正する。そして、この補正を行うことにより、血管緊張の影響を低減させることができ、測定精度を向上させることができる。
また、血流速度を検出してエネルギー波の状態を決定することも可能である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the circulatory function measuring apparatus according to the second embodiment. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the second biological sensor unit 20, the receiving unit 24 receives the wave reflected from the blood flowing in the blood vessel. This wave is, for example, light or vibration. The wave amplifying unit 25 amplifies an electric signal representing the result received by the receiving unit 24. In addition to the vibration described in the first embodiment, the wave transmission unit 22 a transmits ultrasonic waves having a predetermined frequency to the living body by the wave unit 23.
In the data processing unit 30, the blood flow measurement unit 33 measures the blood flow velocity based on the reception result of the reception unit 24 obtained via the wave amplification unit 25. For example, the Doppler effect of blood flow is calculated by comparing the frequency of the ultrasonic wave transmitted by the wave transmitting unit 22a with the frequency obtained from the measurement result received by the receiving unit 24. And the blood flow velocity which flows into the blood vessel of the living body is calculated by the change of the frequency, and the time change of the velocity is obtained.
The data calculation unit 32 a corrects the volume pulse wave obtained by the pulse wave processing unit 31 based on the blood velocity obtained by the blood measurement unit 33. For example, a value obtained by calculating a value (average value) obtained by integrating the waveform of the pulsating component received by the light receiving unit 13 is set as the blood rheology correction coefficient K. Since the maximum blood flow velocity Vmax, which is one of the characteristic components of blood rheology, has a correlation with blood rheology, when T is an index representing blood rheology, T is the maximum blood flow velocity Vmax and blood rheology. It is represented by the product (Vmax × K) with the correction coefficient K. Based on this equation, the influence on the blood vessel tension is corrected. And by performing this correction | amendment, the influence of vascular tone can be reduced and a measurement precision can be improved.
It is also possible to detect the blood flow velocity and determine the state of the energy wave.

なお、上述した実施形態において、波動部２５から与える振動の強さや、その振動パターンを変えて、それぞれの場合における容積脈波を測定して２回微分した値を求め、この求められた複数の結果の組み合わせから、診断を行うようにしてもよい。例えば、強さをＡ１０、Ａ１１の２種類であって、振動パターンをＢ１０、Ｂ１１の２種類とし、これの組み合わせである４パターンによってそれぞれ容積脈波の測定を行って２回微分した値をそれぞれ求め、４パターンの各結果の相関関係から診断を行うようにしてもよい。
例えば、第１パターンと第２パターンが基準値以内の範囲に収まる場合には、血管の老化度合いが最も若いことを表していると診断結果を出力したり、血管弾性特性が、もっとも弾性特性が高いことを表す診断結果を出力したりしてもよい。なお、この相関関係は、多数の測定を行うことによって、予め分析して記憶装置内に記憶しておく。 In the above-described embodiment, the intensity of vibration applied from the wave unit 25 and the vibration pattern thereof are changed, and the volume pulse wave in each case is measured and a value obtained by differentiating twice is obtained. You may make it diagnose from the combination of a result. For example, there are two types of strengths A10 and A11, two vibration patterns B10 and B11, and the volume pulse wave is measured by four patterns, which are combinations thereof, and the values obtained by differentiating twice are respectively obtained. The diagnosis may be performed based on the correlation between the four results.
For example, when the first pattern and the second pattern are within the range of the reference value, a diagnosis result is output indicating that the aging degree of the blood vessel is the youngest, or the vascular elastic characteristic is the most elastic characteristic. A diagnosis result indicating that the value is high may be output. This correlation is analyzed in advance and stored in a storage device by performing a number of measurements.

なお、このようにして得られた診断結果から、循環器系の診断や血管の老化度合い及び動脈硬化度合いの評価を行うことが可能になる。   In addition, it becomes possible to perform the diagnosis of the circulatory system and the evaluation of the degree of aging of the blood vessels and the degree of arteriosclerosis from the diagnosis result thus obtained.

なお、上述した実施形態において、第１の生体センサ部１０が、受光部１３によって受光した結果に基づいて容積脈波を検出し、検出結果した容積脈波を脈波処理部３１に出力するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the first biological sensor unit 10 detects a volume pulse wave based on the result received by the light receiving unit 13 and outputs the detected volume pulse wave to the pulse wave processing unit 31. It may be.

なお、上述した実施形態においては、心電図モニタ２が外部に接続される場合について説明したが、接続しない場合であってもよい。なお、心電図モニタ２を接続した場合には、波動を送信するタイミングをより正確に決定することができる。   In the above-described embodiment, the case where the electrocardiogram monitor 2 is connected to the outside has been described. In addition, when the electrocardiogram monitor 2 is connected, the timing for transmitting a wave can be determined more accurately.

また、図１における循環器機能測定装置１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより容積脈波の検出を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。   Further, a program for realizing the function of the circulatory function measuring apparatus 1 in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. A volume pulse wave may be detected. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

１ 循環器機能測定装置
２ 心電図モニタ
１０ 第１の生体センサ部
１１ 発光部
１２ 駆動部
１３ 受光部
１４ 増幅部
２０ 第２の生体センサ部
２１ 振動発振部
２２ 波動送信部
２３ 波動部
２４ 受信部
２５ 波動増幅部
３０ データ処理部
３１ 脈波処理部
３２、３２ａ データ演算部
３３ 血流計測部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cardiovascular function measuring apparatus 2 Electrocardiogram monitor 10 1st biological sensor part 11 Light emission part 12 Drive part 13 Light receiving part 14 Amplifying part 20 2nd biological sensor part 21 Vibration oscillation part 22 Wave transmission part 23 Wave part 24 Reception part 25 Wave amplification unit 30 Data processing unit 31 Pulse wave processing unit 32, 32a Data calculation unit 33 Blood flow measurement unit

Claims (4)

体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出する生体センサ部と、
前記体内の血管に振動を与える波動を送信する送信部と、
前記生体センサ部によって検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成し、前記送信部に出力する振動発振部と、
を有することを特徴とする循環器機能測定装置。 A biological sensor unit that irradiates light from the body surface into the body and detects a volume pulse wave based on the reflected wave;
A transmitter for transmitting a wave that vibrates the blood vessels in the body;
Based on the volume pulse wave detected by the biosensor unit, a vibration oscillation unit that generates a control signal that gives a vibration different from the pulsation of the heart and outputs the control signal to the transmission unit;
A circulatory function measuring apparatus comprising: 外部に設けられる心電図モニタから出力される心電図データを受信する受信部を有し、
前記振動発振部は、前記受信部が受信した心電図データに基づいて、Ｒ波から予め決められた時間を遅延させて前記送信部から波動を送信する制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の循環器機能測定装置。 A receiving unit for receiving electrocardiogram data output from an electrocardiogram monitor provided outside;
The vibration oscillation unit outputs a control signal for transmitting a wave from the transmission unit by delaying a predetermined time from an R wave based on electrocardiogram data received by the reception unit. The cardiovascular function measuring device according to 1. 体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出し、
前記検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成して、前記体内の血管に振動を与える波動を送信し、
前記波動が与えられた場合の容積脈波を検出する
ことを特徴とする循環器機能の測定方法。 Irradiate light from the body surface into the body, detect volume pulse wave based on the reflected wave,
Based on the detected volume pulse wave, a control signal that gives vibration different from the heart beat is generated, and a wave that gives vibration to the blood vessel in the body is transmitted,
A volume pulse wave when the wave is given is detected. A method for measuring a circulatory function. コンピュータに、
体表面から体内に向けて光を照射しその反射波に基づいて容積脈波を検出する生体センサ手段、
前記体内の血管に振動を与える波動を送信する送信手段、
前記生体センサ部によって検出される容積脈波に基づいて、心臓の拍動とは異なる振動を与える制御信号を生成し、前記送信部に出力する振動発振手段、
として機能させるためのコンピュータプログラム。 On the computer,
Biosensor means for irradiating light from the body surface into the body and detecting volumetric pulse waves based on the reflected waves;
Transmitting means for transmitting a wave that vibrates the blood vessel in the body;
Based on the volume pulse wave detected by the biological sensor unit, a vibration oscillating unit that generates a control signal that gives a vibration different from the pulsation of the heart and outputs the control signal to the transmission unit,
Computer program to function as.

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