JP6097495B2 - 生体状態分析装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
前記体幹二階微分波形演算手段により時系列に求められる二階微分波形を用い、それぞれの周期において、心室の収縮期から拡張期に、振幅が減衰から増幅に切り替わって現れる低周波の最大振幅の波形成分を特定する最大振幅波形成分特定手段と、
前記最大振幅波形成分特定手段により特定される前記最大振幅の波形成分の前後に位置する変曲点を特定する変曲点特定手段と、
前記変曲点特定手段により特定された前記各変曲点の情報を用いて生体状態を分析する状態分析手段と
を有することを特徴とする。
前記最大振幅波形成分特定手段は、前記体幹二階微分波形演算手段により時系列に求められる前記二階微分波形の基準形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第1最大振幅波形成分特定手段と、前記第1最大振幅波形成分特定手段で用いた前記基準形態をその基線に対して反転させた状態の反転形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第2最大振幅波形成分特定手段とのうち、いずれか少なくとも一方を備えてなることが好ましい。
前記最大振幅波形成分特定手段として、前記第1最大振幅波形成分特定手段が用いられ、
前記変曲点特定手段は、前記第1最大振幅波形成分特定手段により得られる、前記二階微分波形の基準形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)として特定する手段であることが好ましい。
前記最大振幅波形成分特定手段は、前記第2最大振幅波形成分特定手段が用いられ、
前記変曲点特定手段は、前記第2最大振幅波形成分特定手段により得られる、前記二階微分波形の反転形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び指尖拡張初期対応波(Pβ波)として特定する手段であることが好ましい。
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める末梢二階微分波形演算手段をさらに有し、
前記状態分析手段は、前記末梢二階微分波形演算手段により得られる二階微分波形から求められる末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)と、前記変曲点特定手段により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)、及び、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間の時相差(e−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手段を有することが好ましい。
前記時相差分析手段は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)を一方の軸に、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間との時相差(e−Eβ)を他方の軸にとった座標上に、周期毎に対応させて座標点をプロットする手段を有し、座標点の分散の程度から、自律神経系の活動状態を判定する手段であることが好ましい。
前記状態分析手段は、前記時相差分析手段により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する血管情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段の前記血管情報・時相差分析手段は、前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手段であることが好ましい。
前記状態分析手段は、前記第2最大振幅波形成分特定手段により求められる前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び指尖拡張初期対応波(Pβ波)を、末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分した二階微分波形から求められる収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)にそれぞれ相当するものとし、
前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)と、前記第1最大振幅波形成分特定手段により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段は、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)、前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)、前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記心室拡張初期対応波(Eβ波)の各時相を用いて生体状態を分析する手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段は、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)と前記心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖対応波伝播時間の時相差(Pα−Eα)、及び、前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)と前記心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖対応波伝播時間の時相差(Pβ−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段は、前記時相差分析手段により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手段を有することが好ましい。
前記状態分析手段の前記血管情報・時相差分析手段は、前記血管情報に関する情報として、前記最大振幅波形成分特定手段により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手段であることが好ましい。
前記状態分析手段は、
前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用いた血管情報・時相差分析手段と、
前記血管情報として、前記最大振幅波形成分特定手段により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用いた血管情報・時相差分析手段との双方を有し、
前記2つの血管情報・時相差分析手段により出力された各座標点の位置及び分散の程度を出力された2つの座標系間で比較して、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手段であることが好ましい。
前記状態分析手段は、
前記体幹生体信号受信手段により受信された体幹生体信号の時系列波形と、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形とを比較して生体状態を分析する原波形比較分析手段をさらに有することが好ましい。
前記原波形比較分析手段は、前記体幹生体信号の時系列波形と前記末梢生体信号の時系列波形の周波数及び振幅を比較して心循環系異常の有無を判定する手段であることが好ましい。
前記末梢生体信号としては指尖容積脈波を用いることができる。
体幹用生体信号測定装置により体幹背部から採取される体幹生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める体幹二階微分波形演算手順と、
前記体幹二階微分波形演算手順により時系列に求められる二階微分波形を用い、それぞれの周期において、心室の収縮期から拡張期に、振幅が減衰から増幅に切り替わって現れる低周波の最大振幅の波形成分を特定する最大振幅波形成分特定手順と、
前記最大振幅波形成分特定手順により特定される前記最大振幅の波形成分の前後に位置する変曲点を特定する変曲点特定手順と、
前記変曲点特定手順により特定された前記各変曲点の情報を用いて生体状態を分析する状態分析手順と
をコンピュータに実行させる。
前記最大振幅波形成分特定手順は、前記体幹二階微分波形演算手順により時系列に求められる前記二階微分波形の基準形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第1最大振幅波形成分特定手順と、前記第1最大振幅波形成分特定手順で用いた前記基準形態をその基線に対して反転させた状態の反転形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第2最大振幅波形成分特定手順とのうち、いずれか少なくとも一方を備えてなることが好ましい。
前記最大振幅波形成分特定手順として、前記第1最大振幅波形成分特定手順が用いられ、
前記変曲点特定手順は、前記第1最大振幅波形成分特定手順により得られる、前記二階微分波形の基準形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)として特定する手順であることが好ましい。
前記最大振幅波形成分特定手順は、前記第2最大振幅波形成分特定手順が用いられ、
前記変曲点特定手順は、前記第2最大振幅波形成分特定手順により得られる、前記二階微分波形の反転形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び指尖拡張初期対応波(Pβ波)として特定する手順であることが好ましい。
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める末梢二階微分波形演算手順をさらに有し、
前記状態分析手順は、前記末梢二階微分波形演算手順により得られる二階微分波形から求められる末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)と、前記変曲点特定手順により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)、前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)の各時相を用いて生体状態を分析する手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)、及び、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間の時相差(e−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手順を有することが好ましい。
前記時相差分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)を一方の軸に、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間との時相差(e−Eβ)を他方の軸にとった座標上に、周期毎に対応させて座標点をプロットする手順を有し、座標点の分散の程度から、自律神経系の活動状態を判定する手順であることが好ましい。
前記状態分析手順は、前記時相差分析手順により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する血管情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順の前記血管情報・時相差分析手順は、前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手順であることが好ましい。
前記状態分析手順は、前記第2最大振幅波形成分特定手順により求められる前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び指尖拡張初期対応波(Pβ波)を、末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分した二階微分波形から求められる収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)にそれぞれ相当するものとし、
前記指尖収縮初期対応波(Pα波)及び前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)と、前記第1最大振幅波形成分特定手順により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順は、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)、前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)、前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記心室拡張初期対応波(Eβ波)の各時相を用いて生体状態を分析する手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順は、前記指尖収縮初期対応波(Pα波)と前記心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖対応波伝播時間の時相差(Pα−Eα)、及び、前記指尖拡張初期対応波(Pβ波)と前記心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖対応波伝播時間の時相差(Pβ−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順は、前記時相差分析手順により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手順を有することが好ましい。
前記状態分析手順の前記血管情報・時相差分析手順は、前記血管情報に関する情報として、前記最大振幅波形成分特定手順により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手順であることが好ましい。
前記状態分析手順は、
前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用いた血管情報・時相差分析手順と、
前記血管情報として、前記最大振幅波形成分特定手順により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用いた血管情報・時相差分析手順との双方を有し、
前記2つの血管情報・時相差分析手順により出力された各座標点の位置及び分散の程度を出力された2つの座標系間で比較して、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手順であることが好ましい。
前記状態分析手順は、
前記体幹生体信号受信手順により受信された体幹生体信号の時系列波形と、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形とを比較して生体状態を分析する原波形比較分析手順をさらに有することが好ましい。
前記原波形比較分析手順は、前記体幹生体信号の時系列波形と前記末梢生体信号の時系列波形の周波数及び振幅を比較して心循環系異常の有無を判定する手順であることが好ましい。
前記末梢生体信号としては指尖容積脈波を用いることができる。
変曲点特定手段63は、第1最大振幅波形成分特定手段621によって特定された最大振幅波形成分の前後に位置する一対の変曲点(最大振幅波形成分の接線に対して傾きが所定角度以上(例えば45度以上)変化するポイント)を特定する。具体的には、最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、振幅が減衰から増幅に切り替わる変曲点を心室収縮初期対応波(Eα波)とし、振幅が増幅から減衰に切り替わる変曲点を心室拡張初期対応波(Eβ波)として特定する。
従って、この情報を、自律神経系の情報を捉えている時相差(a−Eα)又は時相差(e−Eβ)と併せて考察することで、心循環系その他の病気の有無、飲酒や薬物などによる体調変化、加齢など、低次元のカオスとしての振る舞いを呈する人の体調や精神的状態などをより正確に捉えることができる。
以下において、上記実施形態に係る体幹用生体信号測定装置1により体幹生体信号である心部揺動波(APW)を測定し、測定データを用いて上記実施形態に係る生体状態分析装置60により生体状態の分析を行った。
島津製作所製オートグラフに直径98mmの木製円盤を装着して、50mm/minの移動速度で200Nまでの荷重を図3のZ方向に印加した。図5はその荷重−たわみ特性を示し、図6は、図5の縦軸をばね定数に変換した図である。これらの図から、上記体幹用生体信号測定装置1は、圧縮代1〜4.5mmの間では、ばね定数が一定の値を示し、その値はk=19400N/mであることがわかる。
(体幹生体信号である心部揺動波(APW)、末梢生体信号である指尖容積脈波、及び心音の関係検証実験)
・実験方法
ベッド上に体幹用生体信号測定装置1を敷き、20歳代の被験者A、30歳代の被験者Bの2名の健常な男性をその上に仰臥させ、背部に体幹用生体信号測定装置1が当接するようにセットし、センサ13の出力信号を生体状態分析装置60により受信し、体幹生体信号である心部揺動波(APW)を採取した。同時に、左手人差し指に取り付けられた光学式指尖容積脈波センサにより指尖容積脈波を計測し、心尖部に貼り付けられた加速度センサにより心音を計測した。また、胸郭部には呼吸センサを取り付けて呼吸を計測した。被験者A、Bは、仰臥位姿勢とし、安静状態かつ開眼状態で計測した。1回あたりの計測時間は15秒間とし、いずれの装置も同期計測した。
図10及び図11は、被験者A,Bより計測された指尖容積脈波の時系列波形とその二階微分波形の収縮初期陽性波(a波)、拡張初期陽性波(e波)を示す。図12及び図13は、被験者A,Bより計測された心音を示す。ここで、心音と指尖容積脈波の時相で判断すると、収縮期の初期に聴取される心音のI音に指尖容積脈波の収縮初期陽性波(a波)が対応し、収縮期の末期に聴取される心音のII音に指尖容積脈波の拡張初期陽性波(e波)が対応している。心音のI音と指尖容積脈波の収縮初期陽性波(a波)の時相差、及び、心音のII音と指尖容積脈波の拡張初期陽性波(e波)の時相差をそれぞれ求めると0.10〜0.18秒の範囲であった。なお、時相差を脈波の伝播速度から求めた場合には0.16秒であり、実験結果の時相差に近い値であった。
実施例1から、指尖容積脈波及びAPW間の時相差は、自律神経系の状態の差を示していることが明らかになった。そこで、実施例2では、その自律神経系の状態の差が体幹用生体信号測定装置1のAPWの原波形及び指尖容積脈波の原波形においてどのように反映されているかを調べた。
(指尖容積脈波及びAPW間の時相差と、他の自律神経指標との関係)
実施例1で示したように、指尖容積脈波及びAPW間の時相差は、自律神経系の状態の差を示している。実施例3では、この点をより明確にするため、評価指標として公知の他の自律神経指標との相関性についての検証実験を行った。
実験室内にある自動車用シート100に被験者を着座させ、覚醒から睡眠に至るまでの状態変化の様子を捉えるため、閉眼状態で最初の30分間は覚醒状態を継続することを義務付け、後半の30分間は睡眠状態へ移行しても構わないという条件設定で実施した。自動車用シート100には、図21〜図23に示したように、図1に示した体幹用生体信号測定装置1が背部支持用クッション部材201内に装填されたシート用クッション200をシートバック101表面に装着した。また、被験者には、精密脳波計、指尖容積脈波計を装着し、APW、脳波、指尖容積脈波を同期計測した。被験者は25歳から47歳までの男性6名であった。
実験前半は眠気に耐えて覚醒状態を維持し、実験後半は寒さで眠ることが出来ない状態になったが、その後実験終了間際に入眠した30歳代被験者Cの実験結果を示す。被験者の状態情報は、脳波と実験担当者の視察及び被験者の所感により、確認されたものである。
状態分析手段64は、血管情報・時相差分析手段643を有することが好ましい。血管情報・時相差分析手段643は、上記したように、自律神経系の情報を捉えている時相差(a−Eα)又は時相差(e−Eβ)を一方の軸にとり、波高比(e/a値)を他方の軸にとってプロットすることで、末梢情報を踏まえた人の状態情報を得るものである。本実施例では、その点についての検証を行った。
変曲点特定手段63は、この第2最大振幅波形成分特定手段622によって特定される最大振幅波形成分の前後の一対の変曲点を、時間軸に沿って順に、すなわち、振幅が減衰から増幅に切り替わる前側の変曲点を指尖収縮初期対応波(Pα波)として特定し、振幅が増幅から減衰に切り替わる後側の変曲点を指尖拡張初期対応波(Pβ波)として特定する。
横軸:指尖容積脈波を利用した時相差(a−Eα又はe−Eβ)
(2)縦軸:指尖容積脈波の波高比(e/a値)
横軸:APWのみの時相差(Pα−Eα又はPβ−Eβ)
(3)縦軸:APWの振幅比(Eα/Eβ)
横軸:指尖容積脈波を利用した時相差(a−Eα又はe−Eβ)
(4)縦軸:APWの振幅比(Eα/Eβ)
横軸:APWのみの時相差(Pα−Eα又はPβ−Eβ)
60 生体状態分析装置
61 体幹二階微分波形演算手段
62 最大振幅波形成分特定手段
621 第1最大振幅波形成分特定手段
622 第2最大振幅波形成分特定手段
63 変曲点特定手段
64 状態分析手段
641 原波形比較分析手段
642 時相差分析手段
643 血管情報・時相差分析手段
Claims (18)
- 体幹用生体信号測定装置により体幹背部から採取される体幹生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める体幹二階微分波形演算手段と、
前記体幹二階微分波形演算手段により時系列に求められる二階微分波形を用い、それぞれの周期において、心室の収縮期から拡張期に、振幅が減衰から増幅に切り替わって現れる低周波の最大振幅の波形成分を特定する最大振幅波形成分特定手段と、
前記最大振幅波形成分特定手段により特定される前記最大振幅の波形成分の前後に位置する変曲点を特定する変曲点特定手段と、
前記変曲点特定手段により特定された前記各変曲点の情報を用いて生体状態を分析する状態分析手段と
を有する生体状態分析装置であって、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める末梢二階微分波形演算手段をさらに有し、
かつ、
前記最大振幅波形成分特定手段が、前記体幹二階微分波形演算手段により時系列に求められる前記二階微分波形の基準形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第1最大振幅波形成分特定手段を備え、
前記変曲点特定手段が、前記第1最大振幅波形成分特定手段により得られる、前記二階微分波形の基準形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、振幅が減衰から増幅に切り替わる変曲点を心室収縮初期対応波(Eα波)とし、振幅が増幅から減衰に切り替わる変曲点を心室拡張初期対応波(Eβ波)として特定する手段であり、
前記状態分析手段が、前記末梢二階微分波形演算手段により得られる二階微分波形から求められる末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)と、前記変曲点特定手段により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手段を有することを特徴とする生体状態分析装置。 - 前記状態分析手段は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)、前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)の各時相を用いて生体状態を分析する手段を有する請求項1記載の生体状態分析装置。
- 前記状態分析手段は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)、及び、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間の時相差(e−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手段を有する請求項2記載の生体状態分析装置。
- 前記時相差分析手段は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)を一方の軸に、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間との時相差(e−Eβ)を他方の軸にとった座標上に、周期毎に対応させて座標点をプロットする手段を有し、座標点の分散の程度から、自律神経系の活動状態を判定する手段である請求項3記載の生体状態分析装置。
- 前記状態分析手段は、前記時相差分析手段により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する血管情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手段を有する請求項3又は4記載の生体状態分析装置。
- 前記状態分析手段の前記血管情報・時相差分析手段は、前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手段である請求項5記載の生体状態分析装置。
- 前記状態分析手段は、
前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用いた血管情報・時相差分析手段と、
前記血管情報として、前記最大振幅波形成分特定手段により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用いた血管情報・時相差分析手段との双方を有し、
前記2つの血管情報・時相差分析手段により出力された各座標点の位置及び分散の程度を出力された2つの座標系間で比較して、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手段である請求項5又は6記載の生体状態分析装置。 - 前記状態分析手段は、
前記体幹生体信号受信手段により受信された体幹生体信号の時系列波形と、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形とを比較して生体状態を分析する原波形比較分析手段をさらに有する請求項1記載の生体状態分析装置。 - 前記原波形比較分析手段は、前記体幹生体信号の時系列波形と前記末梢生体信号の時系列波形の周波数及び振幅を比較して心循環系異常の有無を判定する手段である請求項8記載の生体状態分析装置。
- 体幹用生体信号測定装置により体幹背部から採取される体幹生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める体幹二階微分波形演算手順と、
前記体幹二階微分波形演算手順により時系列に求められる二階微分波形を用い、それぞれの周期において、心室の収縮期から拡張期に、振幅が減衰から増幅に切り替わって現れる低周波の最大振幅の波形成分を特定する最大振幅波形成分特定手順と、
前記最大振幅波形成分特定手順により特定される前記最大振幅の波形成分の前後に位置する変曲点を特定する変曲点特定手順と、
前記変曲点特定手順により特定された前記各変曲点の情報を用いて生体状態を分析する状態分析手順と、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形を二階微分し、二階微分波形を時系列に求める末梢二階微分波形演算手順と
をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記最大振幅波形成分特定手順が、前記体幹二階微分波形演算手順により時系列に求められる前記二階微分波形の基準形態を用いて前記最大振幅の波形成分を特定する第1最大振幅波形成分特定手順であり、
前記変曲点特定手順が、前記第1最大振幅波形成分特定手順により得られる、前記二階微分波形の基準形態において特定した前記最大振幅の波形成分を挟んで、時間軸に沿って順に、振幅が減衰から増幅に切り替わる変曲点を心室収縮初期対応波(Eα波)とし、振幅が増幅から減衰に切り替わる変曲点を心室拡張初期対応波(Eβ波)として特定する手順であり、
前記状態分析手順が、前記末梢二階微分波形演算手順により得られる二階微分波形から求められる末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)及び拡張初期陽性波(e波)と、前記変曲点特定手順により特定された前記心室収縮初期対応波(Eα波)及び心室拡張初期対応波(Eβ波)とを用いて生体状態を分析する手順であることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記状態分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)、前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)及び前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)の各時相を用いて生体状態を分析する手順を有する請求項10記載のコンピュータプログラム。
- 前記状態分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)、及び、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間の時相差(e−Eβ)を用いて、自律神経系の状態を分析する時相差分析手順を有する請求項11記載のコンピュータプログラム。
- 前記時相差分析手順は、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と前記体幹生体信号の心室収縮初期対応波(Eα波)との心−指尖伝播時間の時相差(a−Eα)を一方の軸に、前記末梢生体信号の拡張初期陽性波(e波)と前記体幹生体信号の心室拡張初期対応波(Eβ波)との心−指尖伝播時間との時相差(e−Eβ)を他方の軸にとった座標上に、周期毎に対応させて座標点をプロットする手順を有し、座標点の分散の程度から、自律神経系の活動状態を判定する手順である請求項12記載のコンピュータプログラム。
- 前記状態分析手順は、前記時相差分析手順により得られるいずれか少なくとも一方の時相差に、血管の状態に関する血管情報を用いて生体状態を分析する血管情報・時相差分析手順を有する請求項12又は13記載のコンピュータプログラム。
- 前記状態分析手順の前記血管情報・時相差分析手順は、前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用い、各座標点の位置及び分散の程度から、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手順である請求項14記載のコンピュータプログラム。
- 前記状態分析手順は、
前記血管情報として、前記末梢生体信号の収縮初期陽性波(a波)と拡張初期陽性波(e波)との波高比(e/a値)を用いた血管情報・時相差分析手順と、
前記血管情報として、前記最大振幅波形成分特定手順により特定される前記体幹生体信号の二階微分波形の前記最大振幅の波形成分の前後に位置する一対の変曲点の各振幅比を用いた血管情報・時相差分析手順との双方を有し、
前記2つの血管情報・時相差分析手順により出力された各座標点の位置及び分散の程度を出力された2つの座標系間で比較して、心循環系異常の有無を含むストレスの状態を推定する手順である請求項14又は15記載のコンピュータプログラム。 - 前記状態分析手順は、
前記体幹生体信号受信手順により受信された体幹生体信号の時系列波形と、
末梢用生体信号測定装置により末梢から採取される末梢生体信号の時系列波形とを比較して生体状態を分析する原波形比較分析手順をさらに有する請求項10記載のコンピュータプログラム。 - 前記原波形比較分析手順は、前記体幹生体信号の時系列波形と前記末梢生体信号の時系列波形の周波数及び振幅を比較して心循環系異常の有無を判定する手順である請求項17記載のコンピュータプログラム。
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