JPH08154906A - 脈波測定装置 - Google Patents

脈波測定装置

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JPH08154906A
JPH08154906A JP30106794A JP30106794A JPH08154906A JP H08154906 A JPH08154906 A JP H08154906A JP 30106794 A JP30106794 A JP 30106794A JP 30106794 A JP30106794 A JP 30106794A JP H08154906 A JPH08154906 A JP H08154906A
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敏義 山本
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 心臓の血液押し出し力と血管の弾力性で示さ
れる血液循環の状態を容易かつ的確に評価する。 【構成】 脈波センサ1および微分処理部2を介して得
られる微分脈波の第1波所要時間TS13を、立ち上がり
点検出部3と傾斜0点検出部4によって検出する2点間
の時間間隔として微分第1波所要時間検出部5によって
求め、血液循環を評価するための指標を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、健康管理室、医療機関
あるいは一般家庭などにおいて健康状態の管理、診断な
どに使用する脈波測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の脈波測定装置としては、
指先、耳朶などの身体の末端部の血液量の増減を検出す
る脈波センサの出力を2回微分し、これにより得られる
波形の各ピークの高さ(基準線からの距離)の大小関係
から波形の特徴を判断する構成のものが知られている
(たとえば特開昭57−93036号公報)。
【0003】この脈波測定装置の指数演算方法の具体例
を図8に示す。図8において、11は脈波センサの出力
を2回微分して得られる波形の一例を示す曲線で、12
は波形11の高さが0となる位置、すなわち基準線を示
している。さらに、図8において、波形11における第
1のピーク11aの高さをa,以下第2,第3,第4の
ピーク11b,11c,11dの高さをそれぞれb,
c,dとし、これらa〜dの値の大小関係から波形の特
徴を判断することが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の脈
波測定装置の構成では波形の特徴を判断するにあたり、
2回微分波形の各ピークの高さだけに着目し、波形の形
状を特徴づける重要な要因であるとともに、とくに心臓
の血液押し出し力および血管の弾力性などにより深い関
係を有すると考えられる各ピークの時間的な位置関係に
ついては一切考慮されておらず、波形の特徴を十分に表
しているとはいいがたいものであった。
【0005】本発明は上記問題を解決するもので、波形
各部の時間的な位置関係を反映する値をもとにして、こ
れにより血液循環の状態を評価することのできる脈波測
定装置を提供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第1の手段は、血液量の増減を検出する脈波
センサの出力を微分処理部において微分し、これにより
得られる波形の立ち上がり点の時間的位置を立ち上がり
点検出部により検出するとともに、波形が最大点通過後
にその傾きが0となる点の時間的位置を傾斜0点検出部
によって検出し、前記立ち上がり点から傾斜0点に達す
るまでの所要時間を微分第1波所要時間検出部により検
出する構成としたものである。
【0007】また、本発明の第2の手段は、微分処理に
より得られる波形が最大に達した点の時間的位置を最大
点検出部により検出するとともに、最大点通過後にその
傾きが0となる点の時間的位置を傾斜0点検出部によっ
て検出し、前記最大点から傾斜0点に達するまでの波形
の降下所要時間を微分波降下所要時間検出部により検出
する構成としたものである。
【0008】さらに、本発明の第3の手段は、脈波セン
サの出力を2回微分し、これにより得られる波形が基準
線と交差する点の時間的位置を検出する交点検出部を設
けて、この交点検出部により得られる波形の最初の交点
から3番目の交点までの所要時間を第1〜3交点所要時
間検出部により検出する構成としたものである。
【0009】また、本発明の第4の手段は、脈波センサ
の出力を2回微分し、これにより得られる波形が基準線
と交差する点の時間的位置を検出する交点検出部を設け
て、この交点検出部により得られる波形の2番目の交点
から3番目の交点までの所要時間を第2〜3交点所要時
間検出部により検出する構成としたものである。
【0010】そして、本発明の第5の手段は、第1〜第
4の各手段に加えて、被験者の脈拍数を計数する脈拍数
検出部を設け、これにより得られる脈拍数をもとにし
て、それぞれの手段により得られる微分第1波所要時
間、または微分波降下所要時間、または第1〜3交点所
要時間、または第2〜3交点所要時間の値について、こ
れを所定の基準脈拍数における測定に相当する値に補正
演算する脈拍数補正演算部を有する構成としたものであ
る。
【0011】
【作用】上記第1の手段により、心臓の血液押し出し力
と血管の弾力性の双方に深い関係を持つと考えられる微
分脈波の第1波の所要時間を検出することができ、この
値をもとにして被験者の総合的な血液循環の状態を容易
かつ的確に評価できる。
【0012】また、上記第2の手段により、主として血
管の弾力性に強い関わりを持つとされている微分脈波波
形の最大点から傾きが0となる点までの時間、すなわち
微分波降下所要時間を検出することができ、被験者の血
管弾力性を評価できる。
【0013】さらに、上記第3および第4の手段によ
り、脈波の2回微分波形と基準線の交点を検出するだけ
で、上記第1または第2の手段で求めようとする微分第
1波所要時間または微分波降下所要時間をより簡単かつ
確実に第1〜3交点所要時間または第2〜3交点所要時
間として検出できる。
【0014】そして、上記第5の手段により、第1〜第
4の各手段により得られる微分第1波所要時間、または
微分波降下所要時間、または第1〜3交点所要時間、ま
たは第2〜3交点所要時間を基準脈拍数相当の値に補正
することができ、異なる条件下における測定結果であっ
ても一律に比較・評価できるようになる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の脈波測定装置の実施例を図面
に基づいて説明する。
【0016】図1は本発明の一実施例に係る脈波測定装
置のブロック構成図、図2および3は微分脈波および2
回微分脈波の代表的な波形パターン2種類を示したもの
で、いずれも図中上段に微分脈波、下段にこれに対応す
る2回微分脈波が示してある。そして、図4は微分脈波
に脈拍数補正演算を加える場合の動作説明図である。
【0017】図1〜4において、1は指先の血液量の増
減を検出する脈波センサ、2は脈波センサ1の出力信号
を微分処理する微分処理部、3はこの微分処理部から出
力される波形Aの立ち上がり点S1の時間的位置を検出
する立ち上がり点検出部、4は波形Aがその最大点S2
を通過後に減少し、その傾きが0となる点S3の時間的
位置を検出する傾斜0点検出部、5は立ち上がり点S1
から傾斜0点S3に達するまでの所要時間TS13を検出す
る微分第1波所要時間検出部である。
【0018】そして、6は被験者の脈拍数n(図4)を
計数する脈拍数検出部で、7は微分第1波所要時間検出
部5で得られる脈拍数nの被験者の微分第1波所要時間
nを所定の基準脈拍数(図4では60拍/分)におけ
る測定に相当する値T60に補正演算する脈拍数補正演算
部、8はこれら各部の動作をコントロールする制御部、
9は測定結果を表示する表示部である。
【0019】次に、この脈波測定装置の動作について説
明する。脈波センサ1において得られた脈波信号は微分
処理部2において微分され、いわゆる微分脈波の波形A
として検出される。そして、この波形Aの立ち上がり点
1と傾斜0点S3の時間的位置が立ち上がり点検出部3
および傾斜0点検出部4によって検出され、さらに微分
第1波所要時間検出部5によってこれらの時間間隔であ
る微分第1波所要時間TS13が求められる。
【0020】またこのとき、脈拍数検出部6によって同
時に得られる脈拍数nをもとに、脈拍数補正演算部7に
おいて、図4に示したT60=Tn(n/60)の数式に
従って測定結果が補正演算され、制御部8を介して表示
部9に表示される。
【0021】なお補正演算を必要としない場合は、脈拍
数補正演算部7を通さず、微分第1波所要時間検出部5
の出力を直接制御部8に導く構成(図示せず)であって
もかまわない。
【0022】図5は請求項2に相当する本発明の他の実
施例を示すブロック構成図で、図中10は波形Aの最大
点S2の時間的位置を検出する最大点検出部、11は最
大点S1から傾斜0点S3までの波形の降下所要時間T
S23を検出する微分波降下所要時間検出部である。
【0023】そして、この場合の動作も図1と同様であ
るが、図1における微分第1波所要時間TS13の代わり
に微分波降下所要時間TS23が得られるものである。
【0024】また、図6および7は請求項3および4に
相当する本発明の他の実施例を示すブロック構成図で、
図1および4の構成で求められる微分第1波所要時間T
S13および微分波降下所要時間TS23をより簡単かつ確実
に求める構成を示したもので、図6における12は脈波
センサ1の出力信号を2回微分処理する2回微分処理
部、13は2回微分により得られたいわゆる2回微分脈
波の波形A’が基準線Xと交差する点(X1,X2,X3
など)の時間的位置を検出する交点検出部、14はこの
交点検出部13により得られる最初の交点X1(微分脈
波AにおけるS1に相当)から3番目の交点X3(微分脈
波AにおけるS3に相当)までの所要時間TX13(微分脈
波AにおけるTS13に相当)を検出する第1〜3交点所
要時間検出部である。そして図7における15は交点検
出部13により得られる第2の交点X2(微分脈波Aに
おけるS2に相当)から3番目の交点X3までの所要時間
X23(微分脈波AにおけるTS23に相当)を検出する第
2〜3交点所要時間検出部である。
【0025】この構成によれば、図1および5の構成に
おいて検出しようとする波形Aの立ち上がり点S1,最
大点S2,傾斜0点S3の各点を、すべて一律に2回微分
波形A’の基準線Xとの交点X1,X2,X3として同一
の検出手法(交点検出部13)で簡単かつ確実に検出で
きる。
【0026】ここで、本発明の医学的な意義について若
干の補足説明を加える。一般的に、脈波は人体の血液循
環を検出する手段として多用されており、これを微分処
理した微分脈波の波形は図2あるいは図3の上段に示し
たような複数個のピークを持ち、測定部位の血液の流速
に対応する波形となることが知られている。そして、波
形の最初に現れる山すなわち微分第1波(S1〜S3
は、心臓の血液押し出し力によって測定部位の血管が拡
張されて血流速が増加し、その後、今度は血管の弾力性
によって減速してゆく過程を表しており、その後に現れ
るいくつかの山は血管弾性の影響による減衰波形である
と考えられている。
【0027】したがって、微分第1波の所要時間(T
S13)は心臓の血液押し出し力および血管の弾力性を総
合的に表す指標となる値であり、さらにこの微分第1波
の減速に要する時間すなわち微分波降下所要時間(T
S23)は主として血管の弾力性を特徴的に表す指標とな
るもので、医学的にきわめて重要なデータとなるもので
ある。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
脈波測定装置は、心臓の血液押し出し力と血管の弾力性
の双方に深い関係をもつと考えられる微分脈波の第1波
所要時間あるいは微分波降下所要時間を、波形の立ち上
がり点,最大点,傾斜0点で表される特徴的な3点の時
間間隔を計測することで容易に求めることができ、脈波
を用いたより高度な血液循環状態の評価が可能となり、
多大な医学的効果を期待できる。
【0029】また、波形の立ち上がり点,最大点,傾斜
0点の具体的な検出手段として、2回微分脈波の基準線
との交点を検出する方法を用いることにより、より簡単
かつ確実に測定結果を得る実用的な手法を提供できる。
【0030】そしてさらに、得られた測定結果を被験者
の脈拍数を用いて、所定の基準脈拍数での測定に相当す
る値に補正演算できるので、脈拍数の変動に起因する評
価のバラツキをなくすことができるとともに、被験者の
違いによる個人差をも吸収することが可能となり、すべ
ての測定結果を一律に比較評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る脈波測定装置のブロック
構成図
【図2】同脈波測定装置による基本的な動作を説明する
ための微分脈波および2回微分脈波の一例を示した波形
【図3】同脈波測定装置による基本的な動作を説明する
ための微分脈波および2回微分脈波の他の例を示した波
形図
【図4】同脈波測定装置による脈拍数補正演算の動作を
説明するための微分脈波の波形図
【図5】同第2の実施例に係わる脈波測定装置のブロッ
ク構成図
【図6】同第3の実施例に係わる脈波測定装置のブロッ
ク構成図
【図7】同第4の実施例に係わる脈波測定装置のブロッ
ク構成図
【図8】従来の脈波測定装置の指数演算方法を説明する
ための加速度脈波波形の波形図
【符号の説明】
1 脈波センサ 2 微分処理部 3 立ち上がり点検出部 4 傾斜0点検出部 5 微分第1波所要時間検出部 6 脈拍数検出部 7 脈拍数補正演算部 10 最大点検出部 11 微分波降下所要時間検出部 12 2回微分処理部 13 交点検出部 14 第1〜3交点所要時間検出部 15 第2〜3交点所要時間検出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指先、耳朶などの血液量の増減を検出す
    る脈波センサと、その脈波センサの出力を微分処理する
    微分処理部と、微分により得られる波形の立ち上がり点
    の時間的位置を検出する立ち上がり点検出部と、立ち上
    がった波形が最大点通過後に減少し、その傾きが0とな
    る点の時間的位置を検出する傾斜0点検出部と、前記立
    ち上がり点から傾斜0点に達するまでの所要時間を検出
    する微分第1波所要時間検出部とを備えた脈波測定装
    置。
  2. 【請求項2】 指先、耳朶などの血液量の増減を検出す
    る脈波センサと、その脈波センサの出力を微分処理する
    微分処理部と、微分により得られる波形が立ち上がった
    後、最大に達した点の時間的位置を検出する最大点検出
    部と、最大点を通過した後に減少し、その傾きが0とな
    る点の時間的位置を検出する傾斜0点検出部と、前記最
    大点から傾斜0点に達するまでの波形の降下所要時間を
    検出する微分波降下所要時間検出部とを備えた脈波測定
    装置。
  3. 【請求項3】 指先、耳朶などの血液量の増減を検出す
    る脈波センサと、その脈波センサの出力を2回微分処理
    する2回微分処理部と、2回微分により得られる波形が
    基準線と交差する点の時間的位置を検出する交点検出部
    と、この交点検出部により得られる波形の最初の交点
    (波形の立ち上がり点)から3番目の交点までの所要時
    間を検出する第1〜3交点所要時間検出部とを備えた脈
    波測定装置。
  4. 【請求項4】 指先、耳朶などの血液量の増減を検出す
    る脈波センサと、その脈波センサの出力を2回微分処理
    する2回微分処理部と、2回微分により得られる波形が
    基準線と交差する点の時間的位置を検出する交点検出部
    と、この交点検出部により得られる波形の2番目の交点
    から3番目の交点までの所要時間を検出する第2〜3交
    点所要時間検出部とを備えた脈波測定装置。
  5. 【請求項5】 被験者の脈拍数を計数する脈拍数検出部
    を有し、これにより得られる脈拍数をもとに、微分第1
    波所要時間、または微分波降下所要時間、または第1〜
    3交点所要時間、または第2〜3交点所要時間の値につ
    いて、これを所定の基準脈拍数(例えば60拍/分な
    ど)における測定に相当する値に補正演算する脈拍数補
    正演算部を備えた請求項1から請求項4のいずれかに記
    載の脈波測定装置。
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WO2019078493A1 (ko) * 2017-10-20 2019-04-25 한국 한의학 연구원 맥파 신호의 첨예도를 결정하는 방법 및 장치
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US11832923B2 (en) 2016-12-21 2023-12-05 IdaHealth, Inc. Device for monitoring blood flow

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