专利名称：脉搏波解析装置以及记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脉搏波解析装置，特别涉及一种能够通过解析多个脉拍的脉搏波波形来计算出预定的脉搏波解析指标的脉搏波解析装置以及脉搏波解析用程序。
背景技术：
脉搏波解析用于测定脉搏波传播速度等脉搏波解析指标。脉搏波传播速度作为评价动脉硬度的非侵入性指标，应用于治疗现场。作为用于精确测量脉搏波解析指标的技术，有以下一些技术。在日本特开2006-247221号公报(专利文献1)中记载了，通过自相关函数波形， 来判断脉搏波中是否含有干扰波。在日本特开2001-U8946号公报(专利文献2)中记载了，为了测定正确的脉搏波传播速度信息，检测触点并根据其时间差来计算脉搏波速度。在日本特开平10_3观150号(专利文献幻中记载了，为了高精度的测定脉搏波传播速度，用心跳同步波的最大倾斜线与基线来计算脉搏波传播速度。在日本特开2008-168073号(专利文献4)中记载了，为了提高动脉硬化检查的可靠性及效率性，对取得的脉搏波的特征点进行检测，明确显示该特征点并实时地在画面上显示脉搏波波形。现有技术文献专利文献1 日本特开2006-247221号专利文献2 日本特开2001-U8946号专利文献3 日本特开平10_3沘150号专利文献4 日本特开2008-168073号
发明内容
技术问题脉搏波传播速度是脉搏波解析指标的一种，例如，用如下方法求出。臂踝脉搏波传播速度(baPWV :brachial-ankle Pulse Wave Velocity)作为脉搏波传播速度的一种形态， 记录几个脉拍至十几个脉拍的使缠在上臂和脚踝的袖带保持恒定压而选取的PVR(Pulse Volume Recording 脉搏波量记录)波形。然后，针对上臂以及脚踝各自的PVR波形，通过检测每一脉拍脉搏波的上升位置，来计算脉搏波传播速度。在这种方法中，因为全部脉拍的脉搏波被用于计算脉搏波解析指标，所以在选取 PVR波形的过程中引起心律不齐或身体移动等、脉搏波紊乱而使指标的测量精度降低。另夕卜，其结果，还存在将错误的测定值(低精度的脉搏波解析指标)用于诊断的忧虑。另外，上述各专利文献中的提案不足以高精度地计算出脉搏波解析指标。本发明是为了解决如上所述的问题而作出的，本发明的目的是提供一种能够高精度地计算脉搏波解析指标的脉搏波解析装置以及记录脉搏波解析用程序的记录介质。
解决问题的手段本发明的一个方面的脉搏波解析装置具有存储部，其用于存储多个脉拍的脉搏波波形；解析处理部，其进行特定处理，该特定处理是指，通过对多个脉拍的脉搏波波形进行解析，来计算脉搏波解析指标的处理；输出部，其用于将计算出的脉搏波解析指标作为解析结果来输出。解析处理部对用于构成多个脉拍的脉搏波波形的每个脉拍的脉搏波形状进行累积，并从计算对象中排除所累积的脉搏波形状与每个脉拍的脉搏波形状之间的近似度低的脉拍，来计算脉搏波解析指标。优选的是，解析处理部还对用于计算脉搏波解析指标的脉搏波形状的近似度进行累积，由此计算搏动的稳定度；输出部还将稳定度作为表示脉搏波解析指标的可靠性的指标来输出。优选的是，存储部对应每个肢体部位来存储多个脉拍的脉搏波波形；解析处理部对应每个肢体部位来累积每个脉拍的脉搏波形状，并计算近似度、脉搏波解析指标以及稳定度；输出部将稳定度高的脉搏波解析指标作为解析结果来输出。优选的是，存储部针对左右的肢体部位存储多个脉拍的脉搏波波形；解析处理部对应肢体部位计算近似度，并利用近似度高的肢体部位的脉搏波形，来计算脉搏波解析指标。优选的是，解析处理部仅限于在每个脉拍的脉搏波形状中对脉搏波解析指标的计算产生影响的范围内，计算近似度。优选的是，脉搏波解析指标表示动脉硬化的程度和/或血管的狭窄程度。优选的是，脉搏波解析指标包含作为表示动脉硬化的程度的指标的脉搏波传播速度。进而优选的是，脉搏波解析装置还具有脉搏波检测部，该脉搏波检测部用于对肢体部位的脉搏波进行检测；解析处理部基于来自脉搏波检测部的检测信号，来测定多个脉拍的脉搏波波形。本发明的另一个方面的记录介质，记录有脉搏波解析用程序，该脉搏波解析用程序使计算机发挥用于解析脉搏波的装置的功能，脉搏波解析用程序使计算机执行以下步骤对用于构成存储于存储部中的多个脉拍的脉搏波波形的每个脉拍的脉搏波形状进行累积的步骤；从计算对象中排除所累积的脉搏波形状与每个脉拍的脉搏波形状之间的近似度低的脉拍，来计算脉搏波解析指标的步骤；将计算出的脉搏波解析指标作为解析结果来输出的步骤。发明的效果根据本发明，只利用很少受到身体移动等影响的稳定的脉拍便能够计算脉搏波解析指标。其结果，能够将高精度的脉搏波解析指标作为解析结果来输出。
图1是本发明实施方式的脉搏波解析装置的简要结构图。图2是表示本发明实施方式的脉搏波解析装置的功能结构的功能模块图。图3是表示每个肢体部位的脉搏波测定结果的一例图。图4是用于说明本发明实施方式中的、累积的脉搏波形状和每个脉拍的近似度的计算方法的图。图5是用于说明脉搏波传播距离的计算方法的图。图6是表示本发明实施方式中的脉搏波解析处理的流程图。图7是表示图6中的步骤S108中的排除处理结果的一例的图。图8是表示本发明实施方式中的解析结果信息的输出例的图。图9是表示本发明实施方式中的解析结果信息的再一输出例的图。图10是表示本发明实施方式中的解析结果信息的另一输出例的图。图IlA是表示测定IDl的多个脉拍的脉搏波波形的图。图IlB是以上升位置为起点重叠图IlA的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图12A是表示测定ID2的多个脉拍的脉搏波波形的图。图12B是以上升位置为起点重叠图12A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。国13A是表示测定ID3的多个脉拍的脉搏波波形的图。图13B是以上升位置为起点重叠图13A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图14A是表示测定ID4的多个脉拍的脉搏波波形的图。图14B是以上升位置为起点重叠图14A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图15A是表示测定ID5的多个脉拍的脉搏波波形的图。图15B是以上升位置为起点重叠图15A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图16A是表示测定ID6的多个脉拍的脉搏波波形的图。图16B是以上升位置为起点重叠图16A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图17A是表示测定ID7的多个脉拍的脉搏波波形的图。園17B是以上升位置为起点重叠图17A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图18A是表示测定ID8的多个脉拍的脉搏波波形的图。图18B是以上升位置为起点重叠图18A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图19A是表示测定ID9的多个脉拍的脉搏波波形的图。图19B是以上升位置为起点重叠图19A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图20A是表示测定IDlO的多个脉拍的脉搏波波形的图。图20B是以上升位置为起点重叠图20A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图21A是表示测定IDll的多个脉拍的脉搏波波形的图。图21B是以上升位置为起点重叠图21A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图22k是表示测定ID12的多个脉拍的脉搏波波形的图。图22B是以上升位置为起点重叠图22A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图23A是表示测定ID13的多个脉拍的脉搏波波形的图。图2 是以上升位置为起点重叠图23A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图24A是表示测定ID14的多个脉拍的脉搏波波形的图。图24B是以上升位置为起点重叠图24A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图25A是表示测定ID15的多个脉拍的脉搏波波形的图。图25B是以上升位置为起点重叠图25A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图26A是表示测定ID16的多个脉拍的脉搏波波形的图。图26B是以上升位置为起点重叠图26A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。
图27A是表示测定ID17的多个脉拍的脉搏波波形的图。图27B是以上升位置为起点重叠图27A的每个脉拍的脉搏波形状而示出的图。图观是表示将图IlA至图27B的脉搏波波形作为对象的情况下的，由装置计算的近似度的位次和由观测员观测的近似程度的位次之间的关系的图。图四是表示图观中所示的、基于装置的近似的位次和基于观测员的近似的位次之间的相关关系的图。图30是用于说明本发明实施方式的变形例2的脉搏波解析指标的计算方法的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。其中，图中的相同的附图标记表示相同或者相应的部分，不再重复进行说明。(简要结构)图1是本发明实施方式的脉搏波解析装置的简要结构图。参照图1，脉搏波解析装置100包含信息处理单元1 ；四个检测单元20ar、20al、 20br、20bl ；四个袖带 24ar、24al、24br、24bl。袖带Mar、2^1、Mbr、24bl，分别在被测定者200的肢体部位佩戴。具体地说，分别在右上臂(右上肢)、左上臂(左上肢)、右脚踝(右下肢)以及左脚踝(左上肢)佩戴。 其中，“肢体部位”表示包含四肢的部位，也可以是手腕及手指部等。袖带Mar、2^1、Mbr、 24bl只要没有特别区分，就统称为“袖带M”。检测单元20ar、20al、20br、20bl分别包含必要的硬件，以检测被测定者200的肢体部位的脉搏波。因为检测单元20ar、20al、20br、20bl的结构全部一样，所以只要没有必特别区分，就统称为“检测单元20”。信息处理单元1包含控制部2、输出部4、操作部6、存储装置8。控制部2是进行控制脉搏波解析装置100整体的装置，代表性的是由包括 CPU (Central Processing Unit Φ) 10> ROM (Read Only Memory
器)12、RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)14的计算机构成。CPU10相当于演算处理部，读取预先存储在R0M12的程序，将RAM14作为工作存储器进行使用的同时执行该程序。另外，在控制部21连接有输出部4、操作部6以及存储装置8。输出部4输出所测定的脉搏波及脉搏波解析结果等。输出部4可以是由LED (Light Emitting Diode 发光二极管)或者IXD (Liquid Crystal Display 液晶显示器)等构成的显示设备，也可以是打印机(驱动程序)。操作部6接收来自用户的指示。存储装置8保存各种数据及程序。控制部2的 CPU10，对记录在存储装置8的数据及程序进行读出及写入。存储装置8例如可以由一个硬盘、非易失性存储器(例如，闪存)或者可拆卸的外部记录介质等构成。在这里，具体说明各个检测单元20的结构。检测单元20br通过对在被测定者200的右上臂佩戴的袖带Mbr的内部压力(以下，称其为“袖带压”)进行调整以及检测，来检测出右上臂的脉搏波。袖带Mbr内置有有未图示的流体袋(例如空气袋)。
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检测单元20br包含压力传感器观^、调压阀^br、压力泵25br、A/D(analog to digital，模拟/数字)转换部^br、配管27br。袖带Mbr、压力传感器^br和调压阀^br 通过配管22br相连接。压力传感器^br是对经由配管22br传递的压力变化进行检测的检测部位。作为一例，包含在由单晶硅等构成的半导体芯片以预定间隔排列的多个传感器元件。由压力传感器^br检测出的压力变化信号通过A/D转换部^br转换为数字信号，作为脉搏波信号 pbr (t)输入至控制部2。调压阀^br插入在压力泵25br和袖带Mbr之间，在测定时，使用于袖带Mbr的加压的压力保护在预定的范围内。压力泵25br按照来自控制部2的检测指令进行动作，并为了对袖带Mbr进行加压而向袖带Mbr内的流体袋(未图示)供给空气。通过该加压，袖带Mbr对测定部位施加压力，与右上臂的脉搏波对应的压力变化分别经由各个配管22br传递至检测单元20br。检测单元20br，通过检测该传递的压力变化，检测右上臂的脉搏波。检测单元20bl也同样包含压力传感器^bl、调压阀^bl、压力泵2釙1、A/D转换部^bl、配管27bl。袖带Mbl、压力传感器^bl和调压阀^bI通过配管22bl相连接。另外，检测单元20ar包含压力传感器^ar、调压阀^ar、压力泵25ar、A/D转换部 ^ar、配管27ar。袖带Mar、压力传感器^ar和调压阀^ar通过配管22ar相连接。检测单元20al也同样包含压力传感器^al、调压阀^al、压力泵2fel、A/D转换部^al、配管27al。袖带Mai、压力传感器^al和调压阀^al通过配管22al相连接。因为检测单元20bl、20ar、20al内的各个部分的功能与检测单元20br是一样的， 所以不反复进行详细说明。另外，关于检测单元20内的各个部分，只要没有特别区分，就省略“ar”、“br”等标记而说明。此外，在本实施方式中，虽然对用压力传感器观检测脉搏波的结构进行了说明， 但也可以是用动脉容量传感器(未图示)检测脉搏波的结构。此时，动脉容量传感器例如可包含发光元件，对动脉照射光；光接收元件，接收由发光元件照射的光的透射光或者反射光。或者，可包含多个电极，使极少的恒定电流在被测定者200的测定部位流动，并且检测电压变化，该电压变化是随着与脉搏波的传播对应地发生的阻抗(生物阻抗)变化而发生的。(功能结构)图2是表示本发明实施方式的脉搏波解析装置的功能结构的功能模块图。参照图2，本实施方式的脉搏波解析装置100包含调整部30、脉搏波测定部102、 解析处理部104、血压测定部106、血压指标计算部108以及输出部4作为其功能结构。此夕卜，血压测定部106以及血压指标计算部108可以不包含在脉搏波解析装置100的功能结构内。调整部30是调整袖带M内的压力的功能部。例如，如图1所示，调整部30的功能通过压力泵25以及调压阀沈达成。脉搏波测定部102与调整部30以及A/D转换部四相连接，进行用于测定各个肢体部位的脉搏波(PVR)的处理。脉搏波测定部102通过向调整部30发送指令信号来调整袖带24的内部压力，并接收响应该指令信号而检测出的袖带压信号Par (t) ,PaI (t)、Pbr (t)、PbI (t)。然后，按时间序列记录所接收的袖带压信号Par (t) ,Pal (t)、Pbr (t)、Pbl (t)，对应每个肢体部位，得到多个脉拍的脉搏波波形。例如，在预定时间内(例如10秒左右)进行脉搏波的测定。由脉搏波测定部102测定的脉搏波测定结果输出至输出部4。图3是表示每个肢体部位的脉搏波测定结果的一例的图。在图3中，沿相同的时间轴表示各个肢体部位的脉搏波波形。如图3所示，可以用虚线等表示每个脉拍的脉搏波的上升位置。解析处理部104通过解析由脉搏波测定部102测定的每个肢体部位的脉搏波，来计算预定的脉搏波解析指标(以下简称“解析指标”)作为被测定者200(图1)的脉搏波的特征量。本实施方式中的“解析指标”表示，与动脉硬化和/或血管的狭窄具有相关性的指标。就是说，“解析指标”表示动脉硬化程度和/或血管狭窄程度。作为表示动脉硬化程度的解析指标，例如可例举脉搏波传播速度、脉搏波传播时间(PTT =Pulse Transit Time)、Al (Augmentation Index :±曾强指数)、以及 TR(Traveling time to Reflectedwave :反射波传播时间)等。此外，脉搏波传播速度不限定于通过上臂脉搏波以及脚踝脉搏波计算出的脉搏波传播速度(baPWV)，也可通过其他两个测定部位的脉搏波计算出，或者仅通过一个测定部位(肢体部位)的脉搏波计算。作为表示血管狭窄程度的解析指标，例如可例举脚踝脉搏波的上升特征值以及脉搏波的锐度等。例如，踝脉搏波的上升特征值作为UT (UT =UPStroke Time:上升时间)而被计算出。UT作为从上升点至顶点的脚踝脉搏波上升的期间而被计算出。脉搏波的锐度作为％ MAP (正常化脉搏波面积)而被计算出。％ MAP例如作为使脉搏波面积均等时的最低血压的高度M与脉搏波的顶点高度H即脉搏压的比例( = M/HX100)而被计算出。在本实施方式中，说明的虽然是计算出baPWV来作为解析指标，但也可计算出如上所述的其他特征量来作为解析指标。解析处理部104进行从多个脉拍的脉搏波波形识别每个脉拍的脉搏波形状(脉搏波波形的形状)的处理。具体地说，进行脉搏波的分离处理，从每个脉拍提取脉搏波波形。 由此，识别每个脉拍的脉搏波形状。脉搏波的分离处理可以通过基于特定频率的滤波处理或者微分处理等公知的手法实现。解析处理部104，累积所识别的每个脉拍的脉搏波形状，对应每个脉拍计算出与所累积的脉搏波形状(以下称为“累积形状”)的近似度。在本实施方式中，“累积每个脉拍的脉搏波形状”是指，虽然所表示的是对每个脉拍的脉搏波形状进行平均化，但也可进行与平均化相等的处理。在本实施方式中，“近似度”是指表示两个波形的近似程度的值，更具体的是，用数值表示两个波形相匹配的程度。例如，近似度通过下面公式(1)求出。公式1
近似度=K-uJ u M…⑴图4是用于说明本发明实施方式中的、累积形状和每个脉拍的近似度的计算方法的图。
参照图4，近似度作为因累积形状Wa和实测的第i脉拍的脉搏波形状Wi的偏差而产生的面积的倒数被计算出。就是说，近似度能够作为以脉搏的上升作为起点时的、对应每个抽样时间的振幅值Pa、Pi的差的总和的倒数而被求出。另外，也可以作为对应每个抽样时间的振幅值Pa、Pi的差的定积分值的倒数而被求出。另外，对振幅值Pa、Pi的差赋予加权，例如，如下面公式( 所示，也可由振幅值 Pa、Pi的差的2次方和的倒数求出近似度。公式权利要求
1.一种脉搏波解析装置(1)，其特征在于， 该脉搏波解析装置(1)具有存储部(8)，其用于存储多个脉拍的脉搏波波形，解析处理部O)，其进行特定处理，该特定处理是指，通过对所述多个脉拍的脉搏波波形进行解析，来计算脉搏波解析指标的处理；所述解析处理部( 对用于构成所述多个脉拍的脉搏波波形的每个脉拍的脉搏波形状进行累积，并从计算对象中排除所累积的脉搏波形状与所述每个脉拍的脉搏波形状之间的近似度低的脉拍，来计算所述脉搏波解析指标；所述脉搏波解析装置(1)还具有输出部，该输出部(4)用于将计算出的所述脉搏波解析指标作为解析结果来输出。
2.根据权利要求1所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，所述解析处理部( 还对用于计算所述脉搏波解析指标的脉搏波形状的所述近似度进行累积，由此计算搏动的稳定度；所述输出部(4)还将所述稳定度作为表示所述脉搏波解析指标的可靠性的指标来输出ο
3.根据权利要求2所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，所述存储部(8)对应每个肢体部位来存储所述多个脉拍的脉搏波波形； 所述解析处理部( 对应每个肢体部位来累积所述每个脉拍的脉搏波形状，并计算所述近似度、所述脉搏波解析指标以及所述稳定度；所述输出部(4)将所述稳定度高的所述脉搏波解析指标作为所述解析结果来输出。
4.根据权利要求1所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于， 所述存储部(8)针对左右的肢体部位存储多个脉拍的脉搏波波形；所述解析处理部( 对应所述每个肢体部位来计算所述近似度，并利用所述近似度高的肢体部位的脉搏波形状，来计算所述脉搏波解析指标。
5.根据权利要求1所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，所述解析处理部( 仅限于在所述每个脉拍的脉搏波形状中对所述脉搏波解析指标的计算产生影响的范围内，计算所述近似度。
6.根据权利要求1所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，所述脉搏波解析指标表示动脉硬化的程度和/或血管的狭窄程度。
7.根据权利要求6所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，所述脉搏波解析指标包含作为表示动脉硬化的程度的指标的脉搏波传播速度。
8.根据权利要求1所述的脉搏波解析装置(1)，其特征在于，还具有脉搏波检测部(20ar、20al、20br、20bl)，所述脉搏波检测部(20ar、20al、20br、 20bl)用于对肢体部位的脉搏波进行检测；所述脉搏波解析部( 基于来自所述脉搏波检测部(20ar、20al、20br、20bl)的检测信号，来测定所述多个脉拍的脉搏波波形。
9.一种记录介质，记录有脉搏波解析用程序，该脉搏波解析用程序使计算机发挥用于解析脉搏波的装置的功能，其特征在于，所述脉搏波解析用程序使所述计算机执行以下步骤对用于构成存储于存储部中的多个脉拍的脉搏波波形的每个脉拍的脉搏波形状进行累积的步骤；从计算对象中排除所累积的脉搏波形状与所述每个脉拍的脉搏波形状之间的近似度低的脉拍，来计算所述脉搏波解析指标的步骤；将计算出的所述脉搏波解析指标作为解析结果来输出的步骤。
全文摘要
脉搏波解析装置(100)存储多个脉拍的脉搏波波形，并通过解析该多个脉拍的脉搏波波形来计算脉搏波解析指标。在脉搏波解析指标的计算中，对用于构成多个脉拍的脉搏波波形的每个脉拍的脉搏波形状进行累积，并从脉搏波解析指标的计算对象中，排除所累积的脉搏波形状与每个脉拍的脉搏波形状的近似度低的脉拍。
文档编号A61B5/02GK102469942SQ201080034208
公开日2012年5月23日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月30日
发明者小椋敏彦, 森尚树, 糸永和延, 高松升三 申请人:欧姆龙健康医疗事业株式会社