中枢血圧推定装置および方法
【課題】 中枢動脈の収縮期血圧の変化を簡単に推定する。
【解決手段】 生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波をセンサユニット１にて検出する。ＣＰＵ１１は、検出された脈波の特徴点を抽出して、抽出した特徴点を用いて脈波における収縮期後方成分を求める。次に、求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定して、推定された収縮期血圧の時間的変化は表示部２５に表示される。収縮期血圧の推定には、求められた収縮期後方成分と、電子血圧計３０で予め測定しておいた抹消動脈の血圧とを用いた線形変換による演算が適用される。
【解決手段】 生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波をセンサユニット１にて検出する。ＣＰＵ１１は、検出された脈波の特徴点を抽出して、抽出した特徴点を用いて脈波における収縮期後方成分を求める。次に、求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定して、推定された収縮期血圧の時間的変化は表示部２５に表示される。収縮期血圧の推定には、求められた収縮期後方成分と、電子血圧計３０で予め測定しておいた抹消動脈の血圧とを用いた線形変換による演算が適用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中枢血圧推定装置および方法に関し、特に中枢動脈の収縮期血圧の変化を推定することができる中枢血圧推定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、冠動脈の循環が悪くなり心筋梗塞などの急性心疾患が発生した場合にニトログリセリンなどの冠動脈拡張薬が患者に投与される。このような薬剤の投与により中枢の動脈の血圧が下がった場合には、薬剤投与の効果が出ていると確認することができる。従来は中枢動脈の血圧は、正確に測ろうとする場合、医家が患者の体にカテーテルを挿入して侵襲して測定するので患者に痛みを与えることがあり、また大掛かりの装置となるために実用性にも優れない。そこで、痛みを伴わずに簡易に中枢動脈の血圧の変化をモニタするための手法として、末梢動脈において中枢動脈の血圧変化をモニタすることが望まれていた。
【０００３】
抹消の血圧は市販の電子血圧計を用いて非侵襲に簡易に測定することができる。しかしながら、心臓より脳、腎臓へ至る大動脈の内圧（＝中枢血圧）は上腕など末梢の比較的細い血管で測定する血圧（＝末梢血圧）としばしば異なることが知られている。例えば特許文献１に示されているように、末梢血圧が変化しない場合でも中枢血圧が変化することが知られているから、電子血圧計で末梢血圧の変化をモニタしたとしても、必ずしも中枢血圧の変化を正確に把握できるとは限らない。
【０００４】
そこで、特許文献２または特許文献３においては、中枢動脈の脈波波形を、すなわち中枢血圧波形をより確かに推定するための技術が提案された。
【特許文献１】特許第２６２０４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−５５５号公報
【特許文献３】特許第３４００４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２により提案される技術では、伝達関数法を用いるためフーリエ変換などの複雑な演算が必要とされるので、高速な演算機能を有するプロセッサを搭載した装置が必要とされて装置価格が高くなる。また、特許文献３では、動脈モデルと脈波伝播速度とから、中枢動脈から末梢動脈へ圧脈波（動脈の内圧変化によって生じる経時的な血管伝導波を圧脈波という）が伝わる際にどのように変化するかを求めておき測定した末梢血圧から中枢血圧を測定するといった手法を用いているが、高性能の演算装置を用いなければ解析までに要する演算時間が長くなって、中枢血圧の現象の発生から確認までに要する時間が長くなり実用的でない。
【０００６】
また、特許文献１においては、中枢の圧力降下の後に収縮期後方成分も降下していることを示唆しているけれども、上昇などについては触れていない。
【０００７】
それゆえにこの発明の目的は、中枢動脈の収縮期血圧の変化を簡単に推定することのできる中枢血圧推定装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う中枢血圧推定装置は、生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定する推定手段と、推定手段により推定された収縮期血圧の時間的変化を表示する表示手段とを備える。
【０００９】
好ましくは、推定手段は、生体において予め測定された血圧と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分とを用いて、生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する。
【００１０】
好ましくは、生体において予め測定された血圧は、該生体の抹消動脈の血圧である。
【００１１】
好ましくは、推定手段には線形変換が用いられる。
【００１２】
好ましくは、表示手段は、推定手段により推定された収縮期血圧を時系列に連続して表示する。
【００１３】
好ましくは、１心拍毎の収縮期血圧を連続して表示する。
【００１４】
好ましくは、表示手段は、収縮期血圧またはその時間的変化と血圧に関する他の指標とを関連付けて表示する。
【００１５】
好ましくは、指標は、生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化である。
【００１６】
好ましくは、表示手段は、収縮期血圧またはその時間的変化と前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化を、２次元グラフ上で比較して表示する。
【００１７】
この発明の他の局面に従う中枢血圧推定装置は、生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分の時間的変化を算出する算出手段と、算出手段により算出された収縮期後方成分の時間的変化を表示する表示手段とを備える。
【００１８】
上述の収縮期後方成分は、反射波成分であり、中枢動脈における収縮期血圧を決定する要因の１つである。
【００１９】
この発明のさらに他の局面に従う中枢血圧推定方法は、生体の表面に接触されたセンサを用いて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出ステップと、脈波検出ステップにより検出される脈波における収縮期後方成分を求めるステップと、収縮期後方成分を求めるステップによって求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する推定ステップと、推定ステップにより推定された収縮期血圧の時間的変化を表示する表示ステップとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、生体から検出した脈波において、その収縮期後方成分を求めるので、中枢動脈における収縮期血圧を決定する要因の１つである収縮期後方成分（反射波）を知ることができる。それにより、その収縮期後方成分を用いて中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定できる。したがって、中枢動脈の収縮期血圧の時間的変換を簡単に短時間のうちに推定できる。
【００２１】
また医家は、表示される中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を参照することで、生体の心臓、すなわち中枢動脈の状態をモニタすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。図１〜図１６は本実施の形態に係る装置または方法を説明する図であり、図１７（Ａ）と（Ｂ）〜図２０は本実施の形態に係る技術的な背景を説明するための図である。
【００２３】
＜実施の形態のための背景の説明＞
図１７（Ａ）と（Ｂ）には同一被験者について同時に測定した末梢動脈の圧脈波の変化と中枢動脈の圧脈波の変化を示す。図１７（Ａ）と（Ｂ）の波形は、中枢動脈の状態に左右される。図１７（Ｂ）の中枢動脈の波形はカテーテルを挿入して侵襲に計測したものであり、図１７（Ａ）の末梢動脈の圧脈波は電子血圧計などを用いて上腕部の血圧をオシロメトリック法により測定して得たものである。図１７（Ａ）と（Ｂ）の横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波信号（電圧信号）の電圧レベル（ｍＶ）を示しており、この電圧レベルは血圧に比例する。
【００２４】
図１７（Ｂ）の中枢動脈の圧脈波は、多くの場合には反射波の振幅レベルが大きく、反射波の振幅レベルが大きい人の場合には中枢動脈の最高血圧（収縮期血圧）は反射波の振幅レベルに左右される。図１７（Ａ）は抹消動脈の圧脈波の変化を示す。中枢動脈の圧脈波の反射波の振幅レベルが大きい人でも末梢動脈の圧脈波は進行波が大きい場合がある。これは圧脈波が血管を伝わる際にある周波数（５Ｈｚ程度）成分が強調される伝達特性があるためである。この場合、心臓の拍動に伴い心臓から血液が送出されるときの駆出波の振幅が大きいことが多く、末梢動脈の最高血圧（収縮期血圧）は駆出波の振幅レベルに大きく左右される。
【００２５】
図１８（Ａ）と（Ｂ）は被験者の体にカテーテルを挿入して、ニトログリセリン投与前後の中枢動脈の血圧を測定した結果をグラフで示しており、グラフの横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波の振幅レベルを示し、その単位は圧力（ｍｍＨｇ）で示されている。ニトログリセリン投与前の図１８（Ａ）とニトログリセリン投与後の図１８（Ｂ）を参照すると、ニトログリセリンが血管細胞に作用して血管を拡張させるので、結果として中枢動脈の圧脈波について反射波成分が低減されたことが、圧脈波の振幅のピークが図中矢印で示されるように低減されていることでわかる。
【００２６】
図１９（Ａ）と（Ｂ）には、ニトログリセリンの投与により、末梢動脈の圧脈波において反射波が低減される様子がグラフで示される。グラフの横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波の振幅レベルを示し、その単位は圧力（ｍｍＨｇ）で示されている。ここで示される末梢動脈の圧脈波は、電子血圧計を用いたオシロメトリック法に従い測定された血圧の波形に対応する。末梢動脈の圧脈波の波形においては、圧脈波の振幅のピークであるポイントＡ１とＡ２、ポイントＢ１とＢ２において血圧が指示される。特許文献１で示されているように中枢動脈の圧脈波で出現する反射波成分は、抹消動脈の圧脈波ではポイントａ１およびａ２、ならびにポイントｂ１およびｂ２において出現する。したがって、末梢動脈における血圧を示す圧脈波の振幅レベルは反射波に影響されないことがわかる。図示されるように、ニトログリセリンを投与したことにより、血管が拡張しているので、図１９（Ｂ）に出現する反射波の振幅レベルは図１９（Ａ）のそれに比べて低減されて、その結果ポイントａ１のレベルはポイントｂ１のレベルにまで低下し、同様にポイントａ２のレベルはポイントｂ２のレベルにまで低下していることがわかる。
【００２７】
図２０には、実験結果の実測値を用いた末梢動脈の圧脈波における反射波の振幅レベルの傾向を示すグラフ（以下、反射波トレンドという）Ｌ１と中枢動脈圧（最大値：収縮期血圧）の変化の傾向を示す中枢動脈圧トレンドＬ２が示されている。図２０のグラフでは横軸に時間経過がとられて、縦軸に中枢動脈圧（収縮期血圧）と末梢動脈圧の圧脈波のピーク値（いずれも単位は（×１００ｍｍＨｇ））を示している。前述したように、中枢動脈圧、すなわち中枢動脈の収縮期血圧は反射波の振幅レベルに左右されるので、反射波の振幅レベルが大きくなると収縮期血圧は上昇し、振幅レベルが低くなると収縮期血圧も低くなる。これに対し、末梢動脈の圧脈波においては、反射波の影響は収縮期血圧（図１９（Ａ）と（Ｂ）のポイントＡ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２の血圧）の後方成分として図１９（Ａ）と（Ｂ）ポイントａ１、ａ２、ｂ１およびｂ２において出現している。
【００２８】
したがって、図２０に示されるように、反射波トレンドＬ１の変化点は、中枢動脈圧トレンドＬ２の変化点よりわずかに遅れて出現することになる。図２０では、その変化点が僅かの時間差をもって対応付けて示されることになって、この変化点は心臓の拍動の１拍ごとに出現しており、反射波トレンドＬ１は、この１心拍毎の反射波のピーク値を変化点として時系列にプロットしたものである。このように図２０のグラフからは、末梢動脈における反射波の振幅レベルの変化と中枢動脈における収縮期血圧の変化はほぼ一致しているということがわかるので、この実験によれば末梢動脈の圧脈波における反射波トレンドＬ１をモニタすることにより、中枢動脈における収縮期血圧の時系列の時間的変化（トレンド）を容易に把握することが可能になるという結果を得ることができる。
【００２９】
＜本実施の形態に係る装置の外観および構成＞
図１にはセンサユニットと固定台との接続関係が示される。図２には、本実施の形態に係る中枢血圧推定装置に適用される脈波検出装置を生体に装着した状態が示される。
【００３０】
図１および図２を参照して、脈波検出装置は手首の橈骨動脈における脈波を検出するために手首表面に装着されるセンサユニット１、脈波検出のために手首を固定するための固定台２および脈波検出に関する各種情報を入出力するための表示ユニット３（図示せず）を備える。図１ではセンサユニット１は筐体内に収容されており、図２ではスライド溝９（図１参照）を介して筐体内から外部にスライド移動されて、手首上に位置している状態が示される。
【００３１】
固定台２は固定台ユニット７を内蔵しており、固定台ユニット７は後述する図４の表示ユニット３と外部接続インターフェース２９とにＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル４を介して通信可能に接続される。また、固定台ユニット７とセンサユニット１とは通信ケーブル５とエア管６とを介して接続される。
【００３２】
脈波検出時には、図２に示すように、ユーザは手首を固定台２の所定位置に載置した状態で、センサユニット１をスライド移動により手首の動脈側の表面に位置させてセンサユニット１の筐体と固定台２とをベルト８を介して締めて、手首上のセンサユニット１がずれないように止める。
【００３３】
図３（Ａ）〜（Ｅ）にはセンサユニット１の構成が示される。
【００３４】
図３（Ａ）のセンサユニット１の、手首装着時の手首を横断する方向の断面構造が図３（Ｂ）に示される。図３（Ｃ）には図３（Ｂ）の破線の枠内の一部が拡大して示される。図３（Ｂ）の押圧カフ１８は、加圧ポンプ１５および負圧ポンプ１６によりカフ圧が調整されると、セラミックないしは樹脂により成型されたブロックを介して取付けられた半導体圧力センサ１９は該カフ圧レベルに応じた量だけ自在に上下移動する。半導体圧力センサ１９は、下方向に移動されることにより、筐体の予め設けられた開口部から突出して手首表面に押圧される。
【００３５】
図３（Ｄ）と図３（Ｅ）に示すように、半導体圧力センサ１９の複数個のセンサエレメント２８の配列方向は、センサユニット１を手首に装着した時には動脈と略直交（交差）する方向に対応し、配列長は少なくとも動脈の径より長い。センサエレメント２８それぞれは押圧カフ１８のカフ圧により押圧されると、動脈から発生して生体表面に伝達される圧力振動波である圧力情報を電圧信号として出力する（以下、「圧力信号」という）。本実施の形態において、センサエレメント２８は所定の大きさ（５．５ｍｍ×８．８ｍｍ）の測定面４０において、たとえば４０個配列される。
【００３６】
図３（Ｃ）を参照して、センサエレメント２８からの圧力信号は、フレキシブル配線２７を介してＰＣＢ（Printed Circuit Board）２６内のマルチプレクサ２０、アンプ２１
へと順次送られる。
【００３７】
図４には、本発明の実施の形態に係る中枢血圧推定装置の機能構成が示される。図４を参照して、表示ユニット３は、外部から操作可能に設けられて脈波検出に関する情報を含む各種情報を入力するために操作される操作部２４、および動脈位置検出結果や脈波測定結果や中枢血圧推定結果などの各種情報を外部に出力するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部２５を含む。
【００３８】
固定台ユニット７は、脈波検出および中枢血圧推定の動作を制御するためのデータやプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３、当該装置の動作を集中的に制御するために演算を含む各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、加圧ポンプ１５、負圧ポンプ１６、切換弁１７、ＣＰＵ１１からの信号を受け取り加圧ポンプ１５、負圧ポンプ１６および切換弁１７に送信するための制御回路１４、少なくとも２つの特性値を有してそのいずれかの特性値に変更可能である特性可変フィルタ２２、Ａ／Ｄ変換部２３を備える。ＣＰＵ１１には、外部接続インターフェース２９を介して電子血圧計３０、通信ユニット３１および外部記憶装置３２が接続される。電子血圧計３０はオシロメトリック法を用いて被験者の上腕などの抹消動脈の血圧（収縮期血圧および拡張期血圧）を一般に良く知られている手順で測定して、測定結果のデータを外部接続インターフェース２９を介してＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は入力する血圧測定結果データを表示部２５に表示し、また中枢血圧推定のために参照する。
【００３９】
本実施の形態では、図２のように抹消動脈の圧脈波（単に脈波ともいう）の検出部位を手首とし、血圧測定部位を上腕としているが、脈波および血圧ともに測定部位はこれに限定されない。中枢血圧について、より高い推定精度を得るには両者の測定部位は近接していることが望ましい。
【００４０】
また、ここでは脈波検出のためのセンサユニット１と血圧測定のための電子血圧計３０は別個に設けているが、同一筐体に取り込んだ装置構成としてもよい。この場合には、上述した測定部位の近接配置が容易に可能となるであろう。
【００４１】
ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ１３上に展開して実行し、当該装置全体の制御を行なう。そして、ＣＰＵ１１は、操作部２４よりユーザからの操作信号を受取り、その操作信号に基づいて装置全体の制御処理を行なう。すなわち、ＣＰＵ１１は、操作部２４から入力された操作信号に基づいて、制御信号を送出する。また、ＣＰＵ１１は、脈波測定結果などを表示部２５に表示する。
【００４２】
加圧ポンプ１５は、後述の押圧カフ（空気袋）１８の内圧（以下、「カフ圧」という）を加圧するためのポンプであり、負圧ポンプ１６は、カフ圧を減圧するためのポンプである。切換弁１７は、これらの加圧ポンプ１５と負圧ポンプ１６とのいずれかを選択的にエア管６に切換接続する。そして、制御回路１４は、これらを制御する。
【００４３】
センサユニット１は、複数のセンサエレメント２８を含む半導体圧力センサ１９、複数のセンサエレメントそれぞれが出力する圧力信号を選択的に導出するマルチプレクサ２０、マルチプレクサ２０から出力される圧力信号を増幅するためのアンプ２１、および半導体圧力センサ１９を手首上に押圧させるために加圧調整される空気袋を含む押圧カフ１８を備える。
【００４４】
半導体圧力センサ１９は、単結晶シリコンなどからなる半導体チップに一方向に所定間隔に配列された複数のセンサエレメントを含んで構成され（図３（Ｅ）参照）、押圧カフ１８の圧力によって測定中の被験者の手首などの測定部位に押圧される。その状態で、半導体圧力センサ１９は撓骨動脈を介して被験者の脈波を検出する。半導体圧力センサ１９は、脈波を検出することで出力する圧力信号を各センサエレメント２８のチャネルごとにマルチプレクサ２０に入力する。
【００４５】
マルチプレクサ２０は、各センサエレメント２８が出力する圧力信号を選択的に出力する。マルチプレクサ２０から送出される圧力信号は、アンプ２１において増幅し、特性可変フィルタ２２を介して選択的にＡ／Ｄ変換部２３に出力する。本実施の形態において、マルチプレクサ２０は、ＣＰＵ１１により動的に制御される。
【００４６】
特性可変フィルタ２２は、所定値以上の信号成分を遮断するための低域通過フィルタであり、遮断周波数を変更することができる。特性可変フィルタ２２についても、後に詳述する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換部２３は、半導体圧力センサ１９から導出されたアナログ信号である圧力信号をデジタル情報に変換して、ＣＰＵ１１に与える。ＣＰＵ１１は、半導体圧力センサ１
９に含まれる各センサエレメント２８が出力する圧力信号を、時間軸に沿ってマルチプレクサ２０を介して同時に取得する。
【００４８】
本実施の形態において、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３を固定台ユニット７に備えることとしたので、表示ユニット３の小型化を図ることができる。
【００４９】
なお、固定台２の固定台ユニット７と表示ユニット３とは別個に設けたが、両機能を固定台２に内蔵する構成であってもよい。また、固定台ユニット７にＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３を備える構成にしたが、これらを表示ユニット３に設ける構成としてもよい。また、ＰＣ（Personal Computer）と接続されて、各種制御を行なうこととしてもよ
い。
【００５０】
＜本発明の実施の形態における装置の動作および構成＞
ここで、上記の本発明の実施の形態において、特性可変フィルタ２２を設けた脈波検出装置の動作について説明する。
【００５１】
図５は、実施の形態における脈波測定処理を含む中枢血圧推定処理のフローチャートである。図５のフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ１１が、ＲＯＭ２２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２３上に展開して実行することによって実現される。
【００５２】
図５を参照して、始めに、電源スイッチ（図示せず）がＯＮされると、ＣＰＵ１１は、制御回路１４に対して負圧ポンプ１６を駆動するように指示し、制御回路１４はこの指示に基づいて切換弁１７を負圧ポンプ１６側に切換えて、負圧ポンプ１６を駆動する（Ｓ１０１）。負圧ポンプ１６が駆動されることで、切換弁１７を介してカフ圧が大気圧よりも十分に低くするように作用され、半導体圧力センサ１９を含むセンサ部分が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。
【００５３】
その後、センサ部分が測定部位に移動される、あるいは操作部２４に含まれる測定開始スイッチ（図示せず）が押される、などを検知して、測定の開始を判断する（Ｓ１０３）。前者の場合、センサ部分はその移動を検知するための図示されないマイクロスイッチなどを備え、ＣＰＵ１１は該マイクロスイッチの検出信号に基づいてセンサ部分が移動したか否かを判定する。
【００５４】
測定の開始を判断すると（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、電子血圧計３０においてオシロメトリック法に従い血圧測定がされているので、その測定結果である末梢動脈の収縮期（最高）血圧と拡張期（最低）血圧のデータを入力する（Ｓ１０４）。そして、各センサエレメント２８からの圧力信号を得るために、マルチプレクサ２０を動作させてチャネルスキャンを開始する（Ｓ１０５）。また、このとき、ＣＰＵ１１は、特性可変フィルタ２２の遮断周波数の特性を特性Ａとする。本実施の形態においては、図６に示すように、特性可変フィルタ２２を構成する切替回路に対して、フィルタＡ２２ａを選択するように制御信号を送信する（Ｓ１０７）。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１１は制御回路１４に対し、加圧ポンプ１５を駆動させるよう制御信号を送出する。制御回路１４は、この制御信号に基づいて切換弁１７を加圧ポンプ１５側に切換えて、加圧ポンプ１５を駆動する（Ｓ１０９）。これにより、カフ圧が上昇して、半導体圧力センサ１９を含むセンサ部分が被験者の測定部位の表面に押圧される。
【００５６】
センサ部分が測定部位に押圧されると、半導体圧力センサ１９に含まれる各センサエレメント２８から圧力信号がマルチプレクサ２０において時分割され、アンプ２１において増幅される。その後、増幅された圧力信号はフィルタＡ２２ａに入力される。そして、フィルタＡにおいてフィルタ処理された圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３に送出される。そして、Ａ／Ｄ変換部２３でデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１は、これらのデジタル情報を用いてトノグラムを作成し、表示部２５に表示する（Ｓ１１１）。
【００５７】
次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１１で作成したトノグラムに基づいて、動脈上に位置するセンサエレメント２８を検出し、該センサエレメント２８を最適チャネルとして選択するための処理を実行する（Ｓ１１３）。なお、最適チャネルを選択する処理については、本願出願人がすでに出願して公開されている特願２００３−１２３１３号公報に記載の技術などを用いることができる。
【００５８】
本実施の形態において、最適チャネルとして、１つのセンサエレメント２８が採用されることとする。
【００５９】
同時に、ＣＰＵ１１は、各センサエレメント２８から入力される圧力信号から、その直流成分を抽出する（Ｓ１１５）。直流成分は、圧力信号の一定時間の平均値、または圧力信号の低域通過フィルタを通過した成分（脈波除去した成分）、または脈波立上り点（脈波成分が混入する直前）の圧力信号レベルにより求められる。
【００６０】
より具体的には、ステップＳ１１５において、圧力信号の出力変化を一定時間ごとのウィンドウ（区間）に分割し、各ウィンドウ内の平均を算出することで、直流成分を抽出することができる。あるいは、各ウィンドウ内の最大値と最小値との中間値を算出する、低域通過フィルタを用いて所定の周波数以下の値を抽出する、などを行なっても、同様に直流成分を抽出することができる。なお、上述の一定時間は、被験者の脈拍に拠らない予め脈波検出のために設定されている時間間隔であって、一般的な一脈拍時間が含まれる１．５秒程度であることが好ましい。
【００６１】
次に、ＣＰＵ１１は、各センサエレメント２８から入力される圧力信号よりステップＳ１１５において抽出した直流成分が、安定している箇所を検出する（Ｓ１１７）。直流成分が安定している箇所が検出されない場合には（Ｓ１１７でＮＯ）、加圧ポンプ１５による押圧カフ１８に対する加圧を継続しながら、直流成分が安定している箇所が検出されるまで、上述のステップＳ１１１〜Ｓ１１７の処理を繰り返す。
【００６２】
このように、最適チャネルの選択処理と直流成分を検出して行なう最適圧力調整処理とが並行されることにより、脈波測定開始までの時間を短縮することができる。
【００６３】
なお、最適チャネルの選択が行なわれた後に、最適圧力調整をすることとしてもよい。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１１は、最適チャネルの選択が完了し、直流成分が安定している箇所を検出すると（Ｓ１１７でＹＥＳ）、マルチプレクサ２０に対し最適チャネルとして決定したセンサエレメント２８からの圧力信号を選択して送出させるようにチャネルを固定する（Ｓ１１９）。同時に、ＣＰＵ１１は、特性可変フィルタ２２の遮断周波数の特性を特性Ｂに切り替える（Ｓ１２１）。本実施の形態においては、特性可変フィルタ２２の切替回路に対して、図６に示すフィルタＢ２２ｂへと切り替える制御信号を送信する。
【００６５】
そして、ステップＳ１１７において検出された直流成分が安定している箇所を押圧カフ１８の最適押圧力として決定し、押圧カフ１８の圧力を調整するよう、制御回路１４に対し制御信号を送出する（Ｓ１２３）。
【００６６】
さらに、ステップＳ１２３で押圧カフ１８の押圧力を最適押圧力として決定した後、ＣＰＵ１１は、押圧カフ１８の押圧力が最適押圧に保たれた状態で最適チャネルとして選択されたセンサエレメント２８から出力された圧力信号、すなわち波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であるか否か（Ｓ１２５）、さらに、波形歪みがあるか否か（Ｓ１２７）を判定する。
【００６７】
波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が不適切である場合（Ｓ１２５でＮＯ）、あるいは波形歪みが検出される場合（Ｓ１２７でＮＯ）には、波形データの立上がり点の先鋭度が適切になるまで、あるいは波形歪みが検出されなくなるまで、ステップＳ１２３の押圧力の調整を繰り返す。
【００６８】
そして、波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であり（Ｓ１２５でＹＥＳ）、かつ波形歪みが検出されない場合（Ｓ１２７でＹＥＳ）には、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０、アンプ２１、フィルタＢ２２ｂおよびＡ／Ｄ変換部２３を介して、その時点の波形データを得る。そして、得た波形データを逐次蓄積することで、蓄積した波形データに基づき図２０で示したような反射波トレンドＬ１のデータを生成して、生成したデータに基づき表示部２５に反射波トレンドを表示する（Ｓ１２９）。表示される反射波トレンドＬ１を参照することで、医家は中枢動脈圧の時間的変化を簡単に読取る（推定する）ことができる。
【００６９】
このとき、マルチプレクサ２０は、Ｓ１１９においてチャネルが固定されているため、単一チャネルからの圧力信号のみがアンプ２１を介してフィルタＢ２２ｂに送出される。そして、フィルタＢ２２ｂにおいてフィルタ処理された圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３においてデジタル信号に変換される。
【００７０】
そして、ＣＰＵ１１は、中枢血圧推定処理の終了の所定条件の成立を判定する（Ｓ１３１）。ステップＳ１３１で中枢血圧推定処理を終了するための条件は、ステップＳ１０３の測定開始から予め設定された所定時間（たとえば３０秒）の経過であってもよいし、操作部２４を介したユーザからの終了（あるいは中断）指示などであってもよい。すなわち、所定条件が成立するまで、上述のステップＳ１２９の処理が繰り返される。
【００７１】
そして、終了のための所定条件が成立したときは（Ｓ１３１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は切換弁１７を介して負圧ポンプ１６を駆動するよう、制御回路１４に対し制御信号を送出する（Ｓ１３３）。これにより、測定部位に対するセンサ部分の押圧状態は解かれて、一連の測定処理は終了する。
【００７２】
このように、実施の形態において、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０に対して、Ｓ１０５においてチャネルスキャンする動作と、Ｓ１１９においてチャネル固定する動作とを切り替え制御する。本実施の形態における脈波検出装置においては、脈波測定時間が３０秒〜２分程度と短かいことから脈波測定中に体動によりずれる可能性が少ないため、このようにチャネルを固定することができる。
【００７３】
次に、図６〜８を用いて、本発明の実施の形態における特性可変フィルタ２２について説明する。
【００７４】
図６は、実施の形態における特性可変フィルタ２２を構成するフィルタ切替回路について説明するための図である。図６を参照して、特性可変フィルタ２２は、異なる周波数特性を有するフィルタＡ２２ａとフィルタＢ２２ｂとを含み、これらのフィルタを切り替えるための切替回路により構成される。また、図７（Ａ）と（Ｂ）は、図６に示したフィルタＡ２２ａおよびフィルタＢ２２ｂの周波数特性を示す図である。
【００７５】
本実施の形態において、たとえば、４０個のセンサエレメント２８からの圧力信号の切替周波数ｆｘを２０ｋＨｚとする。そうすると、４０個のうち１個のセンサエレメント２８からの圧力信号のサンプリング周波数ｆｓは、５００Ｈｚとなる。
【００７６】
なお、以下、実施の形態において、サンプリング周波数ｆｓとは、単一の圧力信号のサンプリング周波数のことをいう。
【００７７】
図７（Ａ）を参照して、フィルタＡ２２ａの遮断周波数ｆｃＡは、切替周波数ｆｘ（２０ｋＨｚ）以上の値とし、たとえば２５０ｋＨｚに設定する。一方、図７（Ｂ）を参照して、フィルタＢ２２ｂの遮断周波数ｆｃＢは、サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数ｆｓ／２（２５０Ｈｚ）よりも低い値とし、たとえば１００Ｈｚに設定にする。なお、上記条件下においては、フィルタＢ２２ｂの遮断周波数ｆｃＢは、３０Ｈｚ＜ｆｃＢ＜２５０Ｈｚ（＝ｆｓ／２）とすることが好ましい。
【００７８】
図８は、実施の形態における特性可変フィルタ２２の状態（モード）遷移例を示す図である。
【００７９】
図８を参照して、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０によって複数のセンサエレメント２８からの圧力信号を順次切り替えながら最適チャネルの選択を開始すると、特性可変フィルタ２２を多チャネルスキャンモードとする。そして、最適チャネル選択後は、単一チャネル詳細モードに変更する。実施の形態において、多チャネルスキャンモードとするには、ＣＰＵ１１は、図６に示すフィルタＡ２２ａを選択する。また、単一チャネル詳細モードとするには、ＣＰＵ１１は、図６に示すフィルタＢ２２ｂに切り替える。
【００８０】
上述のように、最適チャネル選択中は、マルチプレクサ２０を動作させて圧力信号の切り替えを行なうので、フィルタＡ２２ａが適用される。フィルタＡ２２ａの遮断周波数ｆｃＡは、２５０ｋＨｚと、切替周波数ｆｘ（２０ｋＨｚ）よりも十分に高い値としているため、波形の復元に際してなまりが生じない。
【００８１】
そして、最適チャネル選択後は、フィルタＢ２２ｂを適用する。最適チャネル選択後は、ＣＰＵ１１がマルチプレクサ２０を制御して単一のチャネルに固定するので、アンチエイリアシングフィルタとして機能するフィルタＢ２２を適用することができる。
【００８２】
図９を参照して、センサエレメント２８から得られる圧力信号（センサ信号）の解析処理と中枢動脈圧算出と表示の処理について説明する。図９のフローチャートに示される処理もまた、固定台ユニット７内のＣＰＵ１１が、ＲＯＭ１２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ１３上に展開して実行することによって実現される。
【００８３】
図９を参照して、始めに、複数のセンサエレメント２８を有する半導体圧力センサ１９において圧力信号を検出すると（Ｓ２０１）、半導体圧力センサ１９はマルチプレクサ２０を介してアンプ２１に圧力信号を入力する。そして、アンプ２１において半導体圧力センサ１９で検出された圧力信号は所定の周波数まで増幅され（Ｓ２０３）、特性可変フィルタ２２を構成するフィルタＡ２２ａまたはフィルタＢ２２ｂを経ることによりアナログフィルタ処理がなされる（Ｓ２０５）。
【００８４】
上記図５に示したＳ１１９においてチャネル固定されるまでの間は、ＣＰＵ１１によってフィルタＡ２２ａが適用され、Ｓ１１９においてチャネル固定された後は、フィルタＢ２２ｂが適用される。
【００８５】
特性可変フィルタ２２を通過した圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３においてデジタル化され（Ｓ２０７）、ノイズ除去などを目的として所定範囲の周波数を抽出するためのデジタルフィルタ処理がなされる（Ｓ２０９）。そして、Ａ／Ｄ変換部２３は、デジタル化した圧力信号を、ＣＰＵ１１に転送する。
【００８６】
なお、上述のＳ１１９においてチャネル固定されるまでの間は、ここでセンサ信号解析処理を終了する。
【００８７】
Ｓ１１９においてチャネル固定がされた後は、次に、ＣＰＵ１１は、Ａ／Ｄ変換部２３から圧力信号を受信し、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを実行することで圧力信号から得る脈波波形をＮ次微分する（Ｓ２１１）。そして、その微分結果に基づいて脈波波形を区切って１拍の脈波波形を抽出し（Ｓ２１３）、脈波波形を分類する（Ｓ２１５）。そして、分類された脈波波形から所定の特徴点を抽出し（Ｓ２１７）、抽出した特徴点に基づき末梢動脈圧脈波の反射波波形を算出する（Ｓ２１９）。以上でセンサ信号解析処理を終了する。
【００８８】
このように多次（Ｎ次）微分を用いることで、脈波波形の形をより明確に出すことができるので、その後になされる特徴点抽出においても、精度よく特徴点を抽出できる。この特徴点により収縮期後方成分（反射波）を求めることができるから、収縮期後方成分も精度よく求めることができる。
【００８９】
図１０（Ａ）は、本実施の形態において、特性可変フィルタ２２の周波数特性を特性Ａとした場合の１拍の脈波の表示例を示した図である。この場合、多チャネルスキャンモードであり、フィルタＡ２２ａが適用されている。一方、図１０（Ｂ）は、特性可変フィルタ２２の周波数特性を特性Ｂとした場合の１拍の脈波の表示例を示した図である。この場合は、単一チャネル詳細モードであり、フィルタＢ２２ｂが適用されている。図１０（Ａ）と（Ｂ）ともに縦軸に脈波の振幅レベルを示すセンサ出力電圧（Ｖ）を、横軸には時間（ｓｅｃ）をそれぞれとる。
【００９０】
図１０（Ａ）を参照すると、電圧の変化が少ない時間帯（たとえば４５．２秒付近および４５．８秒付近）の波形データには細かい振幅が見られ、ノイズが含まれていることが分かる。一方、図１０（Ｂ）を参照すると、同じく電圧の変化の少ない時間帯の波形データにおいても（たとえば４５．２秒付近および４５．８秒付近）なめらかな曲線となっており、ノイズの削減が実現されていることが分かる。
【００９１】
したがって、図９のステップＳ２１３において抽出される１拍の脈波波形の精度が高いため、１拍分の脈波波形からステップＳ２１９において精度の高い反射波の波形を算出することができて、ひいては該反射波成分を用いた中枢動脈の収縮期血圧の推定についても高い精度を得ることができる。
【００９２】
なお、ステップＳ２１３で抽出した脈波の波形の特徴を示すＡＩ（Augmentation Index）を求めて提示するようにしてもよい。このときＡＩは推定した中枢動脈圧と関連付けて時間的変化を示すように提示してもよい。ＡＩは、血圧と同様に公知の指標であって、主に中枢血管の動脈硬化に対応する脈波の反射強度（脈波の反射現象であって、送出した血流量の受入れやすさを表わしている）を反映する特徴量を指標化したものである。ＡＩは、特に循環器系疾患の早期発見のために有効な指標と言われており、血圧とは異なった挙動を示すことが知られている。
【００９３】
また、本実施の形態において、脈波の特徴量として公知の指標ΔＴｐなどを算出して提示することとしてもよい。
【００９４】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、マルチプレクサ２０と特性可変フィルタ２２とを動的に制御するため、適切にチャネル選択を行なうことができる。したがって、精度の高い脈波データを得ることができる。
【００９５】
また、これにより、１拍分の脈波データを用いてさまざまな解析に利用することができる。たとえば、被検者が薬を飲んだ後の、１拍単位での心臓の動きの変化などをリアルタイムで検出することができる。
【００９６】
また、１拍ごとの脈波解析が可能となるため、脈波測定に要する時間の短縮を図ることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態において、最適チャネルとして１つのセンサエレメント２８が採用されることとしたが、センサエレメント２８の数より少ない数であれば、２つ以上採用されることとしてもよい。
【００９８】
＜中枢動脈圧算出の手順＞
図９のステップＳ２２１の中枢動脈圧算出（推定）の手順について図１２と図１３を参照して説明する。
【００９９】
ここでは、中枢動脈圧として中枢動脈の収縮期血圧を求める。中枢動脈の収縮期血圧は、反射波により生じる収縮期後方成分（末梢動脈の圧脈波において検出される収縮期後方成分）と、電子血圧計３０を用いてステップＳ１０４において取得した収縮期血圧と拡張期血圧とを用いて、所定の演算式を用いた線形変換により算出して推定することができる。推定には線形変換による簡単な演算が適用されるので、ＣＰＵ１１はそれほど高い演算処理能力をもっていなくてもよく、また短時間のうちに推定することができる。
【０１００】
図１２では、図９のステップＳ２１７とＳ２１９で検出した末梢動脈の反射波を含む圧脈波の波形に基づき圧脈波の振幅の最低レベルからピークレベルまでの差分をＰ１、また、この圧脈波の反射波により生じる収縮期後方成分の振幅の最低レベルからピークレベルまでの差分をＰ２、同時期に電子血圧計３０で測定した末梢動脈圧、すなわち収縮期血圧をＰSYS（ｍｍＨｇ）とし、拡張期血圧をＰDIA（ｍｍＨｇ）とする。このとき、抹消動脈の収縮期後方成分の圧力ＰSYS2（ｍｍＨｇ）は次の式１で求まる。
【０１０１】
ＰSYS2＝Ｐ２／Ｐ１×（ＰSYS−ＰDIA）＋ＰDIA…（式１）
末梢動脈における収縮期後方成分の圧力ＰSYS2が求まると、次に、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSを式２に従い求める。
【０１０２】
ｃ−ＰSYS＝α×ＰSYS2＋β…（式２）
なお、式２中の変数αおよびβは、図１３の直線の式の傾きと切片から、α＝０．９２、β＝１８．４８と求めることができる。図１３のグラフは縦軸に圧力ＰSYS2（ｍｍＨｇ）が、横軸に中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYS（ｍｍＨｇ）がそれぞれとられて、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSと末梢動脈の収縮期後方成分の圧力ＰSYS2の相関関係が示されている。両者の相関関係は強いものであるから、図示されるような直線を得ることができる。グラフ上にプロットされている値は、被験者（患者）の通常状態において予め実測して求めておいたものである。
【０１０３】
このように、式１と式２を用いた線形変換により、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSを算出して推定することができる。推定された中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSは図９のステップＳ２２１で表示部２５において表示される。このときの表示の態様は、例えば図１４のトレンドグラフＬ４のようである。
【０１０４】
図１４には縦軸に血圧（ｍｍＨｇ）を、横軸に経過時間（ｓｅｃ）をとってトレンドグラフＬ３とＬ４を示す。図１４では実験により、同一被験者の中枢動脈の収縮期血圧について、カテーテルによる侵襲の測定と、ステップＳ２２１の算出（推定）による非侵襲の測定とを同時に実施した場合に、両方の測定で得られる１心拍毎の収縮期血圧の値を時系列に連続して繋ぐことで、時間的変化がトレンドグラフＬ３とＬ４で示されている。
【０１０５】
トレンドグラフＬ３とＬ４を比較してわかるように、本実施の形態により推定される中枢動脈の収縮期血圧の変化の傾向は、その実測血圧値の変化の傾向にほぼ一致していることがわかる。
【０１０６】
〈中枢動脈圧のトレンド表示〉
図１５には、ステップＳ２２１で表示部２５に画面表示される中枢動脈圧のトレンドの一例が示される。図１５の画面の下段には推定した１心拍毎の推定した中枢動脈圧を時系列にプロットしたトレンドグラフが示されている。また右上段には末梢動脈において検出される圧脈波の波形の経時変化が示されており、左上段には、右上段の圧脈波の１つを切出して拡大された状態が示されている。
【０１０７】
医家は、ニトログリセリンなどの薬剤の投与に際して、図１５の画面下段のトレンドグラフを観察することにより、図２０で説明したように投薬前後における中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を把握することができる。その結果、中枢動脈における収縮期血圧が低下しているか否かなど投薬の効果の有無を確認できる。
【０１０８】
図１５ではトレンドグラフの横軸は拍数（拍）を、縦軸は血圧（ｍｍＨｇ）をとる。トレンドグラフは時間軸の１目盛りは同じ時間期間を示すが、次のようにしてもよい。つまり、測定されて所定時間経過した部分のグラフは、時間軸方向に順次圧縮して表示するようにしてもよい。このようにすると、圧縮された部分では過去の比較的長い期間に亘るトレンドを観測でき、他の圧縮されてない部分では、現在を含む最近のトレンドを詳細に確認することができる。また、図１５の横軸は拍数に代替して時間（ｓｅｃ）の軸であってもよい。
【０１０９】
〈他の表示例〉
図１６に示す画面表示としてもよい。図１６は横軸に電子血圧計３０にて測定される抹消動脈の血圧（収縮期血圧）の変化量（ｍｍＨｇ）が、縦軸に図９のステップＳ２２１で算出（推定）される中枢動脈の血圧（収縮期血圧）の変化量（ｍｍＨｇ）がそれぞれとられて、両者の相関関係が２次元グラフにして示されている。グラフ上の両変化量が０である点（原点）を投薬直前の血圧値としたときに、該血圧値と投薬後の任意タイミングで取得した血圧値との間の変化量（差分）の相関関係を、矢印Ａ、ＢおよびＣで表示している。
【０１１０】
矢印Ａのような変化量の相関関係が検出されたときは、中枢動脈の収縮期血圧のみが降下（末梢動脈においては血圧の変化が観測できない）という状況を示している。また矢印Ｂのような変化量の相関関係が検出されたときは、中枢動脈および末梢動脈においてともに収縮期血圧が降下していることがわかる。また矢印Ｃのような変化量の相関関係が検出されたときは、末梢動脈の収縮期血圧のみが降下しており、中枢動脈における収縮期血圧には変化が起きていないことがわかる。
【０１１１】
たとえば心筋梗塞が発生したときに、これを緩和するためには中枢動脈の還流を増加させる必要がある。還流を増加させるには中枢動脈の内圧を低下させる必要があるので、医家は患者に血管拡張作用を及ぼすニトログリセリンなどの薬剤を投与する。この場合に、図１６のグラフの原点を心筋梗塞発症時とした場合に投薬後の任意タイミングで、矢印ＡとＢのような相関関係が提示されたならば薬剤投与の効果が現われていることがわかるが、矢印Ｃのような相関関係が提示されたならば薬剤投与の効果が得られていないことがわかる。
【０１１２】
＜変形例＞
図５のフローチャートにおいては、電子血圧計３０を用いた末梢動脈の最高血圧および最低血圧（収縮期血圧および拡張期血圧）はステップＳ１０４において予め測定されるとしたが、ステップＳ２２１において予め測定されるとしてもよい。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるセンサユニットと固定台の接続態様を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における脈波測定時の使用態様を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施の形態におけるセンサユニットの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における装置の機能構成図である。
【図５】本発明の実施の形態における中枢血圧推定の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における特性可変フィルタを構成するフィルタ切替回路について説明するための図である。
【図７】（Ａ）はフィルタＡの周波数特性を示す図であり、（Ｂ）はフィルタＢの周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における特性可変フィルタのモード遷移例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるセンサ信号解析による反射波算出と中枢動脈圧算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は特性可変フィルタの周波数特性を特性Ａとした場合の１拍の脈波の表示例であり、（Ｂ）は特性可変フィルタの周波数特性を特性Ｂとした場合の１拍の脈波の表示例である。
【図１１】本発明の実施の形態における特性可変フィルタの変形例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における中枢動脈圧算出の手順を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態における中枢動脈圧算出の手順を説明するための図である。
【図１４】カテーテルによる侵襲の測定と、本実施の形態による推定とを同時に実施した場合に、両方で得られる収縮期血圧の経時変化を示すトレンドグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態における表示画面例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における他の表示画面例を示す図である。
【図１７】（Ａ）と（Ｂ）は同一被験者について同時に測定した末梢動脈の圧脈波の変化と中枢動脈の圧脈波の変化を示す図である。
【図１８】（Ａ）と（Ｂ）はカテーテルを挿入して、投薬前後の中枢動脈圧を測定した結果を示すグラフである。
【図１９】（Ａ）と（Ｂ）は投薬により、末梢動脈の圧脈波において反射波が低減される様子示すグラフである。
【図２０】抹消動脈の圧脈波の反射波トレンドと中枢動脈圧の実験による測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ センサユニット、２ 固定台、３ 表示ユニット、４ ケーブル、５ 通信ケーブル、６ エア管、７ 固定台ユニット、１４ 制御回路、１５ 加圧ポンプ、１６ 負圧ポンプ、１７ 切換弁、１８ 押圧カフ、１９ 半導体圧力センサ、２０ マルチプレクサ、２１ アンプ、２２ 特性可変フィルタ、２３ Ａ／Ｄ変換部、２４ 操作部、２５ 表示部、３０ 電子血圧計、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ トレンドグラフ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中枢血圧推定装置および方法に関し、特に中枢動脈の収縮期血圧の変化を推定することができる中枢血圧推定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、冠動脈の循環が悪くなり心筋梗塞などの急性心疾患が発生した場合にニトログリセリンなどの冠動脈拡張薬が患者に投与される。このような薬剤の投与により中枢の動脈の血圧が下がった場合には、薬剤投与の効果が出ていると確認することができる。従来は中枢動脈の血圧は、正確に測ろうとする場合、医家が患者の体にカテーテルを挿入して侵襲して測定するので患者に痛みを与えることがあり、また大掛かりの装置となるために実用性にも優れない。そこで、痛みを伴わずに簡易に中枢動脈の血圧の変化をモニタするための手法として、末梢動脈において中枢動脈の血圧変化をモニタすることが望まれていた。
【０００３】
抹消の血圧は市販の電子血圧計を用いて非侵襲に簡易に測定することができる。しかしながら、心臓より脳、腎臓へ至る大動脈の内圧（＝中枢血圧）は上腕など末梢の比較的細い血管で測定する血圧（＝末梢血圧）としばしば異なることが知られている。例えば特許文献１に示されているように、末梢血圧が変化しない場合でも中枢血圧が変化することが知られているから、電子血圧計で末梢血圧の変化をモニタしたとしても、必ずしも中枢血圧の変化を正確に把握できるとは限らない。
【０００４】
そこで、特許文献２または特許文献３においては、中枢動脈の脈波波形を、すなわち中枢血圧波形をより確かに推定するための技術が提案された。
【特許文献１】特許第２６２０４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−５５５号公報
【特許文献３】特許第３４００４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２により提案される技術では、伝達関数法を用いるためフーリエ変換などの複雑な演算が必要とされるので、高速な演算機能を有するプロセッサを搭載した装置が必要とされて装置価格が高くなる。また、特許文献３では、動脈モデルと脈波伝播速度とから、中枢動脈から末梢動脈へ圧脈波（動脈の内圧変化によって生じる経時的な血管伝導波を圧脈波という）が伝わる際にどのように変化するかを求めておき測定した末梢血圧から中枢血圧を測定するといった手法を用いているが、高性能の演算装置を用いなければ解析までに要する演算時間が長くなって、中枢血圧の現象の発生から確認までに要する時間が長くなり実用的でない。
【０００６】
また、特許文献１においては、中枢の圧力降下の後に収縮期後方成分も降下していることを示唆しているけれども、上昇などについては触れていない。
【０００７】
それゆえにこの発明の目的は、中枢動脈の収縮期血圧の変化を簡単に推定することのできる中枢血圧推定装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う中枢血圧推定装置は、生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定する推定手段と、推定手段により推定された収縮期血圧の時間的変化を表示する表示手段とを備える。
【０００９】
好ましくは、推定手段は、生体において予め測定された血圧と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分とを用いて、生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する。
【００１０】
好ましくは、生体において予め測定された血圧は、該生体の抹消動脈の血圧である。
【００１１】
好ましくは、推定手段には線形変換が用いられる。
【００１２】
好ましくは、表示手段は、推定手段により推定された収縮期血圧を時系列に連続して表示する。
【００１３】
好ましくは、１心拍毎の収縮期血圧を連続して表示する。
【００１４】
好ましくは、表示手段は、収縮期血圧またはその時間的変化と血圧に関する他の指標とを関連付けて表示する。
【００１５】
好ましくは、指標は、生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化である。
【００１６】
好ましくは、表示手段は、収縮期血圧またはその時間的変化と前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化を、２次元グラフ上で比較して表示する。
【００１７】
この発明の他の局面に従う中枢血圧推定装置は、生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分の時間的変化を算出する算出手段と、算出手段により算出された収縮期後方成分の時間的変化を表示する表示手段とを備える。
【００１８】
上述の収縮期後方成分は、反射波成分であり、中枢動脈における収縮期血圧を決定する要因の１つである。
【００１９】
この発明のさらに他の局面に従う中枢血圧推定方法は、生体の表面に接触されたセンサを用いて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出ステップと、脈波検出ステップにより検出される脈波における収縮期後方成分を求めるステップと、収縮期後方成分を求めるステップによって求められた収縮期後方成分を用いて生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する推定ステップと、推定ステップにより推定された収縮期血圧の時間的変化を表示する表示ステップとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、生体から検出した脈波において、その収縮期後方成分を求めるので、中枢動脈における収縮期血圧を決定する要因の１つである収縮期後方成分（反射波）を知ることができる。それにより、その収縮期後方成分を用いて中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定できる。したがって、中枢動脈の収縮期血圧の時間的変換を簡単に短時間のうちに推定できる。
【００２１】
また医家は、表示される中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を参照することで、生体の心臓、すなわち中枢動脈の状態をモニタすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。図１〜図１６は本実施の形態に係る装置または方法を説明する図であり、図１７（Ａ）と（Ｂ）〜図２０は本実施の形態に係る技術的な背景を説明するための図である。
【００２３】
＜実施の形態のための背景の説明＞
図１７（Ａ）と（Ｂ）には同一被験者について同時に測定した末梢動脈の圧脈波の変化と中枢動脈の圧脈波の変化を示す。図１７（Ａ）と（Ｂ）の波形は、中枢動脈の状態に左右される。図１７（Ｂ）の中枢動脈の波形はカテーテルを挿入して侵襲に計測したものであり、図１７（Ａ）の末梢動脈の圧脈波は電子血圧計などを用いて上腕部の血圧をオシロメトリック法により測定して得たものである。図１７（Ａ）と（Ｂ）の横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波信号（電圧信号）の電圧レベル（ｍＶ）を示しており、この電圧レベルは血圧に比例する。
【００２４】
図１７（Ｂ）の中枢動脈の圧脈波は、多くの場合には反射波の振幅レベルが大きく、反射波の振幅レベルが大きい人の場合には中枢動脈の最高血圧（収縮期血圧）は反射波の振幅レベルに左右される。図１７（Ａ）は抹消動脈の圧脈波の変化を示す。中枢動脈の圧脈波の反射波の振幅レベルが大きい人でも末梢動脈の圧脈波は進行波が大きい場合がある。これは圧脈波が血管を伝わる際にある周波数（５Ｈｚ程度）成分が強調される伝達特性があるためである。この場合、心臓の拍動に伴い心臓から血液が送出されるときの駆出波の振幅が大きいことが多く、末梢動脈の最高血圧（収縮期血圧）は駆出波の振幅レベルに大きく左右される。
【００２５】
図１８（Ａ）と（Ｂ）は被験者の体にカテーテルを挿入して、ニトログリセリン投与前後の中枢動脈の血圧を測定した結果をグラフで示しており、グラフの横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波の振幅レベルを示し、その単位は圧力（ｍｍＨｇ）で示されている。ニトログリセリン投与前の図１８（Ａ）とニトログリセリン投与後の図１８（Ｂ）を参照すると、ニトログリセリンが血管細胞に作用して血管を拡張させるので、結果として中枢動脈の圧脈波について反射波成分が低減されたことが、圧脈波の振幅のピークが図中矢印で示されるように低減されていることでわかる。
【００２６】
図１９（Ａ）と（Ｂ）には、ニトログリセリンの投与により、末梢動脈の圧脈波において反射波が低減される様子がグラフで示される。グラフの横軸は時間経過を示し、縦軸は圧脈波の振幅レベルを示し、その単位は圧力（ｍｍＨｇ）で示されている。ここで示される末梢動脈の圧脈波は、電子血圧計を用いたオシロメトリック法に従い測定された血圧の波形に対応する。末梢動脈の圧脈波の波形においては、圧脈波の振幅のピークであるポイントＡ１とＡ２、ポイントＢ１とＢ２において血圧が指示される。特許文献１で示されているように中枢動脈の圧脈波で出現する反射波成分は、抹消動脈の圧脈波ではポイントａ１およびａ２、ならびにポイントｂ１およびｂ２において出現する。したがって、末梢動脈における血圧を示す圧脈波の振幅レベルは反射波に影響されないことがわかる。図示されるように、ニトログリセリンを投与したことにより、血管が拡張しているので、図１９（Ｂ）に出現する反射波の振幅レベルは図１９（Ａ）のそれに比べて低減されて、その結果ポイントａ１のレベルはポイントｂ１のレベルにまで低下し、同様にポイントａ２のレベルはポイントｂ２のレベルにまで低下していることがわかる。
【００２７】
図２０には、実験結果の実測値を用いた末梢動脈の圧脈波における反射波の振幅レベルの傾向を示すグラフ（以下、反射波トレンドという）Ｌ１と中枢動脈圧（最大値：収縮期血圧）の変化の傾向を示す中枢動脈圧トレンドＬ２が示されている。図２０のグラフでは横軸に時間経過がとられて、縦軸に中枢動脈圧（収縮期血圧）と末梢動脈圧の圧脈波のピーク値（いずれも単位は（×１００ｍｍＨｇ））を示している。前述したように、中枢動脈圧、すなわち中枢動脈の収縮期血圧は反射波の振幅レベルに左右されるので、反射波の振幅レベルが大きくなると収縮期血圧は上昇し、振幅レベルが低くなると収縮期血圧も低くなる。これに対し、末梢動脈の圧脈波においては、反射波の影響は収縮期血圧（図１９（Ａ）と（Ｂ）のポイントＡ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２の血圧）の後方成分として図１９（Ａ）と（Ｂ）ポイントａ１、ａ２、ｂ１およびｂ２において出現している。
【００２８】
したがって、図２０に示されるように、反射波トレンドＬ１の変化点は、中枢動脈圧トレンドＬ２の変化点よりわずかに遅れて出現することになる。図２０では、その変化点が僅かの時間差をもって対応付けて示されることになって、この変化点は心臓の拍動の１拍ごとに出現しており、反射波トレンドＬ１は、この１心拍毎の反射波のピーク値を変化点として時系列にプロットしたものである。このように図２０のグラフからは、末梢動脈における反射波の振幅レベルの変化と中枢動脈における収縮期血圧の変化はほぼ一致しているということがわかるので、この実験によれば末梢動脈の圧脈波における反射波トレンドＬ１をモニタすることにより、中枢動脈における収縮期血圧の時系列の時間的変化（トレンド）を容易に把握することが可能になるという結果を得ることができる。
【００２９】
＜本実施の形態に係る装置の外観および構成＞
図１にはセンサユニットと固定台との接続関係が示される。図２には、本実施の形態に係る中枢血圧推定装置に適用される脈波検出装置を生体に装着した状態が示される。
【００３０】
図１および図２を参照して、脈波検出装置は手首の橈骨動脈における脈波を検出するために手首表面に装着されるセンサユニット１、脈波検出のために手首を固定するための固定台２および脈波検出に関する各種情報を入出力するための表示ユニット３（図示せず）を備える。図１ではセンサユニット１は筐体内に収容されており、図２ではスライド溝９（図１参照）を介して筐体内から外部にスライド移動されて、手首上に位置している状態が示される。
【００３１】
固定台２は固定台ユニット７を内蔵しており、固定台ユニット７は後述する図４の表示ユニット３と外部接続インターフェース２９とにＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル４を介して通信可能に接続される。また、固定台ユニット７とセンサユニット１とは通信ケーブル５とエア管６とを介して接続される。
【００３２】
脈波検出時には、図２に示すように、ユーザは手首を固定台２の所定位置に載置した状態で、センサユニット１をスライド移動により手首の動脈側の表面に位置させてセンサユニット１の筐体と固定台２とをベルト８を介して締めて、手首上のセンサユニット１がずれないように止める。
【００３３】
図３（Ａ）〜（Ｅ）にはセンサユニット１の構成が示される。
【００３４】
図３（Ａ）のセンサユニット１の、手首装着時の手首を横断する方向の断面構造が図３（Ｂ）に示される。図３（Ｃ）には図３（Ｂ）の破線の枠内の一部が拡大して示される。図３（Ｂ）の押圧カフ１８は、加圧ポンプ１５および負圧ポンプ１６によりカフ圧が調整されると、セラミックないしは樹脂により成型されたブロックを介して取付けられた半導体圧力センサ１９は該カフ圧レベルに応じた量だけ自在に上下移動する。半導体圧力センサ１９は、下方向に移動されることにより、筐体の予め設けられた開口部から突出して手首表面に押圧される。
【００３５】
図３（Ｄ）と図３（Ｅ）に示すように、半導体圧力センサ１９の複数個のセンサエレメント２８の配列方向は、センサユニット１を手首に装着した時には動脈と略直交（交差）する方向に対応し、配列長は少なくとも動脈の径より長い。センサエレメント２８それぞれは押圧カフ１８のカフ圧により押圧されると、動脈から発生して生体表面に伝達される圧力振動波である圧力情報を電圧信号として出力する（以下、「圧力信号」という）。本実施の形態において、センサエレメント２８は所定の大きさ（５．５ｍｍ×８．８ｍｍ）の測定面４０において、たとえば４０個配列される。
【００３６】
図３（Ｃ）を参照して、センサエレメント２８からの圧力信号は、フレキシブル配線２７を介してＰＣＢ（Printed Circuit Board）２６内のマルチプレクサ２０、アンプ２１
へと順次送られる。
【００３７】
図４には、本発明の実施の形態に係る中枢血圧推定装置の機能構成が示される。図４を参照して、表示ユニット３は、外部から操作可能に設けられて脈波検出に関する情報を含む各種情報を入力するために操作される操作部２４、および動脈位置検出結果や脈波測定結果や中枢血圧推定結果などの各種情報を外部に出力するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部２５を含む。
【００３８】
固定台ユニット７は、脈波検出および中枢血圧推定の動作を制御するためのデータやプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３、当該装置の動作を集中的に制御するために演算を含む各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、加圧ポンプ１５、負圧ポンプ１６、切換弁１７、ＣＰＵ１１からの信号を受け取り加圧ポンプ１５、負圧ポンプ１６および切換弁１７に送信するための制御回路１４、少なくとも２つの特性値を有してそのいずれかの特性値に変更可能である特性可変フィルタ２２、Ａ／Ｄ変換部２３を備える。ＣＰＵ１１には、外部接続インターフェース２９を介して電子血圧計３０、通信ユニット３１および外部記憶装置３２が接続される。電子血圧計３０はオシロメトリック法を用いて被験者の上腕などの抹消動脈の血圧（収縮期血圧および拡張期血圧）を一般に良く知られている手順で測定して、測定結果のデータを外部接続インターフェース２９を介してＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は入力する血圧測定結果データを表示部２５に表示し、また中枢血圧推定のために参照する。
【００３９】
本実施の形態では、図２のように抹消動脈の圧脈波（単に脈波ともいう）の検出部位を手首とし、血圧測定部位を上腕としているが、脈波および血圧ともに測定部位はこれに限定されない。中枢血圧について、より高い推定精度を得るには両者の測定部位は近接していることが望ましい。
【００４０】
また、ここでは脈波検出のためのセンサユニット１と血圧測定のための電子血圧計３０は別個に設けているが、同一筐体に取り込んだ装置構成としてもよい。この場合には、上述した測定部位の近接配置が容易に可能となるであろう。
【００４１】
ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ１３上に展開して実行し、当該装置全体の制御を行なう。そして、ＣＰＵ１１は、操作部２４よりユーザからの操作信号を受取り、その操作信号に基づいて装置全体の制御処理を行なう。すなわち、ＣＰＵ１１は、操作部２４から入力された操作信号に基づいて、制御信号を送出する。また、ＣＰＵ１１は、脈波測定結果などを表示部２５に表示する。
【００４２】
加圧ポンプ１５は、後述の押圧カフ（空気袋）１８の内圧（以下、「カフ圧」という）を加圧するためのポンプであり、負圧ポンプ１６は、カフ圧を減圧するためのポンプである。切換弁１７は、これらの加圧ポンプ１５と負圧ポンプ１６とのいずれかを選択的にエア管６に切換接続する。そして、制御回路１４は、これらを制御する。
【００４３】
センサユニット１は、複数のセンサエレメント２８を含む半導体圧力センサ１９、複数のセンサエレメントそれぞれが出力する圧力信号を選択的に導出するマルチプレクサ２０、マルチプレクサ２０から出力される圧力信号を増幅するためのアンプ２１、および半導体圧力センサ１９を手首上に押圧させるために加圧調整される空気袋を含む押圧カフ１８を備える。
【００４４】
半導体圧力センサ１９は、単結晶シリコンなどからなる半導体チップに一方向に所定間隔に配列された複数のセンサエレメントを含んで構成され（図３（Ｅ）参照）、押圧カフ１８の圧力によって測定中の被験者の手首などの測定部位に押圧される。その状態で、半導体圧力センサ１９は撓骨動脈を介して被験者の脈波を検出する。半導体圧力センサ１９は、脈波を検出することで出力する圧力信号を各センサエレメント２８のチャネルごとにマルチプレクサ２０に入力する。
【００４５】
マルチプレクサ２０は、各センサエレメント２８が出力する圧力信号を選択的に出力する。マルチプレクサ２０から送出される圧力信号は、アンプ２１において増幅し、特性可変フィルタ２２を介して選択的にＡ／Ｄ変換部２３に出力する。本実施の形態において、マルチプレクサ２０は、ＣＰＵ１１により動的に制御される。
【００４６】
特性可変フィルタ２２は、所定値以上の信号成分を遮断するための低域通過フィルタであり、遮断周波数を変更することができる。特性可変フィルタ２２についても、後に詳述する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換部２３は、半導体圧力センサ１９から導出されたアナログ信号である圧力信号をデジタル情報に変換して、ＣＰＵ１１に与える。ＣＰＵ１１は、半導体圧力センサ１
９に含まれる各センサエレメント２８が出力する圧力信号を、時間軸に沿ってマルチプレクサ２０を介して同時に取得する。
【００４８】
本実施の形態において、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３を固定台ユニット７に備えることとしたので、表示ユニット３の小型化を図ることができる。
【００４９】
なお、固定台２の固定台ユニット７と表示ユニット３とは別個に設けたが、両機能を固定台２に内蔵する構成であってもよい。また、固定台ユニット７にＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３を備える構成にしたが、これらを表示ユニット３に設ける構成としてもよい。また、ＰＣ（Personal Computer）と接続されて、各種制御を行なうこととしてもよ
い。
【００５０】
＜本発明の実施の形態における装置の動作および構成＞
ここで、上記の本発明の実施の形態において、特性可変フィルタ２２を設けた脈波検出装置の動作について説明する。
【００５１】
図５は、実施の形態における脈波測定処理を含む中枢血圧推定処理のフローチャートである。図５のフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ１１が、ＲＯＭ２２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２３上に展開して実行することによって実現される。
【００５２】
図５を参照して、始めに、電源スイッチ（図示せず）がＯＮされると、ＣＰＵ１１は、制御回路１４に対して負圧ポンプ１６を駆動するように指示し、制御回路１４はこの指示に基づいて切換弁１７を負圧ポンプ１６側に切換えて、負圧ポンプ１６を駆動する（Ｓ１０１）。負圧ポンプ１６が駆動されることで、切換弁１７を介してカフ圧が大気圧よりも十分に低くするように作用され、半導体圧力センサ１９を含むセンサ部分が不用意に突出して誤動作や故障するのを回避できる。
【００５３】
その後、センサ部分が測定部位に移動される、あるいは操作部２４に含まれる測定開始スイッチ（図示せず）が押される、などを検知して、測定の開始を判断する（Ｓ１０３）。前者の場合、センサ部分はその移動を検知するための図示されないマイクロスイッチなどを備え、ＣＰＵ１１は該マイクロスイッチの検出信号に基づいてセンサ部分が移動したか否かを判定する。
【００５４】
測定の開始を判断すると（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、電子血圧計３０においてオシロメトリック法に従い血圧測定がされているので、その測定結果である末梢動脈の収縮期（最高）血圧と拡張期（最低）血圧のデータを入力する（Ｓ１０４）。そして、各センサエレメント２８からの圧力信号を得るために、マルチプレクサ２０を動作させてチャネルスキャンを開始する（Ｓ１０５）。また、このとき、ＣＰＵ１１は、特性可変フィルタ２２の遮断周波数の特性を特性Ａとする。本実施の形態においては、図６に示すように、特性可変フィルタ２２を構成する切替回路に対して、フィルタＡ２２ａを選択するように制御信号を送信する（Ｓ１０７）。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１１は制御回路１４に対し、加圧ポンプ１５を駆動させるよう制御信号を送出する。制御回路１４は、この制御信号に基づいて切換弁１７を加圧ポンプ１５側に切換えて、加圧ポンプ１５を駆動する（Ｓ１０９）。これにより、カフ圧が上昇して、半導体圧力センサ１９を含むセンサ部分が被験者の測定部位の表面に押圧される。
【００５６】
センサ部分が測定部位に押圧されると、半導体圧力センサ１９に含まれる各センサエレメント２８から圧力信号がマルチプレクサ２０において時分割され、アンプ２１において増幅される。その後、増幅された圧力信号はフィルタＡ２２ａに入力される。そして、フィルタＡにおいてフィルタ処理された圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３に送出される。そして、Ａ／Ｄ変換部２３でデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１は、これらのデジタル情報を用いてトノグラムを作成し、表示部２５に表示する（Ｓ１１１）。
【００５７】
次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１１で作成したトノグラムに基づいて、動脈上に位置するセンサエレメント２８を検出し、該センサエレメント２８を最適チャネルとして選択するための処理を実行する（Ｓ１１３）。なお、最適チャネルを選択する処理については、本願出願人がすでに出願して公開されている特願２００３−１２３１３号公報に記載の技術などを用いることができる。
【００５８】
本実施の形態において、最適チャネルとして、１つのセンサエレメント２８が採用されることとする。
【００５９】
同時に、ＣＰＵ１１は、各センサエレメント２８から入力される圧力信号から、その直流成分を抽出する（Ｓ１１５）。直流成分は、圧力信号の一定時間の平均値、または圧力信号の低域通過フィルタを通過した成分（脈波除去した成分）、または脈波立上り点（脈波成分が混入する直前）の圧力信号レベルにより求められる。
【００６０】
より具体的には、ステップＳ１１５において、圧力信号の出力変化を一定時間ごとのウィンドウ（区間）に分割し、各ウィンドウ内の平均を算出することで、直流成分を抽出することができる。あるいは、各ウィンドウ内の最大値と最小値との中間値を算出する、低域通過フィルタを用いて所定の周波数以下の値を抽出する、などを行なっても、同様に直流成分を抽出することができる。なお、上述の一定時間は、被験者の脈拍に拠らない予め脈波検出のために設定されている時間間隔であって、一般的な一脈拍時間が含まれる１．５秒程度であることが好ましい。
【００６１】
次に、ＣＰＵ１１は、各センサエレメント２８から入力される圧力信号よりステップＳ１１５において抽出した直流成分が、安定している箇所を検出する（Ｓ１１７）。直流成分が安定している箇所が検出されない場合には（Ｓ１１７でＮＯ）、加圧ポンプ１５による押圧カフ１８に対する加圧を継続しながら、直流成分が安定している箇所が検出されるまで、上述のステップＳ１１１〜Ｓ１１７の処理を繰り返す。
【００６２】
このように、最適チャネルの選択処理と直流成分を検出して行なう最適圧力調整処理とが並行されることにより、脈波測定開始までの時間を短縮することができる。
【００６３】
なお、最適チャネルの選択が行なわれた後に、最適圧力調整をすることとしてもよい。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１１は、最適チャネルの選択が完了し、直流成分が安定している箇所を検出すると（Ｓ１１７でＹＥＳ）、マルチプレクサ２０に対し最適チャネルとして決定したセンサエレメント２８からの圧力信号を選択して送出させるようにチャネルを固定する（Ｓ１１９）。同時に、ＣＰＵ１１は、特性可変フィルタ２２の遮断周波数の特性を特性Ｂに切り替える（Ｓ１２１）。本実施の形態においては、特性可変フィルタ２２の切替回路に対して、図６に示すフィルタＢ２２ｂへと切り替える制御信号を送信する。
【００６５】
そして、ステップＳ１１７において検出された直流成分が安定している箇所を押圧カフ１８の最適押圧力として決定し、押圧カフ１８の圧力を調整するよう、制御回路１４に対し制御信号を送出する（Ｓ１２３）。
【００６６】
さらに、ステップＳ１２３で押圧カフ１８の押圧力を最適押圧力として決定した後、ＣＰＵ１１は、押圧カフ１８の押圧力が最適押圧に保たれた状態で最適チャネルとして選択されたセンサエレメント２８から出力された圧力信号、すなわち波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であるか否か（Ｓ１２５）、さらに、波形歪みがあるか否か（Ｓ１２７）を判定する。
【００６７】
波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が不適切である場合（Ｓ１２５でＮＯ）、あるいは波形歪みが検出される場合（Ｓ１２７でＮＯ）には、波形データの立上がり点の先鋭度が適切になるまで、あるいは波形歪みが検出されなくなるまで、ステップＳ１２３の押圧力の調整を繰り返す。
【００６８】
そして、波形データの立上がり点の先鋭度（ＭＳＰ）が適切であり（Ｓ１２５でＹＥＳ）、かつ波形歪みが検出されない場合（Ｓ１２７でＹＥＳ）には、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０、アンプ２１、フィルタＢ２２ｂおよびＡ／Ｄ変換部２３を介して、その時点の波形データを得る。そして、得た波形データを逐次蓄積することで、蓄積した波形データに基づき図２０で示したような反射波トレンドＬ１のデータを生成して、生成したデータに基づき表示部２５に反射波トレンドを表示する（Ｓ１２９）。表示される反射波トレンドＬ１を参照することで、医家は中枢動脈圧の時間的変化を簡単に読取る（推定する）ことができる。
【００６９】
このとき、マルチプレクサ２０は、Ｓ１１９においてチャネルが固定されているため、単一チャネルからの圧力信号のみがアンプ２１を介してフィルタＢ２２ｂに送出される。そして、フィルタＢ２２ｂにおいてフィルタ処理された圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３においてデジタル信号に変換される。
【００７０】
そして、ＣＰＵ１１は、中枢血圧推定処理の終了の所定条件の成立を判定する（Ｓ１３１）。ステップＳ１３１で中枢血圧推定処理を終了するための条件は、ステップＳ１０３の測定開始から予め設定された所定時間（たとえば３０秒）の経過であってもよいし、操作部２４を介したユーザからの終了（あるいは中断）指示などであってもよい。すなわち、所定条件が成立するまで、上述のステップＳ１２９の処理が繰り返される。
【００７１】
そして、終了のための所定条件が成立したときは（Ｓ１３１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は切換弁１７を介して負圧ポンプ１６を駆動するよう、制御回路１４に対し制御信号を送出する（Ｓ１３３）。これにより、測定部位に対するセンサ部分の押圧状態は解かれて、一連の測定処理は終了する。
【００７２】
このように、実施の形態において、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０に対して、Ｓ１０５においてチャネルスキャンする動作と、Ｓ１１９においてチャネル固定する動作とを切り替え制御する。本実施の形態における脈波検出装置においては、脈波測定時間が３０秒〜２分程度と短かいことから脈波測定中に体動によりずれる可能性が少ないため、このようにチャネルを固定することができる。
【００７３】
次に、図６〜８を用いて、本発明の実施の形態における特性可変フィルタ２２について説明する。
【００７４】
図６は、実施の形態における特性可変フィルタ２２を構成するフィルタ切替回路について説明するための図である。図６を参照して、特性可変フィルタ２２は、異なる周波数特性を有するフィルタＡ２２ａとフィルタＢ２２ｂとを含み、これらのフィルタを切り替えるための切替回路により構成される。また、図７（Ａ）と（Ｂ）は、図６に示したフィルタＡ２２ａおよびフィルタＢ２２ｂの周波数特性を示す図である。
【００７５】
本実施の形態において、たとえば、４０個のセンサエレメント２８からの圧力信号の切替周波数ｆｘを２０ｋＨｚとする。そうすると、４０個のうち１個のセンサエレメント２８からの圧力信号のサンプリング周波数ｆｓは、５００Ｈｚとなる。
【００７６】
なお、以下、実施の形態において、サンプリング周波数ｆｓとは、単一の圧力信号のサンプリング周波数のことをいう。
【００７７】
図７（Ａ）を参照して、フィルタＡ２２ａの遮断周波数ｆｃＡは、切替周波数ｆｘ（２０ｋＨｚ）以上の値とし、たとえば２５０ｋＨｚに設定する。一方、図７（Ｂ）を参照して、フィルタＢ２２ｂの遮断周波数ｆｃＢは、サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数ｆｓ／２（２５０Ｈｚ）よりも低い値とし、たとえば１００Ｈｚに設定にする。なお、上記条件下においては、フィルタＢ２２ｂの遮断周波数ｆｃＢは、３０Ｈｚ＜ｆｃＢ＜２５０Ｈｚ（＝ｆｓ／２）とすることが好ましい。
【００７８】
図８は、実施の形態における特性可変フィルタ２２の状態（モード）遷移例を示す図である。
【００７９】
図８を参照して、ＣＰＵ１１は、マルチプレクサ２０によって複数のセンサエレメント２８からの圧力信号を順次切り替えながら最適チャネルの選択を開始すると、特性可変フィルタ２２を多チャネルスキャンモードとする。そして、最適チャネル選択後は、単一チャネル詳細モードに変更する。実施の形態において、多チャネルスキャンモードとするには、ＣＰＵ１１は、図６に示すフィルタＡ２２ａを選択する。また、単一チャネル詳細モードとするには、ＣＰＵ１１は、図６に示すフィルタＢ２２ｂに切り替える。
【００８０】
上述のように、最適チャネル選択中は、マルチプレクサ２０を動作させて圧力信号の切り替えを行なうので、フィルタＡ２２ａが適用される。フィルタＡ２２ａの遮断周波数ｆｃＡは、２５０ｋＨｚと、切替周波数ｆｘ（２０ｋＨｚ）よりも十分に高い値としているため、波形の復元に際してなまりが生じない。
【００８１】
そして、最適チャネル選択後は、フィルタＢ２２ｂを適用する。最適チャネル選択後は、ＣＰＵ１１がマルチプレクサ２０を制御して単一のチャネルに固定するので、アンチエイリアシングフィルタとして機能するフィルタＢ２２を適用することができる。
【００８２】
図９を参照して、センサエレメント２８から得られる圧力信号（センサ信号）の解析処理と中枢動脈圧算出と表示の処理について説明する。図９のフローチャートに示される処理もまた、固定台ユニット７内のＣＰＵ１１が、ＲＯＭ１２にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ１３上に展開して実行することによって実現される。
【００８３】
図９を参照して、始めに、複数のセンサエレメント２８を有する半導体圧力センサ１９において圧力信号を検出すると（Ｓ２０１）、半導体圧力センサ１９はマルチプレクサ２０を介してアンプ２１に圧力信号を入力する。そして、アンプ２１において半導体圧力センサ１９で検出された圧力信号は所定の周波数まで増幅され（Ｓ２０３）、特性可変フィルタ２２を構成するフィルタＡ２２ａまたはフィルタＢ２２ｂを経ることによりアナログフィルタ処理がなされる（Ｓ２０５）。
【００８４】
上記図５に示したＳ１１９においてチャネル固定されるまでの間は、ＣＰＵ１１によってフィルタＡ２２ａが適用され、Ｓ１１９においてチャネル固定された後は、フィルタＢ２２ｂが適用される。
【００８５】
特性可変フィルタ２２を通過した圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部２３においてデジタル化され（Ｓ２０７）、ノイズ除去などを目的として所定範囲の周波数を抽出するためのデジタルフィルタ処理がなされる（Ｓ２０９）。そして、Ａ／Ｄ変換部２３は、デジタル化した圧力信号を、ＣＰＵ１１に転送する。
【００８６】
なお、上述のＳ１１９においてチャネル固定されるまでの間は、ここでセンサ信号解析処理を終了する。
【００８７】
Ｓ１１９においてチャネル固定がされた後は、次に、ＣＰＵ１１は、Ａ／Ｄ変換部２３から圧力信号を受信し、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを実行することで圧力信号から得る脈波波形をＮ次微分する（Ｓ２１１）。そして、その微分結果に基づいて脈波波形を区切って１拍の脈波波形を抽出し（Ｓ２１３）、脈波波形を分類する（Ｓ２１５）。そして、分類された脈波波形から所定の特徴点を抽出し（Ｓ２１７）、抽出した特徴点に基づき末梢動脈圧脈波の反射波波形を算出する（Ｓ２１９）。以上でセンサ信号解析処理を終了する。
【００８８】
このように多次（Ｎ次）微分を用いることで、脈波波形の形をより明確に出すことができるので、その後になされる特徴点抽出においても、精度よく特徴点を抽出できる。この特徴点により収縮期後方成分（反射波）を求めることができるから、収縮期後方成分も精度よく求めることができる。
【００８９】
図１０（Ａ）は、本実施の形態において、特性可変フィルタ２２の周波数特性を特性Ａとした場合の１拍の脈波の表示例を示した図である。この場合、多チャネルスキャンモードであり、フィルタＡ２２ａが適用されている。一方、図１０（Ｂ）は、特性可変フィルタ２２の周波数特性を特性Ｂとした場合の１拍の脈波の表示例を示した図である。この場合は、単一チャネル詳細モードであり、フィルタＢ２２ｂが適用されている。図１０（Ａ）と（Ｂ）ともに縦軸に脈波の振幅レベルを示すセンサ出力電圧（Ｖ）を、横軸には時間（ｓｅｃ）をそれぞれとる。
【００９０】
図１０（Ａ）を参照すると、電圧の変化が少ない時間帯（たとえば４５．２秒付近および４５．８秒付近）の波形データには細かい振幅が見られ、ノイズが含まれていることが分かる。一方、図１０（Ｂ）を参照すると、同じく電圧の変化の少ない時間帯の波形データにおいても（たとえば４５．２秒付近および４５．８秒付近）なめらかな曲線となっており、ノイズの削減が実現されていることが分かる。
【００９１】
したがって、図９のステップＳ２１３において抽出される１拍の脈波波形の精度が高いため、１拍分の脈波波形からステップＳ２１９において精度の高い反射波の波形を算出することができて、ひいては該反射波成分を用いた中枢動脈の収縮期血圧の推定についても高い精度を得ることができる。
【００９２】
なお、ステップＳ２１３で抽出した脈波の波形の特徴を示すＡＩ（Augmentation Index）を求めて提示するようにしてもよい。このときＡＩは推定した中枢動脈圧と関連付けて時間的変化を示すように提示してもよい。ＡＩは、血圧と同様に公知の指標であって、主に中枢血管の動脈硬化に対応する脈波の反射強度（脈波の反射現象であって、送出した血流量の受入れやすさを表わしている）を反映する特徴量を指標化したものである。ＡＩは、特に循環器系疾患の早期発見のために有効な指標と言われており、血圧とは異なった挙動を示すことが知られている。
【００９３】
また、本実施の形態において、脈波の特徴量として公知の指標ΔＴｐなどを算出して提示することとしてもよい。
【００９４】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、マルチプレクサ２０と特性可変フィルタ２２とを動的に制御するため、適切にチャネル選択を行なうことができる。したがって、精度の高い脈波データを得ることができる。
【００９５】
また、これにより、１拍分の脈波データを用いてさまざまな解析に利用することができる。たとえば、被検者が薬を飲んだ後の、１拍単位での心臓の動きの変化などをリアルタイムで検出することができる。
【００９６】
また、１拍ごとの脈波解析が可能となるため、脈波測定に要する時間の短縮を図ることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態において、最適チャネルとして１つのセンサエレメント２８が採用されることとしたが、センサエレメント２８の数より少ない数であれば、２つ以上採用されることとしてもよい。
【００９８】
＜中枢動脈圧算出の手順＞
図９のステップＳ２２１の中枢動脈圧算出（推定）の手順について図１２と図１３を参照して説明する。
【００９９】
ここでは、中枢動脈圧として中枢動脈の収縮期血圧を求める。中枢動脈の収縮期血圧は、反射波により生じる収縮期後方成分（末梢動脈の圧脈波において検出される収縮期後方成分）と、電子血圧計３０を用いてステップＳ１０４において取得した収縮期血圧と拡張期血圧とを用いて、所定の演算式を用いた線形変換により算出して推定することができる。推定には線形変換による簡単な演算が適用されるので、ＣＰＵ１１はそれほど高い演算処理能力をもっていなくてもよく、また短時間のうちに推定することができる。
【０１００】
図１２では、図９のステップＳ２１７とＳ２１９で検出した末梢動脈の反射波を含む圧脈波の波形に基づき圧脈波の振幅の最低レベルからピークレベルまでの差分をＰ１、また、この圧脈波の反射波により生じる収縮期後方成分の振幅の最低レベルからピークレベルまでの差分をＰ２、同時期に電子血圧計３０で測定した末梢動脈圧、すなわち収縮期血圧をＰSYS（ｍｍＨｇ）とし、拡張期血圧をＰDIA（ｍｍＨｇ）とする。このとき、抹消動脈の収縮期後方成分の圧力ＰSYS2（ｍｍＨｇ）は次の式１で求まる。
【０１０１】
ＰSYS2＝Ｐ２／Ｐ１×（ＰSYS−ＰDIA）＋ＰDIA…（式１）
末梢動脈における収縮期後方成分の圧力ＰSYS2が求まると、次に、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSを式２に従い求める。
【０１０２】
ｃ−ＰSYS＝α×ＰSYS2＋β…（式２）
なお、式２中の変数αおよびβは、図１３の直線の式の傾きと切片から、α＝０．９２、β＝１８．４８と求めることができる。図１３のグラフは縦軸に圧力ＰSYS2（ｍｍＨｇ）が、横軸に中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYS（ｍｍＨｇ）がそれぞれとられて、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSと末梢動脈の収縮期後方成分の圧力ＰSYS2の相関関係が示されている。両者の相関関係は強いものであるから、図示されるような直線を得ることができる。グラフ上にプロットされている値は、被験者（患者）の通常状態において予め実測して求めておいたものである。
【０１０３】
このように、式１と式２を用いた線形変換により、中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSを算出して推定することができる。推定された中枢動脈の収縮期血圧ｃ−ＰSYSは図９のステップＳ２２１で表示部２５において表示される。このときの表示の態様は、例えば図１４のトレンドグラフＬ４のようである。
【０１０４】
図１４には縦軸に血圧（ｍｍＨｇ）を、横軸に経過時間（ｓｅｃ）をとってトレンドグラフＬ３とＬ４を示す。図１４では実験により、同一被験者の中枢動脈の収縮期血圧について、カテーテルによる侵襲の測定と、ステップＳ２２１の算出（推定）による非侵襲の測定とを同時に実施した場合に、両方の測定で得られる１心拍毎の収縮期血圧の値を時系列に連続して繋ぐことで、時間的変化がトレンドグラフＬ３とＬ４で示されている。
【０１０５】
トレンドグラフＬ３とＬ４を比較してわかるように、本実施の形態により推定される中枢動脈の収縮期血圧の変化の傾向は、その実測血圧値の変化の傾向にほぼ一致していることがわかる。
【０１０６】
〈中枢動脈圧のトレンド表示〉
図１５には、ステップＳ２２１で表示部２５に画面表示される中枢動脈圧のトレンドの一例が示される。図１５の画面の下段には推定した１心拍毎の推定した中枢動脈圧を時系列にプロットしたトレンドグラフが示されている。また右上段には末梢動脈において検出される圧脈波の波形の経時変化が示されており、左上段には、右上段の圧脈波の１つを切出して拡大された状態が示されている。
【０１０７】
医家は、ニトログリセリンなどの薬剤の投与に際して、図１５の画面下段のトレンドグラフを観察することにより、図２０で説明したように投薬前後における中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を把握することができる。その結果、中枢動脈における収縮期血圧が低下しているか否かなど投薬の効果の有無を確認できる。
【０１０８】
図１５ではトレンドグラフの横軸は拍数（拍）を、縦軸は血圧（ｍｍＨｇ）をとる。トレンドグラフは時間軸の１目盛りは同じ時間期間を示すが、次のようにしてもよい。つまり、測定されて所定時間経過した部分のグラフは、時間軸方向に順次圧縮して表示するようにしてもよい。このようにすると、圧縮された部分では過去の比較的長い期間に亘るトレンドを観測でき、他の圧縮されてない部分では、現在を含む最近のトレンドを詳細に確認することができる。また、図１５の横軸は拍数に代替して時間（ｓｅｃ）の軸であってもよい。
【０１０９】
〈他の表示例〉
図１６に示す画面表示としてもよい。図１６は横軸に電子血圧計３０にて測定される抹消動脈の血圧（収縮期血圧）の変化量（ｍｍＨｇ）が、縦軸に図９のステップＳ２２１で算出（推定）される中枢動脈の血圧（収縮期血圧）の変化量（ｍｍＨｇ）がそれぞれとられて、両者の相関関係が２次元グラフにして示されている。グラフ上の両変化量が０である点（原点）を投薬直前の血圧値としたときに、該血圧値と投薬後の任意タイミングで取得した血圧値との間の変化量（差分）の相関関係を、矢印Ａ、ＢおよびＣで表示している。
【０１１０】
矢印Ａのような変化量の相関関係が検出されたときは、中枢動脈の収縮期血圧のみが降下（末梢動脈においては血圧の変化が観測できない）という状況を示している。また矢印Ｂのような変化量の相関関係が検出されたときは、中枢動脈および末梢動脈においてともに収縮期血圧が降下していることがわかる。また矢印Ｃのような変化量の相関関係が検出されたときは、末梢動脈の収縮期血圧のみが降下しており、中枢動脈における収縮期血圧には変化が起きていないことがわかる。
【０１１１】
たとえば心筋梗塞が発生したときに、これを緩和するためには中枢動脈の還流を増加させる必要がある。還流を増加させるには中枢動脈の内圧を低下させる必要があるので、医家は患者に血管拡張作用を及ぼすニトログリセリンなどの薬剤を投与する。この場合に、図１６のグラフの原点を心筋梗塞発症時とした場合に投薬後の任意タイミングで、矢印ＡとＢのような相関関係が提示されたならば薬剤投与の効果が現われていることがわかるが、矢印Ｃのような相関関係が提示されたならば薬剤投与の効果が得られていないことがわかる。
【０１１２】
＜変形例＞
図５のフローチャートにおいては、電子血圧計３０を用いた末梢動脈の最高血圧および最低血圧（収縮期血圧および拡張期血圧）はステップＳ１０４において予め測定されるとしたが、ステップＳ２２１において予め測定されるとしてもよい。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるセンサユニットと固定台の接続態様を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における脈波測定時の使用態様を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施の形態におけるセンサユニットの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における装置の機能構成図である。
【図５】本発明の実施の形態における中枢血圧推定の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における特性可変フィルタを構成するフィルタ切替回路について説明するための図である。
【図７】（Ａ）はフィルタＡの周波数特性を示す図であり、（Ｂ）はフィルタＢの周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における特性可変フィルタのモード遷移例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるセンサ信号解析による反射波算出と中枢動脈圧算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は特性可変フィルタの周波数特性を特性Ａとした場合の１拍の脈波の表示例であり、（Ｂ）は特性可変フィルタの周波数特性を特性Ｂとした場合の１拍の脈波の表示例である。
【図１１】本発明の実施の形態における特性可変フィルタの変形例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における中枢動脈圧算出の手順を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態における中枢動脈圧算出の手順を説明するための図である。
【図１４】カテーテルによる侵襲の測定と、本実施の形態による推定とを同時に実施した場合に、両方で得られる収縮期血圧の経時変化を示すトレンドグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態における表示画面例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における他の表示画面例を示す図である。
【図１７】（Ａ）と（Ｂ）は同一被験者について同時に測定した末梢動脈の圧脈波の変化と中枢動脈の圧脈波の変化を示す図である。
【図１８】（Ａ）と（Ｂ）はカテーテルを挿入して、投薬前後の中枢動脈圧を測定した結果を示すグラフである。
【図１９】（Ａ）と（Ｂ）は投薬により、末梢動脈の圧脈波において反射波が低減される様子示すグラフである。
【図２０】抹消動脈の圧脈波の反射波トレンドと中枢動脈圧の実験による測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ センサユニット、２ 固定台、３ 表示ユニット、４ ケーブル、５ 通信ケーブル、６ エア管、７ 固定台ユニット、１４ 制御回路、１５ 加圧ポンプ、１６ 負圧ポンプ、１７ 切換弁、１８ 押圧カフ、１９ 半導体圧力センサ、２０ マルチプレクサ、２１ アンプ、２２ 特性可変フィルタ、２３ Ａ／Ｄ変換部、２４ 操作部、２５ 表示部、３０ 電子血圧計、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ トレンドグラフ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段により検出される前記脈波における収縮期後方成分を求める手段と、
前記収縮期後方成分を求める手段によって求められた前記収縮期後方成分を用いて前記生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された前記収縮期血圧の時間的変化を表示する表示手段とを備える、中枢血圧推定装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記生体において予め測定された血圧と、前記収縮期後方成分を求める手段によって求められた前記収縮期後方成分とを用いて、前記生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項３】
前記生体において予め測定された血圧は、該生体の抹消動脈の血圧であることを特徴とする、請求項２に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項４】
前記推定手段には線形変換が用いられることを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記推定手段により推定された前記収縮期血圧を時系列に連続して表示することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項６】
１心拍毎の前記収縮期血圧を連続して表示することを特徴とする、請求項５に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記収縮期血圧またはその時間的変化と血圧に関する他の指標とを関連付けて表示することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項８】
前記指標は、前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化であることを特徴とする、請求項７に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記収縮期血圧またはその時間的変化と前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化を、２次元グラフ上で比較して表示することを特徴とする、請求項８に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項１０】
生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、
収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分の時間的変化を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された収縮期後方成分の時間的変化を表示する表示手段とを備える、中枢血圧推定装置。
【請求項１１】
生体の表面に接触されたセンサを用いて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップにより検出される前記脈波における収縮期後方成分を求めるステップと、
前記収縮期後方成分を求めるステップによって求められた前記収縮期後方成分を用いて前記生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定された前記収縮期血圧の時間的変化を表示する表示ステップとを備える、中枢血圧推定方法。
【請求項１】
生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段により検出される前記脈波における収縮期後方成分を求める手段と、
前記収縮期後方成分を求める手段によって求められた前記収縮期後方成分を用いて前記生体の中枢動脈の収縮期血圧の時間的変化を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された前記収縮期血圧の時間的変化を表示する表示手段とを備える、中枢血圧推定装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記生体において予め測定された血圧と、前記収縮期後方成分を求める手段によって求められた前記収縮期後方成分とを用いて、前記生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項３】
前記生体において予め測定された血圧は、該生体の抹消動脈の血圧であることを特徴とする、請求項２に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項４】
前記推定手段には線形変換が用いられることを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記推定手段により推定された前記収縮期血圧を時系列に連続して表示することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項６】
１心拍毎の前記収縮期血圧を連続して表示することを特徴とする、請求項５に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記収縮期血圧またはその時間的変化と血圧に関する他の指標とを関連付けて表示することを特徴とする、請求項１に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項８】
前記指標は、前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化であることを特徴とする、請求項７に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記収縮期血圧またはその時間的変化と前記生体の抹消動脈の血圧またはその時間的変化を、２次元グラフ上で比較して表示することを特徴とする、請求項８に記載の中枢血圧推定装置。
【請求項１０】
生体の表面に接触されて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段により検出される脈波における収縮期後方成分を求める手段と、
収縮期後方成分を求める手段によって求められた収縮期後方成分の時間的変化を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された収縮期後方成分の時間的変化を表示する表示手段とを備える、中枢血圧推定装置。
【請求項１１】
生体の表面に接触されたセンサを用いて、その直下の動脈の脈波を検出する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップにより検出される前記脈波における収縮期後方成分を求めるステップと、
前記収縮期後方成分を求めるステップによって求められた前記収縮期後方成分を用いて前記生体の中枢動脈の収縮期血圧を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定された前記収縮期血圧の時間的変化を表示する表示ステップとを備える、中枢血圧推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−１７６（Ｐ２００６−１７６Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７６９０６（Ｐ２００４−１７６９０６）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
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