生体情報処理装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脈波を検出して被検者の血管推定年齢を算出可能な生体情報処理装置及び生体情報処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の健康志向に伴って各自の健康管理に注目が集まってきており、例えば従来は体重を計測するのみであったものが、体脂肪率も測定して表示する体重計などが登場してきているのが現状である。
【０００３】同様に健康管理のために循環器系の機能を把握したいとの要求が高まってきており、電子血圧計により最高血圧と最低血圧を測定するのみではなく、さらに血液循環機能を把握したい要求がでてきている。
【０００４】血液循環機能を簡単に把握する方法の一つとして、脈波を測定して血流の機能状態を調べる方法が知られている。即ち、脈波が測定箇所の血管を流れる血液量の増減を表わしていることより血液循環の機能を示している点に着目した方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の脈波を用いた血液循環の機能の測定では、脈波の特徴を抽出して、被検者より測定した脈波がどのような特徴を有しているかを分類し、分類結果を知らせるものであった。この従来の装置では、分類結果で知ることができるのは、自己の脈波が属する分類が高い機能を有する脈波に分類されるか、それほど高くない機能に分類されているか等であり、非常に漠然としたものであった。
【０００６】この結果は、上記の体重の例であれば、標準体重であるか、太っているか、あるいは痩せているかといったことが知らされるに過ぎないものであり、例え被検者の年齢を入力したとしても、年齢に比較して機能が高いか低いかを知ることができるに過ぎなかった。
【０００７】このため、正確な血液循環機能の測定が望まれていた。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明は上述の課題を解決することを目的としてなされたもので、正確な血液循環機能の測定が可能な生体情報処理装置及び生体情報処理方法を提供することを目的とする。係る目的を達成する一手段として、例えば以下の構成を備える。
【０００９】即ち、被検者の脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段で検出した脈波の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段で検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】そして例えば、前記特性検出手段は、前記脈波検出手段で検出した脈波より少なくとも２つの特徴点を検出して検出特徴点を比較して脈波の特性を検出することを特徴とする。
【００１１】又例えば、前記脈波検出手段は、脈波検出手段で検出した脈波に対し２回微分して対応する加速度脈波を生成し、生成した加速度脈波の所定の極大点と極小点を特徴点とすることを特徴とする。
【００１２】さらに例えば、前記生成手段は、加速度脈波の特徴点の波高値を求め２番目の特徴点の波高値より３番目以降の特徴点の波高値を減算し、減算結果を最初の特徴点の波高値で除算して被検者の血管加齢指数を生成することを特徴とする。
【００１３】又例えば、前記算出手段で用いる回帰式は、所定の年代の健常者の標準加速度脈波より生成した血管加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得たものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。以下の説明は、生体情報処理装置として脈波センサで脈波を検出し、検出した脈波より検出した脈波の特性を検出して、検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成し、生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する装置について説明する。
【００１５】図１は本発明に係る一発明の実施の形態例の血管年齢を測定表示可能な生体情報処理装置のブロック構成図である。
【００１６】図１において、１は被検者の脈波を検出する脈波センサ、２は脈波センサで検出されたアナログ脈波信号を増幅する増幅回路、３は増幅回路３で増幅された脈波信号よりノイズ成分を除去するフィルタ回路、４はフィルタ回路３よりのノイズ成分の除去されたアナログ脈波信号を対応するデジタル脈波信号に変換するアナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）である。
【００１７】また、５は例えばＲＯＭ６に格納されている制御手順等に従って本実施の形態例装置全体の制御を司るＣＰＵ、６は上述したＣＰＵ５の制御手順を記憶すると共に、後述する加速度脈波加齢指数と年齢の回帰式を記憶するＲＯＭ、７は測定生体情報などを一時記憶可能なＲＡＭである。
【００１８】なお、このＲＡＭ７は、半導体メモリ素子で構成しても、磁気ディスクで構成してもよく、さらに光磁気ディスク等任意の記憶媒体に記憶させるものであっても、対導体素子のＲＡＭと交換可能な記憶媒体経の記憶とを組み合わせたものであってもよい。大容量の交換可能な記憶媒体に記憶するＲＡＭを含む場合には、多数の測定結果を記憶させるデータの格納に使用することも可能となる。
【００１９】さらに、８はＣＰＵ６の制御に従って増幅回路２、フィルタ回路３、Ａ／Ｄ変換回路４を制御する制御回路である。９は操作部であり、表示部１０、記録部１１よりの出力内容の切換指示を含む各種の動作指示を指示入力可能に構成されている。また、１０は装置の動作結果や動作指示入力ガイダンスなどを表示する表示部、１１は装置の動作結果などを印刷出力する記録部である。
【００２０】図１に示す脈波センサ１は、被検者の脈波を検出可能なものであれば種々の構成とできるが、本実施の形態例においては血管年齢を検出するのに適した方式として容積脈波（ＰＴＧ）を検出することとしている。そして、細動脈網が密に発達している指尖爪床部の容積脈波を検出する指尖容積脈波センサを採用することとしている。これは、細動脈管の内圧、口径、弾性の変化に応じて波形が変化するためである。
【００２１】具体的には指尖容積脈波を検出するために光容積脈波センサを採用し、例えば半導体発光素子（ＬＥＤ）より発光させた光を指尖爪床部に照射して指尖爪床部を透過した光を反対側に配設した受光素子で受光して指尖容積脈波を検出するようにすればよい。
【００２２】本実施の形態例における手の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサ１の例を図２を参照して説明する。図２は本実施の形態例の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【００２３】図２において、１は手乗せケース、２はコード押え、３は指尖爪部が挿入可能な開口部３Ａを有する上センサケース、４は底蓋であり、これらはいずれもＡＢＳ樹脂で形成されている。５は上センサケース３を所定の弾性力で手乗せケース１方向に圧接しているスプリング、６はスプリング止めである。
【００２４】７はＬＥＤゴムケースであり、負荷の無い状態では図２の形状に維持され、ＬＥＤ部に指尖爪部が挿入されると、ゴムの弾性力で変形し、ゴムの弾性力でＬＥＤ部を指尖爪部に圧接した状態に維持する。８はＬＥＤ９周囲をカバーするシリコンゴム製のＬＥＤゴムカバーである。９は半導体発光素子（ＬＥＤ）であり、本実施の形態例においては、ＧａＡｌＡｓのＬＥＤチップで構成され、例えば、６００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長で発光する。また、１０はポリカーボネイト製のＬＥＤカバーである。１１はＬＥＤ９が実装されたＬＥＤ基板である。
【００２５】更に、１２はＡＢＳ樹脂製の受光素子ケースであり、指尖爪床部が納まるように指尖腹部形状に成形されている。１３はシリコンゴム製の受光素子ゴムカバー、１４は受光素子１５が実装された受光素子基板、１５はフォトダイオードで構成された受光素子である。
【００２６】１６はハウジング付の接続ケーブルであり、増幅回路２に接続されている。１７は底蓋４を載置される台上に固定するゴム足、１８はアルミ箔製のネーマー、１９はＬＥＤ９に駆動電力を供給するコード、２０はコードが貫通されるチューブである。また、２１は受光素子１５に接続されているコードである。
【００２７】以上の構成を備える脈波センサを使用して脈波を測定する際には、手を心臓とほぼ同じくらいの高さに置き、例えば人差し指の先端を図２に示す開口部３Ａより受光素子ケース１２に沿ってＬＥＤゴムケース７を押し上げるようにセンサ内に挿入し、受光素子ケース１２の奥にあたるように入れれば良い。
【００２８】そして、ＬＥＤ９を駆動して発光させ、指尖爪床部を透過した光を受光素子１５で受光すればよい。図２の例では、指の上部より光を照射したが、指の下面より光を照射する構造であってもよい。
【００２９】図２に示す脈波センサは、手の指尖爪床部の脈波を測定するものであったが、この測定は手の指に限定されるものではなく、足の指であっても同様に測定することができる。足の指の指尖爪床部の脈波を測定する脈波センサの例を図３に示す。図３に示す脈波センサは、足の例えば親指をクリップ部ではさみ込んで測定する。図３は本実施の形態例の足の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【００３０】図３において、３１はＡＢＳ樹脂製の下センサカバー、３２はＡＢＳ樹脂製の上カバー、３３はＡＢＳ樹脂製の上センサカバー、３５は上センサカバー３３を所定の弾性力で下センサカバー３１方向に圧接しているスプリング、３６はＡＢＳ樹脂製の下カバーである。
【００３１】３７はＬＥＤゴムケースであり、負荷の無い状態では図３の形状に維持され、足の例えば親指指尖爪部を上下センサカバー３１、３３間に挟むことによりゴムの弾性力で変形し、ゴムの弾性力でＬＥＤ部を指尖爪部に圧接した状態に維持する。３８はＬＥＤ３９周囲をカバーするシリコンゴム製のＬＥＤゴムカバーである。３９は図２に示すＬＥＤ９と同様の半導体発光素子（ＬＥＤ）である。４０はポリカーボネイト製のＬＥＤカバーである。４１はＬＥＤ３９が実装されたＬＥＤ基板である。４２はＡＢＳ樹脂製の受光素子ケースであり、指尖爪床部が納まるように指尖腹部形状に成形されている。
【００３２】４３はシリコンゴム製の受光素子ゴムカバー、４４は受光素子５５が実装された受光素子基板、４５はフォトダイオードで構成された受光素子である。４６はハウジング付の接続ケーブルであり、増幅回路２に接続されている。４８はＬＥＤ３９に駆動電力を供給するコード、４９は受光素子４５に接続されているコードである。
【００３３】以上の構成を備える脈波センサを使用して脈波を測定する際には、被検者をベッドに寝かせた状態で上センサカバー３３のクリップ部分３３Ａをスプリング３５の弾性力に抗して押し下げ、ＬＥＤゴムケース３７を広げ、測定部分例えば足の親指の指尖爪部（爪床）にＬＥＤ３９があたるようにして挟めば良い。
【００３４】そして、ＬＥＤ３９を駆動して発光させ、指尖爪床部を透過した光を受光素子４５で受光すればよい。図３の例では指の上部より光を照射したが、指の下面より光を照射する構造であってもよい。
【００３５】次に、図２あるいは図３に示す脈波センサにより検出した脈波信号に基づいたＣＰＵ５による血管年齢の測定処理を図４を参照して説明する。
【００３６】血管推定年齢を測定しようとする被検者は、まずステップＳ１において、脈波センサ１を測定部位に装着あるいは測定箇所に測定部位例えば指先を位置決めして測定準備を整える。そして操作部９より血管推定年齢測定開始を指示入力する。
【００３７】この測定開始指示入力を受けたＣＰＵ５は、ステップＳ２において、制御回路８を制御して脈波センサ１よりの検出脈波が増幅・フィルタリングされ、Ａ／Ｄ変換回路４で対応するデジタル信号に変換されるようにする。そしてＡ／Ｄ変換回路４よりの測定デジタル脈波信号に対してＲＡＭ７を使用して微分処理を２回行い、加速度脈波を生成する。
【００３８】続いてステップＳ３においてステップＳ２で生成した加速度脈波の特性を検出する。具体的には加速度脈波（微分波形）より所定閾値以上の大きさを有する所定の極大点と極小点（波）を特徴点として抽出し、抽出した特徴点の波高値を検出して正規化する処理を行う。即ち、加速度脈波は一般的な波形であれば図５に示す波形となる。そこで本実施の形態例においては、最初の上向きの波をａ波、ａ波に続く下向きの波をｂ波、次の上向きの波をｃ波、次の下向きの波をｄ波、次の上向きの波をｅ波として、夫々の波の波高を測定する。このとき、基線（鎖線）より上をプラス、下をマイナスとして測定する。
【００３９】次にステップＳ４において、求めた波高値を基にして被検者の加速度脈波加齢指数を算出する。加速度脈波を評価する際において、ｂ〜ｅ波の波高をａ波の波高で正規化して（ｂ／ａ）、（ｃ／ａ）、（ｄ／ａ）、（ｅ／ａ）とすると、夫々のパラメータは加齢と相関関係があることが判明した。即ち、（ｂ／ａ）は正の相関があり、その他は負の相関がある。そのうち特に（ｂ／ａ）と（ｄ／ａ）は相関係数が高い。そこで本実施の形態例では、これら４つのパラメータを含んだ新しい指標として、加速度脈波加齢指数（ｂ−ｃ−ｄ−ｅ）／ａを発明した。そこで、ステップＳ４においてステップＳ３で求めた被検者の測定脈波の波高値より上記パラメータに従った加速度脈波加齢指数を算出している。
【００４０】そして次のステップＳ５において、ステップＳ４で算出した被検者の加速度脈波加齢指数より被検者の血管推定年齢を算出する。血管推定年齢は、例えば各年代（２０代、３０代、４０代、５０代等の各年代）の健常者の加速度脈波加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得た加速度脈波加齢指数と年齢の回帰式を用いて被検者の加速度脈波加齢指数からこの血管推定年齢を算出することにより行う。
【００４１】本実施の形態例においては、図６に示す縦軸にこの指数値、横軸に求める血管推定年齢を配した回帰式を用いて血管年齢の推定を行う。例えば、被検者の加速度脈波加齢指数を求めて図６に示す回帰式にあてはめることにより直接血管推定年齢が算出できる。なお、この回帰式はＲＯＭ６に予め格納されていることが望ましく、各指数値を入力して血管推定年齢が出力されるテーブル形式のものであってもよい。
【００４２】そして最後にステップＳ６においてこのようにして算出して血管推定年令を表示部１０の表示画面に表示する。あるいは、必要に応じて記録部１１より印刷出力する。なお、操作部９の操作指示により測定結果をＲＡＭ７に登録するように指示されている場合には、判明している被検者情報ととも測定結果をＲＡＭ７に登録する。
【００４３】以上説明したように本実施の形態例によれば、被検者の血液循環の機能を正確に把握することができ、測定結果として詳細な血管推定年令を算出することができる。このため、繁雑な被検者情報の入力なしに（被検者の年齢等を指示入力することなく）正確な血液循環機能を測定、認識させることができる。
【００４４】この結果、血液循環から見た健康状態のチェックや適切な健康管理が可能となる。
【００４５】なお、上述した加速度脈波加齢指数は血液に循環機能と密接な相関関係を有する指数であるため、加速度脈波加齢指数を用いて血管の弾力性の検出をはじめとする各種の血液循環機能測定に適用することが可能である。例えば、動脈硬化の測定、末梢循環状態の測定、末梢動脈網の抗進状態の測定等、種々の血液循環機能測定に適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、被検者の血液循環の機能を正確に把握することができ、測定結果として詳細な血管推定年令を算出することができる。
【００４７】このため、予め被検者の年齢等の情報を入力しておけば、血管推定年齢が実際の年齢よりも高い場合は、その要因（動脈硬化、高血圧など）の判定に役立ち、血液循環から見た健康状態のチェックや適切な健康管理が可能となる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一発明の実施の形態例の生体情報処理装置のブロック構成図である。
【図２】本実施の形態例の手の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【図３】本実施の形態例の足の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【図４】本実施の形態例における血管年齢の測定処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態例における加速度脈波の特性検出処理を説明するための図である。
【図６】本実施の形態例の血管推定年齢算出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 脈波センサ
２ 増幅回路
３ フィルタ回路
４ アナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）
５ ＣＰＵ
６ ＲＯＭ
７ ＲＡＭ
８ 制御回路
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 記録部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脈波を検出して被検者の血管推定年齢を算出可能な生体情報処理装置及び生体情報処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の健康志向に伴って各自の健康管理に注目が集まってきており、例えば従来は体重を計測するのみであったものが、体脂肪率も測定して表示する体重計などが登場してきているのが現状である。
【０００３】同様に健康管理のために循環器系の機能を把握したいとの要求が高まってきており、電子血圧計により最高血圧と最低血圧を測定するのみではなく、さらに血液循環機能を把握したい要求がでてきている。
【０００４】血液循環機能を簡単に把握する方法の一つとして、脈波を測定して血流の機能状態を調べる方法が知られている。即ち、脈波が測定箇所の血管を流れる血液量の増減を表わしていることより血液循環の機能を示している点に着目した方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の脈波を用いた血液循環の機能の測定では、脈波の特徴を抽出して、被検者より測定した脈波がどのような特徴を有しているかを分類し、分類結果を知らせるものであった。この従来の装置では、分類結果で知ることができるのは、自己の脈波が属する分類が高い機能を有する脈波に分類されるか、それほど高くない機能に分類されているか等であり、非常に漠然としたものであった。
【０００６】この結果は、上記の体重の例であれば、標準体重であるか、太っているか、あるいは痩せているかといったことが知らされるに過ぎないものであり、例え被検者の年齢を入力したとしても、年齢に比較して機能が高いか低いかを知ることができるに過ぎなかった。
【０００７】このため、正確な血液循環機能の測定が望まれていた。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明は上述の課題を解決することを目的としてなされたもので、正確な血液循環機能の測定が可能な生体情報処理装置及び生体情報処理方法を提供することを目的とする。係る目的を達成する一手段として、例えば以下の構成を備える。
【０００９】即ち、被検者の脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段で検出した脈波の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段で検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】そして例えば、前記特性検出手段は、前記脈波検出手段で検出した脈波より少なくとも２つの特徴点を検出して検出特徴点を比較して脈波の特性を検出することを特徴とする。
【００１１】又例えば、前記脈波検出手段は、脈波検出手段で検出した脈波に対し２回微分して対応する加速度脈波を生成し、生成した加速度脈波の所定の極大点と極小点を特徴点とすることを特徴とする。
【００１２】さらに例えば、前記生成手段は、加速度脈波の特徴点の波高値を求め２番目の特徴点の波高値より３番目以降の特徴点の波高値を減算し、減算結果を最初の特徴点の波高値で除算して被検者の血管加齢指数を生成することを特徴とする。
【００１３】又例えば、前記算出手段で用いる回帰式は、所定の年代の健常者の標準加速度脈波より生成した血管加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得たものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。以下の説明は、生体情報処理装置として脈波センサで脈波を検出し、検出した脈波より検出した脈波の特性を検出して、検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成し、生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する装置について説明する。
【００１５】図１は本発明に係る一発明の実施の形態例の血管年齢を測定表示可能な生体情報処理装置のブロック構成図である。
【００１６】図１において、１は被検者の脈波を検出する脈波センサ、２は脈波センサで検出されたアナログ脈波信号を増幅する増幅回路、３は増幅回路３で増幅された脈波信号よりノイズ成分を除去するフィルタ回路、４はフィルタ回路３よりのノイズ成分の除去されたアナログ脈波信号を対応するデジタル脈波信号に変換するアナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）である。
【００１７】また、５は例えばＲＯＭ６に格納されている制御手順等に従って本実施の形態例装置全体の制御を司るＣＰＵ、６は上述したＣＰＵ５の制御手順を記憶すると共に、後述する加速度脈波加齢指数と年齢の回帰式を記憶するＲＯＭ、７は測定生体情報などを一時記憶可能なＲＡＭである。
【００１８】なお、このＲＡＭ７は、半導体メモリ素子で構成しても、磁気ディスクで構成してもよく、さらに光磁気ディスク等任意の記憶媒体に記憶させるものであっても、対導体素子のＲＡＭと交換可能な記憶媒体経の記憶とを組み合わせたものであってもよい。大容量の交換可能な記憶媒体に記憶するＲＡＭを含む場合には、多数の測定結果を記憶させるデータの格納に使用することも可能となる。
【００１９】さらに、８はＣＰＵ６の制御に従って増幅回路２、フィルタ回路３、Ａ／Ｄ変換回路４を制御する制御回路である。９は操作部であり、表示部１０、記録部１１よりの出力内容の切換指示を含む各種の動作指示を指示入力可能に構成されている。また、１０は装置の動作結果や動作指示入力ガイダンスなどを表示する表示部、１１は装置の動作結果などを印刷出力する記録部である。
【００２０】図１に示す脈波センサ１は、被検者の脈波を検出可能なものであれば種々の構成とできるが、本実施の形態例においては血管年齢を検出するのに適した方式として容積脈波（ＰＴＧ）を検出することとしている。そして、細動脈網が密に発達している指尖爪床部の容積脈波を検出する指尖容積脈波センサを採用することとしている。これは、細動脈管の内圧、口径、弾性の変化に応じて波形が変化するためである。
【００２１】具体的には指尖容積脈波を検出するために光容積脈波センサを採用し、例えば半導体発光素子（ＬＥＤ）より発光させた光を指尖爪床部に照射して指尖爪床部を透過した光を反対側に配設した受光素子で受光して指尖容積脈波を検出するようにすればよい。
【００２２】本実施の形態例における手の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサ１の例を図２を参照して説明する。図２は本実施の形態例の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【００２３】図２において、１は手乗せケース、２はコード押え、３は指尖爪部が挿入可能な開口部３Ａを有する上センサケース、４は底蓋であり、これらはいずれもＡＢＳ樹脂で形成されている。５は上センサケース３を所定の弾性力で手乗せケース１方向に圧接しているスプリング、６はスプリング止めである。
【００２４】７はＬＥＤゴムケースであり、負荷の無い状態では図２の形状に維持され、ＬＥＤ部に指尖爪部が挿入されると、ゴムの弾性力で変形し、ゴムの弾性力でＬＥＤ部を指尖爪部に圧接した状態に維持する。８はＬＥＤ９周囲をカバーするシリコンゴム製のＬＥＤゴムカバーである。９は半導体発光素子（ＬＥＤ）であり、本実施の形態例においては、ＧａＡｌＡｓのＬＥＤチップで構成され、例えば、６００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長で発光する。また、１０はポリカーボネイト製のＬＥＤカバーである。１１はＬＥＤ９が実装されたＬＥＤ基板である。
【００２５】更に、１２はＡＢＳ樹脂製の受光素子ケースであり、指尖爪床部が納まるように指尖腹部形状に成形されている。１３はシリコンゴム製の受光素子ゴムカバー、１４は受光素子１５が実装された受光素子基板、１５はフォトダイオードで構成された受光素子である。
【００２６】１６はハウジング付の接続ケーブルであり、増幅回路２に接続されている。１７は底蓋４を載置される台上に固定するゴム足、１８はアルミ箔製のネーマー、１９はＬＥＤ９に駆動電力を供給するコード、２０はコードが貫通されるチューブである。また、２１は受光素子１５に接続されているコードである。
【００２７】以上の構成を備える脈波センサを使用して脈波を測定する際には、手を心臓とほぼ同じくらいの高さに置き、例えば人差し指の先端を図２に示す開口部３Ａより受光素子ケース１２に沿ってＬＥＤゴムケース７を押し上げるようにセンサ内に挿入し、受光素子ケース１２の奥にあたるように入れれば良い。
【００２８】そして、ＬＥＤ９を駆動して発光させ、指尖爪床部を透過した光を受光素子１５で受光すればよい。図２の例では、指の上部より光を照射したが、指の下面より光を照射する構造であってもよい。
【００２９】図２に示す脈波センサは、手の指尖爪床部の脈波を測定するものであったが、この測定は手の指に限定されるものではなく、足の指であっても同様に測定することができる。足の指の指尖爪床部の脈波を測定する脈波センサの例を図３に示す。図３に示す脈波センサは、足の例えば親指をクリップ部ではさみ込んで測定する。図３は本実施の形態例の足の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【００３０】図３において、３１はＡＢＳ樹脂製の下センサカバー、３２はＡＢＳ樹脂製の上カバー、３３はＡＢＳ樹脂製の上センサカバー、３５は上センサカバー３３を所定の弾性力で下センサカバー３１方向に圧接しているスプリング、３６はＡＢＳ樹脂製の下カバーである。
【００３１】３７はＬＥＤゴムケースであり、負荷の無い状態では図３の形状に維持され、足の例えば親指指尖爪部を上下センサカバー３１、３３間に挟むことによりゴムの弾性力で変形し、ゴムの弾性力でＬＥＤ部を指尖爪部に圧接した状態に維持する。３８はＬＥＤ３９周囲をカバーするシリコンゴム製のＬＥＤゴムカバーである。３９は図２に示すＬＥＤ９と同様の半導体発光素子（ＬＥＤ）である。４０はポリカーボネイト製のＬＥＤカバーである。４１はＬＥＤ３９が実装されたＬＥＤ基板である。４２はＡＢＳ樹脂製の受光素子ケースであり、指尖爪床部が納まるように指尖腹部形状に成形されている。
【００３２】４３はシリコンゴム製の受光素子ゴムカバー、４４は受光素子５５が実装された受光素子基板、４５はフォトダイオードで構成された受光素子である。４６はハウジング付の接続ケーブルであり、増幅回路２に接続されている。４８はＬＥＤ３９に駆動電力を供給するコード、４９は受光素子４５に接続されているコードである。
【００３３】以上の構成を備える脈波センサを使用して脈波を測定する際には、被検者をベッドに寝かせた状態で上センサカバー３３のクリップ部分３３Ａをスプリング３５の弾性力に抗して押し下げ、ＬＥＤゴムケース３７を広げ、測定部分例えば足の親指の指尖爪部（爪床）にＬＥＤ３９があたるようにして挟めば良い。
【００３４】そして、ＬＥＤ３９を駆動して発光させ、指尖爪床部を透過した光を受光素子４５で受光すればよい。図３の例では指の上部より光を照射したが、指の下面より光を照射する構造であってもよい。
【００３５】次に、図２あるいは図３に示す脈波センサにより検出した脈波信号に基づいたＣＰＵ５による血管年齢の測定処理を図４を参照して説明する。
【００３６】血管推定年齢を測定しようとする被検者は、まずステップＳ１において、脈波センサ１を測定部位に装着あるいは測定箇所に測定部位例えば指先を位置決めして測定準備を整える。そして操作部９より血管推定年齢測定開始を指示入力する。
【００３７】この測定開始指示入力を受けたＣＰＵ５は、ステップＳ２において、制御回路８を制御して脈波センサ１よりの検出脈波が増幅・フィルタリングされ、Ａ／Ｄ変換回路４で対応するデジタル信号に変換されるようにする。そしてＡ／Ｄ変換回路４よりの測定デジタル脈波信号に対してＲＡＭ７を使用して微分処理を２回行い、加速度脈波を生成する。
【００３８】続いてステップＳ３においてステップＳ２で生成した加速度脈波の特性を検出する。具体的には加速度脈波（微分波形）より所定閾値以上の大きさを有する所定の極大点と極小点（波）を特徴点として抽出し、抽出した特徴点の波高値を検出して正規化する処理を行う。即ち、加速度脈波は一般的な波形であれば図５に示す波形となる。そこで本実施の形態例においては、最初の上向きの波をａ波、ａ波に続く下向きの波をｂ波、次の上向きの波をｃ波、次の下向きの波をｄ波、次の上向きの波をｅ波として、夫々の波の波高を測定する。このとき、基線（鎖線）より上をプラス、下をマイナスとして測定する。
【００３９】次にステップＳ４において、求めた波高値を基にして被検者の加速度脈波加齢指数を算出する。加速度脈波を評価する際において、ｂ〜ｅ波の波高をａ波の波高で正規化して（ｂ／ａ）、（ｃ／ａ）、（ｄ／ａ）、（ｅ／ａ）とすると、夫々のパラメータは加齢と相関関係があることが判明した。即ち、（ｂ／ａ）は正の相関があり、その他は負の相関がある。そのうち特に（ｂ／ａ）と（ｄ／ａ）は相関係数が高い。そこで本実施の形態例では、これら４つのパラメータを含んだ新しい指標として、加速度脈波加齢指数（ｂ−ｃ−ｄ−ｅ）／ａを発明した。そこで、ステップＳ４においてステップＳ３で求めた被検者の測定脈波の波高値より上記パラメータに従った加速度脈波加齢指数を算出している。
【００４０】そして次のステップＳ５において、ステップＳ４で算出した被検者の加速度脈波加齢指数より被検者の血管推定年齢を算出する。血管推定年齢は、例えば各年代（２０代、３０代、４０代、５０代等の各年代）の健常者の加速度脈波加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得た加速度脈波加齢指数と年齢の回帰式を用いて被検者の加速度脈波加齢指数からこの血管推定年齢を算出することにより行う。
【００４１】本実施の形態例においては、図６に示す縦軸にこの指数値、横軸に求める血管推定年齢を配した回帰式を用いて血管年齢の推定を行う。例えば、被検者の加速度脈波加齢指数を求めて図６に示す回帰式にあてはめることにより直接血管推定年齢が算出できる。なお、この回帰式はＲＯＭ６に予め格納されていることが望ましく、各指数値を入力して血管推定年齢が出力されるテーブル形式のものであってもよい。
【００４２】そして最後にステップＳ６においてこのようにして算出して血管推定年令を表示部１０の表示画面に表示する。あるいは、必要に応じて記録部１１より印刷出力する。なお、操作部９の操作指示により測定結果をＲＡＭ７に登録するように指示されている場合には、判明している被検者情報ととも測定結果をＲＡＭ７に登録する。
【００４３】以上説明したように本実施の形態例によれば、被検者の血液循環の機能を正確に把握することができ、測定結果として詳細な血管推定年令を算出することができる。このため、繁雑な被検者情報の入力なしに（被検者の年齢等を指示入力することなく）正確な血液循環機能を測定、認識させることができる。
【００４４】この結果、血液循環から見た健康状態のチェックや適切な健康管理が可能となる。
【００４５】なお、上述した加速度脈波加齢指数は血液に循環機能と密接な相関関係を有する指数であるため、加速度脈波加齢指数を用いて血管の弾力性の検出をはじめとする各種の血液循環機能測定に適用することが可能である。例えば、動脈硬化の測定、末梢循環状態の測定、末梢動脈網の抗進状態の測定等、種々の血液循環機能測定に適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、被検者の血液循環の機能を正確に把握することができ、測定結果として詳細な血管推定年令を算出することができる。
【００４７】このため、予め被検者の年齢等の情報を入力しておけば、血管推定年齢が実際の年齢よりも高い場合は、その要因（動脈硬化、高血圧など）の判定に役立ち、血液循環から見た健康状態のチェックや適切な健康管理が可能となる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一発明の実施の形態例の生体情報処理装置のブロック構成図である。
【図２】本実施の形態例の手の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【図３】本実施の形態例の足の指尖爪床部の指尖容積脈波を検出する脈波センサの断面構造を示す図である。
【図４】本実施の形態例における血管年齢の測定処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態例における加速度脈波の特性検出処理を説明するための図である。
【図６】本実施の形態例の血管推定年齢算出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 脈波センサ
２ 増幅回路
３ フィルタ回路
４ アナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）
５ ＣＰＵ
６ ＲＯＭ
７ ＲＡＭ
８ 制御回路
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 記録部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検者の脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段で検出した脈波の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段で検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する算出手段とを備え、前記脈波の特性検出は、少なくとも脈波の２つの特定特徴点を検出して検出した特定特徴点の情報に基づいて行なわれることを特徴とする生体情報処理装置。
【請求項２】 前記特性検出手段は、前記脈波検出手段で検出した脈波の少なくとも２つの特徴点を比較して脈波の特性を検出することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項３】 前記脈波検出手段は、脈波検出手段で検出した脈波に対し２回微分して対応する加速度脈波を生成し、生成した加速度脈波の所定の極大点と極小点を特徴点とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の生体情報処理装置。
【請求項４】 加速度脈波より所定閾値以上の大きさを有する所定の極大点と極小点を特徴点として抽出することを特徴とする請求項３記載の生体情報処理装置。
【請求項５】 前記生成手段は、加速度脈波の特徴点の波高値を求め２番目の特徴点の波高値より３番目以降の特徴点の波高値を減算し、減算結果を最初の特徴点の波高値で除算して被検者の血管加齢指数を生成することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の生体情報処理装置。
【請求項６】 前記算出手段で用いる回帰式は、所定の年代の健常者の標準加速度脈波より生成した血管加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得たものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項７】 更に、前記算出手段の算出血管推定年齢を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項８】 脈波検出手段は、指尖爪床部の容量脈波を検出する指尖容量脈波センサであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項９】 前記指尖容量脈波センサは、半導体発光素子より発光させた光を指尖爪床部に照射して指尖爪床部を透過した光を反対側に配設した受光素子で受光して指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８記載の生体情報処理装置。
【請求項１０】 前記指尖容量脈波センサは、手の指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の生体情報処理装置。
【請求項１１】 前記指尖容量脈波センサは、足の指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の記載の生体情報処理装置。
【請求項１】 被検者の脈波を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段で検出した脈波の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段で検出した脈波の特性より被検者の血管加齢指数を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した血管加齢指数と年齢の回帰式から血管推定年齢を算出する算出手段とを備え、前記脈波の特性検出は、少なくとも脈波の２つの特定特徴点を検出して検出した特定特徴点の情報に基づいて行なわれることを特徴とする生体情報処理装置。
【請求項２】 前記特性検出手段は、前記脈波検出手段で検出した脈波の少なくとも２つの特徴点を比較して脈波の特性を検出することを特徴とする請求項１記載の生体情報処理装置。
【請求項３】 前記脈波検出手段は、脈波検出手段で検出した脈波に対し２回微分して対応する加速度脈波を生成し、生成した加速度脈波の所定の極大点と極小点を特徴点とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の生体情報処理装置。
【請求項４】 加速度脈波より所定閾値以上の大きさを有する所定の極大点と極小点を特徴点として抽出することを特徴とする請求項３記載の生体情報処理装置。
【請求項５】 前記生成手段は、加速度脈波の特徴点の波高値を求め２番目の特徴点の波高値より３番目以降の特徴点の波高値を減算し、減算結果を最初の特徴点の波高値で除算して被検者の血管加齢指数を生成することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の生体情報処理装置。
【請求項６】 前記算出手段で用いる回帰式は、所定の年代の健常者の標準加速度脈波より生成した血管加齢指数と実際の年齢との関係を調べて得たものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項７】 更に、前記算出手段の算出血管推定年齢を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項８】 脈波検出手段は、指尖爪床部の容量脈波を検出する指尖容量脈波センサであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の生体情報処理装置。
【請求項９】 前記指尖容量脈波センサは、半導体発光素子より発光させた光を指尖爪床部に照射して指尖爪床部を透過した光を反対側に配設した受光素子で受光して指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８記載の生体情報処理装置。
【請求項１０】 前記指尖容量脈波センサは、手の指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の生体情報処理装置。
【請求項１１】 前記指尖容量脈波センサは、足の指尖容積脈波を検出するものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の記載の生体情報処理装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【特許番号】特許第３０１７４７４号（Ｐ３０１７４７４）
【登録日】平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．２４）
【発行日】平成１２年３月６日（２０００．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２２２０３２
【出願日】平成１０年８月５日（１９９８．８．５）
【公開番号】特開２０００−５１１６６（Ｐ２０００−５１１６６Ａ）
【公開日】平成１２年２月２２日（２０００．２．２２）
【審査請求日】平成１０年１２月２日（１９９８．１２．２）
【出願人】（５９８１０５２４８）
【出願人】（０００１１２６０２）フクダ電子株式会社 (196)
【参考文献】
【文献】特開 平７−５１２３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１５４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−９３０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−５２６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−５５０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−２５７５２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１−２３８８２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−２６１３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−１９７０３８（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．２４）
【発行日】平成１２年３月６日（２０００．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年８月５日（１９９８．８．５）
【公開番号】特開２０００−５１１６６（Ｐ２０００−５１１６６Ａ）
【公開日】平成１２年２月２２日（２０００．２．２２）
【審査請求日】平成１０年１２月２日（１９９８．１２．２）
【出願人】（５９８１０５２４８）
【出願人】（０００１１２６０２）フクダ電子株式会社 (196)
【参考文献】
【文献】特開 平７−５１２３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１５４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−９３０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−５２６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−５５０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−２５７５２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１−２３８８２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−２６１３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−１９７０３８（ＪＰ，Ａ）
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