专利名称：脉搏波传播速度测定装置、脉搏波传播速度的测定方法以及脉搏波传播速度的测定程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及脉搏波传播速度测定装置，详细而言，涉及通过对生物体的脉搏波进行测定来计算脉搏波进行传输的速度的脉搏波传播速度测定装置以及脉搏波传播速度的测定方法以及脉搏波传播速度的测定程序。
背景技术：
目前已知脉搏波在对生物体的循环系统的状态进行把握上具有多种重要信息。尤其是关于生物体的2个位置处的脉搏波进行传播的速度以及时间，其已被指出具有把握动脉硬化状态等的可能性，即使在医疗临床，其也是受到关注的生物体指标，分别被称作脉搏波传播速度(PWV Pulse Wave Velocity)、脉搏波传播时间(PTT Pulse Transit Time)等。 一般而言，PWV需要2个位置处的测定点。但是，已知即便是在生物体上的任意一部位所测定的脉搏波，其也是来自心脏的射血波与从生物体内的多种多样的位置处反射来的反射波之间的合成波，对这些波进行分离，即使是测定部位I位置处的脉搏波，也具有能够求取脉搏波传播速度或者脉搏波传播时间的可能性。于是，作为现有的脉搏波传播速度测定装置，其提出了 通过将射血波与反射波分离，以测定部位I位置处的脉搏波来求取脉搏波传播速度或者脉搏波传播时间的技术(例如参照JP特开2004-313468号公报(专利文献I)、JP特开2003-010139号公报(专利文献 2))。在所述现有的脉搏波传播速度测定装置中，在分离射血波与反射波时，假设主要的反射点处于肠骨动脉或者腹部大动脉周边时，相对于生物体各部位所测定的脉搏波，能够较好地进行射血波与反射波的分尚。所述现有的脉搏波传播速度测定装置是，仰卧躺下时对测定部位的脉搏波进行测定，根据该时间差与距离来求取脉搏波传播速度，所以，测定部位与心脏的高度为相同高度，不受静水压的影响。但是，考虑用户的使用场景，在测定脉搏波传播速度时，每次如果均需仰卧躺下进行测定，这对于用户来说并不方便，例如若能够以坐立姿势或站立姿势进行测定，则让用户减少在测定时的劳力和时间。另外，能够随时随地测定脉搏波传播速度，可实现可佩带的生物体传感器。但是，所述现有的脉搏波传播速度测定装置中，在分离射血波与反射波时，是假设主要反射点处于肠骨动脉或者腹部大动脉周边。也就是说，来自腹部大动脉的反射波的路径，从心脏通过肠骨动脉或者腹部大动脉而到达测定部位。例如，在以坐立姿势或者站立姿势进行测定的情况下，肠骨动脉或者腹部大动脉必在心脏之下。由此，从心脏通过肠骨动脉或者腹部大动脉而反射，由于到达末梢血管的路径的脉搏波将受到静水压的影响，其路径的血压值变高。另外，血压与脉搏波传播速度相关，已知血压变大时则脉搏波传播速度增力口。因此，以坐立姿势或站立姿势进行测定时，与仰卧进行测定相比，则脉搏波传播速度变得更快。因此，所述现有的脉搏波传播速度测定装置中，不以仰卧进行测定，而以诸如坐立姿势或站立姿势进行测定时，由于静水压差，脉搏波传播速度将增加，从而存在不能正确测定的问题。现有技术文献
专利文献专利文献I JP特开2004-313468号公报专利文献2 JP特开2003-010139号公报
发明内容
发明的概要发明所要解决的课题于是，本发明的课题在于提供一种能够不受因姿势而产生的静水压的影响地，进行正确脉搏波传播速度的测定的脉搏波传播速度测定装置以及脉搏波传播速度的测定方法以及脉搏波传播速度的测定程序。用于解决课题的手段为了解决所述课题，本发明的脉搏波传播速度测定装置脉搏波传播速度测定装置，其特征在于，具备脉搏波检测部，其检测生物体的脉搏波；脉搏波传播速度计算部，其基于所述脉搏波检测部检测出的所述脉搏波来计算脉搏波传播速度；和脉搏波传播速度修正部，其针对所述脉搏波传播速度计算部计算出的所述脉搏波传播速度，按照除去与所述生物体的姿势相应地产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正。在此，“生物体”并不仅限于人体，也可以是能够对其循环系统的脉搏波进行测定的其他的动物。根据所述构成，针对由脉搏波传播速度计算部计算出的脉搏波传播速度，由脉搏波传播速度修正部按照除去与生物体的姿势相应地产生的静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定时，能够不受因姿势而产生的静水压的影响地，进行正确的脉搏波传播速度的测定。另外，在一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述脉搏波传播速度修正部具有反射点高度计算部，其计算以所述生物体的心脏为基准时的来自所述心脏的脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度；和脉搏波传播速度增加部分计算部，其基于由所述反射点高度计算部计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。根据所述实施方式，通过反射点高度计算部，来计算以生物体的心脏为基准时的来自心脏的脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度，并基于该计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，通过脉搏波传播速度增加部分计算部来计算脉搏波传播速度的增加部分，由此即使在以坐立姿势或者站立姿势的姿势进行测定的情况下生物体的心脏与反射点不处于水平而内压增加进而脉搏波传播速度变快，也能够计算出与仰臥姿势的情况下测定的脉搏波传播速度同等的值。
在此，反射点高度计算部例如将生物体内的肠骨动脉或者腹部大动脉周边设为反射点。另外，一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述脉搏波传播速度增加部分计算部基于由所述反射点高度计算部计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来求取所述心脏与所述反射点之间的静水压差，并根据该静水压差来计算出所述脉搏波传播速度的增加部分。根据所述实施方式，脉搏波传播速度增加部分计算部基于由反射点高度计算部计算出的反射点的铅垂方向的高度，来求取心脏与反射点之间的静水压差，并根据该静水压差来计算出所述脉搏波传播速度的增加部分，由此，能够正确地修正静水压相对于脉搏波传播速度的影响。另外，一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述脉搏波传播速度增加部分计算部基于所述生物体的姿势为仰卧时预先测定的脉搏波传播速度与所述生物体的姿势为坐立姿势或者站立姿势时测定的脉搏波传播速度的关系式，来计算所述脉搏波传播速度 的增加部分。根据所述实施方式，脉搏波传播速度增加部分计算部基于生物体的姿势为仰卧时预先测定的脉搏波传播速度以及生物体的姿势为坐立姿势或者站立姿势时测定的脉搏波传播速度之间的关系式来计算脉搏波传播速度的增加部分，所以，在下一次的测定中，利用以仰卧预先测定的脉搏波传播速度，通过所述关系式能够容易地计算出脉搏波传播速度的增加部分。另外，一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述脉搏波传播速度修正部具有测定姿势检测部，其检测所述生物体的测定时的姿势；反射点高度计算部，其基于由所述测定姿势检测部检测出的所述生物体的测定时的姿势，来计算以所述生物体的心脏为基准时的所述脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度；脉搏波传播速度增加部分计算部，其基于由所述反射点高度计算部计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。根据所述实施方式，由测定姿势检测部检测生物体的测定时的姿势,并基于该检测出的生物体的测定时的姿势，由反射点高度计算部计算以生物体的心脏为基准时的脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度。这样，基于由所述反射点高度计算部计算出的反射点的铅垂方向的高度，通过脉搏波传播速度增加部分计算部计算出脉搏波传播速度的增加部分，由此，能够进行与生物体的测定姿势对应的正确的脉搏波传播速度的修正。另外，一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述测定姿势检测部检测所述生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度，所述反射点高度计算部基于所述测定姿势检测部检测出的所述生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度，来计算所述反射点高度计算部计算出的所述反射点的铅垂方向的高度。根据所述实施方式，通过测定姿势检测部检测生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度，并基于检测出的生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度，由反射点高度计算部来计算反射点的铅垂方向的高度，所以能够利用对倾斜角度进行检测的角度传感器等，简单地计算出反射点的铅垂方向的高度。另外，一实施方式的脉搏波传播速度测定装置中，所述脉搏波检测部对所述生物体的某一部位的脉搏波进行检测，所述脉搏波传播速度计算部具有基准时间检测部，其对用于确定所述脉搏波检测部所检测出的所述某一部位的脉搏波中所含的射血波分量的基准时间、以及用于确定所述脉搏波中所含的反射波分量的基准时间进行检测；和脉搏波振幅检测部，其检测与所述基准时间检测部检测出的所述射血波分量的基准时间对应的所述脉搏波的振幅，并且检测与所述基准时间检测部检测出的所述反射波分量的基准时间对应的所述脉搏波的振幅，基于由所述基准时间检测部检测出的所述射血波分量的基准时间及所述反射波分量的基准时间、和与所述脉搏波振幅检测部检测出的所述射血波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅及与所述反射波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅，来计算所述脉搏波的传播速度。根据所述实施方式，基于由基准时间检测部检测出的射血波分量的基准时间以及反射波分量的基准时间、和与脉搏波振幅检测部检测出的射血波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅以及与反射波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅，脉搏波传播速度计算部计算出脉搏波的传播速度，由此，能够在考虑了射血波分量的振幅与反射波分量的振幅之间的差异所引起的射血波与反射波的脉搏波传播速度的差异，来进行高精度的脉搏波传播 速度的测定。另外，本发明的脉搏波传播速度的测定方法中，其特征在于，包括通过脉搏波检测部检测生物体的脉搏波的步骤；基于所述脉搏波检测部检测出的所述脉搏波，由脉搏波传播速度计算部对脉搏波传播速度进行计算的步骤；和针对所述脉搏波传播速度计算部计算出的所述脉搏波传播速度，由脉搏波传播速度修正部按照除去与所述生物体的姿势相应地产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的步骤。根据所述构成，针对由脉搏波传播速度计算部计算出的脉搏波传播速度，脉搏波传播速度修正部按照除去与生物体的姿势相应地产生的静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势下进行测定时，能够不受姿势而产生的静水压的影响地进行正确的脉搏波传播速度的测定。另外，本发明的脉搏波传播速度的测定程序的特征在于使计算机执行下述的功能，即基于生物体的脉搏波来计算脉搏波传播速度的脉搏波传播速度计算功能；和针对由所述脉搏波传播速度计算功能计算出的所述脉搏波传播速度，按照除去与所述生物体的姿势相应地产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的脉搏波传播速度修正功能。根据所述构成，使计算机执行脉搏波传播速度计算功能与脉搏波传播速度修正功能，针对由脉搏波传播速度计算功能计算出的脉搏波传播速度，通过脉搏波传播速度修正功能按照除去与生物体的姿势相应地产生的静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势下进行测定时，能够不受姿势而产生的静水压的影响地进行正确的脉搏波传播速度的测定。发明效果如以上所明确的那样，根据本发明的脉搏波传播速度测定装置，实现在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定时，能够不受姿势而产生的静水压的影响地进行正确的脉搏波传播速度的测定的脉搏波传播速度测定装置。由此，无需进行使现有的对脉搏波传播速度进行测定时所需的仰卧躺下的动作，能够以非仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定，因此对用户而言提高了利便性。
图I是表示本发明的第I实施方式的脉搏波传播速度测定装置的框图。图2A是表示所述脉搏波传播速度测定装置的脉搏波检测部检测出的脉搏波波形的波形图。图2B是表示所述脉搏波传播速度测定装置的脉搏波检测部检测出的脉搏波的加速度波形的波形图。图3A是表示所述脉搏波传播速度测定装置的脉搏波检测部检测出的脉搏波的3次微分波形的波形图。
图3B是表示所述脉搏波传播速度测定装置的脉搏波检测部检测出的脉搏波的4次微分波形的波形图。图4是表示现有的脉搏波传播速度测定装置的射血波分量与反射波分量的振幅值的图。图5是表示所述脉搏波的波形以及脉搏波的射血波分量与反射波分量的波形图。图6是示意性表示所述脉搏波的射血波分量在人体内进行传播的路径与反射波分量在人体内进行传播的路径的示意图。图7是用于说明通过将心脏至腹部大动脉反射点的位置为止的路径分割为微小高度来修正静水压对脉搏波传输速度的影响的图。图8是本发明的第2实施方式的脉搏波传播速度测定装置的框图。图9是用于说明被检验者的正中线与水平面之间构成的角度的图。
具体实施例方式以下，通过图示的实施方式详细说明本发明的脉搏波传播速度测定装置以及脉搏波传播速度的测定方法以及脉搏波传播速度的测定程序。另外，该实施方式中，作为生物体，选择了人体，但并不仅限于人体，也可以是能测定循环系统的脉搏波的其他的动物。(第I实施方式〕图I表示本发明的第I实施方式的脉搏波传播速度测定装置100的框图。该第I实施方式的脉搏波传播速度测定装置100的主要的构成要素是脉搏波检测部110、脉搏波传播速度计算部120、以及脉搏波传播速度修正部130。所述脉搏波检测部110对人体的某一部位的脉搏波进行检测。关于该脉搏波检测部Iio的脉搏波检测方法,存在有多种多样的方法。例如有对于从发光兀件输出的红外光与血管内的血液量对应地被反射或者吸收的程度以受光元件进行测定的光电容积脉搏波法、以及将血管内的血液压迫血管的压力的变化作为电信号而提取出的压脉搏波法等。另外，对脉搏波进行测定的生物体部位并没有特别的较大的限制事项，如可能，优选尽量为非侵入·非束缚的部位，例如，优选指尖/手腕/耳朵等。另外，所述脉搏波传播速度计算部120具有基准时间检测部120a、脉搏波振幅检测部120b。通过该基准时间检测部120a，求取用于对由脉搏波检测部110检测出的脉搏波中所含的射血波分量与反射波分量进行确定的各自的基准时间。例如，在是Murgo等人所进行的血压波形分类的Type C的情况下，将脉搏波的波形中的收缩期的极大点的时间作为射血波分量的基准时间进行检测，将脉搏波的4次微分的third zero cross (第三零点交叉)设为反射波分量的基准点(参照图2A、图2B、图3A、图3B)。其中，根据测定脉搏波的Type C以外的波形形状、或者脉搏波因噪声电平、年龄、性别·疾病的有无·健康状态等而表现出多种多样的波形形状，只要是能够更好地求取射血波与反射波的时间基准点的手法，则可采用。接下来，通过脉搏波振幅检测部120b来求取射血波分量的脉搏波振幅与反射波分量的脉搏波振幅。例如，如图4所示，将与由基准时间检测部120a检测出的脉搏波S中所含的射血波分量的基准时间Tl对应的振幅Wl设为射血波分量的脉搏波振幅，并且，将与反射波分量的基准时间T2对应的振幅W2设为反射波分量的脉搏波振幅。这些是近年来，作为循环系统的诊断指标而被利用的Al (Augmentation Index :增加索引)中所采用的手法。 以下，说明利用射血波与反射波的时间信息及脉搏波振幅信息来计算脉搏波传播速度的示例。首先，图2A表示脉搏波检测部110检测出的脉搏波的波形的一例。图2A中的纵轴是与脉搏波的振幅(mmHg)对应的测定电压值(V)。该实施方式的脉搏波传输速度测定装置100中，作为一例，利用由一般袖带式血压计所测定的血压(mmHg)来进行由脉搏波检测部110测定的电压值(V)与脉搏波的振幅(mmHg)如何对应的修正(校准)。另外，该修正(校准)只要在最初的使用开始时进行即可，在之后的测定中只要使用上述校准的结果即可。上述基准时间检测部120a，例如在脉搏波为Murgo等人进行的血压波形分类的Type C的情况下，检测图2A所示的脉搏波的波形上的收缩期的极大点Ql的时间Tl作为射血波分量的基准时间Tl。在图2B中，示出上述脉搏波的加速度波，在图3A中，示出脉搏波的3次微分波。并且，基准时间检测部120a例如在脉搏波为Murgo等人所进行的血压波形分类的Type C的情况下，检测图3B所示的脉搏波的4次微分波的第3零交叉点Q2作为反射波分量的基准时间T2。另外，该第3零交叉点Q2，意味着在图2A所示的脉搏波成为极小值以后，图3B所示的4次微分波形第3次向下进行零交叉的点。此外，在上述的说明中，对上述检测出的脉搏波为血压波形分类的Type C的情况进行了说明，但在检测出的脉搏波为血压波形分类的Type C以外的波形形状的情况下，如果存在能够更合适地确定脉搏波的射血波分量的基准时间和反射波分量的基准时间的手法则也可以采用。例如，脉搏波若没有较大的血压变动，则基本上不会示出很大的波形变化，因此通过对测定出的多个脉搏波进行叠加(相加平均)，能够实现脉搏波检测精度的改
盡
口 ο此外，脉搏波根据噪声电平、年龄、性别、疾病的有无、健康状况等，而显示出各种各样的波形形状，因此如果存在能够更合适地确定脉搏波的射血波分量的基准时间和反射波分量的基准时间的手法则也可以采用。例如，通过将检测出的脉搏波与该时间点的被测定者的状态一起作为历史记录进行保留，能够实现改善对脉搏波的射血波分量的基准时间和反射波分量的基准时间进行确定的精度。另外，脉搏波振幅检测部120b如图4的波形图所例示的那样，检测与由基准时间检测部120a检测出的射血波分量的基准时间Tl对应的脉搏波S的振幅W1，并且检测与由基准时间检测部120a检测出的反射波分量的基准时间T2对应的脉搏波S的振幅WZ。并且，如图5所示，脉搏波传播速度计算部120从与反射波分量S2的基准时间T2对应的脉搏波S的振幅W2中，除去在脉搏波S的振幅W2中所含的射血波分量SI，求取与反射波分量S2的基准时间T2对应的反射波分量S2的振幅W3。作为求取与该反射波分量S2的基准时间T2对应的反射波分量S2的振幅W3的手法，例如，可以考虑利用Windkessel模型等，对脉搏波中的射血波的减少程度进行模型化，并从在反射波分量S2的基准时间T2的周边测定出的脉搏波振幅中减去射血波S I的残余分量的方法等。当然，如果存在能够更准确地确定射血波SI的残存分量的手法则也可以采用。接下来，脉搏波传播速度计算部120基于射血波分量的基准时间Tl、反射波分量的基准时间T2、与射血波分量的基准时间Tl对应的脉搏波S的振幅W1、与反射波分量S2的基准时间T2对应的脉搏波S的反射波分量S2的振幅W3，来求取脉搏波S的传播速度。其次，说明脉搏波传播速度计算部120求取脉搏波S的传播速度PWV的过程。 一般而言，所谓的“脉搏波传播速度”是指，对生物体部位的2位置处的各自的脉搏波进行测定，求取得到的各自脉搏波的射血波分量传播的速度，其根本原理是基于Moens-Korteweg的原理。另外，脉搏波传播速度与血压的关系根据Moens-Korteweg的关系以下述式(I)而导出(参照 McCombie, Devin “Development of a wearable bloodpressure monitor using adaptive calibration of peripheral pulse transit timemeasurements”，Ph. D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Dept.ofMechanical E ngineering,2008.)。(PffV)2 = a · exp (β XP)... (I)上式(I)中，PWV是脉搏波传播速度(m/秒)，P是血压(mmHg)，a、β是按照每个个人、在个人内也按照每个测定时间而稍有变化的常数。在此，相对于射血波SI的脉搏波传播速度PWVl (m/秒)与反射波S2的脉搏波传播速度PWV2(m/秒)分别应用上式(I)时，则能够获得下述式(2)、(3)。(PffVl)2 = a · exp (β Xffl). . . (2)(PWV2)2 = a · exp ( β XW3). . . (3)在上式(2)中，Wl是射血波SI的脉搏波振幅、即图5的与射血波SI的基准时间Tl相对应的脉搏波S的振幅W1，该振幅Wl与射血波SI的脉搏波压力相对应。此外，W3是反射波S2的脉搏波振幅、即图5的与反射波S2的基准时间T2相对应的反射波S2的振幅W3，该振幅W3与反射波S2的脉搏波压力相对应。另一方面，如图6所示，设从人体的心脏P到脉搏波测定部位52的距离为Cl1 (m)，从心脏P到反射点53为止的距离为d2(m)，从心脏P的跳动时到射血波SI的基准时间Tl为止的时间为Λ Tl (秒)，射血波SI的基准时间Tl与反射波S2的基准时间Τ2的时间差(Τ2-Τ1)为Λ Τ2 (秒)，则能够得到下式(4)、(5)。(PffVl)2 = ((I1/Δ Tl)2... (4)(PWV2)2 = ((2d2+dl)/(ΔΤ1+ΔΤ2))2 ... (5)根据上式(2)和上式(4)能够得到下式￠)，根据上式(3)和上式(5)能够得到下式⑵。
α · exp ( β Xffl) = ((I1/ Δ Tl)2... (6)α · exp (β XW3) = ((24+4)/( Λ Τ1+ΛΤ2))2 …⑵根据上式(6)和上式(7)，能够消去时间ΛΤ1。即，根据上式(J)能够得到下式⑶。(ΔΤ1+ΔΤ2)2 =a · exp ( β XW3)Δ Tl+ ΔΤ2 = Qdfd1)/{α · exp ( β X W3)}1/2Λ Tl = (24+4)/(0 · exp (β XW3)}1/2_AT2 ...(8)将该式⑶代入到上式(4)中，能够得到下式(9)。
(PffVl)2 = d2 X [ (24+(1)/{α · exp ( β X W3)} 1/2_ Δ Τ2]PffVl = dX [ (24+(1!) / α · exp ( β X W3)}1/2- Δ Τ2] ...(9)也就是说，能够根据已知的常数α、β、已知的测定值即距离Clpd2、由基准时间检测部120a求出的基准时间T2与Tl的差Λ T2 ( = Τ2-Τ1)、和由射血波分量除去部4求出的与反射波S2的基准时间Τ2相对应的反射波S2的振幅W3，来算出射血波SI的脉搏波传播速度PWVl。S卩，脉搏波传播速度计算部120通过基于上述那样的式(4) (7)而导出的上式
(9)，基于射血波分量SI、反射分量S2的基准时间Tl、Τ2的差△ Τ2、和与反射波分量S2的基准时间Τ2相对应的脉搏波S的射血波分量SI、反射分量S2的振幅W1、W3，来求出脉搏波S的射血波SI的传播速度PWVl。因此，能够考虑到射血波分量SI的振幅Wl与反射分量S2的振幅W3的差异所导致的射血波与反射波的脉搏波传播速度的差异来高精度地对脉搏波传播速度进行测定。另外，在所述实施方式中，说明了脉搏波振幅检测部120b利用了反射波S2的振幅W3的情况，但在脉搏波振幅检测部120b不利用反射波S2的振幅W3的情况下，在上式(3)中，取代与反射波S2的基准时间T2对应的反射波S2的振幅W3，利用其中采用了与反射波S2的基准时间T2对应的脉搏波S的振幅W2的下式(10)。(PWV2)2 = α · exp (β XW2)…(10)在此情况下，根据上式(10)和上式(5)能够得到下式(11)。α · exp (β XW2) = ((24+4)/( Λ Τ1+ΛΤ2))2. . . (11)因此，根据前述的式(6)和上式(11)，能够消去时间ΛΤ1，从而得到下式(12)。Λ Tl = (24+4)/(0 · exp (β XW2)}1/2_AT2...(12)将该式(12)代入到前述的式⑷中，能够得到下式(13)。(PffVl)2 = Cl12X [ Odfd1) / { α · exp ( β XW2)} 1/2_ Δ Τ2] _2PffVl = Cl1 X [ (24+(1!) / α · exp ( β X W2)}1/2- Δ Τ2] ...(13)S卩，能够根据已知的常数α、β、已知的测定值即距离屯、d2、由基准时间检测部120a求出的基准时间T2与Tl的差Λ T2 = (Τ2-Τ1)、和由脉搏波振幅检测部120b求出的与反射波S2的基准时间T2相对应的脉搏波S的振幅W2，来算出射血波SI的脉搏波传播速度 PWVl。S卩，脉搏波传播速度检测部120，通过如上述那样导出的上式(13)，基于射血波分量SI、反射分量S2的基准时间T1、T2的差△ Τ2、和与反射波分量S2的基准时间Τ2相对应的脉搏波S的基准时间Τ2的振幅W2，来求出上述脉搏波S的射血波SI的传播速度PWVl。因此，能够考虑到脉搏波S的射血波SI与反射波S2的脉搏波传播速度的差异来高精度地对脉搏波传播速度进行测定。另外，在上述实施方式中，对测定脉搏波传播速度的装置进行了说明，但从上式
(I)可知，也能够根据在上述实施方式中测定出的脉搏波传播速度来测定血压。即，在利用者使用上述脉搏波传播速度测定装置的情况下，也可以显示为血压值来取代直接显示由该装置得到的脉搏波传播速度。这是因为，上述脉搏波传播速度对于医疗工作者来说是非常熟悉的生物体指标，而对于非医疗工作者来说，比起脉搏波传播速度，血压是更容易熟悉的生物体指标。使用了袖带的一般的血压计，花费数十秒来将一组最高血压/最低血压/平均血压/脉搏数等提示给利用者，但根据基于本发明的实施方式的血压计，能够按照每I拍来检测血压，因此有可能更详细地把握生物体的状态。此外，通过取得数拍单位的相加平均 移动平均等，能够更高精度地检测脉搏波传播速度、血压。
另外，脉搏波传播速度修正部130具有反射点高度计算部131、脉搏波传播速度增加部分计算部132。较之于以仰卧进行测定的情形，该脉搏波传播速度修正部130对以坐立姿势或者站立姿势测定脉搏波传播速度的情况下而产生的静水压的影响进行修正。在现有的脉搏波传播速度测定装置中，通常以仰臥姿势进行测定。此时，心脏与反射点(来自心脏的脉搏波发生反射的点)的腹部大动脉之间成为水平，因此，静水压对脉搏波传播速度没有影响。但是，在以坐立姿势或者站立姿势的姿势进行测定的情况下，由于心脏与作为反射点的腹部大动脉不是水平，将受到静水压的影响，因此相应地内压将增加。并且，在血管的内压增加时，血管的硬度则增加，而血管的硬度增加时脉搏波传播速度变快。因此，在该第I实施方式中，对于以坐立姿势(或者站立姿势)测定的脉搏波传播速度，修正其与以仰臥姿势所测定的脉搏波传播速度之间的速度差，按照能够计算出即使以坐立姿势(或者站立姿势)也与以仰臥姿势所测定的脉搏波传播速度为同等的值的方式，通过脉搏波传播速度修正部130进行脉搏波传播速度的修正。另外，反射点高度计算部131对人体内的肠骨动脉或者腹部大动脉周边的反射点的位置进行计算。在此，为了计算该反射点的位置，将“身高或者座高”与“心脏至肠骨动脉或者腹部大动脉周边的反射点的位置为止的铅垂方向的高度”之间的关系，预先在反射点高度计算部131中以表或者关系式等的方式进行设定。这样，基于输入至脉搏波传播速度测定装置100的被测定者的身高信息或者座高信息，反射点高度计算部131利用预先设定的表或者关系式等，来计算出以心脏作为基准时的反射点的铅垂方向的高度。另外，脉搏波传播速度增加部分计算部132基于由反射点高度计算部131所求取的反射点的铅垂方向的高度，来计算由静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分。在此，作为修正静水压的影响的方法，如图7所示，将心脏P至反射点的位置为止的铅垂方向的高度以某个微小高度Ah进行分割，通过对各自的位置处的静水压的影响进行积分，来修正静水压对脉搏波传播速度的影响。也就是说，在心脏至反射点的位置为止的路径的某一区域中，该区域的脉搏波传播速度能够基于在心脏的高度所测定的血压值与心脏至该区域为止的铅垂方向的高度，通过以下的式(14)来进行表示。PffV = β · exp ( α (Pbp+P gh) ... (14)
在此，PffV :脉搏波传播速度[m/s]α、β :常数(每个个人，在个人内也按照每个测定时间而稍有变化)Pbp :在心脏的高度所测定出的血压值P :血液的密度g:重力加速度h :自心脏起至某一区域为止的铅垂方向的高度
并且，由静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分能够以下述式(15)表不。Δ PWV = PWV0 · exp ( a Pbp) · (exp ( a pgh)_l) ...(15)在此，PffV0是在心脏的高度处的脉搏波传输速度。接下来，分别对分割的区域中的Λ PWV进行计算，将计算出的APWV的平均值作为修正值来进行求取。其次，在脉搏波传播速度增加部分计算部132中，若从由脉搏波传播速度计算部120计算出的脉搏波传播速度中减去APWV的平均值，则能够计算出仰臥姿势所测定的脉搏波传播速度。在此，虽将微小高度Ah设定得越小越能够计算出正确的值，但是例如优选将心脏至反射点的位置为止的铅垂方向的高度分割为10个区域。根据所述构成的脉搏波传播速度测定装置100，相对于由脉搏波传播速度计算部120计算出的脉搏波传播速度，通过脉搏波传播速度修正部130按照除去因所述生物体的姿势而产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，以不是仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定时，不会受到因姿势而产生的静水压的影响，能够进行正确的脉搏波传播速度的测定。另外，通过脉搏波传播速度修正部130的反射点高度计算部131，对以心脏为基准时的反射点的铅垂方向的高度进行计算，并基于该计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，通过脉搏波传播速度修正部130的脉搏波传播速度增加部分计算部132对脉搏波传播速度的增加部分进行计算，能够在坐立姿势或者站立姿势的姿势下进行测定情况下，即使心脏与反射点不处于水平而增加了内压进而脉搏波传播速度变快，也能够计算出与仰臥姿势下所测定的脉搏波传播速度同等的值。另外，基于反射点高度计算部131计算出的反射点的铅垂方向的高度,能够由脉搏波传播速度增加部分计算部132正确修正静水压对脉搏波传播速度的影响。另外，基于由脉搏波传播速度计算部120的基准时间检测部120a检测出的射血波分量的基准时间以及反射波分量的基准时间、和与通过脉搏波振幅检测部120b检测出的射血波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅以及与反射波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅，来通过脉搏波传播速度计算部120计算出脉搏波的传播速度，由此，能够在考虑了因射血波分量的振幅与反射波分量的振幅之间的差异所弓I起的射血波与反射波的脉搏波传播速度的差异的情况下高精度地对脉搏波传播速度进行测定。另外，在所述第I实施方式中，利用所述式(14)、(15)来计算出静水压的影响所引起的脉搏波传输速度的增加部分，但并不限于此，也可以基于在人体的姿势为仰卧时预先测定的脉搏波传播速度与人体的姿势为坐立姿势(或者站立姿势)时测定的脉搏波传播速度之间的关系式，来计算脉搏波传播速度的增加部分。例如，脉搏波传播速度增加部分计算部132预先对仰臥姿势与坐立姿势(或者站立姿势)的2种条件下的脉搏波传播速度进行测定，计算出仰臥姿势下测定的脉搏波传播速度PWVa与坐立姿势(或者站立姿势)下测定的脉搏波传播速度PWVb之间的差APWV( =PWVa-PWVb)。接下来，将该差Λ PWV ( = PWVa-PWVb)的值存储到脉搏波传播速度测定装置100的存储部(未图示)中，从下一次的测定起，从由脉搏波传播速度计算部120计算出的脉搏波传播速度值中减去存储部所存储的差△ PWV。这样，脉搏波传播速度增加部分计算部132基于人体的姿势为仰卧时预先测定的脉搏波传播速度与人体的姿势为坐立姿势(或者站立姿势)时测定的脉搏波传播速度之间的关系式即差APWV = PWVa-PWVb，来计算出脉搏波传播速度的增加部分，所以，下一次的测定中，能够容易地通过利用仰臥姿势下预先测定的脉搏波传播速度以所述关系式计算出。在该情况下，仰卧的情况下的脉搏波传播速度与坐立姿势(或者站立姿势)的情况下的脉搏波传播速度之间的关系式并不限于此，只要是表示仰卧情况下的脉搏波传播速度与坐立姿势(或者站立姿势)情况下的脉搏波传播速度之间的相关关系的关系式即可。〔第2实施方式〕图8表示本发明的第2实施方式的脉搏波传播速度测定装置200的框图。该第2实施方式的脉搏波传播速度测定装置200中，除测定姿势检测部133外，具有与第I实施方式的脉搏波传播速度测定装置100相同的构成。该第2实施方式的脉搏波传播速度测定装置200具备脉搏波检测部110、脉搏波传播速度计算部120、脉搏波传播速度修正部130。所述脉搏波传播速度修正部130由测定姿势检测部133、反射点高度计算部131、脉搏波传播速度增加部分计算部132构成。测定姿势检测部133对被测定者的测定姿势进行检测。根据该测定姿势的变化来，以心脏为基准时的反射点的铅垂方向的高度发生变化。因此，通过对该反射点的铅垂方向的高度的变化进行测定，能够不受被测定者的测定姿势的影响，计算出与以仰臥姿势下测定的脉搏波传播速度相当的值。测定姿势检测部133基于由佩戴在腰部等的加速度传感器所检测出的重力加速度的信息，如图9所示，计算出被检验者的正中线61与水平面62之间所形成的角度α (倾斜角度)。反射点高度计算部131根据由测定姿势检测部133获得的角度α与心脏P至反射点为止的距离hs，利用下述式(16)，来求取心脏P至反射点63为止的铅垂方向的高度h。h = hs · sin α... (16)这样，基于由反射点高度计算部131所求取的铅垂方向的高度h，脉搏波传播速度修正部130对脉搏波传播速度进行修正。该脉搏波传播速度修正部130所进行的修正的方法与第I实施方式相同。所述第2实施方式的脉搏波传播速度测定装置具有与第I实施方式的脉搏波传播速度测定装置相同的效果。另外，通过测定姿势检测部133对人体的测定时的姿势进行检测，并基于该检测出的人体的测定时的姿势，通过反射点高度计算部131来计算出以人体的心脏为基准时的脉搏波发生反射的反射点的铅垂方向的高度，并基于反射点高度计算部131计算出的反射点的铅垂方向的高度h，通过脉搏波传播速度增加部分计算部130来计算出脉搏波传播速度的增加部分，由此能够进行与人体的测定姿势相应的正确的脉搏波传播速度的修正。另外，通过测定姿势检测部133，检测人体的正中线相对于水平面的倾斜角度，并基于被检测的人体的正中线相对于水平面的倾斜角度，由反射点高度计算部131来计算出反射点的高度，所以，利用用于检测倾斜角度的角度传感器等，能够简单地计算出反射点的高度。所述第I、第2实施方式中说明了具备基于人体的某一部位的脉搏波的射血波分量与反射波分量各自的基准时间与振幅来计算出脉搏波传播速度的脉搏波传播速度计算部120的脉搏波传播速度测定装置，但脉搏波传播速度计算部并不限于此，也可以是通过其他的方法来计算脉搏波传播速度的构成。例如，本发明也可以适用于使用脚脖子的脉搏波与上胳膊的脉搏波的2点的脉搏波的脉搏波传播速度测定装置，也可以适用于使用心电和另一位置处的脉搏波的脉搏波传播速度测定装置。 另外，本发明并不限于脉搏波传播速度测定装置，还提供一种脉搏波传播速度的测定方法，其包括由脉搏波检测部检测生物体的脉搏波的步骤；基于由所述脉搏波检测部检测出的所述脉搏波通过脉搏波传播速度计算部对脉搏波传播速度进行计算的步骤；以及相对于由所述脉搏波传播速度计算部计算出的所述脉搏波传播速度，通过脉搏波传播速度修正部按照除去与所述生物体的姿势对应而产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的步骤。根据所述脉搏波传播速度的测定方法，相对于由脉搏波传播速度计算部计算出的脉搏波传播速度，通过脉搏波传播速度修正部按照除去与生物体的姿势对应而产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定时，能够不受因姿势而产生的静水压的影响地进行正确的脉搏波传播速度的测定。另外，本发明也可以通过脉搏波传播速度的测定程序使计算机执行下述功能，即基于生物体的脉搏波来计算脉搏波传播速度脉搏波传播速度计算功能；以及相对于由所述脉搏波传播速度计算功能计算出的所述脉搏波传播速度，按照除去与所述生物体的姿势对应而产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的脉搏波传播速度修正功能。根据所述脉搏波传播速度的测定程序，使计算机执行脉搏波传播速度计算功能与脉搏波传播速度修正功能，相对于由脉搏波传播速度计算功能计算出的脉搏波传播速度，由脉搏波传播速度修正功能按照除去与生物体的姿势对应而产生的静水压的影响所引起的脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正，所以，在以非仰卧的坐立姿势或站立姿势进行测定时，能够不受由姿势而产生的静水压的影响地进行正确的脉搏波传播速度的测定。对本发明的具体实施方式
进行了说明，但本发明并不限于所述第I、第2实施方式，在本发明的范围内能够进行各种变更并实施。标号说明
100、200…脉搏波传播速度测定装置110…脉搏波检测部120…脉搏波传播速度计算部120a…基准时间检测部120b…脉搏波振幅检测部130…脉搏波传播速度修正部131…反射点高度计算部132…脉搏波传播速度增加部分计算部
133…测定姿势检测部
权利要求
1.一种脉搏波传播速度测定装置，其特征在于，具备 脉搏波检测部(110)，其检测生物体的脉搏波； 脉搏波传播速度计算部(120)，其基于由所述脉搏波检测部(110)检测出的所述脉搏波来计算脉搏波传播速度；和 脉搏波传播速度修正部(130)，其针对由所述脉搏波传播速度计算部(120)计算出的所述脉搏波传播速度，按照除去与所述生物体的姿势相应地产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正。
2.根据权利要求I所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述脉搏波传播速度修正部(130)具有 反射点高度计算部(131)，其计算以所述生物体的心脏为基准时的来自所述心脏的脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度；和 脉搏波传播速度增加部分计算部(132),其基于由所述反射点高度计算部(131)计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。
3.根据权利要求2所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述脉搏波传播速度增加部分计算部(132)基于由所述反射点高度计算部(131)计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来求取所述心脏与所述反射点之间的静水压差，并根据该静水压差来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。
4.根据权利要求2所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述脉搏波传播速度增加部分计算部(132)基于所述生物体的姿势为仰卧时预先测定的脉搏波传播速度与所述生物体的姿势为坐立姿势或者站立姿势时测定的脉搏波传播速度的关系式，来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。
5.根据权利要求I所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述脉搏波传播速度修正部(130)具有 测定姿势检测部(133)，其检测所述生物体的测定时的姿势； 反射点高度计算部(131)，其基于由所述测定姿势检测部(133)检测出的所述生物体的测定时的姿势，来计算以所述生物体的心脏为基准时的所述脉搏波进行反射的反射点的铅垂方向的高度； 脉搏波传播速度增加部分计算部(132),其基于由所述反射点高度计算部(131)计算出的所述反射点的铅垂方向的高度，来计算所述脉搏波传播速度的增加部分。
6.根据权利要求5所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述测定姿势检测部(133)检测所述生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度， 所述反射点高度计算部(131)基于由所述测定姿势检测部(133)检测出的所述生物体的正中线相对于水平面的倾斜角度，来计算由所述反射点高度计算部(131)计算的所述反射点的铅垂方向的高度。
7.根据权利要求I至6中任意一项所述的脉搏波传播速度测定装置，其特征在于， 所述脉搏波检测部(110)对所述生物体的某一部位的脉搏波进行检测， 所述脉搏波传播速度计算部(120)具有 基准时间检测部(120a)，其对用于确定所述脉搏波检测部(110)所检测出的所述某一部位的脉搏波中所含的射血波分量的基准时间、以及用于确定所述脉搏波中所含的反射波分量的基准时间进行检测；和 脉搏波振幅检测部(120b)，其检测与由所述基准时间检测部(120a)检测出的所述射血波分量的基准时间对应的所述脉搏波的振幅，并且检测与由所述基准时间检测部(120a)检测出的所述反射波分量的基准时间对应的所述脉搏波的振幅， 基于由所述基准时间检测部(120a)检测出的所述射血波分量的基准时间及所述反射波分量的基准时间、与由所述脉搏波振幅检测部(120b)检测出的所述射血波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅及与所述反射波分量的基准时间对应的脉搏波的振幅，来计算所述脉搏波的传播速度。
8.一种脉搏波传播速度的测定方法，其特征在于，包括 由脉搏波检测部检测生物体的脉搏波的步骤； 基于由所述脉搏波检测部检测出的所述脉搏波，由脉搏波传播速度计算部对脉搏波传播速度进行计算的步骤；和 针对由所述脉搏波传播速度计算部计算出的所述脉搏波传播速度，由脉搏波传播速度修正部按照除去与所述生物体的姿势对应地产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的步骤。
9.一种脉搏波传播速度的测定程序，其特征在于， 使计算机执行下述的功能，即 脉搏波传播速度计算功能，基于生物体的脉搏波来计算脉搏波传播速度；和脉搏波传播速度修正功能，针对由所述脉搏波传播速度计算功能计算出的所述脉搏波传播速度，按照除去与所述生物体的姿势对应地产生的静水压所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正。
全文摘要
本发明提供一种脉搏波传播速度测定装置，其具备检测人体的脉搏波的脉搏波检测部(110)；基于由脉搏波检测部(110)检测出的所述脉搏波来计算出脉搏波传播速度的脉搏波传播速度计算部(120)；以及针对由脉搏波传播速度计算部(120)计算出的脉搏波传播速度，按照除去由于所述生物体的姿势而产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的脉搏波传播速度修正部(130)。由此，提供一种能够不受因姿势而产生的静水压的影响地，正确测定脉搏波传播速度的脉搏波传播速度测定装置。
文档编号A61B5/02GK102843962SQ201180017658
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月30日
发明者堀淳史 申请人:夏普株式会社