JPH0347088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、心拍に同期して生体の動脈から発生
する脈波を表す脈波信号から雑音を除去するため
の脈波信号処理装置に関するものである。

従来の技術およびその課題 心拍に同期して生体の動脈から発生する脈波を
検出し、その脈波に基づいてその生体の状態を判
断する装置が知られている。たとえば、血圧測定
装置がそれである。この血圧測定装置は、一般
に、人体の一部を圧迫すべく取り付けられたカフ
の圧力変化に関連して変化する脈波に基づいて血
圧値を測定するようにされている。そして、通
常、その対象とする脈波によつて、マイクロホン
方式、オシロメトリツク方式及び超音波方式など
に分類される。すなわち、マイクロホン方式の血
圧測定装置にあつては心臓の拍動（以下単に心拍
という）に同期して動脈に発生するコロトコフ音
が脈波とされ、このコロトコフ音に基づいて血圧
値が測定されるのであり、オシロメトリツク方式
の血圧測定装置にあつては、心拍に同期してカフ
内に発生する圧力振動が脈波として検出され、こ
れに基づいて血圧値が測定されるのであり、更に
超音波方式の血圧測定装置にあつては、心拍に同
期して発生する動脈表壁の拍動を脈波とし、この
動脈表壁の拍動を超音波で検出してその検出信号
に基づいて血圧値を測定するようにされているの
である。

ところで、この種の血圧測定装置においては、
周波数成分が脈波に類似してフイルタ等の通常の
手段によつて除去されることが困難であるため、
電気メスや、被測定者の体動などに起因するモー
シヨンアーテイフアクトなどの雑音が脈波中に混
入することが避けられず、この脈波中に混入した
雑音によつて血圧値の測定精度が低下してしまう
という問題があつた。このため、この種の血圧測
定装置では、上述の如き雑音の混入による測定精
度の低下を防止することが一つの課題とされてお
り、これを解決するために従来より種々の方法が
提案されている。

例えば、マイクロホン方式の血圧測定装置にお
いて、ある一定の期間内に所定の数以上の信号が
現われた時、その一連の信号を各々のコロトコフ
音と認知する方式や、或はオシロメトリツク方式
の血圧測定装置において、脈波として得られた
個々の信号の大きさをその前後の信号の大きさと
比較し、その前後の信号の大きさの大小関係から
大きく外れるものを雑音として除去する方式、更
に同じくオシロメトリツク方式の血圧測定装置に
おいて、脈波として検出される信号の簡単なパタ
ーン認識を行い、その認識されたパターンが基準
のパターンと大きく異なる場合、それを雑音とし
て除去する方式等がそれである。

しかしながら、上述の如き従来の雑音除去の方
式では、必ずしも有効な雑音防止が行われず、従
つて血圧値の測定精度の低下も必ずしも十分に防
止され得ないというのが実情であつた。すなわ
ち、前述のマイクロホン方式の血圧測定装置にお
けるコロトコフ音を認知する方式にあつては、散
発的な雑音に対しては有効であるが、ある程度連
続的な雑音に対しては全く効果がなく、また、オ
シロメトリツク方式の血圧測定装置における各雑
音除去方式にあつては、脈波信号と同程度の大き
さの雑音が入つた場合、或は同様のパターンを有
する雑音が入つた場合などに、その雑音を除去し
得なかつたのであり、特にそのような除去できな
い大きさ、形状の雑音が脈波信号中に混入するケ
ースが多かつたのである。なお、オシロメトリツ
ク方式の血圧測定装置におけるパターン認識によ
る雑音除去方式では、各信号のパターン認識を厳
密に行えば雑音を十分有効に除去し得るものと考
えられるが、そのような厳密なパターン認識を行
うためには回路構成を複雑にせざるを得ず、その
実行時間も多くを要して、血圧測定装置として採
用するには現実的ではないのである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたも
のであり、その目的とするところは、脈波中に混
入した雑音を従来よりも一層効果的に除去し得る
脈波信号処理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するための本発明の要旨とす
るところは、心拍に同期して生体の動脈から発生
する脈波を表す脈波信号に含まれる雑音を除去す
るための脈波信号処理装置であつて、(a)前記脈波
を検出し、脈波信号を出力する脈波センサと、(b)
その脈波センサによつて検出された脈波信号を順
次記憶する記憶手段と、(c)その記憶手段に記憶さ
れた情報に基づいて前記脈波信号の各々のピーク
値間隔に対応する周期を備えた一連の一次脈波信
号列を作成し、その一次脈波信号列にフーリエ変
換処理または自己相関処理を施して、その一次脈
波信号列の基本周波数の周期を決定する一次脈波
信号列基本周期決定手段と、(d)前記一次脈波信号
列を構成する各信号のうち、前記基本周波数の周
期を中心とする予め定められた範囲内の周期を有
する信号を選択することにより、複数組の二次脈
波信号列を作成する二次脈波信号列作成手段と、
(e)前記複数組の二次脈波信号列の前記基本周波数
の周期における自己相関の強さをそれぞれ求め、
それら複数組の二次脈波信号列のうち最も自己相
関の強い組を決定する二次脈波信号列決定手段
と、(f)前記記憶手段に記憶された脈波信号のう
ち、その二次脈波信号列決定手段により決定され
た組の二次脈波信号列に対応する脈波信号を選択
する脈波選択手段とを、含むことにある。

作用および発明の効果 上記構成の本発明を第１図について説明すれ
ば、先ず、脈波センサで、カフの圧力変動によつ
て発生される脈波並びにモーシヨンアーテイフア
クトなどに起因して発生される雑音が、脈波信号
として一律に検出され、これが記憶手段に順次記
憶される。そして、一次脈波信号列基本周期決定
手段では、上記記憶手段において記憶された脈波
信号のピーク値間隔に対応する周期を備えた一連
の脈波信号列が作成され、その一次脈波信号列に
フーリエ変換処理または自己相関処理が施され
て、その一次脈波信号列の基本周波数の周期が決
定される。すなわち、一次脈波信号列は、正規の
周期的な数多くの脈波に基づく信号と、全くラン
ダムに発生される比較的数の少ない雑音に基づく
信号とから成つているため、上記一次脈波信号列
の基本周期を求めることによつて、結局正規の脈
波の基本周期が求められるのである。

そして、この正規の脈脈の基本周波数の基本周
期に基づいて、二次脈波信号列作成手段で、前記
第一脈波信号列を構成する信号の中から、基本周
波数を中心とする予め定められた範囲内の周期を
有する信号が選択されることにより複数組の二次
脈波信号列が作成される。これにより、正規の脈
波からなると思われる信号列が幾組も作成される
のであり、一次脈波信号列を構成する信号のうち
の周期性のない信号がこの段階で除去される。

このように複数組作成された二次脈波信号列
は、前記基本周波数の周期における自己相関の強
さがそれぞれ求められ、それら複数組の二次脈波
信号列のうち最も自己相関の強い組が決定され
る。そして、脈波選択手段では、前記記憶手段に
記憶された脈波信号のうち、その二次脈波信号列
決定手段により決定された組の二次脈波信号列に
対応する脈波信号が選択される。この脈波信号
は、規則性のない雑音を除いたものとなるので、
この脈波信号に基づけば、生体の状態が高精度で
判断され得る。たとえば、その脈波信号に基づい
て血圧値が決定されれば、正確な血圧値が得られ
るのである。

上述のように、本発明によれば、極めて精度の
高い血圧値が雑音の有無に拘らず安定して求めら
れるのである。しかも一次脈波信号列の基本周波
数について求めた基本周期に基づいて二次脈波信
号列を作成するようにしているので、二次脈波信
号列を全くランダムな周期に基づいてきわめて多
数組作成する場合に比べて二次信号列が少数組と
なり、必要な二次脈波信号列を極めて早く求める
ことが出来、また、二次脈波信号列を記憶するた
めの記憶手段の容量も極めて少なくて済むのであ
る。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第２図は本発明をオシロメトリツク方式の血圧
測定装置に適用した場合の一実施例を示すブロツ
ク線図である。同図において、２は人体の一部に
取り付けられて当該部分を圧迫するための袋状の
カフであつて、このカフ２に、カフ２内の圧力を
検出してその圧力を表わす圧力信号SPを出力す
る圧力センサ４が取り付けられている。そしてこ
の圧力信号SPが拍動検出器６及びＡ／Ｄコンバ
ータ８に供給される。

拍動検出器６はバンドパスフイルタとＡ／Ｄコ
ンバータとから構成され、圧力信号SP中に含ま
れる脈波（振動成分）並びにモーシヨンアーテイ
フアクトなどによつてカフ２内に誘起された雑音
を共に検知し、それら脈波並びに雑音の大きさを
表わし且つそれら脈波並びに雑音に同期した脈波
信号SMをＩ／Ｏポート１０に供給する。すなわ
ち、本実施例では、カフ２内の圧力を検出する圧
力センサ４と、圧力センサ４からの圧力信号SP
中に含まれる振動成分としての脈波並びに雑音を
検出する拍動検出器６とによつて、脈波センサが
構成されているのである。

一方、Ａ／Ｄコンバータ８はローパスフイルタ
を備えた構成とされており、圧力信号SP中から
脈波並びに雑音の除かれた静的な圧力値信号PV
を取り出し、これをＩ／Ｏポート１０に供給す
る。

また、Ｉ／Ｏポート１０には、測定開始を指令
するためのスタート押釦１２が接続されており、
これが押圧操作させられるとスタート信号SSが
Ｉ／Ｏポート１０に供給されるようになつてい
る。

Ｉ／Ｏポート１０はデータバスラインを介して
CPU１４（演算処理装置）、RAM１６及びROM
１８に接続されており、CPU１４からの指令に
従つて圧力値信号PV、脈波信号（一次脈波信号
列）SM及びスタート信号SSをデータバスライン
に供給する。CPU１４は予めROM１８に記憶さ
れたプログラムに従つてRAM１６の一時記憶機
能を利用しつつ信号処理を実行し、Ｉ／Ｏポート
１０を介してポンプ駆動信号SA及び排出量信号
SEをポンプ駆動装置２０及び流量調節装置２２
に供給すると共に、同じくＩ／Ｏポート１０を介
して、信号処理によつて求められた所定の血圧値
を表示信号DDとして表示器２４に供給し、表示
する。

すなわち、上述の記載から明らかなように、本
実施例では、圧力値信号PV並びに脈波信号列
SMは一時記憶機能を有するRAM１６に記憶さ
れるのであり、従つて、このRAM１６が所謂記
憶手段となる。

なお、前記ポンプ駆動装置２０は、ポンプ駆動
信号SAを受けている間、カフ２に接続された電
動ポンプを駆動し、カフ２内に空気を圧送するよ
うにされており、また流量調節装置２２は、急速
排気用並びに定速排気用の二つの排出弁を備え、
排出量信号SEの内容に応じてそれら二つの排気
弁の開閉を制御することにより、カフ２内からの
排出量を調節し得るようにされている。

以下、本実施例の作動を説明する。

図示しない電源スイツチが投入されると装置の
各部に電源が供給され、CPU１４が予めROM１
８に記憶されたメインプログラムを示す第３図の
フローチヤートに従つて制御作動を為す。

先ず、ステツプＳ１が実行され、スタート押釦
１２の操作状態が判断される。スタート押釦１２
が操作されない間はステツプＳ１の実行が繰返さ
れるが、血圧測定開始のためにスタート押釦１２
が押圧操作され、スタート信号SSがＩ／Ｏポー
ト１０を介して供給されると、次のステツプＳ２
及びＳ３が実行される。

ステツプＳ２においては、流量調節装置２２へ
の排出量信号SEの内容が変更されて、それまで
開状態とされていた二つの排気弁が共に閉じられ
ると共に、ポンプ駆動装置２０へのポンプ駆動信
号SAの供給が開始されて、カフ２への空気の圧
送が開始される。一方、ステツプＳ３において
は、圧力値信号PVが表わすカフ２内の実際の圧
力Ｐが、予め設定された目標上限圧力PMよりも
大きいか否かが判断される。実際の圧力Ｐが目標
上限圧力PMよりも未だ小さい間はステツプＳ３
が繰返されるが、反対に実際の圧力Ｐが目標上限
圧力PMを上回つた場合には、ステツプＳ４及び
ステツプＳ５が直ちに実行される。すなわち、ス
テツプＳ４において、ポンプ駆動信号SAの出力
が解消されてポンプ駆動装置２０によるカフ２内
への空気の圧送が停止されると共に、排出量信号
SEの内容が変更されて定速排気弁が開かれ、カ
フ２内の圧力Ｐが徐々に一定の速度で減少させら
れるのであり、ステツプＳ５において、上記カフ
２の減圧過程で発生され、脈波センサで検出され
る脈波信号SMおよびその各種情報、例えば、各
脈波信号SMのピーク値、各ピーク値間の間隔
や、それに関連して各脈波信号SMのピーク値が
得られた時点におけるカフ２内の圧力Ｐなどの情
報が記憶されるのである。

ステツプＳ５に引き続いてステツプＳ６が実行
され、所定の血圧値を算定するのに必要な情報が
全て揃つたか否かを判断するために、カフ２内の
実際の圧力Ｐが予め定めた十分小さな目標最低圧
力POより小さくなつたかどうかが比較される。
そして、実際の圧力Ｐが目標最低圧力POより大
きく末だ十分な情報が揃わない間は、ステツプＳ
５及びＳ６が繰返されるが、圧力Ｐが目標最低圧
力POより小さくなつて必要且つ十分な情報が得
られたと判断されると、ステツプＳ７が直ちに実
施され、排出量信号SEの内容が変更されて急速
排気弁が開かれ、カフ２内の気体が急速に排出さ
れる。

そして、ステツプＳ７に引き続いてステツプＳ
８及びＳ９が実行される。すなわち、ステツプＳ
８においては、前記ステツプＳ５で記憶された脈
波信号SMのピーク値に同期した所定のパルス幅
を有する一連のパルス列から成る一次脈波信号列
が作成され、その一次脈波信号列についての自己
相関がとられるのである。そして、ステツプＳ９
において、ステツプＳ８をとられた自己相関数の
周期性に基づいて、上記パルス列の最も大きな周
波数成分である基本周波数₀の周期（基本周期）
T₀が求められる。

なお、ここで自己相関関数はτだけ離れた二点
間の相関の強さを表わすものであつて、通常、関
数ｓ（ｔ）とした場合、 ψ（τ）＝（）（＋） で表わされ、関数ｓ（ｔ）が隠れた周期性を有す
るとき、その自己相関関数ψ（τ）にもその周期
性が現われるものである。また、本実施例でかか
る自己相関がとられる関数ｓ（ｔ）としてのパル
ス列は、不規則に発生するノイズを含むが基本的
には周期的な正規の脈波成分によつて構成されて
いる。従つて、上述のステツプＳ８及びＳ９によ
つて求められた基本周期T₀は正規の脈波成分だ
けからなる信号列の基本周期にほとんど等しくな
る。

ステツプＳ９の実行後ステツプＳ１０が引き続
いて実行される。すなわち、このステツプＳ１０
においては、ステツプＳ９で求められた基本周波
数₀の基本周期T₀に基づいて二次脈波信号列si
（ｔ）が作成されるのである。

脈波センサで検出された一次脈波信号列は、正
規の脈波成分とモーシヨンアーテイフアクトなど
に基因する雑音成分とを含んでいる。そして、そ
の雑音成分は正規の脈波成分に何ら関わりなく全
く不規則に含まれており、一方脈波成分は呼吸な
どの影響によつて多少その間隔にばらつきがあ
る。従つて、第一脈波信号列中に現われる信号成
分中、基本周期T₀毎に現われる信号は必ずしも
正規の脈波成分とは限らず、また必ずしも基本周
期T₀毎に信号成分が現われるものではない。す
なわち、かかる理由に基づいて、二次脈波信号列
si（ｔ）は、一次脈波信号列の基本周波数の基本
周期T₀を中心とする予め定められた範囲（１±
0.25）T₀内の周期を有する信号を選択することに
より、複数組の二次脈波信号列が作成される。時
系列的関数である一次脈波信号列においてどの時
点が真の脈波のピーク時点（基準時点）であるか
が不明であるから、その基準時点を逐次ずらしつ
つ上記の周基範囲内にあるパルスを選択すること
により、二次脈波信号列が幾組も作成されるので
ある。この複数組の二次脈波信号列のうちの一つ
が、正規の脈波の発生周期に同期した信号列であ
るから、以下のステツプにおいてそれが判定され
るようになつている。

そして、ステツプＳ１０に続くステツプＳ１１
で、ステツプＳ１０で作成された二次脈波信号列
si（ｔ）についての自己相関ψi（ｔ）が求められ、
基本周期T₀における自己相関の強さψi（T₀）が求
められる。すなわち、ステツプＳ１１において
は、ステツプＳ１０で作成された二次脈波信号列
si（ｔ）が如何に多くの正規の脈波成分に同期し
たパルスからなるかの指標が数値として求められ
るのである。そして、この指標としての自己相関
の強さψi（T₀）が、ステツプＳ１１に続いて直ち
に実行されるＳ１２において、予め定められた自
己相関の強さの目標値ψ₀と比較され、その目標
値ψ₀より大きいときにはステツプＳ１３が、ま
た目標値ψ₀より未だ小さいときにはステツプＳ
１４が、それぞれ直ちに実行されることとなる。

すなわち、ステツプＳ１２において、基本周期
T₀における自己相関の強さψi（T₀）が目標値ψ₀よ
りも大きく、その二次脈波信号列si（ｔ）が雑音
をほとんど含んでいないと判断された場合には、
ステツプＳ１３において、その二次脈波信号列si
（ｔ）が血圧測定用の信号列として選択され、引
き続いて実行されるステツプＳ１５の血圧値算定
ルーチンにおいて、その選択された二次脈波信号
列si（ｔ）に対応した一次脈波信号列（脈波信号
SM）に基づいて所定の血圧値が算定されること
となる。

一方、ステツプＳ１２において、基本周期T₀
における自己相関の強さψi（T₀）が目標値ψ₀より
も小さく、二次脈波信号列si（ｔ）中に未だ多く
の雑音が含まれていると判断された場合には、ス
テツプＳ１４において、その二次脈波信号列si
（ｔ）が何番目に作成された信号列であるのかが
判断される。すなわち、二次脈波信号列si（ｔ）
がその添字のｉで示されるｉ番目に作成された二
次脈波信号列であるとすれば、そのｉが予め定め
られた数値、例えば100と比較され、ｉが未だ100
に達していない間は前記ステツプＳ１０乃至Ｓ１
２が繰返されることとなる。ただし、この場合、
ステツプＳ１０で作成される二次脈波信号列si
（ｔ）は、それ以前に作成された全ての二次脈波
信号列si（ｔ）とは異なるものとされ、その添字
のｉも１づつ増したものとして表わされる。ステ
ツプＳ１４で比較される二次脈波信号列si（ｔ）
が100番目のものである場合、即ちs₁₀₀（ｔ）であ
る場合、ステツプＳ１６が実行されることとな
る。

ステツプＳ１６においては、それまでに作成さ
れた100種類の二次脈波信号列si（ｔ）についてス
テツプＳ１１で求められた基本周期T₀における
自己相関の強さψi（T₀）がそれぞれ比較され、そ
のうち自己相関の強さψi（T₀）の最も大きい二次
脈波信号列si（ｔ）が決定され、ステツプＳ５に
おいて予め記憶された脈波信号SMのうち、上記
決定された１組の二次脈波信号列si（ｔ）に対応
する脈波信号が選択される。そして、その選択さ
れた脈波信号に基づいて、引き続いて実行される
ステツプＳ１５において、所定の血圧値が算定さ
れるのである。

すなわち、上述のステツプＳ１４及び１６は、
第一脈波信号列SM中において、そこに含まれる
雑音が多く、基本周期T₀における自己相関の強
さψi（T₀）の十分大きな二次脈波信号列si（ｔ）が
なかなか作成され得ない場合、或はステツプＳ１
２における目標値ψ₀が高く容易にその目標値ψ₀
に達する自己相関の強さψi（T₀）を有する二次脈
波信号列si（ｔ）が得られない場合などに、演算
時間を短縮する目的で設けられているものであ
り、ステツプＳ１４で比較されるべき二次脈波信
号列si（ｔ）の数は、演算時間の許す限り、また
二次脈波信号列si（ｔ）を含む各記憶内容がRAM
１６の記憶容量内にある限り、多いことが望まし
く、例えば本実施例のように100程度が実用上望
ましいのである。

前述のように、ステツプＳ１３或はＳ１６の終
了後実行されるステツプＳ１５においては、それ
らステツプＳ１３或はＳ１６で選択された二次脈
波信号列を構成する各パルスに対応した各脈波信
号SMに基づいて、所定の血圧値、例えば最高及
び最低血圧値を算定するものであるが、通常、そ
の最高及び最低血圧値は、脈波信号SMのピーク
値が隣接する脈波信号間で急激に大きくなつた時
のカフ２内の実際の圧力Ｐを最高血圧値として、
また急激に小さくなつた時の圧力Ｐを最低血圧値
として、求めるようにされている。

ステツプＳ１５の終了後、メインプログラムは
直ちに終了される。

上述の説明から明らかなように、本実施例にお
いては、ステツプＳ８及びステツプＳ９によつて
一次脈波信号列基本周期決定手段が、また、ステ
ツプＳ１０によつて二次脈波信号列作成手段が、
更に、ステツプＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４
によつて二次脈波信号列決定手段が、ステツプＳ
１６によつて脈波選択手段がそれぞれ構成されて
いるのであり、ステツプＳ１５の血圧算定ルーチ
ンによつて血圧測定手段が構成されているのであ
る。付言すれば、ステツプＳ１乃至Ｓ４、並びに
Ｓ６及びＳ７と、前記ポンプ駆動装置２０及び流
量調節装置２２とによつて、カフ２内の圧力Ｐを
調節する圧力制御手段が構成されているのであ
る。

以上説明した本実施例によれば、脈波信号SM
中に含まれる雑音の有無に拘らず、精度の高い血
圧値が極めて安定して得られることとなり、実用
上の効果も顕著なものがある。

すなわち、本実施例においては、複数二次脈波
信号列si（ｔ）の中から雑音をほとんど含まない
二次脈波信号列を選択するに際して、基本周期
T₀における二次脈波信号列si（ｔ）の自己相関の
強さψi（ｔ）を目標値ψ₀と比較し、その目標値ψ₀
を超える自己相関の強さψi（ｔ）を有する二次脈
波信号列があつた場合には、その二次脈波信号列
を血圧測定用として選択し、或はそのような二次
脈波信号列がなかなか作成されず、二次脈波信号
列si（ｔ）の数が所定の数に先に達した場合には、
その所定数のうちの二次脈波信号列si（ｔ）のう
ち、基本周期T₀における自己相関の強さψi（ｔ）
が最も大きいものを血圧測定用の二次脈波信号列
として選択する、二段構えの二次脈波信号列選択
方式が採用され、雑音の除去と演算時間の短縮
化、記憶手段としてのRAM１６の小容量化とが
極めて効率的に達成され得る構成とされているの
であり、血圧測定装置としての操作面、或は価格
面等の現実問題に十分対応し得るようにされるの
である。

なお、基本周期T₀における自己相関の強さψi
（ｔ）が目標値ψ₀に達せず、選択された二次脈波
信号列が当初の期待ほどに雑音が除去されたもの
でない場合においても、二次脈波信号列si（ｔ）
自体が予め雑音の多くが除去されたものであるこ
とを考えれば、その選択された二次脈波信号列の
基本周期T₀における自己相関の強さが目標値ψ₀
に近い十分大きなものであり、実用上血圧測定精
度の向上に差支えがない程度に雑音が除去された
ものであることは、容易に認識されるのである。
ただし、この場合において、その実用上の支障が
ない程度に設定するには、目標値ψ₀並びに二次
脈波信号列の作成数を十分考慮することが必要と
なり、目標値ψ₀としては0.9程度、作成数として
は前記したように100程度が実用上望ましいので
ある。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明
がかかる実施例に何等限定されるものでないこと
は勿論である。

例えば、前記実施例においては、一次脈波信号
列SMの基本周波数₀の周期T₀を求めるに際し
て、一次脈波信号列に含まれる全ての脈波成分並
びに雑音からなる脈波信号SMに対して所定幅の
パルスを考え、かかるパルスからなるパルス列に
ついて自己相関関数を求めて、その周期性から求
めるようにしていたが、上述のようなパルス列を
必ずしも考える必要はなく、上記各脈波信号SM
間を一周期とする、各脈波信号SM間毎に周期の
変動する一連の正弦波を考え、かかる正弦波の自
己相関関数を求めることにより基本周期T₀を求
めてもよく、また、それらパルス列乃至は正弦波
のフーリエ変換（フーリエスペクトル）を求め、
そのフーリエ変換から基本周波数₀を求めてその
基本周期T₀を算出するようにしてもよいのであ
る。

なお、ここにフーリエ変換は一次脈波信号列を
ｓ（ｔ）とした場合、 Ｆ（）＝∫^∞ _-∞ｓ（ｔ）ε^-j〓^tdt で表わされるものであり、その最大値をとるの
値が基本周波数₀を示すことから、基本周期T₀
はその逆数（１／₀）を求めることにより得られ
るのである。

更に、上記自己相関関数、並びにフーリエ変換
を求めるに際して、必ずしも測定した全ての一次
脈波信号列SMにわたつてそれらを求める必要は
なく、統計的に基本周期T₀がほとんど誤りなく
求められる範囲であれば、より少ない数の脈波信
号SMからなる一部の一次脈波信号列について求
めるだけで、基本周期T₀を求めることが可能で
あり、その決定時期も必要な情報の記憶後であれ
ば、何時でもよいのである。

また、二次脈波信号列si（ｔ）を作成するに際
しては、前記実施例では相隣り合う脈波信号SM
間の間隔がT₀±0.25T₀を基準として一連のパル
ス列を選択作成するものとしたが、上記範囲は必
ずしもそれに限定されるものではなく、必要に応
じて変更できるものであることは勿論である。

更に、前記実施例においては、二次脈波信号列
si（ｔ）中から一つを選択する場合、前述の如く、
目標値ψ₀と信号列数ｉとの両方で信号列の作成
数の限界を定め、その作成数のうちから一つの二
次脈波信号列を選択するようにされていたが、そ
れらのうち一方のみを作成数を限定する手段とし
て採用しても本発明の目的は一応達成されるので
ある。なお、上記二次脈波信号列si（ｔ）中から
一つの二次脈波信号列を選択するに際しては、必
ずしも二次脈波信号列si（ｔ）の基本周期T₀にお
ける自己相関の強さにより選択する必要はなく、
各二次脈波信号列si（ｔ）と一次脈波信号列との
相互相関をとり、その相互相関の最も強いものを
選択するようにしてもよい。

加えて、本発明はオシロメトリツク方式の血圧
測定装置のみならず、マイクロホン方式の血圧測
定装置並びに超音波方式等の血圧測定装置にもそ
の適用が可能なものである。

なお、本発明をマイクロホン方式の血圧測定装
置に適用した場合には、脈波としてのコロトコフ
音はマイクロホンで検出されることとなり、圧力
センサ４ではカフ２内の実際の圧力Ｐを表わす圧
力値信号PVのみが検出されることとなる。そし
て、この場合一次脈波信号列はコロトコフ音と雑
音の入り混じつたものとなり、二次脈波信号列で
はかかるコロトコフ音に混入した雑音の少ないも
のが作成され、選択されることとなる。そして、
更に、かかるマイクロホン方式の血圧測定装置で
は、その血圧測定手段（前記実施例のステツプＳ
１５）において、上述のような雑音の少ないコロ
トコフ音からなる選択された二次脈波信号列に基
づいて、その最初のコロトコフ音に対応する時点
のカフ２の内圧が最高血圧とされ、また最後のコ
ロトコフ音に対応する時点の内圧が最低血圧とし
て求められるのである。

また、超音波方式の血圧測定装置においては、
カフ２で圧迫された動脈の脈壁に対して発射され
た超音波がその動脈の振動によつてドツプラ変位
されるのであるが、そのドツプラ変位を受けた超
音波の変位量が脈波として一次脈波信号列を形成
するのであり、その中に雑音が含まれているので
ある。従つて、この場合には、その動脈の振動に
基づくドツプラ変化量以外の雑音が除去されるの
であり、これによつて雑音のない正規の動脈の振
動に基づく精度の高い血圧値が所定の公知の手法
によつて求められることとなるのである。

尚、上述したのはあくまでも本発明の実施例で
あり、本発明はその精神を逸脱しない範囲におい
て種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図であり、第２
図は本発明をオシロメトリツク方式の血圧測定装
置に適用した場合の一実施例を示すブロツク線図
であり、第３図は第２図に示す装置の作動を説明
するためのプログラムを示すフローチヤートであ
る。 ２：カフ、４：圧力センサ（脈波センサ）、
６：拍動検出器（脈波センサ）、１４：CPU（演
算処理装置）、１６：RAM（記憶手段）、１８：
ROM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 心拍に同期して生体の動脈から発生する脈波
   を表す脈波信号に含まれる雑音を除去するための
   脈波信号処理装置であつて、 前記脈波を検出し、脈波信号を出力する脈波セ
   ンサと、 該脈波センサによつて検出された脈波信号を順
   次記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶された情報に基づいて前記脈
   波信号の各々のピーク値間隔に対応する周期を備
   えた一連の一次脈波信号列を作成し、該一次脈波
   信号列にフーリエ変換処理または自己相関処理を
   施して、該一次脈波信号列の基本周波数の周期を
   決定する一次脈波信号列基本周期決定手段と、 前記一次脈波信号列を構成する各信号のうち、
   前記基本周波数の周期を中心とする予め定められ
   た範囲内の周期を有する信号を選択することによ
   り、複数組の二次脈波信号列を作成する二次脈波
   信号列作成手段と、 前記複数組の二次脈波信号列の前記基本周波数
   の周期における自己相関の強さをそれぞれ求め、
   該複数組の二次脈波信号列のうち最も自己相関の
   強い組を決定する二次脈波信号列決定手段と、 前記記憶手段に記憶された脈波信号のうち、前
   記二次脈波信号列決定手段により決定された組の
   二次脈波信号列に対応する脈波信号を選択する脈
   波選択手段と を含むことを特徴とする脈波信号処理装置。 ２ 前記脈波は、カフを用いて生体の血圧を測定
   するに際して該カフによる圧迫により心拍に同期
   して発生するコロトコフ音であり、前記脈波セン
   サは、該コロトコフ音を検出するマイクロホンを
   含むものである特許請求の範囲第１項に記載の脈
   波信号処理装置。 ３ 前記脈波は、カフを用いて生体の血圧を測定
   するに際して心拍に同期して該カフ内に発生する
   圧力振動であり、前記脈波センサは、該カフに接
   続されて該カフ内の圧力振動を検出して電気信号
   に変換する圧力センサを含むものである特許請求
   の範囲第１項に記載の脈波信号処理装置。 ４ 前記脈波は、心拍に同期して発生する動脈壁
   の脈動であり、前記脈波センサは、該動脈壁の拍
   動を超音波を用いて検出する超音波センサを含む
   ものである特許請求の範囲第１項に記載の脈波信
   号処理装置。