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脈波信号の解析装置、脈波信号の解析方法およびコンピュータプログラム NEW

国内特許コード P210017877
整理番号 (S2018-0589-N0)
掲載日 2021年8月23日
出願番号 特願2020-530018
出願日 令和元年5月24日(2019.5.24)
国際出願番号 JP2019020762
国際公開番号 WO2020012793
国際出願日 令和元年5月24日(2019.5.24)
国際公開日 令和2年1月16日(2020.1.16)
優先権データ
  • 特願2018-131025 (2018.7.10) JP
発明者
  • 南野 哲男
  • 原 量宏
  • 石澤 真
出願人
  • 国立大学法人香川大学
発明の名称 脈波信号の解析装置、脈波信号の解析方法およびコンピュータプログラム NEW
発明の概要 簡易な方法で精度よく心房細動の状態を判定することができる脈波信号の解析装置、脈波信号の解析方法を提供する。脈波解析装置は、生体の心拍に応じて脈波信号を検出する脈波検出部(104)と、脈波検出部(104)により検出された脈波信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成するスペクトル生成部(108)と、スペクトル生成部(108)により生成された周波数スペクトルに基づいて心房細動の状態を検出する心房細動検出部(113)とを備える。スペクトル生成部(108)は、脈波信号の所定のフレーム時間のフーリエ変換を、0.005秒~0.02秒の範囲でずらしながら繰り返して演算する。また、脈波検出部(104)により検出された脈波信号をフィルタ処理するフィルタ(105)をさらに備え、スペクトル生成部(108)はフィルタ(105)から出力された前記脈波信号をフーリエ変換する。
従来技術、競合技術の概要

心房細動は不整脈の一種であり、心房全体が非常に速く小刻みに興奮収縮し、その興奮が無秩序に心室に伝わることによって心臓の収縮および拡張が障害され、規則的な拍動が失われる状態をいう。

心房細動が長期間続くと、心臓の機能が低下する可能性がある。また、心房細動になると血栓ができやすくなり、血栓が血流により脳内まで移動し、脳梗塞の発症リスクを増加させる。

統計上、心房細動の患者のうち、年間3~5%の患者に脳梗塞が発生しているといわれている。さらに、心房細動の有病率は加齢とともに高くなるため、心房細動は心臓病の中でも重要な病気と考えられている。したがって、心房細動を早期に発見し適切な治療を開始することは、心原性脳梗塞の予防のために重要である。

心房細動は心電図検査により発見することができる。例えば、特許文献1および2、ならびに非特許文献1には、心電図検査を、心房不整脈の検出及び分類に使用することが記載されている。心電図検査は、心拍数を、体内で心周期ごとに生成される電気パルスを計測する方法である。しかしながら、心電図検査は健康診断や人間ドック等で行わなければならず、時間がかかり、煩雑である。また、特許文献1に記載のような検査は観血的であるため、感染対策や安全性への配慮が必要となる。

産業上の利用分野

本発明は、脈波信号の解析装置、脈波信号の解析方法およびコンピュータプログラムに関し、特に、自動血圧計等に付帯した脈波検出機能を用いた脈波信号の解析装置、脈波信号の解析方法およびコンピュータプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
生体の心拍に応じて脈波信号を非観血的に検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段により検出された脈波信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された周波数スペクトルに基づいて心房細動の状態を検出する解析手段と
を備え、
前記生成手段は、前記脈波信号の所定のフレーム時間のフーリエ変換を、0.005秒~0.02秒の範囲でずらしながら繰り返して演算する脈波信号の解析装置。

【請求項2】
前記信号検出手段により検出された脈波信号をフィルタ処理するフィルタをさらに備え、前記生成手段は前記フィルタから出力された前記脈波信号から周波数スペクトルを生成する請求項1に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項3】
前記解析手段は、前記周波数スペクトルにおいて前記心拍の周期に対応する周波数成分に複数のピークを有しない場合に心房細動の状態を検出する請求項1または2に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項4】
前記所定のフレーム時間は2秒から4秒である請求項1ないし3のいずれか一項に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項5】
前記信号検出手段は、圧脈波の脈波信号を検出する請求項1ないし4のいずれか一項に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項6】
前記解析手段は、周波数スペクトルの時間変化に基づいて心房細動の状態を検出する請求項1ないし5のいずれか一項に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項7】
前記解析手段は、所定の本数のピークが持続する時間に基づいて心房細動の状態を検出する請求項6に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項8】
前記解析手段は、前記ピークの周波数が変動する量にさらに基づいて心房細動の状態を検出する請求項7に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項9】
前記解析手段は、所定の周波数のピークが持続する時間、ピークの周波数の変動、および時間的に連続性のないピークが出現する回数、のうちの2つ以上に基づいて心房細動の状態を検出する請求項6ないし8のいずれか一項に記載の脈波信号の解析装置。

【請求項10】
生体の心拍に応じて脈波信号に基づいて心房細動の状態を検出する方法であって、
前記脈波信号を非観血的に検出するステップと、
検出された前記脈波信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成するステップと、
生成された前記周波数スペクトルに基づいて心房細動の状態を検出するステップと
を備え、
前記生成するステップは、前記脈波信号の所定の期間のフーリエ変換を、0.005秒~0.02秒の範囲でずらしながら繰り返して演算するステップを含む脈波信号の解析方法。

【請求項11】
検出された前記脈波信号をフィルタ処理するステップをさらに備え、前記生成するステップは前記フィルタ処理された前記脈波信号から周波数スペクトルを生成するステップを含む請求項10に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項12】
前記心房細動の状態を検出するステップは、前記周波数スペクトルにおいて前記心拍の周期に対応する周波数成分に複数のピークを有しない場合に心房細動の状態を検出するステップを含む請求項10または11に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項13】
前記所定の期間は2秒から4秒である請求項10ないし12のいずれか一項に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項14】
前記心房細動の状態を検出するステップは、圧脈波の脈波信号を検出する請求項10ないし13のいずれか一項に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項15】
前記心房細動の状態を検出するステップは、周波数スペクトルの時間変化に基づいて心房細動の状態を検出する請求項10ないし14のいずれか一項に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項16】
前記心房細動の状態を検出するステップは、所定の本数のピークが持続する時間に基づいて心房細動の状態を検出する請求項15に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項17】
前記心房細動の状態を検出するステップは、前記ピークの周波数が変動する量にさらに基づいて心房細動の状態を検出する請求項16に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項18】
前記心房細動の状態を検出するステップは、所定の周波数のピークが持続する時間、ピークの周波数の変動、および時間的に連続性のないピークが出現する回数、のうちの2つ以上に基づいて心房細動の状態を検出する請求項15ないし17のいずれか一項に記載の脈波信号の解析方法。

【請求項19】
コンピュータに、請求項10ないし18のいずれか一項に記載の脈波信号の解析方法を実行させるコンピュータプログラム。

【請求項20】
請求項19に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2020530018thum.jpg
出願権利状態 公開


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