CN100339046C

CN100339046C - 脉搏波检出装置和脉搏波检出方法

Info

Publication number: CN100339046C
Application number: CNB2005100743537A
Authority: CN
Inventors: 佐藤博则; 稻垣孝; 福井亮
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: US7112174B2; EP1602325B1; DE602005004952D1; US20050267375A1; EP1602325A1; CN1704021A; DE602005004952T2; JP4487639B2; ES2298882T3; JP2005341994A

Abstract

一种脉搏波检出装置及其方法，该装置包括：传感器阵列(19)，其具有设置于测定面上的多个压力传感器；按压部(18)，其用于使传感器阵列交叉于身体的动脉上而进行按压；传感器信号选择部(20)，其用于选择来自多个压力传感器的压力信号中的、来自被指定的压力传感器的压力信号；滤波器部(22)，其根据指示可改变截止频率的值；滤波器控制部(11)，其用于提供改变滤波器部的截止频率的值的指示。滤波器控制部在为了特定脉搏波检出用的压力传感器而通过传感器信号选择部，顺序切换并输出由多个压力传感器分别获得的多个压力信号的情况；和通过所特定的压力传感器检测出脉搏波的情况下，切换滤波器部的截止频率的值。

Description

脉搏波检出装置和脉搏波检出方法

技术领域

本发明涉及一种脉搏波检出装置和脉搏波检出方法，特别是涉及通过从多个压力传感器中选择脉搏波检出用的压力传感器而进行脉搏波的检出的脉搏波检出装置和脉搏波检出方法。

背景技术

脉搏波是根据作为从按压于身体动脉上的表面上的压力传感器获得的电压信号的压力信息而检测出的。为了高精度地检测出脉搏波，采用多个压力传感器，根据来自位于动脉中心部的最适当的压力传感器的压力信息来计测脉搏波。

在过去，具有这样的按压脉搏波检出装置，其采用多路转接器，将从多个压力传感器获得的压力信息在信号线中多路传输而检测出(参照日本专利申请特开平6-114018号公报)。通过象这样采用多路转接器，可减少压力传感器与A/D(Analog/Digital)转换器之间的布线数量，减少A/D转换器的数量。

但是，为了选择最适当的传感器，过去的脉搏波检出装置采用多路转接器，在切换从多个压力传感器获得的压力信息的同时，获得该信息，由此，在选择了最适当的传感器后计测脉搏波时，为了掌握波形的特征而无法进行足够的的噪声的减少。

发明内容

本发明是为了解决上述这样的课题而构成的，其目的在于提供一种可高精度地检测出脉搏波的脉搏波检出装置和脉搏波检出方法。

本发明的某个方面的脉搏波检出装置，包括：传感器阵列，其具有设置于测定面上的多个压力传感器；按压部，其用于使传感器阵列交叉于身体的动脉上而进行按压；传感器信号选择部，其用于选择来自多个压力传感器的压力信号中的、来自被指定的压力传感器的压力信号；滤波器部，其根据指示可改变截止频率的值，模拟·数字转换部，其用于将通过滤波器部而输出的模拟信号转换为数字信号；压力传感器特定部，其用于特定多个压力传感器中的、脉搏波检出用的压力传感器；脉搏波检出部，其用于根据数字信号检测出由动脉产生的脉搏波，该数字信号由模拟·数字转换部转换，与来自压力传感器特定部所特定的压力传感器的压力信号对应；滤波器控制部，其用于提供改变滤波器部的截止频率的值的指示。

上述滤波器部对应于截止频率，阻断由传感器信号选择部选择的压力信号中所包含的规定值或规定值以上的频率的信号成分。

另外，滤波器控制部在第一情况和第二情况下，切换截止频率的值，该第一情况是为了特定上述脉搏波检出用的压力传感器而通过传感器信号选择部，顺序切换并输出由多个压力传感器分别获得的多个压力信号，该第二情况是通过脉搏波检出部而检测出脉搏波。

优选滤波器控制部在第一情况下提供使滤波器部的截止频率的值为多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的指示，而在第二情况下提供使滤波器部的截止频率的值为可去除混淆噪声的值的指示。

优选可去除混淆噪声的值为针对于多个压力信号中的一个压力信号的取样频率的1/2或1/2以下的值。

优选滤波器部包括：具有不同的频率特性的多个滤波器；输出选择部，其用于选择来自多个滤波器的输出中的一个输出。

上述多个滤波器具有：截止频率的值为多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的值的第一滤波器；截止频率的值为可去除混淆噪声的值的第二滤波器，滤波器控制部在第一情况下使输出选择部选择来自第一滤波器的输出，在上述第二情况下使上述输出选择部选择来自上述第二滤波器的输出。

另外，优选滤波器部包括对应于从外部施加的电压而电容变化的可变电容元件，滤波器控制部通过对可变电容元件施加电压而改变截止频率的值。

此外，优选上述脉搏波检出装置还包括用于控制传感器信号选择部的动作的传感器信号选择控制部。传感器信号选择控制部切换第一动作和第二动作，该第一动作是顺序切换并输出由多个压力传感器分别获得的多个压力信号，该第二动作是选择并输出所指定的压力信号。

优选滤波器控制部在脉搏波检出用的压力传感器的选择中，提供使滤波部的截止频率的值为多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的指示，在根据从所特定的压力传感器输出的压力信号而进行脉搏波的检出时，提供使滤波部的截止频率的值为可去除混淆噪声的值的指示。

优选并行地进行按压部的按压水平的调整和脉搏波检出用的压力传感器的选择。

按照本发明的另一方面，脉搏波检出方法包括：顺序切换并选择由设置于测定面上的多个压力传感器分别获得的多个压力信号的步骤；对所选择的压力信号的信号成分，按照第一截止频率进行滤波处理的步骤；根据进行了滤波处理的信号成分，特定多个压力传感器中的脉搏波检出用的压力传感器的步骤；将多个压力信号中的来自所特定的压力传感器的压力信号选择为脉搏波检出用的脉搏波信号的步骤；对所选择的脉搏波信号的信号成分，按照比第一截止频率低的第二截止频率进行滤波处理的步骤；从进行了滤波处理的信号中检测出脉搏波的步骤。

优选第一截止频率为多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的值，第二截止频率为针对于多个压力信号中的一个压力信号的取样频率的1/2或1/2以下的值。

按照本发明，通过设置可改变截止频率的值的滤波器部，可减少噪声。另外，通过减少噪声，可提高每1拍的脉搏波分析的精度。

根据参照附图而理解的有关本发明的下面的具体描述，会明白本发明的上述和其它的目的、特征、方面和优点。

附图说明

图1为表示本发明第一实施形式的传感器组件与固定台的连接形式的图；

图2为表示本发明第一实施形式的脉搏波测定时的使用形式的图；

图3为表示本发明第一实施形式的传感器组件的结构的图；

图4为本发明第一实施形式的脉搏波检出装置的功能组成图；

图5为表示本发明第一实施形式的脉搏波测定处理的流程图；

图6为用于说明本发明第一实施形式的构成特性可变滤波器的滤波器切换电路的图；

图7A为表示滤波器A的频率特性的图；

图7B为表示滤波器B的频率特性的图；

图8为表示本发明第一实施形式的脉搏波检出装置的特性可变滤波器的模式迁移实例的图；

图9为表示本发明第一实施形式的传感器信号分析处理的图；

图10A为表示使特性可变过滤器的频率特性为特性A时的1拍的脉搏波的显示实例的图；

图10B为表示使特性可变过滤器的频率特性为特性B时的1拍的脉搏波的显示实例的图；

图11为表示本发明第一实施形式的特性可变滤波器的变形实例的图；

图12为用于说明不采用防混淆滤波器的脉搏波检出装置的问题的图；

图13A为用于说明混淆躁声的第1图；

图13B为用于说明混淆躁声的第1图；

图14为表示去除混淆躁声所必需的低通滤波器的频率特性的图；

图15A为用于说明多路转接器的切换频率的第1图；

图15B为用于说明多路转接器的切换频率的第2图；

图16为用于说明多路转接器动作中采用防混淆滤波器时的问题的图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施形式进行具体描述。另外，对于图中相同或相当的部分采用相同的附图标记，其说明不重复。

(第一实施形式)

(本发明第一实施形式的脉搏波检出装置的外观和结构)

图1表示传感器组件与固定台的连接关系。图2表示脉搏波检出装置安装于身体上的状态。

参照图1和图2，脉搏波检出装置包括传感器组件1、固定台2和显示组件3(图中未示出)，该传感器组件1安装于手腕表面，以便检测出手腕动脉的脉搏波，该固定台2用于固定手碗，以便检测出脉搏波，该显示组件3用于输入输出与脉搏波检出有关的各种信息。在图1中，传感器组件1容纳于壳体内。图2表示传感器组件1通过滑动槽9(参照图1)从壳体内滑动移动到外部而位于手碗上的状态。

固定台2内设有固定台组件7。固定台组件7与显示组件3通过USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)缆线4按照可通信的方式连接。另外，固定台组件7和传感器组件1通过通信缆线5和气管6而连接。

在脉搏波检出时，象图2所示的那样，用户在将手碗放置于固定台2的规定位置的状态下，通过滑动移动而使传感器组件1位于手碗动脉侧的表面，通过束带8将传感器组件1的壳体与固定台2紧固，按照手碗上的传感器组件1不偏移的方式进行固定。

图3表示传感器组件1的结构。

图3中(B)表示图3中(A)所示的传感器组件1的、横截进行手碗安装时的手碗的方向的截面结构。图3中(C)放大表示图3中(B)的虚线的框内的一部分。如果图3中(B)的按压袖带18通过加压泵15和负压泵16调整袖带压力，则通过陶瓷或者树脂而成型的部件(block)安装的半导体压力传感器19可按照对应于该袖带压力水平的量自由上下移动。半导体压力传感器19通过朝向下方向移动，从壳体的预先设定的开口部突出而按压于手碗表面上。

象图3中(D)和图3中(E)所示的那样，半导体压力传感器19的多个传感元件28的排列方向与在将传感器组件1安装于手碗上时、与动脉基本垂直(交叉)的方向对应，排列长度至少大于动脉的直径。如果通过按压袖带18的袖带压力按压各个传感元件28，则将作为从动脉产生并传递到身体表面上的压力振动波的压力信息作为电压信号(在下面称为“压力信号”)进行输出。在本实施形式中，例如，40个传感元件28排列于规定的尺寸(5.5mm×8.8mm)的测定面40上。

参照图3中的(C)，来自传感元件28的压力信号通过柔性配线27依次传送给PCB(Printed Circuit Board：印刷电路板)26内的多路转接器20、放大器21。

图4表示本发明第一实施形式的动脉检出装置的功能结构。参照图4，显示组件3包括操作部24与显示部25，该操作部24按照可从外部操作的方式进行设置，进行操作而用于输入与脉搏波检出有关的各种信息，该显示部25由用于将动脉位置检出结果、脉搏波测定结果等的各种信息输出到外部的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成。

固定台组件7包括：存储用于控制脉搏波检出装置的数据、程序的ROM(Read Only Memory：只读存储器)12和RAM(Random Access Memory：随机存储器)13；为了集中控制该脉搏波检出装置而进行包含运算的各种处理的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)11；加压泵15；负压泵16；切换阀17；用于接收来自CPU11的信号而向加压泵15、负压泵16、切换阀17发送的控制电路14；至少可变为2个值的特性可变滤波器22；A/D转换部23。

CPU11访问ROM12，读出程序，在RAM13上展开而运行，对该脉搏波检出装置的整体进行控制。另外，CPU11通过操作部24接收来自用户的操作信号，根据该操作信号进行脉搏波检出装置整体的控制处理。即，CPU11根据从操作部24输入的操作信号而送出控制信号。另外，CPU11将脉搏波测定结果等显示于显示部25。

加压泵15为用于施加后述的按压袖带(空气袋)18的内压(在下面称为“袖带压”)的泵，负压泵16为用于减少袖带压力的泵。切换阀17有选择地将加压泵15和负压泵16中的任意一个切换连接到气管6。另外，控制电路14对这些部分进行控制。

传感器组件1包括：半导体压力传感器19，该半导体压力传感器19包括多个传感元件28；多路转接器20，该多路转接器20有选择地导出多个传感元件分别输出的压力信号；放大器21，该放大器21用于对从多路转接器20输出的压力信号进行放大；按压袖带18，该按压袖带18包括为了将半导体压力传感器19按压于手碗上而进行加压调整的空气袋。

半导体压力传感器19包括在由单晶硅等构成的半导体芯片上沿一个方向按照规定间隔排列的多个传感元件(参照图3中的(E))，通过按压袖带18的压力，按压于测定中的被测者的手碗等测定部位上。在该状态下，半导体压力传感器19通过挠骨动脉而检测出被测者的脉搏波。该半导体压力传感器19将通过检测出脉搏波而输出的压力信号，按每个传感元件28的信道而输入到多路转接器20。

多路转接器20有选择地输出各传感元件28所输出的压力信号。从多路转接器20送出的压力信号在放大器21中被放大，通过特性可变滤波器22，有选择地输出到A/D转换部。在本实施形式中，多路转接器20通过CPU11而动态地被控制。

特性可变滤波器22为用于阻断规定值或其以上的信号成分的低通滤波器，可改变截止频率。关于特性可变滤波器22，将在后面具体描述。

A/D转换部23将作为从半导体压力传感器19导出的模拟信号的压力信号转换为数字信息并提供给CPU11。CPU11沿时间轴通过多路转接器20同时获得包含于半导体压力传感器19中的各传感元件28输出的压力信号。

在本实施形式中，由于CPU11、ROM12和RAM13设置于固定台组件7上，故可实现显示组件3的小型化。

另外，固定台2的固定台组件7和显示组件3分别设置，但也可采用在固定台2中内置这两个功能的结构。另外，虽然在固定台组件7中设置了CPU11、ROM12、RAM13，但也可采用在显示组件3中设置这些部分的结构。另外还可与PC(Personal Computer：个人计算机)连接，进行各种控制。

(脉搏波检出装置的传感器选择处理(无特性可变滤波器的情况下)

在本发明第一实施形式的脉搏波检出装置中，设置有特性可变滤波器22，但是即使在没有特性可变滤波器22的情况下，仍可动作。

首先，在下面，作为说明图4所示的脉搏波检出装置的动作和结构的前提，对不具有特性可变滤波器22的情况的动作进行描述。

脉搏波检出装置首先采用多路转接器20，从多个传感元件28中选择脉搏波检出用的最适当的传感元件28。接着，当特定了最适当的传感元件28时，通过由该被特定的传感元件28获得的压力信号，进行脉搏波的检出。

图12所示的波形数据61是在这样的不采用特性可变滤波器22的脉搏波检出装置中，根据通过一个信道获得的压力信号而取得的、A/D转换后的任意的1拍的脉搏波数据。在该波形数据61中，在电压变化少的部位(例如，45.0～45.2秒附近和45.8附近)，出现细小振幅的噪声。

人们将图12的波形数据16中呈现的噪声视为混淆噪声。参照图13A和图13B，所谓混淆噪声是指按照取样定理，将模拟信号变换为数字信号的情况下，具有取样频率的1/2或其以上的频率成分的噪声(参照图13A)，因折返现象，出现在取样频率的1/2或其以下的区域中(参照图13B)。所以，即使在A/D转换后进行数字滤波处理，由于混淆噪声包含于必要的信号中，而不能将其去除。

在脉搏波分析中，特别是，由于进行微分等处理，即使是微小的噪声仍产生分析失败。所以，在脉搏波检出中，必须确保精度，为此，噪声的去除非常重要。

于是，在A/D转换前，象图14所示的那样，考虑插入阻断取样频率fs的1/2或其以上的信号成分的低通滤波器(在下面称为“防混淆滤波器”)。

参照图15A，在多路转接器20例如对信号A、B、C进行分时处理，并传送向一个A/D转换器23时，如果多路转接器20的切换和A/D转换器23的A/D转换同步进行，则象图15B所示的那样，多个压力信号A、B、C的切换频率fx和作为切换时的取样频率的切换取样频率fsx相同。

此时，如果着眼于信号A，则信号A的取样频率fsa为fsa＝fsx/3。所以，信号A所必要的防混淆滤波器的截止频率fca适合为fca＝fsa/2，即fca＝fsx/6。

作为理想方式，采用这样的防混淆滤波器时的波形应为波形数据62这样的平滑的曲线。

但是，参照图16，当进行多路转接器20的多个信号的切换时，如果采用为截止频率fca＝fs/6的模拟滤波器，则fsx/6或其以上的频率成分受到阻断，而产生变异(なまり)。这样，则难于恢复到原始的波形，不能选择最适当的传感元件28。所以，由于采用多路转接器20，在切换信号A、B、C的同时，进行取样处理，直至选择最适当的传感元件28，故无法单纯地插入这样的防混淆滤波器。

由此，在采用多路转接器20进行多个压力信号的切换，进行脉搏波检出用的传感元件28的选择的脉搏波检出装置中，无法固定地采用防混淆滤波器。于是，在不具有特性可变滤波器22的脉搏波检出装置中，无法削减图12的波形数据中呈现的噪声，难于进行精度高的脉搏波分析。

(本发明第一实施形式的脉搏波检出装置的动作和结构)

在这里，对在上述本发明第一实施形式中，设置了特性可变滤波器22的脉搏波检出装置的动作进行描述。

图5为表示第一实施形式的脉搏波测定处理的流程图。图5的流程图所示的处理通过下述方式而实现，该方式为：CPU11访问ROM22，读出程序，将其在RAM23上展开而运行。

参照图5，首先，如果接通电源开关(图中未示出)，则CPU11对控制电路14指示驱动负压泵16，控制电路14根据该指示，将切换阀17切换到负压泵16侧，驱动负压泵16(S101)。通过驱动负压泵16，通过切换阀17，袖带压力按照比大气压足够低的方式作用，可避免包含半导体压力传感器19的传感器部分因不小心而突出，产生误动作或发生故障的情况。

然后，检测将传感器部分移动到测定部位，或在操作部中设置的测定开始开关(图中未示出)被按压等，判断测定的开始(S103)。在前者的情况下，传感器部分设置用于检测其移动的图中未示出的微型开关等，CPU11根据该微型开关的检出信号，判定传感器部分是否移动。

如果判断测定开始(在S103，为“是”)，则CPU11为了获得来自各传感元件28的压力信号，使多路转接器20动作，开始进行信道扫描(S105)。另外，此时，CPU11将特性可变滤波器22的截止频率的特性作为特性A。在第一实施形式中，象图6所示的那样，向构成特性可变滤波器22的切换电路的输出选择部22s发送控制信号，以便选择滤波器A22a(S107)。由此，输出选择部22s选择来自滤波器A22a的输出信号，并提供给A/D转换部23。

接着，CPU11向控制电路14输出控制信号，以便驱动加压泵15。控制电路14根据该控制信号，将切换阀17切换到加压泵15侧，驱动加压泵15(S109)。由此，袖带压力上升，将包含半导体压力传感器19的传感器部分按压于被测者的测定部位的表面上。

如果将传感器部分按压于测定部位，则来自包含于半导体压力传感器19中的各传感元件28的压力信号在多路转接器20中进行分时处理，在放大器21中被放大。然后，将被放大的压力信号输入到滤波器A22a中。接着，将在滤波器A22a中进行了滤波处理的压力信号送出到A/D转换器23。接着，在A/D转换器23，将其转换为数字信息并输入到CPU11中。CPU11采用这些数字信息制作张力图，并显示于显示部25中(S111)。

接着，CPU11根据在步骤S111中制作的张力图，进行用于检测出位于动脉上的传感元件28并将该传感元件28选择为最适当信道的处理(S113)。另外，对于选择最适当信道的处理，可以采用本案申请人已申请且公开的日本专利申请特开2004-222847号公报(US.Pub.No.US2004/0193061A1)中记载的技术等。

在本实施形式中，作为最适当的信道，采用一个传感元件28。

同时，CPU11从由各传感元件28输入的压力信号中抽取直流成分(S115)。直流成分通过压力信号的一定时间的平均值、或者压力信号的通过低通滤波器的成分(去除了脉搏波的成分)、或者脉搏波上升点(脉搏波成分混入之前)的压力信号水平而求出。

更具体地说，在步骤S115，将压力信号的输出变化分割为每个一定时间的窗口(区间)，计算各窗口内的平均值，由此可抽取直流成分。或者，即使计算出各窗口内的最大值和最小值的中间值、或采用低通滤波器抽取规定频率或其以下的值等的情况下，同样可抽取直流成分。另外，上述一定时间为不基于被测者脉搏的在脉搏波检出装置中预先设定的时间间隔，最好为包含一般的一脉拍时间的1.5秒左右。

接着，CPU11检测出根据从各传感元件28输入的压力信号在步骤S115抽取的直流成分稳定的部位(S117)。在未检测出直流成分稳定的部位的情况下(在S117，为“否”)，继续通过加压泵15对按压袖带18加压，同时，反复进行上述步骤S111～S117的处理，直至检测出直流成分稳定的部位。

象这样，通过并行地进行最适当信道的选择处理与检测出直流成分而进行的最适当压力调整处理，可缩短直至脉搏波测定开始时的时间。

另外，也可在选择最适当信道后，进行最适当压力的调整。

此外，CPU11按照下述方式固定信道，即，当最适当信道的选择结束，检测出直流成分稳定的部位时(在步骤S117，为“是”)，选择来自作为最适当信道而确定的传感元件28的压力信号并送给多路转接器20(S119)。同时，CPU11将特性可变滤波器22的截止频率的特性切换到特性B(S121)。在第一实施形式中，将向图6所示的滤波器B22b进行切换的控制信号发送给特性可变滤波器22的切换电路的输出选择部22s。由此，输出选择部22s选择来自滤波器B22b的输出，并提供给A/D转换部23。

接着，将在S117检测出的直流成分稳定的部位确定为按压袖带18的最适当按压力，按照调整按压袖带18的压力的方式将控制信号送给控制电路14(S123)。

还有，在步骤S123将按压袖带18的按压力确定为最适当按压力后，CPU11判定从在按压袖带18的按压力保持在最佳按压的状态下作为最适当信道而被选择的传感元件28输出的压力信号、即波形数据的上升点的尖锐度(MSP)是否适当(S125)，并进一步判定是否具有波形变形(S127)。

在波形数据的上升点的尖锐度(MSP)不适当的情况下(在S125，为“否”)，或检测出波形变形的情况下(在S127，为“否”)，反复进行步骤S123的按压力的调整，直至波形数据的上升点的尖锐度适当，或直至不被检测出波形变形。

而在波形数据的上升点的尖锐度(MSP)适当(在S125，为“是”)，并且未被检测出波形变形的情况下(在S127，为“是”)，CPU11通过多路转接器20、放大器21、过滤器B22b和A/D转换部23，获得该时刻的波形数据(S129)。

此时，由于在S119信道被固定，故多路转接器20仅仅将来自单一信道的压力信号通过放大器21而送给滤波器B22b。接着，在滤波器B22b，进行了滤波处理的压力信号在A/D转换器23中被变换为数字信号。

而CPU11通过已取得的波形数据检测出脉搏波，判定脉搏波检出结束的规定条件的成立(S131)。在步骤S131，结束脉搏波检出用的条件既可以是预定的规定时间(例如，30秒)的经过，也可以是来自用户的结束(或中断)指示等。即，反复进行上述步骤S129的脉搏波数据的转送处理，直至规定条件成立。

此外，在脉搏波检出结束的规定条件成立时(在S131，为“是”)，CPU11向控制电路14送出控制信号，以便通过切换阀17驱动负压泵16(S133)。由此，解除对测定部位的传感器部分的按压状态，一系列的脉搏波测定处理结束。

象这样，在第一实施形式中，CPU11相对于多路转接器20切换控制在S105进行信道扫描的动作、和在S119进行信道固定的动作。在本实施形式的脉搏波检出装置中，由于因脉搏波测定时间为30秒～2分左右而较短，在脉搏波测定中伴随身体运动而偏移的可能性小，故可象这样固定信道。

下面通过图6～图8，对本发明实施形式的特性可变滤波器22进行描述。

图6为用于说明构成第一实施形式的特性可变滤波器22的滤波器切换电路的图。参照图6，特性可变滤波器22包括具有不同的频率特性的滤波器A22a以及滤波器B22b、用于在来自这些滤波器的输出中选择任意的1个输出的输出选择部22s。输出选择部22s根据从外部提供的信号，选择滤波器A22a和滤波器B22b中的任意的输出。另外，图7A和图7B为表示图6所示的滤波器A22a和滤波器B22b的频率特性的图。

在本实施形式中，例如，使来自40个传感元件28的压力信号的切换频率fx为20kHz。这样，来自40个中的1个传感元件28的压力信号的取样频率fs为500Hz。

另外，在下面，在第一实施形式中，所谓取样频率fs是指单一的压力信号的取样频率。

参照图7A，滤波器A22a的截止频率fc_A为切换频率fx(20kHz)或其以上的值，例如设定为250kHz。另一方面，参照图7B，滤波器B22b的截止频率fc_B为小于取样频率fs的1/2的频率fs/2(250Hz)的值，例如，设定为100Hz。另外，在上述条件下，最好滤波器B22b的截止频率fc_B满足30Hz＜fc_B＜250Hz(＝fs/2)。

图8为表示第一实施形式的特性可变滤波器22的迁移实例的图。

参照图8，CPU11在通过多路转接器20依次切换来自多个传感元件28的压力信号的同时，开始最适当信道的选择时，使特性可变滤波器22为多信道扫描模式。另外，在最适当信道选择后，变为单一信道精细模式。在第一实施形式中，为了成为多信道扫描模式，CPU11选择图6所示的滤波器A22a。另外，为了成为单一信道精细模式，CPU11切换到图6所示的滤波器B22b。

象上述那样，由于在最适当信道选择中，使多路转接器20动作，进行压力信号的切换，故采用滤波器A22a。由于滤波器A22a的截止频率fc_A为250kHz，为比切换频率fx(20kHz)充分高的值，故在恢复波形时，不产生变异(なまり)。

另外，在最适当信道选择后，采用滤波器B22b。由于在最适当信道选择后，CPU11控制多路转接器20，固定为单一信道，故可采用用作防混淆滤波器的滤波器B22b。

图9为表示第一实施形式的脉搏波检出装置的从传感元件28获得的压力信号(传感器信号)的分析处理的流程图。图9的流程图所示的处理也通过下述方式实现，即固定台组件7内的CPU11访问ROM12，读出程序，将其在RAM13上展开而运行。

参照图9，首先，如果在具有多个传感元件28的半导体压力传感器19中检测出压力信号(S201)，则半导体压力传感器19通过多路转接器20将压力信号输入到放大器21中。接着，在放大器21中由半导体压力传感器19检测出的压力信号被放大到规定的频率(S203)，经过构成特性可变滤波器22的滤波器A22a或滤波器B22b，进行模拟滤波处理(S205)。

在上述图5所示的S119中，直到信道固定止的期间，通过CPU11，采用滤波器A22a，在S119，信道固定后，采用滤波器B22b。

通过特性可变滤波器22的压力信号在A/D转换器23中进行数字化处理(S207)，以噪声去除等为目的，进行用于抽取规定范围的频率的数字滤波处理(S209)。接着，A/D转换部23将进行数字化处理的压力信号传送给CPU11。

另外，在上述S119，在直到固定信道止的期间，在这里，结束传感器信号分析处理。

在S119固定信道后，接着，CPU11从A/D转换部23接收压力信号，运行存储于ROM12中的程序，由此对从压力信号获得的脉搏波波形进行N次微分处理(S211)。接着，根据该微分结果，划分脉搏波波形，抽取1拍的脉搏波波形(S213)，对脉搏波波形进行分类(S215)。然后，从被分类的脉搏波波形抽取规定的特征点(S217)，计算出AI(Augmentation Index：增大指数)(S219)。如此，结束传感器信号分析处理。

图10A为表示在本实施形式中，特性可变滤波器22的频率特性为特性A的情况下的1拍的脉搏波的显示实例的图。在此情况下，为多信道扫描模式，采用滤波器A22a。另一方面，图10B为表示特性可变滤波器22的频率特性为特性B的情况下的1拍的脉搏波的显示实例的图。在此情况下，为单一信道精细模式，采用滤波器B22b。

参照图10A，电压的变化少的时间带(例如，45.2秒附近和45.8秒附近)的波形数据呈现较小的振幅，可知包含有噪声。另一方面，参照图10B，即使在同样电压变化少的时间带的波形数据中(例如，45.2秒附近的45.8秒附近)，也形成平滑的曲线，实现噪声的减少。

所以，由于在图9的S213中抽取的1拍的脉搏波波形的精度较高，故可根据1拍的脉搏波波形，在S219计算出精度高的AI值。

另外，上述AI为公知的指标，为将反映主要与中枢血管的动脉硬化对应的脉搏波的反射强度(为脉搏波的反射现象，表示送出血流量的接收容易性)的特征量指标化的指标。人们知道，AI被称为特别是循环器官系统的疾患的早期发现用的有效的指标，表示与血压不同的性质。

此外，在本实施形式中，作为脉搏波的特征量也可计算出公知的指标ΔTp等。

(第一实施形式的脉搏波检出装置的变形实例)

下面对在上述第一实施形式中说明了的脉搏波检出装置的特性可变滤波器22的结构的变形实例进行描述。另外，其它的结构与在上述第一实施形式中描述了的结构相同。

图11为表示第一实施形式的特性可变滤波器22的结构的变形实例的图。

参照图11，在变形实例中，不采用多个特性不同的模拟滤波器，而采用可改变特性的滤波器C22c。该滤波器C22c由可变容量二极管构成。CPU11通过图中未示出的控制电路，向滤波器C22c提供电压。通过这样，可改变滤波器C22c的截止频率。

在本变形实例中，在图5的S107所示的步骤中，CPU11按照使滤波器C22c的截止频率fc_C为切换频率fx或其以上的值的方式提供控制电压。在此情况下，截止频率fc_C例如为250kHz。

另外，在图5的S121所示的步骤中，CPU11按照滤波器C22c用作防混淆滤波器的方式，例如按照截止频率fc_C为100Hz的方式提供而改变控制电压。

通过形成该变形实例这样的结构，由于不必设置多个特性不同的模拟过滤器，故可实现小型化。

此外，在变形实例中，为了改变截止频率成分，是采用可变容量二极管，但只要是可改变截止频率成分的类型即可，并不限于此。

按照上面描述的本发明的第一实施形式和变形实例，由于动态地控制多路转接器20和特性可变滤波器22，故可适当地进行信道选择，并且，可实现混淆噪声的减少。所以，可获得精度高的脉搏波数据。

另外，由此，可采用1拍的脉搏波数据而用于各种分析中。例如，可实时检测出被测者吃药后的、1拍单位的心脏的运动的变化等。

此外，由于可进行每1拍的脉搏波分析，故可缩短脉搏波测定所需要的时间。

还有，在本实施形式中，作为最适当信道是采用1个传感元件28，但只要是少于传感元件28的数量的量即可，可采用2个以上。

虽然对本发明进行了具体描述，但是，其仅是举例用的，并不是限定性的，发明的宗旨和范围仅由权利要求书限定。

Claims

1.一种脉搏波检出装置，其特征在于，包括：

传感器阵列(19)，其具有设置于测定面上的多个压力传感器；

按压部(18)，其用于使上述传感器阵列交叉于身体的动脉上而进行按压；

传感器信号选择部(20)，其用于选择来自上述多个压力传感器的压力信号中的、来自被指定的压力传感器的压力信号；

滤波器部(22)，其根据指示可改变截止频率的值，

上述滤波器部对应于上述截止频率，阻断由上述传感器信号选择部选择的压力信号中所包含的规定值或规定值以上的频率的信号成分，

该脉搏波检出装置还包括：

模拟·数字转换部(23)，其用于将通过上述滤波器部而输出的模拟信号转换为数字信号；

压力传感器特定部(11)，其用于特定上述多个压力传感器中的、脉搏波检出用的压力传感器；

脉搏波检出部(11)，其用于根据数字信号，检测出由上述动脉产生的脉搏波，该数字信号由上述模拟·数字转换部转换，与来自上述压力传感器特定部所特定的压力传感器的压力信号对应；

滤波器控制部(11)，其用于提供改变上述滤波器部的上述截止频率的值的指示，

上述滤波器控制部在第一情况和第二情况下，切换上述截止频率的值，该第一情况是为了特定上述脉搏波检出用的压力传感器而通过上述传感器信号选择部，顺序切换并输出由上述多个压力传感器分别获得的多个压力信号，该第二情况是通过上述脉搏波检出部而检测出脉搏波。

2.根据权利要求1所述的脉搏波检出装置，其特征在于，上述滤波器控制部在上述第一情况下提供使上述滤波器部的上述截止频率的值为上述多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的指示，而在第二情况下提供使上述滤波器部的上述截止频率的值为可去除混淆噪声的值的指示。

3.根据权利要求2所述的脉搏波检出装置，其特征在于，上述可去除混淆噪声的值为针对于上述多个压力信号中的一个压力信号的取样频率的1/2或1/2以下的值。

4.根据权利要求1所述的脉搏波检出装置，其特征在于，上述滤波器部包括：

具有不同的频率特性的多个滤波器(22a、22b)；

输出选择部(22s)，其用于选择来自上述多个滤波器的输出中的一个输出。

5.根据权利要求4所述的脉搏波检出装置，其特征在于，上述多个滤波器具有：

上述截止频率的值为上述多个压力信号的切换频率或该切换频率以上的值的第一滤波器(22a)；

上述截止频率的值为可去除混淆噪声的值的第二滤波器(22b)，

上述滤波器控制部在上述第一情况下使上述输出选择部选择来自上述第一滤波器的输出，在上述第二情况下使上述输出选择部选择来自上述第二滤波器的输出。

6.根据权利要求1所述的脉搏波检出装置，其特征在于，上述滤波器部包括对应于从外部施加的电压而电容变化的可变电容元件(22c)，

上述滤波器控制部通过对上述可变电容元件施加电压而改变上述截止频率的值。

7.根据权利要求1所述的脉搏波检出装置，其特征在于，还包括用于控制上述传感器信号选择部的动作的传感器信号选择控制部(11)，

上述传感器信号选择控制部切换第一动作和第二动作，该第一动作是顺序切换并输出由上述多个压力传感器分别获得的多个压力信号，该第二动作是选择并输出上述所指定的压力信号。

8.根据权利要求1所述的脉搏波检出装置，其特征在于，并行地进行上述按压部的按压水平的调整和上述脉搏波检出用的压力传感器的选择。