[go: up one dir, main page]

JPH11151304A - Cardiac pacemaker - Google Patents

Cardiac pacemaker

Info

Publication number
JPH11151304A
JPH11151304A JP32015097A JP32015097A JPH11151304A JP H11151304 A JPH11151304 A JP H11151304A JP 32015097 A JP32015097 A JP 32015097A JP 32015097 A JP32015097 A JP 32015097A JP H11151304 A JPH11151304 A JP H11151304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveform
heart
pulse wave
cardiac pacemaker
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32015097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Amano
和彦 天野
Kazuo Uebaba
和夫 上馬場
Hitoshi Ishiyama
仁 石山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP32015097A priority Critical patent/JPH11151304A/en
Publication of JPH11151304A publication Critical patent/JPH11151304A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 心機能に要求される状態に応じて心拍を適切
に制御する。 【解決手段】 脈波波形を検出する脈波検出部10と、
第1に、脈波波形から心臓の収縮期を特定して、その収
縮期に相当する時間と差し支えない駆出時間t4を求
め、第2に、収縮期の脈波波形のうち、心臓から拍出さ
れる血液に伴う動脈血管系の圧力特性を示す波形である
駆出波の立ち上がり時間t1を求め、第3に、立ち上が
り時間t1を駆出時間t4で正規化した正規化時間t1
4を求める収縮期特定・波形解析部20と、正規化時
間t1/t4に基づいて、心臓のペースメーカ信号たるペ
ーシングパルスを発生させる信号発生部30aとを備え
る。
(57) [Summary] [Problem] To appropriately control a heartbeat according to a state required for a heart function. SOLUTION: A pulse wave detecting unit 10 for detecting a pulse wave waveform,
First, the systole of the heart is specified from the pulse wave waveform, and the ejection time t 4, which may be equivalent to the time corresponding to the systole, is obtained. The rising time t 1 of the ejection wave, which is a waveform indicating the pressure characteristic of the arterial vascular system accompanying the pumped blood, is obtained. Third, the normalization time is obtained by normalizing the rising time t 1 with the ejection time t 4. t 1 /
t comprises 4 systolic particular, the waveform analyzer 20 to determine the, on the basis of the normalized time t 1 / t 4, the signal generating unit 30a for generating a pacemaker signal serving pacing pulses of the heart.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、心臓の収縮期に相
当する脈波波形のうち、心臓から拍出される血液に伴う
動脈血管系の圧力特性を示す波形を解析して、当該波形
を規定する指標を求めるとととも、この指標に基づいて
患者の心拍を制御する心臓ペースメーカに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention analyzes a waveform showing a pressure characteristic of an arterial vasculature associated with blood pumped out of a heart from a pulse wave waveform corresponding to a systole of the heart, and converts the waveform. The present invention relates to a cardiac pacemaker that determines a prescribed index and controls the heart rate of a patient based on the index.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、正常な心臓では、上大静脈と右
心房との接合部上面に位置する洞結節が、歩調取りのた
めの規則正しい刺激を発生する。そして、この刺激は、
まず、心房筋を興奮収縮させるとともに、心房内伝導路
および房室結節を介して心室の作業心筋に伝導され、心
室の収縮を引き起こす。ただし、房室結節での刺激伝導
は毎秒10cmと非常に遅いため、心房が収縮した後に
心室が収縮するようになっている。
2. Description of the Related Art Generally, in a normal heart, the sinus node located at the upper surface of the junction between the superior vena cava and the right atrium generates regular stimulation for pacing. And this stimulus
First, the atrial muscle is excited and contracted, and is conducted to the working myocardium of the ventricle via the intra-atrial conduction path and the atrioventricular node, causing the ventricle to contract. However, the conduction of the stimulus at the atrioventricular node is very slow, 10 cm per second, so that the ventricle contracts after the atrial contraction.

【0003】ここで、完全房室ブロックになると、心房
から心室へ刺激が伝わらないため、理論的には、心房内
のみが収縮を繰り返すことになるが、実際には、房室結
節や心室の補充調律により、20〜40拍/分程度の心
拍数(心拍レート)がなんとか保たれる。一般に、心拍
数が低下すると、その分1回拍出量が増加して、単位時
間あたりに拍出される血液量が一定以上になるような一
種の補償機能が働く。しかし、拍数が40回/分以下に
なると、もはや、この補償機能も働かなくなる。このた
め、十分な血液量が確保されなくなって、脳虚血による
めまいや意識消失などを引き起こすだけでなく、生命の
維持すら危うくなる場合がある。また、洞機能不全症候
群となると、洞停止や、洞性徐脈、洞房ブロックによっ
て、心拍が数秒から10秒近く欠落するため、一時的に
脳への血流が途絶える場合がある。しかし、これらのよ
うな場合においても最低心拍数の確保する必要がある。
このため、心臓ペースメーカが適用される。
In a complete atrioventricular block, stimulation is not transmitted from the atrium to the ventricle, and thus, in theory, only the inside of the atrium repeatedly contracts. By the supplemental rhythm, a heart rate (heart rate) of about 20 to 40 beats / minute is maintained. In general, when the heart rate decreases, the amount of stroke per stroke increases accordingly, and a kind of compensation function is performed such that the amount of blood pumped per unit time becomes a certain amount or more. However, when the number of beats falls below 40 beats / minute, the compensation function no longer works. For this reason, a sufficient amount of blood may not be secured, causing not only dizziness and loss of consciousness due to cerebral ischemia, but also the risk of maintaining life. In the case of the sinus dysfunction syndrome, the heartbeat is lost for several seconds to nearly 10 seconds due to sinus arrest, sinus bradycardia, and sinoatrial block, so that blood flow to the brain may be temporarily interrupted. However, even in such cases, it is necessary to secure a minimum heart rate.
For this reason, a cardiac pacemaker is applied.

【0004】一方、健常者では、心拍数が安静時には減
少し、運動時には増加する。ここで、心臓ペースメーカ
による心拍数が一定であると、安静時には過多となり、
逆に運動時には過小となるので、生理的であるとは言い
難い。そこで、従来の心臓ペースメーカは、最低心拍数
を確保した上で、生理的状態に対応して心臓ペーシング
を行うようにした。このような心臓ペースメーカは、た
とえば、実公平3-4289号や特公平6-47025号などの公報
に記載されているように、第1に、生体から身体活動を
示す信号を検出し、第2に、検出した信号から生理学的
変数、一般的には、呼吸数(呼吸速度)を求め、第3
に、その生理学的変数に応じて心臓への刺激信号たるペ
ーシングパルス(ペースメーカ信号)を発生するもので
ある。なお、上記公報には、生理学的変数として、呼吸
数のほか、身体加速度、体内温度、pH、PO2などが
挙げられている。
[0004] On the other hand, in a healthy person, the heart rate decreases during rest and increases during exercise. Here, if the heart rate by the cardiac pacemaker is constant, it becomes excessive at rest,
Conversely, it is too small during exercise, so it is hard to say that it is physiological. Therefore, a conventional cardiac pacemaker secures a minimum heart rate and performs cardiac pacing according to a physiological condition. Such a cardiac pacemaker first detects a signal indicating a physical activity from a living body, as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-4289 and Japanese Examined Patent Publication No. Hei 6-47025. Then, a physiological variable, generally a respiratory rate (respiratory rate) is determined from the detected signal,
Then, a pacing pulse (pacemaker signal) as a stimulation signal to the heart is generated in accordance with the physiological variable. In the above publication, physiological acceleration, body acceleration, body temperature, pH, PO 2, etc. are listed as physiological variables.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生理学
的変数から求められる身体活動の状態と、その生体にお
いて要求される心機能の状態との関係を検討してみる
と、両者は必ずしも対応しない、と考えられる。たとえ
ば、意識的に深呼吸して呼吸数を減少させた場合、生理
学的変数としての呼吸数から求められる身体活動の状態
は変化するのに対し、その生体において要求される心機
能の状態は変化しない、と考えられるからである。した
がって、従来の心臓ペースメーカは、心拍を、生体の身
体活動の状態に応じて制御するのみであって、心機能に
要求される状態に応じて制御するものではなく、その意
味において、心拍の制御を適切に行うものではなかっ
た。
However, when examining the relationship between the state of physical activity obtained from physiological variables and the state of cardiac function required in the living body, it is found that the two do not always correspond to each other. Conceivable. For example, when the respiratory rate is decreased by consciously taking a deep breath, the state of physical activity obtained from the respiratory rate as a physiological variable changes, but the state of cardiac function required in the living body does not change. Because it is considered. Therefore, the conventional cardiac pacemaker only controls the heartbeat according to the state of the physical activity of the living body, and does not control the heartbeat according to the state required for the heart function. Did not do properly.

【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、心機能に要求され
る状態に応じて心拍を適切に制御することが可能な心臓
ペースメーカを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cardiac pacemaker capable of appropriately controlling a heartbeat according to a state required for cardiac function. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明にあっては、脈波波形を検出する脈波検出手段
と、前記脈波波形から心臓の収縮期を特定する収縮期特
定手段と、前記収縮期特定手段により特定された収縮期
の脈波波形のうち、心臓から拍出される血液に伴う動脈
血管系の圧力特性を示す波形を解析して、当該波形を規
定する指標を算出する解析手段と、前記解析手段により
算出された指標に基づいて、心臓のペースメーカ信号を
発生させる信号発生手段とを具備することを特徴として
いる。
According to the present invention, there is provided a pulse wave detecting means for detecting a pulse wave waveform, and a systole specifying means for specifying a systole of the heart from the pulse wave waveform. And, among the systolic pulse wave waveforms specified by the systole specifying means, a waveform indicating a pressure characteristic of the arterial vascular system associated with blood pumped from the heart is analyzed, and an index defining the waveform is obtained. It is characterized by comprising analyzing means for calculating, and signal generating means for generating a pacemaker signal of the heart based on the index calculated by the analyzing means.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】<1:理論的根拠>まず、実施形
態に係る心臓ペースメーカの説明の前に、本発明におけ
る理論的根拠について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <1: Theoretical Basis> First, before describing the cardiac pacemaker according to the embodiment, the theoretical basis in the present invention will be described.

【0009】はじめに、心臓の動きと血圧波形との関係
について説明する。図6(a)は、心電波形を示すもの
であり、一般に、図におけるR点からT波の終点Uまで
が心室収縮期と言われ、また、U点から次のR点までが
心室拡張期であると言われている。ここで、心室収縮期
において、心室の収縮は一様に発生するのではなく、外
側から内側に収縮が進行するにつれてゆっくりとなる。
このため、心臓直後における大動脈起始部での血圧波形
は、同図(b)に示すように、大動脈弁解放から閉鎖ま
での期間において、上に凸の形状となる。
First, the relationship between the motion of the heart and the blood pressure waveform will be described. FIG. 6A shows an electrocardiographic waveform. In general, a portion from point R to an end point U of a T wave in the figure is called a ventricular systole, and a portion from point U to the next R point is ventricular diastole. Is said to be a period. Here, during the ventricular systole, the contraction of the ventricle does not occur uniformly, but becomes slow as the contraction progresses from the outside to the inside.
Therefore, the blood pressure waveform at the aortic root immediately after the heart has an upwardly convex shape during the period from opening to closing of the aortic valve, as shown in FIG.

【0010】ここで、言うまでもなく、心臓は、収縮拡
張を繰り返すことによって血液を拍出している。ここ
で、1サイクルの収縮拡張によって心臓から血液が流れ
出る時間、すなわち、大動脈弁解放から閉鎖までの時間
は、駆出時間と呼ばれる。この駆出時間は、運動等によ
り拍数が高くなると、短くなる傾向にある。これは、ア
ドレナリンなどのカテコールアミンが放出された結果で
あり、心筋の収縮力が増大していることを意味する。ま
た、この駆出時間が長くなるにつれて、1サイクルの収
縮拡張によって心臓から流出する拍出量が大きくなる傾
向にある。さて、人が運動等すると、心筋や骨格筋など
に酸素を多く供給する必要から、拍数と拍出量との積、
すなわち、単位時間あたりに心臓から送り出される血液
量は増加する。ここで、拍数が増加する結果、駆出時間
は短くなるので、拍出量は逆に小さくなる。ただし、拍
数の増加率は拍出量の減少率を上回るため、拍数と拍出
量との積は、全体的にみれば増加することになる。
Here, it goes without saying that the heart pumps blood by repeating contraction and expansion. Here, the time during which blood flows out of the heart by one cycle of contraction and expansion, that is, the time from opening of the aortic valve to closing, is referred to as ejection time. The ejection time tends to become shorter as the beat rate becomes higher due to exercise or the like. This is the result of the release of catecholamines such as adrenaline, which means that the contractile force of the heart muscle is increased. In addition, as the ejection time becomes longer, the stroke volume flowing out of the heart tends to increase due to one cycle of contraction and expansion. Now, when a person exercises, etc., it is necessary to supply a large amount of oxygen to the heart muscle and skeletal muscles, so the product of the pulse rate and the output volume,
That is, the amount of blood pumped out of the heart per unit time increases. Here, as the number of beats increases, the ejection time becomes shorter, and consequently the amount of ejection becomes smaller. However, since the rate of increase in the number of beats exceeds the rate of decrease in the amount of stroke, the product of the number of beats and the amount of stroke increases as a whole.

【0011】次に、大動脈起始部で血圧波形(図6
(b)参照)が末梢部(たとえば、橈骨動脈)に与えた
脈波波形の一例を同図(c)に示す。このような形状と
なるのは、まず、心臓からの血液の拍出により駆出波と
呼ばれる第1波が生じ、続いて、心臓に近い血管分岐部
分での反射に起因して退潮波と呼ばれる第2波が生じ、
この後、大動脈弁閉鎖に伴う切痕が生じて、切痕波と呼
ばれる第3波が現れる、と考えられている。厳密に言え
ば、心電波形のR点から大動脈弁解放まではわずかにタ
イムラグがあるが、脈波波形においては、最も血圧値の
低い点から切痕までが心室収縮期に相当し、切痕から次
のサイクルにおいて最も血圧値の低い点までが心室拡張
期に相当すると考えても差し支えなく、同様に、脈波波
形において心室収縮期に相当する期間が駆出時間と考え
ても差し支えない。ここで、脈波波形において、大動脈
弁解放に相当する点は血圧値の最小極小点であり、脈波
波形において大動脈弁閉鎖に相当する点は時系列的にみ
れば、当該最小極小点から第3番目に現れる極小点であ
り、また、血圧値の大小でみれば、当該最小極小点から
第2番目の極小点である。なお、同図(c)に示す脈波
波形は、実際には、同図(b)に示す大動脈血圧波形に
対して時間的に遅れるが、ここでは説明のため、この時
間遅れを無視し、位相を揃えている。
Next, at the aortic root, a blood pressure waveform (FIG. 6)
FIG. 3C shows an example of a pulse wave waveform given to a peripheral portion (for example, a radial artery) by (b). This shape is caused by the first ejection of blood from the heart, which causes a first wave called an ejection wave, and subsequently, a regression wave due to reflection at a blood vessel bifurcation near the heart. A second wave occurs,
After this, it is considered that a notch is produced due to the aortic valve closure, and a third wave called a notch wave appears. Strictly speaking, there is a slight time lag from the R point of the electrocardiographic waveform to the opening of the aortic valve, but in the pulse waveform, the area from the lowest blood pressure value to the notch corresponds to the ventricular systole, It can be considered that the period from to the point where the blood pressure value is lowest in the next cycle corresponds to the ventricular diastole, and similarly, the period corresponding to the ventricular systole in the pulse wave waveform can be considered to be the ejection time. Here, in the pulse wave waveform, the point corresponding to the aortic valve release is the minimum minimum point of the blood pressure value, and the point corresponding to the aortic valve closure in the pulse wave waveform is the first point from the minimum point in the time series. This is the third minimum point that appears thirdly, and is the second minimum point from the minimum minimum point in terms of the blood pressure value. Although the pulse wave waveform shown in FIG. 3C is actually delayed in time from the aortic blood pressure waveform shown in FIG. 3B, this time delay is ignored here for the sake of explanation. The phases are aligned.

【0012】次に、同図(c)に示した脈波波形につい
て検討してみる。末梢部で検出される脈波波形は、いわ
ば、拍動性のポンプたる心臓と導管たる血管系とからな
る閉鎖系を経た血液圧力波であるため、第1に、心臓の
ポンプ機能、すなわち、心機能状態によって規定される
ほか、第2に、血管径や、血管の収縮・伸展、血液粘性
抵抗などの影響を受ける。このため、脈波波形を検出し
て解析すれば、当該被験者(患者)における動脈血管系
の状態を含めて、心機能状態を評価することができる、
と考えられる。
Next, the pulse waveform shown in FIG. The pulse wave waveform detected in the peripheral part is, as it were, a blood pressure wave that has passed through a closed system composed of a pulsatile pump heart and a vascular system as a conduit. Therefore, first, the pump function of the heart, that is, In addition to being defined by the cardiac function status, secondly, it is affected by blood vessel diameter, blood vessel contraction / extension, blood viscosity resistance, and the like. Therefore, by detecting and analyzing the pulse wave waveform, it is possible to evaluate the state of cardiac function, including the state of the arterial vasculature in the subject (patient).
it is conceivable that.

【0013】ここで、心機能状態を評価するには、脈波
波形のうち、どの部分について着目すべきかについて検
討してみる。まず、上述したように、心室の収縮は一様
に発生しないため、心臓から拍出される血液波形は、同
図(b)に示すように心室収縮期の途中で最大となる。
一方、心臓から拍出される血液は、動脈血管系の影響を
受けて末梢部に到達する。このため、同図(c)に示す
駆出波は、心室の収縮によって拍出される血液の圧力波
が動脈血管系の影響を受けて、末梢部において現れた波
形である、と考えられる。すなわち、駆出波は、心室の
収縮によって拍出される血液に伴う動脈血管系の圧力特
性を示す波形である。したがって、心機能が変動すれ
ば、拍出される血液の圧力波が変化して、その影響がま
ず、脈波波形の駆出波に現れることになるから、心機能
状態を脈波波形で評価するには、心室収縮期に相当する
期間において第1番目に現れる駆出波について着目すべ
きと考えられる。
Here, in order to evaluate the state of cardiac function, it is examined which part of the pulse waveform should be focused. First, as described above, since the contraction of the ventricle does not occur uniformly, the blood waveform pumped from the heart becomes maximum during the ventricular systole as shown in FIG.
On the other hand, blood pumped from the heart reaches the peripheral part under the influence of the arterial vasculature. For this reason, it is considered that the ejection wave shown in FIG. 9C is a waveform that appears in the peripheral portion due to the influence of the arterial vasculature on the blood pressure wave pumped by the contraction of the ventricle. That is, the ejection wave is a waveform indicating the pressure characteristics of the arterial vasculature associated with blood pumped by contraction of the ventricle. Therefore, if the heart function fluctuates, the pressure wave of the pumped blood changes, and the effect first appears in the ejection wave of the pulse waveform, so the heart function state is evaluated by the pulse waveform. To do so, attention should be paid to the ejection wave that appears first during a period corresponding to the ventricular systole.

【0014】次に、心室の収縮によって拍出される血液
圧力波の特性について考察する。一般に心臓が肥大した
場合、心室が収縮してもその内容積があまり変化しなく
なる。このため、血液は心臓から急峻には送り出されな
くなるので、駆出波の立ち上がり時間が長期化すると考
えられる。同様に、心筋の収縮力が何らかの理由により
低下した場合でも、駆出波の立ち上がり時間が長期化す
ると考えられる。したがって、脈波波形によって心機能
状態を評価するには、1つに、心室収縮期に相当する期
間において第1番目に現れる駆出波の立ち上がり時間を
指標として用いることが有効であると考える。
Next, the characteristics of the blood pressure wave emitted by the contraction of the ventricle will be considered. In general, when the heart enlarges, even if the ventricle contracts, its inner volume does not change much. For this reason, the blood is no longer sharply pumped out of the heart, and it is considered that the rising time of the ejection wave is prolonged. Similarly, even if the contractile force of the myocardium decreases for some reason, the rise time of the ejection wave is considered to be prolonged. Therefore, in order to evaluate the cardiac function state by the pulse waveform, it is considered that it is effective to use, as an index, the rise time of the ejection wave that appears first in a period corresponding to the ventricular systole.

【0015】ただし、拍出される血液の圧力特性は、個
人毎による相違すると考えるのが一般的であり、このた
め、同一被験者についての評価であればともかく、複数
の被験者にわたっての相互評価は、適切ではないと考え
られる。一方、1サイクルの収縮拡張によって心臓から
流出する血液の拍出量は、上述したように駆出時間に依
存しているため、その拍出における血液の圧力特性を示
す駆出波の立ち上がり時間も駆出時間の影響を受けると
考えられる。そこで、脈波波形における駆出波の立ち上
がり時間について、心室収縮期に相当する時間とみて差
し支えない駆出時間にて正規した値(正規化時間)を、
評価の指標として用いることが最適であると考える。
However, it is generally considered that the pressure characteristics of the pumped blood are different for each individual. Therefore, regardless of the evaluation for the same subject, the mutual evaluation for a plurality of subjects is not considered. Not considered appropriate. On the other hand, the ejection volume of the blood flowing out of the heart by one cycle of contraction and expansion depends on the ejection time as described above. It is considered to be affected by the ejection time. Therefore, for the rise time of the ejection wave in the pulse wave waveform, a value (normalized time) normalized by the ejection time that can be considered as the time corresponding to the ventricular systole,
It is considered optimal to use it as an index for evaluation.

【0016】ここで、この指標の有効性について実測結
果を参照して検討してみる。図8は、心臓移植者と健常
者とが、それぞれ着座姿勢、仰向姿勢、直立姿勢をとっ
た場合における拍数と、脈波波形における駆出波の立ち
上がり時間t1について駆出時間t4で正規した値t1
4[%]とをそれぞれ示した図表であって、本願発明
者の一人である上馬場和夫医師がオーストラリアで実測
した結果に基づくものである。この図に示すように、健
常者の拍数は、各姿勢での負荷に対応したものとなって
おり、最も負荷の高い直立姿勢において最高値となって
いる。上述したように、拍数は、心臓から送り出すべき
血液量に応じて変化するから、その時点において心筋に
要求される収縮力の指標とも言えるものである。しかし
ながら、図に示すように、心臓移植者の拍数は、各姿勢
によらずほぼ一定となっている。また、この現象は、心
房・心室への刺激伝導に障害が発生して、心拍の制御を
ペースメーカに頼ざるを得ない者も同様である。このよ
うに、心臓から送り出すべき血液量に応じて心臓の拍数
を制御できない者にとっては、当然のことながら、拍数
は、心筋に要求される収縮力の指標に足り得るものでは
なくなる。
Here, the effectiveness of this index will be examined with reference to the actual measurement results. FIG. 8 shows the number of beats when the heart transplanter and the healthy subject take a sitting posture, a supine posture, and an upright posture, respectively, and the ejection time t 4 for the rising time t 1 of the ejection wave in the pulse wave waveform. Value t 1 /
5 is a table showing t 4 [%], respectively, based on the results of measurements in Australia by Dr. Kazuo Kamibaba, one of the inventors of the present application. As shown in this figure, the pulse rate of the healthy person corresponds to the load in each posture, and has the highest value in the upright posture with the highest load. As described above, the pulse rate changes according to the amount of blood to be pumped out of the heart, and thus can be said to be an index of the contractile force required for the myocardium at that time. However, as shown in the figure, the heart rate of the heart transplant recipient is almost constant irrespective of each posture. This phenomenon also applies to those who have trouble in conduction of stimulation to the atria and ventricles and have to rely on a pacemaker to control the heartbeat. Thus, for those who cannot control the heart rate according to the amount of blood to be pumped out of the heart, the heart rate is, of course, not sufficient as an indicator of the contractile force required of the myocardium.

【0017】これに対し、本実施形態において用いる指
標は、すなわち、脈波波形における駆出波の立ち上がり
正規化時間t1/t4は、健常者においてはもちろんのこ
と、心臓移植者においても、健常者の拍数と同様な変化
特性を有している。このため、駆出波の立ち上がり正規
化時間t1/t4は、健常者のみならず心臓移植者のよう
な拍数を制御できない者においても、心機能状態を評価
する際の指標として極めて有用であることが判る。
On the other hand, the index used in this embodiment, that is, the normalized rise time t 1 / t 4 of the ejection wave in the pulse wave waveform is not only in the healthy person but also in the heart transplant person. It has a change characteristic similar to the pulse rate of a healthy person. For this reason, the rising normalization time t 1 / t 4 of the ejection wave is extremely useful as an index for evaluating a cardiac function state not only in a healthy person but also in a person who cannot control the pulse rate such as a heart transplanter. It turns out that it is.

【0018】ところで、本願発明者は、循環(血行)の
状態を非侵襲的に求めるため、大動脈起始部から末梢部
までの動脈血管系の挙動を電気的モデルによりシミュレ
ートして、血管の粘性抵抗やコンプライアンスなどの循
環動態に関するパラメータを近似的に算出する技術を提
案している(特開平6-205747号:発明の名称「脈波解析
装置」や、PCT/JP96/03211:発明の名称「生体状態測定
装置」などを参照)。この技術は、端的に言えば、動脈
血管系の挙動をシミュレートした電気的モデルに、被験
者の大動脈起始部の圧力波に対応する電気信号を与えた
とき、その応答波形が、実際に検出された脈波波形と一
致するように、電気的モデルを構成する各素子の値を定
めることで、各素子に対応する循環動態のパラメータを
近似的に算出するものである。この電気的モデルについ
ては、図9(a)に示すような四要素集中定数モデル
や、同図(b)に示すような五要素集中定数モデルがあ
る。特に、後者の五要素集中定数モデルについては、人
体の循環動態の挙動を決定する要因のうち、四要素集中
定数モデルで採用される中枢部での血液による慣性、中
枢部での血液粘性による血管抵抗(粘性抵抗)、末梢部
での血管のコンプライアンス(粘弾性)、および、末梢
部での血管抵抗(粘性抵抗)、以上4つのパラメータに
対し、さらに、大動脈コンプライアンスを追加して、こ
れらのパラメータを電気回路としてモデリングしたもの
である。
By the way, the present inventor simulates the behavior of the arterial vascular system from the aortic root to the peripheral part by using an electric model in order to determine the state of circulation (blood circulation) in a non-invasive manner. A technique for approximately calculating parameters related to circulatory dynamics such as viscous drag and compliance has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-205747: Title of invention "Pulse wave analyzer", PCT / JP96 / 03211: Title of invention) Refer to "Biological condition measuring device"). In short, this technology is based on the fact that when an electrical signal corresponding to the pressure wave at the aortic root of a subject is given to an electrical model simulating the behavior of the arterial vasculature, the response waveform is actually detected. By determining the value of each element constituting the electrical model so as to match the obtained pulse waveform, the parameters of the circulatory dynamics corresponding to each element are approximately calculated. As the electrical model, there are a four-element lumped parameter model as shown in FIG. 9A and a five-element lumped parameter model as shown in FIG. 9B. In particular, regarding the latter five-element lumped parameter model, among the factors that determine the behavior of the circulatory dynamics of the human body, the inertia due to blood in the central part and the blood vessel due to blood viscosity in the central part used in the four-element lumped parameter model Resistance (viscous resistance), peripheral blood vessel compliance (viscoelasticity), and peripheral blood vessel resistance (viscous resistance), these parameters are added to the above four parameters. Is modeled as an electric circuit.

【0019】以下、集中定数モデルを構成する各素子と
各パラメータとの対応関係を記す。 静電容量Cc :大動脈コンプライアンス[cm5/dyn] 電気抵抗Rc :動脈系中枢部での血液粘性による血管抵抗[dyn・s/cm5] インダクタンスL:動脈系中枢部での血液による慣性[dyn・s2/cm5] 静電容量C :動脈系末梢部での血管コンプライアンス[cm5/dyn] 電気抵抗Rp :動脈系末梢部での血液粘性による血管抵抗[dyn・s/cm5
Hereinafter, the correspondence between each element constituting the lumped parameter model and each parameter will be described. Capacitance C c : aortic compliance [cm 5 / dyn] Electric resistance R c : vascular resistance due to blood viscosity at central part of arterial system [dyn · s / cm 5 ] Inductance L: inertia due to blood at central part of arterial system [Dyn · s 2 / cm 5 ] Capacitance C: vascular compliance at the peripheral part of the arterial system [cm 5 / dyn] Electric resistance R p : vascular resistance due to blood viscosity at the peripheral part of the arterial system [dyn · s / cm] 5 ]

【0020】また、集中定数モデルに流れる電流i、i
p、ic、isは、各々対応する各部を流れる血流[cm5/
s]に相当する。なかでも、電流iは大動脈血流に相当
し、電流isは左心室から拍出される血流に相当してい
る。また、入力電圧eは左心室圧[dyn/cm2]に相当
し、電圧v1は大動脈起始部での圧力[dyn/cm2]に相当
する。さらに、静電容量Cの端子電圧vpは橈骨動脈部
での圧力[dyn/cm2]に相当する。くわえて、ダイオー
ドDは、大動脈弁に相当するものであって、心室の収縮
期に相当する期間においてオン(弁が開いた状態)とな
る一方、拡張期に相当する期間においてオフ(弁が閉じ
た状態)となる。
The currents i and i flowing through the lumped parameter model
p, i c, i s is blood flowing through the respective units, each corresponding [cm 5 /
s]. Among them, the current i corresponds to the aortic flow, current i s is equivalent to blood flow pumped out from the left ventricle. The input voltage e corresponds to the left ventricular pressure [dyn / cm 2 ], and the voltage v 1 corresponds to the pressure [dyn / cm 2 ] at the aortic root. Further, the terminal voltage v p of the capacitance C corresponds to the pressure [dyn / cm 2 ] at the radial artery. In addition, the diode D is equivalent to an aortic valve, and is turned on (in a state where the valve is open) during a period corresponding to the systole of the ventricle, and is turned off (when the valve is closed) during a period corresponding to diastole. State).

【0021】このように、大動脈起始部から末梢部まで
の動脈血管系は、図9(a)や(b)などの電気的モデ
ルによりシミュレートして考えることが可能である。そ
こで、今度は、心室収縮期の第1波たる駆出波につい
て、動脈血管系を上記電気的モデルとして扱う考え方で
検討してみる。心室収縮期における大動脈起始部での血
圧波形は、図6(b)に示すように、凸形状の1つのな
だらかな波であるのに対し、心室収縮期における末梢部
での脈波波形は、同図(c)に示すように、駆出波およ
び退潮波からなる2つの波である。この現象を、上記電
気的モデルに置き換えて考えてみると、同図(b)の波
形に相当する電気信号をパルスとして電気的モデルの入
力端に印加したならば、そのモデルの出力端に、入力パ
ルスに応答する第1波と、この波形に続く過渡的な第2
波とが現れたことを意味する。このことから、血管動脈
系という負荷は、単純な抵抗分だけでなく、過渡的な変
化に追従する特性を併せ持つ、ということができる。さ
らに、第1波に相当する駆出波は、心臓という電源と動
脈血管系という負荷とを接続した場合において、電源が
動作しているときに、すなわち、大動脈弁が解放してい
るときに、心臓から拍出される血液波形たる入力パルス
と直接的に対応するもの、ということができる。しか
も、ここでいう入力パルスは、心臓という電源の機能そ
のものによって定まるから、駆出波は、動脈血管系を電
気的モデルで扱う考え方を用いても、心筋の機能と直接
的に関連するもの、と言うことができる。したがって、
駆出波の立ち上がり時間のほか、その成分等を時間周波
数解析することなどによっても、心機能を評価すること
可能であると考えられる。
As described above, the arterial vasculature from the aortic root to the peripheral part can be simulated using an electric model shown in FIGS. 9A and 9B. Therefore, this time, the ejection wave, which is the first wave in the ventricular systole, will be examined based on the concept of treating the arterial vascular system as the electric model. The blood pressure waveform at the aortic root during the ventricular systole is a single gentle wave having a convex shape as shown in FIG. 6B, whereas the pulse wave waveform at the peripheral portion during the ventricular systole is As shown in FIG. 3C, there are two waves consisting of an ejection wave and a tide wave. Considering this phenomenon by replacing the above electric model with the electric model, if an electric signal corresponding to the waveform of FIG. 2B is applied as a pulse to the input terminal of the electric model, A first wave responsive to an input pulse and a transient second
It means that a wave has appeared. From this, it can be said that the load of the vascular artery has not only a simple resistance but also a characteristic of following a transient change. Further, the ejection wave corresponding to the first wave is generated when the power supply is operating, that is, when the aortic valve is open, when the power supply of the heart is connected to the load of the arterial vasculature. It can be said that it directly corresponds to an input pulse which is a blood waveform emitted from the heart. Moreover, since the input pulse here is determined by the function of the power source itself, the ejection wave is directly related to the function of the myocardium, even if the concept of treating the arterial vascular system with an electrical model is used. Can be said. Therefore,
It is considered that the cardiac function can be evaluated not only by the rise time of the ejection wave but also by time-frequency analysis of the components and the like.

【0022】このような理論的前提に基づき、本発明の
実施の形態について図面を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings based on such a theoretical premise.

【0023】<2:第1実施形態>はじめに、第1実施
形態に係る心臓ペースメーカについて説明する。本実施
形態に係る心臓ペースメーカは、自己心拍が発生しない
患者、あるいは、自己心拍があっても心拍数が極端に少
ない(20〜40拍/分)患者に適用して、最低心拍数
を確保しつつ、ペーシングを行うものであり、そのペー
シングについて詳細には、上述した理論的根拠に基づい
て、第1に、患者から脈波波形を検出し、第2に、脈波
波形から心室収縮期を特定し、第3に、心室収縮期の脈
波波形のうち、拍動に対応する駆出波の波形を解析し
て、駆出波を規定する指標を算出し、第4に、その指標
によりペーシングを行うものである。ここで、本実施形
態にあっては、駆出波を規定する指標として、上述した
もののうち、駆出波の立ち上がり正規化時間を用いるこ
とにする。
<2: First Embodiment> First, a cardiac pacemaker according to a first embodiment will be described. The cardiac pacemaker according to the present embodiment is applied to a patient who does not generate a self-heartbeat or a patient whose heart rate is extremely low (20 to 40 beats / minute) even if there is a self-heartbeat, to secure the minimum heart rate. While pacing is performed, the pacing is described in detail based on the above-described theoretical grounds. First, a pulse wave waveform is detected from a patient, and second, a ventricular systole is detected from the pulse wave waveform. Thirdly, among the pulse wave waveforms of the ventricular systole, the waveform of the ejection wave corresponding to the pulsation is analyzed to calculate an index that defines the ejection wave. Pacing is performed. Here, in the present embodiment, among the above-mentioned ones, the rising normalization time of the ejection wave is used as an index for defining the ejection wave.

【0024】<2−1:実施形態の機能的構成>図1
(a)は、本実施形態に係る心臓ペースメーカ1aの機
能構成を示すブロック図である。この図において、脈波
検出部10は、たとえば、患者の末梢部(たとえば、橈
骨動脈や、指尖など)における脈波波形を検出し、その
検出信号をMHとして出力するものである。次に、収縮
期特定・波形解析部20は、脈波検出部10によって検
出された信号MHを解析して心室収縮期を特定するとと
もに、駆出波の立ち上がり時間および駆出時間を求め、
前者を後者で徐して、駆出波の立ち上がり正規化時間を
算出するものである。
<2-1: Functional Configuration of Embodiment> FIG.
(A) is a block diagram showing a functional configuration of a cardiac pacemaker 1a according to the present embodiment. In this figure, a pulse wave detector 10 detects a pulse wave waveform in a peripheral portion of a patient (for example, a radial artery or a fingertip), and outputs a detection signal as MH. Next, the systolic period specifying / waveform analyzing unit 20 analyzes the signal MH detected by the pulse wave detecting unit 10 to specify a ventricular systolic period, and obtains a rising time and an ejecting time of the ejection wave,
The former is gradually reduced by the latter, and the rise normalized time of the ejection wave is calculated.

【0025】信号発生器30aは、原則として駆出波の
立ち上がり正規化時間に対応する周波数のパルス信号を
ペーシングパルスとして生成するものである。ただし、
ペーシングパルスの周波数については、その下限が約
0.67Hz(40拍/分に相当)に設定されて、この
下限周波数を下回らないようにされている。同様に、パ
ルスの周波数の上限は、2.5Hz(150拍/分に相
当)に設定されて、これを上回らないようにされている
なお、下限および上限周波数については、それぞれ患者
の症例に応じて個別に設定可能とする構成が望ましい。
そのためには、下限および上限周波数を設定する要素を
信号発生器30aに付加することや、算出した正規化時
間が、下限(上限)周波数を下限(上限)周波数を下回
る(上回る)ような値であれば、出力すべき正規化時間
を補正する要素を収縮期特定・波形解析部20に付加す
ることなどが考えられるさらに、駆出波の立ち上がり正
規化時間に対応する周波数にてパルス信号を生成させる
構成は、たとえば、第1に、収縮期特定・波形解析部2
0について、正規化時間に対応する電圧信号を出力させ
る構成とし、第2に、信号発生器30aについて、電圧
信号に応じてパルスの発生周波数を制御するVCO(電
圧制御型発振器)とすることで可能である。
The signal generator 30a generates a pulse signal having a frequency corresponding to the normalized rise time of the ejection wave as a pacing pulse in principle. However,
The lower limit of the frequency of the pacing pulse is set to about 0.67 Hz (corresponding to 40 beats / minute) so as not to fall below this lower limit frequency. Similarly, the upper limit of the frequency of the pulse is set to 2.5 Hz (corresponding to 150 beats / minute) so as not to exceed the upper limit. It is desirable that the configuration can be set individually.
For this purpose, an element for setting the lower limit and the upper limit frequency may be added to the signal generator 30a, or the calculated normalized time may be set so that the lower limit (upper limit) frequency falls below (exceeds) the lower limit (upper limit) frequency. If so, it is conceivable to add an element for correcting the normalized time to be output to the systolic period specifying / waveform analysis unit 20. Further, a pulse signal is generated at a frequency corresponding to the rising normalized time of the ejection wave. For example, first, the systolic phase specifying / waveform analyzing unit 2
Second, a voltage signal corresponding to the normalized time is output for 0, and second, the signal generator 30a is configured as a VCO (voltage controlled oscillator) that controls the pulse generation frequency according to the voltage signal. It is possible.

【0026】そして、信号発生器30aにより生成され
たペーシングパルスは、心臓に固定される電極31へ導
線32を介して導かれて、患者の心拍を発生させること
となる。
The pacing pulse generated by the signal generator 30a is guided to the electrode 31 fixed to the heart via the conducting wire 32 to generate a heartbeat of the patient.

【0027】<2−1−1:脈波検出部の構成>ここ
で、脈波検出部10の構成の一例について図2を参照し
て説明する。同図に示すように、脈波検出部10は、L
ED12、フォトトランジスタ13などから構成され
る。このうち、LED12は、患者の末梢部、たとえ
ば、橈骨動脈の血管組織を照射する位置に配置され、ま
た、フォトトランジスタ13は、LED12からの照射
光のうち、血管組織による反射光を受光する位置に配置
される。したがって、スイッチSWがon状態となっ
て、電源電圧が印加されると、LED12から光が血管
組織に照射されるとともに、その反射光が、フォトトラ
ンジスタ13によって受光されることとなる。この際、
LED12からの照射光をフォトトランジスタ13が直
接受光しない構成が望ましい。そして、フォトトランジ
スタ12の光電流を電圧に変換したものが、脈波検出部
10の信号MHとして出力される。
<2-1-1: Configuration of Pulse Wave Detector> Here, an example of the configuration of the pulse wave detector 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
It comprises an ED 12, a phototransistor 13, and the like. Among them, the LED 12 is arranged at a position for irradiating the peripheral part of the patient, for example, the vascular tissue of the radial artery, and the phototransistor 13 receives the reflected light by the vascular tissue among the irradiation light from the LED 12. Placed in Therefore, when the switch SW is turned on and the power supply voltage is applied, the light is emitted from the LED 12 to the vascular tissue, and the reflected light is received by the phototransistor 13. On this occasion,
It is desirable that the phototransistor 13 does not directly receive the irradiation light from the LED 12. The voltage obtained by converting the photocurrent of the phototransistor 12 into a voltage is output as the signal MH of the pulse wave detector 10.

【0028】ここで、LED12の発光波長は、血液中
のヘモグロビンの吸収波長ピーク付近に選ばれる。この
ため、受光レベルは血流量に応じて変化する。したがっ
て、受光レベルを検出することによって、脈波波形が検
出されることとなる。また、LED12としては、In
GaN系(インジウム−ガリウム−窒素系)の青色LE
Dが好適である。青色LEDの発光スペクトルは、たと
えば450nmに発光ピークを有し、その発光波長域
は、350nmから600nmまでの範囲にある。この
場合、かかる発光特性を有するLEDに対応させてフォ
トトランジスタ13として、GaAsP系(ガリウム−
砒素−リン系)を用いればよい。このフォトトランジス
タ13の受光波長領域は、たとえば、主要感度領域が3
00nmから600nmまでの範囲にあって、300n
m以下にも感度領域がある。このような青色LEDとフ
ォトトランジスタとを組み合わせると、その重なり領域
である300nmから600nmまでの波長領域におい
て脈波が検出される結果、以下の利点がある。
Here, the emission wavelength of the LED 12 is selected near the absorption wavelength peak of hemoglobin in blood. Therefore, the light receiving level changes according to the blood flow. Accordingly, the pulse wave waveform is detected by detecting the light receiving level. In addition, as the LED 12, In
GaN-based (indium-gallium-nitrogen-based) blue LE
D is preferred. The emission spectrum of the blue LED has an emission peak at, for example, 450 nm, and its emission wavelength range is from 350 nm to 600 nm. In this case, a GaAsP-based (gallium-
Arsenic-phosphorus) may be used. The light-receiving wavelength region of the phototransistor 13 has, for example, a main sensitivity region of 3
300 nm in the range from 00 nm to 600 nm
There is also a sensitivity region below m. When such a blue LED and a phototransistor are combined, a pulse wave is detected in a wavelength region from 300 nm to 600 nm, which is an overlapping region thereof, resulting in the following advantages.

【0029】まず、外光に含まれる光のうち、波長領域
が700nm以下の光は、指の組織を透過しにくい傾向
があるため、外光がセンサ固定用バンドで覆われていな
い指の部分に照射されても、指の組織を介してフォトト
ランジスタ33まで到達せず、検出に影響を与えない波
長領域の光のみがフォトトランジスタ33に達する。一
方、300nmより低波長領域の光は、皮膚表面でほと
んど吸収されるので、受光波長領域を700nm以下と
しても、実質的な受光波長領域は、300nm〜700
nmとなる。したがって、指を大掛かりに覆わなくと
も、外光の影響を抑圧することができる。また、血液中
のヘモグロビンは、波長が300nmから700nmま
での光に対する吸光係数が大きく、波長が880nmの
光に対する吸光係数に比して数倍〜約100倍以上大き
い。したがって、この例のように、ヘモグロビンの吸光
特性に合わせて、吸光特性が大きい波長領域(300n
mから700nm)の光を検出光として用いると、その
検出値は、血量変化に応じて感度よく変化するので、血
量変化に基づく脈波波形MHのS/N比を高めることが
できる。
First, of the light included in the external light, light having a wavelength region of 700 nm or less tends to hardly penetrate the finger tissue. Therefore, the external light is not covered with the sensor fixing band. , Does not reach the phototransistor 33 via the finger tissue, and only light in a wavelength region that does not affect detection reaches the phototransistor 33. On the other hand, since light in a wavelength region lower than 300 nm is almost absorbed by the skin surface, even if the light receiving wavelength region is set to 700 nm or less, the substantial light receiving wavelength region is 300 nm to 700 nm.
nm. Therefore, the influence of external light can be suppressed without covering the finger in a large scale. In addition, hemoglobin in blood has a large absorption coefficient for light having a wavelength of 300 nm to 700 nm, and is several times to about 100 times or more larger than the absorption coefficient for light having a wavelength of 880 nm. Therefore, as in this example, in accordance with the absorption characteristics of hemoglobin, the wavelength region where the absorption characteristics are large (300 n
When the light of (m to 700 nm) is used as the detection light, the detection value changes with high sensitivity according to the change in blood volume, so that the S / N ratio of the pulse wave waveform MH based on the change in blood volume can be increased.

【0030】<2−1−2:収縮期特定・波形解析部の
構成>次に、収縮期特定・波形解析部20の詳細につい
て説明する。まず、収縮期特定・波形解析部20は、脈
波波形の形状を特定する波形パラメータを抽出する。こ
こで、波形パラメータは、図7に示すように定められ
る。すなわち、波形パラメータは、1拍の立ち上がり
ピーク点P0(以下、この立ち上がり時刻を脈波開始時
刻という)から、次の拍の立ち上がりピーク点P6まで
の時間t6、脈波波形において順次現れるピーク点
(極大点および極小点)P1〜P5の血圧値(差)y1
〜y5、および、脈波開始時点のピーク点P0(最小
極小点)から、上記各ピーク点P1〜P5が現れるまで
の経過時間t1〜t5として定められる。なお、この場
合、駆出波の立ち上がり時間は、波形パラメータで言え
ばt1に相当し、心室収縮期に相当する時間とみて差し
支えない駆出時間は、波形パラメータで言えばt4に相
当する。また、y1〜y5は、それぞれピーク点P0の血
圧値を基準とした相対的な血圧値を示すことになる。
<2-1-2: Configuration of Systolic Period Identifying / Waveform Analysis Unit> Next, the details of the systolic period identifying / waveform analyzing unit 20 will be described. First, the systolic period specifying / waveform analyzing unit 20 extracts a waveform parameter for specifying the shape of the pulse wave waveform. Here, the waveform parameters are determined as shown in FIG. That is, the waveform parameter is a time t 6 from a rising peak point P0 of one beat (hereinafter, this rising time is referred to as a pulse wave start time) to a rising peak point P6 of the next beat, and peak points sequentially appearing in the pulse wave waveform. (maximum point and minimum point) P1 to P5 of the blood pressure value (difference) y 1
~y 5, and, from the peak point of the pulse wave start point P0 (the minimum minimal point) is defined as the elapsed time t 1 ~t 5 to each peak point P1~P5 appears. In this case, the rising time of the ejection wave is equivalent to t 1 in terms of waveform parameters, and the ejection time which can be considered as the time corresponding to ventricular systole corresponds to t 4 in terms of waveform parameters. . Further, y 1 to y 5 each indicate a relative blood pressure value based on the blood pressure value at the peak point P0.

【0031】ここで、収縮期特定・波形解析部20は、
波形パラメータの特定において、ピーク点P0およびP
4を特定するが、このことは、必然的に心室収縮期およ
び心室拡張期を特定することを意味する。すなわち、ピ
ーク点P0は駆出波の立ち上がり開始点に相当するか
ら、これを求めることは、心室収縮期の始点(心室拡張
期の終点)を特定することを意味し、また、ピーク点P
4は大動脈弁閉鎖に伴う切痕に相当するから、心室収縮
期の終点(心室拡張期の始点)を特定することを意味す
る。したがって、収縮期特定・波形解析部20は、必然
的に心室収縮期および心室拡張期を特定する機能も有す
る。
Here, the systolic period specifying / waveform analyzing unit 20
In specifying the waveform parameters, the peak points P0 and P0
4, which necessarily means identifying ventricular systole and ventricular diastole. That is, since the peak point P0 corresponds to the start point of the rising of the ejection wave, obtaining this means specifying the start point of the ventricular systole (end point of the ventricular diastole).
4 corresponds to a notch associated with aortic valve closure, which means that the end point of ventricular systole (start point of ventricular diastole) is specified. Therefore, the systolic period specifying / waveform analyzing unit 20 necessarily has a function of specifying the ventricular systolic period and the ventricular diastolic period.

【0032】次に、収縮期特定・波形解析部20の詳細
について説明する。図3は、その詳細構成を示すブロッ
ク図である。図において、マイクロコンピュータ201
は、各構成部分を制御するものであり、内部に図示しな
いレジスタを有する。波形メモリ202は、RAM等に
よって構成され、A/D変換器203およびローパスフ
ィルタ204を介して供給される信号MHの値、すなわ
ち、脈波成分を示す信号の波形値Wを順次記憶する。波
形値アドレスカウンタ205は、マイクロコンピュータ
201から波形採取指示STARTが出力されている期
間、サンプリングクロックφをカウントし、そのカウン
ト結果を、波形値Wの波形値アドレスADR1(書込ア
ドレス)として出力するものである。この波形値アドレ
スADR1は、マイクロコンピュータ201により監視
される。また、セレクタ206は、波形メモリ202へ
のアドレスを選択するものであり、マイクロコンピュー
タ201によってセレクト信号S1が出力されていない
場合、波形値アドレスカウンタ205によって出力され
る波形値アドレスADR1を選択する一方、セレクト信
号S1が出力されている場合、マイクロコンピュータ2
01によって出力される読出アドレスADR4を選択す
る。
Next, details of the systolic period specifying / waveform analyzing section 20 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the detailed configuration. In the figure, a microcomputer 201
Controls each component, and has a register (not shown) inside. The waveform memory 202 is constituted by a RAM or the like, and sequentially stores the value of the signal MH supplied via the A / D converter 203 and the low-pass filter 204, that is, the waveform value W of the signal indicating the pulse wave component. The waveform value address counter 205 counts the sampling clock φ while the microcomputer 201 outputs the waveform sampling instruction START, and outputs the count result as the waveform value address ADR1 (write address) of the waveform value W. Things. This waveform value address ADR1 is monitored by the microcomputer 201. The selector 206 selects an address to the waveform memory 202. When the microcomputer 201 does not output the select signal S1, the selector 206 selects the waveform value address ADR1 output from the waveform value address counter 205. , When the select signal S1 is output, the microcomputer 2
01 selects the read address ADR4 output.

【0033】一方、微分回路211は、ローパスフィル
タ204から順次出力される波形値Wを時間微分して出
力する。零クロス検出回路212は、波形値Wが極大値
または極小値となることによって波形値Wの時間微分が
ゼロとなった場合に、零クロス検出パルスZを出力する
ものである。さらに詳述すると、零クロス検出回路21
2は、図7に示した波形パラメータのピーク点P0〜P
6を検出するために設けられた回路であり、これらのピ
ーク点に対応した波形値Wが入力された場合に零クロス
検出パルスZを出力する。
On the other hand, the differentiating circuit 211 time-differentiates the waveform value W sequentially output from the low-pass filter 204 and outputs the result. The zero cross detection circuit 212 outputs a zero cross detection pulse Z when the time derivative of the waveform value W becomes zero due to the waveform value W becoming a local maximum value or a local minimum value. More specifically, the zero cross detection circuit 21
2 are the peak points P0 to P of the waveform parameters shown in FIG.
6 is a circuit provided for detecting the signal No. 6 and outputs a zero cross detection pulse Z when a waveform value W corresponding to these peak points is input.

【0034】次に、ピークアドレスカウンタ213は、
マイクロコンピュータ201によって波形採取指示ST
ARTが出力されている期間、零クロス検出パルスZを
カウントし、そのカウント結果をピークアドレスADR
2として出力するものである。移動平均算出回路214
は、現時点までに微分回路211によって出力された波
形値Wの時間微分値を過去所定個数分だけ蓄積して、そ
の平均値を算出し、その結果を現時点に至るまでの脈波
の傾斜を表す傾斜情報SLPとして出力するものであ
る。
Next, the peak address counter 213
Waveform sampling instruction ST by microcomputer 201
While the ART is being output, the zero-cross detection pulse Z is counted, and the count result is used as the peak address ADR.
2 is output. Moving average calculation circuit 214
Accumulates the time derivative of the waveform value W output by the differentiating circuit 211 up to the present time for a predetermined number in the past, calculates the average value thereof, and expresses the result as the slope of the pulse wave up to the present time. It is output as inclination information SLP.

【0035】ピーク情報メモリ215は、図4に示すピ
ーク情報を記憶するために設けられたものであり、その
内容の詳細については次の通りである。 波形値アドレスADR1 ローパスフィルタ204から出力される波形値Wが極大
値または極小値となった時点において、波形値アドレス
カウンタ205から出力されている波形値アドレスであ
る。換言すれば、波形メモリ202にて、極大値または
極小値に相当する波形値Wが書き込まれたアドレスであ
る。 ピーク種別B/T 上記波形値アドレスADR1に書き込まれた波形値Wが
極大値T(Top)であるか極小値B(Bottom)であるか
を示す情報である。 波形値W 上記極大値または極小値に相当する波形値である。 ストローク情報STRK 直前のピーク値から当該ピーク値に至るまでの波形値の
変化分である。 傾斜情報SLP 当該ピーク値に至るまでの過去所定個数分の波形値にお
ける時間微分の平均値である。
The peak information memory 215 is provided for storing the peak information shown in FIG. 4, and details of the contents are as follows. The waveform value address ADR1 is the waveform value address output from the waveform value address counter 205 when the waveform value W output from the low-pass filter 204 has reached a maximum value or a minimum value. In other words, this is the address where the waveform value W corresponding to the local maximum value or the local minimum value is written in the waveform memory 202. Peak type B / T This is information indicating whether the waveform value W written to the waveform value address ADR1 is a local maximum value T (Top) or a local minimum value B (Bottom). Waveform value W is a waveform value corresponding to the maximum value or the minimum value. Stroke information STRK is a change in waveform value from the immediately preceding peak value to the peak value. Slope information SLP This is the average value of the time derivative of a predetermined number of waveform values in the past up to the peak value.

【0036】このような構成による収縮期特定・波形解
析部20は、後述する動作によって、信号MHを解析し
て、波形パラメータを特定し、駆出波の立ち上がり時間
および駆出時間を求め、さらに、駆出波の立ち上がり正
規化時間t1/t4を算出することとなる。
The systolic phase specifying / waveform analyzing section 20 configured as described above analyzes the signal MH, specifies waveform parameters, obtains the rising time and the running time of the ejection wave by the operation described later, and furthermore, , And the normalization time t 1 / t 4 of the ejection wave is calculated.

【0037】<2−2:第1実施形態の動作>次に、図
1に示した実施形態に係る心臓ペースメーカの動作につ
いて説明する。
<2-2: Operation of First Embodiment> Next, the operation of the cardiac pacemaker according to the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0038】まず、脈波検出部10(図2参照)におい
て、スイッチSWがon状態となって、LED12から
光が照射されると、この照射光は血管内の血液流量に応
じて反射し、フォトトランジスタ13によって受光され
る。したがって、フォトトランジスタ12の光電流を電
圧に変換したものは、血管内の血液流量の変化、すなわ
ち、脈波波形を示すことになり、これが信号MHとして
出力され、収縮期特定・波形解析部20に供給されるこ
ととなる。
First, in the pulse wave detecting section 10 (see FIG. 2), when the switch SW is turned on and light is emitted from the LED 12, the irradiated light is reflected in accordance with the blood flow in the blood vessel. The light is received by the phototransistor 13. Therefore, the result of converting the photocurrent of the phototransistor 12 into a voltage indicates a change in blood flow in a blood vessel, that is, a pulse wave waveform, which is output as a signal MH, and the systolic phase identification / waveform analysis unit 20 Will be supplied.

【0039】<2−2−1:収縮期特定・波形解析部の
動作>ここで、図3に示した収縮期特定・波形解析部2
0の動作について説明する。収縮期特定・波形解析部2
0は、脈波波形を取得してから、波形パラメータを特定
し、さらに、時間t1および時間t4を求め、正規化時間
1/t4を算出するまでを、複数の段階で行う。そこ
で、収縮期特定・波形解析部20の動作については、各
段階に分けて説明することとする。
<2-2-1: Operation of systolic period specifying / waveform analyzing unit> Here, the systolic period specifying / waveform analyzing unit 2 shown in FIG.
The operation of 0 will be described. Systolic identification and waveform analysis unit 2
0 has to get a pulse waveform to identify waveform parameters, further determines the time t 1 and time t 4, until calculates the normalized time t 1 / t 4, carried out in a plurality of stages. Thus, the operation of the systolic period specifying / waveform analyzing unit 20 will be described in each stage.

【0040】<2−2−1−1:脈波波形の蓄積および
そのピーク情報の採取>まず、収縮期特定・波形解析部
20においては、信号MHが図3における波形メモリ2
02に蓄積されるとともに、当該信号MHで示される脈
波波形のピーク情報が採取される。この動作は、詳細に
は次のようにして実行される。まず、脈波波形の採取開
始を指示する旨の信号STARTがマイクロコンピュー
タ201によって出力されると、波形値アドレスカウン
タ205およびピークアドレスカウンタ213のリセッ
トが解除される。この結果、サンプリングクロックφの
カウントが波形値アドレスカウンタ205によって開始
され、そのカウント値たる波形値アドレスADR1が、
セレクタ206を介して波形メモリ202に書込アドレ
スとして供給される。そして、た脈波成分を示す信号M
HがA/D変換器203に入力され、サンプリングクロ
ックφにしたがってディジタル信号に順次変換され、ロ
ーパスフィルタ204を介し波形値Wとして順次出力さ
れる。このようにして出力された波形値Wは、波形メモ
リ202に順次供給され、その時点において波形値アド
レスADR1で指定される記憶領域に書き込まれる。以
上の動作により、たとえば、図5に例示する脈波波形に
おける一連の波形値Wが波形メモリ202に蓄積される
こととなる。
<2-2-1-1: Accumulation of Pulse Waveform and Collection of Peak Information> First, in the systolic period specifying / waveform analyzing section 20, the signal MH is stored in the waveform memory 2 in FIG.
02, and the peak information of the pulse waveform indicated by the signal MH is collected. This operation is executed in the following manner. First, when the microcomputer 201 outputs a signal START instructing the start of pulse waveform acquisition, the reset of the waveform value address counter 205 and the peak address counter 213 is released. As a result, the counting of the sampling clock φ is started by the waveform value address counter 205, and the waveform value address ADR1, which is the count value, is
The data is supplied to the waveform memory 202 via the selector 206 as a write address. Then, a signal M indicating the pulse wave component
H is input to the A / D converter 203, and is sequentially converted into a digital signal according to the sampling clock φ, and is sequentially output as a waveform value W via the low-pass filter 204. The waveform values W output in this manner are sequentially supplied to the waveform memory 202, and are written into the storage area specified by the waveform value address ADR1 at that time. By the above operation, for example, a series of waveform values W in the pulse waveform illustrated in FIG.

【0041】一方、この蓄積動作と並行して、ピーク情
報の採取およびピーク情報メモリ205への書き込み
が、以下のようにして実行される。まず、脈波検出部1
0による信号MHの波形値Wが微分回路211によって
時間微分され、この結果が零クロス検出回路212およ
び移動平均算出回路214にそれぞれ供給される。この
ようにして波形値Wの時間微分値が供給される毎に、移
動平均算出回路214は、過去所定個数の時間微分値の
平均値(すなわち、移動平均値)を演算し、演算結果を
傾斜情報SLPとして出力する。ここで、波形値Wが上
昇中もしくは上昇を終えて極大状態となっている場合は
傾斜情報SLPとして正の値が出力され、下降中もしく
は下降を終えて極小状態となっている場合は傾斜情報S
LPとして負の値が出力される。
On the other hand, in parallel with the accumulation operation, the collection of the peak information and the writing to the peak information memory 205 are executed as follows. First, the pulse wave detector 1
The waveform value W of the signal MH due to 0 is time-differentiated by the differentiating circuit 211, and the result is supplied to the zero-cross detecting circuit 212 and the moving average calculating circuit 214, respectively. Each time the time differential value of the waveform value W is supplied in this way, the moving average calculation circuit 214 calculates the average value (ie, moving average value) of a predetermined number of time differential values in the past, and slopes the calculation result. Output as information SLP. Here, a positive value is output as the slope information SLP when the waveform value W is rising or has finished rising and has reached the maximum state, and when the waveform value W has fallen or has finished falling and has reached the minimum state, the slope information SLP has been displayed. S
A negative value is output as LP.

【0042】たとえば、図5に示す脈波波形がローパス
フィルタ204から出力されると、ピーク点P’1は極
大点であるから、時間微分としてゼロが微分回路211
から出力される。このため、零クロス検出パルスZが、
零クロス検出回路212によって出力される。この結
果、マイクロコンピュータ201により、その時点にお
ける波形値アドレスカウンタ205のカウント値たる波
形値アドレスADR1、波形値W、ピークアドレスカウ
ンタのカウント値であるピークアドレスADR2(この
場合、ADR2=0)および傾斜情報SLPが取り込ま
れる。また、零クロス検出パルスZが出力されることに
よってピークアドレスカウンタ203のカウント値たる
ピークアドレスADR2が「1」になる。
For example, when the pulse wave waveform shown in FIG. 5 is output from the low-pass filter 204, the peak point P'1 is the maximum point, and therefore, zero is obtained as the time differentiation by the differentiation circuit 211.
Output from Therefore, the zero cross detection pulse Z is
It is output by the zero cross detection circuit 212. As a result, by the microcomputer 201, the waveform value address ADR1, the waveform value W, which is the count value of the waveform value address counter 205 at that time, the peak address ADR2 (in this case, ADR2 = 0) which is the count value of the peak address counter, and the slope The information SLP is captured. Further, the peak address ADR2, which is the count value of the peak address counter 203, becomes "1" by outputting the zero cross detection pulse Z.

【0043】一方、マイクロコンピュータ201は、取
り込んだ傾斜情報SLPの符号に基づいてピーク種別B
/Tを作成する。このようにピーク点P’1の波形値W
が出力されている場合、その時点における傾斜情報SL
Pが正の値となるので、マイクロコンピュータ201
は、ピーク情報B/Tの値を極大点に対応した「T」と
する。そして、マイクロコンピュータ201は、ピーク
アドレスカウンタ213から取り込んだピークアドレス
ADR2(この場合、ADR2=0)をそのまま書込ア
ドレスADR3として指定し、波形値W、この波形値W
に対応した波形値アドレスADR1、ピーク種別B/
T、傾斜情報SLPを第1回目のピーク情報としてピー
ク情報メモリ215に書き込む。なお、ピーク情報の書
き込みが第1回目の場合、直前のピーク情報がないため
ストローク情報STRKの作成および書き込みは行わな
い。
On the other hand, the microcomputer 201 determines the peak type B based on the sign of the acquired inclination information SLP.
/ T is created. Thus, the waveform value W of the peak point P'1
Is output, the inclination information SL at that time is output.
Since P has a positive value, the microcomputer 201
Is the value of the peak information B / T as "T" corresponding to the maximum point. Then, the microcomputer 201 designates the peak address ADR2 (ADR2 = 0 in this case) fetched from the peak address counter 213 as the write address ADR3 as it is, and obtains the waveform value W and the waveform value W.
Value address ADR1, peak type B /
T, the slope information SLP is written to the peak information memory 215 as the first peak information. When the peak information is written for the first time, the stroke information STRK is not created or written because there is no previous peak information.

【0044】その後、図5に示す脈波波形において、ピ
ーク点P’2に対応した波形値Wがローパスフィルタ2
04から出力されると、上述と同様に零クロス検出パル
スZが出力され、波形値アドレスADR1、波形値W、
ピークアドレスADR2(=1)、傾斜情報SLP(<
0)がマイクロコンピュータ201により取り込まれ
る。そして、上記と同様、マイクロコンピュータ201
により、傾斜情報SLPに基づいてピーク種別B/Tが
決定される。ここでは、ピーク点P’2は極小点なの
で、その時点における傾斜情報SLPは負の値となり、
ピーク情報B/Tの値は極小点に対応した「B」とな
る。また、マイクロコンピュータ201によって、ピー
クアドレスADR2よりも「1」だけ小さいアドレスが
読出アドレスADR3としてピーク情報メモリ215に
供給される。これにより、第1回目に書き込まれた波形
値Wが読み出される。そして、マイクロコンピュータ2
01によって、ローパスフィルタ204から今回取り込
んだ波形値Wと、ピーク情報メモリ215から読み出し
た第1回目の波形値Wとの差分が演算され、ストローク
情報STRKが求められる。このようにして求められた
ピーク種別B/T、ストローク情報STRKが、波形値
アドレスADR1、波形値W、傾斜情報SLPととも
に、第2回目のピーク情報としてピーク情報メモリ21
5のピークアドレスADR3=1に対応した記憶領域に
書き込まれる。以後、ピーク点P’3、P’4、…、が
検出された場合も同様の動作が実行される。そして、所
定のタイミングで、マイクロコンピュータ201により
波形採取指示STARTの出力が停止され、波形値Wお
よびピーク情報の採取が終了する。
Thereafter, in the pulse waveform shown in FIG. 5, the waveform value W corresponding to the peak point P'2 is
04, the zero-cross detection pulse Z is output in the same manner as described above, and the waveform value address ADR1, the waveform value W,
Peak address ADR2 (= 1), slope information SLP (<
0) is taken in by the microcomputer 201. Then, similarly to the above, the microcomputer 201
Thus, the peak type B / T is determined based on the inclination information SLP. Here, since the peak point P'2 is a minimum point, the slope information SLP at that time becomes a negative value,
The value of the peak information B / T is “B” corresponding to the minimum point. Further, the microcomputer 201 supplies an address smaller by “1” than the peak address ADR2 to the peak information memory 215 as the read address ADR3. As a result, the first written waveform value W is read. And the microcomputer 2
01, the difference between the waveform value W fetched this time from the low-pass filter 204 and the first waveform value W read from the peak information memory 215 is calculated, and stroke information STRK is obtained. The peak type B / T and stroke information STRK obtained in this manner are used together with the waveform value address ADR1, the waveform value W, and the inclination information SLP as the peak information memory 21 as the second peak information.
5 is written to the storage area corresponding to the peak address ADR3 = 1. Thereafter, the same operation is performed when the peak points P′3, P′4,... Are detected. Then, at a predetermined timing, the microcomputer 201 stops outputting the waveform collection instruction START, and the collection of the waveform value W and the peak information ends.

【0045】<2−2−1−2:1拍分の脈波波形を特
定>このようにして図5に例示した脈波波形のピーク点
P’1〜のピーク情報を採取しても、それだけでは、図
7で定めた波形パラメータを求めたことにはならない。
すなわち、図5に示した脈波波形1拍分を特定してはじ
めて、図7で定めた波形パラメータと対応するのであ
る。このため採取したピーク点P’1〜のピーク情報か
ら脈波波形を1拍分特定する必要がある。この特定処理
は、次のようにして実行される。
<2-2-1-2: Specifying the Pulse Waveform for One Beat> Even if the peak information of the peak points P'1 to P'1 of the pulse wave waveform illustrated in FIG. This does not mean that the waveform parameters determined in FIG. 7 have been obtained.
In other words, the waveform parameters correspond to the waveform parameters determined in FIG. 7 only after specifying one pulse waveform shown in FIG. Therefore, it is necessary to specify a pulse waveform for one beat from the collected peak information of the peak points P′1. This specific processing is executed as follows.

【0046】まず、この特定にあたっては、脈波波形の
特徴、すなわち、脈波波形の血圧値が心室収縮期の開始
点に相当するピーク点P0において最低となり、その直
後の駆出波に相当するピーク点P1において最高とな
る、という特徴を利用する。そのため、マイクロコンピ
ュータ201は、ピーク情報メモリ215から各ピーク
点P’1、P’2、…、に対応した傾斜情報SLPおよ
びストローク情報STRKを順次読み出す。次いで、マ
イクロコンピュータ201は、各ストローク情報STR
Kの中から正の傾斜に対応したストローク情報(すなわ
ち、対応する傾斜情報SLPが正の値となっているも
の)を選択し、さらに、これらのストローク情報の中か
ら値の大きなものを所定個数だけ抽出する。すなわち、
マイクロコンピュータ201は、第1に、極大点である
ピーク点をとりあえず選択し、第2に、その中から直前
ピーク点との変化分が大きいピーク点を抽出する。ここ
で、ピーク点を所定個数抽出しているが、これは、複数
周期分について検討する趣旨である。
First, in this specification, the characteristic of the pulse wave waveform, that is, the blood pressure value of the pulse wave waveform becomes the lowest at the peak point P0 corresponding to the start point of the ventricular systole, and corresponds to the ejection wave immediately thereafter. The characteristic that the peak value is highest at the peak point P1 is used. Therefore, the microcomputer 201 sequentially reads the inclination information SLP and the stroke information STRK corresponding to each peak point P′1, P′2,... From the peak information memory 215. Next, the microcomputer 201 sets each stroke information STR
The stroke information corresponding to the positive slope is selected from K (that is, the corresponding slope information SLP has a positive value). Just extract. That is,
First, the microcomputer 201 first selects a peak point, which is a local maximum point, and secondly, extracts a peak point having a large change from the immediately preceding peak point from the peak point. Here, a predetermined number of peak points is extracted, which is intended to examine a plurality of periods.

【0047】次に、マイクロコンピュータ201は、抽
出したピーク点に対応するストローク情報STRKの中
から中央値に相当するものを特定する。これにより、1
拍分の脈波波形の立上部分(たとえば、図5において符
号STRKMによって示した部分)に相当するストロー
ク情報が特定される。なお、この特定は、複数周期分の
脈波波形についてピーク情報が採取されていることを前
提としているから、測定異常と考えられるものを除外す
る趣旨である。そして、マイクロコンピュータ201
は、当該ストローク情報のピークアドレスよりも「1」
だけ前のピークアドレスに相当するピーク点を、波形パ
ラメータのピーク点P0とし、以下のピークアドレスに
相当するピーク点を、順次、波形パラメータのP1〜P
6と特定する。たとえば、図5でいえば、立上部分ST
RKMの直前に位置するピーク点P’6が、波形パラメ
ータの算出基準となるピーク点P0と特定され、以下に
続くピーク点P’7〜P’12が順次波形パラメータの
P1〜P6と特定される。
Next, the microcomputer 201 specifies the information corresponding to the median from the stroke information STRK corresponding to the extracted peak point. This gives 1
Stroke information corresponding to the rising part of the pulse waveform of the beat (for example, the part indicated by reference numeral STRKM in FIG. 5) is specified. Note that this specification is based on the premise that peak information has been collected for pulse wave waveforms for a plurality of cycles, and is intended to exclude those considered to be measurement abnormalities. And the microcomputer 201
Is "1" from the peak address of the stroke information.
The peak point corresponding to the immediately preceding peak address is defined as the peak point P0 of the waveform parameter, and the peak points corresponding to the following peak addresses are sequentially identified as P1 to P1 of the waveform parameter.
Identify as 6. For example, referring to FIG.
The peak point P'6 located immediately before the RKM is specified as a peak point P0 serving as a waveform parameter calculation reference, and the following peak points P'7 to P'12 are sequentially specified as waveform parameters P1 to P6. You.

【0048】なお、心室拡張期に相当するピーク点P4
からP6(P0)までの特定にあたっては、脈波波形の
次のような特徴を利用しても良い。すなわち、脈波波形
の血圧値は、心室拡張期の始点に相当するピーク点P4
において、2番目に小さい極小値となる特徴を利用し
て、検出された各ピーク点のうち、値の大きさが下から
2番目の極小値をピーク点P4と特定しても良い。個人
差や体調などによって、脈波波形には退潮波がはっきり
と現れない場合がある。この場合、退潮波によるピーク
点P2、P3は特定できないが、ピーク点P4は、値の
大きさが下から2番目の極小値と定めることにより特定
することが可能となる。
The peak point P4 corresponding to the ventricular diastole
In specifying from to P6 (P0), the following characteristics of the pulse waveform may be used. That is, the blood pressure value of the pulse wave waveform is the peak point P4 corresponding to the start point of the ventricular diastole.
In the above, the second minimum value from the bottom of the detected peak points may be specified as the peak point P4 by using the feature having the second smallest minimum value. Due to individual differences and physical condition, there is a case where the retreat wave does not clearly appear in the pulse wave waveform. In this case, the peak points P2 and P3 due to the tidal wave cannot be specified, but the peak point P4 can be specified by determining the magnitude of the value to be the second minimum value from the bottom.

【0049】<2−2−1−3:波形パラメータの算出
>マイクロコンピュータ201は、上記1拍分の脈波波
形に対応した各ピーク情報を参照して各波形パラメータ
を算出する。たとえば、ピーク点P’6〜P’12が、
波形パラメータの基準となるピーク点P0〜P6と特定
された場合、次のようにして求められる。 血圧値y1〜y5 ピーク情報のうちピーク点P’6〜P’11の波形値W
に係数を乗じたものを、それぞれy1〜y5とする。な
お、この係数は、脈波検出部10の感度や、A/D変換
器203の特性、ローパスフィルタ204の回路構成な
どにより決定されるものである。 時間t1 ピーク点P’7に対応する波形アドレスからピーク点
P’6に対応する波形アドレスを差し引き、その結果に
対してサンプリングクロックφの周期を乗じてt1を算
出する。 時間t2〜t 上記tと同様、対応する各ピーク点間の波形アドレス
差に基づいてそれぞれ演算する。マイクロコンピュータ
201は、以上のようにして得られた各波形パラメータ
を、内部のレジスタに蓄積する。
<2-2-1-3: Calculation of Waveform Parameters> The microcomputer 201 calculates each waveform parameter by referring to each peak information corresponding to the pulse waveform for one beat. For example, the peak points P'6 to P'12
When the peak points P0 to P6 serving as the reference of the waveform parameters are specified, they are obtained as follows. Waveform value W of the peak point P'6~P'11 of blood pressure values y 1 ~y 5 Peak Information
It is multiplied by coefficients, respectively, and y 1 ~y 5. This coefficient is determined by the sensitivity of the pulse wave detector 10, the characteristics of the A / D converter 203, the circuit configuration of the low-pass filter 204, and the like. Subtracting the waveform address corresponding to peak point P'6 from the waveform address corresponding to the time t 1 peak point P'7, it calculates the t 1 multiplied by the cycle of the sampling clock φ with respect to the results. Similar to the time t 2 ~t 6 above t 1, respectively calculated on the basis of the waveform address difference between each corresponding peak point. The microcomputer 201 stores each waveform parameter obtained as described above in an internal register.

【0050】<2−2−1−4:正規化時間t1/t4
算出>マイクロコンピュータ201は、第1に、内部の
レジスタから、各波形パラメータのt1およびt4をそれ
ぞれ読み出し、第2に、読み出したt1をt4で除して、
駆出波の立ち上がり正規化時間t1/t4として出力す
る。
[0050] <2-2-1-4: calculation of the normalized time t 1 / t 4> microcomputer 201, the first, read from the internal register, the t 1 and t 4 of each waveform parameters respectively, Second, dividing the read t 1 by t 4 ,
And outputs as the rising normalized time ejection wave t 1 / t 4.

【0051】以上のようにして、収縮期特定・波形解析
部20により正規化時間t1/t4が算出されると、信号
発生部30aは、算出された正規化時間t1/t4に対応
してペーシングパルスの周波数を定める。たとえば、算
出された正規化時間t1/t4が34.8[%]であれば、
1分あたり87回の割合にてペーシングパルスとしての
パルス信号を発生させる(図8参照)。そして、このパ
ルス信号が図示しない増幅器にて増幅された後、導線3
2を介して心臓に取り付けられた電極31へと供給され
る。
As described above, when the normalized time t 1 / t 4 is calculated by the systolic phase specifying / waveform analyzing section 20, the signal generating section 30a sets the calculated normalized time t 1 / t 4 to The frequency of the pacing pulse is determined accordingly. For example, the calculated normalized time t 1 / t 4 is equal 34.8 [%]
A pulse signal as a pacing pulse is generated at a rate of 87 times per minute (see FIG. 8). After the pulse signal is amplified by an amplifier (not shown),
2 to an electrode 31 attached to the heart.

【0052】このように、本実施形態に係る心臓ペース
メーカによれば、脈波波形を解析して心機能状態を示す
指標を求め、この指標に対応する周波数のパルス信号を
生成することによって心臓ペーシングを行うので、心機
能に要求される負担に応じて心拍を適切に制御すること
が可能となる。
As described above, according to the cardiac pacemaker according to the present embodiment, the cardiac pacing is performed by analyzing the pulse wave waveform to obtain an index indicating the cardiac function status, and generating a pulse signal having a frequency corresponding to the index. Is performed, it is possible to appropriately control the heart rate according to the load required for the heart function.

【0053】なお、上記第1実施形態においては、心機
能状態を評価する指標として、脈波波形における駆出波
の立ち上がり正規化時間t1/t4を用いたが、複数の患
者間で相互評価するのでなければ、正規した値でなく、
駆出波の立ち上がり時間t1を用いても良い。また、駆
出波の立ち上がり時間t1およびその正規化時間t1/t
4のほか、上述したように、駆出波の成分等を時間周波
数解析することなどによって得られた解析結果も心機能
状態を示す指標となるから、この解析結果に対応して心
臓ペーシングを行う構成でも良い。
In the first embodiment, the rise normalized time t 1 / t 4 of the ejection wave in the pulse waveform is used as an index for evaluating the cardiac function status. If you don't want to evaluate it,
The rising time t 1 of the ejection wave may be used. Also, the rising time t 1 of the ejection wave and its normalized time t 1 / t
In addition to 4 , as described above, the analysis result obtained by performing time-frequency analysis of the component of the ejection wave and the like also serves as an index indicating the cardiac function state, so that cardiac pacing is performed according to the analysis result A configuration may be used.

【0054】<3:第2実施形態>次に、本発明の第2
実施形態に係る心臓ペースメーカについて説明する。上
述した第1実施形態においては、脈波検出部10によっ
て検出される信号MHが脈波波形を示すものとして説明
した。しかしながら、患者が絶対安静であればともか
く、日常的に生活するのであれば、脈波検出部10によ
って検出される信号には、その活動に伴う成分(体動成
分)が重畳され、波形パラメータの特定、ひいては、正
規化時間t1/t4の算出に悪影響を与えることが想定さ
れる。また、心機能状態を示す指標としては、駆出波を
規定する指標としての正規化時間t1/t4のほか、呼吸
数や身体加速度も重要である。そこで、この第2実施形
態に係る心臓ペースメーカにおいては、第1に、脈波検
出部10による信号MHから生活活動に伴う成分を除去
して、正規化時間t1/t4の正確な算出を図り、第2
に、正規化時間t1/t4のほか、呼吸数や身体加速度を
も考慮して、心臓ペーシングを行うものである。
<3: Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described.
A cardiac pacemaker according to the embodiment will be described. In the first embodiment described above, the signal MH detected by the pulse wave detector 10 has been described as indicating a pulse waveform. However, if the patient lives daily, regardless of the absolute rest, a component (body motion component) associated with the activity is superimposed on the signal detected by the pulse wave detection unit 10, and the waveform parameter specific, thus, it is envisioned that adversely affect the calculation of the normalized time t 1 / t 4. Further, as the index for cardiac functional status, in addition to the normalized time as an indicator for defining the ejection wave t 1 / t 4, respiratory rate and body acceleration is also important. Therefore, in the cardiac pacemaker according to the second embodiment, the first, by removing the components due to the daily activity from the signal MH by pulse wave detector 10, an accurate calculation of the normalized time t 1 / t 4 Plan, second
In addition to the normalized time t 1 / t 4, taking into account also the respiratory rate and body acceleration, is performed cardiac pacing.

【0055】図10に、本実施形態に係る心臓ペースメ
ーカ1bの機能構成を示すブロック図を示す。なお、こ
の図において、図1(a)に示した第1実施形態に係る
心臓ペースメーカ1aと同一の構成要素には同符号を付
与し、その説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the cardiac pacemaker 1b according to the present embodiment. In this figure, the same components as those of the cardiac pacemaker 1a according to the first embodiment shown in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0056】<3−1:体動成分の除去>まず、患者の
体動成分を除去するための構成について説明する。体動
検出部40は、たとえば、加速度センサなどから構成さ
れ、患者の体の動きを検出して、その検出信号THを出
力するものである。波形処理部41は、ローパスフィル
タ等で構成されて、信号THを波形整形処理し、体動成
分を示す信号MHtを求めるものである。体動成分除去
部42は、体動成分が重畳された信号MH’から体動成
分を示す信号MHtを減算して、脈波成分を示す信号M
Hとして出力するものである。
<3-1: Removal of Body Motion Component> First, a configuration for removing a body motion component of a patient will be described. The body motion detection unit 40 is configured by, for example, an acceleration sensor and the like, detects the movement of the patient's body, and outputs a detection signal TH thereof. The waveform processing unit 41 is configured by a low-pass filter or the like, and performs a waveform shaping process on the signal TH to obtain a signal MHt indicating a body motion component. The body motion component removing unit 42 subtracts the signal MHt indicating the body motion component from the signal MH ′ on which the body motion component is superimposed, and outputs a signal M indicating the pulse wave component.
H is output.

【0057】本実施形態にかかる心臓ペースメーカ1b
は、患者から検出した脈波波形を処理するものである
が、患者が安静状態にない場合、脈波検出部10により
検出される信号には、脈波成分を示す信号MHのほか、
患者の体動成分を示す信号MHtも重畳されることにな
る。すなわち、この場合に脈波検出部10から出力され
る信号は、患者の脈波波形を正確に示すものではない。
The cardiac pacemaker 1b according to the present embodiment
Processes the pulse waveform detected from the patient, but when the patient is not in a resting state, the signal detected by the pulse wave detector 10 includes a signal MH indicating a pulse wave component,
The signal MHt indicating the body motion component of the patient is also superimposed. That is, in this case, the signal output from the pulse wave detection unit 10 does not accurately indicate the pulse wave waveform of the patient.

【0058】一方、血流は血管や組織などの影響を受け
るので、体動成分が重畳された信号MH’に含まれる体
動成分MHtは、患者の体動を示す信号THそのもので
はなく、それを鈍らせたものになると考えられる。この
ため、患者の体動を直接的に示す信号THを波形処理部
41によって波形整形して体動成分を示す信号MHtと
し、これを、脈波検出部10による信号MH’から減算
する。これにより、体動成分を除去して、脈波成分のみ
を示す信号MHが得られることとなる。そして、本実施
形態における収縮期特定・波形解析部20は、脈波成分
のみを示す信号MHから、波形パラメータを特定し、駆
出波の立ち上がり時間t1および駆出時間t4を求めて、
正規化時間t1/t4を算出するので、体動による影響が
排除されることとなる。なお、波形処理部41における
ローパスフィルタの形式や、段数、定数などは、実際に
測定したデータから定められる。
On the other hand, since the blood flow is affected by blood vessels and tissues, the body movement component MHt included in the signal MH ′ on which the body movement component is superimposed is not the signal TH indicating the body movement of the patient, but the signal TH. Is thought to be a dull one. For this reason, the signal TH directly indicating the patient's body motion is waveform-shaped by the waveform processing unit 41 to obtain a signal MHt indicating the body motion component, and this is subtracted from the signal MH 'by the pulse wave detection unit 10. Thus, the signal MH indicating only the pulse wave component is obtained by removing the body motion component. Then, the systole specifying / waveform analyzing unit 20 in the present embodiment specifies the waveform parameter from the signal MH indicating only the pulse wave component, and obtains the rising time t 1 and the ejection time t 4 of the ejection wave,
Since calculating the normalized time t 1 / t 4, so that the influence of the body movement is eliminated. Note that the format of the low-pass filter, the number of stages, the constant, and the like in the waveform processing unit 41 are determined from actually measured data.

【0059】<3−2:呼吸数の算出>次に、呼吸数を
算出するための構成について説明する。呼吸数検出部5
0は、脈波成分を示す信号MHから呼吸数を求めるもの
である。まず、そのための前提について説明する。図1
1は、心電図と末梢部での血圧との関係とともに、その
血圧変動を示す図である。一般に、橈骨動脈部などの末
梢部にて現れる血圧変動は、心室収縮期および心室拡張
期における一拍毎の変動として定義され、心電図におけ
るRR間隔の変動と対応している。ここで、RR間隔と
は、心電図のR点と次の心拍のR点との時間間隔であ
る。
<3-2: Calculation of Respiratory Rate> Next, a configuration for calculating the respiratory rate will be described. Respiratory rate detector 5
0 is for obtaining the respiration rate from the signal MH indicating the pulse wave component. First, the premise for that will be described. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the electrocardiogram and the blood pressure in the peripheral part, and the fluctuation of the blood pressure. In general, a blood pressure change appearing in a peripheral portion such as a radial artery is defined as a change for each beat in a ventricular systole and a ventricular diastole, and corresponds to a change in an RR interval in an electrocardiogram. Here, the RR interval is a time interval between the R point of the electrocardiogram and the R point of the next heartbeat.

【0060】ここで、血圧変動のスペクトル分析を実行
すると、この変動が複数の周波数の波から構成されてい
ることがわかっている。これらの波は以下に示す3種類
の変動成分に区分される。 ・呼吸に一致した変動であるHF(High Frequency)成
分 ・10秒前後の周期で変動するLF(Low Frequency)
成分 ・測定限界よりも低い周波数で変動するトレンド(Tren
d)
Here, when a spectrum analysis of blood pressure fluctuation is executed, it is known that this fluctuation is composed of waves of a plurality of frequencies. These waves are classified into the following three types of fluctuation components. -HF (High Frequency) component, which is a fluctuation that matches respiration-LF (Low Frequency), which fluctuates in a cycle of about 10 seconds
Component ・ Trend that fluctuates at a frequency lower than the measurement limit (Tren
d)

【0061】図12(a)は、測定した脈波波形のRR
間隔の変動波形、および、この変動波形を上記3つの周
波数成分に分解した場合の各変動成分の波形を示してい
る。また、同図(b)は、同図(a)に示したRR間隔
の変動波形に対してスペクトル分析を実行した結果であ
る。この図からわかるように、0.07Hz付近、0.
25Hz付近の2つの周波数においてピークが見られ
る。ここで、前者がLF成分であり、後者がHF成分で
ある。なお、トレンドの成分は測定限界以下であるため
図からは読み取れない。
FIG. 12A shows the RR of the measured pulse waveform.
The waveform of the variation of the interval and the waveform of each variation component when this variation waveform is decomposed into the three frequency components are shown. FIG. 2B shows the result of performing a spectrum analysis on the fluctuation waveform of the RR interval shown in FIG. As can be seen from FIG.
Peaks are seen at two frequencies around 25 Hz. Here, the former is the LF component, and the latter is the HF component. Note that the trend component is below the measurement limit and cannot be read from the figure.

【0062】呼吸数検出部50は、血圧変動を構成する
成分のうちのHF成分を特定し、その周波数から単位時
間当たりの呼吸数を検出するものであり、詳細には、次
のような処理を実行して呼吸数を求める。詳細には、呼
吸数検出部50は、第1に、脈波波形を示す信号MHか
ら、隣接する脈波と脈波とのRR間隔を求め、第2に、
得られたRR間隔の離散値を適当な方法により補間し、
第3に、補間後の曲線にFFT(高速フーリエ変換)処
理を施して、スペクトル成分を求め、第4に、求めたス
ペクトル成分のうち、おおきい周波数成分をHF成分と
特定し、第5に、HF成分のピーク周波数の逆数を求
め、これを適切に換算して呼吸数として求める。たとえ
ば、呼吸数検出部50は、図12(b)に示すように、
HF成分のピーク周波数を0.25Hzとして特定した
場合、その周期は4秒であるから、1分当たりの呼吸数
を15回として検出する。こうして得られた呼吸数は、
心臓ペーシングの判断材料となるから、駆出波を規定す
る指標としての正規化時間t1/t4とともに、信号発生
部30bに供給される。
The respiratory rate detecting section 50 specifies the HF component among the components constituting the blood pressure fluctuation, and detects the respiratory rate per unit time from the frequency thereof. To determine the respiratory rate. Specifically, the respiratory rate detecting unit 50 first obtains the RR interval between adjacent pulse waves from the signal MH indicating the pulse wave waveform, and secondly,
Interpolating the obtained discrete values of the RR interval by an appropriate method,
Third, an FFT (Fast Fourier Transform) process is performed on the interpolated curve to obtain a spectral component. Fourth, among the obtained spectral components, a large frequency component is specified as an HF component. The reciprocal of the peak frequency of the HF component is obtained, and this is appropriately converted to obtain the respiratory rate. For example, as shown in FIG.
When the peak frequency of the HF component is specified as 0.25 Hz, the cycle is 4 seconds, and the respiration rate per minute is detected as 15 times. The respiratory rate thus obtained is
Since the cardiac pacing of decisions, along with the normalized time as an indicator for defining the ejection wave t 1 / t 4, is supplied to the signal generating unit 30b.

【0063】<3−3:身体加速度の検出>次に、身体
加速度を検出する構成について説明する。上述したよう
に、体動検出部40による信号THは、患者の体動を直
接的に示す身体加速度そのものである。この身体加速度
は、心臓ペーシングの有力な判断材料であるから、駆出
波を規定する指標や呼吸数とともに、信号発生部30b
に供給される。
<3-3: Detection of Body Acceleration> Next, a configuration for detecting body acceleration will be described. As described above, the signal TH from the body motion detection unit 40 is the body acceleration itself directly indicating the body motion of the patient. Since this body acceleration is a powerful judgment material for cardiac pacing, the signal generation unit 30 b
Supplied to

【0064】<3−4:指標のほか、呼吸数や身体加速
度を考慮した心臓ペーシング>次に、本実施形態におけ
る信号発生部30bは、正規化時間t1/t4、呼吸数お
よび身体加速度をそれぞれ適切に重み付けし、その結果
に対応する周波数のパルス信号をペーシングパルスとし
て生成するものである。なお、重み付けは、スイッチ等
を設けて適宜変更可能とする構成としても良い。また、
信号発生部30bも、第1実施形態の信号発生部30a
と同様に、パルス信号の下限および下限周波数をそれぞ
れ設定する構成を付加するのが望ましい。
[0064] <3-4: In addition to the index, cardiac pacing considering respiration rate and body accelerations> Next, the signal generating unit 30b in this embodiment, normalized time t 1 / t 4, respiratory rate and body acceleration Are appropriately weighted, and a pulse signal having a frequency corresponding to the result is generated as a pacing pulse. Note that the weighting may be configured to be appropriately changeable by providing a switch or the like. Also,
The signal generator 30b is also the signal generator 30a of the first embodiment.
Similarly to the above, it is preferable to add a configuration for setting the lower limit and the lower limit frequency of the pulse signal.

【0065】このように、本実施形態に係る心臓ペース
メーカによれば、生活活動に伴う成分が除去された信号
から、心室収縮期および波形パラメータが特定されるの
で、正規化時間t1/t4がより正確に求められ、また、
正規化時間t1/t4のほか呼吸数や身体加速度をも考慮
して、パルス信号の周波数を定めるので、心臓ペーシン
グをより適切に行うことが可能となる。
As described above, according to the cardiac pacemaker according to the present embodiment, the ventricular systole and the waveform parameters are specified from the signal from which the components associated with the living activity have been removed, so that the normalized time t 1 / t 4. Is more accurately determined, and
Also in consideration of other respiratory rate and body accelerations of the normalized time t 1 / t 4, since determining the frequency of the pulse signal, it is possible to perform cardiac pacing better.

【0066】<4:第3実施形態>次に、本発明の第3
実施形態に係る心臓ペースメーカについて説明する。上
述した第1および第2実施形態においては、自己心拍が
発生しない患者、あるいは、自己心拍があっても心拍数
が極端に少ない患者に適用した場合を説明した。ここ
で、自己心拍が発生しない患者では、当然に、自己心拍
と心臓ペースメーカとの競合は発生しない。また、自己
心拍数が極端に少なければ、その自己心拍の前に心臓ペ
ースメーカによる心拍が発生するから、競合は発生しな
い。しかしながら、洞機能不全症候群では、自己心拍が
欠落する場合を除くと自己心拍が発生しており、このよ
うな患者に対して、自己心拍とは無関係にペーシングパ
ルスを供給するのは、心室性頻拍症や心室細動のような
不整脈を誘発させることになる。そこで、この第3実施
形態に係る心臓ペースメーカにおいては、自己心拍の発
生を考慮しつつペーシングパルスを発生して、不整脈の
発生を防止することとした。
<4: Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described.
A cardiac pacemaker according to the embodiment will be described. In the above-described first and second embodiments, a case has been described in which the present invention is applied to a patient who does not generate a self-heartbeat, or a patient whose heart rate is extremely low even if there is a self-heartbeat. Here, in a patient who does not generate a self-heartbeat, naturally, competition between the self-heartbeat and a cardiac pacemaker does not occur. If the self-heart rate is extremely low, a heartbeat is generated by the cardiac pacemaker before the self-heart rate, so that no competition occurs. However, in the sinus dysfunction syndrome, a spontaneous heartbeat occurs unless the heartbeat is lost, and it is necessary to supply a pacing pulse to such a patient regardless of the spontaneous heartbeat. It will trigger arrhythmias such as heart beats and ventricular fibrillation. Therefore, in the cardiac pacemaker according to the third embodiment, a pacing pulse is generated while taking into consideration the occurrence of a self-heartbeat, thereby preventing occurrence of arrhythmia.

【0067】<4−1:第3実施形態の構成>図13
に、本実施形態に係る心臓ペースメーカ1cの機能構成
を示すブロック図を示す。なお、この図において、図1
(a)に示した心臓ペースメーカ1aと同一の構成要素
には同符号が付与されている。図において、目標心拍間
隔算出部60cは、正規化時間t1/t4に対応する心拍
間隔(周期)を目標値として算出するものである。この
算出には、例えば、図8の関係を関数として予め求めて
おき、正規化時間t1/t4を引数として心拍間隔を算出
する方法や、図8の関係をテーブル化しておき、正規化
時間t1/t4を変換して心拍間隔を求める方法などが考
えられる。一方、心拍時間計測部70は、導線32を介
して患者の心拍を検出するとともに、直前心拍からの経
過時間を計測するものである。また、信号発生部30c
は、所定周波数でペーシングパルスを生成する信号発生
部30a、30bとは異なり、直前心拍からの経過時間
が目標値の周期に一致したならば、ペーシングパルスを
1ショット発生するものである。
<4-1: Configuration of Third Embodiment> FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the cardiac pacemaker 1c according to the present embodiment. In this figure, FIG.
The same components as those of the cardiac pacemaker 1a shown in FIG. In the figure, the target heart rate interval calculation unit 60c is for calculating heart beat interval corresponding to the normalized time t 1 / t 4 (the period) as a target value. For this calculation, for example, the relationship in FIG. 8 is obtained in advance as a function, and the heartbeat interval is calculated using the normalized time t 1 / t 4 as an argument, or the relationship in FIG. A method of converting the time t 1 / t 4 to obtain the heartbeat interval or the like can be considered. On the other hand, the heartbeat time measurement unit 70 detects the patient's heartbeat via the conductor 32 and measures the elapsed time from the immediately preceding heartbeat. Also, the signal generator 30c
Is different from the signal generators 30a and 30b that generate pacing pulses at a predetermined frequency, and generates one pacing pulse when the elapsed time from the previous heartbeat matches the cycle of the target value.

【0068】<4−3:第3実施形態の動作>次に、心
臓ペースメーカ1cの動作について、図14を参照して
説明する。図において、a点は、信号発生部30cによ
ってペーシングパルスPPが供給された時点を示す。こ
のため、その直後に、心臓ペースメーカによる心拍が現
れている。このa点からの経過時間は心拍時間計測部7
0によって計測される一方、その経過時間が目標値に達
すると、信号発生部30cによってペーシングパルスが
再び1ショット供給される。したがって、a点からb点
までの間隔、すなわち、心臓ペースメーカによる心拍の
間隔は、正規化時間t1/t4に対応して定められること
になる。
<4-3: Operation of Third Embodiment> Next, the operation of the cardiac pacemaker 1c will be described with reference to FIG. In the figure, a point a indicates a point in time when the pacing pulse PP is supplied by the signal generator 30c. Therefore, immediately after that, a heartbeat by the cardiac pacemaker appears. The elapsed time from the point a is calculated by the heartbeat time measurement unit 7
On the other hand, when the elapsed time reaches the target value, the pacing pulse is supplied again by the signal generating unit 30c for one shot. Accordingly, the distance from points a and b, i.e., the interval of the heartbeat by the heart pacemaker would then be determined in accordance with the normalized time t 1 / t 4.

【0069】さて、a点からb点までの間隔で言えば、
次はc点でペーシングすべきであるが、その前のc’点
において自己心拍QRSが発生したとする。このため、
心拍時間計測部70においては、いままでのb点からの
計測がリセットされて新たにc’点を基準にして計測が
開始される。したがって、信号発生部30cにおいては
経過時間が目標値に至らず、この結果、c’点において
ペーシングパルスは供給されない。そして、c’点から
の経過時間が目標値となったd点において、ペーシング
パルスが1ショット供給される。d点からの経過時間が
目標値となったe点においても同様である。また、次は
f点でペーシングすべきであるが、その前のf’点にお
いて再び自己心拍QRSが発生したとすると、c’点と
同様に、e点からの計測はリセットされ、新たにf’点
を基準にして計測が開始されるので、f’点においてペ
ーシングパルスは供給されない。
Now, in terms of the interval from point a to point b,
Next, it is supposed that pacing should be performed at the point c, but the self-beating QRS has occurred at the point c ′ before that. For this reason,
In the heartbeat time measurement unit 70, the measurement from the point b up to now is reset, and the measurement is newly started based on the point c '. Therefore, the elapsed time does not reach the target value in the signal generator 30c, and as a result, no pacing pulse is supplied at the point c '. Then, at the point d where the elapsed time from the point c ′ reaches the target value, one pacing pulse is supplied. The same applies to point e where the elapsed time from point d has reached the target value. Next, pacing should be performed at the point f, but if the self-heart rate QRS occurs again at the point f ′ before that, the measurement from the point e is reset and a new f No pacing pulse is supplied at point f 'because the measurement is started with reference to point'.

【0070】このように、本実施形態に係る心臓ペース
メーカによれば、心機能状態を示す指標たる駆出波の立
ち上がり正規化時間に対応して心拍を制御するととも
に、自己心拍が発生すれば、その発生時点を基準にして
心拍を発生させるので、自己心拍と心臓ペースメーカと
の競合は回避されて、患者への不整脈の発生を防止する
ことが可能となる。
As described above, according to the cardiac pacemaker according to the present embodiment, if the heart rate is controlled in accordance with the normalized rise time of the ejection wave, which is an index indicating the cardiac function state, and the self-heart rate is generated, Since the heartbeat is generated based on the time of occurrence, the conflict between the self-heartbeat and the cardiac pacemaker is avoided, and the occurrence of arrhythmia in the patient can be prevented.

【0071】なお、信号発生部30cにおいては、第1
実施形態の信号発生部30aと同様に、最低でも40分
/拍を確保して、ペーシングパルスを発生させる。この
ような構成としては、上限間隔を設定する要素を信号発
生器30cに付加することや、目標値たる間隔が、上限
間隔を上回るような値であれば、これを補正して出力す
る要素を目標心拍間隔算出部60cに付加することなど
が考えられる。
In the signal generator 30c, the first
As in the signal generating section 30a of the embodiment, a pacing pulse is generated while securing at least 40 minutes / beat. As such a configuration, an element for setting the upper limit interval may be added to the signal generator 30c, or if the interval serving as the target value exceeds the upper limit interval, an element for correcting this and outputting It may be added to the target heartbeat interval calculation unit 60c.

【0072】<5:第4実施形態>次に、本発明の第4
実施形態に係る心臓ペースメーカについて説明する。本
実施形態は第3実施形態の改良であり、その関係は第1
および第2実施形態との関係と同様である。
<5: Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
A cardiac pacemaker according to the embodiment will be described. This embodiment is an improvement of the third embodiment, and the relationship is the first.
This is the same as the relationship with the second embodiment.

【0073】図15は、本実施形態に係る心臓ペースメ
ーカ1dの機能構成を示すブロック図を示す。なお、こ
の図において、図10および図13と同一の構成要素に
は同符号を付与し、その説明を省略することとする。図
において、目標心拍間隔算出部60dは、正規化時間t
1/t4、呼吸数および身体加速度をそれぞれ適切に重み
付けし、その結果に対応する心拍間隔を目標値として算
出するものである。したがって、本実施形態に係る心臓
ペースメーカによれば、生活活動に伴う成分が除去され
た信号から、心室収縮期および波形パラメータを特定す
るので、正規化時間t1/t4がより正確に求められ、ま
た、正規化時間t1/t4のほか呼吸数や身体加速度をも
考慮した心臓ペーシングを、自己心拍との競合を回避し
て行うことが可能となる。
FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of the cardiac pacemaker 1d according to the present embodiment. In this figure, the same components as those in FIGS. 10 and 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, the target heartbeat interval calculation unit 60d calculates a normalized time t
1 / t 4 , the respiration rate and the body acceleration are appropriately weighted, and the heartbeat interval corresponding to the result is calculated as a target value. Therefore, according to the cardiac pacemaker according to the present embodiment, since the signal components have been removed due to daily activity, so identifying the ventricular systolic and waveform parameters, normalized time t 1 / t 4 is determined more accurately , in addition, the cardiac pacing that takes into account also the other respiratory rate and body acceleration of the normalized time t 1 / t 4, it becomes possible to perform to avoid a conflict with the self-heart rate.

【0074】<6:実施形態の外観的構成>次に、上述
した第1〜第4実施形態に係る心臓ペースメーカの構成
例のいくつかについて説明する。この心臓ペースメーカ
は、装着者の心臓ペーシングを継続的に実行するもので
あるから、日常的に装着して苦にならない構成が望まし
い。このような構成は、次のように、腕時計型や装身具
などの形態を模したものや、その機能の一部として組み
込むものが考えられる。
<6: External Configuration of Embodiment> Next, some examples of the configuration of the cardiac pacemaker according to the above-described first to fourth embodiments will be described. Since the cardiac pacemaker continuously performs the cardiac pacing of the wearer, it is desirable that the cardiac pacemaker be configured to be worn daily without any trouble. Such a configuration may be one that imitates a form such as a wristwatch type or an accessory, or one that is incorporated as a part of its function, as described below.

【0075】<6−1:腕時計型A>まず、実施形態に
係る心臓ペースメーカを腕時計型とした場合の構成例に
ついて、図16を参照して説明する。同図(a)および
(b)に示すように、心臓ペースメーカは、主に腕時計
構造の装置本体100から構成され、この装置本体10
0には、ケーブル101を介し脈波検出部10(図2参
照)が接続されるとともに、ペーシングパルスを導くた
めの導線32が接続されている。このうち、装置本体1
00には、リストバンド102が取り付けられている。
詳細には、リストバンド102の12時方向から患者の
左腕に巻き付いて、その他端が装置本体100の6時方
向で固定されている。装置本体100の6時方向には、
また、コネクタ部103が設けられている。このコネク
タ部103には、ケーブル101の端部となっているコ
ネクタピース104が着脱自在に取り付けられている。
<6-1: Wristwatch Type A> First, an example of a configuration in which the heart pacemaker according to the embodiment is a wristwatch type will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 1A and 1B, a cardiac pacemaker is mainly composed of a device main body 100 having a wristwatch structure.
0 is connected to a pulse wave detecting unit 10 (see FIG. 2) via a cable 101, and to a conducting wire 32 for guiding a pacing pulse. Of these, the device body 1
At 00, a wristband 102 is attached.
More specifically, the wristband 102 is wrapped around the patient's left arm from 12 o'clock, and the other end is fixed at 6 o'clock on the main body 100. In the 6 o'clock direction of the device main body 100,
Further, a connector section 103 is provided. A connector piece 104 serving as an end of the cable 101 is detachably attached to the connector section 103.

【0076】一方、脈波検出部10は、同図(b)に示
すように、センサ固定用バンド11によって遮光されな
がら、患者の人差し指の根本に装着される。このよう
に、脈波検出部10を指の根本に装着すると、ケーブル
101が短くて済むので、装着しても邪魔にならない。
また、掌から指先までの体温の分布を計測すると、寒い
ときには、指先の温度が著しく低下するのに対し、指の
根本の温度は比較的低下しない。したがって、指の根本
に脈波検出部10を装着すれば、寒い日に外出しても、
脈波波形を正確に検出できる。また、装置本体100の
表面側には、液晶パネルからなる表示部110が設けら
れて、設定状態や現在時刻、心拍数などを表示する。
On the other hand, the pulse wave detector 10 is attached to the base of the patient's index finger while being shielded from light by the sensor fixing band 11, as shown in FIG. As described above, when the pulse wave detector 10 is attached to the base of the finger, the length of the cable 101 can be shortened.
Also, when the distribution of body temperature from the palm to the fingertip is measured, when the temperature is cold, the temperature at the fingertip drops significantly, whereas the temperature at the root of the finger does not drop relatively. Therefore, if the pulse wave detector 10 is attached to the base of the finger, even when going out on a cold day,
A pulse wave waveform can be accurately detected. In addition, a display unit 110 composed of a liquid crystal panel is provided on the front side of the apparatus main body 100, and displays a setting state, a current time, a heart rate, and the like.

【0077】一方、装置本体100の内部には、加速度
センサが組み込まれており、患者の腕の振りや、体の上
下動によって生じる体動を検出している。すなわち、こ
の加速度センサが、第2および第4実施形態における体
動検出部40に対応している。また、装置本体100の
内部には、各種演算や変換などを制御するCPUが設け
られ(図示省略)、図3におけるマイクロコンピュータ
201を兼ねている。さらに、装置本体100の外周部
には、各種操作や、ペーシングパルスの上限・下限周波
数の設定を行うためのボタンスイッチSW1およびSW
2がそれぞれ設けられている。
On the other hand, an acceleration sensor is incorporated inside the apparatus main body 100, and detects a body movement caused by a swing of the patient's arm or a vertical movement of the body. That is, this acceleration sensor corresponds to the body motion detection unit 40 in the second and fourth embodiments. A CPU for controlling various calculations and conversions is provided inside the apparatus main body 100 (not shown), and also serves as the microcomputer 201 in FIG. Further, button switches SW1 and SW for performing various operations and setting the upper and lower limits of the pacing pulse are provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body 100.
2 are provided.

【0078】<6−2:腕時計型B>次に、心臓ペース
メーカを腕時計型とした場合において、他の構成例につ
いて、図17を参照して説明する。この構成では、患者
の脈波波形を、図2に示したようにLEDやフォトトラ
ンジスタ等によって光電的に検出するのではなく、圧力
センサを用いて検出するものである。同図(a)に示す
ように、心臓ペースメーカには、一対のバンド102、
102が設けられており、その一方の締着具120の締
め付け側には、圧力センサ130の弾性ゴム131が突
出して設けられている。締着具120を備えるバンド1
02は、圧力センサ130による検出信号を供給するべ
くFPC(Flexible Printed Circuit)基板を軟性プラ
スチックで被覆した構造(詳細は図示省略)となってい
る。
<6-2: Wristwatch Type B> Next, another example of the configuration when the heart pacemaker is a wristwatch type will be described with reference to FIG. In this configuration, the pulse waveform of the patient is detected by using a pressure sensor, instead of being photoelectrically detected by an LED or a phototransistor as shown in FIG. As shown in FIG. 1A, a pair of bands 102,
The elastic rubber 131 of the pressure sensor 130 is provided to protrude from the tightening side of one of the fasteners 120. Band 1 provided with fastener 120
02 has a structure in which an FPC (Flexible Printed Circuit) substrate is covered with a soft plastic in order to supply a detection signal from the pressure sensor 130 (details are not shown).

【0079】また、使用時においては、同図(b)に示
すように、締着具120に設けられた弾性ゴム131が
橈骨動脈140の近傍に位置するべく、腕時計構造の装
置本体100が患者の左腕150に巻回される。このた
め、脈波を恒常的に検出することが可能となる。なお、
この巻回については通常の腕時計の使用状態と何等変わ
ることがない。こうして弾性ゴム131が、患者の橈骨
動脈140近傍に押圧されると、該動脈の血流変動(す
なわち脈波)が弾性ゴム131を介して圧力センサ13
0に伝達され、圧力センサ130はこれを血圧として検
知する。
In use, as shown in FIG. 9B, the device main body 100 having a wristwatch structure is moved to the patient so that the elastic rubber 131 provided on the fastener 120 is located near the radial artery 140. Is wound around the left arm 150. For this reason, a pulse wave can be constantly detected. In addition,
This winding does not differ from the usual use state of the wristwatch. When the elastic rubber 131 is pressed in the vicinity of the radial artery 140 of the patient in this manner, the blood flow fluctuation (that is, pulse wave) of the artery is detected via the elastic rubber 131 by the pressure sensor 13.
0, and the pressure sensor 130 detects this as blood pressure.

【0080】<6−3:ネックレス型>また、実施形態
に係る心臓ペースメーカを、図18に示すようなネック
レス型とすることが考えられる。この図において、圧力
センサ130はケーブル101の先端に設けられてお
り、たとえば、図19に示すように、粘着テープ170
などを用いて、患者の頸動脈部に取り付けられる。ま
た、図18において、中空部を有するブローチのような
形状をした装置本体100には、この装置の主要部分が
組み込まれているとともに、その前面にはスイッチSW
1、SW2が設けられ、また、その下部には、ペーシン
グパルスを導くための導線32が接続されている。な
お、ケーブル101はその一部が鎖160に埋め込まれ
ており、圧力センサ130により出力される信号MH
を、装置本体100に供給している。
<6-3: Necklace Type> The cardiac pacemaker according to the embodiment may be a necklace type as shown in FIG. In this figure, the pressure sensor 130 is provided at the tip of the cable 101. For example, as shown in FIG.
It is attached to the carotid artery of the patient using, for example. In FIG. 18, a main part of the device is incorporated in a device main body 100 shaped like a broach having a hollow portion, and a switch SW is provided on the front surface thereof.
1, SW2 is provided, and a lower part thereof is connected to a conductor 32 for guiding a pacing pulse. A part of the cable 101 is embedded in the chain 160, and a signal MH output from the pressure sensor 130 is output.
Is supplied to the apparatus main body 100.

【0081】<6−4:眼鏡型>実施形態に係る心臓ペ
ースメーカの形態例としては、図20に示すような眼鏡
型とすることが考えられる。この図に示すように、装置
本体100は、眼鏡の蔓181に取り付けられ、その上
面には上述したスイッチSW1、SW2が設けられ、ま
た、その下面には、ペーシングパルスを導くための導線
32が接続されている。一方、圧力センサ130は、ケ
ーブル101を介して、装置本体100と電気的に接続
されており、ネックレスの場合と同様に頸動脈部に貼り
付けられる。
<6-4: Eyeglass Type> As an example of the form of the cardiac pacemaker according to the embodiment, an eyeglass type shown in FIG. 20 can be considered. As shown in this figure, the apparatus main body 100 is attached to a vine 181 of glasses, the switches SW1 and SW2 described above are provided on the upper surface thereof, and a conducting wire 32 for guiding a pacing pulse is provided on the lower surface thereof. It is connected. On the other hand, the pressure sensor 130 is electrically connected to the apparatus main body 100 via the cable 101, and is attached to the carotid artery like a necklace.

【0082】<6−5:カード型>また、他の形態例と
して、図21に示すようなカード型とすることが考えら
れる。このカード型の装置本体100は、たとえば、患
者の左胸ポケットに収容されるものである。圧力センサ
130は、ケーブル101を介して、装置本体100と
電気的に接続されており、ネックレスや眼鏡の場合と同
様に、患者の頸動脈部に貼り付けられる。
<6-5: Card Type> As another embodiment, a card type as shown in FIG. 21 can be considered. The card-type apparatus main body 100 is, for example, housed in a left breast pocket of a patient. The pressure sensor 130 is electrically connected to the apparatus main body 100 via the cable 101, and is attached to the carotid artery of the patient as in the case of necklaces and glasses.

【0083】<6−6:万歩計型>さらに、他の形態例
として、図22(a)に示すような万歩計型も考えられ
る。この万歩計の装置本体100は、同図(b)に示す
ように、患者の腰ベルト191に取り付けられるもので
ある。圧力センサ130は、ケーブル101を介して、
装置本体100と電気的に接続されており、粘着テープ
によって、患者の股関節部において大腿動脈部に固定さ
れ、さらに、サポータ192によって保護されている。
<6-6: Pedometer Type> Further, as another embodiment, a pedometer type as shown in FIG. The pedometer device main body 100 is attached to a patient's waist belt 191 as shown in FIG. The pressure sensor 130 is connected via the cable 101 to
It is electrically connected to the apparatus main body 100, is fixed to the femoral artery at the hip joint of the patient by an adhesive tape, and is further protected by the supporter 192.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、心
機能に要求される状態に応じて心拍を適切に制御するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, the heart rate can be appropriately controlled according to the state required for the heart function.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (a)は、本発明の第1実施形態に係る心臓
ペースメーカの構成をブロック図であり、(b)は、駆
出波の立ち上がり時間t1を収縮期に相当する時間t4
正規化した正規化時間t1/t4を説明するためのであ
る。
FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of a cardiac pacemaker according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating a rising time t 1 of an ejection wave and a time t 4 corresponding to a systole. This is for explaining the normalized time t 1 / t 4 normalized by.

【図2】 同実施形態における脈波検出部の構成を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a pulse wave detector according to the embodiment.

【図3】 同実施形態における収縮期特定・波形解析部
の詳細構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a systolic period specifying / waveform analyzing unit in the embodiment.

【図4】 ピーク情報メモリの記憶内容を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining storage contents of a peak information memory;

【図5】 波形メモリに記憶される脈波波形の一例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a pulse waveform stored in a waveform memory.

【図6】 (a)は心電図であり、(b)は大動脈血圧
波形を示す図であり、(c)は末梢部での脈波波形を示
す図である。
6A is an electrocardiogram, FIG. 6B is a diagram showing an aortic blood pressure waveform, and FIG. 6C is a diagram showing a pulse wave waveform in a peripheral portion.

【図7】 脈波波形と波形パラメータとの対応を説明す
るための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining correspondence between a pulse waveform and a waveform parameter;

【図8】 本実施形態で用いる指標の有用性を説明する
ためす図表である。
FIG. 8 is a chart for explaining usefulness of an index used in the present embodiment.

【図9】 (a)は、人体の動脈血管系をシミュレート
した四要素集中定数モデルの構成を示す回路図であり、
(b)は、同じく五要素集中定数モデルの構成を示す回
路図である。
FIG. 9A is a circuit diagram showing a configuration of a four-element lumped parameter model simulating a human arterial vasculature;
(B) is a circuit diagram showing a configuration of a five-element lumped parameter model.

【図10】 本発明の第2実施形態に係る心臓ペースメ
ーカの構成をブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a cardiac pacemaker according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 心電図と血圧変動との関係を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between an electrocardiogram and blood pressure fluctuation.

【図12】 (a)は、RR間隔の変動とこの変動を構
成する周波数成分との関係を示す図であり、(b)は、
RR間隔の変動波形に対してスペクトル分析した結果を
示す図である。
12A is a diagram illustrating a relationship between a change in an RR interval and a frequency component constituting the change, and FIG.
It is a figure showing the result of having performed spectrum analysis about the fluctuation waveform of RR interval.

【図13】 本発明の第3実施形態に係る心臓ペースメ
ーカの構成をブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a cardiac pacemaker according to a third embodiment of the present invention.

【図14】 同実施形態の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.

【図15】 本発明の第4実施形態に係る心臓ペースメ
ーカの構成をブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a cardiac pacemaker according to a fourth embodiment of the present invention.

【図16】 (a)および(b)は、それぞれ実施形態
の構成を腕時計型とした場合の外観構成を示す図であ
る。
FIGS. 16 (a) and (b) are views showing the external configuration when the configuration of the embodiment is a wristwatch type.

【図17】 (a)は、実施形態の構成を別の腕時計型
とした場合の外観構成を示す図であり、(b)は、その
装着状態を示す図である。
FIG. 17 (a) is a diagram showing an external configuration when the configuration of the embodiment is another wristwatch type, and FIG. 17 (b) is a diagram showing a mounted state thereof.

【図18】 実施形態の構成をネックレス型とした場合
の外観構成を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an external configuration when the configuration of the embodiment is a necklace type.

【図19】 脈波検出部を頚動脈に取り付けた様子を示
す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a state in which a pulse wave detection unit is attached to a carotid artery.

【図20】 実施形態の構成を眼鏡型とした場合の外観
構成を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating an external configuration when the configuration of the embodiment is a spectacle type.

【図21】 実施形態の構成をカード型とした場合の外
観構成を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an external configuration when the configuration of the embodiment is a card type.

【図22】 (a)は、実施形態の構成を万歩計型とし
た場合の外観構成を示す図であり、(b)は、その装着
状態を示す図である。
FIG. 22A is a diagram showing an external configuration when the configuration of the embodiment is a pedometer, and FIG. 22B is a diagram showing a mounted state thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……脈波検出部(脈波検出手段)、 20……収縮期特定・波形解析部(収縮期特定手段、解
析手段)、 30a、30b、30c……信号発生部(信号発生手
段)、 40……体動検出部(体動検出手段、変数検出手段)、 42……体動成分除去部(体動成分除去手段)、 50……呼吸数検出部(変数検出手段)、 70……心拍時間計測部(心拍検出手段)
10 pulse wave detecting section (pulse wave detecting means), 20 systolic phase specifying / waveform analyzing section (systolic phase specifying means, analyzing means), 30a, 30b, 30c ... signal generating section (signal generating means), 40 body movement detecting section (body movement detecting means, variable detecting means), 42 body moving component removing section (body moving component removing means), 50 respiratory rate detecting section (variable detecting means), 70 ... Heart rate measuring unit (heart rate detecting means)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脈波波形を検出する脈波検出手段と、 前記脈波波形から心臓の収縮期を特定する収縮期特定手
段と、 前記収縮期特定手段により特定された収縮期の脈波波形
のうち、心臓から拍出される血液に伴う動脈血管系の圧
力特性を示す波形を解析して、当該波形を規定する指標
を算出する解析手段と、 前記解析手段により算出された指標に基づいて、心臓の
ペースメーカ信号を発生させる信号発生手段とを具備す
ることを特徴とする心臓ペースメーカ。
1. A pulse wave detecting means for detecting a pulse wave waveform, a systole specifying means for specifying a systole of the heart from the pulse waveform, and a systolic pulse wave waveform specified by the systolic specifying means. Analyzing means for analyzing a waveform indicating a pressure characteristic of an arterial vascular system associated with blood pumped from the heart, and calculating an index defining the waveform; based on the index calculated by the analyzing means Signal generating means for generating a cardiac pacemaker signal.
【請求項2】 前記圧力特性を示す波形は、前記収縮期
特定手段により特定された収縮期において、第1番目に
現れる波形であることを特徴とする請求項1記載の心臓
ペースメーカ。
2. The cardiac pacemaker according to claim 1, wherein the waveform indicating the pressure characteristic is a waveform that appears first in the systole specified by the systole specifying means.
【請求項3】 前記収縮期特定手段は、 少なくとも1周期分以上の脈波波形についての極小点を
検出し、当該脈波波形において心臓の大動脈弁解放に相
当する極小点から弁閉鎖に相当する極小点までを心臓の
収縮期として特定することを特徴とする請求項1記載の
心臓ペースメーカ。
3. The systolic phase specifying means detects a minimum point of a pulse wave waveform for at least one cycle or more, and corresponds to a valve closing from a minimum point corresponding to opening of the aortic valve of the heart in the pulse wave waveform. 2. The cardiac pacemaker according to claim 1, wherein up to the minimum point is specified as a systole of the heart.
【請求項4】 前記収縮期特定手段は、 検出した極小点のうち、値が下から2番目の極小点を心
臓の大動脈弁閉鎖に相当する点とすることを特徴とする
請求項3記載の心臓ペースメーカ。
4. The system according to claim 3, wherein the systolic phase specifying means sets the second one of the detected minimum points from the bottom to the point corresponding to the aortic valve closure of the heart. Heart pacemaker.
【請求項5】 前記収縮期特定手段は、 検出した極小点のうち、値が最小の極小点となる点を心
臓の大動脈弁解放に相当する極小点とする一方、当該最
小極小点から数えて第3番目に現れる極小点を心臓の大
動脈弁閉鎖に相当する点とすることを特徴とする請求項
3記載の心臓ペースメーカ。
5. The systolic phase specifying means sets a point having a minimum value among the detected minimum points as a minimum point corresponding to aortic valve opening of the heart, and counting from the minimum minimum point. 4. The cardiac pacemaker according to claim 3, wherein the third minimum point that appears is a point corresponding to aortic valve closure of the heart.
【請求項6】 心拍の下限周波数あるいは上限間隔を設
定する設定手段をさらに備え、 前記信号発生手段は、前記設定手段により設定された下
限周波数を下回らないように、あるいは、上限間隔を越
えないように、心臓のペースメーカ信号を発生させるこ
とを特徴とする請求項1記載の心臓ペースメーカ。
6. The apparatus further comprises setting means for setting a lower limit frequency or an upper limit interval of the heartbeat, wherein the signal generating means does not fall below the lower limit frequency set by the setting means or does not exceed the upper limit interval. 2. The cardiac pacemaker of claim 1, further comprising: generating a cardiac pacemaker signal.
【請求項7】 生体の生理学的変数を検出する変数検出
手段をさらに備え、 前記信号発生手段は、前記解析手段により算出された指
標とともに、前記変数検出手段により検出された生理学
的変数にも基づいて、心臓のペースメーカ信号を発生さ
せることを特徴とする請求項1記載の心臓ペースメー
カ。
7. The apparatus further includes variable detection means for detecting a physiological variable of a living body, wherein the signal generation means is based on the physiological variable detected by the variable detection means together with the index calculated by the analysis means. 2. The cardiac pacemaker according to claim 1, wherein the cardiac pacemaker signal is generated.
【請求項8】 体動を示す体動波形を検出する体動検出
手段と、 前記体動波形から前記脈波波形に存する体動成分を生成
するとともに、当該脈波波形から当該体動成分を除去し
て、前記収縮期特定手段に供給する体動成分除去手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の心臓ペースメ
ーカ。
8. A body movement detecting means for detecting a body movement waveform indicating a body movement, a body movement component existing in the pulse wave waveform is generated from the body movement waveform, and the body movement component is detected from the pulse wave waveform. 2. The cardiac pacemaker according to claim 1, further comprising a body movement component removing unit that removes and supplies the body motion component to the systolic period specifying unit.
【請求項9】 心拍を検出する心拍検出手段をさらに備
え、 前記信号発生手段は、前記心拍検出手段により検出され
た自己心拍との競合が発生しないように、心臓のペース
メーカ信号を発生させることを特徴とする請求項1記載
の心臓ペースメーカ。
9. The apparatus further comprises heart rate detecting means for detecting a heart rate, wherein the signal generating means generates a heart pacemaker signal so as not to cause a conflict with the self-heart rate detected by the heart rate detecting means. The cardiac pacemaker according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記解析手段は、 前記圧力特性を示す波形の立ち上がり時間を、当該波形
を規定する指標として算出し、 前記信号発生手段は、 前記解析手段により解析された立ち上がり時間に基づい
て、心臓のペースメーカ信号を発生させることを特徴と
する請求項1記載の心臓ペースメーカ。
10. The analysis unit calculates a rise time of the waveform indicating the pressure characteristic as an index that defines the waveform, and the signal generation unit calculates a rise time based on the rise time analyzed by the analysis unit. The cardiac pacemaker of claim 1, wherein the cardiac pacemaker signal is generated.
【請求項11】 前記解析手段は、 前記圧力特性を示す波形の立ち上がり時間を前記収縮期
特定手段により特定された心臓の収縮期に相当する時間
で正規化した値を、当該波形を規定する指標として算出
し、 前記信号発生手段は、 前記解析手段により正規化された立ち上がり時間に基づ
いて、心臓のペースメーカ信号を発生させることを特徴
とする請求項1記載の心臓ペースメーカ。
11. An index defining a waveform obtained by normalizing a rise time of a waveform representing the pressure characteristic by a time corresponding to a systole of the heart specified by the systole specifying means. 2. The cardiac pacemaker according to claim 1, wherein the signal generator generates a cardiac pacemaker signal based on the rise time normalized by the analyzer. 3.
【請求項12】 前記解析手段は、 少なくとも1周期分以上の脈波波形についての極小点を
検出し、当該脈波波形において心臓の大動脈弁解放に相
当する極小点から、当該脈波波形において最高血圧値と
なる極大点までに至る時間を、脈波波形の立ち上がり時
間として検出することを特徴とする請求項10または1
1記載の心臓ペースメーカ。
12. The analysis means detects a minimum point of a pulse wave waveform for at least one cycle or more, and detects a minimum point in the pulse wave waveform from a minimum point corresponding to aortic valve opening of the heart in the pulse wave waveform. 11. The method according to claim 10, wherein a time to reach a maximum point at which a high blood pressure value is reached is detected as a rise time of a pulse wave waveform.
2. The cardiac pacemaker according to 1.
【請求項13】 前記解析手段は、 少なくとも1周期分以上の脈波波形についての極小点を
検出し、当該脈波波形において心臓の大動脈弁解放に相
当する極小点から、当該極小点直後に現れる極大点まで
に至る時間を、脈波波形の立ち上がり時間として検出す
ることを特徴とする請求項10または11記載の心臓ペ
ースメーカ。
13. The analysis means detects a minimum point of the pulse wave waveform for at least one cycle or more, and appears immediately after the minimum point corresponding to the aortic valve opening of the heart in the pulse wave waveform. 12. The cardiac pacemaker according to claim 10, wherein a time to reach a maximum point is detected as a rise time of a pulse wave waveform.
JP32015097A 1997-11-20 1997-11-20 Cardiac pacemaker Pending JPH11151304A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32015097A JPH11151304A (en) 1997-11-20 1997-11-20 Cardiac pacemaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32015097A JPH11151304A (en) 1997-11-20 1997-11-20 Cardiac pacemaker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11151304A true JPH11151304A (en) 1999-06-08

Family

ID=18118272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32015097A Pending JPH11151304A (en) 1997-11-20 1997-11-20 Cardiac pacemaker

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11151304A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038425B1 (en) * 2009-07-31 2011-06-01 주식회사 바이오넷 Blood pressure change measuring device that detects patient's movement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038425B1 (en) * 2009-07-31 2011-06-01 주식회사 바이오넷 Blood pressure change measuring device that detects patient's movement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5647369A (en) Apparatus and methods for the noninvasive measurment of cardiovascular system parameters
CN102429649B (en) Continuous Blood Pressure Measurement Device
US8478403B2 (en) Implantable systems and methods for use therewith for monitoring and modifying arterial blood pressure without requiring an intravascular pressure transducer
US9162065B2 (en) Systems and methods for estimating central arterial blood pressure of a patient
US20110009755A1 (en) Arterial blood pressure monitoring devices, systems and methods for use while pacing
US20030187341A1 (en) Method and system for extracting cardiac parameters from plethysmographic signals
WO1999026529A1 (en) Pulse wave diagnostic apparatus, blood pressure monitor, pulse wave shape monitor and pharmacologic effect monitor
JP2023515256A (en) Systems and methods for measuring venous oxygen saturation using intelligent pulse averaging with integrated EKG and PPG sensors
CN111107891A (en) Method and system for ventricular assist device adjustment using a wearable device
CN109529303A (en) A kind of confirmation method and system of user movement ability
Min et al. Bioimpedance sensing-a viable alternative for tonometry in non-invasive assessment of central aortic pressure
US20200170526A1 (en) Detection and monitoring using high frequency electrogram analysis
US9254094B2 (en) Detection and monitoring using high frequency electrogram analysis
JP4407135B2 (en) Exercise load intensity evaluation apparatus and exercise equipment
Iskandar et al. A wearable 1-lead necklace ECG for continuous heart rate monitoring
JPH11128186A (en) Stroke volume detection device and cardiac function diagnostic device
JPH119564A (en) Cardiac function diagnostic device
US9451888B1 (en) Method and apparatus for determination of left ventricular stroke volume and cardiac output using the arteries of the forearm
JPH11104089A (en) Cardiac function diagnostic device
JP3733710B2 (en) Cardiac function diagnostic device
JPH11151304A (en) Cardiac pacemaker
Hassan et al. Measuring of systolic blood pressure based on heart rate
Bose et al. Improving the performance of continuous non-invasive estimation of blood pressure using ECG and PPG
JP4093085B2 (en) Exercise load intensity evaluation apparatus and exercise equipment
Hayirlioglu et al. PhysioPatch: A multimodal and adaptable wearable patch for cardiovascular and cardiopulmonary assessment

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061226

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070605