JPWO2020111203A1 - Blood flow disorder judgment device, blood flow disorder judgment method, blood flow disorder judgment program and blood flow disorder judgment system - Google Patents
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Abstract
脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる血流障害判定装置等を提供する。血流障害判定装置(10)は、生体(1)の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得する取得部(11)と、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部(12)と、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部(13)と、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部(14)と、頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部(15)と、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部(16)と、を備える。 Provided is a blood flow disorder determination device or the like capable of determining a blood flow disorder by reducing the artifacts included in the pulse wave data. The blood flow disorder determination device (10) has an acquisition unit (11) for acquiring a plurality of pulse wave data obtained by measuring the temporal change of the pulse wave of the living body (1) in a plurality of different periods, and a plurality of pulse wave data, respectively. A generation unit (12) that performs Fourier transform to generate a plurality of spectral data, a detection unit (13) that detects one or a plurality of peaks included in the plurality of spectral data, and one or a plurality of units for each predetermined frequency interval. A calculation unit (14) that calculates the frequency at which peaks are detected, a first determination unit (15) that determines whether one or more peaks are artifacts based on the frequency, and one or more peaks. Is provided with a second determination unit (16) for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on a plurality of spectral data when it is determined that is not an artifact.
Description
本発明は、血流障害判定装置、血流障害判定方法、血流障害判定プログラム及び血流障害判定システムに関する。 The present invention relates to a blood flow disorder determination device, a blood flow disorder determination method, a blood flow disorder determination program, and a blood flow disorder determination system.
従来、医療現場では、鬱血や虚血といった血流障害が生じているか否かを医療スタッフが判断している。例えば、患者の生体組織を圧迫して変色させてから色が元に戻るまでの時間によって判断するレフィル法、生体組織の色によって判断する方法及び生体組織に針を刺した際の出血状態から判断する方法によって血流障害の可能性が判断されている。 Conventionally, in the medical field, medical staff determines whether or not blood flow disorders such as congestion and ischemia occur. For example, the refill method, which is judged by the time from when the patient's living tissue is pressed to discolor and the color returns to the original color, the method which is judged by the color of the living tissue, and the bleeding state when the needle is pierced into the living tissue. The possibility of blood flow disorder is judged by the method.
血流障害の検出を自動化する技術として、下記特許文献1には、生体組織の異なる血流情報を計測する複数の種類の感知手段を、柔軟な基材上にそれぞれ複数配置してなるセンサーシートを有する血流障害検出装置が記載されている。 As a technique for automating the detection of blood flow disorders,
特許文献1に記載の技術によれば、ウェアラブルセンサによって測定した患者の脈波、皮膚の色及び皮膚の温度に基づいて血流障害を検出することができる。 According to the technique described in
しかしながら、測定を長時間にわたって行う場合、患者が常に静止しているとは限らず、患者の体動によって脈波データにアーティファクトが混入することがある。脈波データにアーティファクトが含まれると、誤って血流障害と判定したり、血流障害を見逃したりするおそれがある。 However, when the measurement is performed for a long period of time, the patient is not always stationary, and the patient's body movement may cause artifacts to be mixed in the pulse wave data. If the pulse wave data contains an artifact, it may be mistakenly judged as a blood flow disorder or the blood flow disorder may be overlooked.
そこで、本発明は、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる血流障害判定装置、血流障害判定方法、血流障害判定プログラム及び血流障害判定システムを提供する。 Therefore, the present invention provides a blood flow disorder determination device, a blood flow disorder determination method, a blood flow disorder determination program, and a blood flow disorder determination system that can determine blood flow disorders by reducing artifacts contained in pulse wave data. do.
本発明の一態様に係る血流障害判定装置は、生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得する取得部と、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部と、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部と、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部と、頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部と、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、を備える。 The blood flow disorder determination device according to one aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires a plurality of pulse wave data obtained by measuring a time change of a pulse wave of a living body in a plurality of different periods, and a Fourier transform of the plurality of pulse wave data. A generator that generates a plurality of spectrum data, a detection unit that detects one or a plurality of peaks included in the plurality of spectrum data, and a frequency in which one or a plurality of peaks are detected for each predetermined frequency section are calculated. The calculation unit to be used, the first determination unit for determining whether one or more peaks are artifacts based on the frequency, and a plurality of spectral data when it is determined that one or more peaks are not artifacts. A second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the above.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to this aspect, pulse wave data is determined by determining whether one or more peaks are artifacts based on the frequency of one or more peaks contained in the spectral data rather than the power of the spectral data. Blood flow disorders can be determined by reducing the artifacts contained in.
上記態様において、第1判定部は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値以上である場合に、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定してもよい。 In the above aspect, the first determination unit may determine whether one or more peaks are artifacts when the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or greater than the first threshold value.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーが十分に高い場合に1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することとして、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to this aspect, when the power of the spectral data is sufficiently high, it is determined whether or not one or more peaks are artifacts, and the artifacts contained in the pulse wave data are reduced to determine the blood flow disorder. be able to.
上記態様において、第2判定部は、アーティファクトでないと判定された1又は複数のピークのうち最も頻度が高い周波数区間を特定し、複数のスペクトルデータの周波数区間のパワーの平均値が第2閾値以下である場合に、生体に血流障害が発生していると判定してもよい。 In the above embodiment, the second determination unit identifies the most frequent frequency interval among the one or a plurality of peaks determined not to be artifacts, and the average value of the power of the frequency intervals of the plurality of spectral data is equal to or less than the second threshold value. If this is the case, it may be determined that the living body has a blood flow disorder.
この態様によれば、脈波の周波数に対応するパワーをより正確に捉えることができ、血流障害の発生をより正確に判定することができる。 According to this aspect, the power corresponding to the frequency of the pulse wave can be grasped more accurately, and the occurrence of blood flow disorder can be determined more accurately.
上記態様において、第2判定部は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値未満である場合、複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値が第2閾値以下である場合に、生体に血流障害が発生していると判定してもよい。 In the above aspect, the second determination unit applies to the living body when the sum of the powers of the plurality of spectral data is less than the first threshold value and the average value of the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or less than the second threshold value. It may be determined that a blood flow disorder has occurred.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーが比較的低い場合に、複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値が十分に高いか否かによって血流異常の発生を判定することで、血流障害の発生をより正確に判定することができる。 According to this aspect, when the power of the spectral data is relatively low, the occurrence of blood flow abnormality is determined by whether or not the average value of the sum of the powers of a plurality of spectral data is sufficiently high, thereby causing a blood flow disorder. Can be determined more accurately.
上記態様において、取得部は、生体の色の時間変化を測定した色データ及び生体の温度の時間変化を測定した温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを取得し、時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する決定部と、1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する第1推定部と、をさらに備え、第2判定部は、危険度に基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定してもよい。 In the above aspect, the acquisition unit acquires time-series data including at least one of color data obtained by measuring the time change of the color of the living body and temperature data measuring the time change of the temperature of the living body, and approximates the time-series data. A second determination unit further includes a determination unit that determines the value of one or more parameters included in a predetermined function, and a first estimation unit that estimates the degree of risk based on the values of the one or more parameters. May determine whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk.
この態様によれば、生体の色及び温度の少なくともいずれかの時間変化に基づいて、脈波とは異なる観点で血流障害の発生を判定することができる。 According to this aspect, the occurrence of blood flow disorder can be determined from a viewpoint different from that of the pulse wave, based on at least one time change of the color and temperature of the living body.
上記態様において、第1推定部は、1又は複数のパラメータの値及び1又は複数のパラメータの決定係数に基づいて指標を算出し、指標に基づいて危険度を更新することで、時間変化する危険度を推定してもよい。 In the above embodiment, the first estimation unit calculates an index based on the value of one or more parameters and the coefficient of determination of one or more parameters, and updates the degree of risk based on the index, thereby changing the risk over time. The degree may be estimated.
この態様によれば、所定の関数による近似のあてはまりの良さと、時間変化の大きさとに基づいて指標を算出し、時間変化する危険度を推定することができる。 According to this aspect, an index can be calculated based on the goodness of fitting the approximation by a predetermined function and the magnitude of the time change, and the risk of time change can be estimated.
上記態様において、時間をtと表し、1又は複数のパラメータをA、A0及びτと表すとき、所定の関数は、A×exp(−t/τ)+A0であってもよい。In the above embodiment, when time is represented by t and one or more parameters are represented by A, A 0 and τ, the predetermined function may be A × exp (−t / τ) + A 0 .
この態様によれば、時系列データが指数的に変化する状況を所定の関数によって近似して、変化の大きさに応じた危険度を算出することができる。 According to this aspect, it is possible to approximate the situation where the time series data changes exponentially by a predetermined function and calculate the degree of risk according to the magnitude of the change.
上記態様において、第1推定部は、指標の絶対値が第3閾値以上である場合、危険度の前回の値に指標を加算することで危険度を更新し、指標の絶対値が第3閾値未満である場合、危険度の前回の値と指標のいずれか大きい値により危険度を更新してもよい。 In the above embodiment, when the absolute value of the index is equal to or higher than the third threshold value, the first estimation unit updates the risk level by adding the index value to the previous value of the risk level, and the absolute value of the index is the third threshold value. If it is less than, the risk may be updated by the larger of the previous value of the risk and the index.
この態様によれば、時系列データが減少する場合と増大する場合の両方について変化の大きさに応じた危険度を算出することができる。 According to this aspect, it is possible to calculate the degree of risk according to the magnitude of the change in both the case where the time series data decreases and the case where the time series data increases.
上記態様において、所定期間に第1判定部及び第2判定部による判定を複数回行った場合における血流障害が発生していると判定された割合に基づいて、時間変化する脈波危険度を推定する第2推定部をさらに備えてもよい。 In the above aspect, the time-varying pulse wave risk is determined based on the rate at which it is determined that blood flow disorder occurs when the first determination unit and the second determination unit make a plurality of determinations in a predetermined period. A second estimation unit for estimation may be further provided.
この態様によれば、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして、時間変化する脈波危険度を推定することができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the artifacts contained in the pulse wave data and estimate the time-varying pulse wave risk.
上記態様において、第2判定部は、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数の脈波データを用いて生体に血流障害が発生しているか否かを判定した結果と、色データ及び温度データの少なくともいずれかを用いて生体に血流障害が発生しているか否かを判定した結果とに基づいて、生体に血流障害が生じているか否かを総合判定してもよい。 In the above aspect, the second determination unit uses a plurality of pulse wave data to determine whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body when it is determined that one or more peaks are not artifacts. , Color data and temperature data are used to comprehensively determine whether or not the living body has a blood flow disorder based on the result of determining whether or not the living body has a blood flow disorder. May be good.
この態様によれば、生体の脈波データに基づいてアーティファクトを減らして、脈波、色及び温度に基づいて、総合的に血流障害が生じているか否かを判定することができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the artifacts based on the pulse wave data of the living body and comprehensively determine whether or not the blood flow disorder occurs based on the pulse wave, the color and the temperature.
上記態様において、第2判定部は、脈波危険度及び危険度の少なくともいずれかが第4閾値以上である場合に、生体に血流障害が生じていると総合判定してもよい。 In the above aspect, the second determination unit may comprehensively determine that the blood flow disorder occurs in the living body when at least one of the pulse wave risk and the risk is equal to or higher than the fourth threshold.
この態様によれば、生体の脈波、色及び温度の少なくともいずれかについて血流障害の危険性が高い場合に血流障害が生じていると総合判定することで、血流障害の見逃しを減らすことができる。 According to this aspect, oversight of blood flow disorder is reduced by comprehensively determining that blood flow disorder occurs when there is a high risk of blood flow disorder for at least one of the pulse wave, color, and temperature of the living body. be able to.
上記態様において、色データは、赤外データを含み、決定部は、赤外データに基づいてノイズ除去された時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定してもよい。 In the above embodiment, the color data includes infrared data, and the determination unit determines the values of one or more parameters included in a predetermined function that approximates the noise-removed time series data based on the infrared data. You may.
この態様によれば、赤外データに基づいて色データのノイズ除去を行うことで、血流障害の危険度をより正確に算出することができる。 According to this aspect, the risk of blood flow disorder can be calculated more accurately by removing noise from color data based on infrared data.
上記態様において、算出部は、複数の異なる期間のうち基準期間に測定した脈波データの確率分布と、複数の異なる期間のうち対象期間に測定した脈波データの確率分布とが等しいか否かを検定する検定統計量を算出し、第2判定部は、検定統計量に基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定してよい。 In the above aspect, the calculation unit determines whether or not the probability distribution of the pulse wave data measured in the reference period among the plurality of different periods is equal to the probability distribution of the pulse wave data measured in the target period among the plurality of different periods. The test statistic for testing the above may be calculated, and the second determination unit may determine whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the test statistic.
この態様によれば、基準期間の脈波データの確率分布と対象期間の脈波データの確率分布との差異に着目することで、脈波データの特徴を相対的に評価して、血流障害が発生している否かを判定することができる。 According to this aspect, by paying attention to the difference between the probability distribution of the pulse wave data in the reference period and the probability distribution of the pulse wave data in the target period, the characteristics of the pulse wave data are relatively evaluated, and the blood flow disorder. Can be determined whether or not is occurring.
本発明の他の態様に係る血流障害判定方法は、生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得することと、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成することと、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出することと、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出することと、頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することと、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定することと、を含む。 The method for determining blood flow disorder according to another aspect of the present invention is to acquire a plurality of pulse wave data obtained by measuring a time change of a pulse wave of a living body in a plurality of different periods, and to Fourier transform the plurality of pulse wave data. To generate a plurality of spectral data, detect one or a plurality of peaks contained in the plurality of spectral data, and calculate the frequency at which one or a plurality of peaks are detected for each predetermined frequency section. And, based on the frequency, it is determined whether or not one or more peaks are artifacts, and when it is determined that one or more peaks are not artifacts, the living body is determined based on a plurality of spectral data. Includes determining whether or not a blood flow disorder has occurred.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to this aspect, pulse wave data is determined by determining whether one or more peaks are artifacts based on the frequency of one or more peaks contained in the spectral data rather than the power of the spectral data. Blood flow disorders can be determined by reducing the artifacts contained in.
本発明の他の態様に係る血流障害判定プログラムは、血流障害判定装置に備えられたプロセッサを、生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得する取得部、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部、頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部、及び1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部、として機能させる。 In the blood flow disorder determination program according to another aspect of the present invention, the processor provided in the blood flow disorder determination device acquires a plurality of pulse wave data obtained by measuring the temporal change of the pulse wave of the living body in a plurality of different periods. An acquisition unit, a generation unit that generates a plurality of spectrum data by Fourier transforming a plurality of pulse wave data, a detection unit that detects one or a plurality of peaks included in a plurality of spectrum data, and one or one for each predetermined frequency section. A calculation unit that calculates the frequency at which multiple peaks are detected, a first determination unit that determines whether one or more peaks are artifacts based on the frequency, and a determination that one or more peaks are not artifacts. If so, it functions as a second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on a plurality of spectral data.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to this aspect, pulse wave data is determined by determining whether one or more peaks are artifacts based on the frequency of one or more peaks contained in the spectral data rather than the power of the spectral data. Blood flow disorders can be determined by reducing the artifacts contained in.
本発明の他の態様に係る血流障害判定システムは、生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定し、複数の脈波データを出力する脈波センサと、複数の脈波データを用いて生体に血流障害が発生しているか否かを判定する血流障害判定装置とを備える血流障害判定システムであって、血流障害判定装置は、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部と、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部と、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部と、頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部と、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、を有する。 The blood flow disorder determination system according to another aspect of the present invention measures a time change of a pulse wave of a living body in a plurality of different periods and outputs a plurality of pulse wave data, and a plurality of pulse wave data. It is a blood flow disorder determination system equipped with a blood flow disorder determination device that determines whether or not a blood flow disorder has occurred in a living body by using the blood flow disorder determination device. A generator that generates a plurality of spectrum data, a detection unit that detects one or a plurality of peaks included in the plurality of spectrum data, and a frequency of detecting one or a plurality of peaks in a predetermined frequency section are calculated. A calculation unit to be used, a first determination unit for determining whether or not one or more peaks are artifacts based on the frequency, and a plurality of spectral data when it is determined that one or more peaks are not artifacts. Based on the above, it has a second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body.
この態様によれば、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to this aspect, pulse wave data is determined by determining whether one or more peaks are artifacts based on the frequency of one or more peaks contained in the spectral data rather than the power of the spectral data. Blood flow disorders can be determined by reducing the artifacts contained in.
本発明によれば、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる血流障害判定装置、血流障害判定方法、血流障害判定プログラム及び血流障害判定システムを提供することができる。 According to the present invention, a blood flow disorder determination device, a blood flow disorder determination method, a blood flow disorder determination program, and a blood flow disorder determination system capable of determining a blood flow disorder by reducing artifacts contained in pulse wave data are provided. can do.
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, those having the same reference numerals have the same or similar configurations.
図1は、本発明の実施形態に係る血流障害判定システム100の概要を示す図である。血流障害判定システム100は、血流障害判定装置10と、センサ20と、トランスミッタ30とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a blood flow
血流障害判定システム100は、生体1に貼付されるフレキシブルなセンサ20によって生体1の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定し、測定した脈波データを、トランスミッタ30を介して血流障害判定装置10に送信し、血流障害判定装置10によって生体1に血流障害が生じているか否かを判定する。ここで、血流障害は、鬱血及び虚血を含む。本実施形態では、センサ20とトランスミッタ30は有線通信で接続され、トランスミッタ30と血流障害判定装置10は無線通信で接続されている。もっとも、通信方式は任意である。また、本実施形態では、血流障害判定装置10は、タブレットコンピュータで構成されている。もっとも、血流障害判定装置10は、ラップトップコンピュータで構成されてもよいし、他の形式のコンピュータで構成されてもよい。 The blood flow
また、血流障害判定システム100は、センサ20によって生体1の色の時間変化を測定したり、生体1の温度の時間変化を測定したりして、測定した色データ及び温度データを、トランスミッタ30を介して血流障害判定装置10に送信し、血流障害判定装置10によって生体1に血流障害が生じているか否かを判定する。 Further, the blood flow
図2は、本実施形態に係る血流障害判定システム100が備えるセンサ20の概要を示す図である。センサ20は、生体1の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定する脈波センサ21と、生体1の色の時間変化を測定する色センサ22と、生体1の温度の時間変化を測定する温度センサ23と、を有する。なお、図2に示したメジャーの数値単位はcmである。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of a
本実施形態に係るセンサ20は、フレキシブル基板25に4つの脈波センサ21と、4つの色センサ22と、4つの温度センサ23とが実装されて構成されている。また、センサ20は、1つの脈波センサ21と、1つの色センサ22と、1つの温度センサ23とで1チャンネルの血流データを出力するように構成されている。本実施形態に係るセンサ20は、合計4チャンネルの血流データを出力する。 The
フレキシブル基板25は、体表面の変形に追随するように生体1に貼付される。脈波センサ21は、例えば生体1に光を照射して、光の吸収量に基づき脈波を測定する光学式脈波センサで構成されてよい。色センサ22は、例えば、赤外線を検出するフォトダイオードと、赤色の光を検出するフォトダイオードと、緑色の光を検出するフォトダイオードと、青色の光を検出するフォトダイオードとによって構成されてよい。温度センサ23は、例えばサーミスタで構成されてよい。 The
図3は、本実施形態に係る血流障害判定装置10の機能ブロックを示す図である。血流障害判定装置10は、取得部11、生成部12、検出部13、算出部14、第1判定部15、第2判定部16、決定部17、第1推定部18及び第2推定部19を備える。 FIG. 3 is a diagram showing a functional block of the blood flow
取得部11は、生体1の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを、トランスミッタ30を介して脈波センサ21から取得する。また、取得部11は、生体1の色の時間変化を測定した色データを、トランスミッタ30を介して色センサ22から取得する。また、取得部11は、生体1の温度の時間変化を測定した温度データを、トランスミッタ30を介して温度センサ23から取得する。 The
生成部12は、複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する。生成部12は、所定のサンプリングレートで測定された複数の脈波データに対して高速フーリエ変換を行うことで、複数のスペクトルデータを生成してよい。所定のサンプリングレートは、例えば16Hzであってよい。 The
検出部13は、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する。検出部13は、複数のスペクトルデータの極大点を1又は複数のピークとして検出してよい。 The
算出部14は、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する。算出部14は、例えば0.075Hz毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出してよい。 The
第1判定部15は、1又は複数のピークが検出された頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する。第1判定部15による判定の詳細は、後に説明する。 The
第1判定部15は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値以上である場合に、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定してよい。第1判定部15は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値以上でない場合には、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定しなくてもよい。このように、スペクトルデータのパワーが十分に高い場合に1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することとして、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 The
第2判定部16は、1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数のスペクトルデータに基づいて、生体1に血流障害が発生しているか否かを判定する。第2判定部16による判定の詳細は、後に説明する。 When it is determined that one or a plurality of peaks are not artifacts, the
本実施形態に係る血流障害判定装置10によれば、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 According to the blood flow
決定部17は、色データ及び温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する。具体的には、時間をtと表し、1又は複数のパラメータをA、A0及びτと表すとき、所定の関数は、A×exp(−t/τ)+A0であってよい。このようにして、時系列データが指数的に変化する状況を所定の関数によって近似して、変化の大きさに応じた危険度を算出することができる。The
第1推定部18は、1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する。第1推定部18による推定の詳細は、後に説明する。第2判定部16は、推定された危険度に基づいて、生体1に血流障害が発生しているか否かを判定してよい。このようにして、生体1の色及び温度の少なくともいずれかの時間変化に基づいて、脈波とは異なる観点で血流障害の発生を判定することができる。 The
第2推定部19は、所定期間に第1判定部15及び第2判定部16による判定を複数回行った場合における血流障害が発生していると判定された割合に基づいて、時間変化する脈波危険度を推定する。脈波危険度は、第1推定部18により色データ及び温度データに基づき推定される危険度とは独立に推定されてよい。第2推定部19によって、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして、時間変化する脈波危険度を推定することができる。 The
図4は、本実施形態に係る血流障害判定装置10の物理的構成を示す図である。血流障害判定装置10は、プロセッサに相当するCPU(Central Processing Unit)10aと、記憶部に相当するRAM(Random Access Memory)10bと、記憶部に相当するROM(Read only Memory)10cと、通信部10dと、入力部10eと、表示部10fと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では血流障害判定装置10が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、血流障害判定装置10は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図4で示す構成は一例であり、血流障害判定装置10はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。 FIG. 4 is a diagram showing a physical configuration of the blood flow
CPU10aは、RAM10b又はROM10cに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う制御部である。CPU10aは、脈波データ、色データ及び温度データに基づいて生体1の血流障害を判定するプログラム(血流障害判定プログラム)を実行する演算部である。CPU10aは、入力部10eや通信部10dから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部10fに表示したり、RAM10bやROM10cに格納したりする。 The
RAM10bは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。RAM10bは、CPU10aが実行する血流障害判定プログラム、脈波データ、色データ及び温度データ等を記憶してよい。なお、これらは例示であって、RAM10bには、これら以外のデータが記憶されていてもよいし、これらの一部が記憶されていなくてもよい。 The
ROM10cは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ROM10cは、例えば血流障害判定プログラムや、書き換えが行われないデータを記憶してよい。 The
通信部10dは、血流障害判定装置10を他の機器に接続するインターフェースである。通信部10dは、インターネット等の通信ネットワークNに接続されてよい。 The communication unit 10d is an interface for connecting the blood flow
入力部10eは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボードやタッチパネルを含んでよい。 The
表示部10fは、CPU10aによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)により構成されてよい。表示部10fは、脈波データ、色データ及びを表示したり、血流障害の危険度を表示したりしてよい。 The
血流障害判定プログラムは、RAM10bやROM10c等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部10dにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。血流障害判定装置10では、CPU10aが血流障害判定プログラムを実行することにより、図3を用いて説明した様々な動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、血流障害判定装置10は、CPU10aとRAM10bやROM10cが一体化したLSI(Large-Scale Integration)を備えていてもよい。 The blood flow disorder determination program may be stored in a storage medium readable by a computer such as
図5は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により実行される第1処理のフローチャートである。第1処理は、脈波データに基づいて脈波危険度を算出する処理である。 FIG. 5 is a flowchart of the first process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定システム100は、脈波センサ21によって、所定のサンプリングレートで脈波データを測定する(S10)。その後、血流障害判定装置10は、一連の脈波データを所定の長さに分割する(S11)。例えば、血流障害判定装置10は、3分程度連続して測定された脈波データを、21秒程度の長さの9つのデータに分割し、9つのデータの前半5秒程度をそれぞれ除去して、16秒程度の9つの脈波データを作成してよい。16秒程度の9つの脈波データは、256点のサンプリングデータを含んでよい。 First, the blood flow
血流障害判定装置10は、複数の脈波データをフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する(S12)。具体的には、血流障害判定装置10は、16秒程度の長さの9つの脈波データを高速フーリエ変換して、9つのスペクトルデータを生成する。 The blood flow
血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータの総パワーを算出する(S13)。ここで、総パワーは、スペクトルデータのパワーを所定の周波数範囲について積分した値であってよい。所定の周波数範囲は、例えば、0.5〜2Hzであってよい。なお、0.5〜2Hzは、30〜120bpmに相当する。血流障害判定装置10は、9つのスペクトルデータそれぞれについて総パワーを算出してよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、スペクトルデータの総パワーが第1閾値以上であるか否かを判定する(S14)。総パワーが第1閾値以上である場合(S14:YES)、すなわち脈波データの信号強度が十分に強い場合、血流障害判定装置10は、アーティファクトを除外し、評価値を算出する処理を行う(S15)。同処理については、次図を用いて詳細に説明する。血流障害判定装置10は、脈波データをアーティファクトとして除外した場合(S16:YES)、その後の処理を行わずに第1処理を終了する。一方、脈波データをアーティファクトとして除外せず、評価値を算出した場合(S16:NO)、その後の処理を行う。 The blood flow
一方、総パワーが第1閾値以上でない場合(S14:NO)、すなわち脈波データの信号強度が弱い場合、血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータの総パワーの平均値を評価値として算出する(S17)。血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値未満である場合、複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値によって評価値を算出してよい。例えば、スペクトルデータの総パワーをPtotと表す場合、血流障害判定装置10は、(1/(2Hz−0.5Hz))×(16Hz/256)×Ptotによって評価値を算出してよい。On the other hand, when the total power is not equal to or higher than the first threshold value (S14: NO), that is, when the signal intensity of the pulse wave data is weak, the blood flow
血流障害判定装置10は、算出した評価値が第2閾値以下である場合(S18:YES)、血流障害が発生していると判定する(S19)。一方、算出した評価値が第2閾値以下でない場合(S18:NO)、血流障害判定装置10は、血流障害が発生していないと判定する(S20)。 When the calculated evaluation value is equal to or less than the second threshold value (S18: YES), the blood flow
最後に、血流障害判定装置10は、所定期間に第1判定部15及び第2判定部16による判定を複数回行った場合における血流障害が発生していると判定された割合に基づいて、脈波危険度を算出する(S21)。例えば、血流障害判定装置10は、30分間の間に第2判定部16によって血流障害が発生していると判定された回数を、第2判定部16による総判定回数で割った値によって、脈波危険度を算出してよい。以上により、第1処理が終了する。 Finally, the blood flow
図6は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により実行される第2処理のフローチャートである。第2処理は、スペクトルデータの総パワーが第1閾値以上の場合に、アーティファクトを除外した上で評価値を算出する処理である。同図では、図5に示す「アーティファクトを除外し、評価値を算出」する処理(S15)の詳細を示している。 FIG. 6 is a flowchart of the second process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する(S151)。例えば、血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータの極大点のうち、最大値の1/3以上の大きさをもつ極大点を1又は複数のピークとして検出してよい。 First, the blood flow
血流障害判定装置10は、所定の周波数区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出する(S152)。例えば、血流障害判定装置10は、0.075Hzの区間毎に1又は複数のピークが検出された頻度を算出してよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、1又は複数のピークの頻度のうち、最高頻度が基準値以上であるか否かを判定する(S153)。例えば、9つのスペクトルデータそれぞれから1又は複数のピークを検出する場合、各周波数区間においてピークが検出される回数は0〜9の値となる。この場合、基準値を6として、1又は複数のピークの最高頻度が6以上であるか否かを判定することとしてよい。 The blood flow
1又は複数のピークの頻度のうち、最高頻度が基準値以上である場合(S153:YES)、血流障害判定装置10は、最高頻度の周波数区間を特定する(S154)。そして、血流障害判定装置10は、特定された周波数区間に関する複数のスペクトルデータのパワーの平均値を評価値として算出する(S155)。血流障害判定装置10は、アーティファクトでないと判定された1又は複数のピークのうち最も頻度が高い周波数区間を特定し、当該周波数区間に関する複数のスペクトルデータのパワーの平均値を評価値として算出してよい。 When the highest frequency of the frequencies of one or a plurality of peaks is equal to or higher than the reference value (S153: YES), the blood flow
一方、1又は複数のピークの頻度のうち、最高頻度が基準値以上でない場合(S153:NO)、血流障害判定装置10は、ピークをアーティファクトと判定して除外する(S156)。このようにして、血流障害判定装置10は、スペクトルデータのパワーではなく、スペクトルデータに含まれる1又は複数のピークの頻度に基づいて、1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することで、脈波データに含まれるアーティファクトを減らすことができる。以上により、第2処理が終了する。 On the other hand, when the highest frequency of the frequency of one or a plurality of peaks is not equal to or higher than the reference value (S153: NO), the blood flow
血流障害判定装置10は、アーティファクトでないと判定された1又は複数のピークのうち最も頻度が高い周波数区間を特定し、当該周波数区間に関する複数のスペクトルデータのパワーの平均値が第2閾値以下である場合に、生体1に血流障害が発生していると判定する。これにより、脈波の周波数に対応するパワーをより正確に捉えることができ、血流障害の発生をより正確に判定することができる。 The blood flow
また、血流障害判定装置10は、複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値未満である場合、複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値が第2閾値以下である場合に、生体1に血流障害が発生していると判定する。このように、スペクトルデータのパワーが比較的低い場合に、複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値が十分に高いか否かによって血流異常の発生を判定することで、血流障害の発生をより正確に判定することができる。 Further, the blood flow
図7は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により生成された複数のスペクトルデータS1〜S9及び複数のスペクトルデータS1〜S9に含まれる1又は複数のピークP1〜P9を示す図である。複数のスペクトルデータS1〜S9は、それぞれHzの単位で横軸に周波数を示し、任意単位で縦軸にパワーを示している。また、1又は複数のピークP1〜P9は、それぞれ任意単位で横軸に周波数を示し、任意単位で縦軸にパワーを示している。 FIG. 7 is a diagram showing one or a plurality of peaks P1 to P9 included in the plurality of spectral data S1 to S9 and the plurality of spectral data S1 to S9 generated by the blood flow
複数のスペクトルデータS1〜S9は、9つの脈波データをそれぞれ高速フーリエ変換して得られたデータである。また、1又は複数のピークP1〜P9は、複数のスペクトルデータS1〜S9の極大点のうち、最大値の1/3以上の大きさをもつ極大点を検出したデータである。 The plurality of spectral data S1 to S9 are data obtained by performing a high-speed Fourier transform on each of the nine pulse wave data. Further, one or a plurality of peaks P1 to P9 are data obtained by detecting a maximum point having a size of 1/3 or more of the maximum value among the maximum points of the plurality of spectral data S1 to S9.
生体1の血流が正常である場合、スペクトルデータからは脈波周波数に対応する単一のピークが検出されることが多い。そして、複数のスペクトルデータからは、脈波周波数に対応する周波数区間についてピークが検出されることが多い。 When the blood flow of the living
一方、生体1の血流が異常である場合、スペクトルデータからは複数のピークが検出されることが多い。そして、複数のスペクトルデータからは、複数の周波数区間についてピークが検出されることが多い。 On the other hand, when the blood flow of the living
図8は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により算出された1又は複数のピークの頻度の第1例を示す図である。同図では、血流が正常な場合に測定された9つの脈波データから9つのスペクトルデータを生成した場合に、9つのスペクトルデータに含まれる複数のピークの頻度を第1ヒストグラムH1として示している。 FIG. 8 is a diagram showing a first example of the frequency of one or a plurality of peaks calculated by the blood flow
第1ヒストグラムH1では、1.51Hz〜1.59Hzの区間が最高頻度の周波数区間PWとなっている。ここで、最高頻度は6である。例えば基準値を6とする場合、同図に示す例は、ピークの最高頻度が基準値以上であるから、アーティファクトではないと判定される。この場合、9つのスペクトルデータに基づいて血流障害が発生しているか否かが判定される。 In the first histogram H1, the section from 1.51 Hz to 1.59 Hz is the highest frequency section PW. Here, the maximum frequency is 6. For example, when the reference value is 6, the example shown in the figure is determined not to be an artifact because the maximum frequency of peaks is equal to or higher than the reference value. In this case, it is determined whether or not a blood flow disorder has occurred based on the nine spectral data.
図9は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により算出された1又は複数のピークの頻度の第2例を示す図である。同図では、血流障害が発生している場合に測定された9つの脈波データから9つのスペクトルデータを生成した場合に、9つのスペクトルデータに含まれる複数のピークの頻度を第2ヒストグラムH2として示している。 FIG. 9 is a diagram showing a second example of the frequency of one or a plurality of peaks calculated by the blood flow
第2ヒストグラムH2では、0.5Hzから2Hzの周波数区間にピークの頻度が散在しており、0.97Hz〜1.05Hzの区間が最高頻度の周波数区間となっている。ここで、最高頻度は3である。例えば基準値を6とする場合、同図に示す例は、ピークの最高頻度が基準値未満であるから、アーティファクトであると判定されて除外される。この場合、9つのスペクトルデータは血流障害の判定には用いられず、棄却される。 In the second histogram H2, the frequency of peaks is scattered in the frequency section from 0.5 Hz to 2 Hz, and the section from 0.97 Hz to 1.05 Hz is the highest frequency section. Here, the maximum frequency is 3. For example, when the reference value is 6, the example shown in the figure is excluded because it is determined to be an artifact because the maximum frequency of peaks is less than the reference value. In this case, the nine spectral data are not used for determining blood flow disorders and are rejected.
図10は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により実行される第3処理のフローチャートである。第3処理は、色データに基づき危険度を算出する処理である。 FIG. 10 is a flowchart of the third process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定システム100は、色センサ22によって、所定のサンプリングレートで色データを測定する(S30)。その後、血流障害判定装置10は、色データを平滑化する(S31)。例えば、血流障害判定装置10は、連続して測定された3点のデータy1,y2,y3について、|y3−y2|>|y2−y1|/2である場合、y2をy1に置き換えることで、平滑化を行ってよい。また、血流障害判定装置10は、例えば、連続して測定された5点のデータy1,y2,y3,y4,y5について、y3を5点のデータの平均値で置き換えることで、平滑化を行ってよい。 First, the blood flow
血流障害判定装置10は、色データから明度データに変換する(S32)。例えば、血流障害判定装置10は、RGB−IR表色系の色データをXYZ表色系の色データに変換して、Y値を抽出することで明度データへの変換を行ってよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、明度データを近似する所定の関数のパラメータを決定する(S33)。血流障害判定装置10は、時間をtと表し、1又は複数のパラメータをA、A0及びτと表すとき、所定の関数としてA×exp(−t/τ)+A0を用いて、明度データを近似するようにA、A0及びτを決定してよい。所定の関数のフィッティングは、最小二乗法を、例えばLevenberg-Marquardt法により解くことで行ってよい。The blood flow
血流障害判定装置10は、決定係数と、パラメータの対数正規分布との積により指標を算出する(S34)。血流障害判定装置10は、0から100までの値をとるGoodness of Fitting(GoF)により決定係数を算出してよい。また、血流障害判定装置10は、パラメータAの対数正規分布を、lognormal(A)=1/(√(2π)σA)exp(−(ln(A)−μ)2/2σ2)により算出してよい。ここで、σ=1/4として、μは、対数正規分布の最頻値exp(μ−σ2)が1000となるように選択されてよい。The blood flow
血流障害判定装置10は、指標ind=GoF×lognormal(A)の絶対値が第3閾値以上であるか否かを判定する(S35)。指標が第3閾値以上である場合(S35:YES)、血流障害判定装置10は、危険度の前回の値に指標を加算することで危険度を更新する(S36)。一方、指標が第3閾値以上でない場合(S35:NO)、危険度の前回の値と指標のいずれか大きい値により危険度を更新する(S37)。 The blood flow
このように、血流障害判定装置10の第1推定部18は、1又は複数のパラメータの値及び1又は複数のパラメータの決定係数に基づいて指標を算出し、指標に基づいて危険度を更新することで、時間変化する危険度を推定してよい。これにより、所定の関数による近似のあてはまりの良さと、時間変化の大きさとに基づいて指標を算出し、時間変化する危険度を推定することができる。 In this way, the
また、第1推定部18は、指標の絶対値が第3閾値以上である場合、危険度の前回の値に指標を加算することで危険度を更新し、指標の絶対値が第3閾値未満である場合、危険度の前回の値と指標のいずれか大きい値により危険度を更新してよい。これにより、時系列データ(明度データ)が減少する場合と増大する場合の両方について変化の大きさに応じた危険度を算出することができる。以上により、第3処理が終了する。 Further, when the absolute value of the index is equal to or higher than the third threshold value, the
図11は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により色データに基づき推定された危険度を示す図である。同図では、横軸に経過日数を示し、縦軸に危険度を示している。同図では、4チャンネルの色センサ22により測定された色データに基づき危険度を算出した結果を示している。 FIG. 11 is a diagram showing a degree of risk estimated based on color data by the blood flow
血流障害判定装置10は、4チャンネルの色センサ22により測定された4つの色データに基づき、それぞれ危険度を推定する。図11からは、3日目(Day3)の夜に実線で示した第1危険度C1と、一点鎖線で示した第2危険度C2とが急上昇していることが読み取れる。第1危険度C1は、最大値の1.0近くまで上昇し、その後1.0程度を維持している。また、第2危険度C2は、0.3程度まで上昇し、その後0.3程度を維持している。 The blood flow
図11に示すデータによれば、少なくとも1チャンネルの色データについて、危険度が最大値近くで一定となっており、生体1に血流障害が生じている蓋然性が高いと判断できる。 According to the data shown in FIG. 11, with respect to the color data of at least one channel, the degree of risk is constant near the maximum value, and it can be determined that there is a high possibility that the blood flow disorder occurs in the living
図12は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により実行される第4処理のフローチャートである。第4処理は、温度データに基づき危険度を算出する処理である。 FIG. 12 is a flowchart of the fourth process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定システム100は、温度センサ23によって、所定のサンプリングレートで色データを測定する(S40)。その後、血流障害判定装置10は、温度データを平滑化する(S41)。例えば、血流障害判定装置10は、連続して測定された3点のデータy1,y2,y3について、|y3−y2|>|y2−y1|/2である場合、y2をy1に置き換えることで、平滑化を行ってよい。また、血流障害判定装置10は、例えば、連続して測定された5点のデータy1,y2,y3,y4,y5について、y3を5点のデータの平均値で置き換えることで、平滑化を行ってよい。 First, the blood flow
血流障害判定装置10は、温度データを近似する所定の関数のパラメータを決定する(S42)。血流障害判定装置10は、時間をtと表し、1又は複数のパラメータをA、A0及びτと表すとき、所定の関数としてA×exp(−t/τ)+A0を用いて、温度データを近似するようにA、A0及びτを決定してよい。所定の関数のフィッティングは、最小二乗法を、例えばLevenberg-Marquardt法により解くことで行ってよい。The blood flow
血流障害判定装置10は、決定係数と、パラメータの対数正規分布との積により指標を算出する(S43)。血流障害判定装置10は、0から100までの値をとるGoodness of Fitting(GoF)により決定係数を算出してよい。また、血流障害判定装置10は、パラメータAの対数正規分布を、lognormal(A)=1/(√(2π)σA)exp(−(ln(A)−μ)2/2σ2)により算出してよい。ここで、σ=1/4として、μは、対数正規分布の最頻値exp(μ−σ2)が2となるように選択されてよい。The blood flow
血流障害判定装置10は、危険度の前回の値に指標ind=GoF×lognormal(A)を加算することで危険度を更新する(S44)。以上により、第4処理が終了する。 The blood flow
図13は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により温度データに基づき推定された危険度を示す図である。同図では、横軸に経過日数を示し、縦軸に危険度を示している。同図では、4チャンネルの温度センサ23により測定された温度データに基づき危険度を算出した結果を示している。 FIG. 13 is a diagram showing a degree of risk estimated based on temperature data by the blood flow
血流障害判定装置10は、4チャンネルの温度センサ23により測定された4つの温度データに基づき、それぞれ危険度を推定する。図13からは、6日目(Day6)の昼頃に実線で示した第1危険度T1が1.0近くまで上昇し、その後0に戻っていることが読み取れる。また、4日目(Day4)の午前に一点鎖線で示した第2危険度T2が0.4程度まで上昇し、その後0に戻っていることが読み取れる。また、7日目(Day7)の深夜に二点鎖線で示した第3危険度T3が0.4程度まで上昇し、その後0に戻っていることが読み取れる。また、1日目(Day1)の深夜に破線で示した第4危険度T4が0.1程度まで上昇し、その後0に戻っていることが読み取れる。 The blood flow
図13に示すデータによれば、4チャンネルの色データについて、一時的に危険度が最大値近くまで上昇しているものの、その後危険度は0に低下しており、生体1に血流障害が生じている蓋然性は低いと判断できる。 According to the data shown in FIG. 13, for the color data of 4 channels, the risk level temporarily increased to near the maximum value, but then the risk level decreased to 0, and the living
図14は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により実行される第5処理のフローチャートである。第5処理は、生体1に血流障害が生じているか否かを総合判定する処理である。 FIG. 14 is a flowchart of the fifth process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定システム100は、図5に示す第1処理を実行し、脈波の危険度を算出する(S50)。また、血流障害判定システム100は、図10に示す第3処理を実行し、色の危険度を算出する(S51)。さらに、血流障害判定システム100は、図12に示す第4処理を実行し、温度の危険度を算出する(S51)。なお、これらの処理の実行順序は任意である。 First, the blood flow
血流障害判定システム100は、脈波データがアーティファクトとして除外された場合(S53:YES)、アーティファクトが検出されたことを出力する(S54)。出力は、例えば血流障害判定装置10の表示部10fにメッセージを表示することで行ってよい。なお、アーティファクトが検出されたことの出力は省略してもよい。 The blood flow
一方、脈波データがアーティファクトとして除外されなかった場合(S53:NO)、血流障害判定システム100は、脈波の危険度、色の危険度及び温度の危険度のいずれかが第4閾値以上であるか判定する(S55)。いずれの危険度も第4閾値以上でない場合(S55:NO)、血流障害判定システム100は、血流障害のリスクが低いことを出力する(S56)。一方、いずれかの危険度が第4閾値以上である場合(S55:YES)、血流障害が発生していることを出力する(S57)。以上により、第5処理が終了する。 On the other hand, when the pulse wave data is not excluded as an artifact (S53: NO), the blood flow
血流障害判定装置10の第2判定部16は、スペクトルデータの1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、複数の脈波データを用いて生体1に血流障害が発生しているか否かを判定した結果と、色データ及び温度データの少なくともいずれかを用いて生体1に血流障害が発生しているか否かを判定した結果とに基づいて、生体1に血流障害が生じているか否かを総合判定してよい。これにより、生体1の脈波データに基づいてアーティファクトを減らして、脈波、色及び温度に基づいて、総合的に血流障害が生じているか否かを判定することができる。 The
また、血流障害判定装置10の第2判定部16は、脈波危険度、色の危険度及び温度の危険度の少なくともいずれかが第4閾値以上である場合に、生体1に血流障害が生じていると総合判定してよい。このように、生体1の脈波、色及び温度の少なくともいずれかについて血流障害の危険性が高い場合に血流障害が生じていると総合判定することで、血流障害の見逃しを減らすことができる。 In addition, the
なお、血流障害判定装置10の第2判定部16は、色データを用いて算出された危険度と、温度データを用いて算出された危険度とに基づいて、生体1の血流障害の種類を判定してもよい。血流障害として鬱血が生じている場合、色データを用いて算出された危険度は上昇することが期待されるが、鬱血では生体1の温度が低下しないため、温度データを用いて算出された危険度は上昇しないことが通常である。一方、血流障害として虚血が生じている場合、色データを用いて算出された危険度が上昇し、生体1の温度が低下することで温度データを用いて算出された危険度も上昇することが期待される。このように、色の危険度と温度の危険度との組み合わせによって、鬱血及び虚血のいずれの血流障害が発生しているかを見分けることができる。 The
図15は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により総合判定された危険度及びアーティファクトの検出率の第1例を示す図である。本例では、総合判定された危険度R1と、アーティファクト検出率A1とを示している。総合判定された危険度R1及びアーティファクト検出率A1の横軸は時間であり、縦軸は0〜1の値である。同図では、実線、一点鎖線、二点鎖線及び破線によって、4チャンネルの脈波データに関するアーティファクト検出率A1を示している。 FIG. 15 is a diagram showing a first example of a risk level and an artifact detection rate comprehensively determined by the blood flow
本例では、総合判定された危険度R1は、測定開始時点以外のすべての時間にわたって0である。また、アーティファクト検出率A1は、4チャンネルの脈波データについて頻繁に上昇している。このように、本実施形態に係る血流障害判定装置10によれば、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして血流障害を判定することができる。 In this example, the comprehensively determined risk level R1 is 0 for all times except the start of measurement. In addition, the artifact detection rate A1 frequently increases for 4-channel pulse wave data. As described above, according to the blood flow
図16は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により総合判定された危険度及びアーティファクトの検出率の第2例を示す図である。本例では、総合判定された危険度R2と、アーティファクト検出率A2とを示している。総合判定された危険度R2及びアーティファクト検出率A2の横軸は時間であり、縦軸は0〜1の値である。同図では、実線、一点鎖線、二点鎖線及び破線によって、4チャンネルの総合判定された危険度R2及び4チャンネルの脈波データに関するアーティファクト検出率A2を示している。 FIG. 16 is a diagram showing a second example of the risk level and the detection rate of the artifacts comprehensively determined by the blood flow
本例では、総合判定された危険度R2は、すべての時間にわたってほとんど1に近い値となっている。そのため、本例では、生体1に血流障害が生じている蓋然性が高いと考えられる。また、アーティファクト検出率A2は、すべての時間にわたって0.5〜0.7程度の高い値となっている。このように、本実施形態に係る血流障害判定装置10によれば、脈波データに含まれるアーティファクトを減らして、脈波、色及び温度によって血流障害が発生しているか否かを総合的に判定することができる。 In this example, the comprehensively determined risk level R2 is a value close to 1 over all the time. Therefore, in this example, it is highly probable that the living
図17は、本実施形態に係る血流障害判定システムにより実行される第6処理のフローチャートである。第6処理は、脈波データに基づいて生体1に血流障害が発生しているか否かを判定する処理である。 FIG. 17 is a flowchart of the sixth process executed by the blood flow disorder determination system according to the present embodiment. The sixth process is a process of determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living
血流障害判定装置10の算出部14は、複数の異なる期間のうち基準期間に測定した脈波データの確率分布と、複数の異なる期間のうち対象期間に測定した脈波データの確率分布とが等しいか否かを検定する検定統計量を算出する。ここで、基準期間は、脈波データの測定を開始した時点から所定期間経過するまでであってよく、対象期間は、現時点から所定期間遡った時点までであってよい。これまでの研究において得られたデータから、脈波データの確率分布をガンマ分布によって近似できることが分かっている。算出部14は、基準期間に測定した脈波データの平均及び分散に基づいて、基準期間に測定した脈波データのガンマ分布を推定し、対象期間に測定した脈波データの平均及び分散に基づいて、対象期間に測定した脈波データのガンマ分布を推定してよい。また、算出部14は、基準期間に測定した脈波データのガンマ分布と、対象期間に測定した脈波データのガンマ分布とが等しいか否かを検定する検定統計量としてD値を算出してよい。 The
血流障害判定装置10の第2判定部16は、検定統計量に基づいて、生体1に血流障害が発生しているか否かを判定する。第2判定部16は、D値が第5閾値以上である場合に生体1に血流障害が発生していると判定し、D値が第5閾値未満である場合に生体1に血流障害が発生していないと判定してよい。 The
はじめに、血流障害判定システム100は、脈波センサ21によって、所定のサンプリングレートで脈波データを測定する(S60)。その後、血流障害判定装置10は、基準期間を定め、基準区間の平均及び分散を算出し、基準期間に測定した脈波データの確率分布を推定する(S61)。また、血流障害判定装置10は、対象区間の平均及び分散を算出し、対象期間に測定した脈波データの確率分布を推定する(S62)。そして、血流障害判定装置10は、両確率分布が等しいか否かを検定する検定統計量としてD値を算出する(S63)。 First, the blood flow
D値が第5閾値以上である場合(S64:YES)、血流障害判定装置10は、生体1に血流障害が発生していると判定する(S65)。一方、D値が第5閾値未満である場合(S64:NO)、血流障害判定装置10は、生体1に血流障害が発生していないと判定する(S66)。 When the D value is equal to or greater than the fifth threshold value (S64: YES), the blood flow
図18は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により算出されたD値及び血流障害検出タイミングを示す図である。同図では、横軸に時間を示し、上側の縦軸に脈波データの大きさ(Pulse Power)を無次元で示し、下側の縦軸にD値の大きさを無次元で示している。 FIG. 18 is a diagram showing a D value calculated by the blood flow
脈波データのグラフPPでは、4チャンネルの脈波データを実線、一点鎖線、二点鎖線及び破線で示している。血流障害判定装置10は、最新の脈波データを含む対象期間の脈波データの確率分布と、測定開始時の脈波データを含む基準期間の脈波データの確率分布とを推定し、それらの確率分布が等しいか否かを検定するD値を算出する。D値のグラフDは、ある時点で第5閾値Thを有意に超えており、血流障害判定装置10は、第1時点d1において、生体1に血流障害が発生していると判定した。 In the graph PP of pulse wave data, the pulse wave data of 4 channels is shown by a solid line, a one-dot chain line, a two-dot chain line and a broken line. The blood flow
一方、医師は、定期的に患者を回診して血流障害が発生しているか否かを判断する。本例の場合、医師は、第2時点d2において、生体1に血流障害が発生していると判断した。 On the other hand, the doctor regularly visits the patient to determine whether or not blood flow disorder has occurred. In the case of this example, the doctor determined that the blood flow disorder occurred in the living
このように、医師による判断は正確ではあるものの、常時行えるものではなく、血流障害が発生してから発見されるまでにある程度時間が経過することがある。この点、本実施形態に係る血流障害判定装置10によれば、連続的な監視が可能となり、血流障害の発生をいち早く発見することができる。本実施形態に係る血流障害判定装置10によれば、基準期間の脈波データの確率分布と対象期間の脈波データの確率分布との差異に着目することで、脈波データの特徴を相対的に評価して、血流障害が発生している否かを判定することができる。 As described above, although the judgment by the doctor is accurate, it cannot always be made, and a certain amount of time may elapse from the occurrence of the blood flow disorder to the discovery. In this regard, according to the blood flow
なお、脈波データの確率分布の変化に基づいて血流障害の発生を判定する場合、センサ20は、血流障害が懸念される箇所に貼付されてよいが、血流障害が懸念される箇所と正常な箇所にまたがるように貼付されてもよい。センサ20を血流障害が懸念される箇所と正常な箇所にまたがるように貼付する場合、少なくとも1チャネルの脈波センサ21を血流障害が懸念される箇所に貼付し、他の少なくとも1チャネルの脈波センサ21を正常な箇所に貼付するようにする。この場合、血流障害判定装置10は、正常な箇所に対応するチャネルの脈波データを基準として、正常な箇所に対応するチャネルの脈波データの確率分布と、血流障害が懸念される箇所に対応するチャネルの脈波データの確率分布とが等しいか否かを検定する検定統計量を算出してよい。また、センサ20を複数用意して、複数のチャネルを含む第1センサを正常な箇所に貼付し、複数のチャネルを含む他のセンサを血流障害が懸念される箇所に貼付してもよい。その場合、血流障害判定装置10は、正常な箇所に貼付した第1センサの脈波データの確率分布と、血流障害が懸念される箇所に貼付した第2センサの脈波データの確率分布とが等しいか否かを検定する検定統計量を算出してよい。 When determining the occurrence of blood flow disorder based on the change in the probability distribution of the pulse wave data, the
図19は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により実行される第7処理のフローチャートである。第6処理は、赤外データに基づくノイズ除去を行い、色データに基づき危険度を算出する処理である。血流障害判定システム100の色センサ22で測定される色データは、赤外データを含み、決定部17は、赤外データに基づいてノイズ除去された時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する。ここで、赤外データに基づくノイズ除去は、例えば、赤外データの大きさが第6閾値以上である場合に、その時点の色データをノイズとして除去することにより行われてよい。 FIG. 19 is a flowchart of the seventh process executed by the blood flow
はじめに、血流障害判定システム100は、色センサ22によって、所定のサンプリングレートで色データを測定する(S70)。血流障害判定装置10は、赤外データが第6閾値以上である区間の色データを除去することで、色データに関するノイズ除去を行う(S71)。その後、血流障害判定装置10は、色データを平滑化する(S72)。平滑化は、第3処理と同様に行われてよい。 First, the blood flow
血流障害判定装置10は、色データから明度データに変換する(S73)。色データから明度データへの変換は、第3処理と同様に行われてよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、明度データを近似する所定の関数のパラメータを決定する(S74)。明度データを近似する所定の関数のパラメータは、第3処理と同様に決定されてよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、決定係数と、パラメータの対数正規分布との積により指標を算出する(S75)。指標は、第3処理と同様に算出されてよい。 The blood flow
血流障害判定装置10は、指標の絶対値が第3閾値以上であるか否かを判定する(S76)。指標が第3閾値以上である場合(S76:YES)、血流障害判定装置10は、危険度の前回の値に指標を加算することで危険度を更新する(S77)。一方、指標が第3閾値以上でない場合(S76:NO)、危険度の前回の値と指標のいずれか大きい値により危険度を更新する(S78)。 The blood flow
赤外データに基づいて色データのノイズ除去を行うことで、血流障害の危険度をより正確に算出することができるようになる。 By removing noise from color data based on infrared data, the risk of blood flow disorder can be calculated more accurately.
図20は、本実施形態に係る血流障害判定システム100により測定され、ノイズ除去された色データ及びノイズ除去されていない色データを示す図である。同図では、横軸に時間を示し、上側の縦軸にノイズ除去を行った色データの明度を無次元で示し、下側の縦軸にノイズ除去していない色データの明度を無次元で示している。ノイズ除去を行った色データのグラフY1及びノイズ除去していない色データのグラフY2いずれも、4チャンネルの色データを実線、一点鎖線、二点鎖線及び破線で示している。 FIG. 20 is a diagram showing color data with noise removed and color data without noise removal measured by the blood flow
ノイズ除去を行った色データのグラフY1は、不連続な箇所を含み、当該箇所がノイズとして除去されたデータである。一方、ノイズ除去していない色データのグラフY2は連続している。 The graph Y1 of the color data from which noise has been removed is data in which discontinuous portions are included and the portions are removed as noise. On the other hand, the graph Y2 of the color data in which noise is not removed is continuous.
図21は、本実施形態に係る血流障害判定装置10により色データに基づき推定された危険度を示す図である。同図では、横軸に経過日数を示し、縦軸に危険度を示している。同図では、4チャンネルの色センサ22により測定され、赤外データに基づいてノイズ除去された色データに基づき危険度を算出した結果を示している。 FIG. 21 is a diagram showing a degree of risk estimated based on color data by the blood flow
血流障害判定装置10は、ノイズ除去された4つの色データに基づき、それぞれ危険度を推定する。図21からは、2018年7月30日の夜に実線で示した第1危険度C1と、一点鎖線で示した第2危険度C2とが急上昇していることが読み取れる。第1危険度C1は、最大値の1.0近くまで上昇し、その後0.6程度を維持している。また、第2危険度C2は、0.3程度まで上昇し、その後0.3程度を維持している。その他、二点鎖線で示した第3危険度C3及び破線で示した第4危険度C4は、2018年7月31日の朝に0.1程度に上昇し、その後0.1程度を維持している。 The blood flow
図21に示すデータによれば、少なくとも1チャンネルの色データについて、危険度が最大値近くまで上昇しており、生体1に血流障害が生じている蓋然性が高いと判断できる。 According to the data shown in FIG. 21, with respect to the color data of at least one channel, the degree of risk has risen to near the maximum value, and it can be determined that there is a high possibility that the blood flow disorder has occurred in the living
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting and interpreting the present invention. Each element included in the embodiment and its arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those exemplified, and can be changed as appropriate. In addition, the configurations shown in different embodiments can be partially replaced or combined.
本発明は、生体の色データ及び温度データの少なくともいずれかに基づいて血流障害の危険度を算出し、危険度に基づいて血流障害を判定することができる血流障害判定装置、血流障害判定方法、血流障害判定プログラム及び血流障害判定システムを提供する。 The present invention is a blood flow disorder determining device and blood flow that can calculate the risk of blood flow disorder based on at least one of the color data and the temperature data of a living body and determine the blood flow disorder based on the risk. Provided are a disorder determination method, a blood flow disorder determination program, and a blood flow disorder determination system.
[付記1]
生体の色の時間変化を測定した色データ及び前記生体の温度の時間変化を測定した温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを取得する取得部と、
前記時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する決定部と、
前記1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する第1推定部と、
前記危険度に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、
を備える血流障害判定装置。[Appendix 1]
An acquisition unit that acquires time-series data including at least one of color data that measures the time change of the color of the living body and temperature data that measures the time change of the temperature of the living body.
A determination unit that determines the values of one or more parameters included in a predetermined function that approximates the time series data.
A first estimation unit that estimates the degree of risk based on the values of the one or more parameters, and
A second determination unit that determines whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk.
A blood flow disorder determination device comprising.
[付記2]
前記第1推定部は、前記1又は複数のパラメータの値及び前記1又は複数のパラメータの決定係数に基づいて指標を算出し、前記指標に基づいて前記危険度を更新することで、時間変化する前記危険度を推定する、
付記1に記載の血流障害判定装置。[Appendix 2]
The first estimation unit calculates an index based on the value of the one or a plurality of parameters and the coefficient of determination of the one or a plurality of parameters, and updates the degree of risk based on the index to change with time. Estimate the degree of risk,
The blood flow disorder determination device according to
[付記3]
時間をtと表し、前記1又は複数のパラメータをA、A0及びτと表すとき、
前記所定の関数は、A×exp(−t/τ)+A0である、
付記2に記載の血流障害判定装置。[Appendix 3]
When time is expressed as t and the one or more parameters are expressed as A, A 0 and τ,
The predetermined function is A × exp (−t / τ) + A 0 .
The blood flow disorder determination device according to
[付記4]
前記第1推定部は、
前記指標の絶対値が第3閾値以上である場合、前記危険度の前回の値に前記指標を加算することで前記危険度を更新し、
前記指標の絶対値が前記第3閾値未満である場合、前記危険度の前回の値と前記指標のいずれか大きい値により前記危険度を更新する、
付記2又は3に記載の血流障害判定装置。[Appendix 4]
The first estimation unit
When the absolute value of the index is equal to or higher than the third threshold value, the risk level is updated by adding the index value to the previous value of the risk level.
When the absolute value of the index is less than the third threshold value, the risk level is updated by the larger value of the previous value of the risk level and the index.
The blood flow disorder determination device according to
[付記5]
前記取得部は、前記生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得し、
前記複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部と、
前記複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部と、
所定の周波数区間毎に前記1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部と、
前記頻度に基づいて、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部と、をさらに備え、
前記第2判定部は、前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数のスペクトルデータに基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する、
付記1から4のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。[Appendix 5]
The acquisition unit acquires a plurality of pulse wave data obtained by measuring the time change of the pulse wave of the living body in a plurality of different periods.
A generator that generates a plurality of spectral data by Fourier transforming each of the plurality of pulse wave data,
A detection unit that detects one or more peaks included in the plurality of spectral data, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the frequency at which the one or more peaks are detected for each predetermined frequency section, and
A first determination unit for determining whether or not the one or more peaks are artifacts based on the frequency is further provided.
When it is determined that the one or more peaks are not artifacts, the second determination unit determines whether or not the living body has a blood flow disorder based on the plurality of spectral data.
The blood flow disorder determining device according to any one of
[付記6]
前記第1判定部は、前記複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値以上である場合に、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する、
付記5に記載の血流障害判定装置。[Appendix 6]
The first determination unit determines whether or not the one or more peaks are artifacts when the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or greater than the first threshold value.
The blood flow disorder determination device according to
[付記7]
前記第2判定部は、前記アーティファクトでないと判定された前記1又は複数のピークのうち最も頻度が高い周波数区間を特定し、前記複数のスペクトルデータの前記周波数区間のパワーの平均値が第2閾値以下である場合に、前記生体に血流障害が発生していると判定する、
付記6に記載の血流障害判定装置。[Appendix 7]
The second determination unit identifies the most frequent frequency section of the one or a plurality of peaks determined not to be the artifact, and the average value of the power of the frequency section of the plurality of spectral data is the second threshold value. When the following, it is determined that the living body has a blood flow disorder.
The blood flow disorder determination device according to
[付記8]
前記第2判定部は、前記複数のスペクトルデータのパワーの和が第1閾値未満である場合、前記複数のスペクトルデータのパワーの和の平均値が第2閾値以下である場合に、前記生体に血流障害が発生していると判定する、
付記6又は7に記載の血流障害判定装置。[Appendix 8]
The second determination unit applies to the living body when the sum of the powers of the plurality of spectral data is less than the first threshold value and the average value of the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or less than the second threshold value. Judge that blood flow disorder has occurred,
The blood flow disorder determination device according to
[付記9]
所定期間に前記第1判定部及び前記第2判定部による判定を複数回行った場合における血流障害が発生していると判定された割合に基づいて、時間変化する脈波危険度を推定する第2推定部をさらに備える、
付記5から8のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。[Appendix 9]
The time-varying pulse wave risk is estimated based on the rate at which it is determined that blood flow disorder has occurred when the first determination unit and the second determination unit make a plurality of determinations in a predetermined period. Further equipped with a second estimation unit,
The blood flow disorder determining device according to any one of
[付記10]
前記第2判定部は、前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数の脈波データを用いて前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定した結果と、前記色データ及び前記温度データの少なくともいずれかを用いて前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定した結果とに基づいて、前記生体に血流障害が生じているか否かを総合判定する、
付記9に記載の血流障害判定装置。[Appendix 10]
The second determination unit uses the plurality of pulse wave data to determine whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body when it is determined that the one or more peaks are not artifacts. Based on the result of determining whether or not the living body has a blood flow disorder using at least one of the color data and the temperature data, whether or not the living body has a blood flow disorder is determined. Comprehensive judgment,
The blood flow disorder determination device according to
[付記11]
前記第2判定部は、前記脈波危険度及び前記危険度の少なくともいずれかが第4閾値以上である場合に、前記生体に血流障害が生じていると総合判定する、
付記10に記載の血流障害判定装置。[Appendix 11]
The second determination unit comprehensively determines that a blood flow disorder has occurred in the living body when at least one of the pulse wave risk and the risk is equal to or higher than the fourth threshold value.
The blood flow disorder determination device according to
[付記12]
生体の色の時間変化を測定した色データ及び前記生体の温度の時間変化を測定した温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを取得することと、
前記時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定することと、
前記1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定することと、
前記危険度に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定することと、
を含む血流障害判定方法。[Appendix 12]
Acquiring time-series data including at least one of color data measuring the time change of the color of the living body and temperature data measuring the time change of the temperature of the living body, and
Determining the values of one or more parameters contained in a given function that approximates the time series data.
Estimating the degree of risk based on the values of one or more of the above parameters
Determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk,
Blood flow disorder determination method including.
[付記13]
血流障害判定装置に備えられたプロセッサを、
生体の色の時間変化を測定した色データ及び前記生体の温度の時間変化を測定した温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを取得する取得部、
前記時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する決定部、
前記1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する第1推定部、及び
前記危険度に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部、
として機能させる血流障害判定プログラム。[Appendix 13]
The processor provided in the blood flow disorder determination device,
An acquisition unit that acquires time-series data including at least one of color data that measures the time change of the color of the living body and temperature data that measures the time change of the temperature of the living body.
A determination unit that determines the value of one or more parameters included in a predetermined function that approximates the time series data.
A first estimation unit that estimates the degree of risk based on the values of the one or a plurality of parameters, and a second determination unit that determines whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk. ,
A blood flow disorder judgment program that functions as a function.
[付記14]
生体の色の時間変化を測定した色データ及び前記生体の温度の時間変化を測定した温度データの少なくともいずれかを測定し、前記色データ及び前記温度データの少なくともいずれかを含む時系列データを出力するセンサと、前記時系列データを用いて前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する血流障害判定装置とを備える血流障害判定システムであって、
前記血流障害判定装置は、
前記時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する決定部と、
前記1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する第1推定部と、
前記危険度に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、を有する、
血流障害判定システム。[Appendix 14]
Measure at least one of the color data that measures the time change of the color of the living body and the temperature data that measures the time change of the temperature of the living body, and output the time series data including at least one of the color data and the temperature data. It is a blood flow disorder determination system including a sensor for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body using the time series data.
The blood flow disorder determination device is
A determination unit that determines the values of one or more parameters included in a predetermined function that approximates the time series data.
A first estimation unit that estimates the degree of risk based on the values of the one or more parameters, and
It has a second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk.
Blood flow disorder judgment system.
1…生体、10…血流障害判定装置、10a…CPU、10b…RAM、10c…ROM、10d…通信部、10e…入力部、10f…表示部、11…取得部、12…生成部、13…検出部、14…算出部、15…第1判定部、16…第2判定部、17…決定部、18…第1推定部、19…第2推定部、20…センサ、21…脈波センサ、22…色センサ、23…温度センサ、25…フレキシブル基板、30…トランスミッタ、100…血流障害判定システム 1 ... Living body, 10 ... Blood flow disorder determination device, 10a ... CPU, 10b ... RAM, 10c ... ROM, 10d ... Communication unit, 10e ... Input unit, 10f ... Display unit, 11 ... Acquisition unit, 12 ... Generation unit, 13 ... detection unit, 14 ... calculation unit, 15 ... first judgment unit, 16 ... second judgment unit, 17 ... determination unit, 18 ... first estimation unit, 19 ... second estimation unit, 20 ... sensor, 21 ... pulse wave Sensor, 22 ... color sensor, 23 ... temperature sensor, 25 ... flexible substrate, 30 ... transmitter, 100 ... blood flow disorder determination system
Claims (16)
前記複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部と、
前記複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部と、
所定の周波数区間毎に前記1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部と、
前記頻度に基づいて、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部と、
前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数のスペクトルデータに基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、
を備える血流障害判定装置。An acquisition unit that acquires multiple pulse wave data that measures the time change of the pulse wave of the living body in a plurality of different periods, and
A generator that generates a plurality of spectral data by Fourier transforming each of the plurality of pulse wave data,
A detection unit that detects one or more peaks included in the plurality of spectral data, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the frequency at which the one or more peaks are detected for each predetermined frequency section, and
A first determination unit that determines whether or not the one or more peaks are artifacts based on the frequency.
When it is determined that the one or a plurality of peaks are not artifacts, a second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the plurality of spectral data, and a second determination unit.
A blood flow disorder determination device comprising.
請求項1に記載の血流障害判定装置。The first determination unit determines whether or not the one or more peaks are artifacts when the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or greater than the first threshold value.
The blood flow disorder determining device according to claim 1.
請求項2に記載の血流障害判定装置。The second determination unit identifies the most frequent frequency section of the one or a plurality of peaks determined not to be the artifact, and the average value of the power of the frequency section of the plurality of spectral data is the second threshold value. When the following, it is determined that the living body has a blood flow disorder.
The blood flow disorder determining device according to claim 2.
請求項2又は3に記載の血流障害判定装置。The second determination unit applies to the living body when the sum of the powers of the plurality of spectral data is less than the first threshold value and the average value of the sum of the powers of the plurality of spectral data is equal to or less than the second threshold value. Judge that blood flow disorder has occurred,
The blood flow disorder determining device according to claim 2 or 3.
前記時系列データを近似する所定の関数に含まれる1又は複数のパラメータの値を決定する決定部と、
前記1又は複数のパラメータの値に基づいて、危険度を推定する第1推定部と、をさらに備え、
前記第2判定部は、前記危険度に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。The acquisition unit acquires time-series data including at least one of color data for measuring the time change of the color of the living body and temperature data for measuring the time change of the temperature of the living body.
A determination unit that determines the values of one or more parameters included in a predetermined function that approximates the time series data.
A first estimation unit for estimating the degree of risk based on the values of the one or a plurality of parameters is further provided.
The second determination unit determines whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the degree of risk.
The blood flow disorder determining device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の血流障害判定装置。The first estimation unit calculates an index based on the value of the one or a plurality of parameters and the coefficient of determination of the one or a plurality of parameters, and updates the degree of risk based on the index to change with time. Estimate the degree of risk,
The blood flow disorder determining device according to claim 5.
前記所定の関数は、A×exp(−t/τ)+A0である、
請求項6に記載の血流障害判定装置。When time is expressed as t and the one or more parameters are expressed as A, A 0 and τ,
The predetermined function is A × exp (−t / τ) + A 0 .
The blood flow disorder determining device according to claim 6.
前記指標の絶対値が第3閾値以上である場合、前記危険度の前回の値に前記指標を加算することで前記危険度を更新し、
前記指標の絶対値が前記第3閾値未満である場合、前記危険度の前回の値と前記指標のいずれか大きい値により前記危険度を更新する、
請求項6又は7に記載の血流障害判定装置。The first estimation unit
When the absolute value of the index is equal to or higher than the third threshold value, the risk level is updated by adding the index value to the previous value of the risk level.
When the absolute value of the index is less than the third threshold value, the risk level is updated by the larger value of the previous value of the risk level and the index.
The blood flow disorder determination device according to claim 6 or 7.
請求項5から8のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。The time-varying pulse wave risk is estimated based on the rate at which it is determined that blood flow disorder has occurred when the first determination unit and the second determination unit make a plurality of determinations in a predetermined period. Further equipped with a second estimation unit,
The blood flow disorder determining device according to any one of claims 5 to 8.
請求項9に記載の血流障害判定装置。The second determination unit uses the plurality of pulse wave data to determine whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body when it is determined that the one or more peaks are not artifacts. Based on the result of determining whether or not the living body has a blood flow disorder using at least one of the color data and the temperature data, whether or not the living body has a blood flow disorder is determined. Comprehensive judgment,
The blood flow disorder determining device according to claim 9.
請求項10に記載の血流障害判定装置。The second determination unit comprehensively determines that a blood flow disorder has occurred in the living body when at least one of the pulse wave risk and the risk is equal to or higher than the fourth threshold value.
The blood flow disorder determination device according to claim 10.
前記決定部は、前記赤外データに基づいてノイズ除去された前記時系列データを近似する前記所定の関数に含まれる前記1又は複数のパラメータの値を決定する、
請求項5から11のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。The color data includes infrared data.
The determination unit determines the values of the one or more parameters included in the predetermined function that approximates the time-series data from which noise has been removed based on the infrared data.
The blood flow disorder determining device according to any one of claims 5 to 11.
前記第2判定部は、前記検定統計量に基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する、
請求項1から12のいずれか一項に記載の血流障害判定装置。The calculation unit determines whether or not the probability distribution of the pulse wave data measured in the reference period among the plurality of different periods is equal to the probability distribution of the pulse wave data measured in the target period among the plurality of different periods. Calculate the test statistic to be tested,
The second determination unit determines whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the test statistic.
The blood flow disorder determining device according to any one of claims 1 to 12.
前記複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成することと、
前記複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出することと、
所定の周波数区間毎に前記1又は複数のピークが検出された頻度を算出することと、
前記頻度に基づいて、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定することと、
前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数のスペクトルデータに基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定することと、
を含む血流障害判定方法。Acquiring multiple pulse wave data by measuring the time change of the pulse wave of the living body in multiple different periods, and
To generate a plurality of spectral data by Fourier transforming each of the plurality of pulse wave data,
To detect one or more peaks included in the plurality of spectral data,
To calculate the frequency at which the one or more peaks are detected for each predetermined frequency section, and
Determining whether the one or more peaks are artifacts based on the frequency.
When it is determined that the one or more peaks are not artifacts, it is determined whether or not the living body has a blood flow disorder based on the plurality of spectral data.
Blood flow disorder determination method including.
生体の脈波の時間変化を複数の異なる期間に測定した複数の脈波データを取得する取得部、
前記複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部、
前記複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部、
所定の周波数区間毎に前記1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部、
前記頻度に基づいて、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部、及び
前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数のスペクトルデータに基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部、
として機能させる血流障害判定プログラム。The processor provided in the blood flow disorder determination device,
Acquisition unit that acquires multiple pulse wave data that measures the time change of the pulse wave of the living body in a plurality of different periods.
A generator that generates a plurality of spectral data by Fourier transforming each of the plurality of pulse wave data.
A detection unit that detects one or more peaks included in the plurality of spectral data.
A calculation unit that calculates the frequency at which the one or more peaks are detected for each predetermined frequency section.
Based on the frequency, the first determination unit for determining whether or not the one or more peaks are artifacts, and when the one or more peaks are determined not to be artifacts, the plurality of spectral data Based on this, a second determination unit that determines whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body,
A blood flow disorder judgment program that functions as a function.
前記血流障害判定装置は、
前記複数の脈波データをそれぞれフーリエ変換して複数のスペクトルデータを生成する生成部と、
前記複数のスペクトルデータに含まれる1又は複数のピークを検出する検出部と、
所定の周波数区間毎に前記1又は複数のピークが検出された頻度を算出する算出部と、
前記頻度に基づいて、前記1又は複数のピークがアーティファクトであるか否かを判定する第1判定部と、
前記1又は複数のピークがアーティファクトでないと判定された場合に、前記複数のスペクトルデータに基づいて、前記生体に血流障害が発生しているか否かを判定する第2判定部と、を有する、
血流障害判定システム。Whether or not a blood flow disorder occurs in the living body using a pulse wave sensor that measures the time change of the pulse wave of the living body in a plurality of different periods and outputs a plurality of pulse wave data and the plurality of pulse wave data. It is a blood flow disorder determination system provided with a blood flow disorder determination device for determining whether or not the data is present.
The blood flow disorder determination device is
A generator that generates a plurality of spectral data by Fourier transforming each of the plurality of pulse wave data,
A detection unit that detects one or more peaks included in the plurality of spectral data, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the frequency at which the one or more peaks are detected for each predetermined frequency section, and
A first determination unit that determines whether or not the one or more peaks are artifacts based on the frequency.
It has a second determination unit for determining whether or not a blood flow disorder has occurred in the living body based on the plurality of spectral data when it is determined that the one or a plurality of peaks are not artifacts.
Blood flow disorder judgment system.
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