本發(fā)明涉及一種用于獲得由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化的脈波分析裝置。

背景技術(shù)：

由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化是用于知曉心臟功能的循環(huán)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要指標(biāo)。例如，已知通過(guò)將導(dǎo)管插入到血管內(nèi)而侵入式測(cè)量由呼吸引起的變化的方法。然而，該方法是侵入式地進(jìn)行的，并且因此，有時(shí)對(duì)對(duì)象施加了過(guò)度的負(fù)擔(dān)。而且，用于進(jìn)行這樣的測(cè)量的裝置具有大型化的構(gòu)造，并且測(cè)量時(shí)間周期經(jīng)常持續(xù)很久。因此，例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了通過(guò)使用示波法的血壓測(cè)量來(lái)非侵入式獲得由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化的方法。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)no.2008-237882a

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的方法中，通過(guò)使用經(jīng)由血壓袖帶獲取的壓力波形來(lái)獲得由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化。然而，在該方法中，由于諸如在測(cè)量期間對(duì)象移動(dòng)身體、或?qū)ο蟮纳眢w的一部分或血壓袖帶與外物接觸這樣的外部原因，在測(cè)量的壓力波形中容易包括噪音，并且因此，有時(shí)難以精確地獲得由呼吸引起的變化。不僅在使用血壓袖帶的情況下可能發(fā)生該問(wèn)題，而且在使用脈搏血氧計(jì)或其它脈波傳感器的情況下也可能發(fā)生該問(wèn)題。即，存在這樣的問(wèn)題：在通過(guò)非侵入式技術(shù)獲取壓力波形的情況下，由于噪音而難以精確地計(jì)算由呼吸引起的變化。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種脈波分析裝置，該脈波分析裝置在減小施加于對(duì)象的負(fù)擔(dān)的同時(shí)，能夠精確地獲得表示由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化的指標(biāo)值。

解決問(wèn)題的方案

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的一個(gè)方面為一種脈波分析裝置，該脈波分析裝置包括：

獲取部，該獲取部獲取非侵入式測(cè)量的脈波；和

分析部，該分析部通過(guò)使用脈波來(lái)計(jì)算頻率軸上的數(shù)據(jù)，并且該分析部基于所述頻率軸上的數(shù)據(jù)來(lái)獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

根據(jù)本發(fā)明的脈波分析裝置，在減小施加于對(duì)象的負(fù)擔(dān)的同時(shí)，能夠精確地獲得表示由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的脈波分析裝置的圖表。

圖2是圖示出實(shí)施例1的脈波分析裝置的運(yùn)行方式的流程圖。

圖3a是示出施加于對(duì)象的袖帶壓力的曲線圖。

圖3b是示出疊加在袖帶壓力上的脈波的曲線圖。

圖4a是其中放大了圖3b所示的脈波的曲線圖。

圖4b是示出脈波的振幅值的曲線圖。

圖5a是示出脈波的振幅變化率的曲線圖。

圖5b是其中頻率分析了圖5a所示的變化率的曲線圖。

圖6a是圖示出由呼吸引起的變化的可靠性的曲線圖。

圖6b是圖示出由呼吸引起的變化的可靠性的曲線圖。

圖7是圖示出實(shí)施例2的脈波分析裝置的運(yùn)行方式的流程圖。

圖8a是示出疊加在袖帶壓力上的脈波的曲線圖。

圖8b是其中頻率分析了圖8a所示的脈波的曲線圖。

圖9a是其中放大了圖8a所示的脈波的一部分的曲線圖。

圖9b是其中放大了圖8b所示的譜圖的區(qū)段e的曲線圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例。

(實(shí)施例1)

如圖1所示，脈波分析裝置1包括：獲取部11、分析部12、存儲(chǔ)部13、控制部14、顯示部15、和提示部16。

脈波分析裝置1可通信地連接于測(cè)量裝置a，并且接收由測(cè)量裝置a測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量裝置a是用于非侵入式測(cè)量對(duì)象的脈波的裝置。該實(shí)施例使用了包括袖帶21、壓力控制器17、和檢測(cè)器18的測(cè)量裝置a。在實(shí)施例中，將壓力控制器17和檢測(cè)器18并入脈波分析裝置1中。袖帶21裝接于對(duì)象的能夠檢測(cè)動(dòng)脈的部分，諸如上臂部。壓力控制器17控制施加于袖帶21的壓力，并且檢測(cè)器18檢測(cè)袖帶壓力。將施加于袖帶21的壓力控制為具有固定值，該固定值在等于或低于對(duì)象的心臟舒張血壓的范圍內(nèi)，并且不包括靜脈的脈波成分，例如，從40至50mmhg。通過(guò)檢測(cè)器18在預(yù)定時(shí)間周期(例如，一分鐘)內(nèi)連續(xù)地檢測(cè)袖帶壓力。對(duì)象的脈波疊加在檢測(cè)的袖帶壓力上，并且將其上疊加了脈波的袖帶壓力從測(cè)量裝置a輸出(傳遞)到外部。用于測(cè)量脈波的裝置不限于測(cè)量裝置a。例如，可以使用其它傳感器，諸如裝接于對(duì)象的指尖或耳垂的脈搏血氧計(jì)。

獲取部11獲取從測(cè)量裝置a輸出的袖帶壓力。此外，獲取部11對(duì)袖帶壓力進(jìn)行信號(hào)處理，以獲取疊加在袖帶壓力上的脈波。由此獲取的脈波由多個(gè)單位脈波構(gòu)成。單位脈波是指對(duì)應(yīng)于一次心跳的脈波的單位。在預(yù)定時(shí)間周期的脈波數(shù)據(jù)中包含多個(gè)單位脈波。

分析部12計(jì)算脈波中包含的單位脈波的振幅值，以及單位脈波的振幅值的平均值(在下文中，稱為平均振幅值)。分析部12還計(jì)算作為各個(gè)單位脈波的振幅值與平均振幅值的比率的振幅比(在下文中將振幅比稱為脈波的振幅變化率，或稱為脈波的變化率)。分析部12對(duì)脈波的變化率進(jìn)行頻率分析(例如，傅里葉變換)，并且將時(shí)間軸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率軸數(shù)據(jù)。分析部12還由頻率譜計(jì)算由呼吸引起的動(dòng)脈壓變化的指標(biāo)值。而且，分析部12判定計(jì)算的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的可靠性。此外，基于計(jì)算的數(shù)據(jù)，分析部12生成表示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的曲線圖。作為頻率分析技術(shù)，只要其能夠提取頻率成分，則可以使用任意技術(shù)。例如，可以使用小波變換。

存儲(chǔ)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，諸如：由獲取部11獲取的袖帶壓力；疊加在袖帶壓力上的脈波；由分析部12計(jì)算的單位脈波的振幅值和脈波的變化率；頻率譜；以及分析結(jié)果。

控制部14將示出數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、由呼吸引起的變化的指標(biāo)值、其可靠性等的曲線圖顯示在顯示部15上。例如，控制部14還利用聲音、光等方式通過(guò)提示部16來(lái)提示分析結(jié)果異常的情況。

例如，顯示部15由觸摸面板液晶屏幕構(gòu)成。不總是要求將顯示部15安置在脈波分析裝置1的殼體上，并且可以將顯示部15構(gòu)造在形成于單獨(dú)殼體中并且由醫(yī)生攜帶的平板電腦終端等上。提示部16由揚(yáng)聲器、led燈等構(gòu)成。

接下來(lái)，將參考圖2至6b描述脈波分析裝置1的運(yùn)行方式。

首先，獲取部11獲取施加于對(duì)象并且由測(cè)量裝置a測(cè)量的袖帶壓力(步驟s101，參見(jiàn)圖3a)。在圖3a所示的實(shí)例中，將等于或低于通過(guò)獲取部11獲取的對(duì)象的心臟舒張血壓的大約45mmhg的袖帶壓力維持大約一分鐘。

然后，獲取部11過(guò)濾在步驟s101中獲取的袖帶壓力，以獲取疊加在袖帶壓力上的脈波(步驟s102，參見(jiàn)圖3b)。

然后，分析部12計(jì)算在步驟s102中獲取的脈波中的單位脈波的振幅值，以及單位脈波的平均振幅值(步驟s103)。

具體地，分析部12計(jì)算圖4a所示的單位脈波的振幅h。圖4b是示出圖4a的單位脈波的振幅值的時(shí)序轉(zhuǎn)換的曲線圖。從圖4b的曲線圖中，可以看出脈波的振幅值在大約0.70mmhg與0.76mmhg之間轉(zhuǎn)換。分析部12可以構(gòu)造成使得分析部預(yù)先判定振幅值的水平的范圍，并且當(dāng)計(jì)算出范圍之外的振幅值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的脈波從分析樣本中排除?？商娲?，分析部12可以不排除振幅值在范圍之外的脈波，而是可以利用通過(guò)例如基于一些在前和在后脈波的振幅值進(jìn)行插值然后進(jìn)行推定而獲得的振幅值來(lái)替換該振幅值。

其后，分析部12通過(guò)將單位脈波的振幅值除以在步驟s103中計(jì)算的平均振幅值來(lái)計(jì)算脈波的變化率(步驟s104，參見(jiàn)圖5a)。在圖5a所示的實(shí)例中，變化率在大約0.95與1.035之間變化。在曲線圖中，t表示呼吸周期，并且h表示一次呼吸中的變化率的振幅。雖然在本實(shí)施例中，分析部12通過(guò)使用平均振幅值進(jìn)行單位脈波的振幅值的除法，但是除法的方式不限于此?？梢酝ㄟ^(guò)使用能夠計(jì)算與參考值的比率的值來(lái)進(jìn)行除法，諸如單位脈波的振幅的中位振幅值。

其后，分析部12對(duì)脈波的變化率進(jìn)行頻率分析(步驟s105)。在進(jìn)行頻率分析之前，對(duì)脈波的變化率的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，諸如去除dc成分和樣條插值的處理。作為頻率分析的結(jié)果，作為時(shí)間軸數(shù)據(jù)的變化率的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為頻率軸的功率譜數(shù)據(jù)。

圖5b是示出通過(guò)對(duì)圖5a所示的脈波的變化率進(jìn)行頻率分析而獲得的功率譜的曲線圖。

然后，分析部12基于對(duì)象的呼吸周期和功率譜來(lái)計(jì)算由呼吸引起的變化的指標(biāo)值(步驟s106)。例如，在將人工呼吸機(jī)連接于對(duì)象的情況下，能夠從人工呼吸機(jī)的控制值獲取對(duì)象的呼吸周期。在實(shí)施例中，人工呼吸機(jī)將呼吸周期控制為每5秒一次呼吸(0.2hz)。因此，在實(shí)施例中，將圖5b的曲線圖中的0.2hz處的功率值確定為用于計(jì)算由呼吸引起的變化的目標(biāo)功率值。計(jì)算所確定的目標(biāo)功率值的平方根的值，即，呼吸周期中的功率值的平方根的值，作為由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。這是基于通過(guò)對(duì)脈波的變化率進(jìn)行頻率分析獲得的功率值對(duì)應(yīng)于脈波的振幅變化率的平方的事實(shí)。由呼吸引起的變化的指標(biāo)值不限于功率值的平方根的值，并且只要能夠獲取由于呼吸引起的振幅值的改變，則可以是任意指標(biāo)。例如，可以將功率值原樣用作指標(biāo)值。

可替代地，用于確定對(duì)象的呼吸周期的構(gòu)造可以是例如其中分析部12自動(dòng)讀取并獲取人工呼吸機(jī)的控制值的構(gòu)造或者其中醫(yī)生從外部將呼吸周期的信息輸入到分析部12中的構(gòu)造。在脈波分析裝置1(分析部12)具有能夠測(cè)量呼吸周期的功能(所謂的二氧化碳分析儀的測(cè)量功能)的情況下，可以采用利用該功能獲取的呼吸率來(lái)確定呼吸周期的構(gòu)造。可替代地，可以采用這樣的構(gòu)造：其中，預(yù)先判定通常被期望作為呼吸周期的頻率范圍、并且設(shè)置了例如在頻率范圍中確定獲得最大功率值的頻率作為對(duì)象的呼吸周期的程序。

然后，分析部12判定在步驟s106中計(jì)算的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的可靠性(步驟s107)?；陬A(yù)定的頻率帶中的功率值的程度(degree)進(jìn)行可靠性判定。

在對(duì)象的呼吸頻率在從0.15至0.40hz的范圍內(nèi)的情況下，例如，將從0至0.15hz和從0.40hz到心跳出現(xiàn)頻率(在實(shí)施例中，1.25hz)的范圍設(shè)定為預(yù)定的頻率帶。計(jì)算設(shè)定的頻率帶中的功率值之和，即圖5b的曲線圖中的陰影區(qū)域b和c的面積，以及呼吸頻率的范圍內(nèi)的功率值之和，即陰影區(qū)域d的面積。然后，判定預(yù)定的頻率帶中的功率值是噪音成分，并且計(jì)算b和c的面積與d的面積的比率，從而判定可靠性。

例如，通過(guò)使用b的面積和c的面積是否超過(guò)閾值、d的面積是否超過(guò)閾值、b和c的面積與d的面積的比率是否超過(guò)閾值等作為指標(biāo)來(lái)進(jìn)行判定。在圖6a所示的實(shí)例中，噪音成分大，并且因此脈波的變化率大，作為結(jié)果，當(dāng)進(jìn)行頻率分析時(shí)，功率譜如圖6b所示。在這樣的情況下，判定b的面積和c的面積超過(guò)閾值，并且判定由呼吸引起的變化的計(jì)算值具有低可靠性。

當(dāng)然，可以僅使用b的面積或c的面積來(lái)判定可靠性?？商娲?，可以通過(guò)使用表示b區(qū)域的峰值(最大值)較大的程度的信息(或示出峰值與d區(qū)域的峰值的比率值的信息)來(lái)判定可靠性。可以使用c區(qū)域的峰值?？梢允褂胋和c區(qū)域的峰值兩者來(lái)判定可靠性?？梢酝ㄟ^(guò)僅使用等于或大于固定值(例如，0.005)的陰影區(qū)域b和c的面積來(lái)進(jìn)行可靠性判定。如上所述，分析部12可以構(gòu)造成通過(guò)使用預(yù)定的頻率帶中的功率值從而進(jìn)行可靠性判定。

然后，控制部使諸如在步驟s106中計(jì)算的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值、在步驟s107中判定的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的可靠性、和在步驟s105中計(jì)算的功率譜的數(shù)據(jù)這樣的數(shù)據(jù)顯示在顯示部15的屏幕上(步驟s108)。

其后，在計(jì)算的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值超過(guò)預(yù)定的閾值的情況下，控制部14控制提示部16輸出警告警報(bào)等(步驟s109)。以這種方式，脈波分析裝置1的一系列運(yùn)行結(jié)束。

控制部14可以根據(jù)可靠性的值(例如，上述b和c的面積與d的面積的比率，以及b區(qū)域的峰值與d區(qū)域的峰值的比率)來(lái)控制由于呼吸引起的變化的指標(biāo)值在顯示部15上的顯示。在將可靠性的值與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較、并且判定可靠性為低的情況下，例如，與正常時(shí)間(在判定可靠性為高的情況下)的顯示效果相比，控制部14可以改變由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的顯示效果。例如，可以以下面的方式改變顯示效果：“在可靠性低的情況下，不顯示由呼吸引起的變化的指標(biāo)值”；“由呼吸引起的變化的指標(biāo)值與警報(bào)信息(由于噪音等的影響，測(cè)量不正確)同時(shí)顯示”；“由呼吸引起的變化的指標(biāo)值閃爍”；或者“以與常規(guī)顏色不同的顏色顯示由呼吸引起的變化的指標(biāo)值”。除了顯示效果的改變之外，可以響起警報(bào)。當(dāng)如上所述地改變由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的顯示效果時(shí)，使用者(主要是醫(yī)生或護(hù)士)能夠認(rèn)識(shí)到很可能不能正確地獲取對(duì)象的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。因此，使用者能夠在得知由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的正確性的同時(shí)，進(jìn)行分析或處理?？刂撇?4可以顯示示出可靠性的值的轉(zhuǎn)換的趨勢(shì)曲線圖。

例如，已知通過(guò)將導(dǎo)管插入到血管內(nèi)而侵入式測(cè)量由呼吸引起的變化的方法。在該方法中，通過(guò)使用測(cè)量的血壓波形，根據(jù)下面的式1獲得ppv(脈壓變化)：

ppv＝(hmax-hmin)/((hmax+hmin)/2)×100[％](式1)。

根據(jù)表達(dá)式獲得的由呼吸引起的變化是通過(guò)將一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的脈波的最大振幅(hmax)與最小振幅(hmin)之間的差值除以脈波的最大振幅與脈波的最小振幅的平均值而獲得的值，并且該值表示一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的脈波的振幅大小的變化率。通過(guò)對(duì)時(shí)間軸數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算而完成計(jì)算，并且對(duì)每次往復(fù)運(yùn)動(dòng)獲得一個(gè)變化率。

在上述的侵入式方法中，精確性高，但是會(huì)帶來(lái)很多麻煩。因此，例如，已經(jīng)提出了通過(guò)使用血壓袖帶而非侵入式測(cè)量由呼吸引起的變化的方法。然而，在該方法中，由于外部原因而容易在測(cè)量的壓力波形中包括噪音，并且，與侵入式方法比較，難以精確地測(cè)量由呼吸引起的變化。

為了通過(guò)非侵入式方法精確地獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值，發(fā)明人已經(jīng)首次研究了脈波中包括的噪音成分的去除。與實(shí)施例相似地，發(fā)明人對(duì)脈波的變化率進(jìn)行了頻率分析，確定了功率值的峰值出現(xiàn)的頻率，并且生成了具有確定的頻率±0.02hz的范圍的帶通濾波器。例如，根據(jù)出現(xiàn)峰值的0.2hz的頻率，生成具有0.18至0.22hz的頻率的帶通濾波器y，通過(guò)使用帶通濾波器y對(duì)脈波進(jìn)行過(guò)濾處理，并且根據(jù)通過(guò)過(guò)濾處理獲得的脈波數(shù)據(jù)計(jì)算由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

計(jì)算了通過(guò)進(jìn)行過(guò)濾處理計(jì)算的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值與通過(guò)上述侵入式方法獲得的由呼吸引起的變化(真實(shí)值)之間的相關(guān)系數(shù)。已經(jīng)注意到，即使當(dāng)進(jìn)行這樣的過(guò)濾處理時(shí)，也不能充分地提高由呼吸引起的變化的計(jì)算精度。

相比之下，根據(jù)本實(shí)施例的脈波分析裝置1，通過(guò)使用從對(duì)象非侵入式獲取的脈波來(lái)計(jì)算脈波的變化率，對(duì)計(jì)算的變化率進(jìn)行頻率分析，并且獲得對(duì)象的呼吸頻率的功率值的平方根，從而計(jì)算由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。即，將位于非侵入式測(cè)量的脈波的時(shí)間軸上的變化率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率軸上的功率譜數(shù)據(jù)，并且根據(jù)功率譜數(shù)據(jù)計(jì)算由呼吸引起的變化的指標(biāo)值，從而進(jìn)行對(duì)應(yīng)于用于非侵入式獲得ppv的以上(式1)的計(jì)算。

計(jì)算如此獲得的由呼吸引起的變化的指標(biāo)值與通過(guò)侵入式方法獲得的由呼吸引起的變化(真實(shí)值)之間的相關(guān)系數(shù)，并且確認(rèn)了高相關(guān)性。這看起來(lái)是因?yàn)椋涸谕ㄟ^(guò)頻率分析從從對(duì)象非侵入式獲取的脈波消除噪音成分的同時(shí)，能夠保持與由呼吸引起的變化相關(guān)的變化成分。以這種方式，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：能夠基于頻率軸數(shù)據(jù)精確地獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

與以上用于非侵入式獲得由呼吸引起的變化的(式1)的技術(shù)相似地，將單位脈波的振幅除以平均振幅值，并且因此，能夠以與(式1)的侵入式技術(shù)相似的精確度獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

在將人工呼吸機(jī)連接于對(duì)象并且控制對(duì)象的呼吸周期的情況下，即使當(dāng)改變?nèi)斯ず粑鼨C(jī)的呼吸周期的設(shè)定時(shí)，例如，使分析部12讀取設(shè)定的改變，從而總是能夠確定用于計(jì)算由呼吸引起的變化的最優(yōu)目標(biāo)功率值，并且能夠正確地獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。而且，在脈波分析裝置1具有測(cè)量呼吸周期的功能的情況下，能夠相似地獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

例如，如圖5b所示，獲得預(yù)定的頻率帶(0至0.15hz、0.40至1.25hz)中的b和c區(qū)域的功率值之和，以及呼吸頻率帶(0.15至0.40hz)中的d區(qū)域的功率值之和，從而能夠基于功率值之和的比率正確地判定由呼吸引起的變化的可靠性。此外，還能夠根據(jù)b的面積和c的面積是否超過(guò)閾值來(lái)判定由呼吸引起的變化的可靠性。

(實(shí)施例2)

接下來(lái)，將描述本發(fā)明的實(shí)施例2。利用相同的參考標(biāo)號(hào)表示與以實(shí)施例1相同的方式構(gòu)造的部分，并且省略它們的描述。本實(shí)施例的脈波分析裝置1a與實(shí)施例1的脈波分析裝置1的不同之處在于對(duì)脈波的變化率進(jìn)行頻率分析，其中在不對(duì)從對(duì)象獲得的脈波進(jìn)行獲取振幅比等的計(jì)算的情況下進(jìn)行頻率分析。

將參考圖7至9b描述脈波分析裝置1a的運(yùn)行方式。

首先，獲取部11獲取由測(cè)量裝置a測(cè)量的袖帶壓力(步驟s201)。然后，獲取部11過(guò)濾在步驟s201中獲取的袖帶壓力，以獲取疊加在袖帶壓力上的脈波(步驟s202，參見(jiàn)圖8a)。

然后，分析部12a對(duì)在步驟s202中獲取的脈波進(jìn)行頻率分析(傅里葉變換)(步驟s203)。當(dāng)將要進(jìn)行頻率分析時(shí)，可以對(duì)脈波的信號(hào)進(jìn)行去除dc成分的處理。作為頻率分析的結(jié)果，將脈波的時(shí)間軸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率軸的功率譜數(shù)據(jù)(參見(jiàn)圖8b)。在圖8b所示的實(shí)例中，可以看出頻率成分大部分分布在1.25hz附近。

然后，分析部12a確定脈波的基本頻率和邊帶波的頻率，并且從頻率分析的數(shù)據(jù)中提取脈波的基本頻率的功率值和邊帶波的頻率的功率值(步驟s204)。從在步驟s202中獲取的脈波測(cè)量脈波的基本頻率。基于脈波的基本頻率和對(duì)象的呼吸周期來(lái)計(jì)算邊帶波的頻率。

圖9a是示出圖8a的脈波的一部分的放大圖。在本實(shí)施例中，脈波的基本頻率測(cè)量為大約1.25hz。

在圖8b和9b中，ω1表示脈波的基本頻率，并且ω2表示對(duì)象的呼吸周期的頻率。邊帶波的功率分別對(duì)稱地出現(xiàn)在脈波的基本頻率ω1的兩側(cè)。邊帶波的頻率由ω1±ω2[hz]表示。與以上實(shí)施例1相似地利用人工呼吸機(jī)將對(duì)象的呼吸周期控制為5秒(0.2hz)的情況下，分別將邊帶波的頻率計(jì)算為ω1-ω2和ω1+ω2。

圖9b是其中放大了圖8b的區(qū)域e的視圖。通過(guò)分析部12a提取脈波的基本頻率(ω1)的功率值a和邊帶波的頻率(ω1+ω2)的功率值b。

然后，分析部12a獲得邊帶波的頻率的功率值b的平方根和脈波的基本頻率的功率值a的平方根，并且計(jì)算通過(guò)將功率值b的平方根除以功率值a的平方根而獲得的值作為由呼吸引起的變化的指標(biāo)值(步驟s205)。這是基于發(fā)明人的如下發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的：在對(duì)脈波進(jìn)行頻率分析的情況下，出現(xiàn)在脈波的基本頻率的功率值的兩側(cè)的邊帶波的功率值表示疊加在脈波的基本頻率上的變化成分的功率值。

然后，控制部14控制顯示部15以在其上顯示諸如由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的數(shù)據(jù)，以及生成的曲線圖。如果由呼吸引起的變化的值被判定為異常，則控制部14控制提示部16輸出警告警報(bào)等(步驟s207)。

本實(shí)施例的脈波分析裝置1a計(jì)算邊帶波的頻率的功率值的平方根(表示變化成分的水平)相對(duì)于脈波的基本頻率的功率值的平方根(表示脈波的振幅的水平)的值，從而進(jìn)行對(duì)應(yīng)于獲得由呼吸引起的變化的處理的計(jì)算。

而且，在該技術(shù)中，能夠消除脈波中包含的噪音，并且能夠精確地獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改、改進(jìn)等。另外，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例的材料、形狀、尺寸、數(shù)值、形態(tài)、數(shù)量、布置等是任意的，并且不受限制。

例如，可以將該脈波分析裝置安置為床邊監(jiān)護(hù)器、血壓測(cè)量裝置、人工呼吸機(jī)、麻醉裝置等的一部分。

本申請(qǐng)基于2014年12月11日提交的日本專利申請(qǐng)no.2014-251022，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)

1.一種脈波分析裝置，包括：

獲取部，該獲取部獲取非侵入式測(cè)量的脈波；和

分析部，該分析部計(jì)算所述脈波的振幅，通過(guò)使用所述振幅來(lái)計(jì)算頻率軸上的數(shù)據(jù)，并且基于所述頻率軸上的數(shù)據(jù)來(lái)獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈波分析裝置，其中，所述分析部通過(guò)使用所述脈波在時(shí)間軸上生成表示所述脈波的振幅的變化率的數(shù)據(jù)，對(duì)所述時(shí)間軸上的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析，并且通過(guò)使用對(duì)象的呼吸周期中的變化率的功率值來(lái)獲得所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈波分析裝置，其中，所述分析部計(jì)算所述對(duì)象的呼吸周期中的變化率的功率值的平方根，從而獲得所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈波分析裝置，其中，所述分析部基于與預(yù)先獲取的所述對(duì)象的呼吸周期相關(guān)的信息來(lái)確定作為將要根據(jù)其計(jì)算所述功率值的平方根的目標(biāo)的所述變化率的頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4的任意一項(xiàng)所述的脈波分析裝置，其中，通過(guò)將所述脈波中包含的單位脈波的振幅值除以所述單位脈波的平均振幅值來(lái)計(jì)算所述變化率。

6.根據(jù)權(quán)利要求2至5的任意一項(xiàng)所述的脈波分析裝置，其中，所述分析部基于所述頻率軸上的預(yù)定頻率的功率值來(lái)判定所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

7.一種脈波分析裝置，包括：

獲取部，該獲取部獲取非侵入式測(cè)量的脈波；和

分析部，該分析部通過(guò)使用所述脈波來(lái)計(jì)算頻率軸上的數(shù)據(jù)，并且基于所述頻率軸上的數(shù)據(jù)來(lái)獲得由呼吸引起的變化的指標(biāo)值，

其中，所述分析部通過(guò)對(duì)所述脈波進(jìn)行頻率分析、并且計(jì)算邊帶波的功率值與基本頻率的功率值的比率的平方根來(lái)獲得所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脈波分析裝置，其中，所述分析部基于與預(yù)先獲取的所述對(duì)象的呼吸周期相關(guān)的信息來(lái)確定所述邊帶波的頻率。

9.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的脈波分析裝置，其中，通過(guò)使用由呼吸機(jī)控制的呼吸率的信息來(lái)計(jì)算所述呼吸周期。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈波分析裝置，

其中，所述脈波分析裝置還包括控制部，該控制部使所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值顯示在顯示部上，并且

根據(jù)所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的可靠性，所述控制部控制所述由呼吸引起的變化的指標(biāo)值的顯示。