JP2017170014A - 血圧推定装置、血圧計、血圧推定システム、及び血圧推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検者の身体への負担なく継続的に血圧を測定できる血圧推定装置、血圧計、血圧推定システム、及び血圧推定方法を提供する。【解決手段】被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに被検者の脈波を検出する複数のセンサ１２０と、血圧計２００から取得される被検者の血圧の実測値とセンサ１２０の出力とに基づいて、被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部１６０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、血圧推定装置、血圧計、血圧推定システム、及び血圧推定方法に関する。

従来、被検者の手首等の被検部位から生体情報を測定する測定装置が知られている。例えば、特許文献１には、カフ式血圧計を用いて、被検者の心電波形と末梢血管の脈波から算出される脈波伝播時間とに基づくタイミングで血圧を測定する測定装置が記載されている。

特開２００１−３２１３４７号公報

カフ式血圧計を用いて血圧を測定する場合、カフによる加圧でうっ血する。よって被検者の身体への負担を考慮すると、カフ式血圧計を用いて血圧を測定し続けることはできない。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、被検者の身体への負担なく継続的に血圧を測定できる血圧推定装置、血圧計、血圧推定システム、及び血圧推定方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る血圧推定装置は、被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサを備える。前記血圧推定装置は、血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部を備える。

また、本発明の一実施形態に係る血圧計は、被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサと血圧測定部とを備える。前記血圧計は、前記血圧測定部から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部を備える。

また、本発明の一実施形態に係る血圧推定システムは、血圧計と、血圧推定装置とを備える。前記血圧推定装置は、被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサを備える。前記血圧推定装置は、血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部を備える。

また、本発明の一実施形態に係る血圧推定方法は、被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに複数のセンサにより前記被検者の脈波を検出するステップを含む。前記血圧推定方法は、血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出するステップを含む。

本発明の一実施形態に係る血圧推定装置、血圧計、血圧推定システム、及び血圧推定方法によれば、被検者の身体への負担なく継続的に血圧を測定できる。

実施形態１に係る血圧推定装置の構成例を示す斜視図である。 センサ保持部の構成例を示す図である。 図１の血圧推定装置の概略構成例を示す機能ブロック図である。 人間の右腕の動脈の概略図である。 センサ部から取得した応答情報に基づき算出された脈波の一例である。 図１の血圧推定装置を備える血圧推定システムの概略構成例を示す図である。 被検者の血圧を推定する手順の一例を示すフローチャートである。 被検者の血圧の推定値を監視する手順の一例を示すフローチャートである。 手首にかかる接触圧力と手首短距離間ＰＷＶとの関係についての実験結果を示すグラフである。 年代別の平均血圧を示す図である。 実施形態２に係る血圧計の模式図である。 図１１の血圧計の概略構成例を示す機能ブロック図である。 図１１の血圧計による血圧の監視手順の一例を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る血圧推定装置１００の構成例を示す斜視図である。血圧推定装置１００は、センサ保持部１１０と、表示部１３０と、装着部１４０とを備える。センサ保持部１１０は、第１センサ部１２０ａと第２センサ部１２０ｂとを備える。第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、それぞれセンサ部１２０ともいう。

装着部１４０は、血圧推定装置１００を被検者の体（腕、手首又は足首等）に装着するために用いられる。装着部１４０は、例えばゴム等の樹脂からなるバンドである。装着部１４０は、クリップ等の形態であってもよい。装着部１４０は、血圧推定装置１００を被検者の体に装着できる限りにおいて、種々の形態とされうる。

図２は、センサ保持部１１０の構成例を示す図である。図２においては、ＸＹ座標が定義されている。Ｘ軸は、正の方向を右方向として定義される。Ｙ軸は、正の方向を上方向として定義される。図２に示されるように、センサ保持部１１０は、被検者の体に対向して第１開口部１１３ａと第２開口部１１３ｂとを有する。第１開口部１１３ａには、第１センサ部１２０ａが配置される。第２開口部１１３ｂには、第２センサ部１２０ｂが配置される。

第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、被検者の生体情報を測定するセンサとして機能する。第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、被検者の被検部位に接触した状態で、被検者の生体情報を測定してもよい。本実施形態において、血圧推定装置１００は、センサ部１２０を２個備えるが、３個以上備えてもよい。図２に示されるように、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、図２のＹ軸方向に沿って所定間隔（ΔＤ）で配設される。第１センサ部１２０ａは、第２センサ部１２０ｂよりもＹ軸の正方向に配設される。所定間隔は、例えば１０〜３０ｍｍとされうる。第１センサ部１２０ａと第２センサ部１２０ｂとの位置関係は、図２に示される例に限られない。

第１センサ部１２０ａは、２個の発光部１２１ａ−１及び１２１ａ−２と受光部１２３ａとを備える。発光部１２１ａ−１及び１２１ａ−２と受光部１２３ａとは、Ｘ軸に沿って配置される。第２センサ部１２０ｂは、例えば、２個の発光部１２１ｂ−１及び１２１ｂ−２と受光部１２３ｂとを備える。発光部１２１ｂ−１及び１２１ｂ−２と受光部１２３ｂとは、Ｘ軸に沿って配置される。発光部１２１ａ−１、１２１ａ−２、１２１ｂ−１、及び１２１ｂ−２をそれぞれ、発光部１２１ともいう。受光部１２３ａ及び１２３ｂをそれぞれ、受光部１２３ともいう。１個のセンサ部１２０が備える発光部１２１の数は、２個に限られるものではない。１個のセンサ部１２０が備える受光部１２３の数も、１個に限られるものではない。１個のセンサ部１２０が備える発光部１２１又は受光部１２３の数が多いほど、センサ部１２０が測定する生体情報の精度が向上しうる。発光部１２１及び受光部１２３の配置は、図２に示される例に限られない。

発光部１２１は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード：Light emitting diode）又はＬＤ（レーザダイオード：Laser Diode）等の発光素子を備える。発光部１２１は、発光素子を１個備えてもよいし、２個以上備えてもよい。受光部１２３は、例えば、ＰＤ（フォトダイオード：Photodiode）又はＰＴ（フォトトランジスタ：Phototransistor）等の受光素子を備える。受光部１２３は、受光素子を１個備えてもよいし、２個以上備えてもよい。

［機能ブロック］
図３は、図１の血圧推定装置１００の概略構成を示す機能ブロック図である。血圧推定装置１００は、第１センサ部１２０ａと、第２センサ部１２０ｂと、表示部１３０と、制御部１６０と、電源部１７０と、記憶部１８０と、通信部１９０とを備える。本実施形態において、第１センサ部１２０ａ、第２センサ部１２０ｂ、制御部１６０、電源部１７０、記憶部１８０及び通信部１９０は、それぞれセンサ保持部１１０又は表示部１３０の内部に含めて構成することができる。

制御部１６０は、血圧推定装置１００の各機能ブロックとそれぞれ接続される。制御部１６０は、血圧推定装置１００の各機能ブロック、及び血圧推定装置１００の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部１６０は、制御手順を規定したプログラム等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであってもよい。プログラムは、例えば記憶部１８０等の記憶媒体に格納される。

制御部１６０は、センサ部１２０が測定した被検者の生体情報を取得する。制御部１６０は、被検者の生体情報に基づいて、被検者の血圧の推定値を算出することができる。被検者の血圧の推定値を算出する方法については後述する。制御部１６０が被検者の血圧の推定値を算出する場合、制御部１６０は推定部を構成する。

電源部１７０は、血圧推定装置１００全体に電力を供給する。電源部１７０は、例えばリチウムイオン電池ならびにその充電及び放電のための制御回路等を備える。電源部１７０は、外部電源から受電するための回路であってもよい。

記憶部１８０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されうる。記憶部１８０は、各種情報や血圧推定装置１００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部１８０は、ワークメモリとしても機能する。記憶部１８０には、例えば第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂから取得される生体情報が格納されてもよい。

通信部１９０は、有線又は無線の通信により、サーバ３００（図６参照）等の外部装置との間で各種データの送受信を行う。通信部１９０は、例えば、被検者の生体情報を格納するサーバ等の外部装置と通信を行い、血圧推定装置１００が測定した生体情報を、当該外部装置に送信する。

表示部１３０は、制御部１６０により算出された被検者の血圧の推定値等を表示する。表示部１３０は、例えば液晶、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、無機ＥＬ又はＬＥＤ（Light Emission Diode）等であってもよい。

＜センサ部の制御＞
制御部１６０は、センサ部１２０に対して、発光部１２１に測定光を射出させるための制御情報を出力する。測定光を射出させるための制御情報は、例えばＬＥＤ又はＬＤに電圧を印加するための信号である。制御部１６０は、センサ部１２０から、受光部１２３が受光した光に係る応答情報を取得する。受光した光に係る応答情報は、例えばＰＤ又はＰＴが出力する電圧信号である。

血圧推定装置１００が被検者の体に装着されている場合、センサ部１２０の発光部１２１から射出される測定光は、被検者の被検部位に照射される。測定光は、被検部位で散乱される。被検部位で散乱された光（散乱光）は、受光部１２３に入射する。受光部１２３は、受光した散乱光に係る応答情報を出力する。制御部１６０は、受光部１２３から取得した応答情報を用いて、被検部位に係る生体情報を算出できる。

被検部位が動脈である場合、制御部１６０は、センサ部１２０から取得する応答情報を用いて、脈波を算出できる。脈波とは、血液の流入によって生じる血管の容積時間変化を体表面から波形としてとらえたものである。つまり本実施形態において、センサ部１２０は、受光部１２３による受光強度が変化することにより脈波を検出することができる。制御部１６０は、センサ部１２０を用いて、生体情報としての脈波を光学的に取得できる。

上述の構成においては、センサ部１２０が２つの発光部１２１及び１つの受光部１２３を有する場合について説明した。一方で、センサ部１２０が発光部１２１及び受光部１２３をそれぞれ１つずつ有する構成によっても測定を行うことができる。これらの構成を比較すると、２つの発光部１２１及び１つの受光部１２３を有する構成の方が、測定の精度が向上することがある。

発光部１２１は、例えば、緑色（波長：４９５〜５７０ｎｍ）、赤色（波長：６２０〜７５０ｎｍ）、近赤外（波長：７５０〜１６００ｎｍ）のいずれかの光を発光する。長波長の光は短波長の光と比べて、体のより深い位置まで光が進入する。近赤外光の発光素子を用いて生体情報の測定が行われる場合、測定精度が向上することがある。

図４は、人間の右腕の動脈の概略図である。図４において、右手の掌が表になっている。右腕の動脈は、上腕動脈８１から、尺骨動脈８２及び橈骨動脈８３を通り、掌弓動脈８４に至る。血圧推定装置１００は、図４において破線で示されるように、被検者の手首に装着される。血圧推定装置１００の装着位置は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂを尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３に合わせるように調整される。

図４において、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは共に、橈骨動脈８３の上に合わせるように配置される。第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、橈骨動脈８３の脈波を所定距離だけ離れた位置で取得できる。所定距離は、第１センサ部１２０ａと第２センサ部１２０ｂとの距離である。

第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは共に、尺骨動脈８２の上に合わせるように配置されてもよい。この場合、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、尺骨動脈８２の脈波を所定距離だけ離れた位置で取得できる。

＜脈波伝播速度の測定＞
本実施形態では、１本の動脈について、所定距離だけ離れた位置で脈波を取得することにより、脈波が伝播する速度を測定することができる。例えば、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂが橈骨動脈８３の上に合わせるように配置される場合、制御部１６０は、橈骨動脈８３の脈波伝播速度を算出できる。つまり制御部１６０は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂから取得した応答情報に基づき算出される脈波を用いて、手首短距離間における脈波伝播速度（ＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）ともいう）を測定することができる。

図５は、制御部１６０がセンサ部１２０から取得した応答情報に基づき算出した脈波の一例である。血圧推定装置１００において、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、被検者の橈骨動脈８３に合わせて配置されているものとする。

図５（Ａ）は、橈骨動脈８３上の第１被検部に接触する第１センサ部１２０ａにおいて取得された脈波Ａを示す。図５（Ｂ）は、橈骨動脈８３上の第２被検部に接触する第２センサ部１２０ｂにおいて取得された脈波Ｂを示す。図５の横軸及び縦軸はそれぞれ、時刻及び脈波の大きさ（パワー）を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、時間で同期されている。図５（Ａ）には、脈波Ａがピーク値となる時刻が一点鎖線で示されている。図５（Ｂ）には、脈波Ｂがピーク値となる時刻が一点鎖線で示されている。図５（Ｂ）には、さらに脈波Ａがピーク値となる時刻も一点鎖線で示されている。図５（Ｂ）に示されている２本の一点鎖線それぞれに対応する時刻の差は、脈波が第１被検部から第２被検部まで伝播する時間である。脈波が第１被検部から第２被検部まで伝播する時間は、脈波伝播時間（ＰＴＴ（Pulse Transit Time））ともいう。図５の例において、脈波伝播時間（ＰＴＴ）はΔＴ（秒）である。

第１センサ部１２０ａと第２センサ部１２０ｂとが配設される間隔は、図２に示されるようにΔＤ（ｍ）である。つまり、第１被検部から第２被検部までの距離はΔＤ（ｍ）である。この場合、橈骨動脈８３における脈波伝播速度（ｍ／秒）は以下の式（１）で算出される。
（ＰＷＶ）＝ΔＤ／ΔＴ （１）

以上、橈骨動脈８３における脈波伝播速度について説明してきたが、尺骨動脈８２における脈波伝播速度についても同様に算出される。また、制御部１６０は、脈波がボトム値となる時刻を基準に脈波伝播時間を算出してもよい。また、制御部１６０は、脈波がピーク値に向けて立ち上がる際の変曲点の時刻を基準に脈波伝播時間を算出してもよい。

＜血圧の推定＞
脈波は、血液の流入によって生じる血管の容積時間変化を表す波形である。脈波伝播速度は血管の硬さを示す指標として用いられる。血管の硬さは、血圧の高さと相関する。つまり、脈波伝播速度は、血圧と相関する。制御部１６０は、脈波伝播速度と血圧との相関関係を用いて、脈波伝播速度から被検者の血圧の推定値を算出することができる。一般に、血圧（ＢＰ（Blood Pressure））と脈波伝播速度（ＰＷＶ）との関係は、以下の式（２）で表される。
（ＢＰ）＝（ＰＷＶ）×ａ＋ｂ （ａ及びｂ：係数） （２）

制御部１６０は、被検者の血圧の実測値と、被検者の脈波伝播速度とを用いて、式（２）の係数（ａ及びｂ）を決定することができる。血圧の実測値は、収縮期血圧（最高血圧）であってもよいし、拡張期血圧（最低血圧）であってもよい。血圧の実測値は、平均血圧であってもよい。平均血圧は、最高血圧と最低血圧とを用いて、以下の式（３）で表される。
（平均血圧）＝（最高血圧＋最低血圧×２）／３ （３）

本実施形態において、被検者の血圧の実測値は、血圧推定装置１００とは別体の血圧計２００（図６参照）を用いて測定される。図６は、本実施形態に係る血圧推定システム１０の概略構成例を示す図である。血圧推定システム１０は、血圧推定装置１００と血圧計２００とを備える。血圧計２００は、例えばカフ（腕帯）を用いて、人間の上腕又は手首等の動脈を圧迫して血圧を測定する、いわゆるカフ式血圧計であってよい。血圧計２００は、他の方式で血圧を測定するものであってもよい。

血圧推定装置１００と血圧計２００とは、有線又は無線により直接通信してもよい。血圧推定装置１００と血圧計２００とは、図６に示されるサーバ３００等の外部装置を介して通信してもよい。

＜＜血圧の推定フロー＞＞
図７は、被検者の血圧を推定する手順の一例（血圧推定方法ともいう）を示すフローチャートである。

まず制御部１６０は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂからそれぞれ、被検者の第１被検部及び第２被検部における生体情報を取得する。制御部１６０は、第１被検部及び第２被検部における生体情報に基づいて、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるような脈波をそれぞれ算出する。制御部１６０は、第１被検部から第２被検部への脈波伝播時間（ＰＴＴ）を算出する（ステップＳ１１）。制御部１６０は、脈波伝播時間（ＰＴＴ）をＰＴＴ校正値として記憶部１８０に格納する。

続いて制御部１６０は、血圧計２００から被検者の血圧の実測値を取得する（ステップＳ１２）。制御部１６０は、血圧の実測値を血圧校正値として記憶部１８０に格納する。

続いて制御部１６０は、ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得されたか判定する（ステップＳ１３）。所定数は、適宜定められるものである。所定数が大きいほど血圧を推定するための式の係数の精度が高くなる。これにより血圧の推定の精度が向上する。

ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得されていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ１１に戻る。

ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部１６０は、ＰＴＴ校正値と血圧校正値とに基づいて、血圧の推定式を決定する（ステップＳ１４）。血圧の推定式は、上述の式（２）の係数（ａ及びｂ）を算出することにより決定される。制御部１６０は、式（２）の係数を算出する際、ＰＴＴ校正値を脈波伝播速度（ＰＷＶ）に換算する。制御部１６０は、以下の式（４）のような血圧と脈波伝播時間との関係に基づく血圧の推定式を決定してもよい。
（ＢＰ）＝（ＰＴＴ）×ｃ＋ｄ （ｃ及びｄ：係数） （４）
この場合、制御部１６０は、ＰＴＴ校正値と血圧校正値とに基づいて、係数（ｃ及びｄ）を算出する。

続いて制御部１６０は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂからそれぞれ、被検者の第１被検部及び第２被検部における生体情報を取得する。制御部１６０は、第１被検部及び第２被検部における生体情報に基づいて、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるような脈波をそれぞれ算出する。制御部１６０は、第１被検部から第２被検部への脈波伝播時間（ＰＴＴ）を算出する（ステップＳ１５）。制御部１６０は、脈波伝播時間（ＰＴＴ）を記憶部１８０に格納する。

制御部１６０は、式（４）を用いて、脈波伝播時間（ＰＴＴ）から血圧の推定値を算出する（ステップＳ１６）。制御部１６０は、式（２）を用いて血圧の推定値を算出してもよい。この場合、制御部１６０は、脈波伝播時間（ＰＴＴ）を脈波伝播速度（ＰＷＶ）に換算する。制御部１６０は、血圧の推定値を算出した後、ステップＳ１５に戻る。制御部１６０は、ステップＳ１５及びステップＳ１６を繰り返し、継続的に血圧の推定値を算出する。制御部１６０は、血圧の推定値を算出した後、図７のフローチャートを終了してもよい。

以上、図７のフローチャートについて説明してきたように、制御部１６０は、被検者の血圧の推定値を算出することができる。本実施形態に係る血圧推定方法によれば、いわゆるカフ式血圧計による血圧測定のように動脈が圧迫されることがない。このようにすることで、血圧測定時のうっ血が起こらないように血圧が推定される。血圧測定時にうっ血が起こる場合、被検者の身体への負担が大きくなるので、連続的又は継続的に血圧を測定することが難しい。一方で、本実施形態に係る血圧推定方法によれば、被検者の身体への負担を軽くできるので、継続的に血圧を推定することができる。

本実施形態に係る血圧推定方法によれば、一心拍ごとに得られる脈波伝播時間を用いることにより、血圧の推定値を算出するインターバルを最短で一心拍とすることができる。これに対して、いわゆるカフ式血圧計のように動脈を圧迫して血圧を測定する方式によれば、うっ血の発生等による被検者の身体への負担を考慮する必要がある。よって、カフ式血圧計等による血圧測定のインターバルは、通常５分以上となる。本実施形態に係る血圧推定方法によれば、被検者の身体への負担を軽くできるので、５分間隔未満の一定周期で継続的に血圧を推定することができる。

［血圧推定装置による血圧監視］
血圧推定装置１００は、被検者の血圧を継続的に推定することができるので、被検者の血圧を監視するために用いられうる。図８は、制御部１６０が被検者の血圧の推定値を監視する手順の一例を示すフローチャートである。

まず制御部１６０は、血圧の推定式を決定する（ステップＳ２１）。制御部１６０は、図７のステップＳ１１からステップＳ１３と同様にして、血圧の推定式を決定できる。血圧の推定式は、式（２）で表される脈波伝播速度（ＰＷＶ）を用いる式であってもよいし、式（４）で表される脈波伝播時間（ＰＴＴ）を用いる式であってもよい。

続いて制御部１６０は、血圧の推定値に対応する所定範囲を設定する（ステップＳ２２）。所定範囲は、例えば最高血圧が所定値以下となる範囲が設定される。血圧の推定値が所定範囲外となった場合、制御部１６０は、表示部１３０等を用いて被検者又は周囲に対してアラームを報知する。所定範囲は、最高血圧に係る範囲に限られず、最低血圧又は平均血圧に係る範囲が設定されてもよい。例えば最低血圧が所定値以上となる範囲が設定されてもよい。例えば、平均血圧が所定範囲となるように設定されてもよい。

続いて制御部１６０は、図７のステップＳ１５と同様に、第１被検部から第２被検部への脈波伝播時間（ＰＴＴ）を算出する（ステップＳ２３）。

続いて制御部１６０は、式（２）又は式（４）を用いて、脈波伝播時間（ＰＴＴ）から血圧の推定値を算出する（ステップＳ２４）。制御部１６０は、血圧の推定値を記憶部１８０に格納してもよい。

続いて制御部１６０は、血圧の推定値が所定範囲外であるか判定する（ステップＳ２５）。血圧の推定値が所定範囲外でない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ２３に戻る。

血圧の推定値が所定範囲外である場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、制御部１６０は、血圧の推定値がアラーム範囲外となった旨を報知するために表示部１３０等を用いて被検者又は周囲に対してアラームを表示する（ステップＳ２６）。さらに制御部１６０は、被検者に対して血圧計２００による測定を促してもよい。血圧計２００による測定を促す情報は、アラームに含まれてもよい。被検者は、アラームに従い、血圧計２００により血圧を測定する。制御部１６０が、アラームに従い、自動的に被検者の血圧を測定してもよい。

続いて制御部１６０は、血圧計２００により測定した被検者の血圧の実測値を取得する（ステップＳ２７）。制御部１６０は、取得した実測値を記憶部１８に格納してもよい。

制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、図８のフローチャートを終了する。制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、ステップＳ２１に戻ってもよい。この場合、制御部１６０は、血圧計２００による実測値を用いて、血圧の推定式の係数を再び算出してもよい。制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、ステップＳ２３に戻ってもよい。この場合、制御部１６０は、被検者の血圧を継続的に推定する。

以上、図８のフローチャートについて説明してきたように、制御部１６０は、被検者の血圧の推定値を監視することができる。

［血圧推定装置の装着］
被検者は、例えば手首に装着した血圧推定装置１００を用いて測定を行う。血圧推定装置１００が取得する生体情報が脈波である場合、被検部位は尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３である。血圧推定装置１００が被検者に装着される際、センサ部１２０の発光部１２１から射出される測定光が尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３に照射されるようにセンサ部１２０の位置が調整される。

血圧推定装置１００は、センサ部１２０が例えば手首のような被検部位に接触した状態で、被検者に装着される。特に、センサ部１２０は、被検者が自ら装着時に調整することにより、尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３に測定光が射出される位置で、手首に接触させることが好ましい。

血圧推定装置１００の装着状態において、センサ部１２０は、センサ保持部１１０又は装着部１４０が有する弾性力により、手首に密着した状態で被検者に装着される。センサ部１２０が手首に密着することにより、手首とセンサ部１２０との位置関係が変化しにくくなるため、センサ部１２０における測定精度を向上させることが可能である。

センサ部１２０は、センサ保持部１１０に対してそれぞれ独立して変位可能に支持されてもよい。このようにすることで、センサ部１２０は、被検部位である手首に対して密着しやすくなる。また、手首に対してセンサ保持部１１０がずれた場合に、センサ部１２０のそれぞれが変位することにより、センサ部１２０と手首との密着状態が維持されやすい。そのため、センサ部１２０と手首との位置関係が変化しにくく、センサ部１２０による生体情報の測定条件が変わりにくい。このようにすることで、生体情報の測定精度を向上可能である。

また、血圧推定装置１００の装着状態において、センサ部１２０は、所定の圧力以上の圧力で手首に接触しないように構成する。所定の圧力は、血圧推定装置１００により測定する生体情報及び血圧推定装置１００の構成等に基づいて適宜決定されるものである。所定の圧力は、生体情報の測定結果に誤差を生じにくい圧力であることが好ましい。本実施形態において、血圧推定装置１００は、生体情報として脈波伝播速度を測定する。よって所定の圧力は、脈波伝播速度の測定結果に誤差を生じにくい圧力であることが好ましい。

本実施の形態に係る血圧推定装置１００における、所定の圧力として好ましい値について図９を参照して説明する。図９は、血圧推定装置１００を手首に装着した際にセンサ部１２０によって手首にかかる接触圧力と、ＰＷＶとの関係についての実験結果を示すグラフである。図９のグラフには、平均血圧が約９５ｍｍＨｇの被検者に対して行った実験の結果が示されている。

図９に示されるように、センサ部１２０から手首にかかる接触圧力が被検者の平均血圧（約９５ｍｍＨｇ）と等しい場合、血管の内部における血圧と、血管の外部からの接触圧力との圧力差が平均的に０となるため、血流は接触圧力の影響を受けにくい。そのため、血圧推定装置１００による脈波伝播速度の測定結果は、向上しやすくなる。

接触圧力を、被検者の平均血圧（図９では約９５ｍｍＨｇ）よりも低くした場合、血管壁の伸縮は接触圧力の変化による影響を受けにくい。この場合、血管壁の弾性率はほぼ一定となり、脈波伝播速度の測定結果も、ほぼ一定の結果が得られる。接触圧力は被検者の平均血圧よりも低ければよい。例えば、センサ部１２０は手首に接触していなくてもよい。

接触圧力を被検者の平均血圧（図９では約９５ｍｍＨｇ）よりも高くした場合、血管壁の伸縮性は接触圧力の影響を受けやすい。その結果、脈波伝播速度も接触圧力の上昇に伴って小さくなる。

図９に示される実験結果によれば、脈波伝播速度は、接触圧力が被検者の平均血圧（図９における約９５ｍｍＨｇ）以下においては、測定精度が損なわれにくい。一方、接触圧力が被検者の平均血圧よりも高くなると、測定精度が低くなりやすい。そのため、センサ部１２０は、所定の圧力として、被検者の平均血圧以下の圧力で被検部位に接触するか、又は接触していないことが好ましい。

図１０は、厚生労働省が発表した第５次循環器疾患基礎調査の結果に基づく、年代別の平均血圧を示す図である。血圧推定装置１００を汎用性のあるものとするためには、例えば２０歳以上の成人が使用できることが好ましい。接触圧力が被検者の平均血圧以下の場合に測定精度が損なわれにくいことに鑑みて、本実施形態に係る血圧推定装置１００においては、図１０で平均血圧が最も低い２０歳代男性の約８０ｍｍＨｇが所定の圧力として設定されることが好ましい。よって血圧推定装置１００は、装着時にセンサ部１２０が８０ｍｍＨｇ以下の圧力で被検部位に接触するように構成されることが好ましい。この場合、脈波伝播速度の測定精度を向上可能である。

本実施形態において、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、被検者の所定の血管の方向に所定間隔だけ離れた被検部位に接触する。第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂは、図２に示されるＹ軸方向が被検者の所定の血管の方向に沿うようにして、所定間隔（ΔＤ）だけ離れた被検部位に接触してもよい。

本実施形態において、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂが接触する被検部位のうち、所定の血管に沿って被検者の心臓に近い被検部位におけるセンサ部１２０の接触圧力が所定の圧力未満とされてもよい。例えば、血圧推定装置１００を被検者の手首に装着した際に、図２に示されるＹ軸の正方向が被検者の上腕方向になり、Ｙ軸の負方向が被検者の掌方向になるものとする。この場合、Ｙ軸の正方向（被検者の上腕方向）にある被検部位は、Ｙ軸の負方向（被検者の掌方向）にある被検部位よりも、所定の血管に沿って被検者の心臓までの距離が短くなる。したがってこの場合、Ｙ軸の正方向（被検者の上腕方向）に接触する第１センサ部１２０ａは、被検部位に対して所定の圧力未満の圧力で接触してもよい。

本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００は、所定の圧力未満の圧力で装着されるセンサ部１２０を用いて被検者の脈波伝播速度を測定する。つまり本実施形態において、被検者の脈波伝播速度は、所定の圧力をかけずに測定される。所定の圧力は、いわゆるカフ式血圧計による血圧測定時に加えられる圧力とされてもよい。カフ式血圧計により加えられる圧力未満で脈波伝播速度が測定される結果、カフ式血圧計のように動脈を圧迫することなく、被検者の血圧を推定することができる。本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００によれば、被検者に所定の圧力をかけずに、継続して被検者の血圧の推定値を算出することができる。

本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００は、複数のセンサ部１２０を用いて被検者の脈波伝播速度を測定する。このようにすることで、降圧薬のような心筋収縮力の変化をもたらす薬を服用した場合でも、脈波伝播速度の測定値は、服薬の影響を受けることがない。

本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００は、例えば手首の尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３等の至近距離に配設された複数のセンサ部１２０を用いて被検者の脈波伝播速度を測定する。このようにすることで、センサ部１２０の構造をコンパクトにすることができる。本実施形態に係る血圧推定装置１００は、携帯性に優れる、又は日常的に装着可能になる等のメリットを有する。

本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００は、手首の尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３等の太い血管から検出される脈波を用いて、被検者の血圧を推定することができる。本実施形態に係る血圧推定システム１０及び血圧推定装置１００によれば、被検者が末梢循環不全である場合にも、被検者の血圧が推定されうる。

本実施形態に係る血圧推定システム１０は、図６に示されるようにサーバ３００等の外部装置に接続されてもよい。制御部１６０は、脈波伝播時間、血圧の推定値、又は血圧の実測値等の種々のデータをサーバ３００に出力してもよい。血圧計２００は、血圧の実測値等の種々のデータをサーバ３００に出力してもよい。この場合、サーバ３００は、制御部１６０又は血圧計２００から取得した種々のデータを格納する。制御部１６０は、サーバ３００に格納されている種々のデータをサーバ３００から取得する。制御部１６０は、サーバ３００を経由して、血圧計２００による血圧の実測値を取得してもよい。

（実施形態２）
実施形態１で説明してきた血圧推定システム１０は、血圧計２００を別体として備える。実施形態２では、血圧推定装置１００と血圧計２００とが一体となった形態について説明する。

図１１は、実施形態２に係る脈波センサ付き血圧計４００の模式図である。脈波センサ付き血圧計４００のことを、以下、単に血圧計４００ともいう。血圧計４００は、カフ４０１と血圧測定部４０２とを備える。カフ４０１には、実施形態１に係る血圧推定装置１００のセンサ保持部１１０が配設される。センサ保持部１１０は、第１センサ部１２０ａと第２センサ部１２０ｂとを備える。本実施形態において、センサ部１２０は、脈波を検出する脈波センサとして機能する。

図１２は、図１１の血圧計４００の概略構成例を示す機能ブロック図である。血圧計４００は、図３と同様に、第１センサ部１２０ａ、第２センサ部１２０ｂ、制御部１６０、電源部１７０、記憶部１８０及び通信部１９０を備える。血圧計４００は、血圧測定部４０２をさらに備える。血圧測定部４０２は、制御部１６０に接続される。

図１２に示されるように、制御部１６０、電源部１７０、記憶部１８０及び通信部１９０は、それぞれセンサ保持部１１０の内部に含まれる。血圧測定部４０２は、センサ保持部１１０の内部に含まれていてもよい。制御部１６０、電源部１７０、記憶部１８０及び通信部１９０の全部又は一部は、センサ保持部１１０ではなく、血圧測定部４０２に含まれてもよい。第１センサ部１２０ａ、第２センサ部１２０ｂ、制御部１６０、電源部１７０、記憶部１８０及び通信部１９０は、実施形態１で説明した構成と同様の構成である。

血圧計４００は、被検者の手首等の被検部位に装着される。カフ４０１は、被検部位に巻きつけられる。カフ４０１が被検部位に巻きつけられる際、カフ４０１に設けられた第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂが被検部位の動脈に合うように、センサ保持部１１０の位置が調整される。カフ４０１には、センサ保持部１１０の配設位置に対応するマーク等が付されてもよい。当該マークを参照することにより、センサ保持部１１０の位置が容易に調整されうる。血圧測定部４０２は、カフ４０１を用いて、被検部位の動脈を圧迫して血圧を測定する。

制御部１６０は、血圧測定部４０２に対して、血圧測定の実行を指示する制御情報を出力する。血圧測定部４０２は、制御部１６０から取得した応答情報に応じて、被検者の血圧を測定する。血圧測定部４０２は、被検者等から血圧測定を指示する入力を取得してもよい。この場合、血圧測定部４０２は、制御部１６０からの制御情報にかかわらず、血圧測定を指示する入力に応じて血圧を測定する。血圧測定部４０２は、被検者の血圧の実測値を制御部１６０に出力する。制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を記憶部１８０に格納する。

制御部１６０は、実施形態１に係る血圧推定装置１００と同様に、被検者の血圧の推定値を算出することができる。制御部１６０は、被検者の血圧を監視することもできる。実施形態２に係る血圧計４００は、血圧測定部４０２を備える点で、実施形態１に係る血圧推定装置１００とは異なる。図１３は、図１１の血圧計４００による被検者の血圧の監視手順の一例を示すフローチャートである。図７及び図８のフローチャートと同様のステップに係る説明は、適宜省略される。

まず制御部１６０は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂからそれぞれ、被検者の第１被検部及び第２被検部における生体情報を取得する。制御部１６０は、第１被検部及び第２被検部における生体情報に基づいて、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるような脈波をそれぞれ算出する。制御部１６０は、第１被検部から第２被検部への脈波伝播時間（ＰＴＴ）を算出する（ステップＳ３１）。制御部１６０は、脈波伝播時間（ＰＴＴ）をＰＴＴ校正値として記憶部１８０に格納する。ステップＳ３１は、図７のステップＳ１１と同様である。

続いて制御部１６０は、血圧測定部４０２を用いて被検者の血圧を測定する（ステップＳ３２）。制御部１６０は、血圧の実測値を血圧校正値として記憶部１８０に格納する。

続いて制御部１６０は、ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得されたか判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３は、図７のステップＳ１３と同様である。所定数に係る説明は、図７のステップＳ１３に係る説明を参照されたい。ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得されていない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ３１に戻る。

ＰＴＴ校正値と血圧校正値との組が所定数取得された場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、制御部１６０は、ＰＴＴ校正値と血圧校正値とに基づいて、血圧の推定式を決定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４は、図７のステップＳ１４と同様である。

続いて制御部１６０は、血圧の推定値に対応する所定範囲を設定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５は、図８のステップＳ２２と同様である。所定範囲に係る説明は、図８のステップＳ２２に係る説明を参照されたい。

続いて制御部１６０は、図７のステップＳ１５と同様に、第１被検部から第２被検部への脈波伝播時間（ＰＴＴ）を算出する（ステップＳ３６）。

続いて制御部１６０は、式（２）又は式（４）を用いて、脈波伝播時間（ＰＴＴ）から血圧の推定値を算出する（ステップＳ３７）。制御部１６０は、血圧の推定値を記憶部１８０に格納してもよい。

続いて制御部１６０は、血圧の推定値が所定範囲外であるか判定する（ステップＳ３８）。血圧の推定値が所定範囲外でない場合（ステップＳ３８：ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ３６に戻る。この場合、制御部１６０は、継続的に被検者の血圧を推定する。

血圧の推定値が所定範囲外である場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、制御部１６０は、血圧測定部４０２を用いて被検者の血圧を測定する（ステップＳ３９）。制御部１６０は、血圧の実測値を記憶部１８０に格納してもよい。

制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、図１３のフローチャートを終了する。制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、ステップＳ３１に戻ってもよい。この場合、制御部１６０は、ステップＳ３９における血圧の実測値を用いて、血圧の推定式の係数を再び算出してもよい。制御部１６０は、被検者の血圧の実測値を取得した後、ステップＳ３６に戻ってもよい。この場合、制御部１６０は、継続的に被検者の血圧を推定する。

以上、図１３のフローチャートについて説明してきたように、実施形態２に係る血圧計４００は、被検者の血圧を監視することができる。本実施形態に係る血圧計４００によれば、センサ部１２０を用いた脈波伝播時間の測定のタイミングと、血圧測定部４０２を用いた血圧の測定のタイミングとの間の時間差が小さくされうる。このようにすることで、脈波伝播時間に基づく被検者の血圧の推定値の算出精度が向上する。

本実施形態に係る血圧計４００は、脈波伝播時間に基づく血圧の推定値を監視する。血圧の推定値が所定の範囲外となった場合、血圧測定部４０２を用いた血圧測定が自動的に実行される。このようにすることで、被検者は血圧測定のタイミングを意識する必要がない。よって、被検者にとっての血圧測定の煩わしさが解消される。

本実施形態に係る血圧計４００は、脈波を検出するセンサ部１２０と血圧を測定する血圧測定部４０２とを備える。このように構成された血圧計４００は、携帯性に優れたものとなる。さらに、このように構成された血圧計４００は、血圧の日常的な推定又は測定を可能にするものとなる。

なお、本発明は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、上述の実施形態において、血圧推定装置１００は、第１センサ部１２０ａ及び第２センサ部１２０ｂの２つのセンサ部１２０を備える構成について説明した。しかしながら、本発明において、センサ部１２０は２個に限定されず、２個以上の任意の数とされうる。この場合は、センサ部１２０の数に応じて、センサ保持部１１０の形状が適宜変更されることが望ましい。

上述の実施形態において、センサ部１２０は、発光部１２１と受光部１２３とを備える構成について説明してきた。センサ部１２０は、光学式センサに限られない。センサ部１２０は、例えばジャイロセンサであってもよい。ジャイロセンサは、手首の尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３に合わせて配置される。ジャイロセンサは、尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３の脈動を加速度として検出することができる。ジャイロセンサにより検出される加速度データを用いて、脈波が検出されうる。センサ部１２０は、例えば圧電素子等を備える変位センサであってもよい。変位センサは、尺骨動脈８２又は橈骨動脈８３の脈動を変位として検出することができる。変位センサにより検出される変位データを用いて、脈波が検出されうる。

血圧推定装置１００は、被検者に生体情報の測定結果を通知する通知部を備えていてもよい。通知部は、被検者が認識可能な任意の方法により、通知を行うことができる。通知部は、例えば、音声、画像、振動又はこれらの組合せにより通知を行うことができる。なお、通知部による通知方法は、これらの例に限られない。

上記実施形態において、血圧推定装置１００は、被検者の手首に巻きつけた状態で使用すると説明した。血圧推定装置１００の使用態様はこれに限られない。血圧推定装置１００は、被検部位の位置に応じて、例えば、足首等の手首以外の生体に装着された状態で使用されるものであってもよい。

上記実施形態において、血圧推定装置１００は、取得された脈波伝播速度から血圧を推定するものとして説明してきた。血圧推定装置１００は、脈波を高い精度で取得することができるので、脈波に基づいて生体情報を測定する装置であってもよい。血圧推定装置１００は、例えば、取得された脈波から血圧を測定するものであってもよい。血圧推定装置１００は、例えば、取得された脈波から脈拍を測定するものであってもよい。

１０ 血圧推定システム
１００ 血圧推定装置
１１０ センサ保持部
１１３ａ、１１３ｂ 開口部
１２０ａ 第１センサ部
１２０ｂ 第２センサ部
１２１ａ−１、１２１ａ−２、１２１ｂ−１、１２１ｂ−２ 発光部
１２３ａ、１２３ｂ 受光部
１３０ 表示部
１４０ 装着部
１６０ 制御部（推定部）
１７０ 電源部
１８０ 記憶部
１９０ 通信部
２００ 血圧計
３００ サーバ
４００ 脈波センサ付き血圧計
４０１ カフ
４０２ 血圧測定部
８１ 上腕動脈
８２ 尺骨動脈
８３ 橈骨動脈
８４ 掌弓動脈

Claims (9)

1. 被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサと、
   血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部と
   を備える血圧推定装置。
2. 前記血圧の実測値は、カフ式血圧計から取得され、
   前記所定の圧力は、前記カフ式血圧計が血圧測定時にかける圧力である、請求項１に記載の血圧推定装置。
3. 前記制御部は、前記推定値が所定の値の範囲外である場合、その旨を報知する、請求項１又は２に記載の血圧推定装置。
4. 前記制御部は、前記推定値が所定の値の範囲外である場合、前記被検者に対して血圧の測定を促す、請求項１乃至３いずれか一項に記載の血圧推定装置。
5. 被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサと、
   血圧測定部と、
   前記血圧測定部から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部と
   を備える血圧計。
6. 前記血圧測定部は、前記推定値が所定の値の範囲外である場合、前記被検者の血圧を測定する、請求項５に記載の血圧計。
7. 前記複数のセンサは、前記血圧測定部に設けられる、請求項５又は６に記載の血圧計。
8. 血圧計と、血圧推定装置とを備え、
   前記血圧推定装置は、
   被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに前記被検者の脈波を検出する複数のセンサと、
   前記血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出する制御部と
   を備える、血圧推定システム。
9. 被検者に所定の圧力より高い圧力をかけずに複数のセンサにより前記被検者の脈波を検出するステップと、
   血圧計から取得される前記被検者の血圧の実測値と前記センサの出力とに基づいて、前記被検者の血圧の推定値を継続して算出するステップと
   を含む血圧推定方法。

Images