JP2019048009A - 血圧推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定部位にＥＣＧ測定値を得るための接触電極を密着させて、血圧推定装置の精度を高める。【解決手段】表示部１０と、ベルト部２０と、心電波形を検出するための、第１接触電極６１および第２接触電極６２と、脈波センサとを備える。表示部１０は、血圧推定結果を表示する。ベルト部２０は、表示部１０に接続され、被測定部位を取り巻く。脈波センサは、被測定部位を通る動脈９１の脈波を検出する脈波検出部４０Ｅを有する。第１接触電極６１および脈波検出部４０Ｅは、ベルト部２０の内周部２０ａに設けられている。第２接触電極６２は、ベルト部２０の外周部２０ｂに設けられている。第１接触電極６１および脈波検出部４０Ｅは、第２接触電極６２がベルト部２０の外周側から押圧された際に、被測定部位に押圧される位置に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、血圧推定装置に関し、特に、脈波の伝搬時間に基づいて血圧を推定する血圧推定装置に関する。

光電式容積脈波記録法(ＰＰＧ:photoplethysmography)によるＰＰＧ測定値と、心電図記録法(ＥＣＧ:electrocardiography)によるＥＣＧ測定値と、パルス伝搬時間(ＰＴＴ:pulse transit time)とを用いて、血圧を推定することができるモバイルデバイスを開示した先行文献として、特表２０１７−５０００６９号公報(特許文献１)がある。

特許文献１に記載されたモバイルデバイスは、外装体と、プロセッサと、外装体に物理的に結合された複数のセンサとを備える。複数のセンサのうちの少なくとも１つは、ＰＰＧ測定値を得るように構成され、外装体に結合されるコンタクトボタンに収容されている。複数のセンサのうちの少なくとも１つは、ＥＣＧ測定値を得るように構成され、第１電極および第２電極を備えている。第１電極および第２電極は、ＥＣＧ測定値を得るために被測定者の身体に接触する接触電極である。

特表２０１７−５０００６９号公報

特許文献１に記載されたモバイルデバイスにおいては、コンタクトボタン、第１電極および第２電極の各々は、表示機能を有する表示部に設けられている。一般的に、表示部の外側部分は硬い部材で構成されて一定の形状を有するため、被測定部位にＥＣＧ測定値を得るための接触電極を密着させることが難しい。ＥＣＧ測定値を得るための接触電極が被測定部位に密着していない場合、血圧推定結果の精度が低下する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、被測定部位にＥＣＧ測定値を得るための接触電極を密着させることができ、精度の高い血圧推定装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく血圧推定装置は、表示部と、ベルト部と、心電波形を検出するための、第１接触電極および第２接触電極と、脈波センサとを備える。表示部は、血圧推定結果を表示する。ベルト部は、表示部に接続され、被測定部位を取り巻く。脈波センサは、被測定部位を通る動脈の脈波を検出する脈波検出部を有する。第１接触電極および脈波検出部は、ベルト部の内周部に設けられている。第２接触電極は、ベルト部の外周部に設けられている。第１接触電極および脈波検出部は、第２接触電極がベルト部の外周側から押圧された際に、被測定部位に押圧される位置に設けられている。

本発明の一形態においては、脈波検出部および第２接触電極の各々の少なくとも一部が、ベルト部を間に挟んで互いに対向している。

本発明の一形態においては、ベルト部は、ベルト本体と、ベルト本体の内周側に設けられた膨縮可能な流体袋とを含む。流体袋の内部には、オシロメトリック法による血圧測定のために流体袋内の圧力を検出する圧力検出部が設けられている。第１接触電極および脈波検出部は、ベルト部の内周部を構成する流体袋の外表部に設けられている。第２接触電極は、ベルト部の外周部を構成するベルト本体の外表部に設けられている。

本発明の一形態においては、ベルト部は、ベルト本体と流体袋との間に配置された固形部材をさらに含む。固形部材は、ベルト本体を間に挟んで第２接触電極の少なくとも一部と対向し、かつ、流体袋を間に挟んで脈波検出部の少なくとも一部と対向している。

本発明の一形態においては、固形部材は、被測定部位の形状に沿うように湾曲している。

本発明の一形態においては、脈波検出部は、被測定部位を通る動脈のインピーダンスの変化に基づいて脈波を検出する。

本発明の一形態においては、脈波検出部による脈波の検出精度が基準値を満たしているかどうかの判定結果を報知する報知部をさらに備える。

本発明の一形態においては、第２接触電極は、被測定部位を取り巻いた状態のベルト部の外周部において、表示部とはベルト部の周方向の反対側に位置している。

本発明によれば、被測定部位にＥＣＧ測定値を得るための接触電極を密着させることができ、血圧推定装置の精度を高めることができる。

本発明の実施形態１に係る血圧推定装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態における、脈波センサの脈波検出部、第１接触電極および第２接触電極の配置を示す図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されて脈波伝播時間を測定している状態を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が検出した、ＥＣＧパルスと橈骨動脈の脈波との脈波伝搬時間を示す図である。 本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されてオシロメトリック法によって血圧を測定している状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る血圧推定装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されて脈波伝播時間を測定している状態を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る血圧推定装置について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態を示す断面図である。図２においては、左手首の長手方向に対して垂直な断面を図示している。本実施形態においては、被測定部位は、左手首である。なお、被測定部位は、右手首であってもよい。

図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置１は、表示部１０と、ベルト部２０と、心電波形を検出するための、第１接触電極６１および第２接触電極６２と、脈波センサとを備える。

表示部１０は、血圧推定装置１の血圧推定結果を表示する。ベルト部２０は、表示部１０に接続され、被測定部位である左手首９０を取り巻く。脈波センサは、被測定部位を通る動脈の脈波を検出する脈波検出部４０Ｅを有する。

血圧推定装置１は、大別して、被測定部位である左手首９０を取り巻くベルト部２０と、ベルト部２０に接続された表示部１０とから構成されている。

図１に示すように、表示部１０は、ベルト部２０から外側に突出した四角錐台状の外形を有する。表示部１０は、被測定者の活動の妨げとならないように、小型かつ薄型であることが好ましい。

表示部１０には、表示器５０、報知部５８および操作部５２が設けられている。表示器５０および報知部５８は、表示部１０の天面部１０ａに配置されている。操作部５２は、表示部１０の側面部１０ｆに配置されている。

表示部１０は、ベルト部２０の一方の端部２０ｅと一体成形により一体に設けられている。なお、ベルト部２０と表示部１０とが別々に形成され、たとえばヒンジなどの係合部材によって、表示部１０とベルト部２０とが互いに接続される構成であってもよい。図１に示すように、表示部１０の底面１０ｂと、ベルト部２０の端部２０ｆとは、バックル１５によって互いに接続されている。

バックル１５は、外周側に配置された板状部材２５と、内周側に配置された板状部材２６とを含む。板状部材２５の一方の端部２５ｅは、幅方向Ｙに沿って延びる連結棒２７を介して表示部１０に対して回動自在に取り付けられている。板状部材２５の他方の端部２５ｆは、幅方向Ｙに沿って延びる連結棒２８を介して、板状部材２６の他方の端部２６ｆに対して回動自在に取り付けられている。板状部材２６の一方の端部２６ｅは、固定部２９によってベルト部２０の端部２０ｆの近傍に固定されている。

ベルト部２０の周方向に関して、固定部２９の取り付け位置は、被測定者の左手首９０の周囲長に合わせて予め調節されている。血圧推定装置１は、全体として略環状の形状を有する。表示部１０の底面１０ｂとベルト部２０の端部２０ｆとの間は、バックル１５によって図１中の矢印Ｂ方向に開閉可能に構成されている。

ベルト部２０は、ベルト本体２３と、ベルト本体２３の内周側に設けられた膨縮可能な流体袋２１とを含む。ベルト部２０の幅方向Ｙの寸法は、たとえば、約３０ｍｍである。ベルト本体２３は、左手首９０を周方向に沿って取り巻く細長い帯状の部材である。ベルト本体２３は、外周部２０ｂを有する。ベルト本体２３は、厚さ方向に関して可撓性を有し、周方向に関して非伸縮性を有するプラスチック材料から構成されている。

流体袋２１は、ベルト本体２３の内周部２３ａに沿って取り付けられており、左手首９０に接するベルト部２０の内周部２０ａを構成する外表部を有する。流体袋２１は、伸縮可能な２枚のポリウレタンシートを重ねた状態で、その周縁部を溶着することにより流体を収容可能な袋状に形成されている。流体とは、液体および気体の両方を含み、たとえば、流体として、水または空気などを用いることができる。血圧推定装置１には、流体袋２１内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。

ベルト部２０の一方の端部２０ｅと他方の端部２０ｆとの間におけるベルト部２０の内周部２０ａに、第１接触電極６１および脈波センサの脈波検出部４０Ｅが設けられている。本実施形態においては、ベルト部２０の内周部２０ａを構成する流体袋２１の外表部に、第１接触電極６１および脈波センサの脈波検出部４０Ｅが設けられている。

脈波センサの脈波検出部４０Ｅは、ベルト部２０の幅方向Ｙにおいて互いに間隔をあけて並ぶ４個の電極で構成されている。具体的には、幅方向Ｙの一方側から順に、電流電極４１、検出電極４２、検出電極４３および電流電極４４が１列に並んで配置されている。ベルト部２０の幅方向Ｙにおける検出電極４２と検出電極４３との間隔は、たとえば、２ｍｍである。電流電極４１、検出電極４２、検出電極４３および電流電極４４の各々は、矩形状の外形を有し、薄く柔軟に形成されている。

血圧推定装置１が左手首９０に装着された状態において、脈波検出部４０Ｅは、左手首９０の橈骨動脈９１に対応して配置される。なお、橈骨動脈９１は、左手首９０内において、手の平側の面である左手首９０の掌側面９０ａの近傍を通っている。本実施形態においては、脈波検出部４０Ｅは、左手首９０を通る橈骨動脈９１のインピーダンスの変化に基づいて脈波を検出する。

なお、脈波検出部による脈波の検出方法は、動脈のインピーダンスの変化から脈波を検出する方法に限られない。たとえば、脈波センサは、被測定部位のうち対応する部分を通る動脈へ向けて光を照射する発光素子と、その光の反射光または透過光を受光する受光素子とを備えて、動脈の容積の変化を脈波として検出してもよい。

または、脈波センサは、被測定部位に当接された圧電センサを備えて、被測定部位のうち対応する部分を通る動脈の圧力による歪みを電気抵抗の変化として検出してもよい。さらに、脈波センサは、被測定部位のうち対応する部分を通る動脈へ向けて電波を送る送信素子と、その電波の反射波を受信する受信素子とを備えて、動脈の脈波による動脈とセンサとの間の距離の変化を送信波と反射波との間の位相のずれとして検出してもよい。

第１接触電極６１は、ベルト部２０の周方向において、脈波センサの脈波検出部４０Ｅに隣接して配置されている。第１接触電極６１は、矩形状の外形を有し、薄く柔軟に形成されている。

ベルト部２０の一方の端部２０ｅと他方の端部２０ｆとの間におけるベルト部２０の外周部２０ｂに、第２接触電極６２が設けられている。本実施形態においては、第２接触電極６２は、ベルト部２０の外周部２０ｂを構成するベルト本体２３の外表部に設けられている。第２接触電極６２は、被測定部位を取り巻いた状態のベルト部２０の外周部２０ｂにおいて、表示部１０とはベルト部２０の周方向の反対側に位置している。第２接触電極６２は、矩形状の外形を有し、薄く柔軟に形成されている。

脈波検出部４０Ｅおよび第２接触電極６２の各々の少なくとも一部は、ベルト部２０を間に挟んで互いに対向している。本実施形態においては、脈波検出部４０Ｅの全体が、ベルト部２０を間に挟んで第２接触電極６２と対向している。第１接触電極６１の一部が、ベルト部２０を間に挟んで第２接触電極６２と対向している。なお、第１接触電極６１の全体が、ベルト部２０を間に挟んで第２接触電極６２と対向していてもよい。

被測定者は、血圧推定装置１を左手首９０に装着する際、バックル１５を開いてベルト部２０の環径を大きくした状態で、図１中の矢印Ａで示す方向からベルト部２０に左手を通す。次に、図２に示すように、被測定者は、左手首９０の周りのベルト部２０の角度位置を調節して、左手首９０を通る橈骨動脈９１に対向するように脈波センサの脈波検出部４０Ｅを位置させる。

これにより、脈波センサの脈波検出部４０Ｅは、左手首９０の掌側面９０ａのうち橈骨動脈９１に対応する部分９０ａ１に当接する状態となる。この状態で、被測定者は、バックル１５を閉じて固定する。このようにして、被測定者は血圧推定装置１を左手首９０に装着する。血圧推定装置１が左手首９０に装着された状態において、表示部１０は、手の甲側の面である左手首９０の背側面９０ｂに対応して配置される。

図３は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態における、脈波センサの脈波検出部、第１接触電極および第２接触電極の配置を示す図である。図３に示すように、血圧推定装置１が左手首９０に装着された状態において、脈波センサの脈波検出部４０Ｅは、橈骨動脈９１に沿って位置している。

ここで、血圧推定装置１の各構成について詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、表示部１０には、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１００と、表示器５０と、メモリ５１と、操作部５２と、電池５３と、通信部５９とが設けられている。また、表示部１０には、圧力センサ３１と、ポンプ３２と、開閉弁３３とが設けられている。さらに、表示部１０には、圧力センサ３１の出力を周波数に変換する発振回路３１０と、ポンプ３２を駆動するポンプ駆動回路３２０とが設けられている。

脈波センサ４０は、脈波検出部４０Ｅと、通電および電圧検出回路４９とを含む。電流電極４１、検出電極４２、検出電極４３および電流電極４４の各々は、通電および電圧検出回路４９と接続されている。通電および電圧検出回路４９は、信号用の配線７２を通じて、ＣＰＵ１００と接続されている。

心電波形を検出するためのＥＣＧ測定部６０は、第１接触電極６１と、第２接触電極６２と電圧検出回路６９とを含む。第１接触電極６１および第２接触電極６２の各々は、電圧検出回路６９と接続されている。電圧検出回路６９は、信号用の配線７３を通じて、ＣＰＵ１００と接続されている。

表示器５０は、たとえば、有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイで構成されており、ＣＰＵ１００からの制御信号に従って、血圧推定結果などの血圧推定に関する情報、および、その他の情報を表示する。なお、表示器５０は、有機ＥＬディスプレイに限られず、たとえば、ＬＣＤ(Liquid Cristal Display)など、他のタイプのディスプレイで構成されていてもよい。

操作部５２は、たとえば、プッシュ式スイッチで構成され、被測定者による血圧推定開始または停止の指示に応じた操作信号をＣＰＵ１００に入力する。なお、操作部５２は、プッシュ式スイッチに限られず、たとえば、感圧式または静電容量式のタッチパネル式スイッチなどであってもよい。また、表示部１０にマイクロフォンが設けられており、被測定者の音声による血圧推定開始または停止の指示が、マイクロフォンを通じてＣＰＵ１００に入力されてもよい。

メモリ５１は、血圧推定装置１を制御するためのプログラム、血圧推定装置１を制御するために用いられるデータ、血圧推定装置１の各種機能を設定するための設定データ、および、血圧値の推定結果のデータなどを非一時的に記憶する。また、メモリ５１は、プログラムが実行されるときのワークメモリなどとして用いられる。

ＣＰＵ１００は、メモリ５１に記憶された血圧推定装置１を制御するためのプログラムに従って、血圧推定装置１の各種機能を制御する。たとえば、オシロメトリック法による血圧測定を実行する場合は、ＣＰＵ１００は、操作部５２からの血圧測定開始の指示に応じて、圧力センサ３１からの信号に基づいて、ポンプ３２を駆動させ、開閉弁３３を閉状態にする。ＣＰＵ１００は、圧力センサ３１からの信号に基づいて、血圧値を算出する。

ＣＰＵ１００は、脈波伝播時間に基づく血圧推定を実行する場合、操作部５２からの血圧推定開始の指示に応じて、流体袋２１内の空気を排出させるために開閉弁３３を開状態にする。

通信部５９は、ＣＰＵ１００によって制御され、ネットワーク９００を通じて所定の情報を外部の装置に送信する、または、ネットワーク９００を通じて外部の装置から受信した情報をＣＰＵ１００に伝送する。ネットワーク９００で行なわれる通信は、無線および有線のいずれでもよい。たとえば、ネットワーク９００は、インターネットであるが、これに限定されず、ＬＡＮ(Local Area Network)のような他の種類のネットワークであってもよいし、ＵＳＢケーブルなどを用いた１対１の通信であってもよい。通信部５９は、マイクロＵＳＢコネクタを含んでいてもよい。

報知部５８は、後述するように脈波検出部４０Ｅによる脈波の検出精度が基準値を満たしているかどうかの判定結果を報知する。報知部５８は、ＬＥＤ(light emitting diode)ライトまたはスピーカなどで構成されている。

ポンプ３２および開閉弁３３は、エア配管３９を通じて、流体袋２１に接続されている。ポンプ３２は、たとえば、圧電ポンプである。ポンプ３２は、流体袋２１内を加圧するために、エア配管３９を通して流体袋２１内に空気を供給する。

圧力センサ３１は、エア配管３８を通じて、流体袋２１に接続されている。圧力センサ３１は、エア配管３８を通じて、流体袋２１内の圧力を検出する。圧力センサ３１は、たとえば、ピエゾ抵抗式圧力センサである。圧力センサ３１は、たとえば、大気圧を０点として検出した圧力を時系列の信号として出力する。

開閉弁３３は、ポンプ３２に搭載され、ポンプ３２の駆動に連動して開閉する構成になっている。具体的には、開閉弁３３は、ポンプ３２が駆動されている間は閉じている。この間に、流体袋２１内に空気が封入される。開閉弁３３は、ポンプ３２が停止している間は開いている。この間に、流体袋２１内の空気がエア配管３９を通じて大気中に排出される。開閉弁３３は、逆止弁の機能を有しており、排出された空気が逆流することはない。

ポンプ駆動回路３２０は、ポンプ３２をＣＰＵ１００から与えられる制御信号に基づいて駆動する。

発振回路３１０は、圧力センサ３１からのピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に基づく電気信号値に応じた周波数を有する周波数信号を、ＣＰＵ１００に出力する。圧力センサ３１の出力は、流体袋２１内の圧力を制御するため、および、オシロメトリック法によって血圧値を算出するために用いられる。オシロメトリック法による血圧値としては、収縮期血圧(ＳＢＰ：Systolic Blood Pressure)と、拡張期血圧(ＤＢＰ：Diastolic Blood Pressure)とが含まれる。

電池５３は、表示部１０に搭載された各種要素に電力を供給する。電池５３は、配線７１を通じて、脈波センサ４０の通電および電圧検出回路４９にも電力を供給する。配線７１は、信号用の配線７２とともに、ベルト部２０のベルト本体２３と流体袋２１との間に挟まれた状態で、ベルト部２０の周方向に沿って表示部１０と脈波センサ４０との間に延在して設けられている。電池５３は、ＣＰＵ１００とも接続されている。

以下、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置１を用いて血圧を推定する際の血圧推定装置１の動作について説明する。

図５は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されて脈波伝播時間を測定している状態を示す断面図である。図６は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が検出した、ＥＣＧパルスと橈骨動脈の脈波との脈波伝搬時間を示す図である。図５においては、左手首の長手方向に沿った断面を図示している。なお、説明の便宜上、第１接触電極６１の位置を変えて図示している。図６においては、縦軸に電圧(Ｖ)、横軸に時間を示している。

まず、ＥＣＧパルスおよび橈骨動脈９１の脈波を検出する際には、図５に示すように、流体袋２１は、内部の空気が排出されて非加圧状態になっている。

ＥＣＧパルスを検出するために、被測定者は、第２接触電極６２を右手の指で押圧する。その結果、図５に示すように、第２接触電極６２に押圧力Ｐ１が負荷され、脈波検出部４０Ｅが被測定部位に押圧される。すなわち、脈波検出部４０Ｅは、第２接触電極６２がベルト部２０の外周側から押圧された際に、被測定部位に押圧される位置に設けられている。なお、第２接触電極６２に押圧力Ｐ１が負荷されることにより、第１接触電極６１も被測定部位に押圧される。すなわち、第１接触電極６１は、第２接触電極６２がベルト部２０の外周側から押圧された際に、被測定部位に押圧される位置に設けられている。

電圧検出回路６９は、第１接触電極６１と第２接触電極６２との間の電圧信号ｖ１を検出する。電圧信号ｖ１は、配線７３を通じてＣＰＵ１００に出力される。ＣＰＵ１００は、入力された電圧信号ｖ１に対して信号処理を施して、図６に示すＥＣＧパルスを生成する。

ＥＣＧパルスの検出と略同時に、橈骨動脈の脈波を検出するために、通電および電圧検出回路４９は、電流電極４１と電流電極４４との間に、電圧を印加して、たとえば、周波数が５０ｋＨｚ、電流値が１ｍＡである電流ｉを流す。この状態で、通電および電圧検出回路４９は、検出電極４２と検出電極４３との間の電圧信号ｖ２を検出する。電圧信号ｖ２は、左手首９０の掌側面９０ａのうち、脈波検出部４０Ｅが対向する部分における、橈骨動脈９１の血流の脈波による電気インピーダンスの変化を表す。

電圧信号ｖ２は、配線７２を通じてＣＰＵ１００に出力される。ＣＰＵ１００は、入力された電圧信号ｖ２に対して信号処理を施して、図６に示す橈骨動脈の脈波を生成する。さらに、ＣＰＵ１００は、ＥＣＧパルスのピークと、橈骨動脈の脈波の立ち上がり時点との間の、時間差Δｔを算出する。この時間差Δｔが、脈波伝播時間となる。なお、脈波伝播時間として、ＥＣＧパルスのピークと、橈骨動脈の脈波のピークとの間の、時間差Δｔを算出してもよい。

図７は、本発明の実施形態１に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されてオシロメトリック法によって血圧を測定している状態を示す断面図である。図７においては、左手首の長手方向に沿った断面を図示している。

血圧推定装置１のＣＰＵ１００は、操作部５２から血圧測定開始の指示が入力されると、ポンプ駆動回路３２０を通じてポンプ３２を停止させ、開閉弁３３を開いて、流体袋２１内の空気を排出させる。なお、圧力センサ３１の現時点での出力値が、大気圧に相当する値として設定される。

続いて、ＣＰＵ１００は、開閉弁３３を閉じさせ、ポンプ駆動回路３２０を通じてポンプ３２を駆動させて、流体袋２１内に空気を供給する。これにより、流体袋２１を膨張させるとともに流体袋２１内を徐々に加圧する。図７に示すように、流体袋２１は、左手首９０の周方向に延在しており、ポンプ３２により加圧されることにより、左手首９０の周方向を一様に圧力Ｐｃで圧迫する。

加圧過程において、ＣＰＵ１００は、血圧値を算出するために、圧力センサ３１によって、流体袋２１内の圧力Ｐｃをモニタし、左手首９０の橈骨動脈９１で発生する動脈容積の変動成分を、脈波信号として取得する。

ＣＰＵ１００は、取得された脈波信号に基づいて、オシロメトリック法により公知のアルゴリズムを適用して、収縮期血圧および拡張期血圧の各々の血圧値の算出を試みる。ＣＰＵ１００は、データ不足のために未だ血圧値を算出できない場合には、流体袋２１内の圧力Ｐｃが、たとえば３００ｍｍＨｇ程度の上限圧力に達していない限り、さらに流体袋２１内の圧力Ｐｃを上昇させて血圧値の算出を再度試みる。

ＣＰＵ１００は、血圧値を算出できた場合、ポンプ駆動回路３２０を通じてポンプ３２を停止させ、開閉弁３３を開いて、流体袋２１内の空気を排出させる。ＣＰＵ１００は、血圧値の測定結果を表示器５０に表示するとともに、メモリ５１に記録する。なお、血圧値の算出は、加圧過程に限られず、減圧過程において行なわれてもよい。

ベルト部２０の内周部２０ａを構成する流体袋２１の外表部と左手首９０との間には、脈波検出部４０Ｅおよび第１接触電極６１しか存在していないので、流体袋２１による圧迫が他の部材により阻害されることがなく、血管を充分に閉じることができる。したがって、オシロメトリック法による血圧測定を精度良く行うことができる。

ＣＰＵ１００は、オシロメトリック法によって測定された血圧値と脈波伝播時間Δｔとのキャリブレーションを行なうことにより、血圧値と脈波伝播時間Δｔとを互いに対応づける。その結果、脈波伝播時間Δｔに基づいて血圧値を推定することが可能となる。

本実施形態に係る血圧推定装置１においては、ＥＣＧパルスを検出する際に、第２接触電極６２がベルト部２０の外周側から被測定者によって押圧されることにより、脈波検出部４０Ｅが被測定部位に押圧されて密着する構成となっている。この状態で橈骨動脈９１の脈波が検出されることにより、橈骨動脈９１の脈波の検出精度が上がり、脈波伝播時間(ＰＴＴ)の測定精度を高めることができる。ひいては、血圧推定装置１の精度を高めることができる。第２接触電極６２が、被測定部位を取り巻いた状態のベルト部２０の外周部２０ｂにおいて、表示部１０とはベルト部２０の周方向の反対側に位置していることにより、表示部１０を被測定者の左手首９０の甲側に位置させた状態で橈骨動脈９１の脈波を効果的に検出することができる。

本実施形態に係る血圧推定装置１においては、報知部５８は、脈波検出部４０Ｅによる脈波の検出精度が基準値を満たしているかどうかの判定結果を報知する。具体的には、ＣＰＵ１００は、検出された橈骨動脈９１の脈波のＳＮ比(signal-noise ratio)が基準値を満たしているかどうかを判定する。

ＣＰＵ１００は、ＳＮ比が基準値未満の場合は、報知部５８に信号を送信し、たとえば、報知部５８であるＬＥＤライトを赤色に発光させる。ＣＰＵ１００は、ＳＮ比が基準値以上の場合は、報知部５８に信号を送信し、たとえば、報知部５８であるＬＥＤライトを青色に発光させる。これにより、被測定者に第２接触電極６２の押圧が十分であるかどうかを知らせることができる。

本実施形態に係る血圧推定装置１においては、ＥＣＧパルスのピークと、橈骨動脈の脈波のピークとの間の、時間差Δｔを脈波伝播時間(ＰＴＴ)として血圧値を推定することにより、たとえば、バルサルバ負荷時、または、寒冷負荷時における血圧推定精度を高く維持することができる。

本実施形態に係る血圧推定装置１においては、オシロメトリック法による血圧測定を行なうために、流体袋２１、圧力センサ３１、発振回路３１０、ポンプ３２、ポンプ駆動回路３２０および開閉弁３３を備えているが、必ずしもこれらを備えていなくてもよい。血圧推定装置１がこれらを備えていない場合は、他の装置によってオシロメトリック法による血圧測定が行なわれ、その血圧測定値と脈波伝播時間Δｔとのキャリブレーションを行なうことにより、血圧値と脈波伝播時間Δｔとを互いに対応づける。このようにした場合にも、脈波伝播時間Δｔに基づいて血圧値を推定することが可能となる。なお、この場合は、第１接触電極６１および脈波センサの脈波検出部４０Ｅは、ベルト本体２３の内周部２３ａに設けられる。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置は、ベルト本体と流体袋との間に配置された固形部材を備える点のみ実施形態１に係る血圧推定装置１と異なるため、実施形態１に係る血圧推定装置１と同様である構成については説明を繰り返さない。

図８は、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置の外観を示す斜視図である。図９は、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置が被測定部位に装着された状態を示す断面図である。本実施形態においては、被測定部位は、左手首である。図９においては、左手首の長手方向に対して垂直な断面を図示している。なお、被測定部位は、右手首であってもよい。

図８および図９に示すように、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置２は、表示部１０と、ベルト部２０と、心電波形を検出するための、第１接触電極６１および第２接触電極６２と、脈波センサとを備える。

ベルト部２０は、ベルト本体２３と、ベルト本体２３の内周側に設けられた膨縮可能な流体袋２１とを含む。ベルト部２０は、ベルト本体２３と流体袋２１との間に配置された固形部材２２をさらに含む。

固形部材２２は、ベルト本体２３を間に挟んで第２接触電極６２の少なくとも一部と対向し、かつ、流体袋２１を間に挟んで脈波検出部４０Ｅの少なくとも一部と対向している。固形部材２２は、被測定部位の形状に沿うように湾曲している。

本実施形態においては、脈波検出部４０Ｅの全体が、流体袋２１を間に挟んで固形部材２２と対向している。第１接触電極６１の全体が、流体袋２１を間に挟んで固形部材２２と対向している。第２接触電極６２の全体が、ベルト本体２３を間に挟んで固形部材２２と対向している。

固形部材２２は、ベルト本体２３の内周部２３ａ、および、ベルト本体２３の内周部２３ａと対向する流体袋２１の外表部２１ａの、各々と接合されている。固形部材２２は、たとえば、厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下の板状のポリプロピレンなどの樹脂で構成されている。

図１０は、本発明の実施形態２に係る血圧推定装置が被測定部位に装着されて脈波伝播時間を測定している状態を示す断面図である。図１０においては、左手首の長手方向に沿った断面を図示している。なお、説明の便宜上、第１接触電極６１の位置を変えて図示している。

図１０に示すように、ＥＣＧパルスおよび橈骨動脈９１の脈波を検出する際には、被測定者は、第２接触電極６２を右手の指で押圧する。その結果、第２接触電極６２に押圧力Ｐ１が負荷され、固形部材２２を介して脈波検出部４０Ｅが被測定部位に押圧される。固形部材２２を介して脈波検出部４０Ｅを被測定部位に押圧することにより、電流電極４１、検出電極４２、検出電極４３および電流電極４４の各々を均一な押圧力で被測定部位に押圧することができ、橈骨動脈９１の脈波の検出精度が上がり、脈波伝播時間(ＰＴＴ)の測定精度を高めることができる。ひいては、血圧推定装置２の精度を高めることができる。

また、固形部材２２が、被測定部位の形状に沿うように湾曲していることによって、電流電極４１、検出電極４２、検出電極４３および電流電極４４の各々をより均一な押圧力で被測定部位に押圧することができる。

さらに、第１接触電極６１の全体が、流体袋２１を間に挟んで固形部材２２と対向していることにより、第１接触電極６１の全体を被測定部位に密着させることができる。その結果、ＥＣＧパルスの検出精度が上がり、脈波伝播時間(ＰＴＴ)の測定精度を高めることができる。これによっても、血圧推定装置２の精度を高めることができる。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１，２ 血圧推定装置、１０ 表示部、１０ａ 天面部、１０ｂ 底面、１０ｆ 側面部、１５ バックル、２０ ベルト部、２０ａ，２３ａ 内周部、２０ｂ 外周部、２０ｅ，２０ｆ，２５ｅ，２５ｆ，２６ｅ，２６ｆ 端部、２１ 流体袋、２１ａ 外表部、２２ 固形部材、２３ ベルト本体、２５，２６ 板状部材、２７，２８ 連結棒、２９ 固定部、３１ 圧力センサ、３２ ポンプ、３３ 開閉弁、３８，３９ エア配管、４０ 脈波センサ、４０Ｅ 脈波検出部、４１，４４ 電流電極、４２，４３ 検出電極、４９，６９ 電圧検出回路、５０ 表示器、５１ メモリ、５２ 操作部、５３ 電池、５８ 報知部、５９ 通信部、６０ 測定部、６１ 第１接触電極、６２ 第２接触電極、７１，７２，７３ 配線、９０ 左手首、９０ａ 掌側面、９０ａ１ 部分、９０ｂ 背側面、９１ 橈骨動脈、３１０ 発振回路、３２０ ポンプ駆動回路、９００ ネットワーク。

Claims (8)

1. 血圧推定結果を表示する表示部と、
   前記表示部に接続され、被測定部位を取り巻くベルト部と、
   心電波形を検出するための、第１接触電極および第２接触電極と、
   前記被測定部位を通る動脈の脈波を検出する脈波検出部を有する脈波センサとを備え、
   前記第１接触電極および前記脈波検出部は、前記ベルト部の内周部に設けられており、
   前記第２接触電極は、前記ベルト部の外周部に設けられており、
   前記第１接触電極および前記脈波検出部は、前記第２接触電極が前記ベルト部の外周側から押圧された際に、前記被測定部位に押圧される位置に設けられている、血圧推定装置。
2. 前記脈波検出部および前記第２接触電極の各々の少なくとも一部が、前記ベルト部を間に挟んで互いに対向している、請求項１に記載の血圧推定装置。
3. 前記ベルト部は、ベルト本体と、該ベルト本体の内周側に設けられた膨縮可能な流体袋とを含み、
   前記流体袋内の圧力を検出する圧力センサが設けられており、
   前記第１接触電極および前記脈波検出部は、前記ベルト部の前記内周部を構成する前記流体袋の外表部に設けられており、
   前記第２接触電極は、前記ベルト部の前記外周部を構成する前記ベルト本体の外表部に設けられている、請求項１または請求項２に記載の血圧推定装置。
4. 前記ベルト部は、前記ベルト本体と前記流体袋との間に配置された固形部材をさらに含み、
   前記固形部材は、前記ベルト本体を間に挟んで前記第２接触電極の少なくとも一部と対向し、かつ、前記流体袋を間に挟んで前記脈波検出部の少なくとも一部と対向している、請求項３に記載の血圧推定装置。
5. 前記固形部材は、前記被測定部位の形状に沿うように湾曲している、請求項４に記載の血圧推定装置。
6. 前記脈波検出部は、前記被測定部位を通る前記動脈のインピーダンスの変化に基づいて脈波を検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の血圧推定装置。
7. 前記脈波検出部による脈波の検出精度が基準値を満たしているかどうかの判定結果を報知する報知部をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の血圧推定装置。
8. 前記第２接触電極は、前記被測定部位を取り巻いた状態の前記ベルト部の外周部において、前記表示部とは前記ベルト部の周方向の反対側に位置している、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の血圧推定装置。

Images