JP2016214563A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報の変化原因の正確な把握を支援することのできる生体情報測定装置を提供する。【解決手段】血圧測定装置１は、生体から脈波を１拍毎に検出する脈波検出部１０と、脈波検出部１０により検出される脈波に基づいて生体情報としての血圧値を測定する血圧測定部１１と、血圧値の変化の原因と関連する情報の１つである気温を測定する温度センサ１２と、脈波検出部１０によって検出された１拍毎の脈波に基づいて血圧測定部１１により生成される血圧値と、当該脈波の検出タイミングにおいて温度センサ１２により測定された温度情報とを対応付けて記録媒体１４に記録する記録制御部１３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報測定装置に関する。

生体の血圧値は、通常、日内変化が比較的大きい。このため、診断等のために、被測定者に血圧計を装着して血圧値を定期的（例えば数時間間隔）に測定し記録することが行われる。この場合において、血圧値の変化原因の解明を正確かつ容易とするために、血圧値の変化原因と関連のある情報の測定を血圧値の測定と併せて行い記録することが行われている（特許文献１，２参照）。

特許文献２には、生体に装着した加速度センサの情報と血圧値とを対応付けて記録し、記録して得た情報から、運動量と生理機能の変化との相関性を詳細に把握可能として診断に役立てることのできる装置が記載されている。

特許文献１には、血圧値、運動強度、及び気温を継続的に記録していき、記録した情報から血圧値の変化原因の解明を支援する装置が記載されている。

特許文献１，２に記載された装置のように、血圧値を継続的に測定していくのに好適な装置として、手首の橈骨動脈等の動脈が通る生体部位に圧力センサを直接接触させた状態で、このセンサにより検出される圧脈波の情報を用いて脈拍や血圧値等の生体情報を連続的（１拍毎）に測定することのできる生体情報測定装置が知られている（特許文献３〜６参照）。

実開昭６２−１５７５０４号公報 特開平０４−１６１１４３号公報 特開２００４−１１３３６８号公報 特開平０２−２６１４２１号公報 特開平０７−１２４１３０号公報 特開平０１−２４２０３１号公報

特許文献１，２に記載の装置は、数分、数十分、又は数時間といった長い時間間隔で血圧値を測定していくことを想定している。しかし、このように長い時間間隔で血圧値を測定していると、血圧値を測定していない期間において大きな血圧変化があったときには、この血圧変化を医師等が知ることはできない。また、長い時間間隔で測定される血圧値の比較では、血圧変化そのものが発生していることやその原因を正確に知ることは難しい。

特許文献３〜６に記載の装置のように、１拍毎に血圧値を測定する装置によれば、医師等は患者の日常生活に起因する細かな血圧変化を正確に把握することが可能となる。

血圧変化の原因を知るためには、血圧値の大きな変化があった時点とその時点よりも前の時点における、血圧値の変化原因と関連する情報（例えば気温等）を正確に知ることが重要である。

これまで、１拍毎に測定される血圧値と、その血圧値の変化原因と関連する情報とを併せて測定して記録する装置は知られておらず、このような装置を提供できれば、医師の診断支援に大いに役立つと考えられる。ここでは血圧値を例にしたが、そのほかの生体情報（例えば脈拍）についても、その変化原因が詳細に把握できれば、医師の診断支援に大いに役立つと考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生体情報の変化原因の正確な把握を支援することのできる生体情報測定装置を提供することを目的とする。

本発明の生体情報測定装置は、生体から脈波を１拍毎に検出する脈波検出部と、前記脈波検出部により検出される脈波に基づいて生体情報を測定する生体情報測定部と、前記生体情報測定部により測定される生体情報とは異なる前記生体の生体情報、前記生体の存在する場所の環境情報、及び前記生体の活動情報の少なくとも１つを測定する情報測定部と、前記脈波検出部によって検出された１拍毎又は複数拍毎の脈波に基づいて前記生体情報測定部により生成される生体情報と、当該脈波の検出タイミングにおいて前記情報測定部により測定された情報とを対応付けて記録する記録制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、生体情報の変化原因の正確な把握を支援することのできる生体情報測定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するための生体情報測定装置としての血圧測定装置１の概略構成を示す図である。 図１の脈波検出部１０により検出される圧脈波と温度センサ１２により検出される気温との一例を示す図である。 図１の記録制御部１３による血圧値と温度情報の対応付け処理を説明するための図である。 図１の血圧測定装置１からデータを取得したサーバによる解析処理を説明するための図である。 図１の記録制御部１３による血圧値と温度情報の対応付け処理の変形例を説明するための図である。 図１の記録制御部１３によって記録媒体１４に記録されたデータのフォーマットの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための生体情報測定装置としての血圧測定装置１の概略構成を示す図である。この血圧測定装置１は、携帯型となっており、生体としての被測定者の身体の一部（例えば手首）に常時装着して用いられる。

血圧測定装置１は、脈波検出部１０と、血圧測定部１１と、温度センサ１２と、記録制御部１３と、記録媒体１４と、通信部１５と、送信制御部１６と、を備える。血圧測定部１１と記録制御部１３と送信制御部１６は、プロセッサがプログラムを実行することによって発現する機能ブロックである。

脈波検出部１０は、生体から非侵襲で脈波を検出する。脈波検出部１０は、例えばトノメトリ法によって脈波としての圧脈波を検出するものが用いられる。脈波検出部１０は、脈波として容積脈波を検出するものであってもよい。脈波検出部１０は、動脈に光を当てて得られる動脈からの反射光によって脈波を検出するものであってもよい。以下では、脈波検出部１０が、トノメトリ法によって圧脈波を検出するものとして説明する。

脈波検出部１０は、圧脈波を１拍毎に検出し、検出した圧脈波を血圧測定部１１に伝達する。脈波検出部１０からは、図２に例示するような連続した圧脈波が血圧測定部１１に伝達される。

血圧測定部１１は、脈波検出部１０によって検出された１拍毎の圧脈波に基づいて生体の１拍毎の血圧値を測定する。血圧値の測定方法は、特許文献３〜６に記載されているような公知の手法を用いることができる。血圧測定部１１は、任意の圧脈波の検出タイミングを示すこの圧脈波の立ち上がり時刻情報（圧脈波検出時刻情報）と、この圧脈波に基づいて測定した血圧値とを対応付けて、記録制御部１３に伝達する。

温度センサ１２は、生体が存在している場所の温度（気温）を所定のサンプリング周期で検出して保持し、保持した温度情報とこの温度情報を保持した時刻情報（温度保持時刻情報）とを記録制御部１３に伝達する。

記録制御部１３は、血圧測定部１１から伝達される圧脈波検出時刻情報及び血圧値の組と、温度センサ１２から伝達される温度保持時刻情報及び温度情報の組とを内部メモリに一時記憶する。

記録制御部１３は、内部メモリに記憶した温度情報のうち、内部メモリに記憶した各圧脈波検出時刻情報に最も近い時刻に対応する温度情報を読み出し、読み出した温度情報と、この各圧脈波検出時刻情報に対応する血圧値とを対応付けて記録媒体１４に記録する。

図３は、記録制御部１３による血圧値と温度情報との対応付けの処理を説明するための図である。

記録制御部１３の内部メモリには、図３に示すように、時刻に対応付けて血圧値（図中の白抜きブロック）と温度情報（図中の斜線ブロック）がそれぞれ記憶される。

記録制御部１３は、各血圧値に対応する時刻に最も近い時刻に対応する温度情報を特定し、各血圧値とこの特定した温度情報とを対応付けて記録媒体１４に記録する。図３の例では、破線矢印で結ぶ血圧値及び温度情報が互いに対応付けられて記録されることになる。

図３の例では、破線矢印で結ぶ血圧値及び温度情報の各々に対応する時刻が完全に一致しているが、この２つの時刻は一致しないこともあるため、記録制御部１３は、血圧値に対応する時刻に最も近い時刻に対応する温度情報を特定する。血圧値に対応する時刻に最も近い時刻が２つある場合は、２つの時刻のうちのいずれかを選択すればよい。

血圧値に対応する時刻は、この血圧値の測定に用いた圧脈波の立ち上がり時刻である。このため、圧脈波と温度情報（気温）との関係は図２に示すようになる。図２に示すように、圧脈波の振幅が上昇していくと、血圧値も上昇していくが、この血圧値の上昇にともない、気温は下降していることが分かる。つまり、記録媒体１４に記録される血圧値と温度情報の推移をみることにより、血圧値の変化原因が気温によるものであることを医師等によって把握することが可能となる。

通信部１５は、有線又は無線によって外部機器との通信を行うためのインターフェースである。

送信制御部１６は、記録媒体１４に記録されたデータを、通信部１５を介して外部機器に送信する。

ここでいう外部機器は、例えばネットワークに接続されたサーバである。このサーバは、例えば病院によって管理されている。このサーバでは、血圧測定装置１から血圧値と温度情報のデータを受信し、受信したデータを解析して解析結果を表示部に表示する。

以上のように構成された血圧測定装置１は、被測定者に装着されて電源がオンになると、脈波検出部１０によって圧脈波の検出が開始され、温度センサ１２による温度の検出が開始される。圧脈波が検出されると、血圧測定部１１により血圧値の測定が行われ、血圧値と、この血圧値の測定に用いた圧脈波の検出タイミングの時刻情報とが記録制御部１３の内部メモリに記録される。また、温度情報が検出されると、検出された温度情報と検出時刻を示す時刻情報とが記録制御部１３の内部メモリに記録される。

記録制御部１３は、ある程度の数の血圧値と温度情報の記録がなされる毎に、図３で説明したように、ほぼ同じ時刻情報に対応する血圧値と温度情報を特定し、特定した血圧値と温度情報を対応付けて記録媒体１４に記録する処理を行う。

被測定者は一定期間（例えば１日）にわたって血圧測定装置１を使用した後に病院に行き、図示しない操作ボタンを操作して、記録媒体１４に記録された血圧値及び温度情報を病院の管理端末（サーバ）に送信させる。

管理端末は、例えば１日分の血圧値及び温度情報を取得すると、時系列で並ぶ血圧値について、隣り合う血圧値同士の差分を算出する。

図４は、管理端末による解析処理の一例を説明するための図である。

図４の上段には、血圧測定装置１から取得した血圧値が時系列で示してある。図４に示す白抜きの矩形が血圧値を示しており、矩形の長さが長いほど血圧値が大きいことを示す。

図４の中段には、上段の血圧値を隣接するもの同士で差分をとった結果を示してある。図４の中段において、任意の時刻に対応する血圧値と、この時刻の次の時刻に対応する血圧値との差分値は、この任意の時刻に対応する差分値として記録される。

図４の下段には、血圧測定装置１から取得した温度情報が時系列で示してある。図４に示す斜線ハッチを付した矩形が温度情報を示しており、矩形の長さが長いほど温度情報が大きいことを示す。

管理端末は、図４の中段に示す差分値を求めた後、閾値以上の差分値が対応する期間（図中の双方向矢印で示す期間、血圧変化の大きい期間）を特定し、この期間の始めに対応する温度情報と、この期間の終わりに対応する温度情報との差分を算出する。

管理端末は、この温度情報の差分が閾値以上であれば、被測定者は気温の変化によって血圧値が大きく変化する傾向にあることを示す情報を解析結果として表示部に表示させる。この解析結果により、医師は、被測定者の血圧変化傾向を把握することができ、治療方針に役立てることが可能となる。

以上のように、血圧測定装置１によれば、１拍毎に測定された血圧値と、その血圧値が測定されたタイミングで検出された温度情報とが対応付けて記録媒体１４に記録される。このため、記録媒体１４に記録されたデータを用いることで、血圧値の変化原因の正確な把握を支援することができる。

また、血圧測定装置１では、圧脈波の検出タイミングで測定された温度情報だけが記録媒体１４に記録される。このため、温度センサ１２がサンプリングして保持した全ての温度情報を記録媒体１４に記録する場合と比較して、記録媒体１４の容量が小さくてすみ、装置のコスト削減が可能となる。

また、血圧測定装置１が記録媒体１４に記録したデータを定期的にサーバに転送する形態を想定した場合には、血圧測定装置１からサーバに送信するデータ量を減らすことができる。このため、データ伝送にかかる消費電力の削減が可能となる。また、サーバ側では、血圧値と温度情報が対応付けられた状態でデータを取得することができる。このため、多数ある温度情報から、血圧値の測定に用いた圧脈波の検出タイミングに対応する温度情報を抽出する処理が不要となり、サーバ負荷を軽減することができる。

サーバが、多数の血圧測定装置１からデータを受信して解析を行うことを考えると、サーバの処理負荷は小さいことが好ましい。血圧測定装置１を利用することで、サーバでは、図４で説明した簡単な処理を行うのみでよいため、処理負荷を軽減することができる。したがって、処理能力の高いサーバを用意する必要がなく、システム構築のコストを低減することができる。

以上の説明では、記録制御部１３が、血圧測定部１１によって測定される１拍毎の血圧値に温度情報を対応付けて記録するものとした。この変形例として、記録制御部１３は、血圧測定部１１によって測定される複数拍毎の血圧値に温度情報を対応付けて記録してもよい。

具体的には、図５に示すように、血圧値は１拍毎に測定された値が内部メモリに記録されるが、記録制御部１３は、内部メモリに記録された血圧値のうち、２拍毎に測定された血圧値（図５中の左から１番目、３番目、５番目、７番目にある血圧値）についてのみ、この血圧値の測定に利用した圧脈波の検出タイミングに最も近い時刻で検出された温度情報を対応付けて記録媒体１４に記録する。

この変形例によれば、記録媒体１４に記録するデータ量を減らすことができるため、記録媒体１４の容量減による装置製造コスト削減、データ伝送量減による消費電力の低減が可能となる。

なお、変形例のように記録媒体１４に記録するデータ量を減らしたとしても、ある時刻での血圧値とこの時刻の２拍後の血圧値との変化量と、この２つの時刻での温度情報の変化量との関係を知ることはできる。このため、被測定者の血圧変化原因を確実に把握可能となる効果は得ることができる。

この変形例は、測定された血圧値を間引いて記録するものであるが、間引きを行う血圧値の数が多すぎると、被測定者の血圧変化原因を把握しにくくなる。このため、この変形例では、２〜１０拍毎に１つの血圧値を記録媒体１４に記録する程度としておくのが好ましい。

図１に示す血圧測定装置１では、血圧値と対応付けて記録媒体１４に記録する情報として温度情報を例にした。この温度情報の代わりに、血圧測定装置１の置かれる環境の湿度情報を記録媒体１４に記録する構成としてもよい。温度情報と湿度情報は、被測定者の存在する場所の環境情報を構成する。

また、温度情報の代わりに、被測定者の血中酸素飽和度、被測定者の自律神経の状態、被測定者のストレスレベル、及び被測定者の体温などの、血圧測定部１１により測定される生体情報とは異なる被測定者の生体情報を記録媒体１４に記録する構成としてもよい。この構成によれば、例えば、血圧値が大きく変動したときに、被測定者の生体情報がどのように変化したのかを把握可能となるため、診断に役立てることができる。

また、温度情報の代わりに、被測定者の運動強度、被測定者が食事中か否かの情報、前記生体が食事を開始したことを示す情報、前記生体が食事を終了したことを示す情報、被測定者の睡眠の深さ、被測定者の入眠からの経過時間、及び被測定者の体位などの被測定者の活動情報を記録媒体１４に記録する構成としてもよい。この構成によれば、例えば、血圧値が大きく変動したときに、被測定者の活動状態がどのようなものであったかを把握可能となるため、診断に役立てることができる。

被測定者の自律神経の状態（交感神経と副交感神経のどちらが優位にあるのか等の情報）とストレスレベルは、被測定者の心拍数を測定し、測定した心拍数にしたがって求めることができる。

被測定者の運動強度は、被測定者の酸素摂取量を測定し、測定した酸素摂取量と被測定者の最大酸素摂取量の比によって求めることができる。また、被測定者の心拍数を測定し、測定した心拍数と被測定者の最大心拍数の比によって求めることもできる。また、血圧測定装置１に加速度センサを搭載し、この加速度センサによって検出される被測定者の動きの情報に基づいて公知の手法によって求めることもできる。

被測定者が食事中かどうかの情報は、例えば被測定者が食事を開始するときと終了するときにボタン操作を行うことで、食事開始から食事終了までの期間に食事中であることを示す情報が生成されて記録されるようにすることができる。あるいは何らかの方法で食事中である信号（食事開始したことを示す信号と食事終了したことを示す信号）を外部から受信することで、食事開始したことを示す信号を受信してから、食事終了したことを示す信号を受信するまでの間は、食事中であることを示す情報が記録されるようにしてもよい。

被測定者が食事を開始したことを示す情報と食事を終了したことを示す情報は、それぞれ、上記のボタン操作によって情報を取得することができる。または、食事開始したことを示す信号と食事終了したことを示す信号を外部装置から受信することで取得することもできる。

被測定者の睡眠の深さの情報や入眠してからの経過時間は、周知の睡眠計に用いられる技術によって得ることができる。

被測定者の体位の情報は、座位、立位、及び臥位のいずれの状態であるかを示す情報であり、加速度センサや気圧センサ等を組み合わせることで周知の方法によって得ることができる。

血圧値が大きく変化する原因としては、被測定者が暖かい場所から寒い場所に移動した場合、被測定者が負荷のかかる運動（例えば、筋肉トレーニング、ランニング、階段登り）をしている場合、被測定者が血圧の上がるような食事をした場合、被測定者がストレスを感じている場合、被測定者の自律神経が乱れている場合、被測定者が睡眠時に無呼吸状態になった場合、などが考えられる。

被測定者が暖かい場所から寒い場所に移動した状況にあるかどうかは、温度センサ１２により検出される温度情報によって把握可能である。したがって、温度情報は、血圧値の変化の原因と関連する情報ということができる。

被測定者が負荷のかかる運動をしているかどうかは、運動強度によって把握可能である。したがって、運動強度は、血圧値の変化の原因と関連する情報ということができる。

被測定者が食事をしたかどうかは、食事をすることで体温が上昇することから、体温を測定することで把握可能である。したがって、体温は、血圧値の変化の原因と関連する情報ということができる。

被測定者が睡眠時に無呼吸状態になっているかどうかは、血中酸素飽和度を測定することで把握可能である。したがって、血中酸素飽和度は、血圧値の変化の原因と関連する情報ということができる。

血圧測定装置１は、生体情報測定部としての血圧測定部１１で測定されるものとは異なる被測定者の生体情報、被測定者の存在する場所の環境情報、及び被測定者の活動情報の少なくとも１つを測定する情報測定部を有するものであればよい。

情報測定部としては、図１に示す温度センサ１２の他、湿度センサ、血中酸素飽和度を測定するセンサ、心拍センサを用いて自律神経状態やストレスレベルを測定する測定部、体温を測定するセンサ、運動強度を測定する測定部、睡眠計、及び加速度センサ等を用いて体位を測定する体位測定部、などが具体例として挙げられる。

情報測定部として、血中酸素飽和度を測定するセンサや、体温を測定するセンサ等の生体情報を測定するセンサを用いる場合は、このセンサによって対象となる生体情報の測定を開始した時刻と、その生体情報が測定情報として保持された時刻とにはずれが生じる場合がある。このため、記録制御部１３は、内部メモリに記憶した生体情報に対応する時刻情報については、一律にずれを補正した上で、血圧値と生体情報との対応付けを行う。

ここまでは生体情報測定部として血圧測定部１１を例にしたが、生体情報測定部が測定する生体情報は血圧値には限らない。例えば、血圧測定装置１の血圧測定部１１は、生体情報として血圧値の代わりに例えば脈拍を測定するものであってもよい。

図６は、記録制御部１３によって記録媒体１４に記録されたデータのフォーマットの一例を示す図である。この例では、血圧値（最高血圧ＳＹＳ、最低血圧ＤＩＡ）と、温度と、湿度と、血中酸素飽和度（ＳＰＯ_２）と、ストレス状態（ストレスありは１、ストレスなしは０）と、食事中か否かの情報（非食事中は０、食事中は１）と、体位と、をそれぞれの測定時刻と対応付けて記録したデータとなっている。食事中か否かの情報の代わりに、食事開始したか否かを示す情報（食事開始は１、食事開始タイミング以外は０）や、食事終了したか否かを示す情報（食事終了は１、食事終了タイミング以外は０）を用いてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された生体情報測定装置は、生体から脈波を１拍毎に検出する脈波検出部と、前記脈波検出部により検出される脈波に基づいて生体情報を測定する生体情報測定部と、前記生体情報測定部により測定される生体情報とは異なる前記生体の生体情報、前記生体の存在する場所の環境情報、及び前記生体の活動情報の少なくとも１つを測定する情報測定部と、前記脈波検出部によって検出された１拍毎又は複数拍毎の脈波に基づいて前記生体情報測定部により生成される生体情報と、当該脈波の検出タイミングにおいて前記情報測定部により測定された情報とを対応付けて記録する記録制御部と、を備えるものである。

開示された生体情報測定装置は、前記生体情報は、前記生体の自律神経の状態、前記生体のストレスレベル、前記生体の血中酸素飽和度、及び前記生体の体温の少なくとも１つを含むものである。

開示された生体情報測定装置は、前記環境情報は、前記生体の存在する場所の温度と湿度の少なくとも１つを含むものである。

開示された生体情報測定装置は、前記活動情報は、前記生体の運動強度、前記生体が食事中か否かの情報、前記生体が食事を開始したか否かを示す情報、前記生体が食事を終了したか否かを示す情報、前記生体の睡眠の深さ、前記生体の入眠からの経過時間、及び前記生体の体位の少なくとも１つを含むものである。

開示された生体情報測定装置は、前記脈波検出部は、前記生体から圧脈波を検出し、前記生体情報測定部は、前記圧脈波に基づいて血圧値を測定するものである。

本発明は、特に携帯型の血圧計に適用して利便性が高く、有効である。

１ 血圧測定装置
１０ 脈波検出部
１１ 血圧測定部
１２ 温度センサ
１３ 記録制御部
１４ 記録媒体
１５ 通信部
１６ 送信制御部

Claims (5)

1. 生体から脈波を１拍毎に検出する脈波検出部と、
   前記脈波検出部により検出される脈波に基づいて生体情報を測定する生体情報測定部と、
   前記生体情報測定部により測定される生体情報とは異なる前記生体の生体情報、前記生体の存在する場所の環境情報、及び前記生体の活動情報の少なくとも１つを測定する情報測定部と、
   前記脈波検出部によって検出された１拍毎又は複数拍毎の脈波に基づいて前記生体情報測定部により生成される生体情報と、当該脈波の検出タイミングにおいて前記情報測定部により測定された情報とを対応付けて記録する記録制御部と、を備える生体情報測定装置。
2. 請求項１記載の生体情報測定装置であって、
   前記生体情報は、前記生体の血中酸素飽和度、前記生体の自律神経の状態、前記生体のストレスレベル、及び前記生体の体温の少なくとも１つを含む生体情報測定装置。
3. 請求項１記載の生体情報測定装置であって、
   前記環境情報は、前記生体の存在する場所の温度と湿度の少なくとも１つを含む生体情報測定装置。
4. 請求項１記載の生体情報測定装置であって、
   前記活動情報は、前記生体の運動強度、前記生体が食事中か否かの情報、前記生体が食事を開始したか否かを示す情報、前記生体が食事を終了したか否かを示す情報、前記生体の睡眠の深さ、前記生体の入眠からの経過時間、及び前記生体の体位の少なくとも１つを含む生体情報測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の生体情報測定装置であって、
   前記脈波検出部は、前記生体から圧脈波を検出し、
   前記生体情報測定部は、前記圧脈波に基づいて血圧値を測定する生体情報測定装置。

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