JP6680155B2 - 血圧測定装置、血圧測定装置の制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
の圧力センサの一心拍分の出力波形から特徴量を抽出し、前記複数の圧力センサの間での前記特徴量の値の分布形状に基づいて、前記計測対象の動脈に対する前記計測手段の配置状態を推定する配置状態推定手段と、前記推定された配置状態に基づいて、前記計測手段により計測された血圧情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、を有することを特徴とする、血圧測定装置である。
アレイを備えており、前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記動脈の延びる方向に平行な方向の傾きを示す、動脈方向傾きを含み、前記配置状態推定手段は、前記第1のセンサアレイと前記第2のセンサアレイそれぞれの、前記差分値の分布形状におけるピーク値とボトム値の差、および、前記差分値の分布形状におけるピーク値に基づいて、前記動脈方向傾きを推定するものであってもよい。
のうちの一つまたはこれらの組み合わせであってもよい。
まず、図1〜図18に従って、本発明の実施例1について説明する。本実施例に係る血圧測定装置は、トノメトリ法により橈骨動脈の圧脈波を測定する装置である。ここで、トノメトリ法とは、皮膚の上から動脈を適切な圧力で押圧して動脈に扁平部を形成し、動脈内圧と外圧をバランスさせて、圧力センサにより非侵襲的に圧脈波を計測する方法をいう。
図1は、本実施例の血圧測定装置1の全体構成を示すブロック図である。血圧測定装置1は、概略、計測部10、制御部20、入力部30、記憶部40を有する。
図5は制御部20の機能構成の概略を示すブロック図である。図5に示すように、制御部20は、基本的な機能として、特徴量抽出部21、トノグラム作成部22、配置状態推定部23、信頼度算出部24、血圧指標特定部25、を有している。本実施例では、制御部20が必要なプログラムを実行することによって、これら各部の機能を発揮する。
以下、本実施例における血圧測定装置1の機能について説明する。図6は、本実施例に係る血圧測定装置1が行う処理の流れの一例を示す全体フローチャートである。図6が示すように、血圧測定装置1は、一心拍毎に、血圧情報を計測し(ステップS2)、計測された情報から特徴量を抽出してトノグラムを作成し(ステップS3)、該トノグラムに基づいてセンサ部11の橈骨動脈TDに対する配置状態を推定し(ステップS4)、該推定配置状態に基づいて信頼度を算出し(ステップS5)、該信頼度と計測された血圧情報を記憶部40に記録する(ステップS6)。
計測部10を手首に装着して血圧測定装置1起動すると、制御部20が計測部10の押圧機構12を制御し、センサ部11の押圧力を適切な状態に維持する。そして、各圧力センサ110により計測された血圧情報が制御部20に順次取り込まれる。
特徴量抽出部21は、各圧力センサ110により計測された脈圧波形からac成分とdc成分を抽出する。また、トノグラム作成部22は、一つのセンサアレイを構成する各圧力センサ110のセンサアレイ上の位置を横軸に取り、同一心拍における圧力センサ110毎のac成分とdc成分を縦軸に取ったグラフ、即ちトノグラムを作成する。図8はト
ノグラムの一例を示す図である。各圧力センサ110には、配置された位置に応じてチャンネル番号が割り振られている。
図9は、センサ部11が橈骨動脈TDに対して適切に配置されている状態とその配置状態におけるトノグラムの形状を示す図、図10、図11、図12、図13、図14、図15、図16はセンサ部11が橈骨動脈TDに対して不適切に配置されている7つのパターンと、その配置状態におけるトノグラムの形状を示す図である。なお、本明細書においては、2つのセンサアレイのうち、第1のセンサアレイ111が最も脈圧波の計測に適した場所に配置されている状態を、適切な配置状態とする。
配置状態推定部23は、特徴量および/またはトノグラムの形状からセンサ部11の橈骨動脈TDに対する配置状態の推定を行い、信頼度算出部24は該配置状態に応じて信頼度を算出する。図17は配置状態推定部23がセンサ部11の配置状態を推定する際の処理の一例を示したフローチャート、図18は図17の「押圧程度・動脈方向傾き判定」段階の処理の一例を示すフローチャートである。以下、図17、図18に従い、配置状態推定部が配置状態の推定を行う方法を説明する。
か否かを判定する(ステップS123)。ここで、いずれもが過押圧状態である場合には、センサ部11は橈骨動脈TDに対して「過押圧状態」であると推定し、配置状態フラグに「過押圧状態」を追加する(S124)。
110で構成されている場合、ピークチャンネル下限閾値を20とし、ピークチャンネル上限閾値を26として、20から26の数値範囲とすることができる。
本実施例に係る血圧測定装置1は、上述の構成により、押圧程度、動脈方向傾き、幅方向傾き、動脈方向ずれ、幅方向ずれ、回転ずれといった観点から、センサ部11の配置状態を効率的に推定することができる。また、このようにして推定されたセンサ部11の配置状態から、センサ部11によって計測された血圧情報についての信頼度を100点法により得ることができる。このため、センサ部11が不適切な配置状態にあるときに得られた血圧情報(即ち信頼度の低い計測値)を、適切な配置状態にあるときに得られた血圧情報(即ち信頼度の高い計測値)と同様に扱うことを防止することができる。
なお、本実施例では、配置状態推定のための5つのステップの各段階で、信頼度の値の算出を行っているが、必ずしもこのような方法を取る必要はなく、最終的に推定された配置状態に基づいて信頼度を算出するようにしても良い。
。例えば、本実施例ではずれや傾きが「有るか否か」のみを推定しているものについて、ずれや傾きがある場合は「どちらの方向に」の要素を加えて、729パターンの配置状態から最終的な配置状態を推定してもよい。さらに、「どの程度」の要素を加えて、より細かく配置状態を推定するものであってもかまわない。
以下、本発明に係る実施例2について、図19〜図22に基づいて説明する。なお、本実施例は実施例1と比べて、ハードウェア構成が出力部50を有する以外は略同じであるため、そのような部分については実施例1と同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、血圧測定装置の行う処理、制御部20の機能についても実施例1と共通する部分が多くあるため、そのような部分については詳細な説明を省略する。
図19は、本実施例の血圧測定装置2の全体構成を示すブロック図である。血圧測定装置2は概略、計測部10、制御部20、入力部30、記憶部40、出力部50を有する。前述の通り、出力部50以外は実施例1と同様の構成及び機能である。
図20は制御部20の機能構成の概略を示すブロック図である。図20に示すように、制御部20は、基本的な機能として、特徴量抽出部21、トノグラム作成部22、配置状態推定部23、信頼度算出部24、血圧指標特定部25、配置状態出力処理部26、を有している。本実施例では、制御部20が必要なプログラムを実行することによって、これら各部の機能を発揮する。配置状態出力処理部26以外の構成は実施例1と同様である。
図21は、本実施例に係る血圧測定装置2が行う処理の流れの一例を示す全体フローチャートである。図21が示すように、血圧測定装置2は、一心拍毎に、血圧情報を計測し(ステップS22)、計測された情報から特徴量を抽出してトノグラムを作成し(ステップS23)、該トノグラムに基づいてセンサ部11の橈骨動脈TDに対する配置状態を推定し(ステップS24)、該推定配置状態に基づいて信頼度を算出する(ステップS25)。ここまでの流れは実施例1と同様である。
制御部20は、以上のように配置状態出力処理部26によって処理された情報と併せて、トノグラム作成部22により作成された第1トノグラム、信頼度算出部24により算出された信頼度、血圧指標特定部25により特定された各血圧指標、を液晶ディスプレイに表示する。図22A、図22Bに、その表示画面の一例を示す。図22Aは、センサ部11が橈骨動脈TDに対して適切な配置状態にある場合の例、図22Bは幅方向にずれと傾きがある場合の例である。
上述の構成により、本実施例に係る血圧測定装置2の利用者は、測定された血圧指標(SBP、DBP、PR)、および該血圧指標の信頼度を液晶ディスプレイの表示により適時に知ることができる。また、計測対象の橈骨動脈TDに対してセンサ部11がどのよう
な配置状態にあるのかを、イメージ画像及び文字情報の表示により適時に知ることができる。
上記ディスプレイに表示された各種情報は、表示されるだけでなく随時記憶部40に記録されるようにしてもよい。また、表示される情報に限らず、計測された全ての血圧情報、第2トノグラムのデータ、等も併せて記録されるようにしても構わない。
10・・・計測部
11・・・センサ部
12・・・押圧機構
110・・・圧力センサ
111・・・第1センサアレイ
112・・・第2センサアレイ
20・・・制御部
21・・・特徴量抽出部
22・・・トノグラム作成部
23・・・配置状態推定部
24・・・信頼度算出部
25・・・血圧指標特定部
26・・・配置状態出力処理部
30・・・入力部
40・・・記憶部
50・・・出力部
TD・・・橈骨動脈
Claims (16)
- トノメトリ方式で血圧を測定する血圧測定装置であって、
複数の圧力センサを備え計測対象の一心拍ごとの血圧情報を計測する計測手段と、
各々の圧力センサの一心拍分の出力波形から特徴量を抽出し、前記複数の圧力センサの間での前記特徴量の値の分布形状に基づいて、前記計測対象の動脈に対する前記計測手段の配置状態を推定する配置状態推定手段と
前記推定された配置状態に基づいて、前記計測手段により計測された血圧情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有することを特徴とする、血圧測定装置。 - 前記配置状態推定手段は、各々の圧力センサの一心拍分の出力波形から、前記特徴量として、前記出力波形における最大値と最小値の差分値、および/または、最小値を抽出し、前記複数の圧力センサの間での前記差分値の分布形状、および/または、前記最小値の分布形状に基づいて、前記計測手段の配置状態を推定することを特徴とする、請求項1に記載の血圧測定装置。
- 前記計測手段は、計測時に前記動脈と交差する方向に配列される複数の圧力センサから構成されるセンサアレイを少なくとも1つ有することを特徴とする、請求項2に記載の血圧測定装置。
- 前記配置状態は、前記センサアレイが前記動脈を押圧する力の程度を示す、押圧程度を含み、
前記配置状態推定手段は、前記差分値の分布形状におけるピーク値とボトム値の差、および/または、前記差分値の分布形状におけるピーク値に基づいて、前記押圧程度を推定することを特徴とする、請求項3に記載の血圧測定装置。 - 前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記動脈の延びる方向に垂直な方向の傾きを示す、幅方向傾きを含み、
前記配置状態推定手段は、前記最小値の分布形状の傾きに基づいて、前記幅方向傾きを推定することを特徴とする、請求項3または4に記載の血圧測定装置。 - 前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記動脈の延びる方向に垂直な方向のずれを示す、幅方向ずれを含み、
前記配置状態推定手段は、前記差分値の分布形状におけるピークの位置に基づいて、前記幅方向ずれを推定することを特徴とする、請求項3〜5のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。 - 前記計測手段は、互いに平行に配置される第1のセンサアレイと第2のセンサアレイを備えており、
前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記動脈の延びる方向に平行な方向の傾きを示す、動脈方向傾きを含み、
前記配置状態推定手段は、前記第1のセンサアレイと前記第2のセンサアレイそれぞれの、前記差分値の分布形状におけるピーク値とボトム値の差、および、前記差分値の分布形状におけるピーク値に基づいて、前記動脈方向傾きを推定することを特徴とする、請求項3〜6のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。 - 前記計測手段は、互いに平行に配置される第1のセンサアレイと第2のセンサアレイを備えており、
前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記動脈の延びる方向に平
行な方向のずれを示す、動脈方向ずれを含み、
前記配置状態推定手段は、前記第1のセンサアレイと前記第2のセンサアレイの間での、前記差分値の分布形状におけるピーク値の差に基づいて、前記動脈方向ずれを推定することを特徴とする、請求項3〜7のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。 - 前記計測手段は、互いに平行に配置される第1のセンサアレイと第2のセンサアレイを備えており、
前記配置状態は、計測に適した姿勢である基準状態からの、前記センサアレイと前記計測対象の接触面内での回転を示す、回転ずれを含み
前記配置状態推定手段は、前記第1のセンサアレイと前記第2のセンサアレイの間での、前記差分値の分布形状におけるピークの位置の差に基づいて、前記回転ずれを推定することを特徴とする、請求項3〜8のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。 - 前記血圧情報、前記配置状態、前記信頼度のうちの一つまたはこれらの組み合わせを出力する出力手段を有することを特徴とする、請求項1〜9のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。
- 前記出力手段は、
文字および/または画像により、前記血圧情報、前記配置状態、前記信頼度のうちの一つまたはこれらの組み合わせを出力する画像表示手段、
音声により、前記血圧情報、前記配置状態、前記信頼度のうちの一つまたはこれらの組み合わせを出力する音声出力手段、
有線または無線の通信により、他の装置に対して前記血圧情報、前記配置状態、前記信頼度のうちの一つまたはこれらの組み合わせを出力する通信手段、
のうちの一つまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項10に記載の血圧測定装置。 - 前記信頼度が所定の基準値以下の場合に、信頼度を低下させる原因となっている不適切な配置状態を示す情報を前記出力手段に出力する、警告手段を有することを特徴とする、請求項10または11に記載の血圧測定装置。
- 前記信頼度が所定の基準値以下の場合に、信頼度を低下させる原因となっている不適切な配置状態を、適切な配置状態に修正する方法を前記出力手段に出力する、修正指示手段を有することを特徴とする、請求項10〜12のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。
- 前記血圧測定装置は、手首に装着するウェアラブル装置であることを特徴とする、請求項1〜13のうちいずれか1項に記載の血圧測定装置。
- トノメトリ方式で血圧を測定する血圧測定装置の制御方法であって、
複数の圧力センサを備える計測手段により、計測対象の一心拍ごとの血圧情報を計測するステップと、
各々の圧力センサの一心拍分の出力波形から特徴量を抽出するステップと、
前記複数の圧力センサの間での前記特徴量の値の分布形状に基づいて、前記計測対象の動脈に対する前記計測手段の配置状態を推定するステップと、
前記推定された配置状態に基づいて、前記計測手段により計測された血圧情報の信頼度を算出するステップと、
を有することを特徴とする、血圧測定装置の制御方法。 - 請求項15に記載の血圧測定装置の制御方法の各ステップを、該血圧測定装置に実行さ
せるためのプログラム。
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