JP2022136818A - 血圧処理装置、血圧測定装置、及び血圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検者の血圧を簡易かつ精度よく測定可能な血圧処理装置及び血圧測定方法を提供する。【解決手段】本実施形態によれば、血圧処理装置は、校正期間生成部と、血圧取得部と、校正情報生成部とを備える。校正期間生成部は、所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された散乱光に基づく受光信号を用いて、被検者に対する加圧部の加圧期間に応じた校正期間を生成する。血圧取得部は、校正期間における、受光信号に基づく第１血圧を取得する。校正情報生成部は、加圧部の加圧に基づき測定された基準血圧と、第１血圧とを用いて校正情報を生成する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、血圧処理装置、血圧測定装置、及び血圧測定方法に関する。

心拍数の変化に対応する動脈及び毛細血管の血液量の変化を測定することにより、心拍に伴う脈波を検出する光電式容積脈波計（ＰＰＧ：Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ）センサが知られている。ＰＰＧセンサを用いて脈拍ごとに組織を通過する血液量に基づいて心拍数を検出する手法は、容積脈波（ＢＶＰ：Ｂｌｏｏｄ Ｖｏｌｕｍｅ Ｐｕｌｓｅ）測定と呼ばれている。

ところが、ＰＰＧセンサの感度は、メーカにより異なってしまったり、測定環境の影響を受けてしまったりする恐れがある。

特開２０００－２１７７９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、被検者の血圧を簡易かつ精度よく取得可能な血圧処理装置、血圧測定装置、及び血圧測定方法を提供することである。

本実施形態によれば、血圧処理装置は、校正期間生成部と、血圧取得部と、校正情報生成部とを備える。校正期間生成部は、所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された散乱光に基づく受光信号を用いて、被検者に対する加圧部の加圧期間に応じた校正期間を生成する。血圧取得部は、校正期間における、受光信号に基づく第１血圧を取得する。校正情報生成部は、加圧部の加圧に基づき測定された基準血圧と、第１血圧とを用いて校正情報を生成する。

本実施形態による血圧処理装置の概略構成を示すブロック図。 測定部の構成例を示すブロック図。 校正処理部の構成例を示すブロック図。 被写体Ａの測定信号の一例を示す図。 容積脈波の例を示す図。 被写体Ｂの測定信号の一例を示す図。 被写体Ｃの測定信号の一例を示す図。 被写体Ｄの測定信号の一例を示す図。 校正期間中の測定信号の一例を示す図。 校正期間内の第１血圧と、基準血圧との関係を示す図。 血圧取得部の構成例を示すブロック図。 モデル化された血管を示す図。 脈波の波形の一例とモデル化した円筒管の半径との関係を示す図。 点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｌへの血管の容積変化に伴う円筒管の半径の変化を模式的に示す図。 点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｅを経て点Ｐ_Ｈへ至る際の流量Ｑ_Ｓを模式的に示す図。 点Ｐ_Ｈから点Ｐ_Ｄへ至る際の流量Ｑ_ＨＤを模式的に示す図。 特徴点処理部５２が脈波ｙ_ｉから取得する情報例を示す図。 第２血圧による血圧が高めの被検者の測定データを示す図。 第２血圧による血圧が低めの被検者の測定データを示す図。 非加圧型の血圧計の構成例を示すブロック図。 腕時計型の血圧処理装置の一例を示す図。 校正処理の制御例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、血圧処理装置内の特徴的な構成および動作を中心に説明するが、血圧処理装置には以下の説明で省略した構成および動作が存在しうる。

図１は本実施形態による血圧処理装置１の概略構成を示すブロック図である。血圧処理装置１は、測定部２と、基準血圧計３と、校正処理部４と、血圧取得部５と、を備えている。

測定部２は、所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された散乱信号に基づく測定信号を生成する。なお、測定部２の詳細は後述する。

基準血圧計３は、例えば、被験者の腕を加圧する加圧部により加圧した状態で血圧を測定するカフ型の血圧計である。この加圧部は、例えばカフであり、測定部２の測定箇所よりも被験者の心臓側に取り付けられる。また、基準血圧計３は、測定した血圧の情報を含む測定信号を校正処理部４に供給する。さらにまた、基準血圧計３は、血圧処理装置１に着脱可能に構成されている。なお、本実施形態に係る基準血圧計３は、例えばカフ型の血圧計であるがこれに限定されない。例えば、測定部２の測定箇所よりも被験者の心臓側に加圧部がある血圧計であればよい。

校正処理部４は、カフの加圧期間に測定された基準血圧と、校正期間に測定信号を用いて測定された第１血圧とを用いて校正情報を生成する。血圧取得部５は、測定部２が生成する脈波に基づき、被検者の第１血圧を取得する。なお、校正処理部４及び血圧取得部５の詳細も後述する。

図２は、測定部２の構成例を示すブロック図である。測定部２は、発光部２２と、受光部２４と、信号生成部２６とを有する。発光部２２は、例えば、特定の波長帯域（緑色や近赤外帯域など）の光信号を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を有する。受光部２４は、発光部２２からの光信号が被検者の体内で吸収又は反射・散乱された後の信号を受光する。

信号生成部２６は、受光信号に基づいて、測定信号を生成する。また、信号生成部２６は、心拍の１拍ごとに脈波信号を生成することも可能である。光信号の発光量が変動すると、受光信号の受光量も変動する。このため、信号生成部２６は、受光信号のＤＣ成分とＡＣ成分とに分離し、ＡＣ／ＤＣ比に基づいて脈波信号を生成する。このため、生成される脈波信号は、無次元のデータである。

また、信号生成部２６は、信号を増幅するアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を有し、測定信号、及び脈波信号をデジタル信号に変換する。以下では、容積脈波を単に脈波と呼ぶこともある。

図３は、校正処理部４の構成例を示すブロック図である。校正処理部４は、記憶部４２と、制御部４４と、校正期間生成部４６と、校正情報生成部４８とを有する。

記憶部４２は、時系列に生成される測定信号と、血圧取得部５が生成する第１血圧と、基準血圧計３が生成する血圧とを、時系列に関連付けて記憶する。制御部４４は、内部クロックを有し、血圧処理装置１の全体を制御する。

校正期間生成部４６は、基準血圧計３の加圧部が被検者を加圧する加圧期間に基づく校正期間を生成する。ここで、図４から図８に基づき、校正期間生成部４６が用いる加圧期間を含む計測信号の特性を説明する。計測信号Ｌ１０は上述のように、測定部２により生成される。

図４は、被写体Ａの測定信号Ｌ１０の一例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は測定信号Ｌ１０の大きさを示す。また、図中の点ｐ１０は、加圧部（カフ）の加圧期間における時間差分値、例えば１次微分値の最大値を示す時点である。シグナルＳ１０は、脈動に基づく脈波がパルス状に観察される領域例を示す。

図５は、シグナルＳ１０に基づく、容積脈波の例を示す図である。縦軸は容積脈波の値を示し、横軸は時間を示す。図５に示すように、脈波信号は信号生成部２６により生成され、脈波は一心拍毎に変動を繰り返す。ｉ拍目の脈波ｙｉは周期的に変動するＡＣ成分とＤＣ成分である

により構成される。このように、シグナルＳ１０の領域などにおけるパルス波は、一心拍毎に脈動しており、脈波の情報を有する。

再び図４に示すように、被写体Ａの測定信号Ｌ１０では、カフの加圧を開始すると測定信号Ｌ１０の強度が低下する。そして、カフの減圧を開始すると測定信号Ｌ１０の強度が増加する。また、カフの加圧期間では、パルス状の脈波が抑制される。このため、カフの加圧期間では、図４に示すパルス状の脈波の情報を用いる血圧取得部５の血圧測定は困難となってしまう。一方で、医療業界では、カフ血圧計が基準となっており、容積脈波を用いた血圧の値を基準血圧計３の値に一致させることが要求される。このため、カフの加圧期間に得られる基準血圧と相関の高い血圧取得部５による血圧の測定領域を求める必要が生じる。

なお、基準血圧計３の加圧期間には個人差があり、加圧期間は例えば４０秒程度を中心に前後する。基準血圧計３では、この期間に一組の最大血圧、最小血圧、及び平均血圧を測定する。一方で、血圧取得部５は、被験者の一泊毎に少なくとも最大血圧、及び最小血圧の測定が可能である。

図４では、カフ圧は、２～３回、おおよそ６０秒毎に与えられている。このように、カフによる加圧の上昇と共に、心臓から血液が拍出されることにより、測定信号Ｌ１０の振幅が小さくなる。これにより、基線（平均的な吸収光量）が下降する傾向がある。一方で、減圧に転じると、基線が上昇する。また、図中の点ｐ１０は、常にカフの減圧を開始した時点と、加圧を停止した時点との間の減圧期間に発生することが出願人により見いだされた。このように、カフの減圧を開始しないと、基線はこのような急峻な増加を一般に示さないことが見いだされた。

図６は、被写体Ｂの測定信号Ｌ１０の一例を示す図である。図４と同様に、横軸は時間を示し、縦軸は測定信号Ｌ１０の大きさを示す。図６に示すように、被写体Ｂの測定信号Ｌ１０では、カフの加圧を開始すると測定信号Ｌ１０の強度が被写体Ａよりもより低下する傾向を示す。一方で、カフの減圧を開始すると、被写体Ａと同ように、測定信号Ｌ１０の強度が急峻に増加する。これにより、図６でも、図中の点ｐ１０は、常に減圧期間に発生する。

図７は、被写体Ｃの測定信号Ｌ１０の一例を示す図である。図４と同様に、横軸は時間を示し、縦軸は測定信号Ｌ１０の大きさを示す。図７に示すように、被写体Ｂの測定信号Ｌ１０では、カフの加圧を開始すると測定信号Ｌ１０の強度が一旦増加する傾向を示す。一方で、カフの減圧を開始すると、被写体Ａ、Ｂと同ように、測定信号Ｌ１０の強度が急峻に増加する。これにより、図７でも、図中の点ｐ１０は、常にカフの減圧を開始した時点と、加圧を停止した時点との間である減圧期間に発生する。

図８は、被写体Ｄの測定信号Ｌ１０の一例を示す図である。図４と同様に、横軸は時間を示し、縦軸は測定信号Ｌ１０の大きさを示す。図８に示すように、被写体Ｄの測定信号Ｌ１０では、カフの加圧を開始すると測定信号Ｌ１０の強度が一旦増加し、その後に減少する傾向を示す。一方で、カフの減圧を開始すると、被写体Ａ、Ｂ、Ｃと同ように、測定信号Ｌ１０の強度が急峻に増加する。これにより、図８でも、図中の点ｐ１０は、常に減圧期間に発生する。

図９は、校正期間中の測定信号Ｌ１０の一例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は測定信号Ｌ１０の大きさを示す。図９に示すように、例えば血圧処理装置１は、校正期間中には、測定間隔Ｔ１＝６０秒で基準血圧計３での基準血圧の測定を行い、測定信号Ｌ１０と、血圧取得部５が生成する第１血圧と、基準血圧計３が生成する血圧とを時系列に関連付けて記憶部４２に記憶する。

校正期間生成部４６は、図４から図８で説明したように、図中の点ｐ１０が常にカフの減圧を開始した時点と、加圧を停止した時点との間に発生する特性を用いて、カフ（加圧部）の加圧期間に基づく校正期間を生成する。より具体的には、校正期間生成部４６は、記憶部４２に記憶された測定信号Ｌ１０に対して平滑化処理を行う。これにより、測定信号Ｌ１０から脈動およびノイズが抑制された測定信号Ｌ１０が生成される。次に、校正期間生成部４６は、測定信号Ｌ１０の時間差分値に基づく値、例えば１次微分値の最大値を示す時点ｐ１０を求める。続けて、校正期間生成部４６は、時点ｐ１０から所定期間Ｔ２前から所定期間Ｔ３後までの所定期間Ｔ４を校正期間とする。例えば、Ｔ２＝３７秒、Ｔ３＝１５秒、Ｔ４＝５秒とする。すなわち、時点ｐ１０から３７秒前から２２秒前の期間内の５秒間を校正期間とする。図中の丸印が時点ｐ１０から３７秒前から２２秒前の５秒間の例を示す。

図１０は、校正期間内に血圧取得部５が生成する第１血圧と、基準血圧計３が生成する基準血圧との関係を示す図である。横軸は基準血圧における最大血圧を示し、縦軸は第１血圧における最大血圧を示す。例えば時点ｐ１０の３７秒前から２２秒前の期間内の５秒間に血圧取得部５が生成する第１血圧と、基準血圧計３が生成する基準血圧との関係を示す。このように、校正期間内の相関値は０．９７を示し、高い相関を有することが、実験的に検証されている。

校正情報生成部４８は、基準血圧計３の加圧部の加圧に基づき基準血圧計３により測定された基準血圧と、血圧取得部５の第１血圧とを用いて校正情報を生成する。例えば、校正情報生成部４８は、校正期間に生成された第１血圧の最大血圧と、対応する基準血圧の最大血圧との比の平均値、及び、第１血圧の最大血圧と、対応する基準血圧の最大血圧との差分値を演算する。同様に、校正情報生成部４８は、校正期間に生成された第１血圧の最小血圧と、対応する基準血圧の最小血圧との比の平均値、及び、第１血圧の最小血圧と、対応する基準血圧の最小血圧との差分値を演算する。

図１１は、血圧取得部５の構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、血圧取得部５は、校正情報生成部４８が生成する校正情報により校正可能であり、脈波信号に基づき、被検者の血圧を取得する。この血圧取得部５は、特徴点処理部５２と、血圧演算部５４とを有する。

まず、図１２乃至１６に基づき、血圧取得部５で用いるモデル例に関して説明する。図１２は、モデル化された血管を示す図である。図１２に示す血管のモデルは、半径ｒ_ｉｓ、長さＬの円筒管で近似したものである。血圧変動は、心臓から拍出された血液により血管壁にかかる圧力の変動である。この血圧変動は、脈波ｙ_ｉと連動する。

円筒管の圧力差ΔＰ、流量Ｑ、および抵抗Ｒの関係は、ダルシ―の法則から導かれ、（１）式で示される。

血圧取得部５は、例えば円筒管のモデルに基づき、脈波ｙ_ｉを用いて流量Ｑおよび抵抗Ｒに対応する値を演算し、被検者の血圧を取得する。なお、本実施形態に係る血圧取得部５は、円筒管のモデルに基づくが、これに限定されない。例えば、他のアルゴリズムによる非加圧型の血圧計を用いてもよい。

また、人の血圧は一般に、心臓の収縮期における血管内の最大圧力である収縮期血圧（最大血圧）ＳＢＰ（Ｓｙｓｔｏｌｉｃ Ｂｌｏｏｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、心臓の拡張期における血管内の最小圧力である拡張期血圧（最小血圧）ＤＢＰ（Ｄｉａｓｔｏｌｉｃ Ｂｌｏｏｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、拡張期血圧から収縮期血圧を減じた脈圧ＰＰ（Ｐｕｌｓｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を用いて評価される。

図１３は、脈波の波形の一例とモデル化した円筒管の半径との関係を示す図である。左図は、１拍分の正常な脈波の波形の一例を示す図である。縦軸は脈波の値を示し、横軸は時間を示している。右図は、モデル化した円筒管の半径を示す図である。血管の容積変化を、半径ｒ_ｓｉと変化分であるΔｒ_ｄｉで示している。点Ｐ_Ｄは、点Ｐ_Ｈと点Ｐ_Ｌの間において点Ｐ_Ｅと同じ容積脈波の値を示す点である。Ｉ_ｄｃは、容積脈波の直流成分である。

正常な脈波ｙｉは、振幅がボトムの位置（ｔ０）で開始し、振幅がほぼ単調に増加して最大ピーク（ｔ２）に達し、その後、振幅が単調に減少してボトムの位値（ｔ３）に達して終了する。ここで、添え字ｉは、容積脈波データにおいて、各一つのパルスを識別する番号である。すなわち、ｉ拍目の脈波に対応するデータを意味する。なお、本実施形態に係る演算では、一拍毎の演算を行っているが、これに限定されず、数拍分のデータを例えば平均化して演算してもよい。

ｔ１は、ｔ０からｔ２までの間で、脈波ｙｉを時間で１階微分した値が最大になる時刻である。このｔ１は、粘弾性運動方程式の変位平衡点に対応する。

Ｐ_Ｅ、Ｐ_Ｈ、Ｐ_Ｌは、それぞれ時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３に対応する点である。なお、本実施形態に係る時刻ｔ１が第１時刻に対応し、時刻ｔ２が第２時刻に対応し、時刻ｔ０が第３時刻に対応し、時刻ｔ_３が第４時刻に対応する。ここで、添え字ｉは、容積脈波データにおいて、各一つのパルスを識別する番号である。すなわち、ｉ拍目の脈波に対応するデータを意味する。なお、点Ｐ_Ｄの時刻が第５基準時に対応する。

図１４は、点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｌへの血管の容積変化に伴う円筒管の半径の変化を模式的に示す図である。すなわち、図１４は一拍分の脈波に関する円筒管の半径の変化を示している。縦軸は時間を示し、横軸は点Ｐ_Ｓからの半径の変動分を示している。半径は時間の経過にしたがい、点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｈまでは増加し、その後は減少する。

図１５は、点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｅを経て点Ｐ_Ｈへ至る際の流量Ｑ_Ｓを模式的に示す図である。図１６は、点Ｐ_Ｈから点Ｐ_Ｄへ至る際の流量Ｑ_ＨＤを模式的に示す図である。横軸は血管半径ｒの平均変化率（Δｒ／Δｔ）の二乗を示し、縦軸は長さＬとπの乗算値である。図１５のｍ_ｓｉは、点Ｐ_Ｓから点Ｐ_Ｅへ至る際の半径の平均変化率であり、ｍ_ｄ１ｉは、点Ｐ_Ｅから点Ｐ_Ｈへ至る際の半径の平均変化率である。図１６のｍ_ｄ２ｉは、点Ｐ_Ｄから点Ｐ_Ｈへ至る際の半径の平均変化率である。なお、本実施形態に係る流量Ｑ_ＨＤが第１値に対応し、抵抗Ｒが第２値に対応し、流量Ｑ_Ｓが第３値に対応する。

本実施形態では、収縮期血圧ＳＢＰを流量Ｑ_Ｓにより演算する。心臓の収縮期間中の点Ｐ_Ｅまでの血管径の拡張は、主にウィンドケッセル効果で生じる。そして、点Ｐ_Ｅ以後から次第に復元力と減衰力が支配的になる。すなわち、本実施形態では、ウィンドケッセル効果に復元力が加えられた点Ｐ_Ｅから点Ｐ_Ｈまでの流量Ｑ_ＳＥにまで、収縮期に生じる力の範囲を拡張してモデル化している。被検者によっては、点Ｐ_Ｅから点Ｐ_Ｈまでの範囲にもウィンドケッセル効果がより強くでる人がいると考えられる。このような人を含めて測定をする場合には、流量Ｑ_Ｓを用いると、収縮期血圧ＳＢＰの測定精度がより向上する。なお、流量Ｑ_Ｓを用いても、一般的な人の収縮期血圧ＳＢＰの精度も低下しないことが実験的に検証されている。

一方で、点Ｐ_Ｅから点Ｐ_Ｈまでの範囲にウィンドケッセル効果がより強くでる人の場合には、ウィンドケッセル効果が弱まる点は、点Ｐ_Ｌ側にずれていると考えられる。拡張期血圧は、ウィンドケッセル効果による力の下限であるので、ウィンドケッセル効果が弱まる点を点Ｐ_Ｈまでずらし、点Ｐ_Ｈから点Ｐ_Ｄまでの範囲の流量Ｑ_Ｄを用いて拡張期血圧ＤＢＰをモデル化している。特に、流量Ｑ_Ｄを流量Ｑ_ＨＤに基づき、演算する。なお、流量Ｑ_ＨＤを用いても、一般的な人の拡張期血圧ＤＢＰの精度も低下しないことが実験的に検証されている。

以上が本実施形態に係る血圧取得部５が用いるモデルの説明であるが、以下に血圧取得部５の詳細な処理例を説明する。
図１７は、特徴点処理部５２が脈波ｙ_ｉから取得する情報例を示す図である。縦軸は脈波の値を示し、横軸は時間を示している。右図は、モデル化した円筒管の半径を示す図である。血管の容積変化を、半径ｒ_ｓｉと変化分であるΔｒ_ｄｉで示している。

特徴点処理部５２は、時刻ｔ_１の脈波ｙ_ｉの値から直流成分Ｉ_ｄｃを減じた第１差分値Δｙ_ｓｉと、時刻ｔ_２の脈波ｙ_ｉの値から直流成分Ｉ_ｄｃを減じた第２差分値Δｙ_ｈｉを演算する。
また、特徴点処理部５２は、（２）式を用いて時間Ｔ_ｄ２ｉを演算する。Ｔ_ｄ２ｉは、点Ｐ_Ｄと点Ｐ_Ｈ間の時間である。Ｔ_ｓｉは、時刻ｔ_１からｔ_０を減じた時間であり、Ｔ_ｄ１ｉは、時刻ｔ_２からｔ_１を減じた時間であり、Ｔ_ｄ３ｉは、時刻ｔ_３からｔ_２を減じた時間である。すなわち、特徴点処理部５２は、脈波ｙ_ｉの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの期間内において時刻ｔ_１における脈波ｙ_ｉと同等の値を示す点Ｐ_Ｄの時刻を第５基準時として取得し、時刻ｔ_２と第５基準時との間の時間を時間Ｔ_ｄ２ｉとして演算する。

点Ｐ_Ｌに対応する容積を基準とすれば、Δｙ_ｓｉ／Ｉ_ｄｃは点Ｐ_Ｅ、Ｐ_Ｄにおける容積に比例し、同ように、Δｙ_ｈｉ／Ｉ_ｄｃは点Ｐ_Ｈにおける容積に比例する。Ｇは比例定数であり、Ｉ_ｄｃは、脈波のＤＣ成分の値である。
円筒管の半径がｒ_ｓｉからｒ_ｓｉ＋Δｒ_ｄｉに変化した場合、Δｒ_ｄｉを点Ｐ_Ｅにおける半径ｒ_ｓｉを用いて、（３）～（５）式により演算可能である。

ここで、（１９）式の半径ｒ_ｓｉを（１７）式を用いて、整理すると以下の（６）、（７）式に変形できる。血圧演算部５４は、（６）、（７）式を用いて半径ｒ_ｓｉとΔｒ_ｄｉを演算する。なお、Ｌはモデル円筒管の長さである。

血圧演算部５４は、平均変化率ｍ_ｓｉを（８）式を用いて演算する。

また、血圧演算部５４は、平均変化率ｍ_ｄ１ｉ及び_ｍｄ２ｉをそれぞれ、（９）、（１０）式を用いて演算する。

血圧演算部５４は、流量Ｑ_Ｓｉを平均変化率ｍ_ｄ１ｉ及び_ｍｄ２ｉに基づき、（１１）式を用いて演算する。

血圧演算部５４は、抵抗Ｒ_ｉを（１２）式を用いて演算する。ここで、Ｖ_ｉは、モデル円筒管の体積であり、Ｖ_ｉ（ｔ_１）は、時間ｔ_１でのモデル円筒管の体積である。すなわち、Ｉ_ｄｃは、本実施形態における

に対応する。

血圧演算部５４は、抵抗Ｒ_ｉとコンプライアンスＣを用いて、点Ｐ_Ｈから点Ｐ_Ｌへ至る際の流量Ｑ_Ｄｉを（１３）式に基づき演算する。

抵抗Ｒｄｉは、（１４）、（１５）式で得る。

血圧演算部５４は、ｉ拍毎に拡張期血圧（最低血圧）ＤＢＰと収縮期血圧（最高血圧）ＳＢＰを（１６）、（１７）式に基づき演算する。

ここで、ａ_１、ａ_２、ｂ_１、ｂ_２、α、βは定数である。

ここで、Ｋ１、Ｋ２は校正処理部４により生成された補正情報の例である補正係数である。本実施形態に係るＫ１＝１、Ｋ２＝１の初期状態が第１血圧に対応する

ここで、校正処理部４により生成されたＫ１、Ｋ２に置換後の拡張期血圧（最低血圧）ＤＢＰと収縮期血圧（最高血圧）ＳＢＰが第２血圧に対応する。

図１８は、第２血圧による血圧が高めの被検者の測定データを示す図である。図１９は、第２血圧による血圧が低めの被検者の測定データを示す図である。縦軸は血圧を示し、横軸は時間を示す。また、菱形のマークが基準血圧計３での測定値を示し、実線は第２血圧のデータを示す。本実施形態の血圧処理装置１で測定した値は、どちらの場合にも、比較対象用に測定した基準血圧計３のデータとよく一致する。

このように、血圧演算部５４は、脈波ｙ_ｉを時間で１階微分した値が最大になる第１時刻ｔ_１から次の脈波の立ち上がる第４時刻ｔ_３までの期間内における期間Ｔ_ｄ２ｉ（第１期間）の被検者の血液流量に対応する流量Ｑ_ＨＤ（第１値）と、被検者の血流抵抗に対応するＲ（第２値）とに基づき、拡張期血圧ＤＢＰを取得する。また、血圧演算部５４は、脈波の立ち上がる第３時刻ｔ_０から脈波の最大ピークの第２時刻ｔ_２までの期間内における期間（Ｔ_ｓｉ＋Ｔ_ｄ１ｉ）（第２期間）の被検者の血液流量に対応する流量Ｑ_Ｓ（第３値）に更に基づき、収縮期血圧を取得する。なお、本実施形態に係る第１時刻が第１基準時に対応し、第２時刻が第４基準時に対応し、第３時刻が第３基準時に対応し、第４時刻が第２基準時に対応する。また、本実施形態では、（１８）式及び（１９）式に基づき、校正後の拡張期血圧ＤＢＰ_ｉ、及び収縮期血圧ＳＢＰ_ｉを取得するため、血圧を簡易かつ精度よく検出できる。

図２０は、測定部２と、校正された第２血圧取得部５ａと、を有する非加圧型の血圧測定装置１０の構成例を示すブロック図である。第２血圧取得部５ａの血圧演算部５４ａは、（１８）、（１９）式において、校正処理部４により生成された校正処理後のＫ１、Ｋ２を用いる点で、血圧取得部５の血圧演算部５４（図１１参照）と相違する。なお、血圧測定装置１０の測定部２は、脈波を生成し、計測信号は生成しないように構成してもよい。また、血圧測定装置１０は、血圧計と呼ばれる場合もある。

図２０に示すように、校正後の第２血圧取得部５ａを用いて非加圧型の血圧測定装置１０を構成することも可能である。血圧測定装置１０は、例えば図２１に示すような腕時計型の生体測定装置６に組み込むことができる。なお、生体測定装置６は、上腕部、胸部などに配置しても良い。

また、血圧処理装置１（図１参照）の基準血圧計をはずした状態で、例えば図２１に示すような腕時計型の生体測定装置６に組み込んでもよい。この場合には、校正処理部４により生成されたＫ１、Ｋ２に置換後の血圧取得部５を用いる。また、血圧処理装置１（図１参照）を腕時計型の生体測定装置６に組み込む場合には、基準血圧計３を接続することにより、再校正が可能となる。

図２２は、血圧処理装置１の制御部４４による校正処理の制御例を示すフローチャートである。図２２に示すように、先ず制御部４４の制御に従い測定部２は、所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された受光信号に基づく計測信号及び脈波信号を生成する（ステップＳ１００）。

次に、測定部２の測定と同期させて、基準血圧計３は、例えば６０秒に１回の周期で、被験者の基準血圧を生成する（ステップＳ１０２）。続けて、記憶部４２は、これらのデータを時系列に関連付けて記憶する（ステップＳ１０４）。

次に、制御部４４は、所定回数の基準血圧計３による測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御部４４は、所定回数が終了していないと判定する場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。

一方で、制御部４４は、所定回数が終了したと判定する場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、制御部４４は、校正期間生成部４６に対して、記憶部４２に記憶されたデータを用いて、測定周期毎に校正期間を生成させる（ステップＳ１０８）。続けて、制御部４４は、血圧取得部５に対して、測定周期毎の校正期間の拡張期血圧（最低血圧）ＤＢＰと収縮期血圧（最高血圧）ＳＢＰを演算させ、校正情報生成部４８に、基準血圧との比を校正係数Ｋ１、Ｋ２として測定毎に生成させる。そして、制御部４４は、校正情報生成部４８に、校正係数Ｋ１、Ｋ２の平均値を最終的な校正係数Ｋ１、Ｋ２として生成させ（ステップＳ１１０）、全体処理を終了する。

以上のように本実施形態によれば、校正期間生成部４６が受光信号に基づき、加圧部の被検者に対する加圧期間に基づく校正期間を生成し、校正情報生成部４８が、
校正期間に血圧取得部５が生成した第１血圧と基準血圧とを用いて校正情報を生成する。加圧期間に基づく校正期間に生成された第１血圧は、基準血圧と高い相関を有するので、より高精度に校正情報を生成可能となる。これにより、校正情報により校正した血圧測定装置１０は、基準血圧とより一致する測定値を生成することが可能となる。

血圧処理装置１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、血圧処理装置１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１：血圧処理装置、２：測定部、３：基準血圧計、５：血圧取得部、１０：血圧測定装置、４４：制御部、４６：校正期間生成部、４８：校正情報生成部。

Claims (13)

1. 所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された散乱光に基づく受光信号を用いて、前記被検者に対する加圧部の加圧期間に応じた校正期間を生成する校正期間生成部と、
   前記校正期間における、前記受光信号に基づく第１血圧を取得する血圧取得部と、
   前記加圧部の加圧に基づき測定された基準血圧と、前記第１血圧とを用いて校正情報を生成する校正情報生成部と、
   を備える血圧処理装置。
2. 前記校正期間生成部は、
   前記加圧部の減圧を開始した時点から加圧を停止した時点までの減圧期間内の時点であることを示す、前記受光信号に基づく測定信号の特性に基づき、前記校正期間を生成する、請求項１に記載の血圧処理装置。
3. 前記校正期間生成部は、前記測定信号の時間差分値に基づき、前記校正期間を生成する、請求項２に記載の血圧処理装置。
4. 前記校正期間生成部は、前記時間差分値の最大値から所定の時間前の期間を前記校正期間とする、請求項３に記載の血圧処理装置。
5. 前記時間差分値は、時間の１次微分であり、前記最大値が発生する時点を前記減圧期間内とする、請求項４に記載の血圧処理装置。
6. 前記加圧部を有し前記基準血圧を生成する血圧計を有し、
   前記血圧計は、着脱可能である、請求項１に記載の血圧処理装置。
7. 前記光信号の照射、前記血圧計、及び前記血圧取得部を制御する制御部を更に備える、請求項６に記載の血圧処理装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の血圧処理装置で生成された前記校正情報と、所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された受光信号に応じた脈波とに基づき、少なくとも拡張期血圧を取得する第２血圧取得部を有する血圧測定装置。
9. 前記第２血圧取得部は、前記脈波を時間で１階微分した値が最大になる第１基準時から次の脈波の立ち上がる第２基準時までの期間内における第１期間の前記被検者の血液流量に対応する第１値と、前記被検者の血流抵抗に対応する第２値とに基づき、前記拡張期血圧を取得する、請求項８に記載の血圧測定装置。
10. 前記第２血圧取得部は、前記脈波の立ち上がる第３基準時から前記脈波の最大ピークの第４基準時までの期間内における第２期間の前記被検者の血液流量に対応する第３値に更に基づき、収縮期血圧を取得する、請求項９に記載の血圧測定装置。
11. 前記第１期間は、前記第１基準時から前記第４基準時の間であり、前記第２期間は、前記第３基準時から前記第１基準時までの期間である、請求項１０に記載の血圧測定装置。
12. 前記第２血圧取得部は、前記第１基準時の前記脈波の値から前記脈波の直流成分を減じた第１差分値を、前記最大になる前記１階微分の値で除算した値に基づき、前記第３基準時を取得する、請求項１０に記載の血圧測定装置。
13. 所定の周波数帯域の光信号を照射したときに被検者の体内で散乱された散乱光に基づく受光信号を用いて、加圧部の前記被検者に対する加圧期間に応じた校正期間を生成する校正期間生成工程と、
    前記校正期間における、前記受光信号に基づく第１血圧を取得する血圧取得工程と、
    前記加圧部の加圧に基づき測定された基準血圧と、前記第１血圧とを用いて校正情報を生成する校正情報生成工程と、
    を備える血圧処理方法。

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