JP2003260032A

JP2003260032A - 脈波計測装置及びそれを備えた浴槽血圧計

Info

Publication number: JP2003260032A
Application number: JP2002065279A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Togawa; 達男戸川; Mitsuhiro Ogawa; 充洋小川; Satoshi Fujita; 智藤田; Hajime Fujii; 元藤井; Hiroaki Izuma; 弘昭出馬; Tomoaki Ueda; 智章上田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】浴槽２０内の湯に浸かっている入浴者の血圧
をリアルタイムで測定する浴槽血圧計を提供する。【解決手段】浴槽血圧計１が、入浴者の臀部における
脈波を測定する脈波測定手段３と、入浴者の心拍タイミ
ングを測定する心拍測定手段２と、脈波と心拍タイミン
グとを比較し、心臓から臀部に至る脈波の伝搬時間を導
出する伝搬時間導出手段４と、心臓から臀部に至る脈波
の伝搬距離と伝搬時間とから脈波の伝搬速度を導出し、
伝搬速度と血圧との間の所定の第１関係に基づいて、血
圧を導出する血圧導出手段５とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽内の湯に浸か
っている入浴者の脈波及び血圧をリアルタイムで測定す
る脈波計測装置及び浴槽血圧計に関する。

【０００２】

【従来の技術】人の血圧を測定する方法としては、一般
的なカフ式の血圧計を用いる方法が広く知られている。
カフ式は、腕の高さ、カフの取り付け位置等に注意すれ
ば、誰にでも血圧を測定することができる方法である。

【０００３】他には、オメダ社（Ｏｈｍｅｄａ）の商品
名「フィナプレス」で販売されているパルスオキシメト
リと空気圧式カフとを組み合わせ、指の動脈近傍におけ
る赤外線吸光度を一定に保つようにカフ圧をネガティブ
フィードバックするゼロ位法により血圧を測定する方法
がある。この測定法の測定原理は、血圧の時間変化を人
体に流れる血液量の時間変化で見ることである。具体的
には、その血液量の時間変化を見るために、人体外部に
設けられた発光部から赤外光を人体に向けて照射し、そ
の透過光、または骨等によって散乱され人体外部に出て
きた散乱光を受光部で受光することで、人体内部を流れ
る血液中のヘモグロビンによって吸収された赤外光強度
の時間変化が測定される。従って、赤外光の光路上に存
在する血液が多い場合には、吸収される赤外光が多くな
り、血液が少ない場合には、吸収される赤外光も少なく
なる。ここで、脈拍毎の血圧値の変動により血管径が変
化するため、赤外線の光路上に存在する血液量も変化す
るため、この受光した赤外光強度の変化を測定すること
で、血圧値を求めることができる。

【０００４】或いは、動脈内に血圧トランデューサを挿
入することで血圧を直接測定する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動脈内
に血圧トランデューサを直接挿入する方法は、最も正確
に血圧を測定することができるが、人体を侵襲する方式
であるために、痛みや出血を伴い、特に入浴中に測定す
る場合には感染症などの危険性があるために不適当であ
った。また、血圧トランデューサを体内に直接挿入する
ことを一般の入浴者に対して求めること自体に無理があ
る。

【０００６】カフ式の血圧計は、素人でも容易に装着で
きるという利点があるが、入浴者の体表面上の被測定部
位に対してポンプなどにより圧力を印加するために入浴
者を拘束して負担をかける必要があり、更にカフの着脱
や測定中のカフの取り回しが面倒であるという問題点が
ある。

【０００７】また、パルスオキシメトリとカフとを組み
合わせた方式は、測定開始から終了まで、被測定部の毛
細血管が著しく拡張したり収縮したりすることが無いと
いう前提で計測しているため、入浴中の入浴者の血圧を
測定するための方式としては正確さに欠けるという問題
がある。

【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、入浴者の正確な脈波及び血圧を
リアルタイムで非侵襲的に測定する脈波計測装置及び浴
槽血圧計を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔構成１〕上記課題を解
決するための本発明に係る脈波計測装置は、請求項１に
記載の如く、浴槽内の湯に浸かっている入浴者の臀部に
おける脈波を測定する脈波測定手段を備えたことを特徴
とする。

【００１０】〔作用効果〕浴槽内の湯に浸かっている入
浴者には浮力が発生するので、入浴者の臀部（尻の部
分）の圧迫が抑制され、臀部の抹消血管における血液の
流れが良好に確保される。よって、本構成の脈波計測装
置によれば、脈波測定手段は、その臀部の脈波を良好に
測定することができる。さらに、浴槽内の湯に浸かった
入浴者の臀部の位置は、浴槽の底部においてある程度限
られた位置となるので、脈波測定手段は、その測定対象
の臀部の位置を容易に特定して脈波を計測することがで
きる。

【００１１】また、臀部における脈波を計測する脈波測
定手段は、ポンプを備えたカフのように取り回しが問題
になることはなく、脈波の測定を実施することができ
る。尚、心臓から臀部までの距離は被測定者の身長又は
座高、体重などから推測して導出することができる。

【００１２】〔構成２〕本発明に係る脈波計測装置は、
請求項２に記載の如く、上記構成１の脈波計測装置の構
成に加えて、前記脈波測定手段が、前記臀部に対して光
を照射する発光部と前記臀部によって散乱された前記光
を受光する受光部とを前記浴槽内に備えると共に、前記
受光部における受光強度の時間的変化に基づいて前記脈
波を導出する第１演算手段を備えてなることを特徴とす
る。

【００１３】〔作用効果〕本構成の脈波計測装置によれ
ば、脈波測定手段が、発光部と受光部とを、浴槽内の底
部又は側部の底付近に備えてなり、その発光部から照射
された赤外線が人体に侵入した場合、血液中のヘモグロ
ビンによって赤外線が吸収され、その吸収量は赤外線の
光路上に存在するヘモグロビンの量に比例する。従っ
て、受光強度が小さい場合は、赤外線の吸収に寄与した
ヘモグロビンの量が多い、即ち血液量が多いことを意味
し、受光強度が大きい場合は、赤外線の吸収に寄与した
ヘモグロビンの量が少ない、即ち血液量が少ないことを
意味する。従って、第１演算手段により、受光強度の時
間的変動を測定することで、臀部における血液量の時間
的変動、即ち脈波を測定することができる。

【００１４】〔構成３〕上記課題を解決するための本発
明に係る浴槽血圧計は、請求項３に記載の如く、浴槽内
の湯に浸かっている入浴者の血圧を測定する浴槽血圧計
であって、上記構成１又は２の脈波計測装置と、前記入
浴者の心拍タイミングを測定する心拍測定手段と、前記
脈波計測装置に設けられた脈波測定手段で測定した脈波
と、前記心拍測定装置で測定した心拍タイミングとを比
較し、心臓から前記臀部に至る前記脈波の伝搬時間を導
出する伝搬時間導出手段と、心臓から前記臀部に至る前
記脈波の伝搬距離と、前記伝播時間導出手段で導出した
伝搬時間とから、前記脈波の伝搬速度を導出し、前記導
出した伝搬速度と血圧との間の所定の第１関係に基づい
て、血圧を導出する血圧導出手段とを備えてなることを
特徴とする。

【００１５】〔作用効果〕本構成の浴槽血圧計によれ
ば、心拍測定手段が、上記入浴者の心拍タイミングを測
定すると共に、上記構成１又は２の脈波計測装置に設け
られた脈波測定手段が、上記入浴者の臀部における脈波
を測定することができる。そして、伝搬時間導出手段
が、上記脈波と上記心拍タイミングとを比較して、心臓
から上記臀部に至る脈波の伝搬時間を導出し、さらに、
血圧導出手段が、心臓から上記臀部に至る上記脈波の伝
搬距離と上記伝搬時間とから上記脈波の伝搬速度を導出
して、所定の伝搬速度と血圧との関係（第１関係）に基
づいて、心臓から臀部までの血管中の血圧を導出するこ
とができる。従って、浴槽内の湯に浸かった状態の入浴
者の血圧を、非侵襲的に、入浴者に負担をかけること無
しに、且つ簡単な方法で測定することができる。

【００１６】ここで、臀部における脈波の波形は心臓に
おける心拍タイミングに依存するのであるが、心臓から
臀部までの距離に比例して、脈波のピークが心拍タイミ
ングから遅れて現れる。従って、脈波の波形ピークの心
拍タイミングからの遅れ時間と、心臓から臀部までの距
離とから、脈波の伝搬速度を導出することができる。脈
波の伝搬速度と血圧との間には比例関係が成立すること
が知られており、導出された脈波の伝搬速度から血圧を
導出することができる。

【００１７】〔構成４〕本発明に係る浴槽血圧計は、請
求項４に記載の如く、上記構成３の浴槽血圧計の構成に
加えて、前記脈波と血圧値との間の所定の第２関係、及
び前記血圧導出手段で導出した血圧に基づいて血圧値を
導出する血圧値導出手段とを備えることを特徴とする。

【００１８】〔作用効果〕本構成の浴槽血圧計によれ
ば、血圧値導出手段が、上記脈波の振幅と血圧値の振幅
との間の所定の第２関係、および前記血圧導出手段で導
出した血圧に基づいて前記血圧値を導出することができ
る。ここで、上記第２関係は、測定された脈波のスケー
ルを血圧値のスケールに変換することができるような関
係式である。従って、脈波の伝搬速度の最大値と最小値
は血圧の最大値と最小値に対応付けることができること
から、その伝播速度の最大値と最小値の平均値を上記血
圧で換算することで、血圧値波形を導出することができ
る。

【００１９】〔構成５〕本発明に係る浴槽血圧計は、請
求項５に記載の如く、上記構成３又は４の浴槽血圧計の
構成に加えて、前記心拍測定手段が、前記浴槽内壁に設
けられた複数の電極と、前記電極に誘導されたそれぞれ
の電気信号を外部に伝達する伝達手段と、前記電気信号
を増幅する増幅手段と、増幅された前記電気信号を処理
して、前記心拍タイミングを導出する第２演算手段とを
備えてなることを特徴とする。

【００２０】〔作用効果〕本構成の浴槽血圧計によれ
ば、心拍測定手段が、入浴者の、例えば心電波形のＲ波
のピークから求められる心拍タイミングを入浴中に非侵
襲的に測定することができることで、入浴者に対して肉
体的および精神的に負担がかかることを避けることがで
き、平常時における正確な心拍タイミングの測定を実施
すること、即ち、正確な血圧の測定を実施することがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係る浴槽血圧計１は、心
拍測定手段２と、脈波計測装置を構成する脈波測定手段
３と、伝搬時間導出手段４と、血圧導出手段５（血圧導
出手段の一例）と、血圧値導出手段６とを備えてなる。
ここで、脈波測定手段３は、浴槽２０内の湯に浸かって
いる入浴者の臀部に対して光を照射するように配置され
た発光手段７と、入浴者の臀部を透過した透過光または
入浴者の臀部によって散乱された照射光を受光するよう
に配置された受光手段８と、上記受光手段８における受
光強度、或いは入浴者による吸収光強度の時間的変化に
基づいて脈波の波形を導出する第１演算手段９とを備え
てなる。また、心拍測定手段２は、浴槽２０内壁に設け
られた複数の電極１０ａ、１０ｂと、電極１０ａ、１０
ｂに誘導されたそれぞれの電気信号を外部に伝達する伝
達手段１１ａ、１１ｂと、上記電気信号を増幅する増幅
手段１２と、増幅された上記電気信号を信号処理して、
入浴者の心拍タイミング（具体的には心電波形のＲ波の
ピークから得られた心拍タイミングの時系列データ）を
導出する第２演算手段１３とを備えてなる。伝搬時間導
出手段４、血圧導出手段５、血圧値導出手段６、第１演
算手段９、および第２演算手段１３は、ＣＰＵ等を用い
て実現される単一の信号処理手段１４によって構成する
ことができる。

【００２２】以下に図２を参照して、脈波の測定方法に
ついて説明する。図２に示すように、脈波測定手段３に
よる脈波の測定は、浴槽２０の底部において、入浴者の
臀部が当たると予測される箇所に埋め込まれた発光手段
７と受光手段８を用いて、第１演算手段９による制御に
よってパルスオキシメトリ法（赤外線吸光度計測法）を
行うことで実施される。尚、浴槽２０内の底部におい
て、発光手段７と受光手段８が埋め込まれた箇所には、
その上に入浴者が座る位置を指示するためのマーキング
が施されている。その結果、脈波を測定されているとい
うことを入浴者が殆ど意識しないように構成することが
できる。

【００２３】発光手段７から放射された光（ここでは赤
外光）は人体内部の赤外光の吸収因子（血液中のヘモグ
ロビンなど）によって吸収され、或いは、骨などによっ
て更に散乱されて人体外部に放出される。受光手段８
は、その反射光を受光するように配置される場合や、透
過光を受光するように配置される場合がある。従って、
体外に放出された光は受光手段８によって受光され、そ
の結果、図３（ａ）に示すような人体による吸収光強度
の時間的変化が導出される。

【００２４】図３（ａ）に示した吸収光強度の時間変化
は、発光手段７から放射され、受光手段８によって受光
された光の光路上に存在する血液量の時間変化に対応し
ており、その結果、吸収光強度の波形に比例した入浴者
の脈波の波形を得ることができる。特に、発光手段７か
ら受光手段８への光路上に動脈があるように発光手段７
及び受光手段８を配置することで、その動脈に流れる血
液量の時間的変化、即ち脈波の波形が得られる。得られ
た脈波の波形は第１演算手段９から出力される。脈波信
号波形の振幅は血圧値の振幅（最大血圧値と最小血圧値
との差）に比例し、そして脈波信号波形の振幅の中間値
は平均血圧値に対応するが、このグラフ（吸収光強度の
スケール）からそれぞれの絶対血圧値を知ることはでき
ない。

【００２５】次に、心拍の測定方法について説明する。
図１に示すように、ここで用いる心拍測定手段２によっ
て、水を介して少なくとも２つの電極１０ａ、１０ｂに
誘導された入浴者の体表面電位を示す電気信号を伝達手
段１１ａ、１１ｂを使用して増幅手段１２に伝達し、増
幅手段１２によって電極１０ａ、１０ｂに誘導された電
気信号の差動増幅し、増幅された電気信号を第２演算手
段１３によって処理することで図３（ｂ）に示すような
入浴者の心電信号（心電波形）が得られる。得られた心
電波形は第２演算手段１３から出力される。この電極１
０ａ、１０ｂは浴槽２０の内壁面に埋め込まれた電極
や、通常、浴槽２０内部に装着されている金属製の手す
りなどを利用することもできる。

【００２６】次に、図３（ａ）に示した入浴者の臀部に
おける脈波および図３（ｂ）の心拍タイミングを比較す
ることで、入浴者の心臓から臀部までの脈波の伝搬時間
Δｔを求めることができる。更に、心臓から臀部までの
距離は入浴者の身長又は座高、体重などを参照して導出
することができる。

【００２７】従って、心臓から臀部までの脈波の伝搬時
間Δｔと伝搬距離とを用いて、血圧導出手段５は心臓か
ら臀部までの脈波の伝搬速度を導出することができる。
また、精度の高い伝搬速度を導出する場合には、所定期
間に測定された複数の伝搬時間Δｔの平均値を取ればよ
い。

【００２８】更に、脈波の伝搬速度と心臓から臀部まで
の血管中の血圧との間には図４に示すような関係（第１
関係の一例）が成立することが知られており、血圧導出
手段５はその血圧を導出することができる。従って、血
圧値導出手段６は、血圧導出手段５を使用して導出され
た血圧から、図３（ａ）に示した脈波信号波形の振幅の
中間値を血圧で特定することができ、図３（ａ）に示し
たグラフの縦軸（吸収光強度）のスケールを、吸収光強
度（脈波信号波形）の振幅と血圧値の振幅（最大血圧値
と最小血圧値との差）との間の所定の比例関係（第２関
係の一例）、または実際に測定することによって導出さ
れた比例関係（第２関係の一例）、および吸収光強度の
グラフ上で特定された上記の血圧を用いて血圧値のスケ
ールに変換することで最大血圧値および最小血圧値につ
いても導出することができる。尚、この伝搬速度と血圧
との関係は、人により、更に時間の経過によって変化す
ることがあるため、定期的に２点間（心臓と臀部）の伝
搬速度と、入浴者の血圧とを測定し、図４に示すような
両者の関係を更新しておくことが必要になることもあ
る。以上のように、本発明に係る浴槽血圧計１を用いて
入浴者の入浴中の血圧を、非侵襲的に、且つ入浴者自身
にとって簡単な方法で測定することができる。

【００２９】また、導出された心電波形（または心拍
数）、脈波の波形、血圧値等を、浴室リモコンなどで実
現される表示手段１５に表示させ、入浴者がリアルタイ
ムで確認できるようにすることもできる。また更に、測
定された心電波形（または心拍数）や血圧値に異常が見
られると信号処理手段１４が判定した場合には、警報手
段１６を用いて入浴者に対して音声メッセージなどを流
して注意を促すように構成することもできる。

【００３０】また、脈波測定手段３は、発光手段７と受
光手段９の代わりに、臀部に接触して臀部に発生する振
動を検出する圧電素子部を浴槽２０内の底部に備えると
共に、第１演算手段９を圧電素子の出力信号の時間的変
化に基づいて脈波を導出する手段として構成することも
できる。このように脈波測定手段３を構成することで、
その臀部における脈波に起因する臀部の振動を圧電素子
部で検出し、第１演算手段により、圧電素子部で検出さ
れた振動の時間的変動を測定することで、臀部における
脈波を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】浴槽血圧計の構成図である。

【図２】脈波測定手段の例を示す構成図である。

【図３】（ａ）は吸収光強度の時間変化を示すグラフで
あり、（ｂ）は心電波形を示すグラフである。

【図４】伝搬速度と血圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１浴槽血圧計２心拍測定手段３脈波測定手段４伝搬時間導出手段５血圧導出手段６血圧値導出手段７発光手段８受光手段９第１演算手段１０電極１１伝達手段１２増幅手段１３第２演算手段１４信号処理手段１５表示手段１６警報手段２０浴槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田智大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者藤井元大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者出馬弘昭大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者上田智章京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会社関西新技術研究所内Ｆターム(参考） 2D005 FA00 4C017 AA08 AA09 AB10 AC28 BB20 BC11 FF08 4C094 AA01 DD14 FF17 GG03 GG12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浴槽内の湯に浸かっている入浴者の臀部
における脈波を測定する脈波測定手段を備えた脈波計測
装置。
【請求項２】前記脈波測定手段が、前記臀部に対して
光を照射する発光部と前記臀部によって散乱された前記
光を受光する受光部とを前記浴槽内に備えると共に、前
記受光部における受光強度の時間的変化に基づいて前記
脈波を導出する第１演算手段を備えてなることを特徴と
する請求項１に記載の脈波計測装置。
【請求項３】浴槽内の湯に浸かっている入浴者の血圧
を測定する浴槽血圧計であって、請求項１又は２に記載の脈波計測装置と、前記入浴者の心拍タイミングを測定する心拍測定手段
と、前記脈波計測装置に設けられた脈波測定手段で測定した
脈波と、前記心拍測定装置で測定した心拍タイミングと
を比較し、心臓から前記臀部に至る前記脈波の伝搬時間
を導出する伝搬時間導出手段と、心臓から前記臀部に至る前記脈波の伝搬距離と、前記伝
播時間導出手段で導出した伝搬時間とから、前記脈波の
伝搬速度を導出し、前記導出した伝搬速度と血圧との間
の所定の第１関係に基づいて、血圧を導出する血圧導出
手段とを備えてなる浴槽血圧計。
【請求項４】前記脈波と血圧値との間の所定の第２関
係、及び前記血圧導出手段で導出した血圧に基づいて血
圧値を導出する血圧値導出手段とを備えることを特徴と
する請求項３に記載の浴槽血圧計。
【請求項５】前記心拍測定手段が、前記浴槽内壁に設
けられた複数の電極と、前記電極に誘導されたそれぞれ
の電気信号を外部に伝達する伝達手段と、前記電気信号
を増幅する増幅手段と、増幅された前記電気信号を処理
して、前記心拍タイミングを導出する第２演算手段とを
備えてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の浴
槽血圧計。