JP6580158B2 - 血圧推定装置、情報処理装置、血圧推定方法、及び、血圧推定プログラム - Google Patents
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Description
生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータを検出する検出部と、
弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、上記生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、上記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、上記検出された第1パラメータに基づいて決定し、上記決定された変化と、上記数理モデルと、に基づいて、上記血液が有する圧力を推定する処理部と、
を備える。
弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、上記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、上記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定する決定部と、
上記決定された変化と、上記数理モデルと、に基づいて、上記血液が有する圧力を推定する推定部と、
を備える。
弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、上記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、上記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定し、
上記決定された変化と、上記数理モデルと、に基づいて、上記血液が有する圧力を推定する。
弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、上記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、上記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定し、
上記決定された変化と、上記数理モデルと、に基づいて、上記血液が有する圧力を推定する、処理をコンピュータに実行させる。
(構成)
図1に表されるように、第1実施形態の血圧推定装置1は、検出部10と、処理部20と、を備える。本例では、血圧推定装置1は、腕時計型である。なお、血圧推定装置1は、腕時計型と異なる型(例えば、絆創膏型等)であってもよい。
出力装置24は、血圧推定装置1の外部に情報を出力する。本例では、出力装置24は、ディスプレイを備える。なお、出力装置24は、スピーカを備えてもよい。
なお、処理部20は、入力装置23及び出力装置24の両方を構成するタッチパネル式のディスプレイを備えてもよい。
処理部20は、検出部10により検出された脈拍数及び脈拍振幅と、数理モデルと、に基づいて、生体の循環器系を流れる血液が有する圧力(換言すると、血圧)を推定する。
ここで、数理モデルについて説明する。本例では、数理モデルは、弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す。
各容器FV1〜FV8は、弾性変形する球殻である。第1乃至第8の容器FV1〜FV8のうちの、第iの容器FViにおける流体の圧力Piの時間tに関する微分dPi/dtは、数式1により表される。iは、1から8の各整数を表す。
このように、本例では、第4及び第8の連通管FC4,FC8に対する抵抗R4,R8は、脈拍振幅a、及び、脈拍数bに基づいて決定される。
本例では、記憶部201は、基準目標抵抗比γiを予め記憶する。なお、処理部20は、基準目標抵抗比γiの記憶に代えて、基準目標抵抗比γiを算出する関数を記憶していてもよい。
推定部203は、時間tから、周期開始時間t0を減じることにより、周期内時間τを算出する。
推定部203は、周期内時間τ、抵抗R4(t+Δt),R8(t+Δt)、無負荷容積V2,V6の時間微分Φ2(τ),Φ6(τ)、及び、圧力P1(t+Δt)〜P8(t+Δt)の算出と、時間tの更新と、を含む周期内処理を、周期内時間τが周期長τe以下である間、繰り返し実行する。
次に、血圧推定装置1の動作について説明する。
検出部10は、所定の検出周期(例えば、1秒)が経過する毎に、脈拍数及び脈拍振幅を検出する。
また、処理部20は、図8に表される処理を実行する。以下、図8の処理について説明を加える。
次いで、処理部20は、検出部10により検出された脈拍数及び脈拍振幅に基づいて、時間tにおける脈拍数b(t)及び脈拍振幅a(t)を取得する(図8のステップS102)。
処理部20は、図8のステップS108の処理として、図9及び図10に表される処理を実行する。以下、図9及び図10の処理について説明を加える。
そして、処理部20は、図9及び図10の処理を終了する。
図14における四角D18は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図14における円E18は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図14に表されるように、第1実施形態の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
図18における四角D28は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図18における円E28は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図18に表されるように、第1実施形態の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
次に、第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置について説明する。第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置は、第1実施形態の血圧推定装置に対して、生体の心拍の大きさを表す第2パラメータを第1パラメータに基づいて推定する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第1実施形態の第1変形例の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又はほぼ同様のものである。
第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置1によれば、第1実施形態の血圧推定装置1と同様の作用及び効果が奏される。
図22における四角D38は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図22における円E38は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図22に表されるように、第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
図25における四角D48は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図25における円E48は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図25に表されるように、第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
次に、第1実施形態の第2変形例の血圧推定装置について説明する。第1実施形態の第2変形例の血圧推定装置は、第1実施形態の第1変形例の血圧推定装置に対して、所定の関数を用いて、基準目標抵抗gi,0、基準目標抵抗比γi、生体の安静時における第4の連通管FC4に対する抵抗R4,0、及び、第4の容器FV4に関連付けられた係数E4を算出する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第1実施形態の第2変形例の説明において、第1実施形態の第1変形例にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又はほぼ同様のものである。
図28における四角D98は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図28における円E98は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図28に表されるように、第1実施形態の第2変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
次に、第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置について説明する。第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置は、第1実施形態の血圧推定装置に対して、生体の心拍の大きさを表す第2パラメータに基づかずに血圧を推定する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第1実施形態の第3変形例の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又はほぼ同様のものである。
第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置1によれば、第1実施形態の血圧推定装置1と同様の作用及び効果が奏される。
図32における四角D58は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図32における円E58は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図32に表されるように、第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
図35における四角D68は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図35における円E68は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図35に表されるように、第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
次に、第1実施形態の第4変形例の血圧推定装置について説明する。第1実施形態の第4変形例の血圧推定装置は、第1実施形態の第3変形例の血圧推定装置に対して、抵抗を時間に対して変化させずに血圧を推定する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第1実施形態の第4変形例の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又はほぼ同様のものである。
第1実施形態の第4変形例の血圧推定装置1によれば、第1実施形態の血圧推定装置1と同様の作用及び効果が奏される。
図38における四角D78は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図38における円E78は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図38に表されるように、第1実施形態の第4変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
図41における四角D88は、比較例としての血圧測定装置により測定された最高血圧を表す。図41における円E88は、血圧推定装置1により推定された最高血圧を表す。図41に表されるように、第1実施形態の第4変形例の血圧推定装置1によれば、最高血圧と脈拍数との関係を高い精度にて推定できる。
10 検出部
20 処理部
21 処理装置
22 記憶装置
23 入力装置
24 出力装置
201 記憶部
202 決定部
203 推定部
BU バス
FC1〜FC8 連通管
FV1〜FV8 容器
Claims (12)
- 生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータを検出する検出部と、
弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、前記生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、前記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、前記検出された第1パラメータに基づいて決定し、前記決定された変化と、前記数理モデルと、に基づいて、前記血液が有する圧力を推定する処理部と、
を備える、血圧推定装置。 - 請求項1に記載の血圧推定装置であって、
前記処理部は、前記複数の容器のうちの、互いに連結された一対の容器間の前記流体の流量に対する、当該一対の容器における前記流体が有する圧力の容器間の差の比である抵抗を、前記検出された第1パラメータに基づいて決定し、前記決定された抵抗に基づいて、前記血液が有する圧力を推定する、血圧推定装置。 - 請求項2に記載の血圧推定装置であって、
前記処理部は、前記抵抗の目標値を、前記検出された第1パラメータに基づいて決定し、前記抵抗が、前記決定された目標値に遅延を伴って近づくように前記抵抗の前記決定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項3に記載の血圧推定装置であって、
前記検出部は、前記心拍の大きさを表す第2パラメータを検出し、
前記処理部は、前記検出された第2パラメータに基づいて前記目標値の前記決定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の血圧推定装置であって、
前記検出部は、前記心拍の大きさを表す第2パラメータを検出し、
前記処理部は、前記検出された第2パラメータに基づいて、前記容積の時間に対する変化の前記決定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項3に記載の血圧推定装置であって、
前記処理部は、前記検出された第1パラメータに基づいて、前記心拍の大きさを表す第2パラメータを推定し、前記推定された第2パラメータに基づいて前記目標値の前記決定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の血圧推定装置であって、
前記処理部は、前記検出された第1パラメータに基づいて、前記心拍の大きさを表す第2パラメータを推定し、前記推定された第2パラメータに基づいて、前記容積の時間に対する変化の前記決定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の血圧推定装置であって、
前記処理部は、前記第2パラメータの目標値を、前記検出された第1パラメータに基づいて決定し、前記第2パラメータが、前記決定された目標値に遅延を伴って近づくように前記第2パラメータの前記推定を行なう、血圧推定装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の血圧推定装置であって、
前記複数の容器は、左心房、左心室、大動脈及び大動脈よりも下流側の動脈、大静脈及び大静脈よりも上流側の静脈、右心房、右心室、肺動脈、並びに、肺静脈をそれぞれ表す8個の容器を含む、血圧推定装置。 - 弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、前記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、前記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定する決定部と、
前記決定された変化と、前記数理モデルと、に基づいて、前記血液が有する圧力を推定する推定部と、
を備える、情報処理装置。 - 弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、前記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、前記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定し、
前記決定された変化と、前記数理モデルと、に基づいて、前記血液が有する圧力を推定する、血圧推定方法。 - 弾性変形する複数の容器が環状に連結された流路を流れる流体によって、生体の循環器系を流れる血液を表す数理モデルにおける、前記複数の容器のうちの少なくとも1つの容器の容積の時間に対する変化を、検出された、前記生体の心拍の周期の長さである周期長を表す第1パラメータに基づいて決定し、
前記決定された変化と、前記数理モデルと、に基づいて、前記血液が有する圧力を推定する、処理をコンピュータに実行させる血圧推定プログラム。
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