JP6750367B2 - 血圧測定装置および血圧測定方法 - Google Patents

血圧測定装置および血圧測定方法 Download PDF

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Description

本発明は、血圧を測定するための技術に関する。
被験者の生体情報を測定するための各種の技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、加速度センサーによる体動の検出結果と温度センサーによる体温の検出結果とから被験者の睡眠期間を特定し、被験者の手首に装着されたカフを使用した血圧測定を、睡眠期間の前後に実行する構成が開示されている。
特開２０１０−９９３８３号公報
特許文献１の技術では、被験者はカフを装着した状態で睡眠する必要があるから、血圧測定時におけるカフの加圧および減圧により安眠が阻害され得る。また、特許文献１の技術では、睡眠期間の前後の時点にて血圧が測定されるに過ぎない。したがって、例えば、睡眠状態での血圧の異常上昇（夜間高血圧症）や環境温度の変化に起因した血圧の異常上昇など、脳卒中や心疾患の原因となり得る血圧変動を適切に検出できないという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、被験者に対する負荷を抑制しながら、血圧変動が発生し易い状況で血圧変動を適切に検出することを目的とする。
以上の課題を解決するために、本発明の第１態様に係る血圧測定装置は、被験者の測定部位を通過した測定波を検出して検出信号を生成する測定波検出部と、検出信号の解析により被験者の血圧を反復的に特定する血圧解析部と、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する状態判定部と、血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定する変化判定部と、被験者が睡眠状態にあると状態判定部が判定し、かつ、時間変化率が閾値を上回ると変化判定部が判定した場合に、血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を短縮する測定制御部とを具備する。以上の構成では、被験者の測定部位を通過した測定波を検出した検出信号の解析で血圧が特定されるから、血圧の測定にカフを利用する特許文献１の技術と比較して被験者の身体的な負荷を軽減することが可能である。また、睡眠状態において時間変化率が閾値を上回る場合に血圧測定の時間間隔が短縮されるから、被験者の健康状態に異常の可能性がある状況で血圧変動を適切に検出することが可能である。
本発明の好適な態様に係る血圧測定装置は、検出信号に応じた脈拍数を特定する脈拍解析部を具備し、状態判定部は、被験者が睡眠状態にあるか否かを脈拍数に応じて判定する。以上の態様では、検出信号から特定された脈拍数に応じて、被験者が睡眠状態にあるか否かが判定されるから、測定波の検出とは別個の要素を被験者の活動状態の判定に使用する構成と比較して、装置構成が簡素化されるという利点がある。本発明の他の態様に係る血圧測定装置は、被験者の動作を検出する動作検出部を具備し、状態判定部は、被験者が睡眠状態にあるか否かを動作検出部による検出結果に応じて判定する。
本発明の第２態様に係る血圧測定装置は、被験者の測定部位を通過した測定波を検出して検出信号を生成する測定波検出部と、検出信号の解析により被験者の血圧を反復的に特定する血圧解析部と、被験者がいる測定環境の温度または湿度の変化の有無を判定する環境判定部と、血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定する変化判定部と、測定環境の温度または湿度が変化したと環境判定部が判定し、かつ、時間変化率が閾値を上回ると変化判定部が判定した場合に、血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を短縮する測定制御部とを具備する。以上の構成では、被験者の測定部位を通過した測定波を検出した検出信号の解析で血圧が特定されるから、血圧の測定にカフを利用する特許文献１の技術と比較して被験者の身体的な負荷を軽減することが可能である。また、測定環境の温度または湿度が変動した場合に血圧測定の時間間隔が短縮されるから、被験者の血圧が変動する可能性が高い状況で血圧変動を適切に検出することが可能である。
第１態様または第２態様の好適例に係る血圧測定装置は、血圧が正常範囲内にあるか否かを判定する血圧判定部を具備し、測定制御部は、血圧が正常範囲内にないと血圧判定部が判定した場合に、血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を短縮する。以上の態様では、被験者の血圧が正常範囲内にない場合にも血圧測定の時間間隔が短縮されるから、血圧変動を適切に検出できるという前述の効果は格別に顕著である。さらに、血圧が正常範囲内にないと血圧判定部が判定した場合に、被験者の状態異常を報知する報知処理部を具備する構成によれば、被験者の以上を早期に把握することが可能である。
本発明の第１実施形態に係る血圧測定装置の側面図である。 血圧測定装置の構成図である。 血圧測定装置の機能に着目した構成図である。 解析処理のフローチャートである。 測定制御処理のフローチャートである。 第２実施形態における血圧測定装置の機能に着目した構成図である。 第３実施形態における血圧測定装置の機能に着目した構成図である。 第３実施形態における測定制御処理のフローチャートである。 常温環境と低温環境とにおける血流波の波形図である。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る血圧測定装置１００の側面図である。第１実施形態の血圧測定装置１００は、被験者の血圧を非侵襲的に測定する計測機器であり、被験者の身体のうち測定対象となる部位（以下「測定部位」という）Ｍに装着される。第１実施形態の血圧測定装置１００は、筐体部１２とベルト１４とを具備する腕時計型の携帯機器であり、測定部位Ｍの例示である手首にベルト１４を巻回することで被験者の手首に装着可能である。
図２は、血圧測定装置１００の構成図である。図２に例示される通り、第１実施形態の血圧測定装置１００は、制御装置２０と記憶装置２２と表示装置２４と検出装置２６とを具備する。制御装置２０および記憶装置２２は筐体部１２の内部に設置される。図１に例示される通り、表示装置２４（例えば液晶表示パネル）は、筐体部１２の表面（例えば測定部位Ｍとは反対側の表面）に設置され、測定結果を含む各種の画像を制御装置２０による制御のもとで表示する。なお、血圧測定装置１００には、利用者（例えば被験者または測定者）からの操作を受付ける操作機器も設置されるが、図１および図２では便宜的に図示を省略した。
図２の検出装置２６は、測定部位Ｍの状態に応じた検出信号Ｄを生成するセンサーモジュールであり、例えば筐体部１２のうち測定部位Ｍとの対向面に設置される。図２に例示される通り、第１実施形態の検出装置２６は照射部３２と検出部３４とを具備する。
照射部３２は、測定部位Ｍに対して光を照射する。第１実施形態の照射部３２は、発光素子３２２と駆動回路３２４とを包含する。発光素子３２２は、測定部位Ｍに所定の波長（例えば８５０ｎｍ）の光を出射する光源である。例えば共振器内の共振により狭帯域でコヒーレントなレーザー光を出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）が発光素子３２２として好適に利用される。なお、発光素子３２２から出射する光の波長は任意である。駆動回路３２４は、制御装置２０からの指示に応じた駆動電流の供給により発光素子３２２を発光させる。
照射部３２（発光素子３２２）から出射した光は、測定部位Ｍに入射し、測定部位Ｍの内部で反射および散乱する。測定部位Ｍの内部を通過した光は、筐体部１２側に出射して検出部３４に到達する。検出部３４（測定波検出部の例示）は、測定部位Ｍを通過した光を検出して検出信号Ｄを生成する。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の検出装置２６は、照射部３２と検出部３４とが測定部位Ｍに対して一方側に位置する反射型の光学センサーである。図２に例示される通り、第１実施形態の検出部３４は、受光素子３４２とＡ/Ｄ変換器３４４とを包含する。
受光素子３４２は、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）で構成され、測定部位Ｍから到達する光の受光レベルに応じた検出信号Ｄを生成する。拡張時と収縮時とで血管内の血液による吸光量は相違するから、測定部位Ｍからの受光レベルに応じて受光素子３４２が生成する検出信号Ｄは、測定部位Ｍの内部の動脈の脈動成分に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号である。Ａ/Ｄ変換器３４４は、受光素子３４２が生成した検出信号Ｄをアナログからデジタルに変換する。
図２の制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算処理装置であり、血圧測定装置１００の全体を制御する。記憶装置２２は、例えば不揮発性の半導体メモリーで構成され、制御装置２０が実行するプログラムと制御装置２０が使用する各種のデータとを記憶する。なお、図２では制御装置２０と記憶装置２２とを別体の要素として図示したが、記憶装置２２を内包する制御装置２０を例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により実現することも可能である。
図３は、血圧測定装置１００の機能に着目した構成図である。図３に例示される通り、第１実施形態の制御装置２０は、記憶装置２２に記憶されたプログラムを実行することで、被験者の血圧を測定するための複数の機能（血圧解析部４２，脈拍解析部４４，血圧判定部５２，変化判定部５４，状態判定部５６，測定制御部６２，報知処理部６４）を実現する。なお、制御装置２０の機能を複数の集積回路に分散した構成、または、制御装置２０の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。
血圧解析部４２は、検出装置２６（検出部３４）が生成した検出信号Ｄの解析により被験者の血圧Ｐを特定する。血圧解析部４２による血圧Ｐの特定は時間間隔（以下「測定間隔」という）ｄで反復的に実行される。測定間隔ｄは、被験者の血圧Ｐを解析する周期であり、例えば脈拍の１周期に対して充分に長い間隔（例えば数分）に設定される。
図３に例示される通り、第１実施形態の血圧解析部４２は、第１演算部４２１と第２演算部４２２とを包含する。第１演算部４２１は、被験者の血管断面積Ａと脈波伝搬速度Ｖとを算定する。図４は、第１演算部４２１が血管断面積Ａと脈波伝搬速度Ｖとを算定する処理（以下「解析処理」という）のフローチャートである。例えば脈拍の１周期に対して充分に短い間隔（したがって、測定間隔ｄと比較しても充分に短い間隔）で図４の解析処理が実行される。
解析処理を開始すると、第１演算部４２１は、検出部３４が生成した検出信号ＤのパワースペクトルＸを算定する（ＳA1）。検出信号ＤのパワースペクトルＸの算定には、例えば高速フーリエ変換等の周波数解析が利用される。検出信号ＤのうちパワースペクトルＸの算定の対象となる区間は解析処理毎に時間軸の方向に移動する。
第１演算部４２１は、検出信号ＤのパワースペクトルＸから血流量Ｑを算定する（ＳA2）。具体的には、第１演算部４２１は、例えばパワースペクトルＸを適用した以下の数式(1)の演算により血流量Ｑを算定する。数式(1)の記号Ｋは所定の定数であり、記号<Ｉ2>は検出信号Ｄの合計パワーを意味する。また、記号ｆ1および記号ｆ2は所定の遮断周波数を意味し、記号ｆは、照射部３２が照射する光（レーザー光）の周波数を意味する。
Figure 0006750367
第１演算部４２１は、血流量Ｑの時系列（以下「血流波」という）Ｂから血管断面積Ａを算定する（ＳA3）。血流波Ｂは血流量Ｑの時間変化を意味する。また、第１演算部４２１は、血流量Ｑを血管断面積Ａにより微分することで脈波伝搬速度Ｖ（ＰＷＶ：Pulse Wave Velocity）を算定する（ＳA4）。第１演算部４２１による解析処理の具体例は以上の通りである。なお、被験者の血流量Ｑと血管断面積Ａと脈波伝搬速度Ｖとを算定する方法は、以上の例示に限定されない。
図３の第２演算部４２２は、被験者の血圧Ｐを測定間隔ｄで順次に算定する。血圧Ｐは、収縮期血圧（最大血圧）または拡張期血圧（最小血圧）である。第１実施形態の第２演算部４２２は、第１演算部４２１による演算の結果（血管断面積Ａおよび脈波伝搬速度Ｖ）を利用して血圧Ｐを測定間隔ｄ毎に順次に算定する。具体的には、第１演算部４２１が算定した血管断面積Ａと脈波伝搬速度Ｖとを適用した以下の数式(2)の演算で血圧Ｐを算定することが可能である。なお、数式(2)の記号ｐは平均動脈圧を意味し、記号ａは血管断面積Ａの時間平均を意味する。また、記号ρは血液の質量密度であり、所定値に設定される。
Figure 0006750367
図３の脈拍解析部４４は、被験者の脈拍数（単位時間毎の脈数）Ｈを特定する。具体的には、脈拍解析部４４は、第１演算部４２１が算定（ＳA3）した血流波Ｂの解析で脈拍数Ｈを特定する。脈拍解析部４４による脈拍数Ｈの特定は、例えば血圧解析部４２による血圧Ｐの特定に同期して測定間隔ｄ毎に順次に実行される。
血圧判定部５２は、血圧解析部４２が特定した血圧Ｐが所定の範囲（以下「正常範囲」という）Ｎ内にあるか否かを判定する。正常範囲Ｎは、被験者の健康状態に異常がないと診断できる血圧Ｐの範囲を意味する。また、変化判定部５４は、血圧解析部４２が特定した血圧Ｐの時間変化率（単位時間毎の血圧Ｐの変化量の絶対値）δが所定の閾値δTHを上回るか否かを判定する。
状態判定部５６は、被験者の活動状態（睡眠状態，覚醒状態）を判定する。具体的には、状態判定部５６は、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する。第１実施形態の状態判定部５６は、脈拍解析部４４が特定した脈拍数Ｈに応じて、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する。具体的には、状態判定部５６は、脈拍数Ｈが所定の閾値を下回る数値に安定的に維持される場合には被験者が睡眠状態にあると判定し、脈拍数Ｈが閾値を上回る数値に維持される場合や動的に変動する場合には被験者が覚醒状態にあると判定する。
図３の測定制御部６２は、血圧解析部４２による血圧Ｐの測定間隔ｄを可変に制御する。第１実施形態の測定制御部６２は、血圧判定部５２と変化判定部５４と状態判定部５６との各々による判定の結果に応じて測定間隔ｄを可変に制御する。被験者の健康状態に異常がある状況では、健康状態が正常である状況と比較して、血圧Ｐの測定頻度を上昇させることが望ましい。以上の事情を考慮して、第１実施形態の測定制御部６２は、被験者の健康状態に異常があると推定される場合に、測定間隔ｄを短縮することで血圧Ｐの測定頻度を上昇させる。すなわち、血圧測定の時間分解能が向上する。
例えば、被験者が睡眠状態にある状況では、健康状態が正常ならば、血圧Ｐが急激に変動する可能性は低い。したがって、睡眠状態で血圧Ｐが急激に変動した場合には、夜間高血圧症等の異常が被験者に発生している可能性がある。以上の傾向を考慮して、第１実施形態では、被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６が判定し、かつ、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回る（すなわち血圧Ｐが急激に変動した）と変化判定部５４が判定した場合に、測定制御部６２は測定間隔ｄを短縮する。また、覚醒状態にある被験者の血圧Ｐが正常範囲Ｎ外にある場合にも、被験者の健康状態に異常があると推定されるから、測定制御部６２は測定間隔ｄを短縮する。
図３の報知処理部６４は、測定結果等の情報を利用者（例えば被験者または測定者）に報知する。具体的には、報知処理部６４は、血圧解析部４２が特定した血圧Ｐと脈拍解析部４４が特定した脈拍数Ｈとを表示装置２４に表示させる。また、第１実施形態の報知処理部６４は、被験者の健康状態の異常（以下「状態異常」という）を利用者に報知する。具体的には、睡眠状態にある被験者の血圧Ｐが急激に変動した場合、または、被験者の血圧Ｐが正常範囲Ｎ外にある場合に、報知処理部６４は、例えば「血圧の異常が検知されました。医療機関で受診して下さい」等のメッセージによる状態異常の警告を表示装置２４に表示させる。なお、測定結果や状態異常を利用者に報知する方法は画像表示に限定されない。例えば、測定結果や状態異常を音声で利用者に報知することも可能である。
図５は、被験者の血圧Ｐの測定間隔ｄを制御する処理（以下「測定制御処理」という）のフローチャートである。測定間隔ｄと比較して短い間隔で発生する割込を契機として図５の測定制御処理が反復的に実行される。
測定制御処理を開始すると、状態判定部５６は、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する（ＳB1）。被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６が判定した場合（ＳB1：YES）、変化判定部５４は、被験者の血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るか否かを判定する（ＳB2）。被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６が判定し（ＳB1：YES）、かつ、時間変化率δが閾値δTHを上回ると変化判定部５４が判定した場合（ＳB2：YES）には、夜間高血圧症等の異常が被験者に発生している可能性がある。そこで、測定制御部６２は、血圧解析部４２による血圧Ｐの測定間隔ｄを短縮する（ＳB3）。具体的には、測定制御部６２は、測定間隔ｄを、所定の標準間隔ｄ1と比較して短い間隔ｄ2に設定する。標準間隔ｄ1は、健康状態にある被験者の血圧測定に好適な標準的な間隔であり、例えば１５分から３０分程度の時間長に設定される。他方、短縮後の間隔ｄ2は、健康状態に異常がある被験者の血圧測定に好適な間隔であり、例えば５分程度の時間長に設定される。また、報知処理部６４は、表示装置２４に警告を表示させることで状態異常を利用者に報知する（ＳB4）。他方、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを下回る場合（ＳB2：NO）には、測定間隔ｄは標準間隔ｄ1に設定される（ＳB5）。
被験者が睡眠状態にない場合（ＳB1：NO）、または、時間変化率δが閾値δTHを下回る場合（ＳB2：NO，ＳB5）、血圧判定部５２は、被験者の血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にあるか否かを判定する（ＳB6）。血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にないと血圧判定部５２が判定した場合（ＳB6：NO）、測定制御部６２は、睡眠状態で時間変化率δが上昇した場合（ＳB2：YES）と同様に、測定間隔ｄを間隔ｄ2に短縮する（ＳB3）。すなわち、被験者が覚醒状態にある場合（ＳB1：NO）には、例えば運動等に起因して血圧Ｐの時間変化率δが変動しても、正常状態として測定間隔ｄは標準間隔ｄ1に維持され、血圧Ｐが正常範囲Ｎ外の数値に変化した場合に測定間隔ｄが間隔ｄ2に短縮される。また、報知処理部６４は、表示装置２４に警告を表示させることで状態異常（血圧Ｐの異常）を利用者に報知する（ＳB4）。他方、血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にあると血圧判定部５２が判定した場合（ＳB6：YES）、測定間隔ｄは標準間隔ｄ1に設定される（ＳB7）。
以上に説明した通り、第１実施形態では、被験者の測定部位Ｍを通過した光を検出した検出信号Ｄの解析で血圧Ｐが特定されるから、血圧の測定にカフを利用する特許文献１の技術と比較して被験者の身体的な負荷を軽減することが可能である。例えば、被験者の安眠を阻害することなく血圧Ｐを継続的に測定できる。また、被験者の血圧Ｐに異常があると推定される場合に血圧Ｐの測定間隔ｄが短縮される。具体的には、睡眠状態において時間変化率δが閾値δTHを上回る場合（例えば夜間高血圧症が推定される場合）に、測定間隔ｄが短縮される。したがって、被験者の健康状態に異常の可能性がある状況で血圧変動を適切に検出することが可能である。また、被験者の状態に関わらず間隔ｄ2で血圧Ｐを特定する構成と比較すると、制御装置２０（特に血圧解析部４２）の処理負荷が軽減されるという利点がある。第１実施形態の血圧測定装置１００は小型の携帯機器であるから電池容量が制限される。したがって、処理負荷の軽減により消費電力が低減される第１実施形態は特に有効である。
第１実施形態では更に、血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にない場合にも測定間隔ｄが短縮されるから、被験者の健康状態に異常の可能性がある状況で血圧変動を適切に検出できるという効果は格別に顕著である。また、睡眠状態で血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回る場合、および、血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にない場合に、被験者の状態異常が報知される。したがって、被験者の状態異常を早期に把握して改善のための措置（例えば医療機関への受診）を実施することが可能である。
第１実施形態では、検出信号Ｄから特定された脈拍数Ｈに応じて、被験者が睡眠状態にあるか否かが判定される。すなわち、被験者の活動状態の判定と血圧Ｐの特定とに検出装置２６が兼用される。したがって、検出装置２６とは別個の要素を被験者の活動状態の判定に使用する構成と比較して、血圧測定装置１００の構成が簡素化されるという利点がある。
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各形態において作用または機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図６は、第２実施形態における血圧測定装置１００の機能に着目した構成図である。図６に例示される通り、第２実施形態の血圧測定装置１００は、第１実施形態と同様の要素に動作検出装置７２を追加した構成である。動作検出装置７２（動作検出部の例示）は、被験者の動作を検出する体動センサーである。例えば直交３軸の加速度を検出する加速度センサーが動作検出装置７２として好適に利用される。
第２実施形態の状態判定部５６は、脈拍解析部４４が特定した脈拍数Ｈと、動作検出装置７２による検出結果とを解析することで、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する。具体的には、状態判定部５６は、脈拍数Ｈが所定の閾値を下回り、かつ、動作検出装置７２が被験者の体動を検出しない状態が、所定の時間にわたり継続した場合に、被験者が睡眠状態にあると判定する。脈拍数Ｈが所定の閾値を下回るけれども被験者の体動が検出される場合や、被験者の体動は検出されないけれども脈拍数Ｈが所定の閾値を上回る場合には、被験者が覚醒状態にあると状態判定部５６は判定する。
第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、動作検出装置７２の検出結果が被験者の活動状態の判定に反映されるから、脈拍数Ｈのみを活動状態の判定に利用する構成と比較して、被験者の活動状態を高精度に推定できるという利点がある。
なお、図６では、脈拍解析部４４が特定した脈拍数Ｈと動作検出装置７２による検出結果との双方を被験者の活動状態の判定に利用したが、脈拍数Ｈの利用は省略され得る。すなわち、動作検出装置７２による検出結果のみを活動状態の判定に利用することも可能である。例えば、動作検出装置７２が被験者の体動を検出しない状態が所定の時間にわたり継続した場合に、被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６は判定する。
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態における血圧測定装置１００の構成図である。図７に例示される通り、第３実施形態の血圧測定装置１００は、第１実施形態の状態判定部５６を環境判定部５８に置換するとともに温湿度検出装置７４を追加した構成である。温湿度検出装置７４は、被験者がいる環境（以下「測定環境」という）の温度または湿度を所定の周期で反復的に検出する環境センサーであり、例えば温度センサーと湿度センサーとを含んで構成される。測定環境は、血圧測定装置１００が使用される環境とも換言され得る。図７の環境判定部５８は、測定環境の温度または湿度の変化の有無を判定する。具体的には、第３実施形態の環境判定部５８は、温度または湿度の時間変化率が閾値を上回るか否かに応じて変化の有無を判定する。なお、温度および湿度の双方を加味することも可能である。
被験者がいる測定環境の温度または湿度が急激に変動した場合には、被験者の血圧Ｐが急激に変動する可能性がある。例えば、温度が急激に低下した場合には、血管の収縮により被験者の血圧Ｐが上昇し得る。また、例えば高温環境で湿度が急激に上昇した場合には、熱中症により血圧Ｐが低下し得る。したがって、測定環境の温度または湿度が変動した場合には、温度または湿度が安定した状況と比較して、血圧Ｐの測定頻度を上昇させることが望ましい。以上の事情を考慮して、第３実施形態の測定制御部６２は、測定環境の温度または湿度が変化したと環境判定部５８が判定し、かつ、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回ると変化判定部５４が判定した場合に、血圧Ｐの測定間隔ｄを短縮する。
図８は、第３実施形態における測定制御処理のフローチャートである。図８に例示される通り、第１実施形態の測定制御処理（図５）のステップＳB1が第３実施形態ではステップＳCに置換される。測定制御処理を開始すると、環境判定部５８は、測定環境の温度または湿度が急激に変動したか否かを判定する（ＳC）。温度または湿度が急激に変動し（ＳC：YES）、かつ、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回る場合（ＳB2：YES）、測定制御部６２は、測定間隔ｄを間隔ｄ2に短縮し（ＳB3）、報知処理部６４は被験者の状態異常を報知する（ＳB4）。他方、測定環境の温度または湿度の変動が観測されない場合（ＳC：NO）、血圧Ｐが正常範囲Ｎ外の数値であれば（ＳB6：NO）、測定間隔ｄの短縮（ＳB3）と状態異常の報知（ＳB4）が実行される。
以上に説明した通り、第３実施形態では、被験者の測定部位Ｍを通過した光を検出した検出信号Ｄの解析で血圧Ｐが特定される。したがって、第１実施形態と同様に、血圧の測定にカフを利用する特許文献１の技術と比較して被験者の身体的な負荷を軽減することが可能である。また、測定環境の温度または湿度が変動した場合に血圧Ｐの測定間隔ｄが短縮される。したがって、被験者の血圧Ｐが変動する可能性が高い状況で血圧変動を適切に検出することが可能である。また、第１実施形態と同様に、被験者の状態に関わらず間隔ｄ2で血圧Ｐを特定する構成と比較すると、制御装置２０（特に血圧解析部４２）の処理負荷が軽減されるという利点もある。
第３実施形態では、被験者の血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にない場合にも測定間隔ｄが短縮されるから、第１実施形態と同様に、被験者の健康状態に異常の可能性がある状況で血圧変動を適切に検出できるという効果は格別に顕著である。また、測定環境の温度または湿度が急激に変動した場合、および、血圧Ｐが正常範囲Ｎ内にない場合に、被験者の状態異常が報知される。したがって、被験者の状態異常を早期に把握して改善のための措置を実施することが可能である。
＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様を適宜に併合することも可能である。
（１）図９に例示される通り、常温（平均的な気温）環境における血流波Ｂ1と低温環境における血流波Ｂ2とは波形が相違する。以上の傾向を考慮すると、第３実施形態において、血流波Ｂ（検出信号Ｄ）から算定される指標を、測定環境における温度の低下の指標（以下「温度指標」という）として利用することも可能である。具体的には、環境判定部５８は、温湿度検出装置７４が検出した温度に代えて、検出信号Ｄから特定される温度指標に応じて温度の急激な低下の有無を判定する。以上の構成によれば、温湿度検出装置７４を省略できるから、血圧測定装置１００の構成が簡素化されるという利点がある。ただし、温湿度検出装置７４が検出した温度とともに温度指標を利用して温度の急激な低下を検出することも可能である。
温度低下の検出に利用可能な温度指標の具体例を以下に例示する。なお、図９における記号Ｑsは、血流波Ｂの１周期内の血流量Ｑの最大値を意味し、記号Ｑdは、血流波Ｂの１周期内の血流量Ｑの最小値を意味する。記号Ｑaveは、血流波Ｂの１周期内の血流量Ｑの平均値を意味し、記号Ｑpは、血管の末端から上流側に反射した脈波成分に由来する血流量Ｑである。記号ΔＴは、血流波Ｂのピークの時間長を意味する。
［ａ］最大値Ｑs，変動幅(Ｑs−Ｑd)，拍動係数，抵抗係数
測定環境の温度が低下すると、末梢血管が収縮して血流量Ｑ（例えば最大値Ｑs）が低下する。したがって、血流波Ｂの１周期内の最大値Ｑsを温度指標として利用することが可能である。例えば、最大値Ｑsの減少率（単位時間毎の減少量）が閾値を上回る場合に、環境判定部５８は、測定環境の温度が急激に低下したと判定する。
被験者の血流量Ｑの変動幅（Ｑs−Ｑd）、拍動係数（ＰＩ：Pulsatility Index）、および、抵抗係数（ＲＩ：Resistance Index）も、測定環境の温度に連動して低下するという傾向があるから、最大値Ｑsと同様に温度指標として利用され得る。なお、拍動係数は、血流量Ｑの変動幅(Ｑs−Ｑd)を平均値Ｑaveで除算した数値（(Ｑs−Ｑd)／Ｑave）であり、抵抗係数は、血流量Ｑの変動幅(Ｑs−Ｑd)を最大値Ｑsで除算した数値（(Ｑs−Ｑd)／Ｑs）である。
［ｂ］反射率，時間長ΔＴ
反射流量Ｑpと最小値Ｑdとの差分(Ｑp−Ｑd)を血流量Ｑの変動幅(Ｑs−Ｑd)で除算した数値(Ｑp−Ｑd)／(Ｑs−Ｑd)は、血管の末端から上流側に脈波成分が反射する度合の指標（反射率）である。測定環境の温度が低下すると、末梢血管が収縮することで脈波成分の反射が促進されるから、反射率は増加する。したがって、反射率を温度指標として利用することが可能である。具体的には、反射率の上昇率（単位時間毎の上昇量）が閾値を上回る場合に、環境判定部５８は、測定環境の温度が急激に低下したと判定する。血流波Ｂのピークの時間長ΔＴについても、測定環境の温度の低下時に上昇するという傾向があるから、反射率と同様に温度指標として利用され得る。
［ｃ］脈波伝搬速度Ｖ，血管断面積Ａ
測定環境の温度が低下すると、血管が変形し難くなるから、脈波伝搬速度Ｖは上昇するという傾向がある。また、測定環境の温度が低下すると、末梢血管が収縮することで動脈の血液が滞留し、結果的に動脈の血管断面積Ａが増加するという傾向がある。したがって、脈波伝搬速度Ｖおよび血管断面積Ａも温度指標として利用することが可能である。具体的には、脈波伝搬速度Ｖまたは血管断面積Ａの増加率が閾値を上回る場合に、環境判定部５８は、測定環境の温度が急激に低下したと判定する。
（２）前述の各形態では被験者の血圧Ｐを表示装置２４に表示したが、利用者に報知される測定結果は血圧Ｐの数値自体に限定されない。例えば、血圧解析部４２が特定した血圧Ｐから血圧状態（高血圧／正常／低血圧）を判別し、判別結果を報知処理部６４が表示装置２４に表示させることも可能である。また、状態判定部５６が判定した被験者の活動状態（例えば睡眠状態／覚醒状態／運動状態）を報知処理部６４が表示装置２４に表示させることも可能である。
（３）第１実施形態から第３実施形態を相互に組合せることも可能である。例えば、第１実施形態または第２実施形態の状態判定部５６と第３実施形態の環境判定部５８との双方を具備する血圧測定装置１００も想定される。測定制御部６２は、被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６が判定した場合と、測定環境の温度または湿度が変動したと環境判定部５８が判定した場合との少なくとも一方において、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るときに測定間隔ｄを間隔ｄ2に短縮する。
（４）前述の各形態では、数式（例えば数式(1)または数式(2)）の演算により各生体情報（血圧Ｐ，血管断面積Ａ，脈波伝搬速度Ｖ）を算定したが、生体情報を特定する方法は以上の例示に限定されない。具体的には、記憶装置２２に事前に記憶されたテーブルを利用して生体情報を特定する構成が想定される。例えば、血管断面積Ａおよび脈波伝搬速度Ｖの各数値と血圧Ｐの各数値とを対応づけるテーブルから、血圧解析部４２が、血管断面積Ａおよび脈波伝搬速度Ｖの数値に対応する血圧Ｐを探索することも可能である。
（５）前述の各形態では、測定間隔ｄを標準間隔ｄ1および間隔ｄ2の何れかに設定したが、測定間隔ｄは２値に限定されない。例えば、第１実施形態または第２実施形態において、睡眠状態において時間変化率δが閾値δTHを上回る時間が長いほど測定間隔ｄを多段階的に短くすることも可能である。また、第３実施形態では、測定環境の温度または湿度の時間変化率に応じて測定間隔ｄを多段階的に変化させる（例えば時間変化率が大きいほど測定間隔ｄを短い時間に設定する）ことも可能である。
（６）前述の各形態では、測定部位Ｍを通過した光の検出により検出信号Ｄを生成したが、超音波等の音波を検出することで検出信号Ｄを生成することも可能である。具体的には、検出装置の照射部３２は、超音波等の音波を測定部位Ｍに照射し、検出部３４は、測定部位Ｍを通過した音波を検出することで検出信号Ｄを生成する。以上の説明から理解される通り、照射部３２は、被験者の測定部位Ｍに測定波を照射する要素として包括され、検出部３４は、測定部位Ｍを通過した測定波を検出して検出信号Ｄを生成する要素として包括される。測定波は、光波および音波を含む波動である。
（７）前述の各形態では、被験者の手首に装着可能な血圧測定装置１００を例示したが、血圧測定装置の具体的な形態（装着位置）は任意である。例えば、被験者の身体に貼付可能なパッチ型，被験者の耳介に装着可能なイヤリング型，被験者の指先に装着可能な指装着型（例えば着爪型），被験者の頭部に装着可能なヘッドマウント型等、任意の形態の血圧測定装置が採用され得る。ただし、例えば指装着型等の血圧測定装置を装着した状態では日常生活に支障がある可能性が想定されるから、日常生活に支障なく常時的に血圧Ｐを測定するという観点からは、被験者の手首に装着可能な前述の各形態の血圧測定装置１００が特に好適である。なお、腕時計等の各種の電子機器に装着（例えば外付け）される形態の血圧測定装置も実現され得る。
（８）前述の各形態では、血圧測定装置１００が記憶装置２２および表示装置２４を具備する構成を例示したが、記憶装置２２または表示装置２４を血圧測定装置１００とは別個の装置とすることも可能である。例えば、血圧測定装置１００と通信可能な端末装置（例えば携帯電話機またはスマートフォン）に記憶装置２２または表示装置２４を設置することも可能である。
（９）本発明の好適な態様は、前述の各形態に係る血圧測定装置１００の動作方法（血圧測定方法）としても把握される。第１実施形態または第２実施形態に対応する血圧測定方法においては、血圧測定装置１００が、被験者の測定部位Ｍを通過した測定波を検出した検出信号Ｄの解析により被験者の血圧Ｐを反復的に特定し、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定し、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るか否かを判定し、被験者が睡眠状態にあると判定し、かつ、時間変化率δが閾値δTHを上回ると判定した場合に、血圧Ｐを特定する間隔ｄを短縮する。第３実施形態に対応する血圧測定方法においては、血圧測定装置１００が、被験者の測定部位Ｍを通過した測定波を検出した検出信号Ｄの解析により被験者の血圧Ｐを反復的に特定し、被験者がいる測定環境の温度または湿度の変化の有無を判定し、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るか否かを判定し、測定環境の温度または湿度が変化したと判定し、かつ、時間変化率δが閾値δTHを上回ると判定した場合に、血圧Ｐを特定する間隔ｄを短縮する。
（１０）前述の各形態で例示した血圧測定装置１００は、前述の通り、制御装置２０とプログラムとの協働で実現される。第１実施形態または第２実施形態に対応するプログラムは、被験者の測定部位Ｍを通過した測定波を検出した検出信号Ｄの解析により被験者の血圧Ｐを反復的に特定する血圧解析部４２、被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する状態判定部５６、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るか否かを判定する変化判定部５４、および、被験者が睡眠状態にあると状態判定部５６が判定し、かつ、時間変化率δが閾値δTHを上回ると変化判定部５４が判定した場合に、血圧解析部４２が血圧Ｐを特定する間隔ｄを短縮する測定制御部６２、としてコンピューターを機能させる。第３実施形態に対応するプログラムは、被験者の測定部位Ｍを通過した測定波を検出して検出信号Ｄの解析により被験者の血圧Ｐを反復的に特定する血圧解析部４２、被験者がいる測定環境の温度または湿度の変化の有無を判定する環境判定部５８、血圧Ｐの時間変化率δが閾値δTHを上回るか否かを判定する変化判定部５４、および、測定環境の温度または湿度が変化したと環境判定部５８が判定し、かつ、時間変化率δが閾値δTHを上回ると変化判定部５４が判定した場合に、血圧解析部４２が血圧Ｐを特定する間隔ｄを短縮する測定制御部６２、としてコンピューターを機能させる。
以上に例示したプログラムは、コンピューターが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピューターにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。また、以上に例示したプログラムは、血圧測定装置１００と通信可能な端末装置（例えば携帯電話機またはスマートフォン）にインストール可能なアプリケーションプログラムとしても提供され得る。
１００…血圧測定装置、１２…筐体部、１４…ベルト、２０…制御装置、２２…記憶装置、２４…表示装置、２６…検出装置、３２…照射部、３２２…発光素子、３２４…駆動回路、３４…検出部、３４２…受光素子、３４４…Ａ/Ｄ変換器、４２…血圧解析部４２、４２１…第１演算部、４２２…第２演算部、４４…脈拍解析部、５２…血圧判定部、５４…変化判定部、５６…状態判定部、５８…環境判定部、６２…測定制御部、６４…報知処理部、７２…動作検出装置、７４…温湿度検出装置。

Claims (8)

  1. 被験者の測定部位を通過した測定波を検出して検出信号を生成する測定波検出部と、
    前記検出信号の解析により前記被験者の血圧を反復的に特定する血圧解析部と、
    前記被験者が睡眠状態にあるか否かを判定する状態判定部と、
    前記血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定する変化判定部と、
    前記被験者が睡眠状態にあると前記状態判定部が判定し、かつ、前記時間変化率が前記閾値を上回ると前記変化判定部が判定した場合に、前記血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を第１間隔から第２間隔に短縮し、前記被験者が睡眠状態にないと前記状態判定部が判定した場合には、前記時間変化率が前記閾値を上回るか否かに関わらず、前記血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を前記第１間隔に維持する測定制御部と
    を具備する血圧測定装置。
  2. 前記検出信号に応じた脈拍数を特定する脈拍解析部を具備し、
    前記状態判定部は、前記被験者が睡眠状態にあるか否かを前記脈拍数に応じて判定する
    請求項１の血圧測定装置。
  3. 前記被験者の動作を検出する動作検出部を具備し、
    前記状態判定部は、前記被験者が睡眠状態にあるか否かを前記動作検出部による検出結果に応じて判定する
    請求項１または請求項２の血圧測定装置。
  4. 被験者の測定部位を通過した測定波を検出して検出信号を生成する測定波検出部と、
    前記検出信号の解析により前記被験者の血圧を反復的に特定する血圧解析部と、
    前記検出信号の解析により特定される温度の指標に応じて、前記被験者がいる測定環境の温度の変化の有無を判定する環境判定部と、
    前記血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定する変化判定部と、
    前記測定環境の温度が変化したと前記環境判定部が判定し、かつ、前記時間変化率が前記閾値を上回ると前記変化判定部が判定した場合に、前記血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を短縮する測定制御部と
    を具備する血圧測定装置。
  5. 前記血圧が正常範囲内にあるか否かを判定する血圧判定部を具備し、
    前記測定制御部は、前記血圧が前記正常範囲内にないと前記血圧判定部が判定した場合に、前記血圧解析部が血圧を特定する時間間隔を短縮する
    請求項１から請求項４の何れかの血圧測定装置。
  6. 前記血圧が正常範囲内にないと前記血圧判定部が判定した場合に、前記被験者の状態異常を報知する報知処理部
    を具備する請求項５の血圧測定装置。
  7. 血圧測定装置が、
    被験者の測定部位を通過した測定波を検出した検出信号の解析により前記被験者の血圧を反復的に特定し、
    前記被験者が睡眠状態にあるか否かを判定し、
    前記血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定し、
    前記被験者が睡眠状態にあると判定し、かつ、前記時間変化率が前記閾値を上回ると判定した場合に、前記血圧を特定する時間間隔を第１間隔から第２間隔に短縮し、前記被験者が睡眠状態にないと判定した場合には、前記時間変化率が前記閾値を上回るか否かに関わらず、前記血圧を特定する時間間隔を前記第１間隔に維持する
    血圧測定方法。
  8. 血圧測定装置が、
    被験者の測定部位を通過した測定波を検出した検出信号の解析により前記被験者の血圧を反復的に特定し、
    前記検出信号の解析により特定される温度の指標に応じて、前記被験者がいる測定環境の温度の変化の有無を判定し、
    前記血圧の時間変化率が閾値を上回るか否かを判定し、
    前記測定環境の温度が変化したと判定し、かつ、前記時間変化率が前記閾値を上回ると判定した場合に、前記血圧を特定する時間間隔を短縮する
    血圧測定方法。
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