CN108024737B - 生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

提供能够在检测生物体信息测定所需的压力脉搏波同时也能够高精度地测定血流信息的生物体信息测定装置、生物体信息测定方法及生物体信息测定程序。生物体信息测定装置(100)具有：按压机构(5)，将压力传感器(1)按压在生物体上；按压控制部(31)，控制按压机构(5)的按压力；血流传感器(2)，配置在压力传感器(1)的旁边；信号处理部(2A)，基于血流传感器(2)的输出信号测定血流信息；以及控制部(3)，基于在上述按压力增大的按压力控制期间测定的血流信息以及压力脉搏波信息，确定按压机构(5)的第一按压力，并在将按压力控制在第一按压力的第一状态下由压力传感器(1)检测的压力脉搏波和在第一状态下测定的血流信息记录在存储器(4)中。

Description

生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及一种生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及生物体信息测定程序。
背景技术
已知一种如下的生物体信息测定装置，能够在使压力传感器与手腕的桡骨动脉等动脉经过的生物体部位直接接触的状态下，使用由该压力传感器检测的信息测定脉搏信息和血压信息等生物体信息。在这样的生物体信息测定装置中，安装有用于测定血流速度的传感器。
在专利文献1中记载了一种如下的生物体信息测定装置，即，利用血压测定用压力传感器无创测定血流速度，并使用所测定的血流速度，对基于压力传感器的信号测定的血压值进行校正。
在专利文献2中记载了一种如下的生物体信息测定装置，即，血压测定用压力传感器与用于无创测定血流速度的压电元件接近配置，能够测定血压信息和血流速度。
在专利文献3～6中记载了一种如下的生物体信息测定装置，即，血压测定用压力传感器与用于无创测定血流速度的超声波元件接近配置，能够测定血压信息和血流信息(血流速度以及血流量)。
其中，在专利文献4～6中记载的装置，根据压力传感器的输出信号，确定当将血压测定用压力传感器推抵于生物体上时的最佳按压力，在以该最佳按压力按压动脉的状态下，通过超声波元件测定血流速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-311951号公报
专利文献2：日本特开2008-183414号公报
专利文献3：日本特开2006-115979号公报
专利文献4：日本特开2001-017399号公报
专利文献5：日本特开平02-019141号公报
专利文献6：日本特开平01-214335号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1～6中记载了如下的张力测定法(tonometry method)，即，在通过形成有压力检测元件的按压面压迫生物体内的动脉的状态下，基于由该压力检测元件检测到的压力脉搏波来计算血压信息。
在张力测定法中，需要在使被按压面压迫的动脉的血管壁平坦且张力对血管壁的影响小的状态下(以下，称为张力测定状态)检测压力脉搏波。
如专利文献1～6所述，在邻接部位同时进行通过张力测定法的压力脉搏波检测和血流信息测定的情况下，在通过按压面压扁血管壁的张力测定状态下检测血流信息。由于血管壁被压扁是意味着血管局部狭窄的状态，因此在该状态下测定的血流信息可能偏离真实值。
作为确定获得张力测定状态所需的按压面的按压力即最佳按压力的方法，如专利文献4～6所述，具有将由压力传感器检测到的压力脉搏波的振幅为最大时的按压力确定为最佳按压力的方法。
另外，还有一种将由压力传感器检测到的压力脉搏波的峰值变化减小的期间中的任意一个按压力确定为最佳按压力的方法。
像这些方法那样，若基于由压力传感器检测到的压力脉搏波确定最佳按压力，则存在作为血流信息的测定条件不是最佳的情况，有可能不能够准确地测定血流信息。在专利文献1～6中，没有认识到这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种能够减小对血流信息的测定精度的影响，同时也能够高精度地进行生物体信息的测定所需的压力脉搏波的检测的生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及生物体信息测定程序。
用于解决问题的技术方案
本发明的生物体信息测定装置具有：压力传感器，包括压力检测元件；按压机构，将所述压力传感器按压于生物体内的动脉；按压控制部，控制所述按压机构的按压力；血流传感器，配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；血流信息测定部，基于所述血流传感器的输出信号测定血流信息；按压力确定部，基于在按压力控制期间由所述血流信息测定部测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制部的控制使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制部，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下由所述血流信息测定部测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制部将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
本发明的生物体信息测定方法包括：按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
本发明的生物体信息测定程序用于使计算机上执行：按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
发明效果
根据本发明，提供一种能够减小对血流信息的测定精度的影响，同时能够高精度地进行生物体信息的测定所需的压力脉搏波的检测的生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及生物体信息测定程序。
附图说明
图1是示出用于说明本发明的一实施方式的生物体信息测定装置100的概略结构的示意图。
图2是从与生物体的接触面侧观察图1所示的生物体信息测定装置100的压力传感器1的俯视示意图。
图3是示出图1所示的生物体信息测定装置100的内部结构的框图。
图4是图3所示的控制部3的功能框图。
图5是示出将被测人作为对象，在与生物体信息测定装置100相同的测定条件下对压力脉搏波和血流速度进行测定的结果的图。
图6是示出将与图5不同的被测人作为对象，在与生物体信息测定装置100相同的测定条件下对压力脉搏波和血流速度进行测定的结果的图。
图7是用于说明图1所示的生物体信息测定装置100的动作的流程图。
图8是示出在血管狭窄的状态下的血管整体的总压力与血流方向的位置之间的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1是示出用于说明本发明的一实施方式的生物体信息测定装置100的概略结构的示意图。
通过未图示的带，生物体信息测定装置100被佩戴在内部存在有作为生物体信息的测定对象的动脉(在图1的例中的桡骨动脉TD)的生物体部位上(在图1的例中的使用人的手腕)。
此外，作为生物体信息的测定对象的动脉不限于桡骨动脉TD，也可以将其他的动脉作为对象。
生物体信息测定装置100作为硬件包括：压力传感器1，用于从桡骨动脉TD检测压力脉搏波；按压机构5，用于将压力传感器1按压于生物体内的桡骨动脉TD；以及血流传感器2，被配置在压力传感器1的旁边，用于测定表示在桡骨动脉TD中流动的血液的流动的血流信息。
在图1的例子中，血流传感器2相对于压力传感器1配置在桡骨动脉TD的血流方向的上游侧。
血流传感器2是用于无创地测定作为血流信息的血流速度的传感器。在通过超声波多普勒方式测定血流速度的情况下，血流传感器2使用向动脉发送超声波的元件和接收从动脉反射回来的超声波的元件。
另外，在通过激光多普勒方式测定血流速度的情况下，血流传感器2使用向动脉照射激光的元件和接收来自动脉的散射光的元件。
生物体信息测定装置100同时进行记录由压力传感器1检测的压力脉搏波的处理和记录基于血流传感器2的输出信号测定的血流信息的处理。
此外，作为同时测定压力脉搏波和血流信息的意义，例如，可举出根据基于压力脉搏波生成的血压信息(收缩期血压、扩张期血压以及脉压)或者脉搏信息，与血流信息之间的相关关系，掌握血压信息或脉搏信息的变动原因等。
另外，可举出根据血压信息与血流信息之间的相关关系，推定与测量部位相比更靠末梢侧的状态，以及推定从测量部位到中枢侧的状态。
考虑到这样的意义，虽然优选将压力传感器1与血流传感器2的传感器间的距离设定为例如15mm～25mm左右的较小的值，但并不限定于该范围。
图2是从与生物体的接触面侧观察图1所示的生物体信息测定装置100的压力传感器1的俯视示意图。如图2所示，压力传感器1具有形成在平板状的基体11上的元件列12和元件列13。
元件列12和元件列13分别由沿着与作为压力脉搏波的测定对象的桡骨动脉TD的走向正交的方向X排列的多个压力检测元件构成。
压力检测元件并没有特别限定，例如能使用利用压阻效应的元件。元件列12和元件列13在与方向X正交的方向Y上并列配置。
如上所述，由于压力传感器1具有元件列12和元件列13，因此能够提高将压力检测元件配置在处于张力测定状态下的桡骨动脉TD的正上方的可能性，从而能够高精度地检测压力脉搏波。
图3是示出图1所示的生物体信息测定装置100的内部结构的框图。
生物体信息测定装置100包括压力传感器1、血流传感器2、进行整体控制的控制部3、存储器4、信号处理部1A、信号处理部2A以及按压机构5，其中，存储器4包括快闪存储器、ROM(Read Only Memory：只读存贮器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等记录介质。
此外，在生物体信息测定装置100中，除了压力传感器1、血流传感器2、信号处理部1A、信号处理部2A以及按压机构5以外的结构，可以配置在与佩戴在生物体上的壳体不同的位置上。
例如，控制部3以及存储器4可以内置在计算机中，该计算机与容纳有压力传感器1、血流传感器2、信号处理部1A、信号处理部2A以及按压机构5的壳体电连接。
按压机构5是用于将压力传感器1按压于生物体内的桡骨动脉TD的机构。
按压机构5例如由固定在基体11上的空气袋和用于调整该空气袋内压的泵构成。按压机构5产生的对生物体的按压力(上述的泵的内压)由控制部3控制。
信号处理部1A对压力传感器1的输出信号进行放大处理以及滤波处理等的信号处理，并将处理后的信号作为压力脉搏波信号输入到控制部3中。
信号处理部2A对血流传感器2的输出信号进行超声波多普勒方式或者激光多普勒方式等已知的公知信号处理来生成血流速度信息，将血流速度信息输入到控制部3中。
信号处理部2A发挥作为基于血流传感器2的输出信号测定血流信息的血流信息测定部的功能。
控制部3主要由执行存储在存储器4中的程序的处理器构成，通过处理器执行该程序进行各种处理。
图4是图3所示的控制部3的功能框图。
控制部3通过执行程序，发挥作为按压控制部31、按压力确定部32、记录控制部33以及生物体信息测定部34的功能。
按压控制部31驱动按压机构5，控制按压机构5产生的压力传感器1对桡骨动脉TD的按压力。
在预定的时刻，例如，在对生物体信息测定装置100作出生物体信息的测量指示的时刻，按压控制部31进行按压力增加控制，该按压力增加控制是，使按压机构5的按压力从初始值以规定的增加速度增加到预定的设定值的控制。
在通过按压控制部31进行按压力增加控制的期间即按压力控制期间，按压力确定部32根据由信号处理部2A测定的血流速度信息以及由压力传感器1检测的压力脉搏波信息，确定按压机构5的第一按压力。
由位于桡骨动脉T平坦的部分的正上方的压力检测元件检测到的压力脉搏波不受桡骨动脉TD的血管壁的张力的影响，振幅变成最大。另外，该压力脉搏波与桡骨动脉TD内的血压值的相关性最高。
由于这样的原因，按压力确定部32将在上述的按压力控制期间中检测到最大振幅的压力脉搏波的压力检测元件作为最佳压力检测元件，基于由该最佳压力检测元件检测到的压力脉搏波信息以及在按压力控制期间由信号处理部2A测定的血流速度信息，确定按压机构5的第一按压力。
该第一按压力是实现能够在不受血管周向张力影响的情况下从被以第一按压力按压的桡骨动脉TD检测压力脉搏波的状态即张力测定状态，并且实现不会因桡骨动脉TD的变形而使血流速度发生变化(血流速度的测定误差小)的状态的按压力。针对第一按压力的确定方法的详细内容将在后续进行说明。
在由按压控制部31将按压机构5的按压力控制为上述的第一按压力的状态下，记录控制部33进行如下的控制，即，将由压力传感器1的最佳压力检测元件检测的压力脉搏波(压力脉搏波信号)和在该状态下由信号处理部2A测定的血流速度信息与时刻信息相关联地记录在存储器4中。
在由按压控制部31将按压机构5的按压力控制为上述的第一按压力的状态下，生物体信息测定部34基于由最佳压力检测元件检测并记录在存储器4中的压力脉搏波信号，通过公知的方法测定最高血压、最低血压、脉压以及脉搏等的生物体信息，并将所测定的生物体信息记录在存储器4中。
接下来，针对第一按压力的确定方法进行具体地说明。
图5以及图6是示出将不同的被测人作为对象，以与生物体信息测定装置100相同的测定条件对压力脉搏波和血流速度进行测定的结果的图。
图5以及图6是将按压机构5的按压力作为横轴，并将在使按压机构5的按压力增加的过程中由压力传感器1所具有的最佳压力检测元件检测到的压力脉搏波信号的最小值(压力脉搏波波形的谷值)作为压力脉搏波信息绘图在纵轴上，将在该过程中由信号处理部2A测定的血流速度同样地绘图在纵轴上。
如图5以及图6所示，观测到如下的特征，当按压力开始增加时，压力脉搏波信息线性地增加，此后，增加率一度变得平缓，此后再次线性地增加。
认为在该压力脉搏波信息的增加率变得平缓的期间，处于桡骨动脉TD的血管内压和按压桡骨动脉TD的按压力大致相同的平衡状态，即张力测定状态。
在图5的例子中，时刻t1～时刻t4的期间T1是压力脉搏波信息的增加率为阈值以下的第一期间。在图6的例子中，时刻t1～时刻t3的期间T1是压力脉搏波信息的增加率为阈值以下的第一期间。
因此，若仅考虑压力脉搏波的检测精度，则只要确定该第一期间中的按压力的任意一个作为上述的第一按压力即可。
至今为止，通过将图5以及图6所示的期间T1中的压力脉搏波信息的变化率变最小的时刻或检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻的按压力作为第一按压力。
但是，在图5的结果中，在期间T1中，存在血流速度急剧变化的时刻(例如按压力为76mmHg附近的时刻)。因此，如果用现有的方法确定第一按压力，则即使能够精确地检测压力脉搏波，对于血流速度也可能测定到与真实值偏离的值。
此外，由于向桡骨动脉TD供给的血液量因呼吸引起的心输出量的变动而发生变动，因此血流速度例如即使在血管没有被压迫的平常状态下也会发生一些偏差。在图5中，在按压力为76mmHg附近的时刻检测到的血流速度超出该偏差的范围。
因此，按压力确定部32判断在按压力控制期间检测到的压力脉搏波信息(压力脉搏波信号的最小值)的变化率为阈值以下的第一期间的一部分期间中的第二期间，确定该第二期间的按压力的任意一个作为第一按压力，其中，第二期间是以按压力被控制为最小的时刻作为起点且血流速度处于规定范围的连续的期间。
具体而言，按压力确定部32针对在按压力控制期间检测到的压力脉搏波信息，计算在相邻的时刻检测到的压力脉搏波信息的差作为压力脉搏波信息的变化率，将该差在阈值以下的期间作为压力脉搏波信息的变化率在阈值以下的第一期间(在图5以及图6的例子中的期间T1)。
另外，按压力确定部32选择第一期间中的从按压力被控制为最小的时刻(在图5以及图6例子中为时刻t1)到检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻(在图5例子中为时刻t3、在图6例子中为时刻t2)为止的期间(在图5以及图6例子中为期间T1a)作为第一期间的一部分期间。
另外，按压力确定部32基于在第三期间中测定的血流速度，通过以下的数学式1计算被测人的血流速度的偏差范围，并将该范围作为上述的规定范围，第三期间是按压力被控制为比按压力控制期间中的第一期间的按压力更小的期间(在图5以及图6的例子中为期间T3)。
【数学式1】
mv-3σv≤v≤mv+3σv…(1)
在数学式1中，“v”是血流速度。另外，“mv”表示第三期间中的血流速度的平均值，由以下的数学式2表示。数学式2中的“n”表示在第三期间测定的血流速度的数量。数学式2中的“vi”表示第三期间中第i次测定的血流速度。
【数学式2】
Figure GDA0002715091810000091
数学式1中的“σv”表示第三期间中的血流速度的标准偏差，由以下的数学式3表示。
【数学式3】
Figure GDA0002715091810000101
按压力确定部32判定第二期间，该第二器件以在第一期间的一部分期间(图5以及图6的期间T1a)中按压力被控制为最小的时刻(图5以及图6的时刻t1)作为起点，且血流速度处于由数学式1计算的规定范围内的连续的期间。
在图5的例子中，“mv”为220mm/s，“3σv”为30mm/s。因此，从时刻t1开始到血流速度首先超过220±30mm/s范围的时刻之前的时刻t2为止的期间T2为第二期间。
在图6的例子中，“mv”为170mm/s，“3σv”为45mm/s。在图6的例子中，由于在期间T1a中血流速度没超过170±45mm/s的范围，因此期间T1a仍然作为第二期间。
如上所述地确定的第二期间是，血管内压和按压力处于大致相同的张力测定状态并且血流速度处于偏差范围内的期间。因此，通过确定该第二期间中的按压力的任意一个作为第一按压力，能够高精度地检测压力脉搏波，同时能够高精度地测定血流速度。
将第二期间中的哪个按压力作为第一按压力有几种方法。
(第一方法)
按压力确定部32确定第二期间(图5的期间T2、图6的期间T1a)的按压力中的最大按压力作为第一按压力。
根据第一方法，像获得图6的结果的被测人那样，在第二期间中血流速度没有很大变化的被测人，确定压力脉搏波的振幅最大的按压力作为第一按压力。因此，可以与现有技术同样地高精度地检测压力脉搏波。
另外，可以说第二期间的初期是桡骨动脉TD的血管壁已开始变平坦的状态。因此，通过像第一方法那样将按压力尽可能大的状态作为压力脉搏波的测定条件，能够更高精度地测定压力脉搏波。
另外，根据第一方法，能够简化第一按压力的确定处理，能够减少控制部3的演算处理而减轻处理负荷。其结果是，在用电池驱动生物体信息测定装置100的情况下，能够延长连续使用时间。
(第二方法)
按压力确定部32确定第二期间(图5的期间T2、图6的期间T1a)的按压力中的检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻的按压力作为第一按压力。即使采用该第二方法，也能够高精度地检测压力脉搏波。
(第三方法)
按压力确定部32确定第二期间(图5的期间T2、图6的期间T1a)的按压力中的压力脉搏波信息的变化率变成最小的时刻的按压力作为第一按压力。即使采用该第三方法，也能够高精度地检测压力脉搏波。
此外，按压力确定部32可以以整个第一期间作为对象来判断第二期间。也就是说，按压力确定部32确定在第一期间(图5以及图6的期间T1)中按压力被控制为最小的时刻(图5以及图6的时刻t1)作为起点且血流速度处于由数学式1计算的规定范围内的连续的期间来作为第二期间。
如果是第一期间中的按压力，能够充分提高压力脉搏波的检测精度，因此即使是该构成也能够同时高精度地测定压力脉搏波和血流速度。
对如上所述构成的生物体信息测定装置100的动作进行说明。
图7是用于说明图1所示的生物体信息测定装置100的动作的流程图。
生物体信息测定装置100佩戴在使用人的手腕上，由使用人接通电源，当执行测量开始的操作时，按压控制部31进行使按压机构5的按压力从初始值增加规定量的按压力增加控制(步骤S1)。
当开始增加按压力时，通过压力传感器1检测压力脉搏波，并将压力脉搏波信号输入到按压力确定部32中。按压力确定部32将所输入的压力脉搏波信号与检测时刻以及该时刻的按压力对应起来记录在存储器4中(步骤S2)。
另外，与压力脉搏波的检测并行地，由血流传感器2和信号处理部2A检测血流速度，并将血流速度信息输入按压力确定部32。按压力确定部32将所输入的血流速度信息与测定时刻以及该时刻的按压力对应起来记录在存储器4中(步骤S3)。
接下来，按压控制部31判定按压力是否已经上升到预定的设定值(步骤S4)。在按压力没有达到设定值的情况下(步骤S4：否)，按压控制部31将处理返回到步骤1继续增加按压力。在按压力达到设定值的情况下(步骤S4：是)，进行步骤S5以后的处理。
在步骤S5中，按压力确定部32读出在存储器4中所记录的按压力的增加期间(按压力控制期间)中检测到的压力脉搏波信号，确定检测到振幅最大的压力脉搏波信号的压力检测元件作为最佳压力检测元件。
接下来，在按压力控制期间中，按压力确定部32判定由在步骤S5中确定的最佳压力检测元件检所测到的压力脉搏波信息(压力脉搏波信号的最小值)的变化率为阈值以下的第一期间(在图5的例子中为期间T1)(步骤S6)。
接下来，按压力确定部32在步骤S6中判定的第一期间中选择从按压力为最小的时刻到检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻为止的期间(在图5的例子中为期间T1a)(步骤S7)。
接下来，按压力确定部32基于在按压力被控制为比按压力控制期间中的第一期间的按压力更小的第三期间中由血流传感器2以及信号处理部2A测定的血流速度，通过数学式1的演算，计算使用人的血流速度的偏差范围即规定范围(步骤S8)。
接下来，按压力确定部32在步骤S7中选择的期间中判定以按压力最小的时刻作为起点且在该期间测定的血流速度处于步骤S8中计算出的规定范围内的连续的第二期间(在图5的例子中为期间T2)(步骤S9)。
接下来，按压力确定部32确定在步骤S9中判定的第二期间中的最大按压力作为第一按压力(步骤S10)。
当在步骤S10中确定第一按压力时，按压控制部31驱动按压机构5，将按压机构5的按压力控制为第一按压力(步骤S11)。
然后，在按压力被固定在第一按压力的状态下，由压力传感器1检测压力脉搏波，并将压力脉搏波信号输入按压力确定部32。按压力确定部32将所输入的压力脉搏波信号与检测时刻对应起来记录在存储器4中。另外，基于该压力脉搏波信号，生物体信息测定部34生成血压信息和脉搏信息，并将这些信息与压力脉搏波信号的检测时刻对应起来记录在存储器4中(步骤S12)。
另外，与压力脉搏波的检测并行地，通过血流传感器2和信号处理部2A测定血流速度，并将血流速度信息输入按压力确定部32。按压力确定部32将所输入的血流速度信息与测定时刻对应起来记录在存储器4中(步骤S13)。
在步骤S13后，控制部3判定是否已发出了压力脉搏波以及血流速度的测量结束指示，在未发出结束指示的情况下(步骤S14：否)，将处理返回到步骤S12，当已发出结束指示的情况下(步骤S14：是)，结束测量处理。
如上所述，生物体信息测定装置100基于在按压力控制期间测定的血流速度以及压力脉搏波信息，确定按压机构5产生的第一按压力。然后，生物体信息测定装置100在以该第一按压力将压力传感器1按压在生物体上的状态下，检测以及记录压力脉搏波，基于压力脉搏波测定生物体信息并进行记录，以及测定以及记录血流速度。
如上述那样确定的第一按压力是实现张力测定状态并且实现不会因桡骨动脉TD的变形而使血流速度发生大的变化的状态的按压力。因此，在使压力传感器1以第一按压力按压在生物体上的状态下，通过同时进行压力脉搏波的检测以及血流速度的测定，能够减少对血流速度的测定精度的影响，同时能够高精度地进行生物体信息的测定所需的压力脉搏波的检测。因此，能够同时并高精度地进行血流速度和压力脉搏波的测定，能够有助于各种疾患的诊断。
另外，就图5的例子而言，生物体信息测定装置100基于期间T3中测定的血流速度，通过数学式1求出被测人的血流速度的偏差范围。
因生物体信息测定装置100佩戴在手腕上的佩戴状态、被测人的状况、个人差异等血流速度的偏差范围可能发生变化。根据生物体信息测定装置100，基于在用于确定第一按压力的按压力控制期间根据被测人测定的血流速度，计算血流速度的偏差范围，因此能够吸收这样的偏差范围的变化，并能够高精度地确定第一按压力。
此外，生物体信息测定装置100的控制部3在图7的步骤S8中计算规定范围后，将该规定范围记录在存储器4中，在图7的测量处理结束后的下次以及以后的测量开始时，可以读出记录在存储器4中的规定范围的信息来确定第二期间。通过如上操作，能够简化下次以及以后测量处理。
生物体信息测定装置100的结构为，血流传感器2配置在桡骨动脉TD的血流方向的上游侧，压力传感器1配置在下流测。因此，能够提高第一按压力的确定精度。原因如下所述。
图8是示出在血管狭窄的状态下的血管整体的总压力与血流方向的位置之间的关系的图。
图8所示的血管80是在位置A～C的范围狭窄的模型，在位置B处最细。在血管80的下方图示了表示血管80的血流方向上的位置与血管80的总压力之间的关系的图表。图8中的血流方向是从左向右的方向。
如该图表所示，在从位置A到位置B的范围，由于血管狭窄，总压力朝向血流方向减少。因此，在从位置A到位置B的范围，如果与位置A的上游侧相比较血流速度上升。
另一方面，在从位置B到位置C的范围，由于血管渐渐变粗，总压力朝向血流方向增加。因此，从位置B到位置C的范围，如果与从位置A到位置B的范围相比较，血流速度降低。
但是，在位置C的附近，由于血流从狭窄的血管部位向宽的血管部位流出，因此血流方向不是一律从上游侧向下流侧，而变成旋涡形状。因此，如图表所示，在位置C的附近，与位置A的上游侧相比较，发生总压力变低的压力损失。
由于在位置C附近发生压力损失，因此整体的血流速度可能变大，该现象被认为是在图5的例中说明的在张力测定状态的期间T1血流速度发生较大变化的一个原因。
可以说由按压力确定部32确定的第一按压力为在张力测定状态下且该压力损失不会发生的按压力。
考虑到以上的压力损失的原理，通过将血流传感器2配置在血流方向上的压力传感器1的上游侧，通过血流传感器2和信号处理部2A，能够在血流速度(或者血流方向)相对稳定的位置测定血流。
因此，能够高精度地计算血流速度的偏差范围。其结果是，能够高精度地确定第一按压力，并能够提高血流速度的测定精度和压力脉搏波的检测精度。
当然，生物体信息测定装置100也可以构成为将血流传感器2配置在血流方向上的压力传感器1的下流测。
在上述的说明中，在图7的步骤S1中，在按压控制部31使按压力增加的过程中，进行压力脉搏波的检测和血流速度的测定，基于该过程中获得的压力脉搏波信息和血流速度确定第一按压力。
生物体信息测定装置100可以进行使按压力增加到上述的设定值之后使按压力每次减少规定量的控制，在该按压力的减少过程中，进行压力脉搏波的检测和血流速度的测定，基于在该过程中获得的压力脉搏波信息和血流速度确定第一按压力。
根据如上所述基于在使按压力增加的过程中获得的压力脉搏波信息和血流速度来确定第一按压力的构成，能够防止按压控制期间中的血流速度的变动大，因此能够高精度地确定第一按压力。
在生物体信息测定装置100中，虽然使用压力脉搏波信号的谷值作为在图7的步骤S6以后使用的压力脉搏波信息，但也可以使用压力脉搏波信号的振幅值或者压力脉搏波信号的峰值来代替压力脉搏波信号的谷值。无论使用哪个值，由于第一期间都是大致相同，因此也能够获得相同的效果。
生物体信息测定装置100的信号处理部2A作为血流信息测定血流速度，但也可以测定血流量。
在该情况下，在血流传感器2的旁边配置有用于测定动脉横截面积的传感器。然后，信号处理部2A将基于血流传感器2的输出信号计算的血流速度乘以基于该传感器的输出信息计算的横截面积来计算血流量。
由于认为配置有血流传感器2的动脉部分的横截面积是大致恒定的，因此如上述那样计算的血流量是与血流速度成正比的值。因此，能够使用血流量信息代替血流速度确定第一按压力。
此外，血流量能够利用光电容积脉搏波波形求出。在该情况下，在生物体信息测定装置100中使用光电脉搏波传感器代替血流传感器2，信号处理部2A为只要利用光电容积脉搏波波形算出血流量的结构即可。
生物体信息测定装置100的压力传感器1具有由多个压力检测元件构成的多个元件列。但是，压力传感器1只要是能够检测压力脉搏波的结构即可，压力检测元件只要至少有一个即可。
如图2所示，具有多个元件列的压力传感器1由于基体11的面积大，因此当将基体11按压在生物体上时，桡骨动脉TD被压扁的范围变宽。也就是说，由于考虑到对血流信息的影响容易变大，因此用上述的方法确定第一按压力特别有效。
用于使计算机执行的程序能够提供本实施方式的控制部3进行的图7所示的各步骤。这样的程序记录在计算机可读取该程序的非临时性(non-transitory)记录介质中。
这样的“计算机可读取记录介质”例如包括CD-ROM(Compact Disc-ROM：只读光盘)等光学介质和存储卡等磁性记录介质等。另外，这样的程序还可以通过网络下载来提供。
应当认为本申请公开的实施方式在全部方面均仅为例示性的而非限制性的。本发明的范围并不由上述说明来表示，而是由权利要求书来表示，意在包括与权利要求的范围等同的意思和在该范围内的全部变更。
如上述说明，本说明书中公开了以下内容。
公开的生物体信息测定装置具有：压力传感器，包括压力检测元件；按压机构，将所述压力传感器按压于生物体内的动脉；按压控制部，控制所述按压机构的按压力；血流传感器，配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；血流信息测定部，基于所述血流传感器的输出信号测定血流信息；按压力确定部，基于在按压力控制期间由所述血流信息测定部测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制部的控制使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制部，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下由所述血流信息测定部测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制部将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述按压力确定部判定在所述按压力控制期间检测到的所述压力脉搏波的信息的变化率为阈值以下的第一期间的至少一部分期间中的第二期间，并确定所述第二期间的任意一个按压力作为所述第一按压力，所述第二期间是以按压力被控制为最小的时刻作为起点且所述血流信息处于规定范围内的连续的期间。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述按压力确定部选择从在所述第一期间中按压力被控制为最小的时刻到在所述第一期间中检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻为止的期间作为所述第一期间的至少一部分期间。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述按压力确定部确定所述第二期间的按压力中的最大按压力作为所述第一按压力。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述按压力确定部基于在所述按压力控制期间中的第三期间测定的血流信息的平均值以及标准偏差确定所述规定范围，所述第三期间是所述按压力比第一期间的按压力更小的期间。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述按压力控制期间是通过所述按压控制部的控制使所述按压力向增加的方向变化的期间。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述血流传感器在所述动脉的血流方向上配置在所述压力传感器的上游侧。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述血流信息包括血流速度或者血流量。
在所公开的生物体信息测定装置中，所述压力传感器具有多个元件列，所述元件列由沿着一个方向排列的多个压力检测元件构成，多个所述元件列沿着与所述一个方向正交的方向排列。
所公开的生物体信息测定方法包括：按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
所公开的生物体信息测定程序用于使计算机执行：按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态。
工业实用性
根据本发明，提供一种能够降低对血流信息的测定精度的影响，同时也能够高精度地检测生物体信息的测定所需的压力脉搏波的生物体信息测定装置、生物体信息测定方法以及生物体信息测定程序。
以上，虽然通过特定的实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离公开的发明的技术思想的范围内可以进行各种变更。
本申请基于2015年9月16日提出的日本特许申请(日本特愿2015-183269)作出的，将其内容援引至此。
附图标记说明
100：生物体信息测定装置
1：压力传感器
1A：信号处理部
11：基体
12，13：压力检测元件的元件列
2：血流传感器
2A：信号处理部
3：控制部
4：存储器
31：按压控制部
32：按压力确定部
33：记录控制部
34：生物体信息测定部

Claims (9)

1.一种生物体信息测定装置，具有：
压力传感器，包括压力检测元件；
按压机构，将所述压力传感器按压于生物体内的动脉；
按压控制部，控制所述按压机构的按压力；
血流传感器，配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；
血流信息测定部，基于所述血流传感器的输出信号测定血流信息；
按压力确定部，基于在按压力控制期间由所述血流信息测定部测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制部的控制使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及
记录控制部，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下由所述血流信息测定部测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制部将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态，
所述按压力确定部判定在所述按压力控制期间检测到的所述压力脉搏波的信息的变化率为阈值以下的第一期间的至少一部分期间中的第二期间，并确定所述第二期间的任意一个按压力作为所述第一按压力，所述第二期间是以按压力被控制为最小的时刻作为起点且所述血流信息处于规定范围内的连续的期间，
所述按压力确定部选择从在所述第一期间中按压力被控制为最小的时刻到在所述第一期间中检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻为止的期间作为所述第一期间的至少一部分期间。
2.如权利要求1所述的生物体信息测定装置，其中，
所述按压力确定部确定所述第二期间的按压力中的最大按压力作为所述第一按压力。
3.如权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，
所述按压力确定部基于在所述按压力控制期间中的第三期间测定的血流信息的平均值以及标准偏差确定所述规定范围，所述第三期间是所述按压力比第一期间的按压力更小的期间。
4.如权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，
所述按压力控制期间是通过所述按压控制部的控制使所述按压力向增加的方向变化的期间。
5.如权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，
所述血流传感器在所述动脉的血流方向上配置在所述压力传感器的上游侧。
6.如权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，
所述血流信息是血流速度或者血流量。
7.如权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，
所述压力传感器具有多个元件列，所述元件列由沿着一个方向排列的多个压力检测元件构成，多个所述元件列沿着与所述一个方向正交的方向排列。
8.一种生物体信息测定方法，包括：
按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；
血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；
按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及
记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态，
在所述按压力确定步骤中判定在所述按压力控制期间检测到的所述压力脉搏波的信息的变化率为阈值以下的第一期间的至少一部分期间中的第二期间，并确定所述第二期间的任意一个按压力作为所述第一按压力，所述第二期间是以按压力被控制为最小的时刻作为起点且所述血流信息处于规定范围内的连续的期间，
在所述按压力确定步骤中选择从在所述第一期间中按压力被控制为最小的时刻到在所述第一期间中检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻为止的期间作为所述第一期间的至少一部分期间。
9.一种记录介质，存储有生物体信息测定程序，该生物体信息测定程序用于使计算机执行：
按压控制步骤，控制按压机构的按压力，所述按压机构将压力传感器按压于生物体内的动脉，所述压力传感器包括用于检测压力脉搏波的压力检测元件；
血流信息测定步骤，基于血流传感器的输出信号测定血流信息，所述血流传感器配置在所述压力传感器的旁边，用于测定血流信息，所述血流信息是表示在所述动脉中流动的血液的流动的信息；
按压力确定步骤，基于在按压力控制期间通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息以及由所述压力检测元件检测到的压力脉搏波的信息，确定所述按压机构的第一按压力，所述按压力控制期间是通过所述按压控制步骤使所述按压力向一个方向变化的控制期间；以及
记录控制步骤，将在第一状态下由所述压力检测元件检测的压力脉搏波和在所述第一状态下通过所述血流信息测定步骤测定的血流信息记录在记录介质中，所述第一状态是在通过所述按压控制步骤将所述按压机构的按压力控制为所述第一按压力的状态，
在所述按压力确定步骤中判定在所述按压力控制期间检测到的所述压力脉搏波的信息的变化率为阈值以下的第一期间的至少一部分期间中的第二期间，并确定所述第二期间的任意一个按压力作为所述第一按压力，所述第二期间是以按压力被控制为最小的时刻作为起点且所述血流信息处于规定范围内的连续的期间，
在所述按压力确定步骤中选择从在所述第一期间中按压力被控制为最小的时刻到在所述第一期间中检测到最大振幅的压力脉搏波的时刻为止的期间作为所述第一期间的至少一部分期间。
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