CN110087536A - 血压测量装置和血压测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的血压测量装置，包括：带，应缠绕被测量部位而佩戴；第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，以彼此隔开的状态搭载在带上，检测经过被测量部位的动脉中的脉搏波；以及按压构件，搭载在带上，能够改变按压力而对上述被测量部位按压第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器。获取第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的时间差作为脉搏波传播时间(S22)。使用脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式，基于由测量处理部获取的脉搏波传播时间来计算血压(S23)。在安静状态下改变按压构件的按压力并由测量处理部获取脉搏波传播时间(S13、S14)，并且基于分别对应于多个按压力的多个脉搏波传播时间来校正对应公式(S15、S16)。

Description

血压测量装置和血压测量方法

技术领域

本发明涉及血压测量装置和血压测量方法，更详细而言，涉及一种基于传播动脉的脉搏波的传播时间(脉搏波传播时间；Pulse Transit Time；PTT)来测量血压的血压测量装置和血压测量方法。

背景技术

以往，提出了一种利用随着心脏跳动而传播血管壁的脉搏波传播时间与血压之间的对应关系来计算血压的方法(例如，专利文献1)。这种脉搏波传播时间与血压之间的对应关系对于每个受试者是不同的，因此需要对每个个体校正不同的对应公式。

在专利文献1中，公开了一种利用可穿戴生物传感器，在受试者的日常生活中的自由行动下连续测量血压的非侵害式血压连续监测装置。在专利文献1的血压监测装置中，从生物信号中获取脉搏波传播时间，并使用获取的脉搏波传播时间和基于常数参数的血压计算公式来计算血压。为了校正这种血压计算公式，在专利文献1中，执行利用对受试者的运动负荷的参数校正、以及利用精神负荷的参数校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5984088号说明书

非专利文献

非专利文献1：X.F.Teng,Y.T.Zhang,“Theoretical Study on the Effect ofSensor Contact Force on Pulse Transit Time”,IEEE Transactions on BiomedicalEngineering,Vol.54,No.8,pp.1490-1498,2007.

发明内容

发明所要解决的课题

如专利文献1中所公开的，在现有的方法中，为了校正脉搏波传播时间与血压之间的对应公式，需要通过运动负荷和精神负荷等来改变血压，并且同时测量脉搏波传播时间和血压。因此，在现有的方法中，存在有在校正用于基于脉搏波传播时间的血压测量的对应公式时，会对受试者施加过大的负担、或者校正需要花费时间的问题。

因此，本发明的课题在于，提供一种能够在基于脉搏波传播时间来测量血压时容易地执行校正的血压测量装置和血压测量方法。

解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的血压测量装置，其特征在于，包括：

带，应缠绕被测量部位而佩戴；

第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，以在上述带的宽度方向上彼此隔开的状态搭载在该带上，并检测经过上述被测量部位的动脉中分别相对的部分的脉搏波；

测量处理部，获取上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器分别按时间序列输出的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的时间差作为脉搏波传播时间；

第一血压计算部，使用脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式，基于由上述测量处理部获取的脉搏波传播时间来计算血压；

按压构件，搭载在上述带上，能够改变按压力而对上述被测量部位按压上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器；以及

校正处理部，在安静状态下改变上述按压构件的按压力并由上述测量处理部获取脉搏波传播时间，基于分别对应于多个按压力的多个脉搏波传播时间来校正上述对应公式。

在本说明书中，“被测量部位”是指动脉经过的部位。被测量部位可以是例如手腕、上臂等上肢，或者可以是脚踝、大腿等下肢。

另外，“带”是指缠绕被测量部位而佩戴的带状的构件，而不论名称。例如，可以使用“绑带”、“袖带”等名称来代替带。

另外，“安静状态”是指具有被测量部位的受测者的脉率(次/分钟)不会过度变化的状态。例如，安静状态是脉率的变化量(例如，10秒内的标准偏差)为5次/分钟以下的状态。

另外，“脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式”是指例如非专利文献1中公开的下述公式。

[公式1]

PTT＝a·exp[-b(Pi-Po)]+c…(Eq)

这里，PTT表示脉搏波传播时间，Pi表示计算出的血压值。Po表示由于上述按压构件的按压力等外部压力产生的压力值。a、b、c是系数。

另外，在例如上面例示的对应公式(Eq)的情况下，“校正”上述对应公式是指使用实测脉搏波传播时间和血压值来设定系数a、b、c。

在本发明的血压测量装置中，基于在安静状态下改变按压构件的按压力而获得的多个脉搏波传播时间，来校正用于基于脉搏波传播时间来测量血压的对应公式。由此，能够在不需要对受测者施加诸如改变血压的负荷的情况下，在基于脉搏波传播时间来测量血压时容易地执行校正。

在一实施方式的血压测量装置中，其特征在于，

上述校正处理部判定由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波中的过去和当前波形是否不相同，

当判定上述过去和当前波形不相同时，执行上述对应公式的校正。

“过去”和“当前”是指受测者的状态可能改变的两个时刻，例如，一小时前的时刻和当前时刻、一天前的时刻和当前时刻。

在该一实施方式的血压测量装置中，当脉搏波中的过去和当前波形变得不相同时，执行上述对应公式的校正。由此，一旦当前波形偏离过去波形，则即时校正上述对应公式，从而能够精确地执行基于脉搏波传播时间的血压测量。

在一实施方式的血压测量装置中，其特征在于，

上述校正处理部计算上述过去和当前波形之间的互相关系数，

基于计算出的互相关系数是否超过预定的第一阈值来判定上述过去和当前波形是否不相同。

在本说明书中，“互相关系数”表示样本相关系数(sample correlationcoefficient)(也称为皮尔逊(Pearson)积矩相关系数)。例如，当给定由两组数值组成的数据串{x_i}、数据串{y_i}(这里，i＝1,2,…,n)时，数据串{x_i}与数据串{y_i}之间的互相关系数r由图12所示的公式(Eq.1)定义。在公式(Eq.1)中，带上划线的x、y分别表示x、y的平均值。

在该一实施方式的血压测量装置中，基于上述过去和当前波形之间的互相关系数来执行上述过去和当前波形是否不相同的判定。由此，能够容易地检测到当前波形偏离过去波形，从而容易地确保血压的测量精度。

在一实施方式的血压测量装置中，其特征在于，

上述校正处理部基于由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波的波形来计算容积脉搏波面积比，

当计算出的容积脉搏波面积比和过去容积脉搏波面积比之间的比率超过预定的第二阈值时，判定上述过去和当前波形不相同。

在本说明书中，“容积脉搏波面积比”是指容积脉搏波面积相对于脉搏波的振幅和心跳周期的乘积的比率。

在该一实施方式的血压测量装置中，通过比较上述过去和当前容积脉搏波面积比来执行上述过去和当前波形是否不相同的判定。由此，也能够容易地检测到当前波形偏离过去波形，从而容易地确保血压的测量精度。

在一实施方式的血压测量装置中，其特征在于，

上述校正处理部计算基于由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波的心跳周期，

当计算出的心跳周期和过去心跳周期之间的差超过预定的第三阈值时，执行上述对应公式的校正。

在该一实施方式的血压测量装置中，基于当前和过去心跳周期之间的差来执行上述对应公式的校正。由此，能够根据心跳周期的差异来检测测量条件的变化，从而容易地确保血压的测量精度。

在一实施方式的血压测量装置中，其特征在于，

上述按压构件是沿着上述带设置的流体袋，

上述血压测量装置包括一体地设置到上述带上的主体，

在该主体中，

搭载有上述测量处理部、上述第一血压计算部和上述校正处理部，

为了基于示波法的血压测量，搭载有向上述流体袋供应空气来控制压力的压力控制部、以及基于上述流体袋中的压力来计算血压的第二血压计算部。

在本说明书中，主体“一体地设置”到上述带上，可以是例如带和主体一体成型，或者，可以是带和主体分开形成，并且上述主体借助接合构件(例如，铰链等)一体地安装到上述带上。

在该一实施方式的血压测量装置中，能够在一体的装置中进行基于脉搏波传播时间的血压测量(估计)以及基于示波法的血压测量。因此，提高了用户的便利性。

在另一方面，本发明的血压测量方法，基于被测量部位的脉搏波来测量血压，其特征在于，包括：

带，应缠绕上述被测量部位而佩戴；

第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，以在上述带的宽度方向上彼此隔开的状态搭载在该带上，并检测经过上述被测量部位的动脉中分别相对的部分的脉搏波；以及

按压构件，搭载在上述带上，能够改变按压力而对上述被测量部位按压上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，

在上述血压测量方法中，

在安静状态下改变上述按压构件的按压力并获取上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器分别按时间序列输出的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的时间差作为脉搏波传播时间，并且基于分别对应于多个按压力的多个脉搏波传播时间来校正脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式，

使用上述对应公式，基于上述脉搏波传播时间来计算血压。

根据本发明的血压测量方法，能够在基于脉搏波传播时间来测量血压时容易地执行校正。

发明效果

通过以上所述可以明确，根据本发明的血压测量装置和血压测量方法，能够在基于脉搏波传播时间来测量血压时容易地执行校正。

附图说明

图1是示出具有本发明的脉搏波测量装置的血压测量装置的一实施方式的腕式血压计的外观的立体图。

图2是示意性地示出在上述血压计佩戴在左手腕的状态下相对于手腕的长度方向垂直的截面的图。

图3是示出在上述血压计佩戴在左手腕的状态下构成第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器的阻抗测量用电极的平面布局的图。

图4是示出上述血压计的控制系统的模块结构的图。

图5(A)是示意性地示出在上述血压计佩戴在左手腕的状态下沿着手腕的长度方向的截面的图。图5(B)是示出第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器分别输出的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号的波形的图。

图6是示出上述血压计进行基于示波法的血压测量时的操作流程的图。

图7是示出根据图6的操作流程的袖带压力和脉搏波信号的变化的图。

图8是示出上述血压计中对基于脉搏波传播时间的血压测量执行校正的处理的操作流程的图。

图9是例示出上述血压计中脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的图表。

图10是示出上述血压计通过执行一实施方式的血压测量方法来执行基于脉搏波传播时间的血压测量(估计)时的操作流程的图。

图11A是示出对于相同受试者，在不同的测量条件下测量的血压与脉搏波传播时间之间的关系的散点图。

图11B是示出与当测量条件改变时有无执行对应公式的校正相应的估计误差的分布的散点图。

图12是例示出表示数据串{x_i}与数据串{y_i}之间的互相关系数r的公式的图。

图13是例示出用于说明容积脉搏波面积比的脉搏波的波形的波形图。

具体实施方式

以下，参照附图详细描述本发明的实施方式。

(血压计的结构)

图1示出了从斜方观察具有本发明的脉搏波测量装置的血压测量装置的一实施方式的腕式血压计(整体使用附图标记1来表示)的外观。另外，图2示意性地示出了在血压计1佩戴在作为被测量部位的左手腕90的状态(以下，称为“佩戴状态”)下相对于左手腕90的长度方向垂直的截面。

如这些图所示，该血压计1大致包括：带200，应缠绕用户的左手腕90而佩戴；以及主体10，一体地安装到该带20上。

从图1可以理解，带20具有细长带状的形状，以沿着周向缠绕左手腕90，并且具有应与左手腕90接触的内周面20a、以及该内周面20a的相反侧的外周面20b。在该例子中，带20的宽度方向Y上的尺寸(宽度尺寸)设定为约30mm。

在该例子中，主体10通过一体成型一体地设置到带20中周向上的一端部20e。需要说明的是，带20和主体10可以分开形成，并且主体10可以借助接合构件(例如，铰链等)一体地安装到带20上。在该例子中，配置有主体10的部位在佩戴状态下预定对应于左手腕90的背侧面(手背侧的面)90b(参照图2)。在图2中，示出了在左手腕90中经过手掌侧面(手掌侧的面)90a附近的桡动脉91。

从图1可以理解，主体10具有在垂直于带20的外周面20b的方向上具有厚度的立体形状。该主体10较小且较薄地形成，以免干扰用户的日常活动。在该例子中，主体10具有从带20向外凸起的四棱锥台状的轮廓。

在主体10的顶面(距被测量部位最远侧的面)10a设置有构成显示屏的显示器50。另外，沿着主体10的侧面(图1中左前侧的侧面)10f设置有用于输入来自用户的指示的操作部52。

在带20中周向上的一端部20e和另一端部20f之间的部位设置有构成第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器的阻抗测量部40。在带20中配置有阻抗测量部40的部位的内周面20a，以在带20的宽度方向Y上彼此隔开的状态配置有六个板状(或片状)的电极41～46(将这些整体称为“电极组”，并使用附图标记40E来表示)(稍后将详细描述)。在该例子中，配置有电极组40E的部位在佩戴状态下预定对应于左手腕90的桡动脉91(参照图2)。

如图1所示，主体10的底面(最靠近被测量部位侧的面)10b和带20的端部20f借助三折扣24连接。该扣24包括配置在外周侧的第一板状构件25、以及配置在内周侧的第二板状构件26。第一板状构件25的一端部25e通过沿宽度方向Y延伸的连杆27可旋转地安装在主体10。第一板状构件25的另一端部25f通过沿宽度方向Y延伸的连杆28可旋转地安装在第二板状构件26的一端部26e。第二板状构件26的另一端部26f借助固定部29固定到带20的端部20f附近。需要说明的是，固定部29在带20的周向上的安装位置根据用户的左手腕90的周长而预先可变地设定。由此，该血压计1(带20)整体构成大致环状，并且主体10的底面10b和带20的端部20f可以借助扣24沿箭头B方向开闭。

将该血压计1佩戴在左手腕90时，在打开扣24而增大带20的直径的状态下，用户将左手沿着图1中箭头A所示的方向伸入带20中。然后，如图2所示，用户调节左手腕90周围的带20的角度位置，使得带20的阻抗测量部40位于经过左手腕90的桡动脉91上。由此，阻抗测量部40的电极组40E处于抵接在左手腕90的手掌侧面90a中对应于桡动脉91的部分90a1的状态。在该状态下，用户关闭扣24进行固定。通过上述方式，用户将血压计1(带20)佩戴在左手腕90上。

如图2所示，在该例子中，带20包括构成外周面20b的带状体23、以及沿着该带状体23的内周面安装的作为按压构件的按压袖带21。在该例子中，带状体23由在厚度方向上具有可挠性并且在周向(长度方向)上基本上不可拉伸的塑料材料制成。在该例子中，按压袖带21通过将两个可拉伸的聚氨酯板在厚度方向上对置并焊接它们的周缘部而构成为流体袋。如上所述，在按压袖带21(带20)的内周面20a中对应于左手腕90的桡动脉91的部位，配置有阻抗测量部40的电极组40E。

如图3所示，在佩戴状态下，阻抗测量部40的电极组40E处于对应于左手腕90的桡动脉91，沿着手腕的长度方向(相当于带20的宽度方向Y)排列的状态。电极组40E包括在宽度方向Y上配置在两侧的通电用的电流电极对41、46、以及配置在这些电流电极对41、46之间的电压检测用的构成第一脉搏波传感器40-1的第一检测电极对42、43以及构成第二脉搏波传感器40-2的第二检测电极对44、45。相对于第一检测电极对42、43，第二检测电极对44、45配置在对应于桡动脉91的血流的更下游侧的部分。在宽度方向Y上，在该例子中，第一检测电极对42、43的中心与第二检测电极对44、45的中心之间的距离D(参照图5(A))设定为20mm。该距离D相当于第一脉搏波传感器40-1和第二脉搏波传感器40-2之间的实质上的间隔。另外，在宽度方向Y上，在该例子中，第一检测电极对42、43之间的间隔以及第二检测电极对44、45的间隔均设定为2mm。

上述电极组40E可以扁平地构成。因此，在该血压计1中，可以使带20整体较薄地构成。

图4示出了血压计1的控制系统的模块结构。除了上述显示器50、操作部52之外，在血压计1的主体10还搭载有作为控制部的CPU(Central Processing Unit)100、作为存储部的存储器51、通信部59、压力传感器31、泵32、阀33、将来自压力传感器31的输出转换成频率的振荡电路310、以及驱动泵32的泵驱动电路320。此外，除了上述电极组40E之外，在阻抗测量部40还搭载有通电和电压检测电路49。

在该例子中，显示器50由有机EL(Electro Luminescence)显示器构成，并且根据来自CPU100的控制信号，显示血压测量结果等有关血压测量的信息、以及其他信息。需要说明的是，显示器50不限于有机EL显示器，并且可以由例如LCD(Liquid Cristal Display)等其他类型的显示器构成。

在该例子中，操作部52由按压式开关构成，将与用户的血压测量开始或停止的指示相应的操作信号输入到CPU100。需要说明的是，操作部52不限于按压式开关，可以是例如压感式(电阻式)或接近式(静电电容式)的触摸面板式开关等。另外，还可以包括未图示的麦克风，以便通过用户的语音输入血压测量开始的指示。

存储器51非临时性地存储用于控制血压计1的程序的数据、用于控制血压计1所使用的数据、用于设定血压计1的各种功能的设定数据、血压值的测量结果数据等。另外，存储器5在执行程序时还用作工作存储器等。

CPU100根据存储在存储器51中的用于控制血压计1的程序，执行作为控制部的各种功能。例如，当执行基于示波法的血压测量时，CPU100响应于来自操作部52的血压测量开始的指示，基于来自压力传感器31的信号执行控制以驱动泵32(和阀33)。另外，在该例子中，CPU100基于来自压力传感器31的信号执行控制以计算血压值。

通信部59由CPU100控制，以通过网络900将预定信息发送到外部装置，或通过网络900接收来自外部装置的信息，并将该信息移交到CPU100。该通过网络900的通信可以是无线或有线的。在该实施方式中，网络900是因特网，但是不限于此，可以是诸如医院内的LAN(Local Area Network)的其他种类的网络，或者可以是使用USB线缆等的一对一通信。该通信部59可以包括微型USB连接器。

泵32和阀33通过空气管道39连接到按压袖带21，另外，压力传感器31通过空气管道38连接到按压袖带21。需要说明的是，空气管道39、38可以是一个公共的管道。压力传感器31通过空气管道38检测按压袖带21内的压力。在该例子中，泵32由压电泵构成，并且为了对按压袖带21内的压力(袖带压力)加压，将作为加压用流体的空气通过空气管道39供应到按压袖带21。阀33搭载在泵32上，并且配置成伴随着泵32的接通/关断而被控制开闭。即，当泵32接通时阀33关闭，以将空气封入按压袖带21中，而当泵32关断时阀33打开，以将按压袖带21的空气通过空气管道39排出到大气中。需要说明的是，阀33具有止回阀的功能，使得排出的空气不会回流。泵驱动电路320基于从CPU100提供的控制信号来驱动泵32。

在该例子中，压力传感器31是压阻式压力传感器，通过空气管道38来检测带20(按压袖带21)的压力并输出为时间序列的信号，在该例子中，检测以大气压为基准(零)的压力并输出为时间序列的信号。振荡电路310基于由于来自压力传感器31的压阻效应引起的电阻变化的电信号值而振荡，并且将具有与压力传感器31的电信号值对应的频率的频率信号输出到CPU100。在该例子中，压力传感器31的输出用于控制按压袖带21的压力、以及基于示波法计算血压值(包括收缩压(Systolic Blood Pressure；SBP)和舒张压(DiastolicBlood Pressure；DBP))。

电池53向搭载在主体10上的要素供电，在该例子中，电池53向CPU100、压力传感器31、泵32、阀33、显示器50、存储器51、通信部59、振荡电路310、泵驱动电路320等各个要素供电。另外，电池53还通过配线71向阻抗测量部40的通电和电压检测电路49供电。该配线71与信号用配线72以夹在带20的带状体23和按压袖带21之间的状态，沿着带20的周向延伸设置在主体10和阻抗测量部40之间。

阻抗测量部40的通电和电压检测电路49由CPU100控制，在该例子中，在其操作时，如图5(A)所示，在手腕的长度方向(相当于带20的宽度方向Y)上配置在两侧的电流电极对41、46之间，流过频率50kHz、电流值1mA的高频恒流i。在该状态下，通电和电压检测电路49检测构成第一脉搏波传感器40-1的第一检测电极对42、43之间的电压信号v1、以及构成第二脉搏波传感器40-2的第二检测电极对44、45之间的电压信号v2。这些电压信号v1、v2分别表示由于左手腕90的手掌侧面90a中第一脉搏波传感器40-1和第二脉搏波传感器40-2分别相对的部分的桡动脉91的血流的脉搏波引起的电阻抗的变化(阻抗方式)。通电和电压检测电路49对这些电压信号v1、v2进行整流、放大和滤波，以按时间序列输出如图5(B)所示的具有山形波形的第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2。在该例子中，电压信号v1、v2约为1mV。另外，在该例子中，第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2各自的峰值A1、A2约为1伏。

需要说明的是，假设桡动脉91的血流的脉搏波传播速度(Pulse Wave Velocity；PWV)在1000cm/s～2000cm/s的范围内，则第一脉搏波传感器40-1和第二脉搏波传感器40-2之间的实质上的间隔D＝20mm，因此，第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2之间的时间差Δt在1.0ms～2.0ms的范围内。

(基于示波法的血压测量的操作)

图6示出了血压计1进行基于示波法的血压测量时的操作流程。

当用户通过设置在主体10上的作为操作部52的按压式开关指示基于示波法的血压测量时(步骤S1)，CPU100开始操作以初始化处理用存储区域(步骤S2)。另外，CPU100通过泵驱动电路320关断泵32并打开阀33，以排出按压袖带21中的空气。接着，执行控制以将压力传感器31的当前时刻的输出值设定为与大气压相当的值(调整为0mmHg)。

接着，CPU100用作压力控制部，关闭阀33，然后，通过泵驱动电路320驱动泵32，执行控制以将空气送到按压袖带21。由此，使按压袖带21膨胀并且袖带压力Pc(参照图7)逐渐加压(图6的步骤S3)。

在该加压过程中，为了计算血压值，CPU100通过压力传感器31来监测袖带压力Pc，并且将作为被测量部位的左手腕90的桡动脉91中产生的动脉容积的变化分量获取为如图7所示的脉搏波信号Pm。

然后，在图6的步骤S4中，CPU100用作第二血压计算部，基于在该时刻获取的脉搏波信号Pm，基于示波法并应用公知的算法尝试计算血压值(收缩压SBP和舒张压DBP)。

在该时刻，当由于数据不足而尚不能计算血压值时(步骤S5中的否)，只要袖带压力Pc没有达到上限压力(为了安全起见，预定为例如300mmHg)，就重复步骤S3～S5的处理。

当通过上述方式能够计算出血压值时(步骤S5中的是)，CPU100停止泵32并打开阀33，并执行控制以排出按压袖带21中的空气(步骤S6)。最后，将血压值的测量结果显示在显示器50，并记录到存储器51中(步骤S7)。

需要说明的是，血压值的计算不限于在加压过程中执行，还可以在减压过程中执行。

(基于脉搏波传播时间的血压测量的校正)

除了如上所述基于示波法的血压测量之外，该血压计1还执行基于脉搏波传播时间(PTT)的血压测量。如下所述，基于脉搏波传播时间的血压测量是使用脉搏波传播时间与血压之间的对应公式来计算血压，但是认为脉搏波传播时间与血压之间的对应关系会根据测量条件、环境等的变化(受测者(用户)从室内移动到室外等)而改变。在上述情况下，需要依次进行对应公式的校正(更新)，但是在现有的校正方法中，由于校正时对用户的负担过大或耗费时间等原因，导致存在难以立即执行校正的课题。

这里，图9例示了该血压计1中脉搏波传播时间与血压之间的对应公式。在图9中，纵轴是脉搏波传播时间(PTT)，横轴是内外压力差(Pi-Po)。图9的图表例示了由下述公式(Eq)表示的指数函数类型的对应公式。

[公式1]

PTT＝a·exp[-b(Pi-Po)]+c…(Eq)

在上述公式(Eq)中，PTT是脉搏波传播时间，a、b、c是系数(参数)，exp[]是指数函数。在该血压计1中，表示诸如上述公式(Eq)的对应公式的特定函数形式例如预先储存在存储器51中。

本发明人为了解决上述课题而不断深入研究，最终注意到了即使用户的血压恒定，当袖带等的按压力改变时脉搏波传播时间也会改变的现象(参照非专利文献1)。本发明人经过深入研究，最终想到了利用上述现象，通过改变该血压计1的按压袖带21的按压力并测量脉搏波传播时间来立即执行脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正的方法。根据该方法，能够在不需要像现有方法那样对用户施加过大的负担的情况下，在短时间内执行对应公式的校正。下面将参照图8描述实施如上所述的校正的血压计1的操作。

图8示出了血压计1中对基于脉搏波传播时间的血压测量执行校正的处理的操作流程。图8的操作流程由用作校正处理部的CPU100执行。该操作流程在血压计1中按压袖带21的按压力设定为预定袖带压力Pc的状态下开始。

另外，假设在图8的操作流程的开始时刻，过去脉搏波的波形数据和血压值Pi预先存储在存储器51中。过去脉搏波的波形数据是例如将上一次执行对应公式的校正时的脉搏波的波形使用时间序列的数据串{x_i}来表示的数据(参照图12)。另外，作为血压值Pi，假设存储有例如在上一次的校正之后通过示波法等测量的血压值。

在图8的操作流程中，步骤S11～S12的处理是用于对执行脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正的时机执行触发判定的处理。首先，CPU100计算(上一次执行上述对应公式的校正的)过去脉搏波的波形与当前脉搏波的波形之间的互相关系数r(步骤S11)。

在步骤S11中，CPU100获取例如第一脉搏波传感器40-1按时间序列输出的第一脉搏波信号PS1，并生成将获取的第一脉搏波信号PS1的波形使用数据串{y_i}来表示的当前脉搏波的波形数据。接着，CPU100参考存储在存储器51中的过去脉搏波的波形数据，并使用例如图12的公式(Eq.1)来计算基于过去和当前脉搏波的波形数据的数据串{x_i}、{y_i}的互相关系数r。需要说明的是，可以代替第一脉搏波信号PS1，使用来自第二脉搏波传感器40-2的第二脉搏波信号PS2来生成当前脉搏波的波形数据。

然后，CPU100判断计算出的互相关系数r是否小于预定第一阈值(设为α1)(步骤S12)。步骤S12的阈值α1是检测脉搏波的当前波形与过去波形变得不相同的基准值，并且从可以将两个波形看做是彼此相同的波形之间的相似性的观点考虑适当地设定。在该例子中，假设阈值α1设定为α1＝0.99。

当计算出的互相关系数r为阈值α1以上时(步骤S12中的否)，由于当前脉搏波的波形相对于过去波形没有偏离到认为波形不相同的程度，因此，CPU100在不特别地改变当前对应公式的情况下周期性地重复步骤S11之后的处理。由此，在互相关系数r不小于阈值α1的期间，能够实时监测当前波形相对于过去脉搏波的偏离。

当计算出的互相关系数r变得小于阈值α1时(步骤S12中的是)，CPU100基于例如互相关系数r小于阈值α1时的脉搏波来更新存储在存储器51中的过去脉搏波的波形数据，并进入步骤S13。步骤S13～S17的处理是执行脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正，并更新为对应于当前测量条件的新的对应公式的处理。

在图8的步骤S13～S17中，首先，CPU100通过例如加压的方式来改变按压袖带21的袖带压力Pc(步骤S13)。具体地，CPU100通过泵驱动电路320驱动泵32，并执行控制以将空气送到按压袖带21。由此，使按压袖带21膨胀并且袖带压力Pc(参照图5(A))加压至特定压力值Po。如上所述步骤S13的加压控制可以按预先设定的每个压力值Po逐步地执行，也可以在使用压力传感器31监测压力值Po的同时连续地执行。

然后，CPU100获取从第一脉搏波传感器40-1和第二脉搏波传感器40-2分别按时间序列输出的第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2，并检测特定压力值Po下的脉搏波(步骤S14)。

然后，CPU100基于特定压力值Po下的脉搏波来计算脉搏波传播时间、以及内外压力差(步骤S15)。内外压力差是被测量部位中动脉的血管壁的内部压力和外部压力之差。具体地，在步骤S15中，CPU100计算获取的第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2之间的时间差Δt作为脉搏波传播时间(PTT)(参照图5(B))。另外，CPU100参考存储在存储器51中的血压值Pi，并计算参考的血压值Pi和特定压力值Po之间的差(Pi-Po)作为内外压力差。

基于步骤S15的脉搏波传播时间和内外压力差的计算结果，CPU100尝试调整对应公式中的各种系数，并判断是否可以确定校正结果的对应公式(步骤S16)。例如，在第一次计算脉搏波传播时间和内外压力差时，CPU100在步骤S16中进入“否”，并使用更大的压力值Po来执行步骤S13之后的处理。通过重复步骤S13～S16，可以获得将使用多个压力值Po计算出的脉搏波传播时间(PTT)与内外压力差(Pi-Po)相关联的数据集。

在步骤S16中确定校正结果的对应公式的处理通过例如曲线拟合来执行。下面参照图9详细描述步骤S16。

根据上述公式(Eq)，血压值Pi作为内外压力差(Pi-Po)包含在对应公式中，如图9所示，血压值Pi的增大对应于压力值Po的减小，血压值Pi的减小对应于压力值Po的增大。由此，在图8的步骤S13～S16中获得的安静状态(血压值Pi固定)下、以及多个压力值Po下的数据集中，大压力值Po的数据在图9的图表中绘制成与血压值Pi减小的状态相同。另外，小压力值Po的数据将替代用户的血压值Pi增大的状态。

对于在如上所述的步骤S13～S16中获得的数据集，在图8的步骤S16中，CPU100使用(非线性)最小二乘法等公知方法来执行基于存储在存储器51中的函数形式的拟合。例如，CPU100执行公式(Eq)的拟合，并尝试导出系数a、b、c，当求得系数a、b、c时，在步骤S16中进入“是”。另外，当由于拟合误差等导致未能求得系数a、b、c时，CPU100在步骤S16中进入“否”，以再次执行数据集的收集。

当通过例如系数a、b、c的导出，判断出可以确定基于公式(Eq)的对应公式时(S16中的是)，CPU100将求得的系数a、b、c的值记录到存储器51中，并更新基于脉搏波传播时间的血压测量时所使用的对应公式(步骤S17)。

CPU100通过在步骤S17中更新对应公式来结束图8的操作流程。

根据以上处理，在脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正过程中，通过使用根据多个压力值Po的脉搏波传播时间(步骤S13～S16)，能够在不需要对用户施加诸如改变血压值Pi的负担的情况下容易地执行校正。

另外，在步骤S11、S12的处理过程中，通过基于过去和当前脉搏波的波形之间是否不相同来执行触发判定，能够根据诸如脉搏波的波形偏移的测量条件的改变，立即执行上述对应公式的校正，从而容易地确保使用对应公式的血压的测量精度。需要说明的是，在图8的步骤S11、S12中使用了互相关系数r，但是对应公式的校正的触发判定可以使用如下所述的各种方法来执行。

在以上说明中，在计算内外压力差(Pi-Po)时使用了预先存储在存储器51中的血压值Pi，但是不限于此，也可以在例如校正开始时执行基于示波法的血压测量。例如，CPU100可以通过在图8的步骤S12和步骤S13之间执行与图6的步骤S3～S6相同的处理来获取血压值Pi。

另外，在以上说明中，描述了在步骤S13中通过加压的方式来改变按压袖带21的压力值Po的例子，但是不限于加压的方式，也可以通过减压的方式来改变压力值Po。

另外，在以上说明中，在步骤S16中通过拟合来确定校正结果的对应公式，但是校正结果的确定方法不特别受限于此。例如，可以与此等效地，CPU100将步骤S15的计算结果代入公式(Eq)等函数形式中，并求解使用系数a、b、c作为变量的联立方程。

另外，在以上说明中，使用了诸如公式(Eq)的指数函数类型的对应公式的函数形式，但是对应公式的函数形式不限于指数函数类型，可以使用例如多项式类型等各种函数形式。

(基于脉搏波传播时间的血压测量的操作)

下面参照图10描述使用如上所述校正的对应公式来执行基于脉搏波传播时间的血压测量的操作。

图10是示出血压计1通过执行一实施方式的血压测量方法来执行基于脉搏波传播时间的血压测量(估计)时的操作流程的图。图10的操作流程例如在执行图8的操作流程之后由血压计1的CPU100执行。

在图10的操作流程中，首先，CPU100控制该血压计1中的各个部分，使得按压袖带21的按压力处于预先设定的袖带压力Pc的状态(步骤S21)。

在该状态下，CPU100用作测量处理部，获取第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS2之间的时间差Δt(参照图5(B))作为脉搏波传播时间(PTT)(步骤S22)。更详细而言，在该例子中，获取第一脉搏波信号PS1的峰值A1和第二脉搏波信号PS2的峰值A2之间的时间差Δt作为脉搏波传播时间(PTT)。

然后，CPU100用作第一血压计算部，使用脉搏波传播时间与血压之间的预定对应公式Eq，并且基于在步骤S22中获取的脉搏波传播时间来计算(估计)血压(步骤S23)。此时，作为第一血压计算部的CPU100参考存储在存储器51中的信息，并使用作为校正处理部更新的对应公式Eq。由此，在步骤S23中可以随时使用根据测量条件校正的对应公式Eq来执行血压的计算。

在图10的操作例中，如果在步骤S24中作为操作部52的按压式开关没有指示测量停止(步骤S24中的否)，则每当根据脉搏波而输入第一脉搏波信号PS1和第二脉搏波信号PS1时周期性地重复脉搏波传播时间的计算(步骤S22)、以及血压的计算(估计)(步骤S23)。CPU100在显示器50上更新并显示血压值的测量结果，并且将血压值的测量结果积累并记录到存储器51中。然后，当在图8的步骤S24中指示测量停止时(步骤S24中的是)，结束基于脉搏波传播时间的测量操作。

根据该血压计1，通过基于上述脉搏波传播时间(PTT)的血压测量，能够在用户的身体负担轻的状态下，长时间连续地测量血压。

另外，根据该血压计1，能够在一体的装置中进行基于脉搏波传播时间的血压测量(估计)以及基于示波法的血压测量。因此，能够提高用户的便利性。

(效果验证)

下面参照图11A、11B来描述当执行如上所述的基于脉搏波传播时间的血压测量时，根据对应公式的校正的效果验证。

图11A示出对于相同受试者，在不同的测量条件(R1、R2)下测量的血压(SBP)与脉搏波传播时间(PTT)之间的关系的散点图。该图中的□标记表示第一测量条件R1下的数据。另外，◆标记表示第二测量条件R2下的数据。如图11A所示，即使是相同受试者，在第一测量条件R1下测量的血压和脉搏波传播时间、以及在不同于第一测量条件R1的第二测量条件R2下测量的血压和脉搏波传播时间的分布方式不同。如上所述，即使是相同受试者，随着测量条件改变，血压与脉搏波传播时间之间的对应关系也会改变。

图11B是示出与当测量条件改变时有无执行对应公式的校正相应的估计误差的分布的散点图。估计误差是使用对应公式并基于脉搏波传播时间来计算(估计)出的血压相对于实际血压的误差。该图中的□标记表示当测量条件改变时执行了校正的情况下的数据，而◆标记表示在未执行上述校正的情况下的数据。也就是说，该图中示出了在从第二测量条件R2变为第一测量条件R1的状态下，根据第一测量条件R1重新校正已使用第二测量条件R2校正的对应公式的情况下的估计误差(□标记)、以及没有重新校正的情况下的估计误差(◆标记)。

根据图11B，在重新校正对应公式的情况下的估计误差明显小于没有重新校正的情况下的估计误差。如上所述，当测量条件改变时，通过依次执行对应公式的(重新)校正，可以确认到基于脉搏波传播时间的血压测量的精度得到了改善。

(变形例)

在上述实施方式中，在执行脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正的触发判定(图8的步骤S11、S12)中，使用互相关系数r来判断过去和当前波形是否不相同。但是不限于此，也可以使用例如容积脉搏波面积比VR。容积脉搏波面积比VR使用如图13所示的容积脉搏波面积(一次的脉搏波所占的面积)S、心跳周期(心跳的一个周期)RR、以及脉搏波的振幅L表示为如下的公式(Eq.2)。

[公式2]

VR＝S/(RR×L) (Eq.2)

例如，在图8的操作流程中，代替步骤S12的判断，CPU100判定过去容积脉搏波面积比VR1和当前容积脉搏波面积比VR2之间的比率是否超过预定第二阈值(设为α2)，并且当超过该阈值α2时进入步骤S13。在该情况下，使用上一次校正时(过去)的容积脉搏波面积比VR1来代替过去波形数据存储到存储器51中。另外，代替步骤S11，CPU100根据第一脉搏波信号SP1或第二脉搏波信号SP1来计算当前容积脉搏波面积比VR2。例如，当比率VR1/VR2超过上限阈值α2＝1.4或者小于下限阈值α2＝0.6时，认为过去和当前波形不相同并进入步骤S13，执行上述对应公式的校正。

另外，是否执行如上所述的对应公式的校正的判定，并不限于基于过去和当前波形之间的不相同性，还可以基于例如过去和当前心跳周期RR的差异来执行。例如，在图8的操作流程中，代替步骤S12的判断，CPU100判断过去心跳周期RR1和当前心跳周期RR2之间的比率或差等差异是否超过预定第三阈值(设为α3)，并且当超过该阈值α3时进入步骤S13，执行上述对应公式的校正。在该情况下，使用上一次校正时(过去)的心跳周期RR1来代替过去波形数据存储到存储器51中。另外，代替步骤S11，CPU100根据第一脉搏波信号SP1或第二脉搏波信号SP2来计算当前心跳周期RR2。另外，阈值α3从可以假设测量条件发生变化的心跳周期RR的变化的观点考虑适当地设定。例如，可以在过去心跳周期RR1和当前心跳周期RR2之间的差(RR1-RR2)超过α3＝10次/分钟时执行校正。

另外，在上述实施方式中，进行了执行脉搏波传播时间与血压之间的对应公式的校正的触发判定(图8的步骤S11、S12)，但是也可以除此之外或者取而代之，执行用户是否处于安静状态的检测。例如，CPU100在图8的操作流程中的步骤S12和S13之间，基于第一脉搏波信号SP1和第二脉搏波信号SP1来检测脉率的变化量，并且当例如10秒之间的标准偏差变为5次/分钟以下的状态时进入步骤S13。

另外，可以在不特别地执行触发判定的情况下实施用于对应公式的校正的处理(图8的步骤S13～S17)，例如，可以在用户通过操作部52进行指示时执行步骤S13之后的处理。

另外，在上述实施方式中，第一脉搏波传感器40-1和第二脉搏波传感器40-2检测经过被测量部位(左手腕90)的动脉(桡动脉91)的脉搏波作为阻抗的变化(阻抗方式)。然而，本发明不限于此。第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器可以分别包括向经过被测量部位中对应的部分的动脉照射光的发光元件、以及接收该光的反射光(或透射光)的光接收元件，以检测动脉的脉搏波作为容积的变化(光电方式)。或者，第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器可以分别包括抵接于被测量部位的压电传感器，以检测由于经过被测量部位中对应的部分的动脉的压力引起的变形作为电阻的变化(压电方式)。此外，第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器可以分别包括向经过被测量部位中对应的部分的动脉发送电波(发送波)的发送元件、以及接收该电波的反射波的接收元件，以检测由于动脉的脉搏波引起的动脉和传感器之间的距离的变化作为发送波和反射波之间的相位偏移(电波照射方式)。

另外，在上述实施方式中，血压计1预定佩戴在作为被测量部位的左手腕90上。然而，本发明不限于此。被测量部位可以是除了手腕之外的上臂等上肢，或者可以是脚踝、大腿等下肢，只要有动脉经过即可。

另外，在上述实施方式中，搭载在血压计1上的CPU100用作测量处理部、校正处理部、第一血压计算部和第二血压计算部，执行基于示波法的血压测量(图6的操作流程)、基于PTT的血压测量(估计)(图10的操作流程)及其校正(图8的操作流程)。然而，本发明不限于此。例如，还可以将设置在血压计1外部的智能手机等实质上的计算机装置用作测量处理部、校正处理部、第一血压计算部和第二血压计算部，并通过网络900在血压计1中执行基于示波法的血压测量(图6的操作流程)、基于PTT的血压测量(估计)(图10的操作流程)及其校正(图8的操作流程)。

以上实施方式是示例性的，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变形。上述多个实施方式可以分别单独成立，也可以组合上述多个实施方式。另外，不同实施方式中的各种特征可以分别单独成立，也可以组合不同实施方式中的特征。

附图标记的说明

1 血压计

10 主体

20 带

21 按压袖带

23 带状体

40 阻抗测量部

40E 电极组

49 通电和电压检测电路

100 CPU

Claims (7)

1.一种血压测量装置，其特征在于，包括：

带，应缠绕被测量部位而佩戴；

第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，以在上述带的宽度方向上彼此隔开的状态搭载在该带上，并检测经过上述被测量部位的动脉中分别相对的部分的脉搏波；

测量处理部，获取上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器分别按时间序列输出的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的时间差作为脉搏波传播时间；

第一血压计算部，使用脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式，基于由上述测量处理部获取的脉搏波传播时间来计算血压；

按压构件，搭载在上述带上，能够改变按压力而对上述被测量部位按压上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器；以及

校正处理部，在安静状态下改变上述按压构件的按压力并由上述测量处理部获取脉搏波传播时间，基于分别对应于多个按压力的多个脉搏波传播时间来校正上述对应公式。

2.如权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于，

上述校正处理部判定由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波中的过去和当前波形是否不相同，

当判定上述过去和当前波形不相同时，执行上述对应公式的校正。

3.如权利要求2所述的血压测量装置，其特征在于，

上述校正处理部计算上述过去和当前波形之间的互相关系数，

基于计算出的互相关系数是否超过预定的第一阈值来判定上述过去和当前波形是否不相同。

4.如权利要求2所述的血压测量装置，其特征在于，

上述校正处理部基于由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波的波形来计算容积脉搏波面积比，

当计算出的容积脉搏波面积比和过去容积脉搏波面积比之间的比率超过预定的第二阈值时，判定上述过去和当前波形不相同。

5.如权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于，

上述校正处理部计算基于由上述第一脉搏波传感器或第二脉搏波传感器检测出的脉搏波的心跳周期，

当计算出的心跳周期和过去心跳周期之间的差超过预定的第三阈值时，执行上述对应公式的校正。

6.如权利要求1至5中任一项所述的血压测量装置，其特征在于，

上述按压构件是沿着上述带设置的流体袋，

上述血压测量装置包括一体地设置到上述带上的主体，

在该主体中，

搭载有上述测量处理部、上述第一血压计算部和上述校正处理部，

为了基于示波法的血压测量，搭载有向上述流体袋供应空气来控制压力的压力控制部、以及基于上述流体袋中的压力来计算血压的第二血压计算部。

7.一种血压测量方法，基于被测量部位的脉搏波来测量血压，其特征在于，包括：

带，应缠绕上述被测量部位而佩戴；

第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，以在上述带的宽度方向上彼此隔开的状态搭载在该带上，并检测经过上述被测量部位的动脉中分别相对的部分的脉搏波；以及

按压构件，搭载在上述带上，能够改变按压力而对上述被测量部位按压上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器，

在上述血压测量方法中，

在安静状态下改变上述按压构件的按压力并获取上述第一脉搏波传感器和第二脉搏波传感器分别按时间序列输出的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的时间差作为脉搏波传播时间，并且基于分别对应于多个按压力的多个脉搏波传播时间来校正脉搏波传播时间与血压之间的预定的对应公式，

使用上述对应公式，基于上述脉搏波传播时间来计算血压。