CN111727009A - 生物体信息测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提高装置的可靠性并且减轻对受检者给予的不适感。本发明的一实施方式是一种血压计1，佩戴于受检者(用户)的左手腕的被测定部位而使用，其中在构成绑带20的基体的带状体23的内周面，分别设有设置按压袖带21的部位和设置天线基板41、天线基板42的凸部20g、凸部20h，在这些部位分别设置有按压袖带21及天线基板41、天线基板42。

Description

生物体信息测定装置
技术领域
本发明的实施方式例如涉及一种生物体信息测定装置，包括使用按压袖带来测定血压的功能部、及使用电波来测定动脉的脉搏波的功能部。
背景技术
以前，作为生物体信息测定装置之一，例如已知有下述装置，此装置包括：利用按压袖带压迫受检者的上臂部或手腕等被测定部位来测定其压力，由此测定受检者的血压的功能部；以及将成对的发送天线和接收天线相向配置于包含受检者的动脉的被测定部位，从所述发送天线对被测定部位发送电波(测定信号)，利用所述接收天线来接收所述被测定部位对所述测定信号的反射波(反射信号)，由此测定受检者的脉搏波的功能部(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-132437号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，兼具利用示波法(oscillometric method)的血压测定功能、与使用电波的脉搏波的测定功能的现有的生物体信息测定装置例如成为下述结构，即：将脉搏波测定用的发送天线及接收天线安装于按压袖带的按压面、即接触皮肤的面。因此，可能在反复进行按压袖带的加压及减压的过程中，发送天线及接收天线对按压袖带的安装状态劣化而发生脱落或变形等，装置的可靠性降低令人担忧。另外，发送天线及接收天线因按压袖带的加压而被按压于受检者的皮肤，因而有时受检者在皮肤感到疼痛等而感觉到不适感。
本发明是着眼于所述情况而成，欲提供一种提高装置的可靠性并且减轻对受检者给予的不适感的、生物体信息测定装置。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明的生物体信息测定装置的第一实施方式包括：绑带构件，呈带状，以缠绕包含生物体的动脉的被测定部位的方式佩戴；按压构件，配置于所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面，在测定血压时通过流体的注入而进行膨胀动作，按压所述被测定部位；以及天线支撑构件，配置于所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面中未配置所述按压构件的部位。在天线支撑构件，在所述绑带构件佩戴于所述被测定部位的状态下，以所述天线元件接触所述被测定部位的状态设置有天线元件。天线元件以对所述被测定部位发送包含电波的测定信号，并且接收所述被测定部位对所述测定信号的反射信号的方式运行。
根据本发明的第一实施方式，天线支撑构件并非安装于按压构件的按压面，而是设置于绑带构件的未配置按压构件的位置。因此，即便反复进行按压构件的加压及减压，天线支撑构件的设置状态也不会劣化，由此可将天线支撑构件的脱落或变形等不良状况的发生防范于未然，提高装置的可靠性。另外，天线支撑构件为不会因按压构件的加压而被按压于受检者的皮肤的结构，因而也不用担心受检者感觉到疼痛等不适感。
本发明的生物体信息测定装置的第二实施方式根据所述第一实施方式，其中在沿着所述被测定部位所含的动脉的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线支撑构件。
本发明的生物体信息测定装置的第三实施方式根据所述第一实施方式，其中在一个天线支撑构件，在沿着所述被测定部位所含的动脉的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线元件。
根据本发明的第二实施方式及第三实施方式，在一根动脉的上游侧和下游侧的不同的多个位置分别进行测定信号的发送和反射波的接收。因此，可在动脉的不同位置检测脉搏波信号，可基于这些脉搏波信号进行着眼于脉搏波传导时间(Pulse Transit Time，PTT)的血压推定。
本发明的生物体信息测定装置的第四实施方式根据所述第一实施方式或所述第二实施方式，其中在与所述被测定部位所含的动脉正交的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线支撑构件。
本发明的生物体信息测定装置的第五实施方式根据所述第一实施方式或所述第三实施方式，其中在一个天线支撑构件，在与所述被测定部位所含的动脉正交的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线元件。
根据本发明的第四实施方式及第五实施方式，在与动脉正交的方向的多个位置分别进行测定信号及反射信号的收发。因此，例如即便受检者的动脉的位置存在个体差异，另外即便对被测定部位佩戴装置的位置在与动脉正交的方向上偏移，也可使所述多个天线支撑构件中的至少一个接近动脉，由此可高品质地测定表示动脉的运动的脉搏波。
本发明的生物体信息测定装置的第六实施方式根据所述第一实施方式至所述第五实施方式中的任一个，构成为在所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面，设置基于所述按压构件在收缩时的厚度尺寸而设定高度的凸部，在所述凸部上配置有所述天线支撑构件。
根据本发明的第六实施方式，可使天线支撑构件以适当的压力抵接于受检者的被测定部位。
本发明的生物体信息测定装置的第七实施方式根据所述第一实施方式至所述第五实施方式中的任一个，构成为在所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面，设置凹部及凸部，所述凹部具有与所述按压构件对应的形状且呈带状，所述凸部用于使所述天线支撑构件抵接于所述被测定部位且具有规定高度，在所述凹部配置有所述按压构件，在所述凸部上配置有所述天线支撑构件。
根据本发明的第七实施方式，按压构件配置于设于绑带构件且呈带状的凹部内，因而可稳定地保持按压构件对绑带构件的配置位置，由此例如可不产生按压构件接触或重合于天线支撑构件等不良状况。
本发明的生物体信息测定装置的第八实施方式根据所述第一实施方式至所述第七实施方式中的任一个，构成为在所述绑带构件与所述按压构件之间，配置与所述天线支撑构件电连接的控制电路支撑构件，在所述控制电路支撑构件至少设置发送电路部和接收电路部，所述发送电路部生成所述测定信号并向所述天线元件供电，所述接收电路部接收由所述天线元件所接收的所述反射信号，从所述反射信号中检测表示所述被测定部位的运动的脉搏波信号。
根据本发明的第八实施方式，可将控制电路支撑构件配置于与天线支撑构件接近的位置。因此，可在控制电路支撑构件与天线支撑构件之间传递测定信号及反射信号而不产生大的衰减，由此可提高脉搏波信号的信噪比。
发明的效果
即，根据本发明的各实施方式，可一种提高装置的可靠性并且减轻对受检者给予的不适感的生物体信息测定装置。
附图说明
图1为表示本发明一实施方式的生物体信息测定装置的外观的立体图。
图2为放大表示图1所示的生物体信息测定装置的主要部分的立体图。
图3为表示图2所示的主要部分的C-C箭视截面的图。
图4为表示将图1所示的生物体信息测定装置佩戴于左手腕的状态的一例的、图3的F-F箭视截面图。
图5为表示将图1所示的生物体信息测定装置佩戴于左手腕时的、天线基板及按压袖带对手腕的接触状态的截面图。
图6为表示将图1所示的生物体信息测定装置佩戴于左手腕时的、天线基板及按压袖带对手腕的配置位置的平面图。
图7为表示图1所示的生物体信息测定装置的控制系统的整体构成的框图。
图8为表示图7所示的控制系统中脉搏波传感器的构成的框图。
图9为表示图7所示的控制系统中利用示波法的血压测定系统的构成的框图。
图10为表示图1所示的生物体信息测定装置的控制系统执行的控制顺序及控制内容的一例的流程图。
图11为用于说明脉搏波的测定运行的图，图11的(A)为示意性地表示沿着左手腕的长度方向的截面的图，图11的(B)表示由第一脉搏波传感器及第二脉搏波传感器所得的脉搏波的波形的一例的图。
图12为将本发明的变形例1的生物体信息测定装置佩戴于左手腕的状态的、主要部分的放大横截面图。
图13为将本发明的变形例2的生物体信息测定装置佩戴于左手腕的状态的、主要部分的放大横截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[适用例]
首先，对本发明一实施方式的生物体信息测定装置的一个适用例进行说明。
本发明一实施方式的生物体信息测定装置包括：第一血压测定部，基于脉搏波传导时间(Pulse Transit Time，PTT)来推定血压；以及第二血压测定部，通过示波法来测定血压。
使用PTT的第一血压测定部例如在手腕或上臂等存在动脉的被测定部位的不同两处，对所述动脉发送电波并接收其反射波，由此测定表示所述动脉的运动的脉搏波，并基于其测定结果而算出PTT。接下来，使用所述PTT的算出值、和预定的PTT与血压值的关系式来推定血压值。
使用示波法的第二血压测定部在将按压袖带缠绕于手腕或上臂等存在动脉的被测定部位的状态下，对按压袖带进行加压然后进行减压，在此过程中测定脉搏波的压力，由此测定血压。
为了利用一个装置来实现所述基于PTT的血压测定、与利用示波法的血压测定，需要设置作为天线支撑构件的天线基板与按压袖带两者，所述天线支撑构件具有对被测定部位收发电波的天线元件。作为所述天线基板及按压袖带的设置结构，通常为将天线基板设置于按压袖带的按压面上、即与被测定部位接触的面的结构。但是，此种结构中，可能在反复进行按压袖带的加压及减压的过程中，天线基板对按压袖带的设置状态劣化而发生脱落或变形等，装置的可靠性降低令人担忧。另外，每当按压袖带受到加压时，天线基板因其压力而被按压于受检者的皮肤，因而担心受检者在皮肤感觉到疼痛等不适感。
因此，本发明的一实施方式中，例如像图5所示那样构成为，在用于将装置佩戴于受检者(用户)的左手腕等被测定部位的绑带(例如包含树脂构件的带状体)23，设有设置按压袖带21的部位和设置天线基板41、天线基板42的凸部20g、凸部20h，在这些部位分别设置按压袖带21及天线基板41、天线基板42。此外，412、422为设于天线基板41、天线基板42的天线元件，另外，43表示连接于所述天线基板41、天线基板42的作为控制电路支撑构件的控制电路基板。
由于为此种构成，因而发挥以下那样的作用效果。即，天线基板41、天线基板42并非设置于按压袖带21的按压面，而是设置于绑带20的带状体23上所形成的凸部20g、凸部20h。因此，即便反复进行按压袖带21的加压及减压，也不用担心天线基板41、天线基板42发生变形或脱落等设置状态的劣化，由此可将装置的可靠性保持得高。
另外，在将装置佩戴于受检者的被测定部位90的状态下，天线基板41、天线基板42与按压袖带21独立地接触被测定部位90的皮肤。因此，在按压袖带21受到加压时，天线基板41、天线基板42不会因其压力而被强力地按压于皮肤面。因此，不用担心受检者在皮肤感觉到疼痛等不适感，由此可减轻受检者在使用过程中的焦虑(stress)。
进而，在绑带20的带状体23形成凸部20g、凸部20h，在这些凸部20g、凸部20h上设置天线基板41、天线基板42，因而可使天线基板41、天线基板42一直以一定的压力稳定地接触受检者的皮肤面。因此，可减少被测定部位的皮肤面对电波的反射或衰减，提高脉搏波的信号品质。
[一实施方式]
(构成例)
(1)装置的结构
图1为表示本发明一实施方式的生物体测定装置的整体结构的立体图，图2为放大表示图1所示的生物体信息测定装置的主要部分的图，图3为图2的C-C箭视截面图。
一实施方式的生物体信息测定装置为手腕式的血压计1，佩戴于受检者的左手腕而使用。所述血压计1包括：绑带20，在用户的左手腕以缠绕其外周的方式佩戴；以及本体10，一体地安装于所述绑带20。
绑带20以将左手腕沿其外周方向缠绕的方式具有细长的带状形状，具有接触左手腕的内周面20a、及与所述内周面20a为相反侧的外周面20b。本示例中，绑带20的宽度方向Y的尺寸(宽度尺寸)被设定为约35mm～40mm，但也可设定为其他值。
在本示例中，本体10通过一体成形而一体地设于绑带20中的外周方向上的其中一个端部20e。此外，也可分别形成绑带20和本体10，经由卡合构件(例如铰链等)对绑带20一体地安装本体10。本示例中，设想配置有本体10的部位在佩戴状态下对应于左手腕的背侧面(手背侧的面)。
本体10具有立体形状，在相对于绑带20的外周面20b而垂直的方向上具有厚度。所述本体10形成得小型且厚度薄，以不妨碍用户的日常活动。本示例中，本体10具有从绑带20向外突起的四棱锥台状的轮廓。
在本体10的顶面(距被测定部位最远的一侧的面)10a，设有形成显示画面的显示器50。另外，沿着本体10的侧面(图1中的左手前侧的侧面)10f，设有用于输入来自用户的指示的操作部52。
本体10的底面(最接近被测定部位的一侧的面)10b与绑带20的端部20f通过三折搭扣24而连接。所述搭扣24包含配置于外周侧的第一板状构件25、及配置于内周侧的第二板状构件26。第一板状构件25的其中一个端部25e经由沿着宽度方向Y延伸的连结棒27，相对于本体10而转动自如地安装。第一板状构件25的另一个端部25f经由沿着宽度方向Y延伸的连结棒28，相对于第二板状构件26的其中一个端部26e而转动自如地安装。第二板状构件26的另一个端部26f通过固定部29而固定于绑带20的端部20f附近。
此外，在绑带20的圆周方向(X方向)，固定部29的安装位置根据用户的左手腕的外周围的长度而预先可变地设定。由此，血压计1(绑带20)整体构成为大致环状，并且本体10的底面10b与绑带20的端部20f通过搭扣24而在箭头B方向上可开闭。
在将所述血压计1佩戴于左手腕时，在打开搭扣24而增大绑带20的环的直径的状态下，作为受检者的用户将左手以图1的箭头A所示的朝向穿过绑带20。接下来，用户调节左手腕的圆周方向的绑带20的位置，以设置于绑带20的内周面的天线基板(将在下文中详细说明)41、天线基板42在穿过左手腕的桡骨动脉上相向的方式进行设定。由此，成为下述状态，即：分别设于天线基板41、天线基板42的收发天线对抵接于左手腕的掌侧面中与桡骨动脉对应的部分。在此状态下，用户闭合搭扣24进行固定。如此，用户将血压计1佩戴于左手腕。
图4表示将血压计1佩戴于用户的左手腕90a的状态的一例，且为图3的F-F箭视截面图。另外，图5为放大表示图4的主要部分的纵截面图。
绑带20具有构成绑带的基体的带状体23、及沿着所述带状体23的内周面而安装的作为按压构件的按压袖带21。带状体23包含树脂材料(本示例中为硅酮树脂)，本示例中，以在图4所示的厚度方向Z上具有可挠性，且在圆周方向X上几乎不伸缩的方式实质上具有非伸缩性。
本示例中，按压袖带21包含通过下述方式制作的流体袋，即：使可伸缩的两片聚氨酯片在厚度方向Z上相向，将这些聚氨酯片的周缘部熔接。
另外，本示例中，按压袖带21如图1所示，其宽度方向的尺寸被设定为比带状体23的宽度尺寸即35mm～40mm小的25mm，在带状体23的内周面设置于其宽度方向(Y方向)的中央部。
在绑带20的带状体23的内周面，在所述宽度方向(Y方向)的隔着所述按压袖带21而相向的位置，一体地形成有一对凸部20g、20h。而且，在这些凸部20g、凸部20h的顶部分别设置有天线基板41、天线基板42。例如像图5所示那样，所述凸部20g、凸部20h的高度尺寸被设定为，在按压袖带21未受加压的状态下，天线基板41、天线基板42的上表面以适当的接触压力抵接于手腕90的皮肤面。另外，所述带状体23的圆周方向X上的所述凸部20g、凸部20h的位置被设定为，在将血压计1正确地佩戴于左手腕90时，天线基板41、天线基板42对应于桡骨动脉91的位置。此外，所述凸部20g、凸部20h也可对所述带状体23分别安装。作为安装方法，例如可使用粘着剂。
天线基板41是在包含例如环氧树脂的介电质基板的上表面，印刷形成构成发送天线411及接收天线412的金属的导电图案而成。同样地，天线基板42是在包含例如环氧树脂的介电质基板的上表面，印刷形成构成发送天线421及接收天线422的包含金属的导电图案而成。
发送天线411、发送天线421及接收天线412、接收天线422均包含贴片天线(patchantenna)，在绑带20的圆周方向X上隔开一定的间隔而配置。本示例中，发送天线411、发送天线421及接收天线412、接收天线422均具有纵横为3mm的正方形的形状。另外，本示例中，发送天线411与接收天线412之间、及发送天线421与接收天线422之间的间隔被设定为，其中心间的距离在绑带20的圆周方向X上成为8mm～10mm的范围内。
另外，本示例中，在绑带20的宽度方向Y上，发送天线411和接收天线412的对、与发送天线421和接收天线422的对的间隔被设定为比按压袖带21的宽幅即25mm稍长的30mm。此外，所述发送天线411和接收天线412的对、与发送天线421和接收天线422的对之间的间隔只要根据血压计1的尺寸或按压袖带21的宽幅等而适宜选择最优的长度即可。
进而，如图3所示，在所述绑带20的带状体23的内周面与所述按压袖带21之间，设置有控制电路基板43。控制电路基板43是在包含介电质的印刷配线基板，形成两组发送电路与接收电路的对而成。其中一个发送电路与接收电路的对经由信号线(未图示)而连接于所述发送天线411及接收天线412。另外，另一个发送电路与接收电路的对经由信号线而电连接于所述发送天线421及接收天线422。此外，所述各发送电路及各接收电路通常包含集成电路，但也可为分立电路(discrete circuit)。
图6为与按压袖带21的配置位置一起例示了将所述血压计1佩戴于用户的左手腕90时，将相对于桡骨动脉91的发送天线411与接收天线412的对、和发送天线421与接收天线422的对的各配置位置的平面图。
如图6所示，收发天线对411、412和收发天线对421、422沿着桡骨动脉91的长度方向Y远离规定距离(本示例中为30mm)而配置。另外，所述收发天线对411、412及收发天线对421、422理想的是均以桡骨动脉91位于发送天线411与接收天线412之间、及发送天线421与接收天线422之间的方式配置。
(2)血压计1的电路系统的构成例
(2-1)整体的电路构成
图7为例示血压计1的控制系统的整体构成的框图。
在血压计1的本体10，除了上文所述的显示器50及操作部52以外，还设有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)100等作为控制部而运行的硬件处理器(hardwareprocessor)、作为存储部的存储器(memory)51、通信部59、压力传感器31、泵32、阀33、将来自压力传感器31的输出转换为频率的振荡电路310、及驱动泵32的泵驱动电路320。此外，53为输出电源电压的电池。
在所述CPU 100经由未图示的接口电路而连接有上文所述的控制电路基板43。
本示例中，显示器50包含有机电致发光(Electro Luminescence，EL)显示器，按照从CPU 100输出的显示数据，显示血压测定结果等与血压测定相关的信息、其他信息。此外，显示器50不限于有机EL显示器，例如也可为液晶显示器(Liquid Cristal Display，LCD)等其他类型的显示器。
本示例中，操作部52包含推式开关，将与用户给予的血压测定开始或停止的指示相应的操作信号输入至CPU 100。此外，操作部52不限于推式开关，例如也可为感压式(电阻式)或接近式(静电电容式)的触摸屏式开关等。另外，也可具备未图示的麦克风(microphone)，通过用户的声音来输入血压测定开始的指示。进而，操作部52并非必需，也可构成为后述的CPU 100根据从例如计时器(timer)输出的起动信号等，而自动产生血压测定开始指示或停止指示。
存储器51使用硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)或固态驱动器(Solid StateDrive，SSD)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等作为存储介质，存储用于控制血压计1的程序、用于控制血压计1的控制数据、用于设定血压计1的各种功能的设定数据、压力或脉搏波的检测信号、表示血压的测定结果的数据等。另外，存储器51也可用作执行程序时的工作存储器(work memory)等。
CPU 100按照存储于存储器51的程序，作为控制部执行各种功能。
例如，在执行通过PTT来推定血压的控制的情况下，CPU 100对控制电路基板43的发送电路44、发送电路46给予电波(测定信号)的发送开始指示。而且，从接收电路45、接收电路47导入与桡骨动脉91对所述测定信号的反射波对应的接收信号，从所述接收信号中检测脉搏波信号，基于所述脉搏波信号而算出PTT。而且，基于所算出的PTT的值、和存储于存储器51的PTT与血压的关系式来推定血压值，判定所推定的血压值是否超过由规定的阈值所规定的范围。
另外，例如在执行利用示波法的血压测定的情况下，CPU 100在判定为通过所述PTT所得的血压推定值超过由阈值所规定的范围的情况下，或者根据操作部52的血压测定开始指示的输入，进行基于从压力传感器31输出的压力检测信号来驱动泵32(及阀33)的控制。另外，本示例中，CPU 100进行基于从压力传感器31输出的压力检测信号来算出血压值的控制。
通信部59经由网络900向外部的终端装置发送包含由CPU 100所算出的血压的测定结果的信息，或者经由网络900接收来自外部的终端装置的信息并交付给CPU 100。经由所述网络900的通信为无线、有线均可。本实施方式中，网络900为国际互联网(Internet)，但不限定于此，也可为医院内局域网(Local Area Network，LAN)那样的其他种类的网络，或也可为使用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)缆线等的一对一通信。所述通信部59也可包含微USB连接器。
泵32及阀33经由空气配管39而连接于按压袖带21，另外，压力传感器31经由空气配管38而连接于按压袖带21。此外，空气配管39、空气配管38也可为共用的一根配管。压力传感器31经由空气配管38来检测按压袖带21内的压力。本示例中，泵32包含压电泵，为了增加按压袖带21内的压力(袖带压力)，而通过空气配管39将作为加压用的流体的空气供给至按压袖带21。阀33搭载于泵32，构成为通过泵32的接通/断开来控制开闭。
即，若接通泵32则阀33闭合，在按压袖带21内封入空气，另一方面，若断开泵32则阀33打开，将按压袖带21的空气通过空气配管39向大气中排出。此外，阀33具有止回阀的功能，排出的空气不会倒流。泵驱动电路320基于从CPU 100给予的控制信号来驱动泵32。
本示例中，压力传感器31为压电电阻式压力传感器，通过空气配管38来检测绑带20(按压袖带21)的压力，本示例中检测以大气压为基准(零)的压力，并以时序列信号的形式输出。振荡电路310根据来自压力传感器31的、基于压电电阻效应所致的电阻变化的电信号值而振荡，将具有与压力传感器31的电信号值相应的频率的频率信号输出至CPU 100。本示例中，压力传感器31的输出用于控制按压袖带21的压力，以及用于通过示波法来算出血压值(包含收缩压(Systolic Blood Pressure，SBP)及舒张压(Diastolic BloodPressure，DBP))。
电池53向搭载于本体10的元件供给电力，本示例中，向CPU 100、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的各元件供给电力。另外，电池53通过供电线71，向控制电路基板43的发送电路44、发送电路46及接收电路45、接收电路47也供给电力。所述供电线71与信号用的配线72一起，在被夹持于绑带20的带状体23与按压袖带21之间的状态下，沿着绑带20的圆周方向X在本体10与接收部40之间延伸设置。
(2-2)基于脉搏波传导时间(PTT)的血压推定部的构成
图8为例示第一脉搏波传感器40-1及第二脉搏波传感器40-2的构成的框图。
在控制电路基板43，如上文所述那样，设有两组接收电路，即发送电路44及接收电路45、和发送电路46及接收电路47。发送电路44及接收电路45分别经由将控制电路基板43与天线基板41之间连接的信号线，连接于天线基板41上所设的发送天线411及接收天线412。同样地，发送电路46及接收电路47分别经由将控制电路基板43与天线基板41之间连接的信号线，连接于天线基板42上所设的发送天线421及接收天线422。
第一脉搏波传感器40-1包含：所述天线基板41的发送天线411及接收天线412、分别连接于这些天线411、天线412的发送电路44及接收电路45、以及脉搏波检测部101。第二脉搏波传感器40-2包含：所述天线基板42的发送天线421及接收天线422、分别连接于这些天线421、天线422的发送电路46、47、以及脉搏波检测部102。
发送电路44、发送电路46根据来自所述CPU 100的发送指示，分别向所连接的发送天线411、发送天线421供给测定信号，向作为被测定部位的左手腕90(更准确而言为桡骨动脉91的对应的部分)发送电波E1、电波E2。本示例中，使用24GHz频段的电波作为所述电波E1、电波E2。
接收电路45、接收电路47分别经由接收天线412、接收天线422而接收所述桡骨动脉91对所述电波E1、电波E2的反射波E1′、反射波E2′，进行检测及放大，向CPU 100输出所述接收信号。
脉搏波检测部101、脉搏波检测部102分别利用未图示的模-数(Analog/Digital，A/D)转换器，将从所述接收电路45、接收电路47输出的接收信号转换为数字信号而导入，检测表示所述桡骨动脉91的脉动波形的脉搏波信号PS1、脉搏波信号PS2，并向PTT计算部103输出。
PTT计算部103算出从所述脉搏波检测部101、脉搏波检测部102输出的各脉搏波信号PS1、脉搏波信号PS2间的时间差作为脉搏波传导时间(PTT)，将所算出的脉搏波传导时间(PTT)输出至第一血压计算部104。第一血压计算部104从存储器51读出预先设定的PTT与血压的关系式，按照所述关系式来推定与所述算出的脉搏波传导时间(PTT)对应的血压值。
此处，所述脉搏波检测部101、脉搏波检测部102、PTT计算部103及第一血压计算部104均是通过CPU 100执行规定的程序而实现。
(2-3)使用示波法的血压测定部的构成
图9为例示使用示波法的血压测定部的构成的框图。
所述使用示波法的血压测定部包括压力控制部201、第二血压计算部204及输出部205。这些功能部均是通过使CPU 100执行程序而实现。
压力控制部201具有压力探测部202及泵驱动部203。压力探测部202对从压力传感器31通过振荡电路310输入的频率信号进行处理，进行用于探测按压袖带21内的压力(袖带压力)的处理。泵驱动部203进行用于根据所探测到的袖带压力通过泵驱动电路320来驱动泵32及阀33的处理。由此，压力控制部201以规定的加压速度向按压袖带21供给空气而控制压力。
第二血压计算部204进行下述处理，即：获取袖带压力所含的动脉容积的变动成分作为脉搏波信号，基于所获取的脉搏波信号，适用利用示波法的公知的运算法则来算出血压值(收缩压SBP和舒张压DBP)。若血压值的算出完成，则第二血压计算部204停止泵驱动部203的处理。
本示例中，输出部205进行用于将所算出的血压值(收缩压SBP和舒张压DBP)显示于显示器50的处理。
(运行例)
接下来，对以上那样构成的血压计1的运行例进行说明。
图10为例示CPU 100执行的控制顺序及控制内容的流程图。此外，此处按上文所述的佩戴顺序将血压计1佩戴于用户的左手腕90来进行说明。
(1)利用脉搏波传导时间(PTT)的血压推定
若用户通过设于本体10的作为操作部52的推式开关来指示基于PTT的血压测定，则CPU 100如以下那样执行控制运行。此外，所述基于PTT的血压测定开始指示也可构成为，CPU 100根据从例如计时器输出的起动信号等而自动产生。
即，CPU 100首先在步骤S11中关闭阀33，并且经由泵驱动电路320来驱动泵32，进行向按压袖带21输送空气的控制，将按压袖带21加压至预定的值。本示例中，设定为血压计1的佩戴位置在用户的活动过程中不偏移的程度的压力，即，设定为用户不感觉到不适感，且收发天线对相对于被测定部位的接触位置不偏移的程度的低压力(例如5mmHg左右)。
此外，一实施方式中，如上文所述那样，在成为绑带20的基体的、带状体23的内周面，形成经设定为适当高度的凸部20g、凸部20h，在所述凸部20g、凸部20h上设置着天线基板41、天线基板42。因此，可使发送天线411、发送天线421及接收天线412、接收天线422以适当的压力抵接于用户的被测定部位的皮肤面。因此，所述步骤S11也可省略。
在所述状态下，CPU 100通过步骤S12对控制电路基板43指示测定信号的发送开始。若接收所述指示，则从各发送电路44、发送电路46对发送天线411、发送天线421以预先设定的周期供给测定信号。其结果为，例如像图11的(A)所示那样，从发送天线411、发送天线421对被测定部位90发送与所述测定信号对应的电波E1、电波E2。此外，所述测定信号也可设为从发送电路44、发送电路46以不规则的时间间隔产生，另外也可设为连续地产生。
于是，例如像图11的(A)所示那样，所述被测定部位90内的桡骨动脉91对所述电波E1、电波E2的反射波E1′、反射波E2′由与所述发送天线411、发送天线421分别成对的接收天线412、接收天线422所接收，所述接收信号在接收电路45、接收电路47中受到检测且被放大，向CPU 100输出。
CPU 100导入从所述接收电路45、接收电路47输出的反射波E1′、反射波E2′的接收信号，在步骤S13中，分别如以下那样检测脉搏波信号PS1、脉搏波信号PS2。图11的(B)为表示脉搏波信号PS1、脉搏波信号PS2的检测例的图。
即，CPU 100作为脉搏波检测部101而工作，从接收电路45的血管舒张期的输出和血管收缩期的输出中，检测表示桡骨动脉91的上游侧部分91u的脉搏波的脉搏波信号PS1。另外，CPU 100作为脉搏波检测部102而工作，从接收电路47的血管舒张期的输出和血管收缩期的输出中，检测表示桡骨动脉91的下游侧部分91d的脉搏波的脉搏波信号PS2。
对以上的运行进行更详细说明。即，在佩戴血压计1的状态下，如图11的(A)所示那样，在左手腕90的长度方向(相当于绑带20的宽度方向Y)，收发天线对411、412与穿过左手腕90的桡骨动脉91的上游侧部分91u相向。另一方面，收发天线对421、422与桡骨动脉91的下游侧部分91d相向。由收发天线对411、412检测到的信号表示桡骨动脉91的上游侧部分91u与收发天线对411、412之间的、伴随脉搏波(带来血管的舒张和收缩)的距离变化。同样地，由收发天线对421、422检测到的信号表示桡骨动脉91的下游侧部分91d与收发天线对241、422之间的、伴随脉搏波的距离变化。第一脉搏波传感器40-1的脉搏波检测部101、第二脉搏波传感器40-2的脉搏波检测部102分别基于接收电路45、接收电路47的输出信号，分别以时序列而输出具有图11的(B)所示那样的山形状的波形的第一脉搏波信号PS1、第二脉搏波信号PS2。
本示例中，接收天线412、接收天线422的接收级成为约1μW(相对于1mW的分贝值为-30dBm)左右。接收电路45、接收电路47的输出级成为约1伏特(V)左右。另外，第一脉搏波信号PS1及第二脉搏波信号PS2各自的波峰A1、波峰A2成为约100mV～1V左右。
随后，CPU 100在步骤S14中，作为PTT计算部103而工作，算出脉搏波信号PS1与脉搏波信号PS2之间的时间差作为脉搏波传导时间(PTT)。更详细而言，本示例中，算出图11的(B)中所示的第一脉搏波信号PS1的波峰A1与第二脉搏波信号PS2的波峰A2之间的时间差Δt作为脉搏波传导时间(PTT)。此外，脉搏波传导时间(PTT)不限于第一脉搏波信号PS1及第二脉搏波信号PS2的波峰间的时间差Δt，例如也可作为第一脉搏波信号PS1及第二脉搏波信号PS2的各波形的上升时机间的时间差而算出。
接下来，CPU 100在步骤S15中，作为第一血压计算部104而工作，从存储器51读出脉搏波传导时间(PTT)与血压的关系式(也称为对应式)Eq。接着，基于所述对应式Eq、和所述步骤S14中算出的脉搏波传导时间(PTT)来算出血压的推定值。此处，在分别将脉搏波传导时间表示为DT，将血压表示为EBP时，脉搏波传导时间(PTT)与血压的对应式Eq例如是作为
EBP＝α/DT2+β···(Eq.1)
(其中，α、β分别表示已知的系数或常数)所示那样的、包含1/DT2的项的公知的分数函数而提供。所述对应式例如在日本专利特开平10-201724号公报中有详细描述。
此外，作为脉搏波传导时间与血压的对应式Eq，除此以外也可使用：
如EBP＝α/DT2+β/DT+γDT+δ···(Eq.2)
(其中，α、β、γ、δ分别表示已知的系数或常数)那样，除了1/DT2的项以外，还包含1/DT的项、DT的项的式子等公知的其他对应式。
若如所述那样通过PTT来推定血压值，则CPU 100随后在步骤S16中，将所述血压的推定值与预先设定的表示血压的正常范围的阈值相比较，判定是否偏离所述阈值所示的范围。而且，若所述血压的推定值为阈值所示的范围内，则反复进行所述步骤S12的控制，直到通过操作部52输入利用PTT的血压测定的结束指示为止。
(2)使用示波法的血压测定
若在所述步骤S16中判定为所述血压的推定值偏离阈值所示的范围，则CPU 100如以下那样，执行使用示波法的血压的测定控制。
即，CPU 100首先经由泵驱动电路320将泵32断开，打开阀33，排出按压袖带21内的空气。接着，进行将压力传感器31的当前时间点的输出值设定为相当于大气压的值的控制(0mmHg调整)。
接下来，CPU 100在步骤S17中，作为压力控制部201的泵驱动部203而工作，进行下述控制，即：关闭阀33，然后经由泵驱动电路320来驱动泵32，向按压袖带21输送空气。由此，使按压袖带21膨胀并且缓缓增加袖带压力，逐渐缓缓压迫作为被测定部位的左手腕90。
在所述加压过程中，CPU 100为了算出血压值，而作为压力控制部201的压力探测部202工作，通过压力传感器31来监控袖带压力，检测在左手腕90的桡骨动脉91所产生的动脉容积的变动成分作为脉搏波信号。
接下来，CPU 100在步骤S18中，作为第二血压计算部204而工作，基于在所述时间点检测的脉搏波信号，通过示波法适用公知的运算法则来尝试算出血压值(收缩压SBP和舒张压DBP)。而且，在步骤S19中判定能否算出血压值。
当在所述时间点因数据不足而尚无法算出血压值的情况下，只要袖带压力未达上限压力(为了安全，例如预定为300mmHg)，则反复进行步骤S17～步骤S19的处理。
另一方面，设可算出血压值。于是，CPU 100通过步骤S20来进行下述控制，即：停止泵32，打开阀33，排出按压袖带21内的空气。接着，CPU100最后通过步骤S21而作为输出部205工作，将血压值的测定结果显示于显示器50，并且存储于存储器51。
此外，血压值的算出处理不限于加压过程，也可在减压过程中进行。另外，也可使血压值的测定结果不显示于显示器50而仅存储于存储器51，进而也可从通信部59向预先进行了对应的智能手机(smartphone)等用户终端发送，在所述用户终端中显示。进而，也可将表示所述血压的测定结果的数据从通信部59或智能手机向家庭或医生的终端转送。
另外，以上的说明中，以下述情况为示例进行了说明，即：在由PTT所得的血压推定值超过由阈值所规定的范围的情况下，进行利用示波法的血压测定运行。但是，一实施方式中，也可分别根据操作部的操作而独立地进行利用PTT的血压推定运行、与使用示波法的血压测定运行。
(一实施方式的效果)
如以上所详述那样，本发明的一实施方式中，在佩戴于受检者(用户)的左手腕90而使用的血压计1中，在构成绑带20的基体的、带状体23的内周面，分别设有设置按压袖带21的部位和设置天线基板41、天线基板42的凸部20g、凸部20h，在这些部位分别设置有按压袖带21及天线基板41、天线基板42。
因此，天线基板41、天线基板42并非设置于按压袖带21的按压面，而是设置于绑带20的带状体23上所形成的凸部20g、凸部20h。因此，即便反复进行按压袖带21的加压及减压，也不用担心天线基板41、天线基板42发生变形或脱落等设置状态的劣化，由此可保持血压计1的结构上的可靠性高。
另外，在将血压计1佩戴于用户的被测定部位90的状态下，天线基板41、天线基板42与按压袖带21独立地接触被测定部位90的皮肤。因此，在按压袖带21受到加压时，天线基板41、天线基板42不会因其压力而被按压于皮肤面。因此，可减轻用户在皮肤感觉到疼痛等不适感的担心，将血压计1的使用感维持得高。
进而，根据按压袖带21在非加压时的厚度尺寸来设定形成于绑带20的带状体23的凸部20g、凸部20h的高度尺寸，因而可在利用PTT的血压推定运行时，使天线基板41、天线基板42以适当的压力接触受检者的皮肤面。其结果为，可抑制电波的衰减，且减少扰乱的混入，将脉搏波信号的信噪比(Signal to Noise ratio，S/N)保持得高。
[变形例]
(1)所述一实施方式中，以下述情况为示例进行了说明，即：在绑带20的宽度方向Y、即桡骨动脉91的长度方向上，设置分别设有收发天线对的两组天线基板41、42，由此来进行利用PTT的血压推定。但是，本发明不限定于所述构成，也可构成为仅设置一个具备一个收发天线对的天线基板，由此在桡骨动脉91的任意一处检测其脉搏波。
图12为表示所述构成的一例的截面图。如所述图所示，在绑带20的带状体23的内周面，在按压袖带21的配置位置的侧方的单侧形成有一个凸部20g，在所述凸部20g上设置有天线基板41。此外，关于在按压袖带21与带状体23之间配置有控制电路基板43的方面，与所述图5所示的一实施方式的构成相同。
根据以上那样的构成，天线基板41并非设置于按压袖带21的按压面，而是设置于绑带20的带状体23上所形成的凸部20g。因此，即便反复进行按压袖带21的加压及减压，也不用担心天线基板41发生变形或脱落等设置状态的劣化。因此，可提高血压计1的结构上的可靠性，而且可高品质地可靠地测定脉搏波。
另外，在将血压计1佩戴于用户的被测定部位90的状态下，天线基板41与按压袖带21独立地接触被测定部位90的皮肤。因此，在按压袖带21受到加压时，天线基板41不会因其压力而被按压于皮肤面，由此减轻用户在皮肤感觉到疼痛等不适感的担心。
(2)所述一实施方式中，对下述情况进行了说明，即：在绑带20的带状体23的内周面，仅设有用于设置天线基板41、天线基板42的凸部20g、凸部20h。但是，不限于此，例如也可如图13所示，在带状体23的内周面在其圆周方向形成槽状的凹部20i，在所述凹部20i内配置按压袖带21。若如此构成，则可更稳定地保持反复进行加压及减压动作的按压袖带21，由此可不发生与邻接配置的天线基板41、天线基板42接触等不良状况。
此外，控制电路基板43也可不配置于按压袖带21与带状体23之间，而是例如像图13所示那样，配置于绑带20的带状体23的空余空间，即配置于不与按压袖带21重叠的位置。
(3)所述一实施方式中，以下述情况为示例进行了说明，即：沿着桡骨动脉91的长度方向(Y方向)，隔开规定的间隔而配置有多个天线基板41、42。但是，不限于此，也可在与桡骨动脉91正交的方向、即绑带20的圆周方向(X方向)上，隔开规定的间隔而配置具有与所述天线基板41、天线基板42相同的构成的天线基板的套组(set)。此时，所述天线基板的套组可为一套，而且也可在所述X方向上隔开规定的间隔而配置多套。
此外，在如所述图12所示那样天线基板41为一个的情况下，也可在与桡骨动脉91正交的方向(X方向)上，隔开规定的间隔而配置多个天线基板41。
若如以上那样构成，则在与桡骨动脉91正交的方向的多个位置分别进行测定信号及反射信号的收发。因此，例如即便用户的桡骨动脉91的位置存在个体差异，而且即便绑带20对被测定部位的的佩戴位置在X方向上偏移，也可使所述多个天线基板中的至少一个接近动脉，由此可高品质地测定脉搏波。
(4)天线基板41、天线基板42及控制电路基板43也可包含柔性基板。于是，可使绑带20的厚度更薄，进而可由一片共用的柔性基板来构成天线基板41、天线基板42与控制电路基板43。另外，也可在天线基板被覆或设置用于保护发送天线及接收天线的包含介电质材料的保护膜。若如此构成，则可期待进一步缓和发送天线及接收天线接触用户的皮肤时的不适感的效果。
(5)所述一实施方式中，以下述情况为示例进行了说明，即：利用血压计1来测定脉搏波信号、脉搏波传导时间及血压值作为生物体信息。但是，不限于此，也可测定脉搏数，或分析脉搏波的波形而判定用户的心血管的状态，或进行用户的本人认证等，从脉搏波获取其他信息。
(6)生物体信息测定装置除了佩戴于手腕的类型以外，也可佩戴于上臂部等其他上肢或大腿部、脚背等下肢等其他部位。总之，只要为在皮下存在动脉且通过按压袖带可进行加压的部位，则可佩戴于任何部位。
(7)所述一实施方式中，以下述情况为示例进行了说明，即：在血压计1中，进行从利用脉搏波及按压袖带进行压力测定到算出血压值的处理为止的所有一系列处理，但也可构成为在生物体信息测定装置中仅进行脉搏波的测定、按压袖带的加压及减压、和此过程中的压力的测定运行，并将这些各测定值经由例如无线网络、有线网络或存储介质而直接或间接地发送至智能手机或个人计算机(personal computer)、伺服计算机(servocomputer)等外部终端，在这些外部终端分别算出由PTT所得的血压值及由示波法所得的血压值。
(8)关于收发天线对的配置方向，也可不配置于与桡骨动脉91的长度方向(Y方向)正交的方向(X方向)，而是配置于桡骨动脉91的长度方向(Y方向)。另外，除了方形以外，发送天线及接收天线的图案也可为线状或环状。进而，设置发送天线及接收天线的天线支撑构件、及设置控制电路的控制电路构件不限于印刷配线基板，例如也可为包含树脂材料的简单构件。
此外，关于天线支撑构件(收发天线对)的设置数或其设置位置、设置结构、利用PTT及示波法的血压测定控制的顺序及控制内容等，也可在不偏离本发明的主旨的范围内进行各种变形而实施。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但所述为止的说明在所有方面仅为本发明的例示。当然可不偏离本发明的范围而进行各种改良或变形。即，在实施本发明时，可适宜采用与实施方式相应的具体构成。
总之，本发明并不直接限定于所述一实施方式或各变形例，可在实施阶段中在不偏离其主旨的范围内将构成元件变形而具体化。另外，可通过将所述各实施方式所公开的多个构成元件适宜组合而形成各种发明。例如，也可从实施方式所示的所有构成元件中删除若干构成元件。进而，也可将不同实施方式的构成元件适宜组合。
[附记]
除了权利要求以外，所述实施方式的一部分或全部也可如以下的附记所示那样记载，但不限于此。
(附记1)
一种生物体信息测定装置，包括：
绑带构件(23)，呈带状，以缠绕包含生物体的动脉(91)的被测定部位(90)的方式佩戴；
按压构件(21)，配置于所述绑带构件(23)的与所述被测定部位(90)相向的面，在测定血压时通过流体的注入而进行膨胀动作，按压所述被测定部位(90)；以及
至少一个天线基板(41)、(42)，在所述绑带构件(20)佩戴于所述被测定部位(90)的状态下，以接触所述被测定部位(90)的状态而设置于所述绑带构件(20)的与所述被测定部位(90)相向的面中未配置所述按压构件(21)的部位，
所述天线基板(41)、(42)具有：天线元件(411)、(412)、(422)，对所述被测定部位(90)发送包含电波的测定信号，并且接收所述被测定部位(90)对所述测定信号的反射信号。
符号的说明
1：血压计
10：本体
20：绑带
20a：绑带的内周面
20g、20h：凸部
20i：凹部
21：按压袖带
23：带状体
41、42：天线基板
43：控制电路基板
411、421：发送天线
412、422：接收天线
90：作为被测定部位的左手腕
91：桡骨动脉

Claims (8)

1.一种生物体信息测定装置，包括：
绑带构件，呈带状，以缠绕包含生物体的动脉的被测定部位的方式佩戴；
按压构件，配置在所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面，在测定血压时通过流体的注入而进行膨胀动作，按压所述被测定部位；以及
至少一个的天线支撑构件，在所述绑带构件佩戴于所述被测定部位的状态下，以接触所述被测定部位的状态而设置于所述绑带构件的与所述被测定部位相向的面中未配置所述按压构件的部位，
所述天线支撑构件具有：天线元件，对所述被测定部位发送包含电波的测定信号，并且接收所述被测定部位对所述测定信号的反射信号。
2.根据权利要求1所述的生物体信息测定装置，其中，在沿着所述被测定部位所含的动脉的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线支撑构件。
3.根据权利要求1所述的生物体信息测定装置，其中，在一个天线支撑构件中，在沿着所述被测定部位所含的动脉的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线元件。
4.根据权利要求1或2所述的生物体信息测定装置，其中，在与所述被测定部位所含的动脉正交的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线支撑构件。
5.根据权利要求1或3所述的生物体信息测定装置，其中，在一个天线支撑构件中，在与所述被测定部位所含的动脉正交的方向上隔开规定的间隔而配置有多个所述天线元件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物体信息测定装置，其中，所述绑带构件在与所述被测定部位相向的面，具有基于所述按压构件在收缩时的厚度尺寸而设定高度的凸部，
所述天线支撑构件配置于所述绑带构件的所述凸部上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的生物体信息测定装置，其中，所述绑带构件在与所述被测定部位相向的面，具有凹部及凸部，所述凹部具有与所述按压构件对应的形状且呈带状，所述凸部用于使所述天线支撑构件抵接于所述被测定部位且具有规定高度，
所述按压构件配置于所述绑带构件的凹部，
所述天线支撑构件配置于所述所述绑带构件的所述凸部上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的生物体信息测定装置，还包括：
控制电路支撑构件，配置于所述绑带构件与所述按压构件之间，与所述天线支撑构件电连接，
所述控制电路支撑构件至少具有：
发送电路部，生成所述测定信号并供给至所述天线元件，以所述电波的形式发送；以及
接收电路部，接收由所述天线元件发送的包含电波的所述反射信号并进行检测。
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