CN116997290A - 血压信息推断装置、血压信息推断方法以及血压信息推断程序 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能简便地推断血压信息的血压信息推断装置。本揭示的实施方式的血压信息推断装置的特征在于，具有：动态图像获取部，其获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间；动态图像再现部，其将获取到的动态图像以帧率比第1帧率低的第2帧率加以再现；脉搏波提取部，其根据再现出来的动态图像来提取第1区域内的第1脉搏波以及第2区域内的第2脉搏波；脉搏波传播速度算出部，其根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差以及规定距离来算出脉搏波传播速度；血压信息推断部，其根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息；以及输出部，其将推断出的血压信息输出。

Description

血压信息推断装置、血压信息推断方法以及血压信息推断 程序

技术领域

本发明涉及一种血压信息推断装置、血压信息推断方法以及血压信息推断程序。

背景技术

作为测定人体的血压的方法，通常使用的是在上臂部缠绕袖带的袖带式血压计。然而，强制让受检者进行缠绕袖带的操作在简便地进行血压检查的情况下并不理想。因此，报告有能简便地测定血压的所谓的无袖带式血压计。

作为无袖带式血压推断方法，已知有以下方法，即，根据人体的不同部位处的图像来检测脉搏波，根据脉搏波的时间差来算出脉搏波传播速度，根据脉搏波传播速度来推断血压等(例如专利文献1)。在专利文献1记载的方法中，为了易于识别脉搏波传播的时间差，利用面部和手等获得规定距离的部位而根据100毫秒左右的时间差来推断血压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/136310号

发明内容

然而，以往的使用面部的影像来进行测定的方法存在如下缺点：因化妆等而无法准确地读取皮肤表面的颜色信息，或者因面部被口罩等遮盖而导致露出皮肤表面的面积受限，由此，有可能出现难以获取准确的脉搏波波形的情况。

本揭示的实施方式的发明的目的在于提供一种能简便地推断血压信息的血压信息推断装置。

本揭示的实施方式的血压信息推断装置的特征在于，具有：动态图像获取部，其获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间；动态图像再现部，其将获取到的动态图像以比第1帧率低的第2帧率加以再现；脉搏波提取部，其根据再现出来的动态图像来提取第1区域内的第1脉搏波以及第2区域内的第2脉搏波；脉搏波传播速度算出部，其根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差以及规定距离来算出脉搏波传播速度；血压信息推断部，其根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息；以及输出部，其将推断出的血压信息输出。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选还具有动态图像转换部，所述动态图像转换部将获取到的动态图像转换为非压缩形式的动态图像。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选还具有滤波器控制部，所述滤波器控制部对利用获取到的动态图像来提取第1脉搏波及第2脉搏波用的矩形波相关滤波器的频带进行控制。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选还具有图像识别部，在动态图像获取部获取以第1帧率拍摄到的动态图像之前，所述图像识别部利用动态图像获取部所获取到的第2帧率的动态图像来识别规定部位的图像。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选图像识别部使用已进行了图像识别学习的模型从获取到的动态图像中识别规定部位的图像。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选还具有图像判定部，在动态图像获取部获取以第1帧率拍摄到的动态图像之前，所述图像判定部判定利用动态图像获取部所获取到的第2帧率的动态图像能否检测到脉搏波。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选在利用获取到的动态图像而无法检测到脉搏波的情况下，图像判定部发出警告。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选血压信息包含血压、血管年龄、动脉硬化度中的至少一者相关的信息。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选规定部位为手。

在本揭示的实施方式的血压信息推断装置中，优选还具有：输入部，其输入与要测定血压的受检者的性别相关的信息以及身高的值；以及规定距离算出部，其基于根据与性别相关的信息以及身高的值加以推断的手长来算出规定距离。

本揭示的实施方式的血压信息推断方法的特征在于，动态图像获取部获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间，动态图像再现部将获取到的动态图像以比第1帧率低的第2帧率加以再现，脉搏波提取部根据再现出来的动态图像来提取第1区域内的第1脉搏波以及第2区域内的第2脉搏波，脉搏波传播速度算出部根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差以及规定距离来算出脉搏波传播速度，血压信息推断部根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息，输出部将推断出的血压信息输出。

本揭示的实施方式的血压信息推断程序的特征在于，让计算机执行以下各步骤：获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间，将获取到的动态图像以比第1帧率低的第2帧率加以再现，根据再现出来的动态图像来提取第1区域内的第1脉搏波以及第2区域内的第2脉搏波，根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差以及规定距离来算出脉搏波传播速度，根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息，将推断出的血压信息输出。

根据本揭示的实施方式的血压信息推断装置，能简便地推断血压信息。

附图说明

图1为用于说明使用本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置的测定的概要的图。

图2为表示本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置的构成的框图。

图3为用于说明本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置的动作次序的流程图。

图4为表示由本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置得到的脉搏波的例子的图表。

图5为表示脉搏波传播速度与血压的关系的图表。

图6为用于说明使用本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置的测定的概要的图。

图7为表示本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置的构成的框图。

图8为用于说明本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置的动作次序的流程图。

图9为表示本揭示的第3实施方式的血压信息推断装置的构成的框图。

图10A为表示日本男性的身高与手长的关系的图表。

图10B为表示日本女性的身高与手长的关系的图表。

图11为表示受检者的手长与规定距离的关系的图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的血压信息推断装置、血压信息推断方法以及血压信息推断程序进行说明。但请注意，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，而是涵盖权利要求书中记载的发明及其等同物。

[第1实施方式]

首先，对本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置进行说明。图1中对用于说明使用本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置的测定的概要的图进行展示。在第1实施方式的血压信息推断装置100中，以使用受检者300的手301的图像来推断血压等血压信息的情况为例进行说明。对于手301，可以使用移动终端200的摄像机来容易地进行拍摄，不会像人的面部那样因化妆的影响而难以观察皮肤表面的颜色或者被口罩等遮盖。还认为以下情况也少：手掌因日晒等而出现皮肤颜色的变色，从而导致难以观察皮肤的颜色。但并不限于这样的例子，只要能容易地观察皮肤的颜色，则也可将手以外的部位作为规定部位来推断血压信息。

在图1所示的例子中，首先使用移动终端200来拍摄受检者300的手301的动态图像400。拍摄到的动态图像400显示到移动终端200的显示部201上。移动终端200将拍摄到的动态图像400的数据经由通信网络1000发送至作为另一移动终端的血压信息推断装置100。血压信息推断装置100利用接收到的动态图像的数据来推断受检者300的血压信息。此处，所谓“动态图像”，是指以一定的时间间隔连续地加以再现的多个图像。因而，即便是多个静止图像的集合，只要是以一定的时间间隔加以再现，便包含在动态图像中。

由移动终端200拍摄到的受检者300的手301的动态图像400通过有线或无线通信发送至血压信息推断装置100。图1中展示了在血压信息推断装置100的显示部40上显示接收到的手的动态图像500的例子。但并不限于这样的例子，血压信息推断装置100所接收到的动态图像500也可在不显示于显示部40的情况下加以再现(处理)。血压信息推断装置100将接收到的手的动态图像500加以再现，根据手的根部的第1区域501的动态图像的颜色的时间变化来提取第1脉搏波601。进而，再次再现相同动态图像，根据手的指尖的第2区域502的动态图像的颜色的时间变化来提取第2脉搏波602。第1区域501与第2区域502相隔规定距离d程度。规定距离d可以设为第1区域501的中心的位置与第2区域502的中心的位置之间的距离。图1所示的例子中展示的是将第1区域501设为手的根部的区域、将第2区域502设为中指的第1关节附近的区域的例子，但并不限于这样的例子，也可将第1区域501及第2区域502分别设为其他手指的规定部位和手掌的根部附近以外的部位，或者也可设为手以外的其他部位上的2个区域。

第1区域501及第2区域502的动态图像的RGB的颜色信号中的绿色(G)的信号的强度根据脉搏波而变化。这是基于以下事实：G的信号强度根据在动脉中流动的血中所含的血红蛋白的量而变化。

在将第2区域502设为指尖的区域、将第1区域501设为手的根部的区域的情况下，第2区域502处于相较于第1区域501而言离心脏远的位置，所以第2区域502内所观察的第2脉搏波602的传播比第1区域501内所观察的第1脉搏波601晚。因此，可以根据第1脉搏波601与第2脉搏波602之间的时间上的延迟以及第1区域501与第2区域502之间的规定距离d来算出脉搏波传播速度。脉搏波传播速度与血压之间处于以下关系：收缩压的上升使得血管壁张力增加，作为血管的弹性消失，脉搏波传播速度升高。可以利用该关系而根据脉搏波传播速度来推断血压信息。

在图1所示的例子中，第1实施方式的血压信息推断装置100是从外部接收受检者300的手301的动态图像的数据。因此，血压信息推断装置100本身无须拍摄受检者300的动态图像。结果，不论受检者300的所在地如何，血压信息推断装置100都能通过从移动终端200接收受检者300的规定部位的动态图像数据来推断受检者300的血压信息。

再者，也可不经由通信网络1000而从移动终端200向血压信息推断装置100直接发送动态图像数据。此外，受检者300也可预先利用移动终端200来拍摄手301的动态图像并保存好，将保存的动态图像数据发送至血压信息推断装置100。

图2中对表示本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置100的构成的框图进行展示。血压信息推断装置100具有控制部10、通信部20、存储部30以及显示部40，它们由内部总线60连接在一起。血压信息推断装置100可以使用智能手机、平板终端等移动终端、笔记本PC等。

控制部10具有动态图像获取部1、动态图像转换部2、动态图像再现部3、滤波器控制部4、脉搏波提取部5、脉搏波传播速度算出部6以及血压信息推断部7。控制部10中包含的各要素由包含CPU、ROM以及RAM等的血压信息推断装置100内的计算机以软件(程序)的形式加以实现。

通信部20配备有与血压信息推断装置100的外部的设备进行通信用的收发模块。通信部20从外部接收受检者300的规定部位的动态图像数据。

存储部30例如为半导体存储器，具有动态图像存储部31、帧率存储部32、第1脉搏波波峰时间存储部33以及第2脉搏波波峰时间存储部34。

显示部40为输出部的一例。显示部40由液晶显示装置等构成，可以对获取到的受检者的规定部位的动态图像进行显示，或者对检测到的脉搏波、推断出的血压信息等进行显示。再者，也可配备语音输出装置作为输出部而通过语音对推断出的血压信息等进行输出。

动态图像获取部1获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离d程度的第1区域501及第2区域502内的脉搏波的延迟时间。第1帧率是比再现动态图像的第2帧率高的帧率。例如，在将第2帧率设为30FPS(Frame PerSecond)的情况下，可以将第1帧率设为240FPS。但并不限于这样的例子，也可采用其他值的帧率作为第1帧率及第2帧率。

此外，动态图像获取部1在后文叙述的第2实施方式中还能获取以第2帧率拍摄到的动态图像。

第1区域501及第2区域502的位置可预先存储在存储部30中。例如，存储部30可存储手掌的手腕侧最下部及指尖最上部各自的坐标位置作为第1区域501及第2区域502的各测定框的坐标位置。

动态图像存储部31保存以第1帧率拍摄生物体的规定部位得到的动态图像。例如，可以将第1帧率设为240FPS。该第1帧率的值可以存储在帧率存储部32中，动态图像获取部1可以通过参考帧率存储部32来判定从通信部20获取到的动态图像是否为以第1帧率拍摄到的动态图像。

动态图像转换部2将获取到的动态图像转换为非压缩形式的动态图像。作为非压缩形式，例如可以设为Base64形式。但并不限于这样的例子，也可转换为其他的非压缩形式的动态图像。在获取到的动态图像为MP4形式的情况下，由于动态图像数据作了压缩，所以有时会出现再现丢失，从而有发生波形的失真之虞。因此，优选将以第1帧率拍摄到的动态图像在进行慢速再现前转换为非压缩形式。

动态图像再现部3将获取到的动态图像以比第1帧率低的第2帧率加以再现。再者，所谓“再现”，是以第2帧率来获取按时间序列变化的各个图像，可不将获取到的每一时间序列的图像显示到显示部上。其原因在于，以第2帧率获取到的动态图像并非以视听为目的，其目的在于供后文叙述的脉搏波提取部5用于脉搏波的提取。动态图像再现部3可以使用一般的移动终端中设置的用于再现动作的电路来再现动态图像。其中，动态图像再现部3在不让动态图像显示到显示部40上的情况下处理动态图像便足够，无须进行将动态图像显示到显示部40上的再现。但动态图像再现部3也可在将动态图像显示到显示部40上的同时处理动态图像。即，在本说明书中，“再现”动态图像这一情况包含使动态图像显示到显示部40上的情况和不让动态图像显示到显示部40上的情况。

此处，优选使用矩形波相关滤波器对第1区域501及第2区域502的动态图像进行处理，以从第1区域501及第2区域502的动态图像的数据中去除噪声。进而，优选根据帧率来改换矩形波相关滤波器的频带。因此，第1实施方式的血压信息推断装置100优选还具有滤波器控制部4，所述滤波器控制部4对利用获取到的动态图像来提取第1脉搏波及第2脉搏波用的矩形波相关滤波器的频带进行控制。此处，矩形波相关滤波器基本上是数字滤波器的一种。脉搏波的波形是往正侧和负侧两方传导信号的波形，呈中央往正侧大幅上升这样的形态。矩形波相关滤波器将这样的脉搏波的时间序列的形态提取出来。例如在以30FPS进行再现的情况下，脉搏波取决于人，并且根据条件而有所变化。因此，优选将包含整个28样本的形态这样的矩形波相关、24样本的矩形波相关、以及另一个20样本的矩形波相关这大致3个作多重叠加来进行再现，以便能覆盖脉搏波的时间变化。但这些样本数是配合30FPS时的时间宽度的情况下的例子，在以240FPS进行慢速再现时，由于时间密度上升，所以优选相应地将各者设为8倍来改换范围。即，优选在对帧率进行控制的同时对再现侧的去噪的矩形波相关的时间的关系也加以改换。

脉搏波提取部5根据再现出来的动态图像来提取第1区域501内的第1脉搏波以及第2区域502内的第2脉搏波。如图1所示，在将第1区域501设为手的根部附近的区域、将第2区域502设为指尖附近的区域的情况下，第2区域502处于相较于第1区域501而言离心脏远距离d程度的位置，所以，对应于该距离d而相较于第1脉搏波而言延迟检测到第2脉搏波。因而，可以根据该延迟时间Δt和距离d来算出脉搏波传播速度pwv(Pulse Wave Velocity)。

脉搏波传播速度算出部6根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差Δt以及规定距离d来算出脉搏波传播速度pwv(＝d/Δt)。

血压信息推断部7根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息。此处，血压信息优选包含与血压、血管年龄、动脉硬化度中的至少一者相关的信息。根据脉搏波传播速度来推断血压的方法于后文叙述。认为脉搏波传播速度越快则血管便越硬，因此，可以将脉搏波传播速度作为动脉硬化度的指标。此外，通过将算出的脉搏波传播速度与各年龄的健康人士的脉搏波传播速度的平均值进行比较，可以算出血管年龄。

显示部40将推断出的血压信息输出。例如，显示部40可对推断出的血压值进行显示。

(将第1帧率设为高速帧率的理由)

此处，对使用以比第2帧率高的第1帧率拍摄到的动态图像来检测脉搏波的理由进行说明。尽量增大第1区域501内所检测的脉搏波与第2区域502内所检测的脉搏波的时间上的延迟在准确地测定脉搏波传播速度方面是有利的。以往的非接触血压检测装置是根据像面部和手这样相隔1[m]左右的两点间的延迟时间和距离来算出脉搏波传播速度。

然而，在将规定部位设为手、将第1区域501设为手的根部的区域、将第2区域502设为指尖的区域的情况下，第1区域501与第2区域502之间的距离为15[cm]左右，脉搏波的延迟时间为2[msec]左右。通常而言，在用于录像的MP4下的再现帧率即30FPS下，采样时间为33[msec]，即便作了插补，分辨率也在10[msec]左右，因此，即便对以30FPS拍摄到的动态图像进行处理，也难以准确地求出2个脉搏波的延迟时间。

因此，在本实施方式的血压信息推断装置100中，以速度比第2帧率高的第1帧率来进行动态图像的拍摄以缩短采样时间，由此，得以准确地检测脉搏波的延迟时间。例如，通过将第1帧率设为240FPS，能使采样时间达到4.17[msec]，可以通过进行插补来获得1[msec]左右的分辨率，从而能应对脉搏波的延迟时间也就是约2[msec]。

(使第2帧率低于第1帧率的理由)

在希望使用智能手机等移动终端来实现本实施方式的血压信息推断装置的情况下，即便能以第1帧率进行拍摄，由于移动终端的图像处理能力低，因此也存在难以在第1帧率下2点同时进行脉搏波解析这一问题。

因此，优选将动态图像的拍摄时的帧率设为第1帧率、将脉搏波的再现时的帧率设为比第1帧率低的第2帧率(例如30FPS)，而不是实时进行解析。为此，在本实施方式的血压信息推断装置100中，将动态图像格式例如从MP4形式转换(素材转换)为Base64形式来加以保存，将以第1帧率拍摄到的动态图像以第2帧率加以慢速再现。

在人的视觉特性上，不会感到不适的动态图像的再现帧率据说为30FPS，一般的移动终端具备以30FPS来再现动态图像的功能。在将第2帧率设为30FPS的情况下，通过将以第1帧率即240FPS拍摄到的动态图像以30FPS加以再现，可以实现1/8倍的慢速再现。通过如此进行慢速再现，能精密地检测脉搏波的微小的变动，从而能准确地检测第1区域501与第2区域502之间产生的脉搏波的延迟时间。

此处例示的是将第2帧率设为30FPS、将第1帧率设为240FPS的情况，但并不限定于这样的例子。即，即便是此处例示的帧率以外的帧率，只要能准确地检测2个脉搏波的延迟时间，则也可将第1帧率及第2帧率设定为其他值的帧率。

接着，对本揭示的实施方式的血压信息推断方法进行说明。图3中对用于说明本揭示的第1实施方式的血压信息推断装置100的动作次序的流程图进行展示。

首先，在步骤S101中，通信部20从血压信息推断装置100的外部接收动态图像数据，由此，从外部输入所拍摄到的规定部位即手的动态图像。即，动态图像获取部1获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的规定部位内相隔规定距离d程度的第1区域501及第2区域502内的脉搏波的延迟时间。输入的动态图像的文件由动态图像获取部1获取并保存至动态图像存储部31。

此处，以动态图像获取部1所获取的动态图像为MP4形式的动态图像的情况为例来进行说明，但也可为其他形式的动态图像。此外，受检者的规定部位的动态图像不仅可由移动终端200中内置的摄像机来拍摄，也可为由其他终端拍摄到的动态图像文件。此外，以规定部位为手的情况为例来进行说明。

此处，预先拍摄到的动态图像例如是以比第2帧率(例如30FPS)高的第1帧率(例如240FPS)来拍摄的。但并不限于这样的例子，也可使用以960FPS等其他帧率拍摄到的动态图像。

接着，在步骤S102中，在动态图像转换部2中将获取到的规定部位的MP4形式的动态图像转换为非压缩形式的动态图像。作为非压缩形式，例如可以转换为Base64形式的动态图像。但也可将MP4形式的动态图像转换为其他的非压缩形式的动态图像。

此处，将MP4形式的动态图像转换为Base64形式等非压缩形式的动态图像的理由如下。即，MP4形式是根据终端的动作环境而降低动态图像品质来加以再现的形式，所以在平常的MP4的串流视频再现中，根据动作环境而再现步长不固定，在对拍摄到的动态图像进行再现的情况下，有脉搏波产生时间上的偏差的性质。在本实施方式的血压信息推断装置100中，须利用动态图像来精密地检测脉搏波，而在直接再现MP4形式的动态图像的情况下，有无法准确地检测出现脉搏波的波峰的时间之虞。因此，例如将MP4形式的动态图像转换保存为作为非压缩动态图像形式的ASCII码数据块形式的Base64形式并以一定间隔予以再现。Base64形式是将动态图像转换为ASCII码的文字信息的形式，能够实现ASCII码的每一块都没有时刻偏差的再现。利用这样的准确的块再现步长将保存动态图像再现2次来检测两点间的脉搏波的时间差。即便在如此改换帧率来录制动态图像的情况下，摄影本身对受检者的束缚时间在5～6秒左右即可，所以认为对受检者的负担小。

接着，在步骤S103中，动态图像再现部3将以第1帧率拍摄到的动态图像以第2帧率加以慢速再现。即，动态图像再现部3将获取到的动态图像以比第1帧率低的第2帧率加以再现。具体而言，动态图像再现部3将以第1帧率即240FPS记录下来的动态图像以低速模式的第2帧率(例如30FPS)加以再现。因而，在该情况下，再现速度变为30/240＝1/8倍，以超慢影像的形式加以再现。

接着，在步骤S104中，脉搏波提取部5利用1/8倍速的慢速再现图像来提取第1区域501即手的根部的区域的脉搏波波形。即，脉搏波提取部5根据再现出来的动态图像来提取第1区域501内的第1脉搏波以及第2区域502内的第2脉搏波。此处，手掌的动态图像中的第1区域501即手的根部的区域的位置坐标存储于存储部30中。在第1区域501的动态图像中，提取RGB的各分量中的G(绿色分量)的亮度变化作为脉搏波。提取到的脉搏波的波形示于图4。

此时，从第1帧率(240FPS)转换成第2帧率(30FPS)的动态图像的波形中包含平常的30FPS的动态图像的8倍的信息量，检测到的波形为8倍周期的波形。因此，滤波器控制部4以对应于平时的8倍的长度的波形的方式控制矩形波相关滤波器的频带。脉搏波提取部5使用经矩形波相关滤波器去除噪声后的波形来提取脉搏波。矩形波相关滤波器的频带控制于后文叙述。

接着，在步骤S105中，脉搏波提取部5根据第1区域501的脉搏波来检测第1区域的脉搏波波峰时间，并存储至第1脉搏波波峰时间存储部33。例如，在像图4的上侧的第1区域的脉搏波的图表所示那样在检测到的波形中出现了3个波峰的情况下，将出现各波峰的时间设为t₁₁、t₁₂、t₁₃而存储至第1脉搏波波峰时间存储部33。

接着，在步骤S106中，动态图像再现部3使动态图像回到0[sec]的位置而从开头起重复再现。在重复再现时，脉搏波提取部5将测定框改换到第2区域502。此处，手掌的动态图像中的第2区域502即手的指尖的区域的位置坐标存储于存储部30中。

接着，在步骤S107中，脉搏波提取部5根据第2区域502的脉搏波来检测第2区域的脉搏波波峰时间，并存储至第2脉搏波波峰时间存储部34。例如，在像图4的下侧的第2区域的脉搏波的图表所示那样在检测到的波形中出现了3个波峰的情况下，将出现各波峰的时间设为t₂₁、t₂₂、t₂₃而存储至第2脉搏波波峰时间存储部34。

接着，在步骤S108中，脉搏波传播速度算出部6根据第1区域及第2区域的各脉搏波波峰时间差的平均值和手掌的长度的平均值来算出脉搏波传播速度。即，脉搏波传播速度算出部6根据第1脉搏波及第2脉搏波各自的波峰的时间差以及规定距离d来算出脉搏波传播速度。具体而言，脉搏波传播速度算出部6从第1脉搏波波峰时间存储部33中读出第1区域501的脉搏波的波峰时间t₁₁、t₁₂、t₁₃，从第2脉搏波波峰时间存储部34中读出第2区域502的脉搏波的波峰时间t₂₁、t₂₂、t₂₃，算出各脉搏波的时间差Δt₁＝t₁₁－t₂₁、Δt₂＝t₁₂－t₂₂、Δt₃＝t₁₃－t₂₃，并算出这3个值的平均值(Δt)。其中，在算出多个脉搏波的时间差的平均值的情况下，不限于算出3个值的平均值，也可算出2个或4个以上的值的平均值。

此外，第1区域501与第2区域502之间的规定距离d可以使用作为平均值的15[cm]。但并不限于这样的例子，也可像后文叙述那样根据受检者的性别而根据男女的手掌的长度的平均值来调整规定距离d，也可根据受检者的手掌的实测值来调整规定距离d。脉搏波传播速度pwv可以通过规定距离d除以算出的脉搏波波峰时间差的平均值Δt(d/Δt)来算出。

接着，在步骤S109中，血压信息推断部7根据脉搏波传播速度与最高血压值的相关关系来推断最高血压值。即，血压信息推断部7根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息。存储部30优选存储有脉搏波传播速度与最高血压值(收缩压值)之间的统计上的相关关系有关的信息。再者，也可根据脉搏波传播速度来算出最低血压(舒张压)。图5中展示脉搏波传播速度与血压的关系(“用于血压的生物反馈的血压测定法的开发和应用”，生物反馈研究，1982年，9卷，p.28-31)。图5所示的图表可以分为3个大的区域。

第1区域是脉搏波传播速度pwv不到5.0[m/s]的区域。在该区域内，可以借助下式(1)算出血压P₀。

P₀＝(50.0×pwv)－150 (1)

第2区域是脉搏波传播速度pwv为5.0～17.0[m/s]的区域。在该区域内，可以借助下式(2)算出血压P₁。

P₁＝9.4×pwv (2)

第3区域是脉搏波传播速度pwv为17.0[m/s]以上的区域。在该区域内，可以借助下式(3)算出血压P₂。

P₂＝(17.5×pwv)－150 (3)

此处，对针对手掌这样的短距离间的脉搏波传播速度而将高速拍摄到的动态图像加以慢速再现的理由进行说明。在帧率为30FPS左右的平常摄影的情况下，采样时间为33[msec]左右，在作了插补的情况下变为10[msec]左右。

另一方面，根据图5所示的脉搏波传播速度与血压的关系的图表，与平常的血压的测定范围即90～180[mmHg]相对应的脉搏波传播速度约为6～24[m/s]。此时，若将手掌的平均长度设为15[cm]，则脉搏波的波峰时间差的识别范围为6.25～25[msec]。此时，若以血压5[mmHg]为目标分辨率，则需要在脉搏波中检测约2[msec]左右的时间差。

然而，在平常的帧率即30FPS下即便作了插补，也只能获得10[msec]左右的分辨率。因此，若利用智能手机等当中预先配备的第1帧率下的摄影功能，则iPhone(注册商标)能实现240FPS的高速摄影，获得采样时间4.17[msec]，若进行插补，则获得1[msec]左右的分辨率。

同样地，若是中端以上的安卓(注册商标)机，则能实现960FPS的高速摄影，获得采样时间1.04[msec]，若进行插补，则获得0.3[msec]左右的分辨率。

此外，特定机型能实现7680FPS的高速摄影，获得采样时间0.13[msec]，若进行插补，则获得0.04[msec]左右的分辨率。

如此，在以30FPS左右的帧率拍摄到的动态图像下难以准确地检测手掌这样的相隔15[cm]左右的2个区域内的脉搏波的延迟时间，而即便是手掌这样的小的部位，通过使用以第1帧率拍摄到的动态图像，也能准确地检测2个区域内的脉搏波的延迟时间，从而能准确地算出脉搏波传播速度。

接着，对第1帧率即240FPS的动态图像和第2帧率即30FPS的动态图像下的矩形波相关滤波器的改换进行说明。标准的脉搏数为50～100[拍/分钟]，要对其进行测定，优选对30FPS的动态图像重叠窗口宽度20、24、28样本的矩形波相关滤波器来设为带通型。当通过矩形波相关滤波器时，由于是带通滤波器，所以直流分量被截下，脉搏波以0为基准往正负变动。

相对于此，在将以第1帧率即240FPS拍摄到的动态图像以30FPS的第2帧率加以再现的情况下，周期被放大至8倍，所以优选将矩形波相关滤波器各自的窗口宽度改换为8倍。具体而言，将30FPS时的上述窗口宽度(20、24、28)分别改换为(160、192、224)。如此，通过根据帧率的变更来改换窗口宽度，可以对慢速再现出来的动态图像使用恰当的矩形波相关滤波器，从而能恰当地去除噪声。

如以上所说明，根据第1实施方式的血压信息推断装置，可以使用从外部输入的受检者的规定部位的动态图像来简便地推断血压信息。

[第2实施方式]

在上述第1实施方式的血压信息推断装置100中，对使用从外部输入的动态图像文件来推断血压信息的情况的例子进行了说明，而第2实施方式的血压信息推断装置与此不同，其特征在于，由血压信息推断装置本身来拍摄受检者的规定部位的动态图像。

图6中对用于说明使用本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置的测定的概要的图进行展示。第2实施方式的血压信息推断装置102拍摄受检者300的手301的动态图像，使用拍摄到的动态图像500来推断血压信息。

图7中对表示本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置102的构成的框图进行展示。第2实施方式的血压信息推断装置102除了图2所示的第1实施方式的血压信息推断装置100以外还具备图像识别部8、图像判定部9、摄影速度控制部11、已学习模型存储部35以及摄像机50。

图8中对用于说明本揭示的第2实施方式的血压信息推断装置102的动作次序的流程图进行展示。首先，在步骤S201中启动应用程序(应用)，摄像机50以第2帧率拍摄受检者300的手301的动态图像。摄像机50首先以第2帧率(30FPS)进行拍摄，以识别手的图像。此处，优选以低速的第2帧率来进行识别手的图像的情况下的动态图像的录制。其原因在于，手的图像识别优选实时执行，而若以高速的第1帧率来执行录制，则作为移动终端的血压信息推断装置102考虑到CPU的处理能力将难以实时进行处理。

接着，在步骤S202中识别手的图像。当将手301放在摄像机50前方时，图像识别部8使用已学习模型存储部35中存储的已进行了图像识别学习的模型从获取到的动态图像中识别规定部位即手的图像。即，在本实施方式中，图像识别部8像后文叙述那样在动态图像获取部1获取以第1帧率拍摄到的动态图像(步骤S208)之前从动态图像获取部所获取到的第2帧率的动态图像中识别规定部位的图像。

接着，在步骤S203中判断手301的识别是否已结束，在手的识别尚未结束的情况下，返回步骤S202再次执行手的图像的识别。在手301的识别已结束的情况下，开始脉搏波的测定。

接着，在步骤S204中，根据手的识别结果、以第1区域501即手掌的手腕侧最下部和第2区域502即指尖最上部各自的特征点为测定框将图像内的坐标位置存储至存储部30。

接着，在步骤S205中，图像判定部9判定是否合理地进行了手的图像的拍摄。即，图像判定部9在动态图像获取部1获取以第1帧率拍摄到的动态图像之前判定利用动态图像获取部1所获取到的第2帧率的动态图像能否检测到脉搏波。作为判定项目，例如判定有无镜面反射以及有无脉搏波。具体而言，直接以第2帧率(30FPS)获取第1区域501及第2区域502的2个测定框内的皮肤影像，由图像判定部9简易地查验有无镜面反射和有无脉搏波。

此处，在测定框内的RGB合计值为规定值以上的情况下，判断发生了镜面反射。当发生了镜面反射时，难以检测皮肤表面的颜色的变化，所以将判定结果设为“NG”。

此外，关于有无脉搏波，判断是否检测到了RGB的颜色信号中的绿色分量G的周期性的亮度变化，在未检测到的情况下，无法检测脉搏波，所以将判定结果设为“NG”。

此处，有无脉搏波使用的是以30FPS拍摄到的动态图像，所以滤波器控制部4对与33.3[msec]的采样时间相符的矩形波相关滤波器的频带级数进行控制来提取脉搏波。

在步骤S206中，对判定结果为“NG”还是“OK”进行判定，在“NG”的情况下，在步骤S207中进行“请改变与照明的位置来进行拍摄。”等的报知(警告)，由此来催促合理拍摄。

在图像判定部9判定为“OK”的情况下，在步骤S208中，摄影速度控制部11读出帧率存储部32中存储的第1帧率的设定值而以第1帧率即240FPS来执行手掌的动态图像的拍摄。

接着，在步骤S209中保存规定时间的手掌的动态图像。具体而言，使用摄像机50以MP4格式在第1帧率下进行约5[sec]左右的拍摄，并将动态图像记录至动态图像存储部31。

使用像以上那样拍摄到的手掌的动态图像来算出脉搏波传播速度，根据算出的脉搏波传播速度来推断血压信息。使用摄像机50所拍摄到的动态图像来推断血压信息的次序与第1实施方式的血压信息推断装置100相同，所以省略详细说明。

[第3实施方式]

在上述实施方式的血压信息推断装置中，展示了使用日本男性的平均值(例如15[cm])作为第1区域501的中心的位置与第2区域502的中心的位置之间的距离即规定距离d的例子。但规定距离d根据受检者的身高而变化。因而，在将拍摄用于测定血压的脉搏波的动态图像的部位设为手的情况下，要提高手上的脉搏波传播速度pwv的绝对精度，须准确地求出准确的传播时间t和成为脉搏波的传播路径的规定距离。

使用移动终端难以简易地测量手的大小，但受检者通常了解自己的身高的值，从而可以根据身高的值来推断规定距离。例如，根据AIST的统计数据等而知晓身高与手的长度(手长)的相关性(例如，河内真纪子，2012：AIST日本人的手的尺寸数据。https://www.airc.aist.go.jp/dhrt/hand/index.html)。此处，所谓“手长”，是指张开手(手指和手掌)的状态下的手腕的皱纹到中指的顶端的直线距离。

因此，第3实施方式的血压信息推断装置的特征在于，输入受检者的身高值和性别而根据身高值来推断手长，使用根据手长推断出的规定距离来算出血压。

图9中对表示本揭示的第3实施方式的血压信息推断装置103的构成的框图进行展示。第3实施方式的血压信息推断装置103与第2实施方式的血压信息推断装置102的不同点在于，还具有输入部70和规定距离算出部12，所述输入部70输入与要测定血压的受检者的性别相关的信息以及身高的值，所述规定距离算出部12基于根据与性别相关的信息以及身高的值加以推断的手长来算出规定距离。第3实施方式的血压信息推断装置103中的其他构成与第2实施方式的血压信息推断装置102中的构成相同，所以省略详细说明。

输入部70可包含显示部40上显示的、用于输入性别(男性或女性)的图标和用于输入身高的值的图标。作为输入性别的方法，例如可在显示部40上显示的图标上直接输入“男性”或“女性”等文字。或者，也可通过触摸显示部40上显示的用于选择男性或女性的图标来选择男性或女性中的任一者。

此外，作为输入身高的值的方法，例如可在显示部40上显示的图标上直接输入身高的值。或者，也可通过触摸显示部40上显示的图标而使身高的值滚动来选择身高的值。

或者，输入部70也可通过语音识别来识别并输入受检者的性别及身高的值。

此外，在从外部输入受检者的手的动态图像来加以利用的情况下，可使动态图像文件名包含与用于识别性别的信息以及身高的值相关的信息。例如，在受检者为男性的情况下，可使表示是男性这一情况的“M”这一文字包含在动态图像文件名中，由此来识别受检者为男性。此外，在受检者的身高为170cm的情况下，可使动态图像文件名包含“170”这一文字。其中，包含到动态图像文件中的文字不限定于这些例子，也可通过使文件名包含其他文字来输入与性别及身高相关的信息。

关于借助输入部70来输入受检者的性别及身高的值的时机，须在血压信息推断部7算出受检者的血压之前进行输入。例如，输入部70可在拍摄受检者的手的动态图像之前输入受检者的性别及身高的值。因此，例如可在利用摄像机50来拍摄受检者的手的动态图像之前在显示部40上进行督促将受检者的性别及身高的值输入至输入部70的显示，或者通过语音指引来输出督促将性别及身高的值输入至输入部70的语音。

(身高与手长的关系)

下述表1展示日本男性的身高与手长的关系的例子，表2展示日本女性的身高与手长的关系的例子。

[表1]

表1日本男性的身高与手长的关系的例子

	身高[mm]	手长[mm]
			最小值	1560	163.5
平均值	1716	183.4
			最大值	1890	203.7

[表2]

表2日本女性的身高与手长的关系的例子

	身高[mm]	手长[mm]
			最小值	1480	150.6
平均值	1589	169.3
			最大值	1720	191.6

图10A中对表示日本男性的身高与手长的关系的图表进行展示。图10B中对表示日本女性的身高与手长的关系的图表进行展示。图10A及图10B是分别对表1及表2所示的数据进行绘制得到的。如根据图10A及图10B所知，在身高的最小值到最大值的范围内，手长与身高的值处于线性关系。例如，若将手长设为y[mm]、将身高设为x[mm]，则可以通过最小二乘法以下述式(4)来近似图10A所示的直线。

y＝0.1217x－26.068 (4)

因而，只要使用式(4)，便可以根据最小值起到最大值为止的任意身高值来算出手长。但根据身高的值来算出手长的公式并不限定于上述式(4)。

上述式(4)可以存储在存储部30中。规定距离推断部12可以从输入部70获取身高的值而使用从存储部30读出的式(4)来算出手长。

但规定距离推断部12根据身高的值来推断手长的方法并不限定于使用式(4)那样的数式的情况。例如，也可将使身高的值与手长作了对应的数据库存储在存储部30中，规定距离推断部12选择与从输入部70获取到的身高的值相对应的手长的值。

(基于手长的脉搏波传播路径的算出)

如上所述，可以根据身高的值来求手长。此处，本实施例中用于算出脉搏波的传播速度的规定距离与手长不一致。其原因在于，要获得根据血流而变化的皮肤的图像就需要规定面积，而皱纹的部分不平坦，指尖无法确保足够检测脉搏波的面积，所以将第1区域501及第2区域502的位置设为相较于皱纹及指尖而言靠内侧的位置。

图11展示受检者的手长y与规定距离d'的关系。如图11所示，第1区域501的中心位置是设为从皱纹500a朝指尖侧移动第1修正值a程度的位置。此外，第2区域502的中心位置是设为从指尖500b朝手的根部侧移动第2修正值b程度的位置。因而，规定距离d'与手长y之间存在下述式(5)的关系。

d'＝y－a－b (5)

使用上述的式(4)及式(5)，可以根据输入到输入部70的身高的值来算出规定距离d'。作为一例，对受检者为男性、身高为1700[mm]的情况进行说明。此外，例如将第1修正值a设为20[mm]，将第2修正值b设为10[mm]。如此一来，首先可以使用式(4)而像下面那样算出手长y。

y＝(0.1217×1700)－26.068＝180.822[mm]

此外，可以使用式(5)而像下面那样算出规定距离d'。

d'＝180.822－20－10＝150.822[mm]

如上所述，根据第3实施方式的血压信息推断装置103，可以根据受检者的性别及身高的值来准确地算出规定距离，所以能更准确地算出血压信息。

在以上的说明中，以推断人的血压信息的情况为例进行了说明，但只要是使血液从心脏循环至体内的生物，便不限定于人，对于其他生物也可以使用本实施方式的血压信息推断装置。

根据本实施方式的血压信息推断装置，能简便地进行血压的检查来实现以下目的的筛查：进行住进养老院的老人、在施工现场等进行劳动的重体力劳动作业人员的健康状态管理。

以往的袖带式血压计每当进行测定时，须卷起袖子以在上臂或手腕上缠绕袖带，这一作业对于受检者而言是强制性的而且麻烦，而根据本实施方式的血压信息推断装置，只需将手等规定部位朝向移动终端等的摄像机即可，无须缠绕袖带，所以能以非接触的方式简便地进行血压测定。

进而，以往的血压计须让受检者直接穿戴装置来进行测定，而根据本实施方式的血压信息推断装置，只需发送对手掌进行5～10秒钟的拍摄得到的动态图像文件便能在接收侧测定血压，所以能进行未备有血压计的受检者、身处受灾地或远方的受检者的健康检查。

此外，用于锻炼大脑的练习对于有点高血压的老年人而言，有因紧张所引起的血压上升而导致中风的风险增大之虞。根据本实施方式的血压信息推断装置，能在进行大脑的锻炼的同时简易地进行血压检查，所以能在对血压进行管理的情况下恰当地进行大脑的锻炼。

此外，通过观察血压的变化，容易了解正念等所带来的改善植物性神经的平衡的效果，但若是在正念实施后才进行袖带式血压测定，则存在特意获得的改善状态回到原来的样子的情况。根据本实施方式的血压信息推断装置，能在不对受检者造成负担的情况下进行血压测定，因此可以从血压的变化的观点出发来正确地评价正念的效果。

Claims (12)

1.一种血压信息推断装置，其特征在于，具有：

动态图像获取部，其获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的所述规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间；

动态图像再现部，其将获取到的所述动态图像以比所述第1帧率低的第2帧率加以再现；

脉搏波提取部，其根据再现出来的所述动态图像来提取所述第1区域内的第1脉搏波以及所述第2区域内的第2脉搏波；

脉搏波传播速度算出部，其根据所述第1脉搏波及所述第2脉搏波各自的波峰的时间差以及所述规定距离来算出脉搏波传播速度；

血压信息推断部，其根据算出的所述脉搏波传播速度来推断血压信息；以及

输出部，其将推断出的所述血压信息输出。

2.根据权利要求1所述的血压信息推断装置，其特征在于，

还具有动态图像转换部，所述动态图像转换部将获取到的所述动态图像转换为非压缩形式的动态图像。

3.根据权利要求1或2所述的血压信息推断装置，其特征在于，

还具有滤波器控制部，所述滤波器控制部对利用获取到的所述动态图像来提取所述第1脉搏波及所述第2脉搏波用的矩形波相关滤波器的频带进行控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的血压信息推断装置，其特征在于，

还具有图像识别部，在所述动态图像获取部获取以所述第1帧率拍摄到的所述动态图像之前，所述图像识别部从所述动态图像获取部所获取到的所述第2帧率的动态图像中识别所述规定部位的图像。

5.根据权利要求4所述的血压信息推断装置，其特征在于，

所述图像识别部使用已进行了图像识别学习的模型从获取到的所述动态图像中识别所述规定部位的图像。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的血压信息推断装置，其特征在于，

还具有图像判定部，在所述动态图像获取部获取以所述第1帧率拍摄到的所述动态图像之前，所述图像判定部判定利用所述动态图像获取部所获取到的所述第2帧率的动态图像能否检测到脉搏波。

7.根据权利要求6所述的血压信息推断装置，其特征在于，

在利用获取到的所述动态图像无法检测到脉搏波的情况下，所述图像判定部发出警告。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的血压信息推断装置，其特征在于，

所述血压信息包含与血压、血管年龄、动脉硬化度中的至少一者相关的信息。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的血压信息推断装置，其特征在于，

所述规定部位为手。

10.根据权利要求9所述的血压信息推断装置，其特征在于，还具有：

输入部，其输入与要测定血压的受检者的性别相关的信息以及身高的值；以及

规定距离算出部，其基于根据与所述性别相关的信息以及身高的值加以推断的手长来算出所述规定距离。

11.一种血压信息推断方法，其特征在于，

动态图像获取部获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的所述规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间，

动态图像再现部将获取到的所述动态图像以比所述第1帧率低的第2帧率加以再现，

脉搏波提取部根据再现出来的所述动态图像来提取所述第1区域内的第1脉搏波以及所述第2区域内的第2脉搏波，

脉搏波传播速度算出部根据所述第1脉搏波及所述第2脉搏波各自的波峰的时间差以及所述规定距离来算出脉搏波传播速度，

血压信息推断部根据算出的所述脉搏波传播速度来推断血压信息，

输出部将推断出的所述血压信息输出。

12.一种血压信息推断程序，其特征在于，让计算机执行以下各步骤：

获取以第1帧率拍摄规定部位得到的动态图像，以检测在生物体的所述规定部位内相隔规定距离程度的第1区域及第2区域内的脉搏波的延迟时间，

将获取到的所述动态图像以比所述第1帧率低的第2帧率加以再现，

根据再现出来的所述动态图像来提取所述第1区域内的第1脉搏波以及所述第2区域内的第2脉搏波，

根据所述第1脉搏波及所述第2脉搏波各自的波峰的时间差以及所述规定距离来算出脉搏波传播速度，

根据算出的所述脉搏波传播速度来推断血压信息，

将推断出的所述血压信息输出。