DE112021000328T5

DE112021000328T5 - Vorrichtung, verfahren und programm zur messung biologischer signale

Info

Publication number: DE112021000328T5
Application number: DE112021000328.3T
Authority: DE
Inventors: Naomi Matsumura; Yasuhiro Kawabata; Kenji Fujii; Reiji Fujita; Akito Ito; Yuki SAKAGUCHI
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-10-06
Also published as: JP2021129838A; CN114980808A; WO2021166616A1; US20220386882A1

Abstract

Während der Energieverbrauch unterdrückt wird, werden biologische Informationen ausnahmslos gemessen, wenn sich der Zustand eines Subjekts ändert. Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um ein biologisches Signal, das sich auf einen Herzschlag des Subjekts bezieht, von einem biometrischen Sensor zu erhalten, ein Merkmal des biologischen Signals aus dem erfassten biologischen Signal zu erkennen, eine anormale Änderung des Merkmals auf der Grundlage des erfassten Merkmals und einer im Voraus festgelegten ersten Schwellenwertinformation zu bestimmen, einen Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf einen kontinuierlichen Betriebsmodus einzustellen, wenn die anormale Änderung des Merkmals bestimmt wird, und den Betriebsmodus des biometrischen Sensors in einem Zeitraum ohne die anormale Änderung auf einen intermittierenden Betriebsmodus einzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Programm zur Messung biologischer Signale, beispielsweise zur Messung eines biologischen Signals einer Person.
STAND DER TECHNIK
Eine Pulswelle ist zum Beispiel als eines von biologischen Signalen bekannt. Die Pulswelle ist ein Signal mit periodischer Wellenform, das durch das Pulsieren der Aorta als Reaktion auf den Herzschlag erzeugt wird. Die Geschwindigkeit der Pulswelle (PWV), die durch die Arterie fließt, steht in Korrelation mit der Volumenelastizität des Blutgefäßes. Die Volumenelastizität nimmt mit steigendem Blutdruck zu, so dass der Blutdruck und das Fortschreiten einer Arteriosklerose anhand der Pulswellengeschwindigkeit abgeschätzt werden können. Die Pulswellengeschwindigkeit kann durch Messung der Pulslaufzeit (PTT) ermittelt werden, d. h. der Zeit, die eine Pulswelle benötigt, um zwischen zwei verschiedenen Punkten in der Arterie zu verlaufen.
Wie in Patentschrift 1 beschrieben, berechnet eine bekannte Technik zur Messung der Pulslaufzeit (PTT) die Pulslaufzeit bei der Messung des Blutdrucks basierend auf Ausgaben eines am Körper einer Person angebrachten Elektrokardiogrammsensors (EKG) und eines am Ohr der Person angebrachten photoelektrischen Sensors, der Plethysmographie (PPG) anwendet. Wie in Patentschrift 2 beschrieben, berechnet eine andere bekannte Technik auch die Pulslaufzeit bei der Messung des Blutdrucks basierend auf der Pulswelle, die von PPG-Sensoren gemessen wird, die an zwei verschiedenen Punkten der Arterie angeordnet sind.
Leider verwendet der PPG-Sensor, der zur Messung der Pulslaufzeit verwendet wird, üblicherweise eine Leuchtdiode (LED) als lichtemittierendes Element und verbraucht somit mehr Strom als andere biometrische Sensoren, wie beispielsweise EKG-Sensoren. Wenn also der Blutdruck während des Schlafs (zum Beispiel acht Stunden) kontinuierlich mit einem Blutdruckmonitor gemessen wird, beispielsweise unter Verwendung des PPG-Sensors, kann es sein, dass die Messung aufgrund einer zu geringen Batteriekapazität nicht während des gesamten Zielmesszeitraums durchgeführt wird.
Vor diesem Hintergrund haben die Erfinder vorgeschlagen, den Energieverbrauch zu reduzieren, indem ein lichtemittierendes Element eines PPG-Sensors einen intermittierenden Lichtemissionsbetrieb durchführt.
LITERATURLISTE
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 5984088 B
Patentschrift 2: JP H7-327940

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technische Aufgabe
Leider kann es dazu kommen, wenn das lichtemittierende Element des PPG-Sensors den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb durchführt, dass während eines Zeitraums, in dem der Lichtemissionsbetrieb nicht durchgeführt wird, keine Pulswelle erfasst wird, was zu einem Mangel an Blutdruckmessdaten führt. Wenn also ein Mediziner oder dergleichen versucht, eine Situation, in der sich der Blutdruck einer Person aufgrund einer bestimmten Ursache, zum Beispiel während des Schlafs, anormal verändert hat, später im Detail zu untersuchen, kann das Fehlen der Blutdruckmessdaten die Untersuchungsarbeit behindern.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehenden Umstandes gemacht, und ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung stellt eine Technik bereit, die es ermöglicht, biologische Informationen in einem Fall ausnahmslos zu messen, in dem sich ein Zustand eines Subjekts ändert, während der Energieverbrauch unterdrückt wird.
Lösung der Aufgabe
Ein Gesichtspunkt einer Vorrichtung zur Messung eines biologischen Signals oder eines Verfahrens zur Messung eines biologischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um ein biologisches Signal, das sich auf einen Herzschlag eines Subjekts bezieht, von einem biometrischen Sensor zu erhalten, ein Merkmal des biologischen Signals aus dem erfassten biologischen Signal zu erkennen, eine anormale Änderung des Merkmals auf der Grundlage des erfassten Merkmals und einer im Voraus festgelegten ersten Schwellenwertinformation zu bestimmen, einen Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf einen kontinuierlichen Betriebsmodus einzustellen, wenn die anormale Änderung des Merkmals bestimmt wird, und den Betriebsmodus des biometrischen Sensors in einem Zeitraum ohne die anormale Änderung auf einen intermittierenden Betriebsmodus einzustellen.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung arbeitet der biometrische Sensor in einem intermittierenden Betriebsmodus, wenn die Änderung des aus dem biologischen Signal erfassten Merkmals innerhalb eines normalen Bereichs liegt, wodurch der Energieverbrauch des biometrischen Sensors unterdrückt und die Dauer der Nutzung der Vorrichtung verlängert werden kann. Andererseits wird der Betriebsmodus des biometrischen Sensors in den kontinuierlichen Betriebsmodus versetzt, wenn die Änderung des vom biologischen Signal erfassten Merkmals als anormal eingestuft wird. So kann in einem Zustand, in dem das Merkmal des biologischen Signals auf eine anormale Änderung hinweist, das biologische Signal ausnahmslos gemessen werden, was eine genaue Untersuchung des biologischen Signals ermöglicht.
Somit kann ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Technik bereitstellen, die es ermöglicht, ein biologisches Signal unter einer anormalen Bedingung ausnahmslos zu messen, während der Energieverbrauch zu normalen Zeiten unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Gesamtkonfiguration einer Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht, die eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Messung biologischer Signale gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration auf einer Seite einer vorderen Oberfläche einer Befestigungseinheit der in 1 dargestellten Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der in 1 veranschaulichten Befestigungseinheit der Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht.
4 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Zustands veranschaulicht, in dem die Befestigungseinheit der in 1 veranschaulichten Blutdruckmessvorrichtung an einer Oberarmpartie eines Subjekts angebracht ist.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration der in
1 veranschaulichten Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Softwarekonfiguration der in
1 veranschaulichten Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren und den Inhalt der Verarbeitung veranschaulicht, die von einer Blutdruckmesseinheit der in 6 dargestellten Blutdruckmessvorrichtung ausgeführt wird.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang und den Inhalt der Reaktionsverarbeitung zur Bestimmung einer biologischen Anomalie in dem in 7 dargestellten Flussdiagramm veranschaulicht.
9 ist ein Wellenformdiagramm, das einen ersten beispielhaften Betrieb der Blutdruckmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist ein Wellenformdiagramm, das einen zweiten beispielhaften Betrieb der Blutdruckmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Softwarekonfiguration der Blutdruckmessvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren und den Inhalt der Verarbeitung veranschaulicht, die von einer Blutdruckmesseinheit der in 11 dargestellten Blutdruckmessvorrichtung ausgeführt wird.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang und den Inhalt der Reaktionsverarbeitung zur Bestimmung einer biologischen Anomalie in dem in 12 dargestellten Flussdiagramm veranschaulicht.
14 ist ein Wellenformdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
15 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Softwarekonfiguration der Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren und den Inhalt der Verarbeitung veranschaulicht, die von einer Blutdruckmesseinheit der in 15 dargestellten Blutdruckmessvorrichtung ausgeführt wird.
17 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang und den Inhalt der Reaktionsverarbeitung zur Bestimmung einer biologischen Anomalie in dem in 16 dargestellten Flussdiagramm veranschaulicht.
18 ist ein Wellenformdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Blutdruckmessvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Typs von Pulswellenmerkmalen veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden basierend auf den Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen dienen jedoch in jeder Hinsicht lediglich zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung.
Erste Ausführungsform
Konfigurationsbeispiel
(1) Gesamtkonfiguration der Vorrichtung
1 ist ein Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer Blutdruckmessvorrichtung veranschaulicht, die eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Messung biologischer Signale gemäß der vorliegenden Erfindung ist. 5 und 6 sind Blockdiagramme, die jeweils die Hardwarekonfiguration und die Softwarekonfiguration der in 1 veranschaulichten Blutdruckmessvorrichtung veranschaulichen.
Die Blutdruckmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform schließt eine Befestigungseinheit 10 und eine Blutdruckmesseinheit 20, die mit der Befestigungseinheit 10 zu verbinden ist, ein. 1 veranschaulicht einen Fall, in dem die Befestigungseinheit 10 und die Blutdruckmesseinheit 20 separat konfiguriert sind, aber die Blutdruckmesseinheit 20 und die Befestigungseinheit 10 können einstückig bereitgestellt werden, damit die Blutdruckmessvorrichtung als sogenannte tragbare Vorrichtung betrieben werden kann.
(2) Befestigungseinheit 10
Die Befestigungseinheit 10 wird an einem Oberarmteil 1 eines Subjekts angebracht, wie in 1 veranschaulicht. 2 veranschaulicht ein Konfigurationsbeispiel auf einer Seite einer vorderen Oberfläche der Befestigungseinheit 10 und 3 veranschaulicht ein Konfigurationsbeispiel auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der Befestigungseinheit 10.
Die Befestigungseinheit 10 schließt einen Gurtabschnitt 11 ein, der beispielsweise aus flexiblem Harz oder Fasern gebildet ist, und schließt eine Befestigungseinheitsschaltungseinheit 12 ein, die auf einer Seite einer vorderen Oberfläche des Gurtabschnitts 11 angeordnet ist. Die Befestigungseinheitsschaltungseinheit 12 schließt eine Bedieneinheit 13, eine Anzeigeeinheit 14, eine elektrokardiographische (EKG)-Erfassungseinheit 32 eines nachstehend beschriebenen EKG-Sensors 30 und eine Pulsgebereinheit 42 eines Pulswellensensors 40 ein.
Die Bedieneinheit 13 schließt zum Beispiel einen Drucktastenschalter ein und wird verwendet, um eine Anweisung zum Starten/Beenden der Blutdruckmessung, eine Anweisung zum Anzeigen oder Übertragen von Blutdruckmessdaten und dergleichen einzugeben. Die Anzeigeeinheit 14 verwendet zum Beispiel einen Flüssigkristall oder eine organische Elektrolumineszenz (EL) als Anzeigevorrichtung und dient zum Anzeigen der Blutdruckmessdaten und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die Bedieneinheit 13 und die Anzeigeeinheit 14 durch eine Tablet-Vorrichtung mit einer Folie für ein Touchpanel, die auf einem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit angeordnet ist, gebildet werden können.
Andererseits ist, wie in 3 veranschaulicht, eine Elektrodengruppe 31 des EKG-Sensors 30 auf der Seite der hinteren Oberfläche des Gurtabschnitts 11 in Längsrichtung des Gurtabschnitts 11 angeordnet. Die Elektrodengruppe 31 schließt eine Mehrzahl (sechs in diesem Beispiel) von Elektroden 311 bis 316 ein, die in gleichem Abstand angeordnet sind und mit der Haut des Subjekts in Kontakt gebracht werden, um ein EKG-Signal zu erfassen. Wie in 3 veranschaulicht, ist die Anordnungsposition der Elektrodengruppe 31 in Breitenrichtung des Gurtabschnitts 11 so eingestellt, dass sie nahe einer Schulter des Subjekts liegt. Dadurch kann der EKG-Sensor 30 das EKG-Signal an einer Position erfassen, die möglichst nahe am Herzen des Subjekts liegt.
Wie in 5 veranschaulicht, schließt die EKG-Erfassungseinheit 32 des EKG-Sensors 30 eine Schalterschaltung 321, eine Subtraktionsschaltung 322 und ein analoges Frontend (AFE) 323 ein. Die Schalterschaltung 321 wählt zwei der sechs Elektroden 311 bis 316, die mit der Subtraktionsschaltung 322 verbunden werden sollen, basierend auf einem Schaltsteuersignal aus, das von einer Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 ausgegeben wird, die nachstehend beschrieben ist. Die Subtraktionsschaltung 322 schließt zum Beispiel einen Instrumentenverstärker ein und gibt eine Potentialdifferenz zwischen Signalen aus, die von den zwei Elektroden ausgegeben werden, die wie vorstehend beschrieben von der Schalterschaltung 321 ausgewählt wurden. Das AFE 323 schließt zum Beispiel einen Tiefpassfilter (LPF), einen Verstärker und einen Analog-Digital-Wandler ein. Der LPF entfernt unerwünschte Rauschkomponenten aus dem Potenzialdifferenzsignal, das von der Subtraktionsschaltung 322 wie vorstehend beschrieben ausgegeben wird. Das resultierende Signal wird durch den Verstärker verstärkt und dann durch den Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt. Dieses durch die Umwandlung erhaltene digitale Signal wird als EKG-Signal an die Blutdruckmesseinheit 20 ausgegeben.
Auf der Seite der hinteren Oberfläche des Gurtabschnitts 11 ist ein photoelektrischer Sensor 41 des Pulswellensensors 40 an einem in Längs- und Breitenrichtung im Wesentlichen mittleren Abschnitt des Gurtabschnitts 11 angeordnet. Der photoelektrische Sensor 41 schließt eine Leuchtdiode (LED) 411, die als lichtemittierendes Element dient, und eine Photodiode (PD) 412, die als lichtempfangendes Element dient, ein. Die LED 411 emittiert Licht auf eine Hautoberfläche des Oberarmteils 1. Die PD 412 empfängt reflektiertes Licht, d. h. das emittierte Licht, das von der Hautoberfläche reflektiert wird. Ein elektrisches Signal, das der Intensität des so empfangenen Lichts entspricht, wird an die Pulsgebereinheit 42 ausgegeben.
Die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40 schließt eine Stromfluss- und Spannungserfassungsschaltung 421 ein. Die Stromfluss- und Spannungserfassungsschaltung 421 steuert die LED 411 für die intermittierende oder kontinuierliche Lichtemission basierend auf einem Lichtemissionssteuersignal, das von der Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 ausgegeben wird, an. Im Folgenden wird der Steuerungsvorgang für die intermittierende Lichtemission im Detail beschrieben. Die Stromfluss- und Spannungserfassungsschaltung 421 entfernt eine Rauschkomponente aus dem elektrischen Signal, das von der PD 412 ausgegebenen wird, verstärkt das resultierende Signal auf einen vorbestimmten Pegel, wandelt das Signal in ein digitales Signal um und gibt das Pulswellensignal einschließlich des so umgewandelten digitalen Signals an die Blutdruckmesseinheit 20 aus.
Obwohl nicht veranschaulicht, sind ein Schlaufen-Oberflächenelement und ein Haken-Oberflächenelement, die einen Oberflächenverschluss bilden, auf der Seite der vorderen Oberfläche bzw. auf der Seite der hinteren Oberfläche des Gurtabschnitts 11 angebracht. Mit dem Oberflächenverschluss wird die Befestigungseinheit 10 fixiert, wenn der Gurtabschnitt 11 in Umfangsrichtung des Oberarmteils 1 des Subjekts gewickelt ist. 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Zustands veranschaulicht, in dem die Befestigungseinheit 10 an dem Oberarmteil 1 angebracht ist.
(3) Blutdruckmesseinheit
Die Blutdruckmesseinheit 20 schließt die Steuereinheit 21 ein, die einen Hardware-Prozessor, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einschließt, und weist eine Programmspeichereinheit 22, eine Datenspeichereinheit 23 und eine mit der Steuereinheit 21 verbundene Kommunikationseinheit 24 auf. Die Blutdruckmesseinheit 20 schließt eine Energieschaltung 25 ein.
Die Kommunikationseinheit 24 dient dazu, die Blutdruckmessdaten unter Steuerung durch die Steuereinheit 21 beispielsweise an ein nicht veranschaulichtes Informationsterminal zu übertragen. Eine zu verwendende Kommunikationsschnittstelle schließt eine Schnittstelle ein, die einen Datenkommunikationsstandard mit geringer Leistung, wie z. B. Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen), verwendet. Als Informationsterminal wird beispielsweise ein Smartphone oder ein Personalcomputer verwendet.
Die Energieschaltung 25 erzeugt basierend auf der Ausgabe einer Batterie 251 eine erforderliche Versorgungsspannung Vcc und liefert die erzeugte Versorgungsspannung Vcc an jede Einheit der Blutdruckmesseinheit 20 und an die Befestigungseinheitsschaltungseinheit 12 der Befestigungseinheit 10.
Die Programmspeichereinheit 22 schließt zum Beispiel Folgendes ein: ein Speichermedium, das eine Kombination aus einem nichtflüchtigen Speicher, in den bzw. aus dem nach Bedarf geschrieben und gelesen werden kann, wie z. B. einem Festplattenlaufwerk (HDD) oder einem Solid State-Laufwerk (SSD), und einem nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. einem Festwertspeicher (ROM), ist, und Programme speichert, die für die Ausführung verschiedener Arten der Steuerungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, sowie Middleware, wie z. B. ein Betriebssystem (OS).
Die Datenspeichereinheit 23 schließt zum Beispiel ein Speichermedium ein, das eine Kombination aus einem nichtflüchtigen Speicher, in den bzw. aus dem nach Bedarf geschrieben und gelesen werden kann, wie eine HDD oder eine SSD, und einem flüchtigen Speicher, wie einem Direktzugriffsspeicher (RAM), ist, und schließt eine EKG-Signalspeichereinheit 231, eine Pulswellensignalspeichereinheit 232, eine PTT-Datenspeichereinheit 233 und eine Blutdruckdatenspeichereinheit 234 als Hauptspeicherbereiche für die Implementierung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein.
Die EKG-Signalspeichereinheit 231 dient zur chronologischen Speicherung der vom EKG-Sensor 30 ausgegebenen EKG-Signale. Die Pulswellensignalspeichereinheit 232 wird verwendet, um die vom Pulswellensensor 40 ausgegebenen Pulswellensignale chronologisch zu speichern. Die PTT-Datenspeichereinheit 233 wird verwendet, um die von der Steuereinheit 21 berechnete PTT wie nachstehend beschrieben zu speichern. Die Blutdruckdatenspeichereinheit 234 wird verwendet, um die von der Steuereinheit 21 geschätzten Blutdruckdaten zu speichern, wie nachstehend beschrieben.
Die Steuereinheit 21 schließt eine EKG-Signalerabrufeinheit 211, eine R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 212 und eine Pulswellensignalabrufeinheit 213, eine Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 214 und eine Pulslaufzeitberechnungseinheit 215, eine Blutdruckschätzeinheit 216, eine Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217, eine Lichtemissionssteuereinheit 218 und eine Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 als Verarbeitungsfunktionen zur Umsetzung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein. Jede dieser Verarbeitungseinheiten 211 bis 219 wird durch den Hardware-Prozessor der Steuereinheit 21 implementiert, die ein in der Programmspeichereinheit 22 gespeichertes Programm ausführt.
Die EKG-Signalabrufeinheit 211 führt die Verarbeitung des Abrufens der EKG-Signale, die von der EKG-Erfassungseinheit 32 des EKG-Sensors 30 ausgegeben werden, aus und speichert die erhaltenen EKG-Signale vorübergehend und chronologisch in der EKG-Signalspeichereinheit 231. Die R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 212 führt die Verarbeitung des EKG-Signals aus der EKG-Signalspeichereinheit 231 aus und erfasst aus dem EKG-Signal eine R-Wellenspitze RP, die beispielsweise eines der Merkmale des EKG-Signals ist.
Die Pulswellensignalabrufeinheit 213 führt die Verarbeitung des Erhaltens von Pulswellensignalen aus, die von der Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40 ausgegeben werden, und speichert die Pulswellensignale vorübergehend und chronologisch in der Pulswellensignalspeichereinheit 232. Die Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 214 führt die Verarbeitung des Lesens des ersten Pulswellensignals aus der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 aus und erfasst aus dem Pulswellensignal die ansteigende Pulswelle PS, die beispielsweise eines der Merkmale des ersten Pulswellensignals ist.
Die Pulslaufzeitberechnungseinheit 215 berechnet die Pulslaufzeit (PTT) auf der Grundlage einer Zeitdifferenz zwischen der von der R-Wellenspitze-Erfassungseinheit 212 erfassten R-Wellenspitze RP und dem von der Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 214 erfassten Pulswellenanstieg PS. Dann führt die Pulslaufzeitberechnungseinheit 215 die Verarbeitung der Speicherung des berechneten PTT-Wertes in der PTT-Datenspeichereinheit 233 durch.
Die Blutdruckschätzeinheit 216 führt eine Verarbeitung zur Schätzung eines Blutdruckwerts durch, der dem PTT-Wert entspricht, indem sie beispielsweise eine Umrechnungstabelle verwendet, welche die Beziehung zwischen PTT- und Blutdruckwerten angibt, die im Voraus in der Datenspeichereinheit 23 gespeichert wurden, oder indem sie eine Umrechnungsformel für den PTT-Wert verwendet, die in der PTT-Datenspeichereinheit 233 gespeichert ist.
Die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 liest PTT-Daten aus der PTT-Datenspeichereinheit 233 und überwacht eine Abnahme und einen Anstieg des PTT-Wertes in einer Einheitsperiode. Erreicht oder übersteigt ein Abfall des PTT-Wertes während des Zeitraums der Einheit einen im Voraus festgelegten Schwellenwert, wird eine Anomalie des PTT-Wertes festgestellt. Die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 stellt fest, dass der PTT-Wert wieder in den Normalbereich zurückkehrt, wenn der PTT-Wert während der Einheitsperiode nach der Bestimmung des Auftretens der Anomalie über einen im Voraus festgelegten Schwellenwert ansteigt. Dann führt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 eine Verarbeitung zur Benachrichtigung der Lichtemissionssteuereinheit 218 und der Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 über das Bestimmungsergebnis durch.
Die Lichtemissionssteuereinheit 218 steuert einen Lichtemissionssteuerungsmodus des Pulswellensensors 40 auf der Grundlage des Ergebnisses der PTT-Wert-Änderungsbestimmung, das von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 mitgeteilt wurde. Zum Beispiel wird ein Modus, der die LED 411 des Pulswellensensors 40 dazu bringt, kontinuierlich Licht zu emittieren (kontinuierlicher Lichtemissionsantriebsmodus), für eine bestimmte Zeitspanne eingestellt, die vor einem Bestimmungszeitpunkt des Auftretens einer Anomalie liegt, oder für eine Zeitspanne bis zu einem Bestimmungszeitpunkt der Erholung von der Anomalie ab dem Bestimmungszeitpunkt des Auftretens der Anomalie. Andererseits wird für andere Zeiträume ein Modus eingestellt, in dem die LED 411 des Pulswellensensors 40 intermittierend Licht in Übereinstimmung mit einem im Voraus festgelegten Tastverhältnis aussendet (intermittierender Lichtemissionsantriebsmodus).
Nachdem das Ergebnis der Bestimmung, dass die Anomalie aufgetreten ist, von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 mitgeteilt wurde, führt die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 eine Verarbeitung zur Überwachung der Dauer des Auftretens der Anomalie und zur Ausgabe eines Alarmsignals durch einen Lautsprecher (nicht veranschaulicht) durch, wenn die Dauer einen im Voraus festgelegten Zeitraum überschreitet.
Wenn über die Bedieneinheit 13 eine Anzeigeanforderung für die Blutdruckdaten eingegeben wird, führt die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 die Verarbeitung des Lesens der Blutdruckdaten aus der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 aus und zeigt die Blutdruckdaten auf der Anzeigeeinheit 14 an. Wenn eine Übertragungsanforderung für die Blutdruckdaten über die Bedieneinheit 13 eingegeben wird, führt die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 die Verarbeitung des Lesens der Blutdruckdaten aus der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 und des Übertragens der Blutdruckdaten an das Informationsterminal aus, das im Voraus als ein Übertragungsziel von der Kommunikationseinheit 24 festgelegt wurde.
(1) Blutdruckmessung unter Verwendung von PTT
Als Nächstes werden Betriebsabläufe der Blutdruckmessvorrichtung beschrieben, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist. Es ist zu beachten, dass dieses Beispiel einen Fall beschreibt, bei dem an einem Subjekt beispielsweise eine Änderung des Blutdrucks während des Schlafens gemessen wird.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren und den Inhalt der Verarbeitung veranschaulicht, die von der Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 ausgeführt wird.
Zunächst wickelt das Subjekt den Gurtabschnitt 11 der Befestigungseinheit 10 um den Oberarmteil 1 des Subjekts und fixiert die Befestigungseinheit 10 unter Verwendung des Oberflächenverschlusses, wobei die Seite der hinteren Oberfläche des Gurtes in Kontakt mit der Hautoberfläche des Oberarmteils 1 steht. In diesem Zustand wird die an der Befestigungseinheit 10 vorgesehene Bedieneinheit 13 betätigt, um eine Messstartanforderung einzugeben. Diese Messstartanforderung dient auch als Einschaltsignal.
In Schritt S10 überwacht die Blutdruckmesseinheit 20 die Eingabe der Messstartanforderung. Wenn in diesem Zustand die Messstartanforderung von der Befestigungseinheit 10 eingegeben wird, arbeitet die Energieschaltung 25 unter der Steuerung durch die Steuereinheit 21 und beginnt jede Einheit der Vorrichtung mit der Versorgungsspannung Vcc zu versorgen. Dadurch befinden sich die Blutdruckmesseinheit 20 und die Befestigungseinheit 10 in einem Betriebszustand.
Unter der Steuerung durch die Lichtemissionssteuereinheit 218 stellt die Blutdruckmesseinheit 20 im Betriebszustand zunächst den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus in Schritt S11 ein. Im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus erzeugt die Lichtemissionssteuereinheit 218 ein intermittierendes Lichtemissionssteuersignal und liefert das Signal an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40. Infolgedessen wird die LED 411 von der Pulsgebereinheit 42 angesteuert, um intermittierend Licht zu emittieren. So werden die vom Pulswellensensor 40 erfassten Pulswellensignale intermittierend ausgegeben.
Ein intermittierendes Lichtemissionsmuster im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus wird so eingestellt, dass nur eine Periode, die einer einzigen Herzfrequenz entspricht, die Lichtemissionsperiode ist und dass andere Perioden die Ausschaltperiode für eine Vielzahl von Herzschlägen sind, zum Beispiel. Das Verhältnis zwischen der Lichtemissionsperiode und der Abschaltperiode des intermittierenden Lichtemissionsmusters, d. h. die relative Einschaltdauer, wird beispielsweise auf 25 % eingestellt, und der Wert kann auf der Grundlage der angestrebten Energieverbrauchsreduzierung auf einen beliebigen Wert eingestellt werden.
In diesem Zustand veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S12 die EKG-Signalabrufeinheit 211, die vom EKG-Sensor 30 ausgegebenen EKG-Signale zu erhalten, und veranlasst die EKG-Signalspeichereinheit 231, die EKG-Signale chronologisch zu speichern. In Schritt S13 veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulswellensignalabrufeinheit 213, die vom Pulswellensensor 40 ausgegebenen Pulswellensignale zu erhalten, und veranlasst die Pulswellensignalspeichereinheit 232, die Pulswellensignale chronologisch zu speichern.
Dann, in Schritt S14, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 212, das EKG-Signal aus der EKG-Signalspeichereinheit 231 zu lesen und den R-Wellen-Spitzenwert RP zu erfassen, der eines der Merkmale des EKG-Signals ist, und veranlasst ferner die Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 214, das Pulswellensignal aus der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 zu lesen und den Pulswellenanstieg PS zu erfassen, der eines der Merkmale des Pulswellensignals ist.
Dann, in Schritt S15, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulslaufzeitberechnungseinheit 215, die Zeitdifferenz zwischen den Erfassungszeitpunkten der R-Wellenspitze RP und des Pulswellenanstiegs PS zu berechnen, die in einer einzelnen Herzfrequenz erfasst werden, und die PTT in der PTT-Datenspeichereinheit 233 in der Datenspeichereinheit 23 als den Pulslaufzeitwert (PTT) in der einzelnen Herzfrequenz zu speichern.
Dann liest die Blutdruckmesseinheit 20 jedes Mal, wenn der PTT-Wert in der einzelnen Herzfrequenz berechnet wird, den PTT-Wert aus der PTT-Datenspeichereinheit 233 unter der Steuerung durch die Blutdruckschätzeinheit 216 in Schritt S 16. Dann wird ein Blutdruckwert, der dem PTT-Wert entspricht, unter Verwendung einer PTT-Blutdruckwert-Umrechnungstabelle oder einer im Voraus erstellten Umrechnungsformel geschätzt, und die Blutdruckdatenspeichereinheit 234 speichert den so geschätzten Blutdruckwert in Verbindung mit Identifikationsinformationen über den Herzschlag. Infolgedessen wird der Blutdruckwert einer einzelnen Herzfrequenz des Subjekts in der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 gespeichert.
(2) Blutdruckdatenanzeige oder -übertragung
Die Blutdruckmesseinheit 20 veranlasst die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219, die Eingabe der Blutdruckdatenanzeige/-übertragungsanforderung in Schritt S 17 zu überwachen, während sie eine Reihe von vorstehend beschriebenen Prozessen für die Blutdruckmessung ausführt. Wenn das Subjekt beispielsweise die Bedieneinheit 13 für die Anzeige-/Übertragungsanforderung betätigt, werden die Blutdruckdaten unter der Steuerung durch die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 aus der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 ausgelesen, um auf der Anzeigeeinheit 14 angezeigt oder von der Kommunikationseinheit 24 an ein Informationsterminal (nicht veranschaulicht), wie beispielsweise ein Smartphone des Subjekts, in Schritt S 18 übertragen zu werden.
Die Blutdruckmesseinheit 20 überwacht die Eingabe einer Messendanforderung in Schritt S 19, während die Verarbeitung für die Blutdruckmessung ausgeführt wird. Wenn das Subjekt in diesem Zustand die Bedieneinheit 13 für die Anforderung des Messendes betätigt, beendet die Blutdruckmesseinheit 20 die Verarbeitung der Blutdruckmessung und stoppt die Versorgung der einzelnen Einheiten mit der Versorgungsspannung Vcc aus der Energieversorgungsschaltung 25. Die in der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 gespeicherten Blutdruckdaten bleiben auch nach dem Ende der Energieversorgung erhalten.
(3) Bestimmung von und Reaktion auf biologische Anomalien
Während (1) eine Reihe von Steuerungen für die Blutdruckmessung und (2) eine Steuerung für die Anzeige oder Übertragung von Blutdruckdaten ausgeführt werden, bestimmt die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S20, ob das Subjekt unter einer biologischen Anomalie leidet, und führt die entsprechende Verarbeitung für die Anomalie aus, wie nachstehend unter der Steuerung durch die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 beschrieben.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs und den Inhalt der vorstehend beschriebenen biologischen Bestimmung von Anomalien und deren Reaktionsverarbeitung veranschaulicht.
Zunächst liest die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 in Schritt S21 den PTT-Wert über die vergangene Zeiteinheit (z. B. fünf bis sechs Herzfrequenzen), die im Voraus aus der PTT-Datenspeichereinheit 233 festgelegt wurde, und berechnet einen Änderungsbetrag ΔPTT1 des gelesenen PTT-Werts. Dann wird in Schritt S22 der Änderungsbetrag ΔPTT1 des berechneten PTT-Wertes mit einem ersten, im Voraus festgelegten Schwellenwert verglichen, und es wird bestimmt, ob der Änderungsbetrag ΔPTT1 unter den ersten Schwellenwert sinkt.
Hier wird davon ausgegangen, dass sich der PTT-Wert zum Beispiel durch das Auftreten eines Schlafapnoe-Syndroms verändert hat und dass der Änderungsbetrag ΔPTT1 des PTT-Wertes pro Zeiteinheit unter den ersten Schwellenwert gesunken ist. Dann stellt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 fest, dass eine anormale Verringerung des PTT-Werts aufgetreten ist, und ändert in Schritt S25 den Betriebsmodus des Pulswellensensors 40 in den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus und benachrichtigt die Lichtemissionssteuereinheit 218 über diesen Modus. Infolgedessen gibt die Lichtemissionssteuereinheit 218 das Steuersignal für die kontinuierliche Lichtemission an die Pulsgeberereinheit 42 des Pulswellensensors 40 aus, woraufhin die LED 411 des photoelektrischen Sensors 41 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durchführt. Dadurch erfasst der Pulswellensensor 40 kontinuierlich die Pulswellensignale, und die so kontinuierlich erfassten Pulswellensignale werden sequentiell in der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 der Blutdruckmesseinheit 20 gespeichert.
Beim Einstellen des kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus misst die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 in Schritt S26 die Länge der Periode (anomale Periode), während der der Zustand mit dem reduzierten PTT-Wert andauert, und bestimmt in Schritt S27, ob die Länge der anomalen Periode einen im Voraus festgelegten Schwellenwert Ta überschreitet. In dem Moment, in dem die Länge der anormalen Periode den Schwellenwert Ta überschreitet, wird in Schritt S28 eine Alarmausgabeanweisung an die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 bereitgestellt. Infolgedessen wird unter Steuerung durch die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 ein Alarmton zur Benachrichtigung des Subjekts ausgegeben, zum Beispiel von einem Schallgeber oder einem Lautsprecher (nicht veranschaulicht). Wenn der Alarm an einem Punkt ausgelöst wird, an dem die anormale Periode den vorstehend beschriebenen Schwellenwert Ta überschreitet, kann verhindert werden, dass der Alarm ausgelöst wird, wenn eine vorübergehende PTT-Änderung auftritt, die nicht mit einer biologischen Anomalie zusammenhängt.
In Schritt S22 kann der Alarm sofort ausgelöst werden, wenn eine starke PTT-Absenkung festgestellt wird. Alternativ dazu kann der Alarm auch durch andere Mittel als durch Töne ausgelöst werden, wie beispielsweise durch Lichtemission oder Blinken des lichtemittierenden Elements, durch eine auf der Anzeigeeinheit 14 angezeigte Warnmeldung oder durch Vibration. Der Alarm kann auch an ein Terminal eines Familienmitglieds oder einer medizinischen Fachkraft ausgegeben werden, um das Familienmitglied oder die medizinische Fachkraft über das Ereignis zu informieren.
Wenn der Betriebsmodus für kontinuierliche Lichtemission eingestellt ist, vergleicht die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 in Schritt S23 einen in Schritt S21 berechneten Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit mit einem im Voraus festgelegten zweiten Schwellenwert und bestimmt, ob der Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit über den zweiten Schwellenwert ansteigt. Wenn als Ergebnis der Bestimmung der Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit den zweiten Schwellenwert nicht erreicht hat, prüft die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 in Schritt S24 den eingestellten Lichtemissionsantriebsmodus und behält den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus bei. Dann werden die Messung der Länge der anormalen Periode und die Alarmausgabesteuerung entsprechend der Länge in Schritt S26 bis S28 durchgeführt.
Andererseits wird davon ausgegangen, dass sich der biologische Zustand des Subjekts zum Beispiel vom SAS-Zustand zu einem normalen Atemzustand erholt hat und dass der Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit über den zweiten Schwellenwert gestiegen ist. Dann setzt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 217 in Schritt S29 den Wert der im vorstehend beschriebenen Schritt S26 gemessenen anormalen Periode zurück, und die Verarbeitung kehrt zu dem in 7 veranschaulichten Schritt S11 zurück. In Schritt S11 wird der Lichtemissionsbetriebsmodus des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus zum intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus geändert.
Infolgedessen wird das intermittierende Lichtemissionssteuersignal von der Lichtemissionssteuereinheit 218 der Blutdruckmesseinheit 20 an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40 ausgegeben. Dadurch kehrt die LED 411 des Pulswellensensors 40 wieder in den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb zurück. Dementsprechend kehrt der Pulswellensensor 40 in einen Betriebszustand mit geringem Energieverbrauch zurück.
Typisches Betriebsbeispiel
Als Nächstes wird ein üblicher beispielhafter Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Betriebsbeispiel nicht auf das folgende Beispiel beschränkt ist und verschiedene andere Betriebsbeispiele denkbar sind.
(1) Erster Betriebsbeispiel
9 ist ein Signalwellenformdiagramm, das ein erstes Betriebsbeispiel veranschaulicht.
Zu normalen Zeiten steuert die Blutdruckmesseinheit 20 den Pulswellensensor 40 an, um intermittierend Licht auszusenden und eine PTT-basierte Blutdruckmessung durchzuführen. Der Betrag der PTT-Änderung ΔPTT1 pro Zeiteinheit wird während des Blutdruckmessvorgangs überwacht.
In diesem Zustand wird davon ausgegangen, dass der Betrag der PTT-Änderung ΔPTT1 pro Zeiteinheit zum Zeitpunkt t1 unter den ersten Schwellenwert gesunken ist. Dann stellt die Blutdruckmesseinheit 20 fest, dass eine anormale Änderung des PTT-Wertes aufgrund des Beginns beispielsweise eines Schlafapnoe-Syndroms erkannt wurde, und ändert den Lichtemissionsantriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus in den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus. Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durch, und die Pulswellensignale werden kontinuierlich erfasst. Dadurch kann die Blutdruckmesseinheit 20 anschließend den Blutdruckwert für jeden Herzschlag auf der Grundlage der kontinuierlich ausnahmslos erfassten Pulswellensignale messen.
Darüber hinaus überwacht die Blutdruckmesseinheit 20 den Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit, wenn der Antriebsmodus für den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus wie vorstehend beschrieben eingestellt ist. Wenn dann der Änderungsbetrag ΔPTT2 des PTT-Werts pro Zeiteinheit beispielsweise zum Zeitpunkt t2 über den zweiten Schwellenwert ansteigt, stellt die Blutdruckmesseinheit 20 fest, dass sich der PTT-Wert wieder in einem normalen Bereich befindet, und ändert den Lichtemissionsantriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus in den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus.
Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb durch. Dadurch wird der Energieverbrauch des Pulswellensensors 40 unterdrückt, wodurch die Batterie 251 eine längere Lebensdauer haben kann. Dadurch kann die Blutdruckmessung über einen langen Zeitraum durchgeführt werden, ohne dass eine Batterie mit großer Kapazität benötigt wird.
(2) Zweites Betriebsbeispiel
10 ist ein Signalwellenformdiagramm, das ein zweites Betriebsbeispiel veranschaulicht.
Die Blutdruckmesseinheit 20 misst die Dauer des Zustands, in dem der kontinuierliche Lichtemissionsantriebsmodus eingestellt ist. Dann wird der kontinuierliche Lichtemissionsantriebsmodus beibehalten, bis seine Dauer den Schwellenwert Ta überschreitet. Andererseits, wenn die Dauer des kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus den Schwellenwert Ta überschreitet, setzt die Blutdruckmesseinheit 20 den Lichtemissionsbetriebsmodus des Pulswellensensors 40 zurück auf den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus. Der Schwellenwert Ta wird zum Beispiel in Abhängigkeit von der Länge einer üblichen Einsetzzeit des Schlafapnoe-Syndroms auf eine Zeit eingestellt, die um eine bestimmte Länge länger ist als die Einsetzzeit.
Gemäß diesem zweiten Betriebsbeispiel kann die Blutdruckmesseinheit 20 den Lichtemissionsbetriebsmodus des Pulswellensensors 40 in den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus zurückversetzen, und zwar durch einfache Verarbeitung, wobei die Verarbeitung der Überwachung der Rückgewinnung des PTT-Werts entfällt.
Der Schwellenwert kann entsprechend der Zeitspanne, in der der PTT-Wert weiterhin anormal ist, auf eine beliebige Länge eingestellt werden und kann in einigen Fällen auf unendlich gesetzt werden. In einem solchen Fall kann der Energieverbrauch der Batterie 251 nicht unterdrückt werden, aber der Blutdruck kann über den gesamten Zeitraum nach dem Einsetzen und bevor die Batterie 251 leer ist, kontinuierlich gemessen werden.
Zweite Ausführungsform
Konfigurationsbeispiel
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Softwarekonfiguration einer Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Teile in 11, die mit denen in 6 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 schließt anstelle der in 6 dargestellten R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 212 eine R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 222 ein. Die R-Wellenspitzen/HR-Erfassungseinheit 222 erfasst aus dem EKG-Signal die R-Wellenspitze und eine einzelne Herzfrequenz (HR) als Merkmale des EKG-Signals.
Die Datenspeichereinheit 23 ist mit einer HR-Datenspeichereinheit 235 anstelle der in 6 veranschaulichten PTT-Datenspeichereinheit 233 versehen. Die HR-Datenspeichereinheit 235 dient zur chronologischen Speicherung der einzelnen vom EKG-Sensor 30 erfassten HR-Werte, wie vorstehend beschrieben.
Die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 liest HR-Daten aus der HR-Datenspeichereinheit 235 und überwacht eine Abnahme und einen Anstieg eines HR-Wertes in einer Einheitsperiode. Wenn dann ein Änderungsbetrag ΔHR des HR-Werts pro Zeiteinheit über einen im Voraus festgelegten ersten Schwellenwert ansteigt, wird festgestellt, dass eine HR-Wert-Anomalie stattgefunden hat. Die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 bestimmt, dass der Herzfrequenzwert wieder in einem normalen Bereich liegt, wenn der Änderungsbetrag ΔHR des Herzfrequenzwerts pro Zeiteinheit unter einen zweiten Schwellenwert gesunken ist, der im Voraus nach der Bestimmung des Auftretens einer Anomalie festgelegt wurde. Dann führt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 eine Verarbeitung zur Benachrichtigung der Lichtemissionssteuereinheit 218 und der Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 über das Bestimmungsergebnis durch.
Die Lichtemissionssteuereinheit 218 steuert einen Lichtemissionssteuerungsmodus des Pulswellensensors 40 auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung des Änderungsbetrags ΔHR des HR-Werts pro Zeiteinheit, das von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 mitgeteilt wurde. Zum Beispiel wird ein Modus, der die LED 411 des Pulswellensensors 40 dazu bringt, kontinuierlich Licht zu emittieren (kontinuierlicher Lichtemissionsantriebsmodus), für eine bestimmte im Voraus festgelegte Zeitspanne ab dem Zeitpunkt eingestellt, zu dem der anormale Anstieg des HR-Werts erkannt wird, oder für eine Zeitspanne, bis die Rückgewinnung des HR-Werts erkannt wird. Andererseits wird für andere Zeiträume ein Modus eingestellt, in dem die LED 411 des Pulswellensensors 40 intermittierend Licht in Übereinstimmung mit einem im Voraus festgelegten Tastverhältnis aussendet (intermittierender Lichtemissionsantriebsmodus).
Nachdem das Ergebnis der Bestimmung, dass ein Anstieg des Änderungsbetrags ΔHR des HR-Werts pro Zeiteinheit anormal ist, von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 mitgeteilt wurde, führt die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 eine Verarbeitung zur Überwachung der Dauer der Anomalie des HR-Werts durch und veranlasst einen Schallgeber oder einen Lautsprecher (nicht veranschaulicht), einen Alarm auszugeben, wenn die Dauer einen im Voraus festgelegten Zeitraum Ta überschreitet.
Betriebsbeispiel
Als Nächstes werden Betriebsabläufe der Blutdruckmessvorrichtung beschrieben, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist. Es ist zu beachten, dass in diesem Beispiel ein Fall beschrieben wird, in dem ein Subjekt eine Änderung des Blutdrucks des Subjekts misst, während es zum Beispiel schläft.
12 und 13 sind Flussdiagramme, die einen Ablauf und Inhalt der Verarbeitung veranschaulichen, die von der Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 ausgeführt wird. Es ist zu beachten, dass in 12 und 13 Schritte beschrieben werden, die inhaltlich mit denen der vorstehend beschriebenen Verarbeitung in 7 und 8 übereinstimmen, wobei sie mit denselben Bezugsziffern bezeichnet werden.
Wenn die Blutdruckmessung beginnt, stellt die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S11 zunächst den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus unter der Steuerung durch die Lichtemissionssteuereinheit 218 ein. Im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus erzeugt die Lichtemissionssteuereinheit 218 ein intermittierendes Lichtemissionssteuersignal und liefert das Signal an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40. Infolgedessen wird die LED 411 von der Pulsgebereinheit 42 angesteuert, um intermittierend Licht zu emittieren. So werden die vom Pulswellensensor 40 erfassten Pulswellensignale intermittierend ausgegeben.
Wie in der ersten Ausführungsform wird ein intermittierendes Lichtemissionsmuster im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus so eingestellt, dass nur eine Periode, die einer einzigen Herzfrequenz entspricht, die Lichtemissionsperiode ist, und dass andere Perioden beispielsweise die Ausschaltperiode für eine Vielzahl von Herzschlägen sind. Das Verhältnis zwischen der Lichtemissionsperiode und der Abschaltperiode des intermittierenden Lichtemissionsmusters, d. h. die relative Einschaltdauer, wird beispielsweise auf 25 % eingestellt, und der Wert kann auf der Grundlage der angestrebten Energieverbrauchsreduzierung auf einen beliebigen Wert eingestellt werden.
In diesem Zustand veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S12 die EKG-Signalabrufeinheit 211, die vom EKG-Sensor 30 ausgegebenen EKG-Signale zu erhalten, und veranlasst die EKG-Signalspeichereinheit 231, die EKG-Signale chronologisch zu speichern. In Schritt S13 veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulswellensignalabrufeinheit 213, die vom Pulswellensensor 40 ausgegebenen Pulswellensignale zu erhalten, und veranlasst die Pulswellensignalspeichereinheit 232, die Pulswellensignale chronologisch zu speichern.
Dann, in Schritt S141, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die R-Wellenspitzen/HR-Erfassungseinheit 222, das EKG-Signal aus der EKG-Signalspeichereinheit 231 zu lesen und die R-Wellenspitze RP und die HR zu erfassen, welche die Merkmale des EKG-Signals sind. Die HR-Datenspeichereinheit 235 speichert die so ermittelte HR. Währenddessen liest die Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 214 das Pulswellensignal aus der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 und erfasst den Pulswellenanstieg PS, der eines der Merkmale des Pulswellensignals ist.
Dann, in Schritt S15, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulslaufzeitberechnungseinheit 215, die Zeitdifferenz zwischen den Erfassungszeitpunkten der R-Wellenspitze RP und des Pulswellenanstiegs PS, die in einer einzelnen Herzfrequenz erfasst werden, als den Pulslaufzeitwert (PTT) in der einzelnen Herzfrequenz zu berechnen. Dann, in Schritt S16, schätzt die Blutdruckmesseinheit 20 unter der Steuerung durch die Blutdruckschätzeinheit 216 einen Blutdruckwert, der dem berechneten PTT-Wert entspricht, indem sie beispielsweise eine PTT-Blutdruckwert-Umwandlungstabelle oder eine im Voraus vorbereitete Umwandlungsformel verwendet, und die Blutdruckdatenspeichereinheit 234 speichert den so geschätzten Blutdruckwert. Infolgedessen wird der Blutdruckwert einer einzelnen Herzfrequenz des Subjekts in der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 gespeichert.
Während der Ausführung einer Reihe von Verarbeitungen zur Blutdruckmessung bestimmt die Blutdruckmesseinheit 20 unter der Steuerung durch die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227, ob das Subjekt unter einer biologischen Anomalie in Schritt S201 leidet, und führt die entsprechende Verarbeitung für die Anomalie wie nachstehend beschrieben aus.
Zunächst liest die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 in Schritt S211 den Herzfrequenzwert über die im Voraus festgelegte Zeiteinheit (z. B. fünf bis sechs Herzfrequenzen) aus der Herzfrequenzdatenspeichereinheit 235 aus und berechnet einen Änderungsbetrag ΔHR1 des so ausgelesenen Herzfrequenzwerts. Dann wird in Schritt S221 der Änderungsbetrag ΔHR1 des berechneten HR-Wertes pro Zeiteinheit mit einem ersten, im Voraus festgelegten Schwellenwert verglichen, und es wird bestimmt, ob der Änderungsbetrag ΔHR1 über den ersten Schwellenwert gestiegen ist.
Hier wird davon ausgegangen, dass der Änderungsbetrag ΔHR1 des HR-Wertes pro Zeiteinheit aufgrund des Einsetzens zum Beispiel eines Schlafapnoe-Syndroms über den ersten Schwellenwert gestiegen ist. Dann stellt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 fest, dass die Herzfrequenz anormal angestiegen ist, und ändert in Schritt S25 den Betriebsmodus des Pulswellensensors 40 in den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus und benachrichtigt die Lichtemissionssteuereinheit 218 über den Modus. Infolgedessen gibt die Lichtemissionssteuereinheit 218 das Steuersignal für die kontinuierliche Lichtemission an die Pulsgeberereinheit 42 des Pulswellensensors 40 aus, woraufhin die LED 411 des photoelektrischen Sensors 41 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durchführt. Dadurch erfasst der Pulswellensensor 40 kontinuierlich die Pulswellensignale, und die so kontinuierlich erfassten Pulswellensignale werden sequentiell in der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 der Blutdruckmesseinheit 20 gespeichert.
Beim Einstellen des kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus misst die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 in Schritt S26 die Länge des Zeitraums (Anomaliendauer), während dessen die HR-Wert-Anomalie auftritt, und bestimmt in Schritt S27, ob die Länge der Anomaliendauer den im Voraus festgelegten Schwellenwert Ta überschritten hat. In dem Moment, in dem die Dauer der Anomalie den Schwellenwert Ta überschreitet, wird in Schritt S28 eine Alarmausgabeanweisung der Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 bereitgestellt. Infolgedessen wird unter Steuerung durch die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 ein Alarmton zur Benachrichtigung des Subjekts ausgegeben, zum Beispiel von einem Schallgeber oder einem Lautsprecher (nicht veranschaulicht). Dadurch, dass der Alarm zu einem Zeitpunkt ausgelöst wird, zu dem die Dauer der Anomalie den Schwellenwert Ta überschreitet, kann verhindert werden, dass der Alarm ausgelöst wird, wenn eine vorübergehende HR-Änderung auftritt, die nichts mit einer biologischen Anomalie zu tun hat.
Es ist zu beachten, dass der vorstehend beschriebene Alarm schnell ausgelöst werden kann, wenn in Schritt S221 ein starker Anstieg des HR-Wertes erfasst wird. Darüber hinaus können als Alarm ein Klingelton, eine akustische Meldung, Lichteinstrahlung, Vibration, eine auf der Anzeigeeinheit 14 angezeigte Warnmeldung oder dergleichen verwendet werden. Der Alarm kann auch an ein Terminal eines Familienmitglieds oder einer medizinischen Fachkraft ausgegeben werden, um das Familienmitglied oder die medizinische Fachkraft über das Ereignis zu informieren.
Wenn der kontinuierliche Lichtemissionsbetriebsmodus eingestellt ist, vergleicht die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 in Schritt S231 einen in Schritt S211 berechneten Änderungsbetrag ΔHR2 des HR-Werts pro Zeiteinheit mit einem im Voraus festgelegten zweiten Schwellenwert und bestimmt, ob eine Abnahme des Änderungsbetrags ΔHR2 des HR-Werts pro Zeiteinheit unter den zweiten Schwellenwert gefallen ist. Wenn als Ergebnis der Bestimmung der Änderungsbetrag ΔHR2 des HR-Werts (Höhe der Abnahme) pro Zeiteinheit den zweiten Schwellenwert nicht erreicht hat, prüft die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 in Schritt S24 den eingestellten Lichtemissionsbetriebsmodus und behält den kontinuierlichen Lichtemissionsbetriebsmodus bei. Dann werden die Messung der Länge der anormalen Periode und die Alarmausgabesteuerung entsprechend der Länge in Schritt S26 bis S28 durchgeführt.
Andererseits wird davon ausgegangen, dass der Zustand des Subjekts vom SAS-Zustand in einen normalen Atemzustand zurückgekehrt ist, was beispielsweise dazu führt, dass der Änderungsbetrag ΔHR2 des HR-Werts pro Zeiteinheit unter den zweiten Schwellenwert sinkt. In Schritt S29 stellt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 227 dann fest, dass der HR-Wert wieder im normalen Bereich liegt, und setzt den Wert der vorstehend in Schritt S26 beschriebenen gemessenen Anomaliedauer zurück. Dann kehrt die Verarbeitung zu dem in 12 veranschaulichten Schritt S11 zurück. In Schritt S11 wird der Lichtemissionsbetriebsmodus des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus zum intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus geändert.
Infolgedessen wird das intermittierende Lichtemissionssteuersignal von der Lichtemissionssteuereinheit 218 der Blutdruckmesseinheit 20 als Lichtemissionssteuersignal an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40 ausgegeben. Dadurch kehrt die LED 411 des Pulswellensensors 40 in den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb zurück. Dementsprechend kehrt der Pulswellensensor 40 in einen Betriebszustand mit geringem Energieverbrauch zurück.
Typisches Betriebsbeispiel
Als Nächstes wird ein Beispiel für einen typischen Betrieb gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Betriebsbeispiel nicht auf das folgende Beispiel beschränkt ist und verschiedene andere Betriebsbeispiele denkbar sind.
14 ist ein Signalwellenformdiagramm, das ein typisches Betriebsbeispiel veranschaulicht.
Zu normalen Zeiten steuert die Blutdruckmesseinheit 20 den Pulswellensensor 40 an, um intermittierend Licht auszusenden und eine PTT-basierte Blutdruckmessung durchzuführen. Der Änderungsbetrag ΔHR1 des HR-Werts pro Zeiteinheit wird während des Blutdruckmessvorgangs überwacht.
In diesem Zustand wird davon ausgegangen, dass der Änderungsbetrag ΔHR1 des HR-Wertes pro Zeiteinheit zum Zeitpunkt t1 über den ersten Schwellenwert gestiegen ist. Dann stellt die Blutdruckmesseinheit 20 beispielsweise fest, dass die Herzfrequenz pro Zeiteinheit aufgrund des Einsetzens eines Schlafapnoe-Syndroms anormal abgenommen hat, und ändert den Lichtemissionsbetriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom intermittierenden Lichtemissionsbetriebsmodus auf den kontinuierlichen Lichtemissionsbetriebsmodus. Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durch, und die Pulswellensignale werden kontinuierlich erfasst. Dadurch kann die Blutdruckmesseinheit 20 anschließend den Blutdruckwert für jeden Herzschlag auf der Grundlage der kontinuierlich ausnahmslos erfassten Pulswellensignale messen.
Darüber hinaus überwacht die Blutdruckmesseinheit 20 den Änderungsbetrag ΔHR2 des HR-Werts pro Zeiteinheit, wenn der Antriebsmodus für den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus wie vorstehend beschrieben eingestellt ist. Wenn dann der Änderungsbetrag ΔHR2 des HR-Wertes pro Zeiteinheit unter den zweiten Schwellenwert fällt, beispielsweise zum Zeitpunkt t2, d. h. wenn sich die Herzfrequenz pro Zeiteinheit wieder in einem normalen Bereich befindet, ändert die Blutdruckmesseinheit 20 den Lichtemissionsbetriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsbetriebsmodus auf den intermittierenden Lichtemissionsbetriebsmodus. Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb durch. Dadurch wird der Energieverbrauch des Pulswellensensors 40 unterdrückt, wodurch die Batterie 251 eine längere Lebensdauer haben kann. Dadurch kann die Blutdruckmessung über einen langen Zeitraum durchgeführt werden, ohne dass eine Batterie mit großer Kapazität benötigt wird.
Dritte Ausführungsform
Konfigurationsbeispiel
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Softwarekonfiguration einer Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Teile in 15, die mit denen in 6 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
Eine Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 224, die für die Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 vorgesehen ist, erfasst jeden der Pulswellenanstiege PS und eine Pulswellenamplitude PA aus einem Pulswellensignal, das in der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 gespeichert ist, als Merkmale des Pulswellensignals.
Die Datenspeichereinheit 23 ist mit einer Pulswellenamplitudenspeichereinheit 236 anstelle der in 6 dargestellten PTT-Datenspeichereinheit 233 vorgesehen. Die Pulswellenamplitudenspeichereinheit 236 dient zur chronologischen Speicherung der von der Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 224 erfassten Pulswellenamplituden PA.
Eine Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 liest Pulswellenamplitudendaten aus der Pulswellenamplitudenspeichereinheit 236 und überwacht einen Änderungsbetrag ΔPA der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit. Wenn dann der Änderungsbetrag ΔPA der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit unter einen ersten, im Voraus festgelegten Schwellenwert gesunken ist, wird festgestellt, dass eine Anomalie in der Pulswellenamplitude PA aufgetreten ist. Die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 bestimmt, dass die Pulswellenamplitude PA wieder in einem normalen Bereich liegt, wenn der Änderungsbetrag ΔPA der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit über einen zweiten Schwellenwert gestiegen ist, der im Voraus nach der Bestimmung des Auftretens einer Anomalie festgelegt wurde. Dann führt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 eine Verarbeitung zur Benachrichtigung der Lichtemissionssteuereinheit 218 und der Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 über das Bestimmungsergebnis durch.
Die Lichtemissionssteuereinheit 218 steuert einen Lichtemissionssteuerungsmodus des Pulswellensensors 40 auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung des Änderungsbetrags ΔPA der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit, das von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 mitgeteilt wurde. Zum Beispiel wird ein Modus, der die LED 411 des Pulswellensensors 40 dazu bringt, kontinuierlich Licht zu emittieren (kontinuierlicher Lichtemissionsantriebsmodus), für eine bestimmte im Voraus festgelegte Zeitspanne ab dem Zeitpunkt eingestellt, zu dem die anormale Abnahme der Pulswellenamplitude PA erkannt wird, oder für eine Zeitspanne, bis die Rückgewinnung der Pulswellenamplitude PA erkannt wird. Andererseits wird für andere Zeiträume ein Modus eingestellt, in dem die LED 411 des Pulswellensensors 40 intermittierend Licht in Übereinstimmung mit einem im Voraus festgelegten Tastverhältnis aussendet (intermittierender Lichtemissionsantriebsmodus).
Nachdem das Ergebnis der Bestimmung, dass eine Abnahme des Änderungsbetrags ΔPA der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit anormal ist, von der Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 mitgeteilt wurde, führt die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 eine Verarbeitung zur Überwachung der Anomaliedauer der Pulswellenamplitude PA durch und veranlasst einen Schallgeber oder einen Lautsprecher (nicht veranschaulicht), einen Alarm auszugeben, wenn die Dauer einen im Voraus festgelegten Zeitraum Ta überschreitet.
Betriebsbeispiel
Als Nächstes werden Betriebsabläufe der Blutdruckmessvorrichtung beschrieben, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist. Es ist zu beachten, dass in diesem Beispiel ein Fall beschrieben wird, in dem ein Subjekt eine Änderung des Blutdrucks des Subjekts misst, während es zum Beispiel schläft.
16 und 17 sind Flussdiagramme, die einen Ablauf und Inhalt der Verarbeitung veranschaulichen, die von der Steuereinheit 21 der Blutdruckmesseinheit 20 ausgeführt wird. Es ist zu beachten, dass in 16 und 17 Schritte beschrieben werden, die inhaltlich mit denen der vorstehend beschriebenen Verarbeitung in 7 und 8 übereinstimmen, wobei sie mit denselben Bezugsziffern bezeichnet werden.
Wenn die Blutdruckmessung beginnt, stellt die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S11 zunächst den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus unter der Steuerung durch die Lichtemissionssteuereinheit 218 ein. Im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus erzeugt die Lichtemissionssteuereinheit 218 ein intermittierendes Lichtemissionssteuersignal und liefert das Signal an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40. Infolgedessen wird die LED 411 von der Pulsgebereinheit 42 angesteuert, um intermittierend Licht zu emittieren. So werden die vom Pulswellensensor 40 erfassten Pulswellensignale intermittierend ausgegeben.
Wie in der ersten und zweiten Ausführungsform wird ein intermittierendes Lichtemissionsmuster im intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus so eingestellt, dass nur eine Periode, die einer einzigen Herzfrequenz entspricht, die Lichtemissionsperiode ist, und dass andere Perioden beispielsweise die Ausschaltperiode für eine Vielzahl von Herzschlägen sind. Das Verhältnis zwischen der Lichtemissionsperiode und der Abschaltperiode des intermittierenden Lichtemissionsmusters, d. h. die relative Einschaltdauer, wird beispielsweise auf 25 % eingestellt, und der Wert kann auf der Grundlage der angestrebten Energieverbrauchsreduzierung auf einen beliebigen Wert eingestellt werden.
In diesem Zustand veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S12 die EKG-Signalabrufeinheit 211, die vom EKG-Sensor 30 ausgegebenen EKG-Signale zu erhalten, und veranlasst die EKG-Signalspeichereinheit 231, die EKG-Signale chronologisch zu speichern. In Schritt S13 veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulswellensignalabrufeinheit 213, die vom Pulswellensensor 40 ausgegebenen Pulswellensignale zu erhalten, und veranlasst die Pulswellensignalspeichereinheit 232, die Pulswellensignale chronologisch zu speichern.
Dann, in Schritt S142, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit 212, das EKG-Signal aus der EKG-Signalspeichereinheit 231 zu lesen und die R-Wellenspitze RP zu erfassen, die ein Merkmal des EKG-Signals ist. Währenddessen liest die Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit 224 das Pulswellensignal aus der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 und erfasst den Pulswellenanstieg PS und die Pulswellenamplitude PA, welche die Merkmale des Pulswellensignals sind. Die Pulswellenamplitudenspeichereinheit 236 speichert die ermittelten Werte der Pulswellenamplitude PA chronologisch.
Dann, in Schritt S 15, veranlasst die Blutdruckmesseinheit 20 die Pulslaufzeitberechnungseinheit 215, die Zeitdifferenz zwischen den Erfassungszeitpunkten der R-Wellenspitze RP und des Pulswellenanstiegs PS, die in einer einzelnen Herzfrequenz erfasst werden, als den Pulslaufzeitwert (PTT) in der einzelnen Herzfrequenz zu berechnen. Dann, in Schritt S16, schätzt die Blutdruckmesseinheit 20 unter der Steuerung durch die Blutdruckschätzeinheit 216 einen Blutdruckwert, der dem berechneten PTT-Wert entspricht, indem sie beispielsweise eine PTT-Blutdruckwert-Umwandlungstabelle oder eine im Voraus vorbereitete Umwandlungsformel verwendet, und die Blutdruckdatenspeichereinheit 234 speichert den so geschätzten Blutdruckwert. Infolgedessen wird der Blutdruckwert einer einzelnen Herzfrequenz des Subjekts in der Blutdruckdatenspeichereinheit 234 gespeichert.
Während der Ausführung einer Reihe von Verarbeitungen zur Blutdruckmessung bestimmt die Blutdruckmesseinheit 20 in Schritt S202, ob das Subjekt unter einer biologischen Anomalie leidet, und führt die entsprechenden Verarbeitungen für die Anomalie wie nachstehend beschrieben unter der Steuerung durch die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 aus.
Zunächst liest die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 in Schritt S212 die Pulswellenamplitude PA über die vergangene, im Voraus festgelegte Zeiteinheit (z. B. fünf bis sechs Herzfrequenzen) aus der Pulswellenamplitudenspeichereinheit 236 und berechnet einen Änderungsbetrag ΔPA1 in der so gelesenen Pulswellenamplitude PA. Dann wird in Schritt S222 der berechnete Änderungsbetrag ΔPA der Pulswellenamplitude PA1 pro Zeiteinheit mit einem ersten, im Voraus festgelegten Schwellenwert verglichen, und es wird bestimmt, ob der Änderungsbetrag ΔPA1 unter den ersten Schwellenwert gesunken ist.
In diesem Zustand wird angenommen, dass der Änderungsbetrag ΔPA1 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit unter den ersten Schwellenwert gesunken ist, zum Beispiel aufgrund des Auftretens einer bestimmten biologischen Anomalie. Dann ändert die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 in Schritt S25 den Betriebsmodus des Pulswellensensors 40 in den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus und benachrichtigt die Lichtemissionssteuereinheit 218 über diesen Modus. Infolgedessen gibt die Lichtemissionssteuereinheit 218 das Steuersignal für die kontinuierliche Lichtemission an die Pulsgeberereinheit 42 des Pulswellensensors 40 aus, woraufhin die LED 411 des photoelektrischen Sensors 41 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durchführt. Dadurch erfasst der Pulswellensensor 40 kontinuierlich die Pulswellensignale, und die so kontinuierlich erfassten Pulswellensignale werden sequentiell in der Pulswellensignal-Speichereinheit 232 der Blutdruckmesseinheit 20 gespeichert.
Beim Einstellen des kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus misst die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 in Schritt S26 die Länge der Periode (Anomaliendauer), während der die Anomalie der Pulswellenamplitude PA auftritt, und bestimmt in Schritt S27, ob die Länge der Anomaliendauer den im Voraus festgelegten Schwellenwert Ta überschritten hat. Wenn die Dauer der Anomalie den Schwellenwert Ta überschreitet, wird in Schritt S28 eine Alarmausgabeanweisung der Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 bereitgestellt. Infolgedessen wird unter Steuerung durch die Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit 219 ein Alarmton zur Benachrichtigung des Subjekts ausgegeben, zum Beispiel von einem Schallgeber oder einem Lautsprecher (nicht veranschaulicht). Dadurch, dass der Alarm zu einem Zeitpunkt ausgelöst wird, an dem die Dauer der Anomalie den Schwellenwert Ta überschreitet, kann verhindert werden, dass der Alarm ausgelöst wird, wenn eine vorübergehende PA-Änderung auftritt, die nichts mit einer biologischen Anomalie zu tun hat.
Es ist zu beachten, dass der vorstehend beschriebene Alarm schnell ausgelöst werden kann, wenn in Schritt S222 eine starke Abnahme der Pulswellenamplitude PA erfasst wird. Darüber hinaus können als Alarm ein Klingelton, eine akustische Meldung, Lichteinstrahlung, Vibration, eine auf der Anzeigeeinheit 14 angezeigte Warnmeldung oder dergleichen verwendet werden. Der Alarm kann auch an ein Terminal eines Familienmitglieds oder einer medizinischen Fachkraft ausgegeben werden, um das Familienmitglied oder die medizinische Fachkraft über das Ereignis zu informieren.
Wenn der kontinuierliche Lichtemissionsbetriebsmodus eingestellt ist, vergleicht die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 in Schritt S232 einen in Schritt S212 berechneten Änderungsbetrag ΔPA2 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit mit einem im Voraus festgelegten zweiten Schwellenwert und bestimmt, ob der Änderungsbetrag ΔPA2 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit über den zweiten Schwellenwert gestiegen ist. Wenn als Ergebnis der Bestimmung der Änderungsbetrag ΔPA2 (Betrag der Zunahme) in der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit den zweiten Schwellenwert nicht erreicht hat, prüft die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237 in Schritt S24 den eingestellten Lichtemissionsantriebsmodus und behält den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus bei. Dann werden die Messung der Länge der anormalen Periode und die Alarmausgabesteuerung entsprechend der Länge in Schritt S26 bis S28 durchgeführt.
Andererseits wird davon ausgegangen, dass sich der biologische Zustand des Subjekts in einen normalen Zustand zurückgekehrt ist, was beispielsweise dazu führt, dass der Änderungsbetrag ΔPA2 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit über den zweiten Schwellenwert steigt. Dann, in Schritt S29, bestimmt die Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien 237, dass die Pulswellenamplitude PA wieder im normalen Bereich liegt, und setzt den Wert der vorstehend in Schritt S26 beschriebenen gemessenen Anomaliendauer zurück. Dann kehrt die Verarbeitung zu dem in 12 veranschaulichten Schritt S11 zurück. In Schritt S11 wird der Lichtemissionsbetriebsmodus des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus zum intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus geändert.
Infolgedessen wird das intermittierende Lichtemissionssteuersignal von der Lichtemissionssteuereinheit 218 der Blutdruckmesseinheit 20 als Lichtemissionssteuersignal an die Pulsgebereinheit 42 des Pulswellensensors 40 ausgegeben. Dadurch kehrt die LED 411 des Pulswellensensors 40 in den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb zurück. Dementsprechend kehrt der Pulswellensensor 40 in einen Betriebszustand mit geringem Energieverbrauch zurück.
Typisches Betriebsbeispiel
Als Nächstes wird ein Beispiel für einen typischen Betrieb gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Betriebsbeispiel nicht auf das folgende Beispiel beschränkt ist und verschiedene andere Betriebsbeispiele denkbar sind.
18 ist ein Signalwellenformdiagramm, das ein typisches Betriebsbeispiel veranschaulicht.
Zu normalen Zeiten steuert die Blutdruckmesseinheit 20 den Pulswellensensor 40 an, um intermittierend Licht auszusenden und eine PTT-basierte Blutdruckmessung durchzuführen. Der Änderungsbetrag ΔPA1 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit wird während des Blutdruckmessvorgangs überwacht.
In diesem Zustand wird davon ausgegangen, dass der Anstieg des Änderungsbetrags ΔPA1 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit zum Zeitpunkt t1 über den ersten Schwellenwert gestiegen ist. Dann bestimmt die Blutdruckmesseinheit 20 beispielsweise, dass bei dem Subjekt eine biologische Anomalie aufgetreten ist, und ändert den Lichtemissionsbetriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus auf den kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus. Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den kontinuierlichen Lichtemissionsbetrieb durch, und die Pulswellensignale werden kontinuierlich erfasst. Dadurch kann die Blutdruckmesseinheit 20 anschließend den Blutdruckwert für jeden Herzschlag auf der Grundlage der kontinuierlich ausnahmslos erfassten Pulswellensignale messen.
Darüber hinaus überwacht die Blutdruckmesseinheit 20 den Änderungsbetrag ΔPA2 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit in dem Zustand, in dem der kontinuierliche Lichtemissionsantriebsmodus wie vorstehend beschrieben eingestellt ist. Wenn dann der Änderungsbetrag ΔPA2 der Pulswellenamplitude PA pro Zeiteinheit den zweiten Schwellenwert beispielsweise zum Zeitpunkt t2 überschreitet, d. h. wenn die Pulswellenamplitude PA wieder innerhalb eines normalen Bereichs liegt, wird der Lichtemissionsbetriebsmodus der LED 411 des Pulswellensensors 40 vom kontinuierlichen Lichtemissionsantriebsmodus in den intermittierenden Lichtemissionsantriebsmodus zurückgeführt. Infolgedessen führt die LED 411 des Pulswellensensors 40 den intermittierenden Lichtemissionsbetrieb durch. Dadurch wird der Energieverbrauch des Pulswellensensors 40 unterdrückt, wodurch die Batterie 251 eine längere Lebensdauer haben kann. Dadurch kann die Blutdruckmessung über einen langen Zeitraum durchgeführt werden, ohne dass eine Batterie mit großer Kapazität benötigt wird.
Andere Ausführungsformen
In dem vorstehend in der dritten Ausführungsform als Beispiel beschriebenen Fall wird die Pulswellenamplitude PA als Pulswellenmerkmal zur Erkennung der biologischen Anomalie erfasst. Alternativ dazu können auch die folgenden anderen Merkmale als Pulswellenmerkmal erkannt werden. 19 ist ein Diagramm, das beispielhafte Pulswellenformen B1, B2 und B3 und die Arten der Pulswellenmerkmale derselben veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass diese Arten von Pulswellenmerkmalen als Beispiel in der japanischen Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung Nr. JP-T- 2018-517528 A beschrieben sind.
Insbesondere schließt das Pulswellenmerkmal eine Periode T1 vom Anstieg bis zu einer ersten Spitze P1 der Pulswelle, eine Periode T2 vom Anstieg bis zu einer zweiten Spitze P2 der Pulswelle, den Kehrwert 1/T1 der Periode T1 zur ersten Spitze P1, den Kehrwert 1/T2 der Periode T2 zur zweiten Spitze P2, eine Periode (T2 - T1) von der ersten Spitze P1 bis zur zweiten Spitze P2, eine Periode Tr bis zur Reflexion, eine Ausstoßperiode ED, ein Verhältnis zwischen einer Amplitude PP (SP - DP) der zweiten Spitze P2 und T2, (P2 - DP)/(P1 - DP), (P1-DP)/(P2 - DP), und dergleichen ein.
Als Arten von biologischen Signalen, die sich auf den Herzschlag beziehen, können neben dem EKG-Signal oder dem Pulswellensignal auch eine Hautimpedanz, die sich entsprechend der Vibration des Blutgefäßes ändert, und ähnliches erfasst werden. Darüber hinaus können die Konfiguration, das Verarbeitungsverfahren und der Verarbeitungsinhalt der Vorrichtung zur Messung biologischer Signale sowie die Konfiguration des Lichtemissionssteuerungsmusters des lichtemittierenden Elements des Pulswellensensors und dergleichen auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Während die Ausführungsformen gemäß der vorstehenden vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, ist die vorstehend beschriebene Beschreibung in jeder Hinsicht nur beispielhaft, und es können natürlich verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das heißt, dass spezifische Konfigurationen gemäß der jeweiligen Ausführungsform je nach Bedarf bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Zusätzlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Erfindungen durch geeignete Kombination einer Vielzahl von Komponenten gebildet werden, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen offenbart sind. Zum Beispiel kann auf einige der in den jeweiligen Ausführungsformen beschriebenen Komponenten verzichtet werden. Ferner können die Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen geeignet kombiniert werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass verschiedene Modifikationen in einer Implementierungsphase vorgenommen werden können, ohne vom Umfang abzuweichen. Ferner können Ausführungsformen ggf. in Kombination ausgeführt werden, und in einem solchen Fall können kombinierte Wirkungen erzielt werden. Ferner schließt die Ausführungsform verschiedene Erfindungen ein, und aufgrund von ausgewählten Kombinationen aus der Mehrzahl von offenbarten Komponenten können jeweils verschiedene Erfindungen aus der Ausführungsform entnommen werden. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem die Aufgabe gelöst werden kann und die Wirkungen erzielt werden können, selbst wenn einige Komponenten aus den gesamten Komponenten der Ausführungsform entfernt werden, die Konfiguration, die durch Entfernen der Komponenten erhalten wird, als eine Erfindung extrahiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Oberarmteil
2: Knochenteil
3: Arterie
10: Befestigungseinheit
11: Gurtabschnitt
12: Schaltungeinheit der Befestigungseinheit
13: Bedieneinheit
14: Anzeigeeinheit
20: Blutdruckmesseinheit
21: Steuereinheit
22: Programmspeichereinheit
23: Datenspeichereinheit
24: Kommunikationseinheit
25: Energieschaltung
211: EKG-Signalabrufeinheit
212: R-Wellenspitzen-Erfassungseinheit
213: Pulswellensignalabrufeinheit
214, 224: Pulswellenmerkmal-Erfassungseinheit
215: Pulslaufzeitberechnungseinheit
216: Blutdruckschätzeinheit
217, 227, 237: Einheit zur Bestimmung biologischer Anomalien
218: Lichtemissionssteuereinheit
219: Blutdruckdaten-/Alarmausgabeeinheit
222: R-Wellenspitzen-/HR-Erfassungseinheit
231: EKG-Signalspeichereinheit
232: Pulswellensignalspeichereinheit
233: PTT-Datenspeichereinheit
234: Blutdruckdatenspeichereinheit
235: HR-Datenspeichereinheit
236: Pulswellenamplitudendatenspeichereinheit
251: Batterie
30: EKG-Sensor
31: Elektrodengruppe
32: EKG-Erfassungseinheit
321: Schalterschaltung
322: Subtraktionsschaltung
323: AFE
40: Pulswellensensor
41: Photoelektrischer Sensor
411: LED
412: PD
42: Pulsgebereinheit
421: Erregungs- und Spannungsdetektionsschaltung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5984088 B [0005]
JP H7327940 [0005]
JP 2018517528 A [0120]

Claims

Vorrichtung zur Messung biologischer Signale, umfassend: eine Abrufeinheit, die konfiguriert ist, um ein biologisches Signal, das sich auf einen Herzschlag eines Subjekts bezieht, von einem biometrischen Sensor zu erhalten; eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, um ein Merkmal des biologischen Signals aus dem erhaltenen biologischen Signal zu erkennen; eine erste Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine anormale Änderung des Merkmals auf der Grundlage des erfassten Merkmals und der im Voraus festgelegten ersten Schwellenwertinformation zu bestimmen; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um einen Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf einen kontinuierlichen Betriebsmodus einzustellen, wenn die erste Bestimmungseinheit die anormale Änderung des Merkmals feststellt, und den Betriebsmodus des biometrischen Sensors in einem Zeitraum ohne die abnormale Änderung auf einen intermittierenden Betriebsmodus einzustellen.
Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach Anspruch 1, wobei die erste Bestimmungseinheit bestimmt, dass die anormale Änderung des Merkmals aufgetreten ist, wenn ein Änderungsbetrag des Merkmals pro Zeiteinheit einen in der ersten Schwellenwertinformation definierten Schwellenwert überschreitet.
Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine zweite Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Änderung des Merkmals so zu bestimmen, dass sie innerhalb eines normalen Bereichs liegt, basierend auf dem erfassten Merkmal und einer zweiten Schwellenwertinformation, die im Voraus festgelegt wurde, wobei die Steuereinheit den Betriebsmodus des biometrischen Sensors in den intermittierenden Betriebsmodus ändert, wenn die zweite Bestimmungseinheit bestimmt, dass sich das Merkmal in einem Zustand, in dem der Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf den kontinuierlichen Betriebsmodus eingestellt ist, so geändert hat, dass es innerhalb des normalen Bereichs liegt.
Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit den Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf den intermittierenden Betriebsmodus einstellt, wenn ein Zeitraum, in dem der Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf den kontinuierlichen Betriebsmodus eingestellt ist, die im Voraus eingestellte Zeit überschreitet.
Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erfassungseinheit, als Merkmal des biologischen Signals, eines von der Pulswellengeschwindigkeit in einem Blutgefäß, der Herzfrequenz des Herzens pro Zeiteinheit und einem Merkmal einer Pulswelle erfasst.
Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Benachrichtigungssteuereinheit, die konfiguriert ist, um Benachrichtigungsinformationen zu erzeugen und auszugeben, um das Subjekt über die anormale Änderung des Merkmals als Reaktion auf ein Ergebnis der anormalen Änderung des Merkmals, das durch die erste Bestimmungseinheit bestimmt wurde, zu benachrichtigen.
Verfahren zur Messung eines biologischen Signals, das von einer Vorrichtung durchgeführt wird, die ein biologisches Signal eines Subjekts misst, wobei das Verfahren zur Messung eines biologischen Signals umfasst: Erhalten eines biologischen Signals, das sich auf den Herzschlag eines Subjekts bezieht, von einem biometrischen Sensor; Erkennen eines Merkmals des biologischen Signals anhand des erhaltenen biologischen Signals; Bestimmen einer anormalen Änderung des Merkmals auf der Grundlage des erkannten Merkmals und der im Voraus festgelegten ersten Schwellenwertinformation; und Einstellen eines Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf einen kontinuierlichen Betriebsmodus, wenn die anormale Änderung des Merkmals bestimmt wird, und Einstellen des Betriebsmodus des biometrischen Sensors auf einen intermittierenden Betriebsmodus in einem Zeitraum ohne die anormale Änderung.
Programm, das einen in der Vorrichtung zur Messung biologischer Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bereitgestellten Prozessor veranlasst, die Verarbeitung jeder in der Vorrichtung zur Messung biologischer Signale enthaltenen Einheit durchzuführen.