JP2001112726A

JP2001112726A - 振動を利用した物理パラメータ測定装置

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Publication number: JP2001112726A
Application number: JP29843899A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hagiwara; 尚萩原; Hiroshi Fukukita; 博福喜多; Kinya Hasegawa; 欣也長谷川; Yuji Nishimura; 有史西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-04-24
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP3683448B2; US6425872B1

Abstract

(57)【要約】【課題】生体に振動を与えて非侵襲で血圧を測定する
際に、円弧上を往復運動するデータから円弧の中心座標
を安定して正確に推定する。【解決手段】血圧計の円弧中心推定部を、距離差決定
部30とデータ選択部31と円中心算出部32と重心算出部33
で構成する。距離差決定部30で、データの分布の幅を求
める。データ選択部31で、データ分布幅に比例した距離
間隔を持つ３つのデータ組を複数選択する。円中心算出
部32で、データ組の３点を通る円の中心点を各データ組
について求める。重心算出部33で、中心点の重心を求め
る。重心から位相角を求め、血圧を算出する。測定デー
タの偏りや変化に影響されずに、安定して正確に血圧を
測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動を利用した物
理パラメータ測定装置に関し、特に、医療用器具の分野
において、生体内に微弱な振動を与え、生体内を伝搬し
た振動を検出することで、生体情報を非侵襲で取得する
ために、２次元座標平面において円弧軌道上を往復運動
するデータの座標からその円弧の中心座標を求める物理
パラメータ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非観血的に血圧を測定する方法と
しては、カフにより上腕部を圧迫し、圧迫圧力を変化さ
せ、それに伴う脈波の振幅変化から血圧を求めるオシロ
メトリック法や、同じくカフによる圧迫圧力を変化させ
圧迫された血管から発生するコロトコフ音から血圧を求
めるコロトコフ法がある。しかしながら、これらの測定
方法は、１回の測定に30秒程度の時間がかかり、手術中
など患者の急激な血圧変動を監視しなければならない場
合は使用できない。

【０００３】これらの方法の欠点を補い、非観血的で連
続的に血圧測定を行う血圧計として、米国特許第559064
9号に開示された血圧計がある。これは、血圧の変化に
応じて血管の弾性が変化することを利用し、血管の弾性
を検出することで、その弾性値から血圧を推定する血圧
計である。以下にその概要を図７と図８を参照して説明
する。

【０００４】図８は、米国特許第5590649号に開示され
た血圧計の概要ブロック図である。発振器１は、数100
Ｈｚ程度の正弦波を発生し、腕に取りつけられた励振器
２を介して動脈を振動させる。センサ３は、腕を伝搬し
た励振器２からの振動を検出する。そのセンサ信号は、
位相検波器４に送られる。位相検波器４は、発振器１か
らの信号を基準信号とし、センサ３からのセンサ信号の
位相検波を行い、同相成分信号（Ｉ信号）と直交成分信
号（Ｑ信号）を出力する。位相検波器４の出力信号は、
Ａ／Ｄ変換器５によりディジタル信号に変換される。

【０００５】ディジタル信号に変換された同相成分信号
と直交成分信号は、円弧中心推定部６と位相角演算部７
に入力される。円弧中心推定部６は、入力データの分布
から、その中心位置を求め、そのｘ座標とｙ座標を位相
角演算部７に出力する。位相角演算部７は、中心位置か
ら見た同相成分信号と直交成分信号の位相角を算出す
る。カフ式血圧測定器８は、適当な時間間隔でカフ９を
動作させ、最高血圧と最低血圧を血圧演算部10に出力す
る。血圧演算部10は、カフ式血圧測定器８からの最高血
圧と最低血圧値と、カフ式血圧測定器８が作動した時点
での位相角演算部からの位相角から、位相角と血圧の対
応を生成する。これをキャリブレーションと言う。それ
以降は位相角のみから対応する血圧を算出し、連続波形
として表示部11に送出する。制御部12は、図示していな
い制御線により各部と接続されており、動作タイミング
等の制御を行う。

【０００６】ディジタル信号に変換されたＩ信号とＱ信
号は、次の特徴を有する。Ｉ信号をｘ座標値、Ｑ信号を
ｙ座標値として２次元座標平面にプロットすると、図９
に示すように、円弧上に分布する。以下、２つのＡ／Ｄ
変換器５から出力されるデータは、サンプルデータのｘ
座標とｙ座標を示す座標データであると考える。原点か
らプロットした点までのベクトルは腕を伝搬した励振波
の位相と振幅を示すものであるが、このベクトルは２つ
の成分に分けることができる。１つは血管を伝わった成
分すなわち円弧中心Ｃからサンプル点Ｐまでのベクトル
であり、もう１つは血管以外の体組織を伝わった成分す
なわち原点Ｏから円弧中心Ｃまでのベクトルである。

【０００７】血管以外の体組織は動きがないので、それ
を伝わった成分は一定の位置Ｃを保つ。一方、血管を伝
わった成分は、血管の弾性が血圧により変化するので、
血圧が高いときは血管の弾性が高く、励振波が早く伝わ
るため位相が大きくなり、血圧が低いときは血管の弾性
が小さく、励振波が遅く伝わるため位相が小さくなる。
よってサンプル点をプロットすると、図９に示したよう
に、一心拍の血圧変動に伴いＣを中心とした円弧上を往
復運動することになる。円弧中心Ｃから見たサンプル点
Ｐの位相角は血圧に一対一に対応しているので、別途設
置したカフ式血圧測定器８で測定した最高血圧Ｐsys、
最低血圧Ｐdiasは、カフ９を動作させる直前または直後
の位相角の最大値φsys、最小値φdiasに対応させるこ
とができ、血圧差と位相角差が比例の関係にあると仮定
することにより、

【数１】という関係式を用いて、位相角φの時の血圧Ｐを算出す
ることができる。

【０００８】以上が、米国特許第5590649号に開示され
た血圧計の概要である。この方式において、血圧検出を
安定して行うには、データの分布の円弧中心Ｃを正確に
求めることが重要である。しかしながら、米国特許第55
90649号では、サンプルしたデータの分布から、その中
心Ｃを求めるアルゴリズムには言及していない。円弧上
の点からその円弧の中心を求めるには、円弧上の３つの
点からなるデータグループを作り、データグループの３
点を通る円の中心を求める方法がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、等時間間隔で
サンプリングされたデータの分布は、血圧波形の特徴か
ら、図９のｄの領域に多く分布するので、単純にサンプ
ル点をｎ分の１に間引いて、時間的に隣り合う３点によ
りデータグループを構成した場合は、領域ｄでのノイズ
成分に強く影響され、本来の中心よりも円弧に近いＣ’
が中心として算出されてしまうという問題があった。ま
た、データグループとして選択したデータで構成される
弦が円の半径に比べあまりに小さいと、ほぼ３点が直線
上に並んでしまい、正確に中心を求めるのは困難である
という問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来の問題を解決して、血
圧を求めるために必要な円弧中心推定を安定して正確に
行うことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、対象物に振動を与える励振手段と、
対象物内を伝搬した振動を電気信号に変換するセンサ手
段と、センサ手段からの信号を位相検波により２次元座
標平面にサンプル点をマッピングする位相検波手段と、
位相検波した信号をディジタル信号に変換するアナログ
−ディジタル変換手段と、各サンプル点グループ毎に算
出された分布から円弧中心を推定する円弧中心推定手段
と、円弧中心から見込んだサンプル点の位相角を算出す
る位相角算出手段とを具備する物理パラメータ測定装置
の円弧中心推定手段に、２次元平面上でのデータ間の距
離差を規定する距離差規定手段と、規定された距離以上
の距離差を持つ３つのサンプル点からなるサンプル点グ
ループを複数選択する選択手段と、選択された各サンプ
ル点グループに含まれる３点を通る円の中心を算出する
円中心算出手段とを設けた構成とした。

【００１２】このように構成したことにより、偏った分
布をとるデータから空間的に均等に離れたデータを選択
し、演算に用いるので正確に円弧中心を求めることがで
きる。

【００１３】また、円弧中心推定手段に、分布の重心を
計算することにより円弧中心推定を行う手段を設けた。
このように構成したことにより、複数のサンプル点グル
ープからえられた円中心の分布から、円中心を1つ算出
することができる。

【００１４】また、２次元平面上でのデータ間の距離差
を規定する距離差規定手段に、１心拍以上の間のデータ
の重心を計算する重心計算手段と、１心拍以上の間のデ
ータと重心との距離の最大値を計算する最大値計算手段
と、距離の最大値の単調増加関数値を発生する単調増加
関数発生手段とを設けた。このように構成したことによ
り、測定する人体の特性のばらつきや、センサと人体の
接触状態によって円弧の大きさが変化しても、円弧の大
きさに応じた弦を構成するサンプル点ペアを選択するの
で、安定して円弧中心を求めることができる。

【００１５】また、２次元平面上でのデータ間の距離差
を規定する距離差規定手段に、１心拍以上の間のデータ
の重心を計算する重心計算手段と、１心拍以上の間のデ
ータとの距離のうちｎ番目（ｎは２以上）に大きい値を
距離を最大値として算出する最大値計算手段と、最大値
の単調増加関数値を発生する単調増加関数発生手段とを
設けた構成とした。このように構成したことにより、突
発的に発生した大振幅のノイズの影響を受けずに最大距
離算出手段は最大距離を算出できるので、安定して円弧
中心を求めることができる。

【００１６】また、単調増加関数発生手段での比例関数
の比例定数を、１／30から２の範囲とした。このように
構成したことにより、測定する人体の特性のばらつき
や、センサと人体の接触状態によって円弧の大きさが変
化しても、円弧の直径の大きさにほぼ比例した長さの弦
を構成するサンプル点ペアを選択できるので、少ないデ
ータペアからでも、安定して円弧中心を求めることがで
きる。

【００１７】また、円弧中心推定手段に、中心位置座標
データのローパスフィルタリングを行うローパスフィル
タ手段を設けた。このように構成したことにより、推定
した中心位置座票データからノイズを除去することがで
き、安定した中心位置座票データを得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、サンプリングデータから適切な距離差を算出
し、その距離差を持ったサンプリングデータグループを
選択し、円弧中心計算に用いる血圧計である。

【００２０】本発明の第１の実施の形態における血圧計
の基本構成は、図８に示す従来例と同様であるので、説
明を省略する。第１の実施の形態が従来例と異なるとこ
ろは、円弧中心推定部に距離差決定部とデータ選択部を
設けた点である。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る血圧計の円弧中心推定部の機能ブロック図である。円
弧中心推定部は、距離差決定部30と、データ選択部31
と、円中心算出部32と、重心算出部33からなる。距離差
決定部30は、Ａ／Ｄ変換器からのデータを受け、その分
布から円弧中心の算出に用いるデータの距離差を算出す
る手段である。データ選択部31は、距離差決定部30から
の距離差データ以上の距離差をもつデータグループ(Ａ
x,Ａy),(Ｂx,Ｂy),(Ｃx,Ｃy)を選択する手段である。円
中心算出部32は、データ選択部31からのデータグループ
から円中心を算出する手段である。重心算出部33は、円
中心算出部32からの複数の円中心座標の重心を計算する
手段である。

【００２２】図２は、距離差決定部30の機能ブロック図
である。距離差決定部30は、重心演算部40と、距離算出
部41と、最大値算出部42と、データラッチ43と、掛け算
器44からなる。重心演算部40は、Ａ／Ｄ変換器５からの
データを受け、その分布の重心を計算する手段である。
距離算出部41は、重心演算部40からの重心座標(Ｇx,Ｇ
y）とＡ／Ｄ変換器５からのデータ（ｘ,ｙ）との距離を
算出する手段である。最大値算出部42は、距離算出部41
からの距離データの最大値を算出する手段である。デー
タラッチ43は、定数を記憶する手段である。掛け算器44
は、データラッチ43で記憶している定数と最大値算出部
42からの最大値の積を計算する手段である。

【００２３】図３は、データ選択部31の機能ブロック図
である。データ選択部31は、３つのラッチ50,51,52と、
距離算出器53および比較器54からなる。ラッチ50,51,52
は、座標データを記憶する手段である。図４は、血圧計
の選択データが、円弧の折り返しを挟んだ３点となった
状態を示す図である。

【００２４】上記のように構成された本発明の第１の実
施の形態における血圧計の動作を説明する。最初に、距
離差決定部30の動作を説明する。重心演算部40は、Ｔ1
秒前から現在までに入力された座標データ(ｘ,ｙ)の集
合の重心(Ｇx,Ｇy)を計算する。具体的には、Ｇxはｘ座
標データの平均値、Ｇyはｙ座標データの平均値であ
る。時間間隔Ｔ1は、生体の１心拍に要する時間以上と
し、例えば、２秒程度とする。

【００２５】距離算出部41は、重心(Ｇx,Ｇy)と入力座
標データ(ｘ,ｙ)との距離

【数２】を計算する。最大値算出部42は、Ｔ2秒前から現在まで
に入力された距離データＳの集合の最大値Ｓmaxを計算
する。時間間隔Ｔ2は、生体の１心拍に要する時間以上
とし、例えば２秒程度とする。データラッチ43は、図示
しない制御部により書き込まれた定数ｋを保持する。定
数の範囲は、１／30から２の範囲が適当である。掛け算
器44は、最大値算出部42からのＳmaxに定数ｋを乗じ、
データ選択部31に出力する。

【００２６】次に、データ選択部31の動作を説明する。
ラッチ50,51,52は、イネーブル端子Ｇを持っており、そ
のイネーブル端子Ｇがアクティブになったとき、入力デ
ータを内部に記憶し、内部に記憶したデータを出力す
る。それぞれのイネーブル端子Ｇは、比較器54の出力に
接続され、比較器54の出力がアクティブになったときの
入力データを保持する。まず、ラッチ50は、初期値とし
てＡ／Ｄ変換器５からの最初の座標データをラッチす
る。距離算出器53は、ラッチ50でラッチされた座標(ｘ
1,ｙ1)と現在の座標(ｘ2,ｙ2)との距離z

【数３】を計算する。

【００２７】比較器54は、距離算出器53の出力と掛け算
器44の出力を比較し、距離算出器53の出力の方が大きけ
れば、出力をアクティブにする。これにより、ラッチ5
0,51,52の記憶内容が更新され、円弧中心算出部32への
出力が更新される。以上により、掛け算器44の出力より
大きな距離差をもったデータペア座標(Ａx,Ａy),(Ｂx,
Ｂy),(Ｃx,Ｃy)が、円中心算出部32に出力される。

【００２８】次に、円中心算出部32の動作を説明する。
円中心算出部32は、データ選択部31の出力が更新される
たびに、３点を通る円の中心座標の計算を行う。３点
(Ａx,Ａy),(Ｂx,Ｂy),(Ｃx,Ｃy)を通る円の中心座標(Ｏ
x,Ｏy)は、

【数４】で求められる。ここで

【数５】である。

【００２９】また、データ選択部31で選択された３点
は、図４に示すように、円弧の折り返しを挟んだ３点
(Ａx,Ａy),(Ｂx,Ｂy),(Ｃx,Ｃy)である可能性があり、
この場合に求められる円中心は、求めたい円中心(Ｏx,
Ｏy)とは異なるものとなる。そのため、ベクトルＡＢと
ＢＣの内積

【数６】を計算し、内積が正である時のみ円中心を演算し、負と
なる場合は演算を行わず入力データを破棄する。

【００３０】次に、重心算出部33の動作を説明する。重
心算出部33は、円中心算出部32の出力が更新されるたび
にデータをラッチする。Ｔ3秒以前から現在までに入力
された円中心座標の重心を計算する。時間間隔Ｔ3は、
生体の１心拍に要する時間以上とし、例えば２秒程度と
する。重心演算に使用する中心座標数がｎで、それらの
座標を(Ｏx1,Ｏy1),(Ｏx2,Ｏy2),(Ｏx3,Ｏy3),・・・,
(Ｏxn,Ｏyn)とすると、それらの重心座標(Ｗx,Ｗy)は、

【数７】で求めることができる。

【００３１】以上の過程を、２次元座標平面上で説明す
る。図５は、Ａ／Ｄ変換器５から出力されたサンプルデ
ータ点を、２次元座標平面にプロットしたものである。
点Ｇは、重心演算部40から出力されたデータ重心であ
る。Ｓmaxは、データ重心Ｇから各データまでの距離の
最大値で、最大値算出部42から出力される。Ｓmaxに定
数をかけた長さがＬで、掛け算器44の出力、すなわち距
離差決定部30の出力である。選択されらサンプル点グル
ープ(Ａx1,Ａy1),(Ｂx1,Ｂy1),(Ｃx1,Ｃy1)と(Ａx2, Ａ
y2),(Ｂx2,Ｂy2),(Ｃx2,Ｃy2)は、データ選択部31から
出力されるデータグループであり、各データ間の距離差
はＬとなっている。円中心算出部32は、これらのデータ
グループを通る円の中心(Ｏx1,Ｏy1)と(Ｏx2,Ｏy2)を算
出する。重心算出部33は、(Ｏx1,Ｏy1)と(Ｏx2,Ｏy2)の
重心(Ｗx,Ｗy)を算出する。

【００３２】なお、距離算出部41での距離計算および距
離算出器52での距離計算においては、平方根をとらずに
２乗和を距離として扱ってもよい。この場合、平方根演
算のための演算量を削減できる。

【００３３】上記のように、本発明の第1の実施の形態
では、血圧計を、サンプリングデータから適切な距離差
を算出し、その距離差を持ったサンプリングデータグル
ープを選択し、円弧中心計算に用いる構成としたので、
入力信号の振幅が変化しても正確な中心を求めることが
できる。また、必要なデータのみを選択するので演算量
も削減できる。

【００３４】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、重心算出部で算出された円弧中心座標データ
から高周波ノイズを取り除く血圧計である。

【００３５】図６は、本発明の第２の実施の形態におけ
る血圧計の円弧中心推定部の機能ブロック図である。図
１に示した第１の実施の形態における血圧計の円弧中心
推定部の出力部に、ローパスフィルタを加えた構成とし
たものである。図６において、ローパスフィルタ70は、
重心算出部33からｘ座標、ｙ座標を入力し、それぞれに
ローパスフィルタリングを行い出力する手段である。ロ
ーパスフィルタのカットオフ周波数としては、数Ｈｚか
ら数10Ｈｚが望ましい。

【００３６】円弧の中心から求めた重心は、数10Ｈｚ以
上の周波数で激しく変化することはありえない。そのよ
うに変化することがあれば、ノイズの影響であるから、
ローパスフィルタでノイズをカットすれば、ノイズの影
響を除いた重心のみを使用して、位相角を求めることが
できる。したがって、ノイズの影響のない位相角から正
しい血圧を求めることができる。

【００３７】上記のように、本発明の第２の実施の形態
では、血圧計を、重心算出部で算出された円弧中心座標
データから高周波ノイズを取り除く構成としたので、ノ
イズに影響されにくい円弧中心推定部ができる。

【００３８】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態は、サンプリングデータから適切な距離差を算出
し、その距離差を持ったサンプリングデータペアを選択
し、円弧中心計算に用いる血圧測定方法である。

【００３９】図７は、本発明の第３の実施の形態におけ
る円弧中心推定処理のフローチャートである。円弧中心
推定部６をマイクロプロセッサにより実現した場合の処
理手順を説明する。ステップ81では、Ａ／Ｄ変換器５か
らデータ入力をおこなう。ステップ82では、入力された
データ(ｘ,ｙ)および過去Ｔ1秒間に入力されたデータの
重心を算出する。データ重心は、ｘ座標、y座標それぞ
れの平均演算により計算される。時間間隔Ｔ1は、生体
の1心拍に要する時間以上とし、例えば、２秒程度とす
る。

【００４０】ステップ83では、ステップ82で計算したデ
ータ重心（Ｇx,Ｇy）と入力データ（ｘ,ｙ）との距離Ｓ
を算出する。ステップ84では、現在の距離Ｓおよび過去
Ｔ2秒間に計算された距離の中で最大になるものＳmaxを
算出する。時間間隔Ｔ2は、生体の１心拍に要する時間
以上とし、例えば、２秒程度とする。ステップ85では、
ステップ84で算出されたＳmaxに係数ｋをかけ、距離差
Ｌとする。

【００４１】ステップ86では、選択データＡと入力デー
タ(ｘ,ｙ)との距離ｚを算出する。ステップ87では、ス
テップ86で算出された距離ｚとステップ85で算出された
距離差Ｌとを比較して、距離ｚが距離差Ｌより小さけれ
ばステップ81に戻り、距離ｚが距離差Ｌより大きければ
ステップ88に分岐する。

【００４２】ステップ88では、選択データＢと選択デー
タＡを結ぶベクトルと、選択データＡと入力データ(ｘ,
ｙ)とを結ぶベクトルの内積を計算する。内積が正でな
ければ、ステップ92に分岐し、内積が正であれば、ステ
ップ89に分岐する。

【００４３】ステップ89では、選択データＡ、選択デー
タＢ、入力データ(ｘ,ｙ)をデータグループとし、この
３点を通る円の中心を計算する。ステップ90では、過去
Ｔ3秒間に入力された円中心座標の重心を計算し、円弧
中心座標とする。時間間隔Ｔ3は、生体の１心拍に要す
る時間以上とし、例えば、２秒程度とする。

【００４４】ステップ91では、ステップ90で算出した円
弧中心の座標を位相角演算部７に出力する。ステップ92
では、選択データＡを選択データＢに代入した後、入力
データ(ｘ,ｙ)を選択データＡに代入し、ステップ81に
戻る。なお、選択データＡ,Ｂには初期値が必要である
が、第１番目の入力データを選択データＡ,Ｂの初期値
とする。

【００４５】上記のように、本発明の第３の実施の形態
では、血圧測定方法を、サンプリングデータから適切な
距離差を算出し、その距離差を持ったサンプリングデー
タペアを選択し、円弧中心計算に用いる構成としたの
で、入力信号の振幅が変化しても正確な中心を求めるこ
とができる。また、必要なデータのみを選択するので、
円の中心を求める演算量も削減できる。

【００４６】なお、本実施の形態では、円弧中心推定部
をマイクロプロセッサにより実現する方法のみを説明し
たが、位相角演算部や血圧演算部等の他の構成要素もマ
イクロプロセッサにより実現することが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、対象物に振動を与える励振手段と、対象物内を伝
搬した振動を電気信号に変換するセンサ手段と、センサ
手段からの信号を位相検波により２次元座標平面にサン
プル点をマッピングする位相検波手段と、位相検波した
信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル
変換手段と、各サンプル点グループ毎に算出された分布
から円弧中心を推定する円弧中心推定手段と、円弧中心
から見込んだサンプル点の位相角を算出する位相角算出
手段とを具備する物理パラメータ測定装置の円弧中心推
定手段に、２次元平面上でのデータ間の距離差を規定す
る距離差規定手段と、規定された距離以上の距離差を持
つ３つのサンプル点からなるサンプル点グループを複数
選択する選択手段と、選択された各サンプル点グループ
に含まれる３点を通る円の中心を算出する円中心算出手
段とを設けたので、一定の距離差のあるデータペアのみ
を選択して円弧中心を求める演算に使用でき、データの
分布に偏りがある場合でも正確に分布の円弧中心の座標
を求めることができるという効果が得られる。

【００４８】さらに、２次元平面上でのデータ間の距離
差を規定する距離差規定手段に、１心拍以上の間のデー
タの重心を計算する重心計算手段と、１心拍以上の間の
データと重心との距離の最大値を計算する最大値計算手
段と、距離の最大値の単調増加関数値を発生する単調増
加関数発生手段とを設けたので、データ分布に応じて選
択するデータペアの距離差を決定でき、入力データの振
幅が変化しても、正確に円弧中心の座標を求めることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における血圧計の円
弧中心推定部のブロック図、

【図２】本発明の第１の実施の形態における血圧計の距
離差決定部のブロック図、

【図３】本発明の第１の実施の形態における血圧計のデ
ータ選択部のブロック図、

【図４】本発明の第１の実施の形態における血圧計の選
択データが、円弧の折り返しを挟んだ３点となった状態
を示す図、

【図５】本発明の第１の実施の形態の血圧計の選択デー
タと円弧中心との関係を示す図、

【図６】本発明の第２の実施の形態における血圧計の円
弧中心推定部のブロック図、

【図７】本発明の第３の実施の形態における血圧計の円
弧中心推定処理のフローチャート図、

【図８】従来の血圧計の概略ブロック図、

【図９】従来の血圧計において位相検波したデータを２
次元平面上にプロットした図である。

【符号の説明】

１発振器２励振器３センサ４位相検波器５Ａ／Ｄ変換器６円弧中心推定部７位相角演算部８カフ式血圧測定器９カフ 10 血圧演算部 11 表示部 12 制御部 30 距離差決定部 31 データ選択部 32 円中心算出部 33 重心算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川欣也神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内 (72)発明者西村有史神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内Ｆターム(参考） 4C017 AA08 AC20 BC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物に振動を与える励振手段と、前記
対象物内を伝搬した振動を電気信号に変換するセンサ手
段と、前記センサ手段からの信号を位相検波により２次
元座標平面にサンプル点としてマッピングする位相検波
手段と、位相検波した信号をディジタル信号に変換する
アナログ−ディジタル変換手段と、各サンプル点グルー
プ毎に算出された分布から円弧中心を推定する円弧中心
推定手段と、前記円弧中心から見込んだサンプル点の位
相角を算出する位相角算出手段とを具備する物理パラメ
ータ測定装置において、前記円弧中心推定手段に、２次
元平面上でのデータ間の距離差を規定する距離差規定手
段と、前記規定された距離以上の距離差を持つ３つのサ
ンプル点からなるサンプル点グループを複数選択する選
択手段と、前記選択された各サンプル点グループに含ま
れる３点を通る円の中心を算出する円中心算出手段とを
設けたことを特徴とする物理パラメータ測定装置。
【請求項２】前記円弧中心推定手段に、前記分布の重
心を計算することにより円弧中心推定を行う手段を設け
たことを特徴とする請求項１記載の物理パラメータ測定
装置。
【請求項３】前記対象物は生体であり、測定するパラ
メータは生体の心拍運動により引き起こされた生理学的
パラメータであることを特徴とする請求項１または２記
載の物理パラメータ測定装置。
【請求項４】前記２次元平面上でのデータ間の距離差
を規定する距離差規定手段に、１心拍以上の間のデータ
の重心を計算する重心計算手段と、１心拍以上の間のデ
ータと前記重心との距離の最大値を計算する最大値計算
手段と、前記距離の最大値の単調増加関数値を発生する
単調増加関数発生手段とを設けたことを特徴とする請求
項３記載の物理パラメータ測定装置。
【請求項５】前記２次元平面上でのデータ間の距離差
を規定する距離差規定手段に、１心拍以上の間のデータ
の重心を計算する重心計算手段と、１心拍以上の間のデ
ータとの距離のうちｎ番目（ｎは２以上）に大きい値を
距離を最大値として算出する最大値計算手段と、前記最
大値の単調増加関数値を発生する単調増加関数発生手段
とを設けたことを特徴とする請求項３記載の物理パラメ
ータ測定装置。
【請求項６】前記単調増加関数発生手段での単調増加
関数は、比例関数であることを特徴とする請求項４また
は５記載の物理パラメータ測定装置。
【請求項７】前記単調増加関数発生手段での比例関数
の比例定数が１／３０から２の範囲であることを特徴と
する請求項６記載の物理パラメータ測定装置。
【請求項８】前記円弧中心推定手段に、中心位置座標
データのローパスフィルタリングを行うローパスフィル
タ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
かに記載の物理パラメータ測定装置。
【請求項９】対象物に振動を与え、対象物内を伝搬し
た振動を振動センサで電気信号に変換し、センサからの
信号を位相検波して２次元座標平面にサンプル点として
マッピングし、ディジタル信号に変換し、前記選択され
たサンプル点グループの３点を通る円の中心を算出し、
各サンプル点グループから算出された円中心の分布から
円弧中心座標を推定し、前記円弧中心から見込んだサン
プル点の位相角を算出することで、前記対象物の物理パ
ラメータを連続的に測定する物理パラメータ測定方法に
おいて、２次元平面上でのデータ間の距離差を規定し、
前記規定された距離以上の距離差を持つ３つのサンプル
点から成るサンプル点グループを複数選択し、円の中心
を算出することを特徴とする物理パラメータ測定方法。
【請求項１０】前記円中心の分布の重心を計算するこ
とにより、円弧中心推定を行うことを特徴とする請求項
９記載の物理パラメータ測定方法。
【請求項１１】前記対象物は生体であり、測定するパ
ラメータは生体の心拍運動により引き起こされた生理学
的パラメータであることを特徴とする請求項９または１
０記載の物理パラメータ測定方法。
【請求項１２】１心拍以上の間のデータの重心を計算
し、１心拍以上の間のデータと前記重心との距離の最大
値を計算し、前記距離の最大値の単調増加関数として距
離差を算出して前記２次元平面上でのデータ間の距離差
を規定することを特徴とする請求項１１記載の物理パラ
メータ測定方法。
【請求項１３】１心拍以上の間のデータの重心を計算
し、１心拍以上の間のデータとの距離のうちｎ番目（ｎ
は２以上）に大きい値を距離の最大値として算出し、前
記最大値の単調増加関数として距離差を算出して、前記
２次元平面上でのデータ間の距離差を規定することを特
徴とする請求項１１記載の物理パラメータ測定方法。
【請求項１４】前記単調増加関数は比例関数であるこ
とを特徴とする請求項１２または１３記載の物理パラメ
ータ測定方法。
【請求項１５】前記比例関数の比例定数が１／３０か
ら２の範囲であることを特徴とする請求項１３記載の物
理パラメータ測定方法。
【請求項１６】中心位置座標データのローパスフィル
タリングを行うことを特徴とする請求項９から１４のい
ずれかに記載の物理パラメータ測定方法。