JP2004321252A

JP2004321252A - 携帯型生体情報測定装置

Info

Publication number: JP2004321252A
Application number: JP2003116293A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamanishi; 昭夫山西; Hiromasa Tsukahara; 弘政塚原; Hidenori Suzuki; 英範鈴木
Original assignee: Colin Medical Technology Corp
Current assignee: Colin Medical Technology Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP3667327B2

Abstract

【目的】複数の生体情報を測定することができる携帯型生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】手首５０に向かって同時に押圧させられる押圧面３８、４２に、表皮上から橈骨動脈４６に向かって押圧させられて橈骨動脈波を検出する半導体感圧素子と、橈骨４８に向かって押圧させられる圧電シート３４とを備え、心音抽出手段により、圧電シート３４により検出される橈骨の振動から、骨を媒体として伝播した心音を抽出する。また、圧電シート３４に第１電極３６を積層し、携帯電話機１０の側面に第２電極４４を設け、第１電極３６と第２電極４４との電位差から心電図を測定する。従って、一つの装置により、橈骨動脈波、心音、心電図を測定することができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型の生体情報測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
診断をするために様々な生体情報が測定される。たとえば、心音、心電波形（心電図）、動脈脈波などを測定する生体情報測定装置が知られている。また、生体情報測定装置には、生体から直接測定した一次的な生体情報に基づいて、二次的な生体情報を決定する機能を備えている装置も種々知られている。たとえば、二次的な生体情報として、生体の所定の２部位間の動脈内を脈波が伝播する速度や時間など、脈波の伝播速度に関連した情報である脈波伝播速度情報を測定する脈波伝播速度情報測定装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。なお、脈波伝播速度情報からは、動脈硬化度や血圧が推定できることが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されている脈波伝播速度測定装置は、右手が挿入されるカフと、左手が載置される載置部分とを備えた比較的大型の装置であり、台上に設置される。この脈波伝播速度測定装置のように、生体情報測定装置は一般的に大きく、携帯することはできない。しかし、体調に不安がある者が常時生体情報を測定するため、あるいは、体調の異変を感じたときにすぐに生体情報を測定できるようにするために、携帯型の生体情報測定装置も種々提案されている。たとえば、特許文献２に記載されている装置などがそれである。特許文献２の装置は、生体情報として心電図を測定する装置すなわち心電計である。
【０００４】
また、特許文献２に記載されている心電計は、データ伝送機能を備えており、この心電計により測定されたデータに基づいて医療機関において診断を行うために、測定されたデータを予め登録された医療機関に伝送できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２２０９１号公報
【特許文献２】
特開平８−１０２３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型の生体情報測定装置は、携帯型であるために大きさに制限がある。そのため、従来の携帯型生体情報測定装置は、特許文献２に記載の心電計のように単一の生体情報しか測定できない。また、脈波伝播速度情報は、生体の所定の２部位において発生する心拍同期信号を検出する必要があることから、通常、脈波伝播速度情報を測定するためには、心拍同期信号を検出するためのセンサを生体の２部位に装着する。そのため、携帯型とするにはセンサの装着が面倒であるので、携帯型の脈波伝播速度情報測定装置は知られていない。
【０００７】
それに対して医療機関で診察を受ける場合には、複数の生体情報が測定されて、それら複数の生体情報に基づいて総合的に患者の状態が判断される。従って、より信頼性のある診断を行うために、複数の生体情報を測定できる携帯型生体情報測定装置が望まれていた。
【０００８】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、複数の生体情報を測定することができる携帯型生体情報測定装置、特に、生体情報の一つとして脈波伝播速度情報を測定することができる生体情報測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための第１の手段】
上記目的を達成するための第１発明は、携帯型生体情報測定装置であって、手首に向かって押圧させられる押圧面と、その押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられて橈骨動脈波を検出する圧力検出素子と、その押圧面に設けられ、その手首の骨に向かって押圧させられる振動センサと、その振動センサから出力される信号から心音を抽出する心音抽出手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
【第１発明の効果】
この発明によれば、生体情報測定装置の押圧面が手首に押圧されると、圧力検出素子により橈骨動脈波が検出され、振動センサにより骨を媒体として手首に伝播した心音を含む振動が検出され、心音抽出手段により、その振動センサにより検出された振動から心音が抽出されるので、この装置の押圧面を手首に押圧するだけで、橈骨動脈波と心音の２つの生体情報を測定できる。
【００１１】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２発明は、心電図および橈骨動脈波を測定するための携帯型生体情報測定装置であって、手首に向かって押圧させられる押圧面と、その押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられる圧力検出素子と、その押圧面に設けられ、表皮と接触させられる第１電極と、その押圧面とは異なる面に設けられ、前記手首とは反対側の手に接触させられるための第２電極とを含むことを特徴とする。
【００１２】
【第２発明の効果】
この発明によれば、携帯型生体情報測定装置は、押圧面に、橈骨動脈波を検出する圧力検出素子とともに第１電極が設けられ、その押圧面とは異なる面に第２電極が設けられていることから、押圧面を手首に向かって押圧し、第２電極に他方の手を接触させている状態では、圧力検出素子により橈骨動脈波が検出され、第１電極と第２電極との電位差に基づいて心電図が測定できるので、押圧面を手首に向かって押圧し、第２電極に他方の手を接触させるだけで、心電図と橈骨動脈波の２つの生体情報が測定できる。
【００１３】
【課題を解決するための第３の手段】
また、前記目的を達成するための第３発明は、第１発明の構成および第２発明の構成の両方の構成を備えた生体情報測定装置である。すなわち、第３発明は、携帯型生体情報測定装置であって、手首に向かって押圧させられる押圧面と、その押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられて橈骨動脈波を検出する圧力検出素子と、その押圧面に設けられ、その手首の骨に向かって押圧させられる振動センサと、その押圧面に設けられ、表皮と接触させられる第１電極と、前記振動センサから出力される信号から心音を抽出する心音抽出手段と、その押圧面とは異なる面に設けられ、前記手首とは反対側の手に接触させられるための第２電極とを含むことを特徴とする。
【００１４】
【第３発明の効果】
この発明によれば、押圧面を手首に向かって押圧し、第２電極に他方の手を接触させるだけで、心電図、心音および橈骨動脈波の３つの生体情報が測定できる。
【００１５】
【課題を解決するための第４の手段】
また、前記目的を達成するための第４発明は、第１発明または第３発明の生体情報測定装置であって、前記心音抽出手段により抽出された心音において所定部位が発生した時間と、前記圧力検出素子により検出された橈骨動脈波において所定部位が発生した時間との時間差に基づいて、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連した情報である脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
【第４発明の効果】
この発明によれば、脈波伝播速度情報を算出するために必要な生体情報を生体から測定するためには、押圧面を手首の表皮に向かって押圧するだけでよいので、容易に脈波伝播速度情報を測定することができる。従って、脈波伝播速度情報を測定するための携帯型生体情報測定装置として好適である。
【００１７】
【課題を解決するための第５の手段】
また、前記目的を達成するための第５発明は、第２発明または第３発明の生体情報測定装置であって、前記第１電極と前記第２電極との電位差が表す心電波形において所定部位が発生した時間と、前記圧力検出素子により検出された橈骨動脈波において所定部位が発生した時間との時間差に基づいて、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連した情報である脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
【第５発明の効果】
この発明によれば、脈波伝播速度情報を算出するために必要な生体情報を生体から測定するためには、押圧面を手首に向かって押圧し、第２電極に他方の手を接触させるだけでよいので、容易に脈波伝播速度情報を測定することができる。従って、脈波伝播速度情報を測定するための携帯型生体情報測定装置として好適である。
【００１９】
【発明の好適な実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を説明する。まず、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例であって、脈波伝播速度測定機能を備えた携帯電話機１０を示す斜視図である。
【００２０】
携帯電話機１０は、一般的な携帯電話機に備えられたものと同様の表示器１２、複数の入力キー１４、スピーカ１６、マイク１８、アンテナ２０を備えた電話機本体部２１と、その電話機本体部２１の下部に設けられた図示しないコネクタに差し込まれる生体情報センサユニット２２とを有している。
【００２１】
図２はその生体情報センサユニット２２の正面図であり、図３はその生体情報センサユニット２２の底面図である。図２および図３に示すように、生体情報センサユニット２２には、ユニット本体部２４と、そのユニット本体部２４から上側（電話機本体部２１側）に突き出して設けられたコネクタ２６と、ユニット本体部２４からコネクタ２６とは反対側に突き出して設けられた検出部２８とを備えている。上記ユニット本体部２４には、検出部２８により生体から検出された信号を増幅し、アナログ−デジタル変換するための回路が収容されている。
【００２２】
生体情報センサユニット２２の検出部２８は、感圧素子設置台３０、ゴムシート３２、圧電シート３４、第１電極３６を備えている。感圧素子設置台３０は、ユニット本体部２４の下面略中央においてその下面から下方に突き出す角柱状であり、この感圧素子設置台３０の水平断面の大きさは、長手方向（図２、図３の横方向）の長さがユニット本体部２４の長手方向長さの１／３程度であり、幅方向長さがユニット本体部２４の幅方向長さの半分程度とされている。感圧素子設置台３０の下面は手首の表皮に向かって押圧させられる押圧面（以下、第１押圧面３８という）であり、その第１押圧面３８には、圧力検出素子として機能する複数の半導体感圧素子４０（以下、単に感圧素子４０という）が第１押圧面３８の長手方向に一列に埋設されている。
【００２３】
上記ゴムシート３２は、前記感圧素子設置台３０を取り囲むようにしてユニット本体部２４の下面に設けられている。このゴムシート３２の下面も、手首の表皮に向かって押圧させられる押圧面（以下、第２押圧面４２という）であるが、その第２押圧面４２には、平面形状がゴムシート３２の平面形状と同一とされた圧電シート３４が設けられているので、第２押圧面４２は圧電シート３４により覆われている。この圧電シート３４は、振動センサとして機能し、圧電性高分子として良く知られているポリフッ化ビニリデン樹脂製であり、表皮の凹凸に対応するのに十分な可撓性を有している。
【００２４】
第１電極３６は、膜状の薄い部材であり、圧電シート３４に積層されている。すなわち、第２押圧面４２には、圧電シート３４を介して第１電極３６が設けられている。この第１電極３６の平面形状もゴムシート３２の平面形状と同一とされているので、圧電シート３４の下面は第１電極３６により覆われている。
【００２５】
図１に戻って、携帯電話機１０には、さらに、両側面の略中央部に、その側面から正面（表示器１２や入力キー１４が設けられている面）および裏面にかけて一対の第２電極４４が設けられている。
【００２６】
図４は、携帯電話機１０により脈波伝播速度ＰＷＶを測定している状態を示す図である。携帯電話機１０により脈波伝播速度ＰＷＶを測定するには、図示しない一方の手（図４の場合には右手）で第２電極４４に触れるようにして携帯電話機１０を把持して、第１押圧面３８が表皮上から橈骨動脈４６を押圧し、同時に、第２押圧面４２が表皮上から橈骨４８を押圧するように、携帯電話機１０を他方の手首５０に押圧する。
【００２７】
前述のように第１電極３６は薄い膜状であり、また、その第１電極３６に積層されている圧電シート３４は可撓性を有しており、さらに、圧電シート３４の第１電極３６とは反対側にはゴムシート３２が積層されているので、第２押圧面４２が表皮上から橈骨４８に向かって押圧させられると、第１電極３６およびそれに積層された圧電シート３４は、手首の凹凸形状に対応して変形させられる。従って、橈骨からの振動が第１電極３６を介して圧電シート３４に伝達される。また、第１押圧面３８には複数の感圧素子４０が埋設されているので、第１押圧面３８が橈骨動脈に向かって押圧させられると、それら複数の感圧素子４０により橈骨動脈波がそれぞれ検出される。
【００２８】
図５は、携帯電話機１０の内部の回路構成を概略的に示す図である。図５に示すように、生体情報センサユニット２２のユニット本体部２４には、電極３６、４４間の電位差すなわち心電図を表す心電信号ＳＥ、圧電シート３４から出力され橈骨の振動を表す振動信号ＳＶ、複数の感圧素子４０からそれぞれ出力され橈骨動脈波を表す脈波信号ＳＭをそれぞれ増幅する増幅器５２、５４、５６と、それら増幅器５２、５４、５６に接続され、増幅器５２、５４、５６により増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５８、６０、６２が設けられている。そして、Ａ／Ｄ変換器５８、６０、６２によりデジタル信号に変換された信号は、電話機本体部２１内に備えられた電子制御装置６４に供給される。
【００２９】
上記電子制御装置６４は、ＣＰＵ６６、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０等を備えた所謂マイクロコンピュータであり、ＣＰＵ６６は、通常の携帯電話機に備えられたＣＰＵと同様の機能を備えていることに加え、生体情報を測定するための特別の機能を備える。すなわち、ＣＰＵ６６は、ＲＡＭ７０の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ６８に記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、心音図、心電図、橈骨動脈波を決定してＲＡＭ７０に記憶させるとともに、その決定した心音図および橈骨動脈波に基づいて脈波伝播速度ＰＷＶを決定して、決定した脈波伝播速度ＰＷＶを表示器１２に表示させる。また、入力キー１４から、ＲＡＭ７０に記憶された生体情報を所定の医療機関の端末装置へ送信させることを指示する信号が供給された場合には、ＲＡＭ７０に記憶されている生体情報を送受信回路７２へ出力するとともに、送受信回路７２を制御してその生体情報をアンテナ１８から出力させる。なお、上記送受信回路７２は、通常の携帯電話機１０に備えられているものと同様の構成であり、変復調回路や発振回路などを備えている。
【００３０】
図６は、上記電子制御装置６４の生体情報を測定するための制御機能の要部を示す機能ブロック線図である。心音抽出手段８０は、圧電シート３４から出力される振動信号ＳＶをデジタルフィルタ処理することにより、その振動信号ＳＶから、一般的に心音が有する周波数帯域に予め設定された周波数帯域の成分を心音成分として抽出する。たとえば、上記周波数帯域は３０〜６００Ｈｚの帯域に設定される。圧電シート３４は橈骨に向かって押圧させられており、心臓の弁の開閉によって発生する音すなわち心音は骨を伝って手首にも伝播しているので、振動信号ＳＶには心音成分が含まれている。従って、振動信号ＳＶから心音が有する周波数帯域の信号を抽出すれば、手首において心音が検出できるのである。
【００３１】
最適素子決定手段８２は、第１押圧面３８に備えられた複数の感圧素子４０から、橈骨動脈波の検出に最も適している感圧素子４０（以下、これを最適素子Ａという）を一つ決定する。橈骨動脈波を検出するためには、感圧素子４０を橈骨動脈の直上部に位置させることが好ましく、感圧素子４０が橈骨動脈の直上部に位置している場合には検出される橈骨動脈波の振幅が最も大きくなることから、最適素子決定手段８２では、振幅が最も大きい脈波信号ＳＭを出力した感圧素子４０を、橈骨動脈の真上に位置している最適素子Ａに決定する。
【００３２】
橈骨動脈波決定手段として機能するノイズ除去手段８４は、最適素子Ａから出力された脈波信号ＳＭから橈骨動脈波を抽出するために、その脈波信号ＳＭから橈骨動脈波にとってはノイズとなる成分をデジタルフィルタ処理によって除去する。橈骨動脈波は脈拍周期の脈波であることから、たとえば、このノイズ除去手段８４では、脈波信号ＳＭから５０Ｈｚ以上の高周波数成分を除去する。
【００３３】
測定データ記憶手段８６は、心電信号ＳＥすなわち心電図、心音抽出手段８０により抽出された心音波形、ノイズ除去手段８４により決定された橈骨動脈波を、ＲＡＭ７０の所定の記憶領域に記憶する。
【００３４】
脈波伝播速度情報算出手段８８は、時間差算出手段９０および脈波伝播速度算出手段９２とから構成されている。時間差算出手段９０は、心音抽出手段８０によって抽出された心音の所定部位を一方の基準点とし、ノイズ除去手段８４により決定された橈骨動脈波の所定部位を他方の基準点として、上記２つの基準点の検出時間差（すなわち脈波伝播時間）ＤＴ（ｓｅｃ）を算出する。上記心音の所定部位には、たとえば心音のＩ音の開始点（立ち上がり点）、Ｉ音のピーク、ＩＩ音の開始点、ＩＩ音のピークなどを用いる。また、上記橈骨動脈波の所定部位には、橈骨動脈波の立ち上がり点やピークなどを用いる。
【００３５】
前記入力キー１４からは被測定者の身長が入力されるようになっており、脈波伝播速度算出手段９２は、入力キー１４から供給される被測定者の身長Ｔを、身長Ｔと伝播距離Ｌとの間の予め記憶された関係である式１に代入することにより、脈波が心臓から手首まで伝播する経路の距離すなわち伝播距離Ｌを求め、得られた伝播距離Ｌと上記脈波伝播時間ＤＴとを式２に代入することにより脈波伝播速度ＰＷＶ（ｃｍ／ｓｅｃ）を算出する。
（式１）Ｌ＝ａＴ＋ｂ
（ａ，ｂは、実験に基づいて決定された定数）
（式２）ＰＷＶ＝Ｌ／ＤＴ
なお、脈波伝播速度ＰＷＶの算出は一回のみでもよいが、信頼性を高めるためには複数の脈波伝播速度ＰＷＶを算出して平均することが好ましいので、本実施例では、１０拍分の信号に基づいて脈波伝播速度ＰＷＶを１０回算出し、それら１０拍分の脈波伝播速度ＰＷＶを平均した平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを算出して、その平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを表示器１２に表示する。
【００３６】
平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶが表示器１２に表示されると、被測定者すなわち携帯電話機１０の操作者は、表示された平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを自分の正常時あるいは基準時の脈波伝播速度ＰＷＶと比較して、自分の容態を判断することができる。そして、医師等の専門家による診断結果が必要と判断した場合には、測定した心電図、心音、橈骨動脈波、平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを予め登録した医療機関へ送信するために、入力キー１４を予め定められた送信指示操作に従って操作する。この送信指示操作が行われると、送信指示信号が電子制御装置６４に供給される。
【００３７】
生体情報伝送手段９４は、上記送信指示信号が供給された場合に、ＲＡＭ７０に記憶されている心電図、心音、橈骨動脈波、平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを、送受信回路７２へ出力するとともに、送受信回路７２を制御して、それら心電図、心音、橈骨動脈波、平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを所定の医療機関へ送信する。なお、上記医療機関へ心電図等の生体情報が送信されると、医療機関では、送信された生体情報に基づいて、担当医による診断、またはコンピュータによる自動診断が行われ、診断結果が携帯電話機１０に返信されるようになっている。
【００３８】
図７は、図６に示した電子制御装置６４の制御機能のうち、生体情報伝送手段９４を除く機能をフローチャートにして示す図である。なお、図７のフローチャートは、入力キー１４から患者の身長Ｔを表す信号が予め供給されていることを条件として、その入力キー１４により所定の測定開始操作がされることにより開始するようになっている。
【００３９】
図７において、まず、ステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、電極３６、４４の電位差すなわち心電図である心電信号ＳＥ、圧電シート３４から供給される振動信号ＳＶ、および複数の感圧素子４０からそれぞれ供給される脈波信号ＳＭを所定のサンプリング周期毎に１０拍分読み込み、それら読み込んだ信号をＲＡＭ７０の所定の記憶領域に記憶する。なお、この１０拍分の信号を読み込んだ否かは、ここでは、心電図のＲ波の検出回数に基づいて判断する。
【００４０】
続くＳ２は最適素子決定手段８２に相当し、上記Ｓ１で読み込んだ脈波信号ＳＭに基づいて、以下のようにして第１押圧面３８に備えられている複数の感圧素子４０から最適感圧素子Ａを決定する。すなわち、複数の感圧素子４０からそれぞれ供給された脈波信号ＳＭから、それら複数の感圧素子４０がそれぞれ検出した１０拍分の橈骨動脈波の振幅を決定し、感圧素子４０毎に振幅を平均し、振幅の平均値が最も大きくなる橈骨動脈波を検出した感圧素子４０を最適素子Ａに決定する。
【００４１】
続くＳ３はノイズ除去手段８４に相当し、前記Ｓ１においてＲＡＭ７０に記憶されている脈波信号ＳＭのうち、上記Ｓ２で決定した最適素子Ａにより検出された脈波信号ＳＭから５０Ｈｚ以上の周波数成分を除去するデジタルフィルタ処理を施すことによってその脈波信号ＳＭからノイズを除去し、ノイズ除去後の信号を橈骨動脈波に決定する。そして、続くＳ４では、上記Ｓ３で決定した橈骨動脈波をＲＡＭ７０の所定の記憶領域に記憶する。
【００４２】
続いて心音抽出手段８０に相当するＳ５を実行する。Ｓ５では、前記Ｓ１で読み込んだ振動信号ＳＶを、３０〜６００Ｈｚの周波数成分を抽出するデジタルフィルタ処理することによって、振動信号ＳＶから心音成分を抽出する。そして、続くＳ６において、Ｓ５で抽出した心音をＲＡＭ７０の所定の記憶領域に記憶する。本フローチャートでは、前記Ｓ１で心電図を記憶し、Ｓ４で橈骨動脈波を記憶し、Ｓ６で心音を記憶するので、Ｓ１、Ｓ４およびＳ６が測定データ記憶手段８６に相当する。
【００４３】
続いて、脈波伝播速度情報算出手段８８に相当するＳ７乃至Ｓ１３を実行する。Ｓ７乃至Ｓ１３のうち、Ｓ７乃至Ｓ１０は時間差算出手段９０に相当し、Ｓ７では、Ｓ５で抽出した心音成分から脈波伝播時間ＤＴの一方の基準点を決定するために、その心音成分の波形処理を行う。すなわち、上記Ｓ５で抽出した１０拍分の心音成分を、生体信号の処理に有用なものとして一般的に知られている平滑微分処理し、さらに、その平滑微分処理後の波形を乗処理する。この二乗処理は、心音が発生していないときの信号強度を表す基線に対する心音波形の振幅を二乗することである。そして、続くＳ８では、上記Ｓ７で二乗処理した１０拍分の心音波形に基づいて、脈波伝播時間ＤＴを算出するための一方の基準点として心音のＩ音の開始点を一拍毎に決定する。
【００４４】
続くＳ９では、上記Ｓ３で決定した橈骨動脈波に基づいて、脈波伝播時間ＤＴの他方の基準点として、心音のＩ音の開始点に対応する部位である橈骨動脈波の立ち上がり点を一拍毎に決定する。そして、続くＳ１０において、Ｓ８で一拍毎に決定したＩ音の開始点と、Ｓ９で一拍毎に決定した橈骨動脈波の立ち上がり点とから、１０拍分の時間差すなわち脈波伝播時間ＤＴを算出する。
【００４５】
続くＳ１１乃至Ｓ１３は脈波伝播速度算出手段９２に相当し、Ｓ１１では、予め供給されている被測定者の身長Ｔを前記式１に代入することにより伝播距離Ｌを算出し、続くＳ１２では、Ｓ１０で算出した各脈波伝播時間ＤＴおよび上記Ｓ１１で算出した伝播距離Ｌを、前記式２に代入することにより１０拍分の脈波伝播速度ＰＷＶを算出する。そして、続くＳ１３では、上記Ｓ１２で算出した１０拍分の脈波伝播速度ＰＷＶを平均して平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを算出し、算出した平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを表示器１２に表示する。
【００４６】
被測定者すなわち携帯電話機１０の操作者は、表示された平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶから自分の容態を判断し、必要に応じて、測定した心電図、心音、橈骨動脈波、平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを予め登録した医療機関へ送信することにより、専門家による診断を受けることができる。
【００４７】
上述の実施例によれば、携帯電話機１０に備えられた生体情報センサユニット２２の第１押圧面３８および第２押圧面４２が手首５０に押圧されると、感圧素子４０により橈骨動脈波が検出され、圧電シート３４により骨を媒体として手首５０に伝播した心音を含む振動信号ＳＶが検出され、心音抽出手段８０（Ｓ５）により、圧電シート３４により検出された振動信号ＳＶから心音が抽出される。また、携帯電話機１０は、手に保持される部分に第２電極４４が設けられ、第２押圧面４２に、橈骨動脈波を検出する圧電シート３４とともに、第１電極３６が設けられていることから、第２電極４４に接触するようにして携帯電話機１０を一方の手に保持して、第２押圧面４２を他方の手首５０に向かって押圧した状態では、感圧素子４０により橈骨動脈波が検出され、第１電極３６と第２電極４４との電位差に基づいて心電図が測定できる。従って、携帯電話機１０を一方の手に保持して、押圧面３８、４２を他方の手首５０に向かって押圧するだけで、心電図、心音および橈骨動脈波の３つの生体情報が測定できる。
【００４８】
また、上述の実施例によれば、脈波伝播速度情報算出手段８８（Ｓ７乃至Ｓ１３）により、心音抽出手段８０（Ｓ５）によって抽出された心音において所定部位が発生した時間と、最適素子Ａにより検出された橈骨動脈波において所定部位が発生した時間との時間差に基づいて脈波伝播速度ＰＷＶが算出されることから、脈波伝播速度ＰＷＶを算出するために必要な生体情報を生体から測定するためには、第１押圧面３８および第２押圧面４２を手首５０の表皮に向かって押圧するだけでよいので、容易に脈波伝播速度ＰＷＶを測定することができる。従って、脈波伝播速度ＰＷＶを測定するための携帯型生体情報測定装置として好適である。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５０】
たとえば、前述の実施例では、脈波伝播速度ＰＷＶは心音と橈骨動脈波とから算出していたが、心音に代えて心電図を用いても良い。この場合、一方の基準点としては、たとえば、心電図のＲ波やＱ波を用いる。なお、心電図のＲ波やＱ波が発生してから、実際に大動脈弁から血液が駆出されるまでには前駆出期間ＰＥＰとよばれる時間差が存在するので、前記式２に代えて、式３に示すような前駆出期間ＰＥＰが考慮された算出式を用いて脈波伝播速度ＰＷＶを算出することが好ましい。
（式３）ＰＷＶ＝Ｌ／（ＤＴ−ＰＥＰ）
（ＰＥＰは予め設定された定数）
【００５１】
このように、心電図と橈骨動脈波を用いて脈波伝播速度ＰＷＶを算出する場合でも、脈波伝播速度ＰＷＶを算出するために必要な生体情報を生体から測定するためには、第２電極４４に接触するようにして携帯電話機１０を一方の手に保持して、第１押圧面３８を他方の手首に向かって押圧するだけでよいので、容易に脈波伝播速度ＰＷＶを測定することができる。従って、脈波伝播速度ＰＷＶを測定するための携帯型生体情報測定装置として好適である。
【００５２】
また、前述の実施例の装置１０は、第１押圧面３８と第２押圧面４２とを備え、第１押圧面３８に感圧素子４０を設け、第２押圧面４２に圧電シート３４および第１電極３６を設けていたが、一つの押圧面にそれら感圧素子４０、圧電シート３４、第１電極３６を設けてもよい。
【００５３】
また、前述の実施例では、生体から心音、心電図、橈骨動脈波を検出していたが、橈骨動脈波と、心音および心電図のいずれか一方を測定するようになっていてもよい。また、脈波伝播速度ＰＷＶを算出しない場合には、橈骨動脈波を測定せず、心音および心電図のみを測定しても良い。
【００５４】
また、前述の実施例では、二次的な生体情報として脈波伝播速度ＰＷＶを算出していたが、それに加えて、またはそれに代えて、脈拍数を算出するようになっていてもよい。また、脈波伝播速度ＰＷＶと推定血圧値との関係が予め記憶されており、算出した脈波伝播速度ＰＷＶ（または平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶ）からさらに推定血圧値を算出するようになっていてもよい。
【００５５】
また、前述の実施例の携帯電話機１０は、手に把持して測定する型式の生体情報測定装置であったが、腕時計型のようにベルトで固定されて生体情報を測定する型式であってもよい。また、ベルトに替えて、クリップで固定されてもよい。そのように、測定時に手に把持する必要がない型式の装置により心電図を測定する場合には、押圧面とは異なる面すなわち手首の表皮に接触させられない面に第２電極４４を設け、装置が装着されていない側の手をその第２電極４４に接触させて心電図を測定する。
【００５６】
また、前述の実施例では、圧電シート３４は橈骨に向かって押圧させられるようになっていたが、橈骨ではなく手首における他方の骨すなわち尺骨に向かって押圧させられても良い。
【００５７】
また、前述の実施例では、心音抽出手段８０はソフトウェアによるデジタルフィルタ処理であったが、抵抗、コンデンサ等によって構成されるアナログフィルタを心音抽出手段として用いてもよい。
【００５８】
また、前述の実施例では、振動センサとしてポリフッ化ビニリデン樹脂製の圧電シート３４を用いていたが、圧電シートは、ポリフッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンあるいはテトラフルオロエチレンとの共重合体製であってもよい。また、前述の実施例の圧電シート３４は圧電式加速度センサに分類されるセンサであるので、前述の実施例の圧電シート３４に代えて、チタン酸バリウムなどの圧電セラミックスや水晶などの他の圧電式加速度センサを用いても良い。また、歪みゲージ式加速度センサを用いても良い。さらに、加速度センサではなく、変位センサ、速度センサを振動センサとして用いても良い。変位センサには、圧力センサが含まれ、圧力センサとしては、前述の実施例の感圧素子４２や、ダイヤフラムに形成した歪みゲージが圧力によって変位して抵抗値が変化することを利用する薄膜式圧力センサなどがある。
【００５９】
また、前述の実施例では、感圧素子４２は複数個設けられていたが、一つのみであってもよい。
【００６０】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であって、脈波伝播速度測定機能を備えた携帯電話機を示す斜視図である。
【図２】図１の携帯電話機に備えられた生体情報センサユニットの正面図である。
【図３】図１の携帯電話機に備えられた生体情報センサユニットの底面図である。
【図４】図１の携帯電話機により脈波伝播速度ＰＷＶを測定している状態を示す図である。
【図５】図１の携帯電話機の内部の回路構成を概略的に示す図である。
【図６】図５の電子制御装置の生体情報を測定するための制御機能の要部を示す機能ブロック線図である。
【図７】図６に示した電子制御装置の制御機能のうち、生体情報伝送手段を除く機能をフローチャートにして示す図である。
【符号の説明】
１０：携帯電話機（携帯型生体情報測定装置）
３４：圧電シート（振動センサ）
３６：第１電極
３８：第１押圧面
４０：半導体感圧素子（圧力検出素子）
４２：第２押圧面
４４：第２電極
４６：橈骨動脈
４８：橈骨
５０：手首
８０：心音抽出手段
８８：脈波伝播速度情報算出手段

Claims

携帯型生体情報測定装置であって、
手首に向かって押圧させられる押圧面と、
該押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられて橈骨動脈波を検出する圧力検出素子と、
該押圧面に設けられ、該手首の骨に向かって押圧させられる振動センサと、
該振動センサから出力される信号から心音を抽出する心音抽出手段と
を含むことを特徴とする携帯型生体情報測定装置。
心電図および橈骨動脈波を測定するための携帯型生体情報測定装置であって、
手首に向かって押圧させられる押圧面と、
該押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられる圧力検出素子と、
該押圧面に設けられ、表皮と接触させられる第１電極と、
該押圧面とは異なる面に設けられ、前記手首とは反対側の手に接触させられるための第２電極と
を含むことを特徴とする携帯型生体情報測定装置。
携帯型生体情報測定装置であって、
手首に向かって押圧させられる押圧面と、
該押圧面に設けられ、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧させられて橈骨動脈波を検出する圧力検出素子と、
該押圧面に設けられ、該手首の骨に向かって押圧させられる振動センサと、
該押圧面に設けられ、表皮と接触させられる第１電極と、
前記振動センサから出力される信号から心音を抽出する心音抽出手段と、
該押圧面とは異なる面に設けられ、前記手首とは反対側の手に接触させられるための第２電極と
を含むことを特徴とする携帯型生体情報測定装置。
請求項１または３に記載の生体情報測定装置であって、
前記心音抽出手段により抽出された心音において所定部位が発生した時間と、前記圧力検出素子により検出された橈骨動脈波において所定部位が発生した時間との時間差に基づいて、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連した情報である脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段をさらに含むことを特徴とする携帯型生体情報測定装置。
請求項２または３に記載の生体情報測定装置であって、
前記第１電極と前記第２電極との電位差が表す心電波形において所定部位が発生した時間と、前記圧力検出素子により検出された橈骨動脈波において所定部位が発生した時間との時間差に基づいて、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連した情報である脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段をさらに含むことを特徴とする携帯型生体情報測定装置。