JP2016539693A

JP2016539693A - 対象の脈波を測定するシステム及び方法

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Publication number: JP2016539693A
Application number: JP2016533720A
Authority: JP
Inventors: クレモンティーヌマリーフランソワーズヴィラール‐ブトリ; ジョルジオモシス; デープベラ; ウェイロンモー; イーチーアン
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-12-22
Also published as: CN105813550B; KR20160096658A; KR102346873B1; CN105813550A; US20160310025A1; EP3079570B1; EP3079570A1; MX2016007402A; WO2015086725A1

Abstract

本願は、対象の脈波を測定するシステム及び方法に関する。このシステムは、上記対象の第１の動脈及び第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出する第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイであって、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々が、上記皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサを含む、第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイと、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々に関して、上記複数の第１の信号から上記対応する脈波を表す第２の信号を得るよう構成される取得ユニットと、上記第１のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号及び上記第２のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号から、上記第１の動脈及び上記第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するよう構成される第１の算出ユニットとを有する。本発明の実施形態は、脈波測定の精度を改善することができる。

Description

本発明は、生物学的測定に関し、特に対象の脈波を測定するシステム及び方法に関する。

脈波測定は、高度な医療検出においてますます重要な役割を担う。脈波測定の例として、脈波速度（ＰＷＶ）測定は、動脈の剛性を評価するために用いられる。これは高血圧及び心血管疾患（ＣＶＤ）を評価する標準の１つである。より詳細には、頸動脈大腿脈波速度（ｃｆＰＷＶ）が、大動脈硬化を評価する「黄金律」と考えられている。

ＰＷＶは、２つの動脈測定点の間の距離を対象の脈波が２つの動脈測定点の間を伝搬するパルス移動時間によって割ったものとして規定される。例えば、ｃｆＰＷＶは、対象の頸動脈上の皮膚における測定点と対象の大腿上の皮膚における測定点との間の距離を対象のパルスがそれぞれ頸動脈及び大腿の上の２つの動脈測定点の間を伝搬するパルス移動時間によって割ったものとして規定される。

従って、対象のｃｆＰＷＶを測定するため、最初に、対象の皮膚における２つの動脈測定点が、頸動脈及び大腿の上に配置される。その後、頸動脈及び大腿それぞれの上の２つの動脈測定点の間の距離が、例えば定規により測定される。対象のパルスが頸動脈及び大腿それぞれの上における２つの動脈測定点の間で伝搬するパルス移動時間を算出するため、周期的サイクル検出アルゴリズムがまず、２つの脈波信号の期間をそれぞれ検出するよう、２つの動脈測定点で検出される２つの脈波信号に適用され、その後、パルス移動時間が、２つの脈波信号の期間に基づき得られる。その後、ｃｆＰＷＶが、２つの動脈測定点の間の距離及び得られたパルス移動時間から得られることができる。

従来技術において、例えば、ｃｆＰＷＶ測定において、医師又は看護士は、触診により頸動脈及び大腿における測定点を見つける。これは時間がかかり、結果が正確でない場合がある。

従来技術において、例えばｃｆＰＷＶ測定において、頸動脈及び大腿の各々に関して、図１に示されるセンサ１０１（通常圧電センサ）が、対応する測定点でパルスを検出し、対応する脈波信号を得るのに用いられる。しかしながら、センサ１０１が置かれる測定点は、医師又は看護士による触診により発見されるので、対応する脈波信号は、例えば頸動脈又は大腿に関して最も強いパルスを表さない場合があり、こうして、不正確な測定結果（例えばパルス移動時間算出結果）がもたされる。

SUGAWARA Jらによる「Carotid-femoral pulse wave velocity: Impact of different arterial path length measurements」、ARTERY RESEARCH、ELSEVIER、AMSTERDAM、NL、vol. 4、no. 1、1 March 2010（2010-03-01）、pages 27-31、XP026938470，ISSN: 1872−9312、001 : 10.1016/J.ARTRES.2009.11.001は、頸動脈大腿ＰＷＶ算出に関する方法を開示し、それは、（１）頸動脈及び大腿サイトの間の直線距離（PWVcar-fem）、（２）胸骨上切痕及び大腿サイトの間の直線距離マイナス頸動脈長（PWV(ssn^fem)-(ssn-car)）、（３）頸動脈及び大腿サイトの間の直線距離マイナス頸動脈長（PWV(car-fem)-(ssn-car)）、及び（４）胸骨上切痕から臍まで、及び臍から大腿サイトまでの結合された距離マイナス頸動脈長（PWV(ssn_amb-fem)-(ssn-car)）である。

BOUTOUYRIE Pらによる「Assessment of pulse wave velocity」、ARTERY RESEARCH、ELSEVIER、AMSTERDAM、NL、vol. 3、no. 1、1 February 2009（2009-02-01）、pages 3-8、XP025972566，ISSN: 1872−9312、DOI: 10.1016/J.ARTRES.2008.11.002は、脈波速度を測定する市場に出されたデバイスの簡潔な展望を与える。

従って、脈波測定の効率及び／又は精度を改善することができる、対象の脈波を測定するシステム及び方法を提供することは有利である。

本発明のある実施形態によれば、対象の脈波を測定するシステムが提案される。このシステムは、それぞれ上記対象の第１の動脈及び第２の動脈上の上記対象の皮膚に置かれるとき、上記対象の上記第１の動脈及び上記第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出する第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイであって、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々が、上記皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサを含む、第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイと、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々に関して、上記複数の第１の信号から上記対応する脈波を表す第２の信号を得るよう構成される取得ユニットと、上記第１のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号及び上記第２のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号から、上記第１の動脈及び上記第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するよう構成される第１の算出ユニットとを有する。

従って、センサアレイは、上記第１の動脈及び上記第２の動脈（例えば頸動脈及び大腿）の脈波測定の各々に関して使用される。各センサアレイは、単一のセンサではなく複数のセンサを有する。センサアレイは、単一のセンサより大きい皮膚領域をカバーすることができるので、単一のセンサを用いるとき必要とされる非常に精密なセンサ配置を必要とすることなく、脈波が、質的に良好な態様において検出されることができる。こうして、センサアレイの位置決めが、より効率的に行われることができ、唯一のセンサが使用される従来技術と比べて、測定の品質が、医師又は看護士の技術にあまり依存しなくなる。

ある実施形態において、複数のセンサの各々は、圧電センサを有する。

ある実施形態において、複数のセンサの各々は、加速度計を有する。

本発明のある実施形態によれば、圧電センサの代わりに加速度計を使用する利点は、以下のようなものである。

第１に、加速度計は、圧電センサと比較して、皮膚の局所地形により柔軟に適合することができる。センサアレイにおけるセンサの各々は、適切な機械的な継手を介して対象の皮膚に接触する接触面を持つ。それは、センサの接触面がすべて、互いに完全に整列配置されなければならないこと、及びそれが皮膚の局所地形に対して適合するよう、全体の測定センサアレイが十分に柔軟でなければならないことを意味する。しかしながら、圧電センサの設計（各センサが、剛性円筒状包装に固定される膜からなる）のため、それは、非常に固い。対照的に、加速度計は、柔軟な基板に固定されることができる。こうして、この剛性問題が解決される。

第２に、１つのセンサアレイに複数の加速度計を一体化することは、複数の圧電センサより容易である。例えば頸動脈又は大腿に関して最も強いパルスを表す信号を正確に位置決めすることを可能にするため、センサアレイに多くのセンサを一体化することに関心がある。斯かる一体化は、圧電センサに相当なチャレンジを課すが、それは、加速度計には直接的である。

第３に、加速度計により提供される測定結果は、オペレータがセンサアレイを保持する態様による影響を受けず、及び従って、圧電センサにより提供される測定結果より一層信頼性が高い。圧電センサでは、オペレータがセンサアレイを保持する態様により影響される傾向がある。

第４に、ＰＷＶ測定に関する関心周波数範囲（ＤＣから４０〜５０Ｈｚ）は、圧電センサの効率的な動作周波数（０．２Ｈｚから４０〜５０Ｈｚ）によってではなく、加速度計の効率的な動作周波数によりカバーされることができる。

好ましくは、上記加速度計が、マイクロマシン抵抗又は容量加速度計である。マイクロマシン抵抗加速度計は、歪みゲージ、圧電性抵抗、ＭＥＭＳ（微少電気機械システム）又は薄膜加速度計とすることができる。

マイクロマシン抵抗又は容量加速度計を使用することは、複数の利点を提供することができる。例えば、それは小型かつ軽量である。これは柔軟な膜上に加速度計のアレイを製造することを可能にする。ＢＯＭ（部品表）コストは、低い。それは、ＤＣから約５０Ｈｚまでの測定を要求する脈波測定に非常に適している。なぜなら、それは、０Ｈｚまで低下して測定することができ、約１０ｋＨｚのその限られた高周波範囲は、脈波測定に悪影響を与えないからである。それは、高感度を提供することができる。それは、堅牢で、概して長期間イベントに使用される。これにより、病院の現実世界の環境におけるショックの相当なレベルに耐えることが可能にされる。

ある実施形態において、上記複数のセンサの各々が、少なくとも２つの方向において上記皮膚の振動を示す上記第１の信号を得るよう構成される。例えば、３Ｄ軸加速度計は、矩形の座標系において互いに垂直な３つの方向において、信号を得ることができる。

１方向センサにより検出される１方向信号と比較すると、マルチ方向センサにより得られるマルチ方向信号に含まれる追加的な情報が、例えばオペレータの無意識の運動に関連付けられるアーチファクトを除去するために用いられることができる。こうして、測定精度が改善される。

ある実施形態において、上記複数のセンサの各々が、上記対象の皮膚と接触する接触面を有し、上記少なくとも２つの方向は、上記接触面に対して垂直な方向であるＸ軸方向を有し、上記第1の取得ユニットが、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々に関して、上記複数の第１の信号から第１の信号を選択し、上記選択された第１の信号の上記Ｘ軸方向要素から上記第２の信号を得るよう構成される。

ある実施形態において、上記少なくとも２つの方向が更に、上記Ｘ軸方向に対して垂直なＺ軸方向を有する。上記取得ユニットは、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々に関して、上記選択された第１の信号の上記Ｘ軸方向要素から上記選択された第１の信号の上記Ｚ軸方向要素を減算することにより上記第２の信号を得るよう構成される。

こうして、脈波信号が、得られることができ、その中のノイズが減らされることができる。これは、以下のアイデアに基づかれる。センサアレイが皮膚上に置かれるとき、Ｘ軸は、接触面に対して垂直な方向で、皮膚表面に対して実質的に垂直である。従って、Ｘ軸は、脈波の振動方向として見られることができ、信号のＸ軸要素は、脈波プラスパルス方向におけるノイズを表すと予想される。同様に、Ｚ軸は、脈波の振動方向に対して実質的に垂直である。従って、信号のＺ軸要素は、主にノイズを反映し、パルス情報を含まないと予想される。ノイズが全方向に一様に分散されるという仮定のもとで、脈波を表す信号は、信号のＸ軸要素からＺ軸要素を減算することにより得られることができる。

ある実施形態において、複数の第１の信号から第１の信号を選択することは、以下のようにして実現されることができる。上記取得ユニットが、上記複数の第１の信号において、一群の第１の信号を決定するよう構成され、上記グループにおける上記第１の信号の各々の上記Ｘ軸方向要素と上記グループにおける他の第１の信号の上記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関は、第１の所定の閾値を超え、上記グループにおける上記第１の信号の各々の上記Ｘ軸方向要素と上記グループの外側の上記第１の信号の上記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関が、第２の所定の閾値以下であり、上記取得ユニットは、少なくとも上記第１の信号の振幅に基づき、上記グループにおける上記第１の信号から上記第１の信号を選択するよう構成される。例えば、上記選択された第１の信号の振幅又は信号対ノイズ比が、上記グループにおける上記第１の信号において最も高い。

複数のセンサにより得られる第１の信号において、Ｘ軸方向要素が検出されたパルスを主に含み、少しのノイズを含むことができる第１のタイプの第１の信号が存在し、この信号は、最も強いパルスを表す信号（即ち第２の信号）を得るのに有益である。Ｘ軸方向要素が主にノイズから成り、パルスを反射する低い程度の有益な情報を持ち、最も強いパルスを表す信号（即ち第２の信号）を得るとき除去されるべき、第２のタイプの第２の信号も存在する。パルス及びノイズの性質から、パルスは、ノイズと相関されず、ほとんど全てのノイズは、互いにおいて相関されないので、主に検出されたパルスからなる第１のタイプの第１の信号における任意の２つの信号のＸ軸方向要素は、高い相互相関を持ち、主に検出されたパルスからなる第１のタイプの第１の信号における任意の信号のＸ軸方向要素及び主にノイズからなる第２のタイプの第１の信号における任意の信号のＸ軸方向要素は、低い相互相関を持ち、及び主にノイズからなる第２のタイプの第１の信号における任意の２つの信号のＸ軸方向要素が、低い相互相関を持つ。その利点を用いて、まず一群の第１の信号を決定することが提案される。そこでは、上記グループにおける上記第１の信号の各々の上記Ｘ軸方向要素と上記グループにおける他の第１の信号の上記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関は、第１の所定の閾値を超え、上記グループにおける上記第１の信号の各々の上記Ｘ軸方向要素と上記グループの外側の上記第１の信号の上記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関が、第２の所定の閾値以下である。第１の所定の閾値及び第２の所定の閾値は、実際的な要件に基づかれる選択される。これは実践において決定されることができる。こうして、決定されたグループにおける第１の信号の各々は、ノイズコンテンツより大きいパルスコンテンツを持つことが予想される。

更に、少なくとも第１の信号の振幅に基づき第１の信号を選択することは、脈波測定の精度を改善することができる。例において、選択された第１の信号の振幅は、グループにおける第１の信号において最も高い。別の例において、選択された第１の信号の信号対ノイズ比は、グループにおける第１の信号において最も高い。

別の実施形態では、上記取得ユニットが、上記複数の第１の信号の各々に関して、上記脈波の振動に沿って実質的に振動を表す上記第１の信号の要素を得るよう構成される。

ある実施形態において、各センサアレイは、対象の皮膚と接触する膜を持つ包装ケースを有する。複数のセンサは、包装ケースにおいて囲まれる膜の２つの側の１つに固定理される。膜の反対側は、対象の皮膚上に置かれる。

本実施形態において、複数のセンサが、対象の皮膚と直接接触せず、包装ケースにおいてカプセル化されるので、洗浄手順が単純化される。更に、複数のセンサが対象の皮膚と直接接触しないので、センサが、少なくとも２つの方向において、例えば３Ｄ検出において複数の第１の信号を得ることを可能にする。更に、膜上でのセンサの斯かる固定は、皮膚及び膜の間の最適結合を保証する。

好ましくは、膜は、薄い金属膜である。

膜が粘弾性膜でない場合、それは、記録されたセンサ信号にノイズを加える。従って、本発明の実施形態によれば、粘性と弾性を合わせ持つ薄い金属膜が、ノイズを減らすために用いられる。こうして、センサにより検出された信号におけるノイズ減少の有益な効果が、実現されることができる。

ある実施形態において、このシステムは、上記第１の動脈及び上記第２の動脈の間の上記脈波により進行された距離を示すパラメータを得るよう構成される取得ユニットと、上記算出されたパルス移動時間及び上記得られたパラメータに基づき、上記対象の脈波速度を算出するよう構成される第２の算出ユニットとを更に有する。

本発明の別の側面によれば、対象の脈波を測定する方法が提案され、この方法は、上記対象の第１及び第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出するため、上記対象の上記第１の動脈及び上記第２の動脈上の上記対象の皮膚においてそれぞれ第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイを置くステップであって、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々が、上記皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサを含む、ステップと、上記第１のセンサアレイ及び上記第２のセンサアレイの各々に関して、上記複数の第１の信号から上記対応する脈波を表す第２の信号を得るステップと、上記第１のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号及び上記第２のセンサアレイに関して得られる上記第２の信号から、上記第１の動脈及び上記第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するステップとを有する。

対応する脈波信号を得るため、対応する測定点でパルスを検出する従来技術のセンサを示す図である。本発明のある実施形態による複数のセンサを有するセンサアレイを示す図である。本発明のある実施形態による対象の脈波を測定するシステムのブロックダイアグラムを示す図である。本発明の実施形態による、第１のセンサアレイ又は第２のセンサアレイの２タイプの構造を示す図である。本発明の実施形態による、第１のセンサアレイ又は第２のセンサアレイの２タイプの構造を示す図である。本発明のある実施形態による対象の脈波を測定する方法のブロックダイアグラムを示す図である。

本開示のさまざまな側面及び特徴が、以下により詳細に表される。本発明のこれらの及び他の態様が、以下に説明される実施形態より明らとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。

本発明が、以下、実施形態及び図面を参照し、これらを組み合わせてより詳細に記載及び説明される。

図面における同じ参照符号は、類似する又は対応する特徴及び／又は機能を示す。

本発明は、特定の実施形態及び特定の図面を参照して説明されることになるが、本発明はそれらに限定されるものではなく、添付された請求項によってのみ定まるものである。記載された図面は、概略的なものに過ぎず非限定的なものである。図面において幾つかの要素の大きさが誇張されている場合があり、説明目的のため実際のスケール通りに描かれていない場合がある。

図３は、本発明のある実施形態による対象の脈波を測定するシステム４のブロック図を示す。システム４は、第１のセンサアレイ３１、第２のセンサアレイ３２、取得ユニット１０２、第１の算出ユニット１０３、オプションで第２の算出ユニット１０４、取得ユニット１０６、及び決定ユニット１０８を有する。

第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２はそれぞれ、対象の第１及び第２の動脈の対応する脈波を検出するため、第１の動脈（例えば頸動脈）及び第２の動脈（例えば大腿）上の対象の皮膚に置かれる。動脈の対応する脈波は、動脈上の皮膚における測定点での脈波を意味する。従って、第１の動脈の対応する脈波は、第１の動脈上の皮膚における第１の測定点での脈波を意味し、第２の動脈の対応する脈波は、第２の動脈上の皮膚における第２の測定点での脈波を意味する。

図２に示されるように、第１のセンサアレイ３１は、皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサ１０１を有する。同様に、第２のセンサアレイ３２も、皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサ１０１を有する。

取得ユニット１０２は、第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２の各々に関して、複数の第１の信号から対応する脈波を表す第２の信号を得る。信号取得手順は、本明細書にて後に詳細に説明される。

第１のセンサアレイ３１に関して得られた第２の信号及び第２のセンサアレイ３２に関して得られた第２の信号から、第１の算出ユニット１０３は、第１の動脈と第２の動脈との間のパルス移動時間を算出する。例えば、従来技術で述べられるように、周期的サイクル検出アルゴリズムがまず、第１のセンサアレイ３１に関して得られる第２の信号の期間及び第２のセンサアレイ３２に関して得られる第２の信号の期間を検出するため、第１のセンサアレイ３１に関して得られる第２の信号及び第２のセンサアレイ３２に関して得られる第２の信号に適用され、その後、パルス移動時間が、検出された２つの期間に基づき得られる。

取得ユニット１０６は、第１の動脈及び第２の動脈の間の脈波により進行された距離を示すパラメータ１０７を得る。それは、多くの方法で実現されることができる。例えば、それは、受信ユニットだけとすることができる。受信ユニットは、オペレータにより入力されるパラメータ１０７を受信する。別の例として、それは、第１の動脈及び第２の動脈の間の脈波により進行された距離を自動的に測定する電子定規とすることができる。もちろん、脈波速度算出精度を強化するため、第１のセンサアレイ３１に関して取得ユニット１０２により得られる第２の信号及び第２のセンサアレイ３２に関して取得ユニット１０２により得られる第２の信号は、決定ユニット１０８に入力される。これは、第１のセンサアレイ３１に関して得られる第２の信号に対応する測定点及び第１のセンサアレイ３２に関して得られる第２の信号に対応する測定点を決定し、２つの決定された測定点を電子定規に出力する。これは次に、２つの決定された測定点の間の対象の皮膚における距離を測定し、第１の動脈及び第２の動脈の間の脈波により進行された距離を示すパラメータ１０７を第２の算出ユニット１０４に出力する。

第２の算出ユニット１０４は、算出されたパルス移動時間及び得られたパラメータ１０７に基づき、対象の脈波速度１０５を算出する。脈波速度１０５は、第１の動脈及び第２の動脈の間の脈波により進行された距離を示す得られたパラメータ１０７を、算出されたパルス移動時間により割ったものに等しい。

複数のセンサ１０１の各々は、圧電センサ又は加速度計とすることができ、好ましくはマイクロマシン抵抗又は容量加速度計とすることができる。

図４ａは、本発明のある実施形態による第１のセンサアレイ３１又は第２のセンサアレイ３２のあるタイプの構造を示す。

図４ａにおいて、センサアレイは、複数のセンサ１０１が固定される柔軟な膜５０１を持つ包装ケース５９９を有する。柔軟な膜は、対象の皮膚と直説接触するものではない。各センサに対して、ピストンが、センサの移動群に接続され、第１の動脈又は第２の動脈の上で、対象の皮膚と機械的な接触をするよう置かれる。第１の動脈又は第２の動脈のパルスから生じる機械的な振動は、対応するセンサの検出体に各ピストンを通り送信される。図４ａにおいて、センサ１０１の各々は、一方向において、即ち皮膚に対して垂直な方向において第１の信号を得る。

複数のセンサ１０１により得られる複数の第１の信号は、取得ユニット１０２に入力される。複数の第１の信号において、取得ユニット１０２は、一群の第１の信号を決定する。この場合、そのグループにおける第１の信号の各々とそのグループにおける他の第１の信号とのすべての相互相関が、第１の所定の閾値を超え、そのグループにおける第１の信号の各々とそのグループの外側の第１の信号とのすべての相互相関が、第２の所定の閾値以下である。

その後、第１の信号が、第１の信号のこのグループにおける対応する脈波を表す第２の信号として、少なくとも振幅に基づき選択される。例えば、最も高い振幅又はＳＮＲ等を持つ第１の信号が選択される。

図４ａの実施形態の利点は、センサ及び皮膚の間の直接的な接触に存在する。こうして、継手及びパルス透過効率が最適化される。

図４ｂは、本発明のある実施形態による第１のセンサアレイ３１又は第２のセンサアレイ３２の別のタイプの構造を示す。

図４ｂにおいて、各センサアレイは、対象の皮膚５０２に接触する膜５０１を持つ包装ケース５９９を有する。複数のセンサ１０１は、包装ケース５９９において囲まれる膜５０１（好ましくは上述されたような薄い金属膜）の２つの側の１つに固定され、包装ケース５９９において囲まれない膜５０１の反対側は、対象の皮膚５０２に置かれることになる。

ある実施形態において、複数のセンサの各々は、対象の皮膚と接触する接触面を持つ。接触は、直接的又は間接的な接触とすることができる。図４ｂに示されるように、接触は、膜５０１を介して行われる。少なくとも２つの方向は、Ｘ軸方向を有する。これは接触面に対して垂直な方向である。少なくとも２つの方向は更に、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を有することができる。これらは、Ｘ軸と共に矩形の座標系を構成するよう、Ｘ軸方向に対して垂直で、互いに対して垂直な方向として規定される。例えば、Ｙ軸方向は、接触面に対して平行な方向として規定され、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向として規定される。

取得ユニット１０２は、第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２の各々に関して、複数の第１の信号から第１の信号を選択し、選択された第１の信号のＸ軸方向要素から第２の信号を得るよう構成される。選択手順は、例えば以下の通りである。取得ユニット１０２は、複数の第１の信号において、一群の第１の信号を決定する。この場合、そのグループにおける第１の信号の各々のＸ軸方向要素とそのグループにおける他の第１の信号のＸ軸方向要素とのすべての相互相関が、第１の所定の閾値を超え、そのグループにおける第１の信号の各々のＸ軸方向要素とそのグループの外側の第１の信号のＸ軸方向要素とのすべての相互相関が、第２の所定の閾値以下である。取得ユニット１０２は、少なくとも第１の信号の振幅に基づき、このグループにおける第１の信号から第１の信号を選択する。例えば、選択された第１の信号の振幅又は信号対ノイズ比は、このグループにおける第１の信号において最も高い。

その後、第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２の各々に関して、取得ユニット１０２は、選択された第１の信号のＸ軸方向要素から選択された第１の信号のＺ軸方向要素を減算することにより、第２の信号を得る。

別の実施形態では、取得ユニット１０２は、複数の第１の信号の各々に関して、脈波の振動に沿って振動を表す第１の信号の要素を得る。これは、既知の固有ベクトル分解又は主成分分析法によりされることができる。

図５は、本発明のある実施形態による対象の脈波を測定する方法７のブロックダイアグラムを示す。方法７は：ステップ７１において、対象の第１及び第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出するため、対象の第１の動脈及び第２の動脈上の対象の皮膚においてそれぞれ第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２を置くステップであって、第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイの各々が、皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサ１０１を含む、ステップと；ステップ７２において、第１のセンサアレイ３１及び第２のセンサアレイ３２の各々に関して、複数の第１の信号から対応する脈波を表す第２の信号を得るステップと；ステップ７３において、第１のセンサアレイ３１に関して得られる第２の信号及び第２のセンサアレイ３２に関して得られる第２の信号から、第１の動脈及び第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するステップとを有する。本発明において示される方法のステップは、前述のステップに限定されるものではない点に留意されたい。請求項に記載される本発明のさまざまな側面が、これらの特定の詳細から逸脱する他の例において実践されることができることは、当業者には明らかであろう。

更に、当業者でれば容易に理解されるように、図３における取得ユニット１０２、第１の算出ユニット１０３及び第２の算出ユニット１０４等は、ハードウェアの１つの同じアイテムにより実現されることができる。もちろん、それらは、ハードウェアの別々のアイテムとして実現されることができる。更に、図３における取得ユニット１０２、第１の算出ユニット１０３、及び第２の算出ユニット１０４等は、ソフトウェア命令において実現されることができる。これは例えば、ＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ及びＩ／Ｏインタフェースを持つ汎用コンピュータにロードされることができる。その結果、図３における取得ユニット１０２、第１の算出ユニット１０３、及び第２の算出ユニット１０４等の１つ又は複数の任意の機能を実現するため、汎用コンピュータにおけるＣＰＵが命令を実行することができる。

特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。

上述された実施形態は本発明を限定するものではなく、説明するものであり、当業者であれば、添付された請求項の範囲から逸脱することなく、代替的な実施形態をデザインすることができることになることに留意されたい。請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という語は、請求項又は明細書にリストされない要素又はステップの存在を除外するものではない。ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という語は、斯かる要素が複数存在することを除外するものではない。複数のユニットを列挙するシステムクレームにおいて、これらのユニットの複数が、ハードウェア及び／又はソフトウェアの１つの同じアイテムにより実現されることができる。第１、第２及び第３等の用語の使用は、何らかの順序を示すものではない。これらの語は、ラベルとして解釈されるものである。

Claims

対象の脈波を測定するシステムであって、
それぞれ前記対象の第１の動脈及び第２の動脈上の前記対象の皮膚に置かれるとき、前記対象の前記第１の動脈及び前記第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出する第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイであって、前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々が、前記皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサを含む、第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイと、
前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々に関して、前記複数の第１の信号から前記対応する脈波を表す第２の信号を得るよう構成される取得ユニットと、
前記第１のセンサアレイに関して得られる前記第２の信号及び前記第２のセンサアレイに関して得られる前記第２の信号から、前記第１の動脈及び前記第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するよう構成される第１の算出ユニットとを有し、
前記複数のセンサの各々が、加速度計を含む、システム。
前記加速度計が、マイクロマシン抵抗又は容量加速度計である、請求項１に記載のシステム。
前記複数のセンサの各々が、少なくとも２つの方向において前記皮膚の振動を示す前記第１の信号を得るよう構成される、請求項１又は２に記載のシステム。
前記複数のセンサの各々が、前記対象の皮膚と接触する接触面を有し、
前記少なくとも２つの方向は、前記接触面に対して垂直な方向であるＸ軸方向を有し、
前記取得ユニットが、前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々に関して、前記複数の第１の信号から第１の信号を選択し、前記選択された第１の信号のＸ軸方向要素から前記第２の信号を得るよう構成される、請求項３に記載のシステム。
前記少なくとも２つの方向が更に、前記Ｘ軸方向に対して垂直なＺ軸方向を有し、
前記取得ユニットは、前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々に関して、前記選択された第１の信号の前記Ｘ軸方向要素から前記選択された第１の信号のＺ軸方向要素を減算することにより前記第２の信号を得るよう構成される、請求項４に記載のシステム。
前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々に関して、前記取得ユニットが、前記複数の第１の信号において、一群の第１の信号を決定するよう構成され、
前記グループにおける前記第１の信号の各々の前記Ｘ軸方向要素と前記グループにおける他の第１の信号の前記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関は、第１の所定の閾値を超え、前記グループにおける前記第１の信号の各々の前記Ｘ軸方向要素と前記グループの外側の前記第１の信号の前記Ｘ軸方向要素とのすべての相互相関が、第２の所定の閾値以下であり、
前記取得ユニットは、少なくとも前記第１の信号の振幅に基づき、前記グループにおける前記第１の信号から前記第１の信号を選択するよう構成される、請求項４に記載のシステム。
前記選択された第１の信号の振幅又は信号対ノイズ比が、前記グループにおける前記第１の信号において最も高い、請求項６に記載のシステム。
前記取得ユニットが、前記複数の第１の信号の各々に関して、実質的に前記脈波の振動に沿って振動を表す前記第１の信号の要素を得るよう構成される、請求項３に記載のシステム。
前記複数のセンサが、膜の２つの側の１つに固定され、前記膜の反対側は、前記対象の皮膚上に置かれる、請求項１に記載のシステム。
前記膜が、薄い金属膜である、請求項９に記載のシステム。
前記第１の動脈及び前記第２の動脈の間の前記脈波により進行された距離を示すパラメータを得るよう構成される取得ユニットと、
前記算出されたパルス移動時間及び前記得られたパラメータに基づき、前記対象の脈波速度を算出するよう構成される第２の算出ユニットとを更に有する、請求項１に記載のシステム。
対象の脈波を測定する方法において、
前記対象の第１及び第２の動脈の対応する脈波をそれぞれ検出するため、前記対象の前記第１の動脈及び前記第２の動脈上の前記対象の皮膚においてそれぞれ第１のセンサアレイ及び第２のセンサアレイを置くステップであって、前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々が、前記皮膚の振動を示す複数の第１の信号をそれぞれ得る複数のセンサを含む、ステップと、
前記第１のセンサアレイ及び前記第２のセンサアレイの各々に関して、前記複数の第１の信号から前記対応する脈波を表す第２の信号を得るステップと、
前記第１のセンサアレイに関して得られる前記第２の信号及び前記第２のセンサアレイに関して得られる前記第２の信号から、前記第１の動脈及び前記第２の動脈の間のパルス移動時間を算出するステップとを有し、
前記複数のセンサの各々が、加速度計を含む、方法。