JP2017047016A - 血圧測定装置、身体特徴情報算出方法、身体特徴情報算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被測定者の身体特徴情報を、簡単な作業により正確に求めることのできる血圧測定装置、身体特徴情報算出方法、及び身体特徴情報算出プログラムを提供する。
【解決手段】血圧測定装置１は、３軸加速度センサと、血圧測定装置が装着された被測定者の腕を手首の位置が異なる第一の姿勢及び第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力し、情報の出力後の３軸加速度センサの出力信号に基づいて、被測定者の腕がペアの各々の姿勢になったことを判定する制御部１３と、を備える。制御部は、腕が第一の姿勢になった状態から第二の姿勢になった状態までの期間に３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて被測定者の前腕長を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、血圧測定装置、身体特徴情報算出方法、身体特徴情報算出プログラムに関する。

一般に血圧測定装置は、測定部を心臓の高さにして測定することにより、正確な血圧値を得ることができる。しかし、手首用の血圧測定装置は、測定部が装着される手首が自由に動き得る部位であるために、手首を心臓の高さと同じ高さに正確に合わせることが難しく、正確な血圧値を測定できないことがある。

こういった課題を解決するべく、特許文献１は、被測定者からマニュアル操作で入力された前腕長及び上腕長等の被測定者の体の部位の特徴情報と、加速度センサ等で検出される被測定者の前腕の角度や上腕の角度等の腕の状態を示す情報とから、心臓と手首との高さの差を検出し、検出した差に応じて血圧値を補正する等の処理を行う血圧測定装置を開示している。

ＷＯ２００２／０３９８９３号公報

特許文献１に記載の方法では、被測定者の身体特徴情報を予め求めておく必要があり、この身体特徴情報を手入力で行うものとしている。身体特徴情報の入力を行うためには、前腕長や上腕長をメジャー等によって事前に測定しておく必要がある。

この測定によって測定誤差が生じると、血圧値の測定部位と心臓との高さの差の算出精度は低下する。また、メジャーを使って測定を行う必要があるため、その測定作業が被測定者にとって負担となる。

前腕長や上腕長は、身長と相関があることが知られている。このため、被測定者の身長を手入力させ、入力された身長から前腕長や上腕長を算出することもできる。しかし、この場合も、算出された前腕長や上腕長と、被測定者の実際の前腕長や上腕長とに誤差が生じる可能性を排除できない。

また、身体特徴情報や身長を手入力する場合、単純な入力ミスがあると、血圧値を正確に測定することができなくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定部位と心臓との高さの差を算出するために必要な被測定者の身体特徴情報を、簡単な作業により正確に求めることのできる血圧測定装置、身体特徴情報算出方法、及び身体特徴情報算出プログラムを提供することを目的とする。

本発明の血圧測定装置は、被測定者の手首に装着されて被測定者の血圧値を測定する血圧測定装置であって、３軸加速度センサと、前記血圧測定装置が装着された被測定者の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢及び第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力部と、前記情報の出力後の前記３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定部と、前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記被測定者の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出部と、を備えるものである。

本発明の身体特徴情報算出方法は、人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出方法であって、前記人の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢と第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力ステップと、前記情報の出力後の前記人の手首に装着される３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定ステップと、前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出ステップと、を備えるものである。

本発明の身体特徴情報算出プログラムは、前記身体特徴情報算出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、測定部位と心臓との高さの差を算出するために必要な被測定者の体の部位の特徴情報を、簡単な作業により正確に求めることのできる血圧測定装置、身体特徴情報算出方法、及び身体特徴情報算出プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態である血圧測定装置１の構成を示すブロック図である。 図１の制御部１３の機能ブロック図である。 図２の身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長の算出処理を説明する図である。 図２の身体特徴情報算出部１３ａによる上腕長の算出処理を説明する図である。 図１の血圧測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 図２の身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長の算出処理の第一の変形例を説明する図である。 図２の身体特徴情報算出部１３ａによる被測定者の胸幅の算出処理を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である血圧測定装置１の構成を示すブロック図である。血圧測定装置１は、携帯型となっており、生体としての被測定者の手首に装着して用いられる。

血圧測定装置１は、脈波検出部１０と、加速度センサ１１と、角速度センサ１２と、全体を統括制御する制御部１３と、フラッシュメモリやＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やメモリカード等の記録媒体１４と、液晶表示素子等から構成される表示部１５と、を備える。

脈波検出部１０は、被測定者の手首から非侵襲で脈波を検出する。脈波検出部１０は、例えばトノメトリ法によって脈波としての圧脈波を検出するものが用いられる。脈波検出部１０は、脈波として容積脈波を検出するものであってもよい。脈波検出部１０は、動脈に光を当てて得られる動脈からの反射光によって脈波を検出するものであってもよい。

加速度センサ１１は、被測定者の手首の動きを加速度情報として検出する。本実施形態では、加速度センサ１１としてＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサを用いている。

加速度センサ１１は、血圧測定装置１が手首に装着された状態で、Ｚ軸方向が腕の伸びる方向（肘と手首を結ぶ方向）に沿うように装置に搭載されている。

角速度センサ１２は、被測定者の手首の姿勢（ロール角とピッチ角）を角速度情報として検出する。

図２は、図１の制御部１３の機能ブロック図である。

制御部１３は、プロセッサとＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ等のメモリとを主体に構成されており、ＲＯＭに格納されたプログラムをプロセッサが実行することにより、身体特徴情報算出部１３ａと、手首−心臓高さ差算出部１３ｂと、血圧算出部１３ｃとして機能する。

身体特徴情報算出部１３ａは、加速度センサ１１によって検出される加速度情報に基づいて、被測定者の前腕長（第一の距離）と上腕長（第三の距離）を算出する。前腕長とは、被測定者の肘から手首までの距離を言う。上腕長とは、被測定者の肩から肘までの距離を言う。

手首−心臓高さ差算出部１３ｂは、身体特徴情報算出部１３ａにより算出された被測定者の前腕長及び上腕長と、角速度センサ１２により検出された角速度情報に基づく手首の角度とに基づいて、特許文献１に例示される公知の方法により、被測定者の手首と心臓の高さの差を算出する。

血圧算出部１３ｃは、脈波検出部１０によって検出された脈波に基づいて１拍毎に血圧値を算出する。血圧値には、収縮期血圧ＳＢＰ（ｓｙｓｔｏｌｉｃ ｂｌｏｏｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と、拡張期血圧ＤＢＰ（ｄｉａｓｔｏｌｉｃ ｂｌｏｏｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と、平均血圧ＭＢＰ（ｍｅａｎ ｂｌｏｏｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）等が含まれる。

血圧算出部１３ｃは、脈波に基づいて算出した血圧値を、手首−心臓高さ差算出部１３ｂにより算出された手首と心臓の高さの差にしたがって補正し、補正後の血圧値を最終的な血圧値として記録媒体１４に記録する。

次に、身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長と上腕長の算出処理を具体的に説明する。

図３は、図２の身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長の算出処理を説明する図である。

図３には、被測定者２０を図示している。符号２１は被測定者の左腕の上腕を示す。符号２２は被測定者の左腕の肘を示す。符号２３は被測定者の左腕の前腕を示す。符号２４は被測定者の左手を示す。被測定者の左手首には図１の血圧測定装置１が装着されている。

血圧測定装置１では、被測定者の前腕長を算出するにあたり、予め決めた第一の動作を被測定者に行ってもらうことを前提としている。第一の動作は、腕を下ろした状態から、肘２２の位置は変えずに、肘２２を回転中心として手首を肘２２よりも高い位置まで持ち上げる動作である。

この第一の動作により、被測定者２０の腕は、被測定者２０の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ第一の姿勢から、被測定者２０の肩と肘２２とが重力方向に沿って並び、かつ、被測定者の肘２２と手首を結ぶ方向（図中の一点鎖線矢印で示す方向）と重力方向とのなす角度θ１が９０度よりも大きくなる第二の姿勢に移行する。なお、第一の動作は、第二の姿勢から第一の姿勢に姿勢を変化させる動作としてもよい。

図３では、被測定者の腕が第二の姿勢の状態にあるときの前腕２３と手２４を破線によって示している。

図３では、第一の姿勢の状態で加速度センサ１１により検出されるＺ軸方向の加速度情報を第一の加速度情報Ｇｄとしている。第二の姿勢の状態で加速度センサ１１により検出されるＺ軸方向の加速度情報を第二の加速度情報Ｇｕ１としている。

身体特徴情報算出部１３ａは、第一の動作が行われている期間（第一の姿勢となる状態から第二の姿勢となる状態に至る過程）で加速度センサ１１により検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報をこの期間の長さの時間で２階積分して、この期間における被測定者２０の手首の高さの変位量である第一の変位情報ΔＨ１［ｃｍ］を算出する。

身体特徴情報算出部１３ａは、第一の変位情報ΔＨ１［ｃｍ］と、第一の加速度情報Ｇｄと、第二の加速度情報Ｇｕ１とに基づいて、被測定者２０の前腕長を算出する。

より詳細には、身体特徴情報算出部１３ａは、第一の変位情報ΔＨ１［ｃｍ］と、第一の加速度情報Ｇｄの絶対値と第二の加速度情報Ｇｕ１の絶対値の和に対する第一の加速度情報Ｇｄの絶対値の第一の比と、に基づいて、以下の式（１）の演算により、被測定者２０の前腕長を算出する。

前腕長＝ΔＨ１×｛｜Ｇｄ｜／（｜Ｇｄ｜＋｜Ｇｕ１｜）｝ ・・（１）

前腕長は、第一の姿勢から手首を持上げていき、角度θ１が９０度になる（肘２２と手首の重力方向の位置が一致する）までの手首の重力方向における変位量に相当する。

つまり、第一の姿勢から角度θ１が９０度になるまでに加速度センサ１１によって検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報を、第一の姿勢から角度θ１が９０度になるまでの時間で２階積分して得られる値が、前腕長となる。

このように、第一の姿勢から、角度θ１が正確に９０度になるまで腕を上げる動作を被測定者に行わせて、この動作の期間中に加速度センサ１１から出力される３軸の加速度情報を時間で２階積分すれば、前腕長を求めることは可能である。

しかし、角度θ１が９０度になるような動作を被測定者に求めてしまうと、被測定者に負担をかけてしまうことになる。また、角度θ１を９０度に正確に合わせることは現実には難しいため、前腕長には誤差が生じる可能性がある。

一方、角度θ１が９０度よりも大きい任意の値になった時点で腕を止める上記の第一の動作であれば、被測定者に負担をかけずにすむ。このような理由から、本実施形態では、第一の姿勢から第二の姿勢まで移行させる第一の動作を被測定者に行わせている。

この第一の動作がなされた場合に得られる第一の変位情報ΔＨ１は、角度θ１が０度から９０度までの期間における第一の変位成分と、角度θ１が９０度より大きい期間における第二の変位成分とを含む。

第一の変位成分と第二の変位成分との比は、第一の加速度情報Ｇｄの絶対値と第二の加速度情報Ｇｕ１の絶対値との比に等しい。したがって、上記の式（１）により、前腕長を算出することができる。

図４は、図２の身体特徴情報算出部１３ａによる上腕長の算出処理を説明する図である。図４は、被測定者２０を正面から見た図であり、図３と同様に、被測定者２０の左上腕２１、左肘２２、左前腕２３、左手２４が図示されている。

血圧測定装置１では、被測定者の上腕長を算出するにあたり、予め決めた第二の動作を被測定者に行ってもらうことを前提としている。第二の動作は、腕を下ろした状態から、肩を回転中心として、腕を真っ直ぐにしたまま、手首を肩よりも高い位置まで持ち上げる動作である。

この第二の動作により、被測定者２０の腕は、被測定者２０の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ第一の姿勢から、被測定者２０の肩と肘２２と手首とを結ぶ方向（図中の一点鎖線矢印で示す方向）と重力方向とのなす角度θ２が９０度よりも大きくなる第三の姿勢に移行する。なお、第二の動作は、第三の姿勢から第一の姿勢に姿勢を変化させる動作としてもよい。

図４では、被測定者の腕が第三の姿勢の状態にあるときの上腕２１、肘２２、前腕２３、及び手２４を破線によって示している。

図４では、第一の姿勢の状態で加速度センサ１１により検出されるＺ軸方向の加速度情報を図３と同じく第一の加速度情報Ｇｄとしている。また、第三の姿勢の状態で加速度センサ１１により検出されるＺ軸方向の加速度情報を第三の加速度情報Ｇｕ２としている。

身体特徴情報算出部１３ａは、第二の動作が行われている期間（第一の姿勢となる状態から第三の姿勢となる状態に至る過程）で加速度センサ１１により検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報をこの期間の長さの時間で２階積分して、この期間における被測定者２０の手首の高さの変位量である第二の変位情報ΔＨ２［ｃｍ］を算出する。

身体特徴情報算出部１３ａは、第二の変位情報ΔＨ２［ｃｍ］と、第一の加速度情報Ｇｄと、第三の加速度情報Ｇｕ２とに基づいて、被測定者２０の上肢長（肩から手首までの距離；第二の距離）を算出する。

より詳細には、身体特徴情報算出部１３ａは、第二の変位情報ΔＨ２［ｃｍ］と、第一の加速度情報Ｇｄの絶対値と第三の加速度情報Ｇｕ２の絶対値の和に対する第一の加速度情報Ｇｄの絶対値の第二の比と、に基づいて、以下の式（２）の演算により、被測定者２０の上肢長を算出する。

上肢長＝ΔＨ２×｛｜Ｇｄ｜／（｜Ｇｄ｜＋｜Ｇｕ２｜）｝ ・・（２）

上肢長は、第一の姿勢から腕を持上げていき、角度θ２が９０度になる（肩と手首の重力方向の位置が一致する）までの手首の重力方向における変位量に相当する。

つまり、第一の姿勢から角度θ２が９０度になるまでに加速度センサ１１によって検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報を、第一の姿勢から角度θ２が９０度になるまでの時間で２階積分して得られる値が、上肢長となる。

このように、第一の姿勢から、角度θ２が正確に９０度になるまで腕を上げる動作を被測定者に行わせて、この動作の期間中に加速度センサ１１から出力される３軸の加速度情報を時間で２階積分すれば、上肢長を求めることは可能である。

しかし、角度θ２が９０度になるような動作を被測定者に求めてしまうと、被測定者に負担をかけてしまうことになる。また、角度θ２を９０度に正確に合わせることは現実には難しいため、上肢長には誤差が生じる可能性がある。

一方、角度θ２が９０度よりも大きい任意の値になった時点で腕を止める上記の第二の動作であれば、被測定者に負担をかけずにすむ。このような理由から、本実施形態では、第一の姿勢から第三の姿勢まで移行させる第二の動作を被測定者に行わせている。

この第二の動作がなされた場合に得られる第二の変位情報ΔＨ２は、角度θ２が０度から９０度までの期間における第三の変位成分と、角度θ２が９０度よりも大きい期間における第四の変位成分とを含む。

第三の変位成分と第四の変位成分との比は、第一の加速度情報Ｇｄの絶対値と第三の加速度情報Ｇｕ２の絶対値との比に等しい。したがって、上記の式（２）により、上肢長を算出することができる。

身体特徴情報算出部１３ａは、上記のようにして算出した上肢長から前腕長を減算することで、上腕長を算出する。

図５は、図２の身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長及び上腕長の算出処理を説明するためのフローチャートである。

血圧測定装置１には、前腕長及び上腕長を算出するモードが備えられており、このモードが設定されると、制御部１３は、例えば、表示部１５を利用して、被測定者に対し、第一の姿勢をとらせ、この状態から第二の姿勢に移行させるよう指示を行い、その後、再び第一の姿勢をとらせ、この状態から第三の姿勢に移行させるよう指示を行う。この表示部１５に表示される指示の情報は、被測定者の腕を第一の姿勢と第二の姿勢、及び、第一の姿勢と第三の姿勢にそれぞれ誘導するための情報となる。制御部１３は、情報出力部として機能する。

指示の方法としては、例えば、表示部１５において被測定者を模擬したキャラクタを表示させ、このキャラクタを動かすことで、第一の姿勢から第二の姿勢までの動作と、第一の姿勢から第三の姿勢までの動作とを明示する。

または、制御部１３は、図示しないスピーカから「腕を真下に下してください」とメッセージを出力させて、被測定者に第一の姿勢をとらせる。次に、制御部１３は、スピーカから「その状態で、肘の位置は固定にしたまま手首を肘よりも高く上げて止めてください」とメッセージを出力させて、被測定者に第二の姿勢をとらせてもよい。

同様に、制御部１３は、スピーカから「腕を真下に下してください」とメッセージを出力させて被測定者に第一の姿勢をとらせる。次に、制御部１３は、スピーカから「その状態で、腕は伸ばしきったまま、手首を肩よりも高く上げて止めてください」とメッセージを出力させて、被測定者に第三の姿勢をとらせてもよい。このスピーカに出力される情報は、被測定者の腕を第一の姿勢と第二の姿勢、及び、第一の姿勢と第三の姿勢にそれぞれ誘導するための情報となる。

或いは、血圧測定装置１と、スマートフォン等の表示部を有する被測定者の所持する電子機器とを通信可能に構成しておく。そして、制御部１３は、被測定者の腕を第一の姿勢と第二の姿勢、及び、第一の姿勢と第三の姿勢にそれぞれ誘導するための情報を電子機器に送信する。電子機器が、血圧測定装置１から受信した情報を表示部に表示させることで、被測定者に姿勢の誘導を行ってもよい。

制御部１３は、被測定者が第一の姿勢をとったか否かを、Ｚ軸の加速度情報に基づいて判定する。制御部１３は、加速度センサ１１により検出されたＺ軸の加速度情報の符号がマイナスとなり、かつ、Ｚ軸方向の加速度情報の変化が所定時間にわたって閾値以下となる状態を、第一の姿勢として判定する。

また、制御部１３は、加速度センサ１１により検出されたＺ軸の加速度情報の符号がプラスとなり、かつ、Ｚ軸方向の加速度情報の変化が所定時間にわたって閾値以下となる状態を、第二の姿勢又は第三の姿勢として判定する。制御部１３は、姿勢判定部として機能する。

被測定者により、第一の姿勢から第二の姿勢までの動作と、第一の姿勢から第三の姿勢までの動作とが行われると、制御部１３の身体特徴情報算出部１３ａは、第一の姿勢の状態において加速度センサ１１により検出された第一の加速度情報（Ｚ軸の加速度情報）を取得する（ステップＳ１）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第二の姿勢の状態において加速度センサ１１により検出された第二の加速度情報（Ｚ軸の加速度情報）を取得する（ステップＳ２）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第一の姿勢から第二の姿勢に至る過程において加速度センサ１１により検出された第一の動作中加速度情報（３軸の加速度情報）を取得する（ステップＳ３）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、ステップＳ３で取得した３軸の加速度情報を第一の姿勢から第二の姿勢に至るまでの時間で２階積分して、第一の姿勢から第二の姿勢に至る過程での被測定者の手首の変位量（第一の変位情報ΔＨ１）を算出する（ステップＳ４）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第一の変位情報ΔＨ１と、ステップＳ１で取得した第一の加速度情報とステップＳ２で取得した第二の加速度情報の第一の比と、に基づいて式（１）の演算により、被測定者の前腕長を算出し、記録媒体１４に記録する（ステップＳ５）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第三の姿勢の状態において加速度センサ１１により検出された第三の加速度情報（Ｚ軸の加速度情報）を取得する（ステップＳ６）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第一の姿勢から第三の姿勢に至る過程において加速度センサ１１により検出された第二の動作中加速度情報（３軸の加速度情報）を取得する（ステップＳ７）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、ステップＳ７で取得した３軸の加速度情報を第一の姿勢から第三の姿勢に至るまでの時間で２階積分して、第一の姿勢から第三の姿勢に至る過程での被測定者の手首の変位量（第二の変位情報ΔＨ２）を算出する（ステップＳ８）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、第二の変位情報ΔＨ２と、ステップＳ１で取得した第一の加速度情報とステップＳ６で取得した第三の加速度情報の第二の比と、に基づいて式（２）の演算により、被測定者の上肢長を算出する（ステップＳ９）。

次に、身体特徴情報算出部１３ａは、ステップＳ９で算出した上肢長から、ステップＳ５で算出した前腕長を減算して、被測定者の上腕長を算出し、記録媒体１４に記録する（ステップＳ１０）。

以上の処理により、被測定者の前腕長と上腕長が記録媒体１４に記録される。以降の血圧測定時には、この前腕長と上腕長が用いられて、手首−心臓高さ差算出部１３ｂにより、手首と心臓の高さの差がリアルタイムに算出され、血圧算出部１３ｃにより血圧値の補正がなされる。

以上のように、血圧測定装置１によれば、第一の姿勢から第二の姿勢まで腕を動かす動作と、第一の姿勢から第三の姿勢まで腕を動かす動作とを被測定者に行わせるだけで、被測定者の前腕長と上腕長を正確に算出することができる。

このため、メジャー等を用いて被測定者が自身の前腕長や上腕長を測定して手入力する場合と比較して、前腕長と上腕長の測定誤差や入力ミスをなくすことができ、正確な血圧測定が可能となる。また、被測定者への負担を軽減することができる。

また、血圧測定装置１によれば、図３の角度θ１と図４の角度θ２を９０度にさせるのではなく、９０度よりも大きくなるように被測定者に姿勢をとらせることで前腕長と上腕長を算出することができる。このため、被測定者に対し難しい動作を要求せずにすみ、被測定者の負担を軽減することができる。

図４の例では、腕を体の正面に対して水平な方向に上げることで第一の姿勢から第三の姿勢に移行させるものとしたが、腕を体正面に対して垂直な方向に上げることで第一の姿勢から第三の姿勢に移行させるようにしてもよい。

図６は、図２の身体特徴情報算出部１３ａによる前腕長の算出処理の第一の変形例を説明する図である。図６は、被測定者２０を頭上から見た図である。図６では、図３と同様に、被測定者２０の左上腕２１、左肘２２、左前腕２３、左手２４が図示されている。

この第一の変形例では、被測定者の肩と肘を結ぶ方向と、被測定者の肘と手首を結ぶ方向とが略直交した状態を第一の姿勢とし、被測定者の肩と肘を結ぶ方向と被測定者の肘と手首を結ぶ方向とが略一致した状態を第二の姿勢としている。

身体特徴情報算出部１３ａは、第一の姿勢となる状態から第二の姿勢となる状態に至る期間で加速度センサ１１により検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報をこの期間の時間で２階積分して、この期間における被測定者２０の手首の移動量（被測定者の体の正面方向における移動量）である第三の変位情報ΔＬ１［ｃｍ］を算出する。このΔＬ１は、被測定者の前腕長と一致する。

以上のように、身体特徴情報算出部１３ａは、肩と肘の位置が同じで、肘と手首を結ぶ方向が異なる第一の姿勢と第二の姿勢（手首の位置が異なる２つの姿勢）を被測定者にとらせ、第一の姿勢から第二の姿勢に至る過程（又は第二の姿勢から第一の姿勢に至る過程）で加速度センサ１１により検出される加速度情報に基づいて、前腕長を算出することができる。

また、身体特徴情報算出部１３ａは、肩の位置が同じで、肩と手首を結ぶ方向が異なる第一の姿勢と第三の姿勢（手首の位置が異なる２つの姿勢）を被測定者にとらせ、第一の姿勢から第三の姿勢に至る過程（又は第三の姿勢から第一の姿勢に至る過程）で加速度センサ１１により検出される加速度情報に基づいて、上腕長を算出することができる。

ここまでは、身体特徴情報として、前腕長と上肢長と上腕長を算出する例を説明してきた。血圧測定装置１は、前腕長と上肢長と上腕長以外に、身体特徴情報として被測定者の胸幅を算出することも可能である。

図７は、図２の身体特徴情報算出部１３ａによる被測定者の胸幅の算出処理を説明する図である。

図７（ａ）は、人が横たわるための寝具（ベッド又は敷き布団）の上に被測定者が仰向け（仰臥位）になって寝ている状態で、被測定者の手首が寝具上に置かれている状態を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）を寝具の側面から見た図である。

図７（ｃ）は、被測定者が体の側面を寝具に接触させて寝ている横向きの状態で、血圧測定装置１を装着している左腕を体と寝具との接触面とは反対側の体の側面上においた状態を示している。

胸幅の算出処理においては、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した状態における被測定者の腕の姿勢を第一の姿勢とし、図７（ｃ）に示した状態における被測定者の腕の姿勢を第二の姿勢とする。

そして、身体特徴情報算出部１３ａは、第一の姿勢となる状態から第二の姿勢となる状態に至る期間（又は第二の姿勢から第一の姿勢に至る期間）で加速度センサ１１により検出されたワールド座標系の３軸の加速度情報をこの期間の時間で２階積分して、この期間での被測定者２０の手首の変位量（重力方向の高さの変位）である第四の変位情報ΔＬ２［ｃｍ］を算出する。このΔＬ２は、被測定者の胸幅に等しい値として扱うことができる。このため、身体特徴情報算出部１３ａは、このΔＬ２を身体特徴情報である胸幅の情報として出力する。

なお、この変形例においては、被測定者が寝具上にうつ伏せ（背臥位）になった状態で、被測定者の手首が寝具上に置かれている状態における被測定者の腕の姿勢を第一の姿勢としてもよい。

人の胸幅のどのあたりに心臓が位置するかは経験的に決めておくことができる。このため、被測定者の胸幅が分かることで、図７（ｃ）の状態における、血圧測定装置１を装着している被測定者の手首と、この被測定者の心臓の位置との重力方向における距離を推定することができる。

つまり、手首−心臓高さ差算出部１３ｂは、胸幅の情報に基づいて、心臓と血圧測定装置１との高さ差を推定することができる。したがって、被測定者が寝ている状態においても、血圧算出部１３ｃが、胸幅から推定された手首と心臓の高さ差に基づいて血圧値を算出することで、高精度の血圧測定が可能となる。

以上のように、変形例の身体特徴情報算出部１３ａによれば、手首の位置が異なる第一の姿勢と第二の姿勢を被測定者にとらせ、第一の姿勢から第二の姿勢に至る過程（又は第二の姿勢から第一の姿勢に至る過程）で加速度センサ１１により検出される加速度情報に基づいて、被測定者の胸幅を算出することができる。

制御部１３のプロセッサが実行する上記のプログラムは、当該プログラムをコンピュータが読取可能な一時的でない（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体に記録されて提供される。

このような「コンピュータ読取可能な記録媒体」は、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）等の光学媒体や、メモリカード等の磁気記録媒体等を含む。また、このようなプログラムを、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、血圧測定装置１は、脈波検出部１０によって検出される脈波に基づいて血圧値を測定するものとしたが、カフを用いてオシロメトリック法やコロトコフ法等によって血圧値を測定するものであってもよい。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された血圧測定装置は、被測定者の手首に装着されて被測定者の血圧値を測定する血圧測定装置であって、３軸加速度センサと、前記血圧測定装置が装着された被測定者の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢及び第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力部と、前記情報の出力後の前記３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定部と、前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記被測定者の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出部と、を備えるものである。

開示された血圧測定装置は、前記第一の姿勢と前記第二の姿勢は、被測定者の肩及び肘の位置が同じでかつ肘と手首を結ぶ方向が異なる姿勢であり、前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて、被測定者の肘から手首までの距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記第一の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ姿勢であり、前記第二の姿勢は、被測定者の肩と肘とが重力方向に沿って並び、かつ、被測定者の肘と手首を結ぶ方向と重力方向とのなす角度が９０度よりも大きくなる姿勢であり、前記身体特徴情報算出部は、前記腕が前記第一の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第一の加速度情報と、前記腕が前記第二の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第二の加速度情報と、前記移行中加速度情報と、に基づいて前記距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記第一の姿勢と前記第二の姿勢は、被測定者の肩の位置が同じでかつ肩と手首を結ぶ方向が異なる姿勢であり、前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて、被測定者の肩から手首までの距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記第一の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ姿勢であり前記第二の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とを結ぶ方向と重力方向とのなす角度が９０度よりも大きくなる姿勢であり、前記身体特徴情報算出部は、前記腕が前記第一の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第一の加速度情報と、前記腕が前記第二の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第二の加速度情報と、前記移行中加速度情報と、に基づいて前記距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて重力方向における被測定者の手首の変位情報を算出し、前記変位情報と、前記第一の加速度情報の絶対値と前記第二の加速度情報の絶対値の和に対する前記第一の加速度情報の絶対値の比と、に基づいて前記距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記身体特徴情報算出部は、前記変位情報に前記比を乗じて前記距離を算出するものである。

開示された血圧測定装置は、前記第一の姿勢は、被測定者が横たわるための寝具上に被測定者が寝た状態で前記寝具上に被測定者の手首が置かれている姿勢であり、前記第二の姿勢は、被測定者が前記寝具上に体の側面を接触させて寝ている横向きの状態で、前記寝具との接触面とは反対側の体の側面上に手首が置かれている姿勢であり、前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて重力方向における被測定者の手首の変位情報を算出し、前記変位情報を被測定者の胸幅の情報として出力するものである。

開示された血圧測定装置は、前記身体特徴情報算出部により算出された身体特徴情報に基づいて血圧値を算出する血圧算出部を更に備えるものである。

開示された身体特徴情報算出方法は、人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出方法であって、前記人の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢と第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力ステップと、前記情報の出力後の前記人の手首に装着される３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定ステップと、前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出ステップと、を備えるものである。

開示された身体特徴情報算出プログラムは、前記身体特徴情報算出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明は、特に手首式の血圧測定装置に適用して利便性が高く、有効である。

１ 血圧測定装置
１１ 加速度センサ
１３ 制御部
１３ａ 身体特徴情報算出部
２０ 被測定者
２１ 上腕
２２ 肘
２３ 前腕
２４ 手
ΔＨ１ 第一の変位情報
ΔＨ２ 第二の変位情報
Ｇｄ 第一の加速度情報
Ｇｕ１ 第二の加速度情報
Ｇｕ２ 第三の加速度情報

Claims (11)

1. 被測定者の手首に装着されて被測定者の血圧値を測定する血圧測定装置であって、
   ３軸加速度センサと、
   前記血圧測定装置が装着された被測定者の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢及び第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力部と、
   前記情報の出力後の前記３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定部と、
   前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記被測定者の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出部と、を備える血圧測定装置。
2. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記第一の姿勢と前記第二の姿勢は、被測定者の肩及び肘の位置が同じでかつ肘と手首を結ぶ方向が異なる姿勢であり、
   前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて、被測定者の肘から手首までの距離を算出する血圧測定装置。
3. 請求項２記載の血圧測定装置であって、
   前記第一の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ姿勢であり、
   前記第二の姿勢は、被測定者の肩と肘とが重力方向に沿って並び、かつ、被測定者の肘と手首を結ぶ方向と重力方向とのなす角度が９０度よりも大きくなる姿勢であり、
   前記身体特徴情報算出部は、前記腕が前記第一の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第一の加速度情報と、前記腕が前記第二の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第二の加速度情報と、前記移行中加速度情報と、に基づいて前記距離を算出する血圧測定装置。
4. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記第一の姿勢と前記第二の姿勢は、被測定者の肩の位置が同じでかつ肩と手首を結ぶ方向が異なる姿勢であり、
   前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて、被測定者の肩から手首までの距離を算出する血圧測定装置。
5. 請求項４記載の血圧測定装置であって、
   前記第一の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とが重力方向に沿って並ぶ姿勢であり
   前記第二の姿勢は、被測定者の肩と肘と手首とを結ぶ方向と重力方向とのなす角度が９０度よりも大きくなる姿勢であり、
   前記身体特徴情報算出部は、前記腕が前記第一の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第一の加速度情報と、前記腕が前記第二の姿勢となる状態で前記３軸加速度センサにより検出された第二の加速度情報と、前記移行中加速度情報と、に基づいて前記距離を算出する血圧測定装置。
6. 請求項３又は５記載の血圧測定装置であって、
   前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて重力方向における被測定者の手首の変位情報を算出し、前記変位情報と、前記第一の加速度情報の絶対値と前記第二の加速度情報の絶対値の和に対する前記第一の加速度情報の絶対値の比と、に基づいて前記距離を算出する血圧測定装置。
7. 請求項６記載の血圧測定装置であって、
   前記身体特徴情報算出部は、前記変位情報に前記比を乗じて前記距離を算出する血圧測定装置。
8. 請求項１記載の血圧測定装置であって、
   前記第一の姿勢は、被測定者が横たわるための寝具上に被測定者が寝た状態で前記寝具上に被測定者の手首が置かれている姿勢であり、
   前記第二の姿勢は、被測定者が前記寝具上に体の側面を接触させて寝ている横向きの状態で、前記寝具との接触面とは反対側の体の側面上に手首が置かれている姿勢であり、
   前記身体特徴情報算出部は、前記移行中加速度情報に基づいて重力方向における被測定者の手首の変位情報を算出し、前記変位情報を被測定者の胸幅の情報として出力する血圧測定装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載の血圧測定装置であって、
   前記身体特徴情報算出部により算出された身体特徴情報に基づいて血圧値を算出する血圧算出部を更に備える血圧測定装置。
10. 人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出方法であって、
    前記人の腕を、手首の位置が異なる第一の姿勢と第二の姿勢のペアに誘導するための情報を出力する情報出力ステップと、
    前記情報の出力後の前記人の手首に装着される３軸加速度センサの出力信号に基づいて、前記腕が前記ペアの各々の姿勢になったことを判定する姿勢判定ステップと、
    前記腕が前記ペアの一方の姿勢になった状態から前記ペアの他方の姿勢になった状態までの期間に前記３軸加速度センサにより検出された移行中加速度情報に基づいて、前記人の身体特徴情報を算出する身体特徴情報算出ステップと、を備える身体特徴情報算出方法。
11. 請求項１０記載の身体特徴情報算出方法の各ステップをコンピュータに実行させるための身体特徴情報算出プログラム。

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