JP2018117920A

JP2018117920A - 測定装置および測定方法

Info

Publication number: JP2018117920A
Application number: JP2017012243A
Authority: JP
Inventors: めぐみ江成; Megumi Enari
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2018-08-02
Also published as: US20180206732A1; CN108354595A

Abstract

【課題】脈波を検出する２地点が相互に近い場合でも脈波伝播に関する指標を高精度に測定する。
【解決手段】第１押圧部が押圧する第１部位における脈波を検出する第１脈波検出部と、前記第１部位からみて脈波の進行波が進む方向側にて第２押圧部が押圧する第２部位における脈波を検出する第２脈波検出部と、前記第１脈波検出部が検出した脈波と前記第２脈波検出部が検出した脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する指標測定部とを具備し、前記第１押圧部による押圧力は前記第２押圧部による押圧力を上回る測定装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体の状態を示す生体情報を測定するための技術に関する。

脈波伝播速度等の生体情報を測定する各種の測定技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、生体の上肢および下肢の各々に装着されたカフを利用して脈波伝播速度を測定する測定装置が開示されている。具体的には、上肢側のカフで検出された脈波と下肢側のカフで検出された脈波との時間差を利用して、生体の脈波伝播速度が算定される。

特開２００８−１８０３５号公報

特許文献１の技術では、生体の上肢および下肢の各々にカフを装着する必要があるから、例えば日常生活のなかで常時的に脈波伝播速度を測定することは困難である。他方、相互に近い２地点で脈波を検出する構成とすれば、測定装置を小型化する余地がある。しかし、脈波を検出する２地点が近いほど、例えばカフが各地点を圧迫する圧力の影響が相対的に増大し、結果的に脈波伝播速度の測定精度が低下するという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明の好適な態様は、脈波を検出する２地点が相互に近い場合でも脈波伝播に関する指標を高精度に測定することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る測定装置は、第１押圧部が押圧する第１部位における脈波を検出する第１脈波検出部と、前記第１部位からみて脈波の進行波が進む方向側にて第２押圧部が押圧する第２部位における脈波を検出する第２脈波検出部と、前記第１脈波検出部が検出した脈波と前記第２脈波検出部が検出した脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する指標測定部とを具備し、前記第１押圧部による押圧力は前記第２押圧部による押圧力を上回る。以上の態様では、第１押圧部が押圧する第１部位における脈波と第２押圧部が押圧する第２部位における脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する構成において、第１押圧部による押圧力が第２押圧部による押圧力を上回る。したがって、第１部位と第２部位とが相互に近い場合でも、脈波伝播に関する指標を高精度に測定することが可能である。

本発明の好適な態様において、前記第１押圧部による押圧力は２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、前記第２押圧部による押圧力は８０ｍｍＨｇ以下である。さらに好適な態様において、前記第１押圧部による押圧力は１００ｍｍＨｇ以下である。以上の態様によれば、脈波伝播に関する指標を高精度に測定できるという効果は格別に顕著である。

本発明の好適な態様において、前記第１脈波検出部は、前記第１部位の変位に応じた圧力を検出する第１圧力センサーを含み、前記第２脈波検出部は、前記第２部位の変位に応じた圧力を検出する第２圧力センサーを含む。以上の態様によれば、第１脈波検出部による検出結果から第１押圧部による押圧力を特定し、第２脈波検出部による検出結果から第２押圧部による押圧力を特定することが可能である。

本発明の好適な態様に係る測定装置は、前記第１脈波検出部による検出結果から前記第１押圧部による押圧力を特定し、前記第２脈波検出部による検出結果から前記第２押圧部による押圧力を特定する押圧力特定部と、前記押圧力特定部が特定した前記第１押圧部による押圧力と前記第２押圧部による押圧力との適否を判定する判定処理部とを具備する。以上の態様では、第１押圧部による押圧力と第２押圧部による押圧力との適否が判定処理部により判定されるから、各押圧力を適切な範囲に容易に調整できるという利点がある。

本発明の好適な態様において、前記指標測定部は、前記脈波伝播に関する指標から血圧を推定する。以上の態様では、多数の被験者にとって馴染みのある血圧を推定できるという利点がある。

本発明の好適な態様に係る測定方法は、測定部位の第１部位を押圧する押圧力が、前記測定部位のうち前記第１部位からみて脈波の進行波が進む方向側に位置する第２部位を押圧する押圧力を上回る状態で、前記第１部位における脈波と前記第２部位における脈波とを検出し、前記第１部位における脈波と前記第２部位における脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する。以上の態様では、第１押圧部が押圧する第１部位における脈波と第２押圧部が押圧する第２部位における脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する測定方法において、第１押圧部による押圧力が第２押圧部による押圧力を上回る。したがって、第１部位と第２部位とが相互に近い場合でも、脈波伝播に関する指標を高精度に測定することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る測定装置の側面図である。測定装置の構成図である。第１押圧部および第２押圧部の各々の押込量と脈波伝播速度Ｖとの関係を示すグラフである。進行波の下流側の押込量を固定した場合の上流側の押込量と脈波伝播速度との関係を示すグラフである。上流側の押込量を固定した場合の進行波の下流側の押込量と脈波伝播速度との関係を示すグラフである。第１押圧部および第２押圧部の各々の押圧力と脈波伝播速度との関係を示すグラフである。図６における範囲αを拡大したグラフである。第１押圧部および第２押圧部の各々の押圧力を測定する構成の説明図である。第１実施形態のベルトに着目した測定装置の側面図である。第１検出信号から押圧力を特定する処理の説明図である。測定処理のフローチャートである。第２実施形態における検出装置の構成図である。第２実施形態における測定処理のフローチャートである。変形例における検出装置の構成図である。変形例における検出装置の構成図である。変形例における検出装置の構成図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る測定装置１００の構成図である。第１実施形態の測定装置１００は、被験者（生体の例示）の生体情報を非侵襲で測定する生体計測機器であり、被験者の身体のうち測定対象となる部位（以下「測定部位」という）Ｍに装着される。図１に例示される通り、第１実施形態の測定装置１００は、筐体部１２とベルト１４とを具備する腕時計型の携帯機器であり、測定部位Ｍの例示である手首（あるいは前腕）に帯状のベルト１４を巻回することで被験者の身体に装着される。第１実施形態では、脈波伝播速度（PWV：Pulse Wave Velocity）を生体情報として例示する。脈波伝播速度は、心臓の拍動により発生する脈波が動脈内で伝播する速度であり、動脈の硬さが反映された指標として動脈硬化等の疾患の診断に好適に利用される。

図２は、測定装置１００の機能に着目した構成図である。図２に例示される通り、第１実施形態の測定装置１００は、制御装置２０と記憶装置２２と表示装置２４と検出装置３０とを具備する。制御装置２０および記憶装置２２は、筐体部１２の内部に設置される。図１に例示される通り、表示装置２４（例えば液晶表示パネル）は、筐体部１２のうち測定部位Ｍに対向する表面とは反対側の表面に設置され、測定結果を含む各種の画像を制御装置２０による制御のもとで表示する。

図２の検出装置３０は、測定部位Ｍの状態に応じた第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2を生成するセンサーモジュールであり、例えば筐体部１２のうち測定部位Ｍに対向する部分に設置される。第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2の各々は、測定部位Ｍの内部の動脈Ａ（例えば橈骨動脈または尺骨動脈）を伝播する脈波を表す信号である。図２に例示される通り、第１実施形態の検出装置３０は、第１脈波検出部３１と第２脈波検出部３２とを具備する。

第１脈波検出部３１は、測定部位Ｍを押圧する部分（以下「第１押圧部」という）３１３を含むセンサーであり、測定部位Ｍのうち第１押圧部３１３が押圧する部位（以下「第１部位」という）Ｑ1において動脈Ａを移動する脈波（以下「第１部位Ｑ1における脈波」という）を検出することで第１検出信号Ｄ1を生成する。すなわち、第１検出信号Ｄ1は、第１部位Ｑ1における動脈Ａの拍動を表す信号である。

具体的には、第１脈波検出部３１は、図２に例示される通り、第１圧力センサー３１１と第１押圧部３１３とを含んで構成される。第１押圧部３１３は、弾性材料で形成された管体（例えば円形断面のチューブ）である。第１圧力センサー３１１は、例えば気圧センサー（例えば半導体集積回路で構成されたセンサーＩＣ）やゲージ圧センサーで構成され、第１押圧部３１３の片方の端部の内側に設置される。第１押圧部３１３のうち第１圧力センサー３１１とは反対側の端面が測定部位Ｍの表面に押圧され、管内の空間（以下「測定空間」という）が密閉された状態となる。測定部分の第１部位Ｑ1における動脈Ａの拍動に起因して測定部位Ｍの表面が変位すると測定空間の体積が変動するから、測定空間内の圧力は、第１部位Ｑ1の内部の動脈Ａの拍動に連動して周期的に変動する。第１圧力センサー３１１は、測定空間内の圧力（すなわち第１部位Ｑ1の変位に応じた圧力）を示す第１検出信号Ｄ1を生成する。以上の説明から理解される通り、第１検出信号Ｄ1は、第１部位Ｑ1の内部の動脈Ａの拍動成分（圧脈波）に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号である。すなわち、第１脈波検出部３１は、被験者の第１部位Ｑ1における脈波を検出する要素として機能する。

第１脈波検出部３１と同様に、第２脈波検出部３２は、測定部位Ｍを押圧する部分（以下「第２押圧部」という）３２３を含むセンサーである。第２脈波検出部３２は、測定部位Ｍのうち第２押圧部３２３が押圧する部位（以下「第２部位」という）Ｑ2において動脈Ａを移動する脈波（以下「第２部位Ｑ2における脈波」という）を検出することで第２検出信号Ｄ2を生成する。すなわち、第２検出信号Ｄ2は、第２部位Ｑ2における動脈Ａの拍動を表す信号である。

具体的には、第２脈波検出部３２は、第１脈波検出部３１と同様に、第２圧力センサー３２１と第２押圧部３２３とを含んで構成される。第２押圧部３２３は、弾性材料で形成された断面円形の管体である。第２押圧部３２３の内部の測定空間内の圧力は、第２部位Ｑ2の動脈Ａの拍動に連動して周期的に変動する。第２圧力センサー３２１は、第２押圧部３２３の片方の端部の内側に設置された気圧センサーまたはゲージ圧センサーで構成される。第２脈波検出部３２の第２圧力センサー３２１は、第１脈波検出部３１と同様に、第２押圧部３２３の測定空間内の圧力（すなわち第２部位Ｑ2の変位に応じた圧力）を示す第２検出信号Ｄ2を生成する。以上の説明から理解される通り、第２検出信号Ｄ2は、第２部位Ｑ2における動脈Ａの拍動に連動して周期的に変動する脈波信号である。すなわち、第２脈波検出部３２は、被験者の第２部位Ｑ2における脈波を検出する要素として機能する。なお、第１脈波検出部３１が生成した第１検出信号Ｄ1と第２脈波検出部３２が生成した第２検出信号Ｄ2とをアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換器の図示は便宜的に省略されている。

図２に例示される通り、第１押圧部３１３と第２押圧部３２３とは、測定部位Ｍの内部の動脈Ａに沿うように相互に間隔をあけて設置される。具体的には、第１押圧部３１３からみて遠位側（心臓とは反対側）に第２押圧部３２３が位置する。すなわち、測定部位Ｍの第２部位Ｑ2は、第１部位Ｑ1からみて、脈波の進行波が動脈Ａを進む方向側（すなわち（進行波の下流側）に位置する。したがって、第１部位Ｑ1における脈波は、第１押圧部３１３と第２押圧部３２３との間の距離Ｌに応じた時間だけ遅延して第２部位Ｑ2における脈波となる。距離Ｌは、例えば、第１押圧部３１３と第２押圧部３２３との中心間の距離である。

図２の制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算処理装置であり、測定装置１００の全体を制御する。記憶装置２２は、例えば不揮発性の半導体メモリーで構成され、制御装置２０が実行するプログラムと制御装置２０が使用する各種のデータとを記憶する。また、図２では制御装置２０と記憶装置２２とを別体の要素として図示したが、記憶装置２２を内包する制御装置２０を例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により実現することも可能である。

第１実施形態の制御装置２０は、記憶装置２２に記憶されたプログラムを実行することで、被験者の脈波伝播速度Ｖの測定に関する複数の機能（指標測定部５２，報知制御部５４，押圧力特定部５６，判定処理部５８）を実現する。なお、制御装置２０の機能を複数の集積回路に分散した構成や、制御装置２０の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。

指標測定部５２は、第１脈波検出部３１が第１部位Ｑ1から検出した脈波（第１検出信号Ｄ1）と第２脈波検出部３２が第２部位Ｑ2から検出した脈波（第２検出信号Ｄ2）とに応じて脈波伝播速度Ｖを測定する。具体的には、指標測定部５２は、第１検出信号Ｄ1と第２検出信号Ｄ2との立上り時刻の時間差Δｔにより第１押圧部３１３と第２押圧部３２３との距離Ｌを除算することで脈波伝播速度Ｖ（Ｖ＝Ｌ/Δｔ）を算定する。実際には、脈波の１拍毎に算定される脈波伝播速度Ｖを複数拍（例えば１０拍分）にわたり平均することで確定的な脈波伝播速度Ｖが算定される。なお、第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2の各々の立上り時刻は、例えば、信号値が最小値となる時刻、信号値の１次微分値が最大となる時刻、または、信号値の２次微分値が最大となる時刻である。第１実施形態では、信号値の１次微分値が最大となる時刻を立上り時刻とする。

図２の報知制御部５４は、指標測定部５２による測定の結果（具体的には脈波伝播速度Ｖ）を表示装置２４に表示させる。なお、脈波伝播速度Ｖが正常な範囲内の数値であるか否か（すなわち被験者の異常の有無）を報知制御部５４が表示装置２４に表示させることも可能である。また、脈波伝播速度Ｖの数値や異常の有無を音声により被験者に報知することも可能である。

ところで、脈波伝播速度Ｖは、測定時に測定部位Ｍが押圧される圧力（以下「押圧力」という）に依存するという傾向がある。具体的には、測定部位Ｍに対する押圧力が大きいほど脈波伝播速度Ｖの測定値が小さい数値になるという傾向が観測される。以上の傾向を前提として、脈波伝播速度Ｖを高精度に測定する観点から、本願発明者は、脈波伝播速度Ｖを適正に測定し得る押圧力の条件を検討した。

図３は、第１押圧部３１３および第２押圧部３２３の各々を変位させた各場合に測定される脈波伝播速度Ｖの分布である。図３の測定値は、被験者の橈骨動脈の近傍の部位について距離Ｌを４６ｍｍとして計測された。測定部位Ｍに対する第１押圧部３１３の押込量ｄ1が縦軸に図示され、測定部位Ｍに対する第２押圧部３２３の押込量ｄ2が横軸に図示されている。第１脈波検出部３１および第２脈波検出部３２の各々にマイクロメーターを固定し、押込量ｄ1および押込量ｄ2を個別に制御した。押込量ｄ1と押込量ｄ2と脈波伝播速度Ｖとの関係を観測する試験では、脈波伝播速度Ｖが正常な範囲内にある健康な被験者を座位の姿勢に維持し、検出装置３０を測定部位Ｍの表面に徐々に接近させた。第１脈波検出部３１が脈波を検出し始めた時点の第１押圧部３１３の位置が押込量ｄ1の原点（ｄ1＝０）であり、第２脈波検出部３２が脈波を検出し始めた時点の第２押圧部３２３の位置が押込量ｄ2の原点（ｄ2＝０）である。また、図４は、進行波の下流側の押込量ｄ2を５０μｍに固定した状態における上流側の押込量ｄ1と脈波伝播速度Ｖとの関係を示すグラフである。図５は、上流側の押込量ｄ1を１７５μｍに固定した状態における進行波の下流側の押込量ｄ2と脈波伝播速度Ｖとの関係を示すグラフである。

橈骨動脈における脈波伝播速度Ｖの正常な範囲は、概略的には８ｍ/ｓ以上かつ１２ｍ/ｓ以下の範囲である。図３から図５の試験は、脈波伝播速度Ｖが正常な範囲内の数値であることが事前の診断により確認された健康な被験者について実施されたから、脈波伝播速度Ｖが８ｍ/ｓ以上かつ１２ｍ/ｓ以下の範囲内にあれば、脈波伝播速度Ｖは適正に測定されたと判断できる。図３ないし図５から確認できる通り、第１押圧部３１３の押込量ｄ1が１５０μｍから２００μｍまでの範囲内にあり、かつ、第２押圧部３２３の押込量ｄ2が５０μｍ付近の数値である場合に、脈波伝播速度Ｖが適正に測定されている。以上に説明した試験の結果から理解される通り、第１部位Ｑ1における脈波と第２部位Ｑ2における脈波とから適正に脈波伝播速度Ｖを測定するためには、第１押圧部３１３の押込量ｄ1と第２押圧部３２３の押込量ｄ2とを相違させる必要がある。

押込量ｄ1は、第１押圧部３１３が測定部位Ｍの第１部位Ｑ1を押圧する押圧力Ｐ1に対応し、押込量ｄ2は、第２押圧部３２３が測定部位Ｍの第２部位Ｑ2を押圧する押圧力Ｐ2に対応する。図６は、図３から図５の試験の結果を踏まえて、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2と脈波伝播速度Ｖとの関係を図示したグラフであり、図７は、図６の範囲αを拡大したグラフである。なお、図８に例示される通り、第１押圧部３１３および第２押圧部３２３の各々と測定部位Ｍとの間に設置された圧力センサー２００が検出した押圧力（Ｐ1，Ｐ2）と、第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2から算定された脈波伝播速度Ｖとの関係が、図６および図７では図示されている。押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の単位は水銀柱ミリメートル（ｍｍＨｇ）である。

図３を参照して説明した通り、第１部位Ｑ1に対する第１押圧部３１３の押圧力Ｐ1と第２部位Ｑ2に対する第２押圧部３２３の押圧力Ｐ2とを相違させる必要があることが、図６および図７からも確認できる。具体的には、脈波伝播速度Ｖが適正に測定された場合（Ｖ≒７ｍ/ｓ，１１ｍ/ｓ）における押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の範囲は、押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回る範囲に包含される。以上の知見を背景として、第１実施形態では、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1が第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2を上回る状態（Ｐ1＞Ｐ2）で脈波伝播速度Ｖの測定が実行される。以下の説明では、押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回ることを「第１条件」と表記する。

なお、例えば手首の近傍（例えば橈骨の遠位端の近傍）では、脈波の上流側ほど、皮膚表面に対して深い位置に動脈Ａが存在する。したがって、動脈Ａの拍動を検出するためには、脈波の上流側ほど測定部位Ｍを強く押込む必要がある。脈波伝播速度Ｖの適正な測定のために押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回る必要があるのは、以上の説明の通り、脈波の上流側ほど皮膚表面に対して深い位置に動脈Ａが存在するからであると推察される。

以上に説明した通り、脈波伝播速度Ｖの適正な測定のためには押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回ることが必要である。しかし、押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回る状態でも、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の各々が過度に高い状態では、脈波伝播速度Ｖを適正に測定できない可能性がある。具体的には、図６および図７から理解される通り、押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇを上回る場合、または、押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇを上回る場合には、脈波伝播速度Ｖを適正に測定できない可能性がある。以上の事情を考慮して、第１実施形態では、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇ以下である状態で、脈波伝播速度Ｖが測定される。以下の説明では、押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇ以下であることを「第２条件」と表記する。

第１実施形態では、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2とを被験者（または被験者以外の利用者）が調整可能である。具体的には、被験者の手首に巻回されるベルト１４を調整することで、被験者は押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とを個別に調整し得る。図９は、第１実施形態におけるベルト１４の構成に着目した測定装置１００の側面図である。前掲の図１が、測定部位Ｍの動脈Ａが延在する方向からみた測定装置１００の側面図であるのに対し、図９は、動脈Ａが延在する方向に垂直な方向からみた測定装置１００の側面図である。

図９に例示される通り、第１実施形態のベルト１４は、第１装着部１４１と第２装着部１４２とを含んで構成される。第１装着部１４１および第２装着部１４２の各々は、被験者の手首に巻回される可変長の帯状部材（すなわちベルト）である。被験者は、第１装着部１４１および第２装着部１４２の各々の全長（すなわち直径）を変更することで、第１装着部１４１および第２装着部１４２の各々による測定部位Ｍの締付の具合を個別に調整することが可能である。

図９に例示される通り、筐体部１２のうち測定部位Ｍに対向する部分には、第１装着部１４１の横幅の範囲内に第１押圧部３１３が設置され、第２装着部１４２の横幅の範囲内に第２押圧部３２３が設置される。したがって、第１装着部１４１の締付の具合を調整することで第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1が変更され、第２装着部１４２の締付の具合を調整することで第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2が変更される。具体的には、第１装着部１４１を収縮して締付を強めるほど押圧力Ｐ1は増加し、第２装着部１４２を収縮することで締付を強めるほど押圧力Ｐ2は増加する。

以上の例示の通り、被験者は押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とを調整可能である。第１実施形態では、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が前述の第１条件（Ｐ1＞Ｐ2）と第２条件（Ｐ1≦２００ｍｍＨｇ，Ｐ2≦８０ｍｍＨｇ）とを充足するように、被験者が押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とを調整する。ただし、実際に測定装置１００を使用する場面では、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が適切な範囲内にあるか否かを被験者が判断することは困難であることが想定される。以上の事情を考慮して、第１実施形態では、以下に詳述する通り、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2との適否を制御装置２０（押圧力特定部５６，判定処理部５８）が判定する。

図２の押圧力特定部５６は、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2とを特定する。具体的には、第１実施形態の押圧力特定部５６は、第１脈波検出部３１による検出結果（すなわち第１検出信号Ｄ1）から押圧力Ｐ1を特定し、第２脈波検出部３２による検出結果（すなわち第２検出信号Ｄ2）から押圧力Ｐ2を特定する。

図１０には、第１検出信号Ｄ1の波形が例示されている。図１０に例示される通り、第１検出信号Ｄ1は、定常成分Ｃaと変動成分Ｃbとを含有する。定常成分Ｃaは、第１部位Ｑ1に対する第１押圧部３１３の静的な押圧に起因した定常的な信号成分であり、周波数が所定の閾値を下回る低周波成分（理想的には直流成分）に相当する。変動成分Ｃbは、第１部位Ｑ1の内部の動脈Ａの拍動に起因して周期的に変動する信号成分であり、周波数が当該閾値を上回る高周波成分に相当する。第１実施形態の押圧力特定部５６は、第１検出信号Ｄ1の定常成分Ｃaの信号強度に応じて第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1を特定する。具体的には、押圧力特定部５６は、第１検出信号Ｄ1に対するローパスフィルター処理で定常成分Ｃaを抽出し、当該定常成分Ｃaの平均的な信号強度を第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1に換算する。押圧力Ｐ1の算定には、例えば定常成分Ｃaの信号強度と押圧力Ｐ1との関係を規定する所定の演算式が利用される。押圧力特定部５６は、第１検出信号Ｄ1に対する処理と同様に、第２脈波検出部３２が生成した第２検出信号Ｄ2の定常成分Ｃaから第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2を特定する。

図２の判定処理部５８は、押圧力特定部５６が特定した押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の適否を判定する。具体的には、判定処理部５８は、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2について第１条件と第２条件とが成立するか否かを判定する。第１条件および第２条件の双方が成立する場合に、指標測定部５２による脈波伝播速度Ｖの測定が実行される。他方、第１条件および第２条件の一方または双方が成立しない場合、報知制御部５４は、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が不適切であることを被験者に報知する。例えば、報知制御部５４は、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の再調整を指示する画像（例えば「ベルトの長さを調整して下さい」等のメッセージ）を表示装置２４に表示させる。

図１１は、第１実施形態の制御装置２０が実行する処理（以下「測定処理」という）のフローチャートである。例えば脈波伝播速度Ｖの測定が被験者から指示された場合に図１１の測定処理が開始される。

測定処理を開始すると、押圧力特定部５６は、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2とを特定する（Ｓ1）。具体的には、押圧力特定部５６は、第１脈波検出部３１が生成した第１検出信号Ｄ1から押圧力Ｐ1を特定し、第２脈波検出部３２が生成した第２検出信号Ｄ2から押圧力Ｐ2を特定する。判定処理部５８は、押圧力特定部５６が特定した押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が第１条件（Ｐ1＞Ｐ2）と第２条件（Ｐ1≦２００ｍｍＨｇ，Ｐ2≦８０ｍｍＨｇ）とを充足するか否かを判定する（Ｓ2）。

第１条件および第２条件の一方または双方が成立しない場合（Ｓ2：NO）、報知制御部５４は、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が適切でないことを被験者に報知する（Ｓ3）。具体的には、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の再調整を指示する画像が表示装置２４に表示される。表示装置２４の画像を視認することで押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が適切でないことを確認すると、被験者は、第１装着部１４１および第２装着部１４２の各々を調整することで押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2を変更する。他方、報知制御部５４による報知の実行後に処理はステップＳ1に移行する。すなわち、押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とが被験者による調整で第１条件と第２条件とを充足するまで、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の特定（Ｓ1）と、第１条件および第２条件の成否の判定（Ｓ2）とが反復される。

被験者による調整の結果、第１条件と第２条件とが成立すると（Ｓ2：YES）、指標測定部５２は脈波伝播速度Ｖを測定する（Ｓ4）。具体的には、指標測定部５２は、第１脈波検出部３１が第１部位Ｑ1から検出した脈波（第１検出信号Ｄ1）と第２脈波検出部３２が第２部位Ｑ2から検出した脈波（第２検出信号Ｄ2）とに応じて脈波伝播速度Ｖを測定する。すなわち、押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とが第１条件と第２条件とを充足する状況で生成された第１検出信号Ｄ1と第２検出信号Ｄ2とを利用して、測定部位Ｍの脈波伝播速度Ｖが測定される。報知制御部５４は、指標測定部５２が測定した脈波伝播速度Ｖを表示装置２４に表示させる（Ｓ5）。

以上に説明した通り、第１実施形態では、第１押圧部３１３が押圧する第１部位Ｑ1における脈波と第２押圧部３２３が押圧する第２部位Ｑ2における脈波とに応じて脈波伝播速度Ｖを測定する構成において、押圧力Ｐ1が押圧力Ｐ2を上回る。したがって、第１部位Ｑ1と第２部位Ｑ2とが相互に近い場合でも、脈波伝播速度Ｖを高精度に測定することが可能である。第１実施形態では特に、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇ以下である状態で、脈波伝播速度Ｖが測定される。したがって、脈波伝播速度Ｖを高精度に測定できるという効果は格別に顕著である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下の各例示において作用または機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１２は、第２実施形態における検出装置３０の構成図である。図１２に例示される通り、第２実施形態の検出装置３０は、第１実施形態と同様の第１脈波検出部３１および第２脈波検出部３２に加えて第１駆動部３１５および第２駆動部３２５を具備する。第１駆動部３１５は、制御装置２０による制御のもとで第１脈波検出部３１の第１押圧部３１３を変位させる。第２駆動部３２５は、制御装置２０による制御のもとで第２脈波検出部３２の第２押圧部３２３を変位させる。例えばソレノイドを利用して第１押圧部３１３または第２押圧部３２３を変位させる作動機構（アクチュエータ）が、第１駆動部３１５および第２駆動部３２５として好適に利用される。また、吸排気により膨張または収縮する空気袋（カフ）を利用して第１押圧部３１３または第２押圧部３２３を変位させる作動機構を、第１駆動部３１５および第２駆動部３２５として利用することも可能である。

図１３は、第２実施形態における測定処理のフローチャートである。図１３の測定処理を開始すると、制御装置２０は、第１駆動部３１５を駆動することで第１押圧部３１３を変位させ、第２駆動部３２５を駆動することで第２押圧部３２３を変位させる（Ｓ0）。第１駆動部３１５および第２駆動部３２５の動作により押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2は変化する。押圧力特定部５６は、変化後の押圧力Ｐ1と押圧力Ｐ2とを、第１実施形態と同様の方法で特定する（Ｓ1）。判定処理部５８は、押圧力特定部５６が特定した押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が第１条件（Ｐ1＞Ｐ2）と第２条件（Ｐ1≦２００ｍｍＨｇ，Ｐ2≦８０ｍｍＨｇ）とを充足するか否かを判定する（Ｓ2）。

第１条件および第２条件の一方または双方が成立しない場合（Ｓ2：NO）、処理はステップＳ0に移行する。すなわち、制御装置２０は、第１駆動部３１５を駆動することで第１押圧部３１３を更に変位させ、第２駆動部３２５を駆動することで第２押圧部３２３を更に変位させる。すなわち、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が第１条件と第２条件とを充足するまで、第１押圧部３１３および第２押圧部３２３を段階的に変位させながら（Ｓ0）、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の特定（Ｓ1）と第１条件および第２条件の成否の判定（Ｓ2）とが反復される。第１押圧部３１３および第２押圧部３２３の変位量の調整の結果、第１条件と第２条件とが成立すると（Ｓ2：YES）、第１実施形態と同様に、脈波伝播速度Ｖの測定（Ｓ4）および表示（Ｓ5）が実行される。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、制御装置２０による第１駆動部３１５および第２駆動部３２５の制御により押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2が制御されるから、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2を被験者が手動により調整する必要がないという利点がある。他方、第１実施形態では、第２実施形態で例示した第１駆動部３１５および第２駆動部３２５が不要であるから、測定装置１００の構成が簡素化されるという利点がある。

＜第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態では、脈波伝播速度Ｖを測定する構成を例示した。第３実施形態では被験者の血圧を推定する。なお、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2の特定や調整については第１実施形態または第２実施形態と同様の構成が採用される。

第３実施形態の指標測定部５２は、第１実施形態または第２実施形態と同様の方法により第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2から脈波伝播速度Ｖを測定し、当該脈波伝播速度Ｖから被験者の血圧（収縮期血圧および拡張期血圧の少なくとも一方）を推定する。具体的には、脈波伝播速度Ｖの数値と血圧の数値との相関を表現した演算式に脈波伝播速度Ｖを適用することで、指標測定部５２は血圧を算定する。なお、脈波伝播速度Ｖの数値と血圧の数値と対応が登録されたテーブルを参照することで、指標測定部５２が脈波伝播速度Ｖに対応する血圧を特定することも可能である。

報知制御部５４は、指標測定部５２が算定した血圧を表示装置２４に表示する。なお、血圧が正常な範囲内の数値であるか否か（すなわち被験者の異常の有無）を報知制御部５４が表示装置２４に表示させることも可能である。また、血圧の数値や異常の有無を音声により被験者に報知することも可能である。

第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態では、多数の被験者にとって脈波伝播速度Ｖよりも馴染みのある血圧を測定できるという利点がある。

＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2について第１条件および第２条件を成立させるための構成は、前述の各形態での例示には限定されない。例えば、図１４に例示される通り、第１脈波検出部３１および第２脈波検出部３２の各々が設置される位置（高さ）を相違させることも可能である。図１４の測定装置１００の筐体部１２には、設置面１２aと設置面１２bとが形成される。第１脈波検出部３１は設置面１２aに設置され、第２脈波検出部３２は設置面１２bに設置される。図１４に例示される通り、設置面１２aは設置面１２bと比較して測定部位Ｍ側に突出する。したがって、測定部位Ｍに筐体部１２を装着すると、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1が第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2を上回る状態（すなわち第１条件が成立した状態）となる。設置面１２aと設置面１２bとの高低差は、測定部位Ｍに筐体部１２を装着した状態で、押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇ以下となり、かつ、押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇ以下となるように設定される。

（２）前述の各形態では、押圧力Ｐ1を２００ｍｍＨｇ以下に設定したが、押圧力Ｐ1に関する条件は以上の例示に限定されない。例えば図６および図７からは、押圧力Ｐ1が１００ｍｍＨｇ以下である場合に特に脈波伝播速度Ｖが適正な数値になる、という傾向が確認できる。以上の傾向を考慮すると、押圧力Ｐ1を１００ｍｍＨｇ以下とした構成が格別に好適である。すなわち、押圧力Ｐ1が１００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、押圧力Ｐ2が８０ｍｍＨｇ以下であることが第２条件とされる。

（３）前述の各形態では、押圧力Ｐ2を８０ｍｍＨｇ以下に設定したが、押圧力Ｐ2に関する条件は以上の例示に限定されない。例えば、押圧力Ｐ2を被験者の平均血圧Ｂave以下に設定することも可能である。すなわち、押圧力Ｐ1が２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、押圧力Ｐ2が平均血圧Ｂaveであることが第２条件とされる。なお、平均血圧Ｂaveは、最高血圧（収縮期血圧）Ｂmaxと最低血圧（拡張期血圧）Ｂminとを利用して以下の数式で表現される。
Ｂave＝Ｂmin＋（Ｂmax＋Ｂmin）／３
なお、平均血圧Ｂaveは、公知の血圧計を利用して測定され得る。また、被験者が自身の平均血圧Ｂaveを測定装置１００に入力することも可能である。

（４）第２実施形態では、第１駆動部３１５および第２駆動部３２５を制御装置２０が制御したが、第１駆動部３１５および第２駆動部３２５の動作を指示するための操作子を設置することも可能である。操作子に対する被験者からの指示に応じて第１駆動部３１５および第２駆動部３２５が動作する。

（５）第１圧力センサー３１１および第２圧力センサー３２１の構成は、前述の各形態での例示（気圧センサーやゲージ圧センサー）に限定されない。例えば、圧電素子や歪みゲージ等の感圧素子を第１圧力センサー３１１および第２圧力センサー３２１として利用することも可能である。以上に例示した感圧素子を利用する構成では、図１５に例示される通り、第１圧力センサー３１１と測定部位Ｍとの間に第１押圧部３１３が配置され、第２圧力センサー３２１と測定部位Ｍとの間に第２押圧部３２３が配置される。第１押圧部３１３および第２押圧部３２３の各々は、脈波（例えば図１０の変動成分Ｃb）が失われない程度の厚さおよび硬さを有する材質で構成される。なお、第１押圧部３１３および第２押圧部３２３を省略することも可能である。すなわち、第１圧力センサー３１１が第１押圧部３１３として兼用され、第２圧力センサー３２１が第２押圧部３２３として兼用される。

第１実施形態では、第１圧力センサー３１１および第２圧力センサー３２１の各々の検出結果（第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2）から所定の演算式により押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2を特定した。図１５の形態では、第１脈波検出部３１は、第１押圧部３１３に作用する圧力を検出する圧力センサーを含み、第２脈波検出部３２は、第２押圧部３２３に対する圧力を検出する圧力センサーを含む。したがって、第１脈波検出部３１による検出結果から第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1を特定し、第２脈波検出部３２による検出結果から第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2を特定することができるという利点がある。特に、第１押圧部３１３による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２３による押圧力Ｐ2との適否が判定処理部５８により判定されるから、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2を適切な範囲に容易に調整できるという利点がある。

（６）前述の各形態では、測定部位Ｍの脈波の検出に圧力センサー（第１圧力センサー３１１，第２圧力センサー３２１）を利用したが、測定部位Ｍの脈波を検出するための構成は以上の例示に限定されない。例えば、測定部位Ｍの脈波（光電脈波または容積脈波）を光学的に検出する光学センサーを第１脈波検出部３１および第２脈波検出部３２として利用することも可能である。

具体的には、図１６に例示される通り、第１脈波検出部３１は、発光素子Ｅと受光素子Ｒとを含む反射型の第１光学センサー３１７を具備する。第２脈波検出部３２も同様に、発光素子Ｅと受光素子Ｒとを含む反射型の第２光学センサー３２７を具備する。発光素子Ｅは、所定の波長（例えば近赤外域）の光を測定部位Ｍに照射する。受光素子Ｒは、発光素子Ｅから出射して測定部位Ｍの内部を通過した光を受光し、受光強度に応じた検出信号（Ｄ1，Ｄ2）を生成する。

図１６に例示される通り、第１光学センサー３１７は第１押圧部３１９で被覆され、第２光学センサー３２７は第２押圧部３２９で被覆される。第１押圧部３１９および第２押圧部３２９は、光透過性の板状部材である。第１押圧部３１９が測定部位Ｍの第１部位Ｑ1を押圧し、第２押圧部３２９が測定部位Ｍの第２部位Ｑ2を押圧する。第１押圧部３１９による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２９による押圧力Ｐ2とは、第１光学センサー３１７および第２光学センサー３２７とは別個に設置された圧力センサー（図示略）で測定される。

図１６の構成のもとでも、第１押圧部３１９が第１部位Ｑ1を押圧し、第２押圧部３２９が第２部位Ｑ2を押圧した状態で、第１検出信号Ｄ1および第２検出信号Ｄ2を利用した脈波伝播速度Ｖの測定（Ｓ4）が実行される。前述の各形態と同様に、第１押圧部３１９による押圧力Ｐ1と第２押圧部３２９による押圧力Ｐ2とは、第１条件（Ｐ1＞Ｐ2）および第２条件（Ｐ1≦２００ｍｍＨｇ，Ｐ2≦８０ｍｍＨｇ）を充足する。なお、図１６の構成では、押圧力Ｐ1および押圧力Ｐ2を測定するための圧力センサーを第１脈波検出部３１および第２脈波検出部３２とは別個に設置する必要がある。

（７）前述の各形態では、制御装置２０と検出装置３０とを単体の測定装置１００に搭載したが、相互に別体で構成された複数の装置で測定装置１００の機能を実現することも可能である。例えば、検出装置３０との間で無線または有線により通信可能な端末装置に、前述の各形態における制御装置２０の機能を実行させた構成も採用され得る。また、前述の各形態に係る測定装置１００の制御装置２０の複数の機能（指標測定部５２，報知制御部５４，押圧力特定部５６，判定処理部５８）のうちの一部の機能を、測定装置１００と通信可能な端末装置に実行させることも可能である。なお、前述の各形態で例示した機能（指標測定部５２，報知制御部５４，押圧力特定部５６，判定処理部５８）を端末装置に実行させるプログラムは、例えばアプリケーションプログラムとして配信装置から配信され得る。

（８）前述の各形態では、脈波伝播速度Ｖの測定を例示したが、第１押圧部３１３から第２押圧部３２３までの距離Ｌだけ伝播する時間（脈波伝播時間）Δｔを指標測定部５２が算定することも可能である。脈波伝播速度Ｖおよび脈波伝搬時間Δｔは、脈波伝播に関する指標として包括的に表現される。

１００…測定装置、１２…筐体部、１２a，１２b…設置面、１４…ベルト、１４１…第１装着部、１４２…第２装着部、２０…制御装置、２２…記憶装置、２４…表示装置、３０…検出装置、３１…第１脈波検出部、３２…第２脈波検出部、３１１…第１圧力センサー、３１３，３１９…第１押圧部、３２１…第２圧力センサー、３２３，３２９…第２押圧部、３１５…第１駆動部、３２５…第２駆動部、３１７…第１光学センサー、３２７…第２光学センサー、５２…指標測定部、５４…報知制御部、５６…押圧力特定部、５８…判定処理部、２００…圧力センサー。

Claims

第１押圧部が押圧する第１部位における脈波を検出する第１脈波検出部と、
前記第１部位からみて脈波の進行波が進む方向側にて第２押圧部が押圧する第２部位における脈波を検出する第２脈波検出部と、
前記第１脈波検出部が検出した脈波と前記第２脈波検出部が検出した脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する指標測定部とを具備し、
前記第１押圧部による押圧力は前記第２押圧部による押圧力を上回る
測定装置。
前記第１押圧部による押圧力は２００ｍｍＨｇ以下であり、かつ、前記第２押圧部による押圧力は８０ｍｍＨｇ以下である
請求項１の測定装置。
前記第１押圧部による押圧力は１００ｍｍＨｇ以下である
請求項２の測定装置。
前記第１脈波検出部は、前記第１部位の変位に応じた圧力を検出する第１圧力センサーを含み、
前記第２脈波検出部は、前記第２部位の変位に応じた圧力を検出する第２圧力センサーを含む
請求項１から請求項３の何れかの測定装置。
前記第１脈波検出部による検出結果から前記第１押圧部による押圧力を特定し、前記第２脈波検出部による検出結果から前記第２押圧部による押圧力を特定する押圧力特定部と、
前記押圧力特定部が特定した前記第１押圧部による押圧力と前記第２押圧部による押圧力との適否を判定する判定処理部と
を具備する請求項４の測定装置。
前記指標測定部は、前記脈波伝播に関する指標から血圧を推定する
請求項１から請求項５の何れかの測定装置。
測定部位の第１部位を押圧する押圧力が、前記測定部位のうち前記第１部位からみて脈波の進行波が進む方向側に位置する第２部位を押圧する押圧力を上回る状態で、前記第１部位における脈波と前記第２部位における脈波とを検出し、
前記第１部位における脈波と前記第２部位における脈波とに応じて脈波伝播に関する指標を測定する
測定方法。