JP2019208617A - Organism analyzer, organism analysis method and program - Google Patents

Organism analyzer, organism analysis method and program Download PDF

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Abstract

To calculate highly accurately a systolic blood pressure and a diastolic blood pressure.SOLUTION: In an organism analyzer including a pulse pressure calculation part for calculating a pulse pressure index relative to a pulse pressure of an organism, an average blood pressure calculation part for calculating an average blood pressure index relative to an average blood pressure of the organism, and a blood pressure calculation part for calculating a systolic blood pressure and a diastolic blood pressure corresponding to the pulse pressure index and the average blood pressure index, at least either of the pulse pressure index and the average blood pressure index is calculated corresponding to a blood flow rate index relative to a blood flow rate of the organism calculated from an intensity spectrum relative to a frequency of light reflected and received by the inside of the organism by irradiation of a laser beam.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、生体を解析するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for analyzing a living body.

血圧等の生体情報を解析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、生体に超音波を照射する血流速度センサーを利用して血圧を測定する血圧測定装置が開示されている。具体的には、血圧測定装置は、動脈径の最大値と血流速度の最大値とから収縮期血圧を算定し、動脈径の最小値と血流速度の最小値とから拡張期血圧を算定する。   Various measurement techniques for analyzing biological information such as blood pressure have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a blood pressure measurement device that measures blood pressure using a blood flow velocity sensor that irradiates a living body with ultrasonic waves. Specifically, the blood pressure measurement device calculates systolic blood pressure from the maximum value of the artery diameter and the maximum value of the blood flow velocity, and calculates the diastolic blood pressure from the minimum value of the artery diameter and the minimum value of the blood flow velocity. To do.

特開2004−154231号公報JP 2004-154231 A

しかし、動脈径の演算値にはノイズが含まれ得るので、収縮期血圧の算定に好適な最大値や拡張期血圧の算定に好適な最小値を必ずしも適切に特定できない場合がある。血流速度においても同様である。したがって、特許文献1の技術では、収縮期血圧と拡張期血圧とを必ずしも高精度に算定することができない。   However, since the calculated value of the arterial diameter may include noise, the maximum value suitable for the calculation of the systolic blood pressure and the minimum value suitable for the calculation of the diastolic blood pressure may not always be appropriately specified. The same applies to the blood flow velocity. Therefore, the technique of Patent Document 1 cannot always calculate systolic blood pressure and diastolic blood pressure with high accuracy.

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生体解析装置は、生体の脈圧に関する脈圧指標を算定する脈圧算定部と、生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定する平均血圧算定部と、脈圧指標と平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する血圧算定部とを具備し、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから算定された、生体の血流量に関する血流量指標に応じて、脈圧指標および平均血圧指標の少なくとも一方が算定される。
本発明の好適な態様に係る生体解析方法は、生体の脈圧に関する脈圧指標を算定し、生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定し、脈圧指標と平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する生体解析方法であって、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから、生体の血流量に関する血流量指標に応じて、脈圧指標および平均血圧指標の少なくとも一方が算定される。
本発明の好適な態様に係るプログラムは、生体の脈圧に関する脈圧指標を算定する脈圧算定部と、生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定する平均血圧算定部と、脈圧指標と平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する血圧算定部としてコンピューターを機能させるプログラムであって、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから算定された、生体の血流量に関する血流量指標に応じて、脈圧指標および平均血圧指標の少なくとも一方が算定される。
In order to solve the above problems, a living body analysis device according to a preferred embodiment of the present invention calculates a pulse pressure calculation unit that calculates a pulse pressure index related to the pulse pressure of a living body, and calculates an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body. An average blood pressure calculation unit and a blood pressure calculation unit for calculating systolic blood pressure and diastolic blood pressure according to the pulse pressure index and the average blood pressure index are reflected and received inside the living body by laser light irradiation. At least one of the pulse pressure index and the average blood pressure index is calculated according to the blood flow index related to the blood flow of the living body calculated from the intensity spectrum related to the frequency of the light.
The biological analysis method according to a preferred aspect of the present invention calculates a pulse pressure index related to the pulse pressure of the living body, calculates an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body, and contracts according to the pulse pressure index and the average blood pressure index. Is a biological analysis method for calculating diastolic blood pressure and diastolic blood pressure, from an intensity spectrum related to the frequency of light reflected and received inside the living body by laser light irradiation, according to a blood flow index related to the blood flow volume of the living body At least one of the pulse pressure index and the average blood pressure index is calculated.
A program according to a preferred aspect of the present invention includes a pulse pressure calculation unit that calculates a pulse pressure index related to the pulse pressure of a living body, an average blood pressure calculation unit that calculates an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body, a pulse pressure index and an average A program that causes a computer to function as a blood pressure calculation unit that calculates systolic blood pressure and diastolic blood pressure according to a blood pressure index, and the intensity related to the frequency of light reflected and received inside the living body by laser light irradiation At least one of the pulse pressure index and the average blood pressure index is calculated according to the blood flow index related to the blood flow of the living body calculated from the spectrum.

本発明の第1実施形態に係る生体解析装置の側面図である。It is a side view of the living body analysis device concerning a 1st embodiment of the present invention. 血圧の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of blood pressure. 生体解析装置の機能に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the function of a biological analysis apparatus. 脈圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating a pulse pressure. 血液量指標の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a blood volume parameter | index. 血流量指標の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a blood flow rate parameter | index. 被験者について実測された血流速振幅と、算定された血液量指標の時間変化の振幅との関係を、被験者の皮膚厚を変化させた複数の場合について示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the blood flow velocity amplitude measured about a test subject, and the amplitude of the time change of the calculated blood volume parameter | index about the case where the test subject's skin thickness was changed. 被験者について実測された血流速振幅と、算定された血流量指標の時間変化の振幅との関係を、被験者の皮膚厚を変化させた複数の場合について示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the blood flow velocity amplitude measured about a test subject, and the amplitude of the time change of the calculated blood flow volume index about the case where the test subject's skin thickness was changed. 被験者について実測された血流速振幅と、血液量指標の時間変化の振幅と血流量指標の時間変化の振幅との比との関係を、被験者の皮膚厚を変化させた複数の場合について示すグラフである。A graph showing the relationship between the blood flow velocity amplitude actually measured for a subject and the ratio of the time change amplitude of the blood volume index and the time change amplitude of the blood flow index for a plurality of cases where the skin thickness of the subject is changed It is. 正規化血液量指標の時間変化および正規化血流量指標の時間変化をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the normalized blood volume parameter | index, and the time change of the normalized blood flow parameter | index respectively. 被験者について実測された脈波伝播速度と、血液量積算値と血流量積算値との比との関係を、複数の被験者について示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the pulse-wave propagation speed measured about the test subject, and the ratio of the blood volume integrated value and the blood flow integrated value about several test subjects. 被験者について実測された脈圧と、振幅指標と抵抗指標との積との関係を、複数の被験者について示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pulse pressure measured about a test subject, and the product of an amplitude parameter | index and a resistance parameter | index about several test subjects. 腕部の血管の模式図である。It is a schematic diagram of the blood vessel of an arm part. 心臓から血管上の特定の部位までの距離と、当該部位における平均血圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the heart to the specific site | part on the blood vessel, and the average blood pressure in the said site | part. 平均血圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating average blood pressure. 制御装置が実行する生体解析処理のフローチャートである。It is a flowchart of the biological analysis process which a control apparatus performs. 脈圧を算定する処理の具体的な内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific content of the process which calculates a pulse pressure. 抵抗指標を算定する処理の具体的な内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific content of the process which calculates a resistance parameter | index. 平均血圧を算定する処理の具体的な内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific content of the process which calculates average blood pressure. 平均血圧を算定する処理の具体的な内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific content of the process which calculates average blood pressure. 体循環における血管の種類と血圧との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the kind of blood vessel in a systemic circulation, and blood pressure. 第1実施形態の変形例に係る脈圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating the pulse pressure which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る脈圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating the pulse pressure which concerns on the modification of 1st Embodiment. 血流量指標の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a blood flow rate parameter | index. 第1実施形態の変形例に係る脈圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating the pulse pressure which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る脈圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating the pulse pressure which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る平均血圧を算定するための要素に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the element for calculating the average blood pressure which concerns on the modification of 1st Embodiment. 検出信号のうち血流量指標の算定に利用される周波数帯域におけるSN比の良否と、検出信号のうち吸光度指標の算定に利用される周波数帯域におけるSN比の良否とを、発光部と受光部との距離を変化させた複数の場合について示す表である。Among the detection signals, the SN ratio in the frequency band used for the calculation of the blood flow index and the SN ratio in the frequency band used for the calculation of the absorbance index in the detection signal are determined by the light emitting unit and the light receiving unit. It is a table | surface shown about the case where several distance is changed. 第2実施形態における生体解析装置の機能に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the function of the bioanalytical apparatus in 2nd Embodiment. 第3実施形態における生体解析装置の機能に着目した構成図である。It is a block diagram which paid its attention to the function of the bioanalytical apparatus in 3rd Embodiment. 複数の解析期間にわたる血流量指標の振幅の平均値の変動係数と、複数の解析期間にわたる血流量指標の平均値の変動係数とを示すグラフである。It is a graph which shows the variation coefficient of the average value of the blood flow volume index over a plurality of analysis periods, and the variation coefficient of the average value of the blood flow volume index over a plurality of analysis periods. 第4実施形態に係る生体解析装置の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the usage example of the bioanalytical apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る生体解析装置の他の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other usage example of the bioanalytical apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る血液量指標の実測値と血管径の三乗との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the actual value of the blood volume parameter | index which concerns on 5th Embodiment, and the cube of the blood vessel diameter. 第5実施形態に係る平均血圧(算出値)と平均血圧(実測値)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average blood pressure (calculated value) and average blood pressure (actually measured value) which concern on 5th Embodiment. 第7実施形態と対比例とのそれぞれに係る周波数重み付け強度スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the frequency weighting intensity spectrum which concerns on each of 7th Embodiment and contrast. 対比例に係る平均血圧(算出値)と平均血圧(実測値)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average blood pressure (calculated value) and average blood pressure (actually measured value) which are related to proportionality. 第7実施形態に係る平均血圧(算出値)と平均血圧(実測値)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average blood pressure (calculated value) and average blood pressure (actually measured value) which concern on 7th Embodiment. 変形例における生体解析装置の構成図である。It is a block diagram of the bioanalytical apparatus in a modification. 変形例における生体解析装置の構成図である。It is a block diagram of the bioanalytical apparatus in a modification. 変形例における生体解析装置の構成図である。It is a block diagram of the bioanalytical apparatus in a modification.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る生体解析装置100の側面図である。生体解析装置100は、被験者の生体情報を非侵襲的に測定する測定機器である。第1実施形態の生体解析装置100は、被験者(ユーザー)の身体のうち特定の部位(以下「測定部位」という)Hの収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを生体情報として測定する。以下の説明では、被験者の手首または上腕を測定部位Hとして例示する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a side view of a biological analysis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. The biological analysis apparatus 100 is a measuring device that non-invasively measures biological information of a subject. The biological analysis apparatus 100 according to the first embodiment measures the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin of a specific part (hereinafter referred to as “measurement part”) H in the body of the subject (user) as biological information. In the following description, the wrist or upper arm of the subject is exemplified as the measurement site H.

図2は、血圧Pの時間変化PTを示すグラフである。第1実施形態では、拍動の1拍分に相当する解析期間(約0.5〜1秒間)Tにおける収縮期血圧(最高血圧)Pmaxおよび拡張期血圧(最低血圧)Pminを算定する。図2の記号ΔPは解析期間Tにおける脈圧であり、記号Paveは解析期間Tにおける平均血圧である。脈圧ΔPは、収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとの差である。なお、解析期間Tの時間長は1拍分に限定されない。例えば1拍分に相当する時間長より長い期間を解析期間Tとしてもよい。   FIG. 2 is a graph showing the temporal change PT of the blood pressure P. In the first embodiment, the systolic blood pressure (maximum blood pressure) Pmax and the diastolic blood pressure (minimum blood pressure) Pmin in the analysis period (about 0.5 to 1 second) T corresponding to one beat of pulsation are calculated. The symbol ΔP in FIG. 2 is the pulse pressure in the analysis period T, and the symbol Pave is the average blood pressure in the analysis period T. The pulse pressure ΔP is the difference between the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin. The time length of the analysis period T is not limited to one beat. For example, a period longer than the time length corresponding to one beat may be set as the analysis period T.

ここで、平均血圧Paveと脈圧ΔPと収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとの間には、以下の数式(1)および数式(2)の関係が近似的に成立するという知見が得られた。そこで、第1実施形態の生体解析装置100は、脈圧ΔPと平均血圧Paveとを算定して、当該脈圧ΔPと平均血圧Paveとから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する。

Figure 2019208617
Figure 2019208617
Here, the knowledge that the relationship of the following formulas (1) and (2) is approximately established among the average blood pressure Pave, the pulse pressure ΔP, the systolic blood pressure Pmax, and the diastolic blood pressure Pmin is obtained. It was. Therefore, the biological analysis apparatus 100 according to the first embodiment calculates the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave, and calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave.
Figure 2019208617
Figure 2019208617

図1の生体解析装置100は、測定部位H(上腕または手首)に装着される。第1実施形態の生体解析装置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る。生体解析装置100は、測定部位Hにベルト14を巻回することで被験者の身体に装着される。   1 is attached to a measurement site H (upper arm or wrist). The bioanalytical apparatus 100 of the first embodiment is a wristwatch-type portable device that includes a housing unit 12 and a belt 14. The biological analyzer 100 is attached to the body of the subject by winding the belt 14 around the measurement site H.

図3は、生体解析装置100の機能に着目した構成図である。第1実施形態の生体解析装置100は、制御装置21と記憶装置22と表示装置23と検出ユニット30Aと検出ユニット30Bとを具備する。制御装置21および記憶装置22は、筐体部12の内部に設置される。   FIG. 3 is a configuration diagram focusing on the function of the biological analysis apparatus 100. The biological analysis apparatus 100 according to the first embodiment includes a control device 21, a storage device 22, a display device 23, a detection unit 30A, and a detection unit 30B. The control device 21 and the storage device 22 are installed inside the housing unit 12.

表示装置23(例えば液晶表示パネル)は、図1に例示される通り、例えば筐体部12における測定部位Hとは反対側の表面に設置される。表示装置23は、測定結果を含む各種の画像を制御装置21による制御のもとで表示する。   As illustrated in FIG. 1, the display device 23 (for example, a liquid crystal display panel) is installed, for example, on the surface of the housing 12 opposite to the measurement site H. The display device 23 displays various images including the measurement results under the control of the control device 21.

各検出ユニット30(30A,30B)は、測定部位Hの状態に応じた検出信号Zを生成する検出機器である。検出ユニット30Aが生成する検出信号ZAは、脈圧ΔPの算定に利用される。一方で、検出ユニット30Bが生成する検出信号ZBは、平均血圧Paveの算定に利用される。   Each detection unit 30 (30A, 30B) is a detection device that generates a detection signal Z corresponding to the state of the measurement site H. The detection signal ZA generated by the detection unit 30A is used for calculating the pulse pressure ΔP. On the other hand, the detection signal ZB generated by the detection unit 30B is used for calculating the average blood pressure Pave.

図3の制御装置21は、CPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の演算処理装置であり、生体解析装置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21が実行するプログラムと制御装置21が使用する各種のデータとを記憶する。なお、制御装置21の機能を複数の集積回路に分散した構成、または、制御装置21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。また、図3では制御装置21と記憶装置22とを別個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21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。   The control device 21 in FIG. 3 is an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and controls the entire biological analysis device 100. The storage device 22 is configured by, for example, a nonvolatile semiconductor memory, and stores a program executed by the control device 21 and various data used by the control device 21. A configuration in which the functions of the control device 21 are distributed over a plurality of integrated circuits, or a configuration in which some or all of the functions of the control device 21 are realized with dedicated electronic circuits may be employed. In FIG. 3, the control device 21 and the storage device 22 are illustrated as separate elements. However, the control device 21 that includes the storage device 22 may be realized by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

第1実施形態の制御装置21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、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定するための複数の機能(演算部51A,演算部51B,脈圧算定部53,平均血圧算定部55および血圧算定部57)を実現する。なお、制御装置21の一部の機能を専用の電子回路で実現してもよい。   The control device 21 according to the first embodiment executes a program stored in the storage device 22 to thereby execute a plurality of functions (calculation unit 51A, calculation unit 51B, calculation unit) for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin. A pulse pressure calculation unit 53, an average blood pressure calculation unit 55, and a blood pressure calculation unit 57) are realized. Note that some functions of the control device 21 may be realized by a dedicated electronic circuit.

概略的には、演算部51Aが検出信号ZAから算定した所定の指標を利用して、脈圧算定部53が脈圧ΔPを算定する。他方、演算部51Bが検出信号ZBから算定した所定の指標を利用して、平均血圧算定部55が平均血圧Paveを算定する。血圧算定部57は、脈圧算定部53が算定した脈圧ΔPと平均血圧算定部55が算定した平均血圧Paveとから、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する。以上の説明から理解される通り、検出ユニット30Aと演算部51Aと脈圧算定部53とは脈圧ΔPを算定するための要素であり、検出ユニット30Bと演算部51Bと平均血圧算定部55とは平均血圧Paveを算定するための要素である。   Schematically, the pulse pressure calculation unit 53 calculates the pulse pressure ΔP using a predetermined index calculated by the calculation unit 51A from the detection signal ZA. On the other hand, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave using a predetermined index calculated by the calculation unit 51B from the detection signal ZB. The blood pressure calculator 57 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the pulse pressure ΔP calculated by the pulse pressure calculator 53 and the average blood pressure Pave calculated by the average blood pressure calculator 55. As understood from the above description, the detection unit 30A, the calculation unit 51A, and the pulse pressure calculation unit 53 are elements for calculating the pulse pressure ΔP, and the detection unit 30B, the calculation unit 51B, the average blood pressure calculation unit 55, Is an element for calculating the mean blood pressure Pave.

<脈圧ΔP>
以下、脈圧ΔPを算定するための処理について説明する。ここで、血圧Pは、以下のウォーターハンマー(water-hammer)を表す式(3)で表現できることが知られている。数式(3)から理解される通り、血圧Pは、血液密度ρと脈波伝播速度PWVと血管の血流速度Vとの積として表現される。

Figure 2019208617
<Pulse pressure ΔP>
Hereinafter, the process for calculating the pulse pressure ΔP will be described. Here, it is known that the blood pressure P can be expressed by the following expression (3) representing the water-hammer. As understood from Equation (3), the blood pressure P is expressed as a product of the blood density ρ, the pulse wave velocity PWV, and the blood flow velocity V of the blood vessel.
Figure 2019208617

血液密度ρと脈波伝播速度PWVは時間変動が少ないため、解析期間Tにおける血液密度ρの変化量と脈波伝播速度PWVの変化量とは一定とみなすことができる。したがって、数式(4)に示される通り、脈圧(つまり解析期間Tにおける圧力の変化量)ΔPは、血液密度ρと、脈波伝播速度PWVと、解析期間Tにおける血流速度Vの変化量(つまり生体の血流速度の時間変化の振幅)ΔVとの積として表現される。血液密度ρは、個人差が小さいため、所定値(例えば1070kg/m3)に設定することが可能である。すなわち、脈波伝播速度PWVと血流速度Vの血流速度の時間変化の振幅(以下「血流速振幅」という)ΔVとを算出することで、脈圧ΔPを算定することが可能である。

Figure 2019208617
Since the blood density ρ and the pulse wave velocity PWV have little temporal variation, the amount of change in the blood density ρ and the amount of change in the pulse wave velocity PWV in the analysis period T can be regarded as constant. Therefore, as shown in Equation (4), the pulse pressure (that is, the amount of change in pressure during the analysis period T) ΔP is the blood density ρ, the pulse wave velocity PWV, and the amount of change in blood flow velocity V during the analysis period T. (In other words, it is expressed as a product of ΔV, ie, the amplitude of the change in blood flow velocity over time) The blood density ρ can be set to a predetermined value (for example, 1070 kg / m 3 ) because individual differences are small. That is, the pulse pressure ΔP can be calculated by calculating the pulse wave propagation velocity PWV and the amplitude of the blood flow velocity V over time (hereinafter referred to as “blood flow velocity amplitude”) ΔV. .
Figure 2019208617

図4は、脈圧ΔPを算定するための要素(検出ユニット30A,演算部51Aおよび脈圧算定部53)に着目した構成図である。第1実施形態の検出ユニット30Aは、検出装置30A1(第1検出装置の例示)を具備する。検出装置30A1は、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA1を生成する光学センサーモジュールである。具体的には、検出装置30A1は、発光部Eと受光部Rとを具備する。発光部Eおよび受光部Rは、例えば筐体部12において測定部位Hに対向する位置(典型的には測定部位Hに接触する表面)に設置される。   FIG. 4 is a configuration diagram focusing on elements (detection unit 30A, calculation unit 51A, and pulse pressure calculation unit 53) for calculating pulse pressure ΔP. The detection unit 30A of the first embodiment includes a detection device 30A1 (an example of the first detection device). The detection device 30A1 is an optical sensor module that generates a detection signal ZA1 corresponding to the state of the measurement site H. Specifically, the detection device 30A1 includes a light emitting unit E and a light receiving unit R. The light emitting unit E and the light receiving unit R are installed, for example, at a position facing the measurement site H in the housing unit 12 (typically, a surface that contacts the measurement site H).

発光部Eは、測定部位Hに光を照射する光源である。第1実施形態の発光部Eは、狭帯域でコヒーレントなレーザー光を測定部位H(生体)に照射する。例えば共振器内の共振によりレーザー光を出射するVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)等の発光素子が発光部Eとして好適に利用される。第1実施形態の発光部Eは、例えば近赤外領域内の所定の波長(例えば800nm〜1300nm)の光を測定部位Hに照射する。発光部Eは、制御装置21の制御により光を出射する。なお、発光部Eが出射する光は近赤外光に限定されない。   The light emitting unit E is a light source that irradiates the measurement site H with light. The light emitting unit E of the first embodiment irradiates the measurement site H (living body) with a narrow band coherent laser beam. For example, a light emitting element such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) that emits laser light by resonance in the resonator is preferably used as the light emitting unit E. The light emitting unit E of the first embodiment irradiates the measurement site H with light having a predetermined wavelength (for example, 800 nm to 1300 nm) in the near infrared region, for example. The light emitting unit E emits light under the control of the control device 21. In addition, the light which the light emission part E radiate | emits is not limited to near-infrared light.

発光部Eから測定部位Hに入射した光は、測定部位Hの内部を通過しながら拡散反射を繰返したうえで筐体部12側に出射する。具体的には、測定部位Hの内部に存在する血管と血管内の血液とを通過した光が測定部位Hから筐体部12側に出射する。   The light that has entered the measurement site H from the light emitting unit E repeats diffuse reflection while passing through the inside of the measurement site H, and then exits to the housing unit 12 side. Specifically, light that has passed through the blood vessel existing inside the measurement site H and the blood in the blood vessel is emitted from the measurement site H to the housing 12 side.

受光部Rは、測定部位Hの内部で反射したレーザー光を受光する。具体的には、受光部Rは、測定部位H内を通過した光の受光レベルを表す検出信号ZA1を生成する。例えば、受光強度に応じた電荷を発生するフォトダイオード(PD:Photo Diode)等の受光素子が受光部Rとして利用される。具体的には、近赤外領域に高い感度を示すInGaAs(インジウムガリウム砒素)で光電変換層が形成された受光素子が受光部Rとして好適である。以上の説明から理解される通り、第1実施形態の検出装置30A1は、発光部Eと受光部Rとが測定部位Hに対して片側に位置する反射型の光学センサーである。ただし、発光部Eと受光部Rとが測定部位Hを挟んで反対側に位置する透過型の光学センサーを検出装置30A1として利用してもよい。なお、検出装置30A1は、例えば、駆動電流の供給により発光部Eを駆動する駆動回路と、受光部Rの出力信号を増幅およびA/D変換する出力回路(例えば増幅回路とA/D変換器)を包含するが、図4では各回路の図示を省略した。   The light receiving unit R receives the laser light reflected inside the measurement site H. Specifically, the light receiving unit R generates a detection signal ZA1 indicating the light reception level of the light that has passed through the measurement site H. For example, a light receiving element such as a photodiode (PD: Photo Diode) that generates an electric charge according to the received light intensity is used as the light receiving unit R. Specifically, a light receiving element in which a photoelectric conversion layer is formed of InGaAs (indium gallium arsenide) exhibiting high sensitivity in the near infrared region is suitable as the light receiving portion R. As understood from the above description, the detection device 30A1 of the first embodiment is a reflective optical sensor in which the light emitting unit E and the light receiving unit R are located on one side with respect to the measurement site H. However, a transmission type optical sensor in which the light emitting unit E and the light receiving unit R are located on opposite sides of the measurement site H may be used as the detection device 30A1. The detection device 30A1 includes, for example, a drive circuit that drives the light emitting unit E by supplying a drive current, and an output circuit that amplifies and A / D converts the output signal of the light receiving unit R (for example, an amplifier circuit and an A / D converter) In FIG. 4, the illustration of each circuit is omitted.

受光部Rに到達する光は、測定部位Hの内部において静止する組織(静止組織)で拡散反射した成分と、測定部位Hの内部の血管の内部において移動する物体(典型的には赤血球)で拡散反射した成分とを含む。静止組織での拡散反射の前後において光の周波数は変化しない。他方、赤血球での拡散反射の前後では、赤血球の移動速度(すなわち血流速度)に比例した変化量(以下「周波数シフト量」という)だけ光の周波数が変化する。すなわち、測定部位Hを通過して受光部Rに到達する光は、発光部Eが出射する光の周波数に対して周波数シフト量だけ変動(周波数シフト)した成分を含有する。制御装置21に供給される検出信号ZA1は、測定部位Hの内部の血流による周波数シフトが反映された光ビート信号である。   The light reaching the light receiving part R is a component diffusely reflected by a tissue (stationary tissue) that is stationary inside the measurement site H and an object (typically a red blood cell) that moves inside the blood vessel inside the measurement site H. And diffusely reflected components. The frequency of light does not change before and after diffuse reflection in stationary tissue. On the other hand, before and after diffuse reflection by red blood cells, the frequency of light changes by a change amount (hereinafter referred to as “frequency shift amount”) proportional to the moving speed of red blood cells (that is, blood flow velocity). That is, the light that passes through the measurement site H and reaches the light receiving portion R contains a component that is fluctuated (frequency shifted) by a frequency shift amount with respect to the frequency of the light emitted from the light emitting portion E. The detection signal ZA1 supplied to the control device 21 is an optical beat signal reflecting a frequency shift due to blood flow inside the measurement site H.

第1実施形態の演算部51Aは、指標算定部51A1を具備する。指標算定部51A1は、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1から、測定部位Hの血液量指標MA1と血流量指標FA1とを算定する。血液量指標MA1(いわゆるMASS値)は、生体の血液量(具体的には単位体積内の赤血球の個数)に関する指標である。心臓の拍動に同期した血管径の脈動に連動して血液量は変動する。すなわち、血液量指標MA1は血管径にも相関する。したがって、血液量指標MA1は、生体の血管径(さらには血管の断面積)の指標とも換言され得る。他方、血流量指標FA1(いわゆるFLOW値)は、生体の血流量(すなわち単位時間内に動脈内を移動する血液の体積)に関する指標である。   The calculation unit 51A of the first embodiment includes an index calculation unit 51A1. The index calculation unit 51A1 calculates the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 of the measurement site H from the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1. The blood volume index MA1 (so-called MASS value) is an index related to the blood volume of the living body (specifically, the number of red blood cells in a unit volume). The blood volume fluctuates in conjunction with the pulsation of the blood vessel diameter synchronized with the heart beat. That is, the blood volume index MA1 is also correlated with the blood vessel diameter. Therefore, the blood volume index MA1 can be rephrased as an index of the blood vessel diameter of the living body (and also the cross-sectional area of the blood vessel). On the other hand, the blood flow index FA1 (so-called FLOW value) is an index related to the blood flow volume of the living body (that is, the volume of blood moving within the artery within a unit time).

指標算定部51A1は、検出信号ZA1から強度スペクトルを算定し、当該強度スペクトルから血液量指標MA1および血流量指標FA1を算定する。強度スペクトルは、周波数軸上の各周波数(ドップラー周波数)における検出信号ZA1の信号成分の強度(パワーまたは振幅)G(f)の分布である。強度スペクトルの算定には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)等の公知の周波数解析が任意に採用され得る。強度スペクトルの算定は、解析期間Tと比較して短い周期で反復的に実行される。   The index calculator 51A1 calculates an intensity spectrum from the detection signal ZA1, and calculates a blood volume index MA1 and a blood flow index FA1 from the intensity spectrum. The intensity spectrum is a distribution of the intensity (power or amplitude) G (f) of the signal component of the detection signal ZA1 at each frequency (Doppler frequency) on the frequency axis. For the calculation of the intensity spectrum, a known frequency analysis such as Fast Fourier Transform (FFT) can be arbitrarily employed. The calculation of the intensity spectrum is repeatedly executed with a short period compared to the analysis period T.

血液量指標M(MA1)は、以下の数式(5a)で表現される。なお、数式(5a)の記号<I>は、検出信号ZA1の全帯域にわたる平均強度、または、強度スペクトルのうち0Hzにおける強度G(0)(すなわち直流成分の強度)である。

Figure 2019208617
The blood volume index M (MA1) is expressed by the following formula (5a). The symbol <I 2 > in Equation (5a) is the average intensity over the entire band of the detection signal ZA1, or the intensity G (0) at 0 Hz (that is, the intensity of the DC component) in the intensity spectrum.
Figure 2019208617

数式(5a)から理解される通り、強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)を、周波数軸上の下限値fLと上限値fHとの間の範囲について積算することで血液量指標MA1が算定される。下限値fLは上限値fHを下回る。なお、数式(5a)の積分を総和(Σ)に置換した以下の数式(5b)の演算により血液量指標MA1を算定してもよい。数式(5b)の記号Δfは、周波数軸上で1個の強度G(f)に対応する帯域幅であり、周波数軸上に配列された複数の矩形で強度スペクトルを近似したときの各矩形の横幅に相当する。血液量指標MA1の算定は解析期間Tと比較して短い周期で反復的に実行される。図5は、指標算定部51A1が解析期間Tについて算定した血液量指標M(MA1)の時間変化MTを示すグラフである。なお、第1実施形態の血液量指標MA1のほか、後述の各形態で例示する血液量指標M(MB1,MA3,MC)も、数式(5a)または数式(5b)の血液量指標Mとして算定される。以上の説明から理解される通り、血液量指標Mは、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから(具体的には強度スペクトルにおける各周波数の強度を所定の周波数範囲について積算して)算定される。

Figure 2019208617
As understood from the equation (5a), the blood volume index MA1 is obtained by integrating the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum with respect to the range between the lower limit value fL and the upper limit value fH on the frequency axis. Calculated. The lower limit value fL is lower than the upper limit value fH. Note that the blood volume index MA1 may be calculated by the calculation of the following formula (5b) in which the integral of the formula (5a) is replaced with the sum (Σ). The symbol Δf in the formula (5b) is a bandwidth corresponding to one intensity G (f) on the frequency axis, and each rectangle when the intensity spectrum is approximated by a plurality of rectangles arranged on the frequency axis. Corresponds to the width. The calculation of the blood volume index MA1 is repeatedly executed in a shorter cycle than the analysis period T. FIG. 5 is a graph showing the time change MT of the blood volume index M (MA1) calculated by the index calculation unit 51A1 for the analysis period T. In addition to the blood volume index MA1 of the first embodiment, the blood volume index M (MB1, MA3, MC) exemplified in each form described below is also calculated as the blood volume index M of the formula (5a) or the formula (5b). Is done. As understood from the above description, the blood volume index M is obtained from the intensity spectrum related to the frequency of the light reflected and received inside the living body by laser light irradiation (specifically, the intensity of each frequency in the intensity spectrum is measured). Calculated (accumulated for a given frequency range).
Figure 2019208617

血流量指標F(FA1)は、以下の数式(6a)で表現される。

Figure 2019208617
The blood flow index F (FA1) is expressed by the following formula (6a).
Figure 2019208617

数式(6a)から理解される通り、強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)と当該周波数fとの積(f×G(f))を、周波数軸上の下限値fLと上限値fHとの間の範囲について積算することで血流量指標FA1が算定される。以下、強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)と当該周波数fとの積(f×G(f))を「周波数重み付け強度スペクトル」という。なお、数式(6a)の積分を総和(Σ)に置換した以下の数式(6b)の演算により血流量指標FA1を算定してもよい。血流量指標FA1の算定は、解析期間Tと比較して短い周期で反復的に実行される。図6は、指標算定部51A1が解析期間Tについて算定した血流量指標F(FA1)の時間変化FTを示すグラフある。なお、第1実施形態の血流量指標FA1のほか、後述の各形態で例示する血流量指標F(FB1,FA2,FC)も、数式(6a)または数式(6b)の血流量指標Fとして算定される。以上の説明から理解される通り、血流量指標Fは、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから(具体的には強度スペクトルにおける各周波数の強度と当該周波数との積を所定の周波数範囲について積算して)算定される。

Figure 2019208617
As understood from the equation (6a), the product (f × G (f)) of the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum and the frequency f is expressed as a lower limit value fL and an upper limit value fH on the frequency axis. The blood flow index FA1 is calculated by integrating the range between and. Hereinafter, the product of the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum and the frequency f (f × G (f)) is referred to as “frequency weighted intensity spectrum”. Note that the blood flow index FA1 may be calculated by calculation of the following formula (6b) in which the integral of formula (6a) is replaced with the sum (Σ). The calculation of the blood flow index FA1 is repeatedly executed in a shorter cycle than the analysis period T. FIG. 6 is a graph showing the time change FT of the blood flow index F (FA1) calculated by the index calculation unit 51A1 for the analysis period T. In addition to the blood flow rate index FA1 of the first embodiment, the blood flow rate index F (FB1, FA2, FC) exemplified in each form described later is also calculated as the blood flow rate index F of the formula (6a) or the formula (6b). Is done. As understood from the above description, the blood flow index F is obtained from the intensity spectrum related to the frequency of the light reflected and received inside the living body by laser light irradiation (specifically, the intensity of each frequency in the intensity spectrum). It is calculated by multiplying the product with the frequency over a predetermined frequency range.
Figure 2019208617

図4の脈圧算定部53は、脈圧ΔPを算定する。具体的には、脈圧算定部53は、指標算定部51A1が算定した血液量指標MA1および血流量指標FA1を利用して、測定部位Hの脈圧ΔPを算定する。第1実施形態の脈圧算定部53は、振幅算定部531と抵抗算定部533と処理部535とを具備する。   The pulse pressure calculation unit 53 in FIG. 4 calculates the pulse pressure ΔP. Specifically, the pulse pressure calculation unit 53 calculates the pulse pressure ΔP at the measurement site H using the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 calculated by the index calculation unit 51A1. The pulse pressure calculation unit 53 of the first embodiment includes an amplitude calculation unit 531, a resistance calculation unit 533, and a processing unit 535.

振幅算定部531は、指標算定部51A1が生成した血液量指標MA1および血流量指標FA1を利用して、血流速振幅ΔVに関する指標(以下「振幅指標」という)を算定する。具体的には、振幅算定部531は、血液量指標MA1の時間変化MTの振幅ΔMと、血流量指標Fの時間変化FTの振幅ΔFとに応じて振幅指標を算定する。図5に例示される通り、振幅ΔMは、解析期間Tにおける血液量指標M(MA1)の最大値Mmaxと最小値Mminとの差である。また、図6に例示される通り、振幅ΔFは、解析期間Tにおける血流量指標F(FA1)の最大値Fmaxと最小値Fminとの差である。   The amplitude calculator 531 calculates an index related to the blood flow velocity amplitude ΔV (hereinafter referred to as “amplitude index”) using the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 generated by the index calculator 51A1. Specifically, the amplitude calculator 531 calculates the amplitude index according to the amplitude ΔM of the time change MT of the blood volume index MA1 and the amplitude ΔF of the time change FT of the blood flow index F. As illustrated in FIG. 5, the amplitude ΔM is the difference between the maximum value Mmax and the minimum value Mmin of the blood volume index M (MA1) in the analysis period T. Further, as illustrated in FIG. 6, the amplitude ΔF is a difference between the maximum value Fmax and the minimum value Fmin of the blood flow rate index F (FA1) in the analysis period T.

図7は、被験者について実測された血流速振幅ΔVと、指標算定部51A1が特定する振幅ΔMとの関係を示すグラフであり、図8は、被験者について実測された血流速振幅ΔVと、指標算定部51A1が特定する振幅ΔFとの関係を示すグラフである。図7および図8には、被験者の皮膚厚を変化させた複数の場合が示されている。皮膚厚は、皮膚の表面から血管までの距離である。血流速振幅ΔVは、公知の測定技術による実測値である。図7および図8から把握される通り、振幅ΔMおよび振幅ΔFの各々は、血流速振幅ΔVに相関はあるものの、皮膚厚に応じて大幅に変動する。図9は、被験者について実測された血流速振幅ΔVと、指標算定部51A1が特定する振幅ΔMと振幅ΔFとの比(具体的には振幅ΔMに対する振幅ΔFの比)との関係を、被験者の皮膚厚を変化させた複数の場合について示すグラフである。図9から把握される通り、振幅ΔMに対する振幅ΔFの比(ΔF/ΔM)は、血流速振幅ΔVに正の相関(一方が増加すると他方も増加する)があり、かつ、皮膚厚に応じた変動が小さいという知見が得られた。以上の知見を背景として、第1実施形態の振幅算定部531は、振幅ΔMと振幅ΔFとの比(ΔF/ΔM)を振幅指標として算定する。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the blood flow velocity amplitude ΔV actually measured for the subject and the amplitude ΔM specified by the index calculation unit 51A1, and FIG. 8 shows the blood flow velocity amplitude ΔV actually measured for the subject. It is a graph which shows the relationship with amplitude (DELTA) F which index calculation part 51A1 specifies. 7 and 8 show a plurality of cases where the skin thickness of the subject is changed. Skin thickness is the distance from the surface of the skin to the blood vessels. The blood flow velocity amplitude ΔV is an actual measurement value by a known measurement technique. As understood from FIGS. 7 and 8, each of the amplitude ΔM and the amplitude ΔF varies greatly depending on the skin thickness, although there is a correlation with the blood flow velocity amplitude ΔV. FIG. 9 shows the relationship between the blood flow velocity amplitude ΔV actually measured for the subject and the ratio of the amplitude ΔM and the amplitude ΔF specified by the index calculation unit 51A1 (specifically, the ratio of the amplitude ΔF to the amplitude ΔM). It is a graph shown about a plurality of cases where skin thickness was changed. As can be seen from FIG. 9, the ratio of the amplitude ΔF to the amplitude ΔM (ΔF / ΔM) has a positive correlation with the blood flow velocity amplitude ΔV (when one increases, the other increases), and according to the skin thickness The knowledge that the fluctuation was small was obtained. Based on the above knowledge, the amplitude calculation unit 531 of the first embodiment calculates the ratio (ΔF / ΔM) between the amplitude ΔM and the amplitude ΔF as an amplitude index.

図4の抵抗算定部533は、指標算定部51A1が生成した血液量指標MA1および血流量指標FA1を利用して、脈波伝播速度PWVに関する指標を算定する。脈波伝播速度PWVは、血管抵抗に相関する。具体的には、血管抵抗が高いと脈波伝播速度PWVが速くなる傾向がある。この傾向を踏まえて、脈波伝播速度PWVに関する指標を「抵抗指標」という。つまり、抵抗算定部533は、血液量指標MA1および血流量指標FA1を利用して抵抗指標を算定する。具体的には、血液量指標MA1を積算期間について積算した値(以下「血液量積算値」という)SMと、血流量指標FA1を積算期間について積算した値(以下「血流量積算値」という)SFとに応じて、抵抗指標を算定する。例えば積算期間は、解析期間T(つまり拍動の1拍分に相当する期間)と一致する。なお、積算期間と解析期間Tとは相違してもよい。   The resistance calculation unit 533 in FIG. 4 calculates an index related to the pulse wave velocity PWV using the blood volume index MA1 and the blood flow volume index FA1 generated by the index calculation unit 51A1. The pulse wave velocity PWV correlates with vascular resistance. Specifically, when the vascular resistance is high, the pulse wave velocity PWV tends to increase. Based on this tendency, an index related to the pulse wave velocity PWV is referred to as a “resistance index”. That is, the resistance calculation unit 533 calculates the resistance index using the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1. Specifically, the value obtained by integrating the blood volume index MA1 for the integration period (hereinafter referred to as “blood volume integrated value”) SM and the value obtained by integrating the blood flow index FA1 for the integration period (hereinafter referred to as “blood flow integrated value”). The resistance index is calculated according to SF. For example, the integration period coincides with the analysis period T (that is, a period corresponding to one beat). Note that the integration period and the analysis period T may be different.

第1実施形態では、正規化血液量指標MNを解析期間Tについて積算した血液量積算値SMと、正規化血流量指標FNを解析期間Tについて積算した血流量積算値SFとに応じて抵抗指標が算定される。正規化血液量指標MNは、血液量指標MA1を正規化範囲内に正規化した数値であり、正規化血流量指標FNは、血流量指標FA1を正規化範囲内に正規化した数値である。   In the first embodiment, the resistance index is determined according to the blood volume integrated value SM obtained by integrating the normalized blood volume index MN for the analysis period T and the blood flow integrated value SF obtained by integrating the normalized blood flow index FN for the analysis period T. Is calculated. The normalized blood volume index MN is a numerical value obtained by normalizing the blood volume index MA1 within the normalized range, and the normalized blood flow index FN is a numerical value obtained by normalizing the blood flow volume index FA1 within the normalized range.

図10は、正規化血液量指標MNの時間変化MNTおよび正規化血流量指標FNの時間変化FNTをそれぞれ示すグラフである。図10には、血液量指標MA1および血流量指標FA1の各々を、0以上1以下の正規化範囲に正規化する場合が図示されている。つまり、解析期間Tにおける最小値Mminと最小値Fminとが0になり、解析期間Tにおける最大値Mmaxと最大値Fmaxとが1になるように、血液量指標MA1および血流量指標FA1が正規化される。すなわち、正規化血液量指標MNの振幅ΔMNと正規化血流量指標FNの振幅ΔFNとは1である。具体的には、血液量積算値SMは、解析期間Tにおける正規化血液量指標MNの時間積分値であり、血流量積算値SFは、解析期間Tにおける正規化血流量指標FNの時間積分値である。正規化血液量指標MNの時間変化MNTを表す曲線と時間軸(MN=0の直線)とで囲まれた領域の面積が血液量積算値SMであり、正規化血流量指標FNの時間変化FNTを表す曲線と時間軸(FN=0の直線)とで囲まれた領域の面積が血流量積算値SFであるとも換言される。   FIG. 10 is a graph showing the time change MNT of the normalized blood volume index MN and the time change FNT of the normalized blood flow index FN. FIG. 10 illustrates a case where each of the blood volume index MA1 and the blood flow volume index FA1 is normalized to a normalization range of 0 or more and 1 or less. That is, the blood volume index MA1 and the blood flow volume index FA1 are normalized so that the minimum value Mmin and the minimum value Fmin in the analysis period T become 0 and the maximum value Mmax and the maximum value Fmax in the analysis period T become 1. Is done. That is, the amplitude ΔMN of the normalized blood volume index MN and the amplitude ΔFN of the normalized blood flow index FN are 1. Specifically, the blood volume integrated value SM is a time integrated value of the normalized blood volume index MN in the analysis period T, and the blood flow integrated value SF is a time integrated value of the normalized blood flow index FN in the analysis period T. It is. The area surrounded by the curve representing the time change MNT of the normalized blood volume index MN and the time axis (straight line of MN = 0) is the blood volume integrated value SM, and the time change FNT of the normalized blood volume index FN In other words, the area of the region surrounded by the curve representing the time axis and the time axis (straight line of FN = 0) is the blood flow integrated value SF.

図11は、被験者について実測された脈波伝播速度PWVと、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比との関係を、複数の被験者について示したグラフである。脈波伝播速度PWVは、公知の測定技術による実測値である。図11から把握される通り、脈波伝播速度PWVと、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比(具体的には血液量積算値SMに対する血流量積算値SFの比)とに相関があるという知見が得られた。以上の知見を背景として、第1実施形態の抵抗算定部533は、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比(SF/SM)を抵抗指標として算定する。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pulse wave propagation velocity PWV measured for a subject and the ratio between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF for a plurality of subjects. The pulse wave velocity PWV is an actual measurement value by a known measurement technique. As can be seen from FIG. 11, the pulse wave propagation speed PWV and the ratio between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF (specifically, the ratio of the blood flow integrated value SF to the blood volume integrated value SM). The knowledge that there is a correlation was obtained. Based on the above knowledge, the resistance calculation unit 533 of the first embodiment calculates the ratio (SF / SM) between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF as a resistance index.

図4の処理部535は、振幅算定部531が算定した振幅指標と抵抗算定部533が算定した抵抗指標とに応じて脈圧ΔPを算定する。具体的には、処理部535は、前述の数式(4)を利用して、振幅指標と抵抗指標との積に応じて脈圧ΔPを算定する。図12は、被験者について実測された脈圧ΔPと、振幅指標(ΔF/ΔM)と抵抗指標(SF/SM)との積との関係を、複数の被験者についてそれぞれ示すグラフである。脈圧ΔPは、公知の測定技術による実測値である。図12から把握される通り、振幅指標および抵抗指標の積((ΔF/ΔM)×(SF/SM))と、脈圧ΔPとの間には相関(具体的には比例関係)がある。したがって、脈圧ΔPは、以下の数式(7)で表現される。数式(7)から理解される通り、振幅指標と抵抗指標との積に予め定められた係数Kを乗算することで、脈圧ΔPを算定することができる。例えば、係数Kは、被験者の属性(例えば年齢,性別および体重)に応じて設定される。以上の説明から理解される通り、脈圧算定部53は、血液量積算値SMと血流量積算値SFとに応じて脈圧ΔPを算定する要素として機能する。

Figure 2019208617
The processing unit 535 in FIG. 4 calculates the pulse pressure ΔP according to the amplitude index calculated by the amplitude calculation unit 531 and the resistance index calculated by the resistance calculation unit 533. Specifically, the processing unit 535 calculates the pulse pressure ΔP according to the product of the amplitude index and the resistance index using the above-described equation (4). FIG. 12 is a graph showing the relationship between the pulse pressure ΔP measured for a subject and the product of the amplitude index (ΔF / ΔM) and the resistance index (SF / SM) for each of a plurality of subjects. The pulse pressure ΔP is an actual measurement value by a known measurement technique. As understood from FIG. 12, there is a correlation (specifically, a proportional relationship) between the product of the amplitude index and the resistance index ((ΔF / ΔM) × (SF / SM)) and the pulse pressure ΔP. Therefore, the pulse pressure ΔP is expressed by the following formula (7). As understood from the equation (7), the pulse pressure ΔP can be calculated by multiplying the product of the amplitude index and the resistance index by a predetermined coefficient K. For example, the coefficient K is set according to the subject's attributes (for example, age, sex, and weight). As understood from the above description, the pulse pressure calculation unit 53 functions as an element for calculating the pulse pressure ΔP according to the blood volume integrated value SM and the blood flow volume integrated value SF.
Figure 2019208617

以上に説明した通り、第1実施形態では、血液量指標MA1の時間変化MTの振幅ΔMと血流量指標FA1の時間変化FTの振幅ΔFとに応じて振幅指標(ΔF/ΔM)が算定され、血液量積算値SMと血流量積算値SFとに応じて抵抗指標(SF/SM)が算定され、振幅指標と抵抗指標とから脈圧ΔPが算定される。以上の各指標(振幅指標,抵抗指標および脈圧ΔP)の算定にあたり、原理的にカフが不要である。したがって、被験者の身体的な負荷を軽減しながら、脈圧ΔPを高精度に算定することが可能である。   As described above, in the first embodiment, the amplitude index (ΔF / ΔM) is calculated according to the amplitude ΔM of the time change MT of the blood volume index MA1 and the amplitude ΔF of the time change FT of the blood flow index FA1. A resistance index (SF / SM) is calculated according to the blood volume integrated value SM and the blood flow volume integrated value SF, and the pulse pressure ΔP is calculated from the amplitude index and the resistance index. In calculating the above indices (amplitude index, resistance index, and pulse pressure ΔP), a cuff is not necessary in principle. Therefore, it is possible to calculate the pulse pressure ΔP with high accuracy while reducing the physical load on the subject.

第1実施形態では特に、振幅ΔMと振幅ΔFとの比(ΔF/ΔM)と、血液量積算値SMと血流量積算値SFの比(SF/SM)との積が脈圧ΔPに相関するという傾向を利用して、高精度に脈圧ΔPを算定することが可能である。さらに、血液量指標MA1の振幅ΔMと血流量指標FA1の振幅ΔFとの比をとることで、皮膚厚が変化した場合でも高精度に振幅指標を算定できる。   In the first embodiment, in particular, the product of the ratio (ΔF / ΔM) of the amplitude ΔM and the amplitude ΔF and the ratio of the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF (SF / SM) correlates with the pulse pressure ΔP. By using this tendency, it is possible to calculate the pulse pressure ΔP with high accuracy. Further, by taking the ratio of the amplitude ΔM of the blood volume index MA1 and the amplitude ΔF of the blood flow index FA1, the amplitude index can be calculated with high accuracy even when the skin thickness changes.

<平均血圧Pave>
以下、平均血圧Paveを算定する処理について説明する。図13は、腕部における血管の模式図である。図13には、動脈(例えば橈骨動脈)Y1と当該動脈Y1に連結する細動脈(例えば指動脈)Y2とが図示されている。図3に例示される通り、地点X1は動脈Y1における所定の地点であり、地点X2は動脈Y1と細動脈Y2との間の地点であり、地点X3は細動脈Y2の抹消の地点である。つまり、地点X3よりも地点X1の方が心臓に近い。
<Average blood pressure Pave>
Hereinafter, processing for calculating the average blood pressure Pave will be described. FIG. 13 is a schematic diagram of blood vessels in the arm. FIG. 13 shows an artery (for example, radial artery) Y1 and an arteriole (for example, finger artery) Y2 connected to the artery Y1. As illustrated in FIG. 3, the point X1 is a predetermined point in the artery Y1, the point X2 is a point between the artery Y1 and the arteriole Y2, and the point X3 is a point where the arteriole Y2 is erased. That is, the point X1 is closer to the heart than the point X3.

動脈Y1における地点X1での血圧P1と、動脈Y1と細動脈Y2との間の地点X2での血圧P2と、細動脈Y2の抹消の地点X3での血圧P3との関係は、ハーゲン・ポワズイユ(Hagen-Poiseuille)の法則を利用して、以下の数式(8)および数式(9)で表現される。数式(8)の記号L1は、動脈Y1の長さであり、記号Q1は、動脈Y1の血流量であり、記号d1は動脈Y1の血管径(半径)である。数式(9)の記号L2は、細動脈Y2の長さであり、記号Q2は、細動脈Y2の血流量であり、記号d2は細動脈Y2の血管径(半径)である。また、数式(8)および数式(9)の記号ρは、血液密度である。

Figure 2019208617
Figure 2019208617
The relationship between the blood pressure P1 at the point X1 in the artery Y1, the blood pressure P2 at the point X2 between the artery Y1 and the arteriole Y2, and the blood pressure P3 at the extinction point X3 of the arteriole Y2 is expressed by Hagen Poiseuille ( Using the Hagen-Poiseuille's law, it is expressed by the following equations (8) and (9). The symbol L1 in Equation (8) is the length of the artery Y1, the symbol Q1 is the blood flow volume of the artery Y1, and the symbol d1 is the blood vessel diameter (radius) of the artery Y1. The symbol L2 in Equation (9) is the length of the arteriole Y2, the symbol Q2 is the blood flow of the arteriole Y2, and the symbol d2 is the blood vessel diameter (radius) of the arteriole Y2. In addition, the symbol ρ in the equations (8) and (9) is the blood density.
Figure 2019208617
Figure 2019208617

地点X1から地点X3における血圧の変化量(つまりP1−P3)は、数式(8)および数式(9)を利用して、以下の数式(10)で表現される。

Figure 2019208617
The amount of change in blood pressure from point X1 to point X3 (that is, P1-P3) is expressed by the following equation (10) using equations (8) and (9).
Figure 2019208617

図14は、心臓から血管上の特定の部位までの距離と、当該部位における血圧との関係を示すグラフである。図14から把握される通り、地点X1から地点X2における血圧の変化量(P1−P2)は、地点X2から地点X3における血圧の変化量(P2−P3)と比較して充分に小さいという傾向がある。具体的には、変化量(P1−P2)は、約1〜5mmHgである一方で、変化量(P2−P3)は、約100mmHgである。また、細動脈Y2の抹消の地点X3での血圧P3は、非常に小さい(例えば数mmHg)ということが知られている。そこで、変化量(P1−P2)および血圧P3を0mmHgと仮定した場合、数式(10)から、以下の数式(11)が導出される。数式(11)から理解される通り、血圧P1は変化量(P1-P3)に近似する。

Figure 2019208617
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the distance from the heart to a specific site on the blood vessel and the blood pressure at that site. As can be seen from FIG. 14, the change in blood pressure (P1-P2) from point X1 to point X2 tends to be sufficiently smaller than the change in blood pressure (P2-P3) from point X2 to point X3. is there. Specifically, the amount of change (P1-P2) is about 1-5 mmHg, while the amount of change (P2-P3) is about 100 mmHg. Further, it is known that the blood pressure P3 at the extinction point X3 of the arteriole Y2 is very small (for example, several mmHg). Therefore, assuming that the amount of change (P1-P2) and the blood pressure P3 are 0 mmHg, the following equation (11) is derived from the equation (10). As understood from the equation (11), the blood pressure P1 approximates the amount of change (P1-P3).
Figure 2019208617

血液密度ρは、個人差が小さいため、所定値(例えば1070kg/m)に設定することが可能である。また、距離L2は、被験者の身長および性別等から推定した所定値に設定することが可能である。すなわち、細動脈Y2の血流量Q2と血管径d2とを算出することで、動脈Y1の血圧P1を算定することが可能である。そこで、第1実施形態では、数式(11)を利用して、平均血圧Paveを算定する。 The blood density ρ can be set to a predetermined value (for example, 1070 kg / m 3 ) because individual differences are small. The distance L2 can be set to a predetermined value estimated from the height and sex of the subject. That is, it is possible to calculate the blood pressure P1 of the artery Y1 by calculating the blood flow volume Q2 and the blood vessel diameter d2 of the arteriole Y2. Therefore, in the first embodiment, the average blood pressure Pave is calculated using Equation (11).

図15は、平均血圧Paveを算定するための要素(検出ユニット30B,演算部51Bおよび平均血圧算定部55)に着目した構成図である。第1実施形態の検出ユニット30Bは、検出装置30B1(第2検出装置の例示)を具備する。検出装置30B1は、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZB1を生成する光学センサーモジュールである。検出装置30B1は、図4の検出装置30A1と同様の発光部Eおよび受光部Rを具備する。発光部Eおよび受光部Rは、例えば筐体部12において測定部位Hに対向する位置(典型的には測定部位Hに接触する表面)に設置される。   FIG. 15 is a configuration diagram focusing on elements (detection unit 30B, calculation unit 51B, and average blood pressure calculation unit 55) for calculating average blood pressure Pave. The detection unit 30B of the first embodiment includes a detection device 30B1 (an example of the second detection device). The detection device 30B1 is an optical sensor module that generates a detection signal ZB1 corresponding to the state of the measurement site H. The detection device 30B1 includes a light emitting unit E and a light receiving unit R similar to the detection device 30A1 of FIG. The light emitting unit E and the light receiving unit R are installed, for example, at a position facing the measurement site H in the housing unit 12 (typically, a surface that contacts the measurement site H).

図15の演算部51Bは、指標算定部51B1を具備する。指標算定部51B1は、測定部位Hの血管径指標と血流量指標FB1とを算定する。血管径指標は、生体の血管径(さらには血管の断面積)に関する指標である。前述した通り、血管径は血液量指標Mに相関する。そこで、第1実施形態では、血液量指標Mを血管径指標として例示する。具体的には、指標算定部51B1は、検出装置30B1が生成した検出信号ZB1から、測定部位Hの血液量指標MB1と血流量指標FB1とを算定する。血液量指標MB1は、上述の数式(5a)または数式(5b)から算定され、血流量指標FB1は、上述の数式(6a)または数式(6b)から算定される。   The calculation unit 51B of FIG. 15 includes an index calculation unit 51B1. The index calculation unit 51B1 calculates the blood vessel diameter index and the blood flow index FB1 of the measurement site H. The blood vessel diameter index is an index related to the blood vessel diameter (and the cross-sectional area of the blood vessel) of the living body. As described above, the blood vessel diameter correlates with the blood volume index M. Therefore, in the first embodiment, the blood volume index M is exemplified as the blood vessel diameter index. Specifically, the index calculation unit 51B1 calculates the blood volume index MB1 and the blood flow volume index FB1 of the measurement site H from the detection signal ZB1 generated by the detection device 30B1. The blood volume index MB1 is calculated from the above formula (5a) or formula (5b), and the blood flow index FB1 is calculated from the above formula (6a) or formula (6b).

平均血圧算定部55は、生体の平均血圧Paveを算定する。具体的には、平均血圧算定部55は、指標算定部51B1が算定した血液量指標MB1と血流量指標FB1とに応じて生体の平均血圧Paveを算定する。第1実施形態の平均血圧算定部55は、血液量指標MB1を解析期間Tについて平均した平均値Maveと、血流量指標FB1を解析期間Tについて平均した平均値Faveとに応じて平均血圧Paveを算定する。平均値Maveは、解析期間T内において算定された複数の血液量指標MB1の平均(例えば単純平均または加重平均)である。平均値Faveは、解析期間T内において算定された複数の血流量指標FB1の平均(例えば単純平均または加重平均)である。   The average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave of the living body. Specifically, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave of the living body according to the blood volume index MB1 and the blood flow volume index FB1 calculated by the index calculation unit 51B1. The average blood pressure calculation unit 55 of the first embodiment calculates the average blood pressure Pave according to the average value Mave obtained by averaging the blood volume index MB1 for the analysis period T and the average value Fave obtained by averaging the blood flow index FB1 for the analysis period T. Calculate. The average value Mave is an average (for example, simple average or weighted average) of a plurality of blood volume indices MB1 calculated within the analysis period T. The average value Fave is an average (for example, a simple average or a weighted average) of a plurality of blood flow indexes FB1 calculated within the analysis period T.

上述の通り、血液量指標Mは血管径dに相関する。具体的には、血液量指標Mの三乗根(M1/3)が血管径dに相当する。血管径d2の三乗が血液量指標Mに相当するとも換言される。また、血流量指標Fは、血流量Qに相当する。以上の関係を考慮すると、上述の数式(11)は以下の数式(12)に変形される。

Figure 2019208617
As described above, the blood volume index M correlates with the blood vessel diameter d. Specifically, the cube root (M 1/3 ) of the blood volume index M corresponds to the blood vessel diameter d. In other words, the cube of the blood vessel diameter d2 corresponds to the blood volume index M. The blood flow index F corresponds to the blood flow Q. In consideration of the above relationship, the above formula (11) is transformed into the following formula (12).
Figure 2019208617

第1実施形態の平均血圧算定部55は、数式(12)の演算により平均血圧Paveを算定する。記号Kは、血液密度ρおよび細動脈の長さL2等に応じて予め定められた係数である。数式(12)から理解される通り、平均血圧Paveは、Fave/Mave4/3に応じて算定される。なお、係数Kは、例えばカフ等を利用して実測した平均血圧Paveの実測値と、数式(12)のFave/Mave4/3の演算値とから設定される(例えばK=実測値/演算値)。 The average blood pressure calculation unit 55 of the first embodiment calculates the average blood pressure Pave by the calculation of Expression (12). Symbol K is a coefficient determined in advance according to blood density ρ, arteriole length L2, and the like. As understood from the equation (12), the average blood pressure Pave is calculated according to Fave / Mave 4/3 . The coefficient K is set, for example, from an actual measurement value of the average blood pressure Pave actually measured using a cuff or the like, and an arithmetic value of Fave / Mave 4/3 in Expression (12) (for example, K = actual value / calculation). value).

以上に説明した通り、第1実施形態では、血管径指標(血液量指標MB1)と血流量指標FB1とに応じて平均血圧Paveが算定される。ここで、例えば平均血圧の算定に生体を圧迫することが必要な構成(例えばカフ等を利用して平均血圧を算定する構成)では、押圧力の相違に起因した誤差が生じ得る。それに対して、第1実施形態では、血管径指標(血液量指標MB1)と血流量指標FB1とに応じて平均血圧Paveが算定されるので、生体を圧迫することが不要である。ひいては、押圧力の相違に起因した誤差を低減して、高精度に平均血圧Paveを算定することができる。   As described above, in the first embodiment, the average blood pressure Pave is calculated according to the blood vessel diameter index (blood volume index MB1) and the blood flow volume index FB1. Here, for example, in a configuration in which it is necessary to press the living body to calculate the average blood pressure (for example, a configuration in which the average blood pressure is calculated using a cuff or the like), an error due to a difference in pressing force may occur. On the other hand, in the first embodiment, since the average blood pressure Pave is calculated according to the blood vessel diameter index (blood volume index MB1) and the blood flow volume index FB1, it is not necessary to compress the living body. As a result, the error due to the difference in the pressing force can be reduced, and the average blood pressure Pave can be calculated with high accuracy.

ところで、血流量指標FB1の算定には、生体に超音波を照射する血流速度センサーを利用することも可能である。しかし、超音波照射型の血流速度センサーを利用した場合、測定部位の皮膚厚や、超音波の照射面が生体に接触する条件(密着の度合や圧力)に血流量指標FB1が影響するため、血圧に関する指標(例えば平均血圧)を高精度に特定することは実際には困難である。また、超音波照射型の血流速度センサーを利用した場合には、生体解析装置が大型化するという問題もある。これに対し、第1実施形態では、血流量指標FB1の算定にレーザー光を利用するから、超音波照射型の血流速度センサーを利用する場合と比較して、皮膚厚等の影響を低減して平均血圧Paveを高精度に測定できる。また、生体解析装置100を小型化することも可能である。   By the way, for calculating the blood flow index FB1, it is also possible to use a blood flow velocity sensor that irradiates a living body with ultrasonic waves. However, when an ultrasonic irradiation type blood flow velocity sensor is used, the blood flow index FB1 affects the skin thickness of the measurement site and the conditions (degree of adhesion and pressure) with which the ultrasonic irradiation surface comes into contact with the living body. Actually, it is difficult to specify an index related to blood pressure (for example, average blood pressure) with high accuracy. In addition, when an ultrasonic irradiation type blood flow velocity sensor is used, there is a problem that the bioanalyzer becomes large. On the other hand, in the first embodiment, since laser light is used for calculation of the blood flow index FB1, the influence of skin thickness and the like is reduced as compared with the case where an ultrasonic irradiation type blood flow velocity sensor is used. Thus, the average blood pressure Pave can be measured with high accuracy. It is also possible to reduce the size of the biological analysis device 100.

<収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pmin>
以下、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する処理について説明する。図3の血圧算定部57は、脈圧算定部53が算定した脈圧ΔPと平均血圧算定部55が算定した平均血圧Paveとに応じて、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する。具体的には、血圧算定部57は、前述の数式(1)により収縮期血圧Pmaxを算定し、前述の数式(2)により拡張期血圧Pminを算定する。制御装置21は、血圧算定部57が算定した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示装置23に表示させる。
<Systolic blood pressure Pmax and diastolic blood pressure Pmin>
Hereinafter, processing for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin will be described. 3 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin according to the pulse pressure ΔP calculated by the pulse pressure calculating unit 53 and the average blood pressure Pave calculated by the average blood pressure calculating unit 55. Specifically, the blood pressure calculation unit 57 calculates the systolic blood pressure Pmax by the above-described equation (1), and calculates the diastolic blood pressure Pmin by the above-described equation (2). The control device 21 causes the display device 23 to display the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin calculated by the blood pressure calculation unit 57.

図16は、制御装置21が実行する処理(以下「生体解析処理」という)のフローチャートである。時間軸上の解析期間T毎に図16の生体解析処理が実行される。生体解析処理を開始すると、制御装置21は、脈圧ΔPを算定する(Sa1)。次に、制御装置21は、平均血圧Paveを算定する(Sa2)。そして、制御装置21(血圧算定部57)は、算定した脈圧ΔPと平均血圧Paveとに応じて、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する(Sa3)。血圧Pの算定には、前述の数式(1)および数式(2)が利用される。制御装置21は、算定した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示装置23に表示させる(Sa4)。なお、脈圧ΔPの算定(Sa1)と平均血圧Paveの算定(Sa2)との順序を逆転してもよい。以上に説明した生体解析処理が解析期間T毎に実行されることで、収縮期血圧Pmaxの時系列(すなわち収縮期血圧Pmaxの時間変化)と拡張期血圧Pminの時系列(拡張期血圧Pminの時間変化)とが算定される。   FIG. 16 is a flowchart of processing executed by the control device 21 (hereinafter referred to as “biological analysis processing”). The biological analysis process of FIG. 16 is executed every analysis period T on the time axis. When the biological analysis process is started, the control device 21 calculates the pulse pressure ΔP (Sa1). Next, the control device 21 calculates the average blood pressure Pave (Sa2). Then, the control device 21 (blood pressure calculation unit 57) calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin according to the calculated pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave (Sa3). For the calculation of the blood pressure P, the above formulas (1) and (2) are used. The control device 21 displays the calculated systolic blood pressure Pmax and diastolic blood pressure Pmin on the display device 23 (Sa4). Note that the order of calculating the pulse pressure ΔP (Sa1) and calculating the average blood pressure Pave (Sa2) may be reversed. The biological analysis process described above is executed every analysis period T, so that the time series of systolic blood pressure Pmax (that is, time change of systolic blood pressure Pmax) and the time series of diastolic blood pressure Pmin (the diastolic blood pressure Pmin Change with time).

図17は、脈圧ΔPを算定する処理Sa1の具体的な内容を示すフローチャートである。指標算定部51A1は、解析期間Tにおける血液量指標MA1の時間変化MTを生成する(Sa11)。血液量指標MA1の算定には、前述の数式(5a)または数式(5b)が利用される。次に、指標算定部51A1は、解析期間Tにおける血流量指標FA1の時間変化FTを生成する(Sa12)。血流量指標FA1の算定には、前述の数式(6a)または数式(6b)が利用される。   FIG. 17 is a flowchart showing specific contents of the processing Sa1 for calculating the pulse pressure ΔP. The index calculation unit 51A1 generates a time change MT of the blood volume index MA1 in the analysis period T (Sa11). For calculating the blood volume index MA1, the above formula (5a) or formula (5b) is used. Next, the index calculation unit 51A1 generates a time change FT of the blood flow index FA1 in the analysis period T (Sa12). For the calculation of the blood flow index FA1, the above formula (6a) or formula (6b) is used.

振幅算定部531は、指標算定部51A1が生成した時間変化MTの振幅ΔMと時間変化FTの振幅ΔFとに応じて振幅指標を算定する(Sa13)。具体的には、振幅ΔMと振幅ΔFとの比(ΔF/ΔM)が振幅指標として算定される。次に、抵抗算定部533は、指標算定部51A1が生成した時間変化MTおよび時間変化FTから抵抗指標を算定する(Sa14)。具体的には、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比(SF/SM)が抵抗指標として算定される。処理部535は、振幅算定部531が算定した振幅指標と抵抗算定部533が算定した抵抗指標とに応じた脈圧ΔPを算定する(Sa15)。脈圧ΔPの算定には、前述の数式(7)が利用される。すなわち、振幅指標と抵抗指標との積に応じた脈圧ΔPが算定される。なお、血液量指標MA1の時間変化MTの生成(Sa11)と血流量指標FA1の時間変化FTの生成(Sa12)との順序を逆転してもよい。また、振幅指標を算定する処理(Sa13)と抵抗指標を算定する処理(Sa14)との順序を逆転させてもよい。   The amplitude calculator 531 calculates the amplitude index according to the amplitude ΔM of the time change MT and the amplitude ΔF of the time change FT generated by the index calculator 51A1 (Sa13). Specifically, the ratio (ΔF / ΔM) between the amplitude ΔM and the amplitude ΔF is calculated as an amplitude index. Next, the resistance calculator 533 calculates a resistance index from the time change MT and the time change FT generated by the index calculator 51A1 (Sa14). Specifically, the ratio (SF / SM) between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF is calculated as a resistance index. The processing unit 535 calculates the pulse pressure ΔP according to the amplitude index calculated by the amplitude calculation unit 531 and the resistance index calculated by the resistance calculation unit 533 (Sa15). For calculating the pulse pressure ΔP, the above-described equation (7) is used. That is, the pulse pressure ΔP corresponding to the product of the amplitude index and the resistance index is calculated. Note that the order of generation of the time change MT of the blood volume index MA1 (Sa11) and generation of the time change FT of the blood flow index FA1 (Sa12) may be reversed. Further, the order of the process of calculating the amplitude index (Sa13) and the process of calculating the resistance index (Sa14) may be reversed.

図18は、抵抗指標を算定する処理Sa14の具体的な内容を示すフローチャートである。抵抗算定部533は、血液量指標MAおよび血流量指標FAのそれぞれを正規化範囲内に正規化した正規化血液量指標MNと正規化血流量指標FNとを算定する(Sa141)。次に、抵抗算定部533は、正規化血液量指標MNおよび正規化血流量指標FNのそれぞれを解析期間Tについて積算した血液量積算値SMおよび血流量積算値SFを算定する(Sa142)。抵抗算定部533は、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比(SF/SM)を抵抗指標として算定する(Sa143)。   FIG. 18 is a flowchart showing specific contents of the process Sa14 for calculating the resistance index. The resistance calculation unit 533 calculates a normalized blood volume index MN and a normalized blood flow index FN obtained by normalizing the blood volume index MA and the blood flow volume index FA within the normalization range (Sa141). Next, the resistance calculator 533 calculates a blood volume integrated value SM and a blood flow volume integrated value SF obtained by integrating the normalized blood volume index MN and the normalized blood flow index FN over the analysis period T (Sa142). The resistance calculator 533 calculates the ratio (SF / SM) between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF as a resistance index (Sa143).

図19は、平均血圧Paveを算定する処理Sa2の具体的な内容を示すフローチャートである。指標算定部51B1は、解析期間T内の複数の時点の各々について血液量指標MB1を算定する(Sa21)。血液量指標MB1の算定には、前述の数式(5a)または数式(5b)が利用される。次に、指標算定部51B1は、解析期間T内の複数の時点の各々について血流量指標FB1を算定する(Sa22)。血流量指標FB1の算定には、前述の数式(6a)または数式(6b)が利用される。平均血圧算定部55は、指標算定部51B1が算定した血液量指標MB1と血流量指標FB1とに応じて平均血圧Paveを算定する(Sa23)。なお、血液量指標MB1の算定(Sa21)と血流量指標FB1の算定(Sa22)との順序を逆転してもよい。   FIG. 19 is a flowchart showing specific contents of the process Sa2 for calculating the average blood pressure Pave. The index calculation unit 51B1 calculates the blood volume index MB1 for each of a plurality of time points within the analysis period T (Sa21). For calculating the blood volume index MB1, the above formula (5a) or formula (5b) is used. Next, the index calculation unit 51B1 calculates a blood flow index FB1 for each of a plurality of time points within the analysis period T (Sa22). For the calculation of the blood flow index FB1, the above formula (6a) or formula (6b) is used. The average blood pressure calculator 55 calculates the average blood pressure Pave according to the blood volume index MB1 and the blood flow index FB1 calculated by the index calculator 51B1 (Sa23). The order of calculation of blood volume index MB1 (Sa21) and calculation of blood flow index FB1 (Sa22) may be reversed.

図20は、平均血圧Paveを算定する処理Sa23の具体的な内容を示すフローチャートである。平均血圧算定部55は、血液量指標MB1を解析期間Tについて平均した平均値Maveを算定する(Sa231)。平均血圧算定部55は、血流量指標FB1を解析期間Tについて平均した平均値Faveを算定する(Sa232)。そして、平均血圧算定部55は、平均値Maveおよび平均値Faveに応じて平均血圧Paveを算定する(Sa233)。平均血圧Paveの算定には、前述の数式(12)が利用される。すなわち、Fave/Mave4/3に応じて平均血圧Paveが算定される。なお、平均値Maveの算定(Sa231)と平均値Faveの算定(Sa232)との順序を逆転してもよい。 FIG. 20 is a flowchart showing specific contents of the process Sa23 for calculating the average blood pressure Pave. The average blood pressure calculation unit 55 calculates an average value Mave obtained by averaging the blood volume index MB1 over the analysis period T (Sa231). The average blood pressure calculation unit 55 calculates an average value Fave obtained by averaging the blood flow index FB1 over the analysis period T (Sa232). Then, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave according to the average value Mave and the average value Fave (Sa233). For calculating the average blood pressure Pave, the above-described equation (12) is used. That is, the average blood pressure Pave is calculated according to Fave / Mave 4/3 . Note that the order of calculation of the average value Mave (Sa231) and calculation of the average value Fave (Sa232) may be reversed.

以上に説明した通り、第1実施形態では、脈圧ΔPと平均血圧Paveとに応じて、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminが算定されるから、例えば血管径の最大値や最小値を利用して収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する構成と比較して、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを高精度に算定することができる。   As described above, in the first embodiment, since the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are calculated according to the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave, for example, the maximum value or the minimum value of the blood vessel diameter is used. As compared with the configuration for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin can be calculated with high accuracy.

<測定部位Hの血管>
図21は、体循環における血管の種類と血圧との関係を示したグラフである。前述の通り、収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとの差が脈圧ΔPである。したがって、収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとの差が大きく現れる血管を脈圧ΔPの算定に利用することで、脈圧ΔPをより高精度に算定することができる。図21から把握される通り、動脈(大きめの動脈および小さめの動脈)の血圧には、他の血管と比較して、脈動が大きく現れている。したがって、脈圧ΔPの算定には、測定部位Hの内部に存在する動脈(例えば上腕動脈、橈骨動脈または尺骨動脈)の状態を反映した検出信号ZAを利用することが好ましい。なお、細動脈の状態を反映した検出信号ZAを脈拍ΔPの算定に利用してもよい。
<Vessel of measurement site H>
FIG. 21 is a graph showing the relationship between blood vessel type and blood pressure in systemic circulation. As described above, the difference between the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin is the pulse pressure ΔP. Therefore, the pulse pressure ΔP can be calculated with higher accuracy by using the blood vessel in which the difference between the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin is large for the calculation of the pulse pressure ΔP. As can be seen from FIG. 21, pulsations appear larger in the blood pressure of arteries (larger arteries and smaller arteries) than other blood vessels. Therefore, for the calculation of the pulse pressure ΔP, it is preferable to use the detection signal ZA reflecting the state of an artery (for example, the brachial artery, radial artery or ulnar artery) existing in the measurement site H. The detection signal ZA reflecting the state of the arteriole may be used for calculating the pulse ΔP.

また、数式(11)から理解される通り、血圧P1は変化量(P1-P3)に近似する。つまり、血管内における血圧の変化の傾き(勾配)が大きい血管を平均血圧Paveの算定に利用することで、平均血圧Paveをより高精度に算定することができる。図21から把握される通り、細動脈の血圧は、他の血管と比較して、傾きが大きい。したがって、平均血圧Paveの算定には、測定部位Hの内部に存在する細動脈の状態を反映した検出信号ZBを利用することが好ましい。   Further, as understood from the equation (11), the blood pressure P1 approximates the amount of change (P1-P3). That is, the average blood pressure Pave can be calculated with higher accuracy by using a blood vessel having a large blood pressure change gradient (gradient) in the blood vessel for calculating the average blood pressure Pave. As can be seen from FIG. 21, the blood pressure of the arteriole has a larger slope than other blood vessels. Therefore, for calculating the average blood pressure Pave, it is preferable to use the detection signal ZB reflecting the state of the arteriole present inside the measurement site H.

以上の知見を背景として、第1実施形態では、検出信号ZA1を生成する検出装置30A1は、測定部位Hの内部に動脈(直径2mm〜5mm)に対向する位置に設置される。他方、検出信号ZB1を生成する検出装置30B1は、測定部位Hの内部に細動脈(直径0.02mm〜2mm)に対向する位置に設置される。手首を測定部位Hとする場合は、例えば検出装置30A1を手首の掌側における橈骨動脈または尺骨動脈に近い位置に設置する一方で、検出装置30B1を手首の甲側に設置する。上腕を測定部位Hとする場合は、例えば上腕の内側における上腕動脈に近い設置に検出装置30A1をする一方で、上腕の外側に検出装置30B1を設置する。例えば、検出装置30A1は上腕における胴体側の表面に設置され、検出装置30B1は胴体とは反対側の表面に設置される以上の説明から理解される通り、検出装置30A1および検出装置30B1は、生体の肢体(例えば上腕または手首)の周方向における相異なる位置に設けられる。   With the above knowledge as a background, in the first embodiment, the detection device 30A1 that generates the detection signal ZA1 is installed inside the measurement site H at a position facing the artery (diameter 2 mm to 5 mm). On the other hand, the detection device 30B1 that generates the detection signal ZB1 is installed inside the measurement site H at a position facing the arteriole (diameter 0.02 mm to 2 mm). In the case where the wrist is the measurement site H, for example, the detection device 30A1 is installed at a position close to the radial artery or ulnar artery on the palm side of the wrist, while the detection device 30B1 is installed on the back side of the wrist. When the upper arm is the measurement site H, for example, the detection device 30A1 is installed near the brachial artery inside the upper arm, while the detection device 30B1 is installed outside the upper arm. For example, as can be understood from the above description, the detection device 30A1 is installed on the body-side surface of the upper arm, and the detection device 30B1 is installed on the surface opposite to the body. Are provided at different positions in the circumferential direction of the limbs (for example, the upper arm or the wrist).

検出装置30A1および検出装置30B1を生体の肢体の周方向における相異なる位置に設ける構成によれば、生体における互いに近似した位置で相異なる2つの血管(例えば動脈および細動脈)の状態をそれぞれ反映した2つの検出信号Zを生成できるという利点がある。ただし、2つの検出装置(30A1,30B1)を配置する位置は生体の周方向に限定されない。例えば、耳、こめかみ、胴体等に各検出装置(30A1,30B1)を配置してもよい。例えば、耳およびこめかみの何れか一方に検出装置30A1を配置して他方に検出装置30B1を配置する構成や、耳および内耳の何れか一方に検出装置30A1を配置して他方に検出装置30B1を配置する構成も採用され得る。なお、脈圧ΔPの算定については、細動脈から得られた検出信号ZB1を利用してもよい。   According to the configuration in which the detection device 30A1 and the detection device 30B1 are provided at different positions in the circumferential direction of the limb of the living body, the states of two different blood vessels (for example, arteries and arterioles) are reflected at different positions in the living body. There is an advantage that two detection signals Z can be generated. However, the position where the two detection devices (30A1, 30B1) are arranged is not limited to the circumferential direction of the living body. For example, each detection device (30A1, 30B1) may be arranged on the ear, temple, torso, or the like. For example, a configuration in which the detection device 30A1 is arranged in one of the ear and the temple and the detection device 30B1 is arranged in the other, or the detection device 30A1 is arranged in either the ear or the inner ear and the detection device 30B1 is arranged in the other. The structure to do can also be employ | adopted. For the calculation of the pulse pressure ΔP, a detection signal ZB1 obtained from an arteriole may be used.

<第1実施形態の変形例>
脈圧ΔPを算定するための要素(検出ユニット30A,演算部51Aおよび脈圧算定部53)は、図4で例示した構成に限定されない。
<Modification of First Embodiment>
Elements for calculating the pulse pressure ΔP (the detection unit 30A, the calculation unit 51A, and the pulse pressure calculation unit 53) are not limited to the configuration illustrated in FIG.

<変形例1>
図22は、第1実施形態の変形例(変形例1)に係る脈圧ΔPを算定するための要素に着目した構成図である。第1実施形態では、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1を利用して振幅指標と抵抗指標とを算定した。それに対して、変形例1では、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1を利用して振幅指標を算定し、検出装置30A1とは別個の2つの検出装置30A(30A2,30A3)の各々が生成する検出信号ZA(ZA2,ZA3)を利用して抵抗指標を算定する。
<Modification 1>
FIG. 22 is a configuration diagram paying attention to elements for calculating the pulse pressure ΔP according to the modification (Modification 1) of the first embodiment. In the first embodiment, the amplitude index and the resistance index are calculated using the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1. On the other hand, in the first modification, the amplitude index is calculated using the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1, and each of the two detection devices 30A (30A2, 30A3) separate from the detection device 30A1 is generated. The resistance index is calculated using the detection signal ZA (ZA2, ZA3).

変形例1の検出ユニット30Aは、第1実施形態と同様の検出装置30A1に加えて、検出装置30A2および検出装置30A3を具備する。変形例1の検出装置30A1は、第1実施形態と同様の構成および機能であり、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA1を生成する。検出装置30A2は、検出装置30A1と同様の受光部Rおよび発光部Eを具備し、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA2を生成する。同様に、検出装置30A3は、受光部Rおよび発光部Eを具備し、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA3を生成する。検出装置30A3の発光部Eとしては、インコヒーレントな光を測定部位Hに照射するLED(light emitting diode)等の発光素子が好適に利用される。なお、コヒーレントなレーザー光を出射するVCSELを発光部Eとして利用してもよい。検出装置30A3の受光部Rは、検出装置30A2の受光部Rと同様に、測定部位H内を通過した光の受光レベルに応じた検出信号ZA3を生成する。検出信号ZA3は、光電容積脈波を表す信号である。なお、測定部位Hの表面の変位を表わす(すなわち血管径の変位を表わす)検出信号を生成する圧力センサーを検出装置30A3として採用してもよい。   The detection unit 30A of Modification 1 includes a detection device 30A2 and a detection device 30A3 in addition to the detection device 30A1 similar to that of the first embodiment. The detection device 30A1 of Modification 1 has the same configuration and function as in the first embodiment, and generates a detection signal ZA1 corresponding to the state of the measurement site H. The detection device 30A2 includes a light receiving unit R and a light emitting unit E similar to those of the detection device 30A1, and generates a detection signal ZA2 corresponding to the state of the measurement site H. Similarly, the detection device 30A3 includes a light receiving unit R and a light emitting unit E, and generates a detection signal ZA3 corresponding to the state of the measurement site H. As the light emitting part E of the detection device 30A3, a light emitting element such as an LED (light emitting diode) that irradiates the measurement site H with incoherent light is preferably used. A VCSEL that emits coherent laser light may be used as the light emitting unit E. The light receiving unit R of the detection device 30A3 generates a detection signal ZA3 corresponding to the light reception level of the light that has passed through the measurement site H, similarly to the light reception unit R of the detection device 30A2. The detection signal ZA3 is a signal representing a photoelectric volume pulse wave. Note that a pressure sensor that generates a detection signal indicating the displacement of the surface of the measurement site H (that is, the displacement of the blood vessel diameter) may be employed as the detection device 30A3.

変形例1の演算部51Aは、第1実施形態と同様の指標算定部51A1に加えて、指標算定部51A2および指標算定部51A3を具備する。変形例1の指標算定部51A1は、第1実施形態と同様に、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1から、測定部位Hの血液量指標MA1と血流量指標FA1とを算定する。   The calculation unit 51A of the first modification includes an index calculation unit 51A2 and an index calculation unit 51A3 in addition to the index calculation unit 51A1 similar to that of the first embodiment. Similar to the first embodiment, the index calculation unit 51A1 of Modification 1 calculates the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 of the measurement site H from the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1.

指標算定部51A2は、検出装置30A2が生成した検出信号ZA2から血流量指標FA2を算定する。血流量指標FA2は、血流量指標FA1と同様の方法(数式(6a)または数式(6b))で算定される。指標算定部51A3は、検出装置30A3が生成した検出信号ZA3から血液量指標MA3を算定する。前述の通り、血液量指標MA3は血管径に相関する。以上の関係を前提として、指標算定部51A3は、検出信号ZA3から血管径の変位を算定し、当該血管径の変位から血液量指標MA3を算定する。   The index calculation unit 51A2 calculates the blood flow index FA2 from the detection signal ZA2 generated by the detection device 30A2. The blood flow index FA2 is calculated by the same method (formula (6a) or formula (6b)) as the blood flow index FA1. The index calculation unit 51A3 calculates the blood volume index MA3 from the detection signal ZA3 generated by the detection device 30A3. As described above, the blood volume index MA3 correlates with the blood vessel diameter. Based on the above relationship, the index calculation unit 51A3 calculates the displacement of the blood vessel diameter from the detection signal ZA3, and calculates the blood volume index MA3 from the displacement of the blood vessel diameter.

変形例1の脈圧算定部53は、第1実施形態と同様に、振幅算定部531と抵抗算定部533と処理部535とを具備する。変形例1の振幅算定部531は、第1実施形態と同様に、指標算定部51A1が算定した血液量指標MA1および血流量指標FA1から振幅指標(ΔF/ΔM)を算定する。変形例1の抵抗算定部533は、指標算定部51A2が算定した血流量指標FA2と、指標算定部51A3が算定した血液量指標MA3とから抵抗指標(SF/SM)を算定する。抵抗指標の算定方法は、第1実施形態と同様である。処理部535は、第1実施形態と同様に、振幅算定部531が算定した振幅指標と抵抗算定部533が算定した抵抗指標とに応じて脈圧ΔPを算定する。変形例2においても、第1実施形態と同様の効果が実現される。   The pulse pressure calculation unit 53 of Modification 1 includes an amplitude calculation unit 531, a resistance calculation unit 533, and a processing unit 535, as in the first embodiment. As in the first embodiment, the amplitude calculator 531 of the first modification calculates the amplitude index (ΔF / ΔM) from the blood volume index MA1 and the blood flow volume index FA1 calculated by the index calculator 51A1. The resistance calculation unit 533 of the first modification calculates the resistance index (SF / SM) from the blood flow index FA2 calculated by the index calculation unit 51A2 and the blood volume index MA3 calculated by the index calculation unit 51A3. The calculation method of the resistance index is the same as in the first embodiment. Similar to the first embodiment, the processing unit 535 calculates the pulse pressure ΔP according to the amplitude index calculated by the amplitude calculation unit 531 and the resistance index calculated by the resistance calculation unit 533. Also in Modification 2, the same effect as that of the first embodiment is realized.

<変形例2>
図23は、第1実施形態の変形例(変形例2)に係る脈圧ΔPを算定するための要素に着目した構成図である。第1実施形態では、血流速振幅ΔVに相関がある比(ΔF/ΔM)を振幅指標として算定した。それに対して、変形例2では、血流速振幅ΔVそのものを振幅指標として算定する。
<Modification 2>
FIG. 23 is a configuration diagram focusing on the elements for calculating the pulse pressure ΔP according to the modification example (modification example 2) of the first embodiment. In the first embodiment, a ratio (ΔF / ΔM) correlated with the blood flow velocity amplitude ΔV is calculated as an amplitude index. On the other hand, in the modified example 2, the blood flow velocity amplitude ΔV itself is calculated as an amplitude index.

変形例2の検出ユニット30Aは、第1実施形態と同様の検出装置30A1に加えて、検出装置30A4を具備する。変形例2の検出装置30A1の構成および機能は、第1実施形態と同様である。検出装置30A4は、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA4を生成する超音波センサーモジュールである。具体的には、検出装置30A4は、発信部E0と受信部R0とを具備する。発信部E0は、測定部位Hに超音波を発信する。他方、受信部RDは、発信部E0から発信されて測定部位H内を通過した超音波の受信レベルに応じた検出信号ZA4を生成する。例えば圧電セラミック等の圧電素子が発信部E0および受信部R0として好適に利用される。   The detection unit 30A of Modification 2 includes a detection device 30A4 in addition to the same detection device 30A1 as in the first embodiment. The configuration and function of the detection device 30A1 of Modification 2 are the same as those in the first embodiment. The detection device 30A4 is an ultrasonic sensor module that generates a detection signal ZA4 according to the state of the measurement site H. Specifically, the detection device 30A4 includes a transmission unit E0 and a reception unit R0. The transmitter E0 transmits ultrasonic waves to the measurement site H. On the other hand, the receiver RD generates a detection signal ZA4 corresponding to the reception level of the ultrasonic wave transmitted from the transmitter E0 and passed through the measurement site H. For example, piezoelectric elements such as piezoelectric ceramics are preferably used as the transmitter E0 and the receiver R0.

変形例2の演算部51Aは、第1実施形態と同様の指標算定部51A1を具備する。変形例2の指標算定部51A1は、第1実施形態と同様に、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1から、測定部位Hの血液量指標MA1と血流量指標FA1とを算定する。   The calculation unit 51A of the second modification includes an index calculation unit 51A1 similar to that of the first embodiment. Similar to the first embodiment, the index calculation unit 51A1 of Modification 2 calculates the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 of the measurement site H from the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1.

変形例1の脈圧算定部53は、第1実施形態と同様に、振幅算定部531と抵抗算定部533と処理部535とを具備する。変形例2の抵抗算定部533は、第1実施形態と同様に、指標算定部51A1が生成した血液量指標MA1および血流量指標FA1を利用して抵抗指標(SF/SM)を算定する。   The pulse pressure calculation unit 53 of Modification 1 includes an amplitude calculation unit 531, a resistance calculation unit 533, and a processing unit 535, as in the first embodiment. As in the first embodiment, the resistance calculation unit 533 of Modification 2 calculates the resistance index (SF / SM) using the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 generated by the index calculation unit 51A1.

第1実施形態の振幅算定部531は、指標算定部51A1が算定した血液量指標MA1および血流量指標FA1から振幅指標を算定した。それに対して、変形例2の振幅算定部531は、検出装置30A4が生成した検出信号ZA4から、直接的に振幅指標(血流速振幅ΔV)を算定する。処理部535は、第1実施形態と同様に、振幅算定部531が算定した振幅指標(ΔV)と抵抗算定部533が算定した抵抗指標(SF/SM)とに応じて脈圧ΔPを算定する。   The amplitude calculator 531 of the first embodiment calculates the amplitude index from the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 calculated by the index calculator 51A1. On the other hand, the amplitude calculator 531 of the second modification directly calculates the amplitude index (blood flow velocity amplitude ΔV) from the detection signal ZA4 generated by the detection device 30A4. As in the first embodiment, the processing unit 535 calculates the pulse pressure ΔP according to the amplitude index (ΔV) calculated by the amplitude calculation unit 531 and the resistance index (SF / SM) calculated by the resistance calculation unit 533. .

変形例2においても、第1実施形態と同様の効果が実現される。変形例2では特に、血流速振幅ΔVを振幅指標として算定するので、血流速振幅ΔVに相関がある比(ΔF/ΔM)を振幅指標として算定する構成と比較して、高精度に脈圧ΔPを算定することが可能である。   Also in Modification 2, the same effect as that of the first embodiment is realized. In the second modification, in particular, the blood flow velocity amplitude ΔV is calculated as an amplitude index. Therefore, compared with the configuration in which the ratio (ΔF / ΔM) correlated with the blood flow velocity amplitude ΔV is calculated as the amplitude index, the pulse is highly accurate. It is possible to calculate the pressure ΔP.

<変形例3>
図24は、血流量指標Fの時間変化FTを示すグラフである。図24に例示される通り、血流量指標Fの時間変化FTを表す曲線と最低値Fminの直線とで囲まれた領域の面積OFは、正規化血流量指標FNを解析期間Tについて積算した血流量積算値SFと、振幅ΔFとの積(ΔF×SF)に等しい。また、血液量指標Mの時間変化MTを表す曲線と最小値Mminの直線とで囲まれた領域の面積OMは、正規化血液量指標MNを解析期間Tについて積算した血液量積算値SMと、振幅ΔMとの積(ΔM×SM)に等しい。したがって、前述の数式(7)から、以下の数式(13)が導出される。数式(13)から理解される通り、脈圧ΔPは、面積OFと面積OMとの比(具体的には面積OMに対する面積OFの比)と、係数Kとの積として表現される。以上の理由から、変形例3では、面積OFと面積OMとから脈圧ΔPを算定する。
<Modification 3>
FIG. 24 is a graph showing the temporal change FT of the blood flow index F. As illustrated in FIG. 24, the area OF of the region surrounded by the curve representing the time change FT of the blood flow index F and the straight line of the minimum value Fmin is the blood obtained by integrating the normalized blood flow index FN over the analysis period T. It is equal to the product (ΔF × SF) of the flow rate integrated value SF and the amplitude ΔF. Further, the area OM of the region surrounded by the curve representing the time change MT of the blood volume index M and the straight line of the minimum value Mmin is the blood volume integrated value SM obtained by integrating the normalized blood volume index MN over the analysis period T; It is equal to the product (ΔM × SM) with the amplitude ΔM. Therefore, the following equation (13) is derived from the above equation (7). As understood from the equation (13), the pulse pressure ΔP is expressed as a product of the ratio of the area OF to the area OM (specifically, the ratio of the area OF to the area OM) and the coefficient K. For the above reason, in Modification 3, the pulse pressure ΔP is calculated from the area OF and the area OM.

Figure 2019208617
Figure 2019208617

図25は、第1実施形態の変形例(変形例3)に係る脈圧ΔPを算定するための要素に着目した構成図である。変形例2の検出ユニット30Aおよび演算部51Aの構成は、第1実施形態と同様である。   FIG. 25 is a configuration diagram focusing on the elements for calculating the pulse pressure ΔP according to the modification example (modification example 3) of the first embodiment. The configurations of the detection unit 30A and the calculation unit 51A of Modification 2 are the same as those in the first embodiment.

変形例3の脈圧算定部53は、振幅算定部531および抵抗算定部533を削除した構成である。変形例3の処理部535は、指標算定部51A1が算定した血液量指標MA1と血流量指標FA1とから脈圧ΔPを算定する。脈圧ΔPは、血液量指標MA1を解析期間Tについて積算した血液量積算値SMと、血流量指標FA1を解析期間Tについて積算した血流量積算値SFとに応じて算定される。変形例3では、処理部535は、面積OMを血液量積算値SMとして算定し、面積OFを血流量積算値SFとして算定する。すなわち、変形例3では、図17の振幅指標を算定する処理Sa13と抵抗指標を算定する処理Sa14とが省略される。具体的には、処理部535は、面積OMおよび面積OFを算定し、面積OFと面積OMとの比(OF/OM)に係数Kを乗算することで脈圧ΔPを算定する。面積OMは、血液量指標MA1を解析期間Tについて積算した血液量積算値SMに相当し、面積OFは、血流量指標FA1を解析期間Tについて積算した血流量積算値SFに相当する。   The pulse pressure calculation unit 53 of Modification 3 has a configuration in which the amplitude calculation unit 531 and the resistance calculation unit 533 are deleted. The processing unit 535 of the third modification calculates the pulse pressure ΔP from the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 calculated by the index calculation unit 51A1. The pulse pressure ΔP is calculated according to a blood volume integrated value SM obtained by integrating the blood volume index MA1 over the analysis period T and a blood flow integrated value SF obtained by integrating the blood flow index FA1 over the analysis period T. In the third modification, the processing unit 535 calculates the area OM as the blood volume integrated value SM, and calculates the area OF as the blood flow volume integrated value SF. That is, in the third modification, the process Sa13 for calculating the amplitude index and the process Sa14 for calculating the resistance index in FIG. 17 are omitted. Specifically, the processing unit 535 calculates the area OM and the area OF, and calculates the pulse pressure ΔP by multiplying the ratio of the area OF to the area OM (OF / OM) by the coefficient K. The area OM corresponds to a blood volume integrated value SM obtained by integrating the blood volume index MA1 for the analysis period T, and the area OF corresponds to a blood flow integrated value SF obtained by integrating the blood flow index FA1 for the analysis period T.

変形例3においても、第1実施形態と同様に、脈圧ΔPの算定にあたり、原理的にカフが不要である、という効果が実現される。したがって、被験者の身体的な負荷を軽減しながら、脈圧ΔPを高精度に算定することが可能である。変形例3では特に、振幅ΔFおよび振幅ΔMの算定と、血流量指標FA1および血液量指標MA1の正規化とが不要になるので、脈圧ΔPを算定する処理負荷が低減される。   Also in the modified example 3, as in the first embodiment, the effect that a cuff is unnecessary in principle is realized in calculating the pulse pressure ΔP. Therefore, it is possible to calculate the pulse pressure ΔP with high accuracy while reducing the physical load on the subject. In the third modification, in particular, the calculation of the amplitude ΔF and the amplitude ΔM and the normalization of the blood flow index FA1 and the blood volume index MA1 are not required, so that the processing load for calculating the pulse pressure ΔP is reduced.

<変形例4>
図26は、第1実施形態の変形例(変形例4)に係る脈圧ΔPを算定するための要素に着目した構成図である。第1実施形態では、血流量積算値SFと血液量積算値SMとの比を抵抗指標として算定したのに対して、変形例4では、脈波伝播速度PWVを抵抗指標として算定する。
<Modification 4>
FIG. 26 is a configuration diagram paying attention to elements for calculating the pulse pressure ΔP according to the modification (Modification 4) of the first embodiment. In the first embodiment, the ratio between the blood flow integrated value SF and the blood volume integrated value SM is calculated as a resistance index. In the fourth modification, the pulse wave velocity PWV is calculated as a resistance index.

変形例4の検出ユニット30Aは、第1実施形態と同様の検出装置30A1に加えて、検出装置30A5および検出装置30A6を具備する。変形例1の検出装置30A1は、第1実施形態と同様の構成および機能であり、測定部位Hの状態に応じた検出信号ZA1を生成する。検出装置30A5および検出装置30A6は、例えば検出装置30A1と同様の光学式センサーモジュールである。検出装置30A5は測定部位Hの状態を反映した検出信号ZA5を生成し、検出装置30A6は測定部位Hの状態を反映した検出信号ZA6を生成する。   The detection unit 30A of Modification 4 includes a detection device 30A5 and a detection device 30A6 in addition to the detection device 30A1 similar to that of the first embodiment. The detection device 30A1 of Modification 1 has the same configuration and function as in the first embodiment, and generates a detection signal ZA1 corresponding to the state of the measurement site H. The detection device 30A5 and the detection device 30A6 are optical sensor modules similar to the detection device 30A1, for example. The detection device 30A5 generates a detection signal ZA5 that reflects the state of the measurement site H, and the detection device 30A6 generates a detection signal ZA6 that reflects the state of the measurement site H.

変形例4の演算部51Aは、第1実施形態と同様に、指標算定部51A1を具備する。変形例4の指標算定部51A1は、第1実施形態と同様に、検出装置30A1が生成した検出信号ZA1から、測定部位Hの血液量指標MA1と血流量指標FA1とを算定する。   The calculation unit 51A of Modification 4 includes an index calculation unit 51A1 as in the first embodiment. Similar to the first embodiment, the index calculation unit 51A1 of Modification 4 calculates the blood volume index MA1 and the blood flow index FA1 of the measurement site H from the detection signal ZA1 generated by the detection device 30A1.

変形例4の脈圧算定部53は、第1実施形態の抵抗算定部533に代えてPWV算定部537を具備する構成である。PWV算定部537は、検出装置30A5が生成した検出信号ZA5と検出装置30A6が生成した検出信号ZA6とを利用して、脈波伝播速度PWVを抵抗指標として算定する。脈圧算定部53は、振幅算定部531が算定した振幅指標と、PWV算定部537が算定した抵抗指標とに応じて脈圧ΔPを算定する。   The pulse pressure calculation unit 53 of Modification 4 has a configuration including a PWV calculation unit 537 instead of the resistance calculation unit 533 of the first embodiment. The PWV calculation unit 537 calculates the pulse wave propagation velocity PWV as a resistance index using the detection signal ZA5 generated by the detection device 30A5 and the detection signal ZA6 generated by the detection device 30A6. The pulse pressure calculation unit 53 calculates the pulse pressure ΔP according to the amplitude index calculated by the amplitude calculation unit 531 and the resistance index calculated by the PWV calculation unit 537.

平均血圧Paveを算定するための要素(検出ユニット30B,演算部51Bおよび平均血圧算定部55)は、図15で例示した構成に限定されない。   Elements for calculating the average blood pressure Pave (the detection unit 30B, the calculation unit 51B, and the average blood pressure calculation unit 55) are not limited to the configuration illustrated in FIG.

<変形例5>
血管径の脈動に連動して血液の吸光度Absは変動する。すなわち、吸光度Absは、血管径に相関する。具体的には、吸光度Absと血管径dとの関係は、以下の数式(14)で表現される。数式(14)の記号εは、モル吸光係数であり、記号cは、赤血球濃度である。以上の理由から、変形例5では、図15の指標算定部51B1が算定する血管径指標として、生体の吸光度Absに関する指標(以下「吸光度指標」という)Jを例示する。

Figure 2019208617
<Modification 5>
The absorbance Abs of blood varies in conjunction with the pulsation of the blood vessel diameter. That is, the absorbance Abs correlates with the blood vessel diameter. Specifically, the relationship between the absorbance Abs and the blood vessel diameter d is expressed by the following formula (14). In the equation (14), the symbol ε is the molar extinction coefficient, and the symbol c is the red blood cell concentration. For the above reason, in the fifth modification, an index (hereinafter referred to as “absorbance index”) J related to the absorbance Abs of the living body is exemplified as the blood vessel diameter index calculated by the index calculation unit 51B1 of FIG.
Figure 2019208617

変形例5の指標算定部51B1は、検出装置30B1が生成した検出信号ZB1から、吸光度指標Jと第1実施形態と同様の血流量指標FB1とを算定する。吸光度Absは、以下の式(15)により表現される。数式(15)の記号Iは、検出信号ZB1の信号成分の強度であり、記号I0は、測定部位に入射する光の強度(発光部Eからの出射光の強度)である。数式(14)および数式(15)から、以下の式(16)が導出される。

Figure 2019208617
Figure 2019208617
The index calculation unit 51B1 of Modification 5 calculates the absorbance index J and the blood flow index FB1 similar to that of the first embodiment from the detection signal ZB1 generated by the detection device 30B1. Absorbance Abs is expressed by the following equation (15). The symbol I in Expression (15) is the intensity of the signal component of the detection signal ZB1, and the symbol I0 is the intensity of light incident on the measurement site (the intensity of the emitted light from the light emitting unit E). The following equation (16) is derived from the equations (14) and (15).
Figure 2019208617
Figure 2019208617

モル吸光係数εおよび赤血球濃度cは、所定値に設定することが可能である。すなわち、強度I0と強度Iとの比の常用対数(log(I/I0))を算出することで、血管径dを算定することが可能である。そこで、変形例5の指標算定部51B1は、強度I0と強度Iとの比の常用対数(log(I/I0))を吸光度指標Jとして算定する。強度I0は、所定値に設定され、強度Iは、生体(測定部位H)から受光した光の受光レベルを示す光電容積脈波から算定される。すなわち、吸光度指標Jは、光電容積脈波から算定される。光電容積脈波は、検出装置30B1が生成した検出信号ZB1から生成される。例えば、検出装置30B1が出力する検出信号ZB1の高域成分を抑圧するフィルター処理と、フィルター処理後の信号を増幅する増幅処理とにより、光電容積脈波が生成される。血流量指標FB1は、第1実施形態と同様の方法により算定される。   The molar extinction coefficient ε and the red blood cell concentration c can be set to predetermined values. That is, the blood vessel diameter d can be calculated by calculating the common logarithm (log (I / I0)) of the ratio between the intensity I0 and the intensity I. Therefore, the index calculation unit 51B1 of Modification 5 calculates the common logarithm (log (I / I0)) of the ratio between the intensity I0 and the intensity I as the absorbance index J. The intensity I0 is set to a predetermined value, and the intensity I is calculated from the photoelectric volume pulse wave indicating the light reception level of the light received from the living body (measurement site H). That is, the absorbance index J is calculated from the photoelectric volume pulse wave. The photoelectric volume pulse wave is generated from the detection signal ZB1 generated by the detection device 30B1. For example, a photoelectric volume pulse wave is generated by a filtering process that suppresses a high frequency component of the detection signal ZB1 output from the detection device 30B1 and an amplification process that amplifies the signal after the filtering process. The blood flow index FB1 is calculated by the same method as in the first embodiment.

変形例5の平均血圧算定部55は、指標算定部51B1が算定した吸光度指標Jと血流量指標FB1とから平均血圧Paveを算定する。具体的には、平均血圧算定部55は、吸光度指標Jを解析期間Tについて平均した平均値Javeと、血流量指標Fを解析期間Tについて平均した平均値Faveとに応じて平均血圧Paveを算定する。上述の通り、吸光度指標Jは血管径d2に相関し、血流量指標Fは、血流量Q2に相当する。以上の関係を考慮すると、上述の数式(11)および数式(16)から、以下の数式(17)が導出される。平均血圧算定部55は、数式(17)の演算により平均血圧Paveを算定する。記号Kは、血液密度ρおよび細動脈の長さL2等に応じて予め定められた係数である。係数Kは、モル吸光係数ε、赤血球濃度c、血液密度ρおよび細動脈の長さL2等に応じて予め定められた係数である。数式(17)から理解される通り、変形例5の平均血圧Paveは、Fave/Jave4に応じて算定される。なお、係数Kは、例えばカフ等を利用して実測した実測値と、数式(17)におけるFave/Jave4の演算値とから設定される(例えばK=実測値/演算値)。

Figure 2019208617
The average blood pressure calculation unit 55 of Modification 5 calculates the average blood pressure Pave from the absorbance index J and the blood flow index FB1 calculated by the index calculation unit 51B1. Specifically, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave according to the average value Jave obtained by averaging the absorbance index J for the analysis period T and the average value Fave obtained by averaging the blood flow index F for the analysis period T. To do. As described above, the absorbance index J correlates with the blood vessel diameter d2, and the blood flow index F corresponds to the blood flow Q2. Considering the above relationship, the following equation (17) is derived from the above equations (11) and (16). The average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave by the calculation of Equation (17). Symbol K is a coefficient determined in advance according to blood density ρ, arteriole length L2, and the like. The coefficient K is a coefficient determined in advance according to the molar extinction coefficient ε, red blood cell concentration c, blood density ρ, arteriole length L2, and the like. As will be understood from the formula (17), mean blood pressure Pave modification 5 is calculated according to the Fave / Jave 4. The coefficient K is set, for example, from an actual measurement value actually measured using a cuff or the like, and a calculated value of Fave / Jave 4 in Expression (17) (for example, K = actual value / calculated value).
Figure 2019208617

変形例5における平均血圧Paveを算定する処理Sa2の内容は、図19に例示した第1実施形態と同様である。ただし、図19のステップSa21において、指標算定部51B1は、血液量指標MB1に代えて吸光度指標Jを算定する。また、図20のステップSa231において、平均血圧算定部55は、血液量指標MB1の平均値Maveに代えて吸光度指標Jの平均値Javeを算定する。   The content of the process Sa2 for calculating the average blood pressure Pave in the modified example 5 is the same as that of the first embodiment illustrated in FIG. However, in step Sa21 in FIG. 19, the index calculation unit 51B1 calculates an absorbance index J instead of the blood volume index MB1. Further, in step Sa231 of FIG. 20, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average value Jave of the absorbance index J instead of the average value Mave of the blood volume index MB1.

変形例5においても第1実施形態と同様の効果が実現される。変形例5では特に、生体から受光した光の受光レベルを示す光電容積脈波から算定された吸光度指標Jが血管径指標として利用されるので、強度スペクトルから算定される血液量指標Mを血管径指標として使用する第1実施形態の構成と比較して、血管径指標を算定する処理負荷が軽減される。   Also in the modification 5, the same effect as 1st Embodiment is implement | achieved. In the modified example 5, in particular, since the absorbance index J calculated from the photoelectric volume pulse wave indicating the received light level of the light received from the living body is used as the blood vessel diameter index, the blood volume index M calculated from the intensity spectrum is used as the blood vessel diameter. Compared with the configuration of the first embodiment used as an index, the processing load for calculating the blood vessel diameter index is reduced.

<変形例6>
変形例6は、変形例5と同様に、吸光度指標Jと血流量指標FB1とに応じて平均血圧Paveを算定する。ただし、変形例5では吸光度指標Jの算定と血流量指標FB1の算定とに、共通の受光部Rが生成した検出信号ZB1を利用したが、変形例6では、吸光度指標Jの算定と血流量指標FB1の算定とに、別個の受光部Rが生成した検出信号Zを利用する。
<Modification 6>
In the modified example 6, as in the modified example 5, the average blood pressure Pave is calculated according to the absorbance index J and the blood flow index FB1. However, in the modified example 5, the detection signal ZB1 generated by the common light receiving part R is used for the calculation of the absorbance index J and the blood flow index FB1, but in the modified example 6, the calculation of the absorbance index J and the blood flow rate are used. The detection signal Z generated by the separate light receiving unit R is used for calculation of the index FB1.

図27は、変形例6に係る平均血圧Paveを算定するための要素に着目した構成図である。変形例6における検出装置30B1は、発光部Eと2つの受光部R(R1およびR2)とを具備する。発光部Eは、第1実施形態と同様に、狭帯域でコヒーレントなレーザー光を測定部位H(生体)に照射する。各受光部Rは、変形例5と同様に、レーザー光が測定部位Hの内部で反射した光を受光する。発光部Eからの距離が相異なる位置に各受光部Rは設置される。各受光部Rが検出装置30B1において設置される位置についての詳細は後述する。具体的には、受光部R1は、測定部位H内を通過した光の受光レベルに応じた検出信号ZB11を生成し、受光部R2は、測定部位H内を通過した光の受光レベルに応じた検出信号ZB12を生成する。検出信号ZB11は、血流量指標FB1の算定に利用される。他方、検出信号ZB12は、吸光度指標Jの算定に利用される。   FIG. 27 is a configuration diagram focusing on elements for calculating the average blood pressure Pave according to the sixth modification. The detection device 30B1 in Modification 6 includes a light emitting unit E and two light receiving units R (R1 and R2). As in the first embodiment, the light emitting unit E irradiates the measurement site H (living body) with a narrowband coherent laser beam. Each light receiving unit R receives light reflected by the laser beam inside the measurement site H, as in the fifth modification. Each light receiving part R is installed at a position where the distance from the light emitting part E is different. Details of the positions where the respective light receiving parts R are installed in the detection device 30B1 will be described later. Specifically, the light receiving unit R1 generates a detection signal ZB11 corresponding to the light receiving level of light that has passed through the measurement site H, and the light receiving unit R2 corresponds to the light receiving level of light that has passed through the measurement site H. A detection signal ZB12 is generated. The detection signal ZB11 is used for calculation of the blood flow index FB1. On the other hand, the detection signal ZB12 is used for calculating the absorbance index J.

変形例6における演算部51Bの指標算定部51B1は、受光部R1が生成した検出信号ZB11から血流量指標FB1を算定し、受光部R2が生成した検出信号ZB12から吸光度指標Jを算定する。血流量指標FB1および吸光度指標Jは、変形例5と同様の方法で算定される。変形例6の平均血圧算定部55は、変形例5と同様に、指標算定部51B1が算定した吸光度指標Jと血流量指標FB1とから平均血圧Paveを算定する。   The index calculation unit 51B1 of the calculation unit 51B in Modification 6 calculates the blood flow index FB1 from the detection signal ZB11 generated by the light receiving unit R1, and calculates the absorbance index J from the detection signal ZB12 generated by the light receiving unit R2. The blood flow index FB1 and the absorbance index J are calculated by the same method as in the fifth modification. Similarly to the fifth modification, the average blood pressure calculation unit 55 of the sixth modification calculates the average blood pressure Pave from the absorbance index J and the blood flow index FB1 calculated by the index calculation unit 51B1.

以下、各受光部Rが検出装置30B1において設置される位置について説明する。ここで、検出信号ZB1のうち血流量指標FB1の算定に利用される周波数帯域(数式(6b)の周波数fL〜fH)と、吸光度指標Jの算定に利用される周波数帯域とは相違する。血流量指標FB1の算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB11が得られる発光部E-受光部R1間の距離(例えば発光部Eと受光部R1との中心間の距離)と、吸光度指標Jの算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB12が得られる発光部E-受光部R2間の距離(例えば発光部Eと受光部R2との中心間の距離)とは相違する。   Hereinafter, the position where each light receiving part R is installed in the detection device 30B1 will be described. Here, the frequency band (frequency fL to fH in equation (6b)) used for calculating the blood flow index FB1 in the detection signal ZB1 is different from the frequency band used for calculating the absorbance index J. A distance between the light emitting part E and the light receiving part R1 (for example, a distance between the centers of the light emitting part E and the light receiving part R1) from which a detection signal ZB11 having a high S / N ratio is obtained in a frequency band suitable for the calculation of the blood flow index FB1; This is different from the distance between the light emitting part E and the light receiving part R2 (for example, the distance between the centers of the light emitting part E and the light receiving part R2) from which a detection signal ZB12 having a high S / N ratio is obtained in a frequency band suitable for calculating the absorbance index J To do.

図28は、検出信号ZB11のうち血流量指標FB1の算定に利用される周波数帯域におけるSN比の良否と、検出信号ZB12のうち吸光度指標Jの算定に利用される周波数帯域におけるSN比の良否とを、発光部Eと受光部Rとの距離を変化させた複数の場合について示す表である。図28から把握される通り、検出信号ZB11のうち血流量指標FB1の算定に利用される周波数帯域のSN比は、発光部Eと受光部R1との距離が0.5mm以上2mm以下の場合に高い値を示す。一方で、検出信号ZB12のうち吸光度指標Jの算定に利用される周波数帯域のSN比は、発光部Eと受光部R2との距離が3mm以上5mm以下の場合に高い値を示すという知見が得られた。   FIG. 28 shows the quality of the SN ratio in the frequency band used for calculating the blood flow index FB1 in the detection signal ZB11 and the quality of the SN ratio in the frequency band used for calculating the absorbance index J in the detection signal ZB12. Is a table showing a plurality of cases in which the distance between the light emitting unit E and the light receiving unit R is changed. As understood from FIG. 28, the SN ratio of the frequency band used for calculating the blood flow index FB1 in the detection signal ZB11 is obtained when the distance between the light emitting part E and the light receiving part R1 is 0.5 mm or more and 2 mm or less. High value. On the other hand, the knowledge that the SN ratio of the frequency band used for calculating the absorbance index J in the detection signal ZB12 shows a high value when the distance between the light emitting part E and the light receiving part R2 is 3 mm or more and 5 mm or less is obtained. It was.

以上の知見を踏まえて、変形例6では、受光部R1と受光部R2とについて、発光部Eとの距離が個別に設定される。例えば、受光部R1と発光部Eとの距離は、血流量指標FB1の算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB11が得られる距離に設定され、受光部R2と発光部Eとの距離は、吸光度指標Jの算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB12が得られる距離に設定される。具体的には、図28に示された結果を踏まえて、発光部Eと受光部R1との間の距離は0.5mm以上かつ2mm以下に設定され、発光部Eと受光部R2との間の距離は3mm以上かつ5mm以下(好適には4mm)に設定される。   Based on the above knowledge, in the modified example 6, the distance between the light receiving part R1 and the light receiving part R2 and the light emitting part E is individually set. For example, the distance between the light receiving part R1 and the light emitting part E is set to a distance at which a detection signal ZB11 having a high S / N ratio is obtained in a frequency band suitable for calculating the blood flow index FB1, and the distance between the light receiving part R2 and the light emitting part E is set. The distance is set to a distance at which a detection signal ZB12 having a high S / N ratio can be obtained in a frequency band suitable for calculating the absorbance index J. Specifically, based on the results shown in FIG. 28, the distance between the light emitting part E and the light receiving part R1 is set to 0.5 mm or more and 2 mm or less, and between the light emitting part E and the light receiving part R2. Is set to 3 mm or more and 5 mm or less (preferably 4 mm).

変形例6においても変形例5と同様の効果が得られる。変形例6では特に、血流量指標FB1の算定のための受光部R1と吸光度指標Jの算定のための受光部R2とが個別であるから、血流量指標FB1の算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB11と、吸光度指標Jの算定に好適な周波数帯域においてSN比が高い検出信号ZB12の生成が可能になる。したがって、吸光度指標Jの算定と血流量指標FB1の算定とに共通の受光部Rを利用する構成と比較して、高精度に平均血圧Paveを算定することができる。   In the sixth modification, the same effect as in the fifth modification can be obtained. In the modified example 6, in particular, since the light receiving part R1 for calculating the blood flow index FB1 and the light receiving part R2 for calculating the absorbance index J are separate, SN in a frequency band suitable for calculating the blood flow index FB1. The detection signal ZB11 having a high ratio and the detection signal ZB12 having a high SN ratio in a frequency band suitable for calculating the absorbance index J can be generated. Therefore, the average blood pressure Pave can be calculated with high accuracy as compared with the configuration using the common light receiving part R for the calculation of the absorbance index J and the calculation of the blood flow index FB1.

<変形例7>
第1実施形態では、検出装置30A1および検出装置30B1において、共通の受光部Rが生成した検出信号Zを血液量指標Mの算定と血流量指標Fの算定とに利用したが、別個の受光部が生成する検出信号Zを血管径指標の算定と血流量指標Fの算定とに利用することも可能である。具体的には、各検出装置(30A1,30B1)が発光部Eと2個の受光部R(R1およびR2)とを具備し、受光部R1が生成した検出信号Zの強度スペクトルを血液量指標Mの算定に利用し、受光部R2が生成した検出信号Zの強度スペクトルを血流量指標Fの算定に利用する。ただし、共通の受光部Rが生成した検出信号Zを血液量指標Mの算定と血流量指標Fの算定とに利用する第1実施形態の構成によれば、血液量指標Mの算定と血流量指標Fの算定とに共通の強度スペクトルを利用できる。
<Modification 7>
In the first embodiment, in the detection device 30A1 and the detection device 30B1, the detection signal Z generated by the common light receiving unit R is used for the calculation of the blood volume index M and the calculation of the blood flow index F. It is also possible to use the detection signal Z generated by for calculating the blood vessel diameter index and the blood flow index F. Specifically, each detection device (30A1, 30B1) includes a light emitting unit E and two light receiving units R (R1 and R2), and the intensity spectrum of the detection signal Z generated by the light receiving unit R1 is used as a blood volume index. The intensity spectrum of the detection signal Z generated by the light receiving unit R2 is used for calculating the blood flow index F. However, according to the configuration of the first embodiment in which the detection signal Z generated by the common light receiving unit R is used for calculating the blood volume index M and the blood flow index F, the calculation of the blood volume index M and the blood flow volume are performed. A common intensity spectrum can be used for calculating the index F.

脈圧ΔPの算定に関する変形例1から変形例4と、平均血圧Paveの算定に関する変形例5または変形例6とについては任意に組合せが可能である。   Modifications 1 to 4 relating to the calculation of the pulse pressure ΔP and Modifications 5 and 6 relating to the calculation of the average blood pressure Pave can be arbitrarily combined.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に例示する各形態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。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the element which an effect | action or function is the same as that of 1st Embodiment in each form illustrated below, the code | symbol used by description of 1st Embodiment is diverted, and each detailed description is abbreviate | omitted suitably.

図29は、第2実施形態における生体解析装置100の構成図である。第1実施形態では、個別の検出装置(30A1,30B1)が生成した検出信号Z(ZA1,ZB1)を脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに利用したが、第2実施形態では、1つの検出装置30C1が生成した検出信号ZCを脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに共通に利用する。   FIG. 29 is a configuration diagram of the biological analysis apparatus 100 in the second embodiment. In the first embodiment, the detection signals Z (ZA1, ZB1) generated by the individual detection devices (30A1, 30B1) are used for the calculation of the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave. In the second embodiment, The detection signal ZC generated by one detection device 30C1 is commonly used for the calculation of the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave.

第2実施形態における生体解析装置100は、検出ユニット30Cと制御装置21と記憶装置22と表示装置23とを具備する。検出ユニット30Cは検出装置30C1を具備する。検出装置30C1は、第1実施形態における検出ユニット30Aの検出装置30A1と同様の構成であり、測定部位H内を通過した光の受光レベルを表す検出信号ZCを生成する。測定部位Hの内部に存在する細動脈に対向する位置(例えば手首の甲側)に検出装置30C1を設置する構成が好適である。すなわち、細動脈の状態を反映した検出信号ZCが生成される。   The biological analysis apparatus 100 according to the second embodiment includes a detection unit 30C, a control device 21, a storage device 22, and a display device 23. The detection unit 30C includes a detection device 30C1. The detection device 30C1 has the same configuration as the detection device 30A1 of the detection unit 30A in the first embodiment, and generates a detection signal ZC that represents the light reception level of light that has passed through the measurement site H. A configuration in which the detection device 30C1 is installed at a position facing the arteriole existing inside the measurement site H (for example, the back side of the wrist) is preferable. That is, the detection signal ZC reflecting the state of the arteriole is generated.

第2実施形態の制御装置21は、指標算定部51Cと脈圧算定部53と平均血圧算定部55と血圧算定部57とを具備する。指標算定部51Cは、検出装置30C1が生成した検出信号ZCから血液量指標MCと血流量指標FCとを算定する。血液量指標MCは第1実施形態の血液量指標MA1と同様に算定され、血流量指標FCは第1実施形態の血流量指標FA1と同様に算定される。第2実施形態の脈圧算定部53は、第1実施形態と同様の方法で、血液量指標MCおよび血流量指標FCから脈圧ΔPを算定する。第2実施形態の平均血圧算定部55は、第1実施形態と同様の方法で、血液量指標MCおよび血流量指標FCから平均血圧Paveを算定する。第2実施形態の血圧算定部57は、第1実施形態と同様に、脈圧ΔPと平均血圧Paveとに応じて、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する。   The control device 21 according to the second embodiment includes an index calculation unit 51C, a pulse pressure calculation unit 53, an average blood pressure calculation unit 55, and a blood pressure calculation unit 57. The index calculation unit 51C calculates the blood volume index MC and the blood flow index FC from the detection signal ZC generated by the detection device 30C1. The blood volume index MC is calculated in the same manner as the blood volume index MA1 in the first embodiment, and the blood flow index FC is calculated in the same manner as the blood flow index FA1 in the first embodiment. The pulse pressure calculation unit 53 of the second embodiment calculates the pulse pressure ΔP from the blood volume index MC and the blood flow volume index FC by the same method as in the first embodiment. The average blood pressure calculation unit 55 of the second embodiment calculates the average blood pressure Pave from the blood volume index MC and the blood flow volume index FC by the same method as in the first embodiment. The blood pressure calculation unit 57 of the second embodiment calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin according to the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave, as in the first embodiment.

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。第2実施形態では特に、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに共通の検出装置30C1が生成した検出信号ZCが利用されるので、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに別個の検出装置が生成した検出信号Zを利用する構成と比較して、生体解析装置100の小型化が可能である。ただし、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに別個の検出装置(30A1,30B1)が生成した検出信号Z(ZA1,ZB1)をそれぞれ利用する第1実施形態の構成によれば、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに適した部位の状態を反映した検出信号Zを生成できる。   In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is realized. Particularly in the second embodiment, since the detection signal ZC generated by the common detection device 30C1 is used for the calculation of the pulse pressure ΔP and the calculation of the average blood pressure Pave, the calculation of the pulse pressure ΔP and the calculation of the average blood pressure Pave are performed. Compared to a configuration using a detection signal Z generated by a separate detection device, the biological analysis device 100 can be downsized. However, according to the configuration of the first embodiment in which the detection signals Z (ZA1, ZB1) generated by the separate detection devices (30A1, 30B1) are used for the calculation of the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave, respectively, The detection signal Z reflecting the state of the part suitable for the calculation of the pressure ΔP and the average blood pressure Pave can be generated.

また、第2実施形態では、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定と共通の指標算定部51Cが算定した血液量指標MCおよび血流量指標FCが利用されるので、脈圧ΔPの算定と平均血圧Paveの算定とに別個の指標算定部51Aが算定した血液量指標Mおよび血流量指標Fを使用する構成と比較して、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定するための処理負荷が軽減される。   In the second embodiment, since the blood volume index MC and the blood flow volume index FC calculated by the common index calculation unit 51C and the calculation of the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave are used, the calculation of the pulse pressure ΔP The processing load for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin as compared with the configuration using the blood volume index M and the blood flow volume index F calculated by the separate index calculation unit 51A for calculating the average blood pressure Pave Is reduced.

なお、第2実施形態の生体解析装置100において、図26で例示した脈波伝播速度PWVを算定するための要素(検出装置30A5,検出装置30A6,PWV算定部537)を、抵抗指標を算定するための要素(抵抗算定部533)に置換してもよい。   In the biological analysis apparatus 100 of the second embodiment, the resistance index is calculated for the elements (detection device 30A5, detection device 30A6, PWV calculation unit 537) for calculating the pulse wave propagation velocity PWV exemplified in FIG. May be replaced with an element for this purpose (resistance calculation unit 533).

検出装置30C1が生成した検出信号ZCを脈圧Δおよび平均血圧Paveの算定に共通に利用する第2実施形態では、細動脈に近い位置に検出装置30C1を設置することで、脈圧ΔPおよび平均血圧Paveの算定に好適な検出信号ZCを生成することができる。手首を測定部位Hとする場合には、例えば検出装置30C1を手首の甲側の表面に設置する。上腕を測定部位Hとする場合には、例えば検出装置30C1を上腕における胴体とは反対側の表面に設置する。   In the second embodiment in which the detection signal ZC generated by the detection device 30C1 is commonly used for the calculation of the pulse pressure Δ and the average blood pressure Pave, the pulse pressure ΔP and the average are obtained by installing the detection device 30C1 near the arteriole. A detection signal ZC suitable for calculating the blood pressure Pave can be generated. When the wrist is the measurement site H, for example, the detection device 30C1 is installed on the surface on the back side of the wrist. When the upper arm is the measurement site H, for example, the detection device 30C1 is installed on the surface of the upper arm opposite to the body.

<第3実施形態>
図30は、第3実施形態における生体解析装置100の構成図である。第3実施形態の生体解析装置100は、第1実施形態の生体解析装置100に指標算定部51Dを追加した構成である。検出ユニット30A(検出装置30A1)および演算部51A(指標算定部51A1)と、検出ユニット30B(検出装置30B1)および演算部51B(指標算定部51B1)とは、第1実施形態と同様の構成および機能である。例えば、検出ユニット30Aは手首の掌側に設置され、検出ユニット30Bは手首の甲側に設置される。
<Third Embodiment>
FIG. 30 is a configuration diagram of the biological analysis apparatus 100 according to the third embodiment. The biological analysis apparatus 100 according to the third embodiment has a configuration in which an index calculation unit 51D is added to the biological analysis apparatus 100 according to the first embodiment. The detection unit 30A (detection device 30A1) and the calculation unit 51A (index calculation unit 51A1), the detection unit 30B (detection device 30B1) and the calculation unit 51B (index calculation unit 51B1) have the same configuration and configuration as in the first embodiment. It is a function. For example, the detection unit 30A is installed on the palm side of the wrist, and the detection unit 30B is installed on the back side of the wrist.

指標算定部51Dは、演算部51Aが算定した各指標と、演算部51Bが生成した各指標とを加算または平均する。具体的には、指標算定部51Dは、演算部51Aが算定した血液量指標MAと演算部51Bが算定した血液量指標MBとを加算した加算値Maddを算定する。また、指標算定部51Dは、演算部51Aが算定した血流量指標FAと演算部51Bが算定した血流量指標FBとを加算した加算値Faddを算定する。なお、血液量指標MAと血液量指標MBとを平均した平均値と、血流量指標FAと血流量指標FBとを平均した平均値を指標算定部51Dが算定してもよい。   The index calculation unit 51D adds or averages each index calculated by the calculation unit 51A and each index generated by the calculation unit 51B. Specifically, the index calculation unit 51D calculates an addition value Madd obtained by adding the blood volume index MA calculated by the calculation unit 51A and the blood volume index MB calculated by the calculation unit 51B. In addition, the index calculation unit 51D calculates an added value Fadd obtained by adding the blood flow rate index FA calculated by the calculation unit 51A and the blood flow rate index FB calculated by the calculation unit 51B. The index calculation unit 51D may calculate an average value obtained by averaging the blood volume index MA and the blood volume index MB and an average value obtained by averaging the blood flow index FA and the blood flow index FB.

第3実施形態の脈圧算定部53は、指標算定部51Dが算定した加算値Maddおよび加算値Faddを利用して、第1実施形態と同様の方法で、脈圧ΔPを算定する。具体的には、脈圧算定部53は、加算値Maddの時間変化と加算値Faddの時間変化とから振幅指標および抵抗指標とを算定し、当該振幅指標および抵抗指標とから脈圧ΔPを算定する。第3実施形態の平均血圧算定部55は、指標算定部51Dが算定した加算値Maddおよび加算値Faddを利用して、第1実施形態と同様の方法で、平均血圧Paveを算定する。具体的には、平均血圧算定部55は、Fadd/Madd4/3に応じて平均血圧Paveを算定する。血圧算定部57は、第1実施形態と同様に、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する。 The pulse pressure calculation unit 53 of the third embodiment calculates the pulse pressure ΔP using the addition value Madd and the addition value Fadd calculated by the index calculation unit 51D in the same manner as in the first embodiment. Specifically, the pulse pressure calculation unit 53 calculates the amplitude index and the resistance index from the time change of the added value Madd and the time change of the added value Fadd, and calculates the pulse pressure ΔP from the amplitude index and the resistance index. To do. The average blood pressure calculation unit 55 of the third embodiment calculates the average blood pressure Pave using the addition value Madd and the addition value Fadd calculated by the index calculation unit 51D in the same manner as in the first embodiment. Specifically, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave according to Fadd / Madd 4/3 . The blood pressure calculator 57 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin, as in the first embodiment.

図31は、複数の解析期間Tにわたる振幅ΔFの平均値の変動係数と、複数の解析期間Tにわたる血流量指標Fの平均値の変動係数とを示すグラフである。図31においては、1つの検出装置(手首の掌側に設置された検出装置および手首の甲側に設置された検出装置)で生成した検出信号Zから血流量指標Fを算定した場合と、2つの検出装置で生成した検出信号からそれぞれ算定した血流量指標Fを加算した場合が図示されている。変動係数とは、複数の数値のバラツキの度合を示す指標であり、具体的には、複数回の計測値から算出した標準偏差σと複数回の計測値を平均した平均値xとの比(σ/x)である。変動係数が小さいほど、血流量指標Fおよび振幅ΔFのバラツキが小さい。図31から把握される通り、振幅ΔFおよび血流量指標Fの双方において、2つの検出信号から算定した血流量指標Fの加算値Faddの変動係数が、1点の検出信号から算定した血流量指標Fの変動係数よりも小さい。したがって、2つの検出装置30A1,30B1を利用して算定された各指標を加算した加算値から収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する第3実施形態によれば、1つの検出装置が生成した検出装置を利用して各指標を算定する構成(例えば第1実施形態)と比較して、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminをさらに高精度に算定することができる。   FIG. 31 is a graph showing a variation coefficient of the average value of the amplitude ΔF over a plurality of analysis periods T and a variation coefficient of the average value of the blood flow index F over a plurality of analysis periods T. In FIG. 31, when the blood flow rate index F is calculated from the detection signal Z generated by one detection device (the detection device installed on the palm side of the wrist and the detection device installed on the back side of the wrist), 2 The case where the blood flow index F calculated from the detection signals generated by the two detection devices is added is illustrated. The coefficient of variation is an index indicating the degree of variation of a plurality of numerical values. Specifically, a ratio between a standard deviation σ calculated from a plurality of measurement values and an average value x obtained by averaging the measurement values of a plurality of times ( σ / x). The smaller the variation coefficient, the smaller the variation in the blood flow index F and the amplitude ΔF. As understood from FIG. 31, in both the amplitude ΔF and the blood flow index F, the variation coefficient of the added value Fadd of the blood flow index F calculated from the two detection signals is the blood flow index calculated from one detection signal. It is smaller than the coefficient of variation of F. Therefore, according to the third embodiment in which the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are calculated from the added value obtained by adding the indexes calculated using the two detection devices 30A1 and 30B1, one detection device is generated. The systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin can be calculated with higher accuracy compared to the configuration (for example, the first embodiment) in which each index is calculated using the detected device.

<第4実施形態>
図32は、第4実施形態における生体解析装置100の使用例を示す模式図である。図32に例示される通り、生体解析装置100は、相互に別体で構成された検出ユニット71と表示ユニット72とを具備する。検出ユニット71は、第1実施形態で例示した検出ユニット30(30A,30B)を具備する。図32には、被験者の上腕に装着される形態の検出ユニット71が例示されている。図33に例示される通り、被験者の手首に装着される形態の検出ユニット71も好適である。
<Fourth embodiment>
FIG. 32 is a schematic diagram illustrating a usage example of the biological analysis apparatus 100 according to the fourth embodiment. As illustrated in FIG. 32, the biological analysis apparatus 100 includes a detection unit 71 and a display unit 72 that are configured separately from each other. The detection unit 71 includes the detection unit 30 (30A, 30B) exemplified in the first embodiment. FIG. 32 illustrates a detection unit 71 that is mounted on the upper arm of the subject. As illustrated in FIG. 33, a detection unit 71 configured to be worn on the wrist of the subject is also suitable.

表示ユニット72は、前述の各形態で例示した表示装置23を具備する。例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末が表示ユニット72の好適例である。ただし、表示ユニット72の具体的な形態は任意である。例えば、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末、または、生体解析装置100の専用の情報端末を表示ユニット72として利用してもよい。   The display unit 72 includes the display device 23 exemplified in the above-described embodiments. For example, an information terminal such as a mobile phone or a smartphone is a suitable example of the display unit 72. However, the specific form of the display unit 72 is arbitrary. For example, a wristwatch type information terminal that can be carried by the subject or a dedicated information terminal of the biological analysis device 100 may be used as the display unit 72.

検出信号Zから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定するための要素(以下「演算処理部」という)は、例えば表示ユニット72に搭載される。演算処理部は、図3に例示された要素(演算部51A,演算部51B,脈圧算定部53,平均血圧算定部55,血圧算定部57)を包含する。検出ユニット71の検出ユニット30が生成した検出信号Z(ZA,ZB)が有線または無線で表示ユニット72に送信される。表示ユニット72の演算処理部は、検出信号ZAおよび検出信号ZBから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定して表示装置23に表示する。   Elements for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the detection signal Z (hereinafter referred to as “calculation processing unit”) are mounted on the display unit 72, for example. The calculation processing unit includes the elements illustrated in FIG. 3 (calculation unit 51A, calculation unit 51B, pulse pressure calculation unit 53, average blood pressure calculation unit 55, blood pressure calculation unit 57). A detection signal Z (ZA, ZB) generated by the detection unit 30 of the detection unit 71 is transmitted to the display unit 72 by wire or wirelessly. The arithmetic processing unit of the display unit 72 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the detection signal ZA and the detection signal ZB and displays them on the display device 23.

なお、演算処理部を検出ユニット71に搭載してもよい。演算処理部は、検出ユニット30が生成した検出信号ZAおよび検出信号ZBから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定し、当該収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示するためのデータを表示ユニット72に有線または無線で送信する。表示ユニット72の表示装置23は、検出ユニット71から受信したデータが示す収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示する。なお、第4実施形態は、第2実施形態および第3実施形態にも適用し得る。   Note that the arithmetic processing unit may be mounted on the detection unit 71. The arithmetic processing unit calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the detection signal ZA and the detection signal ZB generated by the detection unit 30, and displays data for displaying the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin. Transmit to the unit 72 by wire or wireless. The display device 23 of the display unit 72 displays the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin indicated by the data received from the detection unit 71. The fourth embodiment can also be applied to the second embodiment and the third embodiment.

<第5実施形態>
図34は、血液量指標Mの実測値と、血流量指標Fの実測値および平均血圧Paveの実測値から算定された血管径d2の三乗(d2)との関係を示すグラフである。血液量指標Mの実測値と血流量指標Fの実測値とは、例えばレーザードップラー血流計を利用して測定される。平均血圧Paveは、カフ等を利用して測定される。なお、図34には、複数の被験者について測定された結果が図示されている。上述した通り、血管径d2は、血液量指標Mの三乗根(M1/3)に相当するから、数式(12)から以下の数式(18)が導出される。d2は、数式(18)を利用して算出される。

Figure 2019208617
<Fifth Embodiment>
Figure 34 is a graph showing the measured values of the blood amount index M, the relationship between the cube of the blood flow index F of the measured value and the mean blood pressure vessel diameter d2 which is calculated from the measured value of Pave (d2 3). The actual measurement value of the blood volume index M and the actual measurement value of the blood flow index F are measured using, for example, a laser Doppler blood flow meter. The average blood pressure Pave is measured using a cuff or the like. Note that FIG. 34 shows the results measured for a plurality of subjects. As described above, since the blood vessel diameter d2 corresponds to the cube root (M 1/3 ) of the blood volume index M, the following equation (18) is derived from the equation (12). d2 3 is calculated using Equation (18).
Figure 2019208617

図34から把握される通り、d2と血液量指標Mの実測値との関係を示す回帰直線は、傾きおよび切片を有する一次関数で表現されるという知見が得られた。傾きを表す係数をaとし、切片を表す係数をbとすると、d2は、以下の数式(19)により表現される。図34では、係数aが0.0889で、係数bが0.0023の場合が例示されている。d2と血液量指標Mの実測値とに高い相関があり、数式(19)によりその相関が適切に近似されていることがわかる。図34における相関係数R2は、0.9488である。

Figure 2019208617
As can be seen from FIG. 34, it has been found that the regression line indicating the relationship between d2 3 and the measured value of blood volume index M is expressed by a linear function having a slope and an intercept. Assuming that the coefficient representing the slope is a and the coefficient representing the intercept is b, d2 3 is expressed by the following equation (19). FIG. 34 illustrates a case where the coefficient a is 0.0889 and the coefficient b is 0.0023. It can be seen that there is a high correlation between d2 3 and the measured value of the blood volume index M, and the correlation is appropriately approximated by the equation (19). The correlation coefficient R2 in FIG. 34 is 0.9488.
Figure 2019208617

血管径d2の三乗が血液量指標Mに相当し、血流量指標Fが血流量Q2に相当するという前提のもとに、上述の数式(11)は以下の数式(20)に変形される。なお、数式(20)の記号K'は、数式(12)の係数Kと同様に、血液密度ρおよび細動脈の長さL2等に応じて予め定められた係数である。

Figure 2019208617
On the premise that the cube of the blood vessel diameter d2 corresponds to the blood volume index M and the blood flow index F corresponds to the blood flow volume Q2, the above formula (11) is transformed into the following formula (20). . Note that the symbol K ′ in Expression (20) is a coefficient determined in advance according to the blood density ρ, the length of arteriole L 2, and the like, similarly to the coefficient K in Expression (12).
Figure 2019208617

図35は、カフ等により測定された平均血圧Paveの実測値と、数式(20)より算定された平均血圧Paveの算出値との関係を示すグラフである。d2が切片を有さないと想定して算出した平均血圧Paveの算出値と平均血圧Paveの実測値との間には、負の相関が観測される場合がある。それに対して、図35から把握される通り、数式(20)により算出された平均血圧Paveの算出値と平均血圧Paveの実測値との間には、正の相関が観測された。相関係数R2は、0.5858である。以上の知見をもとに、第5実施形態では数式(20)を利用して平均血圧Paveを算定する。すなわち、Fave/(a×Mave+b)4/3に応じて平均血圧Paveが算定される。 FIG. 35 is a graph showing a relationship between an actual measurement value of the average blood pressure Pave measured by a cuff or the like and a calculated value of the average blood pressure Pave calculated by the equation (20). There may be a case where a negative correlation is observed between the calculated value of the average blood pressure Pave calculated on the assumption that d2 3 does not have an intercept and the measured value of the average blood pressure Pave. On the other hand, as can be seen from FIG. 35, a positive correlation was observed between the calculated value of the average blood pressure Pave calculated by the equation (20) and the actual value of the average blood pressure Pave. The correlation coefficient R2 is 0.5858. Based on the above knowledge, in the fifth embodiment, the average blood pressure Pave is calculated using Equation (20). That is, the average blood pressure Pave is calculated according to F ave / (a × M ave + b) 4/3 .

数式(20)の係数aおよび係数bは、例えば複数の被験者から算出される実測値(平均血圧Pave,血液量指標Mおよび血流量指標F)を利用して統計的に設定される。生体解析装置100の利用者毎に係数aおよび係数bを設定してもよいし、利用者間で共通の係数aおよび係数bを設定してもよい。係数aおよび係数bを利用者毎に設定する場合には、利用者毎に測定した実測値を利用した校正が係数aおよび係数bに対して必要になる。一方で、利用者間で共通の係数aおよび係数bを設定する場合には、利用者毎に校正が不要になるという利点がある。なお、係数aおよび係数bの何れか一方を利用者間で共通に設定し、他方を利用者毎に設定してもよい。   The coefficient a and the coefficient b in the equation (20) are statistically set using, for example, measured values (average blood pressure Pave, blood volume index M, and blood flow index F) calculated from a plurality of subjects. The coefficient a and the coefficient b may be set for each user of the biological analysis apparatus 100, or the coefficient a and the coefficient b common to the users may be set. When the coefficient a and the coefficient b are set for each user, calibration using the actual measurement value measured for each user is required for the coefficient a and the coefficient b. On the other hand, when a common coefficient a and coefficient b are set among users, there is an advantage that calibration is unnecessary for each user. Note that one of the coefficient a and the coefficient b may be set in common among users, and the other may be set for each user.

以上の説明から理解される通り、第5実施形態では、平均血圧Paveの実測値に対して正の相関が観測されるFave/(a×Mave+b)4/3に応じて平均血圧Paveが算定されるから、高精度に平均血圧Paveを算出することが可能である。また、係数aおよび係数bを利用者間で共通に設定する場合には、生体解析装置100の使用時における校正が不要になるという利点がある。なお、第5実施形態の構成は、第1実施形態から第4実施形態の何れにも適用し得る。 As understood from the above description, in the fifth embodiment, the average blood pressure Pave is determined according to F ave / (a × M ave + b) 4/3 in which a positive correlation is observed with respect to the actual measurement value of the average blood pressure Pave. Therefore, it is possible to calculate the average blood pressure Pave with high accuracy. Further, when the coefficient a and the coefficient b are set in common among users, there is an advantage that calibration at the time of using the biological analysis apparatus 100 is not necessary. The configuration of the fifth embodiment can be applied to any of the first to fourth embodiments.

<第6実施形態>
第1実施形態の検出信号ZB1の周波数に関する強度スペクトルには、周波数軸上の全域にわたり略均等な強度で分布するノイズ(以下「バックグラウンドノイズ」という)が含まれ得る。バックグラウンドノイズは、例えば、生体解析装置100を構成する電気回路に固有のショットノイズや、生体解析装置100の設置環境に存在する電磁波に起因したノイズである。第6実施形態では、検出信号ZB1から特定される強度スペクトルからバックグラウンドノイズを低減して血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定する。
<Sixth Embodiment>
The intensity spectrum related to the frequency of the detection signal ZB1 of the first embodiment may include noise (hereinafter referred to as “background noise”) distributed with substantially uniform intensity over the entire area on the frequency axis. The background noise is, for example, shot noise unique to an electric circuit constituting the biological analysis device 100 or noise caused by electromagnetic waves existing in the installation environment of the biological analysis device 100. In the sixth embodiment, the blood volume index M and the blood flow index F are calculated by reducing the background noise from the intensity spectrum specified from the detection signal ZB1.

第6実施形態の検出装置30B1は、前述の各形態で例示した検出信号ZB1のほか、バックグラウンドノイズを表す信号(以下「観測信号」という)を生成する。観測信号は、血流が観測されない状態で生成される。例えば、反射率が低く、移動する物体を含まない静止物体に発光部Eが光を照射した状態で受光部Rが出力する信号が観測信号として生成される。なお、静止物体に光を照射しない状態で受光部Rが出力する信号を観測信号として利用してもよい。また、測定部位Hまたは測定部位Hより上流の位置をカフ等により止血した状態で受光部Rが出力する信号を観測信号として利用してもよい。以上の説明から理解される通り、測定部位Hの血流に由来した成分を含まない観測信号が生成される。すなわち、測定部位Hの血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定するときに存在するバックグラウンドノイズを表す観測信号が生成される。   The detection device 30B1 according to the sixth embodiment generates a signal representing the background noise (hereinafter referred to as “observation signal”) in addition to the detection signal ZB1 exemplified in the above embodiments. The observation signal is generated in a state where blood flow is not observed. For example, a signal output from the light receiving unit R in a state where the light emitting unit E irradiates light to a stationary object that has low reflectance and does not include a moving object is generated as an observation signal. Note that a signal output from the light receiving unit R without irradiating light to a stationary object may be used as an observation signal. In addition, a signal output from the light receiving unit R in a state where the measurement site H or a position upstream from the measurement site H is stopped with a cuff or the like may be used as an observation signal. As understood from the above description, an observation signal that does not include a component derived from the blood flow of the measurement site H is generated. That is, an observation signal representing the background noise existing when calculating the blood volume index M and the blood flow index F of the measurement site H is generated.

第6実施形態の指標算定部51B1は、検出信号ZB1の周波数に関する強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)からバックグラウンドノイズの強度G(f)bgを減算して、血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定する。バックグラウンドノイズの強度G(f)bgは、観測信号から算定された強度スペクトルにおける各周波数fでの強度である。なお、バックグラウンドノイズの強度G(f)bgを平滑化(例えば移動平均)した値を強度G(f)から減算してもよい。強度G(f)bgの平滑化は、時間軸上で実行しても周波数軸上で実行してもよい。   The index calculation unit 51B1 of the sixth embodiment subtracts the background noise intensity G (f) bg from the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum related to the frequency of the detection signal ZB1 to obtain the blood volume index M and A blood flow index F is calculated. The background noise intensity G (f) bg is the intensity at each frequency f in the intensity spectrum calculated from the observed signal. A value obtained by smoothing (for example, moving average) the intensity G (f) bg of the background noise may be subtracted from the intensity G (f). The smoothing of the intensity G (f) bg may be performed on the time axis or the frequency axis.

具体的には、指標算定部51B1は、各周波数fについて、強度G(f)から強度G(f)bgを減算することで、補正強度G(f)cを特定する。補正強度G(f)cは、以下の数式(21)で表現される。

Figure 2019208617
Specifically, the index calculation unit 51B1 specifies the correction strength G (f) c by subtracting the strength G (f) bg from the strength G (f) for each frequency f. The correction strength G (f) c is expressed by the following formula (21).
Figure 2019208617

数式(21)より算定された補正強度G(f)cを使用して、血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。すなわち、バックグラウンドノイズの影響を低減した血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。前述の各形態と同様に、血液量指標Mの算定には、数式(5a)または数式(5b)が利用され、血流量指標Fの算定には、数式(6a)または数式(6b)が利用される。   The blood volume index M and the blood flow index F are calculated using the correction strength G (f) c calculated from the equation (21). That is, the blood volume index M and the blood flow volume index F with reduced influence of background noise are calculated. As in the previous embodiments, formula (5a) or formula (5b) is used to calculate blood volume index M, and formula (6a) or formula (6b) is used to calculate blood flow index F. Is done.

以上の説明から理解される通り、第6実施形態では、検出信号ZB1の強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)からバックグラウンドノイズの強度G(f)bgを減算して、血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。したがって、バックグラウンドノイズの影響を低減した血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。すなわち、平均血圧Paveを高精度に算定することができる。なお、以上の説明では、平均血圧Paveに着目したが、脈圧ΔPの算定に利用される血液量指標Mおよび血流量指標Fについても同様に、数式(21)が利用される。すなわち、バックグラウンドノイズの影響を低減した血液量指標Mおよび血流量指標Fから、高精度に脈圧ΔPを算定することができる。   As understood from the above description, in the sixth embodiment, the blood volume index is obtained by subtracting the intensity G (f) bg of the background noise from the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum of the detection signal ZB1. M and blood flow index F are calculated. Therefore, the blood volume index M and the blood flow volume index F with reduced influence of background noise are calculated. That is, the average blood pressure Pave can be calculated with high accuracy. In the above description, the average blood pressure Pave is focused on, but the formula (21) is similarly used for the blood volume index M and the blood flow volume index F used for calculating the pulse pressure ΔP. That is, it is possible to calculate the pulse pressure ΔP with high accuracy from the blood volume index M and the blood flow volume index F in which the influence of background noise is reduced.

数式(6a)または数式(6b)から把握される通り、血流量指標Fは、周波数fを強度G(f)に乗算することで(すなわち周波数重み付け強度スペクトル(f×G(f))を利用して)算出される。したがって、周波数fが大きくなるほど、血流量指標Fに対するバックグラウンドノイズの影響が大きくなるという傾向がある。強度スペクトルからバックグラウンドノイズを低減する第6実施形態の構成は、血流量指標Fを算出する場合に特に有効である。なお、第6実施形態の構成は、第1実施形態から第5実施形態において、光学的に検出された検出信号の強度スペクトルについてバックグラウンドノイズを低減するために利用できる。   As understood from the formula (6a) or the formula (6b), the blood flow index F is obtained by multiplying the frequency f by the intensity G (f) (that is, using the frequency weighted intensity spectrum (f × G (f)). Calculated). Therefore, as the frequency f increases, the influence of background noise on the blood flow index F tends to increase. The configuration of the sixth embodiment that reduces background noise from the intensity spectrum is particularly effective when the blood flow index F is calculated. In addition, the structure of 6th Embodiment can be utilized in order to reduce a background noise about the intensity spectrum of the detection signal detected optically in 1st Embodiment to 5th Embodiment.

<第7実施形態>
第6実施形態において検出信号ZB1の強度スペクトルのうち測定部位Hの脈動に応じて強度G(f)が変化しない周波数帯域(以下「指定帯域」という)では、バックグラウンドノイズが除去されれば、強度G(f)が0に近づく。指定帯域において強度G(f)が0に近いほど、バックグラウンドノイズが高精度に除去されているとも換言される。そこで、第7実施形態では、指定帯域において、強度G(f)から強度G(f)bgを減算した結果が0に近づくように、強度G(f)から強度G(f)bgを減算する。指定帯域は、例えば25kHz以上30kHz以下の帯域である。なお、指定帯域は以上の例示に限定されない。例えば、測定部位Hの種類に応じて適宜に指定帯域が変更される。
<Seventh embodiment>
In the sixth embodiment, in the frequency band (hereinafter referred to as “designated band”) in which the intensity G (f) does not change according to the pulsation of the measurement site H in the intensity spectrum of the detection signal ZB1, if background noise is removed, The intensity G (f) approaches zero. In other words, the closer the intensity G (f) is to 0 in the designated band, the more accurately the background noise is removed. Therefore, in the seventh embodiment, the intensity G (f) bg is subtracted from the intensity G (f) so that the result of subtracting the intensity G (f) bg from the intensity G (f) approaches 0 in the designated band. . The designated band is, for example, a band of 25 kHz to 30 kHz. The designated band is not limited to the above examples. For example, the designated band is appropriately changed according to the type of the measurement site H.

第7実施形態の指標算定部51B1は、第6実施形態と同様に、検出信号ZB1の周波数に関する強度スペクトルにおける各周波数fの強度G(f)からバックグラウンドノイズの強度G(f)bgを減算して、血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定する。具体的には、指標算定部51B1は、指定帯域において強度G(f)から強度G(f)bgを減算した結果が0に近づくように、強度G(f)から強度G(f)bgを減算することで、補正強度G(f)cを算定する。第7実施形態の補正強度G(f)cは、以下の数式(22)で表現される。

Figure 2019208617
As in the sixth embodiment, the index calculation unit 51B1 of the seventh embodiment subtracts the background noise intensity G (f) bg from the intensity G (f) of each frequency f in the intensity spectrum related to the frequency of the detection signal ZB1. Then, the blood volume index M and the blood flow volume index F are calculated. Specifically, the index calculation unit 51B1 calculates the intensity G (f) bg from the intensity G (f) so that the result of subtracting the intensity G (f) bg from the intensity G (f) in the designated band approaches 0. By subtracting, the correction strength G (f) c is calculated. The correction strength G (f) c of the seventh embodiment is expressed by the following formula (22).
Figure 2019208617

数式(22)の記号Cは、指定帯域において補正強度G(f)cが0に近づくように設定される係数である。具体的には、係数Cは、以下の数式(23)から算出される値が最小(理想的には0)になるように設定される。数式(22)の記号fmaxは、指定帯域の周波数の上限値であり、fminは、指定帯域の周波数の下限値である。なお、係数Cを周波数fに応じて設定してもよい。例えば、周波数軸を複数に区分した帯域毎に異なる係数Cを設定してもよい。

Figure 2019208617
A symbol C in Expression (22) is a coefficient set so that the correction strength G (f) c approaches 0 in the designated band. Specifically, the coefficient C is set so that the value calculated from the following formula (23) is minimum (ideally 0). The symbol fmax in the equation (22) is the upper limit value of the frequency in the designated band, and fmin is the lower limit value of the frequency in the designated band. The coefficient C may be set according to the frequency f. For example, a different coefficient C may be set for each band in which the frequency axis is divided into a plurality.
Figure 2019208617

数式(22)から把握される通り、係数Cを乗算した強度G(f)bgを強度G(f)から減算することで、補正強度G(f)cが算出される。指標算定部51B1は、各周波数fについて数式(22)により算出した補正強度G(f)cを利用して、血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定する。前述の各形態と同様に、血液量指標Mの算定には、数式(5a)または数式(5b)が利用され、血流量指標Fの算定には、数式(6a)または数式(6b)が利用される。   As understood from the equation (22), the corrected intensity G (f) c is calculated by subtracting the intensity G (f) bg multiplied by the coefficient C from the intensity G (f). The index calculation unit 51B1 calculates the blood volume index M and the blood flow volume index F by using the correction intensity G (f) c calculated by Expression (22) for each frequency f. As in the previous embodiments, formula (5a) or formula (5b) is used to calculate blood volume index M, and formula (6a) or formula (6b) is used to calculate blood flow index F. Is done.

図36には、係数Cを強度G(f)bに乗算せず補正強度G(f)cを算出する構成(以下「対比例」という)により算出された周波数重み付け強度スペクトル(f×G(f)c)と、数式(22)の演算による補正強度G(f)cから算出された周波数重み付け強度スペクトル(f×G(f)c)とを示すグラフである。図36から把握される通り、第7実施形態の構成では、対比例と比較して、バックグラウンドノイズを高精度に低減した周波数重み付け強度スペクトル(f×G(f)c)が算出される。特に、バックグラウンドノイズの影響が大きくなる高域側においてバックグラウンドノイズを有効に低減して周波数重み付け強度スペクトル(f×G(f)c)が算出される。すなわち、周波数軸上の全体にわたりバックグラウンドノイズを有効に低減した血流量指標Fを算出することが可能である。   FIG. 36 shows a frequency weighted intensity spectrum (f × G () calculated by a configuration (hereinafter referred to as “proportional”) that calculates the corrected intensity G (f) c without multiplying the coefficient C by the intensity G (f) b. It is a graph which shows f) c) and the frequency weighting intensity spectrum (f * G (f) c) calculated from correction | amendment intensity | strength G (f) c by the calculation of Numerical formula (22). As can be seen from FIG. 36, in the configuration of the seventh embodiment, a frequency weighted intensity spectrum (f × G (f) c) in which the background noise is reduced with high accuracy is calculated as compared with the comparative example. In particular, the frequency weighted intensity spectrum (f × G (f) c) is calculated by effectively reducing the background noise on the high frequency side where the influence of the background noise becomes large. That is, it is possible to calculate the blood flow rate index F in which background noise is effectively reduced over the entire frequency axis.

図37は、対比例において算出された平均血圧Paveの算出値と、カフ等で測定された平均血圧Paveの実測値との関係を示すグラフである。図38は、第7実施形態の構成において算出された平均血圧Paveの算出値と、カフ等で測定された平均血圧Paveの実測値との関係を示すグラフである。図37および図38から把握される通り、第7実施形態によれば、対比例と比較して、平均血圧Paveの算出値と平均血圧Paveの実測値との間に高い相関(正の相関)が観測される。また、図37における平均血圧Paveの算出値の標準偏差σは、22.5mmHgであるのに対して、図38における平均血圧Paveの算出値の標準偏差σは、8.8mmHgである。以上のことからも、第7実施形態によれば、対比例と比較して、平均血圧Paveを高精度に算出できることがわかる。なお、以上の説明では、平均血圧Paveに着目したが、脈圧ΔPの算定に利用される血液量指標Mおよび血流量指標Fについても同様に、数式(22)が利用される。   FIG. 37 is a graph showing the relationship between the calculated value of the average blood pressure Pave calculated in a proportional manner and the actual measured value of the average blood pressure Pave measured with a cuff or the like. FIG. 38 is a graph showing the relationship between the calculated value of average blood pressure Pave calculated in the configuration of the seventh embodiment and the actual value of average blood pressure Pave measured with a cuff or the like. As understood from FIGS. 37 and 38, according to the seventh embodiment, a higher correlation (positive correlation) between the calculated value of the average blood pressure Pave and the actually measured value of the average blood pressure Pave compared to the proportionality. Is observed. In addition, the standard deviation σ of the calculated value of the average blood pressure Pave in FIG. 37 is 22.5 mmHg, whereas the standard deviation σ of the calculated value of the average blood pressure Pave in FIG. 38 is 8.8 mmHg. From the above, it can be seen that according to the seventh embodiment, the average blood pressure Pave can be calculated with high accuracy as compared with the comparative example. In the above description, the average blood pressure Pave is focused on, but the formula (22) is similarly used for the blood volume index M and the blood flow volume index F used for calculating the pulse pressure ΔP.

第7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7実施形態では、第6実施形態と同様に、バックグラウンドノイズの影響を低減した血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。第7実施形態によれば、特に、指定帯域において強度G(f)から強度G(f)bgを減算した結果が0に近づくように、強度G(f)から強度G(f)bgを減算することで、血液量指標Mおよび血流量指標Fが算定される。したがって、対比例と比較して、バックグラウンドノイズの影響を高精度に低減して血液量指標Mおよび血流量指標Fを算定することができる。   In the seventh embodiment, the same effect as in the first embodiment is realized. In the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, the blood volume index M and the blood flow volume index F with reduced influence of background noise are calculated. According to the seventh embodiment, in particular, the intensity G (f) bg is subtracted from the intensity G (f) so that the result of subtracting the intensity G (f) bg from the intensity G (f) in the designated band approaches 0. Thus, the blood volume index M and the blood flow volume index F are calculated. Therefore, the blood volume index M and the blood flow volume index F can be calculated by reducing the influence of the background noise with high accuracy as compared with the proportionality.

<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。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以上の態様を適宜に併合することも可能である。
<Modification>
Each form illustrated above can be variously modified. Specific modifications are exemplified below. Two or more modes arbitrarily selected from the following examples can be appropriately combined.

(1)前述の各形態では、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示装置23に表示したが、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminの算定に利用される脈圧ΔPと平均血圧Paveを表示装置23に表示してもよい。すなわち、脈圧ΔPおよび平均血圧Paveは、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminとは別個の生体情報として利用される。 (1) In the above-described embodiments, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are displayed on the display device 23. However, the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave used for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are displayed. You may display on the display apparatus 23. FIG. That is, the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave are used as biological information separate from the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin.

(2)脈圧ΔPおよび平均血圧Paveの算定に利用する血液量指標Mおよび吸光度指標Jの算定に利用する検出信号Zを生成する検出装置の種類は任意である。例えば、コヒーレントな光またはインコヒーレントな光を出射して測定部位Hの状態に応じた検出信号Zを生成する光学式センサーモジュール、測定部位Hの表面の変位を表わす検出信号Zを生成する圧力センサー、または、測定部位Hの状態に応じた検出信号Zを生成する超音波センサーモジュールが好適に採用され得る。ただし、レーザー光の照射により生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから算定された血流量指標Fに応じて、脈圧指標および平均血圧指標の少なくとも一方を算定する構成が望ましい。 (2) The type of the detection device that generates the detection signal Z used for calculating the blood volume index M and the absorbance index J used for calculating the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave is arbitrary. For example, an optical sensor module that emits coherent light or incoherent light to generate a detection signal Z corresponding to the state of the measurement site H, and a pressure sensor that generates a detection signal Z representing the displacement of the surface of the measurement site H Alternatively, an ultrasonic sensor module that generates a detection signal Z corresponding to the state of the measurement site H can be suitably employed. However, there is a configuration in which at least one of the pulse pressure index and the average blood pressure index is calculated according to the blood flow index F calculated from the intensity spectrum related to the frequency of the light reflected and received inside the living body by the laser light irradiation. desirable.

(3)前述の各形態では、血圧算定部57は収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定したが、血圧算定部57が算定する指標は収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminに限定されない。例えば、算定した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを利用して、血圧算定部57が、被験者の収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminの状態を示す指標(例えば、異常/高目/通常、など)を特定してもよい。 (3) In each of the above-described embodiments, the blood pressure calculation unit 57 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin, but the indexes calculated by the blood pressure calculation unit 57 are not limited to the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin. For example, using the calculated systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin, the blood pressure calculating unit 57 uses the indicators (for example, abnormal / high eye / normal, Etc.) may be specified.

(4)前述の各形態では、数式(1)から把握される通り、脈圧ΔPに2/3を乗算した値を平均血圧Paveに加算して収縮期血圧Pmaxを算定したが、数式(1)において脈圧ΔPに乗算する係数は2/3に限定されない。また、拡張期血圧Pminについても同様に、数式(2)において、脈圧ΔPに1/3以外の係数を乗算してもよい。数式(1)において脈圧ΔPに乗算する係数を第1係数としたときに、脈圧ΔPに第1係数を乗算した値を平均血圧Paveに加算することで収縮期血圧Pmaxは算定される。他方、数式(2)において脈圧ΔPに乗算する係数を第2係数としたときに、脈圧ΔPに第2係数を乗算した値を平均血圧Paveから減算することで拡張期血圧Pminは算定される。第1係数および第2係数には、任意の値が設定され得る。 (4) In each of the above-described embodiments, as understood from the equation (1), the systolic blood pressure Pmax is calculated by adding the value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by 2/3 to the average blood pressure Pave. ) Is not limited to 2/3. Similarly, for diastolic blood pressure Pmin, in equation (2), pulse pressure ΔP may be multiplied by a coefficient other than 1/3. The systolic blood pressure Pmax is calculated by adding a value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by the first coefficient to the average blood pressure Pave when the coefficient multiplied by the pulse pressure ΔP in the formula (1) is the first coefficient. On the other hand, the diastolic blood pressure Pmin is calculated by subtracting the value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by the second coefficient from the average blood pressure Pave when the coefficient multiplied by the pulse pressure ΔP in the formula (2) is the second coefficient. The Arbitrary values can be set for the first coefficient and the second coefficient.

また、収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとの算定方法は、前述の数式(1)および数式(2)の演算に限定されない。脈圧ΔPと平均血圧Paveとに応じて収縮期血圧Pmaxと拡張期血圧Pminとが算定されれば、具体的な演算方法は任意である。ただし、脈圧ΔPに第1係数を乗算した値を平均血圧Paveに加算して収縮期血圧Pmaxを算定し、脈圧ΔPに第2係数を乗算した値を平均血圧Paveから減算することで拡張期血圧Pminを算定する前述の各形態によれば、脈圧ΔPに第1係数を乗算した値を平均血圧Paveに加算した値が収縮期血圧Pmaxに近似し、脈圧ΔPに第2係数を乗算した値を平均血圧Paveから減算した値が拡張期血圧Pminに近似するという傾向を利用して、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを高精度に算定できる。   Further, the calculation method of the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin is not limited to the calculation of the above-described mathematical formulas (1) and (2). If the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are calculated according to the pulse pressure ΔP and the average blood pressure Pave, a specific calculation method is arbitrary. However, the value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by the first coefficient is added to the average blood pressure Pave to calculate the systolic blood pressure Pmax, and the value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by the second coefficient is subtracted from the average blood pressure Pave. According to the above-described embodiments for calculating the systolic blood pressure Pmin, the value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by the first coefficient is added to the average blood pressure Pave to approximate the systolic blood pressure Pmax, and the second coefficient is applied to the pulse pressure ΔP. The systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin can be calculated with high accuracy by utilizing the tendency that the value obtained by subtracting the multiplied value from the average blood pressure Pave approximates the diastolic blood pressure Pmin.

(5)前述の各形態では、脈圧算定部53は脈圧ΔPを算定したが、脈圧算定部53が算定する指標は脈圧ΔPに限定されない。例えば、例えば脈圧ΔPを所定の関数に代入して算定した値、または、脈圧ΔPに係数を乗算した値を脈圧算定部53が算定することも可能である。以上の説明から理解される通り、脈圧算定部53が算定する指標は、脈圧ΔPに関する指標(以下「脈圧指標」という)として包括的に表現され、脈圧指標には、脈圧ΔPそのものと脈圧ΔPを利用して算定される値との双方を含む。 (5) In each embodiment described above, the pulse pressure calculation unit 53 calculates the pulse pressure ΔP, but the index calculated by the pulse pressure calculation unit 53 is not limited to the pulse pressure ΔP. For example, the pulse pressure calculation unit 53 can calculate, for example, a value calculated by substituting the pulse pressure ΔP into a predetermined function, or a value obtained by multiplying the pulse pressure ΔP by a coefficient. As understood from the above description, the index calculated by the pulse pressure calculation unit 53 is comprehensively expressed as an index related to the pulse pressure ΔP (hereinafter referred to as “pulse pressure index”), and the pulse pressure index includes the pulse pressure ΔP. And both the value calculated using the pulse pressure ΔP.

また、脈圧算定部53が振幅指標を算定し、当該振幅指標を表示装置23に表示させてもよい。以上の説明から理解される通り、脈圧算定部53が算定した振幅指標と抵抗指標とは、独立した指標として被験者に提示してもよい。振幅指標または抵抗指標を独立した指標として算定する構成においても、原理的にカフが不要であるので、被験者の身体的な負荷を軽減しながら、各指標を高精度に算定することが可能である。   Alternatively, the pulse pressure calculation unit 53 may calculate an amplitude index and cause the display device 23 to display the amplitude index. As understood from the above description, the amplitude index and the resistance index calculated by the pulse pressure calculation unit 53 may be presented to the subject as independent indexes. Even in a configuration where the amplitude index or resistance index is calculated as an independent index, cuffs are not necessary in principle, so it is possible to calculate each index with high accuracy while reducing the physical load on the subject. .

(6)前述の各形態では、脈圧算定部53(抵抗算定部533)は、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比(SF/SM)を抵抗指標として算定したが、抵抗指標として算定する値は比(SF/SM)に限定されない。例えば比(SF/SM)を所定の関数に代入して抵抗指標を算定する構成、または、比(SF/SM)に係数を乗算することで抵抗指標を算定する構成も採用され得る。また、例えば血液量積算値SMと血流量積算値SFとの差を抵抗指標として算定する構成も採用され得る。ただし、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比を利用して抵抗指標を算定する構成によれば、血液量積算値SMと血流量積算値SFとの比が脈波伝播速度と相関するという傾向を利用して、高精度に抵抗指標を算定することができる。 (6) In each of the embodiments described above, the pulse pressure calculation unit 53 (resistance calculation unit 533) calculates the ratio (SF / SM) between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF as a resistance index. The value calculated as the index is not limited to the ratio (SF / SM). For example, a configuration for calculating the resistance index by substituting the ratio (SF / SM) into a predetermined function, or a configuration for calculating the resistance index by multiplying the ratio (SF / SM) by a coefficient may be employed. Further, for example, a configuration in which a difference between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF is calculated as a resistance index may be employed. However, according to the configuration in which the resistance index is calculated using the ratio between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF, the ratio between the blood volume integrated value SM and the blood flow integrated value SF is the pulse wave propagation speed. The resistance index can be calculated with high accuracy by utilizing the tendency of correlation.

(7)前述の各形態では、脈圧算定部53(振幅算定部531)は、振幅ΔFと振幅ΔMとの比(ΔF/ΔM)を振幅指標として算定したが、振幅指標として算定する値は比(ΔF/ΔM)に限定されない。例えば比(ΔF/ΔM)を所定の関数に代入して振幅指標を算定する構成、または、比(ΔF/ΔM)に係数を乗算することで振幅指標を算定する構成も採用され得る。また、例えば振幅ΔFと振幅ΔMとの差を振幅指標として算定する構成も採用され得る。ただし、振幅ΔFと振幅ΔMとの比を利用して振幅指標を算定する構成によれば、振幅ΔMと振幅ΔFとの比(ΔF/ΔM)と血流速度とが相関する傾向を利用して、高精度に振幅指標を算定することができる。また、皮膚厚の影響を低減しながら振幅指標を算定することができる。 (7) In each of the embodiments described above, the pulse pressure calculation unit 53 (amplitude calculation unit 531) calculates the ratio (ΔF / ΔM) between the amplitude ΔF and the amplitude ΔM as an amplitude index, but the value calculated as the amplitude index is It is not limited to the ratio (ΔF / ΔM). For example, a configuration for calculating the amplitude index by substituting the ratio (ΔF / ΔM) into a predetermined function, or a configuration for calculating the amplitude index by multiplying the ratio (ΔF / ΔM) by a coefficient may be employed. Further, for example, a configuration in which a difference between the amplitude ΔF and the amplitude ΔM is calculated as an amplitude index may be employed. However, according to the configuration in which the amplitude index is calculated using the ratio between the amplitude ΔF and the amplitude ΔM, the tendency that the ratio (ΔF / ΔM) between the amplitude ΔM and the amplitude ΔF and the blood flow velocity are correlated is used. The amplitude index can be calculated with high accuracy. In addition, the amplitude index can be calculated while reducing the influence of skin thickness.

(8)前述の各形態では、脈圧算定部53は、1つの解析期間Tにおける血液量指標Mの時間変化MTを脈圧ΔPの算定に利用したが、複数の解析期間Tの各々における血液量指標Mの時間変化MTを複数の解析期間Tにわたり平均した時間変化MTを脈圧ΔPの算定に利用してもよい。なお、血流量指標Fについても、複数の解析期間Tの各々における血流量指標Fの時間変化FTを複数の解析期間Tにわたり平均した時間変化FTを脈圧ΔPの算定に利用してもよい。 (8) In each of the above-described embodiments, the pulse pressure calculation unit 53 uses the time change MT of the blood volume index M in one analysis period T for calculation of the pulse pressure ΔP, but blood in each of the plurality of analysis periods T. The time change MT obtained by averaging the time change MT of the quantity index M over a plurality of analysis periods T may be used for calculating the pulse pressure ΔP. As for the blood flow index F, a time change FT obtained by averaging the time changes FT of the blood flow index F in each of the plurality of analysis periods T over the plurality of analysis periods T may be used for calculating the pulse pressure ΔP.

(9)前述の各形態では、脈圧算定部53(抵抗算定部533)は、血液量指標Mおよび血流量指標Fの各々を、0以上1以下の正規化範囲に正規化したが、血液量指標Mおよび血流量指標Fが共通の範囲で正規化されれば正規化範囲の上限値および下限値は任意である。 (9) In each of the embodiments described above, the pulse pressure calculation unit 53 (resistance calculation unit 533) normalizes each of the blood volume index M and the blood flow volume index F to a normalization range of 0 or more and 1 or less. If the volume index M and the blood flow volume index F are normalized within a common range, the upper limit value and the lower limit value of the normalization range are arbitrary.

(10)前述の各形態では、平均血圧算定部55は、平均血圧Paveを算定したが、平均血圧算定部55が算定する生体情報は以上の例示に限定されない。例えば平均血圧Paveを所定の関数に代入して算定した値、または、平均血圧Paveに係数を乗算した値を平均血圧算定部55が算定することも可能である。以上の説明から理解される通り、平均血圧算定部55が算定する指標は、平均血圧Paveに関する指標(以下「平均血圧指標」という)として包括的に表現され、平均血圧指標には、平均血圧Paveそのものと平均血圧Paveを利用して算定される値との双方を含む。 (10) In each embodiment described above, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average blood pressure Pave, but the biological information calculated by the average blood pressure calculation unit 55 is not limited to the above examples. For example, the average blood pressure calculation unit 55 can calculate a value calculated by substituting the average blood pressure Pave into a predetermined function or a value obtained by multiplying the average blood pressure Pave by a coefficient. As understood from the above description, the index calculated by the average blood pressure calculation unit 55 is comprehensively expressed as an index related to the average blood pressure Pave (hereinafter referred to as “average blood pressure index”), and the average blood pressure index includes the average blood pressure Pave. And both the value calculated using the average blood pressure Pave.

(11)前述の各形態では、平均血圧算定部55は、血管径指標(血液量指標Mまたは吸光度指標J)を解析期間Tについて平均した平均値と、血流量指標Fを解析期間Tについて平均した平均値Faveとに応じて平均血圧Paveを算定したが、平均血圧Paveの算定方法は以上の例示に限定されない。また、血管径指標を平均する解析期間Tの時間長と血流量指標Fを平均する解析期間Tの時間長とを相違させる構成、または、血管径指標を平均する解析期間Tと血流量指標Fを平均する解析期間Tとが時間軸上で重複しない構成も採用され得る。 (11) In each of the embodiments described above, the average blood pressure calculation unit 55 averages the blood vessel diameter index (blood volume index M or absorbance index J) for the analysis period T and the blood flow index F is averaged for the analysis period T. Although the average blood pressure Pave is calculated according to the average value Fave, the calculation method of the average blood pressure Pave is not limited to the above examples. Further, a configuration in which the time length of the analysis period T for averaging the blood vessel diameter index is different from the time length of the analysis period T for averaging the blood flow index F, or the analysis period T for averaging the blood vessel diameter index and the blood flow index F It is also possible to adopt a configuration in which the analysis period T that averages is not overlapping on the time axis.

また、前述の各形態では、平均血圧算定部55は、解析期間T内の複数の血液量指標Mの平均により平均値Maveを算定し、複数の血流量指標Fの平均により平均値Faveを算定したが、平均値Maveおよび平均値Faveを算定する方法は以上の例示に限定されない。例えば、解析期間T内の相異なる時点について算定された複数の強度スペクトルを平均することで平均強度スペクトルを算定し、平均強度スペクトルに対する演算で平均値Maveおよび平均値Faveを算定してもよい。平均値Javeについても同様に、平均強度スペクトルから算定することも可能である。なお、平均強度<I2>が解析期間T内で変動する場合には、平均強度スペクトルを利用する構成では平均血圧Paveを適正に算定できない可能性がある。したがって、平均強度<I2>が変動した場合でも平均血圧Paveを高精度に算定するという観点からは、前述の第1実施形態の例示の通り、解析期間T内の各時点について平均値Maveおよび平均値Faveを算定する構成が好適である。   Further, in each of the above-described embodiments, the average blood pressure calculation unit 55 calculates the average value Mave by the average of the plurality of blood volume indexes M within the analysis period T, and calculates the average value Fave by the average of the plurality of blood flow volume indexes F. However, the method for calculating the average value Mave and the average value Fave is not limited to the above examples. For example, the average intensity spectrum may be calculated by averaging a plurality of intensity spectra calculated for different time points in the analysis period T, and the average value Mave and the average value Fave may be calculated by calculation on the average intensity spectrum. Similarly, the average value Jave can also be calculated from the average intensity spectrum. When the average intensity <I2> fluctuates within the analysis period T, there is a possibility that the average blood pressure Pave cannot be calculated properly with the configuration using the average intensity spectrum. Therefore, from the viewpoint of calculating the average blood pressure Pave with high accuracy even when the average intensity <I2> fluctuates, the average value Mave and the average for each time point in the analysis period T as illustrated in the first embodiment described above. A configuration for calculating the value Fave is preferred.

(12)前述の各形態では、単体の機器として構成された生体解析装置100を例示したが、以下の例示の通り、生体解析装置100の複数の要素は相互に別体の装置として実現され得る。なお、以下の説明では、検出信号Zから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定する要素を「演算処理部27」と表記する。演算処理部27は、例えば、図3に例示された要素(演算部51A,演算部51B,脈圧算定部53,平均血圧算定部55および血圧算定部57)を包含する。第1実施形態以外の形態においても演算処理部27は同様の要素で構成される。 (12) In each of the above-described embodiments, the biological analysis device 100 configured as a single device has been illustrated. However, as illustrated below, a plurality of elements of the biological analysis device 100 can be realized as separate devices. . In the following description, an element for calculating the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the detection signal Z will be referred to as an “arithmetic processing unit 27”. The arithmetic processing unit 27 includes, for example, the elements illustrated in FIG. 3 (the calculating unit 51A, the calculating unit 51B, the pulse pressure calculating unit 53, the average blood pressure calculating unit 55, and the blood pressure calculating unit 57). In other forms than the first embodiment, the arithmetic processing unit 27 includes similar elements.

前述の各形態では、検出ユニット30(30A,30B…)を具備する生体解析装置100を例示したが、図39に例示される通り、検出ユニット30を生体解析装置100とは別体とした構成も想定される。検出ユニット30は、例えば被験者の手首や上腕等の測定部位Hに装着される可搬型の光学センサーモジュールである。生体解析装置100は、例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末で実現される。腕時計型の情報端末で生体解析装置100を実現してもよい。検出ユニット30が生成した検出信号Zが有線または無線で生体解析装置100に送信される。生体解析装置100の演算処理部27は、検出信号Zから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを算定して表示装置23に表示する。以上の説明から理解される通り、検出ユニット30は生体解析装置100から省略され得る。   In each of the above-described embodiments, the biological analysis apparatus 100 including the detection unit 30 (30A, 30B...) Is exemplified. However, as illustrated in FIG. 39, the detection unit 30 is separated from the biological analysis apparatus 100. Is also envisaged. The detection unit 30 is a portable optical sensor module that is attached to a measurement site H such as a wrist or upper arm of a subject. The biological analysis apparatus 100 is realized by an information terminal such as a mobile phone or a smartphone. The biological analysis apparatus 100 may be realized by a wristwatch type information terminal. The detection signal Z generated by the detection unit 30 is transmitted to the biological analysis apparatus 100 by wire or wireless. The arithmetic processing unit 27 of the biological analyzer 100 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin from the detection signal Z and displays them on the display device 23. As understood from the above description, the detection unit 30 can be omitted from the biological analysis apparatus 100.

前述の各形態では、表示装置23を具備する生体解析装置100を例示したが、図40に例示される通り、表示装置23を生体解析装置100とは別体とした構成も想定される。生体解析装置100の演算処理部27は、検出信号Zから収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧PminPを算定し、当該収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示するためのデータを表示装置23に送信する。表示装置23は、専用の表示機器であってもよいが、例えば、携帯電話機もしくはスマートフォン等の情報端末、または、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末に搭載されてもよい。生体解析装置100の演算処理部27が算定した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminは、有線または無線により表示装置23に送信される。表示装置23は、生体解析装置100から受信した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示する。以上の説明から理解される通り、表示装置23は生体解析装置100から省略され得る。   In each of the above-described embodiments, the biological analysis apparatus 100 including the display device 23 is illustrated. However, as illustrated in FIG. 40, a configuration in which the display device 23 is separated from the biological analysis device 100 is also assumed. The arithmetic processing unit 27 of the biological analyzer 100 calculates the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure PminP from the detection signal Z, and transmits data for displaying the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin to the display device 23. To do. The display device 23 may be a dedicated display device, but may be mounted on, for example, an information terminal such as a mobile phone or a smartphone, or a wristwatch type information terminal that can be carried by a subject. The systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin calculated by the arithmetic processing unit 27 of the biological analyzer 100 are transmitted to the display device 23 by wire or wirelessly. The display device 23 displays the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin received from the biological analysis device 100. As understood from the above description, the display device 23 can be omitted from the biological analysis device 100.

図41に例示される通り、検出ユニット30および表示装置23を生体解析装置100(演算処理部27)とは別体とした構成も想定される。例えば、生体解析装置100(演算処理部27)が、携帯電話機やスマートフォン等の情報端末に搭載される。   As illustrated in FIG. 41, a configuration in which the detection unit 30 and the display device 23 are separated from the biological analysis device 100 (arithmetic processing unit 27) is also assumed. For example, the biological analysis apparatus 100 (arithmetic processing unit 27) is mounted on an information terminal such as a mobile phone or a smartphone.

なお、検出ユニット30と生体解析装置100とを別体とした構成において、演算部51Aを検出ユニット30に搭載することも可能である。演算部51が算定した血液量指標Mおよび血流量指標Fが有線または無線により検出ユニット30から生体解析装置100に送信される。以上の説明から理解される通り、指標算定部51Aは生体解析装置100から省略され得る。   Note that, in a configuration in which the detection unit 30 and the biological analysis device 100 are separated, the calculation unit 51A can be mounted on the detection unit 30. The blood volume index M and the blood flow volume index F calculated by the calculation unit 51 are transmitted from the detection unit 30 to the biological analyzer 100 by wire or wirelessly. As understood from the above description, the index calculation unit 51A can be omitted from the biological analysis apparatus 100.

(13)前述の各形態では、筐体部12とベルト14とを具備する腕時計型の生体解析装置100を例示したが、生体解析装置100の具体的な形態は任意である。例えば、被験者の身体に貼付可能なパッチ型、被験者の耳部に装着可能な耳装着型、被験者の指先に装着可能な指装着型(例えば着爪型)、または、被験者の頭部に装着可能な頭部装着型など、任意の形態の生体解析装置100が採用され得る。また、被験者が手で握ることで生体情報を測定できるハンドル型またはグリップ型の生体解析装置100も採用され得る。 (13) In each of the above-described embodiments, the wristwatch-type biological analysis device 100 including the casing unit 12 and the belt 14 has been exemplified. However, the specific configuration of the biological analysis device 100 is arbitrary. For example, a patch type that can be applied to the subject's body, an ear-mounted type that can be attached to the subject's ear, a finger-mounted type that can be attached to the subject's fingertips (for example, a fingernail type), or a head that can be attached to the subject's head Any type of biological analysis apparatus 100 such as a head-mounted type may be employed. Further, a handle-type or grip-type biological analysis apparatus 100 that can measure biological information when the subject holds the hand with the hand may be employed.

(14)前述の各形態では、被験者の収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを表示装置23に表示したが、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを被験者に報知するための構成は以上の例示に限定されない。例えば、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを音声で被験者に報知することも可能である。被験者の耳部に装着可能な耳装着型の生体解析装置100においては、収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを音声で報知する構成が特に好適である。また、脈圧ΔPを被験者に報知することは必須ではない。例えば、生体解析装置100が算定した収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを通信網から他の通信装置に送信してもよい。また、生体解析装置100の記憶装置22や生体解析装置100に着脱可能な可搬型の記録媒体に収縮期血圧Pmaxおよび拡張期血圧Pminを格納してもよい。 (14) In each of the above-described embodiments, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin of the subject are displayed on the display device 23, but the configuration for notifying the subject of the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin is described above. It is not limited to. For example, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin can be notified to the subject by voice. In the ear-mounted biological analysis apparatus 100 that can be mounted on the ear of the subject, a configuration in which the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin are notified by voice is particularly preferable. It is not essential to notify the subject of the pulse pressure ΔP. For example, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin calculated by the biological analyzer 100 may be transmitted from the communication network to another communication device. In addition, the systolic blood pressure Pmax and the diastolic blood pressure Pmin may be stored in a storage medium 22 of the biological analyzer 100 or a portable recording medium that can be attached to and detached from the biological analyzer 100.

(15)前述の各形態に係る生体解析装置100は、前述の例示の通り、制御装置21とプログラムとの協働により実現される。本発明の好適な態様に係るプログラムは、コンピューターが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピューターにインストールされ得る。また、配信サーバーが具備する記録媒体に格納されたプログラムを、通信網を介した配信の形態でコンピューターに提供することも可能である。記録媒体は、例えば非一過性(non-transitory)の記録媒体であり、CD-ROM等の光学式記録媒体(光ディスク)が好例であるが、半導体記録媒体または磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、非一過性の記録媒体とは、一過性の伝搬信号(transitory, propagating signal)を除く任意の記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。 (15) The biological analysis apparatus 100 according to each embodiment described above is realized by the cooperation of the control device 21 and the program as illustrated above. The program according to a preferred aspect of the present invention can be provided in a form stored in a computer-readable recording medium and installed in the computer. It is also possible to provide a program stored in a recording medium included in the distribution server to a computer in the form of distribution via a communication network. The recording medium is, for example, a non-transitory recording medium, and an optical recording medium (optical disk) such as a CD-ROM is a good example, but a known arbitrary one such as a semiconductor recording medium or a magnetic recording medium This type of recording medium can be included. Note that the non-transitory recording medium includes any recording medium except for a transient propagation signal (transitory, propagating signal), and does not exclude a volatile recording medium.

100…生体解析装置、12…筐体部、14…ベルト、21…制御装置、22…記憶装置、23…表示装置、27…演算処理部、30A,30B,30C…検出ユニット、30A1〜A6、30B1,30C1…検出装置、51A,51B…演算部、51A1〜A3,51B1,51C,51D…指標算定部、53…脈圧算定部、55…平均血圧算定部、57…血圧算定部、531…振幅算定部、533…抵抗算定部、535…脈圧算定部、537…PWV算定部、71…検出ユニット、72…表示ユニット、90…実製品、91…検出装置、93…処理部、E,E1,E2…発光部、E0…発信部、R,R1,R2…受光部、R0…受信部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Biological analyzer, 12 ... Housing | casing part, 14 ... Belt, 21 ... Control apparatus, 22 ... Memory | storage device, 23 ... Display apparatus, 27 ... Arithmetic processing part, 30A, 30B, 30C ... Detection unit, 30A1-A6, 30B1, 30C1... Detecting device, 51A, 51B. Amplitude calculator, 533 ... resistance calculator, 535 ... pulse pressure calculator, 537 ... PWV calculator, 71 ... detection unit, 72 ... display unit, 90 ... actual product, 91 ... detector, 93 ... processor, E, E1, E2 ... light emitting unit, E0 ... transmitting unit, R, R1, R2 ... light receiving unit, R0 ... receiving unit.

Claims (14)

生体の脈圧に関する脈圧指標を算定する脈圧算定部と、
前記生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定する平均血圧算定部と、
前記脈圧指標と前記平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する血圧算定部とを具備し、
レーザー光の照射により前記生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから算定された、前記生体の血流量に関する血流量指標に応じて、前記脈圧指標および前記平均血圧指標の少なくとも一方が算定される
生体解析装置。
A pulse pressure calculation unit for calculating a pulse pressure index related to the pulse pressure of a living body;
An average blood pressure calculation unit for calculating an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body;
A blood pressure calculating unit that calculates systolic blood pressure and diastolic blood pressure according to the pulse pressure index and the average blood pressure index;
According to the blood flow index related to the blood flow of the living body calculated from the intensity spectrum related to the frequency of the light reflected and received inside the living body by the laser light irradiation, the pulse pressure index and the average blood pressure index Biological analyzer that at least one of them is calculated.
前記血流量指標は、前記強度スペクトルにおける各周波数の強度と当該周波数との積を所定の周波数範囲について積算して算定される
請求項1の生体解析装置。
The biological analysis apparatus according to claim 1, wherein the blood flow index is calculated by integrating a product of an intensity of each frequency in the intensity spectrum and the frequency over a predetermined frequency range.
前記脈圧算定部は、前記生体の血液量に関する血液量指標を積算期間について積算した血液量積算値と、前記血流量指標を前記積算期間について積算した血流量積算値とに応じて、前記脈圧指標を算定する
請求項1または請求項2の生体解析装置。
The pulse pressure calculation unit is configured to determine the pulse according to a blood volume integrated value obtained by integrating a blood volume index related to the blood volume of the living body over an integration period and a blood flow integrated value obtained by integrating the blood flow index for the integration period. The biological analysis apparatus according to claim 1 or 2, wherein a pressure index is calculated.
前記平均血圧算定部は、前記生体の血管径に関する血管径指標と前記血流量指標とに応じて、前記平均血圧指標を算定する
請求項1から請求項3の何れかの生体解析装置。
The biological analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the average blood pressure calculation unit calculates the average blood pressure index according to a blood vessel diameter index related to a blood vessel diameter of the living body and the blood flow volume index.
前記生体の上腕または手首に装着される
請求項1から請求項4の何れかの生体解析装置。
The biological analysis apparatus according to claim 1, wherein the biological analysis apparatus is attached to an upper arm or a wrist of the living body.
前記生体にレーザー光を照射する発光部と、前記生体の内部で反射した前記レーザー光を受光する受光部とを具備する第1検出装置および第2検出装置を具備し、
前記脈圧算定部は、前記第1検出装置の前記受光部による受光レベルを表す検出信号を利用して前記脈圧指標を算定し、
前記平均血圧算定部は、前記第2検出装置の前記受光部による受光レベルを表す検出信号を利用して前記平均血圧指標を算定する
請求項1から請求項5の何れかの生体解析装置。
A first detection device and a second detection device each including a light emitting unit that irradiates the living body with laser light and a light receiving unit that receives the laser light reflected inside the living body;
The pulse pressure calculation unit calculates the pulse pressure index using a detection signal representing a light reception level by the light receiving unit of the first detection device,
The biological analysis device according to any one of claims 1 to 5, wherein the average blood pressure calculation unit calculates the average blood pressure index using a detection signal indicating a light reception level by the light receiving unit of the second detection device.
前記第1検出装置および前記第2検出装置は、前記生体の肢体の周方向における相異なる位置に設けられる
請求項6の生体解析装置。
The biological analysis device according to claim 6, wherein the first detection device and the second detection device are provided at different positions in the circumferential direction of the limb of the living body.
前記第1検出装置は、前記生体の上腕における胴体側の表面に設置され、
前記第2検出装置は、前記上腕における前記胴体とは反対側の表面に設置される
請求項7の生体解析装置。
The first detection device is installed on a body side surface of the upper arm of the living body,
The biological analysis apparatus according to claim 7, wherein the second detection device is installed on a surface of the upper arm opposite to the body.
前記第1検出装置は、前記生体の手首における掌側の表面に設置され、
前記第2検出装置は、前記手首における甲側の表面に設置される
請求項7の生体解析装置。
The first detection device is installed on a palm side surface of the wrist of the living body,
The biological analysis device according to claim 7, wherein the second detection device is installed on a surface on the back side of the wrist.
前記生体にレーザー光を照射する発光部と、前記生体の内部で反射した前記レーザー光を受光する受光部とを具備する検出装置を具備し、
前記脈圧算定部は、前記検出装置の前記受光部による受光レベルを表す検出信号を利用して前記脈圧指標を算定し、
前記平均血圧算定部は、前記検出装置の前記受光部による受光レベルを表す検出信号を利用して前記脈圧指標を算定する
請求項1から請求項5の何れかの生体解析装置。
A detection device comprising: a light emitting unit that irradiates the living body with laser light; and a light receiving unit that receives the laser light reflected inside the living body.
The pulse pressure calculation unit calculates the pulse pressure index using a detection signal representing a light reception level by the light receiving unit of the detection device,
The biological analysis apparatus according to claim 1, wherein the average blood pressure calculation unit calculates the pulse pressure index using a detection signal representing a light reception level by the light receiving unit of the detection apparatus.
前記検出装置は、前記生体の上腕における胴体とは反対側の表面に設置される
請求項10の生体解析装置。
The biological analysis device according to claim 10, wherein the detection device is installed on a surface of the upper arm of the living body opposite to the trunk.
前記検出装置は、前記生体の手首における甲側の表面に設置される
請求項10の生体解析装置。
The biological analysis apparatus according to claim 10, wherein the detection device is installed on a surface on the back side of the wrist of the living body.
生体の脈圧に関する脈圧指標を算定し、
前記生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定し、
前記脈圧指標と前記平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する生体解析方法であって、
レーザー光の照射により前記生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから、前記生体の血流量に関する血流量指標に応じて、前記脈圧指標および前記平均血圧指標の少なくとも一方が算定される
生体解析方法。
Calculate the pulse pressure index related to the pulse pressure of the living body,
Calculating an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body,
A biological analysis method for calculating systolic blood pressure and diastolic blood pressure according to the pulse pressure index and the average blood pressure index,
From an intensity spectrum related to the frequency of light reflected and received inside the living body by irradiation with laser light, at least one of the pulse pressure index and the average blood pressure index is determined according to a blood flow index related to the blood flow of the living body. Calculated biological analysis method.
生体の脈圧に関する脈圧指標を算定する脈圧算定部と、
前記生体の平均血圧に関する平均血圧指標を算定する平均血圧算定部と、
前記脈圧指標と前記平均血圧指標とに応じて、収縮期血圧および拡張期血圧を算定する血圧算定部としてコンピューターを機能させるプログラムであって、
レーザー光の照射により前記生体の内部で反射して受光された光の周波数に関する強度スペクトルから算定された、前記生体の血流量に関する血流量指標に応じて、前記脈圧指標および前記平均血圧指標の少なくとも一方が算定される
プログラム。
A pulse pressure calculation unit for calculating a pulse pressure index related to the pulse pressure of a living body;
An average blood pressure calculation unit for calculating an average blood pressure index related to the average blood pressure of the living body;
According to the pulse pressure index and the average blood pressure index, a program that causes a computer to function as a blood pressure calculation unit that calculates systolic blood pressure and diastolic blood pressure,
According to the blood flow index related to the blood flow of the living body calculated from the intensity spectrum related to the frequency of the light reflected and received inside the living body by the laser light irradiation, the pulse pressure index and the average blood pressure index A program in which at least one is calculated.
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