JP2021122498A

JP2021122498A - 血圧測定装置

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Publication number: JP2021122498A
Application number: JP2020017916A
Authority: JP
Inventors: 亮井奈波; Akira Inaba
Original assignee: FCNT Ltd
Current assignee: FCNT Ltd
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-05
Also published as: JP7394646B2

Abstract

【課題】血圧測定で規定されている所定のパターンに沿った加圧を指尖で容易に行うことが可能な血圧測定装置を提供する。【解決手段】本血圧測定装置は、筐体の裏面に配置され、接触する指尖から生体情報を取得する第１のセンサと、前記指尖が前記第１のセンサを加圧する圧力を検出する第２のセンサと、前記筐体の一端を中心とする前記筐体の回動に応じた弾性力を前記加圧する指尖に加える弾性部材と、前記第２のセンサの検出値が所定の加圧パターンを満たすか否かを案内する案内部と、前記第１のセンサが取得する前記生体情報に基づいて血圧を測定する測定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、血圧測定装置に関する。

近年、ユーザの血圧や心拍等を測定するヘルスケア機能を備えた携帯端末等の電子機器が開発されている。例えば、特許文献１では、血圧を測定する個人用手持ち式コンピューティングデバイスが開示されている。また、特許文献２では、防水性能の向上を図ることが可能な生体情報検出装置が開示されている。

特表２０１６−５１１６６７号公報国際公開第２０１６／０３１２２１号

血圧は生体の循環動態を表す重要なバイタルサイン情報の一つであることから、血圧測定は健康状態の把握に有用である。血圧測定の方法としては、大別して非観血的血圧測定法と観血的血圧測定法の２種類が実用に供されている。非観血的血圧測定法を利用したものとして、上腕や手首をカフで加圧して脈波によるカフの振動を検出するオシロメトリック法による電子血圧計が市場に多く流通している。

オシロメトリック法としては、上腕や手首に取り付けたカフを所定の圧力まで素早く加圧し、その後、徐々に減圧しながら脈波によるカフの振動を検出する減圧測定方式の他に、生体を徐々に加圧しながら加圧中に脈波を検出し、収縮期血圧が測定できた時点で生体への加圧を停止する直線加圧測定方式（ｉＮＩＢＰ（登録商標）とも呼ばれる）が存在する。後者の直線加圧測定方式は、収縮期血圧が測定できた時点で生体への加圧を停止できるので、減圧測定方式のように生体を一律の圧力まで加圧しなくても済む。よって、減圧測定方式のように生体を所定の圧力まで加圧するよりも短時間で血圧測定を行うことができる。

オシロメトリック法は、このように生体を加圧し、加圧部分における脈波から血圧を測定するものなので、例えば、被測定者に光電脈波センサと圧力センサを指尖で加圧させ、指尖の脈波から血圧値を測定することも可能である。よって、例えば、日常的に携帯されるスマートフォン等の電子機器に光電脈波センサと圧力センサを設ければ、当該電子機器のユーザは、血圧を気軽に測定することが可能となる。

しかし、オシロメトリック法では、生体の加圧力が所定の加圧パターンに従っている必要がある。しかしながら、指尖の力を加減することで所定の加圧パターンに沿うように指尖の加圧力を調整することは容易ではない。また、光電脈波センサはスマートフォン等の電子機器の背面に設けられることもあるが、背面に設けられた光電脈波センサは被測定者から視認困難なため、指尖を光電脈波センサの位置に合わせることは困難になる。加圧する指尖の位置が光電脈波センサからずれていると、加圧パターンに沿うように指尖によって加圧することはできなくなる。

開示の技術の１つの側面は、血圧測定で規定されている所定のパターンに沿った加圧を指尖で容易に行うことが可能な血圧測定装置を提供することを目的とする。

開示の技術の１つの側面は、次のような血圧測定装置によって例示される。本血圧測定装置は、筐体の裏面に配置され、接触する指尖から生体情報を取得する第１のセンサと、前記指尖が前記第１のセンサを加圧する圧力を検出する第２のセンサと、前記筐体の一端を中心とする前記筐体の回動に応じた弾性力を前記加圧する指尖に加える弾性部材と、前記第２のセンサの検出値が所定の加圧パターンを満たすか否かを案内する案内部と、前記第１のセンサが取得する前記生体情報に基づいて血圧を測定する測定部と、を備える。

開示の技術は、血圧測定で規定されている所定のパターンに沿った加圧を指尖で容易に行うことが可能となる。

図１は、実施形態に係る血圧測定装置を側方から見た外観を例示する図である。図２は、実施形態で用いるスマートフォンの外観を例示する図である。図３は、実施形態で用いるスマートフォンのハードウェア構成の一例を示す図である。図４は、実施形態で用いるスマートフォンの処理ブロックの一例を示す図である。図５は、オシロメトリック法による血圧測定の測定方法を解説した図である。図６は、直線加圧測定方式における加圧パターンの一例を示した図である。図７は、実施形態における血圧測定装置の使用態様を例示する第１の図である。図８は、実施形態における血圧測定装置の使用態様を例示する第２の図である。図９は、実施形態において、筐体を回動させる角度とコイルバネの弾性力との関係を例示する図である。図１０は、実施形態において、案内部が表示する案内画面の一例を示す図である。図１１は、実施形態に係る血圧測定装置の血圧測定フローの一例を示す第１の図である。図１２は、実施形態に係る血圧測定装置の血圧測定フローの一例を示す第２の図である。図１３は、比較例の使用態様を示す図である。図１４は、補助台のバリエーションを示す第１の図である。図１５は、補助台のバリエーションを示す第２の図である。

＜実施形態＞
実施形態に係る血圧測定装置は、例えば、以下の構成を備える。実施形態に係る血圧測定装置は、
筐体の裏面に配置され、接触する指尖から生体情報を取得する第１のセンサと、
前記指尖が前記第１のセンサを加圧する圧力を検出する第２のセンサと、
前記筐体の一端を中心とする前記筐体の回動に応じた弾性力を前記加圧する指尖に加える弾性部材と、
前記第２のセンサの検出値が所定の加圧パターンを満たすか否かを案内する案内部と、
前記第１のセンサが取得する前記生体情報に基づいて血圧を測定する測定部と、を備え
る。

弾性部材は、筐体の回動に応じた弾性力を発揮できるものであれば限定はなく、例えば、バネ、ゴム等を挙げることができる。第１のセンサが取得する生体情報は、血圧測定に用いることができる生体情報であれば限定は無く、例えば、脈波である。第１のセンサは、例えば、指尖に光を照射し、その反射光を基に脈波を取得する光電脈波センサである。本血圧測定装置は、指尖が第１のセンサを加圧して筐体を回動させている間に第１のセンサが指尖から生体情報を取得し、第１のセンサが取得する生体情報に基づいて、例えば、オシロメトリック法によって血圧を測定する。ここで、弾性部材が回動に応じた弾性力を指尖に加えることで、オシロメトリック法による血圧測定に不足する圧力を補うことができる。本血圧測定装置では、案内部が第２のセンサの検出値が所定の加圧パターンを満たすか否かを案内することで、血圧測定で規定されている所定のパターンに沿った加圧を指尖で容易に行うことが可能となる。また、血圧の被測定者は、指尖による加圧の具合を筐体の傾きとして目視できるため、血圧測定で規定されている所定のパターンに沿った加圧が一層容易になる。

ここで、案内部は、前記指尖が第１のセンサへの加圧を開始してからの経過時間と前記第２のセンサの検出値とを基に、前記所定の加圧パターンに沿った加圧が行われているか否かを案内する。所定の加圧パターンは、時間と圧力との関数によって示すことができる。そのため、案内部は、加圧を開始してからの経過時間と前記第２のセンサの検出値とを基に、所定の加圧パターンに沿った加圧が行われているか否かを案内することができる。

本実施形態に係る血圧測定装置は、次の特徴を備えてもよい。前記筐体の傾きを検出する傾きセンサを備え、前記案内部は、前記所定の加圧パターンに沿った加圧が行われる場合における前記筐体の傾きと前記第１のセンサを加圧する圧力との対応関係を基に、前記所定の加圧パターンを満たすか否かを判定する。弾性部材が指尖に加える弾性力は線形に変化することから、所定の加圧パターンに沿った加圧が行われている場合において、筐体の傾きと第１のセンサを加圧する圧力とは対応関係にあると考えられる。ここで、対応関係は、テーブルや関数を挙げることができる。本血圧測定装置は、傾きセンサが検出する傾きと第２のセンサの検出値とがこのような対応関係を満たすか否かを基に、所定の加圧パターンに沿った加圧が行われているか否かを案内することができる。

本実施形態に係る血圧測定装置は、次の特徴を備えてもよい。前記案内部は、前記傾きセンサが検出する傾きから前記第１のセンサに加えられる適正圧力を前記対応関係を基に算出し、前記適正圧力と前記第２のセンサの検出値との差が許容範囲外の場合に、前記所定の加圧パターンを満たさないと判定する。例えば、指尖が第１のセンサからずれた場合には、適正圧力と第２のセンサの検出値との差が大きくなり、許容範囲から外れることになる。このような特徴を備えることで、本血圧測定装置は、指尖が第１のセンサからずれる等によって、所定の加圧パターンに沿った加圧が行われていないことを案内することができる。

上記血圧測定装置をスマートフォンに用いて実現する実施形態について、図面を参照して説明する。図１に、実施形態に係る血圧測定装置を側方から見た外観を例示する。図１に例示される血圧測定装置５００は、スマートフォン１００と補助台２００とを備える。以下、本明細書において、補助台２００からスマートフォン１００に向かう方向を＋Ｙ方向と称し、スマートフォン１００から補助台２００に向かう方向を−Ｙ方向とも称する。また、図１に向かって右方向を＋Ｘ方向と称し、左方向を−Ｘ方向とも称する。

スマートフォン１００は、可搬型の情報処理装置である。スマートフォン１００は、図１に例示するように、板状の筐体１１０を備える。筐体１１０の前面にはディスプレイ１
１３が設けられ、背面には光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２が設けられる。光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２は、筐体１１０の厚み方向に重畳して設けられる。すなわち、圧力センサ１２２は、光電脈波センサ１２１を押圧する圧力を検知可能な位置に設けられる。スマートフォン１００は、光電脈波センサ１２１が設けられた背面を補助台２００の基台２０１に向けた状態で、補助台２００上に載置される。スマートフォン１００の下端は、補助台２００の支持部２０２によって所定範囲で回動可能に支持される。スマートフォン１００の背面は、光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２よりもスマートフォン１００の上端側において、コイルバネ２０３によって基台２０１と接続される。

補助台２００は、基台２０１、支持部２０２、及びコイルバネ２０３を備える。基台２０１は、剛性を有し、板状に形成された部材である。支持部２０２は、基台２０１の＋Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に突出し、スマートフォン１００の筐体１１０の一端を所定範囲で回動可能に支持する。コイルバネ２０３は、＋Ｙ方向の端部がスマートフォン１００の背面に接続され、−Ｙ方向の端部が基台２０１に接続される。なお、図１において、基台２０１とスマートフォン１００との角度を角度θとする。

図２に、実施形態で用いるスマートフォンの一方から見た外観（前面側の外観とする）と、他方から見た外観（背面側の外観とする）を例示する。図２では、矢印によって、スマートフォン１００の前面側と背面側が入れ替えて配置され、例示される。スマートフォン１００は、板状の筐体１１０を有する。図１に例示するように、筐体１１０の前面と背面との間の距離（厚み）は、前面または背面の外形寸法と比較して短い。図２で紙面に向かって上側が筐体１１０の上側であり、紙面に向かって下側が筐体１１０の下側であると仮定する。

図２のように、筐体１１０の前面には、ディスプレイ１１３が設けられる。ディスプレイ１１３の上側中央の位置にスピーカー１１１が設けられる。ディスプレイ１１３の下側中央の位置に通話用マイクロフォン１１２が設けられる。ディスプレイ１１３には、例えば、タッチパネルが重畳して設けられる。

筐体１１０の背面には、光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２が設けられる。光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２が設けられる位置は、例えば、筐体１１０を片手で把持し、把持した片手の指尖Ｆを光電脈波センサ１２１に向けて伸ばすと、当該指尖Ｆが光電脈波センサ１２１の斜め下方から光電脈波センサ１２１に達する位置である。光電脈波センサ１２１は、光電脈波センサ１２１に接触する指尖Ｆの脈波を検出する。圧力センサ１２２は、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１に加える圧力を検出する。

図３は、実施形態で用いるスマートフォンのハードウェア構成の一例を示す図である。スマートフォン１００は、ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ（ＣＰＵ）１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、通信部１０４、スピーカー１１１、通話用マイクロフォン１１２、ディスプレイ１１３、光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２を含む。ＣＰＵ１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、通信部１０４、スピーカー１１１、通話用マイクロフォン１１２、ディスプレイ１１３、光電脈波センサ１２１及び圧力センサ１２２は、接続バスによって相互に接続される。

ＣＰＵ１０１は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ１０１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵ１０１がマルチコア構成を有していても良い。ＣＰＵ１０１が実行する処理のうち少なくとも一部は、ＣＰＵ１０１以外のプロセッサ、例えば、ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳ
Ｐ）、ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ（ＧＰＵ）、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われても良い。また、ＣＰＵ１０１が実行する処理のうち少なくとも一部は、集積回路（ＩＣ）、その他のデジタル回路によって実行されてもよい。また、ＣＰＵ１０１の少なくとも一部にアナログ回路が含まれても良い。集積回路は、ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ（ＬＳＩ）、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を含む。ＰＬＤは、例えば、Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）を含む。ＣＰＵ１０１は、プロセッサと集積回路との組み合わせであっても良い。組み合わせは、例えば、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）、Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）、システムＬＳＩ、チップセットなどと呼ばれる。スマートフォン１００では、ＣＰＵ１０１が補助記憶部１０３に記憶されたプログラムを主記憶部１０２の作業領域に展開し、プログラムの実行を通じて周辺装置の制御を行う。これにより、スマートフォン１００は、所定の目的に合致した処理を実行することができる。主記憶部１０２および補助記憶部１０３は、スマートフォン１００が読み取り可能な記録媒体である。

主記憶部１０２は、ＣＰＵ１０１から直接アクセスされる記憶部として例示される。主記憶部１０２は、ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）およびＲｅａｄ
ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）を含む。

補助記憶部１０３は、各種のプログラムおよび各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納する。補助記憶部１０３は外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶部１０３には、オペレーティングシステム（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ、ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＯＳは、通信部１０４を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。外部装置等には、例えば、コンピュータネットワーク等で接続された、他の情報処理装置および外部記憶装置が含まれる。なお、補助記憶部１０３は、例えば、ネットワーク上のコンピュータ群であるクラウドシステムの一部であってもよい。

補助記憶部１０３は、例えば、ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ソリッドステートドライブ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ、ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ、ＨＤＤ）等である。また、補助記憶部１０３は、例えば、ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ（ＣＤ）ドライブ装置、ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ（ＤＶＤ）ドライブ装置、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃ（ＢＤ）ドライブ装置等である。また、補助記憶部１０３は、ＮｅｔｗｏｒｋＡｔｔａｃｈｅｄＳｔｏｒａｇｅ（ＮＡＳ）あるいはＳｔｏｒａｇｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＳＡＮ）によって提供されてもよい。

通信部１０４は、例えば、情報処理装置を通信可能に接続するコンピュータネットワークとのインターフェースである。通信部１０４は、コンピュータネットワークを介して外部の装置と通信を行う。

スピーカー１１１は、音を出力する音源である。スピーカー１１１は、スマートフォン１００を用いた通話において、通話相手の音声等の音を出力する。通話用マイクロフォン１１２は、主に通話で用いられるマイクロフォンである。通話用マイクロフォン１１２は、スマートフォン１００を用いた通話において、ユーザの音声等の音の入力を受け付ける。

ディスプレイ１１３は、ＣＰＵ１０１で処理されるデータや主記憶部１０２に記憶され
るデータを表示する。ディスプレイ１１３は、例えば、ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ（ＣＲＴ）ディスプレイ、ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ）、ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ（ＰＤＰ）、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ）パネル、有機ＥＬパネルである。

光電脈波センサ１２１は、指尖Ｆから脈波を取得するセンサである。光電脈波センサ１２１は、指尖Ｆに照射した光の反射光を受光し、受光した反射光を基に脈波を取得する。指尖Ｆに光を照射する光源は、光電脈波センサ１２１と一体であってもよいし、別体であってもよい。光源は、例えば、ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ（ＬＥＤ）である。

圧力センサ１２２は、検出面に加えられる圧力を検出するセンサである。圧力センサ１２２は、検出面を光電脈波センサ１２１に向けた状態で、光電脈波センサ１２１と重畳して設けられる。傾きセンサ１２３は、スマートフォン１００の傾きを検出する。傾きセンサ１２３は、例えば、重力加速度の方向を検出し、検出した重力加速度の方向を基にスマートフォン１００の傾きを検出する。

＜スマートフォン１００の処理ブロック＞
図４は、実施形態で用いるスマートフォンの処理ブロックの一例を示す図である。スマートフォン１００は、圧力検出部１１、案内部１２及び測定部１３を備える。スマートフォン１００は、主記憶部１０２に実行可能に展開されたコンピュータプログラムをＣＰＵ１０１が実行することで、上記スマートフォン１００の、圧力検出部１１、案内部１２及び測定部１３等の各部としての処理を実行する。

圧力検出部１１は、圧力センサ１２２の検出値に基づいて、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧する圧力を検出する。案内部１２は、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧が、予め補助記憶部１０３に記憶した加圧パターンを満たすか否かを判定する。また、案内部１２は、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧が加圧パターンを満たすか否かを案内する案内画面を表示してもよい。測定部１３は、光電脈波センサ１２１が指尖Ｆから取得する脈波に基づいて血圧を測定する。

血圧測定装置５００は、オシロメトリック法によって血圧の測定を行う。ここで、オシロメトリック法について簡単に説明する。例えば、カフを用いるオシロメトリック法では、カフと称される空気袋を上腕など四肢に巻き付ける。四肢に巻き付けたカフには、空気が送り込まれて圧力（カフ圧とも称する）が高められる。カフ圧が収縮期血圧以上に加圧した後に減圧する際に、カフ圧に動脈の脈動による振動成分（Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ、オシレーション）が重畳する現象を用いて、血圧値を算出する。

図５は、オシロメトリック法による血圧測定の測定方法を解説した図である。図５では、生体を徐々に加圧した場合に観測されるコロトコフ音及びオキシレーション波形と加圧力との関係を示している。コロトコフ音とは、生体を加圧或いは減圧した際、外圧が加わっている部分の動脈内で起こる乱流によって発生する音である。旧来の聴診法ではコロトコフ音が発生した時の圧力が最低血圧となり、コロトコフ音が消失した時の圧力が最高血圧となる。また、オキシレーション波形とは、外圧が加わっている部分に発生する振動の波形である。

オシロメトリック法は、生体を加圧或いは減圧した際、外圧が加わっている部分において生ずる動脈の脈動による振動成分（オシレーション）が徐々に大きくなり、最大振幅をとった後に再び小さくなるという特性を利用した血圧測定方法である。オシロメトリック法では、コロトコフ音の代わりにオキシレーション波形の振幅の大きさと加圧力の変化と
の相関関係から血圧値を算出する。すなわち、オキシレーション波形の振幅が最も大きくなる時の圧力が平均血圧となる。最高血圧、最低血圧を算出する方法はいくつかの提案がなされているが、一例としては、最大点に所定の定数（たとえば０．５）を乗じた値を最大血圧の閾値とし、最大点に所定の定数（たとえば０．７）を乗じた値を最低血圧の閾値とし、脈波振幅の包絡線と各閾値が交わる点に対応するカフ圧をそれぞれの血圧値とする方法がある。

オシロメトリック法は、このような測定方法であるため、生体に加わる加圧力が不安定であると、血圧が正しく測定できない。例えば、生体に加わる加圧力の変化が急激であったり、生体に加わる加圧力の変化が過度に緩慢であったり、徐々に加圧する過程で一時的な減圧変動があったり、あるいは、徐々に減圧する過程で一時的な加圧変動があったりすると、加圧力脈波波形の検知に誤差が生じたりするため、オキシレーション波形の最大振幅の誤検知等が生じ、血圧測定の精度が低下する虞がある。

そこで、血圧測定装置５００では、指尖Ｆに加えるべき加圧力の変化パターンが加圧パターンとしてスマートフォン１００の補助記憶部１０３に予め記憶される。図６は、直線加圧測定方式における加圧パターンの一例を示した図である。図６では、測定を開始してからの経過時間と指尖Ｆの加圧による圧力との対応が例示される。血圧測定装置５００では、図６に例示するような、測定を開始してからの経過時間と指尖Ｆの加圧による圧力との対応を加圧パターンとして補助記憶部１０３に予め記憶する。なお、スマートフォン１００が備える光電脈波センサ１２１は、オシロメトリック法であれば直線加圧測定方式と減圧測定方式の何れの方式についても適用可能である。血圧測定装置５００では、直線加圧測定方式を採用する。しかし、血圧測定装置５００は、直線加圧測定方式に限定されるものでなく、減圧測定方式を採用するものであってもよい。

血圧測定においては、最高血圧及び最低血圧の算出に用いる安静時の心拍数等を特定するために基準脈波の測定が行われ、その後に、生体の加圧力を変化させながら拡張期血圧及び収縮期血圧の測定が行われる。よって、スマートフォン１００に設定される加圧パターンには、図６に示されるように、基準脈波を測定するために一定の圧力の区間（図６のＢ−Ｃ）と、拡張期血圧や収縮期血圧を測定するために加圧力を徐々に上げる区間（図６のＣ−Ｄ）が用意される。そして、光電脈波センサ１２１が、この加圧パターンに沿って指尖Ｆで加圧されれば、測定部１３は、光電脈波センサ１２１から得られる脈波に基づいた血圧の測定を行うことができる。

上記構成を有する血圧測定装置５００の使用方法について説明する。図７及び図８は、実施形態における血圧測定装置の使用態様を例示する図である。また、図７及び図８には、光電脈波センサ１２１を指尖Ｆで加圧する際に働く力が矢印で例示される。図７及び図８において、Ｌはスマートフォン１００の長手方向の長さ、Ｌ_２はスマートフォン１００の下端から光電脈波センサ１２１までの長さを例示する。また、Ｎ_１は基台２０１からスマートフォン１００への垂直抗力、Ｎ_２は指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧する力（指尖Ｆがスマートフォン１００を押し上げる力）、Ｅはコイルバネ２０３による弾性力を例示する。ｍは、スマートフォン１００の質量を例示する。また、角度θは、図１と同様に、基台２０１とスマートフォン１００とがなす角を例示する。

図７は、実施形態における血圧測定装置の血圧測定開始時の状態を例示する図である。図７に例示される状態では、コイルバネ２０３の長さが自然長になるように、指尖Ｆによってスマートフォン１００が支えられる。換言すれば、図７の状態では、コイルバネ２０３の長さが自然長になるように、指尖Ｆによって光電脈波センサ１２１が加圧される。すなわち、図７の状態では、コイルバネ２０３が自然長であるため、弾性力Ｅは０である。

図７において、スマートフォン１００の下端を中心軸とした回転方向のモーメントが釣り合っていることから、以下の式（１）が成り立つ。

上記式（１）により、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧する力Ｎ_２は、以下の式（２）により決定される。

血圧測定装置５００による血圧測定では、図７の状態から指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧することで、オシロメトリック法による血圧測定が行われる。血圧測定装置５００では、スマートフォン１００は回動可能に補助台２００に支持されるため、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧すると、加圧する力に応じてスマートフォン１００は回動する。図８は、実施形態において、図７の状態からスマートフォンをΔθ回動させた状態を例示する図である。図８において、スマートフォン１００の下端を中心軸とした回転方向のモーメントが釣り合っていることから、以下の式（３）が成り立つ。

上記式（３）により、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧する力Ｎ_２は、以下の式（４）により決定される。

式（４）において、コイルバネ２０３の弾性力Ｅは、コイルバネ２０３のばね定数をｋ、スマートフォン１００をΔθ回動させたときのコイルバネ２０３の変位をΔＸであるものとして、以下の式（５）によって決定される。

ここで、スマートフォン１００の質量ｍを０．１５ｋｇ、重力加速度ｇを９．８ｋｇ／ｓ^２、スマートフォンの長手方向の長さＬを０．１５ｍ、スマートフォン１００の下端から光電脈波センサ１２１までの長さＬ_２を０．１２ｍ、コイルバネ２０３のばね定数ｋを７０Ｎ／ｍと仮定する。例えば、角度θが１５度のときにコイルバネ２０３が自然長である場合、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１を加圧する力Ｎ_２は、上記式（２）によって以下の式（６）のように決定される。

さらに、角度θを１５度から２０度になるように（Δθが５度となるように）指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧すると、コイルバネ２０３の弾性力Ｅは、上記式（５）によって以下の式（７）のように決定される。

角度θを１５度から２０度になるように（Δθが５度となるように）指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧した場合に指尖Ｆにかかる力は、上記式（４）によって以下の式（８）のように決定される。

さらに、角度θが１５度から４５度になるように（Δθが３０度となるように）指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧すると、コイルバネ２０３の弾性力Ｅは、上記式（５）によって以下の式（９）のように決定される。

角度θが１５度から４５度になるように（Δθが３０度となるように）指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧した場合に指尖Ｆにかかる力は、上記式（２）によって以下の式（１０）のように決定される。

式（６）及び式（１０）により、角度θを１５度から４５度に変位させると、コイルバネ２０３が指尖Ｆに加える力は９１ｇ重から６９０ｇ重へと変化する。コイルバネ２０３の弾性力が、この範囲において図９に例示するように線形に変化すると、角度θが１度増えるごとに指尖Ｆにかかる力は０．２Ｎ（２０ｇ重）増すことになる。血圧測定装置５００では、コイルバネ２０３を採用することで、光電脈波センサ１２１を指尖Ｆが加圧するだけではオシロメトリック法による血圧測定に不足する圧力をコイルバネ２０３の弾性力によって補うことができる。

ここで案内部１２は、傾きセンサ１２３が検出するスマートフォン１００の傾きを基に、指尖Ｆによる加圧が加圧パターンに沿っているか否かを案内する案内画面をディスプレイ１１３に表示してもよい。図１０は、実施形態において、案内部が表示する案内画面の一例を示す図である。図１０の（ａ）は、測定準備を案内する案内画面を例示する。測定準備を案内する案内画面では、スマートフォン１００の背面に設けられた光電脈波センサを指尖Ｆで押さえ、コイルバネ２０３が自然長となる位置にまでスマートフォン１００を指尖Ｆで持ち上げる旨を案内する案内文とともに、測定開始時におけるスマートフォン１００の角度を模式的に示す矢印画像が表示される。スマートフォン１００の角度が測定開始時の角度に達すると、案内部１２は、図１０の（ｂ）に例示される測定開始を案内する案内画面を表示する。

図１０の（ｃ）及び（ｄ）は、測定中を案内する案内画面を例示する。図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示される案内画面は、指尖Ｆによる加圧にしたがって回動するスマートフォン１００の位置と、スマートフォン１００の好ましい位置を示す矢印を模式的に示す。すなわち、案内部１２は、図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示する案内画面を表示することで、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧が、加圧パターンに沿うように案内する。被測定者は、案内画面において、矢印の位置に一致させるようにスマートフォン１００を回動させることで、血圧測定に好ましい加圧パターンに沿って、光電脈波センサ１２１に対する加圧を指尖Ｆで行うことが容易となる。スマートフォン１００の角度が測定終了時の角度に達すると、案内部１２は、図１０（ｅ）に例示される測定終了を案内する案内画面を表示する。

血圧測定装置５００では、傾きセンサ１２３が検出する角度と、加圧パターンに沿って光電脈波センサ１２１への加圧が行われている場合における適正圧力との対応関係をスマートフォン１００の補助記憶部１０３に記憶させてもよい。この場合、案内部１２は、傾きセンサ１２３が検出する角度に対応付けられた適正圧力と、圧力検出部１１が検出する光電脈波センサ１２１を加圧する圧力とが等しい場合には、指尖Ｆが加圧する位置と光電脈波センサ１２１の位置とが一致していると判定してもよい。また、案内部１２は、傾きセンサ１２３が検出する角度に対応付けられた適正圧力と、圧力検出部１１が検出する光電脈波センサ１２１を加圧する圧力の大きさとが異なる場合には、指尖Ｆが加圧する位置
と光電脈波センサ１２１の位置とがずれていると判定してもよい。案内部１２は、指尖Ｆが加圧する位置と光電脈波センサ１２１の位置とがずれていると判定した場合、その旨を被測定者に案内してもよい。

なお、案内部１２は、傾きセンサ１２３が検出する角度の誤差を考慮して判定を行ってもよい。例えば、傾きセンサ１２３の誤差が±１度である場合には、弾性力Ｅには±２０ｇ重の範囲の誤差が生じ得る。そのため、案内部１２は、この誤差を考慮して許容範囲を設定し、圧力検出部１１が検出した圧力と傾きセンサ１２３が検出する角度に対応付けられた適正圧力との差が許容範囲内である場合には、指尖Ｆが正しく光電脈波センサ１２１を加圧していると判定してもよい。また、案内部１２は、圧力検出部１１が検出した圧力と傾きセンサ１２３が検出する角度に対応付けられた適正圧力との差が許容範囲外である場合には、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれていると判定してもよい。

図１１及び図１２は、実施形態に係る血圧測定装置の血圧測定フローの一例を示す図である。以下、図１１及び図１２を参照して、血圧測定装置５００の血圧測定フローの一例について説明する。

Ｔ１では、被測定者は、図１に例示するように、スマートフォン１００を補助台２００に取り付ける。すなわち、被測定者は、スマートフォン１００の下端部を支持部２０２に回動可能に取り付けるとともに、スマートフォン１００の背面にコイルバネ２０３の一端を接続する。

Ｔ２では、スマートフォン１００の案内部１２は、測定開始を案内する案内画面をディスプレイ１１３に表示する。案内部１２は、例えば、被測定者から血圧測定開始の指示を受け付けたときに、測定開始を案内する案内画面をディスプレイ１１３に表示すればよい。測定開始を案内する案内画面は、例えば、図１０の（ａ）に例示する画面である。

Ｔ３では、案内部１２は、傾きセンサ１２３の検出値を基に、スマートフォン１００と基台２０１との間の角度θを検出する。検出した角度θが測定開始位置である場合（Ｔ４でＹＥＳ）、処理はＴ５に進められる。検出した角度θが測定開始位置ではない場合（Ｔ４でＮＯ）、Ｔ４の処理が繰り返される。

Ｔ５では、測定部１３による血圧の測定が開始される。測定部１３は、光電脈波センサ１２１が検出する脈波の取得を開始する。測定部１３は、オシロメトリック法による血圧測定のため、Ｔ１１の測定終了まで継続的に脈波を取得する。

Ｔ６では、案内部１２は、測定中における指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧を案内する案内画面をディスプレイ１１３に表示する。加圧を案内する案内画面は、例えば、図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示する画面である。被測定者は、ディスプレイ１１３に表示された加圧を案内する案内画面にしたがって、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧を行う。

Ｔ７では、圧力検出部１１は、圧力センサ１２２の検出値を基に、光電脈波センサ１２１への圧力を検出する。Ｔ８では、案内部１２は、傾きセンサ１２３の検出値を基に、スマートフォン１００と基台２０１との間の角度θを検出する。また、Ｔ８では、案内部１２は、補助記憶部１０３に記憶した対応関係を基に、角度θに対応する適正圧力を取得する。

Ｔ９では、案内部１２は、Ｔ７で検出した圧力とＴ８で取得した適正圧力とを基に、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧が適正であるか否かを判定する。例えば、案内
部１２は、Ｔ７で検出した圧力とＴ８で取得した適正圧力との差が許容範囲内である場合には、指尖Ｆによる加圧が適正であると判定する。また、例えば、Ｔ７で検出した圧力とＴ８で取得した適正圧力との差が許容範囲外である場合には、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれている場合が想定される。そのため、案内部１２は、Ｔ７で検出した圧力とＴ８で取得した適正圧力との差が許容範囲外である場合には、指尖Ｆによる加圧が適正ではないと判定する。指尖Ｆによる加圧が適正である場合（Ｔ９でＹＥＳ）、処理はＴ１０に進められる。指尖Ｆによる加圧が適正ではない場合（Ｔ９でＮＯ）、処理はＴ１２に進められる。

Ｔ１０では、案内部１２は、スマートフォン１００と基台２０１との間の角度θが、測定終了の位置であるか否かを判定する。案内部１２は、傾きセンサ１２３の検出値を基に、スマートフォン１００と基台２０１との間の角度θを検出する。検出した角度θが、予め補助記憶部１０３に記憶した測定終了の角度と一致する場合、案内部１２は、測定終了であると判定する。測定終了の場合（Ｔ１０でＹＥＳ）、処理はＴ１１に進められる。測定終了ではない場合（Ｔ１０でＮＯ）、処理はＴ６に進められる。

Ｔ１１では、案内部１２は、測定終了を案内する案内画面をディスプレイ１１３に表示する。測定終了を案内する案内画面は、例えば、図１０の（ｅ）に例示する画面である。さらに、Ｔ１１では、測定部１３は、Ｔ５からＴ１１までの間に光電脈波センサ１２１から継続的に取得した脈波の情報を基に、被測定者の血圧値を算出する。測定部１３は、算出した血圧値をディスプレイ１１３に表示する。

Ｔ１２では、案内部１２は、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれたことを案内するメッセージをディスプレイ１１３に表示する。その後、処理はＴ７に進められる。

＜実施形態の作用効果＞
光電脈波センサ１２１を備えたスマートフォン１００による血圧測定では、図１３に例示する比較例のように、スマートフォン１００を一方の手で把持し、もう一方の手の指尖Ｆを光電脈波センサ１２１に押し当てる方法も考えられる。しかしながら、このような方法で加圧パターンに沿って光電脈波センサ１２１への加圧を行うには、指尖Ｆの力加減を目視確認できないため、非常に困難である。また、光電脈波センサ１２１がスマートフォン１００の背面に設けられていることから、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれていても、被測定者が指尖Ｆのずれに気づくことは難しい。

実施形態に係る血圧測定装置５００は、指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１の加圧に応じてスマートフォン１００が回動させることで、指尖Ｆによる加圧の具合をスマートフォン１００の回動によって被測定者に目視させることができる。そのため、被測定者は、スマートフォン１００の回動を目視することで指尖Ｆによる光電脈波センサ１２１への加圧具合を確認することができ、加圧パターンに沿った光電脈波センサ１２１への加圧が容易になる。さらに、実施形態に係る血圧測定装置５００は、案内部１２が図１０に例示する案内画面を表示することで指尖Ｆの加圧を案内するため、加圧パターンに沿った光電脈波センサ１２１への加圧が一層容易になる。

また、実施形態に係る血圧測定装置５００では、案内部１２は、傾きセンサ１２３が検出する傾きに対応する適正圧力と圧力センサ１２２が検出する圧力とを基に、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれているか否かを判定し、ずれていると判定した場合にはその旨を案内する。そのため、実施形態に係る血圧測定装置５００によれば、指尖Ｆが光電脈波センサ１２１からずれていることを被測定者は容易に把握することができる。

実施形態に係る血圧測定装置５００では、指尖Ｆで光電脈波センサ１２１を加圧するこ
とで、スマートフォン１００が回動する。このようにスマートフォン１００を指尖Ｆで回動させるだけでは、指尖Ｆによる加圧がオシロメトリック法に好適な圧力に達しない虞がある。血圧測定装置５００では、コイルバネ２０３を採用することで、不足する圧力を補うことができる。

＜変形例＞
実施形態では、案内部１２は図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示する案内画面によって指尖Ｆによる加圧を案内したが、このような指尖Ｆによる加圧を案内する案内画面は省略してもよい。すなわち、実施形態に係る血圧測定装置５００は、上記の通り、指尖Ｆによる加圧具合をスマートフォン１００の回動を被測定者に目視させることで確認させることができる。そのため、血圧測定装置５００は、図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示する案内画面を省略しても、図１３に例示する比較例より容易に加圧パターンに沿った加圧を行わせることができる。なお、案内部１２は、図１０の（ｃ）及び（ｄ）に例示する案内画面を省略する場合、指尖Ｆによる加圧が加圧パターンに沿っていない場合には、その旨を被測定者に案内するメッセージを出力すればよい。

実施形態では、傾きセンサ１２３が検出する角度と、指尖Ｆにかかると想定される力の大きさとの対応関係をスマートフォン１００の補助記憶部１０３に記憶させるが、この対応関係はいかなる形式によって実現されてもよい。このような対応関係は、例えば、傾きセンサ１２３が検出する角度と、指尖Ｆにかかると想定される力の大きさとを一対一で対応付けるテーブルであってもよい。また、例えば、このような対応付けは、傾きセンサ１２３が検出する角度を基に指尖Ｆにかかると想定される力の大きさを算出する関数であってもよい。

実施形態では、スマートフォン１００は傾きセンサ１２３を備えるが、傾きセンサ１２３は省略されてもよい。このよう場合、測定開始からの経過時間と圧力センサ１２２が検出する圧力とを基に、加圧パターンに沿った加圧が行われているか否かを案内部１２が判定すればよい。

実施形態に係る血圧測定装置５００では、コイルバネ２０３をスマートフォン１００の背面に接続する補助台２００が用いられたが、血圧測定装置５００が用いる補助台は他の形状であってもよい。図１４及び図１５は、補助台のバリエーションを示す図である。図１４の（ａ）は第１の変形例に係る補助台の斜視図であり、図１４の（ｂ）は第１の変形例に係る補助台の側面図である。図１５の（ａ）は第２の変形例に係る補助台の斜視図であり、図１５の（ｂ）は第２の変形例に係る補助台の側面図である。図１４及び図１５では、さらに、使用態様が確認できるようにスマートフォン１００も例示する。

図１４に例示される第１の変形例に係る補助台２００ａは、基台２０１ａ、支持板２０２ａ、スプリング蝶番２０３ａを備える。基台２０１ａと支持板２０２ａとはスプリング蝶番２０３ａによって回動可能に接続される。支持板２０２ａは、スマートフォン１００を指示する板材である。支持板２０２ａは、スマートフォン１００の上端を挟持する上端支持部２０２１ａと、スマートフォン１００の下端を支持する下端支持部２０２２ａを含む。支持板２０２ａには、さらに、支持板２０２ａによって支持されるスマートフォン１００の少なくとも光電脈波センサ１２１に相当する位置に開口部２０２３ａが設けられる。スプリング蝶番２０３ａの内部には、支持板２０２ａと基台２０１ａとが閉じる方向（支持板２０２ａに支持されるスマートフォン１００の背面方向）に向かって弾性力が働くコイルバネが設けられる。

図１５に例示される第２の変形例に係る補助台２００ｂは、基台２０１ｂ、支持板２０２ｂ、スプリング蝶番２０３ｂを備える。補助台２００ｂは、支持板２０２ｂの幅方向を
第１の変形例に係る補助台２００ａの支持板２０２ａよりも狭めることで、開口部２０２３ａを省略しても光電脈波センサ１２１に指尖Ｆが加圧可能としている。支持板２０２ｂの幅方向を狭めたことで、上端支持部２０２１ｂ、下端支持部２０２２ｂ及びスプリング蝶番２０３ｂも、補助台２００ａの上端支持部２０２１ａ、下端支持部２０２２ａ及びスプリング蝶番２０３ａよりも夫々幅方向が狭くなっている。補助台２００ａ及び補助台２００ｂのいずれも、スプリング蝶番２０３ａやスプリング蝶番２０３ｂが実施形態に係るコイルバネ２０３のように指尖Ｆに弾性力による力を加えることができる。そのため、血圧測定装置５００は、補助台２００に代えて補助台２００ａや補助台２００ｂを採用することも可能である。

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。

１００、１００ａ・・・スマートフォン
１０１・・・ＣＰＵ
１０２・・・主記憶部
１０３・・・補助記憶部
１０４・・・通信部
１１０・・・筐体
１１１・・・スピーカー
１１２・・・通話用マイクロフォン
１１３・・・ディスプレイ
１２１・・・光電脈波センサ
２００、２００ａ、２００ｂ・・・補助台
２０１、２０１ａ、２０１ｂ・・・基台
２０２・・・支持部
２０２ａ、２０２ｂ・・・支持板
２０２１ａ、２０２１ｂ・・・上端支持部
２０２２ａ、２０２２ｂ・・・下端支持部
２０２３ａ・・・開口部
２０３・・・コイルバネ
５００・・・血圧測定装置

Claims

筐体の裏面に配置され、接触する指尖から生体情報を取得する第１のセンサと、
前記指尖が前記第１のセンサを加圧する圧力を検出する第２のセンサと、
前記筐体の一端を中心とする前記筐体の回動に応じた弾性力を前記加圧する指尖に加える弾性部材と、
前記第２のセンサの検出値が所定の加圧パターンを満たすか否かを案内する案内部と、
前記第１のセンサが取得する前記生体情報に基づいて血圧を測定する測定部と、を備える、
血圧測定装置。
前記案内部は、前記指尖が第１のセンサへの加圧を開始してからの経過時間と前記第２のセンサの検出値とを基に、前記所定の加圧パターンに沿った加圧が行われているか否かを案内する、
請求項１に記載の血圧測定装置。
前記筐体の傾きを検出する傾きセンサを備え、
前記案内部は、前記所定の加圧パターンに沿った加圧が行われる場合における前記筐体の傾きと前記第１のセンサを加圧する適正圧力との対応関係を基に、前記所定の加圧パターンを満たすか否かを判定する、
請求項１に記載の血圧測定装置。
前記対応関係は、前記筐体の傾きと前記第１のセンサを加圧する圧力との関数を含み、
前記案内部は、前記傾きセンサが検出する傾きと、前記第２のセンサの検出値とが前記関数を満たさない場合に、前記所定の加圧パターンを満たさないと判定する、
請求項３に記載の血圧測定装置。
前記案内部は、
前記傾きセンサが検出する傾きから前記第１のセンサに加えられる適正圧力を前記対応関係を基に算出し、
前記適正圧力と前記第２のセンサの検出値との差が許容範囲外の場合に、前記所定の加圧パターンを満たさないと判定する、
請求項３または４に記載の血圧測定装置。