JP6781871B2 - 血圧測定装置及び血圧測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、血圧測定装置及び血圧測定方法に関する。さらに詳しくは、体位を測定し、入床時刻及び離床時刻を精度よく判断することにより、血圧を精度よく測定する血圧測定装置及び血圧測定方法に関する。

従前より、体位により血圧が変化することが知られている。そこで傾斜センサを用いて被験者の姿勢を予測し、被験者が正しい姿勢で血圧を測定するようにする血圧測定装置及び方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０４６４９４号公報

ところで、特許文献１のものは、単に精度の良い血圧測定を行うために体位補正を行わせるもので、かつ、単回測定であるので、高血圧患者の治療に役立てるための夜間血圧、日中血圧、夜間血圧低下割合を測定することができない。これらを測定するためには、正確な入床時刻と離床時刻を測定し、かつ、経時的な血圧変化を捉える必要がある。

上記のように、夜間血圧の分析には正確な入床・離床時刻の情報が必要で、現状は機器使用者本人が記録する睡眠日誌に依存しているため、記録する使用者の負担が大きいことに加えて、認知機能が低下した高齢者では記録の正確性が担保されていない。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決し、血圧測定装置及びその測定方法において、使用者に負担をかけることなく入床時刻及び離床時刻を正確に求めることで、夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合を、使用者の負担なく正確に求めることができる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、使用者の体に装着可能で使用者の体位を所定間隔で測定する体位計と、
使用者の体に装着可能で使用者の血圧を所定間隔で測定する血圧計と、
前記体位計からの体位情報を得て使用者の入床時刻及び離床時刻を判定する入床・離床時刻算出部と、
前記血圧計からの血圧情報と、前記入床・離床時刻算出部の入床時刻及び離床時刻の情報から、夜間血圧、日中血圧及び夜間血圧低下割合を算出する血圧算出部とからなる血圧測定装置である。

この発明における体位計としては、例えば、加速度を検出するタイプの加速度センサが考えられる。その場合、検出方向はｘ、ｙ、ｚ軸の３次元方向のうち、１軸または２軸の方向の加速度を検出する加速度センサでよいが、３軸加速度センサでの加速度による体位判定が好ましく、請求項２の発明では、上記請求項１に記載の血圧測定装置において、体位計は、３軸加速度センサを用いたものである構成を採用する。

この発明における血圧計としては、特に限定されず、従来から使用されているカフ式の血圧計であってもよいが、２４時間装着可能で使用者に負担をかけないカフレス式の腕時計タイプの自由行動下血圧計（ＡＢＰＭ）の使用が好ましい。

この発明における、夜間血圧、日中血圧及び夜間血圧低下割合を導き出す算出式は、下記の通りである。
夜間血圧は、［入床時刻］から［離床時刻］までの間の［血圧値］の平均値（ｍｍＨｇ）で求められる。
日中血圧は、［離床時刻］から［入床時刻］までの間の［血圧値］の平均値（ｍｍＨｇ）で求められる。
夜間血圧低下割合は、（［日中血圧の平均値］−［夜間血圧の平均値］）／［日中血圧の平均値］で求められる。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２に記載の血圧測定装置において、体位計に、使用者の体温を所定間隔で測定する体温センサが取り付けられ、体温センサからの体温情報が所定温度以下の時間帯について、入床・離床時刻の判断をしないようにした構成を採用する。

この場合の所定温度とは、体位計が人体に装着されていれば体温により温められており、人体から取り外されたら体位計の温度が低下することから、体位計の取り外しの判断をする閾値となり大体３０℃前後で設定される。

請求項４の発明は、使用者の体に装着された血圧計で使用者の血圧を所定間隔で連続して測定する工程と、
使用者の体に装着された体位計で使用者の体位を所定間隔で連続して測定する工程と、
前記体位計からの体位情報から使用者の入床時刻及び離床時刻を算出する工程と、
前記血圧計からの血圧情報と前記算出された入床時刻及び離床時刻の情報から夜間血圧、日中血圧及び夜間血圧低下割合を算出する工程とからなる血圧測定方法である。

請求項５の発明は、上記請求項４に記載の血圧測定方法における、入床時刻及び離床時刻を算出する工程において、体位計が計測する３軸加速度のうちｚ軸方向（使用者が立位の場合の高さ方向）の加速度が、０．４Ｇ〜０．６Ｇの範囲内で設定した閾値を３０分〜３時間の範囲内で設定した所定時間超えなかった時間帯の、最初の時刻を入床時刻、入床時刻後の前記加速度が閾値を超えた時刻を離床時刻と判定する構成を採用する。

使用者が臥位の場合（入床状態）、３軸加速度のうちｚ軸方向（使用者が立位の場合の高さ方向）での加速度が少なくなることの経験則から、０．４Ｇ〜０．６Ｇの範囲内で設定した閾値（より好ましくは０．４Ｇ）を３０分〜３時間の範囲内で設定した所定時間（より好ましくは１時間）超えなかった場合を入床時刻と判断できる。

請求項６の発明は、上記請求項４又は５に記載の血圧測定方法における、入床時刻及び離床時刻を算出する工程において、体位計に体温センサを付属させ、体温センサからの温度情報が所定温度以下の時間帯について、体位計の情報から入床・離床時刻を判定しないようにした構成を採用する。

以上のように、この発明によると、使用者に取り付けた体位センサの加速度を検出して評価することで自動的に体位を判定し、入床時刻及び離床時刻を使用者の負担なく精度良く判定できるので、血圧測定において夜間血圧、日中血圧、夜間血圧低下割合を精度よく測定できる。

また、被験者や使用者に入床時刻及び離床時刻を記載させる方法に比較して、入床・離床時刻の自動算出は、使用者負担を軽減し、特に認知機能の低下した高齢者における自由行動下血圧計の使用による血圧分析の正確性を著しく向上させる。

この発明の血圧測定装置の構成を示す図である。 この発明の睡眠状態測定装置の構成を示す図である。 血圧計の一例を示す参考写真である。 アクチグラフ睡眠計の装着状態の一例を示す参考写真である。 入床・離床時刻を算出するデータの一例を示す図である。 入床・離床時刻を算出するデータの一例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を、（１）体位センサ機能付き自由行動下血圧計と、（２）体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計に分けて、添付図面の図１乃至図６に基づいて説明する。

（１）体位センサ機能付き自由行動下血圧計
まず、体位センサ機能付き自由行動下血圧計は、図１に示すように、大きく分けて体位計１０と血圧計２０とパソコン４０により構成される。

まず体位計１０は、使用者の身体の所定位置に取り付けられる程度の小型のものであり、使用者の体位を所定間隔、例えば１０〜３０分の間で任意に設定した間隔で２４時間以上連続して自動測定でき、内部は体位センサ１１、体温センサ１２、測定タイマ１３、測定値格納部１４からなる。

体位センサ１１は、ｘ，ｙ，ｚ方向の加速度３軸加速度センサであり、加速度を検出することで、体位計１０が取り付けられている身体の体位を判断するもので、体位センサ１１の各ｘ，ｙ，ｚ方向の加速度の値より、体位が立位・倒立位・右側臥位・左側臥位・仰臥位・伏臥位であるかどうかを算出する手法が既に知られている。

体温センサ１２は、体位計１０が使用者の体に装着されているかどうかの確認を、使用者の体温によって温められた体位計１０の温度を測定することで判断しており、例えば、入浴等のために体位計１０が身体から取り外されて置かれた場合、体位センサ１１に加速度が一定時間生じないため、入床したと誤判断されるのを、体位計１０の温度は低下（体から外されることによる）しているので、この温度低下した時間帯を体位計１０が外された時間帯として、この時間帯の入床・離床時刻の判断を避けるようにして、入床・離床時刻の判断精度を向上させるものである。なお使用者や環境等によってその必要がない場合は体温センサ１２は省略または機能停止してもよい。

測定タイマ１３は、時間管理を行い、任意に設定した所定の間隔・タイミングで、体位センサ１１と体温センサ１２に加わった加速度や温度を測定する指令を出し、その際の時刻と体位センサ１１や体温センサ１２からの各種情報は測定値格納部１４に収納される。

血圧計２０は、所定間隔で２４時間以上連続して使用者の血圧を測定可能なもので、かつ、使用者の自由行動下で使用者に負担なく血圧を測定するため、カフレス式の血圧計（ＡＢＰＭ）であり、その外観は図３に示すように、腕時計型で、連続装着を可能としている。

この血圧計２０の内部は、血圧測定部２１、測定タイマ２２、測定値格納部２３とからなり、血圧測定部２１は、測定タイマ２２の指令により、例えば前記体位計１０の測定時刻と連動した１０〜３０分の間で任意に設定した間隔・タイミングで使用者の血圧を測定し、その際の時刻と血圧の情報は測定値格納部２３に格納される。

パソコン４０は、前記体位計１０における測定値格納部１４から測定値を任意の時刻もしくは設定時刻に有線もしくは無線で受けるか、または常時無線で受けて、それらの値に基づいて、使用者の体位を算出する体位算出部４１、使用者の入床・離床時刻算出を算出する入床・離床時刻算出部４２、体位計装着時刻算出部４３を有している。

更に、前記血圧計２０における測定値格納部２３から測定値を任意の時刻もしくは設定時刻に有線もしくは無線で受けるか、または常時無線で受けて、それらの値と前記入床・離床時刻算出部４２で得られた入床・離床時刻の値とから、夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合を算出する血圧算出部４４、及び、夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合を示す血圧表示部４５で構成される。

このパソコン４０には、いわゆる卓上型、据え置き型のパーソナルコンピュータ以外に、スマートフォンやタブレットのような情報端末も含まれ、ソフトウェアにより上記した体位算出部４１、入床・離床時刻算出部４２、体位計装着時刻算出部４３、血圧算出部４４における計算による値の算出が可能で、血圧表示部４５における表示をするモニタ等を有するものであれば特に限定されず、その他これらの機能を備えた専用端末・装置等であってもよい。

（２）体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計
体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計は、大きく分けて、体位計１０とアクチグラフ睡眠計３０（活動量計）とパソコン４０により構成される。

まず、体位計１０は、前記体位センサ機能付き自由行動下血圧計の体位計１０と同様であり、その構成要素の体位センサ１１、体温センサ１２、測定タイマ１３、測定値格納部１４もその作用は同様であり、詳細な説明を省略する。

また、体温センサ１２により、入浴等のために使用者から体位計１０が取り外されて置かれた場合、この時間帯の睡眠・覚醒の判断を避けるようにする点も、前記（１）体位センサ機能付き自由行動下血圧計と同様である。

アクチグラフ睡眠計３０は、所定間隔で２４時間以上連続して使用者が覚醒状態か睡眠状態かを測定可能なもので、従来、脳波を計ることにより覚醒・睡眠状態を判断していたのに対し、使用者の自由行動下で使用者に負担なく小型であり、かつ、脳波を計るのと同様な覚醒・睡眠状態を判断する機能を有し、その外観は図４に示すように、小型の腕時計型で、使用者の腕に装着するのを可能としている。

アクチグラフ睡眠計３０の内部は、身体活動量を計るアクチグラフ３１、測定タイマ３２、測定値格納部３３からなり、アクチグラフ３１は、測定タイマ３２の指令により所定間隔・タイミングで使用者の身体活動量から覚醒状態か睡眠状態かを算出し、その際の時刻と睡眠状態の情報は測定値格納部３３に格納される。

パソコン４０には、体位算出部４１、入床・離床時刻算出部４２、体位計装着時刻算出部４３を有しており、これらの機能は、前記体位センサ機能付き自由行動下血圧計と同様であり、詳細な説明を省略する。

更に、体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計におけるパソコン４０では、アクチグラフ睡眠計３０における測定値格納部３３から測定値を任意の時刻もしくは設定時刻に有線もしくは無線で受けるか、または常時無線で受けて、それらの値に基づいて、使用者の覚醒・睡眠状態から入眠潜時・睡眠効率・中途覚醒時間・総睡眠時間を算出する睡眠状態算出部４６と、入眠潜時・睡眠効率・中途覚醒時間・総睡眠時間を表示する睡眠状態表示部４７を含む。

次に、実施形態に係る（１）体位センサ機能付き自由行動下血圧計による血圧測定方法については図１、図３、図５、図６に基づいて、（２）体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計による睡眠状態測定方法については図２、図４、図５、図６に基づいて説明する。

（１）体位センサ機能付き自由行動下血圧計
まず、使用者に体位計１０と血圧計２０を装着する。
体位計１０は体幹に装着するが、体位センサ１１は３軸加速度センサを用いており、常に体幹と同一方向となるようにするため、経験上、特に腰のあたりが好ましい。また、ＡＢＰＭ（血圧計）２０は脈波から血圧を測定する腕時計型であり（図３）、使用者の手首あたりに嵌めて装着する。

使用者の血圧を血圧計２０の血圧測定部２１にて測定タイマ２２を参照して一定間隔（例えば、１０〜３０分間隔）で測定する［ＳＴＥＰ１］。

体位計１０では、測定タイマ１３を参照して上記血圧測定と同期させて、体位センサ１１による体位測定行う［ＳＴＥＰ２］。同時に、それと同期させて体温センサ１２による体温（装着確認）を測定する［ＳＴＥＰ３］。

測定したデータを、血圧測定部２１の値は測定値格納部２３に格納し［ＳＴＥＰ４］、体位センサ１１の値および体温センサ１２の値は測定値格納部１４に収納する［ＳＴＥＰ５、６］。

測定値格納部１４に格納された体位のデータは、所定間隔または任意あるいは定時刻にパソコン４０に有線又は無線で送られ、体位算出部４１にて、立位・倒立位・右側臥位・左側臥位・仰臥位・伏臥位の体位を算出する。そのひとつの方法として、立位・臥位を算出する［ＳＴＥＰ７］。

立位・臥位の算出方法としては、３軸加速度センサである体位センサ１１の情報のうち、Ｚ軸方向（使用者が立位の場合の高さ方向）の加速度情報を検出して行い、得られた立位・臥位のデータから入床・離床時刻算出部４２にて入床・離床時刻を算出する［ＳＴＥＰ８］。

上記ＳＴＥＰ７およびＳＴＥＰ８において、入床・離床時刻を算出するためのデータの一例を図５のグラフ１，２，３及び図６のグラフ４，５，６に示す。
グラフ１は、体位センサ１１によって得られた測定値を、２０時から次の日の１２時まで、切り出した値である。
グラフ２は、グラフ１から、立位と臥位を判定するために必要なＺ軸を抽出したものである。

立位と臥位を判定する閾値は概ね０．４Ｇから０．６Ｇである（より好ましくは０．４Ｇである）。グラフ２において閾値を０．４Ｇとし、０．４Ｇより小さい値を“０”、大きい値を“１”と判定し、グラフに記したものが、グラフ３である。

入床・離床時刻を判定するための閾値としての臥位時間は経験的に概ね３０分から３時間である（より好ましくは１時間）。

グラフ３において、“０”が１時間以上続く時間帯の最初の時刻を入床時刻。最後の時刻を離床時刻と判定する。本判定方法は、睡眠中の起き上がった時刻やトイレに行った時刻も判定できる。
例えば、入床時刻：１時６分１１秒。トイレに行った時刻：６時３２分５１秒。再度入床した時刻：６時４８分１１秒。離床した時刻：８時５２分５１秒と正確に分かる。

一方、入床・離床時刻の信頼度を上げる方法として、体位計１０に取り付けた体温センサ１２の温度情報より、体位計１０の装着時刻を算出する［ＳＴＥＰ９］。

即ち、入浴時など体位計１０を外している時間のデータを取り除くことで、さらに信頼度を上げることができる。その具体例を下記に記す。

グラフ４は、体位計１０の装着確認のために体位計１０に取り付けた体温センサ１２により得られた温度の測定値で、２０時から次の日の１２時までの間で切り出したものである。体位計１０を外しているか否かを判定するための閾値としては経験的に概ね体温センサ１２による測定温度が３２℃以下がよい（より好ましくは３０℃以下）。この実施形態の場合、グラフ４における測定温度の閾値を３０℃とし、３０℃より小さい値を“１”、大きい値を“０”と判定し、グラフに記したものがグラフ５である。

ここで、同時刻のグラフ３とグラフ５の値を合わせ、どちらか一方、または両方が“１”の時は“１”。両方とも“０”の時は“０”と判定し、新たにグラフにしたものがグラフ６である。この判断アルゴリズムを使うことで、もし、体位センサ１１を１時間以上外していても（入浴時など）入床したと誤判定することがなくなる。

ＳＴＥＰ９で得られた体位計１０の装着時刻から体位センサ装着時刻算出部４３にて体位計１０機器を装着していない時刻を割り出し、前記ＳＴＥＰ８で得られた入床・離床時刻から除外し、入床・離床時刻の信頼度を上げる［ＳＴＥＰ１０］。

ＳＴＥＰ８またはＳＴＥＰ１０で得られた［入床・離床時刻］と、血圧計２０から得られた［血圧値］を用いて、先に記載した算出式にて、夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合が導き出され、パソコン４０の血圧算出部４４にて夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合を算出し［ＳＴＥＰ１１］、その値に基づいて、パソコン４０の血圧表示部４５にて、夜間血圧・日中血圧・夜間血圧低下割合の値を表示する［ＳＴＥＰ１２］。

（２）体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計
まず、使用者に体位計１０とアクチグラフ睡眠計３０を装着する。
体位センサ機能付きアクチグラフ睡眠計による睡眠状態測定方法において、ＳＴＥＰ２、ＳＴＰＥ３、ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ１０までは、体位センサ機能付き自由行動下血圧計における、体位計１０の動作と同じであるので、詳細な説明は省略する。

使用者の身体活動量をアクチグラフ睡眠計３０のアクチグラフ３１にて測定タイマ３２を参照して一定間隔（例えば、１分間隔）でその体動を測定し［ＳＴＥＰ１］、測定したデータを、測定値格納部３３に格納する［ＳＴＥＰ４］。

アクチグラフ睡眠計３０のアクチグラフ３１から得られる身体活動量に基づいて、既知の方法により、使用者が睡眠状態にあるか覚醒状態にあるかの判断が可能となる。

次に、アクチグラフ睡眠計３０から得られた使用者の［覚醒状態］、［睡眠状態］のデータは、所定間隔または任意あるいは定時刻にパソコン４０に有線又は無線で送られ、睡眠状態算出部４６にてＳＴＥＰ８またはＳＴＥＰ１０の入床・離床時刻と合わせて、睡眠状態算出部４６にて、以下に記載する算出式にて、入眠潜時・睡眠効率・中途覚醒時間・総睡眠時間を算出し［ＳＴＥＰ１１］、その値に基づいて、パソコン４０の睡眠状態表示部４７にて、入眠潜時・睡眠効率・中途覚醒時間・総睡眠時間の値を表示する［ＳＴＥＰ１２］。

入眠潜時・睡眠効率・中途覚醒時間・総睡眠時間の算出式は、以下の通りである。
入床・離床時刻算出部で得られた［入床・離床時刻］と、アクチグラフ睡眠計で計測された身体活動量に基づいて算出された［覚醒状態］や［睡眠状態］の情報を用いて、
入眠潜時は、［入床時刻］−［入眠時刻］（分）で求められる（［入眠時刻］はアクチグラフ睡眠計から得られた睡眠状態に入った時刻）。
睡眠効率は、［寝ていた時間］／（［入床時刻］−［離床時刻］）（％）で求められる（［寝ていた時間］はアクチグラフ睡眠計から得られた実睡眠時間）。
中途覚醒時間は、［起きていた時間］／（［入眠時刻］−［離床時刻］）（分）で求められる（［起きていた時間］はアクチグラフ睡眠計から得られた実覚醒時間）。
総睡眠時間は、（［寝ていた時間］／（［入床時刻］−［離床時刻］））×（［入床時刻］−［離床時刻］）（分）で求められる。

なお、以上の実施形態で示した装置および測定方法は、あくまで本発明の実施形態の一例であり、この発明の目的を達成する範囲内で適宜変更して実施できる。

また、使用者は体位計１０と共に、血圧計２０およびアクチグラフ睡眠計３０を同時に装着し、パソコン４０では血圧算出部４４、血圧表示部４５と共に、睡眠状態算出部４６、睡眠状態表示部４７を両方装備して、使用者の血圧及び睡眠を同時に検査するようにすることもできる。

その他、体位計１０、血圧計２０、アクチグラフ睡眠計３０の各種データをロガーに保存せずに（測定値格納部１４、２３、３３を介さずに）直接パソコン４０に送ることも考えられる。

また、パソコン４０を別途用意せずに、血圧計２０またはアクチグラフ睡眠計３０へパソコン機能（計算機能）を組み込んで、血圧計２０またはアクチグラフ睡眠計３０にて各種算出、表示を行うようにしてもよく、その場合、体幹に取り付けた体位計１０のロガーに保存されたデータは血圧計２０またはアクチグラフ睡眠計３０へ有線または無線で送られる。その際、体位計１０の体位データを測定値格納部１４に保存せず直ぐに送ることも考えられる。

１０ 体位計
１１ 体位センサ
１２ 体温センサ
１３、２２、３２ 測定タイマ
１４、２３、３３ 測定値格納部
２０ 血圧計
２１ 血圧測定部
４０ パソコン
４１ 体位算出部
４２ 入床・離床時刻算出部
４３ 体位計装着時刻算出部
４４ 血圧測定部
４５ 血圧表示部
４６ 睡眠状態算出部
４７ 睡眠状態表示部

Claims (6)

1. 使用者の体に装着可能で使用者の体位を所定間隔で測定する体位計と、
   使用者の体に装着可能で使用者の血圧を所定間隔で測定する血圧計と、
   前記体位計からの体位情報を得て使用者の入床時刻及び離床時刻を判定する入床・離床時刻算出部と、
   前記血圧計からの血圧情報と、前記入床・離床時刻算出部の入床時刻及び離床時刻の情報から、夜間血圧、日中血圧及び夜間血圧低下割合を算出する血圧算出部とからなることを特徴とする血圧測定装置。
2. 前記体位計は、３軸加速度センサを用いたものであることを特徴とする請求項１に記載の血圧測定装置。
3. 前記体位計に、使用者の体温を所定間隔で測定する体温センサが取り付けられ、体温センサからの体温情報が所定温度以下の時間帯について、入床・離床時刻の判断をしないようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の血圧測定装置。
4. 使用者の体に装着された血圧計で使用者の血圧を所定間隔で連続して測定する工程と、
   使用者の体に装着された体位計で使用者の体位を所定間隔で連続して測定する工程と、
   前記体位計からの体位情報から使用者の入床時刻及び離床時刻を算出する工程と、
   前記血圧計からの血圧情報と前記算出された入床時刻及び離床時刻の情報から夜間血圧、日中血圧及び夜間血圧低下割合を算出する工程とからなることを特徴とする血圧測定方法。
5. 前記入床時刻及び離床時刻を算出する工程において、体位計が計測する３軸加速度のうちｚ軸方向（使用者が立位の場合の高さ方向）の加速度が、０．４Ｇ〜０．６Ｇの範囲内で設定した閾値を３０分〜３時間の範囲内で設定した所定時間超えなかった時間帯の、最初の時刻を入床時刻、入床時刻後の前記加速度が閾値を超えた時刻を離床時刻と判定することを特徴とする請求項４に記載の血圧測定方法。
6. 前記入床時刻及び離床時刻を算出する工程において、体位計に体温センサを付属させ、体温センサからの温度情報が所定温度以下の時間帯について、体位計の情報から入床・離床時刻を判定しないようにしたことを特徴とする請求項４又は５に記載の血圧測定方法。

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