JP6989942B2 - 測定装置、測定方法及びプログラム - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 ［発表］・平成２９年５月３日～平成２９年５月５日発表、第５６回日本生体医工学会大会

本発明は、測定装置、測定方法及びプログラムに関する。

本発明に関連する技術が、特許文献１乃至６に開示されている。

特許文献１には、寝具等に設置された振動を検出するセンサにて得られた信号より、信号の各波高、各波高の比、各波相互の時間間隔等を演算し、それに基づき血圧値、動脈硬化度、心拍出量等を判定する生体モニタ装置が開示されている。

特許文献２には、生体の脈波信号を取得する第１情報取得部と、脈波信号又は心電図信号を第１情報取得部とは異なる位置で取得する第２情報取得部とを有し、取得情報から心拍周期を算出して人体の位置が変化したか否かを判定する生体信号計測装置が開示されている。

特許文献３には、被測定者の心電に関する心電情報と、被測定者の脈波に関する脈波情報とに基づいて血圧値を算出する計測装置が開示されている。

特許文献４には、寝具に設置された第１乃至第３の電極を用いて、心電図成分の信号及び呼吸成分の信号を同時に検出する生体信号測定装置が開示されている。

特許文献５には、寝具に設置された電極を用いて、人体の情報をモニタする情報モニタリング装置が開示されている。

特許文献６には、被験者の生体情報から睡眠深度を推定する生体情報取得装置が開示されている。

特許第３５９６２１２号公報 特許第６０２００８２号公報 特開２０１４－１２０７２号公報 特許第５８２０６００号公報 特許第４４１４１５２号公報 特許第６０１１２４０号公報

測定されていることを意識させることなく被験者の血圧値を測定する技術が望まれている。

特許文献１に記載のように、寝具等の器具側に設置したセンサで振動を検出する場合、センサの出力信号には血流要因以外の人体の振動が重畳する。このため、各波相互の時間間隔（脈波伝搬時間）を算出することは難しい。また、算出できた場合でも測定誤差が大きくなる。

特許文献２及び３の技術の場合、被験者の胸部や指等を測定部（電極など）に接触させる必要がある。電極を被験者に接触させると、被験者は測定を意識してしまう。また、人体への電極の接触は不快感を招く場合がある。

特許文献４乃至６は、血圧値を測定することを開示していない。

本発明は、測定されていることを意識させることなく被験者の血圧値を測定する技術を提供することを課題とする。

本発明によれば、
絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットと、
前記少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算部と、
を有し、
被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置される測定装置が提供される。

また、本発明によれば、
絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定し、
被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置される測定方法が提供される。

また、本発明によれば、
コンピュータを、
絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算手段として機能させ、
被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置されるプログラムが提供される。

本発明によれば、測定されていることを意識させることなく被験者の血圧値を測定する技術が実現される。

本実施形態の測定装置の機能ブロック図の一例である。 Astable Multivibrator４０の回路図の一例である。 本実施形態の演算部７０のハードウエア構成の一例を示す図である。 本実施形態の演算部７０により算出される脈波到達時間を説明するための図である。 本実施形態の演算部７０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の第２の電極を複数設けた一例を示す図である。 本実施形態の第２の電極を複数設けた場合の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の第２の電極を複数設けた場合の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の貫通穴を設けた電極の一例を示す模式図である。

まず、本実施形態の測定装置の概要を説明する。本実施形態の測定装置は、少なくとも２セットの電極セットを有する。各電極セットは、１つの第１の電極と、少なくとも１つの第２の電極とを有する。第１及び第２の電極は、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する。すなわち、本実施形態では、電極を被験者の皮膚に直接接触させない。本実施形態では、「被験者の皮膚」－「絶縁物」－「電極」がこの順に並んで構成される容量性結合電極からの信号を検出する。容量性結合電極は、例えば特許文献４に開示されている。

そして、本実施形態の測定装置は、第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差（脈波到達時間）に基づき、被験者の血圧値を推定する。

このような本実施形態の測定装置によれば、測定されていることを被験者に意識させることなく被験者の血圧値を精度よく測定することができる。

次に、本実施形態の測定装置の一例を詳細に説明する。図１に、本実施形態の測定装置の機能ブロック図の一例を示す。

図示するように測定装置は、第１の電極セット１０と、第２の電極セット２０と、各種信号処理を行う構成要素（３０、４０、５０、６０）と、演算部７０とを有する。

第１の電極セット１０及び第２の電極セット２０は、寝具８０に設置されている。第１の電極１１及び２１、及び、第２の電極１２及び２２は、シーツや被験者の衣服等の絶縁物を介して、寝具８０の上に横になった被験者９０の皮膚と当接する。結果、「被験者の皮膚」－「絶縁物」－「電極」がこの順に並んで容量性結合電極を構成する。当該例の場合、就寝中の被験者９０の血圧値を測定・観察することができる。

第１の電極セット１０は、被験者の脈動を測定するために用いられる。第１の電極セット１０は、被験者の四肢の信号を測定可能な位置に設置される。

なお、第１の電極１１は被験者９０の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、第２の電極１２は同じ脚のかかとの信号を測定するのが好ましい。第１の電極１１及び第２の電極１２は、図示するようにこのような信号を測定可能な位置に設置されてもよい。このようにした場合、他の位置の信号を測定する場合に比べて、測定精度が向上する。

第２の電極セット２０は、被験者の心電を測定するために用いられる。第２の電極セット２０は、被験者の胴体の信号を測定可能な位置に設置される。例えば、第１の電極２１は被験者９０の胸部付近の信号を測定可能な位置に設置され、第２の電極２２は被験者の腰や臀部付近の信号を測定可能な位置に設置される。

ＥＣＧ３０は、第１の電極２１の信号及び第２の電極２２の信号の差動成分の信号から心電図成分の信号を取り出す。なお、ＥＣＧ３０は、増幅器、ハイパスフィルタ、ノッチフィルタ、ローパスフィルタ等を有し、これらで心電図成分の信号を処理してもよい。ＥＣＧ３０のこれらの技術は、例えば特許文献４に開示の技術で実現される。ＥＣＧ３０は、心電図成分の信号Ｖ_ＥＣＧを出力する。

Astable Multivibrator４０は、第１の電極１１と生体皮膚でできる容量結合及び第２の電極１２と生体皮膚でできる容量結合を回路の一部として組み込む。Astable Multivibrator４０の回路図の一例は、図２で示される。

ここで、図２の回路について簡単に説明する。第１の電極１１を含む容量結合と、第２の電極１２を含む容量結合は、Astable Multivibrator４０の発信周波数に影響を与える。

図１に戻り、Development Pulse Beat Sensor５０は、Astable Multivibrator４０より入力された信号から直流成分Ｖ_Ｂｏｄｙ、及び、交流成分（脈動信号）Ｖ_ＰＢを取り出し、出力する。

Development Pulse Beat Sensor５０は、例えば、Frequency Divider５１と、Ｆ／ＶConverter５２と、Buffer５３と、Ｂ．Ｐ．Ｆ．（Band Pass Filter）５４と、Inv.Amp.５５とを有する。

Astable Multivibrator４０から入力された信号は、Frequency Divider５１で分周された後、Ｆ／Ｖ Converter５２で周波数／電圧変換を行われる。その後、Buffer５３を通った後、出力される（Ｖ_Ｂｏｄｙ）。また、Buffer５３から出力された信号は、Ｂ．Ｐ．Ｆ５４でフィルタリングされ、次いで、Inv.Amp.５５で増幅された後、出力される（Ｖ_ＰＢ）。

Ａ／Ｄ Converter６０は、Ｖ_ＥＣＧ、Ｖ_Ｂｏｄｙ、Ｖ_ＰＢに対してアナログ／デジタル変換を行い、変換後のデジタル信号を演算部７０に入力する。

演算部７０は、コンピュータであり、例えばＰＣ（personal Computer）、スマートフォン、タブブレット等が例示されるが、これらに限定されない。

まず、演算部７０のハードウエア構成の一例について説明する。演算部７０は、任意のコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、メモリにロードされるプログラム、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット（あらかじめ装置を出荷する段階から格納されているプログラムのほか、ＣＤ（Compact Disc）等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムをも格納できる）、ネットワーク接続用インターフェイスを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。

図３は、演算部７０のハードウエア構成を例示するブロック図である。図３に示すように、演算部７０は、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、入出力インターフェイス３Ａ、周辺回路４Ａ、バス５Ａを有する。周辺回路４Ａには、様々なモジュールが含まれる。なお、演算部７０は物理的及び／又は論理的に分かれた複数の装置で構成されてもよい。この場合、複数の装置各々が、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、入出力インターフェイス３Ａ、周辺回路４Ａ、バス５Ａを有してもよい。

バス５Ａは、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、周辺回路４Ａ及び入出力インターフェイス３Ａが相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。プロセッサ１Ａは、例えばＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ２Ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。入出力インターフェイス３Ａは、入力装置（例：キーボード、マウス、マイク、物理キー、タッチパネルディスプレイ、コードリーダ等）、外部装置、外部サーバ、外部センサ等から情報を取得するためのインターフェイスや、出力装置（例：ディスプレイ、スピーカ、プリンター、メーラ等）、外部装置、外部サーバ等に情報を出力するためのインターフェイスなどを含む。プロセッサ１Ａは、各モジュールに指令を出し、それらの演算結果をもとに演算を行うことができる。

次に、演算部７０の機能を説明する。演算部７０は、第１の電極セット１０で測定された信号の特徴点と、第２の電極セット２０で測定された信号の特徴点との時間差（脈波到達時間）に基づき、被験者の血圧値を推定する。

具体的には、演算部７０は、心電図Ｒ波時刻検出器で、心電図信号にＲ波ピークが現れた時刻（第１の時刻）を検出する。また、演算部７０は、ピーク・ボトム・ゼロ交差時刻検出器で、脈動信号に脈動ピークが現れた時刻（第２の時刻）を検出する。そして、演算部７０は、第１の時刻と第２の時刻との差を、脈波到達時間として算出する。図４に、心電図信号から抽出される特徴点（図中、心電図信号特徴点）と、脈動信号から抽出される特徴点（図中、脈動信号特徴点）との時間差（脈波到達時間）を示す。

心電図Ｒ波時刻検出器は、心電図信号からＲ波ピークを検出することができる。例えば、心電図Ｒ波時刻検出器は、パン・トンプソンアルゴリズム等を用いて、心電図信号からＲ波ピークを検出する。その他、心電図Ｒ波時刻検出器は、バンドパスフィルタ適用後、波形の傾きの２乗を求めしきい値と比較して、心電図信号からＲ波ピークを検出してもよい。

ピーク・ボトム・ゼロ交差時刻検出器は、脈動信号から脈動ピークを検出することができる。例えば、ピーク・ボトム・ゼロ交差時刻検出器は、バンドパスフィルタ適用後、心電図Ｒ波時刻（上記第１の時刻）から一定の時間内（例えば２００～３００ｍｓｅｃ間）にある最大値をとることで、脈動信号から脈動ピークを検出する。

また、演算部７０は、予め、脈波到達時間と血圧値との関係を示す情報（例：関数、テーブル等）を保持しておく。そして、演算部７０は、算出した脈波到達時間と当該情報とを用いて、血圧値の推定値を算出する。

演算部７０は、算出した血圧値の推定値をディスプレイに表示したり、時刻と対応付けて記憶装置に記憶したりする。

次に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態の演算部７０の処理の流れの一例を示す。

第１の電極セット１０及び第２の電極セット２０で検出された信号は、所定の構成要素（３０、４０、５０、６０）により各種信号処理を行われた後、演算部７０に入力される。演算部７０は、第１の電極セット１０の信号及び第２の電極セット２０の信号を取得すると（Ｓ１０）、時刻（例えば取得時刻）と対応付けて当該信号を記憶する。ここまでは、リアルタイム処理で実行される。以降は、リアルタイム処理で実行されてもよいし、バッチ処理で実行されてもよい。

Ｓ１１では、演算部７０は、Ｓ１０で記憶した信号を処理し、第１の電極セット１０の信号（脈動信号）に脈動ピークが現れた時刻（第２の時刻）を検出する。また、演算部７０は、第２の電極セット２０の信号（心電図信号）にＲ波ピークが現れた時刻（第１の時刻）を検出する。

その後、演算部７０は、第１の時刻と第２の時刻との差を、脈波到達時間として算出する（Ｓ１２）。

次いで、演算部７０は、予め保持している脈波到達時間と血圧値との関係を示す情報（例：関数、テーブル等）と、Ｓ１２で算出した脈波到達時間とを用いて、血圧値の推定値を算出する（Ｓ１３）。

その後、演算部７０は、算出した血圧値の推定値をディスプレイに表示する（Ｓ１４）。なお、演算部７０は、算出した血圧値の推定値を、時刻と対応付けて不揮発性の記憶装置に記憶してもよい。

以上説明した本実施形態の測定装置によれば、「被験者の皮膚」－「絶縁物」－「電極」がこの順に並んで構成される容量性結合電極からの信号に基づき、被験者の血圧値を推定する。本実施形態の場合、電極を被験者の皮膚に直接接触させる必要がない。このため、測定されていることを意識させることなく、被験者の血圧値を測定することができる。

また、本実施形態の測定装置によれば、同様の理由で、測定されていることを意識させることなく、被験者の心電図信号や脈動信号を測定することができる。

また、本実施形態の測定装置では、寝具に電極を設置することができる。この場合、被験者はこの寝具の上に横になるだけでよい。このような条件が揃えば、電極がシーツや被験者の衣服等の絶縁物を介して被験者の皮膚と当接し、容量性結合電極を構成する。このため、本実施形態の測定装置によれば、電極が被験者に直接接することで不快感を与えることがない。また、電極を被験者に拘束する必要がない。このため、測定されていることを意識させることなく、被験者の血圧値を測定することができる。この場合、就寝中の被験者９０の血圧値を観察することができる。

また、本実施形態の測定装置では、血圧値の推定に用いる信号として心電図信号及び脈動信号を用いる。心電図信号は生体発生電位をとらえ、脈動信号は生体表面の動きをとらえている。そのため特徴点の時刻に影響を与えるような外乱が入った場合、どちらかの信号にのみ影響を与える確率が高くなり、外乱による信号異常状態の判定がし易くなる。信号異常状態判定時には血圧推定を実施しないことで、結果、血圧値の推定精度が向上する。

また、本実施形態の測定装置では、一方の脚のふくらはぎ及びかかとの信号を測定し、血圧値を推定することができる。左右の脚で動脈の経路が異なる。このため、左右どちらかの脚だけで信号を検出することで、血圧値の推定精度が向上する。

次に、本実施形態の測定装置の変形例を説明する。本実施形態の測定装置は、以下で説明する複数の変形例の１つ又は複数を採用した構成とすることができる。

＜変形例１＞
変形例１の演算部７０は、第１の電極セット１０で測定された信号の直流成分の電位（以下、「直流成分電位」）が所定条件を満たす場合、血圧値を推定する処理を実行し、直流成分電位が所定条件を満たさない場合、血圧値を推定する処理を実行しない。すなわち、変形例１の演算部７０は、第１の電極セット１０で測定された信号の直流成分電位が所定条件を満たすか否かに応じて、血圧値を推定する処理を実行するか否かを切り替える。所定条件は、「基準値≧直流成分電位」である。

第１の電極セット１０に含まれる２つの電極の両方が絶縁物を介して被験者と当接し、容量性結合電極を構成している場合、第１の電極セット１０に含まれる２つの電極の少なくとも一方が容量性結合電極を構成していない場合に比べて、直流成分電位が低くなる。２つの電極の両方が容量性結合電極を構成している場合の直流成分電位と、２つの電極の少なくとも一方が容量性結合電極を構成していない場合の直流成分電位との間となるように上記基準値を定めると、基準値と直流成分電位との大小比較により、被験者が測定可能な状態にあるか否か（２つの電極の両方が容量性結合電極を構成している否か）を識別することができる。

そして、被験者が測定可能な状態にある場合のみ血圧値の推定を行い、被験者が測定可能な状態にない場合には血圧値の推定を行わないように構成することができる。なお、図１の直流成分Ｖ_Ｂｏｄｙが直流成分電位にあたる。

図１に示す第１の電極セット１０の第１の電極１１及び第２の電極を寝具８０の横方向いっぱいに伸ばした場合、第１の電極１１及び第２の電極１２各々に左右両方の脚が当接してしまう可能性が高くなる。この場合、第１の電極セット１０で測定される信号には左右両方の脚の信号が重畳してしまう。結果、脈波到達時間を用いた血圧値の推定精度が低くなる。

このため、第１の電極セット１０の第１の電極１１及び第２の電極は、寝具８０の横方向いっぱいに伸ばすことはできず、片方の脚のみが高確率で当接する長さ及び位置に設置される。この場合、寝具８０上で寝ている被験者の姿勢に応じて、第１の電極セット１０の第１の電極１１及び第２の電極１２の少なくとも一方が容量性結合電極を構成しなくなる可能性がある程度現れる。すなわち、血圧値を推定できない状態となる可能性がある。上記所定条件を満たす場合に血圧値を推定する処理を実行する構成とすることで、血圧値を推定できない状態で血圧値を推定する処理を実行してしまう無駄を軽減できる。結果、演算部７０の処理負担を軽減できる。また、推定精度が向上する。

＜変形例２＞
変形例２では、少なくとも１つの第１の電極セット１０は、複数の第２の電極を有する。そして、当該第１の電極セット１０からは、１つの第１の電極と、複数の第２の電極各々とのペア毎の信号が演算部７０に入力される。

図６を用いて一例を説明する。図６は、第１の電極セット１０のみを抽出した模式図である。図示する第１の電極セット１０は、１つの第１の電極１１と、２つの第２の電極１２－１及び１２－２を有する。この場合、第１の電極１１と第２の電極１２－１のペアで測定された信号、及び、第１の電極１１と第２の電極１２－２のペアで測定された信号が演算部７０に入力される。

演算部７０は、上述のような複数の第２の電極を有する第１の電極セット１０においては、複数のペアの中の、測定された信号の直流成分の電位が所定条件を満たすペアで測定された信号を、被験者の血圧値を推定する処理に利用する。

所定条件は、「基準値≧直流成分電位」である。基準値の決定手法は変形例１で説明した通りである。

例えば、図７に示すように、被験者の脚が第１の電極１１と第２の電極１２－１の上に位置する場合、第１の電極１１と第２の電極１２－１のペアで測定された信号の直流成分電位と、第１の電極１１と第２の電極１２－２のペアで測定された信号の直流成分電位と、基準値Ｖａとの関係は、図示するようになる。

この場合、演算部７０は、「基準値≧直流成分電位」を満たす第１の電極１１と第２の電極１２－１のペアで測定された信号を用いて、被験者の血圧値を推定する。すなわち、演算部７０は、「基準値≧直流成分電位」を満たさない第１の電極１１と第２の電極１２－２のペアで測定された信号を用いずに被験者の血圧値を推定する。

一方、例えば、図８に示すように、被験者の脚が第１の電極１１と第２の電極１２－２の上に位置する場合、第１の電極１１と第２の電極１２－１のペアで測定された信号の直流成分電位と、第１の電極１１と第２の電極１２－２のペアで測定された信号の直流成分電位と、基準値Ｖａとの関係は、図示するようになる。

この場合、演算部７０は、「基準値≧直流成分電位」を満たす第１の電極１１と第２の電極１２－２のペアで測定された信号を用いて、被験者の血圧値を推定する。すなわち、演算部７０は、「基準値≧直流成分電位」を満たさない第１の電極１１と第２の電極１２－１のペアで測定された信号を用いずに被験者の血圧値を推定する。

変形例２でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、変形例２によれば、第２の電極を複数設けることで、被験者がどのような状態になろうとも、血圧値を測定できる可能性が高くなる。すなわち、血圧値の測定（推定）に成功する確率が高くなる。例えば、寝返り等で寝具上の被験者の位置が変化しても、いずれかの電極で測定を継続できる。

また、変形例２によれば、被験者の状態に応じて適切な電極のペアを選択し、そのペアからの信号を用いて血圧値を推定することができる。結果、血圧値の推定精度が向上する。

＜変形例３＞
変形例３の測定装置は、複数の第１の電極セット１０を有する。そして、演算部７０は、複数の第１の電極セット１０各々で検出された信号の中のいずれかを用いて、被験者の血圧値を推定することができる。

複数の第１の電極セット１０各々は、被験者の異なる四肢（右脚、左脚、右腕、左腕）の信号を測定する。すなわち、複数の第１の電極セット１０各々は、被験者の異なる四肢を測定可能な位置に設置される。

演算部７０は、複数の第１の電極セット１０の中の、測定された信号の直流成分の電位が所定条件を満たす第１の電極セット１０で測定された信号を、被験者の血圧値を推定する処理に利用する。

所定条件は、「基準値≧直流成分電位」である。基準値の決定手法は変形例１で説明した通りである。

なお、変形例２と変形例３を組み合わせる場合、演算部７０は、複数の第１の電極セット１０の中の、測定された信号の直流成分の電位が所定条件を満たす第１の電極１１及び第２の電極のペアを少なくとも１つ有する第１の電極セット１０で測定された信号を、被験者の血圧値を推定する処理に利用する。

変形例３でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、変形例３によれば、第１の電極セット１０を複数設けることで、被験者がどのような状態になろうとも、血圧値を測定できる可能性が高くなる。すなわち、血圧値の測定（推定）に成功する確率が高くなる。例えば、寝返り等で寝具上の被験者の位置が変化しても、いずれかの電極で測定を継続できる。

また、変形例３によれば、被験者の状態に応じて適切な第１の電極セット１０を選択し、その第１の電極セット１０からの信号を用いて血圧値を推定することができる。結果、血圧値の推定精度が向上する。

＜変形例４＞
変形例４では、第１の電極セット１０及び第２の電極セット２０の両方を、被験者の四肢の信号を測定するために用いる。第１の電極セット１０及び第２の電極セット２０は、各々異なる四肢の信号を測定する。第１の電極セット１０及び第２の電極セット２０は、被験者の脈動を測定するために用いる。変形例４では、心電図信号を測定するための電極セットを設けない。変形例４でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。

＜変形例５＞
変形例５では、少なくとも１つの電極セットにおいて、第１の電極は第２の電極よりも表面積が大きい。

変形例５でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、第１の電極は第２の電極よりも表面積が大きい変形例５の場合、得られる波形の信号振幅が大きくなる。このため、特徴点の抽出精度が高くなり、算出する時間差（脈波到達時間）やそれに基づき算出される血圧値の推定精度が向上する。

＜変形例６＞
変形例６では、第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方に貫通穴が設けられる。図９に貫通穴を設けた電極の一例を模式的に示す。図９（１）は平面図、図９（２）は側面図である。図示する貫通穴は、電極の表面から裏面まで貫通する。

変形例６でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、電極の貫通穴を設けることで、電極表裏の空気の抜けがよくなる。この場合、絶縁物を介して被験者と接している側に存在する被験者の体温等に起因した熱や湿気を、貫通穴を介して電極の反対側に逃がすことができる。結果、熱や湿気により被験者が不快に感じる不都合を軽減できる。

＜変形例７＞
変形例７では、柔軟性を有する素材で電極を構成する。例えば、厚み０．１ｍｍ以下の導電布テープ等で電極を構成することができる。

変形例７でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、変形例７によれば、寝具での寝心地に電極が影響する不都合を軽減できる。このため、測定されていることを意識させることなく、被験者の血圧値を測定することができる。

＜変形例８＞
変形例８では、第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方の表面（少なくとも、被験者と対峙する側の面）に水分を通さない絶縁層を設ける。例えば、このような絶縁層としては樹脂フィルム等を選択できる。

容量性結合電極で信号を検出する本実施形態の場合、被験者の皮膚と電極の間に絶縁層を設けておく必要がある。本実施形態では、例えば、寝具にかけるシーツや被験者の衣服などを、被験者の皮膚と電極の間の絶縁層とすることができるが、汗や湿気で短絡してしまう可能性がある。変形例８によれば、被験者の皮膚と電極が短絡してしまう不都合を抑制できる。変形例８でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。

＜変形例９＞
変形例９の演算部７０は、複数の電極セットで測定された信号を用いて、被験者の睡眠深度を算出する。睡眠深度の算出方法は、例えば、特許文献６に記載の技術を採用できる。

変形例９でも、上述した本実施形態の測定装置の作用効果を実現できる。また、変形例９によれば、同じ電極で測定した信号に基づき、血圧値、脈動、心電図等に加えて、睡眠深度を算出することができる。同じ電極で測定した信号に基づき複数の情報が得られるので、測定のための設備投資に対する効果が大きくなる。また、複数の情報を組み合わせることで、睡眠中の健康管理をより高度に行える。

以下、参考形態の例を付記する。
１． 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットと、
第１の前記電極セットで測定された信号の特徴点と、第２の前記電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算部と、
を有する測定装置。
２． １に記載の測定装置において、
前記第１の電極セットは、被験者の四肢の信号を測定し、
前記第２の電極セットは、被験者の胴体の信号を測定する測定装置。
３． １又は２に記載の測定装置において、
前記第１の電極セットは被験者の脈動を測定し、前記第２の電極セットは被験者の心電を測定する測定装置。
４． １から３のいずれかに記載の測定装置において、
前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定する測定装置。
５． １から４のいずれかに記載の測定装置において、
前記第１の電極は、前記第２の電極よりも表面積が大きい測定装置。
６． １から５のいずれかに記載の測定装置において、
前記演算部は、前記電極セットで測定された信号の直流成分の電位が所定条件を満たす場合、血圧値を推定する処理を実行し、前記電位が前記所定条件を満たさない場合、血圧値を推定する処理を実行しない測定装置。
７． 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットのうちの第１の前記電極セットで測定された信号の特徴点と、第２の前記電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する測定方法。
８． コンピュータを、
絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットのうちの第１の前記電極セットで測定された信号の特徴点と、第２の前記電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算手段として機能させるプログラム。

１Ａ プロセッサ
２Ａ メモリ
３Ａ 入出力Ｉ／Ｆ
４Ａ 周辺回路
５Ａ バス
１０ 第１の電極セット
１１ 第１の電極
１２ 第２の電極
１２－１ 第２の電極
１２－２ 第２の電極
２０ 第２の電極セット
２１ 第１の電極
２２ 第２の電極
３０ ＥＣＧ
４０ Astable Multivibrator
５０ Development Pulse Beat Sensor
５１ Frequency Divider
５２ Ｆ／ＶConverter
５３ Buffer
５４ Ｂ．Ｐ．Ｆ．
５５ Inv.Amp.
６０ Ａ／Ｄ Converter
７０ 演算部
８０ 寝具
９０ 被験者

Claims (9)

1. 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットと、
   前記少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算部と、
   を有し、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置される測定装置。
2. 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットと、
   前記少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算部と、
   を有し、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極は、前記第２の電極よりも表面積が大きい測定装置。
3. 請求項１又は２に記載の測定装置において、
   前記第１の電極セットは、被験者の四肢の信号を測定し、
   前記第２の電極セットは、被験者の胴体の信号を測定する測定装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記第１の電極セットは被験者の脈動を測定し、前記第２の電極セットは被験者の心電を測定する測定装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記演算部は、前記電極セットで測定された信号の直流成分の電位が所定条件を満たす場合、血圧値を推定する処理を実行し、前記電位が前記所定条件を満たさない場合、血圧値を推定する処理を実行しない測定装置。
6. 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定し、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置される測定方法。
7. 絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定し、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極は、前記第２の電極よりも表面積が大きい測定方法。
8. コンピュータを、
   絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算手段として機能させ、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極は、被験者の左右何れかの脚のふくらはぎの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第２の電極は、前記脚のかかとの信号を測定し、
   前記第１の電極セットの前記第１の電極と前記第１の電極セットの前記第２の電極は同じ脚に配置されるプログラム。
9. コンピュータを、
   絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する１つの第１の電極と、絶縁物を介して被験者の皮膚と当接する少なくとも１つの第２の電極とを有する少なくとも２セットの電極セットの中の第１の電極セットで測定された信号の特徴点と、前記少なくとも２セットの電極セットの中の第２の電極セットで測定された信号の特徴点との時間差に基づき、被験者の血圧値を推定する演算手段として機能させ、
   被験者の皮膚、絶縁物及び前記第１の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成されるとともに、被験者の皮膚、絶縁物及び前記第２の電極がこの順に並んで容量性結合電極が構成され、
   前記第１の電極は、前記第２の電極よりも表面積が大きいプログラム。

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