JP7133576B2 - Continuous blood pressure measurement system by phase difference method - Google Patents

Continuous blood pressure measurement system by phase difference method Download PDF

Info

Publication number
JP7133576B2
JP7133576B2 JP2020033069A JP2020033069A JP7133576B2 JP 7133576 B2 JP7133576 B2 JP 7133576B2 JP 2020033069 A JP2020033069 A JP 2020033069A JP 2020033069 A JP2020033069 A JP 2020033069A JP 7133576 B2 JP7133576 B2 JP 7133576B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood pressure
pulse wave
sensor
light
infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020033069A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020142070A (en
Inventor
修 杤久保
昭彦 彌永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advance KK
Original Assignee
Advance KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advance KK filed Critical Advance KK
Publication of JP2020142070A publication Critical patent/JP2020142070A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7133576B2 publication Critical patent/JP7133576B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、位相差法による連続血圧測定システムに関する。 The present invention relates to a continuous blood pressure measurement system using a phase difference method.

高血圧は、循環器疾患、特に脳卒中の最大危険因子であり、血圧評価は、診断と治療にとって、最重要である。しかし、 一日の血圧は直接法で調べると、約10万個も存在し、その日内変動は数十mmHgにも及んでいる(文献1、5)。
このためこれまでの方法では、白夜高血圧や、仮面高血圧などの誤診の可能性が常にある。
現在まだ15~30分間隔で、血圧の国際基準部位において、上腕カフを用いたオシロメトリック法で1日の血圧が測定(Ambultatory Blood Pressure Monitoring:ABPM)が実用化されている(文献2)が、測定サンプルが少なく(約0.05%)、またカフ加圧のため睡眠中には侵襲が大きい。
Hypertension is the greatest risk factor for cardiovascular disease, especially stroke, and blood pressure assessment is of paramount importance for diagnosis and treatment. However, when blood pressure is examined by a direct method, there are about 100,000 blood pressure points per day, and the intraday variation is several tens of mmHg (References 1, 5).
For this reason, conventional methods always have the possibility of misdiagnosis such as white-night hypertension and masked hypertension.
At present, daily blood pressure measurement (Ambultatory Blood Pressure Monitoring: ABPM) using an upper arm cuff at the international reference site for blood pressure at intervals of 15 to 30 minutes has been put into practical use (Reference 2). , the number of samples to be measured is small (about 0.05%), and the cuff pressurization is highly invasive during sleep.

最近では心電図のR波と指や耳朶の光学的脈波による脈波伝播時間(C)や脈波伝播速度(Pulse Wave Velocity:PWV)を用いて収縮期血圧(SBP)を測定することも試みられている(文献3,文献4)が、 その動脈は細動脈(血圧は上腕動脈のような太い動脈で測定するのが国際基準)に近く、また心臓位置から離れているため静水圧の影響を大きく受け(心臓からの高さ±10cmで約±8mmHgの誤差)る(文献5) 。 また、その校正には、多くの定数(パラメータ)を必要とするなどの欠点がある。 Recently, attempts have been made to measure systolic blood pressure (SBP) using pulse wave propagation time (C) and pulse wave velocity (PWV) obtained from ECG R waves and optical pulse waves from fingers and earlobes. (References 3 and 4), but the arteries are close to arterioles (the international standard for blood pressure to be measured in large arteries such as the brachial artery) and are far from the heart, so they are affected by hydrostatic pressure. (The error is approximately ±8 mmHg at a height of ±10 cm from the heart) (Reference 5). Moreover, the calibration has drawbacks such as requiring many constants (parameters).

特開平7-313472号公報には、脈波伝搬時間に基づいて血圧変動を監視し、血圧変動が著しい時、加圧カフを用いて血圧値を測定しており、脈波伝搬時間は、血圧の変動の著しい部分を検出するだけに用いられており、実際の血圧の測定は、加圧カフによる従来の測定方法であり、上述の通り患者に対するカフ圧の影響は大きい。
特開2017-109063号公報には、1つの脈波センサによって測定した脈波波形の入射光と反射光の位相差をゼロに補償する周波数変化量からの対象物の物性を求め、更に血管の収縮と拡張によって脈波が形成される現象から収縮期血圧値及び拡張期血圧値を求める、ことが記載されているが、測定部位によって異なる血圧値に対応する点については、開示されていない。
特開昭50-33676には、脈波伝搬速度を心臓に近い部位に設けた圧脈波センサーと所定の距離をおいた容積脈波センサーの値の差からもとめて最高血圧、最低血圧等を測定する事が記載されているが、複数箇所をカフで加圧して得られる圧脈波を利用するものであり、測定部位によって異なる血圧値に対応する点については、開示されていない。
In JP-A-7-313472, blood pressure fluctuation is monitored based on the pulse wave transit time, and when the blood pressure fluctuation is significant, the blood pressure value is measured using a pressurization cuff. The actual blood pressure measurement is a conventional measurement method using a pressurized cuff, and as described above, the cuff pressure has a great influence on the patient.
In JP-A-2017-109063, the physical properties of the object are obtained from the amount of frequency change that compensates for the phase difference between the incident light and the reflected light of the pulse wave waveform measured by one pulse wave sensor to zero. Although it is described that the systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value are obtained from the phenomenon in which the pulse wave is formed by contraction and dilation, there is no disclosure regarding the point of dealing with different blood pressure values depending on the measurement site.
In JP-A-50-33676, the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, etc. are determined from the difference in the values of a pressure pulse wave sensor provided near the heart and a volume pulse wave sensor placed at a predetermined distance. Although it is described that the measurement is performed, it utilizes a pressure pulse wave obtained by pressurizing a plurality of locations with a cuff, and does not disclose the fact that it corresponds to different blood pressure values depending on the measurement location.

特開平11-318838号公報には、脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段と、前記生体の心拍数に関連する心拍数情報、および該生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報の少なくとも一方を算出する循環情報算出手段と、予め記憶された関係から、前記生体の動脈における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報(脈波伝搬時間DT)と、該生体の心拍数に関連する心拍数情報(心拍数RR)および該生体の末梢部における容積脈波の面積に関連する容積脈波面積情報(容積脈波面積比VR)の少なくとも一方とに基づいて、前記生体の血圧値EBP=α(1/DT)+βRR+γVR+δ(但し、α、β、γは係数、δは定数である)を推定する、ことが記載されている。特開平11-318838号公報において脈波伝搬速度(PWV)は、1つの脈波とR波検出の立ち上がりの時間差から求めているが、別途従来の血圧計を用いて、一定の間隔で正確な推定血圧を測定する構成を用いており、患者に対してカフ圧による負担が生じる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-318838 discloses pulse wave velocity information calculating means for calculating pulse wave velocity information related to the pulse wave velocity, heart rate information related to the heart rate of the living body, and heart rate information of the living body. circulatory information calculating means for calculating at least one of volume pulse wave area information related to the area of the volume pulse wave in the peripheral part; Velocity information (pulse wave transit time DT), heart rate information related to the heart rate of the living body (heart rate RR), and volume pulse wave area information related to the area of the volume pulse wave in the peripheral part of the body (volume pulse wave estimating the blood pressure value EBP of the living body EBP=α(1/DT)+βRR+γVR+δ (where α, β, and γ are coefficients, and δ is a constant) based on at least one of the wave area ratio VR). Have been described. In JP-A-11-318838, the pulse wave velocity (PWV) is obtained from the time difference between the rising edge of one pulse wave and the detection of the R wave. A configuration for measuring the estimated blood pressure is used, and the patient is burdened by the cuff pressure.

又、特開平07-241288号公報には、まだ実現されてはいないが、異なる動脈血管の部位で、ドップラー方式による血流を計り、その血流情報から脈波伝搬速度を求めて、更に絶対血圧を算出することが記載されているが、これら血流計の測定部は、目的とする血管周辺に配置されるように2つの超音波探査プローブが体内に埋め込まれて使用されるものであり、手軽に血流を測定する点については、開示されていない。 In addition, although it has not yet been realized in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-241288, the blood flow is measured by the Doppler method at different arterial blood vessel sites, and the pulse wave propagation velocity is obtained from the blood flow information. Although calculation of blood pressure is described, the measurement part of these blood flowmeters is used by embedding two ultrasonic probes in the body so as to be placed around the target blood vessel. However, the point of easily measuring blood flow is not disclosed.

特開平11-76233号公報には、超音波ドップラー血流計を用いて、非侵襲で血管の断面形状を計測し、血管壁の脈動を考慮して正確な血圧を測定することが記載されているが超音波による血管断層から血流情報を得る装置は、多数の超音波振動子を用いて得られる超音波情報を処理する為に、簡易性のある測定については、開示されていない。
特開平2016-190022号公報には、患者の映像信号から血圧の変動値を測定する手段が開示されており、主にカメラで撮影した顔の皮膚で反射した光を受け取って形成される顔画像データ及び顔画像データ以外の部位の皮膚データをRGB波長毎のフィルタを通した映像に分解し、更にぞれぞれのデータのG(グリーン)波長の輝度データから脈波を検出し、異なる部位のG(グリーン)波長の輝度データの位相差を求めた後、脈波伝搬時間に基づいて血圧の変動を演算推定しているが、顔画像及びそれ以外の皮膚の部位の複数部位から非接触で撮影しているため、皮膚反射光の散乱や減衰、ピントのずれ等の調整が必要となる等煩雑な処理工程を要しまた、正確に血圧を測定するための上腕部での血圧の測定については、開示されていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-76233 describes the use of an ultrasonic Doppler blood flowmeter to noninvasively measure the cross-sectional shape of a blood vessel, and to measure blood pressure accurately by taking into account the pulsation of the blood vessel wall. However, since the apparatus for obtaining blood flow information from a blood vessel tomogram using ultrasound processes ultrasound information obtained using a large number of ultrasound transducers, simple measurement is not disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-190022 discloses means for measuring blood pressure fluctuation values from a patient's video signal. Data and skin data of parts other than face image data are decomposed into images filtered for each RGB wavelength, and pulse waves are detected from luminance data of G (green) wavelength of each data, and different parts After obtaining the phase difference of the luminance data of the G (green) wavelength, the blood pressure fluctuation is calculated and estimated based on the pulse wave transit time, but from the face image and other skin parts non-contact Therefore, complicated processing steps are required, such as the need to adjust the scattering and attenuation of light reflected from the skin, and the shift in focus. has not been disclosed.

特開平7-313472号公報JP-A-7-313472 特開昭50-33676号公報JP-A-50-33676 特開2017-109063号公報JP 2017-109063 A 特開平11-318838号公報JP-A-11-318838 特開平7-241288号公報JP-A-7-241288 特開平11-76233号公報JP-A-11-76233

(文献1)Tochikubo O, etal : Variabillity of arterial blood pressure and classification of essential hypertension by multivariate statistical analysis. Jpn Cir J, 45(7), 781, 1981(Reference 1) Tochikubo O, et al: Variability of arterial blood pressure and classification of essential hypertension by multivariate statistical analysis. Jpn Cir J, 45(7), 781, 1981 (文献2)Tochikubo O, etal : A new compact 24-hour indirect blood pressure recorder and its clinical application. Jpn Heart J, 29(3), 257, 1988(Reference 2) Tochikubo O, et al: A new compact 24-hour indirect blood pressure recorder and its clinical application. Jpn Heart J, 29(3), 257, 1988 (文献3)Lopez G, etal : Continuous Blood Pressure Monitoring in Daily life. J of Advanced Medichal Desighn, System and Manufacturiy, 4(1) ; 179, 2010(Reference 3) Lopez G, etal : Continuous Blood Pressure Monitoring in Daily life. J of Advanced Medichal Design, System and Manufacturiy, 4(1); 179, 2010 (文献4) Bilo, G, etal : Blood pressure Monitoring. 20 : 291, 2015(Reference 4) Bilo, G, et al : Blood pressure Monitoring. 20: 291, 2015 (文献5) 杤久保 修 : 血圧の測定と臨床評価、メディカル トリビューン(東京)、1988(Reference 5) Osamu Kubo: Measurement and clinical evaluation of blood pressure, Medical Tribune (Tokyo), 1988 (文献6) Tochikubo O, etal : Relationship between 24-hour arterial and heart rate variation in normotensives, hypertensives and patients with Shy-Drager syndrome. Jpn Cir J, 51(5), 485, 1987(Reference 6) Tochikubo O, et al : Relationship between 24-hour arterial and heart rate variation in normotensives, hypertensives and patients with Shy-Drager syndrome. Jpn Cir J, 51(5), 485, 1987 (文献7)Tochikubo O, etal : Mathematical evaluation of 24-hour blood-pressure variavility in young, middle-aged and elderly hypertensive patients. Jpn Cir J, 51(10), 1123, 1987(Reference 7) Tochikubo O, et al : Mathematical evaluation of 24-hour blood-pressure variability in young, middle-aged and elderly hypertensive patients. Jpn Cir J, 51(10), 1123, 1987 (文献8)Tochikubo O, etal : Effects of insufficient sleep on blood pressure monitored by a new multibiomedical recoeder. Hypertension 27(6) : 1318, 1996(Reference 8) Tochikubo O, et al: Effects of insufficient sleep on blood pressure monitored by a new multibiomedical recoeder. Hypertension 27(6): 1318, 1996 (文献9)Tochikubo O, etal : Hemodynamic factors regulating blood pressure during sleep in patients with mild essential hypertension. Jpn Cir J, 61(1), 25, 1997(Reference 9) Tochikubo O, et al : Hemodynamic factors regulating blood pressure during sleep in patients with mild essential hypertension. Jpn Cir J, 61(1), 25, 1997 (文献10) Reming Ion Jw : The physiology of aorta and major artevies, Handb. Physical, chapter 24 : 799, 1961(Reference 10) Reming Ion Jw: The physiology of aorta and major artevies, Handb. Physical, chapter 24: 799, 1961 (文献11) W Chen, etal : Continuous estimation of systolic blood pressure using the pulse arrival time and intermittent calibration Med. Biol. Eng. Comput, 38 : 569, 2000(Reference 11) W Chen, et al: Continuous estimation of systolic blood pressure using the pulse arrival time and intermittent calibration Med. Biol. Eng. Comput, 38: 569, 2000 (文献12)Yamakoshi K,Shimazu H,Togawa T:Indirect measurement of instantaneous arterial bloo pressure in the human finger by the vascular unloading technique. IEEE Trans Biomed Eng 27:150-155,1980(Reference 12) Yamakoshi K, Shimazu H, Togawa T: Indirect measurement of instantaneous arterial bloo pressure in the human finger by the vascular unloading technique. IEEE Trans Biomed Eng 27:150-155, 1980

血圧の測定は、上腕や指などにカフを用いて固定しているため、加圧による侵襲といった患者への負担が大きく、又、脈波伝搬速度を用いる方法でも、耳や指などで測定している為、大きな静水圧の影響を受け、測定位置により変動するため、連続した血圧を計測するには未だ困難な状態である。
又、特開平07-241288号公報でしめすように、超音波血流計を用いて、脈波伝搬速度を得ることで、血圧値を求めることも提案されてはいるが、超音波血流計の計測用プローブと皮膚の接触面には、水、含水ゲル等を介する必要があり、例えば、透析治療時間(例えば4時間)継続して安定した皮膚との接触面を形成するには、水を保持しながら安定した接触面を継続して維持しなければならない。
Blood pressure is measured using a cuff fixed to the upper arm or finger, which puts a heavy burden on the patient due to the invasiveness of pressurization. Therefore, it is still difficult to continuously measure blood pressure because it is affected by a large hydrostatic pressure and fluctuates depending on the measurement position.
Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-241288, it has been proposed to obtain the blood pressure value by obtaining the pulse wave propagation velocity using an ultrasonic blood flow meter. The contact surface between the measurement probe and the skin must be interposed with water or hydrous gel. must continue to maintain a stable contact surface while holding

又、加圧侵襲の影響が少ない指先等での血圧測定においては、心臓と指先付近の高さを同じ状態にしないと、正確な血圧が測定できない等、取り扱いに煩雑さが生じる。
血圧の測定を無侵襲で行う機器が提案されるに至っているものの、例えば手首や腕で、血圧を測定しても、その高さによって、血圧値は変わり、おおよそ心臓と同じ高さに、血圧計がくるような状態で血圧を測定することで、主観的な高さを維持する程度であり、正確な測定には至っていない。
また、血液透析のような人工透析は、透析治療中、血液を介して、除水をおこなうことから血液中の水分が、減少しすぎるなどして、血圧の急激な低下が生じ、生命予後に影響を与えることから、血圧の監視が必要になる等、連続した血圧の測定が高血圧臨床からも希求されている。
In addition, when measuring blood pressure at a fingertip or the like, which is less affected by pressurization, unless the height of the heart and the vicinity of the fingertip are the same, the blood pressure cannot be measured accurately.
Although devices for non-invasive blood pressure measurement have been proposed, for example, even if blood pressure is measured on the wrist or arm, the blood pressure value changes depending on the height of the blood pressure. By measuring the blood pressure in a state where the gauge is coming, it is only to maintain a subjective height, and it has not reached an accurate measurement.
In addition, artificial dialysis such as hemodialysis removes water through the blood during dialysis treatment, so the amount of water in the blood decreases too much, causing a sudden drop in blood pressure and affecting the prognosis of life. Continuous blood pressure measurement is required from the clinical point of view of hypertension, such as blood pressure monitoring.

上記に鑑み本発明は、国際的基準部位の上腕部等において、血管径に対応した脈波を検出するための光学センサ(又は、微圧センサ、又は光学センサと微圧センサの組み合わせ)、前記光学センサからえられた生体浅部の細い血管に対応する脈波と生体深部の太い血管、または浅側頭動脈など、生体深部の太い血管に相当する血管に対応する脈波(光学的測定で得られた脈波でも、圧力変化的測定で得られた脈波でも可)又は血流波形の1乃至複数階数の微分値を算出する微分値算出手段、前記微分値算出手段で得られた脈波ごとの特徴点を検出する特徴点検出手段、前記特徴点検出手段で得られた特徴点間の位相差に基づいて血圧関連値を測定する血圧関連値測定手段の2つを組み合わせて構成、
更に、第2の方法として心電図信号を検出するための心電図信号検出手段、血管径に対応した脈波を検出するための光学センサ、前記光学センサからえられた生体浅部の細い血管に対応する脈波の1乃至複数階数の微分値を算出する微分値算出手段、前記微分値算出手段で得られた脈波の特徴点を検出する特徴点検出手段、前記特徴点検出手段で得られた特徴点と前記心電図信号検出手段で得られた心電図信号の特徴点の位相差に基づいて血圧関連値を測定する血圧関連値測定手段の組み合わせ構成により、生体を加圧侵襲することなく、上腕等に装着するだけで連続血圧の測定を実現した。また、校正のパラメータは、以下に示すように1つのみで、推定できる利点がある。
本発明では。臨床的には心部位に近く静水圧(水頭圧)が安定しており、上腕部で測定することが国際基準となっているように上腕部が血圧測定に最適な位置であることから上腕部で非侵襲的に測定可能な光学的脈波位相法を用いた小型携帯でWearable可能な血圧計に対してより好ましい形態となるが、この部位より一定の静水圧を決定できる部位(例えば、耳の傍を上下に通過する浅側頭動脈と、三角禍周辺等の耳介の浅い血管の脈波を用いて血圧を測定する場合がある。三角禍周辺の耳介は、耳たぶを含む外耳であって、耳珠以外の部位を示し、少なくとも脈波が検出できるところであればよい。
In view of the above, the present invention provides an optical sensor (or a micro-pressure sensor, or a combination of an optical sensor and a micro-pressure sensor) for detecting a pulse wave corresponding to the diameter of a blood vessel in an international reference site such as the upper arm, The pulse wave corresponding to the thin blood vessels in the superficial part of the body obtained from the optical sensor and the thick blood vessel in the deep part of the body, or the pulse wave corresponding to the thick blood vessels in the deep part of the body such as the superficial temporal artery (optical measurement obtained pulse wave or pulse wave obtained by pressure change measurement), differential value calculating means for calculating a differential value of one or more orders of blood flow waveform, pulse obtained by the differential value calculating means Constructed by combining two feature point detection means for detecting feature points for each wave and blood pressure-related value measurement means for measuring blood pressure-related values based on the phase difference between the feature points obtained by the feature point detection means,
Furthermore, as a second method, an electrocardiogram signal detection means for detecting an electrocardiogram signal, an optical sensor for detecting a pulse wave corresponding to the diameter of a blood vessel, and a thin blood vessel in a shallow part of the body obtained from the optical sensor. Differential value calculating means for calculating a differential value of one or more orders of a pulse wave, feature point detecting means for detecting feature points of the pulse wave obtained by the differential value calculating means, and features obtained by the feature point detecting means By combining the points and the blood pressure-related value measuring means for measuring the blood pressure-related value based on the phase difference between the characteristic points of the electrocardiogram signal obtained by the electrocardiogram signal detection means, the upper arm or the like can be used without applying pressure to the living body. Realized continuous blood pressure measurement just by wearing it. Also, the calibration parameter has the advantage of being only one and can be estimated as shown below.
in the present invention. Clinically, the upper arm is the optimal position for blood pressure measurement, as the hydrostatic pressure (head pressure) is stable near the heart, and the upper arm is the most suitable position for blood pressure measurement, as international standards have set. It is more preferable for a small portable and wearable sphygmomanometer using optical pulse wave phase method that can be measured non-invasively at the site where a constant hydrostatic pressure can be determined (e.g., the ear). Blood pressure may be measured using the pulse waves of the superficial temporal artery, which passes up and down near the pericardial artery, and the superficial blood vessels of the auricle, such as those around the triangular sinus. Any location other than the tragus can be shown and at least a pulse wave can be detected.

即ち、本発明の特徴は、
(1)心臓部位に近く、静水圧(水頭圧)が安定している上腕部にて2つの異なる波長のによる光学的に脈波を測定すること、又は、第2の方法として、血圧計の国際標準となっている上腕部にて特定の波長の光学的脈波信号と心電図を測定すること
(2)同部位にて、これら波長の異なる光と異なる方法を用いて、皮膚表面の細い動脈脈波と 深部の太い動脈脈波(光学的又は微圧センサ)を測定し、その時間的位相差と波形の差より血圧関連値、血圧値を推定すること、太い動脈脈波とは、測定した拍動のある血管の脈波のことを示し、光学的な脈波測定でも、微圧センサによる脈波測定であってもよい。例えば図2(c)で示すように、微圧センサで捉えられる脈波(圧脈波)は、赤外光で検出されるIR脈波と同程度の時相をもつことから、相互互換が可能な他、赤外光により検出した脈波(IR脈波)の時相を補う為の微圧センサが用いられる場合もある。

(3)1日の血圧変動値(Pi)は各人に異なる最小値(Po)と変動率(φi)からなり(Pi=φi×Po)、上記2項の方法を用い、φiの式を作成し、従来法に基づく血圧測定値から、Po(固定値)を決定(校正値Pc)し、連続して非侵襲的に小型で、患者に負担が少ない状態で連続して血圧を測定する超小型連続血圧計を提案することである。この方法で校正したPc値のみの定数(パラメーター)で血圧Piを連続的に推定できる利点がある。
That is, the feature of the present invention is
(1) Optically measuring pulse waves with two different wavelengths in the upper arm, which is close to the heart and has stable hydrostatic pressure (head pressure), or, as a second method, using a sphygmomanometer. Measuring an optical pulse wave signal of a specific wavelength and an electrocardiogram at the upper arm, which has become an international standard
(2) At the same site, using light with different wavelengths and different methods, the thin arterial pulse wave on the surface of the skin and the thick arterial pulse wave in the deep part (optical or micropressure sensor) are measured, and their temporal positions are measured. Blood pressure-related values and blood pressure values are estimated from phase differences and waveform differences. It may be pulse wave measurement by For example, as shown in FIG. 2(c), the pulse wave (pressure pulse wave) captured by the micropressure sensor has the same time phase as the IR pulse wave detected by infrared light, so mutual compatibility is possible. Alternatively, a micropressure sensor may be used to compensate for the time phase of the pulse wave (IR pulse wave) detected by infrared light.

(3) The daily blood pressure fluctuation value (Pi) consists of a different minimum value (Po) and fluctuation rate (φi) for each person (Pi = φi × Po). Po (fixed value) is determined (calibrated value Pc) from the blood pressure measurement value based on the conventional method, and blood pressure is continuously measured non-invasively and continuously in a state where there is little burden on the patient. It is to propose an ultra-compact continuous sphygmomanometer. This method has the advantage of being able to continuously estimate the blood pressure Pi using only the constant (parameter) of the Pc value calibrated by this method.

以下に本発明の測定原理を説明する。

測定原理

(1)血圧変動式:一日の血圧(i時の血圧 Pi)を勘案すると、約10万個/日の血圧には、固有最小値が有り(基底血圧Po)を示し、覚醒時、心身の活動により上昇(基底血圧から上昇分ΔPi)する(Pi=Po+ΔPc またはPo×φi、φi=血圧上昇率)が、その変圧変動のエネルギーは、心拍出量(Cardiac Output):COは、1回心拍出量StrokeVolumeをSV、心拍数HRとするとCO=SV×HR )によるもので、全末梢血管抵抗をRとすると平均血圧Piは、Pi=R×SV×HRの式で表せられる(文献6、文献7、文献8、文献9)。
The measurement principle of the present invention will be described below.

Measuring principle

(1) Blood pressure fluctuation formula: Considering the daily blood pressure (blood pressure Pi at time i), the blood pressure of about 100,000 pieces / day has a unique minimum value (basal blood pressure Po), and when awake, the body and mind (Pi = Po + ΔPc or Po × φi, φi = rate of increase in blood pressure) due to the activity of , and the energy of this change is Cardiac Output: CO is 1 If SV is the stroke volume StrokeVolume and HR is the heart rate, CO = SV x HR). Reference 6, Reference 7, Reference 8, Reference 9).

但し、収縮期血圧(SBP)は、動脈弾性(E:Elasticity) の影響を大きく受け、拡張期血圧(DBP)は全末梢血管抵抗Rの影響を強く受ける。すなわち1日に変動する随時血圧(Pi)は固有定数のPoと変動するSV、HR、Eの関数fである(文献6、文献7、文献8、文献9)。

Pi = f(SV,HR.R,E)×Po ・・・・・・・{1}式
However, systolic blood pressure (SBP) is greatly influenced by arterial elasticity (E), and diastolic blood pressure (DBP) is strongly influenced by total peripheral vascular resistance R. That is, the casual blood pressure (Pi) that fluctuates on a daily basis is a function f of the intrinsic constant Po and the fluctuating SV, HR, and E (References 6, 7, 8, and 9).

Pi = f (SV, HR.R, E) x Po ........ {1} formula

(2)Moens-Kortewegの式によると

Figure 0007133576000001

・・・・{2}式
の関係が示され(文献10)、Eoは、血圧が近傍零の時の動脈弾性E、h=動脈壁圧、ρ=血液密度、r=動脈半径であり、さらに動脈弾性(E)と血圧Piには、

E=EoeγPi [γ=Coefficient,0.016~0.018]

の関係にあり、{2}式とこの式により、全ての1日の血圧は、Pi=Po+ΔPi(ΔPiはPoからの上昇量、Pe=推定血圧estimated blood pressure、ΔPiはPWVで推測)と推測される(文献11)。 (2) According to the Moens-Korteweg equation
Figure 0007133576000001

. . . {2} formula is shown (Reference 10), Eo is arterial elasticity E when blood pressure is near zero, h=arterial wall pressure, ρ=blood density, r=arterial radius, Furthermore, for arterial elasticity (E) and blood pressure Pi,

E=Eoe γPi [γ=Coefficient, 0.016 to 0.018]

From the formula {2} and this formula, the blood pressure for all days is estimated as Pi = Po + ΔPi (ΔPi is the amount of increase from Po, Pe = estimated blood pressure, ΔPi is estimated by PWV) (Reference 11).

また Pi=Po+ΔPiはPi=Po×φi(φi=血圧上昇率、φi=1+ΔPi/Po)の式にも転換でき、

Pi=φi×Po・・・・{1}’式(φi=血圧上昇率、Poは拡張期血圧固有値)

Poは各個人の日差変動が少ない固有値と考えられ(文献8)、従って1日の各血圧推定には各個人の定数(Poに相当するPc)が必要となる。
このような前提で以下にその測定原理について説明する(測定ブロック図は、図1に示す。)。
Pi = Po + ΔPi can also be converted to the formula Pi = Po × φi (φi = blood pressure increase rate, φi = 1 + ΔPi / Po),

Pi=φi×Po……{1}' formula (φi=blood pressure increase rate, Po is diastolic blood pressure eigenvalue)

Po is considered to be an eigenvalue with little day-to-day variation for each individual (reference 8), and therefore each individual's constant (Pc corresponding to Po) is required for estimating each blood pressure in a day.
Based on this premise, the measurement principle will be described below (the measurement block diagram is shown in FIG. 1).


(3)光学的脈波位相差による血圧(ΔPi 又は φi)推定
Moens-korteweg({2}式)では、動脈壁弾性Eが大きく、壁厚hが厚いほどPWVは速くなるが、一方動脈径rが小さい(動脈が細い)ほどPWVも速くなる。
これまでの方法は、図3で示す心電図のR波のピークと末梢の脈波の立ち上がり点までの時間(C)を計測し、両者の距離(L)の比(L/C:m/sec)で求めている。

(3) Estimation of blood pressure (ΔPi or φi) by optical pulse wave phase difference In Moens-korteweg (equation {2}), PWV increases as arterial wall elasticity E increases and wall thickness h increases. The smaller the r (thinner the artery), the faster the PWV.
The conventional method measures the time (C) between the peak of the R wave of the electrocardiogram and the rising point of the peripheral pulse wave shown in FIG. ).

脈波位相差法では、波長と計測法の異なる方法で表在の細い動脈(半径rが極小、r)の脈波(波長の長いGreen光で反射型脈波:G脈波)と深部の太い動脈の脈波(赤外光で透過型脈波:IR脈波または微圧センサ)の立ち上がり点であって、変曲点(図2(1)のb、b)の時間幅(図2(1)のCbb)を計測する。実測例を図3に示す。立ち上がり点は変曲点でなく、ボトム値を使用する場合もある。少なくとも、両脈波に共通で、特徴となる点の位相差であればよい。
Cbbは血圧上昇({1}式のR大)に伴い動脈径(r)が細くなると{2}式により速く伝搬すると考えられる(r ≦ r)。
In the pulse wave phase contrast method, the pulse wave of a superficial thin artery (minimum radius r, r 2 ) (reflected pulse wave with long wavelength green light: G pulse wave) and the deep The time width of the rising point of the pulse wave of the large artery (transmissive pulse wave with infrared light: IR pulse wave or micropressure sensor) and the inflection point (b 1 and b 2 in FIG. 2 (1)) (Cbb in FIG. 2(1)) is measured. An example of actual measurement is shown in FIG. The rising point may be the bottom value instead of the inflection point. At least, the phase difference at a characteristic point that is common to both pulse waves is sufficient.
Cbb is considered to propagate faster according to the formula {2} when the arterial diameter (r) becomes narrower with an increase in blood pressure (larger R in the formula {1}) (r 2 ≤ r 1 ).

一方、動脈径が細くなると緑色(G)脈波の立ち上がり点(変曲点)(b)と縮期峰P2の時間Tu(Up-Stroke Time)は、細い動脈を押し広げるのに時間がかかり延長すると考えられる(更に詳しくは、補注1として示す)。 On the other hand, when the arterial diameter becomes narrower, the rising point (inflection point) (b 2 ) of the green (G) pulse wave and the time Tu (Up-Stroke Time) of the systolic peak P 2 become the time required to expand the narrow artery. (more details are shown in Supplementary Note 1).

(補注1)容積脈波変化(ΔV)はその動脈に流入する血液量と流出する血液量の差で生ずる。
微小時間(Δt)における微小動脈容積(ΔV=脈波波高)は、その血管に流入する血液の速度

Figure 0007133576000002

と流出する速度
Figure 0007133576000003

から、
Figure 0007133576000004

の式が成り立つ
Figure 0007133576000005


従って、高血圧で細小動脈内径rは減少すれば細動脈抵抗が増して
Figure 0007133576000006

も減少し、
Figure 0007133576000007

が低下するので、生体に必要な血流を保つ波高変化(ΔV)を得るためには、Δtが延長することになる。
即ちTu(ΔVの最大値を得るΔtの総和)が延長する。
(Additional note 1) The volume pulse wave change (ΔV) is caused by the difference between the volume of blood flowing into and out of the artery.
The micro-arterial volume (ΔV = pulse wave height) in a micro-time (Δt) is the velocity of blood flowing into the artery
Figure 0007133576000002

and outflow velocity
Figure 0007133576000003

from,
Figure 0007133576000004

The formula of
Figure 0007133576000005

.
Therefore, if the arteriole inner diameter r decreases due to high blood pressure, the arteriole resistance increases.
Figure 0007133576000006

also decreases,
Figure 0007133576000007

is reduced, Δt is extended in order to obtain the wave height change (ΔV) that maintains the blood flow necessary for the living body.
That is, Tu (the sum of Δt that obtains the maximum value of ΔV) is extended.

すなわち Tu/Cbbは血圧上昇を指標として有用と考えられる。IR脈波とG脈波の立ち上がり差は、数十msと少なく計測に誤差を生じ易いので、実際には、測定が容易なP12、b1、P1、Tuから求めることも可能である[図2(1)、P12=Cbb+Tuーb11からCbb=P12 +b11 -Tu]



Figure 0007133576000008
・・・・{3}式
That is, Tu/Cbb is considered useful as an indicator of blood pressure elevation. Since the rise difference between the IR pulse wave and the G pulse wave is as small as several tens of milliseconds and tends to cause errors in measurement, it is actually possible to obtain from P 1 P 2 , b 1 , P 1 , and Tu, which are easy to measure. [FIG. 2(1), P 1 P 2 =Cbb+Tu-b 1 P 1 to Cbb=P 1 P 2 +b 1 P 1 -Tu]



Figure 0007133576000008
・・・{3} formula

実験的にもPWiは、従来心電図で求めるPWVECGと相関関係が見られる(図10)。
図10は、PWi(Pulse Wave index)と心電図法PWV(Pulse Wave Velocity,)の相関性測定例を示す。
PWV(Pulse Wave Velocity)は脈波伝搬速度を示し、心電図から求める脈波伝搬速度をPWVECG と示した。
また、この症例でSBP(収縮期血圧)とPWiには、高い相関関係が見られる(図11)。
図11は、PWiとSBPとの相関性測定例を示す。
次にDBP(拡張期血圧)の推定式DBPeとSBP(収縮期血圧)の推定式SBPeを実験上求めた。その方法は、左上腕に光学的脈波位相法にてG(緑色発光体の出力により得られた)脈波とIR(赤外発光体の出力により得られた)脈波を測定すると同時に、右上腕で従来法の血圧を自動血圧計で測定し、仮説のモデル式をつくり、モデル式の係数を決めた。
Experimentally, PWi is found to correlate with PWV ECG obtained from a conventional electrocardiogram (Fig. 10).
FIG. 10 shows an example of correlation measurement between PWi (Pulse Wave index) and electrocardiography PWV (Pulse Wave Velocity).
PWV (Pulse Wave Velocity) indicates the pulse wave velocity, and the pulse wave velocity determined from the electrocardiogram is indicated as PWV ECG .
In addition, a high correlation is observed between SBP (systolic blood pressure) and PWi in this case (Fig. 11).
FIG. 11 shows an example of correlation measurement between PWi and SBP.
Next, an estimation formula DBPe for DBP (diastolic blood pressure) and an estimation formula SBPe for SBP (systolic blood pressure) were obtained experimentally. The method is to measure the G (obtained by the output of the green illuminant) and IR (obtained by the output of the infrared illuminant) pulse wave by the optical pulse wave phase method on the left upper arm, and at the same time, The blood pressure of the conventional method was measured on the right upper arm with an automatic sphygmomanometer, a hypothetical model formula was created, and the coefficients of the model formula were determined.

PWiの{3}式は、高血圧では末梢血管抵抗Rの上昇が主因であるため、細動脈抵抗すなわち動脈径が細くなっているため、Tuが大きく、一方でCbbが小さくなるため血圧が高くなるほど大きくなると推定される(図4は、PCプログラムで変曲点を求めてCbbとTuを算定する際の状態を示す。プログラムは、例えばハードウェアにADコンバータを備え、脈波の2次微分処理をした後、デジタル信号を得るためのものである。)
尚、Tu(Up-Stroke Time(Utime))は、図3では、点b2と点P2の時間間隔(U2)で示しているが、点b2と点P2の時間間隔(U2)は、点b1と点P1の時間間隔(U1)とも比例的な関係にあることから、時間TuをU1とU2の相乗平均

Figure 0007133576000009
としても良い。 The formula {3} for PWi is that in hypertension, the main cause is an increase in the peripheral vascular resistance R. Therefore, since the arteriolar resistance, that is, the arterial diameter, is small, Tu is large, while Cbb is small, so the higher the blood pressure, the more (Fig. 4 shows the state when calculating Cbb and Tu by finding the inflection point with the PC program. The program is equipped with an AD converter in hardware, for example, and the second derivative processing of the pulse wave to obtain a digital signal after
Note that Tu (Up-Stroke Time (Utime)) is indicated by the time interval (U 2 ) between point b 2 and point P 2 in FIG . 3, but the time interval (U 2 ) is also proportional to the time interval (U 1 ) between points b 1 and P 1 , so the time Tu is the geometric mean of U 1 and U 2 .
Figure 0007133576000009
It is good as

図4において、bはIR脈波(赤外光により生体深部の太い動脈の血流)の立ち上がり変曲点、bはG脈波の立ち上がり変曲点、Cbbはbとbの時間幅、P1,P2は、それぞれの頂点を示し、Tuは、bとP2の時間幅を示す。
尚、原波形から、変曲点をデジタル信号により検出出来ない場合は、2階微分により、そのピーク値を算出して変曲点を求める場合もある。IR脈波の代わりに微圧センサによる脈波でも良い。
{1}式の随時血圧Piは、
Pi =φi×Po、φi=f(SV,HR,R,E)

の関数で表されるので、R(動脈内径r)とEをPWVあるいはPWiで、SVとHRは脈波波形を分析する事により推定できる可能性がある。
In FIG . 4 , b1 is the rising inflection point of the IR pulse wave (blood flow in a thick artery deep in the body by infrared light), b2 is the rising inflection point of the G pulse wave, and Cbb is the point between b1 and b2. The time widths P 1 and P 2 indicate the respective vertices, and Tu indicates the time width of b 2 and P 2 .
If the point of inflection cannot be detected from the original waveform using a digital signal, the point of inflection may be obtained by calculating the peak value by second-order differentiation. A pulse wave from a micropressure sensor may be used instead of the IR pulse wave.
The occasional blood pressure Pi in the formula {1} is
Pi = φi × Po, φi = f(SV, HR, R, E)

Therefore, there is a possibility that R (arterial inner diameter r) and E can be estimated by PWV or PWi, and SV and HR can be estimated by analyzing the pulse waveform.

但し、脈波はSVの絶対値は計測できないので、SVの関連係数として次の式を考察した図5の赤外脈波(IR脈波)、あるいは微圧センサによる脈波の2次微分波形であり、流入する最大速度(Vs)(1301)と流出平均速度(Vd)(1303)の比(Vs/Vd)を計測し、
F=Vs/(Vdの平均)-1・・・・・・・・・{5}式
を求める。
Vs:立ち上がり点より頂点までの高さ(b、P2の高さ)
Vdの平均:大動脈閉鎖後の平均脈波降下速度(斜線の部分(両側1/8は、波形が安定しないので、除外))
図中の1302は、大動脈の弁が閉鎖した時相である。Vdの平均:大動脈閉鎖後の平均脈波降下速度(両端の斜線部のない部分は、波形的に安定しない為除外している。
IR脈波(赤外光を透過して得られた脈波は、容積脈波波形を示し、その2次微分脈波1300は動脈流入と流出速度を表している(図5)。
脈圧PPとSVの関係は{4}式に示される(Roff:Systoric Run off)

PP=E(SV-Roff)=E・Roff(SV/Roff-1)・・・・・・{4}式
However, since the pulse wave cannot measure the absolute value of SV, the infrared pulse wave (IR pulse wave) in FIG. Measure the ratio (Vs/Vd) of the maximum inflow velocity (Vs) (1301) and the outflow average velocity (Vd) (1303),
F=Vs/(Average of Vd)-1 --- Find the formula {5}.
Vs: height from rising point to apex ( height of b1 , P2)
Average of Vd: average pulse wave descent velocity after aortic closure (shaded area (1/8 of both sides excluded because waveform is not stable))
1302 in the figure is the time phase when the aortic valve is closed. Average of Vd: Average pulse wave descent velocity after aortic closure (The non-shaded portions at both ends are excluded because the waveform is not stable.
An IR pulse wave (a pulse wave obtained by transmitting infrared light) shows a volume pulse wave waveform, and its second derivative pulse wave 1300 represents arterial inflow and outflow velocities (FIG. 5).
The relationship between the pulse pressure PP and SV is shown in Equation {4} (Roff: Systoric Run off)

PP=E(SV−Roff)=E・Roff(SV/Roff−1)……{4} formula


SVは、Stroke Volume、Roffは、流出速度を示す。
ここでSVは血液の流入速度と関係し、Roffは流出速度と関係するので、IR脈波の二次微分の最大流入速度(Vs)と、大動脈弁閉鎖以後の流出平均速度(Vdの平均)とすると(Vs/Vdの平均)はSV/Roffと関連する指数Fが考えられる。

F=Vs/(Vdの平均)-1・・・・・・・・・{5}式

Fは絶対値を含まないので、脈波でも計測可能である。
{1},{3},{4}式を用いた血圧Piのモデル推定式を{6}式に示す。

SV indicates Stroke Volume, and Roff indicates outflow velocity.
Here, SV is related to blood inflow velocity and Roff is related to outflow velocity. Then (average of Vs/Vd) can be considered an exponent F related to SV/Roff.

F = Vs / (average of Vd) - 1 ...... {5} formula

Since F does not include an absolute value, it can be measured even with a pulse wave.
A model estimation formula for the blood pressure Pi using the formulas {1}, {3}, and {4} is shown in the formula {6}.

Pi=f(SV,HR,R,E)×Pc =[F×HR]β×PWiα×Pc・・・・・・{6}式
Pcは、各個人による異なる定数、
F=Vs/Vd-1でF×HRは血流量(CO)に関する変化量、
αとβは共通の定数とする。
{6}式の[F×HR]β×PWiα
は(1)項で説明した血圧上昇率φiに相当する。
多数の症例で検討するとαの値として1/4で収束することが例示される。
その理論的説明はまだできないが、HagenーPoiseulle法則によると血圧Piの平均は1/r4に相関し、太い動脈の半径r、細い動脈の半径をrとする血圧はr/rが大きいほど上昇する。太い動脈とは、拍動を有する動脈であり、細い動脈とは皮膚血管など微圧センサでは、測定できない程度の血管を意味する。
Pi = f (SV, HR, R, E) x Pc = [F x HR] β x PWi α x Pc ...... {6} Equation Pc is a constant that differs from person to person.
F = Vs / Vd - 1 and F × HR is the change in blood flow (CO),
Let α and β be a common constant.
[F × HR] β × PWi α of formula {6}
corresponds to the blood pressure increase rate φi described in (1).
It is exemplified that the value of α converges at 1/4 when examined in a large number of cases.
Although the theoretical explanation is not yet available, according to the Hagen-Poiseulle law, the average blood pressure Pi is correlated with 1/r 4 , and the blood pressure is r 1 /r, where r 1 is the radius of large arteries and r 2 is the radius of small arteries. The higher the value of 2 , the greater the increase. A thick artery is an artery that pulsates, and a thin artery is a blood vessel that cannot be measured by a micropressure sensor such as a skin blood vessel.

{2}式からPWV2は、r/rに大きな影響を受け、とくにrは、動脈内径が小さいため太い動脈よりも僅かな血管収縮においても格段にPWVを大きくする(すなわちCbbを極端に小さくする)。求めるのは太い動脈のPiであり、何らかの補正を必要とする。
その補正手段として実験αに値を推定した(補注2)。
From the equation {2}, PWV 2 is greatly affected by r 1 /r 2 . In particular, r 2 greatly increases PWV even with slight vasoconstriction compared to thick arteries because the inner diameter of arteries is small (that is, Cbb is extremely small). What is sought is the Pi of the large artery, which requires some correction.
As a correction means, the value was estimated in the experiment α (supplementary note 2).

(補注2) 例えばr/rの比が仮に2とすると、Poiseulle式では血圧は16倍になってしまうが、その1/4乗にすると2倍となる。 Kortewerg式の脈波伝搬速度が血圧に比例すると仮定(文献11)すると、r/rの比が大きい細小動脈における脈波伝搬速度に相当するPWiに対してはα(1/2~1/4(0.25~0.5))程度の補正が必要と推論される。
係数βに関しては、拡張期血圧DBPに関しては0.1近傍に収束し、{7}式を求めた。
DBPφi = [F×HR]0.1 ×PWiα・・・・・・・{7}式

実際の計測はPC(コンピュータ)プログラムで行い(例えば図4で示す様な原波形のデジタルデータに基づく))、b、bからCbb(bとbの時間差)、Cbp(bとP2の時間差)、あるいはP12、b11、Tu(bとP2の時間差)、FとHRを自動算定とした。図12に、DBPの変動とα、βの算出例を示す。
(Additional note 2) For example, if the ratio of r 1 /r 2 is 2, the blood pressure will be 16 times higher in the Poiseulle formula, but if it is raised to the 1/4th power, it will be doubled. Assuming that the Kortewerg 's pulse wave velocity is proportional to blood pressure (Reference 11), α ( 1/2 to 1 /4 (0.25 to 0.5)) is necessary.
Regarding the coefficient β, the diastolic blood pressure DBP converges to around 0.1, and the {7} formula is obtained.
DBPφi = [F × HR] 0.1 × PWi α・・・・・・・・{7} formula

Actual measurement is performed by a PC (computer) program (for example, based on the digital data of the original waveform as shown in FIG. 4), and from b 1 and b 2 to Cbb (time difference between b 2 and b 1 ), Cbp (b 1 and P 2 ), or P 1 P 2 , b 1 P 1 , Tu (time difference between b 2 and P 2 ), F and HR were automatically calculated. FIG. 12 shows a calculation example of changes in DBP and α and β.

一方、収縮期血圧SBPに関しては、β=0.001とほほ零に近いので、PWiαのみとした。

SBPφi = PWiα・・・・{8}式
図12,図13にその測定実例を示す。
図12は、DBPの変動に関する実験上求めた推定式(DBPe)の例である。
図13は、SBPの変動に関するモデル式推定(SBPe)例を示す。
[DBPφi、即ち PWiα ×(F×HR)0.1 とSBPφi、即ちPWiα は、測定原理(1)の項で示したDBPとSBPの血圧上昇率φiに相当するものである。]
On the other hand, regarding the systolic blood pressure SBP, since β=0.001, which is almost zero, only PWi α was used.

SBP.phi.i= PWi.alpha . Eq. {8} FIGS. 12 and 13 show actual measurement examples.
FIG. 12 is an example of an experimentally obtained estimation formula (DBPe) regarding DBP fluctuations.
FIG. 13 shows an example of model equation estimation (SBPe) for variation of SBP.
[DBPφi, ie, PWiα ×(F×HR) 0.1 and SBPφi, ie, PWiα , correspond to the rate of increase in blood pressure φi of DBP and SBP shown in the measurement principle (1). ]


光学的脈波位相法を用いた連続血圧測定法について

光学的脈波位相法は、血圧の絶対値を直接測定できないので、初期校正が必要となる。
DBPの校正は、対測上腕の実測DBP(y軸)と{7}式のDBPφiの測定値(x軸)を求め、その傾斜(y/x)をPCD係数(Poに相当)とする。
以後は、

DBPe=PCD ×PWiα ×[F×HR]0.1

の関数でDBPの推定値(DBPe)を自動算出する(図9(1))。
同様に{8}式に基づいてSBPも傾斜係数であるPCS を求め、以後は、

SBPe =PCS ×PWiα

の関数で、SBPの推定値(SBPe)を自動算出して、位相差法で連続的にSBPを算出する(図9(2))。

本発明である光学的脈波位相法は、初期補正をおこなうことがこのましいが、すくなくとも変化量だけを計測する場合は、校正がなくてもよい。

Continuous blood pressure measurement using optical pulse wave phase method

Since the optical pulse wave method cannot directly measure the absolute value of blood pressure, initial calibration is required.
To calibrate the DBP, obtain the measured DBP (y-axis) of the contralateral upper arm and the measured value (x-axis) of the DBPφi of formula {7}, and use the slope (y/x) as the P CD coefficient (corresponding to Po) .
After that,

DBPe = PCD x PWiα x [F x HR] 0.1

The estimated DBP value (DBPe) is automatically calculated by the function of ((1) in FIG. 9).
Similarly, SBP also obtains the slope coefficient P CS based on the equation {8}, and thereafter,

SBP e =P CS ×P Wi α

function, the estimated value (SBPe) of SBP is automatically calculated, and SBP is continuously calculated by the phase difference method ((2) in FIG. 9).

In the optical pulse wave phase method of the present invention, it is preferable to perform initial correction, but at least when only the amount of change is measured, calibration may not be necessary.


測定装置について、

本発明に基づく測定装置は、赤外線を用いたIR脈波と緑色LEDによるG脈波を用いた上腕部光学的脈波位相法による装置と、IR脈波をECG(心電図)に代えた簡易型
及び耳周辺の浅側頭動脈の脈波と耳介の緑色LEDによるG脈波の組み合わせを示す。

(1)光学的脈波位相法連続血圧測定装置
(1)の方法は、上腕部で原則測定するものであるが、頭部など他の動脈部位にも適用できる。
基本的には、上腕内部のIR(850nm前後)脈波測定部、あるいは、これに付属する空気カフを有する微圧センサと上腕伸側でGreen(524mm前後)(G)脈波測定部、電源回路、Bluetooth(登録商標)送信部より構成され、測定結果の表示はタブレットかスマホで行う(図8)。

Regarding the measuring device,

The measurement device based on the present invention includes a device that uses an upper arm optical pulse wave phase method that uses an IR pulse wave using infrared rays and a G pulse wave from a green LED, and a simple type that replaces the IR pulse wave with an ECG (electrocardiogram). and a combination of the pulse wave of the superficial temporal artery around the ear and the G pulse wave of the auricle by a green LED.

(1) Optical pulse phase method continuous blood pressure measuring device The method of (1) is to measure the upper arm in principle, but it can also be applied to other arterial sites such as the head.
Basically, an IR (around 850 nm) pulse wave measurement unit inside the upper arm, or a micropressure sensor with an air cuff attached to it, and a Green (around 524 mm) pulse wave measurement unit on the extensor side of the upper arm (G) pulse wave measurement unit, power supply It consists of a circuit and a Bluetooth (registered trademark) transmitter, and the measurement results are displayed on a tablet or smartphone (Fig. 8).

(2)簡易型光学的脈波位相法連続血圧測定装置

上述した簡易法としてIR脈波の代わりに心電図ECGを用いて、従来法の脈波伝搬時間(CECG)とG脈波のUpstroke Time(Tu)から次式により血圧を測定する。

この方法は、CECGとTuのみを用いて、パルス化することによって下記の式を用いることにより分析が簡易となる。(図17に心電図ECGを用いた簡易型光学的脈波位相差連続血圧計の構成を示す。)また脈圧PPeを求めるこの式は、IR脈波とG脈波から求めたCbbに対しても適用できる。 なお、Pcs、Pcpは実測値と推定値との傾斜より校正して求める(αを0.25とした場合)。
SBPe=Pcs×(Tu/CECG0.25

Figure 0007133576000010
DBPe=SBPe-PPe (2) Simplified optical pulse wave phase method continuous blood pressure measurement device

As the simple method described above, electrocardiogram ECG is used instead of IR pulse wave, and blood pressure is measured by the following formula from pulse wave transit time (C ECG ) and upstroke time (Tu) of G pulse wave in the conventional method.

This method uses only C ECG and Tu, and by pulsing, the analysis is simplified by using the following equation. (Fig. 17 shows the configuration of a simplified optical pulse wave phase-difference continuous sphygmomanometer using electrocardiogram ECG.) This formula for obtaining the pulse pressure PPe is given by Cbb obtained from the IR pulse wave and the G pulse wave. can also be applied. Pcs and Pcp are obtained by calibrating from the slope of the measured value and the estimated value (when α is 0.25).
SBPe=Pcs×(Tu/C ECG ) 0.25
Figure 0007133576000010
DBPe = SBPe - PPe


精度は(1)の装置とほぼ同等の結果が得られている(図14,図15、図16に示す。)
図14は、心電図を用いた簡易法によるSBP(Tu/CECG1/4 との相関例を示す。
図15は、心電図を用いた簡易法による脈圧PPの推定例を示す。
図16は、心電図を用いた簡易法による拡張期血圧(DBP)の推定例を示す。

緑色発光体に基づく脈波検出手段と心電図との組み合わせから血圧値を推定する場合、以下の式を示す。

Almost the same accuracy as the device in (1) was obtained (Figs. 14, 15, and 16).
FIG. 14 shows an example of correlation with SBP(Tu/C ECG ) 1/4 by a simplified method using an electrocardiogram.
FIG. 15 shows an example of estimating the pulse pressure PP by a simple method using an electrocardiogram.
FIG. 16 shows an example of diastolic blood pressure (DBP) estimation by a simple method using an electrocardiogram.

When estimating a blood pressure value from a combination of pulse wave detection means based on a green luminous body and an electrocardiogram, the following equation is shown.


推定収縮期血圧SBPe

Figure 0007133576000011
・・・・・(9)
Estimated systolic blood pressure SBPe
Figure 0007133576000011
(9)


推定拡張期血圧DBPe

Figure 0007133576000012
・・・・・(10)

心電図と緑光脈波の組み合わせによる推定収縮期血圧と実測収縮期血圧及び推定拡張期血圧と実測拡張期血圧についての関係を示す図を図28及び図29に示す。
図28(個人間についての推定収縮期血圧と実測収縮期血圧の関係)において、計測回数nとする。rは、これ以降(15)式で示す。
(n=48)
r=0.85
y=x-1.5
Figure 0007133576000013

図29(個人間についての推定拡張期血圧と実測拡張期血圧の関係)において、
(n=48)
r=0.71
y=x-0.5
Figure 0007133576000014

Estimated diastolic blood pressure DBPe
Figure 0007133576000012
(10)

28 and 29 show the relationship between the estimated systolic blood pressure and the measured systolic blood pressure and the estimated diastolic blood pressure and the measured diastolic blood pressure obtained by combining the electrocardiogram and the green light pulse wave.
In FIG. 28 (relationship between estimated systolic blood pressure and measured systolic blood pressure between individuals), the number of times of measurement is n. Hereafter, r is represented by equation (15).
(n=48)
r = 0.85
y = x - 1.5
Figure 0007133576000013

In FIG. 29 (relationship between estimated diastolic blood pressure and measured diastolic blood pressure for individuals),
(n=48)
r = 0.71
y = x - 0.5
Figure 0007133576000014


緑色光発光体に基づく脈波検出手段と赤色発光体に基づく脈波検出手段の組み合わせから血圧値を推定する場合、以下の式が成立する。

Figure 0007133576000015
・・・・(11)
When the blood pressure value is estimated from the combination of the pulse wave detection means based on the green light emitter and the pulse wave detection means based on the red light emitter, the following equation holds.
Figure 0007133576000015
(11)


推定拡張期血圧値は

Figure 0007133576000016
・・・・(12)
The estimated diastolic blood pressure value is
Figure 0007133576000016
(12)


SBP0:基底収縮期血圧値、DBP0:基底拡張期血圧値

Figure 0007133576000017

RRは校正心拍間隔 HRは、ここでは校正心拍数 RR=60/HR
RRiは心拍間隔:HRiは、ここでは心拍数 RRi=60/HRi
SBP 0 : basal systolic blood pressure value, DBP 0 : basal diastolic blood pressure value

Figure 0007133576000017

RR is the calibrated heart rate interval HR is the calibrated heart rate here RR = 60/HR
RRi is the heartbeat interval: HRi is the heart rate here RRi=60/HRi


赤色光発光体に基づく脈波と緑色光発光体に基づく脈波の組み合わせによる推定収縮期血圧と実測収縮期血圧及び推定拡張期血圧と実測拡張期血圧についての関係を示す図を図30及び図31に示す。

図30は、個人間における実測推定収縮期血圧と推定収縮期血圧の関係を示し、

基底収縮期血圧値SBP0 は、実測したSBP値と変動係数Φsi から

Figure 0007133576000018
n=48
r=0.72
Figure 0007133576000019
図31は、個人間における実測推定拡張期血圧と推定拡張期血圧の関係を示し、基底拡張期血圧値DBP0 は実測したDBP値と変動係数ΦDi から
Figure 0007133576000020
Figure 0007133576000021
Figure 0007133576000022

Figure 0007133576000023
は下降曲線係数であり、図20で示す血圧測定の場合は、それを心拍数で補正している。
図31より
n=48
r=0.65
y=x
Figure 0007133576000024

Fig. 30 and Fig. 30 show the relationship between the estimated systolic blood pressure and the measured systolic blood pressure and the estimated diastolic blood pressure and the measured diastolic blood pressure by combining the pulse wave based on the red light emitting body and the pulse wave based on the green light emitting body. 31.

FIG. 30 shows the relationship between measured estimated systolic blood pressure and estimated systolic blood pressure among individuals,

The basal systolic blood pressure value SBP 0 is obtained from the actually measured SBP value and the coefficient of variation Φ si
Figure 0007133576000018
n=48
r = 0.72
Figure 0007133576000019
FIG. 31 shows the relationship between the measured estimated diastolic blood pressure and the estimated diastolic blood pressure between individuals.
Figure 0007133576000020
Figure 0007133576000021
Figure 0007133576000022

Figure 0007133576000023
is a descending curve coefficient, and in the case of the blood pressure measurement shown in FIG. 20, it is corrected by the heart rate.
From Fig. 31 n = 48
r = 0.65
y=x
Figure 0007133576000024


頭位連続血圧測定

本発明は、上腕部での無侵襲による連続血圧測定の他、図20(a)で示す耳介2001の傍を通る比較的浅い部分の動脈(浅側頭動脈)2003を太い動脈とし、耳介2001の動脈を細い動脈として、これらの動脈の脈波あるいは血流波形から血圧値を推定する場合も含まれる。

Head position continuous blood pressure measurement

In addition to noninvasive continuous blood pressure measurement in the upper arm, the present invention uses a relatively shallow artery (superficial temporal artery) 2003 passing near the auricle 2001 shown in FIG. A case where the arteries of the arteries 2001 are defined as small arteries and the blood pressure value is estimated from the pulse waves or blood flow waveforms of these arteries is also included.

頭位連続血圧測定の場合、SBP(収縮期血圧)及びDBP(拡張期血圧)の推定は以下の通りである。
SBPの推定値SBPeは、

Figure 0007133576000025
・・・・(13)
を用いる。SBP0:基底血圧値として血流波形QminとQmaxは、図21(c)で示す脈波の最低値Qmin 最高値Qmax、Tu及びCbbは、図21(a):緑色光源で計測した脈波と(b):レーザーで計測した脈波あるいは血流波形のそれぞれで示す脈波等の立ち上がり時間 For continuous head position blood pressure measurements, the SBP (systolic blood pressure) and DBP (diastolic blood pressure) estimates are as follows.
The estimated value of SBP, SBPe, is
Figure 0007133576000025
(13)
Use SBP 0 : The blood flow waveform Qmin and Qmax as the basal blood pressure value are the minimum value Qmin and the maximum value Qmax, Tu and Cbb of the pulse wave shown in FIG. and (b): rise time of pulse wave, etc. indicated by pulse wave or blood flow waveform measured by laser


DBPの推定値DBPeは、

Figure 0007133576000026
・・・・(14)
を用いる。RRは、心拍間隔である。DBP/SBPとΦDiには相関があって
Figure 0007133576000027

であり比例するが、非線形なので、この非線形性をβ係数で補正
Figure 0007133576000028
し、SBPeとDBP0からDBPeを推定している。
図22(c)で示す血流波形、脈波波形において
Figure 0007133576000029
・・・・(15)
とする。

The estimated value of DBP, DBPe, is
Figure 0007133576000026
(14)
Use RR is the heartbeat interval. There is a correlation between DBP/SBP and Φ D i
Figure 0007133576000027

is proportional but nonlinear, so this nonlinearity is corrected by the β factor
Figure 0007133576000028
, and DBPe is estimated from SBPe and DBP 0 .
In the blood flow waveform and pulse waveform shown in FIG.
Figure 0007133576000029
(15)
and


実際の収縮期血圧SBPeと拡張期血圧DBPeの推定値の算出は、
初期設定として、
1.上腕で市販の血圧計を用いて血圧を測定する。得られる収縮期血圧をSBP 拡張期血圧をDBPとする。
2.図20(b)(c)で示す計測器を用いて、図21(a)(b)(c)で示すTuとCbb、血流波形のQmin、Qmax及び心拍間隔を測定する。
3.1.及び2.で求めたTu等を(13)(14)式に代入してSBP0及びβを求める。

Calculation of actual systolic blood pressure SBPe and diastolic blood pressure DBPe estimates is
As an initial setting,
1. Blood pressure is measured using a commercially available sphygmomanometer on the upper arm. Let the obtained systolic blood pressure be SBP and diastolic blood pressure be DBP.
2. Tu and Cbb shown in FIGS. 21(a), 21(b) and 21(c), Qmin and Qmax of the blood flow waveform, and heartbeat intervals are measured using the measuring instruments shown in FIGS. 20(b) and 20(c).
3.1. and 2. SBP 0 and β are obtained by substituting Tu, etc. obtained in (13) and (14) into the equations (13) and (14).

(13)式において

Figure 0007133576000030
を変動係数(faiS)とする、実測したTu、Cbb、Qmin、Qmax値から変動係数を求め、実測した収縮期血圧SBPとの関係を図24で示す。 (13) in the formula
Figure 0007133576000030
is the coefficient of variation (faiS), the coefficient of variation is obtained from the actually measured Tu, Cbb, Qmin, and Qmax values, and the relationship with the actually measured systolic blood pressure SBP is shown in FIG.


(13)式及び図24から、基底収縮期血圧SBP0を求める
r=0.86
y=79x

Figure 0007133576000031
SE=5% SBP0の推定誤差変動5%

この算出した基底収縮期血圧SBP0(=80mmHg)と実測したTu値等を(13)式に代入して得られた推定収縮期血圧SBPeと実測した収縮期血圧SBPとの関係を図25に示す。図25より
r=0.86
y=x-0.6
Figure 0007133576000032
実測値との測定誤差(SD)は、±7mmHgであった。

(13) Calculate the basal systolic blood pressure SBP 0 from the equation and FIG. 24 r=0.86
y=79x
Figure 0007133576000031
SE = 5% SBP 0 estimated error variation 5%

FIG. 25 shows the relationship between the estimated systolic blood pressure SBPe obtained by substituting the calculated basal systolic blood pressure SBP 0 (=80 mmHg) and the actually measured Tu value into the equation (13) and the actually measured systolic blood pressure SBP. show. From Fig. 25 r = 0.86
y = x - 0.6
Figure 0007133576000032
The measurement error (SD) from the actual value was ±7 mmHg.


(14)式において、

Figure 0007133576000033
とし、
Figure 0007133576000034
とする。
両辺に対数をとり、βを求める式を形成する。
Figure 0007133576000035
実測した拡張期血圧DBPと実測した収縮期血圧SBPの比DBP/SBPとΦDiとの関係からベータを求めた。図26に結果を示す。
r=0.8
y=1.83x+0.06
β=1.87±0.15
βの推定誤差変動 SE=±8%

βの値を約1.83とし、式14で示す推定拡張期血圧と実測した拡張期血圧との関係を図27に示す。
r=0.69
y=0.656x+29
Figure 0007133576000036

結果、推定拡張期血圧と実測した拡張期血圧との誤差(SD)は、4.3mmHgであった。


(14) In the formula,
Figure 0007133576000033
year,
Figure 0007133576000034
and
Take the logarithm on both sides to form the equation for β.
Figure 0007133576000035
Beta was obtained from the relationship between the ratio DBP/SBP of the measured diastolic blood pressure DBP and the measured systolic blood pressure SBP and Φ Di. The results are shown in FIG.
r = 0.8
y=1.83x+0.06
β=1.87±0.15
Estimation error variation of β SE = ±8%

Assuming that the value of β is about 1.83, FIG. 27 shows the relationship between the estimated diastolic blood pressure and the measured diastolic blood pressure shown in Equation 14. In FIG.
r = 0.69
y=0.656x+29
Figure 0007133576000036

As a result, the error (SD) between the estimated diastolic blood pressure and the measured diastolic blood pressure was 4.3 mmHg.

連続血圧表示

3.で求めたSBP0とβ及び一つ前の波形から測定されるTuとCbb及びQmin、Qmax及びRR値を(13)式及び(14)式に代入して連続的に収縮期血圧、拡張期血圧の推定値SBPe、DBPeを求める。一つ前の波形からでは、計算時間が足りない場合は、2つ前、の波形で演算していくことが好ましい。
Continuous blood pressure display

SBP 0 and β obtained in 3. and Tu and Cbb and Qmin, Qmax and RR values measured from the previous waveform are substituted into equations (13) and (14) to continuously calculate systolic blood pressure, Estimated diastolic blood pressure values SBPe and DBPe are obtained. If the calculation time from the previous waveform is insufficient, it is preferable to perform the calculation from the previous waveform.

本発明における「血管径に対応した脈波」とは、例えば、図2(2)で示す血管網20の内、太い動脈血管21と末梢方向の細い動脈血管22を示し、脈波検出をする光源と受光素子の種類と、配置関係で、深部と浅部を区分けして測定する。微圧センサでも太い動脈の脈波を計測できる。
尚、図2(2)で示す様に太い血管と細い血管は、必ずしもつながっている必要は無く、
太い血管が深部で細い血管が浅部である必要は無いが、少なくとも、太い血管と細い血管であれば良い
「微圧センサ」とは、例えば、圧力センサを内部に配置した袋状体に空気、不活性ガスを充填して密封したもので構成され、圧脈波を検出するためのものである。
圧脈波は、ある程度、皮膚表面を加圧した状態で検出可能である為、帯状体で、上腕部を所定の圧力で一様に加圧することで検出可能とすることができる。
所定の圧力とは、例えば20mmHg以上であり、上腕部に装着する帯状体を締めていき、袋状体内の検出センサが信号を捉えることができる程度に上腕部を締め付ける圧力(微圧)であって、使用者が侵襲的な圧力の影響を受けない程度を示す。
従って、帯状体による上腕部の締め付ける力を徐々に上げていき、脈圧波が検出できる程度までで、締め付ける力を停止した状態が形成できることが好ましい。
例えば、圧力センサの圧力信号を電気信号に変換するセンサが出力するセンサ信号が脈波状になった(例えば脈波状になった場合の所定値以上の振幅値が一定時間経過した場合など)時点で、適度な圧力であることを認識する回路を備え、この回路の出力信号で、発光する発光部を形成して、帯状体の適当な締め付けを検出しても良い。
「光学センサ」とは、例えば、選択波長の光を発光する発光ダイオードと受光部を形成するフォトトランジスタ等の組み合わせが示される。
The "pulse wave corresponding to the diameter of the blood vessel" in the present invention means, for example, the thick arterial blood vessel 21 and the thin arterial blood vessel 22 in the peripheral direction in the blood vessel network 20 shown in FIG. Depending on the type and arrangement of the light source and light receiving element, deep and shallow areas are classified and measured. Even a micropressure sensor can measure the pulse wave of a large artery.
As shown in FIG. 2(2), thick blood vessels and thin blood vessels do not necessarily have to be connected.
It is not necessary for the thick blood vessels to be deep and the thin blood vessels to be shallow. , which is filled with an inert gas and sealed, and is used to detect pressure pulse waves.
Since the pressure pulse wave can be detected when the skin surface is pressurized to some extent, it can be detected by uniformly pressurizing the upper arm with a predetermined pressure with a strip.
The predetermined pressure is, for example, 20 mmHg or more, and is a pressure (fine pressure) that tightens the belt-shaped body attached to the upper arm and tightens the upper arm to the extent that the detection sensor in the bag-shaped body can capture the signal. indicates the degree to which the user is immune to invasive pressure.
Therefore, it is preferable to gradually increase the tightening force of the belt-shaped body on the upper arm until the pulse pressure wave can be detected, and the state in which the tightening force is stopped can be formed.
For example, when the sensor signal output by the sensor that converts the pressure signal of the pressure sensor into an electrical signal becomes pulse-like (for example, when the pulse-like amplitude value is greater than a predetermined value after a certain period of time), Alternatively, a circuit for recognizing appropriate pressure may be provided, and an output signal from this circuit may be used to form a light-emitting portion that emits light to detect appropriate tightening of the strip.
An “optical sensor” indicates, for example, a combination of a light-emitting diode that emits light of a selected wavelength and a phototransistor that forms a light receiving portion.

「反射型の光学センサ」とは、例えば、一枚の基板に、発光ダイオードと受光用フォトトランジスタがマウントされた状態のものや、同一の基板ではなく、発光ダイオードと受光用フォトトランジスタが併置した状態で生体接触面に配置されたものが例示されるが、その他、異なる基板に別々にマウントしたものであってもよい。
「前記光学センサから得られた生体浅部の細い血管に対応する脈波」は、例えば緑色のLEDのような生体内部へ浅い箇所へ伝達する光源を用いた反射型の脈波センサによって、皮膚表面に近い末梢血管から得られた脈波信号を示す。尚、緑色に限らず、その周辺の波長であって、浅い部分の細い血管の脈波が検出できれば良い場合もある。
A "reflective optical sensor" is, for example, one in which a light-emitting diode and a light-receiving phototransistor are mounted on a single substrate. Although it is exemplified that it is arranged on the living body contact surface in a state, it may be separately mounted on a different substrate.
"The pulse wave corresponding to thin blood vessels in the shallow part of the body obtained from the optical sensor" is obtained by a reflective pulse wave sensor using a light source, such as a green LED, that transmits to a shallow part inside the body. A pulse wave signal obtained from a superficial peripheral vessel is shown. It should be noted that there are cases where it is sufficient to be able to detect a pulse wave of a thin blood vessel in a shallow portion with a wavelength in the vicinity thereof, not limited to green.

「生体深部の太い血管に対応する脈波の1乃至複数階数の微分値を算出する微分値算出手段」における「生体深部の太い血管に対応する脈波」は、例えば、赤外線発光ダイオードを用いた透過型の脈波センサにより検出した脈波電気信号であって、生体に、おおよそ対向する様に発光部と受光部を配置することで、生体内の深部動脈を透過して得られる赤外線透過信号を受光して得られる脈波信号である。 The "pulse wave corresponding to the thick blood vessel deep in the body" in the "differential value calculating means for calculating the differential value of one or more orders of the pulse wave corresponding to the thick blood vessel deep in the body" is, for example, using an infrared light emitting diode A pulse wave electric signal detected by a transmissive pulse wave sensor, which is an infrared transmission signal obtained by arranging a light-emitting part and a light-receiving part so as to roughly face each other in a living body and passing through a deep artery in the living body. is a pulse wave signal obtained by receiving

透過の場合、発光部と受光部は、対向する形で配置されるが、必ずしも、対向する必要はなく、所定の距離をおいて発光部と受光部で動脈を挟む状態で配置されても良い場合がある。
又、赤外線に限らず、深部動脈の脈波が検出できる場合は、その他の波長を用いても良い。また、微圧センサによる拍動がある動脈の脈波でも良い。
「1乃至複数階数の微分値を算出する微分値算出手段」は、例えば、アナログ微分回路を2つ使用して、2次微分波形を形成し、変曲点に相当する時相を検出する。又は、ADコンバータを用いて波形をデジタル化し、2次微分波形の振幅値をデジタル信号値に変換して、その前後の値から、変曲点の時相を検出することが例示される。1乃至複数階数は、次数を示し例えば、1次微分、2次微分、3次微分、4次微分を示すことが出来、特徴点
が検出できる階数の微分手段を用いれば良い。
時相とは、原波形で特徴部が出現した時間が、原波形をパルス等に変換した際のそのパルス等の立ち上がり、又は立ち下がり等のタイミングに含まれる場合を示し、変換後のパルスの立ち上がり又は立ち下がりを検出すれば、特徴部が出現したタイミングが得られる。
In the case of transmissive transmission, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged facing each other, but they do not necessarily have to face each other. Sometimes.
Also, other wavelengths may be used as long as the pulse waves of deep arteries can be detected without being limited to infrared rays. Alternatively, the pulse wave of an artery with pulsation by a micropressure sensor may be used.
The 'differential value calculating means for calculating a differential value of one to a plurality of orders' uses, for example, two analog differentiating circuits to form a second-order differential waveform and detect a time phase corresponding to an inflection point. Alternatively, the waveform is digitized using an AD converter, the amplitude value of the secondary differential waveform is converted into a digital signal value, and the time phase of the inflection point is detected from the values before and after the digital signal value. One to multiple orders indicate orders, for example, first order differentiation, second order differentiation, third order differentiation, and fourth order differentiation, and it is sufficient to use differentiation means of orders that can detect feature points.
Time phase refers to the case where the time at which a characteristic portion appears in the original waveform is included in the rising or falling timing of the pulse when the original waveform is converted into a pulse. The timing at which the characteristic portion appears can be obtained by detecting the rise or fall.

「微分値算出手段で得られた脈波ごとの特徴点を検出する特徴点検出手段」の特徴点とは、例えば、1乃至複数階数の微分値における変曲点、ピーク点(P)、ボトム点(b)、心電図であればR波等を示すものであり、座標を取得することをしめすものである。
変曲点の場合は、1乃至複数階数の微分値が0で、その前後で、座標値の極性が反転する場所を求める他、微分処理をせず、図4のb、bで示す部位の様な波形の傾きが、その前後の傾きに比べ平坦になる部位を検出しても良い場合もある。
The feature points of the ``feature point detection means for detecting feature points for each pulse wave obtained by the differential value calculation means'' are, for example, inflection points, peak points (P), and bottoms in differential values of one to multiple orders. Point (b), which indicates the R wave in the case of an electrocardiogram, indicates acquisition of coordinates.
In the case of an inflection point, the differential value of one or more orders is 0, and before and after that, in addition to finding the place where the polarity of the coordinate value is reversed, differentiation processing is not performed, and is indicated by b 1 and b 2 in FIG. In some cases, it may be possible to detect a region such as a region where the slope of the waveform is flat compared to the slopes before and after it.

「前記特徴点検出手段で得られた特徴点間の位相差に基づいて血圧関連値を測定する血圧関連値測定手段」における「位相差に基づいて」とは、例えば、微分波又は異なる微分波の特徴点間の時間間隔又は時間幅を示す。
血圧関連値は、血圧値の他、収縮期血圧変化率SBPφi 拡張期血圧変化率DBPφi等が例示される。血圧換算を行わなくても、時系列的な血圧増加減少変化の推移を得る場合等は、そのまま利用可能となる場合もある。
"Based on the phase difference" in the "blood pressure-related value measuring means for measuring the blood pressure-related value based on the phase difference between the feature points obtained by the feature point detecting means" means, for example, a differential wave or a different differential wave indicates the time interval or duration between the feature points of .
The blood pressure-related value is exemplified by the systolic blood pressure change rate SBPφi, the diastolic blood pressure change rate DBPφi, etc., in addition to the blood pressure value. Even if the blood pressure conversion is not performed, it may be possible to use it as it is, for example, in the case of obtaining the change in blood pressure increase/decrease in chronological order.

本発明は、生体を加圧などの侵襲することなく連続した血圧及び血圧関連値をえることができ、より小型で簡便な、連続した血圧を測定可能とする。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can obtain continuous blood pressure and blood pressure-related values without invading a living body such as pressurization, and enables continuous blood pressure measurement in a smaller and simpler manner.

本発明の一実施例を示す図。The figure which shows one Example of this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention.

PWi(Pulse Wave index)と心電図法PWV(Pulse Wave Velocity,)の相関性測定例を示す図。The figure which shows the correlation measurement example of PWi (Pulse Wave index) and electrocardiography PWV (Pulse Wave Velocity,). PWiとSBPとの相関性測定例を示す図。The figure which shows the correlation measurement example of PWi and SBP. 本発明におけるDBPの変動に関する実験上求めた推定式(DBPe)の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of an experimentally obtained estimation formula (DBPe) regarding fluctuations in DBP in the present invention; 本発明におけるSBPの変動に関するモデル式推定(SBPe)例を示す図。The figure which shows the model formula estimation (SBPe) example regarding the fluctuation|variation of SBP in this invention. 心電図を用いた簡易法によるSBP(Tu/CECG )1/4 との相関例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of correlation with SBP(Tu/CECG) 1/4 by a simple method using an electrocardiogram; 心電図を用いた簡易法による脈圧PPの推定例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of estimating pulse pressure PP by a simple method using an electrocardiogram; 心電図を用いた簡易法による拡張期血圧(DBP)の推定例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of estimating diastolic blood pressure (DBP) by a simple method using an electrocardiogram; 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するための図。The figure for demonstrating this invention. 本発明を説明する為の図。The figure for demonstrating this invention.

本発明の他の実施例を示す図。The figure which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す図。The figure which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例の動作を説明する為の図。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention; 本発明の他の実施例の動作を説明する為の図。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention; 実測収縮期血圧値と変動係数Φsiとの関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the measured systolic blood pressure value and the coefficient of variation Φsi; 推定収縮期血圧値と実測収縮期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated systolic blood pressure value and a measured systolic blood pressure value. 係数βを説明する為の図。FIG. 4 is a diagram for explaining a coefficient β; 推定拡張期血圧値と実測拡張期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated diastolic blood pressure value and a measured diastolic blood pressure value. 推定収縮期血圧値と実測収縮期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated systolic blood pressure value and a measured systolic blood pressure value. 推定拡張期血圧値と実測拡張期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated diastolic blood pressure value and a measured diastolic blood pressure value. 推定収縮期血圧値と実測収縮期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated systolic blood pressure value and a measured systolic blood pressure value. 推定拡張期血圧値と実測拡張期血圧値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between an estimated diastolic blood pressure value and a measured diastolic blood pressure value.

本発明は、緑色に代表される波長524μmのLEDと、近赤外に代表される波長850nmのLEDを皮膚と接触する面に備えた帯状体を上腕部装着するだけで、血圧関連値及び血圧値を連続して測定するものであり、加圧などの侵襲がないことから、患者の血圧測定時の負担を抑えることが出来る。
即ち、図2(b)で示すような血管網20における深部の太い動脈血管21(動脈径r)を流れる深部動脈血管内血流 と、末梢方向で皮膚の浅い細い動脈血管22(動脈径r)における浅部動脈血管内血流を、非侵襲的に測定する。
皮膚の浅い細い動脈径(r)と深部の太い動脈径(r)はr<<rの関係を有する。
図2(b)で示す血管網20は、説明のために簡略化した一例であり、同じ血管の太いところ、細いところだけでなく、離れた動脈血管網の太い所と細い所で測定する場合もある。
According to the present invention, blood pressure-related values and blood pressure values can be measured simply by wearing a belt-shaped body provided with an LED with a wavelength of 524 μm, typified by green, and an LED with a wavelength of 850 nm, typified by near-infrared, on the surface in contact with the skin on the upper arm. Since values are measured continuously and there is no invasiveness such as pressurization, it is possible to reduce the burden on the patient during blood pressure measurement.
That is, the blood flow in deep arterial blood vessels 21 (arterial diameter r 1 ) in the blood vessel network 20 as shown in FIG. 2B and the thin arterial blood vessels 22 (arterial diameter r 2 ) to non-invasively measure superficial arterial intravascular blood flow.
The diameter of shallow thin arteries (r 2 ) and the diameter of deep thick arteries (r 1 ) have a relationship of r 2 <<r 1 .
The blood vessel network 20 shown in FIG. 2(b) is a simplified example for explanation, and when measuring not only thick and thin portions of the same blood vessel but also thick and thin portions of a separate arterial blood vessel network. There is also

図2(a)及び図3で示すように、得られる脈波波形から2次微分を行って得られる2次微分波形の時間的な相違に関する値(例えば、2次微分波の立ち上がり部を示す変曲点b,b及び、2次微分波のピーク値P1、P2を検出し、これら時相差から、血圧値及び血圧関連値を好ましくはリアルタイムで求める為の構成を取れば良い。
図3は、心電図波形31、深部動脈血管内血流2次微分波形33と浅部動脈血管内血流2次微分波形32を示す。
血圧関連値とは、血圧値に関連する値であり、例えば、変化量、変化率等を示すものであり、時系列データとして用いる場合等に適応できる。
血圧の変化量は、例えば、高血圧症の診断や管理、血液透析治療時の患者の血圧の変化を監視したり連続的に測定する場合に用いられ、本発明も、これらの場合に適用可能である。
As shown in FIGS. 2(a) and 3, a value related to the temporal difference of the secondary differential waveform obtained by performing secondary differentiation from the obtained pulse wave waveform (for example, the rising portion of the secondary differential wave is shown Inflection points b 1 and b 2 and peak values P 1 and P 2 of the secondary differential wave are detected, and the blood pressure value and the blood pressure-related value are preferably obtained in real time from these time phase differences. .
FIG. 3 shows an electrocardiogram waveform 31, a deep arterial blood flow secondary differential waveform 33, and a superficial arterial blood flow secondary differential waveform 32. FIG.
A blood pressure-related value is a value related to a blood pressure value, and indicates, for example, an amount of change, a rate of change, or the like, and can be applied when used as time-series data.
The amount of change in blood pressure is used, for example, in the diagnosis and management of hypertension, and in monitoring and continuously measuring changes in patient blood pressure during hemodialysis treatment, and the present invention is also applicable to these cases. be.

本発明における2次微分波形に変換する回路は、例えば、アナログ微分回路を2つ接続した回路、脈波波形をAD変換してデジタル信号に変換した後、コンピュータによるデジタル処理により2次微分を行っても良い。
太い血管であって、生体深部の血管を計測する生体深部脈波計測部と、細い血管であって、生体の浅いところの血管を測定する生体浅部脈波計測部は、好ましくは、1つの帯状体に装着されたものの他、個々の計測部を別々の帯状体に装着した物であっても良い。
The circuit for converting to a second-order differential waveform in the present invention is, for example, a circuit in which two analog differentiation circuits are connected, AD-converts the pulse wave waveform into a digital signal, and then performs second-order differentiation by digital processing by a computer. can be
A deep biological pulse wave measuring unit for measuring thick blood vessels in the deep part of the living body and a shallow biological pulse wave measuring unit for measuring thin blood vessels in the shallow part of the living body are preferably combined into one unit. In addition to the one attached to the band-like body, it may be the one in which the individual measurement parts are attached to separate band-like bodies.

1つの帯状体に、生体深部脈波計測部と生体浅部脈波計測部を配置しものを、生体上腕部に装着することは、心臓部位に近く、静水圧(水頭圧)が安定している点で、精度の高い脈波信号が検出できる。 By arranging the deep and superficial pulse wave measurement units in one band and attaching it to the upper arm of the living body, it is close to the heart area and the hydrostatic pressure (hydrohead pressure) is stable. It is possible to detect a pulse wave signal with high accuracy.

図1は、本発明の一実施例を示す図である。
図1(a)において、
101は、緑(G)受光部であり、主に緑色LEDの反射光を受光する受光用フォトトランジスタ、フォトダイオード、その他の受光用半導体素子を示す。
102は、緑(G)発光部であり、波長が緑色(524μm )等により構成された発光ダイオード(LED)、その他の発光素子等で構成されている。
緑(G)受光部101と緑(G)発光部102は、反射型の脈波センサーを形成することから、1つの基板に緑(G)受光部101と緑(G)発光部102が隣接する様な状態でマウントした一体型が例示される。
103は、赤外(IR)受光部であり、例えば、波長が、850nm赤外発光ダイオード(LED)の透過光を受光する受光用フォトトランジスタ、フォトダイオード、その他の受光用半導体を示し、特に赤外を効率よく受光する為のフィルタを備えていても良い。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
In FIG. 1(a),
Reference numeral 101 denotes a green (G) light-receiving portion, which mainly includes a light-receiving phototransistor, a photodiode, and other light-receiving semiconductor elements for receiving reflected light from a green LED.
Reference numeral 102 denotes a green (G) light emitting portion, which is composed of a light emitting diode (LED) having a wavelength of green (524 μm) or the like, other light emitting elements, or the like.
Since the green (G) light receiving part 101 and the green (G) light emitting part 102 form a reflective pulse wave sensor, the green (G) light receiving part 101 and the green (G) light emitting part 102 are adjacent to each other on one substrate. An integrated type mounted in such a state is exemplified.
Reference numeral 103 denotes an infrared (IR) light receiving portion, for example, a light receiving phototransistor, photodiode, or other light receiving semiconductor for receiving light transmitted through an infrared light emitting diode (LED) having a wavelength of 850 nm. A filter for efficiently receiving outside light may be provided.

104は、赤外(IR)発光部であり、波長が近赤外波長850nmの発光を行う発光ダイオード(LED)、その他の発光体で構成されている。
赤外(IR)受光部103と赤外(IR)発光部104は、透過型を形成することから、個々の基板にマウントされた発光素子と受光素子を、生体表面に対して、測定する生体深部にある太い血管を挟み込む又は対向する様に配置される。
105は、緑色脈波微分手段であり、電気信号に変換された緑色受光信号に2次微分処理を行って緑色2次微分信号を形成し、出力するための手段である。
緑色脈波微分手段105は、 例えば、2つのアナログ微分回路、又は、2つの微分処理コードルーチンを記憶し、この記憶コードを実行してデジタル信号を処理するコンピュータユニットで構成されている。
Reference numeral 104 denotes an infrared (IR) light emitting unit, which is composed of a light emitting diode (LED) that emits light having a near infrared wavelength of 850 nm and other light emitters.
Since the infrared (IR) light receiving unit 103 and the infrared (IR) light emitting unit 104 form a transmissive type, the light emitting element and the light receiving element mounted on individual substrates are attached to the surface of the living body to be measured. It is arranged so as to sandwich or face a thick blood vessel in the deep part.
Reference numeral 105 denotes a green pulse wave differentiating means for performing secondary differentiation processing on the green received light signal converted into an electrical signal to form and output a green secondary differential signal.
The green pulse wave differentiating means 105 is composed of, for example, two analog differential circuits or a computer unit that stores two differential processing code routines and executes the stored codes to process digital signals.

106は、赤外脈波微分手段であり、緑色脈波微分手段105と同じ様な構成をとり、形成された赤外2次微分脈波を特徴部検出手段107へ出力する。
107は、特徴部検出手段であり、緑色脈波微分手段105と赤外脈波微分手段106からそれぞれ出力された2次微分脈波信号を入力し、変曲点及びピーク値等の特徴値を検出するためのもので、アナログ又はデジタルの信号処理回路で形成され、デジタル信号処理回路は、例えば、プログラムを実行して動作するコンピュータによって構成され、特徴値を出力する。
108は、血圧情報検出手段であり、プログラムを実行して動作するコンピュータ、ゲートアレイにより構成されるASICにより形成され、特徴部検出手段107から出力される特徴値から、上述した原理説明に基づき血圧関連値及び血圧値を出力する。
この出力は、コンピュータモニター、血圧計等に表示される他、機械学習等のAI処理回路の入力信号になる場合がある。
An infrared pulse wave differentiating means 106 has the same configuration as the green pulse wave differentiating means 105 and outputs the formed infrared secondary differential pulse wave to the characteristic part detecting means 107 .
Reference numeral 107 denotes characteristic portion detection means, which inputs the secondary differential pulse wave signals output from the green pulse wave differentiation means 105 and the infrared pulse wave differentiation means 106, respectively, and detects characteristic values such as inflection points and peak values. It is for detection, and is formed by an analog or digital signal processing circuit. The digital signal processing circuit is configured by, for example, a computer that operates by executing a program, and outputs characteristic values.
Reference numeral 108 denotes blood pressure information detection means, which is formed by an ASIC composed of a computer that operates by executing a program and a gate array, and detects blood pressure based on the above-described explanation of the principle from the characteristic values output from the characteristic portion detection means 107. Output relevant values and blood pressure values.
This output is displayed on a computer monitor, blood pressure monitor, etc., and may also be an input signal for an AI processing circuit such as machine learning.

次に図1(a)で示す動作を、図2等を用いて説明する。
緑(G)受光部101と緑(G)発光部102は、1つの基板にマウントされて反射型の脈波センサを形成されており、例えば、図6の緑色(G)光発光部606aと緑色(G)光受光部606bで示すように反射型を形成して、生体表面に当接接触される。
緑(G)発光部102と緑(G)受光部101は、距離が隣接している状態か、又は 60 ~80 mm離れた状態で測定器を形成するかした状態で一体的に形成されるか又は、別体で形成されている。
Next, the operation shown in FIG. 1A will be described with reference to FIG. 2 and the like.
Green (G) light receiving unit 101 and green (G) light emitting unit 102 are mounted on one substrate to form a reflective pulse wave sensor, for example, green (G) light emitting unit 606a in FIG. As indicated by the green (G) light receiving portion 606b, a reflective type is formed and is brought into contact with the surface of the living body.
The green (G) light-emitting part 102 and the green (G) light-receiving part 101 are integrally formed in a state that they are adjacent to each other or separated from each other by 60 to 80 mm to form a measuring device. or formed separately.

赤外(IR)受光部103と赤外(IR)発光部104は、図6の赤外(IR)発光部603、赤外(IR)光用受光部604で示すように生体に対し、透過型で脈波が計測される様に配置され接触され、緑色脈波センサと赤外脈波センサを構成して、生体皮膚に接触配置される。赤外(IR)受光部103と赤外(IR)発光部104は、透過させることにより生体信号を得るものであることから、図6(a)で示すように、太い深部動脈6dをまたぐように赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604が配置されることが好ましい。

生体への配置部位としては、上腕部が、上述の通り好ましく、より正確で安定した脈波が計測される。緑色脈波センサは、図2(b)の22の様に皮膚表面に近く末梢方向の細い動脈を計測するような部位への配置が行われることが好ましい。
The infrared (IR) light receiving unit 103 and the infrared (IR) light emitting unit 104 transmit light to the living body as shown by the infrared (IR) light emitting unit 603 and the infrared (IR) light receiving unit 604 in FIG. A mold is placed and contacted to measure a pulse wave, and a green pulse wave sensor and an infrared pulse wave sensor are configured and placed in contact with the skin of the living body. Since the infrared (IR) light receiving unit 103 and the infrared (IR) light emitting unit 104 obtain biological signals by transmitting them, as shown in FIG. It is preferable that an infrared (IR) light emitting section 603 and an infrared (IR) light receiving section 604 are arranged in the center.

As described above, the upper arm is preferable as the placement site on the living body, and a more accurate and stable pulse wave can be measured. It is preferable that the green pulse wave sensor be placed at a site near the surface of the skin to measure thin arteries in the peripheral direction, as shown at 22 in FIG. 2(b).

赤外(IR)脈波センサは、図2(b)の21で示す より生体の深部であって、太い動脈の血流を測定する為の位置に配置されることがこのましい。
緑(G)発光部102から出力された緑色光は、皮膚表面を透過して、図2(b)の22で示す皮膚表面から近く径の細い動脈で反射して緑(G)受光部101で受光され、電気信号に変換して、緑色脈波微分手段105へ入力される。
この入力信号(図示せず)は、アナログ又はデジタルのフィルタ、増幅器を介して、増幅、ろ波される。
緑(G)受光部101から出力した緑色脈波信号は、緑色脈波微分手段105で、2回の微分波処理が行われて2次微分脈波信号が形成され、この2次微分脈波信号は、特徴部検出手段107へ入力される。
The infrared (IR) pulse wave sensor is preferably placed at a position deeper in the body than indicated by 21 in FIG. 2(b) to measure blood flow in large arteries.
The green light emitted from the green (G) light emitting unit 102 passes through the skin surface and is reflected by the thin artery near the skin surface indicated by 22 in FIG. is received, converted into an electrical signal, and input to the green pulse wave differentiating means 105 .
This input signal (not shown) is amplified and filtered through analog or digital filters and amplifiers.
The green pulse wave signal output from the green (G) light receiving unit 101 is differentiated twice by the green pulse wave differentiating means 105 to form a secondary differential pulse wave signal. The signal is input to feature detection means 107 .

緑色脈波信号の2次微分信号を図2(a)の01に示し、赤外脈波信号の2次微分信号を図2(a)の02に示す。
赤外(IR)受光部103から出力した赤外脈波信号は、赤外脈波微分手段106で、2回の微分波処理が行われ、特徴部検出手段107へ入力される。
特徴部検出手段107は、赤外の脈波2次微分信号と緑色の脈波2次微分信号の内、変曲点b、b求める。
変曲点は、例えば、図4で示すように2次微分信号波形が0値になる点であって、その前後で、波形の極性が変化がある部分(b,b)を検出して求めることが出来る。
A secondary differential signal of the green pulse wave signal is indicated by 01 in FIG. 2(a), and a secondary differential signal of the infrared pulse wave signal is indicated by 02 in FIG. 2(a).
The infrared pulse wave signal output from the infrared (IR) light receiving unit 103 is differentiated twice by the infrared pulse wave differentiating means 106 and is input to the characteristic portion detecting means 107 .
Characteristic portion detection means 107 obtains inflection points b 1 and b 2 of the infrared second order differential signal and the green second order differential pulse wave signal.
The inflection point is, for example, the point where the secondary differential signal waveform becomes 0 as shown in FIG . can be asked for.

これらの変曲点から、上記{3}式により、PWi値を求め、更に8式により収縮期血圧値に対応するSBPφi=PWi0.25を求めて、血圧関連データを出力する。
更に必要に応じ、図9(2)で示すSBP校正直線に基づいて血圧値を出力する。
図9(2)で示す校正直線は、例えば図18で示すシステムを用いて初期設定時に形成され、メモリ等にデジタルデータとして記憶されている事が好ましい。
拡張期血圧DBPは、上記7式に基づいて、DBPφiを算出し、図9(1)でしめす校正図で対応させて拡張期血圧を得る。
From these points of inflection, the PWi value is determined by the above equation {3}, and SBPφi=PWi 0.25 corresponding to the systolic blood pressure value is determined by the equation 8 to output the blood pressure related data.
Furthermore, if necessary, the blood pressure value is output based on the SBP calibration straight line shown in FIG. 9(2).
It is preferable that the calibration straight line shown in FIG. 9(2) is formed at the time of initialization using the system shown in FIG. 18, for example, and stored as digital data in a memory or the like.
As for the diastolic blood pressure DBP, the diastolic blood pressure is obtained by calculating DBPφi based on the above equation 7 and correlating it with the calibration diagram shown in FIG. 9(1).

血圧関連値は、その変化量が必要な場合用いられればよく、場合によっては予め図9で示す校正図を作成して、血圧値を得ても良い。
得られた血圧関連値、及び血圧値、は必要に応じ、コンピュータモニターに表示されたり、別途設けられる例えば、人工知能アルゴリズムの入力データとして用いられる場合もある。
The blood pressure-related value may be used when the amount of change is required, and depending on the situation, the blood pressure value may be obtained by preparing a calibration diagram shown in FIG. 9 in advance.
The obtained blood pressure-related value and blood pressure value may be displayed on a computer monitor or used as input data for a separately provided artificial intelligence algorithm, for example, if necessary.

図1(b)は、本発明の他の実施例である。図1(a)と同じ構成の部分は、同じ番号を付して説明を省略した。
図1(b)の109は、心電図入力部であり、少なくとも、1対以上の電極を備えた心電計で構成され、これら一対の電極は、心臓を挟む様に生体に貼着するなどして配置構成される。
電極は、導電性部材を備えた布電極やAg/AgCl等の導電性部材をビニール、プラスチック製の支持シートに装着し、更に粘着状の界面形成手段を積層した構成が例示されるが、粘着状の界面形成手段の代わりに布電極を用いることで、皮膚に残る粘着成分による不快感を解消させることができる点で好ましい態様である。
FIG. 1(b) is another embodiment of the present invention. Parts having the same configuration as those in FIG.
Reference numeral 109 in FIG. 1(b) denotes an electrocardiogram input unit, which is composed of an electrocardiograph having at least one pair of electrodes. are configured.
The electrode is exemplified by a structure in which a fabric electrode provided with a conductive member or a conductive member such as Ag/AgCl is attached to a support sheet made of vinyl or plastic, and an adhesive interface forming means is laminated. This is a preferred embodiment in that discomfort due to sticky components remaining on the skin can be eliminated by using cloth electrodes instead of a shaped interface forming means.

心電計は、汎用性のあるものでよく、少なくともR波のピーク時相が検出可能であればよい。
110は、心電図微分手段であり、微分回路、微分プログラムを実行するコンピュータ等で構成され、心電図信号から、R波のピーク時相を備えたパルスを形成するために微分を行う手段である。微分の回数は、時相検出が良好な回数だけおこなうことができればよい。
111は、特徴部検出手段であり、コンパレータ回路、R波時相検出プログラムを備えたコンピュータ等で構成され、心電図微分手段110から入力した微分心電図信号からR波時相を含むパルス、その他の信号を出力するものである。
The electrocardiograph may be versatile as long as it can detect at least the peak time phase of the R wave.
110 is an electrocardiogram differentiating means, which is composed of a differentiating circuit, a computer that executes a differentiating program, etc., and differentiates the electrocardiographic signal to form a pulse having an R-wave peak time phase. The number of times of differentiation should be the number of times that time phase detection is good.
Reference numeral 111 denotes characteristic part detection means, which is composed of a comparator circuit, a computer having an R-wave phase detection program, etc., and detects a pulse including an R-wave phase from the differential electrocardiogram signal input from the electrocardiogram differentiation means 110, and other signals. is output.

図1(b)で示す実施例の動作を図17の(b)から(d)に基づいて説明する。
(9)式及び(10)式に基づいて、本人固有の血圧(基底血圧)SBPo、DBPoを算出する。
すなわち、既存の血圧計を用いて、血圧値SBP、DBPを測定し、更に、Tu、CECG
、拡張期においては、RR、RRi、の値、等を求めた後、基底血圧SBPo、DBPoを(9)式及び(10)式に基づいて、算出する。
この値は、基本的に一定であるが、測定誤差等を考慮し、複数回算出してその平均値を求めることが好ましい。基底血圧値は、一日一回以上測定算出を行う。また連続的な血圧測定ではなく、SBP0、DBP0を決定するだけでも良い。
心電図入力部109は、例えば、図17赤外(IR)の脈波波形(b-1)(c-1)で示す心電図信号を図17(a)で示す主極用導電性部材172a、対極用導電性部材172b間を介して入力し、電気信号として増幅とフィルタ処理がおこなわれ、心電図微分手段110に入力される。
心電図微分手段110は、図17(c-2)で示す微分波を形成する。微分は、R波のピーク時間(R)を検出容易に含めばよく、2次微分処理を行う場合もある。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1(b) will be described with reference to FIGS. 17(b) to 17(d).
Based on the formulas (9) and (10), the blood pressure (basal blood pressure) SBPo and DBPo specific to the person is calculated.
That is, using an existing sphygmomanometer, blood pressure values SBP and DBP are measured, and Tu, C ECG
, and in the diastolic phase, after obtaining the values of RR and RRi, etc., the basal blood pressures SBPo and DBPo are calculated based on the equations (9) and (10).
Although this value is basically constant, it is preferable to calculate the value a plurality of times and obtain the average value in consideration of measurement errors and the like. Basal blood pressure values are measured and calculated at least once a day. Also, instead of continuous blood pressure measurement, only SBP 0 and DBP 0 may be determined.
The electrocardiogram input unit 109 receives, for example, electrocardiogram signals indicated by infrared (IR) pulse waveforms (b-1) and (c-1) in FIG. The signal is input through the conductive member 172b for the electrocardiogram, is amplified and filtered as an electrical signal, and is input to the electrocardiogram differentiating means 110. FIG.
The electrocardiogram differentiating means 110 forms a differentiated wave shown in FIG. 17(c-2). Differentiation may include the peak time (R) of the R wave so that it can be easily detected, and secondary differentiation processing may be performed.


微分された心電図信号は、特徴部検出手段111に入力され、R波の出現時間情報(時相)を、立ち上がり又は立ち下がりに含ませたパルスを形成する。
又、緑(G)発光部102から出力された緑色光は、皮膚の浅い箇所の細い動脈内の血液を介して反射し、その反射緑光を緑(G)受光部101で受光し、図17における緑色(G)の脈波の波形(b-2)(c-4)で示す脈波電気信号を緑色脈波微分手段105へ出力する。
緑色脈波微分手段105では、この脈波信号に対し2次微分を行い、図17(c-5)で示す2次微分波形を形成し、特徴部検出手段107へ出力する。

The differentiated electrocardiogram signal is input to the characteristic part detection means 111 to form a pulse in which the R wave appearance time information (time phase) is included in the rise or fall.
The green light emitted from the green (G) light emitting section 102 is reflected through the blood in thin arteries in the shallow part of the skin, and the reflected green light is received by the green (G) light receiving section 101, which is shown in FIG. pulse wave electrical signals shown by green (G) pulse wave waveforms (b-2) and (c-4) in , are output to the green pulse wave differentiating means 105 .
The green pulse wave differentiating means 105 performs second order differentiation on this pulse wave signal to form a second order differential waveform shown in FIG.

特徴部検出手段111は、この2次微分波形からb点とP点の時相を含むパルス(図17(c-6))を形成する。
更に、特徴部検出手段111は、図17(c-3)と(c-6)で示す心電図R波時相を含むパルスと、緑色発光体により検出された脈波の変曲点b及びP時相を含むパルスを、血圧情報検出手段108に出力する。
The characteristic portion detecting means 111 forms a pulse including the time phases of points b and P (FIG. 17(c-6)) from this second-order differential waveform.
Furthermore, the characteristic part detection means 111 detects the pulse including the electrocardiogram R wave time phase shown in FIGS. 17(c-3) and (c-6), and the inflection points b and P A pulse including the time phase is output to blood pressure information detection means 108 .

血圧情報検出手段108は、図17(d-1)で示す入力された心電図R波時相を含むパルス及び緑色光に係るb時相とP時相を含む脈波パルスの血圧値、血圧関連値等を算出し、出力する。 The blood pressure information detecting means 108 detects the blood pressure value of the pulse including the electrocardiogram R wave time phase and the pulse wave pulse including the b time phase and the P time phase related to the green light, which are input as shown in FIG. Calculate and output values.

図1(c)は、圧脈波を測定する為の圧力センサを新たに設けたものであって、図1(a)と同じ構成については、同じ記号を付して説明を省略する。
112は、微圧検出部であり、例えば、密閉されたビニール又はプラスチック製の袋状体に、空気、ガスが密封されていると共に、袋状体の内面に圧力センサが装着された構成が形成され、圧力センサから延びた電気リード線が袋状体外部まで延び、微圧微分手段113に圧力センサが出力する出力信号が伝達する。
微圧検出部112は、例えば、赤外受光部103と、重畳する形式で、配置されている。
113は、微圧微分手段であり、プログラムを内蔵し、プログラムによって動作するコンピュータ等の信号処理器で形成され、112からの圧力センサ信号を2階微分して2階微分値を出力し、特徴部検出手段114に出力する。
114は、特徴部検出手段であり、107、111と同様にプログラムを内蔵し、プログラムによって動作するコンピュータ等の信号処理器で形成されている。
FIG. 1(c) is provided with a new pressure sensor for measuring the pressure pulse wave, and the same components as those in FIG. 1(a) are denoted by the same symbols, and descriptions thereof are omitted.
Numeral 112 is a micro-pressure detection unit, which is configured, for example, by sealing air and gas in a sealed vinyl or plastic bag and mounting a pressure sensor on the inner surface of the bag. An electric lead wire extending from the pressure sensor extends to the outside of the bag-shaped body, and an output signal output from the pressure sensor is transmitted to the micro pressure differentiating means 113 .
The micropressure detection unit 112 is arranged, for example, so as to overlap with the infrared light receiving unit 103 .
113 is a differential pressure differentiation means, which is formed by a signal processor such as a computer that incorporates a program and operates according to the program, differentiates the pressure sensor signal from 112 second order and outputs a second order differential value. It outputs to the part detection means 114 .
Reference numeral 114 denotes characteristic portion detection means, which, like 107 and 111, is formed of a signal processor such as a computer that incorporates a program and operates according to the program.


本実施例は、好ましくは、上腕部に装着して使用されるが、その際の実施例を図6,図7に示し説明する。
図6(a)は、生体上腕部等に、帯状体601を囲繞装着した状態を図7のX-X’の断面で示した図である。図6(b)は、図6(a)と異なる他の実施例であるが、断面部位は、図7のX-X’と同じである。
図6(c)も図6(a)(b)と同様に、上腕部に装着されて使用される本発明の実施例を示すが、図6(c)は更に微圧センサを含む。

This embodiment is preferably used by being worn on the upper arm, and an embodiment in that case is shown in FIGS. 6 and 7 and will be described.
FIG. 6(a) is a cross-sectional view taken along the line XX' of FIG. 7 showing a state in which a band-shaped body 601 is attached to the upper arm of a living body or the like. FIG. 6(b) is another embodiment different from FIG. 6(a), but the cross section is the same as XX' in FIG.
FIG. 6(c) also shows an embodiment of the present invention that is used by being attached to the upper arm as in FIGS. 6(a) and 6(b), but FIG. 6(c) further includes a micropressure sensor.

図6(a)において、
601は、帯状体であり、ビニール、プラスチック、布等で形成され、サポーターで示される生体を囲繞して、その位置に固定するものであり、柔軟性樹脂、布、等で伸縮性を備えた状態で構成されている。
帯状体601の伸縮性により、例えば上腕部を周囲から押圧するが、その力は、帯状体601内のセンサーが、移動する事がない程度が好ましい。
In FIG. 6(a),
Reference numeral 601 denotes a belt-like body made of vinyl, plastic, cloth, or the like, which surrounds the living body indicated by the supporter and fixes it at that position. made up of states.
Due to the stretchability of the belt-like body 601, for example, the upper arm is pressed from the surroundings, but the force is preferably such that the sensor in the belt-like body 601 does not move.

602は、筐体であり、プラスチック、金属等で形成され、内部に無線通信用アンテナ、電気回路基板、電池等が収容されている。
電気回路には、CPU、GPU、メモリ、マイクロSDカード等の継続記憶用メデイア、
又、筐体602内には、緑色光及び赤外光を検出する受光部から得られた脈波電気信号を外部へ無線状で伝達するための赤外光、WiFi、Bluetooth(登録商標)用送受信電子回路モジュールが内蔵されている。
603は、赤外(IR)発光部であり、850nmの波長で赤外光を出力するLED、発光ダイオード等で構成される。
A housing 602 is made of plastic, metal, or the like, and accommodates therein a wireless communication antenna, an electric circuit board, a battery, and the like.
The electric circuit includes CPU, GPU, memory, media for continuous storage such as micro SD card,
In addition, in the housing 602, infrared light, WiFi, Bluetooth (registered trademark) for wirelessly transmitting the pulse wave electric signal obtained from the light receiving unit that detects green light and infrared light to the outside. Transmit and receive electronic circuit modules are built in.
An infrared (IR) light emitting unit 603 is composed of an LED, a light emitting diode, or the like that outputs infrared light at a wavelength of 850 nm.

604は、赤外(IR)光用受光部であり、フォトトランジスタ、フォトダイオード等で構成されている。
605は、黒色シートであり、黒色のゴム、樹脂、プラスチック柔軟性を備えたシート材よりなり、赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604間で、体内透過光以外の光を除去する。
606は、緑色光用センサユニットであり、緑色(G)光発光部606aと緑色(G)光受光部606bで構成され、体内へ出力された緑色光が細い動脈で反射された反射光を緑色(G)光受光部606bで受光する構成を有する。
Reference numeral 604 denotes an infrared (IR) light receiving portion, which is composed of a phototransistor, a photodiode, and the like.
A black sheet 605 is made of black rubber, resin, or a sheet material having plastic flexibility. Eliminate other light.
A green light sensor unit 606 is composed of a green (G) light emitting portion 606a and a green (G) light receiving portion 606b. (G) The light is received by the light receiving portion 606b.

607は、緑色光用電気接続部であり、電気リード線、及び接続コネクタなどで構成され、緑色(G)光発光部606aへ電気信号を供給したり、緑色(G)光受光部606bから反射光の電気信号を筐体602内の回路へ伝達するための接続部である。
608は、赤外発光用電気接続部であり、赤外光出力用電気リード線610、及び接続コネクタなどで構成され、赤外(IR)発光部603へ電気出力をするための導電接続部である。
Reference numeral 607 denotes an electrical connection portion for green light, which is composed of an electrical lead wire, a connection connector, and the like, and supplies an electrical signal to the green (G) light emitting portion 606a and reflects light from the green (G) light receiving portion 606b. It is a connection part for transmitting an optical electrical signal to a circuit inside the housing 602 .
Reference numeral 608 denotes an electric connection portion for infrared light emission, which is composed of an electric lead wire 610 for outputting infrared light, a connector, and the like, and is a conductive connection portion for outputting electricity to the infrared (IR) light emission portion 603 . be.

609は、赤外透過光用電気接続部であり、赤外受光信号伝達用の電気リード線611、及び接続コネクタなどで構成され、赤外(IR)光用受光部604で出力される、赤外透過電気信号を筐体602へ伝達するための接続部である。
610は、赤外発光部へ電気出力を伝達するための赤外光出力用電気リード線であり、赤外発光用電気接続部608と、赤外(IR)発光部603を電気的に接続するためのものである。
611は、赤外受光部からの電気出力を筐体602へ伝達するための赤外光受光用の電気リード線であり、赤外発光用電気接続部608と、赤外(IR)発光部603を電気的に接続するためのものである。
Reference numeral 609 denotes an electric connection portion for infrared transmitted light, which is composed of an electric lead wire 611 for transmitting an infrared light reception signal, a connector, and the like, and outputs a red light from an infrared (IR) light reception portion 604 . It is a connecting portion for transmitting an externally transmitted electric signal to the housing 602 .
Reference numeral 610 denotes an infrared light output electrical lead wire for transmitting electrical output to the infrared light emitting section, which electrically connects the infrared light emitting electrical connection section 608 and the infrared (IR) light emitting section 603. It is for
A reference numeral 611 denotes an electric lead wire for receiving infrared light for transmitting an electric output from the infrared light receiving portion to the housing 602, and includes an electric connection portion 608 for infrared light emission and an infrared (IR) light emitting portion 603. to electrically connect the

図6(a)で示す実施例の動作を説明する。
帯状体601は、例えばサポーターのような伸縮性を備えた円筒状で形成され、図7で示すようにヒト、左右何れかの上腕部4hに囲繞装着される。
赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604からなる赤外線脈波センサーは、脇の下方向に来るように装着されることが、深部の太い動脈6dに対し、透過型で脈波検出する点で好ましい。
しかしながら、被験者の動脈の状態に応じて、上腕外側に赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604が来るような配置とする場合もある。
The operation of the embodiment shown in FIG. 6(a) will be described.
The belt-like body 601 is, for example, formed in a cylindrical shape having elasticity like a supporter, and as shown in FIG.
An infrared pulse wave sensor consisting of an infrared (IR) light emitting portion 603 and an infrared (IR) light receiving portion 604 is mounted in the direction of the armpit so that it is transparent to the deep thick artery 6d. It is preferable in terms of pulse wave detection.
However, depending on the condition of the subject's arteries, the infrared (IR) light emitting section 603 and the infrared (IR) light receiving section 604 may be arranged on the outer side of the upper arm.

筐体602には、LED受光信号を外部へWiFi、赤外線等の無線、又は有線で送受信する為の電気回路が形成されており、更にボタン電池等のバッテリーユニットを含む。
使用開始は、前記電気回路に設けられたスイッチをオンにする他、装着と同時にスイッチがオンになるメンブランスイッチ等がオンになること行われる。
筐体602内の電気回路がオンになると、筐体602内の電気回路は、赤外光出力用電気リード線610を介して赤外(IR)発光部603へ電気信号を供給し、更に赤外光出力用電気リード線611を介して赤外(IR)光用受光部604へバイアスとなる電気信号を供給する。
The housing 602 is formed with an electric circuit for transmitting/receiving an LED light receiving signal to the outside by wireless such as WiFi, infrared rays, or by wire, and further includes a battery unit such as a button battery.
The use is started by turning on a switch provided in the electric circuit, and also by turning on a membrane switch or the like which is turned on at the same time as mounting.
When the electrical circuitry within housing 602 is turned on, the electrical circuitry within housing 602 provides an electrical signal to infrared (IR) emitter 603 via infrared light output electrical lead 610, and further to red light. An electric signal serving as a bias is supplied to the infrared (IR) light receiving section 604 via an electric lead wire 611 for outputting external light.

赤外(IR)発光部603は、上述した波長の赤外光を出力する。太い深部動脈を通過して、赤外(IR)光用受光部604で受光する。この受光信号は電気信号に変換され、電気リード線611を介して、筐体602内の電気回路へ供給される。
筐体602内の電気回路が、図1で示す緑色脈波微分手段105の回路を備えている場合は、2次微分処理などが行われるが、外部にある場合は、この電気信号を送信用の信号に変換する。
この電気信号は、筐体602内の電気回路に接続するアンテナを介して図8で示す操作端末805等、図1で示す緑色脈波微分手段105の回路を備えた操作端末に送信される。
An infrared (IR) light emitting unit 603 outputs infrared light having the wavelengths described above. It passes through a large deep artery and is received by an infrared (IR) light receiver 604 . This received light signal is converted into an electric signal and supplied to the electric circuit inside the housing 602 via the electric lead wire 611 .
If the electric circuit in the housing 602 is equipped with the circuit of the green pulse wave differentiating means 105 shown in FIG. signal.
This electric signal is transmitted to the operation terminal provided with the circuit of the green pulse wave differentiating means 105 shown in FIG. 1, such as the operation terminal 805 shown in FIG.

緑色光用センサユニット606の緑色(G)光発光部606aは、末梢血管6s(図2(b)の22)に緑色光を照射し、緑色(G)光受光部606bで受光して、この受光信号を電気信号に変換して、筐体602に緑色脈波電気信号が出力される。
筐体602内に、図1で示す緑色脈波微分手段105以降の回路が無い場合、図2(a)で示す受光脈波信号01、02は、例えばADコンバータにより、例えば0.01秒から数秒でサンプリングされた後、デジタル数値データに変換され、外部へ送信される。操作端末805では、入力されたデジタルデータを復元して、アナログ信号を形成した後、これに2次微分処理を施す。
A green (G) light emitting portion 606a of the green light sensor unit 606 emits green light to the peripheral blood vessel 6s (22 in FIG. 2(b)), and the green (G) light receiving portion 606b receives the light. The received light signal is converted into an electrical signal, and a green pulse wave electrical signal is output to housing 602 .
If there is no circuit after the green pulse wave differentiation means 105 shown in FIG. 1 in the housing 602, the received pulse wave signals 01 and 02 shown in FIG. After being sampled in a few seconds, it is converted into digital numerical data and transmitted to the outside. The operation terminal 805 restores the input digital data to form an analog signal, which is then subjected to secondary differential processing.

又は筐体602内に、2次微分アナログ回路がある場合は、2次微分信号をサンプリングして、操作端末805へ送信しても良く、この場合は、迅速に血圧関連値、血圧値が算出できる。
図6(b)は、図6(a)と基本的な構成が同じで、赤外発光部が高電気エネルギーを用いることから、発熱するため、発熱対策を施した構成と、赤外光(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604の透過距離を調整するための調整用収縮体を設けた構成を示す。
従って、図6(a)と同じ構成の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
Alternatively, if there is a secondary differential analog circuit in the housing 602, the secondary differential signal may be sampled and transmitted to the operation terminal 805. In this case, blood pressure-related values and blood pressure values are quickly calculated. can.
FIG. 6B has the same basic configuration as that of FIG. IR) shows a configuration provided with an adjusting contraction member for adjusting the transmission distance between the light emitting portion 603 and the light receiving portion 604 for infrared (IR) light.
Therefore, the parts having the same configurations as those in FIG.

612は、放熱部材であり、アルミ、チタンなどの金属材で形成され、赤外(IR)発光部603と接触電気的に非導通状態で接続する。
613aは支持シートA、613bは支持シートBであり、それぞれの外側方向の端部が赤外(IR)光用受光部604と放熱部材612(又は赤外(IR)発光部603)に接続され、伸縮可能とする状態で交差又は重ね合わせた状態で且つ外方向に摺動可能な状態を備えている。
A heat dissipation member 612 is made of a metal material such as aluminum or titanium, and is electrically non-conductive with the infrared (IR) light emitting unit 603 .
Reference numeral 613a denotes a support sheet A, and 613b denotes a support sheet B, and their outer ends are connected to the infrared (IR) light receiving portion 604 and the heat dissipation member 612 (or the infrared (IR) light emitting portion 603). , crossed or superimposed in a stretchable state and slidable outwardly.

614は黒色シートA、615は黒色シートBであり、粘弾性、可塑性を備えた特殊性を備えたゴム、プラスチック材で形成され、黒色シートA614は、支持シートA613a、黒色シートB615は、支持シートB613bにそれぞれ接続し、支持シートAと支持シートBが両方向へ移動すると共に、黒色シートA614、黒色シートB615も同様に移動して、赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604間の距離は調整され、赤外線の透過光による脈波測定を最適化する。
616は、調整操作部であり、支持シートA613a、支持シートB613bの何れか一方又は両方に装着され、使用者により、手で摘んで移動させられる形状で突出配置されている。
このように赤外(IR)発光部603と赤外(IR)光用受光部604間の距離は、伸縮可能な状態で形成されることが好ましいが、赤外透過光が適当に受光できる場合は、支持シート及び黒色シートは、固定された状態であってもよい。
614 is a black sheet A, and 615 is a black sheet B, which are made of special rubber or plastic material having viscoelasticity and plasticity. B 613b, the support sheet A and the support sheet B move in both directions, and the black sheet A 614 and the black sheet B 615 move in the same way, so that the infrared (IR) light emitting part 603 and the infrared (IR) light emitting part 603 and the infrared (IR) light emitting part 603 move. The distance between the light receivers 604 is adjusted to optimize pulse wave measurement with infrared transmitted light.
Reference numeral 616 denotes an adjustment operation section, which is attached to either one or both of the support sheet A 613a and the support sheet B 613b, and protrudes in a shape that can be moved by the user's hand.
It is preferable that the distance between the infrared (IR) light emitting unit 603 and the infrared (IR) light receiving unit 604 is formed in a stretchable state. Alternatively, the support sheet and the black sheet may be in a fixed state.

次ぎに図6(c)で示す本発明の一実施例について説明する。
601は、帯状体であり、布、プラスチック等で形成され、両端部が開放されており、両端部のそれぞれに、例えば、面状ファスナ等の面状に所定の範囲で結合可能な結合部材621が装着されており、上腕部を囲繞し両結合部材を位置を結合部材の範囲でずらして当接することで、その位置で結合するため、上腕部の加圧量を調整可能とする。
602は、筐体であり、硬質プラスチック等で形成され、内部に電気回路、電池、無線送信を行う場合は、アンテナ等が内蔵され、外部表面にメンブレン状のスイッチ類が配置されている。
Next, an embodiment of the present invention shown in FIG. 6(c) will be described.
Reference numeral 601 denotes a belt-like body made of cloth, plastic, or the like, which is open at both ends, and a connecting member 621, such as a planar fastener, which can be connected in a predetermined range to each of the both ends. is attached, surrounds the upper arm, and both connecting members are brought into contact with each other by shifting the position within the range of the connecting member, so that they are connected at that position, so that the amount of pressure applied to the upper arm can be adjusted.
A housing 602 is made of hard plastic or the like, and contains an electric circuit, a battery, and an antenna, etc. for wireless transmission. Membrane switches are arranged on the outer surface.

筐体602には、空気カフ619へ空気圧供給用のポンプが内蔵されている場合もある。
603は、赤外(IR)発光部であり、赤外線LED等で形成されている。
604は、赤外(IR)光用受光部であり、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光半導体で形成されている。
606は、緑色光用センサユニットであり、例えば、緑色(G)光発光部606aと、緑色(G)光受光部606bが隣接した状態で配置された反射型のセンサである。
緑色光用センサユニット606は、図8で示すように中心に発光部を形成し、その周辺に受光部が形成される構成が好ましい。
Housing 602 may also incorporate a pump for supplying air pressure to air cuff 619 .
An infrared (IR) light emitting unit 603 is formed of an infrared LED or the like.
A reference numeral 604 denotes an infrared (IR) light receiving portion, which is formed of an optical semiconductor such as a photodiode or a phototransistor.
A green light sensor unit 606 is, for example, a reflective sensor in which a green (G) light emitting portion 606a and a green (G) light receiving portion 606b are arranged adjacent to each other.
As shown in FIG. 8, the green light sensor unit 606 preferably has a configuration in which a light-emitting portion is formed in the center and a light-receiving portion is formed around it.

617は、静脈開放用突起であり、シリコーン等の弾性体よりなり、高さが約1cm前後で帯状体601の短軸方向(帯状体601を巻き付けた上腕部に対して上下方向)に連続して形成されており、帯状体601の上腕部への押圧による静脈の閉塞状態を静脈開放用突起617の長軸方向(帯状体601を巻き付けた上腕部に対して上下方向)に沿った側面617a部分により開放するためのものである。
静脈開放用突起617は、帯状体601の押圧により、皮膚方向へ局所的な加圧がされるが、局所的な加圧状態の突起周辺(617a)には、加圧されない部位が形成されることから、この部位に沿って、静脈の開放が行われ、静脈が閉塞することなく、血行の遮断が解消される。
Numeral 617 is a projection for opening a vein, which is made of an elastic material such as silicone, and has a height of about 1 cm and is continuous in the short axis direction of the belt-like body 601 (vertical direction with respect to the upper arm around which the belt-like body 601 is wound). A side surface 617a along the long axis direction of the vein opening projection 617 (vertical direction with respect to the upper arm around which the belt-shaped body 601 is wound) is used to detect the closed state of the vein due to the pressing of the belt-shaped body 601 against the upper arm. It is for opening by part.
The vein-opening projection 617 is locally pressurized toward the skin by the pressing of the belt-shaped body 601, but a region where no pressure is applied is formed around the locally pressurized projection (617a). Therefore, along this site, the vein is opened, and the blockage of blood circulation is resolved without occluding the vein.

618は、遮光用突起であり、帯状体601の短軸方向に連続して形成され、赤外(IR)発光部603の出力光が皮膚表面を這う形で、赤外(IR)光用受光部604に供給されないように遮断している。
619は、空気カフであり、プラスチック、樹脂等で形成された袋状体で形成され、内部に圧力センサが配置固定されている。
620は、調整栓であり、空気カフ619内の内部空気圧を例えば、20~30mmHgに調整するための弁、又は栓が形成されている。
調整栓620は、外部の空気圧供給ポンプから導管を介して空気圧を空気カフ619へ供給する為の供給口であり、必要に応じ、空気カフ619へ空気圧を供給し、上述した空気圧に調整する為の栓又は弁である。
618 is a projection for light shielding, which is formed continuously in the direction of the short axis of the belt-shaped body 601 so that the output light of the infrared (IR) light emitting section 603 crawls on the surface of the skin and receives infrared (IR) light. It is cut off so as not to be supplied to the unit 604 .
An air cuff 619 is formed of a bag-shaped body made of plastic, resin, or the like, and has a pressure sensor arranged and fixed therein.
620 is an adjustment plug, and a valve or plug for adjusting the internal air pressure in the air cuff 619 to 20 to 30 mmHg, for example, is formed.
The adjustment plug 620 is a supply port for supplying air pressure from an external air pressure supply pump to the air cuff 619 through a conduit. is a stopcock or valve.


621は、結合部材であり、面状ファスナ等、結合面に範囲があり、上腕に巻かれる帯状体の上腕への圧力を調整できる構成が好ましい。
619aは、圧力センサであり、空気カフ内に配置される電子デバイスであり、空気カフ619内の空気圧値を電気信号に変換して出力するものであって、電気リード線により、筐体602内の電気回路と接続している。
空気カフ619の表面には赤外(IR)光用受光部604が載せてある状態で接合しており、圧力センサ619aで検出される圧脈波信号と、赤外(IR)光用受光部604が受光する太い動脈に基づく脈波とを同期的に検出し、赤外(IR)光用受光部604に基づく脈波信号の時相を補償する。
図6は、生体上腕部等に、帯状体601を囲繞装着した状態を図7のX-X’の断面で示した図である。図6で示す帯状体601は、リング状、両端が開放された帯状が例示されるが、脈波が好適に検出できる状態であって、患者に加圧感を与えないようにするためには、適宜加圧可能な両端が開放された帯状の帯状体が好ましい。

Reference numeral 621 denotes a connecting member, which preferably has a range of connecting surfaces, such as a planar fastener, and is capable of adjusting the pressure applied to the upper arm by a band-shaped body wrapped around the upper arm.
619a is a pressure sensor, an electronic device placed in the air cuff, which converts the air pressure value in the air cuff 619 into an electric signal and outputs it. connected to the electrical circuit of
An infrared (IR) light receiving portion 604 is placed on the surface of the air cuff 619 and joined to the surface thereof. A pulse wave based on a large artery received by 604 is detected synchronously, and the time phase of the pulse wave signal based on the infrared (IR) light receiving unit 604 is compensated.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line XX′ of FIG. 7 showing a state in which the band-shaped body 601 is attached to the upper arm of a living body or the like. The strip-shaped body 601 shown in FIG. 6 is exemplified as a ring-shaped strip or a strip-shaped strip with both ends open. A belt-like body having both ends open and capable of being appropriately pressurized is preferable.

次ぎに、図6(c)で示す実施例の動作について説明する。
右腕、又は左腕の上腕部に、帯状体601を巻き付ながら、次第に強めていき、圧力センサ619aからの信号に圧脈波が検出された時点で、巻き付け状態をそのまま結合部材621により結合させる。
圧力センサ619aが圧脈波を検出した状態で、深部の太い動脈4dに対し、赤外(IR)発光部603から出力した赤外光は、透過的に照射され、赤外(IR)受光部604で受光する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 6(c) will be described.
The belt-like body 601 is wrapped around the right arm or the upper arm of the left arm while gradually tightening it.
In a state in which the pressure sensor 619a detects a pressure pulse wave, the infrared light output from the infrared (IR) light emitting unit 603 is transparently irradiated to the deep artery 4d, and the infrared (IR) light receiving unit Light is received at 604 .

赤外(IR)発光部603からの出力は、生体皮膚表面を這う様に伝達することから、遮光用突起618により遮断されるため、透過光の受光量が大きくなる。
又、圧力センサ619aから圧脈波がえられる為、赤外受光センサからの脈波信号の時相を、圧脈波の時相信号によって、補償して検出できるため、太い動脈4dの脈波を確実に検出できる。2つの信号によって、太い動脈の脈波を検出しているが、圧脈波だけでも良い場合もある。
Since the output from the infrared (IR) light emitting unit 603 is transmitted along the skin surface of the living body, it is blocked by the light shielding protrusion 618, so that the amount of transmitted light received increases.
Further, since the pressure pulse wave is obtained from the pressure sensor 619a, the time phase of the pulse wave signal from the infrared light receiving sensor can be compensated for and detected by the time phase signal of the pressure pulse wave. can be reliably detected. The two signals are used to detect the pulse wave of a large artery, but there are cases where only the pressure pulse wave is sufficient.

更に緑色光用センサユニット606により、生体浅い部分の細い動脈の血流を測定する。
これらのセンサより得られた電気信号は、筐体602内の電気回路に入力され、処理される。
深部動脈の血流を測定する際に用いられる遮光用突起の他の例として図19を示す。
1901は、マジックバンド等で形成された帯状体であり、カフのような長方状で、上腕部19Aに巻き付けて、両端部に配置されたマジックバンド結合部で固定する帯状体である。図では、その一部を示しているが、実際、図6(c)で示す帯状体601と同様に上腕部に巻き付け固定されている。
Furthermore, the green light sensor unit 606 measures the blood flow in thin arteries in shallow parts of the body.
Electrical signals obtained from these sensors are input to an electrical circuit within housing 602 and processed.
FIG. 19 shows another example of light-shielding protrusions used for measuring blood flow in deep arteries.
Reference numeral 1901 denotes a belt-like body formed of a magic band or the like, which is a cuff-like rectangular belt-like body that is wound around the upper arm 19A and fixed by magic band joints arranged at both ends. Although a part of it is shown in the drawing, it is actually wound around the upper arm and fixed in the same manner as the strip 601 shown in FIG. 6(c).

1902は、空気袋であり、内部、帯状体1901が上腕部に囲繞された際、10~20mmHgの圧力を皮膚方向へ加える程度の空気が充填されている。充填された後は、密閉状態にしてもよく、場合によっては、補給可能な弁をつけてもよい。
1903は、遮光突起部であり、シリコーン、テフロン(登録商標)などの弾性体で形成されている。
1904は、赤外(IR)発光部であり、赤外線用LEDで形成され、深部動脈の血流計測用である。
1905は、受光体であり、フォトトランジスタ等で形成され、深部動脈を反射して赤外光を受光するためのものである。
An air bag 1902 is filled with air to apply a pressure of 10 to 20 mmHg toward the skin when the strip 1901 is surrounded by the upper arm. After filling, it may be sealed and optionally valved to allow refilling.
A light shielding projection 1903 is formed of an elastic material such as silicone or Teflon (registered trademark).
An infrared (IR) light emitting unit 1904 is formed of an infrared LED and is used for measuring blood flow in deep arteries.
A photoreceptor 1905 is formed of a phototransistor or the like, and serves to receive infrared light by reflecting deep arteries.

図19で示す遮光用突起は、図6の遮光用突起618と同様に生体皮膚表面付近を這う様に伝達する一部の赤外光19Dを遮断する為のものである。
帯状体1901を上腕部19Hに巻き付け固定すると、空気袋1902の空気圧により遮光突起部1903を押し上げて、皮膚19Hを局所的に押圧した状態とする。
赤外(IR)発光部1904は、赤外線19Cを出力し、深部動脈19Bへ照射され、反射した反射戻り光を受光体1905で受光する。
その際、赤外(IR)発光部1904から出力された赤外光は、皮膚表面近傍に沿って伝達し受光体1905へ受光される場合があるが、空気袋1902と遮光突起部1903により遮断阻止され、深部動脈19Hに起因する反射光19Cのみ受光体1905に受光させることができる。
The light-shielding projections shown in FIG. 19 are for blocking part of the infrared light 19D that crawls along the surface of the skin of the living body, similar to the light-shielding projections 618 shown in FIG.
When the band-shaped body 1901 is wound around the upper arm 19H and fixed, the air pressure of the air bag 1902 pushes up the light shielding protrusion 1903 to locally press the skin 19H.
An infrared (IR) light emitter 1904 outputs an infrared ray 19C, irradiates the deep artery 19B, and the light receiving member 1905 receives the reflected return light.
At that time, the infrared light output from the infrared (IR) light emitting unit 1904 may be transmitted along the vicinity of the skin surface and received by the photoreceptor 1905, but is blocked by the air bag 1902 and the light shielding protrusion 1903. Only reflected light 19C that is blocked and originates from deep artery 19H can be received by photoreceptor 1905 .

図7は、実際、本実施例をヒトの上腕部に装着した状態を模式的に示したものであるが、帯状体601は、例えば、リング状で且つ伸縮性をそなえたものを、中空部に腕を通して使用する 又は、長方形状であって、上腕部に巻き付けて、面状ファスナ等で固定して用いられる。尚、帯状体601は、上腕部をある程度押圧して装着されるが、この押圧量は、帯状体がずれ落ちない程度から、圧脈波が検出できる程度までの力が例示される。
少なくとも、上腕部を従来の血圧計の様な押圧力でなく、脈波測定可能な程度の押圧力であれば、良い。
FIG. 7 schematically shows a state in which this embodiment is actually worn on a human upper arm. Alternatively, it is rectangular in shape, wrapped around the upper arm, and fixed with a surface fastener or the like. The band-shaped body 601 is worn by pressing the upper arm to some extent, and the amount of pressure is exemplified by a force that prevents the band-shaped body from slipping down and a force that allows the pressure pulse wave to be detected.
At least, it is sufficient if the pressure on the upper arm is not the same as that of a conventional sphygmomanometer, but a pressure that enables pulse wave measurement.

図8で示す実施例は、外部へデータを送受信している状態を模式的に示した図である。
図8で示す実施例において帯状体801等の構成は、図6(b)で示す赤外光センサー構成を用いたものであり、赤外光センサー構成について共通する部分は、同じ番号を付して説明を省略した。
803は、緑色光脈波センサユニット基材であって、反射光を利用した構成であり、1つの基材に発光部と複数の受光部が配置されている。
The embodiment shown in FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which data is being transmitted and received to the outside.
In the embodiment shown in FIG. 8, the structure of the band 801 and the like uses the infrared light sensor structure shown in FIG. explanation is omitted.
Reference numeral 803 denotes a green light pulse wave sensor unit base material, which is configured using reflected light, and has a light emitting part and a plurality of light receiving parts arranged on one base material.

803aは、緑色発光部であり、LED、発光ダイオード等で形成され、緑色光脈波センサユニット基材803の中央部に配置されている。
803b~803dは、緑色受光部であり、フォトトランジスタ、フォトダイオード等からなり、同じ構成の緑色受光部が緑色発光部の周囲に3カ所(それぞれ803b、803c、803dで示す)配置されている。
これらの緑色受光部803b、803c、803dは、反射位置によって、受光強度が変わる場合、そのなかから最適な受光素子の受光電気信号を、選択して利用する場合や、3つの受光素子の受光電気信号の加算平均値をとる場合がある。尚、これら受光素子は、別々の種類でもよい。
803 a is a green light emitting part, which is formed of an LED, a light emitting diode, etc., and is arranged in the central part of the green light pulse wave sensor unit base material 803 .
Green light receiving portions 803b to 803d are composed of phototransistors, photodiodes, etc. Three green light receiving portions of the same configuration are arranged around the green light emitting portion (indicated by 803b, 803c and 803d, respectively).
These green light receiving portions 803b, 803c, and 803d can select and use the light receiving electric signal of the optimum light receiving element from among the received light intensity that varies depending on the reflection position, or use the light receiving electric signal of the three light receiving elements. In some cases, an arithmetic mean value of the signal is taken. These light receiving elements may be of different types.

筐体802内には、受光部803b、803c、803dの3つの受光部から出力する受光電気信号を入力し、目的となる脈波波形をフィルタ等で抽出する例えば、Flashair(東芝社製)等の電子回路モジュールなどが内蔵されている。
804は、伝達媒体であり、外部PC スマホとデータの送受信を無線で行う際の空間伝達状体を示している。無線としては、WiFi、ダイレクトWiFi 、ブルートゥース(登録商標)、赤外光などで形成されている。
805は、操作端末であって、スマートフォン、タブレット、PC、携帯電話などであって、受信したデータを処理し、表示させたり、直接受光ユニットへデータを供給したりする。
Into the housing 802, the light receiving electric signals output from the three light receiving portions 803b, 803c, and 803d are input, and the target pulse wave waveform is extracted by a filter or the like. electronic circuit module, etc.
Reference numeral 804 denotes a transmission medium, which represents a spatial transmission medium for wirelessly transmitting and receiving data to and from an external PC smartphone. Wireless is formed by WiFi, direct WiFi, Bluetooth (registered trademark), infrared light, and the like.
Reference numeral 805 denotes an operation terminal such as a smart phone, tablet, PC, mobile phone, etc., which processes received data, displays the data, or supplies the data directly to the light receiving unit.

操作端末805と、筐体802は、データの送受信が可能な関係を備えていれば良く、筐体802がいわゆるウェアラブルな状態で用いられる場合は、WiFi、赤外線、Bluetooth(登録商標)を媒体として用いた無線接続が好ましい。
The operation terminal 805 and the housing 802 only need to have a relationship in which data can be transmitted and received. When the housing 802 is used in a so-called wearable state, WiFi, infrared rays, and Bluetooth (registered trademark) are used as media. A wireless connection is preferred.

図9は、校正用図であり、測定した血圧関連値から血圧値を算出するためのものであり、計測開始時、又は予め作成しておく。作成方法は、上述した原理説明に基づくものである。
この校正用図は、血圧を求める場合に用いる為のものであり、変化量を求める場合は、使用しない場合もある。
図9(2)は、収縮期血圧測定に用いられる図であり、図9(1)は、拡張期血圧測定に用いられている図である。
予め作成する校正用図を求める場合、校正用血圧計(家庭用血圧計で上腕部に巻いて使用する装置が好適である。)を上腕の本発明実施例を装着した腕とは反対の腕に装着して、実測する血圧値SBPと、収縮期血圧変化率SBPφiの関係を図9(2)で示すような校正用の対応関係を上述した原理説明の項目に基づいて形成する。拡張期血圧も同様にして図9(1)で示すような校正用の対応関係を形成する。
図9で示す校正用図の作成は、例えば、図18で示すシステムを用いて作成される。
FIG. 9 is a calibration diagram for calculating blood pressure values from measured blood pressure-related values, and is prepared at the start of measurement or in advance. The creation method is based on the explanation of the principle described above.
This calibration chart is used when obtaining the blood pressure, and may not be used when obtaining the amount of change.
FIG. 9(2) is a diagram used for systolic blood pressure measurement, and FIG. 9(1) is a diagram used for diastolic blood pressure measurement.
When obtaining a drawing for calibration prepared in advance, a sphygmomanometer for calibration (preferably a home-use sphygmomanometer wrapped around the upper arm) is placed on the upper arm opposite to the arm on which the embodiment of the present invention is worn. , and the relationship between the actually measured blood pressure value SBP and the systolic blood pressure change rate SBPφi is formed based on the items of the principle explanation described above for calibration as shown in FIG. 9(2). Similarly, the diastolic blood pressure forms a corresponding relationship for calibration as shown in FIG. 9(1).
The drawing for calibration shown in FIG. 9 is created using the system shown in FIG. 18, for example.

図17に本発明の心電図と緑色発光体を用いた脈波から血圧値及び血圧関連値を測定する実施例を示し、説明する。
171は、心電図用電極カバー部であり、布製が好ましく、上腕に囲繞され、皮膚と接触する部分には、主極用導電性部材172aが配置されている。
FIG. 17 shows an embodiment of measuring a blood pressure value and a blood pressure-related value from an electrocardiogram and a pulse wave using a green luminous body according to the present invention.
Reference numeral 171 denotes an electrocardiogram electrode cover, which is preferably made of cloth, and is surrounded by the upper arm and has a main electrode conductive member 172a in contact with the skin.

172aは、主極用導電性部材であり、心電図検出用の電極である。
172bは対極用導電性部材であり、心電図検出用の電極である。主極用導電性部材172a及び対極用導電性部材172bは、それぞれの導電性部材と布性の囲繞可能な支持シートの組み合わせで形成され、通常使用される粘着性ゲルを使用しないことから、粘着ゲルの残渣がのこり、皮膚がねばねばする等の不快感がない。
173は、帯状体であり、長手方向には面状ファスナー等の結合部材が形成され、上腕の太さに合わせた巻き付け固定が可能となっている。
帯状体173は、緑色(G)脈波センサー174を皮膚表面に当接して配置すると共に本体175を上腕部に固定するための血圧計用カフ等で構成されている。
172a is a main electrode conductive member, which is an electrode for electrocardiogram detection.
172b is a counter electrode conductive member, which is an electrode for electrocardiogram detection. The main electrode conductive member 172a and the counter electrode conductive member 172b are formed by a combination of each conductive member and a fabric support sheet that can be surrounded, and do not use a commonly used adhesive gel. There is no discomfort such as stickiness of the skin or the residue of the gel remaining.
Reference numeral 173 denotes a belt-like body, and a connecting member such as a surface fastener is formed in the longitudinal direction so that it can be wound and fixed in accordance with the thickness of the upper arm.
The belt-like body 173 is composed of a sphygmomanometer cuff or the like for placing the green (G) pulse wave sensor 174 in contact with the skin surface and fixing the main body 175 to the upper arm.

173aは、主極用電気リード線であり、主極用導電性部材172aと本体175を電
気的に接続する為のものである。 173bは対極用電気リード線であり、対極用導電性
部材172bと本体175を電気的に接続するためのものである。
174は、緑色発光による緑色(G)脈波センサーであり、図6その一例を示す。
175は、本体であり、軽量なプラスチックケース内にADコンバータ、ピーク検出回路
、送受信部、微分回路、時相パルス形成回路などが組み込まれ、検出した心電図信号の
1次、2次及び3次微分波形を形成し、各時相に対応したパルスを形成して外部へ電波、
赤外線等の無線送信を行う為のユニットが含まれている。
Reference numeral 173a denotes an electric lead wire for the main electrode, which is for electrically connecting the conductive member 172a for the main electrode and the main body 175; Reference numeral 173b denotes an electric lead wire for the counter electrode, which is for electrically connecting the electrically conductive member 172b for the counter electrode and the main body 175. As shown in FIG.
Reference numeral 174 denotes a green (G) pulse wave sensor that emits green light, an example of which is shown in FIG.
Reference numeral 175 denotes a main body, in which an AD converter, a peak detection circuit, a transmitter/receiver, a differentiating circuit, a temporal pulse forming circuit, etc. are incorporated in a lightweight plastic case.
1st, 2nd and 3rd order differential waveforms are formed, pulses corresponding to each time phase are formed, and radio waves are sent to the outside.
A unit for wireless transmission such as infrared is included.

176は、無線媒体であり、赤外線の送受信の場合は、赤外線、WiFi、Bluetooth(登録商標)の場合は、電波を示す。
177は、操作用端末であり、スマートフォン、タブレット型パソコン、ノート型パソコン、デスクトップパソコン等で形成され、本体175から送信されてきたデータを受信し、処理して血圧関連データ、血圧値推定データを生成表示、記憶する。
Reference numeral 176 denotes a wireless medium, which indicates infrared rays in the case of transmission and reception of infrared rays, and radio waves in the case of WiFi and Bluetooth (registered trademark).
Reference numeral 177 denotes an operation terminal, which is formed by a smartphone, a tablet computer, a notebook computer, a desktop computer, etc., receives data transmitted from the main body 175, processes it, and outputs blood pressure related data and blood pressure value estimated data. Generate, display, and store.

次に、図17(a)で示す実施例の動作を図17(b)~(d)を参照して説明する。上腕部に帯状体173を巻き付けて、対極用導電性部材172bと緑色(G)脈波センサー174及び本体175を上腕部に固定する。
他方の上腕部に心電図用電極カバー部171を囲繞固定し主極用導電性部材172aを皮膚表面に当接固定する。
本体の動作を通電開始させ、主極用導電性部材172aと対極用導電性部材172bから図17(b-1)(c-1)で示す心電図波形が検出され、 更に緑色(G)脈波センサー174からは、図17(b-2)(c-2)が検出され、それぞれ、目的とする次数の微分が行われる。心電図の微分波形を図17(c-2)に示し、G脈波波形の3次微分波形を図17(c-5)で示す。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 17(a) will be described with reference to FIGS. 17(b) to 17(d). A band-shaped body 173 is wrapped around the upper arm to fix the counter electrode conductive member 172b, the green (G) pulse wave sensor 174, and the main body 175 to the upper arm.
The electrocardiogram electrode cover part 171 is surrounded and fixed to the other upper arm, and the main electrode conductive member 172a is abutted and fixed to the skin surface.
The operation of the main body is started, and the electrocardiogram waveforms shown in FIGS. 17(b-1) and (c-1) are detected from the main electrode conductive member 172a and the counter electrode conductive member 172b. 17(b-2) and (c-2) are detected from the sensor 174 and differentiated to the desired order. FIG. 17(c-2) shows the differential waveform of the electrocardiogram, and FIG. 17(c-5) shows the third-order differential waveform of the G pulse waveform.

心電図の微分波形(2次)は、コンパレータ回路で、R波時相(R)を有するパルスが出力され(図17(c-3))、 G脈波の3次微分波形から、最小値(b)と(P)を立ち上がり時相と立ち下がり時相とするパルスが形成され、その時相を保持したまま変調されて、操作用端末177へ赤外線、無線で出力される。
操作用端末177では、例えば、受信した時相を持つパルスから、血圧値(推定値)、又は血圧関連値が上記測定原理に基づいて算出される。
算出される値SBPe(収縮期血圧)、PPe(脈圧)、DBPe(拡張期血圧)算出の一例を以下に示す。
L=大動脈と上腕までの距離(m)
C(CECG ) =脈波伝搬時間(s) とすると
PWV=L/CECG (PWV:脈波伝搬速度)
Tu=緑色(G)脈波のUPstroke Time
Pc=各個人の定数
Pcs=SBPの定数
Pcp=PPの定数

SBPe=Pcs×(Tu/CECG1/4

Figure 0007133576000037
DBPe=SBPe-PPe As for the differential waveform (secondary) of the electrocardiogram, the comparator circuit outputs a pulse having an R wave phase (R) (FIG. 17 (c-3)), and from the third differential waveform of the G pulse wave, the minimum value ( A pulse having rising and falling phases b) and (P) is formed, modulated while maintaining the phases, and output to the operation terminal 177 via infrared or radio.
In the operation terminal 177, for example, a blood pressure value (estimated value) or a blood pressure-related value is calculated based on the above measurement principle from the received pulse having a time phase.
An example of calculation of the calculated values SBPe (systolic blood pressure), PPe (pulse pressure), and DBPe (diastolic blood pressure) is shown below.
L = distance from aorta to upper arm (m)
C (C ECG ) = pulse wave transit time (s)
PWV=L/C ECG (PWV: pulse wave velocity)
Tu = UP stroke time of green (G) pulse wave
Pc = constant for each individual
Pcs = constant for SBP
Pcp = Constant of PP

SBPe=Pcs×(Tu/C ECG ) 1/4
Figure 0007133576000037
DBPe = SBPe - PPe

連続血圧値を算出するためのシステムの一例を図18に示す。
図18は、異なる波長をもつ2つの脈波から実血圧を推定的に算出する為のシステムであって、校正用血圧計を用いた初期校正用の関係図等を作成する一例を示す。
An example of a system for calculating continuous blood pressure values is shown in FIG.
FIG. 18 shows a system for presumably calculating actual blood pressure from two pulse waves having different wavelengths, and shows an example of creating a relationship diagram for initial calibration using a calibration sphygmomanometer.

図18において、1801は、中継部であって、軽量プラスチックよりなる筐体内にコネクタ、電気回路基板が収容されたものであり、赤外(IR)脈波信号、緑色(G)脈波信号及び心電図信号を集約し計測部へ出力するための部分である。
1802は、緑色脈波センサであり、緑色脈波信号検出用の緑色LEDよりなる緑色発光部とフォトトランジスタよりなる緑色受光部を一枚の基板にマウントして反射型のチップ状センサであり、帯状体1804の内側で上腕外側の皮膚表面に接触するように配置されている。
In FIG. 18, reference numeral 1801 denotes a relay unit, which includes a connector and an electric circuit board housed in a housing made of lightweight plastic. This is the part for collecting electrocardiogram signals and outputting them to the measurement unit.
1802 is a green pulse wave sensor, which is a reflective chip-shaped sensor in which a green light emitting part made of a green LED for detecting a green pulse wave signal and a green light receiving part made of a phototransistor are mounted on a single substrate, It is positioned inside the band 1804 to contact the skin surface on the outside of the upper arm.

1803aは、赤外受光部であり、赤外線受光用フォトトランジスタ等で形成され、1803bは赤外発光部であり赤外線発光LEDで形成され、生体透過型の脈波センサを形成し、帯状体1804の内側で上腕内側の皮膚表面に接触するように配置されている。
1804は、帯状体であり、可撓性を備えたプラスチック等で形成し、長手方向には、上腕の太さに調整して囲繞固定可能とする面状ファスナー等の結合部材が装着されている。
1805aは、心電図用主電極であり、布電極、Ag/AgClで形成され主極を形成している。心電図用主電極1805aは、校正用血圧測定部1806の加圧カフ又は、その周囲に生体に接触する様に配置されている。 尚、心電図用主電極1805aは、血圧測定用カフの加圧侵襲による揺動(アーチファクト)を受けない部分に配置されることが好ましい。
1803a is an infrared light receiving part, formed of an infrared light receiving phototransistor, etc., 1803b is an infrared light emitting part, formed of an infrared light emitting LED, forming a biotransmissive pulse wave sensor, It is positioned medially to contact the skin surface on the inner side of the upper arm.
Reference numeral 1804 denotes a belt-like body, which is made of flexible plastic or the like, and is attached in the longitudinal direction with a connecting member such as a surface fastener that can be adjusted to the thickness of the upper arm and can be wrapped and fixed. .
1805a is a main electrode for an electrocardiogram, which is formed of a cloth electrode Ag/AgCl to form a main electrode. The electrocardiogram main electrode 1805a is arranged in the pressurization cuff of the calibration blood pressure measuring unit 1806 or its surroundings so as to come into contact with the living body. It is preferable that the electrocardiogram main electrode 1805a be arranged in a portion that is not subject to fluctuations (artifacts) due to pressure invasion of the blood pressure measurement cuff.

1805bは、心電図用対極であり、布電極、Ag/AgClで形成され、対極を形成している。 尚、主極と対極の区別は、一例であって、この逆もありえる。校正用血圧測定部1806の近傍に接続する1805aは、加圧の影響から主極よりもむしろ対極の方が安定する場合もある。
1806は、校正用血圧測定部であり、一般的な空気圧加圧カフをもちいた家庭用血圧計や、ABPM(Ambulatory Blood Pressure Monitoring)24時間血圧計等で構成され、血圧値を定期的に測定し、その空気圧圧力及び圧脈波を出力する。
1806aは、接続体であり、空気圧が伝達できる導管、又は、電気リード線で形成され、必要に応じ適宜選択使用される。
1807は、圧力計であり、校正用血圧計から接続体1806aを介して得られる空気圧圧力と圧脈波電気信号を入力し、それぞれ中心圧脈波、上端圧力、中心圧力、上端脈波値を得る。この圧力計は、必要に応じて設定されるものであって、校正用血圧測定部1806内に装着されたものであってもよい。
これらの値は、別々のチャネルによってAD変換部1809へ伝達される。
1805b is an electrocardiogram counter electrode, which is formed of a cloth electrode Ag/AgCl to form a counter electrode. Note that the distinction between the main pole and the counter pole is just an example, and the reverse is also possible. 1805a connected near the calibration blood pressure measuring unit 1806 may be more stable at the counter electrode than at the main electrode due to the influence of pressurization.
Reference numeral 1806 denotes a blood pressure measurement unit for calibration, which is composed of a home-use sphygmomanometer using a general pneumatic pressurization cuff, an ABPM (Ambulatory Blood Pressure Monitoring) 24-hour sphygmomanometer, etc., and periodically measures the blood pressure value. and output the pneumatic pressure and pressure pulse wave.
A connector 1806a is formed of a conduit through which air pressure can be transmitted or an electric lead wire, and is appropriately selected and used as required.
Reference numeral 1807 denotes a pressure gauge which inputs the pneumatic pressure and the pressure pulse wave electric signal obtained from the calibration sphygmomanometer through the connector 1806a to obtain the central pressure pulse wave, the upper end pressure, the central pressure and the upper end pulse wave value, respectively. obtain. This pressure gauge is set as required, and may be installed in the blood pressure measurement unit 1806 for calibration.
These values are conveyed to AD converter 1809 by separate channels.

1808は、生体信号計測部であり、各電極、センサから得られた心電図電気信号、赤外(IR)脈波信号、緑色(G)脈波電気信号を入力して増幅、フィルタ工程を経て電気信号に変換し、AD変換部1809に赤外(IR)脈波用電気リード線1801a、緑色(G)脈波用電気リード線1801bを介して出力する。
心電図電気信号、赤外(IR)脈波信号、緑色(G)脈波信号は、それぞれ別々のチャネル化された伝送路で入力され、個別の信号処理が出来る状態で、AD変換部1809へ出力される。
1809は、AD変換部であり、入力されたアナログ信号をデジタル電気信号に変換して、入力された信号を、チャネル状態を保持したまま一の電気信号で信号処理ユニット1810へ入力される。
1810は、信号処理ユニットであり、コンピュータで形成され、それぞれチャネルごとの信号を処理するプログラムを内蔵しており、更に校正用データを算出するプログラムを内蔵している。
1808 is a biosignal measurement unit, which inputs an electrocardiogram electrical signal, an infrared (IR) pulse wave signal, and a green (G) pulse wave electrical signal obtained from each electrode and sensor, and amplifies and filters the electrical signal. The signals are converted into signals and output to an AD converter 1809 via an infrared (IR) pulse wave electric lead wire 1801a and a green (G) pulse wave electric lead wire 1801b.
An electrocardiogram electric signal, an infrared (IR) pulse wave signal, and a green (G) pulse wave signal are input through separate channelized transmission lines, and output to the AD conversion unit 1809 in a state in which individual signal processing can be performed. be done.
An AD converter 1809 converts the input analog signal into a digital electrical signal, and inputs the input signal to the signal processing unit 1810 as one electrical signal while maintaining the channel state.
A signal processing unit 1810 is formed by a computer and incorporates a program for processing signals for each channel, and further incorporates a program for calculating calibration data.

次に、図18(a)で示す動作を図18(b-1)、(b-2)、(b-3)を参照して説明する。
一方の上腕部18Aに、緑色脈波センサ1802、赤外受光部1803a、赤外発光部1803b及び心電図用対極1805bを装着した帯状体1804を巻いて、各センサを皮膚表面に当接固定する。
他方の上腕部18Bに、心電図用主電極1805aと校正用血圧測定部1806を囲繞装着する。
緑色脈波センサ1802は、緑色発光体を皮膚表面から皮膚に近い細い動脈に発光照射し、その反射戻り光を緑色脈波センサ1802の受光部で受信した後、緑色脈波電気信号として生体信号計測部1808へ、赤外(IR)脈波用電気リード線1801aを介して出力する。
Next, the operation shown in FIG. 18(a) will be described with reference to FIGS. 18(b-1), (b-2) and (b-3).
A green pulse wave sensor 1802, an infrared light receiving part 1803a, an infrared light emitting part 1803b, and an electrocardiogram counter electrode 1805b are attached to a strip 1804 wrapped around one upper arm 18A, and each sensor is abutted and fixed to the skin surface.
The main electrode 1805a for electrocardiogram and the blood pressure measuring unit 1806 for calibration are attached to the other upper arm 18B so as to surround them.
The green pulse wave sensor 1802 irradiates a green light-emitting body from the skin surface to a thin artery close to the skin, and after receiving the reflected return light at the light receiving part of the green pulse wave sensor 1802, a biosignal as a green pulse wave electric signal. It is output to a measurement unit 1808 via an infrared (IR) pulse wave electrical lead wire 1801a.

赤外受光部1803aと赤外発光部1803bから照射された赤外線信号は、体内の太い動脈血管を透過して その透過光を赤外受光部1803aで受信し電気信号へ変換した後、この電気信号を緑色(G)脈波用電気リード線1801bを介して生体信号計測部1808へ出力する。
心電図用主電極1805aと心電図用対極1805bは、心電図信号を検出して、電気リード線1805c、1805dを介して中継器1801におくられ、更に心電図信号用電気リード線1801cを介して生体信号計測部1808へ出力される。
Infrared signals emitted from the infrared light receiving portion 1803a and the infrared light emitting portion 1803b pass through large arteries and blood vessels in the body, and the transmitted light is received by the infrared light receiving portion 1803a and converted into electrical signals. is output to the biological signal measurement unit 1808 via the green (G) pulse wave electrical lead wire 1801b.
The electrocardiogram main electrode 1805a and the electrocardiogram counter electrode 1805b detect an electrocardiogram signal, which is sent to the repeater 1801 via the electrical lead wires 1805c and 1805d, and further to the biosignal measuring unit via the electrocardiogram signal electrical lead wire 1801c. output to 1808.

生体信号計測部1808は、これらの電気信号をアナログ信号として増幅、ろ波し、図18(b-1)で示す赤外脈波、(b-2)で示す緑色脈波、及び(b-3)で示す心電図信号に変換され、AD変換部1809へ出力する。
AD変換部1809は、これらの信号をデジタル信号に変換して、信号処理ユニット1810に出力する。
The biological signal measurement unit 1808 amplifies and filters these electrical signals as analog signals, and the infrared pulse wave shown in FIG. 18 (b-1), the green pulse wave shown in (b-2), and (b- 3) is converted into an electrocardiogram signal and output to the AD converter 1809 .
AD converter 1809 converts these signals into digital signals and outputs them to signal processing unit 1810 .

又、校正用血圧測定部1806から出力される圧力値が圧力計1807で収縮期血圧(SBP)、拡張期血圧(DBP)、心拍数(HR)(圧脈波などから得る)の値に変換され、AD変換部1809を経てデジタル信号化され、信号処理ユニット1810へ出力される。
信号処理ユニット1810で行われる動作の一例を示す。
まず、校正用血圧測定部1806で実血圧(SBP/DBP・HR)を得ると共に、基底血圧Bを判定する。
Also, the pressure values output from the blood pressure measurement unit 1806 for calibration are converted into values of systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), and heart rate (HR) (obtained from pressure pulse wave, etc.) by the pressure gauge 1807. converted into a digital signal through the AD converter 1809 and output to the signal processing unit 1810 .
An example of the operations performed in the signal processing unit 1810 is shown.
First, the calibration blood pressure measurement unit 1806 obtains the actual blood pressure (SBP/DBP·HR) and determines the basal blood pressure B. FIG.

図18(b-1)以降でしめすPWV、Tu、Cbb値を算出すると共に、校正用血圧測定部1806で測定した血圧値(実血圧値)の随時測定値yiを得る。
同タイミングで赤外脈波と緑色脈波の位相差を変数xとして設定する。xiは、随時位相差を示す。
基底血圧定数 をbとすると実血圧(y)は、
y=ax+b 又は y=bxn (nは、べき数を示す。)
この式に実測した実血圧の初期値y0 同時刻の 位相差変数の初期値x0 を代入する。
0=ax0+b y0=bx0 n
a=(y0-b)/x0、b=y0/x0 ・・・・(a1)
The PWV, Tu, and Cbb values shown in FIG. 18(b-1) and thereafter are calculated, and the blood pressure values (actual blood pressure values) measured by the blood pressure measurement unit 1806 for calibration are obtained at any time.
At the same timing, the phase difference between the infrared pulse wave and the green pulse wave is set as a variable x. xi indicates the phase difference at any time.
If the basal blood pressure constant is b, the actual blood pressure (y) is
y=ax+b or y=bx n (n indicates a power number)
Substitute the initial value y0 of the measured actual blood pressure and the initial value x0 of the phase difference variable at the same time into this equation.
y0 = ax0 + by0 = bx0n
a=(y 0 −b)/x 0 , b=y 0 /x 0 n (a1)

更に任意の時刻i における実血圧yは、位相差変数をxiとすると、
i=ax+b ・・・・・(a2)
で示される。

式a1と式a2よりaとbを求めた後、随時血圧を推定する。

Furthermore, the actual blood pressure y i at an arbitrary time i is given by the phase difference variable x i :
y i =ax i +b (a2)
is indicated by

After obtaining a and b from equations a1 and a2, the blood pressure is estimated at any time.

次に耳周辺の比較的浅い部位に存在する太い動脈と、耳介の細い動脈における脈波から血圧値を推定する実施例を図20、図21、図22、図23を参照し説明する。
図20(b)は、ヘッドセット型の血圧測定器の一部断面を含む実施例であり、
2002は、耳介に当接して細い血管の脈波を検出する緑色脈波検出部であり、耳介に当接されやすいように一部突出した構成を示しているが、必ずしも一部突出した構成でなくても、耳内の形状に対応した凸状の耳パッドの耳介部位にセンサを配置するものであってもよい。
Next, an embodiment for estimating a blood pressure value from pulse waves in a thick artery existing in a relatively shallow region around the ear and a thin artery in the auricle will be described with reference to FIGS. 20, 21, 22, and 23.
FIG. 20(b) is an embodiment including a partial cross section of a headset-type blood pressure measuring device,
Reference numeral 2002 denotes a green pulse wave detection unit that contacts the auricle and detects pulse waves in thin blood vessels. Instead of the configuration, the sensor may be arranged at the auricle portion of a convex ear pad corresponding to the shape of the inside of the ear.

2002a緑色発光用LEDであり、2002bは、フォトダイオード、フォトトランジスタよりなる緑光用受光素子であって、チップ状の一体型センサを形成しているものが好ましい。
2002cは、電気接続線であり、導電性を有する線材の他、プリント配線部等の導電路などで形成され、緑色発光用LED2002a、緑光用受光素子2002bにそれぞれ2本ずつ接続し、緑色発光用LED2002aへ、発光用電気エネルギーの供給、緑光用受光素子2002bから受信される光電変換された反射受光信号を処理装置へ送信するためのものである。
2002dは、透光性カバー部材であり、皮膚とセンサの接触を防止するプラスチック材等で形成されている。
それぞれ2本中一本は、グラウンドとして一本にまとめられている場合もある。
2002a is an LED for emitting green light, and 2002b is a light receiving element for green light composed of a photodiode and a phototransistor, preferably forming a chip-like integrated sensor.
Reference numeral 2002c denotes an electrical connection line, which is formed of conductive paths such as a printed wiring part or the like in addition to a conductive wire, and is connected to each of the green light emitting LED 2002a and the green light receiving element 2002b. It is for supplying the electric energy for light emission to the LED 2002a and for transmitting the photoelectrically converted reflected light receiving signal received from the green light receiving element 2002b to the processing device.
A transparent cover member 2002d is made of a plastic material or the like to prevent contact between the skin and the sensor.
In some cases, one of the two is combined into one as a ground.

2004は、レーザー脈波計測用センサであり、図20(d)で示すx-x’の断面及びy-y’を図20(b)に斜線等で示す。送光用光ファイバ端部2004a、送光用光ファイバ2004b、及び受光用光ファイバ端部2004c、受光用光ファイバ2004dを具備し、更に端部表面は、透光性を有し、皮膚との接触面 を覆う樹脂材料で形成されたカバー部材が配置されている。送光用光ファイバ2004bは、レーザー光発光素子2004eに接続し、レーザー光を送光用光ファイバ端部2004aに伝達する。
レーザー光を送光用光ファイバ端部2004aから照射されたレーザー光は、皮膚2000を透過し、浅側頭動脈2003で反射し、その反射光を受光用光ファイバ端部2004cで受光したのち、受光用光ファイバ2004dを伝達する。
受光用光ファイバ2004dは、受光用半導体2004fに接続し、受光用半導体2004fは受光信号を電気信号に変換する。レーザー脈波計測用センサ2004は、本体に光源、受光用センサを備えた構成を示したが、これに限らず、脈波センサの様に、送光用光ファイバ端部2004aをセンサ用発光体に置き換え、受光用光ファイバ端部2004cをフォトダイオード等のセンサに置き換え、それぞれ接続する光ファイバを電気接続線に置き換えてもよい。送光用光ファイバ端部2004a、受光用光ファイバ端部2004cは、直接皮膚に接触する場合、透光性部材を介する場合、及び偏光板を介する場合、それぞれを組み合わせる場合がある。
Reference numeral 2004 denotes a sensor for laser pulse wave measurement, and a cross section taken along line xx' and yy' shown in FIG. It comprises a light-transmitting optical fiber end 2004a, a light-transmitting optical fiber 2004b, a light-receiving optical fiber end 2004c, and a light-receiving optical fiber 2004d. A cover member made of a resin material is arranged to cover the contact surface. The light-transmitting optical fiber 2004b is connected to the laser light emitting element 2004e and transmits the laser light to the light-transmitting optical fiber end 2004a.
The laser light emitted from the light-transmitting optical fiber end 2004a passes through the skin 2000, is reflected by the superficial temporal artery 2003, and receives the reflected light at the light-receiving optical fiber end 2004c. It is transmitted through the light-receiving optical fiber 2004d.
The light-receiving optical fiber 2004d is connected to the light-receiving semiconductor 2004f, and the light-receiving semiconductor 2004f converts the light-receiving signal into an electric signal. The laser pulse wave measurement sensor 2004 has a configuration in which a light source and a light receiving sensor are provided in the main body, but the present invention is not limited to this, and the end portion 2004a of the light transmitting optical fiber is connected to a sensor light emitter like a pulse wave sensor. , the light-receiving optical fiber end 2004c may be replaced with a sensor such as a photodiode, and the connected optical fibers may be replaced with electrical connection lines. The light-transmitting optical fiber end 2004a and the light-receiving optical fiber end 2004c may be in direct contact with the skin, via a translucent member, via a polarizing plate, or in combination.

2005は、イヤーパッドaであり、内側方向に突出した緑色脈波検出部2002、レーザー脈波計測用センサ2004を備え、耳に当接した際、耳周辺に違和感なく当接される形状が好ましい。
2006は、連結体であり、イヤーパッドa2005と、補助用のイヤーパッドb2007が、内側方向に押圧するような弾性を備えている。
2007は、補助用のイヤーパッドbであり、円盤状、その他イヤーパッドa2005を耳に当接できるだけの内圧力を耳周辺に与えながら、長時間の使用にも支障なく、装着可能な形状を有する。
2005 is an ear pad a, which is provided with a green pulse wave detector 2002 protruding inward and a laser pulse wave measuring sensor 2004, and preferably has a shape such that when the ear pad is brought into contact with the ear, the ear pad can be brought into contact with the ear without discomfort.
Reference numeral 2006 denotes a connector, which has elasticity such that the ear pad a 2005 and the auxiliary ear pad b 2007 press inward.
Reference numeral 2007 denotes an auxiliary ear pad b, which has a disk shape or other shape that can be worn for a long time while applying internal pressure to the ear so that the ear pad a 2005 can be brought into contact with the ear.

2008は、信号処理を行うための多芯型リード線であり、一部は、光ファイバー束、その他は、電気リード線で、形成されている。
なお、多芯型リード線2008は、外部に制御装置がある場合であるが、ヘッドセットバンド周辺に、電気デバイスが格納できるのであれば、不要な場合もある。
図20(b)で示すレーザー脈波計測用センサ2004は、送光用光ファイバ端部2004a、送光用光ファイバ2004bの一対のみが配置されているほか、図20(e)で示すような多数の送受信が一対となった光ファイバ端部をもつレーザー光脈波センサ2004’であってもよい
2008 is a multi-core lead wire for signal processing, part of which is formed by an optical fiber bundle and the other by an electric lead wire.
Note that the multi-core lead wire 2008 may be unnecessary if there is an external control device, but if the electric device can be stored around the headset band.
The laser pulse wave measurement sensor 2004 shown in FIG. Multiple transmit and receive laser light pulse wave sensors 2004' with paired fiber optic ends may be

図20(e)は、図20(a)で示す浅側頭動脈2003が実際どこを通っているか正確に把握できない場合があり、センサ当接部位が定められない場合にもちいるものであり、受光面積を広くして、一度の当接で、確実に脈波を受信できるようにするセンサ2004’を示すものである。
2004a1、2004a2、2004a3は、それぞれレーザー出力端部A、B、Cであり、それぞれ、レーザー光発光素子2004eと接続する為の光ファイバからなる送光用光伝達路2004d1と接続している。
2004c1、2004c2、2004c3は、それぞれレーザー受光端部A、B、Cであり、浅側頭動脈2003を反射した反射戻り光を受光する部分である。
2004d2は、受光用半導体2004fとそれぞれのレーザー受光部とを接続する為の、受光伝達部である。 送光用光伝達路2004d1及び受光伝達路2004d2は一本又は複数本で構成されている。 図中、レーザー出力端部A2004a1とレーザー受光端部A2004c1、レーザー出力端部B2004a2とレーザー受光端部B2004c2、レーザー出力端部C2004a3とレーザー受光端部C2004c3はそれぞれ対となっているが、必ずしも対でなくても良く、例えばレーザー光を照射する端部を1とし、受光部を複数にしてもよい。またその逆であってもよい。また、数も3に限るものではない。

図21に、図20(b)(c)(d)で示すヘッドセット型の脈波検出ユニットから得られる脈波信号を処理する信号処理手段をブロック図で示した。
2101は、レーザー光を照射するレーザー光照射部であり、レーザーダイオード等のレーザー光源で構成されている。
FIG. 20(e) is used when it is not possible to accurately determine where the superficial temporal artery 2003 shown in FIG. It shows a sensor 2004' that has a wide light receiving area and can reliably receive a pulse wave with a single contact.
2004a1, 2004a2, and 2004a3 are laser output ends A, B, and C, respectively, and are connected to a light transmission path 2004d1 made of an optical fiber for connection to the laser light emitting element 2004e.
2004c1, 2004c2, and 2004c3 are laser receiving end portions A, B, and C, respectively, which are portions for receiving the reflected return light reflected by the superficial temporal artery 2003 .
2004d2 is a light receiving transmission section for connecting the light receiving semiconductor 2004f and each laser light receiving section. The light-transmitting optical transmission path 2004d1 and the light-receiving transmission path 2004d2 are composed of one or more. In the figure, the laser output end A2004a1 and the laser light receiving end A2004c1, the laser output end B2004a2 and the laser light receiving end B2004c2, and the laser output end C2004a3 and the laser light receiving end C2004c3 are each paired, but they are not necessarily pairs. For example, there may be one end portion irradiated with a laser beam and a plurality of light receiving portions. Also, the opposite may be true. Also, the number is not limited to three.

FIG. 21 is a block diagram showing signal processing means for processing pulse wave signals obtained from the headset type pulse wave detection unit shown in FIGS. 20(b), (c) and (d).
Reference numeral 2101 denotes a laser light irradiation unit that irradiates laser light, and is composed of a laser light source such as a laser diode.

2102は、レーザー光出力部であり、レーザー光受光用半導体で構成され、皮膚から反射した受光を光電変換して信号処理するためのものである。
2103は、緑色受光照射部であり、緑色LEDなどで構成されている。
2104は、緑色受光部であり、皮膚から反射した反射戻り光を光電変換して、電気信号に変換するためのものである。
2105は、第一脈波信号特徴点検出部であり、図22(b)でしめすレーザー光受光脈波信号の最低点22cと、緑色最低点22aの時間情報を検出する。
2106は、第二脈波信号特徴点検出部であり、図22(a)でしめす緑色光受光脈波信号の緑色最低点22aと緑色最高点22bの2点を時間情報を検出する為のものである。
Reference numeral 2102 denotes a laser light output section, which is composed of a semiconductor for receiving laser light, and performs signal processing by photoelectrically converting received light reflected from the skin.
A green light receiving/irradiating unit 2103 is composed of a green LED or the like.
Reference numeral 2104 denotes a green light receiving portion for photoelectrically converting reflected return light reflected from the skin into an electric signal.
Reference numeral 2105 denotes a first pulse wave signal feature point detector, which detects time information of the lowest point 22c and green lowest point 22a of the pulse wave signal receiving the laser beam shown in FIG. 22(b).
Reference numeral 2106 denotes a second pulse wave signal feature point detection unit for detecting time information from two points, the lowest green point 22a and the highest green point 22b, of the green light-receiving pulse wave signal shown in FIG. 22(a). is.

図22(b)で示すレーザー光受光血流波形(脈波)信号は、直流成分を除去した状態を示したものであり、図22(c)は、直流成分が付加された状態の血流波形信号を示す。図22(d)は、心電図信号を示す。
直流成分値は、任意の値であり、レーザー光受光2102が出力する信号には、回路定数の直流成分が含まれているが、この直流成分をフィルタで、除いたものが、図22(b)となる。
The blood flow waveform (pulse wave) signal receiving laser light shown in FIG. shows a waveform signal. FIG. 22(d) shows an electrocardiogram signal.
The DC component value is an arbitrary value, and the signal output from the laser beam receiver 2102 contains a DC component of the circuit constant. ).

又、直流成分を含むレーザー光受光2102の出力信号において、血流波形の最低点と最高点を検出し、その振幅値をQmin値、及びQmax値として出力する。
2107は、演算手段であり、例えば9式及び10式で示す計算式をプログラム化してメモリに記憶される。
演算手段2017は、各特長点間から得られた値からCbb、Tu、Qmax,Qmin及びRR値を算出し、仮の基底収縮血圧SBP0、及び仮の基底拡張血圧DBP0の値を算出する。
In addition, the lowest point and the highest point of the blood flow waveform are detected in the output signal of the laser light reception 2102 containing the DC component, and the amplitude values thereof are output as the Qmin value and the Qmax value.
Numeral 2107 is a calculation means, which programs the calculation formulas shown in, for example, formulas 9 and 10 and stores them in the memory.
Calculation means 2017 calculates Cbb, Tu, Qmax, Qmin and RR values from the values obtained from each feature point, and calculates the values of the provisional basal systolic blood pressure SBP 0 and the provisional basal diastolic blood pressure DBP 0 . .

この仮の基底収縮血圧と仮の基底拡張期血圧から、現時点の推定収縮期血圧と、推定拡張期血圧を測定する。
2108は、血圧情報出力手段であり、モニター、プリンタなどに血圧情報を出力したり、データとして、ストレージ、サーバーに記録したり、WiFi、赤外線、BlueTooth(登録商標)で送受信を行う。
Based on the provisional basal systolic pressure and provisional basal diastolic pressure, the current estimated systolic pressure and estimated diastolic pressure are measured.
A blood pressure information output means 2108 outputs the blood pressure information to a monitor, a printer, etc., records it as data in a storage or a server, and transmits/receives it by WiFi, infrared rays, or BlueTooth (registered trademark).

次に、図20、図21で示す実施例の動作を説明する。
図20(b)で示すヘッドセット型の血流検出及び脈波検出を行うセンサを耳珠近傍の浅側頭動脈2003付近にレーザー脈波計測用センサ2004の近傍に当接するように装着する。
この場合、浅側頭動脈2003の位置が不確定であるために、図20(e)で示す多連型レーザープローブを用いる場合もある。
浅側頭動脈2003の部位は、およそ、上顎と下顎のつなぎ目(顎関節)付近にある場合が多いことから、口を開けて、くぼんだ部位(凹部)にレーザー脈波計測用センサ2004が当接されるような調節を行うことが好ましい。例えば、イヤーパッド2005を回転又は摺動による可動式にして、口を開閉した際生じる凹部(顎関節部位)にレーザー脈波計測用センサ2004が位置するように調節する構成を設けても良い。
脈波センサ装着後、図20(f)で示すレーザー光発光素子2004e(図21の2101)から出力されたレーザー光は、送光用光ファイバ2004b、送光用光ファイバ端部2004aを介して皮膚2000に照射され、浅側頭動脈2003で反射し、受光用光ファイバ端部2004c、受光用光ファイバ2004dを介して、受光用半導体2004f(図21の2102)へ供給された後、第1脈波信号特徴点検出手段2105へ出力される。
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 20 and 21 will be described.
A headset-type sensor for blood flow detection and pulse wave detection shown in FIG.
In this case, since the position of the superficial temporal artery 2003 is uncertain, the multiple laser probe shown in FIG. 20(e) may be used.
Since the site of the superficial temporal artery 2003 is often located near the joint (temporomandibular joint) between the maxilla and mandible, the sensor 2004 for laser pulse wave measurement is applied to the depressed site (concave) with the mouth open. It is preferable to make adjustments so that they are in contact with each other. For example, the ear pad 2005 may be made movable by rotation or sliding, and a configuration may be provided in which the laser pulse wave measurement sensor 2004 is positioned in a concave portion (temporomandibular joint region) that occurs when the mouth is opened and closed.
After the pulse wave sensor is attached, laser light output from the laser light emitting element 2004e (2101 in FIG. 21) shown in FIG. The skin 2000 is irradiated with the light, reflected by the superficial temporal artery 2003, and supplied to the light receiving semiconductor 2004f (2102 in FIG. 21) through the light receiving optical fiber end 2004c and the light receiving optical fiber 2004d. It is output to pulse wave signal feature point detection means 2105 .

緑色脈波検出部2002(図21の2103)から照射した緑色LEDの発光、耳介内の細い血管に照射された後、反射し反射戻り光は、緑光用受光素子2002b(図21の2104)に受光され、電気信号に変換されて、図21の2106へ送信される。
2105では、図22(b)でしめすレーザー光受光脈波信号の最低点22cの時間情報を検出する。
さらに
2106では、図22(a)でしめす緑色光受光脈波信号の緑色最低点22aと緑色最高点22bの2点を時間情報を検出する
2105、2106で検出された特徴点は、演算手段2107へ供給され、仮の基底血圧値が算出されると共に、推定収縮期血圧、推定拡張期期血圧が算出され血圧情報出力手段2108に出力され、それぞれの値が表示記憶される。
Light emitted from the green LED emitted from the green pulse wave detection unit 2002 (2103 in FIG. 21), after being irradiated to the thin blood vessels in the auricle, the reflected return light is reflected by the green light receiving element 2002b (2104 in FIG. 21). , converted into an electrical signal, and transmitted to 2106 in FIG.
At 2105, the time information of the lowest point 22c of the pulse wave signal receiving the laser beam shown in FIG. 22(b) is detected.
Furthermore, in 2106, time information is detected from two points, the green lowest point 22a and the green highest point 22b, of the green-light-receiving pulse wave signal shown in FIG. , a provisional basal blood pressure value is calculated, an estimated systolic blood pressure and an estimated diastolic blood pressure are calculated and output to the blood pressure information output means 2108, and the respective values are displayed and stored.

図23は、実測した脈波(血流)波形であり、23aは、2104の出力波形、23bは2102の出力波形である。
又、演算手段2107で生成される仮の基底血圧値は、脈波の一つ前又は複数前の波形を利用することから、一時的な記録メモリ(RAM)が内蔵されている。
演算手段2107及びその周辺は、コンピュータで構成されることがこのましい。
又、演算手段2107で得られる仮の基底収縮血圧、と基底拡張血圧は、得られる値の加算平均等により固有の血圧値として利用される場合もある。又、本実施例で用いられたレーザー光による浅側頭動脈の血流波測定は、レーザー光に限ることなく、ストレインゲージ、圧力センサ、赤外LEDを用いる場合もある。
FIG. 23 shows actually measured pulse waves (blood flow) waveforms, 23a is the output waveform of 2104, and 23b is the output waveform of 2102. FIG.
In addition, since the temporary base blood pressure value generated by the computing means 2107 uses the waveform one or more times before the pulse wave, a temporary recording memory (RAM) is incorporated.
The computing means 2107 and its peripherals are preferably composed of a computer.
Also, the temporary base systolic blood pressure and base diastolic blood pressure obtained by the computing means 2107 may be used as specific blood pressure values by averaging the obtained values. In addition, the blood flow wave measurement of the superficial temporal artery using laser light used in the present embodiment is not limited to laser light, and strain gauges, pressure sensors, and infrared LEDs may be used in some cases.

本発明は、単に上腕部に装着するだけで連続して血圧値及び血圧関連値が測定できることから、無侵襲な状態で血圧測定に利用できるが、更に、人工透析患者の透析治療期間中の血圧のモニターなどにも利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can continuously measure blood pressure values and blood pressure-related values simply by being worn on the upper arm, and thus can be used for non-invasive blood pressure measurement. It can also be used as a monitor for

101 緑(G)受光部
102 緑(G)発光部
103 赤外(IR)受光部
104 赤外(IR)発光部
105 緑色脈波微分手段
106 赤外脈波微分手段
107 特徴部検出手段
108 血圧情報検出手段
109 心電図入力部
110 心電図微分手段
111 特徴部検出手段
101 Green (G) light receiving unit 102 Green (G) light emitting unit 103 Infrared (IR) light receiving unit 104 Infrared (IR) light emitting unit 105 Green pulse wave differentiation means 106 Infrared pulse wave differentiation means 107 Characteristic part detection means 108 Blood pressure Information detection means 109 Electrocardiogram input unit 110 Electrocardiogram differentiation means 111 Characteristic part detection means

Claims (8)

緑色LEDを発光部とする脈波を検出する為の第1センサ、赤外LEDを発光部とする脈波を検出するための第2センサ、前記第1センサの出力信号の1乃至複数階数の微分値を算出する第1微分値算出手段、前記第2センサの出力信号の1乃至複数階数の微分値を算出する第2微分値算出手段前記第1微分値算出手段で得られた微分値から特徴点を検出する第1特徴点検出手段、前記第2微分値算出手段で得られた微分値から特徴点を検出する第2特徴点検出手段、前記第1特徴点検出手段で得られた脈波信号の立ち上がりを示す特徴点から前記第2特徴点検出手段で得られた脈波信号の立ち上がりを示す特徴点までの時間幅(Cbb)及び前記第1特徴点検出手段で検出された脈波信号の立ち上がりを示す特徴点から縮期峰までの時間幅(Tu)に基づいて収縮期血圧変化率SBPφi
SBPφi=PWi α (α:0.25~0.5)
又は
SBPφi=(Tu/Cbb) α
PWi(pulse wave index)
を求める血圧関連値測定手段よりなる連続血圧測定システム。
A first sensor for detecting a pulse wave with a green LED as a light emitting part, a second sensor for detecting a pulse wave with an infrared LED as a light emitting part, one or more levels of the output signal of the first sensor A first differential value calculating means for calculating a differential value, a second differential value calculating means for calculating a differential value of one to a plurality of orders of the output signal of the second sensor, and the differential value obtained by the first differential value calculating means. A first feature point detection means for detecting a feature point from , a second feature point detection means for detecting a feature point from the differential value obtained by the second differential value calculation means , The time width (Cbb) from the feature point indicating the rise of the pulse wave signal to the feature point indicating the rise of the pulse wave signal obtained by the second feature point detection means and the pulse detected by the first feature point detection means The rate of change in systolic blood pressure SBPφi
SBPφi = PWi α (α: 0.25 to 0.5)
or
SBPφi=(Tu/Cbb) α
PWi (pulse wave index)
A continuous blood pressure measurement system comprising a blood pressure-related value measuring means for determining .
前記緑色LEDの波長が524nm、前記赤外LEDの波長が850nmである請求項1に記載の連続血圧測定システム。 2. The continuous blood pressure measurement system according to claim 1 , wherein the wavelength of said green LED is 524 nm and the wavelength of said infrared LED is 850 nm . 前記第1センサと前記第2センサは、1つの帯状体の皮膚との接触面に装着され、前記帯状体は、上腕部に巻き付き固定される請求項1に記載の連続血圧測定システム。 2. The continuous blood pressure measurement system according to claim 1, wherein the first sensor and the second sensor are attached to a skin-contacting surface of a strip, and the strip is wrapped around the upper arm and fixed . 前記第1センサは反射型を形成し、前記第2センサは透過型を形成する請求項1に記載の連続血圧測定システム。 The continuous blood pressure measurement system according to claim 1, wherein the first sensor forms a reflective type and the second sensor forms a transmissive type. 前記第2センサを心電図信号を検出する心電図信号検出手段とし、
前記第2微分値算出手段を前記第2センサが検出した心電図信号の1乃至複数階数の微分値を算出する心電図微分手段とし、
前記第2特徴点検出手段を前記心電図微分手段の出力心電図微分信号の特徴点(R波)を検出する手段とし
前記血圧関連値測定手段を前記第1特徴点検出手段で得られた脈波信号の立ち上がりを示す特徴点から前記第2特徴点検出手段で得られたR波を示す特徴点までの時間幅(C ECG 及び前記第1特徴点検出手段で検出された脈波信号の立ち上がりを示す特徴点から縮期峰までの特徴点間の時間幅(Tu)に基づいて推定収縮期血圧SBPe
SBPe=Pcs×(Tu/C ECG 0.25
Pcs:傾斜係数 収縮期血圧の実測値と推定値との傾斜
を求める請求項1に記載の連続血圧測定システム。
The second sensor is electrocardiogram signal detection means for detecting an electrocardiogram signal,
The second differential value calculating means is electrocardiogram differentiation means for calculating a differential value of one to a plurality of orders of the electrocardiogram signal detected by the second sensor ,
The second feature point detection means is means for detecting a feature point (R wave) of the output electrocardiogram differential signal of the electrocardiogram differentiation means ,
The blood pressure-related value measuring means is set to the time width ( C ECG ) and an estimated systolic blood pressure SBPe based on the time width (Tu) between the feature points from the feature point indicating the rise of the pulse wave signal detected by the first feature point detection means to the systolic peak
SBPe=Pcs×(Tu/C ECG ) 0.25
( PCS: Slope coefficient Slope between measured and estimated values of systolic blood pressure )
2. The continuous blood pressure measurement system according to claim 1, wherein .
前記心電図信号検出手段は、少なくとも2つの電極を備えており、一方の電極が上腕部の皮膚表面に配置固定され、他方の電極が、心臓を挟んで対向する位置の皮膚表面に配置固定される請求項5に記載の連続血圧測定システム。 The electrocardiogram signal detection means has at least two electrodes, one of which is arranged and fixed on the skin surface of the upper arm, and the other electrode is arranged and fixed on the skin surface at positions facing each other across the heart. The continuous blood pressure measurement system according to claim 5 . 前記第2センサがレーザー光源を発光部として脈波を検出する請求項1に記載の連続血圧測定システム。 2. The continuous blood pressure measurement system according to claim 1, wherein said second sensor detects a pulse wave using a laser light source as a light emitting part . 前記第2センサが、浅側頭動脈部位に当接され配置固定される請求項7に記載の連続血圧測定システム。 8. The continuous blood pressure measurement system according to claim 7, wherein the second sensor is placed and fixed in contact with the superficial temporal artery site .
JP2020033069A 2019-02-28 2020-02-28 Continuous blood pressure measurement system by phase difference method Active JP7133576B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019035914 2019-02-28
JP2019035914 2019-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020142070A JP2020142070A (en) 2020-09-10
JP7133576B2 true JP7133576B2 (en) 2022-09-08

Family

ID=72355130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020033069A Active JP7133576B2 (en) 2019-02-28 2020-02-28 Continuous blood pressure measurement system by phase difference method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7133576B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022075331A (en) * 2020-11-06 2022-05-18 オムロンヘルスケア株式会社 Sphygmomanometer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263354A (en) 2005-03-25 2006-10-05 Denso Corp Apparatus for acquiring individual information of human body, sphygmomanometer, and pulse wave analyzer
JP2016190022A (en) 2015-03-30 2016-11-10 国立大学法人東北大学 Biological information measuring device, biological information measuring method, biological information display device and biological information display method
WO2018030380A1 (en) 2016-08-10 2018-02-15 株式会社村田製作所 Blood pressure state measurement device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556105U (en) * 1992-01-10 1993-07-27 住友電気工業株式会社 Biophoto sensor
JP3700048B2 (en) * 1999-06-28 2005-09-28 オムロンヘルスケア株式会社 Electronic blood pressure monitor
JP2008043513A (en) * 2006-08-15 2008-02-28 Terumo Corp Blood pressure measuring apparatus, cuff device and control method of blood pressure measuring apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263354A (en) 2005-03-25 2006-10-05 Denso Corp Apparatus for acquiring individual information of human body, sphygmomanometer, and pulse wave analyzer
JP2016190022A (en) 2015-03-30 2016-11-10 国立大学法人東北大学 Biological information measuring device, biological information measuring method, biological information display device and biological information display method
WO2018030380A1 (en) 2016-08-10 2018-02-15 株式会社村田製作所 Blood pressure state measurement device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020142070A (en) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6672489B2 (en) Personal health data collection
US7179228B2 (en) Cuffless system for measuring blood pressure
US7641614B2 (en) Wearable blood pressure sensor and method of calibration
US10398328B2 (en) Device and system for monitoring of pulse-related information of a subject
US20150366469A1 (en) System for measurement of cardiovascular health
US20150182132A1 (en) Mobile device system for measurement of cardiovascular health
KR20210005644A (en) Method for estimating blood pressure and arterial stiffness based on light volumetric variability recording (PPG) signal
US20190209030A1 (en) Blood pressure status measuring apparatus
JP6006254B2 (en) System for measuring and recording user vital signs
CN105708431A (en) Real-time blood pressure measuring device and measuring method
Mukherjee et al. A literature review on current and proposed technologies of noninvasive blood pressure measurement
JP2006239114A (en) Cuff-less electronic blood pressure monitor
KR20220007872A (en) Patch-Based Physiological Sensors
EP4039182A1 (en) Blood pressure measurement method and apparatus, and electronic device
CN112426141B (en) Blood pressure detection device and electronic device
TWM542444U (en) Wearable pulse contour analysis device with multiple diagnositic functions
WO2021024460A1 (en) Sphygmomanometer
JP4412660B2 (en) Blood pressure monitor, blood pressure correction method, and measurement start pressure correction method
JP7133576B2 (en) Continuous blood pressure measurement system by phase difference method
KR20190105421A (en) apparatus and method for measuring blood presure based on PPG
US20230293026A1 (en) Photoplethysmography-based Blood Pressure Monitoring Device
KR102272019B1 (en) Blood Pressure Meter And Method For Measuring Blood Pressure Using The Same
US11116410B2 (en) Patch-based physiological sensor
US20230172499A1 (en) Vital signs or health monitoring systems and methods
KR20190081527A (en) Earphone for monitoring blood pressure and method for monitoring blood pressure using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7133576

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150