JP7204785B2 - 血圧測定装置、モデル設定装置、および血圧測定方法 - Google Patents
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Description
実施形態1の血圧測定装置1について、以下に説明する。便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。公知技術と同様の事項についても、説明を適宜省略する。なお、各図に示されている装置構成は、説明の便宜上のための単なる一例である。また、明細書中において以下に述べる各数値も、単なる一例である。
図1は、血圧測定装置1の要部の構成を示す機能ブロック図である。血圧測定装置1は、被験体H(生体)の脈波に基づいて、当該被検体Hの血圧(以下、単に血圧)を測定する。具体的には、血圧測定装置1は、以下に述べるモデル設定装置100において設定された血圧測定モデル(以下、単に「測定モデル」とも称する)を用いて、血圧を測定する。なお、本明細書では、後述する血圧推定モデルを、単に「推定モデル」とも称する。また、測定モデルおよび推定モデルを総称的に、単に「モデル」と称する場合もある。
脈波取得部10は、ROI(例:顔)における脈波を取得する。脈波取得部10は、撮像部11と、光源12と、光源調節部13と、顔画像取得部14と、顔画像分割部15と、肌領域抽出部16と、脈波算出部17とを備えている。
モデル作成部30は、血圧推定モデル(推定モデル)を作成する。推定モデルとは、被検体Hの血圧(P)を推定するための計算モデルである。具体的には、モデル作成部30は、(i)脈波パラメータ算出部20において算出された脈波パラメータ(PTT)と、(ii)血圧取得部2において取得された被検体Hの血圧(BPm)とを、テスト用データとして用いることにより、推定モデルを作成する。
脈波が血管内を伝播する速度vは、Moens-Kortegの式、すなわち、
BP1=α1×PTT1+α2 …(5)
によって表される線形モデル(線形関数によって表現される計算モデル)である場合を考える。式(5)において、BP1は予測血圧であり、α1およびα2はそれぞれ定数である。この場合、モデル作成部30は、回帰分析を行うことにより、α1およびα2を算出する(すなわち、推定モデルM1を作成する)。
BP2=β1×PTT1+β2×PTT2+β3 …(6)
によって表される線形モデルである場合を考える。式(6)において、BP2は予測血圧であり、β1~β3はそれぞれ定数である。この場合、モデル作成部30は、回帰分析を行うことにより、β1~β3を算出する。
モデル評価部40は、モデル作成部30において作成された各推定モデルを評価し、その評価結果を出力する。具体的には、モデル評価部40は、以下に述べるPIを、評価結果として出力する。図1の例では、モデル評価部40は、モデル作成部30からモデル群を直接的に取得している。但し、モデル評価部40は、モデル作成部30によって作成され、かつ、モデル保管部50に予め保管されたモデル群を取得してもよい。
モデル保管部50には、モデル作成部30によって作成されたモデル群が保管(保存)される。また、モデル保管部50には、モデル評価指数算出部42によって算出された評価指数セット群が保管される。モデル保管部50は、公知の記憶装置であってよい。
モデル選択部60は、第1モデル選択部600-1、第2モデル選択部600-2、…、および第Nモデル選択部600-Nを有する。第kモデル選択部600-kは、第kモデルに応じた機能部である。後述の図7に示されるように、モデル選択部60は、モデル設定装置100による処理の終了後に、血圧測定部160において血圧(P)を測定(算出)するために動作する。
体動分類部22には、被験体Hの顔の向き(方向)について、N種類の所定のパターンが予め設定されている。以下、当該N種類の所定のパターンを示すデータセットを、顔方向テンプレートと称する。体動分類部22は、顔方向テンプレートを用いて、体動検出部21によって検出された顔の向きを分類する。つまり、体動分類部22は、体動検出部21によって検出された顔の向き(以下、検出方向)が、顔方向テンプレート内のどのパターンに該当するかを特定する。
・パターン1:正面;
・パターン2:右;
・パターン3:右上;
・パターン4:上;
・パターン5:左上;
・パターン6:左;
・パターン7:左下;
・パターン8:下;
・パターン9:右下;
として、9通りの異なる顔の向きのパターンが規定されている。この場合、体動分類部22は、検出方向をパターン1からパターン9までの9通りに分類できる。なお、「パターンk」は、「第kパターン」と称されてもよい。体動分類部22は、自身が特定した分類番号(パターン番号)を、所定の時間ごとに出力する。
血圧測定部160は、モデル選択部60によって選択された測定モデルを用いて、血圧(P)を測定する。具体的には、血圧測定部160は、当該測定モデルに、脈波パラメータ算出部20によって算出された脈波パラメータ(例:PTT)を適用することにより、Pを算出する。このように、血圧測定部160は、測定モデルを用いることにより、脈波パラメータに基づき、第1血圧(P)を算出する。
図6は、血圧測定装置1の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6では、血圧測定装置1(より具体的には、モデル設定装置100)によって測定モデルを作成(設定)する方法の一例が示されている。当該方法は、測定モデル作成方法(または測定モデル設定方法)と称されてもよい。
図7は、血圧測定装置1の処理の流れの別の例を示すフローチャートである。図7では、血圧測定装置1によって血圧を測定する方法(血圧測定方法)の一例が示されている。図7の各処理は、図6の全処理が完了した後に実行される。つまり、図7の各処理の開始に先立ち、(i)モデル設定装置100によって作成されたモデル群、および、(ii)モデル設定装置100によって算出された評価指数セット群が、予めモデル保管部50に保管されている。
上述の通り、特許文献1の計測装置は、被験体Hの体動が生じた場合(より具体的には、被験体Hの顔に動きが生じた場合)にも、脈拍数を高精度に測定できるように構成されている。しかしながら、特許文献1には、被験体Hの体動に対処するように、血圧(P)を高精度に測定するための具体的な手法については、特に言及されていない。このように、従来技術では、Pを高精度に測定できるには至らなかった。
(1)被験体Hは、人に限定されない。被験体Hは、本開示の一態様に係る血圧測定方法が適用可能な対象であればよい。例えば、被験体Hは、犬または猫等の動物であってもよい。
血圧測定装置1の制御ブロック(特に、脈波取得部10、脈波パラメータ算出部20、体動検出部21、体動分類部22、モデル作成部30、モデル評価部40、モデル選択部60、および血圧測定部160)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
本開示の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
Claims (7)
- 生体の脈波に基づき当該生体の第1血圧を測定する血圧測定装置であって、
上記生体の体表における所定の領域において脈波を取得する脈波取得部と、
上記所定の領域の移動方向を検出する体動検出部と、
上記移動方向を分類する体動分類部と、
上記脈波に基づき、複数の脈波パラメータを算出する脈波パラメータ算出部と、を備えており、
上記血圧測定装置は、モデル保管部と通信可能に接続されており、
上記モデル保管部には、
(i)上記移動方向の分類結果に応じて上記第1血圧を推定するための複数の血圧推定モデルと、
(ii)上記移動方向の分類結果に応じた上記複数の血圧推定モデルのそれぞれの評価結果と、
が、予め保管されており、
上記血圧測定装置は、
上記複数の血圧推定モデルのそれぞれの上記評価結果に基づき、当該複数の血圧推定モデルの中から、上記第1血圧を算出するための測定モデルを選択するモデル選択部と、
上記測定モデルを用いて、上記複数の脈波パラメータに基づき上記第1血圧を算出する第1血圧測定部と、をさらに備えている、血圧測定装置。 - Nを2以上の整数として、
上記体動分類部は、上記移動方向を、第1パターンから第NパターンまでのN通りのパターンに分類し、
kを1以上かつN以下の整数として、
第kパターンに応じた上記血圧推定モデルを第kモデルと称し、
上記モデル保管部には、
(i)第kパターンに応じた上記複数の血圧推定モデルである複数の第kモデルと、
(ii)上記複数の第kモデルのそれぞれの評価結果と、
が、予め保管されており、
上記モデル選択部は、上記複数の第kモデルのそれぞれの上記評価結果に基づき、当該複数の第kモデルの中から、上記測定モデルを選択する第kモデル選択部を有している、請求項1に記載の血圧測定装置。 - 上記所定の領域は、上記生体の顔である、請求項1または2に記載の血圧測定装置。
- 生体の脈波に基づき当該生体の第1血圧を測定する血圧測定装置と通信可能に接続されたモデル設定装置であって、
上記生体の第2血圧を測定する第2血圧測定部と、
上記生体の体表における所定の領域において脈波を取得する脈波取得部と、
上記所定の領域の移動方向を検出する体動検出部と、
上記移動方向を分類する体動分類部と、
上記脈波に基づき、複数の脈波パラメータを算出する脈波パラメータ算出部と、を備えており、
上記モデル設定装置は、モデル保管部と通信可能に接続されており、
上記モデル設定装置は、
上記移動方向の分類結果に応じて、上記複数の脈波パラメータと上記第2血圧とに基づき、上記第1血圧を推定するための血圧推定モデルを作成し、当該血圧推定モデルを上記モデル保管部に保管するモデル作成部を備えている、モデル設定装置。 - 上記モデル設定装置は、さらに
上記移動方向の分類結果に応じて、上記モデル保管部に保管された複数の上記血圧推定モデルのそれぞれを評価し、その評価結果を当該モデル保管部に保管するモデル評価部を備えている、請求項4に記載のモデル設定装置。 - Nを2以上の整数として、
上記体動分類部は、上記移動方向を、第1パターンから第NパターンまでのN通りのパターンに分類し、
kを1以上かつN以下の整数として、
第kパターンに応じた上記血圧推定モデルを第kモデルと称し、
上記モデル作成部は、上記複数の脈波パラメータと上記第2血圧とに基づき、上記第1血圧を推定するための複数の第kモデルを作成し、当該複数の第kモデルを上記モデル保管部に保管する第kモデル作成部を有し、
上記モデル評価部は、上記モデル保管部に保管された上記複数の第kモデルのそれぞれを評価し、その評価結果を当該モデル保管部に保管する第kモデル評価部を有している、請求項5に記載のモデル設定装置。 - 生体の脈波に基づき当該生体の第1血圧を測定する血圧測定装置を用いた血圧測定方法であって、
上記生体の体表における所定の領域において脈波を取得する脈波取得工程と、
上記所定の領域の移動方向を検出する体動検出工程と、
上記移動方向を分類する体動分類工程と、
上記脈波に基づき、複数の脈波パラメータを算出する脈波パラメータ算出工程と、を含んでおり、
上記血圧測定装置は、モデル保管部と通信可能に接続されており、
上記モデル保管部には、
(i)上記移動方向の分類結果に応じて上記第1血圧を推定するための複数の血圧推定モデルと、
(ii)上記移動方向の分類結果に応じた上記複数の血圧推定モデルのそれぞれの評価結果と、
が、予め保管されており、
上記血圧測定方法は、
上記複数の血圧推定モデルのそれぞれの上記評価結果に基づき、当該複数の血圧推定モデルの中から、上記第1血圧を算出するための測定モデルを選択するモデル選択工程と、
上記測定モデルを用いて、上記複数の脈波パラメータに基づき上記第1血圧を算出する第1血圧測定工程と、をさらに含んでいる、血圧測定方法。
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