(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な方法で被検者の血圧に関する情報を取得できる血圧推定装置を提供する。【解決手段】血圧推定装置１０は，被検者の心音の周波数のピーク値を特定する周波数解析部１１と，この周波数のピーク値に基づいて被検者の血圧に関する情報を求める血圧推定部１７を備える。心音周波数のピーク値と血圧値が正の相関関係を示すことが明らかになったため，被検者の心音を解析して周波数ピーク値を特定することにより，当該被検者の血圧値を容易かつ正確に推定することができる。【選択図】図１
2020080894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の心音の周波数のピーク値を特定する周波数解析部と，
前記周波数のピーク値に基づいて前記被検者の血圧に関する情報を求める血圧推定部を備える
医療機器。
【請求項２】
前記血圧推定部は，前記周波数のピーク値の経時的変化に基づいて，前記被検者の血圧の変化を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記血圧推定部は，過去に測定した前記被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記血圧推定部は，過去に測定した前記被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値と心拍数の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値と心拍数の実測値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項５】
前記血圧推定部は，複数の被検者の心音の周波数のピーク値と血圧のデータセットから機械学習により得られた学習済みモデルを用いて，現在の被検者の心音の周波数のピーク値に基づき，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項６】
前記被検者の血圧の推定値及び現在の当該被検者の血圧の実測値に基づいて，当該被検者の心機能の変化を同定する心機能診断部を，さらに備える
請求項３又は請求項４に記載の医療機器。
【請求項７】
過去に測定した心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値と，現在の被検者の心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値との差異から，当該被検者の心臓弁膜症の重症度を同定する心機能診断部を，さらに備える
請求項１に記載の医療機器。
【請求項８】
被検者の心音の周波数のピーク値を特定する工程と，
前記周波数のピーク値に基づいて前記被検者の血圧に関する情報を求める工程を
コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，被検者の血圧情報を取得するための医療機器及びプログラムに関する。具体的に説明すると，本発明は，被検者の心音から血圧変化や血圧値を推定するための機器及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，血圧計によって被検者の血圧を直接測定するのではなく，他の生体信号から被検者の血圧を推定することのできる装置が提案されている。例えば，特許文献１には，脈波信号及び心電信号を用いて被検者の血圧値を推定する血圧推定装置が開示されている。また，特許文献２には，心拍性信号の周波数や振幅と血圧値との相関関係に基づいて被検者の血圧値を推定する血圧推定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７６７４０号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３０６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで，近年では，医師又はその他の医療従事者（以下まとめて「医師」という）が遠隔地に所在する患者に対して医療サービスをリアルタイムに提供する遠隔医療のニーズが高まっている。このような遠隔医療では，医師と患者との間でのテレビ電話による問診だけでなく，患者に生体情報を取得するための医療機器（デジタル聴診器や血圧計など）に予め渡しておき，患者自身が医療機器を操作して取得した生体情報をインターネット経由で医師の端末へと送信することも多い。このような場合には，医療機器は患者にとって簡便に使用できるものであることが重要になる。
【０００５】
しかしながら，引用文献１に記載の血圧推定装置のように，血圧値を推定するために患者の心電信号及び脈波信号を取得することとした場合，脈波センサや心電測定用の電極などの機器が必要となるため，装置全体の構成が複雑化したり，各種機器の装着の手間が増えるという問題がある。引用文献２に記載の血圧推定装置も同様に，心拍性信号の周波数や振幅を測定するためのマイクロ波センサが必要であるため，装置構成の複雑化や測定作業の煩雑化は避けられない。特に，上記した遠隔医療においては，血圧推定装置が具備する各種機器を患者自身に操作させる必要があるが，脈波センサ，心電測定用の電極，マイクロ波センサなどの複雑な医療機器の装着作業やその測定操作を患者に負担させることは困難である。
【０００６】
そこで，本発明は，より簡便な方法で被検者の血圧に関する情報を取得することのできる医療機器を提供することを主たる目的とする。
【０００７】
更に，既存の一般的な非観血的血圧測定装置の限界として，計測の仕方によって数値が異なる点があげられる。例えば，手首式であれば手首を，上腕式であればカフを巻いている上腕を，心臓の高さに位置させる必要がある。具体的に言うと，心臓より１０ｃｍ高い場所で計測すると約８ｍｍＨｇ低く表示され，逆に心臓より１０ｃｍ低い位置で計測すれば約８ｍｍＨｇ高く表示されてしまう。タオルを使って高さを調整したりするが，心臓と全く同じ高さで計測するというのは特に非医療従事者にとっては困難である。そこで，本発明は，心臓から直接データをとることでより正確な血圧データを取得することも目的とする。つまり，より簡便になるだけでなく，より正確に被検者の血圧に関する情報を取得することができる医療機器を提供することも目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者は，被検者の心音を詳細に解析したところ，心音周波数のピーク値と血圧値に相関関係（具体的には正相関）があることを発見し，心音周波数のピーク値に基づいて血圧の変動や血圧値を推定できることを見出した。そして，心音を取得して周波数解析することで簡便に被検者の血圧に関する情報を取得できることに想到し，本発明を完成させた。具体的に説明すると，本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
本発明の第１の側面は，被検者の血圧情報を求めるための医療機器に関する。本発明に係る医療機器は，周波数解析部と血圧推定部を備える。周波数解析部は，被検者の心音の周波数のピーク値を特定する。例えばマイクロフォン（デジタル聴診器）によって被検者の心音データを取得し，周波数解析部においてその心音データを周波数解析すればよい。次に，血圧推定部は，周波数のピーク値に基づいて被検者の血圧に関する情報を求める。具体的には，血圧推定部は，心音周波数のピーク値［Ｈｚ］をパラメータの一つとした所定の演算により，被検者の血圧変動や血圧値を推定する。なお，心音の周波数のピーク値とは，周波数グラフに表される包絡線のピーク値である。また，周波数解析部は，拍動ごとに周波数ピーク値を特定してもよいし，一定期間中に発生した複数の拍動の中から最大又は最小の周波数ピーク値を特定してもよいし，あるいは一定期間中に発生した複数の拍動の周波数ピーク値の平均値を特定してもよい。さらに，周波数解析部は，心音のうち，I音の周波数ピーク値を特定してもよいし，II音の周波数ピーク値を特定してもよいし，あるいは収縮期雑音や拡張期雑音のピーク値を特定することとしてもよい。
【００１０】
図２及び図３に，実際の実験で得られた同一人物の心音のデータを示す。図２に示すデータ（１）が血圧１４０／８６ｍｍＨｇの時の心音周波数であり，データ（２）が血圧１２０／７０ｍｍＨｇの時の心音周波数である。両データとも２拍分の心音を示しており，それぞれ１拍の中にI音とII音が含まれる。I音とII音どちらも血圧変動と正の相関を示していることが判る。特に血圧変動に伴った変化が大きいのはII音である。II音の周波数のピーク値を比べてみるとデータ（１）ではII音の周波数のピーク値が１５０Ｈｚであり，データ（２）ではII音の周波数のピーク値が１３０Ｈｚである。つまり，II音の周波数のピーク値が高いほど，血圧が収縮期と拡張期のどちらでも高いことを示している。同様にI音の周波数のピーク値も変動している。周波数解析部はII音だけでなくI音の周波数ピーク値も特定できるため，II音だけのデータ，I音だけのデータ，あるいはII音とI音のデータから，それぞれから血圧の変動を推定することが可能である。
【００１１】
上記構成のように，被検者の心音の解析によって血圧情報が得られるため，例えばマイクロフォン（デジタル聴診器）によって取得した心音データから被検者の血圧変動や血圧の推定値を求めることができる。その結果，医療機器（血圧推定装置）の構成を簡略化できる。また，心音はマイクロフォンを胸に当てるだけで簡単に取得できるため，医師でなくとも被検者自身で心音データの取得操作を行うことが可能である。また，既存の血圧測定装置の問題点として検査時間があげられる。一般的な非観血的動脈圧測定法はカフを圧迫する必要があるため，１回の血圧測定に数十秒の時間を要する。一方，観血的動脈圧測定であればリアルタイムに連続モニタリングが可能ではあるが，そもそも動脈内にアプローチする必要があるため測定開始までに時間を要する。本発明は，マイクロフォンを胸部にあてた時点で測定が開始され，非観血的かつリアルタイムに血圧値を推定することが可能である。
【００１２】
本発明に係る医療機器において，血圧推定部は，周波数のピーク値の経時的変化に基づいて，被検者の血圧の変化を求めることとしてもよい。前述のとおり，心音周波数のピーク値が高くなるほど血圧値も高くなる傾向にあるため，心音周波数のピーク値の経時的変化を捉えることで，被検者の血圧の変化を求めることが可能になる。
【００１３】
本発明に係る医療機器において，血圧推定部は，過去に測定した被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求めることとしてもよい。被検者の心音周波数のピーク値と血圧の実測値を対応付けたデータセットを予め用意しておけば，被検者の心音周波数のピーク値を測定するだけで，現在の被検者の血圧を推定することが可能である。
【００１４】
本発明に係る医療機器において，血圧推定部は，過去に測定した被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値と心拍数の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値と心拍数の実測値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求めることとしてもよい。心拍数は血圧に影響を及ぼすため，被検者の周波数のピーク値とともに心拍数をパラメータとした所定の演算を行って血圧値を推定することで，その精度を高めることができる。なお，心拍数は，マイクロフォンで取得した心音データから算出することもできるし，マイクロフォンと別に心電計などを利用して測定することとしてもよい。
【００１５】
本発明に係る医療機器において，血圧推定部は，複数の被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセットから機械学習により得られた学習済みモデルを用いて，現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値に基づき，現在の当該被検者の血圧の推定値を求めることとしてもよい。多数の被検者の心音周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセットが蓄積されていれば，両データの関係性に基づいて，心音周波数のピーク値から血圧を推定することが容易になる。
【００１６】
本発明に係る医療機器は，心機能診断部をさらに備えることとしてもよい。心機能診断部は，被検者の血圧の推定値及び現在の当該被検者の血圧の実測値に基づいて，当該被検者の心機能の変化を同定する。同じ被検者で同じ心機能であれば血圧の実測値及び推定値は同等となるはずであるため，両者の差が一定以上である場合に何らかの心機能変化があったと推定される。例えば，推定血圧値と実測血圧値の差が大きい場合，心筋梗塞や心不全，不整脈などの心機能障害の兆候があると予想される。そこで，このような場合には医師や被検者に警告を通知することで，これらの心機能障害を早期発見することができる。
【００１７】
本発明に係る医療機器は，過去に測定した心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値と，現在の被検者の心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値との差異から，当該被検者の心臓弁膜症の重症度を同定する心機能診断部をさらに備えていてもよい。なお，ここにいう「過去に測定した心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値」には，現在の被検者と同じ被検者について過去に測定した当該周波数のピーク値の他，現在の被検者とは異なる被検者について過去に測定した当該周波数のピーク値が含まれる。つまり，同じ被検者の現在と過去の周波数ピーク値を比較してもよいし，ある被検者の現在の周波数ピーク値と別の被検者の過去の周波数ピーク値とを比較してもよい。例えば，心臓弁膜症に罹患している者について，心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値のデータが存在すれば，このデータとある被検者の当該周波数ピーク値を比較することで，その被検者が心臓弁膜症に罹患しているか否かや，その重症度を同定することが可能になる。
【００１８】
更に本発明は，血圧の推定だけでなく，心臓内の流速や圧較差を推定することも可能である。図４に大動脈弁狭窄症の同一症例のデータを示す。I音とII音の間（収縮期）にピーク値が３００Ｈｚ前後の駆出性雑音を有する。中段に示した心臓超音波検査のデータをみると大動脈弁通過最高流速（ＡｏＶ  Ｖｅｌ）と大動脈弁圧較差（ＡｏＶ  ＰＧ）に変化があることが分かる。下段は３００Ｈｚ周辺を拡大したものだが，流速や圧較差の変化と収縮期の音のピーク値の変化は正の相関を示すことが分かる。心臓超音波検査と比較して，検査に要する時間を大幅に短縮され，また検査方法も容易であることから，重症度変化のスクリーニングに有用であることが示されている。
【００１９】
本発明の第２の側面は，コンピュータ用のプログラムである。本発明に係るプログラムは，被検者の心音の周波数のピーク値を特定する工程と，周波数のピーク値に基づいて被検者の血圧に関する情報を求める工程とをコンピュータに実行させる。本発明のプログラムは，ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記憶されたものであってもよいし，インターネットを通じてダウンロード可能なものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，心音周波数のピーク値を特定するという簡便な方法で被検者の血圧に関する情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は，血圧推定装置とその周辺機器から構成されるシステム全体の構成例を示した機能ブロック図である。
【図２】図２は，心音周波数を示すスペクトログラムの一例を示している。
【図３】図３は，心音周波数を示すスペクトログラムの一例を示している。
【図４】図４は，心音周波数を示すスペクトログラムの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。
【００２３】
図１は，本発明に係る血圧推定装置１０（医療機器）と，その周辺機器であるデジタル聴診器２０，血圧計３０，表示装置４０，及び通信装置５０を備えたシステム全体の構成を示している。血圧推定装置１０は，特有のプログラムを格納したコンピュータによって実現できる。例えば，血圧推定装置１０は，ラップトップ型コンピュータや，タブレット型コンピュータ，スマートフォンなどの携帯端末であってもよいし，デスクトップ型コンピュータやウェブサーバなどの据置型端末であってもよい。血圧推定装置１０は，デジタル聴診器２０や血圧計３０から所定のデータが入力されると，プログラムに従った演算処理を行い，その演算結果を表示装置４０や通信装置５０に出力する。
【００２４】
図１では，本発明特有のプログラムによって実現される血圧推定装置１０の機能ブロックを併せて示している。図１に示されるように，血圧推定装置１０は，周波数解析部１１，血圧実測部１２，心拍数計測部１３，データ蓄積部１４，データベース１５，学習済みモデル１６，血圧推定部１７，心機能診断部１８，及び出力部１９を有する。つまり，当該プログラムは，コンピュータにこれらの機能を実現させるように記述されたものである。
【００２５】
周波数解析部１１は，デジタル聴診器２０から得られた被検者の心音データを周波数解析する。デジタル聴診器２０としては，公知のものを用いることができる。デジタル聴診器２０は，例えばその内部に生体音用マイクを有しており，被検者の肌に直接接触してその生体音（主に心音）を取得する。生体音用マイクは，ダイナミックマイクやコンデンサマイクを利用することもできるが，さらに低い低周波帯域の生体音を精密に集音するために圧電マイクを利用することが特に好ましい。圧電マイクは，圧電素子に加えられた音の振動を電圧に変換するものであり，基本的に圧電素子とこれを挟み込む複数の電極とによって構成される。生体音用マイクは，心音の周波数（１０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）を集音可能な性能を有していればよい。
【００２６】
周波数解析部１１は，デジタル聴診器２０から得られた心音データを解析して，周波数のピーク値［Ｈｚ］を特定する。周波数のピーク値とは包絡線のピーク値である。周波数解析部１１は，心音データから，周波数ごとの音量の経時的変化を表したスペクトログラム（３次元グラフ）を作成するとよい（図２〜図４参照）。スペクトログラムでは，例えば縦軸が周波数を示し，横軸が時間を示し，グラフ内の色調又は明度で音量を表している（縦軸と横軸を入れ替えることも可能）。なお，図２〜図４は白黒で表されているが，実際には音量の高い周波数帯域が赤色で表され，音量の低い周波数帯域が青色で表される。スペクトログラムによれば，心音周波数のピーク値を容易に特定できる。
【００２７】
心音は，心臓の鼓動に伴って生じる音であり，I音及びII音を発生する。これらの音のうち，心臓の収縮期の開始直後に発生するのがI音であり，収縮期と拡張期の境で発生するのがII音である。また，心音には，心雑音が含まれる場合がある。心雑音は心臓の鼓動に伴って生じるが，正常な心臓では発生しない音である。周波数解析部１１においては，心音に含まれるこれらの音のうち，I音成分及びII成分音の両方又はいずれか一方の音の周波数ピーク値を特定することが好ましい。後述するように，I音成分の周波数ピーク値からは，心臓収縮期の血圧の推定値を求めることができ，またII音成分の周波数ピーク値からは，心臓拡張期の血圧の推定値を求めることができる。また，心音に心雑音が含まれている場合，周波数解析部１１は，心雑音成分の周波数ピーク値を特定してもよい。
【００２８】
血圧実測部１２は，血圧計３０から得られたデータから被検者の実際の血圧を測定する。血圧計３０は，公知のものを用いることができる。血圧計３０は，例えば被検者の腕などに巻きつけられるカフと，カフの内部に空気を供給するポンプと，カフ内部の空気圧を電気信号に変換する圧力センサなどを備える。血圧測定部１２では，例えばこの圧力センサから得られた電気信号に基づいて被検者の実際の血圧を測定する。血圧測定部１２で測定する血圧値は，収縮期血圧であってもよいし，拡張期血圧であってもよいし，その両方でもよい。血圧実測部１２は，心臓収縮期の血圧と心臓拡張期の血圧を測定することが好ましい。血圧測定の方法は特に限定されないが，例えば公知の観血的動脈圧測定又は非観血的動脈圧測定を採用すればよい。また，被検者の脈圧から血圧を測定することもできる。
【００２９】
心拍数計測部１３は，例えばデジタル聴診器２０から得られた心音データに基づいて被検者の心拍数を計測する。例えば，心音データに含まれる音成分の強弱の周期性を一定期間カウントすることにより心拍数を求めることができる。なお，図１に示した例では，システム全体をコンパクトなものとするために，デジタル聴診器２０で取得した心音データから心拍数を求めることとしているが，それとは別に心電計（電極等）を血圧推定装置１０に接続して心拍数を計測することしてもよい。
【００３０】
データ蓄積部１４は，周波数解析部１１で特定した心音周波数のピーク値や，血圧実測部１２で測定した血圧値，心拍数計測部１３で計測した心拍数のデータをデータベース１５に記憶させる。特に，初期の診察時には被検者の血圧と心音を同時あるいは同条件で取得することになるが，それらの血圧と心音から得られる血圧実測値，心音周波数ピーク値，及び心拍数を関連付けて一つのデータセットとしてデータベースに記憶させておくことが好ましい。また，一人の被検者について，このようなデータセットを複数作成しておくこととしてもよい。また，データ蓄積部１４は，上記のようなデータセットを作成しない場合であっても，心音周波数のピーク値や，血圧の実測値，心拍数が得られた場合には，これらの値を随時データベース１５に記憶しておくと良い。さらに，後述するように，血圧推定部１７では心音周波数のピーク値に基づいて被検者の血圧の推定値が算出されるが，データ蓄積部１４は，この血圧の推定値を，その元となった心音周波数のピーク値と関連付けてデータベース１５に記憶することが好ましい。このように，データ蓄積部１４では，血圧推定装置１０において求められた各種の生体データを適宜データベース１５に蓄積するように構成されている。
【００３１】
学習済みモデル１６は，多数の被検者の生体データに対して機械学習を行うことによりパラメータ（いわゆる「重み」）が調整されたモデルデータである。例えば，多数の被検者の心音周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセットを教師データとしてディープラーニング等の機械学習を実施することにより，学習済みモデル１６が作成される。この場合，ある被検者の心音周波数のピーク値を入力値としてこの学習済みモデル１６を参照することで，その入力値に対応した出力値として血圧の推定値が得られるようになっている。血圧推定装置１０は，このような学習済みモデル１６を予め有していることとしてもよい。ただし，この学習済みモデル１６は必須の要素ではない。
【００３２】
血圧推定部１７は，少なくとも周波数解析部１１において得られた心音周波数のピーク値に基づいて，被検者の血圧変動や血圧値を推定する。血圧推定部１７は，被検者の血圧変動のみを求めるモードや，被検者の血圧の推定値を求めるモードなど，状況に応じた所定の演算処理を行うことができる。血圧推定部１７による演算モードの詳細については後述する。
【００３３】
心機能診断部１８は，例えば，血圧推定部１７で求めた血圧の推定値と，血圧実測部１２で測定した血圧の実測値とを比較して，これらの差や比率に基づき，被検者の心機能が正常であるか否かを判断したり心機能障害の重症度を判断する。例えば，デジタル聴診器２０と血圧計３０を利用して同時又は同条件で被検者の血圧の実測値と推定値を求めて，これらの差や比率が一定の閾値以上である場合には，心機能診断部１８は心機能に異常があると判断する。また，血圧の実測値と推定値の差に応じて，心筋梗塞や心不全，不整脈などの心機能障害の兆候があると同定してもよい。
【００３４】
また，心機能診断部１８は，過去に測定した心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値と，現在の被検者の心臓の収縮期雑音又は拡張期雑音の周波数のピーク値との差異から，心臓弁膜症の重症度を同定することも可能である。例えば，すでに心臓弁膜症に罹患している者の心音周波数のピーク値とある被検者の心音周波数のピーク値とを比較することで，その被検者が心臓弁膜症に罹患しているかどうかや，その重症度を判別することができる。また，ある被検者について，過去に測定した心音周波数のピーク値と現在の心音周波数のピーク値とを比較することで，心臓弁膜症の重症度の変化（増悪又は改善）を同定することもできる。
【００３５】
出力部１９は，血圧推定部１７や心機能診断部１８で求めた結果を表示装置４０や通信装置５０へと出力する。例えば，出力部１９は，血圧変動や，血圧の推定値，心機能障害の有無を表示装置４０に表示させることができる。また，出力部１９は，心音周波数の解析結果（周波数ピーク値）や，血圧の実測値，あるいは心拍数に関する情報を表示装置４０に表示させてもよい。さらに，出力部１９は，これらの血圧推定装置１０で求めた各種情報を通信装置５０を介して，インターネットなどの情報通信網を経由し，外部の端末へと送信することもできる。例えば，被検者自身が血圧推定装置１０やその周辺機器２０，３０，４０，５０を操作して血圧の推定値を測定し，その測定値を遠隔地に所在する医師の端末へと送信することが好ましい。これにより，血圧の推定値を遠隔医療に利用することができる。
【００３６】
次に，血圧推定部１７によって実行可能な演算モードの例について説明する。
【００３７】
［１．血圧変動の推定］
血圧推定部１７は，心音周波数のピーク値の経時的変化に基づいて被検者の血圧変動を推定することができる。心音周波数のピーク値と血圧値は正の相関関係にあるため，心音周波数のピーク値に変化が発生した場合には，それと同様に血圧値にも変化が生じていると推定できる。血圧に変動が生じた場合，心音のうちのII音成分の周波数ピーク値が最も大きく変化するため，血圧変動の推定にはII音成分の周波数ピーク値を参照すると良い。なお，高血圧患者の聴診所見で高血圧時にはII音が亢進すること（つまりII音の音量が大きくなること）は医学的にも知られているが，血圧と心音周波数のピーク値とがリアルタイムで正の相関関係にあり，II音の周波数のピーク値の変化により血圧が推定できることは，本発明者によって見出された新しい知見である。また，より正確に血圧変動を同定するために，予め正常な実測血圧値と心音周波数のピーク値とを関連付けた基準となるデータセットを作成しておき，血圧推定部１７では，その後に測定された心音周波数のピーク値とこのデータセットを比較して，心音周波数のピーク値にどの程度の変化があったかを求めることとしてもよい。心音周波数のピーク値の変化が大きい場合には，その分血圧にも大きな変化があったと判断することができる。
【００３８】
［２．心音周波数に基づく血圧値の推定］
血圧推定部１７は，心音周波数のピーク値をパラメータとして用いることで，以下の関係式に基づいて血圧（収縮期血圧又は拡張期血圧）の推定値を求めることができる。
［式１］
2020080894.tif 000003
αは，血圧を推定する際に用いる心音周波数のピーク値に関する係数である。収縮期血圧と拡張期血圧とを区別する場合，αは収縮期血圧と拡張期血圧とで異なる値を用いてもよい。Ａは，過去に計測した基準となる血圧値である。Ｃは，過去に計測した基準となるII音成分の周波数ピーク値（Ａと同時又は同条件で計測したもの）である。Ｄは，今回計測したII音成分の周波数ピーク値である。なお，ＡとＣは，被検者が正常な健康状態にあるときに測定した値を用いることが好ましい。また，係数αは任意の値を取ることができる。
【００３９】
上記式１は一例ではあるが，心音周波数のピーク値と血圧値とが正相関を示すことを応用すれば，心音周波数のピーク値を特定することでそれに対応した血圧値を推定することが可能となる。
【００４０】
［３．心音周波数及び心拍数に基づく血圧値の推定］
血圧推定部１７は，心音周波数のピーク値及び心拍数をパラメータとして用いることで，以下の関係式に基づいて収縮期血圧及び拡張期血圧の推定値を求めることができる。
［式２］
2020080894.tif 000004
Ｂは，過去に計測した基準となる血圧値である。βは，収縮期血圧を推定する際に用いる心音周波数のピーク値に関する係数である。Ｅは，過去に計測した基準となるII音成分の周波数ピーク値（Ｂと同時又は同条件で計測したもの）である。Ｆは，今回計測したII音成分の周波数ピーク値である。γは，収縮期血圧を推定する際に用いる心拍数に関する係数である。Ｇは，過去に計測した基準となる心拍数（Ｂと同時又は同条件で計測したもの）である。Ｈは，今回計測した心拍数である。なお，ＢとＥとＧは，被検者が正常な健康状態にあるときに測定した値を用いることが好ましい。また，係数β，γは任意の値を取ることができる。収縮期血圧と拡張期血圧とを区別する場合，βとγは収縮期血圧と拡張期血圧とで異なる値を用いてもよい。
【００４１】
上記式２は一例ではあるが，心音周波数のピーク値と心拍数が血圧値に対して正相関を示すこととを応用すれば，心音周波数のピーク値と心拍数を実際に測定することでそれに対応した血圧値を推定することが可能となる。特に，血圧値は心拍数によって変化することが知られているため，心音周波数のピーク値と心拍数の両方をパラメータとして用いることで，血圧値をより正確に推定することができる。
【００４２】
以上，本願明細書では，本発明の内容を表現するために，図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし，本発明は，上記実施形態に限定されるものではなく，本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…血圧推定装置（医療機器）      １１…周波数解析部
１２…血圧実測部                    １３…心拍数計測部
１４…データ蓄積部                  １５…データベース
１６…学習済みモデル                １７…血圧推定部
１８…心機能診断部                  １９…出力部
２０…デジタル聴診器                ３０…血圧計
４０…表示装置                      ５０…通信装置
【図１】
2020080894.tif 000005
【図２】
2020080894.tif 000006
【図３】
2020080894.tif 000007
【図４】
2020080894.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月8日(2019.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の心音の周波数のピーク値を特定する周波数解析部と，
前記周波数のピーク値に基づいて前記被検者の血圧の変化又は推定値を求める血圧推定部を備える
医療機器。
【請求項２】
前記血圧推定部は，前記周波数のピーク値の経時的変化に基づいて，前記被検者の血圧の変化を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記血圧推定部は，過去に測定した前記被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記血圧推定部は，過去に測定した前記被検者の心音の周波数のピーク値と血圧の実測値と心拍数の実測値のデータセット，及び現在の当該被検者の心音の周波数のピーク値と心拍数の実測値に基づいて，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項５】
前記血圧推定部は，複数の被検者の心音の周波数のピーク値と血圧のデータセットから機械学習により得られた学習済みモデルを用いて，現在の被検者の心音の周波数のピーク値に基づき，現在の当該被検者の血圧の推定値を求める
請求項１に記載の医療機器。
【請求項６】
前記被検者の血圧の推定値及び現在の当該被検者の血圧の実測値に基づいて，当該被検者の心機能の変化を同定する心機能診断部を，さらに備える
請求項３又は請求項４に記載の医療機器。
【請求項７】
被検者の心音の周波数のピーク値を特定する工程と，
前記周波数のピーク値に基づいて前記被検者の血圧の変化又は推定値を求める工程を
コンピュータに実行させるためのプログラム。