(57)【要約】心血管特性抽出装置及び方法を提供する。本発明の心血管特性抽出装置は、本体と、本体に実装され、被検体の脈波によって生成された振動信号を測定する第１センサー部と、本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、本体に実装され、測定された振動信号及び脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備える。【選択図】図１
2019516416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に実装され、被検体の脈波によって生成された振動信号を測定する第１センサー部と、
前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、
前記本体に実装され、前記測定された振動信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備えることを特徴とする心血管特性抽出装置。
【請求項２】
前記本体に連結されて前記本体を被検体の手首に固定するストラップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項３】
前記第１センサー部は、前記ストラップが前記手首を取り囲んだ状態で、橈骨動脈で脈波の発生時に前記ストラップを通じて前記本体に伝達される振動を測定することを特徴とする請求項２に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項４】
前記第１センサー部は、前記本体を通じて伝達される脈波の振動を測定する圧電センサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項５】
前記第１センサー部は、前記本体を通じて伝達される被検体の接触圧力を測定する力センサー及びストレインゲージのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項６】
前記第１センサー部は、
変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダーと、
前記本体内に実装され、前記ピエゾベンダーとの間にキャビティが形成された状態で前記ピエゾベンダーの両端を支持する剛性支持体と、
前記脈波の振動を受信して前記ピエゾベンダーを加圧して変形させる加圧ブロックと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項７】
前記第１センサー部は、
変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダーと、
前記本体内に実装され、前記ピエゾベンダーとの間にキャビティが形成された状態で前記ピエゾベンダーの両端を支持する剛性支持体と、
前記本体を通じて伝達される被検体の接触圧力を測定し、前記脈波の振動を受信して前記ピエゾベンダーを加圧して変形させる力センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項８】
前記本体は、ハウジングを含み、
前記第２センサー部は、被検体に向けて露出されるように前記ハウジング内に実装されることを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項９】
前記第２センサー部を前記ハウジングに連結する伸縮可能な連結部位を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１０】
前記第１センサー部は、前記処理部よりも前記第２センサー部により近く配置されることを特徴とする請求項８に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１１】
前記第２センサー部は、
センサーボードと、
前記センサーボードに実装されて被検体に光を照射する光源と、
前記センサーボードに実装されて被検体から戻ってくる光を検出するディテクターと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１２】
前記光源は、ＬＥＤ、レーザダイオード、及び蛍光体のうちの何れか１つであることを特徴とする請求項１１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１３】
前記処理部は、
前記測定された振動信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算する遅延時間計算部と、
前記計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出する心血管特性抽出部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１４】
前記処理部は、前記振動信号及び前記脈波信号の各々からピーク点、バレー点、最大傾き点、及び最小傾き点のうちの少なくとも１つを特徴点として抽出する特徴点抽出部を更に含み、
前記遅延時間計算部は、前記抽出された特徴点を用いて前記遅延時間を計算することを特徴とする請求項１３に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１５】
前記本体内に実装され、前記振動信号、前記脈波信号、前記特徴点、前記遅延時間、ＰＷＶ（脈波伝播速度）、及び心血管特性のうちの少なくとも１つを外部装置に伝送する通信部を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１６】
前記心血管特性は、血圧、血管年齢、動脈硬化度、大動脈圧波形、ストレス指数、及び疲労度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１７】
表示部を更に含み、
前記処理部は、前記表示部を制御して前記抽出された心血管特性をユーザに提供することを特徴とする請求項１３に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１８】
前記処理部は、
前記第１センサー部及び前記第２センサー部によって測定された信号を前処理する前処理部と、
前記測定されたアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換部と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項１９】
本体と、
前記本体に連結されて被検体の手首を取り囲むストラップと、
前記本体に実装され、脈波発生時に前記ストラップを通じて本体に伝達される振動によって発生する被検体の接触圧力信号を測定する力センサー及びストレインゲージのうちの１つを含む第１センサー部と、
前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、
前記本体に実装され、前記接触圧力信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備えることを特徴とする心血管特性抽出装置。
【請求項２０】
前記処理部は、前記接触圧力信号をＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号に分離することを特徴とする請求項１９に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２１】
前記処理部は、前記ＡＣ成分信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算し、該計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出することを特徴とする請求項２０に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２２】
前記処理部は、前記ＤＣ成分信号に基づいて前記力センサーの接触状態に関する情報を収集し、該収集された情報に基づいて前記心血管特性の抽出を決定することを特徴とする請求項２１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２３】
前記処理部は、前記ＤＣ成分信号に基づいて前記遅延時間と前記心血管特性との間の関係を示す推定モデル及び前記抽出された心血管特性の値のうちの１つを補正することを特徴とする請求項２１に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２４】
本体と、
前記本体に連結されて被検体の手首を取り囲むストラップと、
前記本体に実装され、脈波発生時に前記ストラップを通じて本体に伝達される振動によって発生する音波信号を測定するマイクロホンを含む第１センサー部と、
前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、
前記本体に実装され、前記音波信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備えることを特徴とする心血管特性抽出装置。
【請求項２５】
前記マイクロホンは、エレクトレットマイクロホン及びＭＥＭＳマイクロホンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２４に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２６】
前記第１センサー部は、前記ストラップを通じて本体に伝達される振動信号を音波信号に変換してマイクロホンに伝達するダイヤフラムを更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の心血管特性抽出装置。
【請求項２７】
第１センサー部及び第２センサー部が実装された本体を含む心血管特性装置によって心血管特性を抽出する方法であって、
第１センサー部を通じて被検体の脈波によって生成された振動信号を測定する段階と、
第２センサー部を通じて被検体の脈波信号を測定する段階と、
前記振動信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する段階と、を有することを特徴とする心血管特性抽出方法。
【請求項２８】
前記振動信号を測定する段階は、前記本体に連結されたストラップが被検体の手首を取り囲んで本体を前記手首に固定した状態で、脈波発生時に前記ストラップを通じて本体に伝達される振動信号を測定することを特徴とする請求項２７に記載の心血管特性抽出方法。
【請求項２９】
前記心血管特性を抽出する段階は、
前記振動信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算する段階と、
前記計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出する段階と、を含むことを特徴とする請求項２７に記載の心血管特性抽出方法。
【請求項３０】
前記心血管特性を抽出する段階は、前記振動信号及び前記脈波信号の各々からピーク点、バレー点、最大傾き点、及び最小傾き点のうちの少なくとも１つを特徴点として抽出する段階を更に含み、
前記遅延時間を計算する段階は、前記抽出された特徴点を用いて前記遅延時間を計算することを特徴とする請求項２９に記載の心血管特性抽出方法。
【請求項３１】
表示部を通じて前記抽出された心血管特性をユーザに提供する段階を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の心血管特性抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心血管特性を抽出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧迫カフなどを使用せずに心血管系の特徴を非侵襲的に抽出するための技術は、代表的にＰＷＡ（ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）法とＰＷＶ（ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ）法とがある。ＰＷＡ法は、体末端（指先、橈骨動脈など）で光電容積脈波や体表圧力信号を得た後、その形状を分析して心血管系の特性を抽出する方法である。左心室から拍出された血液は、腎動脈や腸骨動脈などの大きな分枝がある地点で反射を起こし、これは体末端で測定した光電容積脈波又は体表圧力波などの形状に影響を与える。従って、この形状を分析することによって、動脈硬化度や血管年齢、大動脈圧波形などを類推することができる。ＰＷＶ法は、脈波の伝達時間を測定して、心血管系の特性を抽出する方法であって、心電図と体末端の光電容積脈波とを測定して、心電図のＲピーク（ｐｅａｋ）（左心室収縮区間）と指又は橈骨動脈の光電容積脈波や圧力脈波のピークとの間の遅延時間（ｐｕｌｓｅ  ｔｒａｎｓｉｔ  ｔｉｍｅ：ＰＴＴ）を測定し、測定された遅延時間で腕の長さの近似値を割って心臓から出発した血液が体末端に到達するまでにかかった速度を求める。
【０００３】
一般的に、心電図を測定するためには、測定位置１、心臓、及び測定位置２が心臓を中央になるように配置し、体表面を通じて閉回路を構成しなければならないため、右手と左手とを同時に測定システムの電極に接触させるか、胴体又は胸の皮膚面で心臓に対して一側である一地点と他側である一地点とにシステムの電極を接触させなければならない。結論として、個人用ウェアラブル機器で心電図を活用することは容易ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、圧迫カフなどを使用せずに心血管系の特徴を抽出する心血管特性抽出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による心血管特性抽出装置は、本体と、前記本体に実装され、被検体の脈波によって生成された振動信号を測定する第１センサー部と、前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、前記本体に実装され、前記測定された振動信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備える。
【０００６】
前記心血管特性抽出装置は、前記本体に連結されて前記本体を被検体の手首に固定するストラップを更に含み得る。
前記第１センサー部は、前記ストラップが前記手首を取り囲んだ状態で、橈骨動脈で脈波の発生時に前記ストラップを通じて前記本体に伝達される振動を測定し得る。
前記第１センサー部は、前記本体を通じて伝達される脈波の振動を測定する圧電センサーを含み得る。
前記第１センサー部は、前記本体を通じて伝達される被検体の接触圧力を測定する力センサー（ｆｏｒｃｅ  ｓｅｎｓｏｒ）及びストレインゲージ（ｓｔｒａｉｎ  ｇａｕｇｅ）のうちの少なくとも１つを含み得る。
前記第１センサー部は、変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダー（ｐｉｅｚｏ  ｂｅｎｄｅｒ）と、前記本体内に実装され、前記ピエゾベンダーとの間にキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が形成された状態で前記ピエゾベンダーの両端を支持する剛性支持体と、前記脈波の振動を受信して前記ピエゾベンダーを加圧して変形させる加圧ブロックと、を含み得る。
第１センサー部は、変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダーと、前記本体内に実装され、前記ピエゾベンダーとの間にキャビティが形成された状態で前記ピエゾベンダーの両端を支持する剛性支持体と、前記本体を通じて伝達される被検体の接触圧力を測定し、脈波の振動を受信して前記ピエゾベンダーを加圧して変形させる力センサーと、を含み得る。
前記本体は、ハウジングを含み、前記第２センサー部は、被検体に向けて露出されるように前記ハウジング内に実装され得る。
前記心血管特性抽出装置は、前記第２センサー部を前記ハウジングに連結する伸縮可能な連結部位を更に含み得る。
前記第１センサー部は、前記処理部よりも前記第２センサー部により近く配置され得る。
第２センサー部は、センサーボードと、前記センサーボードに実装されて被検体に光を照射する光源と、前記センサーボードに実装されて被検体から戻ってくる光を検出するディテクターと、を含み得る。
前記光源は、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、レーザダイオード（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）、及び蛍光体のうちの何れか１つであり得る。
前記処理部は、前記測定された振動信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算する遅延時間計算部と、前記計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出する心血管特性抽出部と、を含み得る。
前記処理部は、前記振動信号及び前記脈波信号の各々からピーク点、バレー（ｖａｌｌｅｙ）点、最大傾き点、及び最小傾き点のうちの少なくとも１つを特徴点として抽出する特徴点抽出部を更に含み、前記遅延時間計算部は、前記抽出された特徴点を用いて前記遅延時間を計算し得る。
前記心血管特性抽出装置は、前記本体内に実装され、前記振動信号、前記脈波信号、前記特徴点、前記遅延時間、ＰＷＶ（脈波伝播速度）、及び心血管特性のうちの少なくとも１つを外部装置に伝送する通信部を更に含み得る。
前記心血管特性は、血圧、血管年齢、動脈硬化度、大動脈圧波形、ストレス指数、及び疲労度のうちの少なくとも１つを含み得る。
前記心血管特性抽出装置は、表示部を更に含み、前記処理部は、前記表示部を制御して前記抽出された心血管特性をユーザに提供し得る。
前記処理部は、前記第１センサー部及び前記第２センサー部によって測定された信号を前処理する前処理部と、前記測定されたアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換部と、を含み得る。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による心血管特性抽出装置は、本体と、前記本体に連結されて被検体の手首を取り囲むストラップと、前記本体に実装され、脈波発生時に前記ストラップを通じて本体に伝達される振動によって発生する被検体の接触圧力信号を測定する力センサー及びストレインゲージのうちの１つを含む第１センサー部と、前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、前記本体に実装され、前記接触圧力信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備える。
【０００８】
前記処理部は、前記接触圧力信号をＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号に分離し得る。
前記処理部は、前記ＡＣ成分信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算し、該計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出し得る。
前記処理部は、前記ＤＣ成分信号に基づいて前記力センサーの接触状態に関する情報を収集し、該収集された情報に基づいて前記心血管特性の抽出を決定し得る。
前記処理部は、前記ＤＣ成分信号に基づいて前記遅延時間と心血管特性との間の関係を示す推定モデル及び前記抽出された心血管特性の値のうちの１つを補正し得る。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の更に他の態様による心血管特性抽出装置は、本体と、前記本体に連結されて被検体の手首を取り囲むストラップと、前記本体に実装され、脈波発生時にストラップを通じて本体に伝達される振動によって発生する音波信号を測定するマイクロホンを含む第１センサー部と、前記本体に実装され、被検体の脈波信号を測定する第２センサー部と、前記本体に実装され、前記音波信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する処理部と、を備える。
【００１０】
前記マイクロホンは、エレクトレットマイクロホン及びＭＥＭＳマイクロホンのうちの少なくとも１つを含み得る。
前記第１センサー部は、前記ストラップを通じて本体に伝達される振動信号を音波信号に変換してマイクロホンに伝達するダイヤフラムを更に含み得る。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による第１センサー部及び第２センサー部が実装された本体を含む心血管特性装置によって心血管特性を抽出する方法は、第１センサー部を通じて被検体の脈波によって生成された振動信号を測定する段階と、第２センサー部を通じて被検体の脈波信号を測定する段階と、前記振動信号及び前記脈波信号に基づいて心血管特性を抽出する段階と、を有する。
【００１２】
前記振動信号を測定する段階は、前記本体に連結されたストラップが被検体の手首を取り囲んで本体を前記手首に固定した状態で、脈波発生時に前記ストラップを通じて本体に伝達される振動信号を測定し得る。
前記心血管特性を抽出する段階は、前記振動信号と前記脈波信号との間の遅延時間を計算する段階と、前記計算された遅延時間に基づいて前記心血管特性を抽出する段階と、を含み得る。
前記心血管特性を抽出する段階は、前記振動信号及び前記脈波信号の各々からピーク点、バレー点、最大傾き点、及び最小傾き点のうちの少なくとも１つを特徴点として抽出する段階を更に含み、前記遅延時間を計算する段階は、前記抽出された特徴点を用いて前記遅延時間を計算し得る。
前記心血管特性抽出方法は、表示部を通じて前記抽出された心血管特性をユーザに提供する段階を更に含み得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ストラップに特別なセンサーを用いずに心血管特性を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態による心血管特性抽出装置の概略的な全体構造図である。
【図２】一実施形態による心血管特性抽出装置のブロック図である。
【図３】図２の処理部の構成の一例の詳細ブロック図である。
【図４Ａ】心血管特性抽出装置の信号処理過程を説明するためのグラフである。
【図４Ｂ】心血管特性抽出装置の信号処理過程を説明するためのグラフである。
【図４Ｃ】心血管特性抽出装置の信号処理過程を説明するためのグラフである。
【図５】一実施形態による心血管特性抽出装置のブロック図である。
【図６Ａ】一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。
【図６Ｂ】心血管特性抽出装置の第１センサー部を説明するための図である。
【図７】一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。
【図８Ａ】一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。
【図８Ｂ】一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。
【図９】一実施形態による心血管特性抽出装置を説明するための図である。
【図１０】一実施形態による心血管特性抽出方法のフローチャートである。
【図１１】一実施形態による心血管特性抽出方法のうちの心血管動作遂行段階の詳細フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれる。本明細書に記載する技術の利点及び特徴並びにそれらを果たす方法は、図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。明細書の全般に亘って同じ参照符号は同じ構成要素を称する。
【００１６】
第１、第２などの用語が多様な構成要素の説明に使用されるが、構成要素は用語によって限定されるものではない。用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。単数の表現は、文脈上取り立てて明示しない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とする場合、これは、特に取り立てて言及しない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素を更に含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「…部」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェア若しくはソフトウェアとして具現されるか、又はハードウェアとソフトウェアとの結合として具現される。
【００１７】
以下、本発明の心血管特性抽出装置及び方法を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、一実施形態による心血管特性抽出装置の概略的な全体構造図であり、図２は、一実施形態による心血管特性抽出装置のブロック図である。
【００１９】
図１を参照すると、本実施形態による心血管特性抽出装置１は、手首に着用可能なウェアラブル機器である。図示したように、心血管特性抽出装置１は、機器本体１００及びストラップ（１２１、１２２）を含む。ストラップ（１２１、１２２）は、機器本体１００に連結されて被検体の手首を取り囲むようにフレキシブルに形成され、張力によって手首を取り囲んだ状態に保持して本体１００を手首に固定する。ストラップ（１２１、１２２）は、図示したように２つの分離された形態で形成されるが、これに制限されず、一体のバンド形態にも形成され得る。
【００２０】
また、心血管特性抽出装置１の機器本体１００には表示部１１０及び操作部１１５が実装される。
【００２１】
表示部１１０は、心血管特性に関連する多様な情報、例えば血圧、血管年齢、動脈硬化度、大動脈圧波形、ストレス指数、及び疲労度などの心血管特性情報や、心血管特性の抽出に用いられた多様なセンサー信号、センサー信号の分析情報、抽出された心血管特性による警告やアラームなどの追加情報を表示してユーザに提供する。この場合、表示部１１０は、既定の多様な視覚的／非視覚的方式でユーザに情報を提供する。例えば、表示部１１０は、抽出された血圧が危険値に該当する場合に抽出された血圧を赤色で表示し、逆に正常値に該当する場合に緑色で表示する。
【００２２】
一方、表示部１１０は、タッチ入力機能を搭載し、ユーザがタッチ入力機能を用いて多様な命令を入力して必要な動作を行うようにユーザインターフェースを出力する。
【００２３】
操作部１１５は、ユーザの制御命令を受信して処理部２２０に伝達し、心血管特性抽出装置１の電源をオン／オフさせる命令を入力するための電源ボタンを含む。
【００２４】
また、図２に示したように、一態様による機器本体２００には、センサー部２１０及び処理部２２０が更に実装される。
【００２５】
センサー部２１０は、心血管特性を抽出するために、必要なセンサー信号を測定する。図示したように、センサー部２１０は、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２を含む。
【００２６】
第１センサー部２１１は、被検体の脈波によって生成された第１信号を測定する。例えば、ストラップ（１２１、１２２）が張力によって手首を取り囲んだ状態で、橈骨動脈で脈波が発生すると、ストラップ（１２１、１２２）を通じて本体１００に機械的振動が伝達される。この場合、第１センサー部２１１は、ストラップ（１２１、１２２）を通じて本体１００に伝達される振動信号を第１信号として測定する。
【００２７】
第１センサー部２１１はストラップ（１２１、１２２）を通じて本体１００に伝達される橈骨脈波の振動を測定するためのセンサー要素を含み、センサー要素は機械的振動を電気的信号に変換する圧電特性を有する圧電センサーを含む。例えば、第１センサー部２１１は、板状の機械的変形によって電位が発生する板状圧電センサーであるピエゾベンダー、又は複数のピエゾベンダーの直列及び／又は並列連結によって具現される。この場合、圧電センサーは、ＰＺＴ（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ）のような圧電セラミック、ＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）などの圧電ポリマーに基盤したものである。但し、これに制限されず、第１センサー部２１１は脈波の機械的振動を測定することが可能な多様なセンサーを含み得る。
【００２８】
第２センサー部２１２は、被検体の脈波によって生成された第２信号を測定する。例えば、第２センサー部２１２は、被検体に光を照射し、被検体から戻ってくる光を検出して脈波信号を第２信号として測定する。第２センサー部２１２は、手首の手の甲の領域に密着されるように本体１００に実装され、手首の毛細血や静脈血から発生する脈波信号を測定する。例えば、第２センサー部２１２は、脈波信号を測定するためのセンサー要素として被検体に光を照射する光源と、被検体から戻ってくる光を検出して脈波信号を測定するディテクターと、を含む。この場合、光源は、ＬＥＤ、レーザダイオード、及び蛍光体などを含むが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
一方、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２は、必要に応じて、手首領域の血管との整合及び信号品質の向上のために、複数のセンサー要素のアレイで形成される。
【００３０】
処理部２２０は、測定された第１信号及び第２信号を受信し、受信された第１信号及び第２信号を用いて心血管特性の抽出に関連する多様な動作を行う。
【００３１】
図３は、図２の処理部の構成の一例の詳細ブロック図であり、図４Ａ〜図４Ｃは、心血管特性抽出装置の信号処理過程を説明するためのグラフである。
【００３２】
図３に示したように、処理部２２０は、前処理部２２１、信号変換部２２２、特徴点抽出部２２３、遅延時間計算部２２４、及び心血管特性抽出部２２５を含む。
【００３３】
前処理部２２１は、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２から第１信号及び第２信号を受信すると、受信された信号のノイズ除去、信号の増幅などの前処理を行う。例えば、前処理部２２１は、信号の正規化、トレンド及びオフセットを除去するデトレンディング（ｄｅｔｒｅｎｄｉｎｇ）、信号のスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）、及びローパスフィルター（ｌｏｗ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）を用いた高周波ノイズの除去のような前処理作業を行う。
【００３４】
信号変換部２２２は、測定された第１信号及び第２信号がアナログ信号である場合、デジタル信号に変換する。
【００３５】
図４Ａは、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２によって測定された第１信号４１１及び第２信号４１２を１０００Ｈｚでアナログ−デジタル変換し、前処理して獲得された信号の波形を図示したものである。
【００３６】
特徴点抽出部２２３は、図４Ａに示した第１信号４１１と第２信号４１２との間の遅延時間を獲得するための特徴点を抽出する。例えば、特徴点抽出部２２３は、第１信号４１１及び第２信号４１２から注目すべき地点を特徴点として抽出し、抽出された特徴点を用いるか又は特徴点を組み合わせることによって、図４Ｂのように、各信号（４１１、４１２）にマーキング（Ｍ１、Ｍ２）する。この場合、特徴点は、第１信号４１１及び第２信号４１２のピーク点、バレー点、最大傾き点、及び最小傾き点などを含むが、これらに制限されるものではない。図４Ｂは、第１信号４１１及び第２信号４１２の正の最大傾き点を特徴点として抽出してマーキングしたものを例示している。
【００３７】
遅延時間計算部２２４は、第１信号４１１及び第２信号４１２のマーキング（Ｍ１、Ｍ２）された特徴点の間の遅延を計算する。ここで、遅延時間とは、橈骨動脈の脈動が手の甲の方向の手首の脈波に反映されるのにかかる時間を意味する。第１センサー部２１１によって測定された第１信号は橈骨動脈の脈波によって発生した機械的振動信号であり、第２センサー部２１２によって測定された第２信号、例えば脈波信号は、橈骨動脈を通じて伝達された動脈血が手首及び手の主要血管を経て反映された後に測定された脈波信号であることから、第１センサー部２１１から測定された機械的振動信号と第２センサー部２１２から測定された脈波信号との間の遅延時間は、体末端の局所的な脈波伝播速度（ＰＷＶ）と類似した特性を有すると言える。
【００３８】
心血管特性抽出部２２５は、遅延時間計算部２２４で連続して計算された第１信号と第２信号との間の遅延時間に基づいて特定のパターンを獲得する。また、心血管特性抽出部２２５は、獲得された遅延時間に基づいて心血管特性を抽出する。この場合、心血管特性は、血圧、血管年齢、動脈硬化度、大動脈圧波形、ストレス指数、及び疲労度などを含むが、これらに制限されるものではない。
【００３９】
図４Ｃの下段は、第１信号と第２信号との間の連続して獲得された遅延時間を示したグラフであり、図４Ｃの上段は、収縮期血圧を図示したグラフであって、ブレスホールディング（ｂｒｅａｔｈ  ｈｏｌｄｉｎｇ）やアイソメトリックエクササイズ（ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ  ｅｘｅｒｃｉｓｅ）などを通じて数分間隔で血圧変化が誘発された時の収縮期血圧を示したものである。図４Ｃを参照すると、第１信号と第２信号との間の遅延時間から得られたパターンと収縮期血圧との間には、一定の相関関係があるということが分かる。
【００４０】
心血管特性抽出部２２５は、このように第１信号と第２信号との間の遅延時間と収縮期血圧との相関関係を示す相関モデルを生成する。この場合、相関モデルは、例えば第１信号と第２信号との間の平均遅延時間から血圧を推定することが可能な数式アルゴリズムの形態で生成されるが、これに制限されず、マッチングテーブルの形態で保存装置に保存され得る。この場合、保存装置は、フラッシュメモリ、ハードディスク、マイクロタイプのマルチメディアカード、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤ又はＸＤメモリ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどの記録媒体を含むが、これらに制限されるものではない。
【００４１】
例えば、心血管特性抽出部２２５は、所定時間区間第１信号及び第２信号を測定して学習データとして収集し、収集された学習データを用いて第１信号と第２信号との間の遅延時間を計算する。また、心血管特性抽出部２２５は、ブレスホールディングやアイソメトリックエクササイズなどを通じて所定時間区間の収縮期血圧を測定し、学習データを用いて計算された遅延時間と収縮期血圧との間の相関関係を示す相関モデルとして血圧推定式を生成する。
【００４２】
図５は、一実施形態による心血管特性抽出装置のブロック図である。
【００４３】
図５を参照すると、心血管特性抽出装置１の本体５００には、センサー部２１０及び処理部２２０に加えて通信部５１０が更に含まれる。
【００４４】
上述したように、センサー部２１０は、橈骨動脈から発生した脈波によって生成された振動信号を第１信号として測定する第１センサー部２１１と、橈骨動脈を通じて伝達された動脈血が手首及び手の主要血管を経て反映された手首上部の毛細血や静脈血の脈波信号を第２信号として測定する第２センサー部２１２と、を含む。
【００４５】
処理部２２０は、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２によってそれぞれ測定された第１信号及び第２信号を用いて多様な動作を処理する。処理部２２０は、通信部５１０を制御して外部装置５５０に連結し、連結された外部装置５５０との協業を通じて多様な動作を処理する。処理部２２０は、連携された外部装置５５０に搭載された心血管特性抽出関連機能の程度に応じて、必要な情報、例えば測定された第１信号及び第２信号、前処理された信号、計算された遅延時間、ＰＷＶ（脈波伝播速度）、相関モデル、抽出された特徴点、抽出された心血管特性情報を提供する。
【００４６】
通信部５１０は、処理部２２０の制御によって通信技術を活用して通信網にアクセスし、同一通信網にアクセスしている外部装置５５０に連結して必要なデータを送受信する。通信技術は、ブルートゥース（登録商標）通信、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）通信、近距離無線通信（ＮＦＣ）、ＷＬＡＮ通信、ジグビー（登録商標）通信、赤外線（ＩｒＤＡ）通信、ＷＦＤ（Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ）通信、ＵＷＢ（ｕｌｔｒａ  ｗｉｄｅｂａｎｄ）通信、Ａｎｔ＋通信、Ｗｉ−Ｆｉ通信、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ通信などが含まれが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
一例として、処理部２２０は、第１信号及び第２信号に基づいて心血管特性が抽出されると、抽出された心血管特性を、通信部５１０を通じて外部装置５５０に伝送して、外部装置５５０に搭載されたインターフェースモジュール、例えばスピーカー、ディスプレイ、ハプティック装置などを通じてユーザに提供する。外部装置５５０は、心血管特性抽出装置１よりも相対的にコンピューティング性能に優れたスマートフォン、タブレットＰＣなどのモバイル端末であるが、これに制限されず、デスクトップＰＣ、ノート型パソコンなどの多様な情報提供装置を含み得る。
【００４８】
他の例として、外部装置５５０が相対的にコンピューティング性能に優れてセンサー信号を用いて心血管特性を抽出する機能を搭載している場合、通信部５１０は、処理部２２０の制御によって、第１センサー部２１１及び第２センサー部２１２によって測定された第１信号及び第２信号を外部装置５５０に伝送して、外部装置５５０に心血管特性抽出動作を行わせる。外部装置５５０は、心血管特性抽出機能を搭載したスマートフォン、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣ、ノート型パソコン、サーバなどの装置である。外部装置５５０は、通信部５１０からセンサー信号を受信すると、心血管特性を抽出し、外部装置５５０に搭載されたインターフェースモジュールを通じてユーザに提供する。また、処理部２２０は、通信部５１０を通じて外部装置５５０から心血管特性情報を受信すると、表示部を通じてユーザにその情報を提供する。
【００４９】
更に他の例として、処理部２２０が第１信号と第２信号との間の遅延時間を計算して外部装置５５０に遅延時間情報を提供すると、外部装置５５０は、管理している相関モデルを用いて、受信された遅延時間を用いてユーザの血圧などの心血管特性を抽出する。
【００５０】
但し、心血管特性装置１と外部装置５５０との間の協業動作は、このような例に限定されるものではない。
【００５１】
図６Ａは、一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図であり、図６Ｂは、心血管特性抽出装置の第１センサー部を説明するための図である。
【００５２】
図６Ａを参照すると、本実施形態による心血管特性抽出装置１の本体６００構造は、第１センサー部６１０、第２センサー部６２０、メインボード６３０、ディスプレイ６４０及び、ハウジング６５０を含む。
【００５３】
第１センサー部６１０は、ハウジング６５０内に実装される。第１センサー部６１０は、処理部が実装されたメインボード６３０よりも相対的に第２センサー部６２０により近く収容される。
【００５４】
第１センサー部６１０は、圧力によって機械的に変形され、変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダー６１１を含む。ピエゾベンダー６１１は、図示したように、２つ以上の積層形態のアレイで形成される。この場合、ピエゾベンダー６１１は、第２センサー部６２０のセンサーボード６２３に電気的に連結され、ピエゾベンダー６１１から発生した電気的信号は、第１信号としてセンサーボード６２３に伝達される。但し、本実施形態はこれに制限されず、ピエゾベンダー６１１は、メインボード６３０に電気的に連結され、発生した電気的信号を直接メインボードに伝達することも可能である。
【００５５】
第１センサー部６１０は、ピエゾベンダー６１１の機械的変形を発生させる加圧ブロック６１２を更に含む。この場合、加圧ブロック６１２は、一側がセンサーボード６２３に密着され、他側がピエゾベンダー６１１に密着されるように形成される。加圧ブロック６１２は、図６Ｂに示したように、（１）橈骨脈波によって発生した機械的振動が（２）ストラップ６８０の張力を通じて本体６００に伝達されてセンサーボード６２３の動きが発生すると、（３）センサーボード６２３の動きによってピエゾベンダー６１１を加圧して変形を発生させる。加圧ブロック６１２は、剛性物質で形成される。
【００５６】
また、第１センサー部６１０は、ピエゾベンダー６１１との間にキャビティ６１５が形成された状態でピエゾベンダー６１１の両端を支持する剛性物質で形成された剛性支持体６１３を更に含む。
【００５７】
第２センサー部６２０は、被検体、即ちユーザの手の甲の方向に露出されるようにハウジング６５０内に実装される。第２センサー部６２０は、被検体に密着されて光を照射するようにセンサーボード６２３に実装された光源６２１と、被検体から戻ってくる光を検出するようにセンサーボード６２３に実装されたディテクター６２２と、を含む。
【００５８】
また、第２センサー部６２０は、両端がハウジング６５０に連結されたセンサーボード６２３を更に含む。センサーボード６２３とハウジング６５０との間に配置された連結部位６２５は、伸縮可能に形成される。橈骨動脈によって生成された機械的振動がストラップ６８０を通じて本体６００のハウジング６５０に伝達されると、ハウジング６５０の伸縮可能に形成された連結部位６２５は、機械的振動を受けてセンサーボード６２３の動きを発生させ、これにより、上述したように、第１センサー部６１０の加圧ブロック６１２は、ピエゾベンダー６１１を変形させる。
【００５９】
センサーボード６２３は、光源６２１及びディテクター６２２に電気的に連結されて、光源６２１に処理部の制御信号を送信し、ディテクター６２２から測定された第２信号を受信する。
【００６０】
メインボード６３０は、カバー６５１によって支持され、一面にユーザに各種の情報を提供する表示部６４０を含む。また、メインボード６３０は、素子６３１を通じてセンサーボード６２３に電気的に連結される。また、メインボード６３０には上述した処理部２２０が実装され、処理部２２０は、センサーボード６２３に電気的に連結された素子６３１を通じて受信された第１信号及び第２信号に基づいて心血管特性抽出に必要な各種の動作を行う。
【００６１】
図７は、一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。本実施形態による心血管特性抽出装置の本体の構造は、図６Ａの実施形態における第１センサー部を変形した実施形態である。
【００６２】
図７を参照すると、第１センサー部７１０、第２センサー部６２０、メインボード６３０、ディスプレイ６４０、及びハウジング６５０を含む。
【００６３】
第１センサー部７１０は、ハウジング６５０内に実装され、第１センサー部７１０は、処理部が実装されたメインボード６３０よりも相対的に第２センサー部６２０により近く収容される。
【００６４】
第１センサー部７１０は、圧力によって機械的に変形され、変形によって電気的信号を発生するピエゾベンダー６１１を含む。ピエゾベンダー６１１は、図示したように、２つ以上の積層形態のアレイで形成される。この場合、ピエゾベンダー６１１は、第２センサー部６２０のセンサーボード６２３に電気的に連結され、ピエゾベンダー６１１から発生した電気的信号は、センサーボード６２３に伝達される。但し、本実施形態はこれに制限されず、ピエゾベンダー６１１は、メインボード６３０に電気的に連結され、発生した電気的信号を直接メインボードに伝達することも可能である。
【００６５】
また、第１センサー部７１０は、図６Ａの実施形態とは異なり、力センサーを含む。但し、本実施形態はこれに制限されず、第１センサー部７１０は、ストレインゲージのような接触圧力を測定するための多様なセンサーを含むこともある。力センサー７１１は、センサーボード６２３の下端に密着形成されて、本体７００を通じて伝達される被検体の接触圧力信号を測定する。また、力センサー７１１は、ストラップを通じて橈骨動脈から発生した脈波の振動を受信し、ピエゾベンダー６１１を加圧して変形させる。従って、本実施形態において、力センサー７１１の下端には、ピエゾベンダー６１１を加圧するための加圧部材７１２が形成される。
【００６６】
力センサー７１１によって測定された接触圧力信号は、ピエゾベンダー６１１によって測定された振動信号と共に第１信号としてセンサーボード６２３に伝達され、センサーボード６２３とメインボード６３０とを連結する素子によってメインボード６３０に伝達される。
【００６７】
また、第１センサー部７１０は、ピエゾベンダー６１１との間にキャビティ６１５が形成された状態でピエゾベンダー６１１の両端を支持する剛性物質で形成された剛性支持体６１３を更に含む。
【００６８】
メインボード６３０に実装された処理部２２０は、センサーボード６２３に電気的に連結された素子６３１を通じて受信された第１信号及び第２信号に基づいて心血管特性抽出に必要な各種の動作を行う。例えば、処理部２２０は、第１信号としての振動信号と第２信号としての脈波信号とに基づいて遅延時間を計算し、計算された遅延時間を用いて心血管特性を抽出する。また、処理部２２０は、センサーが皮膚を押す圧力を反映した第１信号のＤＣ成分を接触圧力信号として用いて血液灌流（ｂｌｏｏｄ  ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）、毛細血管のコンプライアンス（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）などをモニタリングする。
【００６９】
第２センサー部６２０は、ユーザの手の甲の方向に露出されるようにハウジング６５０内に実装され、センサーボード６２３に実装された光源６２１及びディテクター６２２を含む。また、第２センサー部６２０は、両端がハウジング６５０に連結されたセンサーボード６２３を更に含み、センサーボード６２３とハウジング６５０との連結部位６２５は、橈骨動脈の脈波によって生成された機械的振動を力センサー７１１に効果的に伝達するように伸縮可能に形成される。
【００７０】
図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態による心血管特性抽出装置の本体構造図である。本実施形態による心血管特性抽出装置の本体の構造は、図７の実施形態における第１センサー部を変形した実施形態である。
【００７１】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、第１センサー部８１０は、図７Ａの第１センサー部７１０からピエゾベンダー６１１を省略した形態で具現される。例えば、図８Ａに示したように、第１センサー部８１０は、適正感度の力センサー８１１との間にキャビティ６１５が形成された状態で力センサー８１１の加圧部材８１２の加圧を支持する剛性支持体８１３を含む。力センサー８１１は、接触圧力を測定するためのセンサーの一例であり、これに制限されるものではなく、ストレインゲージなどの接触圧力を測定することが可能な多様なセンサーが含まれ得る。
【００７２】
上述したように、橈骨動脈の脈波によって生成された機械的振動がストラップ６８０を通じて本体８００、特に第２センサー部６２０のセンサーボード６２３に伝達されると、センサーボード６２３の下端に形成された力センサー８１１は、加圧部材８１２が剛性支持体８１３を加圧することによって生成された接触圧力信号を第１信号としてセンサーボード６２３に伝達する。
【００７３】
メインボード６３０内に実装された処理部２２０は、接触圧力信号を第１信号として受信すると、受信された第１信号をＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号に分離する。また、処理部２２０は、分離されたＡＣ成分信号と第２センサー部６２０によって測定された第２信号である脈波信号とを用いて２つの信号間の遅延時間を計算し、計算された遅延時間に基づいて心血管特性を抽出する。
【００７４】
また、処理部２２０は、分離されたＤＣ成分信号を用いて、力センサー８１１が被検体を押す接触圧力を含む力センサーの接触状態の情報を収集し、収集された情報に基づき、測定された信号を用いて心血管特性を抽出するか又は抽出された信号を再測定するかを判断し、抽出された心血管特性又は心血管特性に必要な推定モデルの補正（ｃａｌｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を行うか否かを判断する。
【００７５】
一例として、本体８００は、本体８００が着用された手首の厚さ又は着用状態や動きなどによる着用位置の変化などによって、正確な被検地点に位置しないこともある。この場合、処理部２２０は、力センサー８１１が被検体を押す接触圧力を予め設定された臨界値と比較し、接触圧力が臨界値以上である場合、第１センサー部８１０及び第２センサー部６２０によって測定された信号を用いて心血管特性抽出動作を行い、そうでない場合、測定された信号が正確でないと判断し、第１センサー部８１０及び第２センサー部８２０を制御して信号を再測定する。
【００７６】
また、力センサー８１１によって発生した接触圧力が血液灌流や毛細血管のコンプライアンスなどに影響を与えるため、処理部２２０は、ＤＣ成分に基づいて接触圧力を計算し、計算された接触圧力による血液灌流や毛細血管のコンプライアンスなどの変化量を、遅延時間と心血管特性との間の関係を示す推定モデルや推定された心血管特性値に適用して補正する。推定モデルは、遅延時間に基づいて心血管特性を決定する数式形態であるか、又は遅延時間と心血管特性値とを互いにマッピングしたマッピングテーブル形態であるが、これに制限されるものではない。
【００７７】
また、図８Ｂを参照すると、本実施形態は、図８Ａの第１センサー部８１０から剛性支持体８１３が省略される。従って、本実施形態によると、第１センサー部８１０を支持するハウジング６５０の下端支持部が剛性物質で形成され、第１センサー部８１０の力センサー８１１は、ハウジング６５０の下端支持部を加圧して接触圧力信号を測定する。本実施形態によると、本体構造の体積を減らすことができる。
【００７８】
図９は、一実施形態による心血管特性抽出装置を説明するための図である。
【００７９】
本実施形態による心血管特性抽出装置は、図６Ａの第１センサー部の変形を含む。第１センサー部を除いた本体９００の基本構造は、図６Ａの実施形態と同一であると言える。
【００８０】
図９を参照すると、本体９００内の第１センサー部は、マイクロホン９１０を含む。マイクロホン９１０は、（１）橈骨動脈で脈波が発生すると、（２）ストラップ６８０を通じて本体９００に伝達された機械的振動によって発生した（３）音波信号を測定する。マイクロホン９１０によって測定された音波信号は、第１信号として処理部に伝達される。例えば、マイクロホン９１０は、エレクトレット（ｅｌｅｃｔｒｅｔ）マイクロホン、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロホンなどを含むが、これらに制限されるものではない。
【００８１】
また、第１センサー部は、ストラップの張力を通じて伝達された機械的振動信号を音波信号に変換してマイクロホン９１０に伝達するために、マイクロホン９１０の前端にダイヤフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）を更に含む。
【００８２】
この場合、処理部２２０は、マイクロホン９１０によって測定されて伝達された音波信号と第２センサー部によって測定された脈波信号との間の遅延時間を計算し、遅延時間を用いて心血管特性を抽出する。
【００８３】
図６Ａ〜図９を参照して、心血管特性抽出装置１の本体構造の多様な変形実施形態を説明した。但し、これらは、単なる例示に過ぎないため、上述した実施形態に限定されるものではなく、多様に変形実施が可能である。
【００８４】
図１０は、一実施形態による心血管特性抽出方法のフローチャートであり、図１１は、一実施形態による心血管特性抽出方法のうちの心血管動作遂行段階の詳細フローチャートである。
【００８５】
図１０を参照すると、先ず、心血管特性抽出装置１は、第１センサー部を通じて被検体の脈波によって生成された第１信号を測定する（１０１０段階）。例えば、心血管特性抽出装置１のストラップが張力によって手首を取り囲んだ状態で、橈骨動脈で脈波が発生すし、ストラップを通じて本体に機械的振動が伝達されると、心血管特性抽出装置１は、振動信号を第１信号として測定する。例えば、第１センサー部は、機械的振動によって変形されて電気的信号を発生するピエゾベンダーのような圧電センサーを含む。
【００８６】
次いで、心血管特性抽出装置１は、第２センサー部を通じて被検体の脈波によって生成された第２信号を測定する（１０２０段階）。例えば、第２センサー部は、手首の手の甲の領域に密着されるように本体に実装され、手首の上部に光を照射して戻ってくる光を検出して手首の毛細血や静脈血から発生する脈波信号を測定する。
【００８７】
最後に、心血管特性抽出装置１は、第１信号及び第２信号を用いて心血管特性の抽出に関連する多様な動作を行う（１０３０段階）。
【００８８】
図１１を参照して、１０３０段階を詳細に説明すると、先ず、第１センサー部及び第２センサー部から第１信号及び第２信号がそれぞれ受信される（１０３１段階）。この場合、必要に応じて、第１信号及び第２信号で、デトレンディング、信号スムージング、及びローパスフィルターを用いた高周波ノイズの除去のような前処理作業と、アナログ信号をデジタル信号に変換する動作が行われる。
【００８９】
次いで、受信された各信号又は前処理された信号から特徴点が抽出される（１０３２段階）。特徴点は、２つの信号間の遅延時間を計算するための２つの信号の注目すべき地点を示し、例えば第１信号及び第２信号のピーク点、バレー点、最大傾き点、及び最小傾き点などを含むが、これらに制限されるものではない。
【００９０】
次いで、各信号から特徴点が抽出されると、特徴点を用いて第１信号と第２信号との間の遅延時間が計算される（１０３３段階）。ここで、遅延時間とは、橈骨動脈の脈動が手の甲の方向の手首の脈波に反映されるのにかかる時間であって、体末端の局所的な脈波伝播速度（ＰＷＶ）を反映する因子であると言える。
【００９１】
次いで、計算された遅延時間を用いてユーザの心血管特性が抽出される（１０３４段階）。また、予め生成された相関モデルを用いて計算された遅延時間に該当する心血管特性を抽出することも可能である。この場合、相関モデルは、遅延時間と血圧のような心血管特性との間の相関関係を示す数式やマッチングテーブル形態で予め生成される。
【００９２】
最後に、抽出された心血管特性が表示部を通じてユーザに提供される（１０３５段階）。抽出された心血管特性は、既定の多様な視覚的／非視覚的な方式でユーザに提供される。例えば、ユーザ別又は共通して適用可能な基準によって、抽出された血圧の範囲に相応する色相で血圧情報が提供される。また、抽出された心血管特性の数値によって適切な案内や警告情報が表示される。
【００９３】
上述した実施形態は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体にコンピュータ読み取り可能なコードとして具現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。
【００９４】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ記録装置などがあり、また、搬送波（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されるものを含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータ読み取り可能なコードとして保存されて実行可能である。そして、本実施形態を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）プログラム、コード、及びコードセグメントは、当該技術分野のプログラマーによって容易に推論される。
【００９５】
上述した実施形態は、当業者であれば、開示した技術的思想や必須的な特徴を変更しなくても、他の具体的な形態で実施可能であることが理解される。従って、上述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解しなくてはならない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、心血管特性抽出装置及び方法関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１    心血管特性抽出装置
１００、２００    機器本体
１１０    表示部
１１５    操作部
１２１、１２２    ストラップ
２１０    センサー部
２１１、６１０、７１０、８１０    第１センサー部
２１２、６２０    第２センサー部
２２０    処理部
２２１    前処理部
２２２    信号変換部
２２３    特徴点抽出部
２２４    遅延時間計算部
２２５    心血管特性抽出部
４１１    第１信号
４１２    第２信号
５００、６００、７００、８００、９００    本体
５１０    通信部
５５０    外部装置
６１１    ピエゾベンダー
６１２    加圧ブロック
６１３    剛性支持体
６１５    キャビティ
６２１    光源
６２２    ディテクター
６２３    センサーボード
６２５    連結部位
６３０    メインボード
６３１    素子
６４０    ディスプレイ
６５０    ハウジング
６５１    カバー
６８０    ストラップ
７１１、８１１    力センサー
７１２、８１２    加圧部材
９１０    マイクロホン
【図１】
2019516416.tif 000003
【図２】
2019516416.tif 000004
【図３】
2019516416.tif 000005
【図４Ａ】
2019516416.tif 000006
【図４Ｂ】
2019516416.tif 000007
【図４Ｃ】
2019516416.tif 000008
【図５】
2019516416.tif 000009
【図６Ａ】
2019516416.tif 000010
【図６Ｂ】
2019516416.tif 000011
【図７】
2019516416.tif 000012
【図８Ａ】
2019516416.tif 000013
【図８Ｂ】
2019516416.tif 000014
【図９】
2019516416.tif 000015
【図１０】
2019516416.tif 000016
【図１１】
2019516416.tif 000017
【国際調査報告】
2019516416.tif 000018
2019516416.tif 000019