(57)【要約】【課題】心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を推定する。【解決手段】  生体情報測定装置は、生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、電極により検出した心電信号を出力する心電検出手段と、生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、心電検出手段の電極が設けられ、生体が着用するためのセンサ着用手段と、心電検出手段及び脈波検出手段を制御する制御部であって、心電信号及び脈波信号に基づいて、生体の生体情報を算出する生体情報算出手段を有する制御部と、を備える。【選択図】図１
2018191725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置であって、
前記生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、前記電極により検出した前記心電信号を出力する心電検出手段と、
前記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した前記脈波信号を出力する脈波検出手段と、
少なくとも一部に、前記心電検出手段の前記電極が設けられ、前記生体が着用するためのセンサ着用手段と、
前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御する制御部であって、前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する生体情報算出手段を有する制御部と、を備える、
生体情報測定装置。
【請求項２】
前記可とう性導電部材は、単繊維直径が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれている、請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記電極のインピーダンスの静電容量成分は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲である、請求項２記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記電極と生体表面との間の接触インピーダンスの静電容量成分は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲である、請求項３記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記心電信号及び前記脈波信号を検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力する信号検出手段をさらに備え、
前記生体情報算出手段は、前記信号検出手段が出力したデジタル変換後の前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する、請求項２記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記制御部が前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御するためのプログラムを記憶するとともに、前記生体情報算出手段が算出した前記生体情報の演算結果を記憶する記憶手段を備える、請求項５記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記生体情報は、前記生体の血圧値である、請求項１〜６のいずれか一項記載の生体情報測定装置。
【請求項８】
前記脈波検出手段は、
前記生体の血管に光を照射する発光部と
前記血管に照射された前記光を反射又は透過した散乱光を検出する光検出部と、を備え、
脈波検出手段は、
前記光と前記散乱光との関係に基づいて、前記生体の血管の容積変化に伴って変化した前記散乱光の散乱光量に応じた脈波を検出する、請求項７記載の生体情報測定装置。
【請求項９】
前記生体情報算出手段が算出した前記生体情報を前記生体情報出力手段に伝送する生体情報伝送手段をさらに備える、請求項６記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
前記心電検出手段及び前記脈波検出手段が検出した前記心電信号及び前記脈波信号の情報を前記制御部に伝送する検出情報伝送手段をさらに備える、請求項６記載の生体情報測定装置。
【請求項１１】
前記生体情報算出手段は、
前記心電検出手段により検出された前記心電信号の心電波の予め定められた第１基準時点を決定し、
前記脈波検出手段により検出された前記脈波信号の脈波の予め定められた第２基準時点を決定し、
前記第１基準時点に対する前記第２基準時点の時間差から脈波伝搬時間Ｔｔを算出し、
前記脈波伝搬時間に基づいて以下の式（１）を用いて前記生体の血圧値ＢＰｔを算出する、請求項７記載の生体情報測定装置。
【数１】
2018191725.tif 000005
なお、上記式（１）において、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
【請求項１２】
前記生体情報算出手段は、
前記脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより前記脈波伝搬時間を補正し、
補正した前記脈波伝搬時間に基づいて式（１）を用いて前記生体の血圧値ＢＰｔを算出する、請求項１１記載の生体情報測定装置。
【請求項１３】
前記遅れ時間は、前記脈波検出手段を構成する回路固有の遅れ時間と、生体固有の遅れ時間との和である、請求項１２記載の生体情報測定装置。
【請求項１４】
前記生体情報算出手段は、前記脈波検出手段により検出された脈波の脈波信号を時間で１階微分して得られる波形から前記第２基準時点を決定する、請求項１１記載の生体情報測定装置。
【請求項１５】
生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、前記電極により検出した前記心電信号を出力する心電検出手段と、前記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した前記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、前記心電検出手段の前記電極が設けられ、前記生体が着用するためのセンサ着用手段と、前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御する制御部とを備えた生体情報測定装置の制御方法であって、
前記心電検出手段により、前記可とう性導電部材からなる前記電極により検出した心電信号を検出し、
前記脈波検出手段により、脈波信号を検出し、
前記制御部の生体情報算出手段により、前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する、
生体情報測定装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検者を拘束することなく、被検者が動いたとしても精度の高い心電図を取得できる心電図用電極が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この心電図用電極は、被検者の体表面と常時直接接触するような位置である着衣の肩部に、導電性繊維を織りなして形成された導電生地が縫い込まれている。
【０００３】
また、快適性を保ち、電極を被験者の体表面に容易に設置可能とする生体インタフェースが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この生体インタフェースは、導電性高分子と繊維とを複合化した素材からなるパッチ型電極がドレッシング材からなる固定材を備えて構成されており、パッチ型電極と固定材との間に形状記憶性を有するレイヤー部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２８１８７号公報
【特許文献２】特開２０１６−８７１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの従来技術は、心電を採取することを主目的としており、心電波形を他のバイタルサインモニタ（例えば血圧計）に利用する際の最適化が十分ではない。
【０００６】
すなわち、心電波形のピークと脈波のピークとの時間差、すなわち脈波伝搬時間を用いて血圧を推定する場合、この時間を精度よく取得するためには、できるだけシャープな鈍りのない波形を取得する必要があるが、従来の心電検出電極では静電容量成分が大きく、波形の鈍りがみられるという問題点が残されている。
【０００７】
本発明の目的は、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することが可能な生体情報測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る実施形態に従った生体情報測定装置は、
生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置であって、上記生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、上記電極により検出した上記心電信号を出力する心電検出手段と、上記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した上記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、上記心電検出手段の上記電極が設けられ、上記生体が着用するためのセンサ着用手段と、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御する制御部であって、上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出する生体情報算出手段を有する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記生体情報測定装置において、上記可とう性導電部材は、単繊維直径が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれていることを特徴とする。
【００１０】
上記生体情報測定装置において、上記熱可塑性ポリマーは、ポリエステルであることを特徴とする。
【００１１】
上記生体情報測定装置において、上記導電性物質は、導電性高分子であることを特徴とする。
【００１２】
上記生体情報測定装置において、上記導電性物質は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属微粒子の少なくとも何れかが含まれた低導電性高分子の導電性樹脂ペースト、又は、導電性を有する樹脂であることを特徴とする。
【００１３】
上記生体情報測定装置において、上記電極のインピーダンスの静電容量成分は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲であることを特徴とする。
【００１４】
上記生体情報測定装置において、上記電極と生体表面との間の接触インピーダンスの静電容量成分は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲であることを特徴とする。
【００１５】
上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段は、上記生体の表面に配置されるようになっていることを特徴とする。
【００１６】
上記生体情報測定装置において、上記センサ着用手段は、上記生体に着用される着衣であることを特徴とする。
【００１７】
上記生体情報測定装置において、上記着衣は、リストバンドであることを特徴とする。
【００１８】
上記生体情報測定装置において、上記心電信号及び上記脈波信号を検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力する信号検出手段をさらに備え、
上記生体情報算出手段は、上記信号検出手段が出力したデジタル変換後の上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出することを特徴とする。
【００１９】
上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段が上記心電信号を検出する上記生体の心電検出部位は、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上であることを特徴とする。
【００２０】
上記生体情報測定装置において、上記脈波検出手段が脈波信号を検出する上記生体の脈波検出部位は、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上であることを特徴とする。
【００２１】
上記生体情報測定装置において、上記制御部が上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御するためのプログラムを記憶するとともに、上記生体情報算出手段が算出した上記生体情報の演算結果を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報を外部に出力する生体情報出力手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報出力手段は、上記生体情報を画面に表示する表示部を含むことを特徴とする。
【００２４】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報は、上記生体の血圧値であることを特徴とする。
【００２５】
上記生体情報測定装置において、上記脈波検出手段は、上記生体の血管に光を照射する発光部と上記照射された上記照射光を血管が反射又は透過した散乱光を検出する光検出部と、を備え、脈波検出手段は、上記照射光と上記反射又は透過した散乱光との関係に基づいて、上記生体の血管の容積変化に伴って変化した上記散乱光の散乱光量に応じた脈波を検出することを特徴とする。
【００２６】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段が算出した上記生体情報を上記生体情報出力手段に伝送する生体情報伝送手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段が検出した上記心電信号及び上記脈波信号の情報を上記制御部に伝送する検出情報伝送手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２８】
上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段と上記脈波検出手段とが、一体に構成されていることを特徴とする。
【００２９】
上記生体情報測定装置において、上記信号検出手段は、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段と一体に構成されていることを特徴とする。
【００３０】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記心電検出手段により検出された上記心電信号の心電波の予め定められた第１基準時点を決定し、上記脈波検出手段により検出された上記脈波信号の脈波の予め定められた第２基準時点を決定し、上記第１基準時点に対する上記第２基準時点の時間差から脈波伝搬時間Ｔｔを算出し、上記脈波伝搬時間に基づいて以下の式（１）を用いて上記生体の血圧値ＢＰｔを算出することを特徴とする。
【数１】
2018191725.tif 000003
【００３１】
なお、上記式（１）において、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
【００３２】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより上記脈波伝搬時間を補正し、補正した上記脈波伝搬時間に基づいて式（１）を用いて上記生体の血圧値ＢＰｔを算出することを特徴とする。
【００３３】
上記生体情報測定装置において、上記遅れ時間は、上記脈波検出手段を構成する回路固有の遅れ時間と、生体固有の遅れ時間との和であることを特徴とする。
【００３４】
上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記脈波検出手段により検出された脈波の脈波信号を時間で１階微分して得られる波形から上記第２基準時点を決定することを特徴とする。
【００３５】
本発明の一態様に係る実施形態に従った生体情報測定装置の制御方法は、生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、上記電極により検出した上記心電信号を出力する心電検出手段と、上記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した上記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、上記心電検出手段の上記電極が設けられ、上記生体が着用するためのセンサ着用手段と、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御する制御部とを備えた生体情報測定装置の制御方法であって、上記心電検出手段により、上記可とう性導電部材からなる上記電極により検出した心電信号を検出し、上記脈波検出手段により、脈波信号を検出し、上記制御部の上記生体情報算出手段により、上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、心電波を検出する電極として可とう性導電部材を用いることにより、生体との密着性を向上でき、当該電極の面積を小さくし、静電容量が小さい心電検出電極を実現できるため、心電波形の鈍りが小さく、精度の高い脈波伝搬時間を用いて生体情報を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る生体情報測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す生体情報測定装置１００のユニットＵとセンサ着用手段Ｃの構成の外観の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す生体情報測定装置１００のセンサ着用手段Ｃの内側の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す生体情報測定装置１００のユニットＵとセンサ着用手段Ｃの生体（右手）への着用例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示す生体情報測定装置１００のセンサ着用手段Ｃの生体（左手）への着用例を示す図である。
【図６】図６は、図１に示す生体情報測定装置１００の心電検出手段ＥＤの外観の一例を示す図である。
【図７】図７は、図１に示す生体情報測定装置１００の心電検出手段ＥＤの電極Ｘの等価回路の一例を示す図である。
【図８】図８は、心電検出手段ＥＤにより検出される心電波の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘの合成抵抗及び合成容量の測定値と、従来のゲル電極の合成抵抗及び合成容量の測定値との一例を示す図であり、同種の電極を対向接触させてインピーダンスメータにて測定した値である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘにより検出した心電波Ｓ１と、従来のゲル電極により検出した心電波Ｓ２の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１に示す生体情報測定装置１００の脈波検出手段ＰＤにより脈波を検出する構成の一例を示すモデル図である。
【図１２】図１２は、脈波検出手段ＰＤにより検出した脈波の一例を示す波形図である。
【図１３】図１３は、生体情報算出手段ＩＣが設定する心電波の第１の基準時点Ｂ１及び脈波の第２の基準時点Ｂ２と、脈波伝搬時間Ｔｔとの関係の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、血圧値と脈波伝搬時間Ｔｔとの関係の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る生体情報測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る生体情報測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。また、図２は、図１に示す生体情報測定装置１００のユニットＵとセンサ着用手段Ｃの構成の外観の一例を示す図である。また、図３は、図１に示す生体情報測定装置１００のセンサ着用手段Ｃの内側の構成の一例を示す図である。また、図４は、図１に示す生体情報測定装置１００のユニットＵとセンサ着用手段Ｃの生体（右手）への着用例を示す図である。また、図５は、図１に示す生体情報測定装置１００のセンサ着用手段Ｃの生体（左手）への着用例を示す図である。
【００４０】
例えば、図１ないし図５に示すように、第１の実施形態に係る生体情報測定装置１００は、心電検出手段ＥＤと、脈波検出手段ＰＤと、センサ着用手段Ｃと、信号検出手段ＳＤと、記憶手段Ｍと、生体情報伝送手段ＩＴと、生体情報出力手段ＩＯと、制御部ＣＯＮと、を備える。
【００４１】
この生体情報測定装置１００は、生体の生体情報を非観血的に測定するようになっている。なお、本実施形態においては、信号検出手段ＳＤ、記憶手段Ｍ、生体情報伝送手段ＩＴ及び制御部ＣＯＮが、ユニットＵを構成している。
【００４２】
ここで、図１に示す心電検出手段ＥＤは、生体の心電波の心電信号ＳＥを検出するための可とう性導電部材からなる電極Ｘを有する。この心電検出手段ＥＤは、当該電極Ｘにより検出した心電信号ＳＥを出力するようになっている。
【００４３】
この心電検出手段ＥＤが心電信号ＳＥを検出するための生体の心電検出部位は、例えば、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上である。
【００４４】
ここで、図６は、図１に示す生体情報測定装置１００の心電検出手段ＥＤの外観の一例を示す図である。
【００４５】
この心電検出手段ＥＤの電極Ｘを構成する可とう性導電部材は、例えば、単繊維直径が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された、例えば、図６に示す様な、織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれているものである。
【００４６】
上述の導電性物質は、例えば、導電性高分子である。より詳しくは、導電性物質は、導電性を有する物質であれば特に限定しないが、繊維への担持を考え、低導電性高分子にカーボンブラック、ＣＮＴ、金属微粒子などが含まれた導電性樹脂ペースト、樹脂そのものが導電性を有する導電性高分子が好ましく用いられる。例えば、チオフェン系導電性高分子のＰＥＤＯＴにポリ４−スチレンサルフォネートＰＳＳをドープしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（信越ポリマー社、ＳＥＰ  ＬＹＧＩＤＡ（登録商標））が、当該導電性物質に好適に用いられる。
【００４７】
また、上述の繊維である熱可塑性ポリマーは、既知の方法で繊維化できるポリマーであれば特に限定されず、例えば、ポリエステルが好適に用いられる。
【００４８】
ここで、図７は、図１に示す生体情報測定装置１００の心電検出手段ＥＤの電極Ｘの等価回路の一例を示す図である。また、図８は、心電検出手段ＥＤにより検出される心電波の一例を示す図である。
【００４９】
例えば、図７に示すように、心電検出手段ＥＤは、面方向の抵抗ＲＳと、厚み方向の抵抗ＲＶ及び容量ＣＶと、を有する。心電検出手段ＥＤの電極Ｘと生体表面ＨＦとの間には、接触抵抗ＲＣ及び接触容量ＣＣとが存在する。なお、生体Ｈには体内抵抗ＲＢ及び体内容量ＣＢが存在するものとする。
【００５０】
この心電検出手段ＥＤの電極Ｘのインピーダンスの静電容量成分（容量ＣＶの合成容量）は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲である。
【００５１】
さらに、心電検出手段ＥＤの電極Ｘと生体表面ＨＦとの間の接触インピーダンスの静電容量成分（ＣＣの合成容量）は、０．００１μＦから０．１μＦの範囲である。
【００５２】
このような静電容量を有する心電検出手段ＥＤの電極Ｘにより、図８に示す心電波が検出されるようになっている。
【００５３】
ここで、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘと従来のゲル電極により心電波を検出する特性の違いについて検討する。図９は、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘの合成抵抗及び合成容量の測定値と、従来のゲル電極の合成抵抗及び合成容量の測定値との一例を示す図である。また、図１０は、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘにより検出した心電波Ｓ１と、従来のゲル電極により検出した心電波Ｓ２の一例を示す図である。なお、この図９、図１０の例では、心電検出手段ＥＤの可とう性導電部材からなる電極Ｘは、４０ｍｍ×４０ｍｍの電極部寸法を有するサンプルを採用している。
【００５４】
例えば、図９に示すように、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの可とう性導電部材からなる電極Ｘは、１ｋＨｚの周波数で測定した静電容量が０．００３μＦである。
【００５５】
一方、従来の一般に使用されているゲル電極では、１ｋＨｚの周波数で測定した静電容量が０．２μＦである。
【００５６】
このように、心電検出手段ＥＤの可とう性導電部材からなる電極Ｘは、その静電容量を、従来の電極と比較して、非常に小さく設定することが可能になっている。
【００５７】
そして、図１０に示すように、実施形態に係る心電検出手段ＥＤの電極Ｘにより検出した心電波Ｓ１は、従来のゲル電極により検出した心電波Ｓ２よりも、波形のピークが急峻に変化しているのが分かる。
【００５８】
このように、心電検出手段ＥＤの可とう性導電部材からなる電極Ｘは、その静電容量を小さくできるため、心電波の波形がシャープになり、第１の基準時点（例えば、Ｒ波のピーク）の検出精度を向上することができる。
【００５９】
また、図１に示す脈波検出手段ＰＤは、生体内の血管から発生する脈波の脈波信号ＳＰを検出し、検出した脈波信号ＳＰを出力するようになっている。
【００６０】
ここで、図１１は、図１に示す生体情報測定装置１００の脈波検出手段ＰＤにより脈波を検出する構成の一例を示すモデル図である。また、図１２は、脈波検出手段ＰＤにより検出した脈波の一例を示す波形図である。
【００６１】
ここでいう「脈波」とは、生体の心臓の拍動に伴う末梢血管系内の血管容積の変化の波形である。そして、例えば、血圧が上昇すると、脈波高値が上昇する。一方、血圧が低下すると、脈波高値が低下する。
【００６２】
この脈波検出手段ＰＤは、例えば、図１１に示すように、生体の血管に光を照射する発光部（ＬＥＤ素子）ＰＤ１と照射された上記光を血管が反射した散乱光を検出する光検出部（フォトダイオード）ＰＤ２と、を備える。
【００６３】
そして、脈波検出手段ＰＤは、発光部（ＬＥＤ素子）ＰＤ１が出力する光と生体の血管が反射した散乱光との関係に基づいて、生体の血管の容積変化に伴って変化した散乱光の散乱光量に応じた脈波（図１２）を検出するようになっている。
【００６４】
この脈波検出手段ＰＤが脈波信号ＳＰを検出する生体の脈波検出部位は、例えば、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上である。
【００６５】
ここで、例えば、図３に示すように、この脈波検出手段ＰＤと心電検出手段ＥＤとが、センサ着用手段Ｃに配置される形態で、一体に構成されているようにしてもよい。
【００６６】
また、センサ着用手段Ｃは、その少なくとも一部に、心電検出手段ＥＤの電極Ｘ及び脈波検出手段ＰＤが設けられている。このセンサ着用手段Ｃは、生体が着用するためのものであり、例えば、生体に着用される着衣である。
【００６７】
この着衣は、例えば、図２ないし５に示すように、リストバンドである。そして、例えば、図２に示すように、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤは、センサ着用手段Ｃが生体に着用されることで、生体の表面に配置されるようになっている。
【００６８】
また、図１に示す信号検出手段ＳＤは、図示しない検出・増幅回路及びデジタル変換回路を備える。そして、この信号検出手段ＳＤは、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤが出力した心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力するようになっている。
【００６９】
なお、この信号検出手段ＳＤは、ユニットＵに含まれる形態で、例えば、図４に示すように、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤと一体に構成されているようにしてもよい。
【００７０】
また、図１に示す記憶手段Ｍは、制御部ＣＯＮが、生体情報出力手段ＩＯ、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤを制御するためのプログラムを記憶する。さらに、この記憶手段Ｍは、生体情報算出手段ＩＣが算出した生体情報の演算結果を記憶するようになっている。
【００７１】
この記憶手段Ｍは、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。
【００７２】
また、図１に示す制御部ＣＯＮは、記憶手段Ｍに記憶されているプログラムを読み出し、生体情報出力手段ＩＯ、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤを制御するようになっている。
【００７３】
この制御部ＣＯＮは、心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰに基づいて、生体の生体情報を算出する生体情報算出手段ＩＣを有する。
【００７４】
この生体情報算出手段ＩＣは、信号検出手段ＳＤが出力したデジタル変換後の心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰに基づいて、生体の生体情報を算出するようになっている。この生体情報は、例えば、後述のように、例えば、脈波伝搬速度法を用いて算出可能な当該生体の血圧値であるが、心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰに基づいて算出可能な当該生体のその他の情報であってもよい。
【００７５】
また、生体情報伝送手段ＩＴは、生体情報算出手段ＩＣが算出した生体情報を生体情報出力手段に伝送するようになっている。
【００７６】
また、生体情報出力手段ＩＯは、生体情報伝送手段ＩＴから伝送された生体情報を外部に出力するようになっている。
【００７７】
この生体情報出力手段ＩＯは、生体情報を画面に表示する表示部Ｚを含む。この表示部Ｚは、例えば、タブレットやパソコンの表示パネルである。
【００７８】
ここで、生体情報算出手段ＩＣが、脈波伝搬速度法を用いて、血圧値を算出する一例について説明する。図１３は、生体情報算出手段ＩＣが設定する心電波の第１の基準時点Ｂ１及び脈波の第２の基準時点Ｂ２と、脈波伝搬時間Ｔｔとの関係の一例を示す図である。また、図１４は、血圧値と脈波伝搬時間Ｔｔとの関係の一例を示す図である。
【００７９】
例えば、生体情報算出手段ＩＣは、心電検出手段ＥＤにより検出された心電信号ＳＥの心電波の予め定められた第１基準時点Ｂ１を決定する（図１３）。
【００８０】
そして、生体情報算出手段ＩＣは、脈波検出手段ＰＤにより検出された脈波信号ＳＰの脈波の予め定められた第２基準時点Ｂ２を決定する（図１３）。なお、生体情報算出手段ＩＣは、脈波検出手段ＰＤにより検出された脈波の脈波信号を時間で１階微分して得られる波形から当該第２基準時点Ｂ２を決定するようにしてもよい。
【００８１】
そして、生体情報算出手段ＩＣは、第１基準時点Ｂ１に対する第２基準時点Ｂ２の時間差から脈波伝搬時間Ｔｔを算出する。
【００８２】
この脈波伝搬時間Ｔｔは、例えば、図１４に示すように、生体の血圧が上昇すると短縮され、血圧値が下降すると延長される特性を有し、生体の血圧と相関があり、この関係を用いて血圧値を測定（推定）することが可能である。
【００８３】
そして、生体情報算出手段ＩＣは、脈波伝搬時間に基づいて以下の回帰式（１）を用いて生体の血圧値ＢＰｔを算出する。なお、回帰式（１）において、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
【数２】
2018191725.tif 000004
【００８４】
なお、算出する血圧値の精度を高めるために、脈波検出手段ＰＤを構成する回路固有の遅れ時間と生体固有の遅れ時間を考慮して、脈波伝搬時間を実質の脈波伝搬時間に近づくように補正するようにしてもよい。
【００８５】
この場合、補正された脈波伝搬時間Ｔｄは、以下の式（２）で表される。なお、以下の式（２）において、ＴＣは回路固有の遅れ時間であり、ＴＢは生体固有の遅れ時間である。この補正された脈波伝搬時間Ｔｄを回帰式（１）の脈波伝搬時間Ｔｔとすることで、算出する血圧値の精度を高めることができる。
【００８６】
Ｔｄ＝Ｔｔ−Ｔｃ−ＴＢ      （２）
ここで、例えば、生体情報算出手段ＩＣは、脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより、当該脈波伝搬時間を補正する。なお、遅れ時間は、脈波検出手段ＰＤを構成する回路固有の遅れ時間ＴＣと、生体固有の遅れ時間ＴＢとの和である。
【００８７】
そして、生体情報算出手段ＩＣは、補正した脈波伝搬時間Ｔｄに基づいて回帰式（１）を用いて上記生体の血圧値ＢＰｔを算出する。
【００８８】
次に、以上のような構成を有する生体情報測定装置１００により生体情報を測定するための制御方法の一例について説明する。
【００８９】
先ず、生体に生体情報測定装置１００のセンサ着用手段Ｃを着用して、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤが生体の表面に配置する（例えば、図４、図５参照）。そして、例えば、ユーザの操作入力により、生体情報測定装置１００の制御部ＣＯＮが起動し制御動作を開始する。
【００９０】
そして、起動した制御部ＣＯＮは、心電検出手段ＥＤの電極Ｘにより、生体の心電波の心電信号ＳＥを検出し、当該電極Ｘにより検出した心電信号ＳＥを出力させる。
【００９１】
さらに、制御部ＣＯＮは、脈波検出手段ＰＤにより、生体内の血管から発生する脈波の脈波信号ＳＰを検出し、検出した脈波信号ＳＰを出力させる。
【００９２】
そして、制御部ＣＯＮは、信号検出手段ＳＤにより、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤが出力した心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力させる。
【００９３】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報算出手段ＩＣにより、信号検出手段ＳＤが出力したデジタル変換後の心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰに基づいて、生体の生体情報を算出する。
【００９４】
既述のように、制御部ＣＯＮは、例えば、生体情報算出手段ＩＣにより、心電検出手段ＥＤにより検出された心電信号ＳＥの心電波の予め定められた第１基準時点Ｂ１を決定する（図１３）。
【００９５】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報算出手段ＩＣにより、脈波検出手段ＰＤにより検出された脈波信号ＳＰの脈波の予め定められた第２基準時点Ｂ２を決定する（図１３）。
【００９６】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報算出手段ＩＣにより、第１基準時点Ｂ１に対する第２基準時点Ｂ２の時間差から脈波伝搬時間Ｔｔを算出する。
【００９７】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報算出手段ＩＣにより、脈波伝搬時間に基づいて既述の回帰式（１）を用いて生体の血圧値ＢＰｔを算出する。
【００９８】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報伝送手段ＩＴにより、生体情報算出手段ＩＣが算出した生体情報を生体情報出力手段に伝送する。
【００９９】
そして、制御部ＣＯＮは、生体情報出力手段ＩＯにより、生体情報伝送手段ＩＴから伝送された生体情報を外部に出力する（表示部Ｚに表示する）。
【０１００】
ここで、既述のように、心電検出手段ＥＤの可とう性導電部材からなる電極Ｘは、その静電容量を小さくできるため、心電波の波形がシャープになり、既述の第１の基準時点（例えば、Ｒ波のピーク）の検出精度を向上することができる。  
すなわち、本実施形態に係る生体情報測定装置１００によれば、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することができる。
【０１０１】
（第２の実施形態）
既述の第１の実施形態では、本体のユニットＵに生体情報を算出する生体情報算出手段ＩＣが配置されている構成の一例について説明した。
【０１０２】
しかしながら、本体のユニットＵに生体情報を算出する生体情報算出手段ＩＣが配置されていなくても、ユニットＵの外に生体情報算出手段ＩＣが配置されていても同様の制御動作を実行することは可能である。
【０１０３】
そこで、本第２の実施形態では、ユニットＵの外に生体情報算出手段ＩＣが配置されている例について説明する。
【０１０４】
図１５は、第２の実施形態に係る生体情報測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。また、この図１５において、図１の符号と同じ符号は、第１の実施形態と同様の構成を示す。
【０１０５】
図１５に示すように、第２の実施形態に係る生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置２００は、心電検出手段ＥＤと、脈波検出手段ＰＤと、センサ着用手段Ｃと、信号検出手段ＳＤと、記憶手段Ｍと、生体情報出力手段ＩＯと、制御部ＣＯＮと、を備える。
【０１０６】
ここで、この信号検出手段ＳＤは、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤが出力した心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力するようになっている。
【０１０７】
そして、検出情報伝送手段ＩＴは、信号検出手段ＳＤが出力した信号（すなわち、心電検出手段ＥＤ及び脈波検出手段ＰＤが検出した心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰの情報）を制御部ＣＯＮに伝送するようになっている。
【０１０８】
そして、制御部ＣＯＮは、心電信号ＳＥ及び脈波信号ＳＰの情報に基づいて、生体情報算出手段ＩＣにより、生体の生体情報を算出して出力する。
【０１０９】
そして、生体情報出力手段ＩＯは、生体情報算出手段ＩＣにより算出された生体情報を外部に出力するようになっている。
【０１１０】
この第２の実施形態に係る生体情報測定装置２００のその他の構成は、第１の実施形態の生体情報測定装置１００と同様である。
【０１１１】
すなわち、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態に係る生体情報測定装置２００は、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することができる。
【０１１２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、波形の鈍りが少ない心電波形の取得、特にその波形から脈波伝搬時間を求めて血圧を推定する血圧計に有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、２００  生体情報測定装置
ＥＤ  心電検出手段
ＰＤ  脈波検出手段
Ｃ  センサ着用手段
ＳＤ  信号検出手段
Ｍ  記憶手段
ＩＯ  生体情報出力手段
ＣＯＮ  制御部
【図１】
2018191725.tif 000006
【図２】
2018191725.tif 000007
【図３】
2018191725.tif 000008
【図４】
2018191725.tif 000009
【図５】
2018191725.tif 000010
【図６】
2018191725.tif 000011
【図７】
2018191725.tif 000012
【図８】
2018191725.tif 000013
【図９】
2018191725.tif 000014
【図１０】
2018191725.tif 000015
【図１１】
2018191725.tif 000016
【図１２】
2018191725.tif 000017
【図１３】
2018191725.tif 000018
【図１４】
2018191725.tif 000019
【図１５】
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