(57)【要約】  対象１０２の血圧測定値を決定する装置１００が提供される。装置１００は、光センサ１０６が皮膚に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を光センサ１０６から取得するよう構成されたプロセッサ１０４を有する。プロセッサ１０４は、適用される力の範囲における光強度の測定値からパルス振幅を決定し、決定されたパルス振幅を分析して、パルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／若しくはパルス振幅の積分値に基づき、収縮期血圧測定値を決定し、並びに／又はパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、拡張期血圧測定値を決定するように更に構成される。
2021521951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の血圧測定値を決定する装置であって、
プロセッサを有し、前記プロセッサが、
光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲について、前記対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を前記光センサから取得し、
前記適用される力の範囲で前記光強度の測定値からパルス振幅を決定し、
前記決定されたパルス振幅を分析し、
前記決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／若しくは前記決定されたパルス振幅の積分に基づき、収縮期血圧測定値を決定し、並びに／又は
前記決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、拡張期血圧測定値を決定する、装置。
【請求項２】
前記取得された測定値が、前記対象の皮膚から反射された前記第１の波長範囲の光の強度の交流成分及び直流成分の測定値を含み、
前記プロセッサは、前記パルス振幅を、前記交流成分及び前記直流成分の測定値の比として決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の波長範囲が、４９５ｎｍから５７０ｎｍまでの波長範囲である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲の関数としての前記決定されたパルス振幅のプロットから、
前記決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／若しくは前記決定されたパルス振幅の積分値に基づき、前記収縮期血圧測定値を決定し、並びに／又は
前記決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、前記拡張期血圧測定値を決定する、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサが更に、
前記光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲について、前記対象の皮膚から反射された第２の波長範囲の光の強度の測定値を前記光センサから取得し、前記第２の波長範囲が、前記第１の波長範囲とは異なり、
前記第１の波長範囲の光の強度の取得された測定値を、前記第２の波長範囲の光の強度を用いて正規化し、
前記適用される力の範囲で前記光強度の正規化された測定値から前記パルス振幅を決定する、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記第２の波長範囲が、６２０ｎｍから７００ｎｍまでの波長範囲、又は７００ｎｍから１ｍｍまでの波長範囲である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
対象の血圧測定値を決定するシステムであって、
請求項１乃至６のいずれかに記載される装置と、
光センサとを有し、
前記光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲について、前記対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を取得するよう、前記光センサが構成される、システム。
【請求項８】
前記システムが、請求項５又は６のいずれかに記載の装置を有し、
前記光センサが更に、前記光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲について、前記対象の皮膚から反射された第２の波長範囲の光の強度の測定値を取得するよう構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムが更に、前記対象の皮膚で前記第１の波長範囲の光を放出する光源を有する、請求項７又は８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記光源が更に、前記対象の皮膚で前記第２の波長範囲の光を放出する、請求項８に従属する場合の請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムが更に、前記光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲を測定する力センサを有する、請求項７乃至１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムが更に、前記対象の皮膚と接触可能な光学ヘッドを有し、
前記光学ヘッドは、前記光センサを有する、請求項７乃至１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
対象の血圧測定値を決定する方法において、
光センサが前記対象の皮膚に適用される力の範囲について、前記対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を前記光センサから取得するステップと、
前記適用される力の範囲で前記光強度の測定値からパルス振幅を決定するステップと、
前記決定されたパルス振幅を分析して、前記決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／若しくは前記決定されたパルス振幅の積分値に基づき、前記対象の収縮期血圧測定値を決定し、並びに／又は、前記決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、前記対象の拡張期血圧測定値を決定するステップとを有する、方法。
【請求項１４】
コンピュータプログラムであって、コンピュータ又はプロセッサにより実行されると、前記コンピュータ又は前記プロセッサが請求項１３に記載の方法を実行するよう構成されるコンピュータ可読コードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象の血圧測定値を決定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
血圧は、対象をモニタリングする上で最も重要な生理学的パラメータの一つと考えられている。これは特に、危篤状態にある対象の場合に当てはまる。血圧は例えば、対象の身体的又は生理学的状態の有用なインジケーションを提供することができる。血圧の測定には様々な手法が存在する。この手法は、侵襲的な技術及び非侵襲的技術の２つのカテゴリに分けられることができる。ほとんどの侵襲的技術は高価であり、一般的には病院（特に集中治療室）でのみ使用されている。なぜなら、それらは、処置に専門家を必要とするからである。従って、非侵襲的技術は、訓練されていないユーザによって一層頻繁に血圧測定値が取得される必要がある場合には、より実用的である可能性がある。
【０００３】
対象の血圧を測定するための最も一般的な非侵襲的技術は、対象の指、手首又は上腕にウェアラブルカフを用いるものである。このカフは、収縮期血圧以上に膨らまされる。非侵襲的技術では、ウェアラブルカフを膨らませる必要があり、その後、ウェアラブルカフのデフレ時の音、圧力、及び光学系の変化に基づき、血圧測定値が決定される。斯かる技術の一例は、対象の指の周りでウェアラブルカフを膨らませて、単一の赤外線フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）信号を監視することを含む。この技術のバリエーションでは、代わりに空気圧信号が監視されることができる。これらの技術で監視される信号を用いて、血圧測定値が決定される。対象の血圧を測定するための他の非侵襲的技術は、ウェアラブルカフの使用を必要としない。斯かる非侵襲的技術の例は、対象の身体の循環系の複数箇所を血液が通過する速度である脈波伝播速度（ＰＷＶ）を測定し、心電図（ＥＣＧ）信号などの電気信号とフォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）信号などの光信号との相関に基づきパルス通過時間遅延を測定することを含む。
【０００４】
皮膚／組織のスペクトル測定と加圧とを組み合わせて用いる非侵襲的技術も存在する。ＪＰ２００５／１３１３５６号は、斯かる技術を用いた血圧測定装置の例を開示する。この装置は、対象の皮膚に取り付けられた本体を有し、上記本体は、上記対象の皮膚における動脈に向けて所定の波長を有する光を照射する２つの発光素子と、上記装置の下流側において反射光により発生した脈波を受光する２つの受光素子と、上記対象の皮膚を押圧して圧力を変化させる圧力脈波センサとを持つ。最大血圧値は、圧力脈波センサの押圧力を最大血圧値よりも高い圧力から連続的に低下させることにより、受光素子で検出された信号強度が所定の基準値を超えることに基づき決定される。
【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、非侵襲的技術を用いて連続的に血圧を測定することは困難であり、現在のところ、非侵襲的な方法で連続的に血圧を測定でき、精度及び信頼性が実証された装置は存在しない。
【０００６】
上述したように、対象の血圧測定値を決定する既存の装置及び方法の限界は、連続的かつ非侵襲的な方法で正確かつ信頼性高く血圧を測定することができないことである。従って、既存の問題点を解決する、対象の血圧測定値を決定する改良された装置及び方法を有することは有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、第１の側面によれば、対象の血圧測定値を決定する装置が提供される。この装置は、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲について、対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を光センサから取得するよう構成されたプロセッサを有する。上記プロセッサはまた、適用される力の範囲における光強度の測定値からパルス振幅を決定し、決定されたパルス振幅を分析して、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び決定されたパルス振幅の積分値に基づき収縮期血圧測定値を決定し、及び／又は決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき拡張期血圧測定値を決定するよう構成される。
【０００８】
いくつかの実施形態では、取得された測定値は、対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の交流成分及び直流成分の測定値を有し、プロセッサは、パルス振幅を交流成分及び直流成分の測定値の比として決定するよう構成されていてもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１の波長範囲は、緑色の波長範囲であってもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、プロセッサは更に、決定されたパルス振幅を、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲の関数としてプロットし、プロットを分析して、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び決定されたパルス振幅の積分に基づき収縮期血圧測定値を決定し、及び／又は決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき拡張期血圧測定値を決定するように更に構成されてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、プロセッサは、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲について、対象の皮膚から反射される第２の波長範囲の光の強度の測定値を光センサから取得するように更に構成されてもよい。これらの実施形態では、プロセッサはまた、第１の波長範囲の光の強度の取得された測定値を第２の波長範囲の光の強度を用いて正規化し、適用される力の範囲における光の強度の正規化された測定値からパルス振幅を決定するよう構成されていてもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第２の波長範囲は、第１の波長範囲とは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第２の波長範囲は、赤色波長範囲又は赤外波長範囲であってもよい。
【００１３】
第２の側面によれば、上記のような装置と光センサとを有するシステムが提供される。上記光センサは、上記光センサが上記対象の皮膚に適用される力の範囲について、上記対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を取得するよう構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、システムは、上述の装置を有することができ、上記光センサは、上記光センサが上記対象の皮膚に適用される力の範囲について、上記対象の皮膚から反射された第２の波長範囲の光の強度の測定値を取得するように更に構成されてもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、システムは、対象の皮膚で第１の波長範囲の光を放出するよう構成された光源を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、光源は、対象の皮膚において第２の波長範囲の光を放出するように更に構成されてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、システムは、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲を測定するよう構成された力センサを更に含んでもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、システムは更に、対象の皮膚と接触可能な光学ヘッドを有してもよい。いくつかの実施形態では、光ヘッドは、光センサを有することができる。
【００１８】
第３の側面によれば、対象の血圧測定値を決定する方法が提供される。上記方法は、上記光センサが上記対象の皮膚に適用される力の範囲について、上記対象の皮膚から反射された第１の波長範囲の光の強度の測定値を上記光センサから取得するステップを有する。上記方法はまた、適用される力の範囲における光強度の測定値からパルス振幅を決定し、決定されたパルス振幅を分析して、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び決定されたパルス振幅の積分に基づき対象の収縮期血圧測定値を決定し、及び／又は決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき対象の拡張期血圧測定値を決定するステップを有する。
【００１９】
第４の側面によれば、コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供され、上記コンピュータ可読媒体は、そこに具現化されたコンピュータ可読コードを有し、上記コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されると、上記コンピュータ又はプロセッサが上記方法を実行するよう構成される。
【００２０】
上述した側面及び実施形態によれば、既存のシステムの限界が対処される。特に、上述した側面及び実施形態によれば、連続的かつ非侵襲的な方法で正確かつ信頼性高く血圧を測定することが可能である。これは、適用力に基づき、適用力が既知であるという事実を利用することで可能になる。こうして、上述した側面及び実施形態によれば、血液の光学的特性が測定されることができるだけでなく（例えば、脈波伝播速度法のように）、最終的には血圧が機械的特性であるため、血液の機械的特性を測定することができ、また、対象の心拍数を測定することも可能である。上述した側面及び実施形態はまた、ウェアラブルカフを対象の身体の部分の周りで膨らませることを必要とする既存の技術よりも、対象にとってより快適である。こうして、既存の問題点を克服する、対象に関する血圧測定値を決定する改良された装置及び方法が提供される。
【００２１】
これらの側面及び他の側面は、以下に記載された実施形態を参照して明らかにされ、及び説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態によるシステムで使用される対象の血圧測定値を決定する装置の概略図である。
【図２】別の実施形態によるシステムで使用される対象の血圧測定値を決定する装置の概略図である。
【図３】実施形態による対象の血圧測定値を決定するために使用されるシステムの概略図である。
【図４】一実施形態による対象の血圧測定値を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図５】実施形態による、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲について、対象の皮膚から反射された光の強度の測定から決定されるパルス振幅の説明図である。
【図６Ａ】既存の技術を使用して、基準血圧測定値と比較して、対象について決定された血圧測定値の説明図である。
【図６Ｂ】一実施形態による本書に記載された装置を使用して、基準血圧測定値と比較して、対象について決定された血圧測定値の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
例示的な実施形態が、例示に過ぎない以下の図面を参照して説明される。
【００２４】
上述したように、本書では、既存の問題点を克服する、対象の血圧測定を決定する改良された装置及び方法が提供される。本書で言及される対象は例えば、患者又は他の任意の対象であり得る。
【００２５】
図１及び図２は、実施形態による対象１０２の血圧測定値を決定する装置１００を示す。図１及び図２に示されるように、装置１００は、プロセッサ１０４を有する。簡単に言えば、装置１００のプロセッサ１０４は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を光センサ（又は光検出器）１０６から取得するよう構成される。
【００２６】
光センサ１０６は、負荷ユニット（図示省略）の一部を形成してもよく、ここで、上記負荷ユニットは、対象に所定の範囲内の所定の力を加えるよう構成されることができる。負荷ユニットは更に、プロセッサ１０４に結合されてもよく、このプロセッサは、適用された力のデータを受信するよう構成され、また、負荷ユニット（又は光センサ１０６）により適用される力を制御するよう構成されてもよい。言い換えると、プロセッサ１０４は、光の強度の測定値を光センサから取得し、光センサが対象の皮膚に適用される力の範囲に関する読み取り値を負荷ユニット（又はセンサ１０６）から受信するよう構成されることができる。いくつかの実施形態では、負荷ユニットは、機械的アクチュエータ、例えば、直流（ＤＣ）リニアアクチュエータ又は他の任意の機械的アクチュエータを有することができる。しかしながら、負荷ユニットについて例が提供されるが、当業者は、他の例を認識するであろうし、また、負荷ユニットが、対象に所定の範囲内の所定の力を加えるように作動することができる態様を認識するであろう。
【００２７】
より詳細には、対象１０２の皮膚１１０に入射する第１の波長域の光１０８は、対象１０２の皮膚１１０内の１つ又は複数の細胞（例えば、血球）から反射される。例えば、図１及び図２に示されるように、第１の波長域の光１０８は、対象１０２の皮膚１１０内の１つ又は複数の血管１４から反射されてもよい。事実上、第１の波長範囲の光１０８は、皮膚１１０及び皮膚１１０の下の血液を含む組織により反射されることができる。
【００２８】
装置１００のプロセッサ１０４は、適用される力の範囲における光強度の測定値からパルス振幅を決定するよう構成される。ここで、パルス振幅は、対象１０２のパルスの振幅として規定される。パルス振幅は、「変調振幅」又は「パルス変調（ＰＭ）」と呼ばれることもある。装置１００のプロセッサ１０４はまた、決定されたパルス振幅を分析して、対象１０２に関する収縮期血圧測定値及び対象１０２に関する拡張期血圧測定値の任意の１つ又は複数を決定するよう構成される。装置１００のプロセッサ１０４は、決定されたパルス振幅を分析して、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力、決定されたパルス振幅の積分、又は決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力と決定されたパルス振幅の積分との両方に基づき、対象１０２の収縮期血圧測定値を決定するよう構成される。装置１００のプロセッサ１０４は、決定されたパルス振幅を分析して、決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、対象１０２の拡張期血圧測定値を決定するよう構成される。
【００２９】
装置１００のプロセッサ１０４は、本書に記載された様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、多数の方法で実現されることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１０４は、それぞれが本書に記載された方法の個々のステップ又は複数のステップを実行するよう構成され得る、１つ又は複数のプロセッサを有することができる。特定の実施形態では、プロセッサ１０４は、それぞれが本書に記載された方法の個々のステップ又は複数のステップを実行するよう構成された、又は実行するための、複数のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールを有することができる。プロセッサ１０４は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、１つ又は複数のマルチコアプロセッサ、１つ又は複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、１つ又は複数の処理ユニット、及び／又は本書に記載された様々な機能を実行するよう構成若しくはプログラムされることができる（例えば、ソフトウェア又はコンピュータプログラムコードを使用して）１つ又は複数のコントローラ（例えば、１つ又は複数のマイクロコントローラ）を有することができる。プロセッサ１０４は、いくつかの機能を実行するための専用ハードウェア（例えば、アンプ、プリアンプ、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）及び／又はデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ））と、他の機能を実行するための１つ又は複数のプロセッサ（例えば、１つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ、ＤＳＰ及び関連回路）との組み合わせとして実現されてもよい。
【００３０】
対象１０２の血圧測定値を決定するシステムも提供される。図１及び図２に示されるように、システム１０、２０は、本書で説明される装置１００を有することができる。システム１０、２０は、光センサ１０６も有することができる。図１又は図２には図示されていないが、いくつかの実施形態では、装置１００自体が光センサ１０６を有してもよい。他の実施形態では、図１及び図２に示されるように、光センサ１０６は代わりに、装置１００の外部に（即ち、装置１００とは別個に、又は装置１００から離れて）存在することができる。例えば、いくつかの実施形態では、光センサ１０６は、別個の実体であってもよいし、又は別の装置（例えばデバイス）の一部であってもよい。光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０に適用されるよう構成される。光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０に直接適用されてもよいし、又は対象１０２の皮膚１１０に間接的に適用されてもよい（例えば、光ファイバ及び／又は光プローブなどの１つ又は複数の他の要素を介して）。
【００３１】
光センサ１０６は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を取得するよう構成される。こうして、光センサ１０６は、第１の波長範囲の光１０８に反応することができる。いくつかの実施形態では、第１の波長範囲は、緑色の波長範囲であり得る。こうして、第１の波長範囲の光１０８は、いくつかの実施形態によれば、４９５ｎｍから５７０ｎｍの範囲の波長の光１０８を含む。皮膚１１０のスペクトル応答は、緑色の波長範囲で大きな吸収を示す。そのようなものとして、緑色の波長範囲は、血圧の変動を検出するのに最適な条件を提供することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、光センサ１０６は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するように更に構成されてもよい。こうして、光センサ１０６は、第２の波長範囲の光１１２に対して反応することができる。いくつかの実施形態では、第２の波長範囲は、第１の波長範囲とは異なるものであってもよい。いくつかの実施形態では、第２の波長範囲は、赤色の波長範囲であってもよい。こうして、第２の波長範囲の光１１２は、いくつかの実施形態によれば、６２０ｎｍから７００ｎｍの範囲の波長の光１１２を有することができる。他の実施形態では、第２の波長範囲は、赤外波長範囲であってもよい。こうして、第２の波長範囲の光１１２は、いくつかの実施形態によれば、７００ｎｍから１ｍｍの範囲の波長の光１１２を有してもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、図１及び図２に図示されるように、光センサ１０６は、単一の光センサ１０６を有することができる。これらの実施形態のいくつかでは、単一の光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値と、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値との両方を取得するよう構成されていてもよい。従って、いくつかの実施形態によれば、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を取得するよう構成された光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するよう構成された同じ光センサ１０６とすることができる。例えば、光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０から反射された少なくとも２つの波長範囲の光１０８、１１２の強度の測定値を取得するよう構成された多波長光センサであってもよい。
【００３４】
他の実施形態では、図示されていないが、光センサ１０６は、少なくとも２つの光センサを有することができる。これらの実施形態のいくつかでは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を取得するよう構成された光センサ以外の光センサが、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するよう構成されていてもよい。こうして、いくつかの実施形態によれば、異なる光センサが、異なる波長範囲の光１０８、１１２の強度の測定値を取得するよう構成されてもよい。
【００３５】
対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値を取得する、及び／又は対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するために使用され得る光センサ１０６の例は、以下に限定されるものではないが、光検出器、フォトダイオード、光電子増倍器、又は第１の波長範囲の光１０８、及び／又は第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するのに適した他の任意のタイプの光センサを含む。
【００３６】
図１及び図２に図示されるように、いくつかの実施形態によれば、システム１０、２０は、光源１１４を有することができる。光源１１４は、第１の波長範囲の光１０８を対象１０２の皮膚１１０に放出するよう構成されていてもよい。即ち、光源１１４は、第１の波長範囲の光１０８を放出するよう構成されていてもよく、この光１０８は、その後、対象１０２の皮膚１１０から反射される。第２の波長範囲の光１１２を伴ういくつかの実施形態では、光源１１４は、第２の波長範囲の光１１２を対象１０２の皮膚１１０に放出するように更に構成されてもよい。即ち、光源１１４は、第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成されていてもよく、この光１１２は、その後、対象１０２の皮膚１１０から反射される。
【００３７】
いくつかの実施形態では、光源１１４は、第１の波長範囲及び第２の波長範囲の両方の光１０８、１１２を放出するよう構成された単一の発光器を有してもよい。他の実施形態では、光源１１４は、１つ以上の発光器を有してもよく、ここで、少なくとも１つの発光器は、第１の波長範囲の光１０８を放出するよう構成され、少なくとも１つの他の発光器は、第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成される。これらの実施形態のいくつかでは、第１の波長範囲の光１０８を放出するよう構成された少なくとも１つの発光器と、第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成された少なくとも１つの他の発光器とは、パルス化されていてもよい。例えば、第１の波長範囲の光１０８を放出するよう構成された少なくとも１つの発光器は、第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成された少なくとも１つの他の発光器とは異なる時間に光を放出するように動作可能であってもよい。これらの実施形態では、光センサ１０６は、対象１０２の皮膚１１０から反射される第１の波長範囲の光パルスと、第２の波長範囲の光パルスとを同期させるよう構成されていてもよい。こうして、低消費電力化を図ることができ、単一の光センサ１０６のみを使用することも可能である。他の実施形態では、第１の波長範囲の光１０８を放出するよう構成された光源１１４以外の光源（図示省略）が、第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成されてもよい。こうして、いくつかの実施形態では、異なる光源が、異なる波長範囲の光１０８、１１２を放出するよう構成されてもよい。
【００３８】
第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２を放出するために使用され得る光源１１４（又は光源１１４の発光器）の例は、以下に限定されるものではないが、太陽などの自然若しくは環境の光源（若しくは発光器）、他の任意の自然若しくは周囲の光源（若しくは発光器）、人工光源（若しくは発光器）、例えば広帯域光源（若しくは発光器）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲンランプ、白熱電球、他の任意の人工光源（若しくは発光器）、第１の波長範囲及び／若しくは第２の波長範囲の光１０８、１１２を放出するのに適した他の任意の光源（若しくは発光器）、又はそれらの任意の組み合わせを含む。自然光又は環境光の光源（又は発光器）は、より複雑でないシステムを提供するのに使用され、及びより少ない消費電力を確実にするために使用されてもよい。図１は、人工光源１１４を有するシステム１０を示し、図２は、自然光源１１４を有するシステム２０を示す。いくつかの実施形態では、光源１１４（又は光源１１４の発光器）は、第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２を有する白色光を放出するよう構成されていてもよい。他の実施形態では、光源１１４（又は光源１１４の発光器）は、他の波長範囲の光が存在しない場合に、第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２のみを放出するよう構成されていてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、例えば図１に示されるように、光源１１４は、第１の光ファイバ１１３及び第１の光プローブ１１５を介して、第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２を放出するよう構成されてもよい。これらの実施形態では、第１の光プローブ１１５は、対象１０２の皮膚１１０と接触可能であってもよい。こうして、いくつかの実施形態では、第１の光ファイバ１１３は、光源１１４により放出された第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２を、例えば第１の光プローブ１１５を介して、対象１０２の皮膚１１０に伝達するよう構成され得る。
【００４０】
同様に、いくつかの実施形態では、例えば図１に示されるように、光センサ１０６は、第２の光ファイバ１０５及び第２のプローブ１０７を介して、第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を取得するよう構成されていてもよい。これらの実施形態では、第２の光プローブ１０７は、対象１０２の皮膚１１０と接触可能であってもよい。こうして、これらの実施形態による光センサ１０６は、第２の光ファイバ１０５及び第２のプローブ１０７を介して、対象１０２の皮膚１１０に間接的に適用される。第２の光ファイバ１０５は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８及び／又は第２の波長範囲の光１１２を、例えば第２の光プローブ１０７を介して光センサ１０６に伝達するよう構成されていてもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、光センサ１０６と光源１１４との間の距離は、１〜１０ｍｍの範囲の距離とすることができ、例えば、１．５〜９．５ｍｍの範囲、例えば、２〜９ｍｍの範囲、例えば、１．５〜８．５ｍｍの範囲、例えば２〜８ｍｍの範囲、例えば２．５〜７．５ｍｍの範囲、例えば、３〜７ｍｍの範囲、例えば３．５〜６．５ｍｍの範囲、例えば４〜６ｍｍの範囲、例えば４．５〜５．５ｍｍの範囲とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、光センサ１０６と光源１１４との間の距離は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、若しくはこれらの値の間の任意の非整数の距離、又は１ｍｍから１０ｍｍの範囲内の他の任意の距離から選択される距離であってもよい。光センサ１０６と光源１１４との間の距離が１０ｍｍ以下であると、光源１１４から光センサ１０６に到達する光が、光の強度の測定値を取得するのに十分に高い強度を有することを確実にすることができ、一方、光センサ１０６と光源１１４との間の距離が１ｍｍ以上であると、光源１１４により放出された光が、より大きな血管から信頼性の高い信号を得るのに十分に深く対象１０２の皮膚１１０へと透過することを確実にすることができる。
【００４２】
図１及び図２に図示されるように、いくつかの実施形態によれば、システム１０、２０は、力センサ１１６を有してもよい。力センサ１１６は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲を測定するよう構成（又は配置）され得る。光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲を測定するために使用され得る力センサ１１６の例は、以下に限定されるものではないが、圧力センサ、静電容量センサ、磁気センサ、又は光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲を測定するのに適した他の任意のタイプの力センサを含む。いくつかの実施形態では、力センサ１１６は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される接触圧力の範囲を検出することにより、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲を測定するよう構成され得る。
【００４３】
いくつかの実施形態では、図１及び図２に示されるように、システム１０、２０は、光学ヘッド１１８を有することができる。光学ヘッド１１８は、対象１０２の皮膚１１０に接触可能であってもよい。いくつかの実施形態では、装置は、光ヘッド１１８、光源１１４、第１の光ファイバ１１３、第１の光プローブ１１５、光センサ１０６、第２の光ファイバ１０５、第２の光プローブ１０７、及び力センサ１１６の任意の１つ又は複数を有することができる。システム１０、２０が光ヘッド１１８を有するいくつかの実施形態では、光ヘッド１１８は、光源１１４、第１の光ファイバ１１３、第１の光プローブ１１５、光センサ１０６、第２の光ファイバ１０５、第２の光プローブ１０７、及び力センサ１１６の任意の１つ又は複数を有することができる。システム２０が、自然光源１１４を有する実施形態では、図２に示されるように、光学ヘッド１１８は、光源１１４から放出された光が対象１０２の皮膚１１０を通過することができる開口部又は透明な窓１２０を有することができる。光ヘッド１１８は、環境からの干渉が光の強度の測定に与える影響を最小化することができる。干渉の例は例えば、人工光源の実施形態の場合の環境光、空気、又は光の強度の測定に影響を与える場合がある環境からの他の任意の干渉を含むことができる。
【００４４】
前述したように、光学ヘッド１１８は、対象１０２の皮膚１１０に接触可能である。いくつかの実施形態では、例えば、光学ヘッド１１８は、使用中の対象１０２の身体の部分の皮膚１１０において所定の位置に固定又は保持されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、光学ヘッド１１８の表面は、光学ヘッド１１８を対象１０２の身体の部分の皮膚１１０において所定の位置に固定又は保持するための接着剤を含んでもよい。他の実施形態では、バンド（又はストラップ）１２２が、光学ヘッド１１８を有してもよい。バンド１２２は、光学ヘッド１１８を対象１０２の身体の部分の皮膚１１０において所定の位置に固定又は保持するために、対象１０２の身体の部分の周りに装着される（例えば、取り付けられる）よう構成されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、光ヘッド１１８は、バンド１２２に統合され得る。他の実施形態では、光学ヘッド１１８は、バンド１２２の下に配置されてもよい。こうして、光学ヘッド１１８は、腕時計、スマートウォッチ、ヘッドバンド、又は対象１０２の皮膚１１０と接触可能な他の任意の物体など、対象１０２の皮膚１１０と接触可能な任意の物体に一体化されるか、又はその下に配置されることができる。
【００４５】
光学ヘッド１１８は、対象１０２の身体の任意の部分の皮膚１１０における所定の位置に固定又は保持されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、対象１０２の身体の部分は、対象１０２の手首、対象１０２の前腕、又は対象１０２の他の任意の身体の周辺部位など、対象１２０の身体の周辺部位とすることができる。他の実施形態では、対象１０２の身体の部分は、対象１０２の頭部（例えば、額）、対象１０２の胸部、又は対象１０２の身体の他の任意の中央部分など、対象１０２の身体の中央部位であってもよい。対象１０２の身体の中央部位は例えば、対象１０２の身体の周辺部位よりも光の強度のより安定した測定値を提供することができる。いくつかの実施形態では、対象１０２の身体の部分は、骨質構造を有する対象１０２の身体の部分であってもよい。こうして、光学ヘッド１１８は、対象１０２の身体の部分の皮膚１１０において所定の位置に固定又は保持されるときに、より好適に支持されることができる。また、複雑な皮膚変形が回避されることができ、光強度の測定がより正確に行われることができる。なぜなら、腱、筋肉、脂肪などの軟組織の光応答からの干渉が少ないためである。
【００４６】
図３は、実施形態に基づき使用される例示的な光学ヘッド１１８を示す。例示的な光ヘッド１１８は、第１の波長範囲の光１０８（及び、オプションで、第２の波長範囲の光１１２）を対象１０２の皮膚１１０に放出するよう構成された光源１１４を有する。例示的な光ヘッド１１８はまた、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８（及びオプションで、第２の波長範囲の光１１２）の強度の測定値を取得するよう構成された光検出器１０６を有する。図３の例示的な実施形態では、バンド（又はストラップ）１２２は、光学ヘッド１１８を有する。バンド１２２は、対象１０２の身体の部分の皮膚１１０において光学ヘッド１１８を所定の位置に固定又は保持するために、対象１０２の身体の部分の周りに装着されるよう構成される。図３の例示的な実施形態では、対象の身体の部分は、対象１０２の前腕（より具体的には手首）である。しかしながら、前述したように、光学ヘッド１１８は、他の任意の態様で、対象１０２の身体の他の任意の部分の皮膚１１０において所定の位置に固定又は保持されてもよい。
【００４７】
図１、図２又は図３には図示されていないが、いくつかの実施形態では、装置１００は、通信インターフェース（又は通信回路）を有してもよい。代替的又は追加的に、通信インターフェースは、装置１００の外部に（例えば、装置１００とは別個に、又は装置１００から離れて）存在してもよい。いくつかの実施形態では、光ヘッド１１８又は光ヘッド１１８を有する装置は、通信インターフェースを含むことができる。通信インターフェースは、装置１００、又は装置１００の要素が、本書に記載されたいずれかの要素のような１つ又は複数の他の要素と通信及び／又は接続することを可能にするためのものであってもよい。例えば、通信インターフェースは、装置１００のプロセッサ１０４が、光源１１４、光検出器１０６、力センサ１１６、及び／又は他の任意の要素の１つ又は複数と通信及び／又は接続することを可能にするためのものであり得る。通信インターフェースは、装置１００、又は装置１００の要素が、任意の適切な方法で通信及び／又は接続することを可能にしてもよい。例えば、通信インターフェースは、装置１００、又は装置１００の要素が、無線で、有線接続を介して、又は他の任意の通信（又はデータ転送）機構を介して、通信及び／又は接続することを可能にしてもよい。いくつかの無線実施形態では、例えば、通信インターフェースは、装置１００、又は装置１００の要素が、無線周波数（ＲＦ）、ブルートゥース、又は他の任意の無線通信技術を使用して通信及び／又は接続することを可能にしてもよい。
【００４８】
また、図１、図２又は図３には図示されていないが、いくつかの実施形態では、装置１００はメモリを有してもよい。代替的又は追加的に、メモリは、装置１００の外部に（例えば、装置１００とは別個に、又は装置１００から離れて）存在してもよい。いくつかの実施形態では、光ヘッド１１８又は光ヘッド１１８を有する装置は、メモリを含むことができる。装置１００のプロセッサ１０４は、メモリと通信及び／又は接続するよう構成されていてもよい。メモリは、任意のタイプの非一時的機械可読媒体を有することができ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、及び電気的に消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）などの揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリを含むキャッシュ又はシステムメモリである。いくつかの実施形態では、メモリは、本書に記載された態様で装置１００を作動させるためにプロセッサ１０４により実行され得るプログラムコードを記憶するよう構成され得る。
【００４９】
代替的又は追加的に、いくつかの実施形態では、メモリは、本書に記載された方法により必要とされる、又はその結果として得られる情報を記憶するよう構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、メモリは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値、決定されたパルス振幅、決定された収縮期血圧の測定値、決定された拡張期血圧の測定値、本書に記載された方法により要求される、若しくはその結果として得られる、他の任意の情報、又は任意の情報の組み合わせの任意の１つ又は複数を記憶するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、装置１００のプロセッサ１０４は、本書に記載された方法により必要とされる、又はその結果として生じる情報を記憶するためにメモリを制御するよう構成され得る。
【００５０】
また、図１、図２又は図３には図示されていないが、いくつかの実施形態では、装置１００は、ユーザインタフェースを有してもよい。代替的又は追加的に、ユーザインタフェースは、装置１００の外部に（例えば、装置１００とは別個に、又は装置１００から離れて）存在してよい。いくつかの実施形態では、光学ヘッド１１８又は光学ヘッド１１８を有する装置は、ユーザインタフェースを含むことができる。装置１００のプロセッサ１０４は、ユーザインタフェースと通信するように、及び／又はユーザインタフェースに接続するよう構成されていてもよい。ユーザインタフェースは、本書に記載された方法により必要とされる、又はその結果として得られる情報をレンダリング（例えば、出力、表示、又は提供）するよう構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザインタフェースは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値、対象１０２の皮膚１１０から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値、決定されたパルス振幅、決定された収縮期血圧の測定値、決定された拡張期血圧の測定値、本書に記載された方法により要求される、若しくはその結果として生じる他の任意の情報、又は任意の情報の組み合わせの任意の１つ又は複数をレンダリング（例えば、出力、表示、又は提供）するよう構成されていてもよい。代替的又は追加的に、ユーザインタフェースは、ユーザ入力を受信するよう構成されることができる。例えば、ユーザインタフェースは、ユーザが手動で情報若しくは指示を入力し、装置１００と対話し、及び／又は装置１００を制御することを可能にしてもよい。従って、ユーザインタフェースは、情報のレンダリング（又は出力、表示、若しくは提供）を可能にし、代替的又は追加的に、ユーザがユーザ入力を提供することを可能にする任意のユーザインタフェースであってよい。いくつかの実施形態では、装置１００のプロセッサ１０４は、本書に記載された態様で作動するようにユーザインタフェースを制御するために構成され得る。
【００５１】
例えば、ユーザインタフェースは、１つ若しくは複数のスイッチ、１つ若しくは複数のボタン、キーパッド、キーボード、マウス、タッチスクリーン若しくはアプリケーション（例えば、タブレット、スマートフォン、若しくは他のスマートデバイスなどのスマートデバイス上）、ディスプレイ若しくは表示画面、タッチスクリーンなどのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、他の任意の視覚的要素、１つ若しくは複数のスピーカ、１つ若しくは複数のマイク、他の任意のオーディオ要素、１つ若しくは複数のライト（発光ダイオードＬＥＤライトなど）、触覚若しくは触知フィードバックを提供する要素（振動機能、若しくは他の任意の触覚フィードバック要素など）、拡張現実デバイス（拡張現実メガネ、若しくは他の任意の拡張現実デバイスなど）、スマートデバイス（スマートミラー、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、若しくは他の任意のスマートデバイスなど）、他の任意のユーザインタフェース、又はユーザインタフェースの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、情報をレンダリングするよう制御されるユーザインタフェースは、ユーザがユーザ入力を提供することを可能にするものと同じユーザインタフェースであってもよい。
【００５２】
図４は、実施形態による対象１０２の血圧測定値を決定するための方法２００を示す。方法２００は一般に、装置１００のプロセッサ１０４により、又は装置１００のプロセッサ１０４の制御下で実行されてもよい。図４のブロック２０２において、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定値が、光センサ１０６から取得される。第１の波長範囲の光１０８の強度は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の関数として変化する。こうして、第１の波長域の光１０８の強度は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力に依存する。
【００５３】
対象１０２の皮膚１１０に力が適用される領域は、円形又は他の任意の形状とすることができる。この領域は、較正により決定されることができる。こうして、この領域は、所定の領域とすることができる。所定の領域は、対象１０２の快適性を確実にするために十分な大きさに設定され、対象１０２の皮膚１１０の不均一性を回避するために十分な小ささに設定されていてもよい。いくつかの実施形態では、所定の領域は、０．１から２ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．２から１．９ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．３から１．８ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．４から１．７ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．５から１．６ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．６から１．５ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．７から１．４ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．７から１．４ｃｍ２の範囲の領域、例えば０．８から１．３ｃｍ２の範囲の面積、例えば０．９から１．２ｃｍ２の範囲の面積、例えば１から１．１ｃｍ２の範囲の領域とすることができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、取得された光強度の測定値は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の交流（ＡＣ）成分の測定値を含むことができる。対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の交流（ＡＣ）成分の測定値は、取得された光強度の測定値に埋め込まれた対象１０２のパルス変動を表すことができる。対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長域の光１０８の強度の交流（ＡＣ）成分は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力が大きくなるにつれて減少する。これは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長域の光１０８の強度の直流（ＤＣ）成分が、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力が大きくなるにつれて増加するのとは対照的である。いくつかの実施形態では、取得された光強度の測定値は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の交流（ＡＣ）成分及び直流（ＤＣ）成分の測定値を含むことができる。
【００５５】
図４のブロック２０４では、適用される力の範囲での光強度の測定値からパルス振幅が決定される。いくつかの実施形態では、適用される力の範囲は、０．１から５Ｎの範囲、例えば０．４から４．７Ｎの範囲、例えば０．７から４．４Ｎの範囲、例えば１から４．１Ｎの範囲、例えば１．３から３．８Ｎの範囲、例えば１．６から３．５Ｎの範囲、例えば１．９から３．２Ｎの範囲、例えば２．２から２．９Ｎの範囲、例えば２．５から２．６Ｎの範囲とすることができる。力の範囲は、較正により決定されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、適用される力の範囲は、対象１０２の血圧（例えば、較正段階で測定される）と、力が対象１０２の皮膚１１０に適用される領域とに基づき決定されてもよい。より具体的には、対象１０２の血圧の値と、対象１０２の皮膚１１０に力が適用される面積とを乗算することにより、適用される力が決定されることができる。こうして、適用される力の範囲に対する最小適用力は、対象１０２の血圧（例えば、較正段階で測定された）の低い値と、力が対象１０２の皮膚１１０に適用される面積とを乗算することにより決定されてもよい。例えば、面積が１ｃｍ２であり、対象１０２の血圧の低い値が２０ｍｍＨｇである場合、最小適用力は、（２０ｍｍＨｇ）*（１ｃｍ２）として決定され、これは約０．２６Ｎに相当する。同様に、適用力の範囲に対する最大適用力は、対象１０２の血圧の高い値（例えば、較正段階で測定された）と、力が対象１０２の皮膚１１０に適用される面積とを乗算することにより決定されてもよい。例えば、面積が１ｃｍ２で、対象１０２の血圧の高い方の値が２００ｍｍＨｇである場合、最大適用力は（２００ｍｍＨｇ）*（１ｃｍ２）として決定され、これは約２．６Ｎに相当する。本実施例では、適用力の範囲は０．２６から２．６Ｎとなる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、パルス振幅は、時間の関数として、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の取得された測定値を監視することにより決定されてもよい。前述したように、取得された光強度の測定値は、いくつかの実施形態によれば、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の交流（ＡＣ）成分及び直流（ＤＣ）成分の測定値を含むことができる。直流（ＤＣ）成分は時間的に一定であるのに対し、交流（ＡＣ）成分は時間的に可変である（例えば、心臓の鼓動により与えられる）。これらの実施形態では、装置１００のプロセッサ１０４は、交流（ＡＣ）成分及び直流（ＤＣ）成分の測定値の比としてパルス振幅を決定するよう構成され得る。即ち、パルス振幅は、交流（ＡＣ）成分を直流（ＤＣ）成分で割ることで算出されることができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の取得された測定値は、時間の関数として対象１０２のパルス変動を取得するためにフィルタリングされてもよい。いくつかの実施形態では、このフィルタリングは、
2021521951.tif 000003
として表されることができ、ここで、Ｉ１は、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度であり、ＤＣは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の直流成分であり、ＡＣは、対象１０２の皮膚１１０から反射された第１の波長域の光１０８の強度の交流成分であり、ｆは、対象１０２の心拍に起因する脈動の周波数（１Ｈｚ周辺）であり、ｔは、時間であり、αは、基準信号に対する対象１０２の心拍を表す信号の位相角である。次に、パルス振幅又はパルス変調（ＰＭ）が、交流（ＡＣ）成分と直流（ＤＣ）成分の測定値の比として決定され、
2021521951.tif 000004
として表されることができる。
【００５９】
図４のブロック２０６において、決定されたパルス振幅を解析して、対象１０２の血圧が決定される。例えば、パルス振幅又はパルス変調（ＰＭ）は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力Ｆの関数であり、即ちＰＭ＝ＰＭ（Ｆ）である。こうして、いくつかの実施形態では、決定されたパルス振幅は、力Ｆに関するこの関数を積分して分析され、対象１０２の血圧ＢＰは、例えば以下の式
2021521951.tif 000005
に基づき決定される。ここで、Ｃは較正定数である。較正定数は例えば、大規模なデータ解析により決定されてもよい。較正定数Ｃは例えば、２００ｍＨｇ／（０．０１*２０００Ｎ）＝１０ｍｍＨｇ／Ｎの値を有していてもよい。いくつかの実施形態では、較正定数はメモリに格納されていてもよい。前述したように、装置１００は、いくつかの実施形態によればメモリを含んでもよく、又は他の実施形態によれば、メモリは、装置１００の外部に（即ち、装置１００とは別個に、又は装置１００から離れて）存在してもよい。
【００６０】
図４のブロック２０６において、決定されたパルス振幅を分析して、対象１０２に関する収縮期血圧測定値及び対象１０２に関する拡張期血圧測定値の任意の１つ又は複数が決定されることができる。決定されたパルス振幅が分析され、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する（例えば、著しく低下する）適用力、決定されたパルス振幅の積分、又は決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力と決定されたパルス振幅の積分との両方に基づき、対象１０２の収縮期血圧測定値が決定される。いくつかの実施形態では、所定の閾値は、パーセンテージとして規定されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、対象１０２の収縮期血圧測定は、決定されたパルス振幅が所定のパーセンテージ（例えば、３０％から６０％の範囲のパーセンテージ）だけ低下する適用力に基づき、及び／又は決定されたパルス振幅の積分に基づき決定されることができる。ここで、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力は、決定されたパルス振幅がパルス振幅の最大ピークの後、所定の閾値以下に低下する適用力である。また、ここでは、決定されたパルス振幅の積分は、適用された力に対するものである。
【００６１】
いくつかの実施形態では、対象１０２の収縮期血圧測定は、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／又は決定されたパルス振幅の積分を、対応する収縮期血圧測定値と共に記憶される複数の適用力及び／又は積分と比較することにより決定されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の適用力及び／又は積分、並びに対応する収縮期血圧測定値は、テーブル（例えば、ルックアップテーブル）の形態で格納されてもよい。複数の適用力及び／又は積分、並びに対応する収縮期血圧測定値は、前述したようなメモリに記憶されていてもよい。
【００６２】
いくつかの実施形態では、対象１０２の収縮期血圧測定値は、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力に重力加速度（即ち９．８ｍ／ｓ２）を乗算し、力が適用された皮膚の面積で除算して適用圧力の値を得ることにより、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力に基づき決定されることができる。適用圧力の値は後に、血圧値に変換されることができる。この血圧値が、対象の決定された収縮期血圧測定値となる。いくつかの実施形態では、力が適用される皮膚の面積は、較正により決定されてもよい。面積の例示的な値は、１ｃｍ２とすることができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、対象１０２の収縮期血圧測定値は、パルス振幅の積分値を計算し、計算された積分値を、対応する収縮期血圧測定値を有するメモリ（前述のような）に記憶された複数の積分値と比較することにより、決定されたパルス振幅の積分値に基づき決定されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の積分値及び対応する収縮期血圧測定値は、テーブル（例えば、ルックアップテーブル）の形式で格納されてもよい。決定されたパルス振幅の積分は、パルス振幅を通ってプロットされた線（又は曲線）の下の面積を有することができる。決定されたパルス振幅を分析して、決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、拡張期血圧測定値が決定される。ここで、決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力は、決定されたパルス振幅の初期上昇がパルス振幅の最大ピークの前に識別される適用力である。決定されたパルス振幅の初期上昇は、決定されたパルス振幅の後続の低下の前に発生する決定されたパルス振幅の上昇である。いくつかの実施形態では、決定されたパルス振幅の初期上昇は、所定の閾値として規定されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、拡張期血圧測定値は、決定されたパルス振幅が所定の閾値に達することが識別される適用力に基づき決定されてもよい。ここで、決定されたパルス振幅が所定の閾値に達する適用力は、決定されたパルス振幅が、パルス振幅の最大ピークの前に所定の閾値に達する適用力である。
【００６４】
いくつかの実施形態では、所定の閾値は、パーセンテージとして規定されてもよい。こうして、いくつかの実施形態では、決定されたパルス振幅の初期上昇は、パーセンテージとして規定されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、拡張期血圧測定値は、決定されたパルス振幅が、下降開始前のパルス振幅の最高値の所定のパーセンテージ（例えば、３０％から６０％の範囲内のパーセンテージ）であると識別される適用力に基づき決定されてもよい。いくつかの実施形態では、決定されたパルス振幅の初期上昇は、下降の開始前のパルス振幅の最も高い値であってもよい。決定されたパルス振幅の初期上昇は、閉塞によるものである。
【００６５】
いくつかの実施形態では、対象１０２の拡張期血圧測定値は、決定されたパルス振幅が所定の閾値に達する適用力に重力加速度（即ち９．８ｍ／ｓ２）を乗算し、力が適用された皮膚の面積で除算して適用圧力の値を得ることにより、決定されたパルス振幅が所定の閾値に達する適用力に基づき決定されることができる。適用圧力の値は後に、血圧値に変換されることができる。この血圧値が、対象の決定された拡張期血圧測定値となる。いくつかの実施形態では、力が適用される皮膚の面積は、較正により決定されてもよい。面積の例示的な値は、１ｃｍ２とすることができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、対象１０２の拡張期血圧測定値は、決定されたパルス振幅の初期上昇が生じる適用力を、対応する拡張期血圧測定値と共に記憶された複数の適用力と比較することにより決定されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の適用力及び対応する拡張期血圧測定値は、テーブル（例えば、ルックアップテーブル）の形態で格納されてもよい。複数の適用力及び対応する拡張期血圧測定値は、前述のようなメモリに記憶されていてもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態では、装置１００のプロセッサ１０４は、決定されたパルス振幅を、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲の関数としてプロットするよう構成されてもよい。これらの実施形態では、装置１００のプロセッサ１０４は、プロットを分析して、収縮期血圧測定値（決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力及び／又は決定されたパルス振幅の積分に基づく）及び拡張期血圧測定値（決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づく）の任意の１つ又は複数を決定するよう構成され得る。
【００６８】
図５は、斯かるプロットの例示的な説明図である。より詳細には、図５は、実施形態による光センサ１０６がそれらの対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの皮膚１１０に適用される力の範囲について、３つの異なる対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの皮膚１１０から反射された光の強度の測定から決定されたパルス振幅の説明図である。より具体的には、図５は、力の範囲について、対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれの皮膚１１０から反射された第１の波長範囲の光１０８の強度の測定から決定されたパルス振幅の説明図である。図５の縦軸は、対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれの皮膚１１０から反射された光の強度の測定から決定されたパルス振幅である。この例示的な説明図では、光１０８は、５５０ｎｍの緑色の波長域の光である。図５の横軸は、光センサ１０６が対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの皮膚１１０に適用される力（又は荷重）である。
【００６９】
図５に示されたプロットは分析され、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力に基づき、及び／又は決定されたパルス振幅の積分に基づき、収縮期血圧測定が決定されることができる。例えば、図５のプロットでは、対象１０２ｂに関して決定されたパルス振幅は、約３００ｇの力で所定の閾値以下に低下する。この値３００ｇ及び／又は決定されたパルス振幅の積分が、先に説明した態様で収縮期血圧を決定するために使用され得る。決定されたパルス振幅の積分は、プロットの下の面積を含むことができる。
【００７０】
一例では、図５を参照して、収縮期血圧決定におけるパルス振幅の所定の閾値が８０％（最大ピーク後の傾きに関し）であると仮定すると、決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力は、第１の対象１０２ａでは１５０ｇ、第２の対象１０２ｂでは２５０ｇ、第３の対象１０２ｃでは１５０ｇである。決定されたパルス振幅が所定の閾値以下に低下する適用力は、重力加速度（即ち９．８ｍ／ｓ２）を乗じて、第１の対象１０２ａに１．５Ｎ、第２の対象１０２ｂに２．５Ｎ、第３の対象１０２ｃに１．５Ｎの力を与えるようにしてもよい。この力を、力が適用される皮膚の面積で割って、適用される圧力の値が決定されることができる。面積の値を１ｃｍ２とすると、適用圧力は、第１の対象１０２ａでは０．１５バール、第２の対象１０２ｂでは０．２５バール、第３の対象１０２ｃでは０．１５バールと決定される。この適用圧力は血圧値に変換され、第１の対象１０２ａでは１１３ｍｍＨｇ、第２の対象１０２ｂでは１８８ｍｍＨｇ、第３の対象１０２ｃでは１１３ｍｍＨｇとして収縮期血圧測定値が決定されることができる。
【００７１】
図５を参照して、別の例では、第１の対象１０２ａのパルス振幅の積分は約（１０*０．０２*１００ｇ）であり、これは２０ｇである。同様に計算すると、第２の対象１０２ｂのパルス振幅の積分値は２８ｇ、第３の対象１０２ｃのパルス振幅の積分値は１４ｇとなる。これらの積分値は、対応する収縮期血圧測定値を備えるメモリ（前述のようなもの）に記憶された複数の積分値と比較される。例えば、複数の積分値は、対応する収縮期血圧測定値と共にテーブルの形で格納されてもよく、このテーブルは、以下の値（例えば、図示しない他の値と共に）を含んでもよい。
【表１】
2021521951.tif 000006
【００７２】
こうして、収縮期血圧測定値は、第１の対象１０２ａが１５０ｍｍＨｇ、第２の対象１０２ｂが２００ｍｍＨｇ、第３の対象１０２ｃが１２０ｍｍＨｇであるとして決定される。
【００７３】
代替的又は追加的に、図５に示されたプロットを分析して、決定されたパルス振幅の初期上昇が識別される適用力に基づき、拡張期血圧測定が決定されることができる。例えば、図５のプロットでは、対象１０２ｂの決定されたパルス振幅の初期上昇は、約１８０ｇの力で特定されることができる。従って、この値１８０ｇは、先に説明した態様で拡張期血圧を決定する際に使用されることができる。各対象１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの線の色は、図５の右図に示されるカラーチャートに基づき、決定された血圧のインジケーションを提供する。
【００７４】
一例では、図５を参照して、拡張期血圧決定におけるパルス振幅の所定の閾値が８０％（最大ピーク前の傾きに関し）であると仮定すると、決定されたパルス振幅が所定の閾値に達する適用力は、第１の対象１０２ａでは７５ｇ、第２の対象１０２ｂでは１２５ｇ、第３の対象１０２ｃでは７５ｇである。決定されたパルス振幅が所定の閾値に達する適用力は、重力加速度（即ち９．８ｍ／ｓ２）を乗じて、第１の対象１０２ａには０．７５Ｎ、第２の対象１０２ｂには１．２５Ｎ、第３の対象１０２ｃには０．７５Ｎの力を提供するようにしてもよい。この力を、力が適用される皮膚の面積で割って、適用される圧力の値が決定されることができる。面積の値を１ｃｍ２とすると、適用圧力は、第１の対象１０２ａでは０．０７５バール、第２の対象１０２ｂでは０．１２５バール、第３の対象１０２ｃでは０．０７５バールと決定される。この適用圧力は血圧値に変換され、第１の対象１０２ａでは５７ｍｍＨｇ、第２の対象１０２ｂでは９４ｍｍＨｇ、第３の対象１０２ｃでは５７ｍｍＨｇとして拡張期血圧測定値が決定されることができる。
【００７５】
図４にて図示省略されるが、いくつかの実施形態では、方法２００は、光センサ１０６が対象１１０の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１１０の皮膚１０２から反射される第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を光センサ１０６から取得することを更に含んでもよい。より具体的には、プロセッサ１０４は、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の範囲について、対象１１０の皮膚１０２から反射された第２の波長範囲の光１１２の強度の測定値を光センサ１０６から取得するように更に構成されてもよい。これらのいくつかの実施形態では、プロセッサ１０４は、第１の波長範囲の光１０８の強度の取得された測定値を、第２の波長範囲の光１１２の強度を使用して正規化するよう構成されることができる。正規化を含むいくつかの実施形態では、プロセッサ１０４は、適用される力の範囲における光強度の正規化された測定値からパルス振幅を決定するよう構成されてもよい。こうして第２の波長範囲の光を用いて正規化することで、決定されたパルス振幅を分析して対象１０２について決定された血圧測定値が、その人の肌の色に合わせて補正されることができる。この補正は、可能である。なぜなら、第２の波長範囲の光１１２の強度もまた、光センサ１０６が対象１０２の皮膚１１０に適用される力の関数として変化することができるが、その変化は、第１の波長範囲の光１０８の強度の変化と同一ではない（例えば、振幅及び／又は傾向において）からである。
【００７６】
図６Ａは、既存の技術を用いて対象１０２について決定された血圧測定値（８０２としてラベル付けされる）を基準血圧測定値（８００としてラベル付けされる）と比較した説明図である。既存の技術は、血圧測定値を決定するために赤外線フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）信号が監視される対象１０２の指の周りで膨らまされるウェアラブルカフを含むものである。図６Ｂは、実施形態に基づき図４を参照して先に説明した装置１００及び方法２００を用いて対象１０２について決定された血圧測定値（８０６としてラベル付けされる）を、基準血圧測定値（８０４としてラベル付けされる）と比較した説明図である。より具体的には、図６Ａ及び図６Ｂの血圧測定は、収縮期血圧測定値である。基準血圧測定値は、他の任意の技術、例えば、血圧測定値を取得するために対象の身体の部分の周りでウェアラブルカフを膨張させることを含む前述の技術から取得されることができる。
【００７７】
図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、全体として、図４を参照して先に説明した装置１００及び方法２００を用いて対象１０２について決定された血圧測定値８０６は、既存の技術を用いて対象１０２について決定された血圧測定値８０２が基準血圧測定値８００と一致するよりも、基準血圧測定値８０４とより密接に一致している。図４を参照して先に説明した装置１００及び方法２００を用いて対象１０２について決定された血圧測定値８０６は依然として外れ値を有するが、図６Ａ及び６Ｂから分かるように、図４を参照して先に説明した装置１００及び方法２００は、既存の技術よりも改善された相関を提供する。こうして、図４を参照して先に説明した装置１００及び方法２００は、より正確で信頼性の高い血圧測定値を提供する。
【００７８】
コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品も提供される。コンピュータ可読媒体は、そこに具現化されたコンピュータ可読コードを有する。コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されると、コンピュータ又はプロセッサが本書に記載された方法のいずれかを実行するよう構成される。コンピュータ可読媒体は例えば、コンピュータプログラムを運ぶことができる任意の実体又は装置であってもよい。例えば、コンピュータ可読媒体は、例えばＲＯＭ（例えばＣＤ−ＲＯＭ若しくは半導体ＲＯＭ）又は磁気記録媒体（例えばハードディスク）といったデータ記憶媒体を含むことができる。更に、コンピュータ可読媒体は、電気信号又は光信号などの伝送可能な担体であってもよく、これは、電気ケーブル若しくは光ケーブルを介して、又は無線若しくは他の手段で伝送されてもよい。コンピュータプログラム製品が斯かる信号で具現化される場合、コンピュータ可読媒体は、斯かるケーブル又は他の装置若しくは手段により構成されていてもよい。代替的に、コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムが埋め込まれた集積回路であってもよく、集積回路は、本書に記載された方法を実行するよう構成されるか、又は本書に記載された方法を実行するために使用される。
【００７９】
従って、本書では、対象の血圧測定値を決定する改良された装置及び方法が提供される。
【００８０】
開示された実施形態に対する変形は、図面、開示、及び添付の請求項の研究から、本書に記載された原理及び技術を実施する当業者により理解及び達成され得る。請求項において、「有する」という語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に格納又は配布されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといった他の形式で配布されてもよい。請求項における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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