特開 2024-167033 血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167033

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/022 20060101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

A61B5/022 200E

A61B5/022 400B

【審査請求】有

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023172051

(22)【出願日】2023-10-03

(31)【優先権主張番号】112118726

(32)【優先日】2023-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴ

２．ＬＩＧＨＴＮＩＮＧ

(71)【出願人】

【識別番号】523377472

【氏名又は名称】康邁醫學科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】林昆儀

(72)【発明者】

【氏名】蔡沛原

(72)【発明者】

【氏名】周碩政

【テーマコード（参考）】

4C017

【Ｆターム（参考）】

4C017AA08

4C017AA10

4C017AB01

4C017AC20

4C017BC08

4C017BD05

4C017FF08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ノイズを効果的に抑制する血圧測定方法を提供する。
【解決手段】血圧測定装置が、対象領域を測定するために使用する振動センサから振動信号を受信する。その後本装置は、振動信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に対してフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理は、デジタル信号の特定の範囲内で対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含む。続いて、フィルタリングされたデジタル信号に基づいて、収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して、血圧測定結果を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号変換回路であって、
振動センサから振動信号を受信し、前記振動信号は、対象領域を測定することで振動センサによって生成されるように構成され、
前記振動信号をデジタル信号に変換するように構成される、
信号変換回路と、
前記信号変換回路に電気されているプロセッサであって、
前記デジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号の特定の範囲内で前記対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去するように構成され、
フィルタリングされた前記デジタル信号に応じて、収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して、それによって血圧測定結果を生成するように構成される、
プロセッサと、
を備えている血圧測定装置。

【請求項2】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の血圧測定装置。

【請求項3】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の１５Ｈｚよりも低い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の血圧測定装置。

【請求項4】

前記信号変換回路は、
前記振動センサと併せてホイートストンブリッジを構成する３つの抵抗器であって、前記ホイートストンブリッジは、前記振動信号を一対の差動信号に変換するように構成される、３つの抵抗器と、
差動信号増幅器であって、前記ホイートストンブリッジに電気接続されて、前記ホイートストンブリッジから前記差動信号の対を受信し、前記差動信号の対を増幅信号に変換する、差動信号増幅器と、
低域フィルタであって、前記差動信号増幅器に電気接続され、前記増幅信号をフィルタリングする、低域フィルタと、
アナログデジタル変換器であって、前記低域フィルタおよび前記プロセッサに電気接続され、フィルタリングされた前記増幅信号を前記デジタル信号に変換するように構成される、アナログデジタル変換器と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の血圧測定装置。

【請求項5】

脈押圧要素であって、前記プロセッサはさらに、前記脈押圧要素を制御して前記対象領域に圧力をかけるように構成される、脈押圧要素と、
気圧感知回路であって、前記プロセッサおよび前記脈押圧要素に電気接続され、前記脈押圧要素に対応する圧力信号を生成し、前記圧力信号を前記プロセッサに供給するように構成され、前記プロセッサは、前記収縮期圧判定時点、前記拡張期圧判定時点、および前記圧力信号に従って前記血圧測定結果を生成する、気圧感知回路と、
をさらに含む、請求項１に記載の血圧測定装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、有限インパルス応答デジタルフィルタを実装することによって前記フィルタリング処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の血圧測定装置。

【請求項7】

前記振動センサは、金属ダイヤフラムを含み、前記金属ダイヤフラムは、銅合金で作製されることを特徴とする、請求項１に記載の血圧測定装置。

【請求項8】

前記銅合金は、燐青銅であることを特徴とする、請求項７に記載の血圧測定装置。

【請求項9】

前記振動センサは、圧電抵抗性のひずみゲージを含むことを特徴とする、請求項７に記載の血圧測定装置。

【請求項10】

血圧測定装置によって実行される血圧測定方法であって、
振動センサから振動信号を受信し、前記振動信号は、対象領域を測定することによって前記振動センサによって生成されることと、
前記振動信号をデジタル信号に変換することと、
前記デジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号の特定の範囲内で、前記対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含むことと、
フィルタリングされた前記デジタル信号に従って収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して血圧測定結果を生成することと、
を含む、方法。

【請求項11】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の血圧測定方法。

【請求項12】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の１５Ｈｚよりも低い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の血圧測定方法。

【請求項13】

前記対象領域に圧力をかけるために脈押圧要素を制御することと、
前記脈押圧要素に対応する圧力信号を生成し、前記血圧測定装置は、前記収縮期圧判定時点、前記拡張期圧判定時点および前記圧力信号に従って前記血圧測定結果を生成することと
をさらに含む、請求項１０に記載の血圧測定方法。

【請求項14】

前記血圧測定装置は、有限インパルス応答デジタルフィルタを実装することによって前記フィルタリング処理を行うことを特徴とする、請求項１０に記載の血圧測定方法。

【請求項15】

前記振動センサは、金属ダイヤフラムを含み、前記金属ダイヤフラムは、銅合金で作製されることを特徴とする、請求項１０に記載の血圧測定方法。

【請求項16】

前記銅合金は、燐青銅であることを特徴とする、請求項１５に記載の血圧測定方法。

【請求項17】

前記振動センサは、圧電抵抗性のひずみゲージを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の血圧測定方法。

【請求項18】

コンピュータプログラム製品であって、電子演算装置にロードされた後、
振動センサから振動信号を受信し、前記振動信号は、対象領域を測定することによって前記振動センサによって生成される命令と、
前記振動信号をデジタル信号に変換する命令と、
前記デジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号の特定の範囲内で、前記対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含む命令と、
フィルタリングされた前記デジタル信号に従って収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して血圧測定結果を生成する命令と、
を前記電子演算装置に実行させる、コンピュータプログラム製品。

【請求項19】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。

【請求項20】

前記フィルタリング処理は、前記デジタル信号内の１５Ｈｚよりも低い周波数を含む信号成分を除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載のコンピュータプログラム製品。

【請求項21】

前記電子演算装置にロードされた後、
前記対象領域に圧力をかけるために脈押圧要素を制御する命令と、
前記脈押圧要素に対応する圧力信号を生成し、前記電子演算装置は、前記収縮期圧判定時点、前記拡張期圧判定時点および前記圧力信号に従って前記血圧測定結果を生成する命令と、
を前記電子演算装置にさらに実行させる、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。

【請求項22】

前記電子演算装置は、有限インパルス応答デジタルフィルタを実装することによって前記フィルタリング処理を行うことを特徴とする、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、血圧測定技術に関する。さらに詳細には、本開示は、非侵襲的な血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品に関する。

【背景技術】

【0002】

人体の特定の血管位置（例えば上腕動脈）を締め付けて圧力を加え、後に圧力を解放すると、初めに流れが止まっていた血管内の血液が再びその血管位置を流れるが、その間、血液は血管壁とすれて衝突し、血管壁に振動を起こす。血管壁の振動が体表面に伝わる際に、「コロトコフ音」と呼ばれる音を観測できる。この概念は、１９０５年にロシア人医師のニコライ・セルゲイヴィチ・コロトコフによって初めて提唱されたため、同氏の名をとって命名されている。コロトコフ音は、発生から消滅まで大きく５段階に分けることができ、各段階で音の特徴が異なり、血管および／または血流の様々な状態を表している。減圧時の圧力および各段階でのコロトコフ音の出現を観察することによって、測定者（すなわち血圧を測定する人）は、それに応じて収縮期圧（コロトコフ音が最初に出現したときに測定される圧力に相当すると言われている）および拡張期圧（コロトコフ音が最後に消えたときに測定される圧力に相当すると言われている）を評価できる。したがって、コロトコフ音は、非侵襲的な血圧測定を実施する際に識別できる基準である。

【0003】

従来の非侵襲的な血圧測定技術のほとんどは、測定者が聴診器やマイクなどの音声受信手段を介して特定の血管位置に相当する表皮位置で聴取することに頼るものであり、自らの経験に基づいてその音からコロトコフ音の段階を区別し、それによって収縮期圧および拡張期圧を明らかにする時点を判定するものである。しかしながら、このような識別方法は、客観的な基準のない経験に基づいているにすぎず、その聴取プロセスは、外部ノイズの影響を非常に受けやすい。この問題の視点から、コロトコフ音が血管壁の振動に由来することを勘案すると、理論的には、測定プロセスでの外部ノイズの干渉を避けるために、体表面の振動を測定することでコロトコフ音の状態と一致する波形を得ることが可能である。

【0004】

例えば、圧力センサを介して血圧を測定する技術は、米国特許出願第１１／３７００２０号に記載されている。米国特許出願第１１／３７００２０号は、波形図を生成するために振動関連の手段を採用し、波形図に示された波形の特定種類のノッチ（例えば図５に示した波形Ｗ１のノッチＮ１、詳細は後述）の出現および消失に従って収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定する。しかしながら、例えば米国特許出願第１１／３７００２０号に記載の技術で生成された波形には、多くのノイズ（例えば図５に示した波形Ｗ１のノッチＮ２およびＮ３、詳細は後述）がある。ノッチが人間の観察で見分けられたものであっても機械の視覚で見分けられたものであっても、ノイズによって誤判定が生じる可能性が高く、血圧測定および動脈硬化指数の算出など、その後の心臓血管治療の精度にさらに影響を及ぼす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願第１１／３７００２０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、当該技術分野では、上記のノイズを効果的に抑制する血圧測定方法を提供する新たな方法が緊急に必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

少なくとも上記の問題を解決するために、本開示は、血圧測定装置を提供する。本血圧測定装置は、信号変換回路および信号変換回路に電気接続されたプロセッサを含んでいてよい。信号変換回路は、振動センサから振動信号を受信してよく、振動信号は、対象領域を測定することで、振動センサによって生成されてよい。さらに、信号変換回路は、振動信号をデジタル信号に変換するようにも構成されてよい。プロセッサは、デジタル信号に対してフィルタリング処理を行うように構成されてよい。フィルタリング処理は、デジタル信号の特定の範囲内で対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含む。さらに、プロセッサは、フィルタリングされたデジタル信号に応じて、収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して、血圧測定結果を生成するようにも構成されてよい。

【0008】

さらに、フィルタリング処理は、デジタル信号内の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分をさらに除去してよい。

【0009】

さらに、フィルタリング処理は、デジタル信号内の１５Ｈｚよりも低い周波数を含む信号成分をさらに除去してよい。

【0010】

さらに、信号変換回路は、３つの抵抗器を含んでいてよく、この３つの抵抗器は、振動センサと併せてホイートストンブリッジを構成し、信号変換回路は、ホイートストンブリッジに電気接続された差動信号増幅器と、差動信号増幅器に電気接続された低域フィルタと、低域フィルタおよびプロセッサに電気接続されたアナログデジタル変換器とをさらに含む。ホイートストンブリッジは、振動信号を一対の差動信号に変換してよく、差動信号増幅器は、ホイートストンブリッジから差動信号の対を受信して、差動信号の対を増幅信号に変換するように構成されてよい。低域フィルタは、増幅信号をフィルタリングするように構成されてよい。アナログデジタル変換器は、フィルタリングされた増幅信号をデジタル信号に変換するように構成されてよい。

【0011】

さらに、血圧測定装置は、脈押圧要素と、プロセッサおよび脈押圧要素に電気接続された気圧感知回路とをさらに含んでいてよい。プロセッサはさらに、脈押圧要素を制御して対象領域に圧力をかけるように構成されてよく、気圧感知回路は、脈押圧要素に対応する圧力信号を生成し、その圧力信号をプロセッサに供給するように構成されてよい。さらに、プロセッサは、収縮期圧判定時点、拡張期圧判定時点および圧力信号に応じて血圧測定結果を生成する。

【0012】

さらに、プロセッサは、有限インパルス応答デジタルフィルタを実装することによってフィルタリング処理を行ってよい。

【0013】

さらに、血圧測定装置は、振動センサをさらに含んでいてよく、振動センサは、金属ダイヤフラムを含んでいてよい。さらに、振動センサは、圧電抵抗性のひずみゲージであってよく、金属ダイヤフラムは、銅合金で作製されてよい。さらに言えば、金属ダイヤフラムの材料は、燐青銅であってよい。

【0014】

少なくとも上記の問題を解決するために、本開示はさらに、血圧測定方法を提供する。本方法は、血圧測定装置を用いて実行してよく、
振動センサから振動信号を受信し、振動信号は、対象領域を測定することによって振動センサによって生成される工程と、
振動信号をデジタル信号に変換する工程と、
デジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理は、デジタル信号の特定の範囲内で、対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含む工程と、
フィルタリングされたデジタル信号に応じて収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して血圧測定結果を生成する工程と
を含んでいてよい。

【0015】

少なくとも上記の問題を解決するために、本開示はさらに、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、電子演算装置にロードされた後、本開示による前述の血圧測定方法を電子演算装置に実行させるとしてよい。

【0016】

上記の説明によれば、本開示に従って提供する血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品は、振動センサから得たデジタル信号内の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去できる。このフィルタリング処理により、信号の特徴はコロトコフ音の結果と一致する傾向にあるため、ノイズレベルは、先行技術のものよりも低い。したがって、本開示に従って提供する血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品は、（前述したように）技術分野でノイズが血圧判定に影響を及ぼすという長年の技術的課題を実際に改善するものであり、同時にその後の心血管状態の評価の精度をさらに向上させることができるものである。

【0017】

この概要の節は、本開示の全体的な概念を説明し、本開示で解決できる課題、本開示で採用できる手段、および本開示で達成できる効果を網羅して、本開示の基本的な理解を当業者に提供するものである。ただし、概要の節のこれらの段落は、本開示の全実施形態を要約することを意図しているのではなく、本開示の中核となる概念のみを後続の詳細な説明への導入部分として簡易な形式で提示するものであることを理解されたい。以下、本開示の詳細な技術および実装を添付の図面を参照して説明し、当業者が本発明の特許請求の範囲に記載の技術的特徴を理解できるようにする。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の１つ以上の実施形態による血圧測定装置の概略図である。

【図2】図１に示した血圧測定装置の振動センサの概略図である。

【図3】図１に示した血圧測定装置の信号変換回路の概略図である。

【図4】図１に示した血圧測定装置の気圧感知回路の概略図である。

【図5】本開示の１つ以上の実施形態による血圧測定装置で生成された波形、および先行技術で生成された波形の概略図である。

【図6】本開示の１つ以上の実施形態による血圧測定方法のフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１～図６に示した内容は、本開示の実施形態を説明するための例示的な例にすぎず、本開示の特許請求の範囲を限定する意図はない。

【0020】

以下、本開示に従って提供する、血圧測定装置および血圧測定方法ならびにそのコンピュータプログラム製品を、実施形態を通して説明する。ただし、これらの実施形態は、本開示をこれらの実施形態に記載したいかなる環境、用途または実装にも限定する意図はない。したがって、これらの実施形態の記述は、本開示を説明することのみを目的としているのであって、本開示の範囲を限定するものではない。以下の実施形態および添付の図面では、本開示に関係のない要素は描写から省略されており、個々の要素の寸法および次元スケールは、説明のためだけに提供されているのであって、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。

【0021】

図１を参照されたい。本開示の第１の実施形態は、血圧測定装置１であり、この装置は、少なくとも信号変換回路１１と、信号変換回路１１に電気接続されたプロセッサ１２とを備えていてよい。総じて、信号変換回路１１は、振動センサ１１１から振動信号Ｄ１を受信し、その振動信号Ｄ１をデジタル信号Ｓ１に変換するように構成されてよい。プロセッサ１２は、デジタル信号Ｓ１に対してフィルタリング処理を行って、フィルタリングされたデジタル信号Ｓ１に応じて収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して、血圧測定結果Ｅ１を生成するように構成されてよい。

【0022】

プロセッサ１２は、信号を処理する能力のあるマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラなどのいずれか１つであってよい。マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラは、計算、記憶、出力／入力などができるプログラム可能な特殊集積回路の一種であり、あらゆる種類のコード化された命令を受け入れて処理し、様々な論理演算および算術演算を実行し、対応する演算結果を出力することができる。プロセッサ１２は、血圧測定装置１内のデータを処理するための様々な命令を解釈し、様々な演算手順またはプログラムを実行するようにプログラムされてよい。

【0023】

振動センサ１１１の構造の一例を描いた図２を参照されたい。いくつかの実施形態では、振動センサ１１１は、少なくともひずみゲージ１１１ｄおよび金属ダイヤフラム１１１ｅを備えていてよい。金属ダイヤフラム１１１ｅは、ひずみゲージ１１１ｄに取り付けられてよい。

【0024】

いくつかの実施形態では、金属ダイヤフラム１１１ｅの厚みは、０．１～０．２ｃｍの範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、金属ダイヤフラム１１１ｅは、銅または銅合金で作製されてよい。いくつかの実施形態では、銅合金は、燐青銅であってよい。さらに、いくつかの実施形態では、ひずみゲージ１１１ｄは、圧電抵抗性のひずみゲージであってよい。

【0025】

ひずみゲージ１１１ｄおよび金属ダイヤフラム１１１ｅを保護するために、振動センサ１１１は、ひずみゲージ１１１ｄを覆う保護カバー１１１ｃと、ひずみゲージ１１１ｄおよび金属ダイヤフラム１１１ｅを取り囲むハウジング１１１ｂと、ハウジングを覆う背面カバー１１１ａとをさらに備えていてよい。また、いくつかの実施形態では、振動センサ１１１は、金属ダイヤフラム１１１ｅと対象領域との直接の接触を避けるために、金属ダイヤフラム１１１ｅの下に配置されたシリコーンダイヤフラム１１１ｆをさらに備えていてよい。

【0026】

図１と図２を同時に参照すると、振動センサ１１１は、図１に示した腕Ａ１など、被験者の対象領域に密着するように配置されてよく、対象領域（例えば上腕動脈の位置）の振動を感知することによって対応する振動信号Ｄ１を生成してよい。

【0027】

いくつかの実施形態では、ひずみゲージ１１１ｄのこの感知方法により、血圧測定装置１は、測定中に環境ノイズに影響されるのを回避できる。また、いくつかの実施形態では、金属ダイヤフラム１１１ｅの材料を選定することにより、被験者の配置および動きに対する血圧測定装置１の要件はゆるくなっている。例えば、本発明者が試験したところ、金属ダイヤフラム１１１ｅが燐青銅製であることにより、被験者は、血圧測定のプロセスで通常の活動（例えば腕を動かすこと）を適度に行うことができ、完全にじっとしている必要はない。

【0028】

振動センサ１１１によって生成された振動信号Ｄ１は、信号変換回路１１に供給されてデジタル信号に変換されてよい。図３を参照すると、信号変換回路１１は、３つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３を含んでいてよい。この３つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、振動センサ１１１と併せてホイートストンブリッジ１１２を構成してよい。ホイートストンブリッジ１１２は、振動信号Ｄ１を一組の差動信号に変換してよく、信号変換回路１１は、ホイートストンブリッジ１１２に電気接続された差動信号増幅器１１３をさらに含んでいてよく、差動信号増幅器１１３は、ホイートストンブリッジ１１２から差動信号の対を受信して差動信号の対を増幅信号に変換するように構成されてよい。信号変換回路１１は、差動信号増幅器１１３に電気接続された低域フィルタ１１４をさらに含んでいてよく、低域フィルタは、増幅信号をフィルタリングするように構成されてよい。

【0029】

また、信号変換回路１１は、低域フィルタ１１４およびプロセッサ１２に電気接続されたアナログデジタル変換器１１５をさらに含んでいてよく、アナログデジタル変換器１１５は、フィルタリングされた増幅信号をデジタル信号Ｓ１に変換し、そのデジタル信号Ｓ１をプロセッサ１２に供給するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、デジタル信号Ｓ１は、サンプリング周波数に応じて増幅信号を連続的にサンプリングすることで、アナログデジタル変換器１１５によって得られた増幅信号に対する一連の離散値で構成される。

【0030】

図３の低域フィルタ１１４およびアナログデジタル変換器１１５の詳細および実装は、当業者に理解されるはずであるため、本開示ではこれ以上説明しない。

【0031】

図１および図４を同時に参照されたい。いくつかの実施形態では、血圧測定装置１は、脈押圧要素Ｂ１と、プロセッサ１２および脈押圧要素Ｂ１に電気接続された気圧感知回路１３とをさらに含んでいてよい。脈押圧要素Ｂ１は、脈押圧ベルトＣ１、空気管Ｑ１、膨張ポンプ（図示せず）、および収縮弁（図示せず）を含んでいてよい。気圧感知回路１３は、気圧センサ１３１と、気圧センサ１３１に連結している低域フィルタ１３２と、低域フィルタ１３２に連結しているアナログデジタル変換器１３３とを含んでいてよい。図４の気圧センサ１３１、低域フィルタ１３２およびアナログデジタル変換器１３３の詳細および実装は、当業者に理解されるはずであるため、本開示ではこれ以上説明しない。

【0032】

脈押圧ベルトＣ１は、振動センサ１１１を収容し得るスペースを有していてよく、よって振動センサ１１１は、そのスペースに配置されてよい。あるいは、振動センサ１１１は、接着装着、留め具、磁気引力などによって脈押圧ベルトＣ１に固定されてよい。

【0033】

膨張ポンプは、電気モータでピストンが駆動される構造を有していてよく、空気管Ｑ１を介して脈押圧ベルトＣ１を膨張させることができる。収縮弁は、電磁構造の空気弁であってよく、これにより脈押圧ベルトＣ１を膨張後に安定して収縮させることができる。

【0034】

プロセッサ１２は、空気管Ｑ１を介して脈押圧ベルトＣ１を膨張させるよう膨張ポンプを制御するように構成されてよく、それによって対象領域に圧力をかけて血管の血液循環を遮断し、その後、収縮弁を制御して脈押圧ベルトＣ１内の空気を安定して解放し、それによって対象領域にかけた圧力を徐々に弱める。加圧および減圧のプロセスで、気圧感知回路１３の気圧センサ１３１は、対応する圧力信号Ｐ１を生成してよく、圧力信号Ｐ１は、低域フィルタ１３２およびアナログデジタル変換器１３３で処理された後にプロセッサ１２に供給されてよい。また、気圧感知回路１３の膨張加圧および収縮減圧の作用は、プロセッサ１２の命令に従って実行されてよい。

【0035】

次に図５を参照すると、プロセッサ１２によるフィルタリング処理の前と後のデジタル信号Ｓ１がそれぞれ波形Ｗ１と波形Ｗ３で示されているとしてよく、気圧感知回路１３によって生成された圧力信号Ｐ１は、波形Ｗ２で示されているとしてよい。図５では、縦軸は、圧力を水銀柱ミリメートルで表し（ｍｍＨｇ）、横軸は時間を表しているが、図５に示した縦軸の圧力の大きさは、波形Ｗ２のみに当てはまり、波形Ｗ１およびＷ３は、波形Ｗ２に示した圧力変化と波形Ｗ１およびＷ３に示した特徴との間の時間的相関を総合的に判定するために、波形Ｗ２の周りに添えているだけである。

【0036】

ノッチＮ２およびノッチＮ３と同様のノイズを波形Ｗ１に多数観察でき、ノイズは、その後の血圧測定プロセスには極めて不都合である。例えば、ノッチＮ２およびノッチＮ３は、ノッチＮ１の出現および消失を特定することによってコロトコフ音が出現する位置を評価する際、または収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定する際に、誤判定を引き起こす可能性が極めて高い。

【0037】

前述の誤判定の問題を解決するために、プロセッサ１２は、デジタル信号Ｓ１を受信した後にデジタル信号Ｓ１に対してフィルタリング処理を行ってよい。具体的には、フィルタリング処理は、デジタル信号Ｓ１の特定範囲内で対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含んでいてよい。例えば、具体的な範囲は、脈押圧要素Ｂ１の減圧開始後の一定時間であってよく、例えば図５に示した範囲は約１５秒である。血圧測定を実施する際は、普通の被験者には約１８０ｍｍＨｇまで加圧されるが、高血圧症の被験者には約２００～２４０ｍｍＨｇまで加圧されてよく、減圧速度は１秒あたり約４～５ｍｍＨｇであってよく、全体の減圧は約２０～３０秒で完了するとしてよい。また、「主成分波」という用語は、解析対象となる特徴（例えば波形Ｗ１のノッチＮ１および同じ構造を有する他の特徴）を含む波を指す。「ノイズ」という用語は、波形Ｗ１のノッチＮ２およびノッチＮ３など、誤判定を引き起こす可能性のある信号内容を指す。

【0038】

ノイズを除去するために、いくつかの実施形態では、フィルタリング処理は、デジタル信号Ｓ１内の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分を除去することを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、フィルタリング処理はさらに、デジタル信号Ｓ１内の１５Ｈｚよりも低い周波数を含む信号成分を除去することも含んでいてよい。すなわち、フィルタリング処理では、１５Ｈｚ～７０Ｈｚの内容を保持する。

【0039】

いくつかの実施形態では、プロセッサ１２は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタを実装することによってフィルタリング処理を行ってよく、ＦＩＲデジタルフィルタは、バンドパスモードに設定されてよい。

【0040】

前述のフィルタリング処理を通して、プロセッサ１２は、ノッチＮ２およびノッチＮ３の存在を大幅に除去し、同時に、波形Ｗ１のノッチＮ１で表されている元の特徴と一致する特徴分布を保持する。本発明者が実験を重ねた結果、波形Ｗ３の特徴分布（すなわち主要インパルスの分布）は、人工聴診で得たコロトコフ音の特徴分布と一致する傾向にある。したがって、プロセッサ１２は、波形Ｗ３のこの特徴分布の形に従って収縮期圧判定時点Ｔ１および拡張期圧判定時点Ｔ２を判定してよく、例えば、最初のコロトコフ音の特徴が収縮期圧判定時点Ｔ１として現れる位置を判定し、最後に特定したコロトコフ音の特徴の位置を拡張期圧判定時点Ｔ２であると判定してよい。

【0041】

いくつかの実施形態では、プロセッサ１２は、波形Ｗ３にコロトコフ音の特徴があるかどうかをプロセッサ自体で判定してよい。具体的には、図５の波形Ｗ３は離散データ群の数値の累積によって形成されているということから、プロセッサ１２は、特定の時間間隔でのこの離散データ群の数値変化量と閾値との比較結果に従って、波形Ｗ３の各インパルスがコロトコフ音の特徴に属するかどうかを判定してよい。例えば、その時間間隔は１５秒であってよく、変化量に対応する閾値は１０％であってよい。したがって、つまりプロセッサ１２は、波形Ｗ３に対応する離散データ群の数値が１５秒以内に１０％を超えて変化している場合、波形Ｗ３のその時間間隔に対応するインパルス位置がコロトコフ音の特徴を有するとみなしてよい。

【0042】

収縮期圧判定時点Ｔ１および拡張期圧判定時点Ｔ２を判定した後、プロセッサ１２は、波形Ｗ２に対応する収縮期圧判定時点Ｔ１、拡張期圧判定時点Ｔ２、および圧力信号Ｐ１に従って血圧測定結果Ｅ１を生成してよい。例えば、図５の例では、収縮期圧判定時点Ｔ１および拡張期圧判定時点Ｔ２で測定した血圧値は、それぞれ１０７ｍｍＨｇおよび６８ｍｍＨｇである。

【0043】

いくつかの実施形態では、プロセッサ１２は、波形Ｗ３のピーク間隔に従って心拍数を計算し、心拍数情報を血圧測定結果Ｅ１に組み込んでよい。

【0044】

いくつかの実施形態では、血圧測定装置１は、プロセッサ１２と電気接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１４をさらに備えていてよく、Ｉ／Ｏインターフェース１４は、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、全世代の３．５／２．５ｃｍオーディオホールなどの伝送インターフェースであってよいが、これに限定されない。血圧測定装置１は、入力／出力インターフェース１４（ディスプレイ、スピーカ、振動具（視覚障害者および聴覚障害者に振動形態で情報を提供するもの）など）に電気接続された装置を介して使用者に血圧測定結果Ｅ１を提示してよい。

【0045】

前述の血圧測定装置１の内部および／または外部に関わる要素間の電気接続は、直接的であってもよいし（すなわち要素が間に他の要素を介さずに互いに接続される）または間接的であってもよい（すなわち要素が他の要素を介して互いに接続される）ことに留意されたい。

【0046】

また、低域フィルタ１１４およびプロセッサ１２は、それぞれが異なるフィルタリング処理を行い、各々の用途および実装方法が異なる点にも留意されたい。最初に、低域フィルタ１１４は、差動信号増幅器１１３からのアナログ信号に対してフィルタリング処理を行い、プロセッサ１２は、アナログデジタル変換器からのデジタル信号に対してフィルタリング処理を行う。さらに重要なことは、低域フィルタ１１４の目的は、増幅信号の高周波数成分のみを差動信号増幅器１１３から除去すること、そして低域フィルタ１１４は、人体の脈拍に対応する主成分波を概ね保持することのみを目的としているため、図５の波形Ｗ１に示したように、主成分波の周りには、プロセッサ１２が主成分波の特徴を識別するのに好ましくない多くのノイズがあるということである。低域フィルタ１１４とは異なり、プロセッサ１２によって行われるデジタルフィルタリングは、主成分波の周りのノイズ（例えば図５に示したノッチＮ２およびノッチＮ３）を除去するために特別に用いられる。なぜならこれらのノイズは、主成分波にみられる特徴をプロセッサ１２が識別するのに好ましくないからである。また、図５に示したように、プロセッサ１２によって特別にフィルタリングされた波形Ｗ３は、波形Ｗ１と比較して、主成分波の周りのノイズを効果的に低減する。

【0047】

いくつかの実施形態では、プロセッサ１２はさらに、生成された波形Ｗ３を、人工知能モデルを訓練するための訓練データとして使用してよく、その後、訓練された人工知能モデルを用いて各入力波形のコロトコフ音の特徴を識別するとしてよい。

【0048】

図６を参照すると、本開示の第２の実施形態は、血圧測定装置で実行されてよい血圧測定方法６であり、本方法は、
振動センサから振動信号を受信し、振動信号は、対象領域を測定することによって振動センサによって生成される工程（６０１と表記）と、
振動信号をデジタル信号に変換する工程（６０２と表記）と、
デジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理は、デジタル信号の特定の範囲内で対象領域の脈拍に対応する主成分波の周りのノイズを除去することを含む工程（６０３と表記）と、
フィルタリングされたデジタル信号に応じて収縮期圧判定時点および拡張期圧判定時点を判定して血圧測定結果を生成する工程（６０４と表記）と
を含んでいてよい。

【0049】

いくつかの実施形態では、血圧測定方法６に関して、フィルタリング処理はさらに、デジタル信号の７０Ｈｚよりも高い周波数を含む信号成分を除去することを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、フィルタリング処理はさらに、デジタル信号の１５Ｈｚ未満の周波数を含む信号成分を除去することを含んでいてよい。また、いくつかの実施形態では、血圧測定装置は、有限インパルス応答デジタルフィルタを実装することによってフィルタリング処理を行ってよい。

【0050】

いくつかの実施形態では、血圧測定方法６はさらに、
対象領域に圧力をかけるために脈押圧要素を制御する工程と、
脈押圧要素に対応する圧力信号を生成し、血圧測定装置は、収縮期圧判定時点、拡張期圧判定時点および圧力信号に従って血圧測定結果を生成する工程と
を含んでいてよい。

【0051】

いくつかの実施形態では、血圧測定方法６に関して、振動センサは、金属ダイヤフラムを含んでいてよく、金属ダイヤフラムは、銅合金で作製されてよい。さらに、いくつかの実施形態では、銅合金は、燐青銅であってよい。また、いくつかの実施形態では、振動センサは、圧電抵抗性のひずみゲージを含んでいてよい。

【0052】

血圧測定方法６の各実施形態は、基本的に血圧測定装置１の特定の実施形態に対応している。したがって、血圧測定方法６の対応する実施形態はすべて、単純に血圧測定装置１に関する上記の説明を参照すれば、血圧測定方法６の各実施形態が上記の説明で個別に詳述されていなくとも、当業者が完全に理解し、実現することが可能である。

【0053】

本開示の第３の実施形態は、第２の実施形態の血圧測定方法６に従って実装されるコンピュータプログラム製品である。本コンピュータプログラム製品を電子演算装置で読み込むと、電子演算装置は、第２の実施形態で説明した血圧測定方法６の各実施形態の対応する工程を実行する。コンピュータプログラム製品とは、コンピュータ可読プログラムを搭載した物品を指し、非一時的な有形の機械可読媒体などの外部形式に限定されず、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、モバイルハードディスク、磁気テープ、ネットワークデータベース、クラウドノード、または同じ機能を有し、当業者に公知であるその他の任意のコンピュータソフトウェア記憶媒体だが、これに限定されない。

【0054】

以上の開示は、本開示の詳細な技術内容および発明性のある特徴に関するものである。当業者は、説明した本開示および本発明の提案に基づいて、その特徴から逸脱することなく、多様な修正および置換を行ってよい。しかしながら、このような修正および置換は、上記の説明に完全に開示されてはいないが、添付されている以下の特許請求の範囲に実質的に含まれている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】