CN113939225B 血压估计装置、血压估计方法以及血压估计程序 （国立大学法人东北大学）

2021.12.02PCT/JP2020/021822202WO2020/246480JA2020.12.10US2018078155A1,2018.03.22能够以较少的处理步骤根据脉搏波信号直测部(313)，其在该生物体的第1位置检测第1脉物体的与该第1位置在铅垂方向上隔着距离的第2位置检测第2脉搏波信息；以及血压估计部该第1脉搏波信息与由该第2脉搏波信息检测部得到的该第2脉搏波信息的比较值信息，估计该2第2脉搏波信息检测部，其在所述生物体的与所述第血压估计部，其基于根据由所述第1脉搏波信息检测部得到的所所述第2脉搏波信息检测部得到的所述第2脉搏波信息而得到的所述第1位置和所述第2位所述第1脉搏波信息和所述第2脉搏波信息分别作为视频信号被取得，所述血压估计部通过向血压函数输入所述脉搏波振幅信息来估计所述生物体的血压，所述脉搏波振幅信息是所述第1脉搏波信息与所述第2脉搏波信息的脉搏波振幅比信所述血压估计部除了基于所述脉搏波振幅比信息之外，还基于所述第1位所述血压估计部根据如下的式(1)来估计所述生物体所述脉搏波振幅信息是所述第1脉搏波信息与所述第2脉搏波信息的脉搏波振幅的差所述血压估计部基于所述差信息来估计所述生物体所述血压估计装置具有偏差系数决定部，该偏差系数决定部根据所述第1脉搏波信息和所述第2脉搏波信息以及所述生物体的基准位置处的所述生物体的血压信息和脉搏波信从所述生物体的双手中的一方取得所述第1脉搏波信息，并且从所述双手中的另一方3从所述生物体的双手中的一方取得所述第1脉搏波信息，并且使所述双手中的另一方根据在铅垂方向的相同位置取得的所述生物体的不同的规定部位的脉搏波信息而求第2脉搏波信息检测步骤，在所述生物体的与所述第基于根据在所述第1脉搏波信息检测步骤中得到的所述第1脉搏波信息与在所述第2脉搏波信息检测步骤中得到的所述第2脉搏波信息而得到的所述第1位置和所述第2位置处的在所述生物体的与所述第1位置在铅垂方向上隔着距离的第2位置检测第2脉搏波信基于根据所述第1脉搏波信息与所述第2脉搏波信息而得到的所述第1位置和所述第24搏波信号与离心脏远的部位(远位部)的视频脉搏波信号之间的相位差作为与血压相关的期的边界时刻与赋予该视频脉搏波的基波的极值的时刻之间的差作为与血NoriyasuHomma,TomoyukiYambe:Contactlesstechniqueformeasuringblood-pressurevariabilityfromoneregioninvideoplethysmography,JournalofMedicalandBiologicalEngineering.pp.1-10,(2018)/10.1007/s40846-018-0388-8.出这些参数，需要在每个对象者通过某种方法产生血压变动的状况下，基于使用以往的接5到的该第1脉搏波信息与由该第2脉搏波信息检测部得到的该第2脉搏波信息的比较值信息位置检测出的第1脉搏波信息与在生物体的与第1位置在铅垂方向上隔着距离的第2位置检测出的第2脉搏波信息的比较值信息(优选为脉搏波振幅信息)来估计生物体的血压，由此[0023]图6是表示在本实施方式中得到的脉搏波信号的图，(a)得装置2以及输出装置4均与信息处理装置3以能够通过有线或无线相互通信的方式连接。[0029]视频取得装置2是用于以非接触状态拍摄生物体(以下，也称为对象者)的身体的6[0032]视频取得装置2的台数没有特别限定。可以从来自1台视频取得装置2的视频中提器3B中展开并执行后述的存储部3C中存储的血压估计程序，能够实现血压估计装置1的功象者)的第1位置检测第1脉搏波信息，在生物体的沿铅垂方向与第1位置隔着距离的第2位[0041]上述的存储器3B或存储部3C能够存储实现信息处理装置3的各种功能的全部或一取部可以包括能够连接或插入计算机可读取的记录介质3F的7中产生脉压(最大血压与最小血压之差)。该脉压严格来说根据各处的血管的硬度而不同，动。由于该变动，产生每次波动的最大值与最小值之差(最大值的峰值与最小值的谷值之[0052]基于上述内容，利用了任意的在铅垂方向上具有高低差的至少2个部位的测量位置的高度信息与在该位置测量出的脉搏波信号的脉搏波振幅J之间的关系性，能够根据脉[0055]根据在先研究(BenjaminGavish:Arterialstiffness:Goingastepbeyond,AmericanJournalofHypertension(2016))，已知血管的压力P[mmHg]和血管的截面积Aγ的平均的值83.42[0077]视频脉搏波的信号值的基于血压的微分也可以利用收缩期及扩张期的脉搏波信9[0083]可以假定为式(7)与测量部位的高低无关，在任意部位的血压P与脉搏波振幅J之[0090]若使用脉搏波信号的收缩期(最大值)与扩张期(最小值)之差、即脉搏波振幅J=S[0124]式(20)中的脉搏波信号的振幅(脉搏内的最大值与最小值之差)的低处相对于高脉搏波信号的振幅(脉搏内的最大值与最小值之差)的低处相对于高处的比信息R＝JL/JH、能够无需应用回归式而简便地估计具有测量量的本来的单位[mmHg]的绝对值[0136]实施方式的血压估计装置1基于上述原理，基于表示视频信号的亮度值的时间变化的视频脉搏波的信号值(视频脉搏波信号)的脉搏波振幅的低处相对于高处的比信息R=各测量位置(对象者的高处的测量位置相当于所述生物体的第1位置或第2位置，对象者的低处的测量位置相当于所述生物体的第2位置或第1位置)的铅垂方向的距离，检测各个位置的视频脉搏波信号(脉搏波信息)，基于检测出的各个视频脉搏波信号(高处测量位置的视频脉搏波信号相当于所述生物体的第1位置的第1脉搏波信息或第2位置的第2脉搏波信息，低处测量位置的视频脉搏波信号相当于所述生物体的第2位置的第1脉搏波信息或第1位置的第2脉搏波信息)的脉搏波振幅的比较值信息来估[0144]视频信号取得部311经由视频取得装置2取得表示对象者的身体的规定部位的视可以通过经由网络或电气线路等接收包含视频信号的数据来取得存储于外部的通信终端[0146]测量区域检测部312检测由视频取得装置2取得的视频信号的视频中包含的对象[0148]测量区域检测部312也可以将规定部位的区域作为追踪区域进行追踪处理。作为索前帧图像内的追踪区域中的图像的特征量与当前帧图像的追踪候选区域中的图像的特[0149]测量区域检测部312对构成视频的各帧分别执行上述的检测处理，将各帧中的区[0155]脉搏波信息检测部(第1脉搏波信息检测部、第2脉搏波信息检测部)313根据由测量区域检测部312检测出的对象者的特定部位的皮肤区域的视频信号，检测表示每个测量检测视频脉搏波信号(第1脉搏波信息)，从在高处取得的视频信号中检测视频脉搏波信号作为时间变化曲线的视频脉搏波。脉搏波信息检测部313也可以在根据视频信号进行绿色[0157]在图6的(a)、图6的(b)中示出在本实施方式中检测出的视频脉搏波信号。图6的(a)表示高处的手掌区域的视频脉搏波信号IH，图6的(b)表示低处的手掌区域的视频脉搏对于高处的比，根据从脉搏波信息检测部313输入的高处和低处的手掌区域各自的脉搏波[0161]偏差系数α是利用表1所示的文献值或者袖带式血压计等对对象者进行测量而求先保存程序，通过使CPU3A执行该程序而使CPU3A分别发挥所述处理部31的功能要素的功部位的视频的视频信号。视频信息存储部321将视频信号与拍摄对象者的时间信息对应起存储部323按每个对象者存储将估计日期时间与测量结果关[0174]参照信息存储部324将由血压估计部314在估计处理中参照的参照信息存储为偏[0178]接着，信息处理装置3的测量区域检测部312从视频信号取得部311接收在步骤S1[0179]同样地，信息处理装置3的测量区域检测部312根据在步骤信息检测部313接收在步骤S1中取得的视频信号和在步骤S4中测量区域检测部312检测出的第2位置信息，并基于它们来检测第2位置处的视频脉搏波信号(第2脉搏波信息)(步骤[0180]接着，信息处理装置3的血压估计部314根据在步骤S2和S4中检测出的第1位置信的血压(以下，称为真值血压)之间的相关系数和均方根误差RMSE(rootmeansquared0.5731.70.6154.60.5351.20.897.150.6168.8信号计算或检测出的、测量区域检测部312检测出的对象者的特定部位的高处和低处的测量位置、以及脉搏波信息检测部313检测出的高处和低处的脉搏波信息的脉搏波振幅的比压估计装置1不对仅能够根据视频信号检测的值应用回归式而直接进行血压估计，因此能[0224]式(29)的右边能够实测，因此KD是已知的。若将该值表示为G＝KD，则则根据式0和P0代入式(31)来决定α*，则之后能够使用式(32)更容易地根据脉搏波振幅J来估将基于式(32)计算出的偏差系数α*存储[0298]如果RLR为常数，则能够校正在右手的脉搏波振幅ΔJright与左手的脉搏波振幅Δ[0307]通过使用简便地得到的每个部位的脉搏波振幅比RLR来校正每个部位的