DE112011104312T5

DE112011104312T5 - Blutdruckinformation-Messeinrichtung und Verfahren für das Berechnen des Indexes des Grades der Arteriosklerose mit dieser Einrichtung

Info

Publication number: DE112011104312T5
Application number: DE201111104312
Authority: DE
Inventors: Kenji Fujii; Tatsuya Kobayashi; Toshihiko Ogura
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-10-10
Also published as: JP5929759B2; CN103260503A; US20120172734A1; CN103260503B; WO2012077666A1; JPWO2012077666A1; US9119535B2

Abstract

Eine Blutdruckmesseinrichtung berechnet genau einen Index, welcher nützlich für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose ist, durch genaues Detektieren einer Differenz in der Zeit des Auftretens einer Ausstoßwelle und einer reflektierten Welle in einer Blutdruckwellenform. Die Einrichtung stellt einen Schwellwert ein, basierend auf einem Index, welcher eine Charakteristik der Blutdruckwellenform ausdrückt, mit Bezug auf den Punkt des Auftretens der reflektierten Welle in dem Blutdruck, und schätzt einen Anstiegspunkt der reflektierten Welle durch Berechnen eines x-Koordinatenwertes eines Punktes basierend auf einer Maximalamplitude der reflektierten Welle und des Schwellwertes. Die Einrichtung erhält den Index des Grades der Arteriosklerose durch Berechnen einer Zeitdifferenz im Auftreten zwischen der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle basierend auf dem geschätzten Anstiegspunkt der reflektierten Welle.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blutdruckmesseinrichtung und ein Verfahren des Berechnens eines Indexes des Grades der Arteriosklerose, wobei diese Einrichtung benutzt wird, und im Speziellen auf eine Blutdruckmesseinrichtung, welche Blutdruckdaten misst, welche beim Bestimmen eines Indexes der Arteriosklerose nützlich sind, und ein Verfahren des Berechnens des Indexes des Grades der Arteriosklerose, wobei diese Einrichtung benutzt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher bestimmten Einrichtungen den Grad der Arteriosklerose durch das Herausfinden der Geschwindigkeit der Pulswellen, welche vom Herzen ausgesendet werden (PWV: Pulswellengeschwindigkeit). Da die Geschwindigkeit der Pulswellenausbreitung schneller wird, wenn die Arteriosklerose fortschreitet, ist die PWV eine nützliche Anzeige für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose und sie wurde fortwährend in medizinischen Einrichtungen etc. allgemein als der Standard-Indikator für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose bis zum heutigen Zeitpunkt benutzt. Die PWV-Messeinrichtungen messen die Pulswellen durch Befestigen einer Manschette etc. an wenigstens zwei Orten, wie z. B. dem Oberarm oder den unteren Extremitäten etc., und dadurch sind sie in der Lage, den Zeitunterschied zwischen dem Auftreten jeder Pulswelle (der ausgestoßenen Welle, der reflektierten Welle), aus der Länge etc. der Arterie an den zwei Punkten zu berechnen, wo die Manschetten etc. befestigt sind, um die Pulswelle zu messen. Diese Zeitdifferenz wird als die Tr (Laufzeit der reflektierten Welle) benutzt und ist ein anderer Indikator des Grades der Arteriosklerose.
Das Gerät, welches erforderlich ist, um die zuvor erwähnte PWV-Messung durchzuführen, ist jedoch teuer. Außerdem, wegen des Erfordernisses, die Manschetten an wenigstens zwei Orten zu befestigen, wie z. B. an dem Oberarm oder an den unteren Extremitäten etc., um die Pulswelle zu messen, ist es schwierig, die Pulswelle-Ausbreitungsgeschwindigkeit PWV leicht zu Hause zu messen. Entsprechende wurden Technologien vorgeschlagen, mit welchen der Grad der Arteriosklerose nur aus der Pulswelle an dem Oberarm oder der Karotid-Arterie bzw. Halsschlagader bestimmt wird.
Die Technologie für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose aus der Pulswelle nur an dem Oberarm, wie z. B. in dem offengelegten Patent 2004-113593 (”Patentreferenz 1”) (dessen Veröffentlichung hier als Referenz eingearbeitet ist), offenbart eine Evaluierungseinrichtung, welche eine Manschette für das Messen der Pulswelle und eine Druckmanschette, welche das periphere Ende komprimiert, bereitstellt. Durch das Benutzen dieser Einrichtung ist es möglich, das periphere Ende zu komprimieren, während die Pulswelle an dem Herzende gemessen wird. Durch diese Einrichtung kann die Ausstoßwelle, welche vom Herzen ausgestoßen wird, von der reflektierten Welle von der Iliac-Arterienverzweigung und verschiedenen Teilen der Arterie getrennt werden. Damit ist es möglich, den Grad der Arteriosklerose durch das Berechnen der Zeitdifferenz und das Verhältnis der Stärke der Spitzen der fortschreitenden Wellenkomponente und der reflektierten Komponente(n) zu bestimmen.
Um den Grad der Arteriosklerose durch die Technologieeinrichtung, welche in der Patentreferenz 1 veröffentlicht ist, zu bestimmen, ist es notwendig, den Ursprungspunkt einer reflektierten Welle von der Pulswelle genau zu detektieren. Ein Verfahren für diesen Zweck, wie z. B. in der Patentveröffentlichung 2009-517140 (deren Veröffentlichung hier als Referenz eingearbeitet ist), wird als ein Verfahren des Trennens der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle offenbart, wobei die geschätzten Werte der Blutdruckwellenform und der Blutflussvolumen-Wellenform der Aorta benutzt werden. 16(A) und 16(B) sind Zeichnungen für den Zweck des Erklärens des Verfahrens der Patentreferenz 2, wobei eine Ausstoßwelle (die fortschreitende Welle in der Zeichnung) und die reflektierte Welle von einer Blutdruckwelle getrennt sind, welches eine zusammengesetzte Welle einer Ausstoßwelle und der reflektierten Welle ist, wie sie in 16(A) gezeigt wird.
In dem Verfahren entsprechend zu Patentreferenz 2 wird eine Blutdruckwellenform, welche durch das Übertragungsfunktionsverfahren geschätzt ist, von der Blutdruckwelle, welche bei einer peripheren Arterie in dem oberen Körperteil gemessen wird (wie z. B. der Radialarterie oder der Brachialarterie etc.), oder eine Blutdruckwellenform, welche von der Halsschlagader gemessen wird, benutzt, um den Wert der Blutdruckwelle der Arterie zu approximieren. Das zuvor erwähnte Übertragungsfunktionsverfahren wird in dem US-Patent Nr. 5265011 offenbart. Bezüglich der Blutflussvolumenwelle, wie sie in der Nicht-Patent-Referenz 1 (B. E. Westerhof et al., Quantification of wave reflection in the human aorta from pressure alone: a proof of principle. Hypertension 2006; 48; 595–601) aufgeführt ist (dessen Veröffentlichung hier als Referenz eingebarbeitet ist), wird eine Dreckswellenform, welche von dem Anstieg der Blutdruckwellenform bis zu der einschneidenden Einbuchtung an der Basis hergenommen wird, und die Spitze oder die Herzkontraktion als der Scheitelpunkt benutzt. In dem Verfahren entsprechend zu Patentreferenz 2 sind die Ausstoßwelle und die reflektierte Welle demnach getrennt, und die gegenseitige Beziehung davon wird berechnet, und die Zeit der höchsten Korrelation wird als die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle detektiert.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2004-113593 A
Patentliteratur 2: JP 2009-517140 A

Nicht-Patent-Literatur

B. E. Westerhof et al. Quantification of wave reflection in the human aorta from pressure alone: a proof of principle. Hypertension 2006; 48; 595–601

SKIZZE DER ERFINDUNG
PROBLEM, WELCHES DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN IST
Bei dem zuvor erwähnten wechselseitigen Bezugsverfahren ist es jedoch möglich, die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der zwei Wellenformen mit guter Genauigkeit aus der wechselseitigen Korrelation zu detektieren, wenn die zwei Wellenformen jeweils ähnlich zueinander sind. Wenn die Formen der Wellenformen jedoch unterschiedlich sind, nimmt die Fehlerbandbreite beim Detektieren der Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten zu. Die Blutdruckwelle ändert sich in der Form, nachdem die Ausstoßwelle vom Herzen durch die Aorta fortschreitet. Auch die Art dieser Änderung in der Form variiert entsprechend zu dem Grad der Arteriosklerose etc. und dem Zustand des Patienten. Demnach gibt es Umstände, bei welchen die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Ausstoßwelle und dem Auftreten der reflektierten Welle nicht genau aus der wechselseitigen Korrelation detektiert werden kann.
17 zeigt die Beziehung zwischen Tr, welches aus der Pulswelle-Ausbreitungszeit zwischen zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Messeinrichtung entsprechend dem Stand der Technik (”PWV Tr”) gemessen ist, und Tr, welches abgeleitet ist, indem der Stand der Technik aus der aktuellen Messung der Blutdruckwelle in der Halsschlagader bei ungefähr 200 Einzelpersonen benutzt wird. Der PWV-Tr-Wert, welcher aus der Pulswelle-Ausbreitungsgeschwindigkeit, welche zwischen zwei Punkten des Herzens und der Femoral-Aorta gemessen ist, wobei eine PWV-Messeinrichtung benutzt wird, und dem Ausbreitungsabstand der zwei Punkte berechnet ist, wird als der genaueste Tr-Wert betrachtet, welcher zum jetzigen Zeitpunkt durch eine nicht-invasive Messeinrichtung gemessen werden kann. Im Vergleich wird der zuvor erwähnte Tr-Wert, welcher aus der Blutdruckwellenform in der Karotid-Arterie abgeleitet ist, durch Detektieren einer Zeitdifferenz zwischen einer Ausstoßwelle und einer reflektierten Welle erhalten, welche getrennt sind, wobei eine Blutflusswellenform in der Form einer Dreieckswelle und eine Blutdruckwellenform mit Hilfe des zuvor erwähnten wechselseitigen Korrelationsverfahren benutzt werden. Aus den Ergebnissen in 17 ist es klar, dass bei vielen Personen der Wert von Tr, welcher aus der zuvor erwähnten Blutdruckwelle in der Halsschlagader abgeleitet ist, so berechnet wird, dass er länger als der Tr-Wert ist, welcher erhalten wird, indem eine PWV-Messeinrichtung benutzt wird. Dieses Ergebnis zeigt gewöhnlich an, dass eine klare Bandbreite des Fehlers in einer Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle vorhanden ist, welche mit Hilfe eines wechselseitigen Korrelationsverfahrens von der Pulswellenform in der Halsschlagader detektiert ist.
Ebenso ist, als ein Verfahren des Bestimmens des Anstiegspunktes der Pulswelle (der reflektierten Welle), ein Verfahren bekannt, mit welchem ein gegebener Prozentsatz der Pulswellenamplitude (z. B. 10% oder 20%) als ein Schwellwert eingestellt wird, und der Punkt, bei welchem der Schwellwert erreicht wird, ist schätzungsweise der Anstiegspunkt der reflektierten Welle. 18(A) und (B) beschreiben ein Verfahren des Schätzens des Anstiegspunktes der reflektierten Welle, wobei ein Schwellwert benutzt wird. Die Ausstoßwelle und die reflektierte Welle (18(A)) von den gemessenen Blutdruckwellenformen bei gemessenen Personen werden getrennt, wobei das Verfahren der wechselseitigen Korrelation benutzt wird, und dann wird die Maximalamplitude der reflektierten Welle vergrößert, bis sie gleich der maximalen Amplitude der Ausstoßwelle ist (18(B)). Indem man annimmt, dass der Schwellwert bei 20% eingestellt ist, wird die X-Achse-Koordinate des Punktes, bei welchem die Amplitude der reflektierten Welle die Maximalamplitude der reflektierten Welle erreicht (”1” in 18(B)), welche mit dem 20%-Schwellwert (”0,2*”) multipliziert ist, geschätzt, dass er der Anstiegspunkt der reflektierten Welle ist. Tr wird durch das Schätzen der Zeitdifferenz zwischen dem Anstiegspunkt der Ausstoßwelle und dem Anstiegspunkt der reflektierten Welle berechnet (18(B)). Jedoch, wie oben beschrieben, wird in den Fällen, in welchen die Formen der Blutdruckwellenformen nicht ähnlich zueinander sind und groß sind, dann sogar das Benutzen des Schwellwertverhältnisses, wie oben beschrieben, in einigen Fällen nicht genau die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle detektieren.
Entsprechend liefern eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Blutdruckdaten-Messeinrichtung, welche in der Lage ist, einen nützlichen Index für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose genau zu berechnen, indem die Zeitdifferenz in dem Auftreten der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle aus der Blutdruckwellenform detektiert wird, und ein Verfahren des Berechnens eines Indexes für den Grad der Arteriosklerose mit Hilfe dieser Einrichtung.
EINRICHTUNG, UM DAS PROBLEM ZU LÖSEN
Um den zuvor erwähnten Zweck zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Einrichtung für das Messen der Blutdruckdaten bereit, welches eine Einrichtung für das Messen der Blutdruckdaten ist, welche einen Index des Grades der Arteriosklerose einer Person in der Form von Blutdruckdaten berechnen, wobei sie einen Luftbeutel zum Zwecke des Befestigens an einem Messort eines Probanden aufweist, und eine Einstelleinrichtung für den Zweck des Justierens des Innendruckes des Luftbeutels, und eine Berechnungseinrichtung für den Zweck des Durchführens des Bearbeitens, um einen Index des Grades der Arteriosklerose eines Patienten zu berechnen, indem ein Herzschlag-Teilbereich einer Blutdruckwellenform aus einer Druckwellenform basierend auf Veränderungen im Innendruck des Luftbeutels und Identifizieren der Ausstoßwelle-Komponente und der reflektierten Welle-Komponente innerhalb der Blutdruckwellenform erhalten wird. Die Berechnungseinrichtung führt einen Prozess des Einstellens eines Schwellwertes basierend auf einem Index durch, welcher Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform ausdrückt, entsprechend zu dem Punkt des Auftretens einer reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform, und einen Prozess, bei welchem der Anstiegspunkt der reflektierten Welle als der Punkt identifiziert wird, bei welchem die Amplitude der reflektierten Welle eine Amplitude erreicht, welche aus der maximalen Amplitude der reflektierten Welle und dem Schwellwert erhalten wird, und einen Prozess des Berechnens eines Indexes des Grades der Arteriosklerose basierend auf dem Anstiegspunkt der Ausstoßwelle und dem Anstiegspunkt der reflektierten Welle.
Vorzugsweise sollte der Index, welcher die Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform ausdrückt, den Grad der Arteriosklerose des Probanden ausdrücken, und der Schwellwert sollte ein Verhältnis in Bezug auf die Maximalamplitude der Blutdruckwellenform sein, und das Einstellen des Schwellwertes sollte einen höheren Schwellwert auf der Seite besitzen, auf welcher der Grad der Arteriosklerose des Probanden weiter fortgeschritten ist, und einen niedrigeren Schwellwert auf der Seite, auf welcher der Grad der Arteriosklerose geringer fortgeschritten ist.
Vorzugsweise sollte der Index, welcher die Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform ausdrückt, entweder der AI (Augmentationsindex), welcher das Verhältnis der Amplitude der Ausstoßwelle zu der Amplitude der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform ist, oder ein vorläufiger Tr-Wert, welcher aus der Differentialkurve der Blutdruckwellenform oder dem Alter des Probanden erhalten wird, sein.
Vorzugsweise sollte die Blutdruckdaten-Messeinrichtung auch eine Kompressionseinrichtung für den Zweck des Komprimierens der Extremitätsseite des Messortes bereitstellen, und die Berechnungseinrichtung sollte die Prozesse durchführen, um einen Index des Grades der Arteriosklerose in der Form der Blutdruckdaten des Probanden berechnen, basierend auf den Änderungen in dem Innendruck eines Luftbeutels in dem Zustand des Betreibens, während die Extremitätsseite des Messortes unter Kompression steht.
Vorzugsweise sollte der Messort der Nacken des Probanden sein, und die Berechnungseinrichtung sollte eine Blutdruckwellenform erhalten, welche die Wellenform der Halsschlagader ist.
Entsprechend zu anderen Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren des Berechnens des Indexes des Grades der Arteriosklerose ein Verfahren des Berechnens eines Indexes des Grades der Arteriosklerose eines Probanden in der Form von Blutdruckdaten, welches aufweist: Ausführen eines Schrittes, bei welchem ein Eingangssignal von Änderungen im Innendruck in einem Luftbeutel, welcher an dem Messort eines Probanden platziert ist, empfangen wird, und ein Herzschlag-Teilbereich einer Blutdruckwellenform wird aus einer Druckwellenform basierend auf diesen Änderungen im Innendruck identifiziert, und eines Schrittes, bei welchem ein Schwellwert basierend auf einem Index, welcher Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform entsprechend zu dem Ort des Punktes des Auftretens der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform ausdrückt, eingestellt wird, und eines Schrittes, bei welchem die Amplitude der reflektierten Welle bezüglich des Anstiegspunktes in der reflektierten Welle bei einem Zeitpunkt einer Amplitude identifiziert wird, welche aus der Maximalamplitude der reflektierten Welle und dem Schwellwert erhalten ist, und eines Schrittes, bei welchem der Index des Grades der Arteriosklerose auf der Basis des Anstiegspunktes der Ausstoßwelle und des Anstiegspunktes der reflektierten Welle berechnet wird.
VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend dieser Erfindung ist es möglich, genau die Zeitdifferenz des Auftretens der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle aus einer Blutdruckwellenform zu detektieren, und dadurch ist es möglich, einen Index, welcher effektiv beim Bestimmen des Grades der Arteriosklerose ist, genau zu berechnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt das Verhältnis zwischen PWV Tr, welches aus der Zeit der Pulswellenausbreitung an zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Detektiereinrichtung entsprechend dem Stand der Technik gemessen sind, und Tr, welches aus einer Pulswelle geschätzt ist, welche durch Detektieren der Zeit gemessen ist, bei welcher der Schwellwert durch den Anstiegspunkt der reflektierten Welle erreicht wird, mit einer Amplitude von 10% der reflektierten Welle, welche als der Schwellwert eingestellt ist, bei dem gleichen Probanden wie in 17.
2 zeigt das Verhältnis zwischen PWV Tr, welches aus der Zeit der Pulswellenausbreitung an zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Detektiereinrichtung entsprechend dem Stand der Technik gemessen ist, und Tr, welches aus einer Pulswelle geschätzt ist, welche durch Detektieren der Zeit gemessen ist, bei welcher der Schwellwert durch den Anstiegspunkt der reflektierten Welle erreicht wird, mit einer Amplitude von 10% der reflektierten Welle, welche als der Schwellwert eingestellt ist, bei dem gleichen Probanden wie in 17.
3 zeigt die Beziehung zwischen PWV Tr, welches aus der Zeit der Pulswellenausbreitung an zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Detektiereinrichtung entsprechend dem Stand der Technik gemessen ist, und Tr, welches aus einer Pulswelle geschätzt ist, welche durch Detektieren der Zeit geschätzt ist, bei welcher der Schwellwert durch den Anstiegspunkt der reflektierten Welle erreicht wird, mit einer Amplitude von 30% der reflektierten Welle, welche als der Schwellwert eingestellt ist, bei dem gleichen Probanden wie in 17.
4(A) und (B) zeigen spezielle Beispiele der Blutdruckwellenformen, welche an der Halsschlagader gemessen sind, bei einem Probanden mit kurzer Tr (4(A)) und einem Probanden mit langer Tr (4(B)).
5(A) und (B) sind Zeichnungen, welche die Trennung einer Ausstoßwelle (durchgezogene Linie) und einer reflektierten Welle (gestrichelte Linie) jeweils in den Blutdruckwellenformen in 4(A) bzw. (B) zeigen.
6(A) und (B) sind Zeichnungen, welche Wellenformen der reflektierten Wellen in jeweils 5(A) und (B) zeigen, mit der Amplitudenrichtung vergrößert, bis die Maximalamplitude davon die gleiche wie die Maximalamplitude der Ausstoßwelle ist.
7 ist eine Zeichnung, welche das Verhältnis zwischen dem AI-Wert und dem Schwellwert α zeigt, ausgedrückt als eine Gleichung der Korrelation zwischen dem AI-Wert und dem Schwellwert α.
8 ist eine Zeichnung, welche ein spezielles Beispiel des externen Erscheinungsbildes einer Blutdruckdaten-Messeinrichtung (hier nachfolgend abgekürzt ”Messeinrichtung”) entsprechend einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
9(A) und (B) sind Zeichnungen, welche ein spezielles Beispiel der Struktur der Messposition und des Armbands zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, welches ein spezielles Beispiel der Struktur der Messeinrichtung zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der Messeinrichtung zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb zum Zwecke des Extrahierens charakteristischer Punkte im Schritt S11 der 11 zeigt.
13 ist eine beschreibende Zeichnung von Änderungen im Druck innerhalb eines Kompressions-Luftbalges und eines Luftbalges für die Messung während des Betriebes der Messeinrichtung.
14 ist eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen PWV Tr, welches aus der Pulswellen-Ausbreitungszeit bei zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Messeinrichtung gemessen ist, und Tr, welches durch die Messeinrichtung berechnet ist.
15 ist eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen dem vorläufigen Tr-Wert und dem Schwellwert α zeigt.
16 ist eine Zeichnung für den Zweck des Erklärens des Verfahrens des Trennens der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle, wobei die Blutdruckwelle der Aorta und ein geschätzter Wert der Blutflussvolumen-Wellenform benutzt werden, welche in der Patentveröffentlichung 2009-517140 veröffentlicht ist.
17 ist eine Zeichnung, welche die Korrelation von Tr zeigt, abgeleitet von einer Pulswelle, welche unter Benutzung des Standes der Technik gemessen ist, und einer PWV Tr, welche aus der Pulswelle-Ausbreitungszeit zwischen zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Messeinrichtung entsprechend dem Stand der Technik gemessen ist.
18 ist eine Zeichnung, welche das Verfahren des Schätzens von Tr erklärt, wobei ein Schwellwert benutzt wird, welcher aus der Blutdruck-Wellenform eingestellt ist, wobei der Stand der Technik benutzt wird.
AUSFÜHRUNGSFORMEN, UM DIE ERFINDUNG ZU IMPLEMENTIEREN
Hier nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird identischen Komponenten oder Strukturelementen das gleiche Symbol gegeben. Die Namen und Funktionen davon sind ebenfalls die gleichen.
Tr, einer der Indizes für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose wird als ein Zeitintervall zwischen der Zeit des Auftretens der Ausstoßwelle und der Zeit des Erscheinens der reflektierten Welle ausgedrückt, welche zurückkommt, nachdem die laufende Welle von dem Zweig in der Iliac-Arterie reflektiert ist. Beispielsweise ist, wie in dem Referenzdokument London G. M. et al., Hypertension. Juli 1992; 20(1): 10–19 beschreiben wird, bekannt, dass es eine Korrelation zwischen der PWV, welche aus der Pulsausbreitungszeit zwischen zwei Punkten berechnet ist, welche mit einer PWV-Messeinrichtung gemessen ist, und der Tr, welche von der Pulswellenform der Arterie geschätzt ist, gibt.
<Ausführungsform 1>
1, 2 und 3 zeigen jeweils die Beziehungen zwischen Tr, welches aus der Zeit der Pulswellenausbreitung bei zwei Punkten, gemessen durch eine PWV-Detektiereinrichtung, entsprechend dem Stand der Technik berechnet ist (hier nachfolgend ”PWV Tr”), Tr, welches durch Schätzen erhalten ist, wobei der Schwellwert bzw. die Schwellwerte von einer Ausstoßwelle und der reflektierten Welle benutzt werden, welche getrennt sind, indem eine Blutdruckwellenform benutzt wird, welche an der Halsschlagader gemessen ist, und einer dreieckig geformten Blutflusswellenform (hier nachfolgend eine ”geschätzte Tr”), bei dem gleichen Probanden wie in 17.
Schaut man auf 1, wenn der Schwellwert bei 10% der Amplitude der reflektierten Welle gesetzt ist, ist die Differenz zwischen PWV Tr und der geschätzten Tr bei einem Probanden mit einer kurzen Tr klein, jedoch ist die Differenz zwischen PWV Tr und der geschätzten Tr bei einem Probanden mit einer langen Tr groß. Schaut man auf 3, wenn der Schwellwert bei 30% der Amplitude der reflektierten Welle eingestellt ist, ist die Differenz zwischen PWV Tr und der geschätzten Tr bei einem Probanden mit einer langen Tr klein, jedoch ist die Differenz zwischen PWV Tr und der geschätzten Tr bei einem Probanden mit einer kurzen Tr groß, das Umgekehrte des Falles, bei welchem der Schwellwert 10% ist. 2 zeigt ein zwischenliegendes Ergebnis, wenn der Schwellwert 20% der Amplitude der reflektierten Welle ist.
4(A) und (B) zeigen jeweils spezielle Beispiele der Blutdruckwellenformen, welche an der Halsschlagader gemessen sind, bei einem Probanden mit einer kurzen Tr und einem Probanden mit einer langen Tr. 4 zeigt das Verhältnis der Amplitude zur maximalen Amplitude über die Zeit hinweg, mit maximalen Amplituden der jeweiligen Pulswellen, welche einem Wert 1 zugeordnet sind. 5(A) und (B) zeigen die Trennung der Ausstoßwelle (durchgezogene Linie) und der reflektierten Welle (gestrichelte Linie) der Blutdruckwellenformen jeweils in 4(A) und (B), wobei ein Kreuzkorrelationsverfahren benutzt wird. Auch zeigen 6(A) und (B) die Wellenformen der reflektierten Wellen jeweils in 5(A) und (B) mit der maximalen Amplitude davon, vergrößert in der Amplitudenrichtung, bis sie die gleiche maximale Amplitude der Ausstoßwelle ist.
Schaut man auf 5(A) und (B), so kann ersehen werden, dass das Verhältnis der Amplitude der reflektierten Welle zu der Amplitude der Ausstoßwelle bei einem Probanden mit einer kurzen Tr größer ist. Auch besitzt der Anstieg der getrennten reflektierten Welle vom Zeitpunkt des Auftretens bis zur Spitze einen steileren Anstieg zur Zeit des Auftretens und wird allmählich mehr abgestuft, wenn sie sich der Spitze nähert, bei einer Person mit einer kurzen Tr (6(A)), im Vergleich zu einem Probanden mit einer langen Tr (6(B)), welche einen steilen Anstieg nach dem Auftreten besitzt, jedoch dann einen Anstieg besitzt, welcher allmählich auf ungefähr 20% geht und dann danach wieder steil wird. Aus diesem Grund ist es, wenn wir den Punkt betrachten, an welchem die Steigung der reflektierten Welle am steilsten ist, um der Anstiegspunkt der reflektierten Welle zu sein, dann geeignet zu sagen, dass bei einer Person mit einer kurzen Tr, ein Punkt nahe dem Zeitpunkt des Auftretens der reflektierten Welle als der Anstiegspunkt geschätzt wird, und bei einer Person mit einer langen Tr, ein Punkt kurz nach der Zeit des Auftretens der reflektierten Welle geschätzt wird, dass er der Anstiegspunkt ist.
Wie oben festgestellt ist, ist Tr ein Index des Grades der Arteriosklerose, und je kürzer die Tr ist, desto mehr ist die Arteriosklerose fortgeschritten, und je länger die Tr ist, umso weniger ist die Arteriosklerose fortgeschritten. Auf der anderen Seite, wenn Tr kurz ist oder, mit anderen Worten, die reflektierte Welle erscheint früher in der Blutdruckwellenform, ist die Abmessung der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform größer. Und wenn Tr lang ist oder, mit anderen Worten, das Auftreten der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform langsamer ist, ist die Abmessung der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform kleiner.
Von den oben aufgeführten Fakten gelangten die Erfinder etc. der vorliegenden Erfindung zu dem Konzept, dass es möglich ist, den Anstiegspunkt der reflektierten Welle bezüglich der Probanden mit einer Vielzahl von Graden des Verhärtens der Arterien genauer zu schätzen, indem ein Schwellwert benutzt wird, um den Anstiegspunkt der reflektierten Welle zu bestimmen, welcher dem Grad der Verhärtung der Arterien bei den Probanden folgt. Der Grad der Verhärtung der Arterien der zuvor erwähnten Probanden kann repräsentiert werden, indem z. B. die Abmessung der reflektierten Welle benutzt wird, welche in der Blutdruckwelle auftritt, und entsprechend können unterschiedliche Schwellwerte als der Schwellwert benutzt werden, abhängig von der Abmessung der reflektierten Welle zu dem Zwecke des Bestimmens des Anstiegspunktes der reflektierten Welle.
Der zuvor erwähnte Grad der Arteriosklerose kann repräsentiert werden, indem das Verhältnis der Amplitude der Ausstoßwelle und der Amplitude der reflektierten Welle (der AI-(Augmentationindex-)Wert), welcher aus der Blutdruckwelle erhalten ist, verwendet wird. Bezüglich der Werte, welche die zuvor erwähnte Abmessung der reflektierten Welle repräsentieren, welche in dem Blutdruckwert auftritt, werden die Werte α, welche aus den Gleichungen (1)–(3) nachfolgend entsprechend zu einem AI-Wert, welcher aus einer gemessenen Blutdruckwellenform berechnet ist, benutzt werden, als der Schwellwert α zum Zwecke des Bestimmens des Anstiegspunktes benutzt. Man beachte auch, dass in Gleichung (2) nachfolgend der Koeffizient a und der Koeffizient b experimentelle Werte sind, welche aus der Beziehung zwischen dem zuvor gemessenen AI-Wert und dem Anstiegspunkt der reflektierten Welle bei einer großen Anzahl von Probanden bestimmt ist, so dass, wenn der AI-Wert abnimmt, α sich α2 nähert, und wenn der AI-Wert zunimmt, α sich α1 nähert. α = α2 (AI < AI_2) Gleichung (1) α = AI × a + b (AI_2 ≦ AI ≦ AI_1) Gleichung (2) α = α1 (AI_1 < AI) Gleichung (3)
7 zeigt die Beziehung zwischen dem AI und den Schwellwerten α, welche aus den Gleichungen (1)–(3) erhalten werden. Wie in 7 gezeigt wird, wird der Wert α1 als der Schwellwert α benutzt, wenn der berechnete AI-Wert größer als der erste Schwellwert α1 ist, und der Wert α2, welcher größer als der Wert α1 ist, wird als Schwellwert α benutzt, wenn der AI-Wert kleiner als AI2 ist, ein zweiter Schwellwert kleiner als AI1, und weiter, wenn der AI-Wert zwischen AI2 und AI1 ist, nähert sich der Schwellwert α α2, wenn der AI-Wert abnimmt, und nähert sich α1, wenn der AI-Wert zunimmt. Als ein Ergebnis wird, wenn der AI-Wert größer ist (die Amplitude der reflektierten Welle ist größer), der Schwellwert α niedriger gesetzt, und umgekehrt, wenn der AI-Wert kleiner ist (die Amplitude der reflektierten Welle ist kleiner), wird der Schwellwert α höher gesetzt. Demnach können genauere Tr-Werte berechnet werden, indem ein variables Setzen der Schwellwerte entsprechend zu dem AI-Wert der Blutdruckwellenform, welche von dem Probanden gemessen ist, benutzt wird.
8 zeigt ein spezielles Beispiel des äußeren Erscheinungsbildes einer Blutdruckdaten-Messeinrichtung (hier nachfolgend als ”Messeinrichtung” abgekürzt) entsprechend zu einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In 8 beinhaltet die Messeinrichtung 1 eine Basiseinheit 2, welche an einen Luftschlauch 10 angeschlossen ist, und eine Armmanschette 9, welche an dem Oberarm befestigt ist. Auf der Frontabdeckung der Basiseinheit 2 sind eine Anzeigeeinheit 4, welche eine Vielzahl von Daten anzeigt, wobei Ergebnisse der Messung beinhaltet sind, und die Bedieneinheit 3, welche zum Zweck bedient wird, um verschiedene Instruktionen für die Messeinrichtung 1 zu geben. Die Bedieneinheit 3 beinhaltet den Schalter 31, welcher bedient wird, um die Spannungsversorgung ein- und auszuschalten, und einen Schalter 32, welcher bedient wird, um Instruktionen zu geben, um die Messung zu starten.
In 9(A) und 9(B) wird ein Armband 9 mit einem Luftbalg in der Form eines Fluidbeutels für den Zweck, das Körperteil zu komprimieren, bereitgestellt. Der Luftbalg beinhaltet einen Luftbalg 13A, einen Fluidbeutel, welcher zum Zweck des Messens der Blutdruckdaten in der Form des Blutdrucks benutzt wird, und einen Luftbalg 13B, einen Fluidbeutel, welcher benutzt wird für den Zweck, um die Blutdruckdaten in der Form einer Pulswelle zu messen. Die Abmessung des Luftbalges 13B ist z. B. ungefähr 20 mm × 200 mm. Auch entsprechend zu einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Luftkapazität des Luftbalges 13B nicht mehr als 1/5 der Luftkapazität des Luftbalges 13A.
Beim Messen einer Pulswelle wird, wobei die Messeinrichtung 1 benutzt wird, das Armband 9 um den Messort gewickelt, d. h. den Oberarm 100, wie dies in 9(A) gezeigt wird. In diesem Zustand werden die Blutdruckdaten durch das Drücken des Schalters 32 gemessen, und ein Index für den Zweck des Bestimmens des Grades der Arteriosklerose wird auf der Basis der Blutdruckdaten berechnet. Hier bezieht sich ”Blutdruckdaten” auf Daten, welche auf den Blutdruck bezogen sind, welcher durch die Messung an dem Körerteil erhalten wird, und speziell beziehen sie sich auf die Blutdruckwerte, die Blutdruckwellenformen (Pulswellenprofile), die Pulsrate, etc.
10 ist ein Blockdiagramm, welches ein spezielles Beispiel der Struktur der Messeinrichtung zeigt.
In 10 beinhaltet die Messeinrichtung 1: ein Luftsystem 20A, welches den Luftschlauch mit dem Luftbalg 13A verbindet, und ein Luftsystem 20B, welches den Luftschlauch 10 mit dem Luftbalg 13B verbindet, und die CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 40. Das Luftsystem 20A beinhaltet eine Luftpumpe 21A, ein Luftventil 22A und den Drucksensor 23A. Das Luftsystem 20B beinhaltet ein Luftventil 22B und einen Drucksensor 23B.
Die Luftpumpe 21A ist an die Treiberschaltung 26A angeschlossen, und die Treiberschaltung 26A ist außerdem an die CPU 40 angeschlossen. Die Luftpumpe 21A wird durch die Treiberschaltung 26A entsprechend zu den Instruktionen, welche von der CPU 40 erhalten werden, getrieben und legt den Druck an den Luftbalg 13A an, indem sie komprimierte Luft zu dem Luftbalg 13A sendet.
Das Luftventil 22A ist an die Treiberschaltung 27A angeschlossen, und die Treiberschaltung 27A ist ferner an die CPU 40 angeschlossen. Das Luftventil 22B ist an die Treiberschaltung 27B angeschlossen, und die Treiberschaltung 27B ist ferner an die CPU 40 angeschlossen. Der offene/geschlossene Zustand der Luftventile 22A, 22B wird jeweils durch die Treiberschaltungen 27A, 27B entsprechend zu Instruktionen, welche von der CPU 40 erhalten werden, gesteuert. Durch das Steuern des offenen/geschlossenen Zustandes derselben erhalten die Luftventile 22A, 22B jeweils den Druck innerhalb der Luftbälge 13A, 13B aufrecht oder vermindern ihn. Der Druck innerhalb der Luftbälge 13A, 13B wird durch diese Einrichtung gesteuert.
Der Drucksensor 23A ist an den Verstärker 28A angeschlossen, und der Verstärker 28A ist an den A/D-Wandler 29A angeschlossen, und außerdem ist der A/D-Wandler 29A an die CPU 40 angeschlossen. Der Drucksensor 23B ist an den Verstärker 28B angeschlossen, und der Verstärker 28B ist an den A/D-Wandler 29B angeschlossen, und außerdem ist der A/D-Wandler 29B an die CPU 40 angeschlossen. Die Drucksensoren 23A, 23B detektieren jeweils den Druck in den Luftbälgen 13A, 13B und geben entsprechend zu den detektierten Werten Signale an die Verstärker 28A, 28B aus. Die Ausgangssignale werden durch die Verstärker 28A, 28B verstärkt und durch die A/D-Wandler 29A, 29B digitalisiert und dann in die CPU 40 eingegeben.
Der Luftschlauch von dem Luftbalg 13A und der Luftschlauch von dem Luftbalg 13B sind durch ein Dual-Anschluss-Ventil 51 angeschlossen. Das Dual-Anschluss-Ventil 51 ist an die Treiberschaltung 53 angeschlossen, und die Treiberschaltung 53 ist ferner an die CPU 40 angeschlossen. Das Dual-Anschluss-Ventil 51 besitzt ein Ventil für die Seite des Luftbalges 13A und ein Ventil für die Seite des Luftbalges 13B und öffnet und schließt die Ventile, indem sie durch die Treiberschaltung 53 getrieben werden, welche Instruktionen von der CPU 40 empfängt.
Der Speicher 41 speichert Programme, welche durch die CPU 40 ausgeführt werden. Die CPU 40 liest und führt Programme aus dem Speicher 41 auf der Basis der Instruktionen aus, welche in die Bedieneinheit 3, welche auf der Basiseinheit 2 der Messeinrichtung platziert ist, eingegeben werden, und gibt Steuersignale durch das Ausführen der Programme aus. Auch gibt die CPU 40 Messergebnisse aus, z. B. an die Anzeigeeinheit 4 und den Speicher 41. Der Speicher 41 speichert die Messergebnisse und speichert auch Daten, welche sich auf die Probanden beziehen, wenn notwendig, wobei wenigstens das Alter beinhaltet ist. Zusätzlich wird die CPU 40 für das Lesen der Daten und die Berechnung benutzt, welche auf die gemessenen Personen bezogen sind, wenn notwendig, entsprechend zu der Ausführung der Programme.
Ferner enthält in 10 die CPU 40 Funktionen für den Zweck des Berechnens von Tr (geschätztes Tr) als ein Anzeigeglied für das Bestimmen des Grades der Arteriosklerose entsprechend dem zuvor erwähnten Prinzip, nämlich die Eingabeeinheit 401 für den Zweck des Erhaltens einer Blutdruckwellenform durch Empfangen eines Eingangssignals der Drucksignale von dem Drucksensor 23B, eine AI-Berechnungseinheit 402 für den Zweck des Berechnens der AI-Werte aus den Blutdruckwellenformen, eine Schwellwert-Berechnungseinheit 403 zu dem Zweck des Berechnens der Schwellwerte α für das Detektieren eines Anstiegspunktes in der reflektierten Welle aus den detektierten AI-Werten durch Benutzen der zuvor erwähnten Gleichungen (1)–(3), eine Identifikationseinheit 404 für den Zweck des Identifizierens des Anstiegspunktes in der reflektierten Welle und des Anstiegspunktes in der Ausstoßwelle der Blutdruckwellenform, und die Tr-Berechnungseinheit 405 für den Zweck des Berechnens von Tr (geschätztes Tr) als ein Anzeigeglied für den Zweck des Bestimmens des Grades der Arteriosklerose aus der Verzögerungszeit des Auftretens des Anstiegspunktes in der Ausstoßwelle und des Anstiegspunktes in der reflektierten Welle der Blutdruckwellenform. Diese sind primär Funktionen, welche in der CPU 40 gebildet sind, wenn die CPU 40 Programme, welche in dem Speicher 41 gespeichert sind, entsprechend zu Steuersignalen von der Bedieneinheit 3 liest und ausführt, jedoch wenigstens ein Teil dieser Funktionen kann auch durch Hardware-Konfiguration gebildet sein.
Die Identifikationseinheit 404 erhält einen Herzschlag-Teilbereich der Blutdruckwellenform aus der Blutdruckwellenformeingabe, sie identifiziert dann den Anstiegspunkt davon, mit anderen Worten den Startpunkt der Blutdruckwellenform, aus dem Anstiegspunkt der Ausstoßwelle. Auch identifiziert die Identifikationseinheit 404 den Anstiegspunkt der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform, wobei der zuvor erwähnte Schwellwert α benutzt wird.
11 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der Messeinrichtung zeigt. Die Operation, welche in 11 gezeigt wird, startet, wenn die Messperson den Schalter 32 drückt. Diese Bedienung veranlasst die CPU 40, die Programme zu lesen, welche in dem Speicher 41 gespeichert sind, und die verschiedenen Einheiten zu steuern, welche in 10 gezeigt sind. Auch werden die Druckänderungen in den Luftbälgen 13A, 13B während der Operation durch die Messeinrichtung 1 mit Bezug auf 13 beschrieben. 13(A) zeigt Änderungen in Abhängigkeit von der Zeit im Druck P1 im Luftbalg 13B, und 13(B) zeigt Änderungen in Abhängigkeit von der Zeit im Druck P2 im Luftbalg 13A. S3 bis S17, welche auf den Zeitachsen der 13(A) und (B) platziert sind, entsprechen jeder der Operationen in dem Messbetrieb der Messeinrichtung 1, welche nachfolgend beschrieben ist.
In 11, wenn die Operation startet, wird jede Einheit in der CPU 40 im Schritt S1 initialisiert. Im Schritt S3 gibt die CPU 40 ein Steuersignal an das Luftsystem 20A aus, um das Anlegen des Druckes an den Luftbalg 13A zu starten, und misst den Blutdruck in dem Prozess des Anlegens des Druckes. Die Messung des Blutdruckes im Schritt S3 wird durch die Messung entsprechend dem oszillometrischen Verfahren durchgeführt, welches in einem normalen Blutdruck-Überwachungsglied durchgeführt wird.
Wenn die Blutdruckmessung im Schritt S3 vollendet ist, sendet im Schritt S5 die CPU 40 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 53, um sowohl das Ventil auf der Seite des Luftbalges 13A als auch das Ventil auf der Seite des Luftbalges 13B des Dual-Anschluss-Ventils 51 zu starten. Durch dieses Vorgehen arbeiten der Luftbalg 13A und der Luftbalg 13B zusammen, und ein Teil der Luft in dem Luftbalg 13A bewegt sich in den Luftbalg 13B, wobei der Druck in dem Luftbalg 13B erhöht wird.
In dem Beispiel in 13(B), erhöht sich der Druck P2 in dem Luftbalg 13A von dem Start der Anwendung des Druckes im Schritt S3 bis zur Vollendung der Messung bis zu einem Druck höher als der maximale Blutdruckwert. Dann bewegt sich im Schritt S5 durch das Öffnen der Ventile in dem Dual-Anschluss-Ventil 51 ein Teilbereich der Luft in dem Luftbalg 13A zu dem Luftbalg 13B, wobei der Druck P2 reduziert wird. Zur gleichen Zeit erhöht sich, wie in 13(A) gezeigt wird, der Druck P1 in dem Luftbalg 13B schnell. Dann endet an dem Punkt, wenn der Druck P1 und der Druck P2 gleich sind, mit anderen Worten an dem Punkt, wenn die internen Drücke in den Luftbälgen 13A, 13B gleich sind, die Bewegung der Luft in dem Luftbalg 13B. Im Schritt S7 gibt die CPU 40 zu dieser Zeit ein Steuersignal an die Treiberschaltung 53 aus, wobei beide Ventile in dem Dual-Anschluss-Ventil geschlossen werden, welche im Schritt S5 geöffnet wurden. 13(A) und (B) zeigen, dass der Druck P1 und der Druck P2 an dem Punkt des Schrittes S7 gleich sind. Da die Kapazität des Luftbalges 13B kleiner als die Kapazität des Luftbalges 13A ist, wie dies in 2(A) gezeigt wird, ist die Reduzierung im Druck P2 im Schritt S5 nicht groß, und demnach sind zu der Zeit des Schrittes S7 sowohl der Druck P1 als auch der Druck P2 höher als der maximale Blutdruckwert.
Dann gibt die CPU 40 im Schritt S9 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 27B aus, wobei der Druck P1 in dem Luftbalg 13B nach unten einjustiert wird, bis er einen Druck erreicht, welcher für die Messung der Pulswelle geeignet ist. Entsprechend zu einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollte der Grad dieser nach unten gerichteten Druckjustierung z. B. ungefähr 5,5 mmHg/sec sein. Auch entsprechend zu einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Druck von 50–150 mmHg für das Messen einer Pulswelle benutzt. Da sowohl die Ventile des Dual-Anschluss-Ventils 51 zu dieser Zeit geschlossen sind, ist die Extremitätenseite des Messortes der Anwendung des Druckes P2 in dem Luftbalg 13A ausgesetzt, einem Druck höher als der maximale Blutdruck, und damit ist sie in einem avaskularisierten Zustand.
Indem die Extremitätenseite in einem avaskularisierten Zustand ist, führt im Schritt S11 die CPU 40 Operationen durch, um die charakteristischen Punkte aus der Blutdruckwellenform zu extrahieren, jedesmal wenn ein Herzschlag-Teilbereich der Blutdruckwellenform über das Drucksignal von dem Drucksensor 23B eingegeben wird.
12 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb für den Zweck des Extrahierens der charakteristischen Punkte im Schritt S11 der 11 zeigt. Schaut man auf 12, empfängt die CPU 40 im Schritt S101 das Drucksignal von dem Drucksensor 23B und identifiziert einen Herzschlag-Teilbereich der Blutdruckwellenform. Dann identifiziert die CPU 40 im Schritt S102 den Startpunkt der Blutdruckwellenform als den Anstiegspunkt in der Ausstoßwelle.
Im Schritt S103 identifiziert die CPU 40 die maximale Amplitude der Ausstoßwelle und die maximale Amplitude der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform, und durch das Berechnen des Verhältnisses davon erhält sie den AI-Wert.
Die CPU 40 hat die zuvor erwähnten Gleichungen (1)–(3) gespeichert, um den Schwellwert α zu berechnen, welcher zu dem Zweck des Identifizierens des Anstiegspunktes der reflektierten Welle von der maximalen Amplitude eines Herzschlag-Teilbereichs der Blutdruckwellenform durch Benutzen des AI-Wertes, welcher aus der Blutdruckwellenform erhalten ist, benutzt wird. Dann wird im Schritt S105 der Schwellwert α durch das Substituieren des AI-Wertes, welcher im Schritt S103 berechnet ist, in diesen Gleichungen berechnet.
Aus der Blutdruckwellenform, welche im Schritt S101 identifiziert ist, identifiziert die CPU 40 im Schritt 107 den Anstiegspunkt der reflektierten Welle als den Zeitpunkt, bei welchem eine Amplitude, welche durch Multiplizieren der maximalen Amplitude der reflektierten Welle mit dem Schwellwert α erhalten ist, erreicht wird, und speichert diesen Punkt als einen charakteristischen Punkt.
Die Messoperationen im Schritt S11 werden durch Wiederholen des Eingebens einer vorher festgelegten Anzahl von Blutdruckwellenformen (z. B. 10 Herzschläge) durchgeführt. Während dieses Intervalls wird der Druck P1 in dem Luftbalg 13B bei einem Druck aufrechterhalten, welcher für die Messung einer Pulswelle geeignet ist, wie dies in 13(A) gezeigt wird, und der Druck P2 in dem Luftbalg 13A wird bei einem Druck aufrechterhalten, welcher höher als der maximale Blutdruckwert ist, wie dies in 13(B) gezeigt wird. Durch dieses Vorgehen wird der Zustand der Avaskularisation in der peripheren Seite der Messposition aufrechterhalten.
Sobald die Eingabe der zuvor erwähnten Blutdruckwelle eine vorgeschriebene Anzahl von Malen (z. B. 10 Herzschläge) wiederholt worden ist, (damit JA im Schritt 13), berechnet dann im Schritt S15 die CPU 40 Tr (geschätztes Tr) als ein Anzeigeglied des Grades der Arteriosklerose, indem der Durchschnittswert der Werte von dem wiederholten Eingangssignal und dem identifizierten Anstiegspunkt der Ausstoßwelle benutzt wird. Dann gibt die CPU 40 im Schritt S17 Steuersignale an die Treiberschaltungen 27A, 27B aus, um die Luftventile 22A, 22B zu öffnen, wobei damit die Luftbälge 13A, 13B für den atmosphärischen Druck freigegeben werden. In dem Beispiel in 13(A) und (B) fällt der Druck P1 und P2 schnell auf den atmosphärischen Druck in dem Intervall des Schrittes S17.
Die Messergebnisse, wie z. B. der berechnete maximale Blutdruckwert (SYS), der minimale Blutdruckwert (DIA), Anzeigeglieder des Grades der Arteriosklerose und die gemessene Pulswelle etc., werden dem Zweck der Anzeige auf der Anzeigeeinheit 4 der Bearbeitung unterzogen, welche in der Basiseinheit 2 platziert ist, und werden angezeigt.
14 zeigt die Beziehung zwischen PWV Tr, welches aus der Pulswelle-Ausbreitungszeit an zwei Punkten berechnet ist, welche durch eine PWV-Messeinrichtung gemessen ist, und Tr, welches durch die Messeinrichtung 1 berechnet ist. Wie in 14 gezeigt wird, ist die geschätzte Tr, welche durch die Messeinrichtung 1 berechnet ist, näher an der PWV Tr als die geschätzte Tr, welche durch die Verfahren entsprechend des Standes der Technik berechnet sind (17). Speziell kann gesehen werden, dass die Differenz zwischen PWV Tr und der geschätzten Tr, welche durch die Messeinrichtung 1 berechnet ist, geringer ist als die, welche in 17 gezeigt wird. Da die PWV Tr, welche auf der Basis der Messung der Wellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit an den zwei Punkten berechnet ist, der genaueste Tr-Wert ist, welcher zur Zeit erzielbar ist, ist die Messeinrichtung 1 entsprechend einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu einer kleineren Bandbreite des Fehlers in der berechneten Tr (geschätzten Tr) fähig als frühere Verfahren des Berechnens der Pulswelle Tr, und damit ist sie klar fähig, den Grad der Arteriosklerose genau zu bestimmen.
<Ausführungsform 2>
Wohingegen die ersten Ausführungsformen einen AI-Wert als einen Wert nutzen, welcher die Abmessung der reflektierten Welle ausdrückt, welche in der Blutdruckwellenform auftritt, welche den Grad des Verhärtens der Arterien des Probanden reflektiert, ist es auch möglich, eine Schätzung durchzuführen, wobei Werte benutzt werden, welche durch Differenzierung der Blutdruckwellenform (hier nachfolgend abgekürzt ”vorläufiger TR-Wert”) anstatt des AI-Wertes berechnet sind.
Die vorläufigen Tr-Werte, welche durch Differenzierung aus der Blutdruckwellenform berechnet sind, und welche für die Verwendung beim Detektieren des Anstiegspunktes der reflektierten Welle zu gebrauchen sind, beinhalten z. B. einen Punkt entsprechend zu dem Maximum einer Differentialkurve zweiter Ordnung der Blutdruckwellenform und einen Punkt entsprechend zu dem Abfallen zu dem Null-Kreuzungspunkt einer Differentialkurve der vierten Ordnung der Blutdruckwellenform.
Wenn ein Wert, welcher durch Differenzierung der Blutdruckwellenform berechnet ist, als ein vorläufiger Tr-Wert benutzt wird, speichert die CPU 40 der Messeinrichtung 1 die Gleichungen (1')–(3') anstatt der zuvor erwähnten Gleichungen (1)–(3). α = α1 (differential Tr < Tr_2) Gleichung (1'), α = Provisional Tr × a' + b' (Tr_2 ≤ differential Tr ≤ Tr_1) Gleichung (2'), α = α2 (Tr_1 < differential Tr) Gleichung (3').
15 ist eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen dem vorläufigen Tr-Wert und dem Schwellwert α ausdrückt, welcher aus den Gleichungen (1')–(3') erhalten ist. Wie in 15 gezeigt wird, indem der Wert α2 als Schwellwert α benutzt wird, wenn der vorläufige Tr-Wert größer als der erste Schwellwert Tr1 ist, indem der Wert α1 kleiner als der Wert α2 als der Schwellwert α benutzt wird, wenn der vorläufige Tr-Wert kleiner als Tr2 ist, ein zweiter Schwellwert geringer als Tr1, und wenn der vorläufige Tr-Wert zwischen Tr2 und Tr1 ist, wobei ein Wert benutzt wird, welcher sich α1 nähert, wenn der vorläufige Tr-Wert abnimmt, und sich α2 nähert, wenn der vorläufige Tr-Wert zunimmt, als der Schwellwert α. Damit wird umgekehrt zu dem Fall des Wertes von der Schwellwert αAI entsprechend zu der ersten Ausführungsform hoch gesetzt, wenn die vorläufige Tr hoch ist, und der Schwellwert α wird niedrig gesetzt, wenn die vorläufige Tr niedrig ist. Der geschätzte Tr-Wert wird berechnet, indem ein variabler Schwellwert benutzt wird, welcher auf diese Weise entsprechend zu dem vorläufigen Tr-Wert gesetzt ist. Die Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist ansonsten grundlegend die gleiche wie die der ersten Ausführungsform.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und können z. B. das Alter des Probanden als den Grad der Verhärtung der Arterien des Probanden benutzen, basierend auf der Tatsache, dass im Allgemeinen die Arteriosklerose weiter fortgeschritten ist, je höher das Alter ist, und weniger fortgeschritten ist, je niedriger das Alter ist. Wenn das Probandenalter als der Grad der Verhärtung der Arterien des Probanden benutzt wird, nimmt der AI-Wert in Korrelation zur Zunahme des Alters des Probanden ab, und deshalb speichert die CPU 40 in der Messeinrichtung 1 die Gleichungen ähnlich zu jenen in den zuvor erwähnten Gleichungen (1)–(3), indem das Probandenalter als der Parameter benutzt wird.
Die Beziehung zwischen dem Probandenalter und dem Schwellwert α, welcher aus den Gleichungen ähnlich den Gleichungen (1)–(3) erhalten ist, ebenso wie mit der Beziehung mit dem AI-Wert, ist diejenige, wenn das Probandenalter höher als der erste Schwellwert Ag1 ist, wird der Wert α1 als der Schwellwert α benutzt, und wenn das Probandenalter niedriger als der zweite Schwellwert Ag2 ist, wird der Wert α2 größer als der Wert α1 als der Schwellwert α benutzt, und wenn das Probandenalter zwischen Ag2 und Ag1 ist, nähert sich der Wert, welcher für den Schwellwert α benutzt ist, α2, wenn das Alter niedriger wird, und nähert sich α1, wenn das Alter höher wird.
Während die Erfindung mit Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute, welche den Nutzen dieser Veröffentlichung besitzen, würdigen, dass andere Ausführungsformen abgeleitet werden können, welche nicht vom Umfang der Erfindung, wie er hier veröffentlicht ist, abweichen. Entsprechend soll der Umfang der Erfindung nur durch die angehängten Ansprüche begrenzt sein.
Bezugszeichenliste

1: Messeinrichtung
2: Basiseinheit
3: Bedieneinheit
4: Anzeigeeinheit
9: Armmanschette
10: Luftschlauch
13A, 13B: Luftbalg
20A, 20B: Luftsystem
21A: Luftpumpe
22A, 22B: Luftventil
23A, 23B: Drucksensor
26A, 27A, 27B, 53: Treiberschaltung
28A, 28B: Verstärker
29A, 29B: A/D-Wandler
31, 32: Schalter
40: CPU (zentrale Verarbeitungseinheit)
41: Speicher
51: Dual-Anschluss-Ventil
100: Oberarm
401: Eingabeeinheit
402: AI-Berechnungseinheit
403: Schwellwert-Berechnungseinheit
404: Identifikationseinheit
405: Tr-Berechnungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-113593 [0004]
JP 2009-517140 [0005, 0035]
US 5265011 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

B. E. Westerhof et al., Quantification of wave reflection in the human aorta from pressure alone: a proof of principle. Hypertension 2006; 48; 595–601 [0006]
London G. M. et al., Hypertension. Juli 1992; 20(1): 10–19 [0039]

Claims

Blutdruck-Messeinrichtung, um einen Index des Grades der Arteriosklerose eines Patienten zu berechnen, wobei die Einrichtung aufweist: einen Manschette (9), um um einen Messort eines Patienten gewickelt zu werden, wobei die Manschette einen Luftbalg beinhaltet; ein internes Luftdruck-Einstellglied (20A, 20B), welches einen Innendruck des Luftbalges einstellt; einen Drucksensor (23A, 23B), welcher Änderungen des Innendruckes des Luftbalges detektiert; und eine Berechnungseinrichtung (40), welche eine Blutdruckwellenform erhält, basierend auf den Änderungen des Innendruckes des Luftbalges, welcher durch den Drucksensor detektiert ist, eine Ausstoßwelle-Komponente und eine reflektierte Welle-Komponente von der Blutdruckwellenform trennt und identifiziert und einen Index des Grades der Arteriosklerose des Patienten berechnet, wobei die Berechnungseinrichtung ferner aufweist: einen Schwellwert-Stellbereich (403), welcher einen Schwellwert einstellt, basierend auf einem Index, welcher eine Charakteristik der Blutdruckwellenform ausdrückt, mit Bezug auf einen Punkt des Auftretens der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform; und einen Anstiegspunkt-Schätzteilbereich (404), welcher einen Anstiegspunkt der reflektierten Welle schätzt, indem ein x-Koordinatenwert eines Punktes berechnet wird, basierend auf einer maximalen Amplitude der reflektierten Welle und des Schwellwertes, wobei der Index des Grades der Arteriosklerose durch Berechnen einer Zeitdifferenz im Auftreten zwischen der Ausstoßwelle und der reflektierten Welle erhalten wird, basierend auf dem geschätzten Anstiegspunkt der reflektierten Welle.
Blutdruckmesseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Index, welcher Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform ausdrückt, den Grad der Arteriosklerose des Patienten ausdrückt; der Schwellwert ein Verhältnis zu der maximalen Amplitude der Blutdruckwellenform ist; und der Schwellwert so gesetzt wird, dass der Schwellwert der Seite, auf welcher der Grad der Arteriosklerose des Patienten fortgeschritten ist, kleiner als der Schwellwert auf der Seite ist, auf welcher der Grad der Arteriosklerose nicht fortgeschritten ist.
Blutdruckmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Index, welcher die Charakteristika der Form der Blutdruckwellenform ausdrückt, entweder der AI-(Augmentationsindex-)Wert ist, welcher das Verhältnis der Amplitude der Ausstoßwelle zu der Amplitude der reflektierten Welle in der Blutdruckwellenform ist, oder ein Wert, welcher berechnet ist, basierend auf einer Position in der Blutdruckwellenform, entsprechend zu einem charakteristischen Punkt, welcher aus der Differentialkurve der Blutdruckwellenform erhalten ist, oder dem Alter des Patienten.
Blutdruckmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, welche ferner eine Komprimiereinrichtung aufweist, um die periphere Seite des Messortes zu drücken, und; die Berechnungseinrichtung das Bearbeiten durchführt, um einen Index des Grades der Arteriosklerose bezüglich der Blutdruckdaten des Patienten basierend auf Änderungen im Innendruck in dem Luftbalg, wenn Blut in einen Zustand getrieben wird, in welchem die periphere Seite des Messortes komprimiert ist, zu berechnen.
Blutdruckmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, wobei der Messort der Nacken des Patienten ist und die Berechnungseinrichtung eine Pulswellenform eines Nackens als die Blutdruckwellenform erhält.
Verfahren, um einen Index des Grades der Arteriosklerose eines Patienten als Blutdruckdaten zu berechnen, welches aufweist: einen Schritt, um eine Wellenform aus einem Puls einer Blutdruckwellenform zu erhalten, basierend auf einer Druckwellenform beim Empfangen eines detektierten Eingangs von Veränderungen im Innendruck in einem Luftbalg, welcher an einem Messort des Patienten befestigt ist, und einen Schritt, um einen Index des Grades der Arteriosklerose des Patienten durch das Trennen und Identifizieren einer Komponente der Ausstoßwellenform und der reflektierten Wellenform der damit erhaltenen Wellenform zu berechnen, wobei der Schritt für das Berechnen ferner aufweist: einen Schritt, um einen Schwellwert einzustellen, basierend auf dem Index, welcher den Charakter der Wellenform ausdrückt, welcher dem Anstiegspunkt der reflektierten Wellenform der Blutwellenform entspricht; einen Schritt, um anzunehmen, dass der Punkt, bei welchem die Amplitude der reflektierten Welle die Amplitude ist, welche von der maximal reflektierten Welle erhalten ist und der Schwellwert der Anstiegspunkt der reflektierten Welle ist; und einen Schritt, um eine Zeitdifferenz zwischen der Ausstoßwellenform und der reflektierten Wellenform zu berechnen, basierend auf dem angenommen Anstiegspunkt der reflektierten Welle.