JP2003210422A - 動脈硬化検査装置 - Google Patents
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Abstract
の診断を行うことができる動脈硬化検査装置を提供す
る. 【解決手段】 振幅増加指数AIを算出するとともに、脈
波の形状の変化に関連する波形関連情報(身長T、心拍
数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値BP SYS)
を決定し、振幅増加指数AIを表示している表示器に、そ
れらの波形関連情報をグラフ(レーダーチャート)表示
する。振幅増加指数AIは、脈波の形状から算出されるの
で上記波形関連情報の影響も受けるが、振幅増加指数AI
が表示されている表示器に上記波形関連情報が表示され
ると、その波形関連情報を考慮して振幅増加指数AIの大
きさを判断することができるので、振幅増加指数AIに基
づく動脈硬化の検査精度が向上する。
Description
づいて動脈硬化を評価する動脈硬化検査装置に関するも
のである。
ーパなどで反射するので、検出される脈波の形状は、心
臓から血液が駆出される際に生じ末梢方向へ向かう進行
波と、その反射波との合成によって決まる。振幅増加指
数は、一般的にはAI(=Augmentation Index)として知ら
れており、脈波の進行波成分に対する反射波成分の割合
を表したものである。振幅増加指数は、通常は、反射波
成分のピーク発生時における検出脈波の大きさから進行
波成分のピーク発生時における検出脈波の大きさを引い
た差分値を、検出脈波の脈圧で割った値の百分率として
求められる。
大きくなることから、振幅増加指数が大きくなる。従っ
て、振幅増加指数は動脈硬化を評価する指標として期待
されている。
加指数は脈波の形状から算出するのであるが、脈波の形
状は、動脈硬化の影響だけでなく、血圧等種々の因子の
影響を受ける。そのため、従来の方法で算出される振幅
増加指数はばらつきや変動が大きく、いまのところ振幅
増加指数のみを用いて動脈硬化を評価することは困難で
あるとされている。
ものであって、その目的とするところは、振幅増加指数
に基づいて高い精度で動脈硬化の診断を行うことができ
る動脈硬化検査装置を提供することにある。
るための第1発明は、(a)生体の所定の部位における脈
波を検出する脈波検出装置と、(b)その脈波検出装置に
よって検出される脈波に基づいて、脈波の進行波成分に
対するその脈波の反射波成分の割合を表す振幅増加指数
を算出する振幅増加指数算出手段とを備え、その振幅増
加指数算出手段により算出された振幅増加指数に基づい
て動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置であっ
て、(c)前記脈波検出装置により検出される脈波の形状
の変化に関連する波形関連情報を決定する波形関連情報
決定手段と、(d)表示器と、(e)前記振幅増加指数算出手
段により算出された振幅増加指数をその表示器に表示す
る振幅増加指数表示手段と、(f)前記波形関連情報決定
手段により決定された波形関連情報を、前記振幅増加指
数が表示されている前記表示器に表示する波形関連情報
表示手段とを含むことを特徴とする。
定手段により、脈波の形状の変化に関連する波形関連情
報が決定され、波形関連情報表示手段により、振幅増加
指数が表示されている表示器にその波形関連情報が表示
されるので、振幅増加指数から動脈硬化を検査する際
に、波形関連情報を考慮して振幅増加指数の大きさを判
断することができるので、振幅増加指数に基づく動脈硬
化の診断精度が向上する。
関連情報決定手段は、複数種類の波形関連情報を決定す
るものであり、前記波形関連情報表示手段は、前記波形
関連情報決定手段により決定された複数種類の波形関連
情報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器
に表示するものである。このようにすれば、表示器に、
振幅増加指数と複数種類の波形関連情報が同時に表示さ
れることから、それら複数種類の波形関連情報を考慮し
て振幅増加指数の大きさを判断することができるので、
振幅増加指数に基づく動脈硬化の検査精度が一層向上す
る。
手段は、前記波形関連情報決定手段により決定された複
数種類の波形関連情報を、前記振幅増加指数が表示され
ている前記表示器に多次元グラフ表示するものである。
このようにすれば、複数の波形関連情報が一度に容易に
認識できる利点がある。
るための第2発明は、(a)生体の所定の部位における脈
波を検出する脈波検出装置と、(b)その脈波検出装置に
よって検出される脈波に基づいて、脈波の進行波成分に
対するその脈波の反射波成分の割合を表す振幅増加指数
を算出する振幅増加指数算出手段とを備え、その振幅増
加指数算出手段により算出された振幅増加指数に基づい
て動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置であっ
て、(c)前記脈波検出装置により検出される脈波の形状
の変化に関連する波形関連情報を決定する波形関連情報
決定手段と、(d)その波形関連情報決定手段により実際
に決定された波形関連情報に基づいて、前記振幅増加指
数を、その波形関連情報が予め定められた標準値である
とした場合に算出される値に補正した補正振幅増加指数
を決定する補正振幅増加指数決定手段とを含むことを特
徴とする。
定手段により、振幅増加指数に影響を与える脈波の形状
に関連する波形関連情報が決定され、補正振幅増加指数
決定手段により、その波形関連情報が予め定められた標
準値であるとした場合に算出される振幅増加指数となる
ように、振幅増加指数が補正されて補正振幅増加指数が
決定されるので、補正振幅増加指数は波形関連情報の変
動の影響が除かれた値となる。従って、その補正振幅増
加指数から動脈硬化を検査すれば、動脈硬化の検査精度
が向上する。
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明が適用され
た動脈硬化検査装置10の回路構成を示すブロック図で
ある。
帯状袋内に有し、上腕部14に巻回される。カフ12に
は、圧力センサ16、調圧弁18が配管20を介してそ
れぞれ接続されている。また、調圧弁18には、配管2
2を介して空気ポンプ24が接続されている。調圧弁1
8は、空気ポンプ24により発生させられた圧力の高い
空気を、その空気の圧力を調圧してカフ12内へ供給
し、或いは、カフ12内の空気を排気することによりカ
フ12内の圧力を調圧する。
出してその圧力を表す圧力信号SPを静圧弁別回路26お
よび脈波弁別回路28にそれぞれ供給する。静圧弁別回
路26はローパスフィルタを備えており、圧力信号SPに
含まれる定常的な圧力すなわちカフ12の圧迫圧力(以
下、この圧力をカフ圧PCという)を表すカフ圧信号SCを
弁別してそのカフ圧信号SCを図示しないA/D変換器を介
して電子制御装置32へ供給する。脈波弁別回路28は
バンドパスフィルタを備えており、圧力信号SPの振動成
分であるカフ脈波信号SM1を弁別してそのカフ脈波信号S
M1を図示しないA/D変換器を介して電子制御装置32へ
供給する。このカフ脈波信号SM1は、カフ12により圧
迫される図示しない上腕動脈からの上腕脈波wbを表す。
す圧脈波検出プローブ36を備えている。圧脈波検出プ
ローブ36は頸動脈波検出装置として機能するものであ
り、図2に示すように、被測定者の頸部38に装着バン
ド40により装着されている。この圧脈波検出プローブ
36の構成を図3に示す。図3に詳しく示すように、圧
脈波検出プローブ36は、容器状を成すセンサハウジン
グ42と、そのセンサハウジング42を収容するケース
44と、センサハウジング42を頸動脈46の幅方向に
移動させるためにそのセンサハウジング42に螺合され
且つケース44内に設けられた図示しないモータによっ
て回転駆動されるねじ軸48とを備えている。この圧脈
波検出プローブ36は、センサハウジング42の開口端
が頸部38の体表面50に対向する状態で頸部38に装
着されている。
イヤフラム52を介して圧脈波センサ54が相対移動可
能かつセンサハウジング42の開口端からの突出し可能
に設けられており、これらセンサハウジング42および
ダイヤフラム52等によって圧力室56が形成されてい
る。この圧力室56内には、図1に示すように、空気ポ
ンプ58から調圧弁60を経て圧力の高い空気が供給さ
れるようになっており、これにより、圧脈波センサ54
は圧力室56内の圧力に応じた押圧力で前記体表面50
に押圧させられる。
ラム52は、圧脈波センサ54を頸動脈46に向かって
押圧する押圧装置62を構成しており、上記ねじ軸48
および図示しないモータは、圧脈波センサ54が体表面
50に向かって押圧させられる押圧位置を、頸動脈46
の幅方向に移動させる幅方向移動装置64を構成してい
る。
多数の半導体感圧素子(以下、感圧素子という)Eが、
頸動脈46の幅方向すなわちねじ軸48と平行な圧脈波
センサ54の移動方向において、その頸動脈46の直径
よりも長くなるように、且つ一定の間隔で配列されてお
り、たとえば、図4に示すように、配列間隔が0.6mm程
度とされた15個の感圧素子E(a)、E(b)、…E(o)が配列さ
れている。
36が、頸部38の体表面50の頸動脈46上に押圧さ
れると、圧脈波センサ54により、頸動脈46から発生
して体表面50に伝達される圧脈波(頸動脈波wc)が検
出され、その頸動脈波wcを表す圧脈波信号SM2が図示し
ないA/D変換器を介して電子制御装置32へ供給され
る。図5の実線は、圧脈波センサ54により逐次検出さ
れる圧脈波信号SM2すなわち頸動脈波wcの一例を示して
いる。
は、さらに心電計68、心音マイク70、入力装置72
が備えられている。心電計68は、生体の体表面上にお
いてその生体の心臓を挟むように位置する部位に貼り付
けられる複数の電極73を備え、その電極73を介して
心筋の活動電位を検出し、その心筋の活動電位を表す心
電信号SEを図示しないA/D変換器を介して電子制御装置
32へ供給する。
胸部上に図示しない粘着テープ等により固着される。心
音マイク70は図示しない内部に圧電素子を備え、その
圧電素子により被測定者の心臓から発生する心音等を電
気信号すなわち心音信号SHに変換する。心音信号増幅器
74は、心音の高音成分をよく記録するためにエネルギ
ーの大きい低音成分を弱める図示しない4種類のフィル
タを備えており、心音マイク70から供給される心音信
号SHを増幅し且つろ波した後に、図示しないA/D変換器
を介して電子制御装置32へ出力する。
されるための図示しない複数の数字入力キーを備えてお
り、入力された患者の身長Tを表す身長信号STを電子制
御装置32へ供給する。
RAM78、および図示しないI/Oポート等を備えた所謂マ
イクロコンピュータにて構成されており、CPU76は、R
OM77に予め記憶されたプログラムに従ってRAM78の
記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、
I/Oポートから駆動信号を出力して空気ポンプ24、5
8および調圧弁18、60を制御する。CPU76は、そ
の空気ポンプ24、58および調圧弁18、60を制御
することにより、カフ圧PCおよび圧力室56内の圧力を
制御する。また、CPU76は、電子制御装置32に供給
されるカフ脈波信号SM1、圧脈波信号SM2、カフ圧信号S
C、心電信号SE、心音信号SH、身長信号STに基づいて、
血圧値BP等の波形関連情報および振幅増加指数AIを決定
し、それら決定した値を表示器79に表示する。
子制御装置32の制御機能の要部を説明する機能ブロッ
ク線図である。
サ54に備えられた複数の感圧素子Eのうち最大圧力を
検出する素子(以下、この素子を最大圧力検出素子EMと
いう)の配列位置が、配列の端を基準として、それから
所定数または所定距離内側までに位置するものであるこ
とを条件とする押圧位置更新条件が成立するか否かを判
断する。そして、その押圧位置更新条件が成立した場合
には、以下の押圧位置更新作動を実行する。すなわち、
押圧位置更新作動は、圧脈波センサ54を体表面50か
ら一旦離隔させるとともに、幅方向移動装置64により
押圧装置62および圧脈波センサ54を所定距離移動さ
せた後、押圧装置62により圧脈波センサ54を、後述
する最適押圧力HDPOよりも小さくなるような比較的小さ
い値に予め設定された第1押圧力HDP1で押圧させる。そ
して、その状態で再び上記押圧位置更新条件が成立する
か否かを判断し、押圧位置更新条件が成立しなくなるま
で、より好ましくは、前記最大圧力検出素子EMが配列位
置の略中央に位置するまで上記の作動および判断を実行
する。なお、上記押圧位置更新条件における配列の端か
らの所定数または所定距離は、圧脈波センサ54により
押圧される動脈(本実施例では頸動脈46)の直径に基
づいて決定され、たとえば、その直径の1/4に設定さ
れる。
が最適押圧位置制御手段80により最適押圧位置に位置
させられた後、押圧装置62による圧脈波センサ54の
押圧力HDP(Hold Down Pressure)を、所定の押圧力範囲
内で拍動に対応して逐次変化させ、或いは所定の押圧力
範囲内を比較的緩やかな一定速度で連続的に変化させ
る。そして、その押圧力HDPの変化過程で得られる頸動
脈波wcに基づいて最適押圧力HDPOを決定し、押圧装置6
2による圧脈波センサ54の押圧力HDPをその最適押圧
力HDPOに制御する。ここで、最適押圧力HDPOとは、たと
えば、最大圧力検出素子EMにより検出される頸動脈波wc
の脈圧PP(すなわち頸動脈波wcの一拍分において最大圧
力値から最小圧力値を引いた値)が予め設定された最低
脈圧PPL以上となる押圧力HDPであり、この最低脈圧PPL
は、脈圧PPが小さすぎると頸動脈波wcが不明瞭になるこ
とから、頸動脈波wcが明確に検出できるような脈圧PPの
最低値として実験に基づいて予め設定されている。
から供給されるカフ圧信号SCに基づいて調圧弁18およ
び空気ポンプ24を制御して、カフ圧PCを最高血圧値BP
SYSよりも高い値に設定された昇圧目標圧力値(たとえ
ば180mm/Hg程度)まで急速に昇圧させた後、その圧迫圧
力を2〜3mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させ、次述する
血圧値決定手段86によって血圧値BPが決定された後に
その圧迫圧力を大気圧まで排圧する。
4によるカフ圧PCの徐速降圧過程において静圧弁別回路
26から逐次供給されるカフ圧信号SCおよび脈波弁別回
路28から逐次供給されるカフ脈波信号SM1に基づきよ
く知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値BP
SYS、平均血圧値BPMEAN、および最低血圧値BPDIAを決定
する。ここで、最高血圧値BPSYSは逐次検出される上腕
脈波wbのピークに相当するので、最高血圧値BPSYSが大
きくなると上腕脈波wbのピークが大きくなる。また、上
腕脈波wbのピークの大きさが変化すると頸動脈波wcのピ
ークpcの大きさも変化する。従って、最高血圧値BPSYS
の変化に従って、頸動脈波wcのピークpcの大きさも変化
する。また、ピークpcの大きさが変化する脈波の形状も
変化する。従って、最高血圧値BPSYSは、脈波の形状に
関連する波形関連情報であり、血圧値決定手段86は波
形関連情報決定手段として機能する。
次供給される心電信号SEが表す心電波形(心電図)の周
期的に発生する所定部位(たとえばR波)間の時間間隔
を計測することにより心拍周期RR(sec)を決定し、その
心拍周期RRの逆数(1/RR)に60を乗じることにより1分
間の心拍数HR(回/分)を決定する。心拍数HRの変化
は、脈波の立ち上がり点間の間隔の変化を意味するの
で、心拍数HRが変化すると脈波の形状が変化する。従っ
て、心拍数HRは波形関連情報であり、心拍数決定手段8
8は波形関連情報決定手段として機能する。
ことにより生体の左心室から血液が駆出されている駆出
時間ET(Ejection Time)を非観血的に逐次決定する。大
動脈圧、左心房および左心室の圧力、心電図、心音図を
同じ時間軸を用いて概略的に表した図7に示すように、
駆出時間ETは、大動脈圧波形の立ち上がり点とダイクロ
ティックノッチとの時間差から算出することができる。
また、頸動脈波wcの形状は大動脈圧波形と近似すること
から、頸動脈波wcを大動脈圧波形の代わりに用いて、圧
脈波センサ54により逐次検出される頸動脈波wcにおい
て、立ち上がり点が発生してからダイクロティクノッチ
が発生するまでの時間を駆出時間ETに決定する。駆出時
間ETは進行波成分の時間軸方向の大きさであるので、駆
出時間ETが変化すると脈波の形状が変化する。従って、
駆出時間ETは波形関連情報であり、駆出時間決定手段9
0は波形関連情報決定手段として機能する。
の開始時点から大動脈弁が開いて血圧が実際に吐出され
るまでの前駆出時間PEP(Pre Ejection Period)を非観
血的に決定する。たとえば、まず、心電計68により心
室筋の興奮を表す波形(Q波、R波、S波)が検出され
た時点から、心音マイク70により心音のII音の開始点
が検出されるまでの時間T1を算出する。この時間T1は、
図7にも示すように、前駆出時間PEPと駆出時間ETの合
計であるので、その時間T1から、駆出時間決定手段90
により決定された駆出時間ETを引くことにより前駆出時
間PEPを算出する。前駆出時間PEPは、左心室の心筋の収
縮開始から血液が実際に圧送開始されるまでの時間であ
るので、等容積性収縮期間とも呼ばれ、前駆出時間PEP
が長いと、血液の圧送が開始される際の圧力が高くなる
ので、短時間で血液が駆出されるようになるので、前駆
出時間PEPが変化すると脈波の形状が変化する。従っ
て、前駆出時間PEPは波形関連情報であり、前駆出時間
決定手段92は波形関連情報決定手段として機能する。
れた身長信号STに基づいて被測定者の身長Tを決定す
る。前述のように脈波は、進行波成分との反射波成分の
重なりによって形成されるが、反射の主たる部位は総腸
骨動脈の分岐部付近であると考えられている。身長Tが
変化すると、脈波の検出部位と総腸骨動脈の分岐部との
間の距離が変化するので、反射波が脈波の検出部位に到
達する時間が変化する。そのため、身長Tが変化する
と、進行波成分と反射波成分との重なりの程度が変化し
て脈波の形状が変化する。従って、身長Tは波形関連情
報であり、身長決定手段94は波形関連情報決定手段と
して機能する。
波センサ54の押圧力HDPが上記最適押圧力HDPOに制御
されている状態で圧脈波センサ54の最大圧力検出素子
EMにより逐次検出される頸動脈波wcについて、その頸動
脈波wcに含まれる進行波成分(Incident wave)wiのピー
クpiの発生時点および反射波成分(Reflected wave)wrの
ピークprの発生時点を決定する。そして、反射波成分wr
のピーク発生時点における頸動脈波wcの大きさから進行
波成分wiのピーク発生時点における頸動脈波wcの大きさ
を引いた圧力差ΔPを算出し、さらに頸動脈波wcの脈圧P
Pを決定する。そして、それら圧力差ΔPおよび脈圧PP
を、式1に示す振幅増加指数算出式に代入することによ
り振幅増加指数AIを算出する。 (式1) AI=(ΔP/PP)×100 (%)
ク発生時点の決定方法を説明する。頸動脈波wcの進行波
成分wiを概念的に示すと図5の破線のようになり、進行
波成分wiのピークpiは、全体の頸動脈波(観測波)wcの
立ち上がり点からピークpcまでの間において、変曲点或
いは極大点として現れる。(なお、図5では進行波成分
wiのピークpiは観測波の変曲点として現れている。)こ
の変曲点或いは極大点は、逐次検出される圧脈波信号SM
2に、所定の次数の微分処理またはフィルタ処理など、
変曲点或いは極大点検出のための一般的な処理を施すこ
とにより決定することができる。
一般的には、進行波成分wiのピークpi以降における最初
の極大点の発生時点を用いる。すなわち、図5に示す頸
動脈波wcのように、進行波成分wiのピークpiが頸動脈波
wcのピークpcと一致しない場合には、頸動脈波wcのピー
クpcの発生時点を反射波成分wrのピーク発生時点とし、
進行波成分wiのピークpiが大きいために、そのピークが
頸動脈波wcのピークにもなる場合には、そのピークpi以
降の最初の極大点を反射波成分wrのピーク発生時点とす
る。
加指数算出手段96により算出された振幅増加指数AIを
表示器79に表示する。
情報決定手段で決定された波形関連情報を、振幅増加指
数AIが表示されている表示器79に表示する。すなわ
ち、波形関連情報決定手段100は、血圧値決定手段8
6により決定された最高血圧値、心拍数決定手段88に
より決定された心拍数HR、駆出時間決定手段90により
決定された駆出時間ET、前駆出時間決定手段92により
決定された前駆出時間PEP、身長決定手段94により決
定された身長Tを、振幅増加指数AIが表示されている表
示器97に表示する。なお、波形関連情報決定手段10
0による波形関連情報の表示は、単に数値を表示するも
のであってもよいし、その数値をグラフ化して表示する
ものであってもよい。
9に上記波形関連情報が表示されると、振幅増加指数AI
と同時に波形関連情報を認識することができる。また、
振幅増加指数AIは波形から算出されるものであるので、
波形関連情報を考慮して振幅増加指数AIの大きさを判断
すると、振幅増加指数AIに基づいて動脈硬化を精度よく
判断できるようになる。なお、本発明者の実験によれ
ば、前述の各波形関連情報と振幅増加指数AIとの間に
は、以下の関係があった。すなわち、最高血圧値B
P SYS、駆出時間ETは振幅増加指数AIと正の相関があり、
心拍数HR、前駆出時間PEP、身長Tは振幅増加指数AIと負
の相関があった。従って、最高血圧値BPSYS、駆出時間E
Tがそれらの平均的な値よりも大きい場合、または、心
拍数HR、前駆出時間PEP、身長Tがそれらの平均的な値よ
りも小さい場合には、振幅増加指数AIを表示器79に表
示されている値よりも小さめに評価して動脈硬化を検査
すると、動脈硬化を精度よく検査することができ、逆
に、最高血圧値BPSYS、駆出時間ETがそれらの平均的な
値よりも小さい場合、または、心拍数HR、前駆出時間PE
P、身長Tがそれらの平均的な値よりも大きい場合には、
振幅増加指数AIを表示器79に表示されている値よりも
大きめに評価して動脈硬化を検査すると、動脈硬化を精
度よく検査することができる。
図に示したCPU76の制御作動をさらに具体的に説明す
るためのフローチャートである。
ステップを省略する。)では、入力装置72が操作され
て被測定者の身長Tが入力されたか否か、すなわち、入
力装置72から身長信号STが供給されたか否かを判断す
る。このS1の判断が否定されるうちは、S1の判断を
繰り返し実行する。一方、S1の判断が肯定された場合
には、身長決定手段94に相当するS2において、入力
装置72から供給された身長信号STに基づいて被測定者
の身長Tを決定する。
するS3からS5を実行する。まずS3では、押圧装置
62を制御することにより圧力室56内の圧力を制御し
て、圧脈波センサ54の押圧力HDPを予め設定された第
1押圧力HDP1とする。上記第1押圧力HDP1は、各感圧素
子Eにより検出される頸動脈波wcのS/N比が、それら複数
の頸動脈波wcのピークpcの大きさを比較的高い精度で決
定できる程度に大きくなるような押圧力HDPとして、予
め実験に基づいて決定されている。
66に配列された感圧素子Eのうち最大圧力検出素子EM
の配列位置が、配列の端から所定数または所定距離内側
までに位置するものであるかを条件とする押圧位置更新
条件(APS起動条件)が成立したか否かを判断する。
この判断が否定された場合には、後述するS6以降を実
行する。
わち、圧脈波センサ54の頸動脈46に対する装着位置
が不適切である場合には、続くS5において、APS制御
ルーチンを実行する。このAPS制御ルーチンは、最大圧
力検出素子EMが感圧素子Eの配列の略中央位置となる最
適押圧位置を決定するための制御であり、以下の連続的
な作動により構成される。すなわち、APS制御ルーチン
は、圧脈波センサ54を一旦体表面50から離隔させ、
幅方向移動装置64により押圧装置62および圧脈波セ
ンサ54を所定距離移動させた後、押圧装置62により
圧脈波センサ54を再び前記第1押圧力HDP1で押圧さ
せ、その状態における最大圧力検出素子EMが配列略中央
位置にある感圧素子Eであるか否かを判断し、この判断
が肯定されるまで上記作動が繰り返し実行する制御であ
る。
圧位置を最適押圧位置とした場合、または、前記S4の
判断が肯定された場合には、S6において、その状態に
おける最大圧力検出素子EMを決定し、続いて押圧力制御
手段82に相当するS7において、HDP制御ルーチンを
実行する。このHDP制御ルーチンでは、押圧装置62に
より圧脈波センサ54の押圧力HDPを前記第1押圧力HDP
1から連続的に増加させ、その押圧力増加過程で、前記
S6で決定した最大圧力検出素子EMによって検出される
頸動脈波wcの脈圧PPが予め設定された最低脈圧PPL以上
となったか否かに基づいて最適押圧力HDPOを決定し、圧
脈波センサ54の押圧力HDPをその決定した最適押圧力H
DPOに維持する。
てから次のR波が検出されるまでの間、圧脈波センサ5
4の最大圧力検出素子EMから供給される圧脈波信号SM
2、心電計68から供給される心電信号SE、心音マイク
70から供給される心音信号SHを読み込むことにより、
圧脈波信号SM2、心電信号SE、心音信号SHをそれぞれ一
拍分読む。それらの信号の読み込みが終了したら、続く
S9において、空気ポンプ58を停止させ調圧弁60を
制御することにより、圧脈波センサ54の押圧力HDPを
大気圧まで排圧する。
るS10乃至S13を実行する。まずS10では、S8
で読み込んだ一拍分の頸動脈波wcのうち、立ち上がり点
からピークpcまでの間の信号を4次微分処理することに
より、立ち上がり点からピークpcまでの間に存在する変
曲点または極大点を検出し、その変曲点または極大点の
大きさを進行波成分wiのピークpiの大きさに決定する。
波wcについて、反射波成分wrのピーク発生時点における
頸動脈波wcの大きさを決定する。すなわち、S10で決
定した進行波成分wiのピークpiが頸動脈波wcの全体の最
大値とならない場合には、頸動脈波wcの最大値を反射波
成分wrのピーク発生時における頸動脈波wcの大きさに決
定し、S10で決定した進行波成分wiのピークpiが頸動
脈波wcの全体の最大値となる場合には、進行波成分wiの
ピークpi以降における最初の極大値の大きさを反射波成
分wrのピーク発生時における頸動脈波wcの大きさに決定
する。
波wcの脈圧PPを決定する。そして、S13では、S11
で決定した反射波成分wrのピーク発生時における頸動脈
波wcの大きさから、S10で決定した進行波成分wiのピ
ーク発生時における頸動脈波wcの大きさを引くことによ
り圧力差ΔPを算出し、その圧力差ΔPと、S12で決定
した脈圧PPとを式1に示す振幅増加指数算出式に代入す
ることにより振幅増加指数AI(%)を算出する。
る。心拍数決定手段88に相当するS14では、S8で
読み込んだ心電信号SEのR波−R波の時間間隔すなわち心
拍周期RRを算出し、その心拍周期RRの逆数(1/RR)に60
を乗じて心拍数HR(回/分)を算出する。
し、S8で読み込んだ一拍分の頸動脈波wcの立ち上がり
点およびダイクロティックノッチを決定し、その立ち上
がり点の発生時間とダイクロティックノッチの発生時間
との時間差を駆出時間ETとして算出する。
当し、S8で読み込んだ心音波形(心音図)のII音の開
始点を決定し、心電波形のR波が発生してから心音のII
音の開始点が発生するまでの時間T1を算出し、さらに、
その時間T1から、S15で算出した駆出時間ETを引くこ
とにより前駆出時間PEPを算出する。
至S22を実行する。まず、S17では、空気ポンプ2
4を起動させ、且つ、調圧弁18を制御することによ
り、カフ圧PCの急速昇圧を開始する。そして、S18で
は、カフ圧PCが180mmHgに設定された昇圧目標圧力値PCM
を超えたか否かを判断する。このS18の判断が否定さ
れるうちは、S18の判断を繰り返し実行し、カフ圧PC
の急速昇圧を継続する。一方、S18の判断が肯定され
た場合には、S19において、空気ポンプ24を停止さ
せ、且つ、調圧弁18を制御することにより、カフ圧PC
の3mmHg/sec程度での徐速降圧を開始する。
0乃至S21を実行する。S20では、カフ圧PCの徐速
降圧過程で逐次得られるカフ脈波信号SM1が表す上腕脈
波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリ
ック方式の血圧測定アルゴリズムに従って最高血圧値BP
SYS、平均血圧値BPMEAN、および最低血圧値BPDIAを決定
する。続くS21では、上記S20において血圧値BPの
決定が完了したか否かを判断する。上記S20では、最
低血圧値BPDIAが最後に決定されることから、S21で
は、最低血圧値BPDIAが決定されたか否かを判断する。
このS21の判断が否定されるうちは、S12を繰り返
し実行し、血圧測定アルゴリズムを継続する。
肯定されると、続くS22において、調圧弁18を制御
することによりカフ圧PCを大気圧まで排圧する。本フロ
ーチャートではS17乃至S19およびS22がカフ圧
制御手段84に相当する。
相当し、S13で算出した振幅増加指数AIを表示器79
の所定の表示位置に表示する。続くS24は、波形関連
情報表示手段100に相当し、S2で決定した身長T、
S14で算出した心拍数HR、S15で算出した駆出時間
ET、S20で決定した最高血圧値BPSYSをグラフ表示す
る。図10は、S23およびS24により表示されるレ
ーダーチャート(五角形グラフ)であり、振幅増加指数
AIはレーダーチャートの中央に表示されている。
れば、S2、S14、S15、S16、S20(波形関
連情報決定手段)において、頸動脈波wcの形状の変化に
関連する身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PE
P、最高血圧値BPSYSが決定され、S24(波形関連情報
表示手段100)において、振幅増加指数AIが表示され
ている表示器79にそれら身長T、心拍数HR、駆出時間E
T、前駆出時間PEP、最高血圧値BPSYSが表示されるの
で、振幅増加指数AIから動脈硬化を検査する際に、身長
T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値
BPSYSを考慮して振幅増加指数AIの大きさを判断するこ
とができるので、振幅増加指数AIに基づく動脈硬化の診
断精度が向上する。
例によれば、S24(波形関連情報表示手段100)に
おいて、振幅増加指数AIが表示されている表示器79
に、身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最
高血圧値BPSYSが1つのレーダーチャートに表示される
ので、それら身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時
間PEP、最高血圧値BPSYSが一度に容易に認識できる利点
がある。
なお、以下の説明において、前述の実施形態と同一の構
成を有する部分には同一の符号を付して説明を省略す
る。
は別の動脈硬化検査装置における電子制御装置32の制
御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。本実
施形態が前述の実施形態と異なるのは、この電子制御装
置32の制御機能のみである。また、本実施形態の電子
制御装置32の制御機能において前述の実施形態の電子
制御装置32の制御機能と異なるのは、前述の振幅増加
指数表示手段98および波形関連情報表示手段100が
設けられておらず、代わりに、補正振幅増加指数決定手
段102が設けられている点のみであるので、その補正
振幅増加指数決定手段102について説明する。
増加指数算出手段96により算出された振幅増加指数AI
を、波形関連情報決定手段、すなわち血圧値決定手段8
6、心拍数決定手段88、駆出時間決定手段90、前駆
出時間決定手段92、身長決定手段94によりそれぞれ
実際に決定された最高血圧値BPSYS、心拍数HR、駆出時
間ET、前駆出時間PEP、身長Tが予め定められた標準値で
あるとした場合に算出される振幅増加指数AIに補正した
補正振幅増加指数AI’を決定する。補正振幅増加指数決
定手段102による補正振幅増加指数AI’の具体的な決
定方法を、図12のフローチャートに従って説明する。
に代えて実行するものであり、S22までは図8乃至図
9と同じ処理を実行する。SS23では、S2で決定し
た身長T、S14で算出した心拍数HR、S15で算出し
た駆出時間ET、S16で算出した前駆出時間PEP、S2
0で決定した最高血圧値BPSYSについて、それぞれ予め
実験に基づいて決定した標準値との差を算出する。すな
わち、S2で決定した身長Tから身長Tについて予め決定
してある標準値を引くことにより身長差ΔTを算出し、
同様にして、心拍数差ΔHR、駆出時間差ΔET、前駆出時
間差ΔPEP、最高血圧値差ΔBPLSYSを算出する。そし
て、続くSS24では、SS23で算出した身長差Δ
T、心拍数差ΔHR、駆出時間差ΔET、前駆出時間差ΔPE
P、最高血圧値差ΔBPLSYSおよびS13で算出した振幅
増加指数AIを、式2に示す補正振幅増加指数決定式に代
入することにより補正振幅増加指数AI'を決定する。 (式2) AI'=AI+aΔT+bΔHR+cΔET+dΔPEP+eΔBPLSYS ここで、a,b,c,d,eは予め実験に基づいて決定された定
数である。
実際に決定された身長T等の波形関連情報とその波形関
連情報について予め定められた標準値との差が大きいほ
ど振幅増加指数AIが大きく補正されるようになっている
ので、式2から算出される補正振幅増加指数AI'は、波
形関連情報が予め定められた標準値であるとした場合に
算出される値に補正された振幅増加指数AIに相当する。
れば、S23乃至S24(補正振幅増加指数決定手段1
02)では、波形関連情報が予め定められた標準値であ
るとした場合に算出される振幅増加指数AIとなるよう
に、振幅増加指数AIが補正されて補正振幅増加指数AI'
が決定されるので、補正振幅増加指数AI'は波形関連情
報の変動の影響が除かれた値となる。従って、その補正
振幅増加指数AI'から動脈硬化を検査すれば、動脈硬化
の検査精度が向上する。
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。
は、脈波検出装置として頸動脈波wcを検出する圧脈波検
出プローブ36を備えていたが、上腕部、手首、大腿
部、足首等の頸部38以外の部位で脈波を検出する形式
の脈波検出装置が用いられてもよい。
種類の波形関連情報、すなわち、身長T、心拍数HR、駆
出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値BPSYSを決定して
いたが、波形関連情報の数は前述の実施形態の例に限ら
れない。たとえば、1種類の波形関連情報のみを決定す
るようになっていてもよい。
分母が脈圧PPであることが一般的であるが、分母が進行
波成分wiのピーク発生時点における頸動脈波wcの振幅で
あっても、算出される値は動脈硬化を反映するので、式
1において脈圧PPに代えて進行波成分wiのピーク発生時
点における頸動脈波wcの振幅を用いてもよい。
式に代えて、式3を用いて補正振幅増加指数AI'を決定
してもよい。 (式3) AI'=(1+a1ΔT+b1ΔHR+c1ΔET+d1ΔPEP+e1ΔB
PLSYS)×AI なお、a1,b1,c1,d1,e1は予め実験に基づいて決定された
定数である。
において、その他種々の変更が加えられ得るものであ
る。
ロック図である。
出プローブが、頸部に装着された状態を示す図である。
明する拡大図である。
素子の配列状態を説明する図である。
圧脈波信号SM2が表す頸動脈波wcを例示する図である。
の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
図、心音図を同じ時間軸を用いて概略的に表した図であ
る。
動をさらに具体的に説明するためのフローチャートであ
る。
動をさらに具体的に説明するためのフローチャートであ
る。
ーチャートである。
制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図
である。
御作動をさらに具体的に説明するためのフローチャート
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 生体の所定の部位における脈波を検出す
る脈波検出装置と、 該脈波検出装置によって検出される脈波に基づいて、脈
波の進行波成分に対する該脈波の反射波成分の割合を表
す振幅増加指数を算出する振幅増加指数算出手段とを備
え、 該振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指数
に基づいて動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置
であって、 前記脈波検出装置により検出される脈波の形状の変化に
関連する波形関連情報を決定する波形関連情報決定手段
と、 表示器と、 前記振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指
数を該表示器に表示する振幅増加指数表示手段と、 前記波形関連情報決定手段により決定された波形関連情
報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器に
表示する波形関連情報表示手段とを含むことを特徴とす
る動脈硬化検査装置。 - 【請求項2】 前記波形関連情報決定手段は、複数種類
の波形関連情報を決定するものであり、 前記波形関連情報表示手段は、前記波形関連情報決定手
段により決定された複数種類の波形関連情報を、前記振
幅増加指数が表示されている前記表示器に表示するもの
であることを特徴とする請求項1に記載の動脈硬化検査
装置。 - 【請求項3】 前記波形関連情報表示手段は、前記波形
関連情報決定手段により決定された複数種類の波形関連
情報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器
に多次元グラフ表示するものであることを特徴とする請
求項2に記載の動脈硬化検査装置。 - 【請求項4】 生体の所定の部位における脈波を検出す
る脈波検出装置と、 該脈波検出装置によって検出される脈波に基づいて、脈
波の進行波成分に対する該脈波の反射波成分の割合を表
す振幅増加指数を算出する振幅増加指数算出手段とを備
え、 該振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指数
に基づいて動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置
であって、 前記脈波検出装置により検出される脈波の形状の変化に
関連する波形関連情報を決定する波形関連情報決定手段
と、 該波形関連情報決定手段により実際に決定された波形関
連情報に基づいて、前記振幅増加指数を、該波形関連情
報が予め定められた標準値であるとした場合に算出され
る値に補正した補正振幅増加指数を決定する補正振幅増
加指数決定手段とを含むことを特徴とする動脈硬化検査
装置。
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