JP2004016744A

JP2004016744A - 動脈硬化評価装置

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Publication number: JP2004016744A
Application number: JP2002180367A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ogura; 小椋　敏彦; Takashi Honda; 本田　孝; Kiyoyuki Narimatsu; 成松　清幸
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3616074B2

Abstract

【目的】動脈硬化を精度よく評価することができる動脈硬化評価装置を提供する。
【解決手段】血圧値連続決定手段９８により、圧脈波センサ５６により連続的に検出される橈骨動脈波を用いて血圧値ＢＰを連続的に決定するとともに、その橈骨動脈波および心音マイク７４により検出される心音波形に基づいて脈波伝播速度情報を連続的に決定する。さらに、血圧平均値算出手段１０６により、連続的に決定した血圧値の平均値（血圧平均値）を算出し、対応関係決定手段１０４により、連続的に決定された血圧値と連続的に決定された脈波伝播速度情報との対応関係式を決定する。そして、血圧平均値および対応関係式から平均脈波伝播速度情報を決定する。この平均脈波伝播速度情報は、脈波伝播速度情報測定期間中の血圧の平均値に対応する脈波伝播速度情報であることから、測定期間中の血圧の変動が十分に取り除かれた値となるので、動脈硬化を精度よく評価することができる。
【選択図】　　　　　　　　　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脈波伝播速度情報に基づいて動脈硬化を評価する動脈硬化評価装置に関するものである。
ここで、脈波伝播速度情報とは、生体内を脈波が伝播する速度である脈波伝播時間や生体内を脈波が伝播する時間である脈波伝播時間などをいう。
【０００２】
【従来の技術】
脈波伝播速度情報に影響を及ぼす因子として動脈硬化度が存在することを利用して、生体の動脈の硬さを評価するために、脈波伝播速度情報を測定する装置が提案されている。たとえば、特開平９−１２２０９１号公報に記載された脈波伝播速度測定装置がそれである。
【０００３】
脈波伝播速度情報は、動脈硬化だけでなく血圧の変動によっても変化する。また、血圧は一定ではなく、呼吸性の変動を有し、自律神経の変化の影響も受けるので、血圧は常に変動している。そのため、血圧の影響を受ける脈波伝播速度情報も常に変動している。
【０００４】
そこで、脈波伝播速度情報に基づいて動脈硬化を評価する場合には、脈波伝播速度情報の測定期間中の血圧をできるだけ安定させるために、被測定者にベッドに仰向けとなって１０分以上安静にしてもらい、自律神経を安定させた後に脈波伝播速度情報を測定したり、呼吸性変動を除去するために、脈波伝播速度情報を測定する際に呼吸を止めてもらうことなどが行われることがある。さらに、一時的な血圧の変動の影響を少なくするために、脈波伝播速度情報を数十拍分程度測定し、測定した複数の脈波伝播速度情報を平均し、得られた平均値に基づいて動脈硬化を評価することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ベッドで安静にしてもらって自律神経を安定させると、緊張による自律神経の変動は少なくなるが、場合によってはリラックスによる血圧のゆらぎが生じてしまい、複数の脈波伝播速度情報を平均する効果が少なくなってしまう。また、呼吸を止めてもらう場合には、数拍分程度の信号しか得られず、特に高齢者では呼吸を止めることが困難であるので、平均化しても精度が不十分と考えられる。さらに、呼吸を止めてもらうと、りきみによる血圧変動が生じることもある。
【０００６】
また、複数の脈波伝播速度情報を平均するだけでは、測定期間中の血圧の変動が十分に取り除かれていない可能性がある。すなわち、測定期間中の血圧の変動を十分に取り除くには、測定期間中の血圧の平均値に対応した脈波伝播速度情報を決定する必要があるが、脈波伝播速度情報は血圧と一対一に対応するものではないので、複数の脈波伝播速度情報を平均するだけでは、測定期間中の血圧の平均値に対応した脈波伝播速度情報は得られないのである。そのため、従来の脈波伝播速度情報に基づく動脈硬化の評価は精度が不十分であった。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、動脈硬化を精度よく評価することができる動脈硬化評価装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための第１手段】
上記目的を達成するための第１発明は、（ａ）生体において発生する圧脈波からその生体の血圧値を一拍毎に決定することができる連続血圧測定装置と、（ｂ）その生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に測定する脈波伝播速度情報測定装置と、（ｃ）前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および前記脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との対応関係を決定する対応関係決定手段と、（ｄ）前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値の平均値および前記対応関係決定手段により決定された対応関係に基づいて、平均脈波伝播速度情報を決定する平均脈波伝播速度情報決定手段とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置である。
【０００９】
【第１発明の効果】
この発明によれば、対応関係決定手段により、連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との対応関係が決定され、平均脈波伝播速度情報決定手段により、測定された血圧の平均値および上記対応関係から、血圧値の平均値に対応した平均脈波伝播速度情報が決定されるので、この平均脈波伝播速度情報は、測定期間中の血圧の変動が十分に取り除かれた脈波伝播速度情報となる。従って、この平均脈波伝播速度情報に基づいて動脈硬化の評価をすれば、動脈硬化を精度よく評価することができる。
【００１０】
【課題を解決するための第２手段】
前記対応関係決定手段により決定される対応関係が線形一次関係式である場合には、その係数からも動脈硬化の評価をすることができる。すなわち、前記目的を達成するための第２発明は、（ａ）生体において発生する圧脈波からその生体の血圧値を一拍毎に決定することができる連続血圧測定装置と、（ｂ）その生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に測定する脈波伝播速度情報測定装置と、（ｃ）前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および前記脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との間の線形一次関係式の係数を決定する係数係決定手段とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置である。
【００１１】
【第２発明の効果】
この発明によれば、係数決定手段により、連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との線形一次関係式の係数が決定されるので、その係数に基づいて動脈硬化を評価することができる。
【００１２】
【発明の他の態様】
ここで、好ましくは、前記連続血圧測定装置は、（ａ−１）前記生体の一部に装着されるカフと、（ａ−２）そのカフの圧迫圧力の徐速変化過程において得られる信号に基づいてその生体の血圧値を決定するカフ血圧値決定手段と、（ａ−３）その生体の所定の動脈に向かって体表面上から押圧させられる圧脈波センサを用いてその動脈から発生する圧脈波を逐次検出する圧脈波検出装置と、（ａ−４）前記カフ血圧値決定手段により連続的に決定された血圧値に基づいて、前記圧脈波検出装置により検出された圧脈波の大きさを血圧値に換算する血圧値連続決定手段とを含むものである。このようにすれば、圧脈波検出装置により非観血的に検出される圧脈波に基づいて血圧値が決定されるので、非観血的に血圧値を連続的に決定することができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記脈波伝播速度情報測定装置は、前記連続血圧測定装置により検出される圧脈波に基づいて脈波伝播速度情報を測定するものである。このようにすれば、血圧値を決定するために検出される圧脈波が脈波伝播速度情報を測定するためにも用いられることから、動脈硬化評価装置の構成が簡単になる。
【００１４】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面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評価装置１０の構成を説明するブロック図である。
【００１５】
図において、１２はゴム製袋を布製帯状袋内に有するカフであって、被測定者の例えば右腕の上腕部１４に巻回される。カフ１２には、圧力センサ１６、排気制御弁１８が配管２０を介してそれぞれ接続されており、排気制御弁１８には、さらに、配管２２を介して空気ポンプ２４が接続されている。排気制御弁１８は、カフ１２内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１２内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１２内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００１６】
圧力センサ１６は、カフ１２内の圧力Ｐ_Ｋを検出してその圧力Ｐ_Ｋ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Ａ／Ｄ変換器３０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ＳＭ_１を弁別して、そのカフ脈波信号ＳＭ_１をＡ／Ｄ変換器３４を介して電子制御装置３２へ供給する。このカフ脈波信号ＳＭ_１は上腕脈波ｗｂを表す。
【００１７】
圧脈波検出装置として機能する圧脈波検出プローブ３６は、図２に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング３８と、そのセンサハウジング３８を収容するケース４０と、センサハウジング３８を橈骨動脈４２の幅方向に移動させるためにセンサハウジング３８に螺合され且つケース４０の駆動部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４６とを備えている。上記ケース４０には装着バンド４８が取りつけられており、圧脈波検出プローブ３６は、装着バンド４８により、センサハウジング３８の開口端が体表面５０に対向する状態でカフ１２が巻回されていない側の手首５２に着脱可能に取り付けられる。上記センサハウジング３８には、その内部にダイヤフラム５４が取り付けられている。さらにそのダイヤフラム５４を介して、圧脈波センサ５６がセンサハウジング３８に対して相対移動可能かつセンサハウジング３８の開口端から突出し可能に、そのセンサハウジング３８に設けられている。これらセンサハウジング３８およびダイヤフラム５４等によって圧力室５８が形成されている。この圧力室５８内には、図１に示すように、空気ポンプ６０から調圧弁６２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５６は圧力室５８内の圧力に応じた押圧力ＨＤＰで体表面５０に押圧させられる。
【００１８】
上記センサハウジング３８およびダイヤフラム５４は、圧脈波センサ５６を橈骨動脈４２に向かって押圧する押圧装置６４を構成しており、押圧装置６４は後述する最適押圧力Ｐ_ＨＤＰＯで圧脈波センサ５６を押圧する。そして、上記ねじ軸４６および図示しないモータは、圧脈波センサ５６が体表面５０に向かって押圧させられる押圧位置を、橈骨動脈４２の幅方向に移動させる幅方向移動装置６６を構成している。
【００１９】
上記圧脈波センサ５６の押圧面６８には、図３に示すように、多数の半導体感圧素子（以下、感圧素子という）Ｅが、橈骨動脈４２の幅方向すなわちねじ軸４６と平行な圧脈波センサ５６の移動方向において、橈骨動脈４２の直径よりも長くなるように、且つ一定の間隔（たとえば０．２ｍｍ間隔）で配列されている。また、圧脈波センサ５６の押圧面６８には温度センサ７０が設けられている。この温度センサ７０は、たとえばサーミスタにより構成される。
【００２０】
このように構成された圧脈波検出プローブ３６が、手首５２の体表面５０の橈骨動脈４２上に押圧されると、圧脈波センサ５６により、橈骨動脈４２から発生して体表面５０に伝達される圧脈波（橈骨動脈波ｗｒ）および手首５２の体表面５０の温度が検出され、図１に示すように、橈骨動脈波ｗｒを表す圧脈波信号ＳＭ_２および体表面５０の温度を表す体温信号ＳＴがＡ／Ｄ変換器７２を介して電子制御装置３２へ供給される。
【００２１】
さらに、動脈硬化評価装置１０は、図１に示すように、心音マイク７４を備えている。心音マイク７４は、図示しない被測定者の胸部上に図示しない粘着テープ等により固定される。心音マイク７４は、心拍同期信号である心音を検出する心拍同期信号検出装置であり、心音マイク７４の図示しない内部に備えられている圧電素子において、被測定者の心臓から発生する心音等が電気信号すなわち心音信号ＳＨに変換される。心音信号増幅器７６には、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種類のフィルタが備えられており、心音信号増幅器７６では、心音マイク７４から供給される心音信号ＳＨが、増幅され且つろ波された後に、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ出力される。
【００２２】
入力装置７８は、被測定者の身長Ａが入力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、入力された被測定者の身長Ａを表す身長信号ＳＡを電子制御装置３２へ供給する。
【００２３】
電子制御装置３２は、ＣＰＵ８０，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８４，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、ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ８４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２つの空気ポンプ２４、６０、排気制御弁１８、および調圧弁６２を制御する。ＣＰＵ８０は、上記空気ポンプ２４および排気制御弁１８を制御することによりカフ圧ＰＣを制御し、空気ポンプ６０および調圧弁６２を制御することにより、圧力室５８内の圧力を制御する。また、ＣＰＵ８０は、電子制御装置３２に供給される信号に基づいて演算処理を実行することにより、平均脈波伝播速度情報を決定し、その決定した平均脈波伝播速度情報を表示器８６に表示する。
【００２４】
図４は、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。カフ圧制御手段９０は、後述するカフ血圧値決定手段９２からの指令信号に従って、静圧弁別回路２６から供給されるカフ圧信号ＳＣに基づいて空気ポンプ２４および排気制御弁１８を制御することにより、カフ圧ＰＣを最高血圧値よりも高い値に設定された目標圧力値ＰＣ_Ｍ（たとえば１８０ｍｍＨｇ）まで急速昇圧させた後、そのカフ圧ＰＣを３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降圧させ、カフ血圧値決定手段９２により最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡが決定された後にカフ圧ＰＣを大気圧とする。
【００２５】
カフ血圧値決定手段９２は、カフ圧制御手段９０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ＳＭ_１から、カフ圧ＰＣおよび上腕脈波ｗｂの振幅の変化を逐次決定し、その決定したカフ圧ＰＣおよび上腕脈波ｗｂの振幅の変化に基づき、よく知られたオシロメトリック法を用いて被測定者の上腕部１４における最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳ、平均血圧値ＣＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡを決定する。なお、以下の説明では、後述する血圧値連続決定手段９８により決定される血圧値ＢＰと区別するために、このカフ血圧値決定手段９２により決定された血圧値をカフ血圧値ＣＢＰといい、単に血圧値ＢＰというときは、後述する血圧値連続決定手段９８により決定される血圧値ＢＰを意味することとする。
【００２６】
最適押圧位置制御手段９４は、圧脈波センサ５６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５６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６６により押圧装置６４および圧脈波センサ５６を所定距離移動させた後、押圧装置６４により圧脈波センサ５６を比較的小さい予め設定された第１押圧力ＨＤＰ１で押圧させ、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５６により押圧される動脈（本実施例では橈骨動脈４２）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。
【００２７】
押圧力制御手段９６は、圧脈波センサ５６が最適押圧位置制御手段９４により最適押圧位置に位置させられた後、押圧装置６４による圧脈波センサ５６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橈骨動脈波ｗｒに基づいて最適押圧力ＨＤＰＯを決定し、押圧装置６４による圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰをその最適押圧力ＨＤＰＯに維持する。ここで、最適押圧力ＨＤＰＯとは、圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰよって、橈骨動脈４２の血管壁の圧脈波センサ５６により押圧されている側が略平坦となる押圧力であり、例えば図５に示すように、押圧力ＨＤＰを最適押圧力ＨＤＰＯを十分に含むような範囲で連続的に増加させる過程で、圧脈波センサ５６の最大圧力検出素子から得られた圧脈波信号ＳＭ_２の大きさと圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰとを示す二次元グラフにおいて、圧脈波信号ＳＭ_２の下ピーク値を結ぶ曲線（図５の破線）により形成される平坦部の中央を中心とする所定範囲内の押圧値である。
【００２８】
血圧値連続決定手段９８は、圧脈波センサ５６により逐次検出される圧脈波信号ＳＭ_２に基づいて血圧値ＢＰを一拍毎に決定する。すなわち、圧脈波センサ５６により逐次検出される圧脈波信号ＳＭ_２は血圧ＢＰに関連して変動するので、圧脈波信号ＳＭ_２の大きさをカフ血圧値決定手段９２により決定されたカフ血圧値ＣＢＰに基づいて圧力に換算して血圧値ＢＰを一拍毎に決定する。ここで、「一拍毎に決定する」ことには、圧脈波信号ＳＭ_２が一拍検出される毎に血圧値ＢＰを決定することだけでなく、まず、圧脈波信号ＳＭ_２を複数拍分まとめて読み込み、読み込みを一旦終了した後、読み込んだ複数拍分の圧脈波信号ＳＭ_２に基づいて血圧値ＢＰを一拍毎に決定することを含むものとする。
【００２９】
圧脈波信号ＳＭ_２はＡ／Ｄ変換器７２によりデジタル信号として供給されるので、圧脈波信号ＳＭ_２の大きさをユニット数Ｎと呼ぶこととすると、ユニット数Ｎを血圧値ＢＰに換算するには、たとえば、カフ血圧測定時における橈骨動脈波ｗｒの血圧値対応部位のユニット数Ｎを基準ユニット数Ｎｓｔとし、その基準ユニット数Ｎｓｔと逐次検出される橈骨動脈波ｗｒの血圧値対応部位のユニット数Ｎとの差に、感圧素子Ｅ毎の感度係数ｃｓおよびユニット数Ｎを血圧値ＢＰに換算するための予め定められた換算係数ｃｂを乗じることによりカフ血圧測定時に対する血圧の変動量を算出し、その血圧の変動量をカフ血圧値ＣＢＰに加えることで血圧値ＢＰを一拍毎に算出する。すなわち式１から血圧値ＢＰを一拍毎に算出する。ここで、上記血圧値対応部位とは、一脈波においてカフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳ、カフ平均血圧値ＣＢＰ_ＭＥＡＮ、カフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡにそれぞれ対応する部位であり、カフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳにはピーク、カフ平均血圧値ＣＢＰ_ＭＥＡＮには脈波の面積重心点、カフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡには立ち上がり点がそれぞれ対応する。
（式１）
ＢＰ　＝　ＣＢＰ　＋　ｃｓ×ｃｂ×（Ｎｓｔ−Ｎ）
また、式１において、感度係数ｃｓは体温によって異なる値が用いられる。すなわち、感度係数ｃｓは感圧素子Ｅ毎に予め定められた基準感度係数に温度係数を乗じた値であり、温度係数は温度センサ７０から供給される体温信号ＳＴに基づいて決定される体表面５０の体温である。また、基準ユニット数Ｎｓｔは、カフ血圧値決定手段９２による血圧測定期間中に検出される複数の橈骨動脈波ｗｒにおける血圧値対応部位のユニット数Ｎの平均でもよいし、カフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳやカフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡなどのカフ血圧値ＣＢＰが決定された時の橈骨動脈波ｗｒの血圧値対応部位のユニット数Ｎでもよい。
なお、図１の動脈硬化評価装置１０では、カフ１２、圧力センサ１６、排気制御弁１８、空気ポンプ２４、静圧弁別回路２６、脈波弁別回路２８、カフ圧制御手段９０、カフ血圧値決定手段９２、圧脈波検出プローブ３６、および血圧値連続決定手段９８等により連続血圧測定装置１００が構成される。
【００３０】
脈波伝播速度情報算出手段１０２は、心音マイク７４から逐次供給される心音信号ＳＨが表す心音波形の所定部位（たとえばＩＩ音の開始点）と、圧脈波信号ＳＭ_２が表す橈骨動脈波ｗｒにおいて心音波形の上記所定部位に対応する所定部位（たとえばノッチ）とをそれぞれ一拍毎に決定し、その心音波形の所定部位が検出された時間と橈骨動脈波ｗｒの所定部位が検出された時間との時間差を一拍毎に算出する。この時間差は、大動脈弁と手首５２との間における脈波伝播時間ＤＴである。また、脈波伝播速度情報算出手段１０２は、さらに、入力装置７８から供給される被測定者の身長Ａを、身長Ａと伝播距離Ｌとの間の予め記憶された関係である式２に代入することにより、大動脈弁と手首５２との間の伝播距離Ｌを求め、得られた伝播距離Ｌと上記脈波伝播時間ＤＴとを、式３に代入することにより脈波伝播速度ＰＷＶ（ｃｍ／ｓｅｃ）を一拍毎に算出するようになっていてもよい。
（式２）　Ｌ＝ａＡ＋ｂ
（ａ，ｂは、実験に基づいて決定された定数）
（式３）　ＰＷＶ＝Ｌ／ＤＴ
なお、図１の動脈硬化評価装置１０では、圧脈波検出プローブ３６、心音マイク７４および脈波伝播速度情報算出手段１０２等により脈波伝播速度情報測定装置１０３が構成される。
【００３１】
対応関係決定手段１０４は係数決定手段としても機能し、血圧値連続決定手段９８により決定された複数の血圧値ＢＰと、脈波伝播速度情報算出手段１０２により決定された複数の脈波伝播速度情報から、回帰計算により、血圧値ＢＰと脈波伝播速度情報との間の線形一次関係式すなわち対応関係式を決定する。
【００３２】
血圧平均値算出手段１０６は、血圧値連続決定手段９８により決定された複数の血圧値ＢＰの平均値、すなわち血圧平均値ＢＰ_ＡＶを算出する。
【００３３】
平均脈波伝播速度情報決定手段１０８は、対応関係決定手段１０４により決定された対応関係式および血圧平均値算出手段１０６により算出された血圧平均値ＢＰ_ＡＶから、血圧平均値ＢＰ_ＡＶに対応した脈波伝播速度情報である平均脈波伝播速度情報を決定する。
【００３４】
図６および図７は、図４の機能ブロック線図に示した電子制御装置３２の制御作動をさらに具体的に説明したフローチャートである。なお、図６および図７のフローチャートは、入力装置７８から被測定者の身長Ａを表す身長信号ＳＡが予め供給されていることを条件として、図示しないスタートボタンの操作により開始するようになっている。
【００３５】
図６において、まずステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、予め入力された患者の身長Ａを前記式２に代入することにより伝播距離Ｌを算出する。
【００３６】
続くＳ２では、圧脈波センサ５６の押圧面６８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Ｓ４以降を実行する。
【００３７】
一方、Ｓ２の判断が肯定された場合、すなわち、圧脈波センサ５６の橈骨動脈４２に対する装着位置が不適切である場合には、最適押圧位置制御手段９４に相当するＳ３のＡＰＳ制御ルーチンを実行する。このＡＰＳ制御ル−チンでは、幅方向移動装置６６を制御することにより、圧脈波センサ５６の各圧力検出素子Ｅのうち最大振幅を検出する圧力検出素子Ｅが、圧力検出素子Ｅの配列の略中心位置になるように最適押圧位置を決定するとともに、その圧力検出素子Ｅを最大圧力検出素子ＥＭに設定する。以下の説明における圧脈波信号ＳＭ_２は、このＳ４で決定した最大圧力検出素子ＥＭにより検出された圧脈波信号ＳＭ_２を意味する。
【００３８】
前記Ｓ２の判断が否定された場合または上記Ｓ３を実行した場合には、続いて、最適押圧力制御手段９６に相当するＳ４のＨＤＰ制御ルーチンを実行する。すなわち、調圧弁６２を制御することにより圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰを連続的に高め、その過程で前記最大圧力検出素子ＥＭによって検出される橈骨動脈波ｗｒの振幅が最大となる押圧力を最適押圧力ＨＤＰＯに決定し、且つ、圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰをその最適押圧力ＨＤＰＯに保持する。
【００３９】
続くＳ５では、空気ポンプ２４を起動させ、且つ、排気制御弁１８を圧力供給状態に制御することにより、カフ圧ＰＣの急速昇圧を開始する。続くＳ６では、カフ圧ＰＣが１８０ｍｍＨｇに設定された目標昇圧値ＰＣ_Ｍを越えたか否かを判断する。この判断が否定されるうちはＳ６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、Ｓ６の判断が肯定された場合には、Ｓ７において、空気ポンプ２４を停止させ、且つ、排気制御弁１８を徐速排圧状態に切り替えることにより、カフ圧ＰＣの３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度での徐速降圧を開始する。
【００４０】
続くＳ８では、静圧弁別回路２６から逐次供給されるカフ圧信号ＳＣ、脈波弁別回路２８から逐次供給されるカフ脈波信号ＳＭ_１、心音信号増幅器７６から逐次供給される心音信号ＳＨ、および圧脈波検出プローブ３６から逐次供給される圧脈波信号ＳＭ_２をそれぞれ読み込む。
【００４１】
続くＳ９では、Ｓ８において一拍分の信号が読み込まれたか否かを、カフ脈波信号ＳＭ_１が表す上腕脈波ｗｂや圧脈波信号ＳＭ_２が表す橈骨動脈波ｗｒの立ち上がり点が検出されたか否か、或いは、心音信号ＳＨが表す心音波形においてＩ音やＩＩ音の開始点が検出されたか否かに基づいて判断する。
【００４２】
続くＳ１０では、カフ圧ＰＣの徐速降圧過程において上記Ｓ８で読み込んだカフ脈波信号ＳＭ_１が表す上腕脈波ｗｂの振幅の変化およびカフ圧信号ＳＣ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カフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳ、カフ平均血圧値ＣＢＰ_ＭＥＡＮ、およびカフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡを決定する。
【００４３】
続くＳ１１では、上記Ｓ８で読み込んだ一拍分の心音信号ＳＨが表す心音のＩＩ音の開始点を決定し、且つ、同じく上記Ｓ８で読み込んだ一拍分の圧脈波信号ＳＭ_２が表す橈骨動脈波ｗｒのノッチを決定し、心音のＩＩ音の開始点が検出された時間と橈骨動脈波ｗｒのノッチが検出された時間との時間差を実脈波伝播時間ＤＴとして算出する。続くＳ１２では、上記Ｓ１１で算出した脈波伝播時間ＤＴおよび前記Ｓ１で算出した伝播距離Ｌを前記式３に代入することにより脈波伝播速度ＰＷＶを算出する。図６では、Ｓ１、Ｓ１１乃至Ｓ１２が脈波伝播速度情報算出手段１０２に相当する。
【００４４】
続くＳ１３では、上記Ｓ１０においてカフ血圧値ＣＢＰの決定が完了したか否かを判断する。上記Ｓ１０では、カフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡが最後に決定されることから、Ｓ１３では、カフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡが決定されたか否かを判断する。このＳ１３の判断が否定されるうちは、前記Ｓ８以下を繰り返し実行することにより、血圧測定アルゴリズムを継続するとともに、一拍毎に脈波伝播速度ＰＷＶを算出する。図６では、Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１３がカフ血圧値決定手段９２に相当する。
【００４５】
一方、Ｓ１３の判断が肯定された場合には、図７のＳ１４において、排気制御弁１８を急速排圧状態に切り替えることによりカフ圧ＰＣを大気圧とする。図６、図７では、Ｓ５乃至Ｓ７、Ｓ１４がカフ圧制御手段９０に相当する。そして、続くＳ１５では、空気ポンプ６０を停止させ、且つ調圧弁６２を制御することにより、圧脈波センサ５６の押圧力ＨＤＰも大気圧とする。
【００４６】
続いて血圧値連続決定手段９８に相当するＳ１６乃至Ｓ１９を実行する。まず、Ｓ１６では温度センサ７０から供給される体温信号ＳＴを読み込み、その体温信号ＳＴに基づいて体表面５０の体温を決定する。そして、続くＳ１７では、Ｓ８乃至Ｓ１３を繰り返す間に検出された各橈骨動脈波ｗｒについて、ピークにおけるユニット数Ｎ（すなわちピークの大きさ）をそれぞれ決定する。通常、カフ１２を用いた血圧測定には２０〜３０秒程度必要とすることから、Ｓ８乃至Ｓ１３を繰り返す間に数十拍分の橈骨動脈波ｗｒが検出されているので、Ｓ１７では数十拍分の橈骨動脈波ｗｒについてそれぞれピークのユニット数Ｎを決定することになる。
【００４７】
続くＳ１８では、上記Ｓ１７で決定した各ピークのユニット数Ｎを平均することにより基準ユニット数Ｎｓｔを算出する。ここでの基準ユニット数Ｎｓｔは、カフ圧ＰＣの徐速降圧期間中すなわち脈波伝播速度ＰＷＶの測定期間中における橈骨動脈波ｗｒのピークの平均の大きさを意味する。
【００４８】
続くＳ１９では、Ｓ１０で決定したカフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳ、最大圧力検出素子ＥＭの感度係数、Ｓ１６で決定した体温、予め記憶されている換算係数ｃｓ、Ｓ１８で決定した基準ユニット数Ｎｓｔ、およびＳ１７で決定した各ピークのユニット数Ｎを前記式１に代入して、Ｓ８乃至Ｓ１３の繰り返しにより検出した各橈骨動脈波ｗｒに対応した最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳをそれぞれ算出する。
【００４９】
続くＳ２０は対応関係決定手段１０４に相当し、図８にも示すように、Ｓ１９で算出した各血圧値ＢＰとその各血圧値ＢＰに対応する脈波伝播速度ＰＷＶとを一組とする複数組の値から、回帰計算により、血圧値ＢＰと脈波伝播速度ＰＷＶとの間の式４に示す対応関係式の定数αおよびβを決定する。
（式４）　ＰＷＶ　＝　α×ＢＰ_ＳＹＳ＋β
【００５０】
そして、続くＳ２１では、Ｓ２０で決定した対応関係式を表示器８６に表示する。上記対応関係式の傾きすなわち定数αは、動脈硬化が進行するほど大きくなることから、表示器８６に上記対応関係式が表示されると、対応関係式の定数αの大きさから動脈硬化の程度を評価することができる。
【００５１】
続くＳ２２は血圧平均値算出手段１０６に相当し、Ｓ１９で算出した各最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳを平均して血圧平均値ＢＰ_ＡＶを算出する。続くＳ２３は平均脈波伝播速度情報決定手段１０８に相当し、Ｓ２２で算出した血圧平均値ＢＰ_ＳＹＳおよびＳ２０で決定した対応関係式から、血圧平均値ＢＰ_ＡＶに対応した脈波伝播速度ＰＷＶである平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを算出し、その算出した平均脈波伝播速度ＰＷＶ_ＡＶを表示器８６に表示する。前記Ｓ２１で表示器８６に表示される対応関係式に加えて、このＳ２３で表示される平均脈波伝播速度ＰＷＶからも動脈硬化の程度を評価することができる。
【００５２】
上述のフローチャートに基づく実施例によれば、Ｓ２０（対応関係決定手段１０４）において、Ｓ１６乃至Ｓ１９（血圧値連続決定手段９８）で決定された複数の最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳおよびＳ１、Ｓ１１乃至Ｓ１２（脈波伝播速度情報算出手段１０２）で算出された複数の脈波伝播速度ＰＷＶに基づいて、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳと脈波伝播速度ＰＷＶとの対応関係式（式４）が決定され、Ｓ２３（平均脈波伝播速度情報決定手段１０８）では、Ｓ１６乃至Ｓ１９で決定された最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳの平均値である血圧平均値ＢＰ_ＡＶおよび上記対応関係式から、血圧平均値ＢＰ_ＡＶに対応した平均脈波伝播速度ＰＷＶが決定されるので、この平均脈波伝播速度ＰＷＶは、脈波伝播速度ＰＷＶを測定する期間中の血圧ＢＰの変動が十分に取り除かれた脈波伝播速度ＰＷＶとなる。従って、この平均脈波伝播速度ＰＷＶに基づいて動脈硬化の評価をすれば、動脈硬化を精度よく評価することができる。
【００５３】
また、上述のフローチャートに基づく実施例によれば、Ｓ２０（対応関係決定手段１０４）において、Ｓ１６乃至Ｓ１９（血圧値連続決定手段９８）で決定された複数の血圧値ＢＰおよびＳ１、Ｓ１１乃至Ｓ１２（脈波伝播速度情報算出手段１０２）で算出された複数の脈波伝播速度ＰＷＶに基づいて、血圧値ＢＰと脈波伝播速度ＰＷＶとの線形一次関係式（式４）の係数αが決定されるので、その係数αに基づいて動脈硬化を評価することもできる。
【００５４】
また、上述の動脈硬化評価装置１０では、圧脈波検出プローブ３６により非観血的に検出される橈骨動脈波ｗｒに基づいて血圧値ＢＰが決定されるので、非観血的に血圧値ＢＰを連続的に決定することができる。
【００５５】
また、上述の動脈硬化評価装置１０では、血圧値ＢＰを連続的に決定するために検出される橈骨動脈波ｗｒが、脈波伝播速度情報を測定するためにも用いられることから、動脈硬化評価装置１０の構成が簡単になる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５７】
たとえば、前述の図６、図７に示したフローチャートでは、Ｓ１９において、脈波伝播速度ＰＷＶの測定期間中における橈骨動脈波ｗｒのピークの平均の大きさと、各橈骨動脈波ｗｒのピークの大きさとの差に基づいて血圧値ＢＰを決定する式１に基づいて血圧値ＢＰを決定していたが、カフ血圧測定時に検出された橈骨動脈波ｗｒの最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎが、カフ最高血圧値ＣＢＰ_ＳＹＳおよびカフ最低血圧値ＣＢＰ_ＤＩＡにそれぞれ対応することに基づいて、図９に示す圧脈波血圧対応関係式を決定し、その圧脈波血圧対応関係式を用いて血圧値ＢＰを連続的に決定してもよい。
【００５８】
また、前述の実施形態では、血圧値ＢＰおよび脈波伝播速度ＰＷＶを一拍毎に決定していたが、一拍拍おき、あるいは数拍おきに血圧値ＢＰおよび脈波伝播速度ＰＷＶを決定してもよい。
【００５９】
また、前述の図６、図７に示したフローチャートでは、カフ血圧値ＣＢＰを測定するためにカフ圧ＰＣを徐速降圧しているときに、脈波伝播速度ＰＷＶを測定していたが、カフ血圧値ＣＢＰの測定とは別のときに脈波伝播速度ＰＷＶを測定してもよい。
【００６０】
また、前述の動脈硬化評価装置１０では、圧脈波検出プローブ３６は、カフ１２が装着されていない側の手首５２に装着されていたが、これは、カフ圧ＰＣの徐速降圧中に脈波伝播速度ＰＷＶを測定するためであり、カフ圧ＰＣが大気圧である状態で脈波伝播速度ＰＷＶを測定する場合には圧脈波検出プローブ３６はカフ１２と同じ腕の手首５２に装着されてもよい。また、圧脈波検出プローブ３６は、手首以外の部位、たとえば頸部、大腿部等に装着されてもよい。
【００６１】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動脈硬化評価装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の圧脈波検出プローブの構成を詳しく説明する図である。
【図３】図２の圧脈波検出プローブに備えられた圧脈波センサの押圧面を示す図である。
【図４】図１の動脈硬化評価装置における電子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。
【図５】図４の最適押圧力制御手段において決定される最適押圧力ＨＤＰＯを説明する図である。
【図６】図４の機能ブロック線図に示した電子制御装置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。
【図７】図４の機能ブロック線図に示した電子制御装置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。
【図８】図７のＳ２０で決定される対応関係式の一例を示す図である。
【図９】橈骨動脈波ｗｒから血圧値ＢＰを連続的に決定するための圧脈波血圧対応関係式を例示する図である。
【符号の説明】
１０：動脈硬化評価装置
１２：カフ
３６：圧脈波検出プローブ（圧脈波検出装置）
９２：カフ血圧値決定手段
９８：血圧値連続決定手段
１００：連続血圧測定装置
１０３：脈波伝播速度情報測定装置
１０４：対応関係決定手段（係数決定手段）
１０８：平均脈波伝播速度情報決定手段

Claims

生体において発生する圧脈波から該生体の血圧値を連続的に決定することができる連続血圧測定装置と、
該生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に測定する脈波伝播速度情報測定装置と、
前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および前記脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との対応関係を決定する対応関係決定手段と、
前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値の平均値および前記対応関係決定手段により決定された対応関係に基づいて、平均脈波伝播速度情報を決定する平均脈波伝播速度情報決定手段と
を含むことを特徴とする動脈硬化評価装置。
生体において発生する圧脈波から該生体の血圧値を一拍毎に決定することができる連続血圧測定装置と、
該生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を連続的に測定する脈波伝播速度情報測定装置と、
前記連続血圧測定装置により測定された複数の血圧値および前記脈波伝播速度情報測定装置により測定された複数の脈波伝播速度情報に基づいて、血圧値と脈波伝播速度情報との間の線形一次関係式の係数を決定する係数係決定手段と
を含むことを特徴とする動脈硬化評価装置。
前記連続血圧測定装置は、
前記生体の一部に装着されるカフと、
該カフの圧迫圧力の徐速変化過程において得られる信号に基づいて該生体の血圧値を決定するカフ血圧値決定手段と、
該生体の所定の動脈に向かって体表面上から押圧させられる圧脈波センサを用いて該動脈から発生する圧脈波を逐次検出する圧脈波検出装置と、
前記カフ血圧値決定手段により決定された血圧値に基づいて、前記圧脈波検出装置により連続的に検出された圧脈波の大きさを血圧値に換算する血圧値連続決定手段と
を含むものであることを特徴とする請求項１または２に記載の動脈硬化評価装置。
前記脈波伝播速度情報測定装置は、前記連続血圧測定装置により検出される圧脈波に基づいて脈波伝播速度情報を測定するものである請求項１乃至３のいずれかに記載の動脈硬化評価装置。