JP2009000388A - Vascular endothelial function measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の血管内皮機能計測は、血管内皮機能計測の方式が侵襲的であるか非侵襲的であるかに係わらず、被験者に大きな負担や苦痛をかけるばかりでなく、測定技術の熟練や大掛かりな測定環境を必要とした。
【解決手段】血管への阻血圧や阻血時間を、血圧測定や生体インピーダンス測定から算出される脈波伝播速度により制御するとともに、阻血前後の生体インピーダンス値の変化量及び変化率と脈波伝播速度から血管内皮機能を評価し表示や印字や記録を行なう。また、生体インピーダンス測定部と血圧測定及び阻血部を測定部位に装着する簡素な構成をとる。
【選択図】図1The conventional vascular endothelial function measurement not only poses a heavy burden and pain on the subject, regardless of whether the vascular endothelial function measurement method is invasive or non-invasive, A large measurement environment was required.
Blood pressure ischemia and ischemia time are controlled by the pulse wave velocity calculated from blood pressure measurement and bioimpedance measurement, and the amount and rate of change of bioimpedance value before and after ischemia and the pulse wave velocity Evaluate vascular endothelial function and display, print and record. Further, a simple configuration is adopted in which the bioelectrical impedance measurement unit, the blood pressure measurement unit, and the ischemic unit are attached to the measurement site.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、脈波伝播速度および阻血前後の血管拡張反応を測定することにより動脈硬化の度合いを容易に評価可能な血管機能測定装置に関するものである。 The present invention relates to a vascular function measuring apparatus capable of easily evaluating the degree of arteriosclerosis by measuring a pulse wave velocity and a vasodilator response before and after ischemia.
従来、動脈硬化等の血管疾患の指標として、脈波伝播速度又は脈波速度(Pulse Wave Velocity)が一般的に用いられている。脈波伝播速度は心臓から大動脈に血液を送り出す際に派生した血管壁圧が動脈中を移動する際に発生する波動が血管壁を伝わる早さであり、速くなるほど血管が硬くなっていることを意味する。脈波伝播速度は血管上の2点の脈波及びその伝播時間を測定し、この2点間の距離を伝播時間で除すことにより求められる。 Conventionally, pulse wave velocity or pulse wave velocity is generally used as an index of vascular diseases such as arteriosclerosis. The pulse wave propagation speed is the speed at which the wave generated when the blood vessel wall pressure derived when pumping blood from the heart moves through the artery is transmitted through the blood vessel wall, and the higher the speed, the harder the blood vessel. means. The pulse wave propagation speed is obtained by measuring the pulse wave at two points on the blood vessel and the propagation time thereof and dividing the distance between the two points by the propagation time.
これまで、脈波伝播速度測定装置としては、1)心音マイクを用いて取得した心音第2音と、脈波センサを用いて取得した股動脈及び頚動脈の脈波との時間差、並びに脈波センサの距離とから測定を行うもの、2)カフを用いて被験者の四肢の2点を軽度圧迫して測定した動脈の脈波から測定を行うもの、3)超音波センサを用いて2点における血管径変動を測定し、変動波形の相互相関をとることにより脈波速度を求めるもの、4)被験者の血管走行に対して心臓側と末梢側に一対の定電流供給用電極を取り付け、その間に2つ以上の複数の測定用電極を定間隔で取り付け、これら測定用電極から得られる生体インピーダンス波形と電極の間隔から波形の電極対間での伝播時間を求めるもの、が知られている。 Up to now, as the pulse wave velocity measuring device, 1) the time difference between the second heart sound acquired using the heart sound microphone and the pulse wave of the hip artery and carotid artery acquired using the pulse wave sensor, and the pulse wave sensor 2) Measuring from a pulse wave of an artery measured by slightly compressing two points of a subject's limb using a cuff 3) A blood vessel at two points using an ultrasonic sensor Measurement of diameter fluctuation and obtaining pulse wave velocity by cross-correlating fluctuation waveforms 4) A pair of constant current supply electrodes are attached to the heart side and the distal side with respect to the blood vessel running of the subject, and 2 between them It is known that two or more measurement electrodes are attached at regular intervals, and the propagation time between the electrode pairs of the waveform is obtained from the bioimpedance waveform obtained from these measurement electrodes and the interval between the electrodes.
以上のうち、4)の生体インピーダンス波形から脈波伝播速度を求める方式の一例として、下記特許文献1に示す方式が提唱されている。この方式によれば、被検者の負荷が小さく、しかも簡便な構成により脈波伝播速度が測定できうることを示唆している。 Among the above, as an example of a method for obtaining the pulse wave velocity from the bioimpedance waveform of 4), a method shown in Patent Document 1 below has been proposed. This suggests that the pulse wave velocity can be measured with a simple configuration with a small load on the subject.
また、近年、血管内皮機能という血管の内面を覆っている内皮細胞という単層の細胞の機能(血管の拡がりやすさ)を表す指標が動脈硬化等の血管疾患の指標として認識されるようになってきた。内皮細胞は一酸化窒素(NO)をはじめとする様々な物質を産生しており、これらの物質の産生が減少したり分解が促進されたりすると、血管は拡がりにくくなり、各臓器の血流が低下する。内皮細胞による血管拡張反応は高血圧や加齢、糖尿病などの危険因子により障害されることが報告されている。また、血管内皮機能が障害されると、その障害により動脈硬化が促進されることも報告されている。即ち、血管内皮の機能異常自体が動脈硬化の危険因子になることを示すものとの認識が深まってきている。 Also, in recent years, an index representing the function of a single-layer cell called an endothelial cell covering the inner surface of a blood vessel called the vascular endothelial function (the ease of blood vessel expansion) has been recognized as an index of vascular diseases such as arteriosclerosis. I came. Endothelial cells produce various substances such as nitric oxide (NO). If the production of these substances is reduced or decomposition is promoted, the blood vessels become difficult to expand, and the blood flow of each organ is reduced. descend. It has been reported that the vasodilator response by endothelial cells is impaired by risk factors such as hypertension, aging and diabetes. It has also been reported that when vascular endothelial function is impaired, arteriosclerosis is promoted by the disorder. That is, the recognition that vascular endothelial dysfunction itself is a risk factor for arteriosclerosis is increasing.
このことより、内皮細胞による血管拡張反応を測定することで、血管内皮細胞の機能的異常を検出し動脈硬化症の早期病変が容易に発見できるものと考えられている。 From this, it is considered that by measuring the vasodilatory reaction by endothelial cells, functional abnormalities of vascular endothelial cells can be detected and early lesions of arteriosclerosis can be easily found.
従来の内皮細胞による血管拡張反応の測定方法としては、カテーテル等を用いた侵襲的方法により冠状動脈内にアセチルコリン等を投与し、冠状動脈血管の拡張反応を検討する方法がとられていた。 As a conventional method for measuring a vasodilator response by endothelial cells, a method has been adopted in which acetylcholine or the like is administered into a coronary artery by an invasive method using a catheter or the like to examine the coronary artery vasodilator response.
しかし、このような侵襲的方法では測定に多大な労力が必要であり、また被験者にも大きな負担を強いることになる。このため、FMD(血流依存性血管拡張反応、Flow-Mediated Dilation)法と呼ばれる超音波診断装置を用いた非侵襲的方法が提唱され、内皮細胞による血管拡張反応として上腕動脈の血流依存性血管拡張反応を検討する方法も行われてきている。 However, such an invasive method requires a great deal of labor for measurement and imposes a heavy burden on the subject. For this reason, a non-invasive method using an ultrasonic diagnostic apparatus called FMD (Flow-Mediated Dilation) method has been proposed, and blood flow dependence of the brachial artery as a vasodilation reaction by endothelial cells. Methods for examining vasodilatory responses have also been performed.
FMD法による非侵襲的方法は、例えば被験者の腕の所定部位に超音波測定端子を位置決めして配置する。次に安静状態での血管状態を検出し、血管径を検出する。その後前記所定部位の血管を一定時間、例えば5分間阻血する。そして阻血解除後再び測定端子を前述の安静時の血管径測定部位と同一位置に配置した後、阻血解除後所定時間間隔、例えば阻血解除後1分後より1分間隔での測定端子配置位置での血管径を検出する。これら血管径測定結果より、血管の拡張割合を測定する。 In the non-invasive method by the FMD method, for example, an ultrasonic measurement terminal is positioned and arranged at a predetermined part of a subject's arm. Next, the blood vessel state in the resting state is detected, and the blood vessel diameter is detected. Thereafter, the blood vessel at the predetermined site is blocked for a predetermined time, for example, 5 minutes. After the ischemia is released, the measurement terminal is again arranged at the same position as the resting blood vessel diameter measurement site, and then at a measurement terminal arrangement position at a predetermined time interval after the ischemia is released, for example, 1 minute after the release of the ischemia. The blood vessel diameter is detected. From these blood vessel diameter measurement results, the blood vessel expansion rate is measured.
しかしながら、上記方法ではそれほど太いものではない血管の径の拡張割合を求めなければならず、阻血の前後で超音波測定端子を全く同じ位置に配置しなければ測定の精度を確保できなかった。このため、高精度な検出のためには熟練された技術が必要であった。 However, in the above method, it is necessary to obtain the expansion ratio of the diameter of the blood vessel which is not so thick, and the measurement accuracy cannot be secured unless the ultrasonic measurement terminals are arranged at exactly the same position before and after ischemia. For this reason, a skillful technique is required for highly accurate detection.
また高価な超音披診断装置を使用し血管の長軸Bモード像を得るのに熱練を要し、また画像解析装置等を別途利用しなければ血管の計測において客観性あるいは再現性を得ることが難しいなど計測値の信頼性や普及性に問題があった。 Moreover, it takes heat to obtain a long-axis B-mode image of a blood vessel using an expensive supersonic diagnosis apparatus, and if an image analysis apparatus or the like is not used separately, objectivity or reproducibility is obtained in blood vessel measurement. There were problems with the reliability and dissemination of measurement values.
以上のような問題を解決する方式として、下記特許文献2に示す阻血前後の生体インピーダンスの変化量から血管内皮機能を評価指標とする方式が提唱されている。
As a method for solving the above problems, a method is proposed in which the vascular endothelial function is used as an evaluation index from the amount of change in bioimpedance before and after ischemia shown in
しかしながら、前述の各方式においても、改善の余地があると考えられる。 However, it is considered that there is room for improvement in each of the aforementioned methods.
、まず、上述の特許文献1による方式では、脈波伝播速度のみは簡便に測定できるもののこの指標のみで動脈硬化等の血管疾患を判断するには十分であるとは言えず、結局は他の方式での検査や測定の結果を併用しての判断となる。結果として、総検査時間は長くなり作業も煩雑となり、被験者にも負荷を増やすこととなる。 First, in the method according to the above-mentioned Patent Document 1, although only the pulse wave velocity can be easily measured, it cannot be said that this index alone is sufficient to determine a vascular disease such as arteriosclerosis. Judgment is based on the combined use of inspection and measurement results. As a result, the total inspection time becomes longer, the work becomes complicated, and the load on the subject is increased.
また、上述の特許文献2による方式では、装着する電極や測定部が多く実際の測定の際はその準備だけで煩雑となっていた。また、検査期間中の被験者は、超音波測定端子の固定に拘束される神経をつかうばかりでなく、阻血の圧力および阻血時間に耐える必要もあった。FMD法では250mmHgの圧力で5分間阻血するのが一般的であるが、250mmHgの圧力による阻血は高血圧者でない限り3分程度でもかなりの痛みを伴う。
Further, in the method according to
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、被験者への負荷を抑え、簡素な構成でしかも測定技術の熟練がさほど無くても安定した測定環境を提供できうる、動脈硬化等の血管疾患の指標を評価できる血管機能測定装置を提供することを目的とする。係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。 The present invention has been made in view of the above problems, and can suppress a load on a subject, and can provide a stable measurement environment with a simple configuration and a little skill in measurement techniques, such as a blood vessel such as arteriosclerosis. An object of the present invention is to provide a blood vessel function measuring apparatus capable of evaluating a disease index. For example, the following configuration is provided as a means for achieving the object.
即ち、被検者の手足における所定距離離間した所定部位に装着された第1の生体電極間に所定の定電流を供給する定電流供給手段と、
前記第1の生体電極の間の所定部位に所定距離離間して複数装着された第2の生体電極間の電圧値から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記複数装着された第2の生体電極間の前記インピーダンス測定手段からそれぞれ脈波を求める脈波測定手段と、
前記脈波測定手段から脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段と、
前記第2の生体電極が装着された前記被験者の手足に巻回されたカフの内圧を加圧するカフ制御手段と、
前記カフ制御手段を制御して血圧値を測定する血圧値測定手段と、
前記カフ制御手段を制御して一定時間、前記血圧値に所定圧を加算した圧力を与えることで一定時間の間阻血する阻血する阻血制御手段と、
前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記生体インピーダンス及びその変化量から、前記阻血前後における前記第2の生体電極間における血管径に相当する値の変化量及び変化率を算出すると同時に、前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記脈波伝播速度の変化量及び変化率を算出し、前記変化量及び変化率を血管内皮機能の評価指標とする評価指標出力手段と
を備えたことを特徴とする血管内皮機能測定装置を提供するものである。
That is, constant current supply means for supplying a predetermined constant current between the first biological electrodes mounted on a predetermined portion of the subject's limb spaced apart by a predetermined distance;
Impedance measuring means for measuring a bioimpedance from a voltage value between a plurality of second bioelectrodes mounted at a predetermined distance apart at a predetermined site between the first bioelectrodes;
A pulse wave measuring means for obtaining a pulse wave from the impedance measuring means between the plurality of mounted second biological electrodes,
A pulse wave velocity calculating means for calculating a pulse wave velocity from the pulse wave measuring means;
Cuff control means for pressurizing an internal pressure of a cuff wound around the limb of the subject to which the second bioelectrode is attached;
Blood pressure value measuring means for controlling the cuff control means to measure a blood pressure value;
Ischemic control means for controlling the cuff control means for a certain period of time, and ischemic for a certain period of time by applying a pressure obtained by adding a predetermined pressure to the blood pressure value;
From the bioelectrical impedance and the amount of change before and after releasing the ischemic for a predetermined time, the amount of change and rate of change corresponding to the blood vessel diameter between the second bioelectrodes before and after ischemia And calculating the change amount and change rate of the pulse wave velocity before and after releasing the ischemia for a predetermined time, and calculating the change amount and change rate as an evaluation index for vascular endothelial function. The vascular endothelial function measuring device is provided with an evaluation index output means.
そして例えば、前記カフの内側に、所定距離離間した前記第1の生体電極と、前記第1の生体電極間に所定距離離間した前記複数の第2の生体電極の生体電極とが装着されている血管内皮機能測定装置を提供するものである。 And, for example, the first bioelectrode separated by a predetermined distance and the bioelectrodes of the plurality of second bioelectrodes separated by a predetermined distance between the first bioelectrodes are mounted inside the cuff. A device for measuring vascular endothelial function is provided.
また例えば、前記阻血制御手段が、前記脈拍数検出手段により求められた脈拍数に応じて前記カフ内圧ないし加圧時間を制御する血管内皮機能測定装置を提供するものである。 Further, for example, the present invention provides an apparatus for measuring vascular endothelial function in which the ischemic control means controls the cuff internal pressure or pressurization time according to the pulse rate obtained by the pulse rate detecting means.
また例えば、前記阻血制御手段が、前記脈波伝播速度算出手段により求められた脈波伝播速度に応じて前記カフ内圧の加圧時間を制御する血管内皮機能測定装置を提供するものである。 Further, for example, the present invention provides a blood vessel endothelial function measuring device in which the ischemic control means controls the pressurization time of the cuff internal pressure in accordance with the pulse wave propagation speed obtained by the pulse wave propagation speed calculating means.
また例えば、前記演算制御手段が、前記生体インピーダンスの変化量及び変化率と前記脈波伝播速度の変化量及び変化率を、前記阻血解除後、所定時間毎に複数回測定し、当該複数回の測定結果に基づいて算出した複数の血管内皮機能評価指標を、当該比の時間変化を表示する血管内皮機能測定装置を提供するものである。 In addition, for example, the calculation control unit measures the change amount and change rate of the bioelectrical impedance and the change amount and change rate of the pulse wave propagation velocity a plurality of times every predetermined time after releasing the ischemia, and the plurality of times The present invention provides a vascular endothelial function measuring apparatus that displays a plurality of vascular endothelial function evaluation indexes calculated based on measurement results, and displays changes in the ratio over time.
上述したように本発明の血管内皮機能測定装置では、従来の血管内皮機能計測が有している問題点を解決しようとするものであり、阻血前後の生体インピーダンス値の変化量及び変化率や脈波伝播速度で血管内皮機能の評価を行なうとともに、血圧測定や脈波伝播速度により阻血圧や阻血時間を制御することにより、血管の阻血前後の血管状態を、測定技術の熟練がさほど無くても計測および指標の評価が可能となるものである。 As described above, the vascular endothelial function measuring device of the present invention is intended to solve the problems of conventional vascular endothelial function measurement, and the amount and rate of change of the bioimpedance value before and after ischemia and the pulse rate. Evaluate vascular endothelial function at wave propagation speed and control blood pressure measurement and pulse wave propagation speed to control ischemic pressure and ischemic time, so that the state of blood vessels before and after ischemia can be measured without much technical skill. Measurements and indicators can be evaluated.
以下、図面と共に本発明による血管内皮機能測定装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a vascular endothelial function measuring device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る発明の実施例である実施例1aおよび実施例1bの血管機能測定装置の基本構成を説明する図、図2は実施例1aにおける被験者に対する検出部の装着状態を説明するための図、図3は実施例1bにおける被験者に対する検出部の装着状態を説明するための図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining a basic configuration of a blood vessel function measuring device according to Example 1a and Example 1b, which is an example of the invention according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a mounting state of a detection unit on a subject in Example 1a. FIG. 3 is a diagram for explaining a mounting state of the detection unit with respect to the subject in Example 1b.
図1において、10は実施例1aおよび実施例1b装置の全体の制御を司る演算制御部であり、詳細を後述する阻血前後比較部12と脈波伝播速度算出部13を内蔵している。演算制御部10は、操作部15からの操作で制御可能である。また、演算制御部10は、表示部16,記録部17,保存部18,通信部19,その他を制御可能である。 In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an arithmetic control unit that controls the entire apparatus of Example 1a and Example 1b, and incorporates a pre- and post-ischemia comparison unit 12 and a pulse wave velocity calculation unit 13 that will be described in detail later. The arithmetic control unit 10 can be controlled by an operation from the operation unit 15. The arithmetic control unit 10 can control the display unit 16, the recording unit 17, the storage unit 18, the communication unit 19, and others.
内蔵する阻血前後比較部12は、各種の計測値、計測結果を阻血前後で比較し、診断指標を演算するものであり、例えば阻血前後のインピーダンス変化率の比較などを行うことができる。そして、これら指標より血管機能の評価指標を導出して結果を表示部16に表示したり、記録部17に記録出力したり、保存部18に保存したり、通信部19を介して外部装置と結果を通信することが可能である。 The built-in pre- and post-ischemic comparison unit 12 compares various measured values and measurement results before and after ischemia and calculates a diagnostic index. For example, the impedance change rate before and after ischemia can be compared. Then, an evaluation index of vascular function is derived from these indices, and the result is displayed on the display unit 16, recorded and output to the recording unit 17, stored in the storage unit 18, and connected to an external device via the communication unit 19. It is possible to communicate the results.
また内蔵する脈波伝播速度算出部13は、電圧電極41,42,43によって測定した生体インピーダンス値及び電圧電極間の距離から、脈波伝播速度を求めるものである。そして算出された脈波伝播速度の結果を阻血前後比較部12へ渡すとともに、表示部16に表示したり、記録部17に記録出力したり、保存部18に保存したり、通信部19を介して外部装置と結果を通信することが可能である。
The built-in pulse wave velocity calculation unit 13 obtains the pulse wave velocity from the bioimpedance value measured by the
20は血圧計測及び阻血制御部であり、血圧測定/阻血用カフ22の加圧、計測制御を行って被験者の例えば阻血前の血圧と脈拍数の測定及び前腕の阻血を行う。
Reference numeral 20 denotes a blood pressure measurement and ischemia control unit, which measures and measures the blood pressure and pulse rate before ischemia of the subject and forearm ischemia by subjecting the blood pressure measurement /
血圧計測及び阻血制御部20はまた、通常の血圧測定装置の有する各構成、例えば、カフ内圧を検出する圧力センサ、カフ22のゴム嚢23を加圧する加圧ポンプ、カフ内圧を定速度で減圧して例えば血圧測定などを行うための定速排気弁、阻血解除の場合など急速にカフ内圧を減圧するための急速排気弁、最高血圧値、脈拍数を決定する血圧決定部等を包含する。これらの構成については公知であるため詳細説明を省略する。
The blood pressure measurement and ischemia control unit 20 is also configured by a normal blood pressure measurement device, such as a pressure sensor for detecting the cuff internal pressure, a pressure pump for pressurizing the
30は定電流電極31,32間に所定周波数の定電流を供給可能な定電流供給部であり、例えば約60kHzの信号を発振する発振回路と定電流源とを包含している。40は定電流供給部30の供給する定電流電極31,32間に装着される電圧電極41,42,43のインピーダンス値(生体インピーダンス)を検出するインピーダンス変換部である。電圧電極41,42,43には、材質や電気抵抗や皮膚との接触性が安定した素材を用いることが望ましい。
Reference numeral 30 denotes a constant current supply unit capable of supplying a constant current of a predetermined frequency between the constant
電圧電極41,42,43間に定電流電極31,32から微小高周波電流を流すと、それぞれの電極間に存在する組織のインピーダンスに比例した電圧が検出される。上腕や下肢などのように他の臓器などが無い部分では、電圧電極41,42,43間で検出されるインピーダンスは主に心臓から拍出される血液に影響されることになる。この生体インピーダンスの変化を時系列方向で考えたものが、インピーダンス容積脈波となる。
When a minute high-frequency current is passed from the constant
また、15は装置の各種設定や計測の開始、終了、中止などを制御する操作部、16は計測結果や診断指標、測定の操作説明などを表示可能な表示部、17は計測結果や診断指標を記録出力可能な記録部、18は計測結果や診断指標を保存する保存部である。19は外部のコンピュータなどの機器に計測結果や診断指標を通信により出力する通信部であり、通信部19を介して保存部18よりも大容量の記憶媒体へ計測結果や診断指標を記録できる。 Reference numeral 15 denotes an operation unit that controls various settings of the apparatus and measurement start, end, and stop, 16 denotes a display unit that can display measurement results and diagnostic indicators, explanations of measurement operations, and 17 denotes measurement results and diagnostic indicators. Reference numeral 18 denotes a storage unit for storing measurement results and diagnostic indicators. Reference numeral 19 denotes a communication unit that outputs a measurement result and a diagnostic index to a device such as an external computer by communication, and can record the measurement result and the diagnostic index on a storage medium having a larger capacity than the storage unit 18 via the communication unit 19.
以上の構成を備える実施例1aおよび実施例1bにおいて、被験者への電極やカフの装着方法を図2および図3を参照して説明する。 In Example 1a and Example 1b having the above-described configuration, a method for attaching electrodes and cuffs to a subject will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
定電流電極31,32を被験者に装着する部位、すなわち被験者の測定部位については、被験者の体中で阻血が可能でかつ血管が最も単純に配置している部位、例えば下肢や上腕に所定距離離間して装着することが望ましい。ここでは、上腕部を測定部位とする場合を例として説明する。
The part where the constant
図2に示す実施例1aは、上腕部の肩寄りの部分に上腕部に定電流電極31、前腕部寄りに定電流電極32を装着する。また、上腕部に血圧測定/阻血用カフ22を装着し、定電流電極31と血圧測定/阻血用カフ22の間に電圧電極41を、血圧測定/阻血用カフ22と定電流電極32の間に電圧電極42と電圧電極43を装着する例である。
In the embodiment 1a shown in FIG. 2, the constant
なお、測定部位については、前記例で示した腕部に限らず、下肢をはじめとする他の部位を利用してもよい。また、例えば上腕部に血圧測定/阻血用カフ22を装着し、前腕部の上腕寄りに定電流電極31、手首寄りに定電流電極32、更に定電流電極31,32の間に電圧電極41,42,43を装着しても同様の測定が可能である。
In addition, about a measurement site | part, you may utilize not only the arm part shown in the said example but another site | part including a leg. Further, for example, a blood pressure measurement /
図2に示す本実施の形態において、インピーダンス測定時には定電流電極31,32に所定周波数の定電流を印加する。
In the present embodiment shown in FIG. 2, a constant current having a predetermined frequency is applied to the constant
そしてこの両方の定電流電極31,32間に、電圧電極41,42,43を装着する。電圧電極41,42の離間距離を所定距離L1の間隔、電圧電極42,43の離間距離を所定距離L2の間隔に、それぞれ位置決めして固定する電圧電極固定治具45を介して装着する。なお、この電極の装着方法は電圧電極固定治具45及び電極41,42,43が離脱しない方法であれば任意の方法を採用できる。
The
電圧電極固定治具35を用いて電圧電極42,43の離間距離を所定距離L2[cm]に位置決めして固定するのは、電圧電極41を基準とした電圧電極42,43での生体インピーダンスの計測データから脈波伝播速度を求めるためである。例えば、電圧電極42で得られた生体インピーダンスの計測データの波形のピークからs1[sec]後に電圧電極43で得られた生体インピーダンスの計測データに波形のピークが現れたときの脈波伝播速度Vpwv1[cm/sec]は
Vpwv1=L2/s1[cm/sec]
となる。
The
It becomes.
また、電圧電極固定治具35を用いて電圧電極41,42の離間距離を所定距離L1に、電圧電極42,43の離間距離を所定距離L2に位置決めして固定するもう一つの理由は、阻血前後での測定結果の相対比較を容易にして正確に微細な変動を検出するためである。これにより、被験者が代わったり計測日時が変わっても、離間距離が一定であるため、定量的な計測結果が得られる。
Another reason for fixing the
また、図3に示す実施例1bの形態を用いてもよい。図4は図3に示す実施例1bで用いる血圧測定/阻血用カフ22の内側(被験者への装着面側)の構造図である。血圧測定/阻血用カフ22の、カフ巻付け周方向の両辺縁寄りに定電流電極31,32をそれぞれ配し、これらから一定間隔だけ離れた箇所に電圧電極41と電圧電極43をそれぞれ配する。また、電圧電極41,42の離間距離を所定間隔L1、電圧電極42,43の離間距離を所定間隔L2の間隔になるようにそれぞれ配する。定電流電極31,32及び電圧電極41,42,43には、可曲性の素材を用いることが望ましい。この構造をとれば、図3に示すように、血圧測定/阻血用カフ22を測定部位(ここでは上腕部)に装着するだけで測定準備が完了するばかりでなく、電圧電極41,42の間隔がL1、電圧電極42,43の間隔がL2に常に一定であるため、定量的な計測結果が得られる。
Moreover, you may use the form of Example 1b shown in FIG. FIG. 4 is a structural diagram of the inside of the blood pressure measurement /
以上のような本実施の形態例の血管内皮機能測定方法を、図5のフローチャートを参照して以下に説明する。 The vascular endothelial function measuring method of the present embodiment as described above will be described below with reference to the flowchart of FIG.
本実施の形態例においては、まず図5の処理S1において、図2または図3に示すように電極およびカフを被験者の所定部位に装着する。装着が終了すると処理S2に移行し、演算制御部10は血圧計測及び阻血制御部20を起動して被験者の血圧測定、特に最高血圧値と脈拍数の測定を行う。 In the present embodiment, first, in process S1 of FIG. 5, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, an electrode and a cuff are attached to a predetermined part of the subject. When the wearing ends, the process proceeds to step S2, and the arithmetic control unit 10 activates the blood pressure measurement and ischemia control unit 20 to measure the blood pressure of the subject, particularly the maximum blood pressure value and the pulse rate.
この測定結果を保存部18に保存するとともに、表示部16に表示させる。また、必要に応じて通信部19に出力する。 The measurement result is stored in the storage unit 18 and displayed on the display unit 16. Moreover, it outputs to the communication part 19 as needed.
なお、医師などによる手動での血圧測定を行うような場合には、処理S2の血圧測定を行った後に、処理S1の電極やカフの装着を行っても良い。 In the case where blood pressure is manually measured by a doctor or the like, the electrodes and cuffs in process S1 may be attached after the blood pressure measurement in process S2.
続いて処理S3に進み、阻血前の血管状態の計測処理として、所定時間生体インピーダンスの測定を行う。ここでは、インピーダンス変換部40により電圧電極41,42間の生体インピーダンスの計測データを取得する。
Then, it progresses to process S3 and a bioimpedance is measured for predetermined time as a measurement process of the vascular state before ischemia. Here, the measurement data of the bioimpedance between the
このデータ取得結果を保存部18に保存し表示部16に時間軸上に描画した脈波インピーダンスグラフを表示させるとともに、脈波伝播速度算出部13で求めた脈波伝播速度も保存部18に保存する。また、必要に応じて通信部19に出力する。 The data acquisition result is stored in the storage unit 18 and the pulse wave impedance graph drawn on the time axis is displayed on the display unit 16, and the pulse wave propagation velocity obtained by the pulse wave propagation velocity calculation unit 13 is also stored in the storage unit 18. To do. Moreover, it outputs to the communication part 19 as needed.
次に、処理S4において、演算制御部10は血圧計測及び阻血制御部20を起動して血圧測定/阻血用カフ22を加圧し被験者の上腕部で所定時間阻血する。本実施例では、カフ内圧を処理S2で測定した最高血圧値より約30〜50mmHg程度高い圧力に約3分間維持する。
Next, in process S4, the arithmetic control unit 10 activates the blood pressure measurement and ischemia control unit 20 to pressurize the blood pressure measurement /
なお、阻血時の被験者への負担軽減のため、阻血に用いる圧力および阻血時間を、例えば処理S2で測定した最高血圧値や脈拍数に応じて調節してもよい。 In order to reduce the burden on the subject at the time of ischemia, the pressure used for ischemia and the ischemia time may be adjusted according to the maximum blood pressure value or the pulse rate measured in step S2, for example.
また、十分な阻血が可能であれば、阻血時間および阻血の圧力を一定にしてもよい。この場合、前記処理S2は省略でき、被験者への時間的負担を軽減できる。 If sufficient ischemia is possible, the ischemia time and the ischemic pressure may be constant. In this case, the process S2 can be omitted, and the time burden on the subject can be reduced.
続いて処理S5において、所定時間経過後(本実施の形態例では約3分後)に演算制御部10が血圧計測及び阻血制御部20を制御して内蔵する不図示の急速開放弁を起動して血圧測定/阻血用カフ22の内圧を急速に減圧して阻血状態を解除する。そして処理S6に進む。
Subsequently, in process S5, after a predetermined time has elapsed (after about 3 minutes in the present embodiment), the arithmetic control unit 10 controls the blood pressure measurement and ischemia control unit 20 to activate a built-in quick open valve (not shown). Then, the internal pressure of the blood pressure measurement /
処理S6では阻血解除後、所定時間生体インピーダンスの測定を処理S3と同様に、計測データを取得し、データ取得結果を保存部18に保存し表示部16に時間軸上に描画した脈波インピーダンスグラフを表示させるとともに、脈波伝播速度算出部13で求めた脈波伝播速度も保存部18に保存する。また、必要に応じて通信部19に出力する。 In the process S6, after the ischemia is released, the measurement of the bioelectrical impedance for a predetermined time is obtained as in the process S3, the measurement data is acquired, the data acquisition result is stored in the storage unit 18, and the pulse wave impedance graph is drawn on the display unit 16 on the time axis. Is displayed, and the pulse wave velocity calculated by the pulse wave velocity calculator 13 is also stored in the storage unit 18. Moreover, it outputs to the communication part 19 as needed.
そして、計測終了後、あるいは計測中に、処理S7において、処理S3での計測データと処理S6での計測データを阻血前後比較部12で演算することによって血管内皮機能の状態を逐一計測し、例えば変化量がより大きい場合には血管内皮機能状態がより良いと判断して血管内皮機能の状態識別の指標として例えば表示部16に表示し、記録部17より記録出力する。また、必要に応じて保存部18に保存したり通信部19に出力したりする。 Then, after the measurement is completed or during the measurement, in the process S7, the measurement data in the process S3 and the measurement data in the process S6 are calculated by the pre-ischemia comparison unit 12 to measure the state of the vascular endothelial function one by one. When the amount of change is larger, it is judged that the vascular endothelial function state is better, and is displayed on the display unit 16 as an index for identifying the state of the vascular endothelial function, and recorded and output from the recording unit 17. Further, it is stored in the storage unit 18 or output to the communication unit 19 as necessary.
そして処理S8において、所定の時間、あるいは計測回数、あるいは血管内皮機能の評価に十分と思われる計測データが採取できたかどうかの判断を行ない、いずれの条件も満たさない場合は処理S6に戻り、いずれかの条件を満たした場合は処理S9に進む。 Then, in process S8, it is determined whether or not the predetermined time, the number of times of measurement, or measurement data that is considered sufficient for evaluation of the vascular endothelial function has been collected. If none of the conditions is satisfied, the process returns to process S6. If these conditions are satisfied, the process proceeds to step S9.
そして最後に処理S9において、以上の計測、解析結果に基づいた血管内皮機能の評価を必要に応じて行う。 Finally, in process S9, evaluation of the vascular endothelial function based on the above measurement and analysis results is performed as necessary.
上記本実施の形態例の計測が、電圧電極41,42,43間のインピーダンスの変化に基づいて行われるため、血流量の変化計測も容易に行うことができる。
Since the measurement of the present embodiment is performed based on the change in impedance between the
以上に説明したように本発明によれば、被験者への負荷を抑え、しかも簡素な構成で測定技術の熟練がさほど無くても安定した測定環境を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stable measurement environment while suppressing the load on the subject and having a simple configuration without much skill in measurement techniques.
10・・・・・・・・・演算制御部
12・・・・・・・・・阻血前後比較部
13・・・・・・・・・脈波伝播速度算出部
15・・・・・・・・・操作部
16・・・・・・・・・表示部
17・・・・・・・・・記録部
18・・・・・・・・・保存部
19・・・・・・・・・通信部
20・・・・・・・・・血圧計測及び阻血制御部
22・・・・・・・・・血圧測定/阻血用カフ
23・・・・・・・・・ゴム嚢
30・・・・・・・・・定電流供給部
31,32・・・・・・定電流電極
40・・・・・・・・・インピーダンス変換部
41,42,43・・・電圧電極
10 ··········· Calculation control unit 12 ································································・ ・ ・ Operation unit 16 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Display unit 17 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Recording unit 18 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Storage unit 19 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ Communication unit 20 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Blood pressure measurement and
Claims (6)
前記第1の生体電極の間の所定部位に所定距離離間して複数装着された第2の生体電極間の電圧値から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記複数装着された第2の生体電極間の前記インピーダンス測定手段からそれぞれ脈波を求める脈波測定手段と、
前記脈波測定手段から脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段と、
前記第2の生体電極が装着された前記被験者の手足に巻回されたカフの内圧を加圧するカフ制御手段と、
前記カフ制御手段を制御して血圧値を測定する血圧値測定手段と、
前記カフ制御手段を制御して一定時間、前記血圧値に所定圧を加算した圧力を与えることで一定時間の間阻血する阻血する阻血制御手段と、
前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記生体インピーダンス及びその変化量から、前記阻血前後における前記第2の生体電極間における血管径に相当する値の変化量及び変化率を算出すると同時に、前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記脈波伝播速度の変化量及び変化率を算出し、前記変化量及び変化率を血管内皮機能の評価指標とする評価指標出力手段と
を備えたことを特徴とする血管内皮機能測定装置。 A constant current supply means for supplying a predetermined constant current between first biological electrodes mounted on a predetermined portion of the subject's limb that is separated by a predetermined distance;
Impedance measuring means for measuring a bioimpedance from a voltage value between a plurality of second bioelectrodes mounted at a predetermined distance apart at a predetermined site between the first bioelectrodes;
Pulse wave measuring means for obtaining pulse waves from the impedance measuring means between the plurality of second biological electrodes mounted;
A pulse wave velocity calculating means for calculating a pulse wave velocity from the pulse wave measuring means;
Cuff control means for pressurizing an internal pressure of a cuff wound around the limb of the subject to which the second bioelectrode is attached;
Blood pressure value measuring means for controlling the cuff control means to measure a blood pressure value;
Ischemic control means for controlling the cuff control means for a certain period of time, and ischemic for a certain period of time by applying a pressure obtained by adding a predetermined pressure to the blood pressure value;
From the bioelectrical impedance and the amount of change before and after releasing the ischemic for a predetermined time, the amount of change and rate of change corresponding to the blood vessel diameter between the second bioelectrodes before and after ischemia And calculating the change amount and change rate of the pulse wave velocity before and after releasing the ischemia for a predetermined time, and calculating the change amount and change rate as an evaluation index for vascular endothelial function. An vascular endothelial function measuring apparatus comprising: an evaluation index output means.
前記第1の生体電極の間の所定部位に所定距離離間して複数装着された第2の生体電極間の電圧値から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記複数装着された第2の生体電極間の前記インピーダンス測定手段からそれぞれ脈波を求める脈波測定手段と、
前記脈波測定手段から脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段と、
前記第2の生体電極が装着された前記被験者の手足に巻回されたカフの内圧を加圧するカフ制御手段と、
前記カフ制御手段を制御して一定時間、一定圧力を与えることで一定時間の間阻血する阻血制御手段と、
前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記生体インピーダンス及びその変化量から、前記阻血前後における前記第2の生体電極間における血管径に相当する値の変化量及び変化率を算出すると同時に、前記阻血の前と前記一定時間の阻血を解除した後のそれぞれにおける前記脈波伝播速度の変化量及び変化率を算出し、前記変化量及び変化率を血管内皮機能の評価指標とする評価指標出力手段と
を備えたことを特徴とする血管内皮機能測定装置。 A constant current supply means for supplying a predetermined constant current between first biological electrodes mounted on a predetermined part separated by a predetermined distance in the subject's limb;
Impedance measuring means for measuring a bioimpedance from a voltage value between a plurality of second bioelectrodes mounted at a predetermined distance apart at a predetermined site between the first bioelectrodes;
Pulse wave measuring means for obtaining pulse waves from the impedance measuring means between the plurality of second biological electrodes mounted;
A pulse wave velocity calculating means for calculating a pulse wave velocity from the pulse wave measuring means;
Cuff control means for pressurizing an internal pressure of a cuff wound around the limb of the subject to which the second bioelectrode is attached;
Ischemic control means for controlling the cuff control means for a certain time and applying a constant pressure for ischemia for a certain time;
From the bioelectrical impedance and the amount of change before and after releasing the ischemic for a predetermined time, the amount of change and rate of change corresponding to the blood vessel diameter between the second bioelectrodes before and after ischemia And calculating the change amount and change rate of the pulse wave velocity before and after releasing the ischemia for a predetermined time, and calculating the change amount and change rate as an evaluation index for vascular endothelial function. An vascular endothelial function measuring apparatus comprising: an evaluation index output means.
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