JP2009233005A - 血圧脈波検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脈波の検出結果から求められる動脈硬化度の信頼性を向上させること。
【解決手段】４つのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌは、被検者の右上腕、左上腕、右足首及び左足首にそれぞれ巻回される。血圧脈波計測部２００は、カフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌを用いて被検者の脈波を計測する。演算制御部１０は、計測した脈波の特徴部を検出し、検出した特徴部に基づいて被検者の動脈硬化度を導出する。血圧脈波計測部２００は、被検者の脈波を計測するときに、カフ２１Ｌが他のカフ２１Ｒ、２２Ｒ、２２Ｌよりも高いカフ圧を有するよう、各カフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌについてカフ圧の制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば血圧や脈波等の生体情報を活用して動脈硬化の検査に使用する指標（以下「動脈硬化度」という）を導出する血圧脈波検査装置に関する。

動脈硬化の検査には、例えば、下肢血管の血流障害の検査と、動脈伸展性の検査とがある。これらの検査に用いられる血圧脈波検査装置は、血圧や脈波といった生体情報を計測して、動脈硬化度を導出することができる。以下、動脈硬化度について幾つかの例を挙げて説明する。なお、各指標の計測手法はここで説明するものだけに限定されず、様々な手法で計測することができる。

下肢血管の血流障害の検査には、例えばＡＢＩ（Ankle Brachial Index）が用いられる。

ＡＢＩは、足首の収縮期血圧の値を上腕の収縮期血圧の値で除算して得られる値であり、ＡＰＩ又はＡＢＰＩと呼ばれることもある。ＡＢＩに類似した指標として、ＴＢＩ（Toe Pressure Index）と呼ばれるものもある。ＴＢＩは、足趾（足の指）の収縮期血圧の値を上腕に収縮期血圧の値で除算して得られる値であり、ＴＰＩ又はＴＢＰＩと呼ばれることもある。

動脈伸展性の検査には、例えば、大動脈ＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）（例えば、非特許文献１参照）やｂａＰＷＶ（brachial-ankle Pulse Wave Velocity：上腕−足首間ＰＷＶ）（例えば、非特許文献２参照）、ＣＡＶＩ（Cardio-Ankle Vascular Index）（例えば、非特許文献３参照）等が用いられる。

ＰＷＶとは、脈波伝播速度であり、血管上の異なる２点間の距離の値を２点での脈波の時間差の値で除算して得られる、速度の単位を持つ値である。脈波の計測には、例えば、空気伝導式、光電式、空気袋式、アモルファス式、トノメトリ式等、各種方式の脈波センサが用いられ得る。また、ＰＷＶ計測の対象部位としては、弾性動脈である大動脈が採用されることがあり、大動脈で計測されたＰＷＶを大動脈ＰＷＶという。大動脈ＰＷＶの計測方法としては、主に２つのものがある。

一方の大動脈ＰＷＶ計測方法では、例えば次の式（１）により大動脈ＰＷＶを求める。
ＰＷＶ＝（ｂ＋ｃ−ａ）／ΔＴ ・・・（１）
ここで、ΔＴは、頸動脈部での脈波立ち上がり部と大腿動脈部での脈波立ち上がり部との時間差であり、ａは、胸骨上窩から頸動脈部までの距離であり、ｂは、胸骨上窩から臍部までの距離であり、ｃは、臍部から大腿動脈部までの距離である。

他方の大動脈ＰＷＶ計測方法では、例えば次の式（２）により大動脈ＰＷＶを求める。
ＰＷＶ＝Ｄ×１．３／（ΔＴ＋Ｔｃ） ・・・（２）
ここで、ΔＴは、頸動脈部での脈波立ち上がり部と大腿動脈部での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｔｃは、心II音（大動脈弁閉鎖の際に生じる心音）の開始から頸動脈部での脈波の切痕部（ディクロティックノッチ）までの時間であり、Ｄは、心II音を計測する心音マイクが置かれた第II肋間胸骨右縁から大腿動脈部までの直線距離であり、１．３は解剖学的補正値である。

ｂａＰＷＶは、例えば次の式（３）により求められる。
ｂａＰＷＶ＝（Ｌａ−Ｌｂ）／Ｔｂａ ・・・（３）
ここで、Ｔｂａは、カフを用いてそれぞれ計測される、上腕での脈波立ち上がり部と足首での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｌａは、大動脈弁口部から足首までの距離であり、Ｌｂは、大動脈弁口部から上腕までの距離である。

また、ＣＡＶＩの計測では、上腕と足首（又は膝窩）とにカフを装着して血圧及び脈波の計測をすると共に、胸骨に心音マイクを装着して心音を計測する。ＣＡＶＩは、例えば次の式（４）により求められる。

ここで、Ｐｓは、上腕の収縮期血圧であり、Ｐｄは、上腕の拡張期血圧であり、ρは血液密度であり、ΔＰは、Ｐｓ−Ｐｄである。また、ＰＷＶは、脈波伝播速度であり、例えば次の式（５）により求められる。

ここで、Ｔｂは、心II音の開始から上腕での脈波の切痕部までの時間であり、Ｔｂａは、上腕での脈波立ち上がり部と足首での脈波立ち上がり部との時間差であり、Ｄは、心II音を計測する心音マイクが置かれた胸骨右縁第II肋間から大腿動脈部までの直線距離であり、１．３は解剖学的補正値であり、Ｌ２は、大腿動脈部から膝関節中央部までの直線距離であり、Ｌ３は、膝関節中央部から足首カフ装着中央部までの直線距離である。
増田善昭、金井寛著、「動脈脈波の基礎と臨床」、共立出版、１５〜１９ページ、２０００年 小澤利男、増田善昭著、「脈波速度」、メジカルビュー社、２８〜２９ページ Kohji Shirai, Junji Utino, Kuniaki Ohtsuka, Masanobu Takada, "A Novel Blood Pressure-independent Arterial Wall Stiffness Parameter; Cardio-Ankle Vascular Index (CAVI)", Journal of Atherosclerosis and Thrombosis, Vol.13, No.2

以上の説明から分かるように、動脈伸展性検査に関連する動脈硬化度の算出には、脈波立ち上がり部や切痕部といった特徴点の検出が必要である。また、ここで説明していない他の動脈硬化度導出手法においても何らかの特徴点の検出が必要である。よって、特徴点の検出精度は、導出される動脈硬化度の信頼性に大きな影響を与える。

しかしながら、脈波は変動し易く正確な検出が容易でない。特に空気袋式、つまりカフを測定対象部位に巻回し内部の空気袋の圧力変動により脈波を測定する方式の場合は、比較的簡便に測定可能である反面、外的要因の影響を受け易い。したがって、動脈硬化度の信頼性に一定の限界があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、脈波の検出結果から求められる動脈硬化度の信頼性を向上させることができる血圧脈波検査装置を提供することを目的とする。

本発明の血圧脈波検査装置は、被検者の複数部位に巻回可能な複数のカフと、前記複数のカフを用いて被検者の脈波を計測する計測部と、計測した脈波の特徴部を検出し、検出した特徴部に基づいて被検者の動脈硬化度を導出する導出部と、被検者の脈波を計測するときに、前記複数のカフのうち少なくとも一のカフが他のカフよりも高いカフ圧を有するよう、前記複数のカフの各々についてカフ圧の制御を行う圧力制御部と、有する構成を採る。

本発明によれば、脈波の検出結果から求められる動脈硬化度の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る血圧脈波検査装置の構成を示す図である。

図１において、血圧脈波検査装置は、演算制御部１０、表示部７０、記録部７５、保存部８０、音声発生部８５、入力／指示部９０、上腕用計測制御部２０１、下肢用計測制御部２０２、心音計測部２０３、心電図計測部２０４及び脈波計測部２０５を、本体の筐体内に収容してなるものである。上腕用計測制御部２０１には、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌがそれぞれホース２１ｈを介して接続され、下肢用計測制御部２０２には、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌがそれぞれホース２２ｈを介して接続され、心音計測部２０３には心音マイク２３が接続され、心電図計測部２０４には、四肢用心電電極部２４ａ及び胸部用心電電極部２４ｂが接続され、脈波計測部２０５には、アモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂが接続されている。上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、血圧脈波計測部２００を構成する。

演算制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等を有するコンピュータである。演算制御部１０は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、以下説明する装置全体の動作を制御する。

また、演算制御部１０は、各種の生体情報の計測を行う上腕用計測制御部２０１、下肢用計測制御部２０２、心音計測部２０３、心電図計測部２０４及び脈波計測部２０５（以下「各生体情報計測部」という）を制御する。

また、演算制御部１０は、各生体情報計測部から供給された生体情報を受信する。そして、受信した生体情報を、画面に表示する必要があるときには表示用データに編集又は変換した上で表示部７０に、レポート用の用紙に印字する必要があるときには印字用データに編集又は変換した上で記録部７５に、出力する。また、演算制御部１０は適宜、受信した生体情報を保存部８０に保存したり、保存された生体情報を読み出したりする。

また、導出部としての演算制御部１０は、各生体情報計測部から受信した生体情報の波形分析を行う。波形分析では、波形における特徴部（区分点）の検出等を行う。特徴部としては、例えば、心II音の開始部、上腕での脈波の立ち上がり部、足首での脈波の立ち上がり部、上腕での脈波の切痕部、等が挙げられる。演算制御部１０は、この分析結果と、受信した生体情報により示された数値（例えば血圧）とに基づいて、動脈硬化度の算出を行う。算出され得る動脈硬化度及びその算出式等については、既に説明したため、ここでは省略する。

また、演算制御部１０は、この動脈硬化度及び波形分析結果も、生体情報と同様に、画面に表示する必要があるときには表示用データに編集又は変換した上で表示部７０に、レポート用の用紙に印字する必要があるときには印字用データに編集又は変換した上で記録部７５に、出力する。また、演算制御部１０は適宜、動脈硬化度及び分析結果を保存部８０に保存したり、保存されたそれらの情報を読み出したりする。

また、演算制御部１０は、ユーザによる操作を支援するための音声ガイダンスが必要なときには、ガイダンス用データを音声発生部８５に出力する。

また、演算制御部１０は、ユーザの操作による入力や指示の内容を入力／指示部９０から受信し、受信内容に従って、各生体情報計測部や表示部７０、記録部７５、保存部８０、音声発生部８５の機能に関連する設定を行ったり、それぞれの動作の開始や停止を制御したりする。

表示部７０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示画面を有する表示装置であり、演算制御部１０から表示用データとして入力された生体情報、波形分析結果及び動脈硬化度を画面に表示する。

記録部７５は、給紙機構や印字用ヘッド等を主要構成として有し、演算制御部１０から印字用データとして入力された生体情報、波形分析結果及び動脈硬化度を用紙に印字する。

保存部８０は、ハードディスクドライブや書き込み可能な光ディスクドライブ、不揮発性メモリ等により構成され、演算制御部１０からの情報の保持が可能である。

音声発生部８５は、スピーカ等を主要構成として有し、演算制御部１０から入力されたガイダンス用データ又は報知音出力指示信号に従って、ガイダンス音声又は報知音を生成する。

入力／指示部９０は、キーボードやマウス、ボタン、タッチパネル等から構成され、ユーザの操作による入力や指示を可能にする。ユーザによる入力や指示の内容は演算制御部１０に通知される。

脈波計測部２０５は、アモルファス式の脈波計測手段である。脈波計測部２０５は、被検者に適切に装着されたアモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂにより検出された被検者の脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。脈波の計測は、生体情報取得装置の電源投入時に開始されてもよいし、演算制御部１０からの脈波計測開始指示の受信時に開始されてもよい。脈波計測部２０５による脈波の計測は、演算制御部１０で大動脈ＰＷＶを求める場合に好適に用いられ、この場合、アモルファス式脈波センサ２５ａ、２５ｂの一方は、被検者の頸動脈部に装着され、他方は、被検者の大腿動脈部又は膝部に装着される。

心電図計測部２０４は、被検者に装着された四肢用心電電極部２４ａ及び胸部用心電電極部２４ｂにより検出された心電図信号を演算制御部１０に供給することにより、心電図の計測を行う。四肢用心電電極部２４ａは、典型的には、右手首、左手首、右足首及び左足首にそれぞれ装着される４つの心電電極からなる。両足首用の心電電極に関しては、両足首への装着が右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌにより妨げられないように形成されていることが好ましい。また、胸部用心電電極部２５ｂは、典型的には、胸部の６箇所にそれぞれ装着される６つの心電電極からなる。

心音計測部２０３は、被検者に装着された心音マイク２３により検出された心音信号を演算制御部１０に供給することにより、心音の計測を行う。

計測部及び圧力制御部としての血圧脈波計測部２００は、本実施の形態では、上肢用計測制御部２０１と下肢用計測制御部２０２とを独立に設けてなるものであるが、上肢用計測制御部２０１と下肢用計測制御部２０２と一体化してなるものであってもよい。血圧脈波計測部２００は、オシロメトリック式の血圧脈波計測手段であり、血圧計測手段及び脈波計測手段の両方の機能を有する。

上腕用計測制御部２０１は、２つの圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌを有する他に、ポンプ、排気弁、ＣＰＵ、メモリ及びフィルタを有する。メモリには、ポンプ、排気弁、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌによる血圧計測及び脈波計測を制御するプログラムと、この制御に関連する設定情報とが記憶されている。上腕用計測制御部２０１は、ＣＰＵによりプログラムを設定情報に従って実行する。上腕用計測制御部２０１は、ポンプ及び排気弁を用いて、ホース２１ｈを介して右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌのゴム嚢２１ａＲ、２１ａＬに空気を導入することにより右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌの加圧を行う一方、ゴム嚢２１ａＲ、２１ａＬから空気を排出することにより、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌの減圧を行う。右上腕用カフ２１Ｒは、使用時に右上腕に巻回されるカフを指し、左上腕用カフ２１Ｌは、使用時に左上腕に巻回されるカフを指す。

また、上腕用計測制御部２０１は、カフ加圧後、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用２１Ｌのカフ圧を保持（つまり、ゴム嚢２１ａＲ、２１ａＬに対する吸排気を行わない）しつつ、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用２１Ｌのカフ圧の振動を脈波信号として圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌで検出し、検出した脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。上腕用計測制御部２０１は、脈波信号をフィルタにより濾波した上で演算制御部１０に出力する。脈波信号は演算制御部１０において特徴部検出のための波形分析に用いられるため、正確な波形分析を期すために、脈波の位相成分を崩すことなく濾波を行うことができるタイプのディジタルフィルタを用いることが好ましい。

また、上腕用計測制御部２０１は、カフ減圧中又はカフ加圧中に、血圧の計測を行う。

カフ減圧中の血圧計測の場合、上腕用計測制御部２０１は、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌのカフ圧の振動を圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌにより検出しながら、振動振幅の増大が最も顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出すると共に、振動振幅の減少が最も顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出して、検出した収縮期血圧及び拡張期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。この場合において、上腕用計測制御部２０１は、右上腕用カフ２１Ｒのみを用いた右側の血圧の計測と、左上腕用カフ２１Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。

カフ加圧中の血圧計測の場合、上腕用計測制御部２０１は、右上腕用カフ２１Ｒ及び左上腕用カフ２１Ｌのカフ圧の振動を圧力センサ２１１Ｒ、２１１Ｌにより検出しながら、振動振幅の増大が最も顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出すると共に、振動振幅の減少が最も顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出して、検出した拡張期血圧及び収縮期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。この場合において、上腕用計測制御部２０１は、右上腕用カフＲのみを用いた右側の血圧の計測と、左上腕用カフ２１Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。

なお、振動するカフ圧からの収縮期血圧及び拡張期血圧の検出は、上腕用計測制御部２０１の代わりに演算制御部１０にて行うこともできる。

下肢用計測制御部２０２は、２つの圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌを有する他に、ポンプ、排気弁、ＣＰＵ、メモリ及びフィルタを有する。メモリには、ポンプ、排気弁、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌによる血圧計測及び脈波計測を制御するプログラムと、この制御に関連する設定情報とが記憶されている。下肢用計測制御部２０２は、ＣＰＵによりプログラムを設定情報に従って実行する。下肢用計測制御部２０２は、ポンプ及び排気弁を用いて、ホース２２ｈを介して右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌのゴム嚢２２ａＲ、２２ａＬに空気を導入することにより右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌの加圧を行う一方、ゴム嚢２２ａＲ、２２ａＬから空気を排出することにより、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌの減圧を行う。右足首用カフ２２Ｒは、使用時に右足首に巻回されるカフを指し、左足首用カフ２２Ｌは、使用時に左足首に巻回されるカフを指す。

また、下肢用計測制御部２０２は、カフ加圧後、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用２２Ｌのカフ圧を保持（つまり、ゴム嚢２２ａＲ、２２ａＬに対する吸排気を行わない）しつつ、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用２２Ｌのカフ圧の振動を脈波信号として圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌで検出し、検出した脈波信号を演算制御部１０に供給することにより、脈波の計測を行う。下肢用計測制御部２０２は、脈波信号をフィルタにより濾波した上で演算制御部１０に出力する。脈波信号は演算制御部１０において特徴部検出のための波形分析に用いられるため、正確な波形分析を期すために、脈波の位相成分を崩すことなく濾波を行うことができるタイプのディジタルフィルタを用いることが好ましい。

また、下肢用計測制御部２０２は、カフ減圧中又はカフ加圧中に、血圧の計測を行う。

カフ減圧中の血圧の計測の場合、下肢用計測制御部２０２は、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌのカフ圧の振動を圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌにより検出しながら、振動振幅の増大が最も顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出すると共に、振動振幅の減少が最も顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出して、検出した収縮期血圧及び拡張期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。この場合において、下肢用計測制御部２０２は、右足首用カフ２２Ｒのみを用いた右側の血圧の計測と、左足首用カフ２２Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。

カフ加圧中の血圧の計測の場合、下肢用計測制御部２０２は、右足首用カフ２２Ｒ及び左足首用カフ２２Ｌのカフ圧の振動を圧力センサ２２１Ｒ、２２１Ｌにより検出しながら、振動振幅の増大が最も顕著なカフ圧を拡張期血圧として検出すると共に、振動振幅の減少が最も顕著なカフ圧を収縮期血圧として検出して、検出した拡張期血圧及び収縮期血圧をそれぞれ示す血圧信号を演算制御部１０に供給することにより、血圧の計測を行う。この場合において、下肢用計測制御部２０２は、右足首用カフ２２Ｒのみを用いた右側の血圧の計測と、左足首用カフ２２Ｌのみを用いた左側の血圧の計測とを別々に行うことができる。

なお、振動するカフ圧からの収縮期血圧及び拡張期血圧の検出は、下肢用計測制御部２０２の代わりに演算制御部１０にて行うこともできる。

次いで、上記構成を有する血圧脈波検査装置において実行される動脈硬化度算出処理について、図２を用いて説明する。ここでは、ＣＡＶＩを算出する処理の一例を挙げて説明するが、その算出手順は種々変更して実施してもよい。算出手順等を適宜変更することにより他の動脈硬化度の算出も可能である。

動脈硬化度算出処理の事前準備として、まずユーザ（医師、検査技師等）は、被検者の識別情報や身長、血管長等の必要情報を入力／指示部９０を用いて入力する。入力された必要情報は、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれる。またユーザは、右上腕用カフ２１Ｒ、左上腕用カフ２１Ｌ、右足首用カフ２２Ｒ、左足首用カフ２２Ｌ、心音マイク２３、四肢用心電電極部２４ａ及び胸部用心電電極部２４ｂをそれぞれ、仰臥位の被検者の所定位置に装着する。このとき各カフと被検者の心臓との高さが略同じとなるようにする。そして、被検者の安静状態を確認した後、ユーザは、入力／指示部９０を用いて開始操作を行う。これによりその旨の指示信号が演算制御部１０に入力され、演算制御部１０は動脈硬化度算出処理の全体制御を開始する。初期状態では、各生体情報計測部はそれぞれの生体情報の計測を停止しているものとする。

まず、ステップＳ１００では、演算制御部１０は、心電図計測のための動作を開始させる信号を心電図計測部２０４に出力し、これにより心電図計測部２０４は、被検者の心電図を計測し、その結果を示す心電図信号を生成する。これに並行して、演算制御部１０は、心音計測のための動作を開始させる信号を心音計測部２０３に出力し、これに従って心音計測部２０３は、被検者の心音を計測し、その結果を示す心音信号を生成する。心音信号は、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれる。さらに、これらに並行して、演算制御部１０は、脈波計測のための動作を開始させる信号を上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２に出力し、これに従って上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は脈波の計測を行い、それぞれの結果を示す脈波信号を生成する。生成された心電図信号、心音信号及び脈波信号は、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれる。そして、演算制御部１０は、保存部８０に取り込まれた信号を読み出して、波形分析を行う。前述の通り、波形分析では、波形における特徴部、例えば、心II音の開始部、上腕での脈波の立ち上がり部、足首での脈波の立ち上がり部、上腕での脈波の切痕部等を検出する。なお、脈波計測には、図３を参照して後述する一連の処理が含まれており、この一連の処理が完了すると、脈波計測は終了し波形分析も終了する（ステップＳ２００）。

そして、演算制御部１０は、ステップＳ３００において、ステップＳ２００終了時のカフ圧の状態を変えずに一定期間（例えば１０秒間）だけ待機した後、ステップＳ４００に進む。

ステップＳ４００では、演算制御部１０は、被検者の右半身（右上腕及び右足首）の血圧計測のための動作を開始させる信号を上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２に出力し、これに従って上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、右上腕用カフ２１Ｒ及び右足首用カフ２２Ｒをそれぞれ用いて血圧の計測を行う。

具体的には、上腕用計測制御部２０１は右上腕用カフ２１Ｒを、下肢用計測制御部２０２は右足首用カフ２２Ｒを、測定対象の収縮期血圧よりも高い適当な所定値まで加圧する。カフ加圧が完了すると、上腕用計測制御部２０１は右上腕用カフ２１Ｒを、下肢用計測制御部２０２は右足首用カフ２２Ｒを、徐々に減圧する。カフ減圧中、上腕用計測制御部２０１は、右上腕の収縮期血圧及び拡張期血圧を計測し、下肢用計測制御部２０２は、右足首の収縮期血圧及び拡張期血圧を計測する。血圧計測後、右上腕用カフ２１Ｒ及び右足首用カフ２２Ｒのカフ圧が非加圧状態に相当する値に戻ると、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、計測したそれぞれの血圧値を示す血圧信号を演算制御部１０に出力する。血圧信号は演算制御部１０により保存部８０に取り込まれる。なお、ここではカフ減圧中の血圧計測を例に挙げたが、代わりにカフ加圧中の血圧計測を行ってもよいし、カフ減圧中の血圧計測とカフ加圧中の血圧計測とを両方行ってもよい。

ステップＳ５００では、演算制御部１０は、被検者の左半身（左上腕及び左足首）の血圧計測のための動作を開始させる信号を上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２に出力し、これに従って上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、左上腕用カフ２１Ｌ及び左足首用カフ２２Ｌをそれぞれ用いて血圧の計測を行う。なお、左側の血圧計測の具体的手順に関しては、上記右側の血圧計測の手順において加減圧の対象カフを右上腕及び右足首用のカフ２１Ｒ、２２Ｒから左上腕及び左足首用のカフ２１Ｌ、２２Ｌに替えることにより、右側血圧計測と同様に実現することができる。

そして、ステップＳ６００では、演算制御部１０は、この分析結果と、受信した生体情報により示された数値、例えば血圧とに基づいて、ＣＡＶＩの算出を行う。

このようにして得られたＣＡＶＩは、必要に応じて、表示部７０により画面に表示され又は記録部７５により記録紙に印字される。

ここで、上記ステップＳ１００で実行される脈波計測のための一連の処理について、図３を用いて説明する。

まず、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌの加圧を同時に開始する（ステップＳ１０１）。全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌの加圧は、カフ圧が一般的な拡張期血圧以下で、脈波計測に適した圧（ここでは５０ｍｍＨｇ）に到達するまで継続され（ステップＳ１０２）、カフ圧が５０ｍｍＨｇに到達すると、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、左上腕用のカフ２１Ｌを除くカフ２１Ｒ、２２Ｒ、２２Ｌの加圧を停止し、それらのカフ圧を保持する（ステップＳ１０３）。左上腕用カフ２１Ｌの加圧は継続される。

そして、上腕用計測制御部２０１は、加圧中の左上腕用カフ２１Ｌを用いて、拡張期血圧を計測し、そして収縮期血圧を計測する（ステップＳ１０４）。

継続加圧は、血管が閉塞するよう計測された収縮期血圧と同圧もしくはそれ以上の圧となるようになるまで（ここでは収縮期血圧よりもカフ圧が２０ｍｍＨｇだけ高くなるまで）行われ（ステップＳ１０５）、その後、上腕用計測制御部２０１は、左上腕用カフ２１Ｌの加圧を停止し、そのカフ圧を保持する（ステップＳ１０６）。

このように、血圧の計測を行いながら加圧を継続するため、所望のカフ圧（ここでは収縮期血圧＋２０ｍｍＨｇとしているが、収縮期血圧と同圧の場合や収縮期血圧＋４０ｍｍＨｇの場合もある）で確実に加圧を停止させることができる。

なお、血圧の計測は、前述したステップＳ４００及びＳ５００においても行われるが、ステップＳ１０４で行った血圧計測の結果も血圧信号として取り込み、これをＣＡＶＩの算出に活用してもよい。

そして、ステップＳ１０７では、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、カフ圧がそれぞれ保持された状態にある全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌを用いて、脈波の計測を行う。

一定期間（例えば約２０秒間）にわたって脈波の計測を行った後、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌの減圧を開始する（ステップＳ１０８）。これらのカフ圧が非加圧状態に相当する値まで戻ると（ステップＳ１０９）、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌの減圧を停止する（ステップＳ１１０）。

図２及び図３を参照して説明した処理を行うと、例えば図４に示すような計測結果が得られる。ここでは、左上腕用カフ２１Ｌのカフ圧を１４０ｍｍＨｇに保持した場合を例にとっている。

左上腕以外の部位では、被検者の血管に全く作用せず血管を圧迫しない圧力（ここでは５０ｍｍＨｇ）にカフ圧が保持されているため、計測した脈波の波形は一定の品質を有しているものの、脈波本来の波形を鮮鋭に反映したものではない。一方、左上腕では、被検者の血管を閉塞させる圧力（ここでは１４０ｍｍＨｇ）にカフ圧が保持されているため、計測した脈波の波形は脈波本来の波形を鮮鋭に反映した非常に良好な品質の波形となっている。例えば、領域ａにある切痕部は鮮鋭に出現していないが、領域ｂにある切痕部は鮮鋭に出現している。これは、左上腕では末梢血管からの脈反射の影響を受けない状態で脈波計測が行われていることに起因する。

したがって、本実施の形態によれば、切痕部のタイミングを正確に検出することができ、ひいては算出されるＣＡＶＩの信頼性を向上させることができる。

また、血管を閉塞させるような収縮期血圧以上のカフ圧の下での脈波計測は、血管を圧迫しない拡張期血圧未満のカフ圧の下での脈波計測と異なり、身体への影響が大きい。このため、本実施の形態では、全ての部位でなく１箇所でのみ高圧を保持して脈波計測を行う。よって、身体への影響を最小限に抑えつつ、正確に特徴部を検出することができる。

また、上腕への動脈は大静脈弓部で分岐したものであることから、左上腕でのみ高圧を保持して脈波の計測を行うことにより、大動脈弓部での脈波に非常に似た脈波の波形を得ることができ、切痕部等の特徴部を一段と正確に検出することができる。

なお、本実施の形態では、一部のカフのみのカフ圧を高圧まで加圧させる目的は、脈波の切痕部、すなわちディクロティックノッチの正確な検出であるが、他の特徴部の正確な検出を目的としてもよい。例えば、脈波のパーカッションウェーブのピークとタイダルウェーブのピークとの正確な検出を目的とすることができる。

また、上記ステップＳ１００での脈波計測について、図３を用いて具体的な手順の一例を説明したが、脈波計測手順は上記のものだけに限定されない。以下、図５、図６及び図７を用いて３つの変形例について説明する。

まず、図５を用いて第１の変形例について説明する。この例では、カフ加圧中だけでなくカフ減圧中も血圧計測を行う。図３に示す手順と対比すると、図５の例は、ステップＳ１０８とステップＳ１０９との間にステップＳ１１１を追加した点で相違する。

ステップＳ１１１では、上腕用計測制御部２０１は、減圧中の全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌのうち左上腕用カフ２１Ｌのみを用いて、収縮期血圧を計測し、そして拡張期血圧を計測する。ここでの計測結果を示す血圧信号は、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれ、ＣＡＶＩの算出に活用される。

血圧の計測は、前述したステップＳ４００、Ｓ５００、Ｓ１０４において行われるが、上記第１の変形例では、ステップＳ１１１で行った血圧計測の結果も血圧信号として取り込むことができる。よって、血圧の計測精度を向上させることができ、算出されるＣＡＶＩの信頼性のさらなる向上につながる。

続いて、図６を用いて第２の変形例について説明する。図３の例では左上腕用カフ２１Ｌのみを高圧まで加圧したのに対し、この例では、左上腕用カフ２１Ｌに加えて右上腕用カフ２１Ｒを高圧まで加圧する。図３よりも類似する図５に示す手順と対比すると、図６の例は、ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１１１をステップＳ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４、Ｓ１１５に置換した点で相違する。

ステップＳ１１２では、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、カフ圧が５０ｍｍＨｇに到達すると、上腕用のカフ２１Ｒ、２１Ｌを除く下肢用のカフ２２Ｒ、２２Ｌの加圧を停止し、それらのカフ圧を保持する。上腕用のカフ２１Ｒ、２１Ｌの加圧は継続される。

また、ステップＳ１１３では、上腕用計測制御部２０１は、加圧中の上腕用のカフ２１Ｒ、２１Ｌを用いて拡張期血圧及び収縮期血圧の計測を左右の上腕について同時に行う。

また、ステップＳ１１４では、上腕用計測制御部２０１は、上腕用のカフ２１Ｒ、２１Ｌの加圧を停止し、そのカフ圧を保持する。

このように、血圧の計測を行いながら加圧を継続するため、所望のカフ圧（ここでは収縮期血圧＋２０ｍｍＨｇ）で確実に加圧を停止させることができる。

なお、血圧の計測は、前述したステップＳ４００及びＳ５００においても行われるが、ステップＳ１１３で行った血圧計測の結果も血圧信号として取り込み、これをＣＡＶＩの算出に活用してもよい。

また、ステップＳ１１５では、上腕用計測制御部２０１は、減圧中の全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌのうち上腕用のカフ２１Ｒ、２１Ｌのみを用いて、左右両腕の収縮期血圧を計測し、そして左右両腕の拡張期血圧を計測する。

ステップＳ１１５での計測結果を示す血圧信号は、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれ、ＣＡＶＩの算出に活用される。

血圧の計測は、前述したステップＳ４００、Ｓ５００、Ｓ１１３において行われるが、上記第２の変形例によれば、ステップＳ１１５で行った血圧計測の結果も血圧信号として取り込むことができる。しかもステップＳ１１５では左右両腕の血圧計測結果を得ることができる。よって、血圧の計測精度を一層向上させることができ、算出されるＣＡＶＩの信頼性のさらなる向上につながる。

さらに、図６に示す手順を図２に示す手順に組み合わせて実施する場合は、図２におけるステップＳ３００において一定期間待機した後、上腕用計測制御部２０１を動作させず、下肢用のカフ２２Ｒ、２２Ｌを用いた血圧の計測を同時に行うよう下肢用計測制御部２０２を動作させてもよい。これにより、上半身の血圧計測と下半身の血圧計測とをそれぞれ同時に行うことができるため、被検者の身体への負荷を増大させることなく血圧計測の工程を減らすことができる。

続いて、図７を用いて第３の変形例について説明する。図３の例では無条件に左上腕用カフ２１Ｌを高圧まで加圧したのに対し、この例では、左上腕用カフ２１Ｌを高圧まで加圧するための条件を適用する。すなわち、第３の変形例は、図３に示す手順においてステップＳ１０３をステップＳ１１６、Ｓ１１７、Ｓ１１８、Ｓ１１９、Ｓ１２０に置換し、所定の条件を満たした場合にはステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７を実行し、所定の条件を満たさなかった場合にはステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７をスキップする。

ステップＳ１１６では、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、カフ圧が５０ｍｍＨｇに到達すると、全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌの加圧を停止し、それらのカフ圧を保持する。

ステップＳ１１７では、上腕用計測制御部２０１及び下肢用計測制御部２０２は、カフ圧がそれぞれ保持された状態にある全てのカフ２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌを用いて、脈波の計測を行う。一定期間（例えば約２０秒間）にわたって脈波の計測を行った後、その測定結果を示す脈波信号が、演算制御部１０により保存部８０に取り込まれる。

ステップＳ１１８では、演算制御部１０は、前述したステップＳ１００と同様の波形分析を行う。

ステップＳ１１９では、演算制御部１０は、上記波形分析において脈波の切痕部の検出が失敗したか否かを判断する。切痕部検出に失敗したという条件を満たした場合は、カフ圧をさらに加圧して脈波計測を行う必要があるため、左上腕用カフ２１Ｌのみの加圧を再開する（ステップＳ１２０）。換言すれば、ステップＳ１２０では、ステップＳ１１６で行われた一次加圧に対する二次加圧が行われる。ステップＳ１２０の後は、図３のステップＳ１０４に進む。

一方、切痕部検出に成功した場合は、カフ圧をこれ以上加圧することにより身体への負荷を回避するため、図３のステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７をスキップして、ステップＳ１０８に進む。

このように、第３の変形例によれば、不必要な身体への負荷を回避することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成及び使用時の動作についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明の一実施の形態に係る血圧脈波検査装置の構成を示す図 本発明の一実施の形態に係る動脈硬化度算出処理を説明するためのフロー図 本発明の一実施の形態に係る脈波計測処理を説明するためのフロー図 本発明の一実施の形態に係る波形分析結果を説明するための図 本発明の一実施の形態に係る脈波計測処理の第１の変形例を説明するためのフロー図 本発明の一実施の形態に係る脈波計測処理の第２の変形例を説明するためのフロー図 本発明の一実施の形態に係る脈波計測処理の第３の変形例を説明するためのフロー図

符号の説明

１０ 演算制御部
２１Ｒ 右上腕用カフ
２１Ｌ 左上腕用カフ
２１ａＲ、２１ａＬ、２２ａＲ、２２ａＬ ゴム嚢
２２Ｒ 右足首用カフ
２２Ｌ 左足首用カフ
２１ｈ、２２ｈ ホース
２３ 心音マイク
２４ａ 四肢用心電電極部
２４ｂ 胸部用心電電極部
２００ 血圧脈波計測部
２０１ 上腕用計測制御部
２０２ 下肢用計測制御部
２０３ 心音計測部
２０４ 心電図計測部
２１１Ｒ、２１１Ｌ、２２１Ｒ、２２１Ｌ 圧力センサ

Claims (8)

1. 被検者の複数部位に巻回可能な複数のカフと、
   前記複数のカフを用いて被検者脈波を計測する計測部と、
   計測した脈波の特徴部を検出し、検出した特徴部に基づいて被検者の動脈硬化度を導出する導出部と、
   被検者の脈波を計測するときに、前記複数のカフのうち少なくとも一のカフが他のカフよりも高いカフ圧を有するよう、前記複数のカフの各々についてカフ圧の制御を行う圧力制御部と、
   を有することを特徴とする血圧脈波検査装置。
2. 前記圧力制御部は、前記少なくとも一のカフを非加圧状態のカフ圧から被検者の収縮期血圧以上のカフ圧に、前記他のカフを非加圧状態のカフ圧から被検者の拡張期血圧未満のカフ圧に、加圧し、
   前記計測部は、加圧後に脈波を計測する、
   ことを特徴とする請求項１記載の血圧脈波検査装置。
3. 前記圧力制御部は、前記少なくとも一のカフを非加圧状態のカフ圧から被検者の血管を閉塞させるカフ圧に、前記他のカフを被検者の血管を圧迫しないカフ圧に、加圧し、
   前記計測部は、加圧後に脈波を計測する、
   ことを特徴とする請求項１記載の血圧脈波検査装置。
4. 前記計測部は、脈波の計測前の加圧中に前記少なくとも一のカフを用いて血圧を計測する、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の血圧脈波検査装置。
5. 前記圧力制御部は、脈波の計測後に前記複数のカフを非加圧状態のカフ圧に減圧し、
   前記計測部は、脈波の計測後の減圧中に前記少なくとも一のカフを用いて血圧を再度計測する、
   ことを特徴とする請求項４記載の血圧脈波検査装置。
6. 前記少なくとも一のカフは、右上腕及び左上腕にそれぞれ巻回した二の上腕用カフを含み、前記他のカフは、右下肢及び左下肢にそれぞれ巻回した二の下肢用カフを含み、
   前記圧力制御部は、脈波の計測前に前記複数のカフを加圧し、脈波の計測後に前記複数のカフを減圧し、減圧後に前記二の下肢用カフを再度加圧し、再度加圧後に前記二の下肢用カフを再度減圧し、
   前記計測部は、脈波の計測前の加圧中又は脈波の計測後の減圧中に前記二の上腕用カフを用いて同時に血圧を計測し、再度加圧中又は再度減圧中に前記二の下肢用カフを用いて同時に血圧を計測する、
   ことを特徴とする請求項１記載の血圧脈波検査装置。
7. 前記圧力制御部は、脈波の計測前に前記複数のカフを均一に加圧する一次加圧を行い、
   前記計測部は、一次加圧後に脈波を計測し、
   前記導出部は、計測した脈波の特徴部の検出の成否を判断し、
   前記圧力制御部は、計測した脈波の特徴部の検出に失敗した場合、一次加圧後に前記少なくとも一のカフを前記他のカフよりも高圧に加圧する二次加圧を行う一方、計測した脈波の特徴部の検出に成功した場合、二次加圧を行うことなく前記複数のカフを非加圧状態のカフ圧に減圧し、
   前記計測部は、二次加圧後に脈波を再度計測する、
   ことを特徴とする請求項１記載の血圧脈波検査装置。
8. 前記少なくとも一のカフは、右上腕及び左上腕の少なくとも一方に巻回した一又は二のカフを含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５及び請求項７のいずれかに記載の血圧脈波検査装置。

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