JP3621379B2

JP3621379B2 - 動脈硬化評価装置

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Publication number: JP3621379B2
Application number: JP2002001931A
Authority: JP
Inventors: 清幸成松
Original assignee: コーリンメディカルテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: JP2003199718A; TW546130B; KR20030060749A; CN1432337A; EP1327415A1; US20030130578A1; CN1292705C; US6955649B2; KR100869459B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心臓の後負荷から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。
【０００２】
【従来の技術】
動脈硬化を評価する指標としては、脈波伝播速度や振幅増加指数が知られている。脈波伝播速度は、生体の所定の２部位間を脈波が伝播する速度であり、動脈硬化が進行するほど脈波伝播速度は速くなる。また、振幅増加指数は、ＡＩ（＝ＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＩｎｄｅｘ）として知られているものであり、一般には、脈波の反射波成分の発生時点におけるその脈波の大きさと、その脈波の進行波成分のピークの大きさとの差分値を、その脈波の脈圧で割った値の百分率として算出される。このようにして算出された振幅増加指数は動脈硬化が進行するほど大きくなる傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、心臓の後負荷も動脈硬化に関連して変動する。ここで、心臓の後負荷とは、心臓より先の、大動脈あるいは小細動脈による血管抵抗による心臓の負荷をいう。心臓の後負荷が動脈硬化に関連するのは、動脈が硬いほど血管抵抗が大きくなるので、動脈が硬いほど心臓から血液を駆出する際の負荷が大きくなるからである。
【０００４】
心臓の後負荷から動脈硬化を評価すれば、脈波伝播速度や振幅増加指数などの従来の動脈硬化を評価する指標からは得られなかった知見から動脈硬化を評価することになるので、心臓の後負荷を単独で用いて、或いは、脈波伝播速度や振幅増加指数などの従来の動脈硬化を評価する指標に加えて心臓の後負荷を用いて動脈硬化を評価すれば、より精度良く動脈硬化を評価できると期待できる。
【０００５】
しかし、前述のように、心臓の後負荷は、血管抵抗による心臓の負荷であり、心臓の後負荷を直接測定することは困難である。そのため、従来は、心臓の後負荷を測定して、その心臓の後負荷から動脈硬化を評価することは行われていなかった。
【０００６】
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、心臓の後負荷から動脈硬化を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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために種々検討を重ねた結果、以下の知見を見いだした。
振幅増加指数は、進行波に対する反射波の割合を表すパラメータとして算出されるものであり、前述のように、脈波の反射波成分の発生時点におけるその脈波の大きさとその脈波の進行波成分のピークの大きさとの差分値を、その脈波の脈圧で割ることにより算出することが一般的である。すなわち、振幅増加指数では、上記差分値を脈波の反射波成分の大きさとして用いている。また、反射波成分の大きさは、心臓側へ戻ってくる圧力の大きさであることから、反射波成分の大きさは心臓の後負荷を表す。従って、上記差分値は心臓の後負荷に関連して変動する。しかし、脈波の大きさは血圧に関連して変化するものの、血圧の絶対値を表すわけではないので、前記差分値も反射波成分の圧力の絶対値を表していない。
そこで、血圧を測定し、その血圧値を用いて脈波の大きさが血圧を表すように換算すれば、前記差分値も圧力を表すようになるので、心臓の後負荷の大きさを評価できるようになることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて成されたものである。
【０００８】
すなわち、前記目的を達成するための本発明は、（ａ）生体の血圧値を測定する血圧測定装置と、（ｂ）前記生体の所定部位における脈波を検出する脈波検出装置と、（ｃ）前記血圧測定装置により測定された血圧値および前記脈波検出装置により検出された脈波の大きさに基づいて、その脈波の大きさを血圧値に換算するための対応関係を決定する対応関係決定手段と、（ｄ）前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる進行波成分のピークの大きさを決定する進行波ピーク決定手段と、（ｅ）前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる反射波成分のピークの発生時点を決定する反射波発生時決定手段と、（ｆ）前記対応関係決定手段により決定された対応関係を用いて、前記反射波発生時決定手段により決定された反射波成分のピーク発生時点における前記脈波の大きさと、前記進行波ピーク決定手段により決定された進行波成分のピークの大きさとの差分値を血圧値に換算した圧力差を算出する圧力差算出手段と、（ｇ）その圧力差算出手段により算出された圧力差を表示する表示器とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置である。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、圧力差算出手段により、反射波発生時決定手段により決定された反射波成分のピーク発生時点における脈波の大きさと、その脈波の進行波成分のピークの大きさとの差分値を血圧値に換算した圧力差が算出されるので、この圧力差は反射波成分の圧力として代用することができる。従って、表示器に表示される圧力差から心臓の後負荷を評価することができる。また、心臓の後負荷が大きいと動脈硬化が進行していることになるので、圧力差から動脈硬化も評価できる。
【００１０】
【発明の態様】
ここで、好ましくは、前記動脈硬化評価装置は、前記生体の血圧に関連して変動する血圧関連情報を決定する血圧関連情報決定手段と、その血圧関連情報決定手段により決定された血圧関連情報と、前記圧力差算出手段により算出された圧力差とを一組の表示情報とする複数組の表示情報を記憶する記憶装置と、前記表示器に、血圧関連情報軸と圧力差軸とからなる二次元グラフを表示し、その二次元グラフの、前記記憶装置に記憶されている複数組の表示情報によって定まる位置に、それぞれ印を表示するグラフ表示手段とをさらに含むことを特徴とする。このようにすれば、圧力差算出手段により算出された圧力差と血圧測定装置により測定された血圧値とが一組の表示情報として記憶装置に記憶され、グラフ表示手段により、二次元グラフの、記憶装置に記憶されている複数組の表示情報によって定まる位置にそれぞれ印が表示されるので、２回目以降の測定においては、血圧値の経時的変化に対する圧力差の経時的変化を容易に比較することができるので、動脈硬化の治療の効果を容易に判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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の回路構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、カフ１２はゴム製袋を布製帯状袋内に有し、たとえば右腕の上腕部１４に巻回される。カフ１２には、圧力センサ１６、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２２を介して空気ポンプ２４が接続されている。調圧弁１８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。
【００１３】
圧力センサ１６は、カフ１２内の圧力を検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ＳＭ１を弁別してそのカフ脈波信号ＳＭ１をＡ／Ｄ変換器３４を介して電子制御装置３２へ供給する。電子制御装置３２は、後述するように、カフ圧信号ＳＣおよびカフ脈波信号ＳＭ１に基づいて血圧値ＢＰを決定する。従って、電子制御装置３２、およびカフ圧信号ＳＣおよびカフ脈波信号ＳＭ１を得るためのカフ１２、圧力センサ１６、静圧弁別回路２６、脈波弁別回路２８、調圧弁１８、空気ポンプ２４等により血圧測定装置３５が構成される。
【００１４】
また、動脈硬化評価装置１０は、図２に示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、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。
【００１５】
上記センサハウジング４２の内部には、ダイヤフラム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。
【００１６】
上記センサハウジング４２およびダイヤフラム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。
【００１７】
上記圧脈波センサ５４の押圧面６６には、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。
【００１８】
このように構成された圧脈波検出プローブ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Ａ／Ｄ変換器６８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。
【００１９】
電子制御装置３２は、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、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、ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ７４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、５８および調圧弁１８、６０を制御する。ＣＰＵ７０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、ＣＰＵ７０は、図６に詳しく示す機能を実行することにより圧力差ΔＰを算出し、さらに、表示器７６の表示内容を制御する。
【００２０】
入力装置７７は、図示しないキーボードを備え、そのキーボードにより患者毎に決定された患者番号が入力される。そして、患者番号が入力されると、その入力された患者番号を表す信号を電子制御装置３２へ出力する。記憶装置７８は、磁気ディスク、磁気テープ、揮発性半導体メモリ、或いは不揮発性半導体メモリなどのよく知られた記憶装置により構成され、電子制御装置３２により決定された血圧値ＢＰや圧力差ΔＰを患者毎に所定の記憶領域に記憶する。
【００２１】
図６は、動脈硬化評価装置１０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。患者識別手段７９は、入力装置７７から供給される信号すなわち患者番号に基づいて血圧ＢＰおよび圧力差ΔＰが測定される患者を識別する。
【００２２】
最適押圧位置制御手段８０は、圧脈波センサ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。
【００２３】
押圧力制御手段８２は、圧脈波センサ５４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（ＨｏｌｄＤｏｗｎＰｒｅｓｓｕｒｅ）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６２による圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰをその最適押圧力ＨＤＰＯに維持する。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ＰＰｃ（すなわち頸動脈波ｗｃの一脈波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ＰＰｃ_Ｌ以上となる押圧力ＨＤＰであり、この最低脈圧ＰＰｃ_Ｌは、脈圧ＰＰｃ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ＰＰｃの最低値として実験に基づいて予め設定されている。
【００２４】
カフ圧制御手段８４は、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目標圧力値ＰＣ_Ｍ（たとえば１８０ｍｍＨｇ程度）まで急速に昇圧させた後、カフ圧ＰＣ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が決定された後にカフ圧ＰＣを大気圧まで排圧する。
【００２５】
血圧値決定手段８６は、カフ圧制御手段８４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ＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを決定する。そして、決定した血圧値ＢＰを、患者識別手段７９により識別された患者の血圧値ＢＰとして測定日時とともに記憶装置７８に記憶する。なお、血圧値ＢＰは血圧関連情報に含まれ、血圧値決定手段８６は血圧関連情報決定手段として機能する。
【００２６】
対応関係決定手段８８は、圧脈波センサ５４により検出される頸動脈波ｗｃの大きさを、血圧値ＢＰに換算するための対応関係を決定する。すなわち、血圧値決定手段８６では最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮ、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが決定され、一脈波においては、ピークの大きさが最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳに、面積重心値の大きさが平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮに、立ち上がり点の大きさが最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡにそれぞれ対応する。そこで、圧脈波センサ５４により検出される頸動脈波ｗｃのピークｂの大きさ、面積重心値ｇの大きさ、立ち上がり点ａの大きさのうちからいずれか２つを決定し、その２つの値とそれらに対応する血圧値ＢＰを用いて式１に示す対応関係式の定数αおよびβを決定する。
（式１）ＢＰ＝αｘ＋β （なお、ｘは頸動脈波ｗｃの大きさである）
【００２７】
ここで、式１の対応関係式の決定に際して、頸動脈波ｗｃのピークｂの大きさ、面積重心値ｇの大きさ、立ち上がり点ａの大きさのうちからどの２つを選択しても定数α、βを決定することはできるが、図１の動脈硬化評価装置１０のように、血圧ＢＰを測定する部位（上腕部１４）と脈波を検出する部位（頸部３８）とが異なる場合には、面積重心値ｇの大きさおよび立ち上がり点ａの大きさを用い、それら面積重心値ｇの大きさおよび立ち上がり点ａの大きさと、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮおよび最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡとの間で式１の定数α、βを決定することが好ましい。この理由は、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮおよび最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡは測定部位による変化が比較的少ないのに対し、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳは測定部位による変化が比較的大きいからである。
【００２８】
進行波ピーク決定手段９０は、圧脈波センサ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（Ｉｎｃｉｄｅｎｔｗａｖｅ）ｗｉのピークｐｉの大きさを決定する。頸動脈波ｗｃの進行波成分ｗｉは図５の破線に示すようになり、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ａからピークｂまで（ピークｂを含む）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。）従って、進行波ピーク決定手段９０は、逐次検出される圧脈波信号ＳＭ２に、所定の演算処理を施すことにより、頸動脈波ｗｃの立ち上がり点ａからピークｂまでの間におけ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。ここで、上記演算処理は、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である。
【００２９】
なお、図５において、一点鎖線は、頸動脈波ｗｃの反射波成分ｗｒを示しており、頸動脈波ｗｃは、心臓から血液が駆出される際に生じ末梢方向へ進行する圧波（進行波成分ｗｉ）と、その反射波である反射波成分ｗｒの合成波であり、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。
【００３０】
反射波発生時決定手段９２は、圧脈波センサ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、反射波成分ｗｒのピーク発生時点を決定する。反射波成分ｗｒのピーク発生時は、進行波成分ｗｉのピークｐｉ以降における最初の極大値の発生時である。従って、図５に示すように、進行波成分ｗｉのピークｐｉが頸動脈波ｗｃのピークｂとならない場合には、頸動脈波ｗｃのピークｂの発生時点を反射波成分ｗｒのピーク発生時点に決定する。しかし、進行波成分ｗｉのピークｐｉが大きいために、その進行波成分ｗｉのピークｐｉが頸動脈波ｗｃのピークｂにもなる場合には、進行波成分ｗｉのピークｐｉ以降における最初の極大値の発生時点を反射波成分ｗｒのピーク発生時点に決定する。
【００３１】
圧力差算出手段９４は、反射波発生時点決定手段９２により決定された反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさを式１に示す対応関係によって血圧ＢＰに換算した値と、進行波成分決定手段９０により決定された進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさを式１に示す対応関係によって血圧ＢＰに換算した値との圧力差ΔＰを算出する。なお、圧力差算出手段９４では、結果的に圧力差ΔＰが算出されれば、どのような算出順序で圧力差ΔＰを算出してもよい。たとえば、反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさおよび進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさをそれぞれ式１に示す対応関係を用いて血圧値ＢＰに換算し、その後、両者の差分値を算出するという算出順序であってもよいし、先に、反射波成分ｗｒの発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさと進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさとの差分値を算出し、その差分値を式１に代入して血圧値ＢＰに換算してもよい。
そして、圧力差算出手段９４は、算出した圧力差ΔＰを表示器７６に表示し、さらに、算出した圧力差ΔＰを、前記血圧値決定手段８６により決定されて記憶装置７８に記憶される血圧値ＢＰと一組の表示情報となるように記憶装置７８に記憶する。
【００３２】
振幅増加指数の算出において、反射波成分のピーク発生時点における脈波の大きさと進行波成分のピークの大きさとの差分値が、その脈波の反射波成分の大きさの代わりに用いられていることから分かるように、上記圧力差ΔＰは、頸動脈波ｗｃの反射波成分ｗｒの大きさを血圧値に換算した値と考えることができるので、上記圧力差ΔＰが表示器７６に表示されると、従来から動脈硬化を評価する指標として知られている振幅増加指数とは異なった知見が得られる。
すなわち、振幅増加指数は、全体脈波の脈圧に対する、進行波成分のピーク大きさと反射波成分のピーク発生時点における全体脈波の大きさとの差分値の比であるので、心臓の後負荷が大きいために上記差分値が大きくなったとしても、脈圧も大きい場合には、振幅増加指数は比較的小さい値になってしまう。また、心臓の後負荷が小さいので上記差分値が小さくても、脈圧も小さい場合には、振幅増加指数は比較的大きな値となってしまう。そのため、振幅増加指数は、心臓の後負荷から動脈硬化を評価することは困難である。それに対して、圧力差ΔＰは反射波成分の圧力値と考えることができるので、圧力差ΔＰから心臓の後負荷の大きさ、さらには、心臓の後負荷に影響を与えるような動脈硬化が分かるのである。
【００３３】
グラフ表示手段９６は、表示器７６に、図７に示すような圧力差軸９８と血圧値軸１００とからなる二次元グラフ１０２を表示する。そして、その二次元グラフ１０２において、今回、算出または決定され、記憶装置７８に一組の表示情報として記憶されている圧力差ΔＰと血圧値ＢＰとにより定まる位置に印１０４を表示する。ここで、血圧値ＢＰには最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮ、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡの３つがあるが、どれを用いてもよく、どの血圧値ＢＰを用いるかは予め決定されている。なお、図７には、今回の測定値を示す２つの印１０４ａ、１０４ｂが表示されているが、これは、以下の説明の便宜上２つ表示しているだけである。
【００３４】
さらに、記憶装置７８に、患者識別手段７９により識別された患者の過去の表示情報が一組あるいは複数組記憶されている場合には、その過去の表示情報により定まる位置に、今回の得られた圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰを示す印１０４や、過去の圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰを示す他の印と区別可能な印を表示する。図７には、今回得られた圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰを示す印１０４と、前回の測定で得られた圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰを示す印１０６とが表示されている例を示している。
【００３５】
図７に示すように、二次元グラフ１０２に今回の測定値を示す印１０４と前回の測定値を示す印１０６とが表示されると、動脈硬化の治療の効果の程度を判断することができる。すなわち、動脈硬化が進行すると、多くの場合、高血圧症を合併するとともに心筋梗塞のおそれが生じるので、それらの治療のために血管拡張作用により血圧を低下させる降圧薬（血管拡張薬）を投与することがある。この血管拡張薬の効果が現れてくると、血管が拡張することによって、血管抵抗が減少するとともに血圧が低下するので、圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰが低下するはずである。従って、図７の印１０４ａに示すように圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰがともに低下していれば血管拡張薬の効果が現れていると判断できる。また、降圧薬には、中枢側（心臓側）の圧力を低下させることにより血圧を低下させる中枢性降圧薬もあり、上記血管拡張薬と併用されることもある。この中枢性降圧薬により血圧が低下する場合には血管抵抗はそれほど変化しないので、血圧値ＢＰの変化量に対して圧力差ΔＰの変化が少ない。従って、図７の印１０４ｂに示すように血圧値ＢＰの低下量に対して圧力差ΔＰの変化量が少ない場合には中枢性降圧薬により血圧が低下していると判断できる。
【００３６】
図８および図９は、図６の機能ブロック線図に示したＣＰＵ７０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。
【００３７】
図８において、まず患者識別手段７９に相当するステップＳ１（以下、ステップを省略する。）乃至Ｓ２を実行する。すなわち、Ｓ１では、入力装置７７から患者番号が入力されたか否かを判断し、Ｓ１の判断が肯定された場合には、入力された患者番号に基づいて血圧値ＢＰおよび圧力差ΔＰが測定される患者を識別する。
【００３８】
続いて最適押圧位置制御手段８０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６４を制御することにより、圧脈波センサ５４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。
【００３９】
続いて、最適押圧力制御手段８２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６０を制御することにより圧脈波センサ５４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圧脈波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５４の押圧力ＨＤＰをその最適押圧力ＨＤＰＯに保持する。続くＳ５では、圧脈波センサ５４の最大圧力検出素子ＥＭから供給される圧脈波信号ＳＭ２を一拍分読み込む。圧脈波信号ＳＭ２を一拍分読み込んだ後は、Ｓ６において空気ポンプ５８を停止させ、且つ調圧弁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。
【００４０】
続くＳ７では、空気ポンプ２４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、Ｓ８では、カフ圧ＰＣが１８０ｍｍＨｇに設定された目標圧力値ＰＣ_Ｍを超えたか否かを判断する。このＳ８の判断が否定されるうちは、Ｓ８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、Ｓ８の判断が肯定された場合には、Ｓ９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。
【００４１】
続いて血圧値決定手段８６に相当するＳ１０乃至Ｓ１２を実行する。Ｓ１０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ＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを決定する。続くＳ１１では、上記Ｓ１０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Ｓ１０では、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが最後に決定されることから、Ｓ１１では、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが決定されたか否かを判断する。このＳ１１の判断が否定されるうちは、Ｓ１０を繰り返し実行し、血圧測定アルゴリズムを継続する。一方、Ｓ１１の判断が肯定された場合には、Ｓ１２において、上記Ｓ１０乃至Ｓ１１の繰り返しにより決定した最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを、Ｓ２で決定した患者の血圧値ＢＰとして記憶装置７８に記憶する。
【００４２】
続くＳ１３では、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Ｓ７乃至Ｓ９およびＳ１３がカフ圧制御手段８４に相当する。
【００４３】
続いて、図９に示すＳ１４以降を説明する。Ｓ１４乃至Ｓ１５は対応関係決定手段８８に相当し、Ｓ１４では、Ｓ５で読み込んだ一拍分の頸動脈波ｗｃにおける立ち上がり点ａの大きさおよび面積重心点ｇの大きさを決定する。そしてＳ１５では、Ｓ１４で決定した立ち上がり点ａの大きさとＳ１０で決定した最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡとを前記式１に代入して得られる式と、Ｓ１４で決定した面積重心点ｇの大きさとＳ１０で決定した平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮとを前記式１に代入して得られる式の２つの式から式１の定数α、βを決定する。
【００４４】
続くＳ１６は、進行波ピーク決定手段９０に相当し、Ｓ５で読み込んだ一拍分の頸動脈波ｗｃのうち、立ち上がり点ａからピークｂ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ａからピークｂ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。
【００４５】
続くＳ１７は反射波発生時決定手段９２に相当し、Ｓ５で読み込んだ一拍分の頸動脈波ｗｃにおける反射波成分ｗｒのピーク発生時点を決定する。すなわち、Ｓ１６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（ピークｂ）の発生時点を反射波成分ｗｒのピーク発生時に決定し、Ｓ１６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発生時点を反射波成分ｗｒのピーク発生時に決定する。
【００４６】
続いて圧力差算出手段９４に相当するＳ１８乃至Ｓ２０を実行する。まず、Ｓ１８では、Ｓ１７で決定した反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさから、Ｓ１６で決定した進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさを引いた差分値を算出する。そしてＳ１９では、Ｓ１８で算出した差分値を、Ｓ１５で決定した対応関係に代入することにより圧力差ΔＰを算出し、その算出した圧力差ΔＰを表示器７６に表示する。続くＳ２０では、Ｓ１９で算出した圧力差ΔＰを、Ｓ１２で記憶した血圧値ＢＰと一組の表示情報となるように記憶装置７８に記憶する。
【００４７】
続くＳ２１はグラフ表示手段９６に相当し、図７に示す二次元グラフ１０２を表示し、その二次元グラフ１０２において、Ｓ２０およびＳ１２で記憶装置７８に記憶された圧力差ΔＰと血圧値ＢＰとにより定まる位置に印１１４を表示するとともに、Ｓ２で識別された患者について記憶装置７８に記憶されている過去の圧力差ΔＰおよび血圧値ＢＰを示す印１１６を表示する。
【００４８】
上述のフローチャートに基づく実施例によれば、Ｓ１８乃至Ｓ１９（圧力差算出手段９４）において、Ｓ１７（反射波発生時決定手段９２）で決定された反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさを血圧値ＢＰに換算した値と、その頸動脈波ｗｃの進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさを血圧値ＢＰに換算した値との圧力差ΔＰが算出されるので、この圧力差ΔＰは反射波成分ｗｒの圧力として代用することができる。従って、表示器７６に表示される圧力差ΔＰから心臓の後負荷を評価することができる。また、心臓の後負荷が大きいと動脈硬化が進行していることになるので、圧力差ΔＰから動脈硬化も評価できる。
【００４９】
また、上述のフローチャートに基づく実施例によれば、Ｓ１８乃至Ｓ１９（圧力差算出手段９４）において算出された圧力差ΔＰと血圧測定装置３５により測定された血圧値ＢＰとが一組の表示情報として記憶装置７８に記憶され、Ｓ２１（グラフ表示手段９６）において、二次元グラフ１０２の、記憶装置７８に記憶されている複数組の表示情報によって定まる位置にそれぞれ印１０４、１０６が表示されるので、２回目以降の測定においては、血圧値ＢＰの経時的変化に対する圧力差ΔＰの経時的変化を容易に比較することができるので、動脈硬化の治療の効果を容易に判断することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
たとえば、前述の動脈硬化評価装置１０では、血圧値ＢＰそのものを血圧関連情報とし、二次元グラフ１０２の縦軸は血圧値軸１００であったが、生体の所定の２部位間を脈波が伝播する速度に関連する情報である脈波伝播速度や脈波伝播時間などの脈波伝播速度情報は、血圧に関連して変動することが知られているので、脈波伝播速度情報を血圧関連情報として算出し、二次元グラフ１０２の縦軸を脈波伝播速度情報軸としてもよい。また、前記振幅増加指数は脈波伝播速度と相関することが知られているので、振幅増加指数を血圧関連情報として用いてもよい。
【００５２】
また、前述の実施形態の説明では、血圧値決定手段８６により決定された血圧値ＢＰおよび圧力差算出手段９４により算出された圧力差ΔＰは、一旦、記憶装置７８に記憶され、グラフ表示手段９６は、記憶装置７８に記憶されている血圧値ＢＰおよび圧力差ΔＰに基づいて印１０４を表示していたが、ＲＡＭ７４は一次記憶機能を有する記憶装置であるので、グラフ表示手段９６は、ＲＡＭ７４に記憶されている血圧値ＢＰおよび圧力差ΔＰに基づいて印１０４を表示するようになっていてもよい。
【００５３】
また、前述の動脈硬化評価装置１０に脈波検出装置として備えられている圧脈波検出プローブ３６は、圧脈波を検出する検出する形式の脈波検出装置であるが、酸素飽和度測定用の光電脈波検出プローブなどの容積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。
【００５４】
また、前述の動脈硬化評価装置１０では、脈波検出装置として圧脈波検出プローブ３６が備えられていたが、脈波弁別回路２８により弁別されるカフ脈波信号ＳＭ１は上腕脈波を表すので、血圧測定装置３５が脈波検出装置としても機能するようになっていてもよい。
【００５５】
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の動脈硬化評価装置に備えられた圧脈波検出プローブが、頸部に装着された状態を示す図である。
【図３】図２の圧脈波検出プローブを一部切り欠いて説明する拡大図である。
【図４】図１の圧脈波センサの押圧面に配列された感圧素子の配列状態を説明する図である。
【図５】図１の圧脈波センサの感圧素子から出力される圧脈波信号ＳＭ２が表す頸動脈波ｗｃを例示する図である。
【図６】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７】図６のグラフ表示手段により表示される二次元グラフを例示する図である。
【図８】図６の機能ブロック線図に示したＣＰＵ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９】図６の機能ブロック線図に示したＣＰＵ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。
【符号の説明】
１０：動脈硬化評価装置
３５：血圧測定装置
７６：表示器
７８：記憶装置
８６：血圧値決定手段（血圧関連情報決定手段）
８８：対応関係決定手段
９０：進行波ピーク決定手段
９４：圧力差算出手段
９６：グラフ表示手段

Claims

生体の血圧値を測定する血圧測定装置と、
前記生体の所定部位における脈波を検出する脈波検出装置と、
前記血圧測定装置により測定された血圧値および前記脈波検出装置により検出された脈波の大きさに基づいて、該脈波の大きさを血圧値に換算するための対応関係を決定する対応関係決定手段と、
前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる進行波成分のピークの大きさを決定する進行波ピーク決定手段と、
前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる反射波成分のピークの発生時点を決定する反射波発生時決定手段と、
前記対応関係決定手段により決定された対応関係を用いて、前記反射波発生時決定手段により決定された反射波成分のピーク発生時点における前記脈波の大きさと、前記進行波ピーク決定手段により決定された進行波成分のピークの大きさとの差分値を血圧値に換算した圧力差を算出する圧力差算出手段と、
該圧力差算出手段により算出された圧力差を表示する表示器と
を含むことを特徴とする動脈硬化評価装置。
前記生体の血圧に関連して変動する血圧関連情報を決定する血圧関連情報決定手段と、
該血圧関連情報決定手段により決定された血圧関連情報と、前記圧力差算出手段により算出された圧力差とを一組の表示情報とする複数組の表示情報を記憶する記憶装置と、
前記表示器に、血圧関連情報軸と圧力差軸とからなる二次元グラフを表示し、該二次元グラフの、前記記憶装置に記憶されている複数組の表示情報によって定まる位置に、それぞれ印を表示するグラフ表示手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の動脈硬化評価装置。