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JP4453529B2 - Arterial stiffness measurement device - Google Patents

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JP4453529B2
JP4453529B2 JP2004338684A JP2004338684A JP4453529B2 JP 4453529 B2 JP4453529 B2 JP 4453529B2 JP 2004338684 A JP2004338684 A JP 2004338684A JP 2004338684 A JP2004338684 A JP 2004338684A JP 4453529 B2 JP4453529 B2 JP 4453529B2
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Panasonic Corp
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

本発明は、心拍により生体の動脈に生じる変形に基づく生体情報に基づいて動脈壁の硬さの程度を測定する動脈壁硬化度測定装置に関する。   The present invention relates to an arterial wall stiffness measuring device that measures the degree of stiffness of an arterial wall based on biological information based on deformation generated in a living artery due to a heartbeat.

伝統的な血圧測定法は、空気袋(ブラダ)を備えたカフ(Cuff;マンシェット(Manschette)とも言う。)により上腕の動脈を阻血した後にカフの圧迫圧力を微速減圧させながら聴診器を用いてコロトコフ音(血管雑音)を検出することによって血圧を測定するコロトコフ法である。この方法では、コロトコフ音が発生する時の血圧が最高血圧(心臓の収縮期の血圧)とされ、コロトコフ音が消失する時の血圧が最低血圧(心臓の拡張期の血圧)とされる。   A traditional blood pressure measurement method is to use a stethoscope while the cuff pressure is slightly reduced after the brachial artery is blocked by a cuff with an air bladder (Bladder). This is the Korotkoff method for measuring blood pressure by detecting Korotkoff sounds (blood vessel noise). In this method, the blood pressure when Korotkoff sounds are generated is the highest blood pressure (blood pressure in the systolic phase of the heart), and the blood pressure when Korotkoff sounds disappear is the lowest blood pressure (blood pressure in the diastole of the heart).

一方、近年では、エレクトロニクス等の進展により、伝統的なコロトコフ法に代わって、電気電子的に血圧を測定する血圧計が開発されている。この血圧計には、光電容積脈波法やオシロメトリック法(振動法)等の血圧測定手法が利用されている。   On the other hand, in recent years, blood pressure meters that measure blood pressure electrically and electronically have been developed in place of the traditional Korotkoff method due to advances in electronics and the like. This blood pressure monitor uses a blood pressure measurement method such as a photoelectric volume pulse wave method or an oscillometric method (vibration method).

この光電容積脈波法は、カフの圧迫圧力を微速変化させながら生体の所定部位に近赤外光を照射してその反射光を光電センサで検出することによって得られる動脈の光電容積脈波から血圧を測定する方法である。この光電容積脈波法では、カフの圧迫圧力を微速減圧する過程で光電容積脈波を測定する場合には、光電容積脈波が出現する時の血圧が最高血圧とされる。   This photoelectric volumetric pulse wave method is based on the arterial volumetric pulse wave obtained by irradiating a predetermined part of a living body with near infrared light while detecting the reflected light with a photoelectric sensor while changing the cuff's compression pressure very slowly. This is a method for measuring blood pressure. In this photoelectric volume pulse wave method, when the photoelectric volume pulse wave is measured in the process of depressurizing the cuff pressure, the blood pressure when the photoelectric volume pulse wave appears is set as the maximum blood pressure.

また、オシロメトリック法は、カフの圧迫圧力を微速変化させながらカフの圧力を検出することによって得られる脈波包絡線から血圧を測定する方法である。より詳細に説明すると、オシロメトリック法では、まず、生体の所定部位にカフを装着し、カフの圧迫圧力を加圧することによって所定部位下の動脈を阻血する。その後、カフの圧迫圧力を微速減圧させながらカフの圧力を検出する。   The oscillometric method is a method of measuring blood pressure from a pulse wave envelope obtained by detecting the pressure of the cuff while changing the compression pressure of the cuff slightly. More specifically, in the oscillometric method, first, a cuff is attached to a predetermined part of a living body, and an artery under the predetermined part is blocked by pressurizing the cuff pressure. Thereafter, the cuff pressure is detected while the pressure of the cuff is slightly reduced.

図11は、微速減圧過程におけるカフの圧力の時間的変化を示す図である。図11の横軸は、時間であり、その縦軸は、カフの圧力である。図11において、微速減圧過程のカフの圧力1001には、心拍に応じた複数の微小な圧変動1002が発生する。この微速減圧過程のカフの圧力1001に重畳された微小な圧変動1002は、心拍に基づく脈動によってカフ下の動脈に容積変化が生じるために生じるものである。   FIG. 11 is a diagram showing temporal changes in the cuff pressure in the slow depressurization process. The horizontal axis in FIG. 11 is time, and the vertical axis is the cuff pressure. In FIG. 11, a plurality of minute pressure fluctuations 1002 corresponding to the heartbeat occur in the cuff pressure 1001 in the slow depressurization process. The minute pressure fluctuation 1002 superimposed on the cuff pressure 1001 in the slow depressurization process is caused by a volume change in the artery under the cuff due to the pulsation based on the heartbeat.

即ち、圧迫圧力が最高血圧よりも高い場合には、阻血されるため、脈動による動脈の容積変化が生じないので、微小な圧変動1002は、生じない。圧迫圧力が最高血圧近傍になると、原理的に、脈動による動脈に作用する内圧が動脈に作用している圧迫圧力(外圧)に抗することができるようになることから血流が生じ始め、そのため、脈動による動脈の容積変化が生じ始めて微小な圧変動1002が生じ始める。なお、実際には、カフが丸く膨らむためカフの端部では、動脈を閉塞しきれずに最高血圧以上でも脈波は、検出される。   That is, when the compression pressure is higher than the maximum blood pressure, the blood pressure is blocked, so that the arterial volume change due to pulsation does not occur, and therefore the minute pressure fluctuation 1002 does not occur. When the compression pressure is close to the maximum blood pressure, in principle, blood flow begins to occur because the internal pressure acting on the artery due to pulsation can resist the compression pressure (external pressure) acting on the artery. Then, the volume change of the artery due to pulsation starts to occur, and a minute pressure fluctuation 1002 starts to occur. Actually, since the cuff swells in a round shape, a pulse wave is detected at the end of the cuff even when the blood pressure exceeds the maximum blood pressure without blocking the artery.

圧迫圧力が最高血圧から減圧されるに従って血管が次第に広がり、脈動による動脈の容積変化量も次第に大きくなるため、微小な圧変動1002も次第に大きくなる。そして、圧迫圧力が平均血圧になると、微小な圧変動1002が最大になる。さらに圧迫圧力が減圧されると、微小な圧変動1002が次第に小さくなっていく。   As the compression pressure is reduced from the maximum blood pressure, the blood vessel gradually expands, and the amount of change in the volume of the artery due to pulsation gradually increases, so that the minute pressure fluctuation 1002 also gradually increases. When the compression pressure becomes the average blood pressure, the minute pressure fluctuation 1002 is maximized. When the compression pressure is further reduced, the minute pressure fluctuation 1002 gradually decreases.

これは、動脈壁の力学的特性によるものである。動脈壁は、内膜、中膜及び外膜の3層構造を為しており、弾性線維からなる内膜及び中膜が伸展性に富んでいる一方、膠原線維からなる外膜の伸展性が著しく低い。このため、動脈に作用する内圧が比較的低い領域では、外膜は伸展しないので、動脈壁の伸展性は、主に内膜及び中膜の力学的特性に依存することになる。この結果、動脈の内圧の変化に応じて動脈壁は、充分に伸縮する。一方、動脈に作用する内圧が比較的高い領域では、内膜及び中膜は十分に伸展しこの外側を覆う外膜も伸展するので、動脈壁の伸展性は、伸展性の低い外膜の力学的特性に依存することになる。この結果、動脈の内圧の変化に応じて動脈壁の伸縮は、著しく小さいものとなる。従って、圧迫圧力が平均血圧になると血管の内外圧力差が平均的に0となるので、この付近では内膜及び中膜の伸展性が最も大きくなるため、微小な圧変動1002が最大になる。圧迫圧力が平均血圧を超えてさらに圧迫圧力が減圧されると、動脈壁が膨らむ結果、外膜が支配的に作用して動脈壁が硬くなるため、微小な圧変動1002は、次第に小さくなる。   This is due to the mechanical properties of the arterial wall. The arterial wall has a three-layer structure of intima, media and adventitia, and the intima and media that are made of elastic fibers are highly extensible, while the extensibility of the outer membrane that is made of collagen fibers is Remarkably low. For this reason, in the region where the internal pressure acting on the artery is relatively low, the adventitia does not extend, so the extensibility of the arterial wall depends mainly on the mechanical properties of the intima and media. As a result, the arterial wall sufficiently expands and contracts according to the change in the internal pressure of the artery. On the other hand, in the region where the internal pressure acting on the artery is relatively high, the intima and media are sufficiently stretched and the adventitia covering the outside is also stretched. Will depend on the specific characteristics. As a result, the expansion and contraction of the arterial wall becomes extremely small in accordance with the change in the internal pressure of the artery. Therefore, when the compression pressure becomes the average blood pressure, the difference between the internal and external pressures of the blood vessel becomes 0 on average, and the extensibility of the intima and media is maximized in this vicinity, so that the minute pressure fluctuation 1002 becomes the maximum. When the compression pressure exceeds the average blood pressure and the compression pressure is further reduced, the arterial wall swells. As a result, the adventitia acts dominantly to harden the arterial wall, and the minute pressure fluctuation 1002 gradually decreases.

このため、この微速減圧過程のカフの圧力1001に重畳された微小な圧変動1002を心拍ごとに時系列で並べると、即ち、圧迫圧力に応じて並べると、図12に実線で示すように、最高血圧時の微小な圧変動1002−1から次第にその振幅が大きな微小な圧変動1002−2、1002−3、1002−4、・・・となり、その振幅がピークに達すると、次第にその振幅が小さな微小な圧変動1002となる。この結果、図12に破線で示すように、心拍ごとに時系列で並べた微小な圧変動1002の包絡線1003は、山形となる。ここで、この微小な圧変動1002を脈波といい、微小な圧変動1002の振幅を脈波振幅といい、そして、この包絡線1003を脈波包絡線という。   For this reason, when the minute pressure fluctuations 1002 superimposed on the cuff pressure 1001 in the slow depressurization process are arranged in time series for each heartbeat, that is, arranged according to the compression pressure, as shown by a solid line in FIG. The minute pressure fluctuations 1002-1 at the time of maximum blood pressure gradually become minute pressure fluctuations 1002-2, 1002-3, 1002-4,... When the amplitude reaches a peak, the amplitude gradually increases. A small minute pressure fluctuation 1002 is obtained. As a result, as shown by a broken line in FIG. 12, the envelope 1003 of minute pressure fluctuations 1002 arranged in time series for each heartbeat becomes a mountain shape. Here, the minute pressure fluctuation 1002 is called a pulse wave, the amplitude of the minute pressure fluctuation 1002 is called a pulse wave amplitude, and the envelope 1003 is called a pulse wave envelope.

微速減圧過程のカフの圧力1001に重畳されている微小な圧変動1002は、このような原因によって生じているので、オシロメトリック法は、上述の微速減圧下におけるカフの圧力の検出に続けて、微速減圧させながら検出したこのカフの圧力から脈波を検出し、この検出した脈波から脈波包絡線を生成する。そして、オシロメトリック法は、この生成した脈波包絡線から最高血圧、平均血圧及び最低血圧等の血圧を求める。オシロメトリック法では、脈波包絡線の脈波振幅が最大脈波振幅となる圧迫圧力が平均血圧とされ、平均血圧より高圧側における脈波包絡線の変曲点の圧迫圧力が最高血圧とされ、そして、平均血圧より低圧側における脈波包絡線の変曲点の圧迫圧力が最低血圧とされる。実際には、脈波の変曲点によって最高血圧及び最低血圧を判定することは難しいので、オシロメトリック法による最高血圧及び最低血圧の判定は、コロトコフ法による最高血圧及び最低血圧との一致性が良くなるようにその血圧測定プログラムが工夫されている。   Since the minute pressure fluctuation 1002 superimposed on the cuff pressure 1001 in the slow depressurization process is caused by such a cause, the oscillometric method continues the detection of the cuff pressure under the slow depressurization described above. A pulse wave is detected from the pressure of the cuff detected while the pressure is reduced slightly, and a pulse wave envelope is generated from the detected pulse wave. In the oscillometric method, blood pressures such as the maximum blood pressure, the average blood pressure, and the minimum blood pressure are obtained from the generated pulse wave envelope. In the oscillometric method, the compression pressure at which the pulse wave amplitude of the pulse wave envelope becomes the maximum pulse wave amplitude is the average blood pressure, and the compression pressure at the inflection point of the pulse wave envelope on the higher pressure side than the average blood pressure is the maximum blood pressure. The compression pressure at the inflection point of the pulse wave envelope on the lower pressure side than the average blood pressure is set as the minimum blood pressure. Actually, it is difficult to determine the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure based on the inflection point of the pulse wave. Therefore, the determination of the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure by the oscillometric method is consistent with the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure by the Korotkoff method. The blood pressure measurement program has been devised to improve.

上述の説明から分かるように、圧迫圧力の変化に応じた脈波の脈波振幅の変化(脈波包絡線の形状)は、圧迫圧力の変化に伴う動脈の容積変化、延いては、動脈の実際の力学的特性を反映していると考えられ、物理的な(力学的特性に基づく)動脈の硬さの程度や、動脈硬化及び心疾患等の循環器系疾患を反映したものとなっている。なお、この物理的な(力学的特性に基づく)動脈の硬さの程度(度合い)を本明細書では動脈壁硬化度と呼称することとする。   As can be seen from the above explanation, the change in the pulse wave amplitude of the pulse wave in accordance with the change in the compression pressure (the shape of the pulse wave envelope) is the change in the volume of the artery due to the change in the compression pressure, It is thought to reflect the actual mechanical properties, and reflects the degree of physical (based on mechanical properties) arterial stiffness and cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and heart disease. Yes. Note that the degree (degree) of physical (based on mechanical characteristics) arterial hardness is referred to as arterial stiffness in this specification.

図13は、各種脈波包絡線を示す図である。図13(a)は、健常者の場合の一例であり、図13(b)は、低血圧(最高血圧が低い状態(例えば100mmHg以下の状態))の場合又は血管が柔らかい(血管壁の柔軟性のよいもの及び内圧に起因する外圧に応じた血管壁の追従性のよいものの少なくとも一方を含む)場合の一例であり、図13(c)は、動脈硬化が進行している場合又は高齢である場合の一例であり、図13(d)は、心臓に疾患がある場合の一例であり、そして、図13(e)は、高血圧であり且つ動脈硬化が進行している場合又は高齢である場合の一例である。   FIG. 13 is a diagram showing various pulse wave envelopes. FIG. 13 (a) is an example of a healthy person, and FIG. 13 (b) shows a case of low blood pressure (a state in which the maximum blood pressure is low (for example, a state of 100 mmHg or less)) or a blood vessel is soft (the blood vessel wall is soft). 13 (c) is an example in the case where arteriosclerosis is progressing or at an advanced age, including at least one of a good blood vessel and one having good blood vessel wall followability according to external pressure due to internal pressure) FIG. 13 (d) is an example of a case where there is a disease in the heart, and FIG. 13 (e) is an example of hypertension and progression of arteriosclerosis or old age. It is an example of a case.

このように脈波包絡線の形状は、動脈の実際の力学的特性を反映していると考えられるため、近年では、オシロメトリック法によって得られる脈波包絡線を用いて動脈の硬さを判定する装置が研究、開発されており、例えば、特許文献1及び非特許文献1がある。   In this way, since the shape of the pulse wave envelope is considered to reflect the actual mechanical characteristics of the artery, in recent years, the stiffness of the artery is determined using the pulse wave envelope obtained by the oscillometric method. There are researches and developments on devices that can be used, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1.

特許文献1に開示の動脈硬化度測定装置では、オシロメトリック法によって得られた脈波包絡線から、図14に示すように、脈波包絡線上における最高血圧SYSに対応する変曲点a及び最大脈波振幅Amaxの63.2%値に対応する点bの2点を結ぶ直線Cと横軸との成す角θを得て、この角θに基づいて動脈硬化度を判定している。あるいは、脈波包絡線上における最高血圧SYSに対応する変曲点aから最大脈波振幅Amaxの63.2%値に対応する点bに到達するまでの到達時間tを得て、この到達時間tに基づいて動脈硬化度を判定している。あるいは、脈波振幅Aの、カフ圧Pの降圧割合に対する増加率を得て、この増加率に基づいて動脈硬化度を判定している。あるいは、脈波包絡線上における最大脈波振幅Amaxの90%値に対応する2点c、d間の曲線幅Wを得て、最大脈波振幅Amaxと曲線幅Wとの比(Amax/W)を求めて、この比(Amax/W)に基づいて動脈硬化度を判定している。あるいは、最大脈波振幅Amaxと平均血圧MEANとの比(Amax/MEAN)を求めてこの比(Amax/MEAN)に基づいて動脈硬化度を判定している。   In the arteriosclerosis measuring device disclosed in Patent Document 1, from the pulse wave envelope obtained by the oscillometric method, as shown in FIG. 14, the inflection point a corresponding to the systolic blood pressure SYS on the pulse wave envelope and the maximum The angle θ formed by the straight line C connecting the two points b corresponding to the 63.2% value of the pulse wave amplitude Amax and the horizontal axis is obtained, and the degree of arteriosclerosis is determined based on this angle θ. Alternatively, an arrival time t from the inflection point a corresponding to the systolic blood pressure SYS on the pulse wave envelope to the point b corresponding to the 63.2% value of the maximum pulse wave amplitude Amax is obtained, and this arrival time t Based on the above, the degree of arteriosclerosis is determined. Alternatively, an increase rate of the pulse wave amplitude A with respect to the decrease rate of the cuff pressure P is obtained, and the degree of arteriosclerosis is determined based on the increase rate. Alternatively, the curve width W between the two points c and d corresponding to the 90% value of the maximum pulse wave amplitude Amax on the pulse wave envelope is obtained, and the ratio of the maximum pulse wave amplitude Amax and the curve width W (Amax / W) And the degree of arteriosclerosis is determined based on this ratio (Amax / W). Alternatively, a ratio (Amax / MEAN) between the maximum pulse wave amplitude Amax and the average blood pressure MEAN is obtained, and the degree of arteriosclerosis is determined based on this ratio (Amax / MEAN).

また、非特許文献1には、40才男性の解剖例から得た大腿動脈を用いた実験から、式101に示すように、大腿動脈の内圧Piを所定の基準内圧(生理的血圧を考慮して100mmHgとしている)Pisで除した値の対数ln(Pi/Pis)と、大腿動脈の外半径R0を基準内圧Psに対応する外半径Rsで除した値R0/Rsとの間に直線関係のあることが開示されている。
ln(Pi/Pis)=β(R0/Rs−1) ・・・(式101)
なお、係数βは、直線の傾きであり、非特許文献1の著者らは、これをスティフネス・パラメータと呼んでいる。
In Non-Patent Document 1, an experiment using a femoral artery obtained from a 40-year-old male anatomy example shows that the internal pressure Pi of the femoral artery is a predetermined reference internal pressure (considering physiological blood pressure) as shown in Equation 101. The linear relationship between the logarithm ln (Pi / Pis) of the value divided by Pis and the value R0 / Rs of the femoral artery outer radius R0 divided by the outer radius Rs corresponding to the reference inner pressure Ps. It is disclosed that there is.
ln (Pi / Pis) = β (R0 / Rs−1) (Formula 101)
Note that the coefficient β is a slope of a straight line, and the authors of Non-Patent Document 1 call this a stiffness parameter.

また、非特許文献1には、式102に示すように、大腿動脈の内圧Pにおける増分△Piと、内圧Piにおける外半径の増分△R0との間に直線関係のあることが開示されている。
β”=(△Pi/Pi)/(△R0/Rs) ・・・(式102)
なお、このβ”を非特許文献1の著者らは、これを修正スティフネス・パラメータと呼んでいる。
Non-Patent Document 1 discloses that there is a linear relationship between an increase ΔPi in the internal pressure P of the femoral artery and an increase ΔR0 in the external radius of the internal pressure Pi as shown in Expression 102. .
β ″ = (ΔPi / Pi) / (ΔR0 / Rs) (Formula 102)
Note that the authors of Non-Patent Document 1 call this β ″ as a modified stiffness parameter.

そして、臨床では、このスティフネス・パラメータβや修正スティフネス・パラメータβ”は、超音波を用いて頚動脈等から外半径を得ることによって演算されている。即ち、図15に示すように、臨床では、最低血圧から最高血圧までにおける内圧−外半径特性曲線に基づいてスティフネス・パラメータβや修正スティフネス・パラメータβ”は、演算されている。
特開平5−38332号公報 林紘三郎、長沢史朗、鳴尾好人、半田肇「2.動脈壁のスティフネスと弾性」日本材料強度学会誌、1980.第15巻第3号P83−P93
In clinical practice, the stiffness parameter β and the modified stiffness parameter β ″ are calculated by obtaining an outer radius from the carotid artery or the like using ultrasound. That is, as shown in FIG. The stiffness parameter β and the modified stiffness parameter β ″ are calculated based on the internal pressure-external radius characteristic curve from the minimum blood pressure to the maximum blood pressure.
JP-A-5-38332 Shinzaburo Hayashi, Shiro Nagasawa, Yoshito Naruto, Jun Handa "2. Stiffness and elasticity of arterial wall" Journal of Japan Society for Materials Strength, 1980. Vol. 15, No. 3, P83-P93

ところで、特許文献1に開示の動脈硬化度測定装置は、何れも脈波包絡線の2点から得た値に基づく角θ、到達時間t、増加率、曲線幅W、最大脈波振幅Amaxと曲線幅Wとの比(Amax/W)、及び、最大脈波振幅Amaxと平均血圧MEANとの比(Amax/MEAN)の何れかによって動脈硬化度を判定している。物理的な(力学的特性に基づく)動脈の硬さの程度や、動脈硬化及び心疾患等の循環器系疾患は、上述したように脈波包絡線の曲線形状の全体に反映されるものであるから、動脈壁硬化度や循環器系疾患をより精度良く検出するためには、特許文献1に開示の技術では不都合である。   By the way, the arteriosclerosis measuring device disclosed in Patent Document 1 has an angle θ, an arrival time t, an increase rate, a curve width W, a maximum pulse wave amplitude Amax based on values obtained from two points of the pulse wave envelope. The degree of arteriosclerosis is determined by either the ratio (Amax / W) with the curve width W and the ratio (Amax / MEAN) between the maximum pulse wave amplitude Amax and the average blood pressure MEAN. The degree of physical arterial stiffness (based on mechanical properties) and cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and heart disease are reflected in the entire curve shape of the pulse wave envelope as described above. Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 is inconvenient for detecting the degree of arterial stiffness and circulatory disease more accurately.

また、非特許文献1に開示のスティフネス・パラメータβや修正スティフネス・パラメータβ”は、内圧P−外半径Rsに基づいて求められたものである。そして、臨床では、非特許文献1に開示のスティフネス・パラメータβや修正スティフネス・パラメータβ”は、最低血圧から最高血圧までにおける内圧P−外半径Rsに基づいて求められた値であり、動脈が潰れることはない状態における値である。即ち、動脈が潰れた状態から最低血圧時の動脈径となるまでの間における動脈の力学的特性が反映されていない。   Further, the stiffness parameter β and the modified stiffness parameter β ″ disclosed in Non-Patent Document 1 are obtained based on the internal pressure P−the external radius Rs. In clinical practice, the stiffness parameter β disclosed in Non-Patent Document 1 is disclosed. The stiffness parameter β and the modified stiffness parameter β ″ are values obtained based on the internal pressure P−the external radius Rs from the lowest blood pressure to the highest blood pressure, and are values in a state where the artery is not collapsed. That is, the mechanical characteristics of the artery from the collapsed state of the artery to the arterial diameter at the time of minimum blood pressure are not reflected.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、生体の所定部位に印加されている圧迫圧力を変化させる過程で心拍により所定部位における動脈に生じる変形に基づく生体情報に基づいてより精度良く動脈壁硬化度を測定し得る動脈壁硬化度測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is based on biological information based on deformation generated in an artery at a predetermined site by a heartbeat in the process of changing the compression pressure applied to the predetermined site of the living body. It is an object of the present invention to provide an arterial stiffness measuring apparatus capable of measuring arterial stiffness with high accuracy.

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る動脈壁硬化度測定装置は、生体の所定部位を圧迫する圧迫部と、前記圧迫部の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧迫部が前記所定部位を圧迫する圧迫圧力を変化させる圧迫圧力制御部と、検出される圧力に基づき、前記圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により前記所定部位における動脈に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する脈波情報検出部と、前記脈波情報検出部で検出した脈波情報と該脈波情報を検出した時点における前記圧迫部の圧迫圧力とに基づいて、前記圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により前記所定部位における動脈に生じる変形に基づく第1及び第2生体情報のデータ対を求める生体情報処理部と、前記生体情報処理部で求めた3組以上のデータ対を用いて該3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する線形変換部と、前記線形変換部で変換したデータ対から得られた直線の傾きに基づいて前記動脈の動脈壁硬化度を求める硬化度測定部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an arterial stiffness measurement apparatus according to an aspect of the present invention includes a compression unit that compresses a predetermined part of a living body, a pressure detection unit that detects the pressure of the compression unit, and the compression A pressure control unit that changes a compression pressure at which the unit compresses the predetermined part, and a magnitude of a pulse wave generated in an artery at the predetermined part by a heartbeat in the process of changing the compression pressure of the compression part based on the detected pressure A pulse wave information detection unit for detecting pulse wave information on the length, the pulse wave information detected by the pulse wave information detection unit, and the compression pressure of the compression unit at the time of detecting the pulse wave information A biometric information processing unit for obtaining a data pair of first and second biometric information based on deformation generated in the artery at the predetermined site by a heartbeat in the process of changing the compression pressure of the unit, and three or more sets obtained by the biometric information processing unit of A linear conversion unit for converting a nonlinear correlation between the three or more data pairs into a linear correlation using a data pair, and a straight line obtained from the data pair converted by the linear conversion unit And a degree-of-hardness measuring unit for determining the degree of hardening of the arterial wall based on the inclination of

そして、この上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記データ対は、前記第1生体情報が前記圧迫圧力であって前記第2生体情報が前記脈波振幅である脈波包絡線上のデータ対であることを特徴とする。   In this arterial stiffness measuring apparatus, the data pair is a data pair on a pulse wave envelope in which the first biological information is the compression pressure and the second biological information is the pulse wave amplitude. It is characterized by being.

また、この上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記3組以上のデータ対は、前記脈波振幅が最大であるデータ対を含む前記脈波振幅が最大となる場合の圧迫圧力より低圧側領域に係るデータ対であることを特徴とする。   Further, in the above arteriosclerosis measuring apparatus, the three or more data pairs include a region on the lower pressure side than the compression pressure when the pulse wave amplitude including the data pair having the maximum pulse wave amplitude is maximum. It is the data pair which concerns on.

さらに、その上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記データ対は、前記第1生体情報が前記動脈の内外圧力差であって前記第2生体情報が前記動脈の内容積である圧−内容積特性曲線上のデータ対であることを特徴とする。   Further, in the arterial stiffness measuring apparatus, the data pair includes a pressure-internal volume in which the first biological information is a pressure difference between the inside and outside of the artery, and the second biological information is an internal volume of the artery. It is a data pair on a characteristic curve.

また、この上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記3組以上のデータ対は、前記内外圧力差が0であるデータ対を含む前記内外圧力差が0以上の正領域に係るデータ対であることを特徴とする。   In the above arterial stiffness measurement apparatus, the three or more data pairs are data pairs related to a positive region in which the internal / external pressure difference is 0 or more, including the data pair in which the internal / external pressure difference is 0. It is characterized by that.

さらに、これら上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記線形変換部は、前記第1生体情報の所定値を基準第1生体情報とすると共に該基準第1生体情報に対応する前記第2生体情報を基準第2生体情報とする場合に、前記データ対の第1生体情報を前記基準第1生体情報で除した値の対数を演算すると共に前記データ対の第2生体情報を前記基準第2生体情報で除した値を演算することによって、前記3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換することを特徴とする。   Furthermore, in the above-described arterial stiffness measurement apparatus, the linear conversion unit uses the predetermined value of the first biological information as reference first biological information and the second biological information corresponding to the reference first biological information. Is the reference second biological information, the logarithm of the value obtained by dividing the first biological information of the data pair by the reference first biological information is calculated, and the second biological information of the data pair is used as the reference second biological information. By calculating the value divided by the information, the nonlinear correlation between the three or more data pairs is converted into a linear correlation.

そして、これら上述の動脈壁硬化度測定装置において、前記線形変換部は、前記第1生体情報の所定値を基準第1生体情報とすると共に該基準第1生体情報に対応する前記第2生体情報を基準第2生体情報とする場合に、前記データ対の第1及び第2生体情報から前記基準第1及び第2生体情報をそれぞれ減算した値を前記基準第1及び第2生体情報でそれぞれ除した値を演算することによって、前記3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換することを特徴とする。   And in these above-mentioned arteriosclerosis measuring devices, the linear conversion part makes the predetermined value of the 1st living body information the standard 1st living body information, and the 2nd living body information corresponding to the standard 1st living body information Is the reference second biological information, the values obtained by subtracting the reference first and second biological information from the first and second biological information of the data pair are respectively divided by the reference first and second biological information. By calculating the calculated value, the nonlinear correlation between the three or more data pairs is converted into a linear correlation.

このような構成の動脈壁硬化度測定装置は、圧迫部が生体の所定部位を圧迫し、圧力検出部が圧迫部の圧力を検出し、圧迫圧力制御部が圧迫部の所定部位を圧迫する圧迫圧力を変化させ、脈波情報検出部が検出される圧力に基づき、圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により所定部位における動脈に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する。そして、生体情報処理部が、脈波情報検出部で検出した脈波情報とこの脈波情報を検出した時点における圧迫部の圧迫圧力とに基づいて、圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により所定部位における動脈に生じる変形に基づく第1及び第2生体情報のデータ対を求め、線形変換部が、生体情報処理部で求めた3組以上のデータ対を用いてこの3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換し、硬化度測定部が、線形変換部で変換したデータ対から得られた直線の傾きに基づいて前記動脈の動脈壁硬化度を求める。従って、本発明に係る動脈壁硬化度測定装置は、生体の所定部位に印加されている圧迫圧力を変化させる過程で心拍により所定部位における動脈に生じる変形に基づく生体情報に基づいてより精度良く動脈壁硬化度を測定し得る。   In the arterial stiffness measuring apparatus having such a configuration, the compression unit compresses a predetermined part of the living body, the pressure detection unit detects the pressure of the compression part, and the compression pressure control unit compresses the predetermined part of the compression part. Based on the pressure detected and the pressure detected by the pulse wave information detection unit, pulse wave information relating to the magnitude of the pulse wave generated in the artery at a predetermined site by the heartbeat is detected in the process of changing the compression pressure of the compression unit. Then, the biological information processing unit changes the compression pressure of the compression unit based on the pulse wave information detected by the pulse wave information detection unit and the compression pressure of the compression unit at the time when the pulse wave information is detected. To obtain a data pair of first and second biological information based on the deformation occurring in the artery at a predetermined site, and the linear conversion unit uses the three or more data pairs obtained by the biological information processing unit. The nonlinear correlation between the pairs is converted into a linear correlation, and the arterial wall stiffness of the artery is determined based on the slope of the straight line obtained from the data pair converted by the linearity conversion unit. Find the degree. Therefore, the arterial stiffness measuring apparatus according to the present invention is more accurate based on biological information based on deformation generated in an artery at a predetermined site due to a heartbeat in the process of changing the compression pressure applied to the predetermined site of the living body. The degree of wall hardening can be measured.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
(第1の実施形態の構成)
図1は、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。図1において、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aは、カフ11と、圧迫圧力制御部12と、圧力検出部13と、脈波振幅検出部14と、中央処理部15Aと、出力部16と、連通管17とを備えて構成される。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
(Configuration of the first embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the arterial stiffness measuring apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the arterial stiffness measuring apparatus 1A according to the first embodiment includes a cuff 11, a compression pressure control unit 12, a pressure detection unit 13, a pulse wave amplitude detection unit 14, a central processing unit 15A, An output unit 16 and a communication pipe 17 are provided.

カフ(cuff)11は、被測定者(生体)の所定部位を圧迫する圧迫帯であり、例えば、生体の上腕部LBに巻回された状態で取り付け可能なゴム製の袋を備えて構成される。圧迫圧力制御部12は、連通管17を介してカフ11に接続され、カフ11の圧迫圧力を変化させるものであり、例えば、カフ11内に気体を供給することによってカフ11内の圧力を加圧する加圧ポンプと、カフ11内の気体を排気することによってカフ11内の圧力を減圧する排気弁とを備えて構成される。圧迫圧力制御部12は、中央処理部15Aの制御信号に従って、カフ11内の圧力が被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力になるようにカフ11内の圧力を加圧し、その後、徐々にカフ11内の圧力を減圧する。圧力検出部13は、連通管17を介してカフ11に接続され、所定のサンプリング間隔でカフ11内の圧力を検出し、この検出した圧力を中央処理部15Aに出力するものであり、例えば、圧力を電圧に変換することによって圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの出力をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル変換器(以下、「A/D変換器」と略記する。)とを備えて構成される。脈波振幅検出部14は、動脈の脈波振幅を検出する回路であり、例えば、直流成分等の所定の周波数成分を圧力検出部13の出力からカットするフィルタ回路(ハイパスフィルタ回路又はバンドパスフィルタ回路)を備え、圧力検出部13の出力から所定の周波数成分をカットすることによって脈波信号を生成し、この生成した脈波信号の時間的変化から脈波を生成し、この生成した脈波から脈波振幅を検出する。脈波振幅検出部14は、脈波情報検出部の一例であり、脈波振幅は、脈波情報の一例である。出力部16は、動脈壁硬化度測定装置1Aの動作中の状態や測定結果の動脈壁硬化度Hを出力する機器であり、例えばCRTディスプレイ、LCD、有機ELディスプレイ又はプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印字装置等である。   The cuff 11 is a compression band that compresses a predetermined part of the measurement subject (living body), and includes, for example, a rubber bag that can be attached while being wound around the upper arm LB of the living body. The The compression pressure control unit 12 is connected to the cuff 11 via the communication pipe 17 and changes the compression pressure of the cuff 11. For example, the pressure in the cuff 11 is applied by supplying gas into the cuff 11. A pressurizing pump for pressurizing and an exhaust valve for reducing the pressure in the cuff 11 by exhausting the gas in the cuff 11 are configured. In accordance with the control signal from the central processing unit 15A, the compression pressure control unit 12 pressurizes the pressure in the cuff 11 so that the pressure in the cuff 11 becomes a predetermined pressure higher than the maximum blood pressure expected by the measurement subject, The pressure in the cuff 11 is gradually reduced. The pressure detection unit 13 is connected to the cuff 11 via the communication pipe 17, detects the pressure in the cuff 11 at a predetermined sampling interval, and outputs the detected pressure to the central processing unit 15A. A pressure sensor that detects the pressure by converting the pressure into a voltage; and an analog / digital converter that converts an output of the pressure sensor from an analog signal to a digital signal (hereinafter abbreviated as “A / D converter”). It is configured with. The pulse wave amplitude detection unit 14 is a circuit that detects the pulse wave amplitude of the artery, for example, a filter circuit (a high-pass filter circuit or a band-pass filter) that cuts a predetermined frequency component such as a direct current component from the output of the pressure detection unit 13. Circuit), a pulse wave signal is generated by cutting a predetermined frequency component from the output of the pressure detection unit 13, a pulse wave is generated from a temporal change of the generated pulse wave signal, and the generated pulse wave To detect the pulse wave amplitude. The pulse wave amplitude detector 14 is an example of a pulse wave information detector, and the pulse wave amplitude is an example of pulse wave information. The output unit 16 is a device that outputs the state of the arterial stiffness measurement apparatus 1A in operation and the arterial stiffness H of the measurement result, for example, a display device such as a CRT display, LCD, organic EL display, or plasma display, A printing device such as a printer;

中央処理部15Aは、例えば、マイクロプロセッサ、記憶回路及びその周辺回路を備えて構成されたマイクロコンピュータを備えて構成され、機能的に、生体情報処理部18A、線形変換部19A及び硬化度測定部20Aを備え、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14及び出力部16を当該機能に応じてそれぞれ制御プログラムに従って制御することにより動脈壁硬化度測定装置1A全体の制御を司るものである。記憶回路は、動脈壁硬化度Hを測定するために動脈壁硬化度測定装置1Aを制御する動脈壁硬化度プログラム等の各種プログラム、及び、各種プログラムの実行に必要なデータ、各種プログラムの実行中や実行後に生じるデータ等の各種データを記憶する。記憶回路は、例えば、マイクロプロセッサの所謂ワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶素子、及び、プログラムやデータ等を記憶する、ROM(Read Only Memory)や書換え可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性の記憶素子を備えて構成される。   The central processing unit 15A includes, for example, a microcomputer configured with a microprocessor, a storage circuit, and its peripheral circuits, and functionally includes a biological information processing unit 18A, a linear conversion unit 19A, and a curing degree measurement unit. 20A, and the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14 and the output unit 16 are controlled according to the function according to the control program, thereby controlling the entire arterial stiffness measuring apparatus 1A. It is something to control. The memory circuit is executing various programs such as an arterial stiffness program for controlling the arterial stiffness measuring apparatus 1A to measure the arterial stiffness H, data necessary for executing the various programs, and executing various programs. And various data such as data generated after execution. The storage circuit includes, for example, a volatile storage element such as a RAM (Random Access Memory) serving as a so-called working memory of a microprocessor, a ROM (Read Only Memory) that stores programs, data, and the like, and a rewritable EEPROM ( Nonvolatile memory elements such as Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) are included.

生体情報処理部18Aは、脈波振幅検出部14で検出した脈波振幅とこの脈波振幅を検出した時点におけるカフ11の圧迫圧力とに基づいて、カフ11の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により生体の所定部位(上腕LB)における動脈に生じる変形に基づく第1及び第2生体情報のデータ対を求めるものである。線形変換部19Aは、生体情報処理部18Aで求めた3組以上のデータ対を用いてこの3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換するものである。硬化度測定部20Aは、線形変換部19Aで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈の動脈壁硬化度Hを求めるものである。   The biological information processing unit 18A performs a heartbeat in the process of changing the compression pressure of the cuff 11 based on the pulse wave amplitude detected by the pulse wave amplitude detection unit 14 and the compression pressure of the cuff 11 at the time when the pulse wave amplitude is detected. Thus, the data pair of the first and second biological information based on the deformation generated in the artery in the predetermined part (upper arm LB) of the living body is obtained. The linear conversion unit 19A uses the three or more data pairs obtained by the biological information processing unit 18A to convert the non-linear correlation between the three or more data pairs into a linear correlation. is there. The degree-of-hardness measurement unit 20A calculates the arterial wall hardening degree H of the artery based on the straight line inclination α obtained from the data pair converted by the linear conversion unit 19A.

ここで、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aは、第1及び第2生体情報のデータ対からなる特性曲線として脈波包絡線を用い、この脈波包絡線を形成する3組以上のデータ対を後述の第1圧対数変換を用いて線形変換し、その変換後のデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈壁硬化度を求める実施形態である。そのため、生体情報処理部18Aは、脈波処理部181と脈波振幅特性情報記憶部とを備えて構成され、線形変換部19Aは、脈波振幅特性対数線形変換部191Aを備えて構成され、そして、硬化度測定部20Aは、脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部201Aと脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Aとを備えて構成される。   Here, the arterial stiffness measuring apparatus 1A according to the first embodiment uses a pulse wave envelope as a characteristic curve composed of data pairs of the first and second biological information, and forms three sets of the pulse wave envelope. This is an embodiment in which the above data pair is linearly converted using a first pressure logarithmic conversion described later, and the degree of arterial stiffness is obtained based on the slope α of the straight line obtained from the converted data pair. Therefore, the biological information processing unit 18A includes a pulse wave processing unit 181 and a pulse wave amplitude characteristic information storage unit, and the linear conversion unit 19A includes a pulse wave amplitude characteristic log-linear conversion unit 191A. The hardening degree measuring unit 20A includes a pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination unit 201A and a pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination table storage unit 202A.

脈波処理部181は、脈波振幅検出部14で検出した脈波振幅とこの脈波振幅を検出した時点における圧力検出部13で検出した圧迫圧力とを圧−脈波振幅のデータ対として対応付けて脈波振幅特性情報記憶部182に記憶する。   The pulse wave processing unit 181 corresponds the pulse wave amplitude detected by the pulse wave amplitude detecting unit 14 and the compression pressure detected by the pressure detecting unit 13 at the time of detecting the pulse wave amplitude as a data pair of pressure-pulse wave amplitude. In addition, the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 stores the pulse wave amplitude characteristic information.

脈波振幅特性情報記憶部182は、脈波処理部181で生成した複数の圧−脈波振幅のデータ対を記憶する。そして、背景技術の説明から分かるように、この複数の圧−脈波振幅のデータ対を圧−脈波振幅座標系にプロットすることによって圧−脈波振幅特性曲線、即ち、脈波包絡線が得られる。なお、圧−脈波振幅特性曲線(脈波包絡線)の圧は、圧迫圧力である。また、第1の実施形態においては、圧迫圧力が第1生体情報に相当し、脈波振幅が第2生体情報に相当する。   The pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 stores a plurality of pressure-pulse wave amplitude data pairs generated by the pulse wave processing unit 181. As can be understood from the description of the background art, by plotting the plurality of pressure-pulse wave amplitude data pairs in the pressure-pulse wave amplitude coordinate system, the pressure-pulse wave amplitude characteristic curve, that is, the pulse wave envelope is obtained. can get. The pressure in the pressure-pulse wave amplitude characteristic curve (pulse wave envelope) is a compression pressure. In the first embodiment, the compression pressure corresponds to the first biological information, and the pulse wave amplitude corresponds to the second biological information.

脈波振幅特性対数線形変換部191Aは、脈波振幅特性情報記憶部182に記憶されている3組以上の圧−脈波振幅のデータ対を用いて、所定の線形変換アルゴリズムによってこの3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する。   The pulse wave amplitude characteristic logarithmic linear conversion unit 191A uses three or more sets of pressure-pulse wave amplitude data pairs stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 to perform the three or more sets by a predetermined linear conversion algorithm. The nonlinear correlation between the data pairs is converted into a linear correlation.

脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Aは、脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを記憶する。脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブルは、線形変換された圧−脈波振幅のデータ対から得られる直線の傾きαから動脈壁硬化度Hを判定するためのテーブルであり、例えば、本実施形態では、予め統計的に調査することにより得た、線形変換された圧−脈波振幅のデータ対から得られた直線の傾きαと動脈壁硬化度Hとを対応付けたテーブルである。脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部201Aは、脈波振幅特性対数線形変換部191Aで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Aに記憶されている脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを参照することによって動脈壁硬化度Hを求め、出力部16に出力する。   The pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination table storage unit 202A stores a pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination table. The pulse wave amplitude characteristic logarithm arterial stiffness determination table is a table for determining the arterial stiffness H from the linear slope α obtained from the linearly converted pressure-pulse wave amplitude data pair. In the embodiment, the table is obtained by associating the slope α of the straight line obtained from the linearly converted pressure-pulse wave amplitude data pair and the degree of hardening of the arterial wall obtained by statistically examining in advance. The pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall stiffness determination unit 201A has a pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall stiffness determination table based on the slope α of the straight line obtained from the data pair converted by the pulse wave amplitude characteristic logarithmic linear conversion unit 191A. The arterial stiffness H is obtained by referring to the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial stiffness determination table stored in the storage unit 202 </ b> A and is output to the output unit 16.

次に、本実施形態の動作について説明する。
(第1の実施形態の動作)
図2は、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Operation of the first embodiment)
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the arterial stiffness measurement apparatus according to the first embodiment.

測定者又は被測定者自身は、動脈壁硬化度測定装置1Aの電源を投入し、被測定者の上腕部LBにカフ11を装着し、そして、動脈壁硬化度の測定を開始すべく、例えば、図略の測定開始スイッチを操作する。   The measurer or the subject himself / herself turns on the power of the arterial stiffness measurement apparatus 1A, attaches the cuff 11 to the subject's upper arm LB, and starts measurement of the arterial stiffness, for example, Operate the measurement start switch (not shown).

図2において、図略の測定開始スイッチの操作を中央処理部15Aが検出すると、中央処理部15Aは、カフ11内の圧力を開始目標圧力まで急速に加圧すべく圧迫圧力制御部12に制御信号を出力し、圧迫圧力制御部12は、この制御信号に基づいてカフ11内に気体を供給することによってカフ11内を加圧する(S11)。これによって被測定者の上腕部LBがカフ11によって強く圧迫され、カフ11下における動脈の血流が阻血される。   In FIG. 2, when the central processing unit 15A detects the operation of the measurement start switch (not shown), the central processing unit 15A controls the compression pressure control unit 12 to rapidly increase the pressure in the cuff 11 to the start target pressure. The compression pressure control unit 12 pressurizes the cuff 11 by supplying gas into the cuff 11 based on the control signal (S11). As a result, the upper arm LB of the measurement subject is strongly compressed by the cuff 11, and the blood flow of the artery under the cuff 11 is blocked.

中央処理部15Aは、圧力検出部13で検出した圧力が開始目標圧力、例えば被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力に到達すると、中央処理部15Aは、カフ11内を徐々に減圧すべく圧迫圧力制御部12に制御信号を出力し、圧迫圧力制御部12は、この制御信号に基づいて徐々にカフ11内の気体を排気することによってカフ11内の微速減圧を開始する(S12)。   When the pressure detected by the pressure detection unit 13 reaches a predetermined target pressure that is higher than the expected maximum blood pressure of the measured person, the central processing unit 15A gradually moves through the cuff 11. In order to reduce the pressure, a control signal is output to the compression pressure control unit 12, and the compression pressure control unit 12 starts the slow depressurization in the cuff 11 by gradually exhausting the gas in the cuff 11 based on this control signal ( S12).

次に、脈波振幅検出部14は、圧力検出部13の出力に基づいて一心拍の脈波を測定し、この測定した一心拍の脈波における脈波振幅を検出し、この検出した脈波振幅を生体情報処理部18Aの脈波処理部181に出力する(S13)。即ち、カフ11の微速減圧中において、圧力検出部13は、所定のサンプリング間隔でカフ11の圧力を検出し、この検出したカフ11の圧力を圧迫圧力として脈波振幅検出部14及び脈波処理部181に出力する。脈波振幅検出部14は、圧力検出部13の出力を時系列順にプロットすることによって一心拍の脈波を生成し、この生成した脈波から一心拍の脈波における脈波振幅を検出する。そして、脈波振幅検出部14は、この検出した脈波振幅を脈波処理部181に出力する。   Next, the pulse wave amplitude detector 14 measures the pulse wave of one heartbeat based on the output of the pressure detector 13, detects the pulse wave amplitude in the measured pulse wave of one heartbeat, and detects the detected pulse wave. The amplitude is output to the pulse wave processing unit 181 of the biological information processing unit 18A (S13). That is, during the slow depressurization of the cuff 11, the pressure detection unit 13 detects the pressure of the cuff 11 at a predetermined sampling interval, and the pulse wave amplitude detection unit 14 and the pulse wave processing are performed using the detected pressure of the cuff 11 as a compression pressure. To the unit 181. The pulse wave amplitude detection unit 14 generates a pulse wave of one heartbeat by plotting the output of the pressure detection unit 13 in time series order, and detects the pulse wave amplitude in the pulse wave of one heartbeat from the generated pulse wave. Then, the pulse wave amplitude detector 14 outputs the detected pulse wave amplitude to the pulse wave processor 181.

次に、生体情報処理部18Aの脈波処理部181は、脈波振幅検出部14から一心拍の脈波における脈波振幅が入力されると、所定のサンプリング間隔で圧力検出部13から入力されている圧力の中から、この入力された脈波振幅を検出した時点の圧迫圧力を検出する(S14)。   Next, when the pulse wave amplitude in the pulse wave of one heartbeat is input from the pulse wave amplitude detection unit 14 to the pulse wave processing unit 181 of the biological information processing unit 18A, the pulse wave processing unit 181 is input from the pressure detection unit 13 at a predetermined sampling interval. The compression pressure at the time when the input pulse wave amplitude is detected is detected from the pressures that are input (S14).

次に、生体情報処理部18Aの脈波処理部181は、脈波振幅とこの脈波振幅を検出した時点における圧迫圧力とのデータ対を脈波振幅特性情報記憶部182に圧−脈波振幅のデータ対として記憶する(S15)。   Next, the pulse wave processing unit 181 of the biological information processing unit 18A stores the data pair of the pulse wave amplitude and the compression pressure at the time when the pulse wave amplitude is detected in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 and the pressure-pulse wave amplitude. (S15).

次に、中央処理部15Aは、圧力検出部13で検出した圧力が終了目標圧力に到達したか否かを判断することによって、カフ11の微速減圧が終了したか否かを判断する(S16)。判断の結果、カフ11の微速減圧が終了していない場合には、中央処理部15Aは、処理を処理S13に戻し、一方、判断の結果、カフ11の微速減圧が終了している場合には、中央処理部15Aは、処理を処理S17を実行する。このように動作することによって、微速減圧中における心拍ごとに圧−脈波振幅のデータ対が測定され、そして、測定された圧−脈波振幅のデータ対が脈波振幅特性情報記憶部182に記憶される。   Next, the central processing unit 15A determines whether or not the slow depressurization of the cuff 11 has ended by determining whether or not the pressure detected by the pressure detecting unit 13 has reached the end target pressure (S16). . As a result of the determination, when the slow depressurization of the cuff 11 is not completed, the central processing unit 15A returns the process to the process S13. On the other hand, as a result of the determination, the slow depressurization of the cuff 11 is completed. The central processing unit 15A executes the process S17. By operating in this manner, the pressure-pulse wave amplitude data pair is measured for each heartbeat during the slow depressurization, and the measured pressure-pulse wave amplitude data pair is stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182. Remembered.

処理S17において、微速減圧が終了すると、中央処理部15Aは、カフ11内の圧力を略大気圧に戻すべく圧迫圧力制御部12に制御信号を出力し、圧迫圧力制御部12は、この制御信号に基づいてカフ11内の気体を急速排気することによってカフ11内を略大気圧まで減圧する。これによって被測定者の上腕部LBがカフ11の圧迫から開放される。   In step S17, when the slow depressurization ends, the central processing unit 15A outputs a control signal to the compression pressure control unit 12 to return the pressure in the cuff 11 to substantially atmospheric pressure, and the compression pressure control unit 12 Based on the above, the gas in the cuff 11 is rapidly exhausted to reduce the pressure in the cuff 11 to approximately atmospheric pressure. As a result, the upper arm LB of the person to be measured is released from the pressure of the cuff 11.

次に、線形変換部19Aの脈波振幅特性対数線形変換部191Aは、生体情報処理部18Aの脈波振幅特性情報記憶部182に記憶されている3組以上の圧−脈波振幅のデータ対を用いて、所定の線形変換アルゴリズムによって3組以上の圧−脈波振幅のデータ対の間における相互関係が線形に成るように変換する(S18)。   Next, the pulse wave amplitude characteristic logarithmic linear conversion unit 191A of the linear conversion unit 19A has three or more sets of pressure-pulse wave amplitude data pairs stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 of the biological information processing unit 18A. Is converted by the predetermined linear conversion algorithm so that the mutual relationship between the three or more pairs of pressure-pulse wave amplitude data becomes linear (S18).

ここで、発明者らは、所定の圧迫圧力Cを基準圧迫圧力Csとすると共にこの基準圧迫圧力Csにおける脈波振幅Aを基準脈波振幅Asとする場合に、圧迫圧力Cを基準圧迫圧力Csで除した値C/Csの自然対数ln(C/Cs)と、脈波振幅Aを基準脈波振幅Asで除した値A/Asとの間に直線関係が成立し、その直線の傾きαが動脈壁硬化度Hをよく反映することを見出した。   Here, the inventors set the compression pressure C as the reference compression pressure Cs when the predetermined compression pressure C is set as the reference compression pressure Cs and the pulse wave amplitude A at the reference compression pressure Cs is set as the reference pulse wave amplitude As. A linear relationship is established between the natural logarithm ln of the value C / Cs divided by (C / Cs) and the value A / As obtained by dividing the pulse wave amplitude A by the reference pulse wave amplitude As, and the slope α of the straight line α Was found to reflect the arterial stiffness H well.

そのため、圧−脈波振幅のデータ対を(Cn,An)と表示することとすると、この第1圧対数変換による線形変換は、まず、基準圧迫圧力Csを脈波包絡線の脈波振幅Aが最大脈波振幅Amaxとなる圧迫圧力Cとする。従って、基準脈波振幅Asは、最大脈波振幅Amaxである。次に、圧−脈波振幅のデータ対(Cn,An)をこれら基準圧迫圧力Cs及び基準脈波振幅Asでそれぞれ除(割り算)し、圧迫圧力Cnを基準圧迫圧力Csで除した値Cn/Csとこれに対応する脈波振幅Anを基準脈波振幅Asで除した値An/Asとのデータ対(Cn/Cs,An/As)を求める。次に、圧迫圧力Cnを基準圧迫圧力Csで除した値Cn/Csの自然対数ln(Cn/Cs)を求め、圧迫圧力Cnを基準圧迫圧力Csで除した値Cn/Csの自然対数ln(Cn/Cs)とこれに対応する脈波振幅Anを基準脈波振幅Asで除した値An/Asとのデータ対(ln(Cn/Cs),An/As)を求める。   Therefore, assuming that the pressure-pulse wave amplitude data pair is represented as (Cn, An), the linear conversion by the first pressure logarithmic conversion first converts the reference compression pressure Cs to the pulse wave amplitude A of the pulse wave envelope. Is the compression pressure C at which the maximum pulse wave amplitude Amax is obtained. Therefore, the reference pulse wave amplitude As is the maximum pulse wave amplitude Amax. Next, the pressure-pulse wave amplitude data pair (Cn, An) is divided (divided) by the reference compression pressure Cs and the reference pulse wave amplitude As, and the value Cn / value obtained by dividing the compression pressure Cn by the reference compression pressure Cs. A data pair (Cn / Cs, An / As) of Cs and a value An / As obtained by dividing the corresponding pulse wave amplitude An by the reference pulse wave amplitude As is obtained. Next, the natural logarithm ln (Cn / Cs) of the value Cn / Cs obtained by dividing the compression pressure Cn by the reference compression pressure Cs is obtained, and the natural logarithm ln of the value Cn / Cs obtained by dividing the compression pressure Cn by the reference compression pressure Cs ( Cn / Cs) and a data pair (ln (Cn / Cs), An / As) of a value An / As obtained by dividing the corresponding pulse wave amplitude An by the reference pulse wave amplitude As are obtained.

ここで、横軸の座標原点をAs/AsにすべくAn/Asより1を減算し、(An/As−1)を横軸に、ln(Cn/Cs)を縦軸として(An/As−1)−(ln(Cn/Cs))平面座標系にデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)をプロットする。図3は、各領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),A/As−1)のグラフを示す図である。図3(A)は、最大脈波振幅Amax(=基準脈波振幅As)に対応する基準圧迫圧力Csより高圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)のグラフであり、図3(B)は、最大脈波振幅Amax(=基準脈波振幅As)に対応する基準圧迫圧力Csより低圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)のグラフである。   Here, 1 is subtracted from An / As to set the coordinate origin of the horizontal axis to As / As, and (An / As-1) is set to the horizontal axis and ln (Cn / Cs) is set to the vertical axis (An / As -1) Plot the data pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the-(ln (Cn / Cs)) plane coordinate system. FIG. 3 is a graph showing a data pair (ln (Cn / Cs), A / As-1) in each region. FIG. 3A is a graph of data pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the region higher than the reference compression pressure Cs corresponding to the maximum pulse wave amplitude Amax (= reference pulse wave amplitude As). FIG. 3B shows a data pair (ln (Cn / Cs), An / As−1) in a region lower than the reference compression pressure Cs corresponding to the maximum pulse wave amplitude Amax (= reference pulse wave amplitude As). ).

次に、硬化度測定部20Aの脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部201Aは、脈波振幅特性対数線形変換部191Aで変換したデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)から直線を求め、この求めた直線の傾きαに基づいて脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Aに記憶されている脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを参照することによって動脈壁硬化度Hを判定する(S19)。   Next, the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination unit 201A of the hardening degree measuring unit 20A receives the data pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) converted by the pulse wave amplitude characteristic logarithmic linear conversion unit 191A. ) And refer to the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial stiffness determination table stored in the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial stiffness determination table storage unit 202A based on the obtained slope α of the straight line. Is used to determine the degree of arterial stiffness H (S19).

ここで、図3(A)に示す高圧側領域における3組以上のデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)の各点から直線を求めて、その直線の傾きαhを求めてもよく、また、図3(B)に示す低圧側領域における3組以上のデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)の各点から直線を求めて、その直線の傾きαlを求めてもよいが、高圧側領域及び低圧側領域における3組以上のデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)の各点から直線を求めてもよい。そのために、例えば、図3(A)に示す高圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)を縦軸に対して折り返して、図3(B)に示す低圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)を合わせると、図4に示すグラフとなり、このグラフの直線を求め、その直線の傾きαを求める。図4は、全体領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),A/As−1)のグラフを示す図である。なお、図3(B)に示す低圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)を縦軸に対して折り返して、図3(A)に示す高圧側領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),An/As−1)を合わせて、このグラフの直線を求め、その直線の傾き−αを求めてもよい。また、各データ対からの誤差を最も小さくする観点から、これらの直線は、例えば、最小二乗法を用いて求めてもよい。   Here, a straight line is obtained from each point of three or more data pairs (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the high-pressure side region shown in FIG. 3A, and the slope αh of the straight line is obtained. Alternatively, a straight line is obtained from each point of three or more data pairs (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the low-pressure region shown in FIG. 3B, and the slope of the straight line is obtained. Although αl may be obtained, a straight line may be obtained from each point of three or more data pairs (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the high-pressure side region and the low-pressure side region. To that end, for example, the data pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the high-pressure side region shown in FIG. 3A is folded with respect to the vertical axis, and the low-pressure side shown in FIG. When the data pairs (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the region are combined, the graph shown in FIG. 4 is obtained. A straight line of this graph is obtained, and the slope α of the straight line is obtained. FIG. 4 is a diagram illustrating a graph of data pairs (ln (Cn / Cs), A / As-1) in the entire region. It should be noted that the data pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) in the low-pressure side region shown in FIG. 3B is folded with respect to the vertical axis, and the data in the high-pressure side region shown in FIG. The pair (ln (Cn / Cs), An / As-1) may be combined to obtain a straight line of this graph, and the slope -α of the straight line may be obtained. Further, from the viewpoint of minimizing the error from each data pair, these straight lines may be obtained using, for example, the least square method.

そして、硬化度測定部20Aの脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部201Aは、この判定した動脈壁硬化度Hを出力部16に出力する(S20)。   Then, the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination unit 201A of the hardening degree measurement unit 20A outputs the determined arterial wall hardening degree H to the output unit 16 (S20).

このように第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aは、阻血状態から微速減圧することによって脈波を得ているので、広範囲の圧迫圧力が動脈に印加された場合における動脈の力学的特性を反映した脈波包絡線(データ対)を得ることができる。また、動脈壁硬化度測定装置1Aは、脈波包絡線の曲線形状そのものの形から動脈壁硬化度Hを判定するのではなく、脈波包絡線の曲線形状を線形変換し、線形変換して得られた直線の傾きαから判定しているので、容易に正確に動脈壁硬化度Hを判定することができる。そして、3組以上のデータ対からこの直線の傾きαを得ているので、脈波包絡線の曲線形状をより良く反映したものとなり、より精度良く動脈壁硬化度Hを測定し得る。   As described above, the arterial stiffness measuring apparatus 1A according to the first embodiment obtains a pulse wave by depressurizing from the ischemic state at a low speed, so that the dynamics of the artery when a wide range of compression pressure is applied to the artery. A pulse wave envelope (data pair) reflecting the characteristics can be obtained. Also, the arterial stiffness measurement apparatus 1A does not determine the arterial stiffness H from the shape of the curve shape of the pulse wave envelope itself, but linearly converts the curve shape of the pulse wave envelope and performs linear conversion. Since the determination is made from the slope α of the obtained straight line, the arterial stiffness H can be easily and accurately determined. Since the straight line slope α is obtained from three or more pairs of data, the curve shape of the pulse wave envelope is better reflected, and the arterial stiffness H can be measured with higher accuracy.

次に、別の実施形態について説明する。
(第2の実施形態の構成)
図5は、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。図5において、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Bは、カフ11と、圧迫圧力制御部12と、圧力検出部13と、脈波振幅検出部14と、中央処理部15Bと、出力部16と、連通管17とを備えて構成される。
Next, another embodiment will be described.
(Configuration of Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the arterial stiffness measuring apparatus according to the second embodiment. In FIG. 5, the arterial stiffness measuring apparatus 1B according to the second embodiment includes a cuff 11, a compression pressure control unit 12, a pressure detection unit 13, a pulse wave amplitude detection unit 14, a central processing unit 15B, An output unit 16 and a communication pipe 17 are provided.

これら第2の実施形態におけるカフ11、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14、出力部16及び連通管17は、第1の実施形態におけるカフ11、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14、出力部16及び連通管17とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。中央処理部15Bは、例えば、マイクロプロセッサ、記憶回路及びその周辺回路を備えて構成されたマイクロコンピュータを備えて構成され、機能的に、脈波振幅検出部14で検出した脈波振幅とこの脈波振幅を検出した時点における圧力部の圧迫圧力とに基づいて、カフ11の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により生体の所定部位における動脈に生じる変形に基づく第1及び第2生体情報のデータ対を求める生体情報処理部17B、生体情報処理部17Bで求めた3組以上のデータ対を用いてこの3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する線形変換部19B、及び、線形変換部19Bで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈の動脈壁硬化度Hを求める硬化度測定部20Bを備え、制御プログラムに従い圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14及び出力部16を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって動脈壁硬化度測定装置1B全体の制御を司るものである。   The cuff 11, the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, the output unit 16, and the communication pipe 17 in the second embodiment are the same as the cuff 11, the compression pressure control unit in the first embodiment. 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, the output unit 16, and the communication pipe 17 are the same as each other, and the description thereof is omitted. The central processing unit 15B includes, for example, a microcomputer including a microprocessor, a storage circuit, and its peripheral circuits, and functionally detects the pulse wave amplitude detected by the pulse wave amplitude detection unit 14 and the pulse wave. Based on the compression pressure of the pressure part at the time of detecting the wave amplitude, the data pair of the first and second biological information based on the deformation generated in the artery in the predetermined part of the living body due to the heartbeat in the process of changing the compression pressure of the cuff 11 The biometric information processing unit 17B that calculates the non-linear correlation between the three or more data pairs is converted into a linear correlation using the three or more data pairs determined by the biometric information processing unit 17B. The linearity conversion unit 19B and the degree-of-hardness measurement unit 2 for determining the arterial stiffness H of the artery based on the linear inclination α obtained from the data pair converted by the linear conversion unit 19B B, and according to the control program, the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14 and the output unit 16 are respectively controlled according to the function to control the entire arterial stiffness measuring apparatus 1B. It is something to control.

ここで、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Bは、生体情報として圧−脈波振幅のデータ対(脈波包絡線)から得た圧−内容積特性曲線を用い、この圧−内容積特性曲線を形成する3組以上のデータ対を後述の第2圧対数変換を用いて線形変換し、その変換後のデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈壁硬化度Hを求める実施形態である。そのため、生体情報処理部18Bは、脈波処理部181と脈波振幅特性情報記憶部182と圧−内容積特性変換部183と圧−内容積特性情報記憶部184とを備えて構成され、線形変換部19Bは、圧−内容積特性対数線形変換部191Bを備えて構成され、そして、硬化度測定部20Bは、圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定部201Bと圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Bとを備えて構成される。   Here, the arterial stiffness measuring apparatus 1B according to the second embodiment uses a pressure-internal volume characteristic curve obtained from a pressure-pulse wave amplitude data pair (pulse wave envelope) as biological information, and uses this pressure- Three or more pairs of data forming the internal volume characteristic curve are linearly converted using the second pressure logarithmic transformation described later, and the arterial wall stiffness H is calculated based on the slope α of the straight line obtained from the data pair after the transformation. This is an embodiment for obtaining. Therefore, the biological information processing unit 18B includes a pulse wave processing unit 181, a pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182, a pressure-internal volume characteristic conversion unit 183, and a pressure-internal volume characteristic information storage unit 184, and is linear. The conversion unit 19B includes a pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191B, and the hardening degree measurement unit 20B includes the pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination unit 201B and the pressure-internal volume characteristic logarithm. And an arterial wall stiffness determination table storage unit 202B.

脈波処理部181及び脈波振幅特性情報記憶部182は、第1の実施形態で説明した脈波処理部181及び脈波振幅特性情報記憶部182とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。圧−内容積特性変換部183は、脈波振幅特性情報記憶部182に記憶されている圧−脈波振幅のデータ対から圧−内容積のデータ対に変換するものである。この圧−脈波振幅のデータ対(脈波包絡線上のデータ対)から圧−内容積のデータ対(圧−内容積特性曲線上のデータ対)への変換は、公知の処理、例えば、特開平5−305061号公報や特開平7−124129号公報等に開示の処理を用いるので、その説明を省略する。圧−内容積特性情報記憶部184は、圧−内容積特性変換部183で生成した複数の圧−内容積のデータ対を記憶する。そして、この複数の圧−内容積のデータ対を圧−内容積座標系にプロットすることによって圧−内容積特性曲線が得られる。なお、圧−内容積特性曲線の圧は、動脈の内外圧力差である。また、第2の実施形態においては、この動脈の内外圧力差が第1生体情報に相当し、動脈の内容積が第2生体情報に相当する。   Since the pulse wave processing unit 181 and the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 are the same as the pulse wave processing unit 181 and the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 described in the first embodiment, description thereof is omitted. . The pressure-internal volume characteristic conversion unit 183 converts the pressure-pulse wave amplitude data pair stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 into a pressure-internal volume data pair. The conversion from the pressure-pulse wave amplitude data pair (the data pair on the pulse wave envelope) to the pressure-internal volume data pair (the data pair on the pressure-internal volume characteristic curve) is performed by a known process, for example, a special process. Since the processing disclosed in Kaihei 5-305061, JP-A-7-124129, etc. is used, the description thereof is omitted. The pressure-internal volume characteristic information storage unit 184 stores a plurality of pressure-internal volume data pairs generated by the pressure-internal volume characteristic conversion unit 183. Then, the pressure-internal volume characteristic curve is obtained by plotting the plurality of pressure-internal volume data pairs in the pressure-internal volume coordinate system. The pressure in the pressure-internal volume characteristic curve is the pressure difference between the inside and outside of the artery. In the second embodiment, the internal / external pressure difference of the artery corresponds to the first biological information, and the internal volume of the artery corresponds to the second biological information.

圧−内容積特性対数線形変換部191Bは、圧−内容積特性情報記憶部184に記憶されている3組以上の圧−内容積のデータ対を用いて、所定の線形変換アルゴリズムによってこの3組以上のデータ対に間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する。   The pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191B uses three or more sets of pressure-internal volume data pairs stored in the pressure-internal volume characteristic information storage unit 184, and performs the three sets by a predetermined linear conversion algorithm. The non-linear correlation between the above data pairs is converted into a linear correlation.

圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Bは、圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを記憶する。圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブルは、線形変換された圧−内容積のデータ対から得られる直線の傾きαから動脈壁硬化度Hを判定するためのテーブルであり、例えば、本実施形態では、予め統計的に調査することにより得た、線形変換された圧−内容積のデータ対から得られた直線の傾きαと動脈壁硬化度Hとを対応付けたテーブルである。圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定部201Bは、圧−内容積特性対数線形変換部191Bで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Bに記憶されている圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを参照することによって動脈壁硬化度Hを求め、出力部16に出力する。   The pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination table storage unit 202B stores a pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determination table. The pressure-internal volume characteristic logarithm arterial stiffness determination table is a table for determining the arterial stiffness H from the linear slope α obtained from the linearly converted pressure-internal volume data pair. In the embodiment, the table is obtained by associating the slope α of the straight line obtained from the linearly-transformed pressure-internal volume data pair and the degree of hardening of the arterial wall obtained by statistically examining in advance. The pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall stiffness determination unit 201B is configured to determine the pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall stiffness based on the slope α of the straight line obtained from the data pair converted by the pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191B. The arterial stiffness H is obtained by referring to the pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial stiffness determination table stored in the degree determination table storage unit 202B, and is output to the output unit 16.

次に、本実施形態の動作について説明する。
(第2の実施形態の動作)
図6は、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の動作を示すフローチャートである。図7は、圧−内容積特性曲線を示す図である。図7の横軸は、内外圧力差を示し、その縦軸は、内容積を示す。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Operation of Second Embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the arterial stiffness measurement apparatus according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a pressure-internal volume characteristic curve. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the internal / external pressure difference, and the vertical axis indicates the internal volume.

測定者又は被測定者自身は、動脈壁硬化度測定装置1Bの電源を投入し、被測定者の上腕部LBにカフ11を装着し、そして、動脈壁硬化度Hの測定を開始すべく、例えば、図略の測定開始スイッチを操作する。   The measurer or the subject himself / herself turns on the power of the arterial stiffness measurement apparatus 1B, attaches the cuff 11 to the upper arm LB of the subject, and starts measurement of the arterial stiffness H. For example, a measurement start switch (not shown) is operated.

図6において、図略の測定開始スイッチの操作を中央処理部15Bが検出した後に実行される、開始目標圧力までカフ11の急速加圧処理(S31)から、カフ11の微速減圧の開始処理(S32)、脈波の測定、脈波振幅の検出処理(S33)、脈波振幅検出時の圧迫圧力の検出処理(S34)、圧−脈波振幅のデータ対の記憶処理(S35)及び微速減圧の終了判定処理(S36)を介して急速排気処理(S37)に至る各処理は、第1の実施形態における開始目標圧力までカフ11の急速加圧処理(S11)から、カフ11の微速減圧の開始処理(S12)、脈波の測定、脈波振幅の検出処理(S13)、脈波振幅検出時の圧迫圧力の検出処理(S14)、圧−脈波振幅のデータ対の記憶処理(S15)及び微速減圧の終了判定処理(S16)を介して急速排気処理(S17)に至る各処理とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。   In FIG. 6, from the quick pressurization process (S31) of the cuff 11 to the start target pressure, which is executed after the central processing unit 15B detects the operation of the measurement start switch (not shown), the process of starting the slow depressurization of the cuff 11 ( S32), pulse wave measurement, pulse wave amplitude detection processing (S33), compression pressure detection processing at pulse wave amplitude detection (S34), pressure-pulse wave amplitude data pair storage processing (S35), and slow depressurization Each process from the end determination process (S36) to the rapid exhaust process (S37) is performed from the rapid pressurization process (S11) of the cuff 11 up to the start target pressure in the first embodiment to the slow depressurization of the cuff 11. Start processing (S12), pulse wave measurement, pulse wave amplitude detection processing (S13), compression pressure detection processing during pulse wave amplitude detection (S14), pressure-pulse wave amplitude data pair storage processing (S15) And end determination processing of slow depressurization ( Since 16) and the process to reach quick exhaust processing (S17) via the respectively same, description thereof will be omitted.

そして、生体情報検出部17Bの圧−内容積特性変換部183は、公知の手法により、脈波振幅特性情報記憶部182に記憶されている圧−脈波振幅のデータ対から圧−内容積のデータ対に変換し、圧−内容積のデータ対を圧−内容積特性情報記憶部184に記憶する(S38)。   Then, the pressure-internal volume characteristic conversion unit 183 of the biological information detection unit 17B calculates the pressure-internal volume from the pressure-pulse wave amplitude data pair stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 by a known method. The data pair is converted, and the pressure-internal volume data pair is stored in the pressure-internal volume characteristic information storage unit 184 (S38).

圧−内容積特性の圧は、動脈の内外圧力差、即ち、平均血圧−圧迫圧力である。背景技術で説明したように、動脈の内外圧力差が負の領域では、主に内膜及び中膜の力学的特性に依存することとなるため、圧迫圧力の減少に従って内容積は徐々に大きくなり、内外圧力差の単位変化に対する内容積の変化の割合も徐々に大きくなり、そして、動脈の内外圧力差=0の点(平均血圧−圧迫圧力=0の点)の付近では、内膜及び中膜の進展性が最も大きくなるため、内外圧力差の単位変化に対する内容積の変化の割合も最大となる。動脈の内外圧力差が正の領域では、主に中膜の力学的特性に依存する場合から中膜及び外膜の複合的な特性に依存する場合を経て主に外膜の力学的特性に依存する場合に移行することとなるため、圧迫圧力の減少に従って、内外圧力差の単位変化に対する内容積の変化の割合も徐々に小さくなり、内容積は、圧迫圧力の減少に従ってあまり増加しなくなる。従って、圧−内容積特性曲線は、図7に示すように、内外圧力差の増加(圧迫圧力の減少)に従って内容積が0から所定の内容積値まで増加する単調増加関数であるが、内外圧力差の単位変化に対する内容積の変化の割合は、内外圧力差の増加に従って、その内外圧力差が負の領域では内外圧力差の増加に従って徐々に大きくなり、動脈の内外圧力差=0の点の付近で最大となり、その後、動脈の内外圧力差が正の領域では徐々に小さくなる。そのため、圧−内容積特性曲線の形状は、図7に示すように、0から急激に立上り、内外圧力差=0で最大の傾きとなって、その後、なだらかな右肩上がりの曲線である。そして、特に、内外圧力差が正の領域では、同じ内外圧力差において柔らかい動脈ではその内容積が硬い動脈よりも大きくなるので、柔らかい動脈の圧−内容積特性曲線sは、図7で実線で示すようになり、硬い動脈の圧−内容積特性曲線hは、図7で破線で示すようになる。   The pressure of the pressure-internal volume characteristic is an arterial internal / external pressure difference, that is, an average blood pressure-compression pressure. As explained in the background art, in the region where the pressure difference between the inside and outside of the artery is negative, it depends mainly on the mechanical properties of the intima and media, so the internal volume gradually increases as the compression pressure decreases. The ratio of the change in the internal volume to the unit change in the internal / external pressure difference gradually increases, and in the vicinity of the artery internal / external pressure difference = 0 (mean blood pressure−compression pressure = 0 point), the intima and media Since the membrane develops most, the ratio of the change in the internal volume to the unit change in the internal / external pressure difference is also maximized. In the region where the pressure difference between the inside and outside of the arteries is positive, it depends mainly on the mechanical properties of the media, and then depends mainly on the mechanical properties of the media and the media. Therefore, as the compression pressure decreases, the ratio of the change in the internal volume to the unit change in the internal / external pressure difference gradually decreases, and the internal volume does not increase so much as the compression pressure decreases. Accordingly, as shown in FIG. 7, the pressure-internal volume characteristic curve is a monotonically increasing function in which the internal volume increases from 0 to a predetermined internal volume value as the internal / external pressure difference increases (decrease in compression pressure). The ratio of the change in the internal volume to the unit change in the pressure difference gradually increases as the internal / external pressure difference increases in the negative region, and the arterial internal / external pressure difference = 0. And then gradually decreases in a region where the pressure difference between the inside and outside of the artery is positive. Therefore, as shown in FIG. 7, the shape of the pressure-internal volume characteristic curve is a curve that rises sharply from 0, has a maximum slope when the internal / external pressure difference = 0, and then gradually rises to the right. In particular, in a region where the internal / external pressure difference is positive, the soft artery has a larger internal volume than the hard artery at the same internal / external pressure difference. Therefore, the pressure-internal volume characteristic curve s of the soft artery is a solid line in FIG. The pressure-internal volume characteristic curve h of the hard artery is as shown by a broken line in FIG.

次に、線形変換部19Bの圧−内容積特性対数線形変換部191Bは、生体情報処理部18Bの圧−内容積特性情報記憶部184に記憶されている3組以上の圧−内容積のデータ対を用いて、所定の線形変換アルゴリズムによって3組以上の圧−内容積のデータ対の間における相互関係が線形に成るように変換する(S39)。   Next, the pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191B of the linear conversion unit 19B has three or more sets of pressure-internal volume data stored in the pressure-internal volume characteristic information storage unit 184 of the biological information processing unit 18B. Using the pair, conversion is performed so that the correlation between the three or more pressure-internal volume data pairs becomes linear by a predetermined linear conversion algorithm (S39).

ここで、発明者らは、所定の内外圧力差Pを基準内外圧力差Psとすると共にこの基準内外圧力差Psにおける内容積Vを基準内容積Vsとする場合に、内外圧力差Pを基準内外圧力差Psで除した値P/Psの自然対数ln(P/Ps)と、内容積Vを基準内容積Vsで除した値V/Vsとの間に直線関係が成立し、その直線の傾きαが動脈壁硬化度Hをよく反映することを見出した。   Here, the inventors set the predetermined internal / external pressure difference P as the reference internal / external pressure difference Ps, and when the internal volume V at the reference internal / external pressure difference Ps is set as the reference internal volume Vs, the internal / external pressure difference P is determined as the reference internal / external pressure difference Ps. A linear relationship is established between the natural logarithm ln (P / Ps) of the value P / Ps divided by the pressure difference Ps and the value V / Vs obtained by dividing the internal volume V by the reference internal volume Vs, and the slope of the straight line It was found that α well reflects arterial stiffness H.

正の領域における3組以上のデータ対を用いる場合には、不都合はないが、図7に示す圧−内容積特性曲線をそのまま用いると負の領域においては対数を求めることができないので、圧−内容積特性曲線が全て正の値と成るように横軸の正方向に圧−内容積特性曲線が平行移動するように座標変換する。そして、この座標変換後の圧−内容積のデータ対を(Pn’,Vn)と表示することとすると、この第2圧対数変換による線形変換は、まず、任意に内外圧力差P’を基準内外圧力差Psとし、この基準内外圧力差Psに対応する内容積Vnを基準内容積Vsとする。次に、圧−内容積のデータ対(Pn’,Vn)をこれら基準内外圧力差Ps及び基準内容積Vsでそれぞれ除(割り算)し、内外圧力差Pn’を基準内外圧力差Psで除した値Pn’/Psとこれに対応する内容積Vnを基準内容積Vsで除した値Vn/Vsとのデータ対(Pn’/Ps,Vn/Vs)を求める。次に、内外圧力差Pn’を基準内外圧力差Psで除した値Pn’/Psの自然対数ln(Pn’/Ps)を求め、内外圧力差Pn’を基準内外圧力差Psで除した値の自然対数ln(Pn’/Ps)とこれに対応する内容積Vnを基準内容積Vsで除した値Vn/Vsとのデータ対(ln(Pn’/Ps),Vn/Vs)を求める。   When three or more data pairs in the positive region are used, there is no problem. However, if the pressure-internal volume characteristic curve shown in FIG. 7 is used as it is, the logarithm cannot be obtained in the negative region. Coordinate conversion is performed so that the pressure-internal volume characteristic curve moves in parallel in the positive direction of the horizontal axis so that the internal volume characteristic curve becomes all positive values. When the pressure-internal volume data pair after the coordinate conversion is expressed as (Pn ′, Vn), the linear conversion by the second pressure logarithmic conversion first arbitrarily sets the internal / external pressure difference P ′ as a reference. The internal / external pressure difference Ps is set, and the internal volume Vn corresponding to the reference internal / external pressure difference Ps is set as the reference internal volume Vs. Next, the pressure-internal volume data pair (Pn ′, Vn) is divided (divided) by the reference internal / external pressure difference Ps and the reference internal volume Vs, respectively, and the internal / external pressure difference Pn ′ is divided by the reference internal / external pressure difference Ps. A data pair (Pn ′ / Ps, Vn / Vs) of the value Vn / Vs obtained by dividing the value Pn ′ / Ps and the corresponding internal volume Vn by the reference internal volume Vs is obtained. Next, a natural logarithm ln (Pn ′ / Ps) of a value Pn ′ / Ps obtained by dividing the internal / external pressure difference Pn ′ by the reference internal / external pressure difference Ps is obtained, and a value obtained by dividing the internal / external pressure difference Pn ′ by the reference internal / external pressure difference Ps. A data pair (ln (Pn '/ Ps), Vn / Vs) of a value Vn / Vs obtained by dividing the natural logarithm ln (Pn' / Ps) and the corresponding internal volume Vn by the reference internal volume Vs is obtained.

次に、硬化度測定部20Bの圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定部201Bは、圧−内容積特性対数線形変換部191Bで変換したデータ対から直線を求めて、この求めた直線の傾きαに基づいて圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Bに記憶されている圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブルを参照することによって動脈壁硬化度Hを判定する(S40)。また、各データ対からの誤差を最も小さくする観点から、このデータ対から直線は、例えば、最小二乗法を用いて求めてもよい。   Next, the pressure-internal volume characteristic logarithm arterial wall hardening degree determination unit 201B of the degree-of-curing degree measurement unit 20B calculates a straight line from the data pair converted by the pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191B, The arterial stiffness H is determined by referring to the pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial stiffness determination table storage unit 202B based on the inclination α. (S40). Further, from the viewpoint of minimizing an error from each data pair, a straight line may be obtained from this data pair using, for example, a least square method.

そして、硬化度測定部20Bの圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定部201Bは、この判定した動脈壁硬化度Hを出力部16に出力する(S41)。   Then, the pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial wall hardening degree determining unit 201B of the hardening degree measuring unit 20B outputs the determined arterial wall hardening degree H to the output unit 16 (S41).

このように第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Bは、阻血状態から微速減圧することによって得られた脈波に基づいて圧−内容積特性曲線を得ているので、広範囲の圧迫圧力が動脈に印加された場合における動脈の力学的特性を反映した圧−内容積特性曲線を得ることができる。また、動脈壁硬化度測定装置1Bは、圧−内容積特性曲線の曲線形状そのものの形から動脈壁硬化度Hを判定するのではなく、圧−内容積特性曲線の曲線形状を線形変換し、線形変換して得られた直線の傾きαから判定しているので、容易に正確に動脈壁硬化度Hを判定することができる。そして、3組以上のデータ対からこの直線の傾きαを得ているので、圧−内容積特性曲線の曲線形状をより良く反映したものとなり、より精度良く動脈壁硬化度Hを測定し得る。   As described above, the arterial stiffness measuring apparatus 1B according to the second embodiment obtains the pressure-internal volume characteristic curve based on the pulse wave obtained by slow depressurization from the ischemic state. When pressure is applied to the artery, a pressure-internal volume characteristic curve reflecting the mechanical characteristics of the artery can be obtained. In addition, the arterial stiffness measurement apparatus 1B does not determine the arterial stiffness H from the shape of the pressure-internal volume characteristic curve itself, but linearly converts the curve shape of the pressure-internal volume characteristic curve, Since the determination is made from the straight line inclination α obtained by linear conversion, the arterial stiffness H can be easily and accurately determined. Since the slope α of this straight line is obtained from three or more pairs of data, the curve shape of the pressure-internal volume characteristic curve is better reflected, and the arterial stiffness H can be measured with higher accuracy.

次に、別の実施形態について説明する。
(第3の実施形態の構成)
図8は、第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。図8において、第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Cは、カフ11と、圧迫圧力制御部12と、圧力検出部13と、脈波振幅検出部14と、中央処理部15Cと、出力部16と、連通管17とを備えて構成される。
Next, another embodiment will be described.
(Configuration of Third Embodiment)
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the arterial stiffness measurement apparatus according to the third embodiment. In FIG. 8, the arterial stiffness measuring apparatus 1C according to the third embodiment includes a cuff 11, a compression pressure control unit 12, a pressure detection unit 13, a pulse wave amplitude detection unit 14, a central processing unit 15C, An output unit 16 and a communication pipe 17 are provided.

これら第3の実施形態におけるカフ11、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14、出力部16及び連通管17は、第1の実施形態におけるカフ11、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14、出力部16及び連通管17とそれぞれ同様であるので、その説明を省略する。中央処理部15Cは、例えば、マイクロプロセッサ、記憶回路及びその周辺回路を備えて構成されたマイクロコンピュータを備えて構成され、機能的に、第2の実施形態と同様の生体情報処理部18B、生体情報処理部18Bで求めた3組以上のデータ対を用いてこの3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する線形変換部19C、及び、線形変換部19Cで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈の動脈壁硬化度Hを求める硬化度測定部20Cを備え、制御プログラムに従い圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14及び出力部16を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって動脈壁硬化度測定装置1C全体の制御を司るものである。   The cuff 11, the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, the output unit 16, and the communication pipe 17 in the third embodiment are the same as the cuff 11, the compression pressure control unit in the first embodiment. 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, the output unit 16, and the communication pipe 17 are the same as each other, and the description thereof is omitted. The central processing unit 15C includes, for example, a microcomputer configured with a microprocessor, a storage circuit, and its peripheral circuits, and is functionally the same as the biological information processing unit 18B, the biological A linear conversion unit 19C that converts the nonlinear correlation between the three or more data pairs into a linear correlation using the three or more data pairs obtained by the information processing unit 18B, and linear conversion A degree-of-hardness measurement unit 20C for determining the degree of arterial stiffness H based on the straight line inclination α obtained from the data pair converted by the unit 19C, and the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse according to the control program By controlling the wave amplitude detection unit 14 and the output unit 16 in accordance with the function, the overall control of the arterial stiffness measuring device 1C is governed.

ここで、第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Cは、生体情報として圧−脈波振幅のデータ対(脈波包絡線)から得た圧−内容積特性曲線を用い、この圧−内容積特性曲線を形成する3組以上のデータ対を線形変換し、その変換後のデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて動脈壁硬化度Hを求める実施形態であるが、第2の実施形態では、線形変換に第2圧対数変換を用いたが第3の実施形態では、後述の差分変換を用いる。そのため、生体情報処理部18Bは、第2の実施形態と同様の脈波処理部181と脈波振幅特性情報記憶部182と圧−内容積特性変換部183と圧−内容積特性情報記憶部184とを備えて構成され、線形変換部19Cは、圧−内容積特性差分線形変換部191Cを備えて構成され、そして、硬化度測定部20Cは、圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定部201Cと圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Cとを備えて構成される。   Here, the arterial stiffness measuring apparatus 1C in the third embodiment uses a pressure-internal volume characteristic curve obtained from a pressure-pulse wave amplitude data pair (pulse wave envelope) as biological information, and uses this pressure- In this embodiment, three or more pairs of data forming the internal volume characteristic curve are linearly converted, and the arterial stiffness H is obtained based on the slope α of the straight line obtained from the converted data pair. In the embodiment, the second pressure logarithmic transformation is used for the linear transformation, but in the third embodiment, a differential transformation described later is used. Therefore, the biological information processing unit 18B includes a pulse wave processing unit 181, a pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182, a pressure-internal volume characteristic conversion unit 183, and a pressure-internal volume characteristic information storage unit 184 similar to those in the second embodiment. The linear conversion unit 19C includes a pressure-internal volume characteristic difference linear conversion unit 191C, and the sclerosis degree measurement unit 20C includes a pressure-internal volume characteristic difference arterial wall sclerosis degree determination unit. 201C and a pressure-internal volume characteristic difference arterial wall hardening degree determination table storage unit 202C.

圧−内容積特性差分線形変換部191Cは、圧−内容積特性情報記憶部184に記憶されている3組以上の圧−内容積のデータ対を用いて、所定の線形変換アルゴリズムによってこの3組以上のデータ対に間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する。   The pressure-internal volume characteristic difference linear conversion unit 191C uses the three or more sets of pressure-internal volume data pairs stored in the pressure-internal volume characteristic information storage unit 184 to perform the three sets by a predetermined linear conversion algorithm. The non-linear correlation between the above data pairs is converted into a linear correlation.

圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Cは、圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブルを記憶する。圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブルは、線形変換された圧−内容積のデータ対から得られる直線の傾きαから動脈壁硬化度Hを判定するためのテーブルであり、例えば、本実施形態では、予め統計的に調査することにより得た、線形変換された圧−内容積のデータ対から得られた直線の傾きαと動脈壁硬化度Hとを対応付けたテーブルである。圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定部201Cは、圧−内容積特性差分線形変換部191Cで変換したデータ対から得られた直線の傾きαに基づいて圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブル記憶部202Cに記憶されている圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブルを参照することによって動脈壁硬化度Hを求め、出力部16に出力する。   The pressure-internal volume characteristic difference arterial wall hardening degree determination table storage unit 202C stores a pressure-internal volume characteristic difference arterial wall hardening degree determination table. The pressure-internal volume characteristic difference arterial wall stiffness determination table is a table for determining the arterial stiffness H from the linear slope α obtained from the linearly converted pressure-internal volume data pair. In the embodiment, the table is obtained by associating the slope α of the straight line obtained from the linearly-transformed pressure-internal volume data pair and the degree of hardening of the arterial wall obtained by statistically examining in advance. The pressure-internal volume characteristic difference arterial wall hardening degree determination unit 201C is configured to determine the pressure-internal volume characteristic difference arterial wall hardening based on the straight line slope α obtained from the data pair converted by the pressure-internal volume characteristic difference linear conversion unit 191C. The arterial stiffness H is obtained by referring to the pressure-internal volume characteristic difference arterial stiffness determination table stored in the degree determination table storage unit 202C, and is output to the output unit 16.

次に、本実施形態の動作について説明する。
(第3の実施形態の動作)
第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Cの動作は、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Bの図6に示す動作において、圧−内容積のデータ対の線形変換処理(S39)の処理方法が異なる点を除き、第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Bの図6に示す動作と同様である。このため、第3の実施形態における圧−内容積のデータ対の線形変換処理のみ以下に説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Operation of Third Embodiment)
The operation of the arterial stiffness measurement apparatus 1C according to the third embodiment is the same as the operation shown in FIG. 6 of the arterial stiffness measurement apparatus 1B according to the second embodiment. Except for the difference in the processing method of S39), the operation is the same as the operation shown in FIG. 6 of the arterial stiffness measuring apparatus 1B in the second embodiment. For this reason, only the linear conversion processing of the pressure-internal volume data pair in the third embodiment will be described below.

ここで、発明者らは、所定の内外圧力差Pを基準内外圧力差Psとすると共にこの基準内外圧力差Psにおける内容積Vを基準内容積Vsとする場合に、内外圧力差Pを基準内外圧力差Psで減算した値△P(=P−Ps)の基準内外圧力差Psに対する比△P/Psと、内容積Vを基準内容積Vsで減算した値△V(=V−Vs)の基準内容積Vsに対する比△V/Vsとの間に直線関係が成立し、その直線の傾きαが動脈壁硬化度Hをよく反映することを見出した。   Here, the inventors set the predetermined internal / external pressure difference P as the reference internal / external pressure difference Ps, and when the internal volume V at the reference internal / external pressure difference Ps is set as the reference internal volume Vs, the internal / external pressure difference P is determined as the reference internal / external pressure difference Ps. The ratio ΔP / Ps of the value ΔP (= P−Ps) subtracted by the pressure difference Ps to the reference internal / external pressure difference Ps and the value ΔV (= V−Vs) obtained by subtracting the internal volume V by the reference internal volume Vs It has been found that a linear relationship is established between the ratio ΔV / Vs with respect to the reference internal volume Vs, and the slope α of the straight line reflects the arterial stiffness H well.

よって、圧−内容積のデータ対を(Pn,Vn)と表示することとすると、この差分変換による線形変換は、まず、任意に内外圧力差Pを基準内外圧力差Psとし、この基準内外圧力差Psに対応する内容積Vnを基準内容積Vsとする。次に、圧−内容積のデータ対(Pn,Vn)をこれら基準内外圧力差Ps及び基準内容積Vsでそれぞれ除算し、内外圧力差Pnを基準内外圧力差Psで減算した値△Pn(=Pn−Ps)の基準内外圧力差Psに対する比△P/Psとこれに対応する内容積Vnを基準内容積Vsで減算した値△Vn(=Vn−Vs)の基準内容積Vsに対する比△Vn/Vsとのデータ対(△Pn/Ps,△Vn/Vs)を求める。   Therefore, if the pressure-internal volume data pair is expressed as (Pn, Vn), the linear conversion by this difference conversion first arbitrarily sets the internal / external pressure difference P as the reference internal / external pressure difference Ps, and this reference internal / external pressure. The internal volume Vn corresponding to the difference Ps is set as a reference internal volume Vs. Next, the value ΔPn (= Pn (= Vn)) is obtained by dividing the pressure-internal volume data pair (Pn, Vn) by the reference internal / external pressure difference Ps and the reference internal volume Vs, respectively, and subtracting the internal / external pressure difference Pn by the reference internal / external pressure difference Ps. The ratio ΔP / Ps of the Pn−Ps) with respect to the reference internal / external pressure difference Ps and the ratio ΔVn (= Vn−Vs) of the value ΔVn (= Vn−Vs) obtained by subtracting the corresponding internal volume Vn with the reference internal volume Vs ΔVn A data pair (ΔPn / Ps, ΔVn / Vs) with / Vs is obtained.

このように第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Cは、阻血状態から微速減圧することによって得られた脈波に基づいて圧−内容積特性曲線を得ているので、広範囲の圧迫圧力が動脈に印加された場合における動脈の力学的特性を反映した圧−内容積特性曲線を得ることができる。また、動脈壁硬化度測定装置1Cは、圧−内容積特性曲線の曲線形状そのものの形から動脈壁硬化度Hを判定するのではなく、圧−内容積特性曲線の曲線形状を線形変換し、線形変換して得られた直線の傾きαから判定しているので、容易に正確に動脈壁硬化度Hを判定することができる。そして、3組以上のデータ対からこの直線の傾きαを得ているので、圧−内容積特性曲線の曲線形状をより良く反映したものとなり、より精度良く動脈壁硬化度Hを測定し得る。   As described above, the arterial stiffness measuring apparatus 1C according to the third embodiment obtains the pressure-internal volume characteristic curve based on the pulse wave obtained by slow depressurization from the ischemic state. When pressure is applied to the artery, a pressure-internal volume characteristic curve reflecting the mechanical characteristics of the artery can be obtained. The arterial stiffness measurement apparatus 1C does not determine the arterial stiffness H from the shape of the pressure-internal volume characteristic curve itself, but linearly converts the curve shape of the pressure-internal volume characteristic curve, Since the determination is made from the straight line inclination α obtained by linear conversion, the arterial stiffness H can be easily and accurately determined. Since the slope α of this straight line is obtained from three or more pairs of data, the curve shape of the pressure-internal volume characteristic curve is better reflected, and the arterial stiffness H can be measured with higher accuracy.

なお、第3の実施形態においては、差分変換による線形変換を圧−内容積のデータ対に対して適用したが、圧−脈波振幅のデータ対に対しても同様に適用することができる。   In the third embodiment, the linear transformation based on the difference transformation is applied to the pressure-internal volume data pair, but the same can be applied to the pressure-pulse wave amplitude data pair.

ここで、図7から分かるように、柔らかい動脈における圧−内容積特性曲線sと硬い動脈における圧−内容積特性曲線hとは、内外圧力差が0以上の領域において顕著に差が生じる。そこで、上述の第2及び第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1B、1Cにおいて、動脈壁硬化度Hを求めるために用いる3組以上の圧−内容積のデータ対は、内外圧力差が0であるデータ対を含む内外圧力差が0以上の正領域に係るデータ対であるとよい。あるいは、圧−内容積特性曲線を求める基礎となった脈波包絡線で考えると、上述の第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aにおいて、動脈壁硬化度Hを求めるために用いる3組以上の圧−脈波振幅のデータ対は、脈波振幅が最大であるデータ対を含む脈波振幅が最大となる場合の圧迫圧力より低圧側領域に係るデータ対であるとよい。このような3組以上のデータ対を用いると、直線の傾きαが動脈壁硬化度Hの相違をより適切に反映した値となり、より精度よく動脈壁硬化度Hを測定することができる。   Here, as can be seen from FIG. 7, there is a significant difference between the pressure-internal volume characteristic curve s in the soft artery and the pressure-internal volume characteristic curve h in the hard artery in a region where the internal / external pressure difference is 0 or more. Therefore, in the arterial stiffness measurement apparatuses 1B and 1C in the second and third embodiments described above, three or more pressure-internal volume data pairs used for obtaining the arterial stiffness H are the internal and external pressure differences. It is preferable that the data pair includes a data pair in which the internal / external pressure difference is 0 or more including a data pair in which 0 is zero. Alternatively, in view of the pulse wave envelope that is the basis for obtaining the pressure-internal volume characteristic curve, the arterial wall stiffness measuring apparatus 1A according to the first embodiment described above is used for obtaining the arterial stiffness H 3. The data pair of pressure-pulse wave amplitudes equal to or greater than the set may be a data pair related to a region on the lower pressure side than the compression pressure when the pulse wave amplitude includes the data pair having the maximum pulse wave amplitude. When three or more data pairs are used, the slope α of the straight line becomes a value that more appropriately reflects the difference in the arterial stiffness H, and the arterial stiffness H can be measured with higher accuracy.

そして、上述の第1乃至第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1A、1B、1Cは、微速減圧過程におけるカフ11内の圧力を圧力検出部13で検出することによって脈波を測定したが、圧力検出部13の代わりに、赤外光を発光する赤外光発光部と該赤外光を受光して受光量を検出する赤外光受光部とを備え、赤外光発光部から動脈に照射された赤外光の反射光を赤外光受光部で受光するようにこれら赤外線発光部及び赤外線受光部を配置した赤外光検出部を用い、この赤外光検出部で微速減圧過程における赤外光の光量を検出することによって脈波を測定するように構成してもよい。赤外光発光部は、例えば、赤外線発光ダイオードであり、赤外光受光部は、例えば、赤外線ホトダイオードである。   Then, the arterial stiffness measuring devices 1A, 1B, 1C in the first to third embodiments described above measure the pulse wave by detecting the pressure in the cuff 11 in the slow depressurization process by the pressure detection unit 13. However, instead of the pressure detection unit 13, an infrared light emission unit that emits infrared light and an infrared light reception unit that receives the infrared light and detects the amount of received light are provided. Using this infrared light detector and the infrared light detector arranged so that the reflected light of the infrared light irradiated to the artery is received by the infrared light receiver, the infrared light detector is used for slow depressurization. You may comprise so that a pulse wave may be measured by detecting the light quantity of the infrared light in a process. The infrared light emitting unit is, for example, an infrared light emitting diode, and the infrared light receiving unit is, for example, an infrared photodiode.

また、上述の第1乃至第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1A、1B、1Cは、カフ11内の圧力が被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力になるようにカフ11内の圧力を加圧してその後の微速減圧過程において脈波を測定するように構成したが、カフ11内の圧力が被測定者の予想される最高血圧より高い所定の圧力になるまで、徐々にカフ11内の圧力を加圧する微速加圧過程において脈波を測定するように構成してもよい。この場合におけるカフ11の圧力における時間変化の一例を図9に示す。   Further, the arterial stiffness measurement apparatuses 1A, 1B, and 1C in the first to third embodiments described above are set so that the pressure in the cuff 11 becomes a predetermined pressure higher than the maximum blood pressure expected by the measurement subject. The pressure in the cuff 11 is increased and the pulse wave is measured in the subsequent slow depressurization process. Until the pressure in the cuff 11 reaches a predetermined pressure higher than the expected maximum blood pressure of the measurement subject, You may comprise so that a pulse wave may be measured in the slow pressurization process which pressurizes the pressure in the cuff 11 gradually. An example of the time change in the pressure of the cuff 11 in this case is shown in FIG.

一方、背景技術で説明したように、脈波包絡線から血圧を測定することができるので、上述の第1乃至第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1A、1B、1Cに、脈波包絡線から血圧を測定する血圧測定部をさらに備え、血圧を測定することができるようにしてもよい。このように構成することにより、動脈壁硬化度Hを測定するためのカフ11、圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14、脈波処理部181及び脈波振幅特性情報記憶部182を血圧を測定するために兼用することができ、血圧測定機能付きの動脈壁硬化度測定装置をコンパクトに低廉に構成することができる。   On the other hand, as described in the background art, since the blood pressure can be measured from the pulse wave envelope, the pulse wave is applied to the arterial stiffness measuring devices 1A, 1B, 1C in the first to third embodiments described above. A blood pressure measurement unit that measures blood pressure from the envelope may be further provided so that blood pressure can be measured. With this configuration, the cuff 11 for measuring the arterial stiffness H, the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, the pulse wave processing unit 181, and the pulse wave amplitude characteristic information The storage unit 182 can also be used to measure blood pressure, and an arterial stiffness measuring apparatus with a blood pressure measurement function can be configured compactly and inexpensively.

その一例として、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aに血圧測定機能を付加した動脈壁硬化度測定装置2を説明すると、図10に示すように、この動脈壁硬化度測定装置2は、カフ11と、圧迫圧力制御部12と、圧力検出部13と、脈波振幅検出部14と、中央処理部15Dと、出力部16と、連通管17とを備えて構成される。   As an example, an arterial stiffness measurement apparatus 2 in which a blood pressure measurement function is added to the arterial stiffness measurement apparatus 1A in the first embodiment will be described. As shown in FIG. Includes a cuff 11, a compression pressure control unit 12, a pressure detection unit 13, a pulse wave amplitude detection unit 14, a central processing unit 15 </ b> D, an output unit 16, and a communication pipe 17.

中央処理部15Dは、例えば、マイクロプロセッサ、記憶回路及びその周辺回路を備えて構成されたマイクロコンピュータを備えて構成され、機能的に、第1の実施形態と同様の生体情報処理部18A、線形変換部19A及び硬化度測定部20Aを備え、さらに、機能的に血圧測定部21を備え、制御プログラムに従い圧迫圧力制御部12、圧力検出部13、脈波振幅検出部14及び出力部16を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって動脈壁硬化度測定装置1D全体の制御を司るものである。   The central processing unit 15D includes, for example, a microcomputer that includes a microprocessor, a storage circuit, and its peripheral circuits. The biological processing unit 18A that is functionally similar to the first embodiment, linearly It includes a conversion unit 19A and a curing degree measurement unit 20A, and further includes a blood pressure measurement unit 21 functionally, and the compression pressure control unit 12, the pressure detection unit 13, the pulse wave amplitude detection unit 14, and the output unit 16 according to the control program. It controls the entire arterial stiffness measuring apparatus 1D by controlling each function according to its function.

血圧測定部21は、生体情報処理部18Aの脈波振幅特性情報記憶部182に記憶されている、圧−脈波振幅のデータ対から脈波包絡線を求め、この求めた脈波包絡線から所定の血圧を求め、この求めた血圧を出力部16に出力するものである。所定の血圧は、例えば、平均血圧、最高血圧及び最低血圧である。背景技術の説明から分かるように、平均血圧は、脈波包絡線の脈波振幅が最大脈波振幅となる圧迫圧力から測定され、最高血圧は、この平均血圧より高圧側における脈波包絡線の変曲点の圧迫圧力から測定され、そして、最低血圧は、平均血圧より低圧側における脈波包絡線の変曲点の圧迫圧力から測定される。   The blood pressure measurement unit 21 obtains a pulse wave envelope from the pressure-pulse wave amplitude data pair stored in the pulse wave amplitude characteristic information storage unit 182 of the biological information processing unit 18A, and uses the obtained pulse wave envelope. A predetermined blood pressure is obtained, and the obtained blood pressure is output to the output unit 16. The predetermined blood pressure is, for example, an average blood pressure, a maximum blood pressure, and a minimum blood pressure. As can be seen from the description of the background art, the average blood pressure is measured from the compression pressure at which the pulse wave amplitude of the pulse wave envelope becomes the maximum pulse wave amplitude, and the maximum blood pressure is the pulse wave envelope of the pulse wave envelope on the higher pressure side than this average blood pressure. The systolic pressure is measured from the compression pressure at the inflection point, and the diastolic blood pressure is measured from the compression pressure at the inflection point of the pulse wave envelope on the side lower than the average blood pressure.

そして、同一の血圧であっても動脈壁硬化度Hに応じて脈波包絡線の形状が異なるため、上述の第1乃至第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1A、1B、1Cに、脈波包絡線から血圧を測定する血圧測定部に加えて、この血圧測定部で測定した血圧を動脈壁硬化度Hに応じて補正する血圧補正部をさらに備えてもよい。このように構成することによって、血圧をより精度よく測定することができる。   And even if it is the same blood pressure, since the shape of the pulse wave envelope differs according to the arterial stiffness H, the arterial stiffness measuring devices 1A, 1B, 1C in the first to third embodiments described above are used. In addition to the blood pressure measurement unit that measures the blood pressure from the pulse wave envelope, a blood pressure correction unit that corrects the blood pressure measured by the blood pressure measurement unit according to the degree of arterial stiffness H may be further provided. With this configuration, blood pressure can be measured with higher accuracy.

その一例として、第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置1Aに動脈壁硬化度Hによって血圧を補正する血圧測定機能を付加した動脈壁硬化度測定装置2’を説明すると、図10に破線で示すように、中央処理部15Dにさらに機能的に血圧補正部22が備えられる。血圧補正部22は、補正関数又は補正テーブルを用いて、血圧測定部21で測定した血圧を硬化度測定部20Aの脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部201Aで測定した動脈壁硬化度Hに応じて補正し、この補正した血圧を出力部16に出力するものである。補正関数及び補正テーブルは、例えば、本実施形態では、予め統計的に調査することにより得た、血圧と動脈壁硬化度Hと補正値とを対応付けたものである。   As an example, an arterial wall stiffness measuring device 2 ′ in which a blood pressure measuring function for correcting blood pressure based on the arterial stiffness H is added to the arterial stiffness measuring device 1 A in the first embodiment will be described. As shown, the blood pressure correction unit 22 is further functionally provided in the central processing unit 15D. The blood pressure correction unit 22 uses the correction function or the correction table to measure the blood pressure measured by the blood pressure measurement unit 21 with the arterial wall stiffness H measured by the pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial stiffness determination unit 201A of the stiffness measurement unit 20A. And the corrected blood pressure is output to the output unit 16. In the present embodiment, for example, in the present embodiment, the correction function and the correction table associate blood pressure, arterial stiffness H, and correction values obtained by statistically examining in advance.

そして、上述の第1の実施形態では、第1生体情報として圧迫圧力を用い第2生体情報として脈波振幅を用い、上述の第2及び第3の実施形態では、第1生体情報として内外圧力差を用い第2生体情報として動脈の内容積を用いて、動脈壁硬化度Hを求めたが、脈波面積Sと脈波振幅とは相関するので、脈波振幅の代わりに脈波面積Sを用いてもよい。つまり、第1生体情報として圧迫圧力を用い第2生体情報として脈波面積Sを用いて動脈壁硬化度Hを求めてもよい。脈波面積Sは、脈波及び横軸(圧迫圧力)によって囲まれた面積である。一例を示すと、図12に示す脈波1002−4の脈波面積Sは、斜線で示す部分の面積となる。このように構成することによって、信号対雑音比(Signal to Noise Ratio、SN比)が向上してより精度よく動脈壁硬化度Hを求めることができる。   In the first embodiment, the compression pressure is used as the first biological information, and the pulse wave amplitude is used as the second biological information. In the second and third embodiments, the internal / external pressure is used as the first biological information. The arterial stiffness H was obtained using the internal volume of the artery as the second biological information using the difference. However, since the pulse wave area S and the pulse wave amplitude are correlated, the pulse wave area S is used instead of the pulse wave amplitude. May be used. That is, the arterial stiffness H may be obtained using the compression pressure as the first biological information and the pulse wave area S as the second biological information. The pulse wave area S is an area surrounded by the pulse wave and the horizontal axis (compression pressure). As an example, the pulse wave area S of the pulse wave 1002-4 shown in FIG. With this configuration, the signal-to-noise ratio (Signal to Noise Ratio) can be improved and the arterial stiffness H can be obtained more accurately.

第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the arterial wall hardening degree measuring apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the arterial wall hardening degree measuring apparatus in 1st Embodiment. 各領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),A/As−1)のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the data pair (ln (Cn / Cs), A / As-1) in each area | region. 全体領域におけるデータ対(ln(Cn/Cs),A/As−1)のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the data pair (ln (Cn / Cs), A / As-1) in the whole area | region. 第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the arterial wall hardening degree measuring apparatus in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the arterial-wall-hardness measuring apparatus in 2nd Embodiment. 圧−内容積特性曲線を示す図である。It is a figure which shows a pressure-internal volume characteristic curve. 第3の実施形態における動脈壁硬化度測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the arterial wall hardening degree measuring apparatus in 3rd Embodiment. 微速加圧過程におけるカフ内の圧力における時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change in the pressure in the cuff in a slow pressurization process. 第1の実施形態における動脈壁硬化度測定装置に血圧測定機能を付加した動脈壁硬化度測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the arterial wall hardening degree measuring apparatus which added the blood pressure measuring function to the arterial wall hardening degree measuring apparatus in 1st Embodiment. 微速減圧過程におけるカフの圧力の時間的変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the pressure of the cuff in a slow depressurization process. 心拍ごとに時系列で並べた脈波及び脈波包絡線を示す図である。It is a figure which shows the pulse wave and pulse wave envelope which were arranged in time series for every heartbeat. 各種脈波包絡線を示す図である。It is a figure which shows various pulse wave envelopes. 特許文献1における動脈硬化度の測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement of the arteriosclerosis degree in patent document 1. FIG. 最低血圧から最高血圧までにおける内圧−外半径特性を示す図である。It is a figure which shows the internal pressure-external radius characteristic in the minimum blood pressure to the maximum blood pressure.

符号の説明Explanation of symbols

1A、1B、1C、2、2’ 動脈壁硬化度測定装置
11 カフ
12 圧迫圧力制御部
13 圧力検出部
14 脈波振幅検出部
15A、15B、15C、15D 中央処理部
16 出力部
17 連通管
18A 生体情報処理部部
19A、19B、19C 線形変換部
20A、20B、20C 硬化度測定部
21 血圧測定部
22 血圧補正部
181 脈波処理部
182 脈波振幅特性情報記憶部
183 圧−内容積特性変換部
184 圧−内容積特性情報記憶部
191A 脈波振幅特性対数線形変換部
191B 圧−内容積特性対数線形変換部
191C 圧−内容積特性差分線形変換部
201A 脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定部
201B 圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定部
201C 圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定部
202A 脈波振幅特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部
202B 圧−内容積特性対数動脈壁硬化度判定テーブル記憶部
202C 圧−内容積特性差分動脈壁硬化度判定テーブル記憶部
1A, 1B, 1C, 2, 2 ′ Arterial stiffness measurement apparatus 11 Cuff 12 Compression pressure control unit 13 Pressure detection unit 14 Pulse wave amplitude detection units 15A, 15B, 15C, 15D Central processing unit 16 Output unit 17 Communication pipe 18A Biological information processing unit 19A, 19B, 19C Linear conversion unit 20A, 20B, 20C Curing degree measurement unit 21 Blood pressure measurement unit 22 Blood pressure correction unit 181 Pulse wave processing unit 182 Pulse wave amplitude characteristic information storage unit 183 Pressure-internal volume characteristic conversion Unit 184 Pressure-internal volume characteristic information storage unit 191A Pulse wave amplitude characteristic logarithmic linear conversion unit 191B Pressure-internal volume characteristic logarithmic linear conversion unit 191C Pressure-internal volume characteristic difference linear conversion unit 201A Pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial wall stiffness determination Unit 201B Pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial stiffness determination unit 201C Pressure-internal volume characteristic difference arterial stiffness determination unit 202A Pulse wave amplitude characteristic logarithmic arterial stiffness Determination table storage unit 202B Pressure-internal volume characteristic logarithmic arterial stiffness determination table storage unit 202C Pressure-internal volume characteristic difference arterial stiffness determination table storage unit

Claims (7)

生体の所定部位を圧迫する圧迫部と、
前記圧迫部の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧迫部が前記所定部位を圧迫する圧迫圧力を変化させる圧迫圧力制御部と、
検出される圧力に基づき、前記圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により前記所定部位における動脈に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する脈波情報検出部と、
前記脈波情報検出部で検出した脈波情報と該脈波情報を検出した時点における前記圧迫部の圧迫圧力とに基づいて、前記圧迫部の圧迫圧力を変化させる過程で心拍により前記所定部位における動脈に生じる変形に基づく第1及び第2生体情報のデータ対を求める生体情報処理部と、
前記生体情報処理部で求めた3組以上のデータ対を用いて該3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換する線形変換部と、
前記線形変換部で変換したデータ対から得られた直線の傾きに基づいて前記動脈の動脈壁硬化度を求める硬化度測定部とを備えること
を特徴とする動脈壁硬化度測定装置。
A compression part that compresses a predetermined part of the living body;
A pressure detection unit for detecting the pressure of the compression unit;
A compression pressure control unit that changes a compression pressure at which the compression unit compresses the predetermined part; and
A pulse wave information detection unit that detects pulse wave information related to the magnitude of the pulse wave generated in the artery at the predetermined site by a heartbeat in the process of changing the compression pressure of the compression unit based on the detected pressure;
Based on the pulse wave information detected by the pulse wave information detection unit and the compression pressure of the compression unit at the time when the pulse wave information is detected, the heart rate in the process of changing the compression pressure of the compression unit A biological information processing unit for obtaining a data pair of first and second biological information based on deformation generated in the artery;
A linear conversion unit that converts a non-linear correlation between the three or more data pairs into a linear correlation using three or more data pairs obtained by the biological information processing unit;
An arterial stiffness measurement apparatus comprising: a stiffness measurement unit that obtains the arterial stiffness of the artery based on a slope of a straight line obtained from the data pair transformed by the linear transformation unit.
前記データ対は、前記第1生体情報が前記圧迫圧力であって前記第2生体情報が前記脈波振幅である脈波包絡線上のデータ対であること
を特徴とする請求項1に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The artery according to claim 1, wherein the data pair is a data pair on a pulse wave envelope in which the first biological information is the compression pressure and the second biological information is the pulse wave amplitude. Wall hardening degree measuring device.
前記3組以上のデータ対は、前記脈波振幅が最大であるデータ対を含む前記脈波振幅が最大となる場合の圧迫圧力より低圧側領域に係るデータ対であること
を特徴とする請求項2に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The three or more sets of data pairs are data pairs related to a lower pressure side region than the compression pressure when the pulse wave amplitude is maximum, including the data pair having the maximum pulse wave amplitude. 2. The arterial stiffness measurement apparatus according to 2.
前記データ対は、前記第1生体情報が前記動脈の内外圧力差であって前記第2生体情報が前記動脈の内容積である圧−内容積特性曲線上のデータ対であること
を特徴とする請求項1に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The data pair is a data pair on a pressure-internal volume characteristic curve in which the first biological information is an internal / external pressure difference of the artery and the second biological information is an internal volume of the artery. The arterial stiffness measurement apparatus according to claim 1.
前記3組以上のデータ対は、前記内外圧力差が0であるデータ対を含む前記内外圧力差が0以上の正領域に係るデータ対であること
を特徴とする請求項4に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The arterial wall according to claim 4, wherein the three or more data pairs are data pairs related to a positive region in which the internal / external pressure difference is 0 or more, including a data pair in which the internal / external pressure difference is 0. Curing degree measuring device.
前記線形変換部は、前記第1生体情報の所定値を基準第1生体情報とすると共に該基準第1生体情報に対応する前記第2生体情報を基準第2生体情報とする場合に、前記データ対の第1生体情報を前記基準第1生体情報で除した値の対数を演算すると共に前記データ対の第2生体情報を前記基準第2生体情報で除した値を演算することによって、前記3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The linear conversion unit uses the predetermined value of the first biological information as reference first biological information and the second biological information corresponding to the reference first biological information as reference second biological information. By calculating the logarithm of the value obtained by dividing the first biological information of the pair by the reference first biological information and calculating the value obtained by dividing the second biological information of the data pair by the reference second biological information, the 3 The arterial stiffness measurement apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a non-linear correlation between at least a set of data pairs is converted into a linear correlation.
前記線形変換部は、前記第1生体情報の所定値を基準第1生体情報とすると共に該基準第1生体情報に対応する前記第2生体情報を基準第2生体情報とする場合に、前記データ対の第1及び第2生体情報から前記基準第1及び第2生体情報をそれぞれ減算した値を前記基準第1及び第2生体情報でそれぞれ除した値を演算することによって、前記3組以上のデータ対の間における非線形な相互関係を線形な相互関係と成るように変換すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の動脈壁硬化度測定装置。
The linear conversion unit uses the predetermined value of the first biological information as reference first biological information and the second biological information corresponding to the reference first biological information as reference second biological information. By calculating a value obtained by subtracting the reference first and second biological information from the pair of first and second biological information, respectively, by the reference first and second biological information, the three or more sets of the first and second biological information are obtained. The arteriosclerosis measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a nonlinear correlation between the data pairs is converted to a linear correlation.
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