CN103156583B - 用于评估血管内皮功能的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于评估血管内皮功能的装置，所述装置包括：袖带压力控制单元，其被构造为通过使用适合于缠绕在对象身体的一部分周围的袖带，对所述对象身体的所述部分执行预定时间的连续压力刺激；袖带压力检测单元，其被构造为从连接到所述袖带的压力传感器的输出检测袖带压力；脉冲波检测单元，其被构造为从所述压力传感器的输出检测脉冲波；以及分析单元，其被构造为通过对不包含所述脉冲波振幅的血管粘弹性指数进行比较来评估血管内皮功能，所述血管粘弹性指数从在所述压力刺激之前、期间和之后的区段中的两个区段中检测到的脉冲波获得。

Description

用于评估血管内皮功能的装置

与相关申请的交叉引用

本申请基于2011年12月9日提交的在先的日本专利申请号2011-276925并要求其优先权利益，所述专利申请的全部内容在此引为参考。

背景技术

本申请公开的主题内容涉及用于评估血管内皮功能的装置，在所述装置中不使用超声回声系统等就能获得与在使用超声回声系统的测量中获得的评估相似的评估。

最近进行的研究表明，在动脉硬化发生时以血管内皮功能的退化作为初始阶段。为了防止动脉硬化，已开发了用于评估血管内皮功能的技术和装置。

作为用于评估血管内皮功能的可靠技术，存在着一种被称为FMD（血流介导的舒张）测量系统的装置。在这种装置中，测量以下列方式执行。将与用于测量血压的袖带类似的袖带附着于对象的手臂。在以高于对象最高血压的压力执行约5分钟的恒定时间的动脉阻塞后，松开动脉的阻塞。在松开动脉阻塞后约3分钟时，通过超声回声系统测量袖带上游或下游处的血管直径。根据血管直径的时间依赖性变化率来评估血管内皮功能。

在正常血管的情形中，由动脉阻塞后即刻的血流造成的血管内壁的剪应力促进NO的产生，其是来自于血管内皮细胞的血管减压剂物质。结果，血管直径扩大。相反，在血管内皮功能存在障碍的情形中，血管直径扩大的程度降低。因此，当对动脉阻塞之前和之后血管直径的变化进行测量时，可以评估血管内皮功能。

通过FMD测量系统的评估技术需要通过超声回声系统测量血管直径的技巧，并且难以操作。此外，还存在着所述技术需要大规模装置并缺少简便性的问题。

相反，作为使用简单结构的技术，存在着利用袖带压力的技术。在所述技术中，将袖带压力维持在高于最高血压的预定压力下，然后快速降低，维持在高于最低血压并低于平均血压的另一个预定压力下，并且，在袖带压力被维持在所述另一个预定压力期间，计算最初出现的第一脉冲波的袖带压力峰值与后来出现的最大袖带压力峰值的比率，从而能够对血管内皮功能进行评估（参见JP-A-2007-209492）。

作为在其中能够通过简单方法准确测量血管内皮功能的指数的技术，存在着一种技术，在所述技术中测量待测量血管的压力和体积脉冲波，获得每单位时间脉冲波的变化率，并根据静息时一个心搏周期的变化率的最大值的立方根，计算与动脉阻塞松开后的值的比率作为血管舒张的程度（参见JP-A-2006-181261）。

还存在另一种技术，在所述技术中，根据指示了在反映出血管直径变化的脉冲波峰之后的后半部分的特点的后脉冲波信息的时间依赖性变化，来确定血管内皮细胞的功能是否正常（参见日本专利号3,632,014）。

还存在另一种技术，在所述技术中，将用于测量外周动脉脉动流的变化的数字探针附着于手指尖，将袖带附着于同一手指尖的同时进行恒定时间段的动脉阻塞，并通过数字探针监测动脉阻塞之前和之后外周动脉紧张度的变化（参见日本专利号4,049,671）。

在FMD方法中，通过使用超声回声系统来执行测量，并且测量血管直径需要技巧。相反，在本申请公开的主体内容中，测量压力刺激之前和之后血管容积的变化，以便能够容易地获得与在作为可靠现有技术的FMD方法中获得的信息等同的信息，并且能够通过与目前广泛执行的血压测量的技术和结构相似的技术和结构来进行测量，从而不需要技巧。

在JP-A-2007-209492所公开的技术中，用于压力刺激与脉冲波测量的加压期是彼此连续的。尽管用于脉冲波测量的加压低于动脉平均血压，但静脉血被阻断，因此对象的负担大。相反，在本申请公开的主题内容中，在压力刺激与脉冲波测量之间存在停止袖带加压的空载期。因此，将连续的血管阻断期保持到最小，以便能够降低对象的负担。

在JP-A-2006-181261中所公开的技术中，除了用于压力刺激的袖带之外，必须配置用于测量体积和压力脉冲波的传感器。因此操作被复杂化。相反，在本申请所公开的主题内容中，除了袖带附着之外的传感器不是必需的。因此，本申请所公开的主题内容在操作上有优势。

在日本专利号3,632,014中所公开的技术中，测量源自于外周血管并包含在压力脉冲波中的反射波分量。反射波分量的测量和振幅增加倍数AI的计算需要复杂的波形识别和计算处理，并且分析装置必须具有高处理能力。相反，在本申请所公开的主题内容中，只需要测量脉冲波的波形，因此分析装置不需具有高处理能力。

血压改变血管的顺应性。当血压高时，血管壁处于壁在外周方向上扩张和变硬的状态，并且顺应性低。相反，当血压低时，作用于血管壁的力小。因此，血管壁在外周方向上以较小程度扩张，并且顺应性高。所有在JP-A-2007-209492、JP-A-2006-181261和日本专利号3,632,014中公开的技术的问题在于，测量到的血管信息不可避免地受到血管内压力、即血压的影响。

在日本专利号4,049,671中公开的技术中，通过数字探针监测外周动脉紧张度的变化。然而，在对脉冲波振幅进行相互比较的情形中，包含不想要的影响的可能性高。特别是交感控制也引起外周动脉紧张性。因此，存在着所述技术不能总是正确检测血管内皮功能的问题。

在现有技术中，指示最大脉冲波振幅的袖带压力对应于平均血压。无论血压水平如何，当血管被袖带以等于平均血压的压力压迫时，血管内外的压力相互抵消，在血管壁外周方向上作用的力降至最低。在本申请所公开的主题内容中测量的最大脉冲波振幅，总是在作用于血管壁外周方向上的力最小化的状态下测量，因此减少了血压水平对测量结果的影响。可以说，在这种状态下血管直径的变化指示了血管壁自身的特征。

根据上面讨论的情况，本发明人提出了一种装置等，在其中将袖带缠绕在身体部位例如手臂周围，通过使用袖带来执行预定时间的动脉阻塞，在动脉等阻塞之前和之后通过在相同位置使用袖带来检测脉冲波，并分析检测到的脉冲波以评估血管内皮功能（参见JP-A-2009-273870和JP-A-2011-56200）。

已经证明，根据所述装置，通过使用袖带能够充分评估血管内皮功能。此后，本发明人深入研究并获得下述结论，即在JP-A-2009-273870和JP-A-2011-56200中公开的技术中，通过在袖带压力改变的情况下测量最大脉冲波振幅，可以减少由血压造成的影响，但是这种测量可能仅仅在血管的粘弹性特征之一上执行。因此，当血管壁粘性发生变化时，除了脉冲波振幅改变之外，血管壁的响应特性也出现变化。然而，在JP-A-2009-273870和JP-A-2011-56200中公开的技术中，存在着这样的变化不能被充分捕获的可能性。已经考虑到，最大脉冲波振幅之外的其他血管的粘弹性指数（在后文中，这样的指数被称为“血管粘弹性指数”）的比较，对于解决这个问题是有效的。

在动脉壁的结构用Voigt模型表示的情形中，下列表达式适用于应力f和畸变x：

f=ex+r（dx/dt） ...（1）

其中e是弹性常数，r是粘性常数。

据认为，表达式（1）中的畸变x对应于在JP-A-2009-273870和JP-A-2011-56200中公开的技术中血管直径的变化，并且在JP-A-2009-273870和JP-A-2011-56200中公开的获得最大脉冲波振幅的比率的技术，是主要与指示所有血管粘弹性指数的表达式（1）的不包括右侧导数项的部分的指数相关的技术。因此，需要开发一种用于评估血管内皮功能的装置，其使用与指示所有血管粘弹性指数的表达式（1）相关的不包括最大脉冲波振幅的指数。

现有技术的FMD测量与心电图的QRS同步的血管直径的DC分量（表达式（1）中的畸变x），原则上不测量脉动分量，因此不受血管壁粘性的影响。然而，正如从表达式（1）明显看出的，本申请所公开的主题内容中使用血管粘弹性指数并与血管内皮功能相关的评估技术，受到血管壁粘性（表达式（1）中的r(dx/dt)）的影响。因此，在开发用于评估血管内皮功能、在其中能够进行与在使用超声回声系统的测量中获得的评估相似的评估的装置时，必须尽可能减少粘性的影响。

图9示出使用现有技术的FMD，在压力刺激之前和之后的血管舒张中弹性和粘性变化的测量结果。根据图9，可以看出压力刺激后的弹性与压力刺激前的弹性相比降低，压力刺激后的粘性与压力刺激前的粘性相比增加。

图10示出在只有弹性降低以及弹性降低同时粘性增加的情形中，测量中脉冲波的振幅波形的实例。根据图10，当只有弹性降低时，只有脉冲波的振幅增加，并且据估计，当测量脉冲波的振幅时，可以捕获血管内皮功能。正如在图10的下部部分中所示，可以看出当弹性降低并且同时粘性增加时，振幅变化出现时滞。结果表明，当弹性降低并且同时粘性增加时，不能利用振幅变化的测量执行充分测定。

发明概述

本申请所公开的主题内容可以提供一种用于评估血管内皮功能的装置，即使在血管粘性发生变化时，所述装置也能准确评估血管内皮功能。

所述装置可以包括：袖带压力控制单元，其被构造为通过使用适合于缠绕在对象身体的一部分周围的袖带，对所述对象身体的所述部分执行预定时间的连续压力刺激；袖带压力检测单元，其被构造为从与所述袖带连接的压力传感器的输出检测袖带压力；脉冲波检测单元，其被构造为从所述压力传感器的输出检测脉冲波；以及分析单元，其被构造为通过对不包含所述脉冲波振幅的血管粘弹性指数进行比较来评估血管内皮功能，所述血管粘弹性指数从在所述压力刺激之前、期间和之后的两个区段中检测到的脉冲波获得。

所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数，可以是在两个区段中检测到的脉冲波的速率、面积、加速度、波形高度和峰值时间长度之

所述压力刺激可以是在基本上恒定的压力下加压所述预定时间。

所述袖带压力控制装单元可以执行至少一次操作，在所述操作中，在所述压力刺激之前和之后中的至少一个时间，将袖带压力从大气压升高至等于或高于所述对象的平均血压的压力，然后降低至等于或低于所述对象的最低血压的压力。

所述分析单元可以通过将在恒压过程中获得的不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数，与在所述压力刺激之前或之后获得的不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数进行比较，来评估血管内皮功能，在所述恒压过程中将在加压过程中获得的袖带压力的预定压力维持预定的时间长度

所述分析单元可以对在所述袖带压力变化期间获得的脉冲波的变化执行统计学处理。

所述统计学处理可以是在其中获得袖带压力加压或减压过程中不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的处理。

所述统计学处理可以是在其中获得袖带压力的恒压过程中不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的处理。

所述统计学处理可以是在其中获得在袖带压力的变化期间获得的不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的邻域平均值的处理。

所述统计学处理可以是在其中获得在袖带压力恒定时获得的不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的邻域平均值的处理。

所述装置还可以包括显示单元，所述分析单元可以从所述脉冲波计算血压值，并且所述显示单元可以同时显示所述血压值和通过所述分析单元进行比较的结果。

所述袖带可以包括适合于缠绕在所述对象身体的第一部分周围的第一袖带，以及适合于缠绕在所述对象身体的第二部分周围的第二袖带，所述袖带压力控制单元可以控制第一和第二袖带中的一个的加压和减压，并且所述袖带压力检测单元可以从与第一和第二袖带中的另一个连接的压力传感器的输出来检测所述袖带压力。

所述第一和第二袖带可以被置于所述对象身体的四肢之一上。

附图说明

图1是示出根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例的构造的框图。

图2是示出根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的袖带附着于身体的状态的视图。

图3A和3B是示出脉冲波测量的第一实例的图，所述测量通过根据本申请所公开主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例和一段时间的动脉阻塞来执行。

图4是流程图，示出在袖带压力减压过程中，通过根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例来执行的脉冲波测量操作。

图5是流程图，示出在袖带压力加压过程中，通过根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例来执行的脉冲波测量操作。

图6A至6D是示出可用于根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例的血管粘弹性指数的实例的图。

图7是示出与可用于根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例的血管粘弹性指数的实例相关的ROC分析的结果的图。

图8A和8B是示出ROC分析的图，所述ROC分析是用于根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例的测定准确性的验证的验证技术。

图9是显示了示出通过现有技术的FMD，在压力刺激之前和之后血管舒张中弹性和粘性的变化的测量结果的图。

图10是示出在图9的测量中脉冲波的振幅波形的实例的图。

图11是示出在模拟中获得的，由压力刺激后时间的流逝和粘性的变化所引起的影响的图。

具体实施方式

本申请的发明人发现，由动脉阻塞后的即刻血流导致的血管内部的剪应力，促进来自于血管内皮细胞的血管减压剂物质NO的产生，结果血管直径扩大并且血管粘性增加。

血压变化与血管体积脉冲波之间的关系可以通过下列表达式来表示。根据Boyle法则，

P×V=k（常数）

其中P是袖带的袖带内压力，V是袖带内体积。

当血管体积增加ΔV，并且袖带内压力增加ΔP时，

（P+ΔP）×（V+ΔV）=k。

这里，ΔP×ΔV足够小，因此保持下式：

ΔV=ΔP×（V/P）.

可以看出，在P和V恒定的情况下，压力脉冲波ΔP与血管体积变化ΔV成正比。因此，这表明可以通过使用压力脉冲波来计算血管直径的变化，可以获得表达式（1）的血管粘弹性指数，并且能够进行评估。

以下，将参考附图描述本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的实施例。在图中，一致的部件用相同的参考数字表示，重复性的描述将被省略。图1是示出根据本申请所公开的主题内容的用于评估血管内皮功能的装置的构造的框图。所述装置包括第一袖带11、第一泵12、第一阀门13、第一压力传感器14、控制单元20、分析/处理单元30和显示单元40。第二泵52和第二阀门53连接到所述控制单元20。第二压力传感器54连接到所述分析/处理单元30。此外，第二袖带51连接到所述第二泵52、第二阀门53和第二压力传感器54。第一袖带11将被缠绕在对象的第一身体部分例如手臂或腿周围，并用于施加压力以阻塞周围缠绕有袖带的部分上的动脉。第二袖带51将被缠绕在对象的第二身体部分例如手臂或腿周围，并用于施加压力以在周围缠绕有袖带的部分上检测脉冲波。在测量中，优选情况下，例如将第一袖带11缠绕在手臂的手臂部分周围，并将第二袖带51缠绕在位于第一袖带11的上游侧（更接近心脏的一侧）的部分周围，如图2中所示。第一袖带11和第二袖带51可以置于对象身体的四肢的相同和同侧肢上。

第一泵12在控制单元20的控制下将空气供应到第一袖带11中。第一阀门13在控制单元20的控制下对第一袖带11中空气的不排放/排放进行切换。第二泵52在控制单元20的控制下将空气供应到第二袖带51中。第二阀门53在控制单元20的控制下对第二袖带51中空气的不排放/排放进行切换。控制单元20构成控制第一袖带11和第二袖带51的加压和减压的袖带压力控制单元。

第一压力传感器14连接到第一袖带11，并输出对应于第一袖带11中的压力的信号，第二压力传感器54连接到第二袖带51，并输出对应于第二袖带51中的压力的信号。分析/处理单元30由例如计算机构成，控制整个装置，并包括袖带压力检测单元31、脉冲波检测单元32和分析单元33。在实施例中，出于方便的目的，共用控制第一袖带11和第二袖带51的控制单元20以及执行分析和处理的分析/处理单元30。可选地，它们可以为每个袖带配置。

袖带压力检测单元31从第一和第二压力传感器14、54的输出检测第一和第二袖带11、51的袖带压力。脉冲波检测单元32从第二压力传感器54的输出检测脉冲波。分析单元33分析检测到的脉冲波，以使用从在压力刺激前、压力刺激期间和压力刺激后任两个区段中检测到的脉冲波获得的并且不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数进行比较，由此评估血管内皮功能。

控制单元20在对象身体的部分上执行预定时间长度的连续压力刺激并改变袖带压力，如例如图3A中所示。即在加压期（动脉阻塞时期）T期间通过使用第一袖带11执行血管内皮刺激，并在加压期T之前和之后、即测量期Tp和Ta期间通过使用第二袖带51测量脉冲波振幅。例如，加压期T可以被设置为约5分钟，测量期Tp和Ta可以被设置成通常的血压测量所需的时间。在加压期T期间监测第一压力传感器14的输出，并以等于最高血压与预定压力（例如50mmHg）之和的压力执行动脉的阻塞。

用于评估血管内皮功能的装置执行图4的流程图中所述的处理。如上所述，将第一袖带11缠绕在作为如图2中所示的对象身体的一部分的臂部周围，将第二袖带51缠绕在作为对象身体的一部分并位于第一袖带11的上游侧上的臂部周围，然后开始测量。在控制单元20的控制下，在第二阀门53关闭的状态下，将空气从第二泵52送到第二袖带51以升高袖带压力（S11）。

当袖带压力达到预定压力时，停止来自于第二泵52的空气供应，并打开第二阀门53。因此，袖带压力降低，并且脉冲波检测单元32检测每次心跳的脉冲波振幅（S12）。

此外，袖带压力检测单元31从第二压力传感器54的输出检测袖带压力，并在所述袖带压力和脉冲波的基础上，分析单元33获得血管粘弹性指数（S13）。血管粘弹性指数通过对在测量期Tp中获得的脉冲波进行统计学处理来获得。测量期Tp中的脉冲波如图3B中所示获得，并且因此获得了作为血管粘弹性指数的脉冲波面积。在测量期Tp中，当袖带压力等于平均血压时，脉冲波振幅最大，因此在例如图6B中所示的几个脉冲波波形中获得最大面积（积分值），所述图6B是图6A中所示的最大脉冲波振幅附近的脉冲波的放大图。在平均血压事先已知的情形中，为了获得最大脉冲波不是必需加压至等于或高于平均血压的压力，并且降低了对象的负担。

接下来，实现加压期T，在此期间，在控制单元20控制下关闭第一阀门13的状态下，将空气从第一泵12送往第一袖带11，并且用于血管内皮刺激，以等于最高血压与预定压力（例如50mmHg）之和的压力执行动脉的阻塞（S14）。在5分钟后，打开第一阀门13以释放袖带压力，由此将袖带压力降低至等于或低于最低血压的压力（S15）。然后将第二阀门53关闭，并从第二泵52输送空气以升高袖带压力（S16）。此外，以与上述相似的方式降低第二袖带51的袖带压力，并且脉冲波检测单元32检测每次心跳的脉冲波振幅（S17）。

以与步骤S13相似的方式，在袖带压力和脉冲波振幅的基础上，分析单元33从袖带压力和脉冲波振幅获得作为血管粘弹性指数的脉冲波面积（S18）。将以前获得的面积和较晚获得的面积进行相互比较，以评估血管内皮功能（S19）。通过获得以前获得的面积除以较晚获得的面积的除法的结果，来执行比较。

如上所述，动脉的阻塞通过第一袖带11来执行，并通过第二袖带51在不同部位中测量脉冲波。如本专利申请的发明人的JP-A-2009-273870中所述，可以通过用于执行动脉阻塞的袖带在同一部位中测量脉冲波。

在实施例中，在对袖带压力进行减压的过程中测量脉冲波。可选地，如图5的流程图中所示，可以在对袖带压力进行加压的过程中执行测量。也就是说，在控制单元20的控制下，在第二阀门53关闭的状态下，将空气从第二泵52送往第二袖带51以升高袖带压力，并且在袖带压力加压过程中，通过脉冲波检测单元32检测每次心跳的脉冲波振幅（S21）。

此外，袖带压力检测单元31从第二压力传感器54的输出检测袖带压力，并且在袖带压力和脉冲波的基础上，分析单元33获得血管粘弹性指数（S22）。通过对在加压期中获得的脉冲波的面积进行统计学处理，获得起到血管粘弹性指数作用的脉冲波面积。

在充分设置的加压期后，将第二阀门53打开以降低第二袖带51的压力（S23），执行诸如与图4的流程图中所示的实施例相同的步骤S14和S15中通过第一袖带11进行动脉阻塞及其取消的过程，然后升高第二袖带51的压力，并且在升高第二袖带51的袖带压力的过程中，通过脉冲波检测单元32检测每次心跳的脉冲波振幅（S24）。步骤S24中的过程与步骤S21和S22相同。在所述过程后，降低第二袖带51的压力（S25），并执行与图4的流程图中所示的实施例相同的步骤S19和S20的过程。

在图4和5中，如上所述，在降低第二袖带的压力（S12，S17）或升高所述压力（S21，S24）的过程中测定每次心跳的脉冲波振幅。可选地，可以在第二袖带的压力保持恒定（处于恒定压力）的状态下测定每次心跳的脉冲波振幅。例如，恒定压力是约20mmHg。可选地，可以在执行动脉阻塞的加压期T期间检测脉冲波，并且可以根据检测到的脉冲波获得血管粘弹性指数，可以在测量期Tp或Ta期间检测脉冲波，并且可以根据检测到的脉冲波获得血管粘弹性指数，并且可以将在所述两个区段期间获得的血管粘弹性指数相互比较。

在第二袖带的压力保持恒定（处于恒定压力）的状态下测定每次心跳的脉冲波振幅的情形中，第一袖带和第二袖带可以彼此相同，或者可以使用单一袖带。在这样的情况下，可以对图1的构造进行修改，以便移除第二袖带51、第二泵52、第二阀门53和第二传感器54，使第一袖带11具有第二袖带51的功能，使第一泵12具有第二泵52的功能，使第一阀门13具有第二阀门53的功能，并且使第一传感器14具有第二传感器54的功能。

用于评估血管内皮的装置在显示单元40上显示如上所述获得的血管粘弹性指数以及所述指数的比较结果。作为血压值，显示使用第二袖带51的测量期Tp和Ta中预设的一个的值。用于评估血管内皮的装置可以产生将血管粘弹性指数的值按时间序列作图的曲线图，并将所述图显示在显示单元40上。此外，所述装置可以产生将前端血管粘弹性指数与后端血管粘弹性指数的比率按时间序列作图的曲线图，并将所述图显示在显示单元40上。此外，可以保留获得的血管粘弹性指数的数据的历史信息，并可以将趋势以列表的形式显示在显示单元40上。从获得的血管粘弹性指数的数据可以产生曲线图，并且可以将趋势显示在显示单元40。

在本实施例中，获得脉冲波面积作为血管粘弹性指数。可选地，可以将脉冲波速率用作血管粘弹性指数。例如，将图6A中所示的最大脉冲波振幅附近的脉冲波用时间求微分，并获得如图6C中所示的脉冲波速率。对速率执行统计学处理。作为统计学处理，可以使用在其中获得最大速率的技术。

可选地，可以使用脉冲波的加速度作为血管粘弹性指数。例如，将图6A中所示的最大脉冲波振幅附近的脉冲波用时间求两次微分，并获得如图6D中所示的脉冲波加速度。对加速度执行统计学处理。作为统计学处理，可以使用在其中获得最大加速度的技术。

可选地，可以使用峰值时间长度作为血管粘弹性指数。例如，假设图6B是图6A中所示的最大脉冲波振幅附近的脉冲波的放大图。如图6B中所示，将从波形的零交叉点到波形的峰值点的时间长度设定为峰值时间长度，并且可以使用峰值时间长度作为血管粘弹性指数。对峰值时间长度执行统计学处理。作为统计学处理，可以使用在其中获得最大峰值时间长度的技术，或者可以在其中使用预定数量的波形的峰值时间长度的平均值。可选地，可以使用在图6B中所示的波形高度。波形高度是指从波形的零交叉点到峰值点的高度。

对于通过使用血管粘弹性指数进行比较来评估血管内皮功能的技术执行测定准确性的验证，如上所述，血管粘弹性指数从在压力刺激前、压力刺激期间和压力刺激后的任两个区段中检测到的脉冲波获得。使用ROC分析作为验证方法。在分析中，在如图8A中所示对由无图案区域指示的健康人群的分布和由小点图案区域指示的患病人群的分布设置确定判据（阈值）的情形中，获得了在图中所显示的真阳性率和假阳性率。真阳性率是指被正确确定为患病的患者的比率，假阳性率是指被错误地确定为患病的患者的比率。当横坐标表示假阳性率，纵坐标表示真阳性率，在改变确定判据的同时获得真阳性率和假阳性率，并且将所述比率作图时，获得了如图8B中所示的ROC曲线。在ROC曲线中，可以证实曲线上升越快，技术越出色。

对于作为ROC曲线之上和之下的面积之比的AUC值来说，当将血管粘弹性指数的具体实例进行排列时，获得了图7。根据图7可以看出，在本申请所公开的主题内容的实施例中使用的面积（积分值）提供了非常出色的评估技术。在图7中，在现有专利申请中起到血管粘弹性指数作用的最大振幅约为0.8或足够高，并且最大速率、最大加速度、波形高度和峰值时间长度也为0.6或以上。因此，已证实本发明的技术足够有用。

如上所述，在用于血管内皮刺激的加压期T之前和之后，实现了使用第二袖带51进行脉冲波测量的测量期Tp和Ta，并且在每个用于脉冲波测量的测量期Tp和Ta中执行一次测量。可选地，在每个测量期中可以执行多次测量。在可选方案中，前端和后端测量的数量可以彼此不同。在测量期Tp和Ta中，袖带压力可以从大气压升高到等于或高于对象的平均血压的压力，然后降低至等于或低于对象的最低血压的压力。

根据本申请所公开的主题内容，对对象身体的一部分执行预定时间的连续压力刺激，并且分析单元通过对压力刺激之前和之后脉冲波的血管粘弹性指数进行相互比较，来评估血管内皮功能。因此，构造和测量技术被简化，并且由于压力刺激之前和之后的脉冲波具有血管的粘弹性特征的信息，因此脉冲波的比较能够使血管内皮功能的评估高度精确地进行。

图11示出在模拟波形中，由粘性和弹性值的变化以及时间的流逝施加于脉冲波的振幅和面积的影响。如图11所示，FMD不受由时间流逝造成的粘性变化的影响。相反，在本申请所公开的主题内容的技术（最大面积方法）中，作为不包含脉冲波振幅的粘弹性指数的脉冲波最大面积，尽管受到由于时间流逝导致的粘性的影响，但测量结果与FMD的结果相似，并且与测量脉冲波最大振幅的技术（最大脉动方法）相比，与FMD的偏差得到进一步改善。

Claims (11)

1.一种用于评估血管内皮功能的装置，该装置包括：

袖带压力控制单元，该袖带压力控制单元被构造为通过使用适合于缠绕在对象身体的一部分周围的袖带，对所述对象身体的所述部分执行预定时间的连续压力刺激；

袖带压力检测单元，该袖带压力检测单元被构造为从连接到所述袖带的压力传感器的输出检测袖带压力；

脉冲波检测单元，该脉冲波检测单元被构造为从所述压力传感器的输出检测脉冲波；以及

分析单元，该分析单元被构造为通过对不包含所述脉冲波的振幅的血管粘弹性指数进行比较以评估血管内皮功能，所述血管粘弹性指数从在所述压力刺激之前、期间和之后区段中的两个区段中检测到的所述脉冲波获得，其中

所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数，是所述脉冲波的速率、面积、加速度和峰值时间长度中的一个，

所述脉冲的面积是当所述脉冲波被所述脉冲波的零交叉线划分为上部部分和下部部分时，被从零交叉点至下一个零交叉点的线与脉冲波形上部部分所围绕的面积，

所述分析单元对所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数执行统计学处理，并且

所述统计学处理包括获得所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其中

所述压力刺激是在基本上恒定的压力下加压所述预定时间。

3.根据权利要求1所述的装置，其中

所述袖带压力控制单元执行至少一次操作，在该操作中，在所述压力刺激之前和之后中的至少一个时间，将所述袖带压力从大气压升高至等于或高于所述对象的平均血压的压力，然后降低至等于或低于所述对象的最低血压的压力。

4.根据权利要求1所述的装置，其中

所述分析单元通过将在恒压过程中获得的所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数，与在所述压力刺激之前或之后获得的所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数进行比较，以评估所述血管内皮功能，在所述恒压过程中将在加压过程中获得的袖带压力的预定压力维持预定的时间段。

5.根据权利要求1所述的装置，其中

所述统计学处理是在其中获得袖带压力加压或减压过程中所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的处理。

6.根据权利要求1所述的装置，其中

所述统计学处理是在其中获得袖带压力的恒压过程中所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的处理。

7.根据权利要求1所述的装置，其中

所述统计学处理是在其中获得在袖带压力的变化期间获得的所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的邻域平均值的处理。

8.根据权利要求1所述的装置，其中

所述统计学处理是在其中获得在袖带压力恒定时获得的所述不包含脉冲波振幅的血管粘弹性指数的最大值的邻域平均值的处理。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括显示单元，其中

所述分析单元从所述脉冲波计算血压值，并且

所述显示单元同时显示所述血压值和通过所述分析单元进行比较的结果。

10.根据权利要求1所述的装置，其中

所述袖带包括适合于缠绕在所述对象身体的第一部分周围的第一袖带，以及适合于缠绕在所述对象身体的第二部分周围的第二袖带，

所述袖带压力控制单元控制所述第一和第二袖带中的一个的加压和减压，并且

所述袖带压力检测单元从连接到所述第一和第二袖带中的另一个的压力传感器的输出检测所述袖带压力。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述第一和第二袖带被置于所述对象身体的四肢中的一个上。