CN1428129A - 动脉硬化评估仪器 - Google Patents

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Abstract

一种评估活受验者动脉硬化的仪器(10)，包括：一个脉冲波检测器件(12、54)，可从受验者的第一部位(14)和第二部位(38)分别检测出含有入射波分量的脉冲波；一个增大指数确定设施(88)，可根据脉冲波检测器件分别从第一和第二部位检测到的脉冲波分别确定第一和第二增大指数，这两个指数分别表示从第一和第二部位上检测出的脉冲波的幅度从其入射波分量的幅度上增大的程度；及一个动脉硬化评估设施(92)，可根据由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数的比较来评估受验者的动脉硬化。

Description

动脉硬化评估仪器
本发明的背景
本发明的领域
本发明涉及一种根据增大指数来评估动脉硬化的动脉硬化评估仪器。
相关技术的陈述
增大指数一般被计算为脉冲波波峰的幅度(即脉冲波的脉冲压力)与包含在脉冲波内的入射波波峰的幅度(即入射波的脉冲压力)之差除以脉冲波的脉冲压力所得到的百分比值。由于增大指数随着动脉硬化而增加，因此增大指数可被用作评估动脉硬化的指数。
但增大指数受生理因素如血压或生理负荷和环境因素如温度的影响，对于不同的活受验者或不同的测量操作可以有很大的变化，因此增大指数和动脉硬化的关联不怎么强，单单根据增大指数是不能评估动脉硬化的。
本发明的概述
因此本发明的一个目的是要提供一种能够根据增大指数高度准确地评估一个活受验者的动脉硬化的动脉硬化评估仪器。
为了达到上述目的，本发明人进行了大范围的研究，发现下列事实：已知随着动脉硬化的发展，从一个活受验者的不同部位检测到的各个脉冲波的各个波形会越来越变得相似。根据这样的认识，本发明人曾发现随着动脉硬化的发展，从各个脉冲波的各个波形计算出来的增大指数会逐渐趋向一致，只要比较受验者不同部位的各个增大指数便能评估动脉硬化。因为这些增大指数受到相同的生理变化和相同的环境因素的影响，所以比较这些增大指数能够高度准确地评估动脉硬化。本发明就是根据这些发现研发的。
上述目的本发明已能达到。按照本发明的第一方面提供的评估活受验者的动脉硬化的仪器包括：一个脉冲波检测器件可从受验者的第一部位和第二部位分别检测出含有入射波分量的脉冲波；一个增大指数确定设施可根据由脉冲波检测器件分别从第一和第二部位检测到的脉冲波分别确定第一和第二增大指数，这两个指数分别表示从第一和第二部位上检测出的脉冲波的幅度从其入射波组位的幅度上增大的程度；以及一个动脉硬化评估设施，可根据由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数的比较来评估受验者的动脉硬化。
按照本发明，增大指数确定设施确定一个活受验者不同部位的各个增大指数，而动脉硬化评估设施根据不同部位的这些增大指数的比较评估受验者的动脉硬化。由于是将单个受验者上得到的多个增大指数互相比较，影响这些增大指数的生理变化和环境因素可互相抵消，因此与只用单独一个增大指数来评估动脉硬化相比，能以较高的准确度来评估动脉硬化。
最好动脉硬化评估设施还包括一个比较值计算设施，用来在将由增大指数确定设施所确定的第一第二增大指数进行比较时计算比较值，而动脉硬化评估设施就根据这样计算出来的比较值和由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数中的至少一个指数来评估受验者的动脉硬化。
按照这个特点，动脉硬化能评估得更为准确，因为除了活受验者不同部分的第一和第二增大指数的比较值以外，至少还有一个增大指数的本身被考虑进去。
最好动脉硬化评估仪器除了前节所说的比较值计算设施外，还包括一个脉冲传播速度相关信息获得器件，以获得与脉冲波在受验者内传播速度有关的信息。这样动脉硬化评估设施可根据由比较值计算设施计算的比较值和由脉冲波传播速度相关信息获得设施获得的脉冲波传播速度相关信息来评估受验者的动脉硬化。
按照这个特点，动脉硬化能评估得更为准确，因为除了活受验者不同部位的第一和第二增大指数的比较值以外，还把脉冲波传播速度相关信息即与增大指数类似能表示动脉硬化的指数考虑进去。
最好动脉硬化评估仪器除了所说的比较值计算设施外，还包括一个脉冲压力确定设施，以确定由脉冲波检测器件从第一和第二部位中检测到的脉冲波中至少一个脉冲波的脉冲压力。这样动脉硬化评估设施便可根据由比较值计算设施计算的比较值和由脉冲压力确定设施确定的脉冲压力来评估受验者的动脉硬化。
按照这个特点，动脉硬化能评估得更为准确，因为除了活受验者不同部位第一和第二增大指数的比较值以外，还把指示动脉硬化的脉冲压力考虑进去。
按照本发明的第一方面提供的评估活受验者的动脉硬化的仪器包括：一个脉冲波检测器件可从受验者的第一部位和第二部位分别检测出含有入射波分量的脉冲波；一个增大指数确定设施，可根据由脉冲波检测器件分别从第一和第二部位检测到的脉冲波分别确定第一和第二增大指数，这两个指数分别表示从第一和第二部位检测出的脉冲波的幅度从其入射波分量的幅度上增大的程度；以及一个显示器件，可将由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数显示出来。
按照本发明，增大指数确定活受验者不同部位的各个增大指数，显示器件则将不同部位的各个增大指数显示出来。这样人们就能从显示的各个增大指数的比较来判断：这些增大指数值越是互相接近表示动脉硬化的程度越高，这些增大指数值越是互相远离表示动脉硬化的程度越低。这样与只用单独一个增大指数来评估动脉硬化相比，能以较高的准确度来评估动脉硬化。
附图简述
本发明的以上这些和其他一些可选的目的、特点和优点在阅读下面结合附图对本发明的较优实施例所作的详细说明后当可有较好的了解。在附图中：
图1为一概略图，示出采用本发明的动脉硬化评估仪器的流程图；
图2为一说明图，示出图1中的动脉硬化评估仪器的压力脉冲波探测头被穿戴在一个活受验者的颈部上的情况；
图3为图2中压力脉冲波探测头的放大图，探头的一部分已被切去；
图4为一视图，用来说明一排压力感知元件被设置在图3所示压力脉冲波传感器的加压表面上的情况；
图5为一图形示出由图1中的压力脉冲波传感器的压力感知元件提供的压力脉冲波信号SM2所代表的颈总动脉脉冲波wc的一例；
图6为一方块图，用来说明图1中动脉硬化评估仪器的电子控制器件的基本控制功能；
图7和8均为流程图，用来更具体地说明图6中控制器件的CPU(中央处理单元)的控制功能，图7特别说明信号读入例行程序，图8特别说明信号处理例行程序；
图9为一方块图，用来说明作为本发明第二实施例的另一个动脉硬化评估仪器的基本控制功能；
图10为一流程图，用来更具体地说明图9中控制器件的CPU的控制功能，特别是信号处理例行程序；及
图11为在图10中步骤SC8应用的增大指数差和动脉硬化之间的关系。
优选实施例的详细说明
下面本发明将结合附图详细说明其实施例。
在图1中，标号12指一个可充分的套箍，它包括一个带状的布袋和一个容纳在其内的橡胶袋适宜包卷在一个活受验者如病人的右上臂14上。套箍12通过管子20被连接到压力传感器16和压力控制阀18上。压力控制阀18调节空气泵24所供增压空气的压力并将压力调节好的空气供给套箍12，或从套箍12将增压空气排出，这样来控制套箍12内的空气压力。
压力传感器16检测套箍12内的空气压力并将代表所检测空气压力的压力信号SP发给静压滤波电路26和脉冲波滤波电路28。静压滤波电路26包括一个低通滤波器能从压力信号SP中提出代表所检测空气压力中静压力分量即套箍12的施加压力(今后被称为套箍压力PC)的套箍压力信号SC。滤波器电路26通过A/D(模拟到数字)转换器30将套箍压力信号SC发给电子控制器件32。脉冲波滤波电路28包括一个带通滤波器能从压力信号SP中提出代表所检测空气压力中振荡分量，即套箍脉冲波的套箍脉冲波信号SM1。该信号SM1代表受验者在被套箍加压时未被示出的臂动脉所产生的上臂脉冲波Wb.滤波器电路28通过A/D转换器将套箍脉冲波信号SM1发给控制器件32。这样套箍12、压力传感器16、静压滤波电路26、脉冲波滤波器28、压力控制阀18、空气泵24等合作便构成上臂脉冲波检测器件35。
本动脉硬化评估仪器10还包括一个如图2所示的可借助于一根带子40穿戴在受验者颈部38上的压力脉冲波探测头36，其功能犹如一个颈总动脉脉冲波检测器件。如图3的明细部所示，压力脉冲波探测头36包括：一个容器状传感器壳体42；一个容纳传感器壳体42的外壳44；和一个用螺纹与传感器壳体42啮合，可被设置在外壳44内未被示出的电动机转动而使传感器壳体42在颈总动脉46的宽度方向上移动的进给螺杆48。借助于带子40，压力脉冲波探测头36可拆卸地连结在颈部38上，使传感器壳体42的敞开端对着颈部38的体表面50。
另外，压力脉冲波探测头36包括一个通过膜片52而被固定在传感器壳体42内壁上的压力脉冲波传感器54，使该传感器54可相对于壳体42而移动并可前进到壳体42的敞开端之外。传感器壳体42、膜片52等互相配合形成一个压力室56，由空气泵58通过压力控制阀60提供增压空气如图1所示，这样压力脉冲波传感器54就被用一个相当于压力室内空气压力(Pa)的压下力抵压在体表面54上。
传感器壳体42和膜片52互相配合构成一个加压器件62将压力脉冲波传感器54抵压在颈总动脉46上，进给螺杆48和未示出的电动机互相配合构成一个宽度方向移动器件64使压力脉冲波传感器54在颈总动脉46的宽度方向上移动，从而可改变传感器54加压在体表面50上的加压位置。
压力脉冲波传感器54有一加压表面66，并有多个半导体压力感知元件(今后被称为“压力感知元件”)E在颈总动脉46的宽度方向上即在传感器54平行于进给螺杆48而移动的方向上按一定的间隔排列在加压表面66上，越过一个比颈总动脉直径大的长度。如图4所示，排列着15个压力感知元件E(a)、E(b)、...W(o)，间隔例如为0.6mm。
如上所述构造的压力脉冲波探测头36抵压在颈部38的体表面50上正好在颈总动脉46之上，使压力脉冲波传感器54能够检测到颈总动脉46内产生并被传播到体表面50上的压力脉冲波(即颈总动脉脉冲波WC)，然后通过A/D转换器68将代表颈总动脉脉冲波WC的压力脉冲波信号SM2发给控制器件32。从压力脉冲波传感器54连续发出的压力脉冲波信号SM2所代表的颈总动脉脉冲波WC的一例在图5中以实线示出。
由所谓微型计算机提供的控制器件32包括一个CPU(中央处理单元)70，一个ROM(只读存储器)72，一个RAM(随机存取存储器)74，和一个未示出的I/O(输入和输出)端口。CPU 70按照利用RAM 74暂时存储的功能预先存储在ROM 72内的控制程序处理信号并发出驱动信号通过I/O端口传给空气泵24、58和压力控制阀18、60以资控制套箍12内的压力(即套箍压力PC)和压力室56内的空气压力。另外，CPU 70根据脉冲波滤波电路28提供的套箍脉冲波信号SM1和压力脉冲波传感器54提供的压力脉冲波信号SM2计算增大指数AI等，还控制那些应由显示器件显示的信息。
图6为一概略图用来说明本动脉硬化评估仪器10的控制器件32的基本控制功能。有一最佳加压位置确定设施80判断规定的加压位置改变条件是否满足，即在压力脉冲波传感器54的所有压力感知元件E检测到的压力中检测到最高压力的那个元件(今后被称为最高压力检测元件EM)是否定位在该列压力感知元件的两个规定的相对端部中的一个端部。该端部可以是该列元件E上包括相应端头而具有规定长度的一个范围，也可以是该列元件E上包括相应端头而容纳规定数目的元件的一个范围。最高压力检测元件EM是其中一个正好定位在颈总动脉46之上的一个元件E。当满足这个加压位置改变的条件时，最佳加压位置确定设施80就进行下列加压位置改变的操作：在加压器件62暂时使压力脉冲波传感器54移动离开体表面50时，宽度方向移动器件64使加压器件62和传感器54移动越过一个规定的距离，然后加压器件62重新用规定的相当低的第一压下力HDP1按压传感器54。在这状态下，确定设施80重新判断是否满足规定的加压位置改变条件。确定设施80重复进行上述操作和判断一直到加压位置改变条件不再满足为止，最好进行到最高压力检测元件EM定位在该列元件E规定的中部内为止。一列元件E的两个相对的端部所含有的长度或元件数目是根据要被压力脉冲波传感器54加压的动脉(即颈总动脉46)的直径来规定时，可以是该直径的四分之一。
在最佳加压位置确定设施80将压力脉冲波传感器54定位在最佳加压位置上以后，压下力改变设施82在规定的压下力范围内改变加压器件62施加在传感器54上的压下力HDP(即压紧压力)，或者按照受验者的每一次心跳用步进的方式增加，或者连续地按照一个规定的相当低的速率增加。根据在压下力HDP改变时得到的颈总动脉脉冲波WC，改变设施82确定最佳的压下力HDP0并将加压器件62施加在传感器54上的压下力保持在这样确定的最佳压下力上。这里，最佳压下力HDP0是这样确定的，即被压下力HDP(即颈总动脉脉冲波WC的一个心跳同步脉冲的最大值减去最小值所得的差额)加压的最高压力检测元件EM所检测到的颈总动脉脉冲波WC的脉冲压力PPc应不小于预定的脉冲压力下限PPCL。脉冲压力下限PPCL是通过实验预先确定的值，该值能保证检测到清晰的颈总动脉脉冲波。如果脉冲压力PPc太小，将不能获得清晰的颈总动脉脉冲波Wc。
有一套箍压力改变设施84根据静压滤波电路26提供的套箍压力信号sc控制空气泵24和压力控制阀18使套箍压力pc改变到并保持在规定的脉冲波检测压力。这里，脉冲波检测压力被限定为一个比上臂14的舒张血压低的压力，该压力可确保由脉冲波滤波电路28提取的套箍脉冲波信号SM1具有足够大的幅度。脉冲波检测压力例如可为60mm Hg。
有一入射波波峰确定设施86接连地确定入射波分量wci峰点pci的幅度(即脉冲压力PPci)和出现时间，该入射波分量被包含在压力脉冲波传感器54的最高压力检测元件EM所不断检测到的颈总动脉脉冲波wc的每一个接连的心跳同步脉冲内，而检测时施加在传感器54上的压下力HDP被保持在最佳压下力HDP0的状态下。另外，入射波波峰确定设施86还接连地确定入射波分量wbi峰点pbi的幅度(即脉冲压力PPbi)和出现时间，该入射波分量wbi被包含在脉冲波滤波电路28所不断检测到的上臂脉冲波wb的每一个接连的心跳同步脉冲内，而检测时套箍压力pc被保持在上述脉冲波检测压力的状态下。由于颈总动脉脉冲波wc的入射波wci的峰点pci和上臂脉冲波wb的入射波wbi的峰点pbi都是用相同的方式确定的，所以下面用颈总动脉脉冲波wc作为这两种脉冲波wc、wb的代表来说明这个方式。
颈总动脉脉冲波wc包含的入射波分量wci在图5中以虚线示出，其峰点pci相应于复合的颈总动脉脉冲波(即被观察的波)在升起点和峰点pc之间发生的一个转折点或最大点(在本例中为转折点)。为此，投入波波峰确定设施86须将不断得到的压力脉冲波信号SM2进行规定的数学处理以资在颈总动脉脉冲波wc的每一个心跳同步脉冲中检测出在升起点和峰点pc之间发生的转折点或最大点作为入射波wci的峰点pci并确定其幅度和出现时间。这里的数学处理可以是一个普通用来检测转折点或最大点的处理，如微分处理或滤波器处理。
如图5所示，颈总动脉脉冲波wc含有一个反射波分量wcr，在图中以点划线示出。这样可见，颈总动脉脉冲波wc为一复合波，由受验者的心脏在排出血液时产生并传播到受验者周边部位的压力波(入射波wci)和压力波的反射波即反射波wcr构成。人们推测反射波wr的主要分量是在受验者的髂总动脉周围反射的反射波。
有一增大指数确定设施88确定增大指数AIc和AIb，其中AIc表示颈总动脉脉冲波wc每一个心跳同步脉冲的幅度从该每一个脉冲的入射波的幅度上增大的程度，AIb表示上臂脉冲波wb每一个心跳同步脉冲的幅度从该每一个脉冲的入射波的幅度上增大的程度，其时脉冲波wb的每一个脉冲最好与脉冲波wc的每一个脉冲基本上在同一个时间内被检测。更具体点说，增大指数确定设施88根据压力脉冲波传感器54的最高压力检测元件EM在施加在其上的压下力HDP被保持在最佳压下力HDP0的状态下时所检测到的颈总动脉脉冲波wc确定颈总动脉脉冲波的增大指数AIc，另外根据脉波滤波电路28在套箍压力pc被保持在脉冲波检测压力的状态下所检测到的上臂脉冲波wb确定上臂动脉脉冲波的增大指数AIb。此外，确定设施88还控制显示器件76将这样确定的颈总动脉脉冲波增大指数AIc和上臂动脉脉冲波增大指数AIb显示出来。
增大指数AI例如颈总动脉脉冲波增大指数AIc通常被确定为颈总动脉脉冲波wc的脉冲压力PPc和入射波wci的脉冲压力PPci之差ΔPc对脉冲压力PPc的百分比，即按照下面的式1：
(式1)AIc＝(ΔPc/PPC)×100
此外，颈总动脉增大指数AIc可用多种型式表述，如被确定为：一个(＝PPci/PPc＝PPci/PPci+ΔPc)之值，可将入射波wci的脉冲压力PPci除以颈总动脉脉冲波wc的脉冲压力PPc求得；一个(＝PPc/PPci＝(PPci+ΔP)/PPci)之值，可将颈总动脉脉冲波wc的脉冲压力PPc除以入射波Wci的脉冲压力PPci求得；一个(＝ΔP/PPci)之值，可将压力差ΔP除以入射波wci的脉冲压力PPci求得；一个(＝PPc/ΔP)之值，可将颈总动脉脉冲波wc的脉冲压力PPc除以压力差ΔP求得；一个(＝PPci/ΔP)之值，可将压力差ΔP除以入射波wci的脉冲压力求得；或者是上列各值的百分比值。上臂动脉脉冲波增大指数AIb也可象上述那样确定。
有一比较值计算设施90将增大指数确定设施88所确定的颈总动脉脉冲波增大指数AIc和上臂脉冲波增大指数AIb互相作比较，从而计算出比较值。比较值可以是任何一种能代表两个指数AIc、AIb相关量的相互关系之值。例如，比较值可以是：两个指数AIc、AIb中一个对另一个的比率R(R＝AIc/AIb或AIb/AIc)；两个指数AIc、AIb之差d(d＝AIc-AIb或AIb-AIc)；或一个(＝d/R)之值，可由指数差d除以比率R求得。
如上所述，随着动脉硬化程度的增加，从受验者各个部位检测到的各脉冲波的形状或式样会越来越互相近似。因此，比较值随着动脉硬化程度而变化。例如，随着动脉硬化程度的增加，比率R将趋于1而指数差d将趋于0。
有一动脉硬化评估设施92根据比较值计算设施90所计算的比较值评估受验者的动脉硬化，并控制显示设施76显示动脉硬化评估的结果。动脉硬化的评估可以判断受验者是否有动脉硬化，或确定受验者动脉硬化的程度。在前一种情况下，如果比较值计算设施90所确定的比较值在事前用实验确定的动脉硬化范围内，那么动脉硬化评估设施90可判断被检测受验者具有动脉硬化。当比较值为比率R时，动脉硬化范围可以是一个相当窄的范围，其中值为1；而当比较值为差额d时，动脉硬化范围可以是一个相当窄的范围，其中值为0。
在上述后一种情况下，即动脉硬化评估设施92要确定的是受验者的动脉硬化程度。ROM 72应在事前存储比较值与动脉硬化程度之间的预定关系，动脉硬化评估设施92就按照这个预先存储的关系，根据比较值计算设施90实际确定的比较值确定受验者的动脉硬化程度。上述关系可以用一个数学函数表示，其变数为比较值和动脉硬化程度。
图7和8为流程图示出图6所示CPU 70的控制功能。图7示出信号读入例行程序用来读入脉冲波信号SM1、SM2；图8示出信号处理例行程序用来处理这样读入的脉冲波信号SM1、SM2。
在图7中，首先控制器件32进行步骤SA1(今后“步骤”一词将被适当地省略)，控制器件开动空气泵24并控制压力控制阀18使套箍压力pc改变到并保持在脉冲波检测压力即60mm Hg。
随后控制走到步骤SA2到SA4，相应于最佳加压位置确定设施80。在SA2，控制器件操作器件62改变压力室56内的压力使施加在压力脉冲波传感器54上的压下力HDP保持在规定的第一压下力HDP1。第一压下力HDP1是在事前由实验确定的，它能确保由压力感知元件E检测的颈总动脉脉冲波wc的S/N比率足够高，使颈总动脉脉冲波wc的各该峰点pc能以相当高的准确度被检测出来。
然后控制进到SA3，在那里控制器件判断规定的加压位置改变条件(即APS开始条件)是否满足，即设在加压表面66上的压力感知元件E中的最高压力探测元件EM是否位在该列元件E的两个相对端部中的一个端部上。如果在SA3作出的判断是否定的，控制就可走到SA5和以后的步骤上。
在另一方面，如果在SA3作出的判断是肯定的，即压力脉冲波传感器54抵压在颈总动脉46上的加压位置并不合适，那么控制要走到SA4，即APS控制例行程序。按照该程序，控制器件确定最佳加压位置使最高压力检测元件EM基本上位在该列元件E的中部。为此，控制器件进行下列顺序的操作，即操作加压器件62和宽度方向移动器件64使压力脉冲波传感器54暂时从体表面50上移开，移动加压器件62和传感器54越过一个规定的距离，再一次用规定的压下力HDP1压下传感器54。在这状态下控制器件再一次判断最高压力探测元件EM是否基本上位在该列元件的中部。SA3和SA4反复进行一直到在SA3作出肯定的判断为止。
这样，在SA4，控制器件就可将压力脉冲波传感器54定位在最佳加压位置。或者在SA3作出的判断仍然是否定的，控制可走到SA5，从传感器54的压力感知元件E中选择一个新的最高压力检测元件EM。在SA5后面是SA6，相应于压下力改变设施82，在那里由加压器件62施加在传感器54上的压下力HDP从第一压下力HDP1起不断增加。在这压下力HDP的增加过程中，控制器件根据在SA5选择的最高压力检测元件EM所检测颈总动脉脉冲波的每一接连的心跳同步脉冲的脉冲压力PPc是否不小于规定的最佳脉冲压力PL的判断确定最佳压下力HDP0。然后，控制器件将施加到压力脉冲波传感器54上的压下力HDP改变到并保持在这样确定的最佳压下力HDP0上。
然后，控制走到SA7在那里控制器件读入由脉冲波滤波电路28提供的套箍脉冲波信号SM1和由压力脉冲波传感器54的最高压力检测元件EM提供的压力脉冲波信号SM2。然后在SA8，控制器件判断它有否将套箍脉冲波信号SM1和压力脉冲波信号SM2中的一个心跳同步脉冲读入。如果在SA8作出的判断是否定的，那么SA7和以后的步骤须重复以便继续读入套箍脉冲波信号SM1和压力脉冲波信号SM2。其时，如果在SA8作出肯定的判断，那么控制就可走到SA9，在那里控制器件可停止空气泵24并控制压力控制阀18使套箍压力减少到大气压力，另外可停止空气泵58并控制压力控制阀60使施加在传感器54上的压下力HDP减少到大气压力。在SA9之后，控制器件进行图8所示的信号处理例行程序。
首先，在SB1，控制器件确定在图7中的SA7读入的压力脉冲波信号SM2所代表的颈总动脉脉冲波wc的一个脉冲的峰点pc以及也在图7中的SA7读入的套箍脉冲波信号SM1所代表的上臂脉冲波Wb的一个脉冲的峰点pb，并将这两个峰点pc和pb的各该幅度存储在RAM 74内。
然后，控制走到SB2，SB2相应于入射波波峰确定设施86。在SB2，控制器件将在图7中的SA7读入的压力脉冲波信号SM2所代表的颈总动脉脉冲波wc从升起点到在SB1确定的峰点pc的那一部分或段长进行四阶微分处理或分析，从而确定出现在该信号SM2段长上的转折点或最大点，并将转折点或最大点的出现时间确定为入射波wci的峰点pci出现的时间存储在RAM 74内。另外，还将该转折点或最大点的幅度存储在RAM 74内作为入射波wci的峰点pci的幅度。类似地，控制器件确定上臂脉冲波wb的入射波wbi的峰点pbi的出现时间和幅度，并将它们存储在RMA 74内。
然后，控制走到SB3，SB3相应于增大指数确定设施88。在SB3，控制器件将在SB2确定的入射波wci峰点pci的幅度从在SB1确定的颈总动脉脉冲波wc峰点pc的幅度中减去计算出峰压差ΔPc。另外，控制器件还将这样确定的峰压差ΔP和在SB1确定的作为颈总动脉脉冲波wc峰点pc幅度的脉冲压力PPc代入到上述式1中的相应变数内计算出颈总动脉脉冲波的增大指数AIc(％)。类似地计算出上臂脉冲波的增大指数AIb(％)。然后控制器件控制显示器件76将这样确定的两种增大指数AIc、AIb显示出来，使医务人员能将它们互相比较，从而评估受验者的动脉硬化。虽然可以这样做，但在图8的流程图中还包括下列步骤可以自动评估动脉硬化。
然后，控制走到SB4，相应于比较值计算设施90。在SB4，控制器件将在SB3确定的上臂脉冲波增大指数AIb从颈总动脉脉冲波增大指数AIc中减去，从而确定增大指数差ΔAI作为比较值。
随后，控制走到SB5，相应于动脉硬化评估设施92。在SB5，控制器件判断在SB4确定的增大指数差是否在预定的动脉硬化范围内，该范围是相当窄的并且其中值为0。如果判断是肯定的，控制器件就可判断受验者有动脉硬化；如果不是这样，那就没有动脉硬化。另外，控制器件还控制显示器件76显示动脉硬化评估的结果。
在采用图7和8的流程图的实施例中，控制器件32在SB3(增大指数确定设施88)确定颈部38和上臂14各自的增大指数，并在SB5(动脉硬化评估设施92)根据增大指数差作为颈部38和上臂14的各该增大指数的比较值评估受验者的动脉硬化。由于这两种指数AI都是从同一受验者上获得，增大指数AI的生理变化及/或环境影响在比较时可互相抵消。因此本仪器10比只根据单一增大指数来评估时能以较高的准确度来评估动脉硬化。
如上所述，控制器件32还能控制显示器件76把在SB3确定的两种指数AIc、AIb显示出来。这样医务人员就能直接比较并判断，这两指数越接近表示动脉硬化程度越高，而越远离表示动脉硬化程度越低。这样医务人员也能用比只根据单一增大指数高的准确度来评估动脉硬化。
下面说明本发明另一个实施例。在下面的说明中与上述第一实施例相同的标号被用来指第二实施例中的相应元件，这些元件的说明从略。
图9为一方块图用来说明一个与图1所示第一种仪器不同的动脉硬化评估仪器的电子控制器件32的基本控制功能。本评估仪器与第一种仪器不同之处在于本仪器还包括一个未被示出的输入器件并且本仪器的控制器件32具有不同的控制功能。输入器件可被操作以资输入病人的高度H并响应操作将代表病人高度H的信号SH提供给控制器件32。本仪器的控制器件32的控制功能与第一种仪器不同之处在于前者还包括一个脉冲波传播速度相关信息获得设施94和一个与后者的动脉硬化评估设施不同的动脉硬化评估设施96。下面将说明这两个新添的设施94、96。
脉冲波传播速度相关信息获得设施94根据由脉冲波滤波电路28提取的套箍脉冲波信号SM1和由压力脉冲波传感器54提供的压力脉冲波信号SM2获得一批与脉冲波通过病人动脉传播的速度有关的信息。
更具体点说，获得设施94从套箍脉冲波信号SM1所代表的上臂脉冲波wb和压力脉冲波信号SM2所代表的颈总动脉脉冲波wc的各个对应的心跳同步脉冲中接续地确定一个规定点如升起点或峰点的出现时间的时间差作为脉冲波的传播时间(秒)。另外获得设施94还将未被示出的输入器件所提供的病人的高度H代入到下列式2的相应变数中，从而可从预先存储在ROM 72内代表高度H和传播距离L之间预定关系的式2求得传播距离L。然后将这传播距离L和上述脉冲波传播时间DT代入到下列式3的相应变数中，便可获得脉冲波的传播速度PWV。按照式2求得的传播距离L意为从主动脉到套箍12穿戴位置的动脉长度和从主动脉到探头36穿戴位置的动脉长度之差
(式2)L＝αH+β
(α和β为通过实验确定的常数)
(式3)PWV＝L/DT
动脉硬化评估设施96根据比较值计算设施90所确定的比较值和脉冲波传播速度相关信息获得设施94获得的脉冲波传播速度相关信息评估病人的动脉硬化，并控制显示器件76显示动脉硬化的评估结果。如同以前对动脉硬化评估设施92所说的那样，动脉硬化评估设施既可判断病人是否具有动脉硬化，也可确定病人的动脉硬化的程度。
在前一种情况下，动脉硬化评估设施如下判断病人是否具有动脉硬化：在第一实施例中，动脉硬化评估设施92只是根据比较值计算设施90所确定的比较值来评估动脉硬化的。在这种情况下，如果比较值处在动脉硬化范围和正常范围的边界周围，动脉硬化评估的准确度可能会不够高。因此事前确定了一个灰色范围，在该范围内只是根据比较值来评估动脉硬化是不够准确的，还需要借助于脉冲波传播速度相关信息获得设施94所获得的脉冲波传播速度相关信息来判断。如果该信息指示病人有动脉硬化，那么评估设施96就判断病人有动脉硬化；如果该信息指示病人没有动脉硬化，那么评估设施就判断病人没有动脉硬化。
在上述后一种情况下，即当动脉硬化评估设施要确定病人的动脉硬化程度时，可在事前确定脉冲波传播速度相关信息和动脉硬化程度之前的关系并存储在ROM 72内。这样如果确定设施90所确定的比较值处在动脉硬化范围内，动脉硬化评估设施96可根据脉冲波传播速度相关信息获得设施94实际获得的脉冲波传播速度相关信息，按照该信息与动脉硬化程度的关系确定动脉硬化的程度。例如当脉冲波传播速度PWV被获得作为脉冲波传播速度相关信息时，脉冲波传播速度和动脉硬化程度的关系被这样确定，动脉硬化的程度随着速度PWV的增加而增加。
图10为示出图9所示CPU的控制功能的流程图，更具体点说，是一个对应于图8所示的信号处理例行程序并安排在图7所示信号读入例行程序之后的信号处理例行程序。图10的流程图是在未示出的输入器件提供代表病人高度H的信息之后执行的。
在图10的SC1到SC4，控制器件32分别完成与上面图8中结合SB1到SB4所说相同的操作。在SC4之后，控制走到SC5到SC7，相应于脉冲波传播速度相关信息获得设施94。在SC5，控制器件32将在SC1确定的颈总动脉脉冲波wc的峰点pc出现的时间与同在SC1确定的上臂脉冲波wb的峰点pb出现的时间之差确定为脉冲波的传播时间DT。然后，在SC6，控制器件根据通过输入器件的病人高度的输入，按照上述式2，确定传播距离L，然后在SC7，控制器件根据在SC5确定的脉冲波传播时间DT和在SC6确定的传播距离L，按照上述式3确定脉冲波的传播速度PWV。另外，控制器件控制显示器76将这样确定的PWV连同增大指数差ΔAI显示出来。
然后该控制相应于动脉硬化评估设施96进行到SC8。在SC8，控制器件首先判断，在SC4计算出的增大指数差ΔAI处在图11所示的一个预定的动脉硬化范围、两个正常范围和两个灰色范围中的哪一个范围内。动脉硬化范围为一相当窄的范围，其中值为零；两个灰色范围分别被设在动脉硬化范围和两个正常范围之间。
如果增大指数差ΔAI处在动脉硬化范围内，控制器件就可判断病人具有动脉硬化；如果增大指数差ΔAI处在其中一个正常范围内，控制器件就可判断病人没有动脉硬化。在另一方面，如果增大指数差ΔAI处在其中一个灰色范围内，那么控制器件还要判断在SC7确定的脉冲波传播速度PWV是否处在预定的不正常的范围内。如果是，控制机构就可判断病人具有动脉硬化。如果否，病人就没有动脉硬化。控制器件控制显示器件显示判断结果。
从上可见在采用图10流程图的实施例中，控制器件32在SC8(动脉硬化评估设施96)评估病人的动脉硬化时，不仅要根据颈部38和上臂14的增大指数AI的比较而得到的增大指数差ΔAI，而且要根据脉冲波传播速度PWV，PWV如同增大指数AI，也是一个能指示动脉硬化的指数。因此，本仪器评估动脉硬化的准确度能够提高。
虽然本发明已结合附图就其较优实施例进行说明，但应知道本发明还可用其他方式来实施。
例如，由于增大指数随着动脉硬化而变，在第二实施例中采用的动脉硬化评估设施96可被修改为评估时不仅根据比较值，而且还根据由增大指数确定设施所确定的增大指数AI来取代脉冲波传播速度相关信息。由于增大指数确定设施88确定两个增大指数AI，即颈总动脉脉冲波增大指数AIc和上臂脉冲波增大指数AIb，评估设施96可根据其中一个增大指数AI或两个指数的平均值来评估动脉硬化。
在上述第二实施例的修改形式中，本仪器评估动脉硬化的准确度可提高，因为除了颈部38和上臂14的增大指数AI的比较值外，增大指数AI本身也被考虑进去。
脉冲压力PP也随动脉硬化而变。随着动脉硬化的发展，脉冲压力增加，因为血管的膨胀量减少，从心脏投射出来的血液所引起的压力增加后的衰减现象减少。因此在第二实施例中采用的动脉硬化评估设施96可被修改为评估时不仅根据比较值而且根据脉冲压力以此来取代脉冲波传播速度相关信息。增大指数确定设施88具有脉冲压力确定设施的功能可用来确定颈总动脉脉冲波wc的脉冲压力PPc和上臂脉冲波wb的脉冲压力PPb中的至少一个。在两个脉冲压力都被确定的情况下，动脉硬化评估设施96可根据其中一个脉冲压力PP或两个压力的平均值来评估动脉硬化。
在上述第二实施例的另一个修改形式中，本仪器评估动脉硬化的准确度可提高，因为除了颈部38和上臂14的增大指数的比较值外，脉冲压力PP还被考虑进去。
动脉硬化评估仪器10采用两个脉冲波检测器件，即上臂脉冲波检测器件35和颈总动脉脉冲波检测器件(压力脉冲波探测头)36。但两个脉冲波检测器件可用单个脉冲波检测器件来取代，它能穿戴在受验者或病人多个不同部位中的每一个部位上以资检测该部分的脉冲波。另外，两个脉冲波检测器件还可用三个或多个脉冲波检测器件来取代。
在从一个活受验者的三个或多个不同的部位上检测三个或多个脉冲波的情况下，比较值计算设施88可被修改为从三个或多个脉冲波中选出两个脉冲波的所有各种可能组合中确定比较值，而动脉硬化评估设施92可被修改为根据所有这样获得的比较值的平均值来评估动脉硬化。受验者的三个或多个不同的部分不仅可包括上臂14及/或颈部38，而且可包括手腕、股部、及/或足踝。
在所示实施例中，比较值计算设施90从两个增大指数AI中计算出比较值，动脉硬化评估设施92根据这样算出的比较值评估动脉硬化。但ROM 72可被修改为将代表两个增大指数AI与动脉硬化的预定关系的图存储在其内。这样，动脉硬化评估设施92可被修改为可根据增大指数确定设施88所实际确定的两个增大指数AI，按照存储在ROM72内的图直接评估动脉硬化。
本发明可用其他各种不离开本发明精神的变型来实施。

Claims (10)

1.一种评估活受验者的动脉硬化用的仪器，包括：
一个脉冲波检测器(12、54)，可从受验者的第一部位(14)和第二部位(38)分别检测出含有入射波分量的脉冲波；
一个增大指数确定设施(88)，可根据由脉冲波检测器件分别从第一和第二部位检测到的脉冲波分别确定第一和第二增大指数，这两个指数分别表示从第一和第二部位上检测出的脉冲波的幅度从其入射波分量的幅度上增大的程度；及
一个动脉硬化评估设施(92、96)，可根据由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数的比较来评估受验者的动脉硬化。
2.权利要求1的仪器，其特征在于还包括一个比较值计算设施(90)，用来在将由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数进行比较时计算比较值，
其中动脉硬化评估设施根据由比较值计算设施计算的比较值和由增大指数所确定的第一和第二增大指数中的至少一个指数来评估受验者的动脉硬化。
3.权利要求1的仪器，其特征在于还包括：
一个比较值计算设施(90)，用来在将由增大指数确定设施(88)所确定的第一和第二增大指数进行比较时计算比较值；及
一个脉冲波传播速度相关信息获得设施，以获得与脉冲波在受验者内传播速度有关的脉冲波传播速度相关信息；
其中动脉硬化评估设施(96)根据由比较值计算设施计算的比较值和由脉冲波传播速度相关信息获得设施获得的脉冲波传播速度相关信息来评估受验者的动脉硬化。
4.权利要求1的仪器，其特征在于还包括：
一个比较值计算设施(90)，用来在将由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数进行比较时计算比较值；及
一个脉冲压力确定设施(88)，以确定由脉冲波检测器件从第一和第二部位中检测到的脉冲波中至少一个脉冲波的脉冲压力，
其中动脉硬化评估设施(96)根据由比较值计算设施计算的比较值和由脉冲压力确定设施确定的脉冲压力评估受验者的动脉硬化。
5.一种评估活受验者的动脉硬化的仪器，包括：
一个脉冲波检测器(12、54)，可从受验者的第一部位和第二部位分别检测出含有入射波分量的脉冲波；
一个增大指数确定设施，可根据由脉冲波检测器件分别从第一和第二部位检测到的脉冲波分别确定第一和第二增大指数，这两个指数分别表示从第一和第二部位检测出的脉冲波的幅度从其入射波分量的幅度上增大的程度；及
一个显示器件，可将由增大指数确定设施所确定的第一和第二增大指数显示出来。
6.权利要求1到5中任一项的仪器，其特征在于增大指数确定设施(88)根据由脉冲波检测器件(54)从第一部位检测到的第一脉冲波按照下式AIc＝(ΔPc/PPc)×100确定第一增大指数AIc，即将第一脉冲波的脉冲压力PPc与其入射波分量的脉冲压力PPci之差ΔPc除以脉冲压力PPc而得到的百分率；并根据由脉冲波检测器件(12)从第二部位检测到的第二脉冲波按照下式AIb＝(ΔPb/PPb)×100确定第二增大指数AIb，即将第二脉冲波的脉冲压力PPb与其入射波分量的脉冲压力PPbi之差ΔPb除以脉冲压力PPb而得到的百分率。
7.权利要求6的仪器，其特征在于还包括一个比较值计算设施(88)，用来在将由放大指数确定设施(88)所确定的第一和第二增大指数AIc、AIb进行比较时计算比较值，该比较值可以是第一和第二增大指数AIc、AIb之间的比率R或差d，或差d除以比率R得到的值。
8.权利要求3的仪器，其特征在于脉冲波检测器件包括：
一个压力脉冲波传感器(54)，适于抵压在受验者第一部位的动脉(46)上，可用来从第一部位检测在其动脉内产生的压力脉冲波；及
一个能膨胀的套箍(12)，适于穿戴在受验者的第二部位上，可用来从第二部位检测套箍脉冲波。
9.权利要求8的仪器，其特征在于脉冲波传播速度相关信息获得设施(94)包括时间差确定设施，用来确定在由压力脉冲波传感器所检测到的压力脉冲波和由套箍所检测到的套箍脉冲波之间的相对应的心跳同步脉冲的一个规定点出现的时间差，作为脉冲波传播速度相关信息。
10.权利要求9的仪器，其特征在于脉冲波传播速度相关信息获得设施(94)还包括：
一个传播距离确定设施，用来确定传播距离，该距离等于在受验者的心脏和第一部位之间的第一距离与在受验者的心脏和第二部位之间的第二距离之差；及
一个速度确定设施，用来根据由时间差设施所确定的时间差和由传播距离确定设施所确定的传播距离来确定该速度，作为脉冲波传播速度相关信息。
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