CN1442110A - 动脉硬化检查设备 - Google Patents
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Abstract
一种动脉硬化检查设备(10),包括一个获得与生命体中传播的脉波速度有关的信息的信息获得装置(54,70,98)、一个测量生命体血压的血压测量装置(12,86)、一个测量生命体的心搏率的心搏率测量装置(68,88)、一个测量从生命体的心脏开始收缩的时间到心脏开始排出血液的时间的预排出时期的预排出时期测量装置(68、70、92)、一个测量从心脏开始排出血液的时间到心脏停止排出血液的时间的排出时间的排出时间测量装置(54、90)和一个动脉硬化检查相关增加量指数测定机构(100),后者用于根据获得的脉波速度相关信息、测得的血压、测得的心搏率、测得的预排出时期和测得的排出时间,按照一个在(A)(a1)脉波速度相关信息、(a2)血压、(a3)心搏率、(a4)预排出时期、(a5)排出时间和(B)动脉硬化检查相关增加量指数之间的预定的相互关系,来测定生命体的动脉硬化检查相关增加量指数。
Description
发明领域
本发明涉及一种动脉硬化检查设备,用于根据增加量指数或脉波速度相关信息来检查生命体的动脉硬化。
背景技术
生命体的动脉硬化的程度可以根据作为每个与动脉的弹性或扩张程度有关的参数的增加量指数AI或脉波速度PWV来评价。
通过生命体的动脉传播的脉波在动脉的分叉部分或变窄部分受到反射。因此,从动脉检测到的脉波的形状或形式受当血液从生命体的心脏排出时产生的并向着生命体的周围部分前进的入射波成分和当该入射波成分受到反射时产生的反射波成分的合成的限定。这样,通过测定一个从动脉如颈动脉或臂动脉检测的脉波的反射波成分对该被检测的脉波的入射波成分之比,能得到增加量指数AI。当动脉硬化时,反射波成分的相位或幅度变化。通常,增加量指数AI被计算成通过用被检测的脉波的脉搏压力去除一个该被检测的脉波在反射波成分的峰值点的检测时间时的值和该被检测的脉波在入射波成分的峰值点的检测时间时的值之间的差值而得到的百分率值。
脉波速度PWV是根据一个从生命体的动脉的位于离生命体心脏不同距离的两个部分检测到的各自的脉波之间的时间差DT和一个该两个部分离心脏的各自距离之间的距离差DL来计算的。当动脉硬化时,脉波速度PWV增大。通常,脉波速度PWV是通过用时间差DT去除距离差DL而计算的。
同时,脉波的形式不仅受动脉硬化的影响,而且受各种不同因素如血压的影响。因此,增加量指数AI可能受心脏输出量或后负荷的影响,因而很难仅仅根据该指数AI来诊断动脉硬化。这样,只有在具有经验和知识的专家的情况下,才仅仅使用指数AI。
此外,因为脉波速度PWV依赖血压,所以它不可能单独使用。这样,分别测量的增加值指数和脉波速度的值被联合使用以诊断动脉的硬化程度。但是,在由于因动脉硬化造成血压降低或由于动脉瘤而脉波速度PWV减小的场合下,可能作出关于动脉硬化的错误诊断。此外,在高血压病人服用抗高血压药以便将病人的血压降低到一个正常范围而由此使病人的脉波速度PWV降低到一个标准值以下的场合,很难判断病人的动脉硬化是否真地改善了。
发明概要
因此本发明的一个目的是提供一种保证能够根据动脉硬化检查相关增加量指数以高的精确度来诊断生命体的动脉硬化的动脉硬化检查设备。本发明的另一目的是提供一种保证能够根据动脉硬化检查相关脉波速度相关值以高的精确度来诊断生命体的动脉硬化的动脉硬化检查设备。
上述目的已经通过本发明获得。按照本发明的第一方面,本发明提供一种用于检测生命体的动脉硬化的设备,该设备包括:一个获得有关脉波在生命体中传播的速度的脉波速度相关信息的脉波速度相关信息获得装置;一个测量生命体血压的血压测量装置;一个测量生命体的心搏率的心搏率测量装置;一个测量从生命体的心脏开始收缩的时间到心脏开始排出血液的时间的预排出时期的预排出时期测量装置;一个测量从心脏开始排出血液的时间到心脏停止排出血液的时间的排出时间的排出时间测量装置;以及一个动脉硬化检查相关增加量指数测定机构,该机构用于根据由脉波速度相关信息获得装置获得的脉波速度相关信息、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和由排出时间测量装置测量的排出时间,按照一种在(A)(a1)脉波速度相关信息、(a2)血压、(a3)心搏率、(a4)预排出时期、(a5)排出时间和(B)动脉硬化检查相关增加量指数之间的预定的相互关系,来测定生命体的动脉硬化检查相关增加量指数。
按照这个方面,该动脉硬化检查相关增加量指数测定机构根据由脉波速度相关信息获得装置获得的脉波速度相关信息、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和由排出时间测量装置测量的排出时间,按照预定的相互关系,来测定动脉硬化检查相关增加量指数。这样,该动脉硬化检查相关增加量指数是根据对应于生命体血管的弹性的脉波速度相关信息、生命体的血压、对应于生命体的植物性神经的活性的心搏率(即脉搏率)与对应于生命体的心脏(如心脏输出量)功能的预排出时期和排出时间两者来测定的。因此,该动脉硬化检查相关增加量指数具有反映生命体的循环器官的状态的高度可靠性,并可用来对生命体的动脉硬化作出精确的诊断。这样,提高了动脉硬化的诊断的精确度。
按照本发明的该第一方面的一个优选的特点,该预定的相互关系用下列表达式代表:AIE=a×PWV+b×BP+c×HR+d×ET+e×PEP+f,其中PWV是脉波速度相关信息,BP是血压,HR是心搏率,PEP是预排出时期,ET是排出时间,AIE是动脉硬化检查相关增加量指数,a、b、c、d、e是系数,而f是常数。
按照该特点,这些系数a、b、c、d、e和常数f可以对每个单独的生命体预先测定,而每个生命体的动脉硬化程度可以精确地检查或评价。最好采用收缩血压BPSYS作为血压BP。
按照本发明的第一方面的另一特点,该动脉硬化检查设备还包括一个显示由动脉硬化检查相关增加量指数测定机构测定的生命体的动脉硬化检查相关增加量指数的显示装置。
按照该特点,一个操作者如医生能够观察由该显示装置显示的动脉硬化检查相关增加量指数,并由此精确地检查或评价生命体的动脉硬化程度。
按照本发明的第一方面的另一特点,该预定的相互关系是对每个生命体预先测定的,而该动脉硬化检查设备还包括一个显示该预定的相互关系的系数a、b、c、d、e和常数f的显示装置。
按照该特点,操作者能够观察这些系数的各自的变化,并由此精确地评价抗高血压药或医治方法的治疗效果。
按照本发明的第二方面,本发明提供一种用于检查生命体的动脉硬化的设备,该设备包括:一个测量生命体的作为生命体脉波的反射波成分的值对脉波的入射波成分的值之比的增加量指数的增加量指数测量装置;一个测量生命体血压的血压测量装置;一个测量生命体的心搏率的心搏率测量装置;一个测量从生命体的心脏开始收缩的时间到心脏开始排出血液的时间的预排出时期的预排出时期测量装置;一个测量从心脏开始排出血液的时间到心脏停止排出血液的时间的排出时间的排出时间测量装置;以及一个动脉硬化检查相关脉波速度相关值测定机构,该机构用于根据由增加量指数测量装置测量的增加量指数、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和由排出时间测量装置测量的排出时间,按照一种在(A)(a1)增加量指数、(a2)血压、(a3)心搏率、(a4)预排出时期、(a5)排出时间和(B)动脉硬化检查相关脉波速度相关值之间的预定的相互关系,来测定生命体的动脉硬化检查相关脉波速度相关值。
按照这个方面,该动脉硬化检查相关脉波速度相关值测定机构根据由增加量指数测量装置测量的增加量指数、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和由排出时间测量装置测量的排出时间,按照该预定的相互关系,来测定动脉硬化检查相关脉波速度相关值。这样,该动脉硬化检查相关脉波速度相关值是根据对应于生命体血管的弹性的增加量指数、生命体的血压、对应于生命体的植物性神经的活性的心搏率(即脉搏率)与对应于生命体的心脏(如心脏输出量)功能的预排出时期和排出时间两者来测定的。因此,该动脉硬化检查相关波速相关值具有反映生命体的循环器官的状态的高度可靠性,并可用来对生命体的动脉硬化作出精确的诊断。这样,提高了动脉硬化的诊断的精确度。
按照本发明的该第二方面的一个优选的特点,该预定的相互关系用下列表达式代表:PWVE=a′×AI+b′×BP+c′×HR+d′×ET+e′×PEP+f′,其中PWVE是动脉硬化检查相关脉波速率相关值,BP是血压,HR是心搏率,PEP是预排出时期,ET是排出时间,AI是增加量指数,a′、b′、c′、d′、e′是系数,f′是常数。
按照该特点,这些系数a′、b′、c′、d′、e′和常数f′可以对每个单独的生命体预先测定,而每个生命体的动脉硬化程度可以精确地检查或评价。最好采用收缩血压BPSYS作为血压BP。
按照本发明的第二方面的另一特点,该动脉硬化检查设备还包括一个显示由动脉硬化检查相关脉波速度相关值测定机构测定的生命体的动脉硬化检查相关脉波速度相关值的显示装置。
按照该特点,操作者能够观察由该显示装置显示的动脉硬化检查相关脉波速度相关值,并由此精确地检查或评价生命体的动脉硬化程度。
按照本发明的第二方面的另一特点,该预定的相互关系是对每个生命体预先测定的,而该动脉硬化检查设备还包括一个显示该预定的相互关系的系数a′、b′、c′、d′、e′和常数f′的显示装置。
按照该特点,操作者能够观察这些系数的各自的变化,并由此精确地评价抗高血压药或医治方法的治疗效果。
附图简述
通过结合附图阅读下列本发明优选实施例的详细描述将更好地理解本发明的上述和可以选择的目的、特点和优点。附图中:
图1是表示应用本发明的动脉检查设备的回路的示意图;
图2是表示图1的设备的压力脉波检测探针戴在生命体颈部上的状态的示意图;
图3是图2的压力脉波检测探针的放大图,图中略去了探针的一部分;
图4是用于说明一种在图1中所示的压力脉波传感器的压紧表面中设置压力感知元件阵列的状态的图;
图5是表示一个由图1的压力脉波传感器的一个压力感知元件提供的压力脉波信号SM2代表的颈动脉脉波wc的例子的图;
图6是用于说明图1的设备的电子控制装置的基本控制功能的框图;
图7是表示沿一共同时间轴的主动脉中的压力、左心房中的压力、左心室中的压力、心电图和心音图的示意图;
图8是表示在半年中从一位治疗高血压的六十多岁的男性病人非侵害地获得的多个物理参数的各自随时间的变化的曲线图;
图9是表示代表图8中所示的每个物理参数和每个其它物理参数之间的各自相互关系的分散的图解的曲线图;
图10是表示根据图8中所示数据计算的用来测定收缩(最高)血压BPSYS和心至颈动脉脉波速度hcPWV的回归线(regression line)以及根据图8中所示数据计算的用来测定收缩血压BPSYS和臂与踝脉波速度baPWV之间关系的回归线的图线;
图11是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和收缩血压BPSYS之间关系的回归线以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和脉压PP之间关系的回归线的图线;
图12是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和心搏率HR之间关系的回归线以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和排出时间ET之间关系的回归线的图线;
图13是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和心至颈动脉脉波速度hcPWV之间关系的回归线以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和臂与踝脉波速度baPWV之间关系的回归线的图线;
图14是与图8中所示的数据有关的表示应用多变量分析的一个模型(表达式2)的右侧的物理参数的各自的系数和一个常数以及作为模型表达式的左侧的增加量指数AIE和同一表达式右侧的各自的物理参数之间的各自的相互关系的图;
图15是表示关于在一年中从一位治疗高血压的五十多岁的男性病人获得的数据的一个应用多变量分析的模型(表达式2)的右侧的物理参数的各自的系数一个常数以及在作为该模型表达式左侧的增加量指数AIE和同一表达式右侧的各自的物理参数之间的各自的相互关系的图;
图16是表示代表图6中所示的控制装置的CPU(中央处理器)的控制功能的流程图的上半部分的图;而
图17是表示代表图6中所示的CPU的控制功能的流程图的下半部分的图。
优选实施例详述
下面参照附图详细描述本发明的一个实施例。
图1是表示应用本发明的一种动脉硬化检查设备10的回路的示意图。
在图1中所示的动脉硬化检查设备10中,一个可以膨胀的套12包括一个带状布袋和一个安装在该布袋中的橡皮袋,并适合于缠绕在作为生命体的病人的上臂14的周围。套12通过管子20连接在压力传感器16和压力控制阀18上。压力控制阀18通过管子22连接在空气泵24上。压力控制阀18调整从空气泵24供应的增压空气的压力,并将该调整了压力的空气提供给套12,或从套12排放该增压空气,从而控制套12中的空气压力。
压力传感器16检测套12中的空气压力,并向静压过滤电路26和脉波过滤电路28提供一个代表被检测的空气压力的压力信号SP。静压过滤电路26包括一个低通过滤器,该低通过滤器从压力信号SP取出一个代表该被检测的空气压力的静分量的套压力信号SC,也即套12的压紧压力(此后称为套压力pc)。过滤电路26通过未示出的A/D(模拟/数字)转换器向电子控制装置32提供套压力信号SC。脉波过滤电路28包括一个带通过滤器,该带通过滤器从压力信号SP取出一个代表该被检测的空气压力的具有规定频率的振荡分量的套脉波信号SM1。过滤电路28通过未示出的A/D转换器向控制装置32提供套脉波信号SM1。由套脉波信号SM1代表的振荡分量是一个臂脉波wb,也就是与生命体的心搏同步产生的并从被套12压紧的上臂14的臂动脉传向套12的压力振荡。
该动脉硬化检查设备10包括一个示于图2中的压力脉波检测探针36,起颈动脉脉波检测装置的作用。如图2中所示,压力脉波检测探针36借助于带40围在生命体的颈部38上。如图3中详细示出,压力脉波检测探针36包括一个容器状的传感器罩42、一个装入传感器罩42的外壳44和一个进给螺杆48,该螺杆48与传感器罩42螺旋啮合并通过一个设置在外壳44中的未示出的电动机而转动,由此沿颈动脉46的宽度方向移动传感器罩42。借助于带40,压力脉波检测探针36可以拆卸地附着在颈部38上,使得传感器罩42的开放端部对着颈部38的身体表面50。
此外,压力脉波检测探针36包括一个通过膜片52固定在传感器罩42的内壁上的压力脉波传感器54,使得传感器54可以相对于罩42移动并可以前进到罩42的开放端部的外面。传感器罩42、膜片52等相互配合而界定一个压力室56,压力室56通过图1中所示的压力控制阀60受到空气泵58提供的增压空气,使得压力脉波传感器54以对应于压力室56中的空气压力的压紧力对着身体表面50压紧。
传感器罩42和膜片52相互配合而形成一个将压力脉波传感器54对着颈动脉46压紧的压紧装置62,而进给螺杆48和没有示出的电动机相互配合而形成一个沿宽度方向移动的装置64,该装置64使压力脉波传感器54沿颈动脉46的宽度方向移动,并由此改变传感器54压紧在身体表面50上的压紧位置。
压力脉波传感器54有一压紧表面66和许多个半导体压力感知元件(此后称为“压力感知元件”)E,元件E沿颈动脉46的宽度方向也即沿传感器54的平行于进给螺杆48的移动方向在大于颈动脉46的直径的长度上沿颈动脉46的宽度方向以规则的间隔排列在压紧表面66中。例如,如图4中所示,15个压力感知元件E(a)、E(b)、...、E(O)以例如0.6mm的规则间隔排列。
结构如上所述的压力脉波检测探针36刚巧在颈动脉46上面对着颈部38的身体表面50压紧,使得压力脉波传感器54检测一个从颈动脉46产生而传向身体表面50的压力脉波(即颈动脉脉波wc),并通过未示出的A/D转换器向控制装置32提供一个代表检测到的颈动脉脉波wc的压力脉波信号SM2。图5中的实线表示一个由压力脉波传感器30连续提供的压力脉波信号SM2代表的颈动脉脉波wc的例子。
回到图1,动脉硬化检查设备10还包括一个心电图记录仪68、一个心音微音器70如一个输入装置72、心电图记录仪68包括多个电极73,这些电极73附着在生命体的身体表面上,使得生命体的心脏位于附着的电极之间。心电图记录仪68通过电极73检测心肌的动作电位,并通过未示出的A/D转换器向控制装置32提供一个代表检测到的动作电位的心电图信号SE。
心音微音器70用未示出的胶粘带之类固定在未示出的生命体胸膛上。微音器70包括一个未示出的压电元件,该压电元件将由生命体心脏产生的心音转换为一个电信号如心音信号SH。心音信号放大器74包括四种未示出的过滤器,它们相互配合来放大一个具有小能量的高音分量和减弱一个具有大能量的低音分量,并放大和过滤由微音器70提供的心音信号SH。由放大器74放大和过滤的心音信号SH通过一个未示出的A/D转换器提供给控制装置32。
输入装置72包括多个未示出的键,它们由操作者如医生或护士操作,以输入生命体的身材T。输入装置72向控制装置32提供一个代表输入的生命体的身材T的身材信号ST。
控制装置32由一台包括CPU(中央处理器)76、ROM(只读存储器)77、RAM(随机存取存储器)78和未示出的I/O(输入和输出)接口的所谓微型计算机提供。CPU 76按照预先储存在ROM 77中的控制程序利用RAM 78的暂时储存功能处理信号,并通过I/O接口向空气泵24、58和压力控制阀18、60提供驱动信号,从而控制套压力pc和压力室56中的压力。此外,CPU 76根据套脉冲波信号SM1而获得和测定压力脉波信号SM2、套压力信号SC、心电图信号SE、心音信号SH和身材信号ST,每个信号向控制装置32提供一个与波形有关的信息,如血压值BP和增加量指数AI,并操作显示装置79显示这样获得的信息和指数。
图6是用于说明动脉硬化检查设备10的控制装置32的关键控制功能的框图。
最佳压紧位置测定机构80判断是否满足了规定的压紧位置变化条件,也即压力脉波传感器54的压力感知元件E中的一个检测由全部元件E检测到的各自压力中的最高压力的元件(此后称为“最高压力检测元件EM”)是否安置在压力感知元件E阵列的规定的对置的端部部分之一中。元件E阵列的每个规定的对置的端部部分可以是一个具有包括元件E阵列的对置端部中的一相应端部的规定长度的范围,或者是一个容纳包括安置在阵列的对置端部处的各自元件E中的一相应端部的规定数目的元件E的范围。最高压力检测元件EM是刚巧安置在颈动脉46上面的元件E中的一个。当该压紧位置变化条件得到满足时,最佳压紧位置测定机构80进行下列压紧位置变化操作:在压紧装置62一旦从身体表面50移开压力脉波传感器54后,宽度方向移动装置64移动压紧装置62和传感器54经过一个规定的距离,然后压紧装置62以一个小于后面描述的最佳压紧力HDP0的规定的相当小的第一压紧力HDP1重新压紧传感器54。在这种状态下,测定装置80重新判断该规定的压紧位置变化条件是否得到满足。测定机构80重新进行上述操作和判断,直到该压紧位置变化条件不再被满足,最好直到最高压力检测元件EM安置在元件E阵列的一个规定的中间位置上。元件E阵列的每个对置端部部分所用的长度或元件数目是根据有待压力脉波传感器54压紧的动脉(即颈动脉46)的直径来规定的,并可以是该直径的四分之一。
在最佳压紧位置测定机构80将压力脉波传感器54安置在最佳压紧位置上之后,压紧力变化机构82使由压紧装置62施加到传感器54上的压紧力HDP(即向下保持的压力)在一规定的压紧力范围内变化,或者是按照生命体的每次心搏步进,或者是以一个规定的相当低的速率连续变化。根据在压紧力HDP变化期间获得的颈动脉脉冲波wc,变化机构82测定一个最佳压紧力HDP0,并将由压紧装置62施加在传感器54上的压紧力保持在这样测得的最佳压紧力HDP0上。这里,最佳压紧力HDP0是这样测得的。使得由用压紧力HDP压紧的最高压力检测元件EM检测到的颈动脉脉波wc的脉搏压力PP(即通过从颈动脉脉波wc的一个心搏同步脉搏的最大值中减去最小值而得到的差值)可以不小于一个预定的下限脉搏压力PPL。下限脉搏压力PPL用实验预定为一个保证能够检测到清晰的颈动脉脉波wc的值。如果脉搏压力PP太小,那么就不能够获得清晰的颈动脉脉波wc。
套压力变化机构84根据由静态压力过滤电路26提供的套压力信号SC而操作压力控制阀18和空气泵24,从而将套压力pc快速增加到一个规定的增加目标压力(如180mm Hg),该压力将高于病人的收缩血压BPSYS,随后以例如2或3mm Hg/sec的速率缓慢减小该套压力。在下面描述的血压测定机构86测定病人的血压值BP后,变化机构84将套压力释放到大气压力。
根据每个在套压力变化机构84的控制下缓慢减小套压力pc期间由静压力过滤电路26连续提供的套压力信号SC和由脉波过滤电路28连续提供的套脉波信号SM1,按照熟知的示波血压测定算法,血压测定机构86测定病人的一个收缩血压BPSYS(=SYS)、一个平均血压BPMEAN和一个舒张血压BPDIA。这样测定的收缩血压BPSYS对应于臂脉波wb的每个接连的心搏同步脉搏的峰值点(即最大值)。因此,当收缩血压BPSYS增大时,臂脉波的每个心搏同步脉搏的峰值点的值也增大。此外,当臂脉波wb的每个心搏同步脉搏的峰值点的值变化时,颈动脉脉冲wc的每个心搏同步脉搏的峰值点pc的值也变化。这样,当收缩血压BPSYS变化时,颈动脉脉波wc的每个心搏同步脉搏的峰值点pc的值也变化,因而颈动脉脉波wc的每个心搏同步脉搏的波形也变化。因此,收缩血压BPSYS是一种与脉波的波形有关的波形相关信息。血压测定机构86也起血压测量装置的一部分的作用。
心搏率测定机构88反复地(例如在生命体的每次心搏时)测定由从心电图记录仪68连续提供的心电图信号SE代表的心电图记录仪的脉波(即心电图)的每对接连的心搏同步脉搏的相应的规定的周期部分(如相应的R波)之间的时间间隔作为脉搏周期RR(sec),并通过将脉搏周期RR的倒数(即1/RR)乘以60来测定一个心搏率HR(/分钟)。心搏率HR的变化表示脉波的每对接连的心搏同步脉搏的相应上升点之间的时间间隔的变化。因此,当心搏率HR变化时,脉波的波形也变化。这样,心搏率HR是一种波形相关信息。心搏率测定机构88起心搏率测量装置的一部分的作用。
排出时间测定机构90反复地(例如在生命体的每次心搏时)和非侵害地测定一个排出时间ET(msec),在该时间中主动脉瓣打开而血液从生命体的左心室排出。图7示意地表示沿一共同时间轴的主动脉中的压力、左心房中的压力、左心室中的压力、心电图和心音图。如图7中所示,主动脉脉波的上升点和二波脉切迹之间的时间差可以作为排出时间ET而被测定。同时,因为颈动脉脉波wc的波形与主动脉脉波的波形相似,所以可以用颈动脉脉波wc来代替主动脉波。这样,通过压力脉波传感器54连续检测的颈动脉脉波wc的上升点和二波脉切迹之间的时间差作为排出时间ET而被测定。排出时间ET是脉波的如沿平行于时间轴的方向看到的一个入射波成分的值。因此,当排出时间ET变化时,脉波的波形也变化。这样,排出时间ET是一种波形相关信息。排出时间测定机构90起排出时间测量装置的一部分的作用。
预排出时期测定机构92反复地(例如在生命体的每次心搏时)和非侵害地测定一个预排出时期PEP(msec),即心脏收缩时间的开始点和主动脉瓣的开放即血液开始排出之间的时间期间。例如,首先,预排出时期测定机构92测定一个在心电图记录仪68检测一个指示心室肌兴奋的波(如R波)的时间和心音微音器70检测一个第二心音II的开始点的时间之间的时间T1。第二心音II对应于主动脉瓣的闭合。如图7中所示,这样测定的时间T1等于预排出时期PEP和排出时间ET之和。因此,预排出时期测定机构92通过从时间T1减去由排出时间测定机构90测定的排出时间ET来测定预排出时期PEP。因为预排出时期PEP是一个从左心室的心肌收缩开始到血液开始排出的时间期间,所以它也称为等体积收缩时间。当预排出时期PEP增大时,血液开始排出时间的压力也增大,因而排出时间减少。这样,当预排出时期PEP变化时,脉波波形也变化。因此,预排出时期PEP是一种波形相关信息。预排出时期测定机构92起预排出时期测量装置的一部分的作用。
身材测量机构94根据由输入装置72提供的身材信息ST测定生命体的身材T。如前所述,脉波由入射波成分和反射波成分组成,据推测,反射波主要在共同髂骨动脉的分叉部分处产生。当身材T变化时,测到脉波的位置和共同髂骨动脉的分叉部分之间的距离也变化,因而反射波到达测到脉波的位置所需的时间也变化。因此,当身材T变化时,入射波成分和反射波成分的叠合量也变化。这样,身材T是一种波形相关信息,而身材测定机构94起一种波形相关信息获得机构的作用。此外,当身材T变化时,心脏和颈动脉之间的距离DL也变化,因而根据距离DL和脉波传播时间差DT而测到的脉波速度PWV也变化。因此,距离DL和脉波传播时间差DT利用身材T来校正,从而获得精确的脉波速度PWV。
增加量指数测定机构96首先测定入射波和反射波成分wi和wr的各自峰值点pi和Pr的各自的出现时间,这两个成分被包含在一个由压力脉波传感器54的最高压力检测元件EM在施加到传感器54的压紧力HDP保持在最佳压紧力HDP0的状态下连续检测的颈动脉脉波wc的心搏同步脉搏内。然后,增加量指数测定机构96反复地(例如在生命体的每次心搏时)通过从出现反射波成分wr的峰值点Pr时的颈动脉脉波wc的值中减去出现入射波成分wi的峰值点pi时的颈动脉脉波wc的值来测定一个压力差ΔP,并且还通过从颈动脉脉波wc的心搏同步脉搏的最大值中减去其最小值来测定一个脉搏压力PP。此外,测定机构96将压力差ΔP和脉搏压力PP代入下列表达式1中,从而测定一个增加量指数AI(%):
AI=(ΔP/PP)×100(%)…(1)
这里,描述测定颈动脉脉波wc的入射波成分wi的峰值点pi的出现时间的方式。颈动脉脉波wc包含图5中用虚线表示的入射波成分wi,而入射波成分wi的峰值点pi对应于在合成的脉波wc的上升点和峰值点pc之间出现的合成的颈动脉脉波(即观察的脉波)的弯曲点或最高点。在图5中所示的例子中,入射波wi的峰值点pi对应于观察的脉波wc的弯曲点。为此,连续得到的压力脉波信号SM2受到一次普通的处理以检测一个弯曲点或最高点。这里,该普通的处理可以是一种微分处理或过滤器处理。
通常,反射波wr的峰值点的出现时间是跟随在入射波wi的峰值点pi之后的第一最高点的出现时间。因此,在图5中所示的情况下,入射波wi的峰值点pi并不与颈动脉脉波wc的峰值点pc符合,颈动脉脉波wc的峰值点pc的出现时间被作为反射波wr的峰值点的出现时间而测定。另一方面,在入射波wi的峰值点pi大到使入射波wi的峰值点pi同时形成颈动脉脉波wc的一个峰值点的场合下,跟随在入射波wi的峰值点pi之后的第一最高点的出现时间被作为反射波wr的峰值点的出现时间而测定。
脉波速度相关信息获得机构98非侵害地获得一个速度PWV(单位:m/sec),由生命体的心脏产生的压力脉波以该速度PWV传播通过生命体的动脉。例如,获得机构98测定一个传播时间DT,也即从由心音微音器70检测到的指示主动脉瓣闭合的第二心音II到由压力脉波传感器5 4检测到的颈动脉脉波的二波脉切迹的延迟时间,并通过用传播时间DT去除已由生命体的身材T校正过的预置距离DL而测定一个脉波速度PWV(=DL/DT)。
动脉硬化检查相关参数值测定机构100根据由脉波速度相关信息获得机构98获得的脉波速度相关信息(如脉波速度PWV)、由血压测定机构86测定的血压(如收缩血压SYS)、由心搏率测定机构88测定的心搏率HR、由预排出时期测定机构92测定的预排出时期PEP以及由排出时间测定机构90测定的排出时间,按照下列表达式2,来测定生命体的动脉硬化检查相关增加量指数AIE,并且还根据由增加量指数测定机构96测定的增加量指数AI、由血压测定机构86测定的血压(如收缩血压SYS)、由心搏率测定机构88测定的心搏率HR、由预排出时期测定机构92测定的预排出时期PEP以及由排出时间测定机构90测定的排出时间,按照下列表达式3,来测定生命体的一个动脉硬化检查相关脉波速度相关值,如脉波速度PWVE:
AIE=a×PWV+b×SYS+c×HR+d×ET+e×PEP+f … (2)其中PWV是脉冲速度,SYS是收缩血压,HR是心搏率,PEP是预排出时期,ET是排出时间,a、b、c、d、e是系数,而f是一个常数。
PWVE=a′×AI+b′×SYS+c′×HR+d′×ET+e′×PEP+f′…(3)其中AI是增加量指数,SYS是收缩血压,HR是心搏率,PEP是预排出时期,ET是排出时间,a′、b′、c′、d′、e′是系数,而f′是一个常数。
显示控制机构102操作显示装置79来显示动脉硬化检查相关增加量指数AIE和/或动脉硬化检查相关脉波速度PWVE,它们每个由动脉硬化检查相关参数值测定机构100测定,以这样一种方式,也就是指数AIE和/或速度PWVE是以数字值(如数字)或以模拟值(如条形)指示的,使得操作者可以根据指示的指数和/或速度来容易地作出诊断。同时,显示控制机构102操作显示装置79来显示表达式2和/或表达式3以及表达式2中的系数a、b、c、d、e及常数f和/或表达式3中的系数a′、b′、c′、d′、e′及常数f′。此外,如果控制装置32对同一生命体已经测定和储存了一个或多个过去的动脉硬化检查相关增加量指数值AIE和/或一个或多个过去的动脉硬化检查相关脉波速度值PWVE与表达式2和/或表达式3的一个或多个过去的系数和常数组,那么显示控制机构102就操作显示装置79来显示这些参数的每一个沿时间轴的各自的数据点或每个参数的各自的数据点离其早先的数据点的相应差值,使得操作者可以容易地观察这些参数的各自的随时间的变化。
表达式2和表达式3的每一个有五个参数,而这五个参数的各自的系数是对每个单独的病人用实验测定的。这些表达式使用的理由如下:图8表示在半年中从一位治疗高血压的六十多岁的男性病人非侵害地获得的多个物理参数各自随时间的变化,即脉波速度PWV、增加量指数AI、收缩血压SYS、脉搏压力PP、预排出时期PEP和排出时间ET的各自随时间的变化。图9表示代表图8中所示的每个物理参数和每个其它物理参数之间的各自相互关系的分散的图解。但是,从图8和9中所示的图线,很难判断病人所用的抗高血压药或医治方法的效果。此后,将描述当应用于图8中所示数据时的多变量分析技术。
图10是表示根据图8中所示数据计算的用来测定收缩(最高)血压SYS和心至颈动脉脉波速度hcPWV之间关系的回归线(示于图10的下半部中)以及根据图8中所示数据计算的用来测定收缩血压SYS和臂与踝脉波速度baPWV之间关系的回归线(示于图10的上半部中)的图线。从这些图线可以理解,在收缩血压SYS和脉波速度PWV之间存在一种正的相互关系,但可以作出的唯一判断是,这种正的相互关系是一种显著的趋势。图11是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和收缩血压SYS之间关系的回归线(示于图11的上半部分中)以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和脉压PP(单位:mmHg)之间关系的回归线(示于图11的下半部分中)的图线。从这些图线可以理解,在增加量指数AI和收缩血压SYS或脉搏压力PP之间存在一种正的相互关系,并可以判断,增加量指数AI和收缩血压SYS之间的相互关系是显著的。图12是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和心搏率HR之间关系的回归线(示于图12的下半部分中)以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和排出时间ET之间关系的回归线(示于图12的上半部分中)的图线。从这些图线无法理解增加量指标AI和心搏率HR或排出时间ET之间的关系。图13是表示根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和心至颈动脉脉波速度hcPWV之间关系的回归线(示于图13的下半部分中)以及根据图8中所示数据计算的用来测定增加量指数AI和臂与踝脉波速度baPWV之间关系的回归线(示于图13的上半部分中)的图线。从这些图线可以理解,在增加量指数AI和脉波速度PWV之间存在一种正的相互关系,并可以判断,增加量指数AI和脉波速度PWV之间的相互关系是显著的。图10至13中使用的数字1至8指示测量的顺序;但是,因为变化是不均匀的,所以很难判断动脉硬化是发展了还是治愈了。在图10至14中,N是对象总数参数;R2是相关系数的平方;Coef是回归线系数;而P是显著差。
图14表示应用多变量分析的一个模型(如表达式2)的右侧的物理参数的各自的系数和一个常数以及作为模型表达式的左侧的增加量指数AIE和同一表达式右侧的各自的物理参数之间的各自的相互关系。这些系数和常数及相互关系是从图8中所示的数据得到的。通过图14中所示的模型得到一种充分高度的相互关系。该模型限定动脉硬化检查相关增加量指数AIE与脉波速度PWV、收缩血压SYS、心搏率HR、排出时间ET、预排出时期PEP之间的相互关系。更确切地说,增加量指数AI或脉波速度PWV是一个指示血管柔量的参数。但是,因为每个参数AI、PWV依赖于血压、植物性神经的活性、心脏输出量与预负荷和瞬间负荷,所以不能说每个参数精确地指示循环器官的状态。为了避免该问题,上述模型已包括收缩血压SYS作为指示血压影响的说明性变量(即血压相关因子);心搏率HR作为指示植物性神经活性影响的说明性变量(即植物性神经相关因子);排出时间ET作为指示心脏输出量影响的说明性变量(即心脏输出量相关因子);预排出时期PEP作为指示预负荷和瞬间负荷影响的说明性变量(即预负荷和瞬时负荷相关因子)。也就是,该模型利用最大可能数目的与循环器官的状态相关的基本因子。因此,可以获得一个精确的增加量指数AI,而该指数可用于检查动脉硬化。这样,可以精确地判断或评价抵抗动脉硬化的药物或医治方法的效果。下述表达式4是通过对图8中所示的数据应用多变量分析而从表达式2中推导出来的。如果按照表达式4评价的指数AI等于实际测量的AI,那么可以容易地判断,动脉硬化没有变化。
图15表示关于在一年中从一位治疗高血压的五十多岁的男性病人获得的数据的一个应用多变量分析的模型(如表达式2)的右侧的物理参数的各自的系数和一个常数以及在作为该模型表达式左侧的增加量指数AIE和同一表达式右侧的各自的物理参数之间的各自的相互关系。下述表达式5是通过对该数据应用多变量分析而从表达式2推导出来的。按照该表达式,操作者可以判断,在上述指示的期间抗高血压药物或医治方法是否已经变化,或动脉硬化是否已经由于治疗而变化。更具体地说,根据该表达式的每个参数的系数和该每个参数的测得值,操作者可以判断,动脉硬化是否已经由于治疗的效果而改善和生命体的循环器官的状态是如何变化的。例如,在脉冲速度PWV由于血压的变化而变化的情况下,表达式5中的参数的系数指示包括对循环器官的状态的影响的血管的柔性。如果每个系数由于每种治疗而变化。那么一个人就可以判断每种治疗的效果。在图14和15中,每个二维图线的垂直轴和水平轴上的e(参数|X)代表水平轴上的参数和垂直轴上的目标变量之间的相互关系,它不受其它说明性变量的影响。
AIE=0.0496 PWV+0.4029 SYS-2.2002 HR-0.330 ET+0.5587 PEP+65.007…(4)
PWVE=0.00953 AI-0.2273 SYS+0.47603 HR+0.61765 ET-0.2886PEP-132.18…(5)
像上述动脉硬化检查相关增加量指数AIE一样,按照一个通过对从每个病人获得的数据应用多变量分析而预先从表达式3推导出的一个表达式,对每个单独的病人测定一个动脉硬化检查相关脉波速度PWVE。这样测定的速度可用于进行诊断或选择医治方法。
因此,如果按照表达式2测定并通过显示装置79显示的动脉硬化检查相关增加量指数AIE与在一参考时间(如服药之前一定时间)测定的参考指数的差值落在95%的置信度区间内,那么可以判断,治疗没有效果;而如果该差值大于该区间,那么就重新测定该表达式的各个系数和常数,根据重新测定的系数和常数和/或该重新测定的系数和常数对先前的系数和常数的各自的变化,可以判断治疗是否存在效果或循环器官的状态是如何变化的。同样,如果按照表达3测定并通过显示装置79显示的动脉硬化检查相关脉波速度PWVE与在一参考时间(如服药之前一定时间)测定的参考指数的差值落在95%的置信度区间内,那么可以判断,治疗没有效果;而如果该差值大于该区间,那么就重新测定该表达式的各个系数和常数,根据重新测定的系数和常数和/或该重新测定的系数和常数对先前的系数和常数的各自的变化,可以判断治疗是否存在效果或循环器官的状态是如何变化的。
图16和17是表示图6的示意图中所示的电子控制装置32的CPU 76的控制功能的流程图。
在图16中,首先,CPU进行步骤S1(此后省去每个术语“步骤”)。在S1处,CPU判断输入装置72是否已经操作而输入生命体的身材T,即CPU是否已收到从输入装置72来的身材信息ST。S1被重复,直到作出正的判断。同时,如果在S1处作出正的判断,那么控制进到对应于身材测定机构94的S2。在S2处,CPU根据由输入装置72提供的身材信号ST测定或识别生命体的身材T。
然后,控制进到对应于最佳压紧位置测定机构80的S3至S5。首先,在S3处,CPU操作压紧装置62而改变压力室56中的压力,并由此将施加在压力脉波传感器54上的压紧力HDP改变到一个预先设定的第一压紧力HDP1。该第一压紧力HDP1是用实验预先测定的,因为一个保证由各自的压力感知元件E检测的各自的颈动脉脉波wc的各自的S/N比的压紧力HDP很大,大到能够测定这些颈动脉脉波wc的各自的峰值点pc的各自的值。
然后,在S4处,CPU判断压紧位置最新状态(即一个APS起动状态)是否已经满足,例如,传感器54的压紧表面66中设置的检测由所有元件E检测的各自压力中最高压力的那个压力感知元件E的一个EM是否安置在元件E阵列的规定的对置端部位置之一中。如果在S4处作出负的判断,那么控制进到后面描述的S6。
另一方面,如果在S4处作出正的判断,即如果压紧脉波传感器54相对于颈动脉46的当前位置不合适,那么控制进到S5而进行APS控制子程序。在该子程序中,CPU操作,以便将传感器54移动到一个最佳的压紧位置,在该位置上最高压力检测元件EM基本上安置在元件E阵列的中间。更具体地说,首先,CPU操作压紧装置62到一旦移动传感器离开身体表面50,随后操作宽度方向移动装置64使压紧装置62和传感器54移动经过一个预定距离,然后操作压紧装置62以第一压紧力HDP1重新压紧传感器54。在这种状态下,CPU判断最高压力检测元件EM是否安置在压力感知元件E阵列的一个规定的中间范围内。重复上述压紧和判断操作,直到作出正的判断。
如果在S5处压力脉波传感器54安置在最佳压紧位置,或者如果在S4处作出正的判断,那么控制进到S6,以识别处在当前状态中的最高压力检测元件EM,然后进到对应于压紧力测定机构82的S7,即HDP控制子程序。更具体地说,CPU操作压紧装置62,使得施加在传感器54上的压紧力从第一压紧力HDP1连续增大。在压紧力HDP这种增大期间,CPU测定一个最佳压紧力HDP0,在该最佳压紧力下在S6处测定的由最高压力检测元件EM检测的颈动脉脉波wc的脉搏压力PP大于预先设定的下限脉搏压力PPL,同时CPU将施加在传感器54上的压紧力HDP保持在这样测定的最佳压紧力HDP0上。
然后,控制进到S8,在该处,在由信号SE代表的一个R波的检测时间和下一个R波检测时间之间的期间,CPU读入由压力脉波传感器54的最高压力检测元件EM提供的压力脉波信号SM2、由心电图记录仪68提供的心电图信号SE和由心音微音器70提供的心音信号SH。这样,CPU读入每个信号SM2、信号SE和信号SH的一个心搏同步脉搏。然后,控制进到S9,以停止空气泵58并操作压力控制阀60,使得施加到传感器54上的压紧力HDP减小到大气压力。
其次,控制进到对应于增加量指数测定机构96的S10至S13。在S10处,CPU使在S8处读入的颈动脉脉波wc的一个心搏同步脉搏的一个从对应于该脉搏的上升点的时间继续到对应于该同一脉搏的峰值点pc的时间的部分经受四阶微分处理或解析,并由此测定一个出现在该上升点和峰值点pc之间部分的弯曲点或最高点,然后测定一个这样测定的弯曲点或最高点的值作为入射波wi的峰值点pi的值。
然后,控制进到S11,在该处,CPU测定在S8处读入的颈动脉脉波的一个脉搏的一个反射波wr的一个峰值点的出现时间,并测定在这样测定的该反射波wr的该峰值点的出现时间时的颈动脉脉波wc的值。更具体地说,如果在S10处测定的入射波wi的峰值点pi的值与观察的颈动脉脉波wc的最大值不符合,那么就测定在颈动脉脉波wc的最大值出现时的颈动脉脉波wc的值作为反射波wr的峰值点出现时的颈动脉脉波wc的值;而如果该入射波wi的峰值点pi的值与观察的颈动脉脉波wc的最大值符合,那么就测定该入射波wi的峰值点pi之后的第一最大值出现时的颈动脉脉波wc的值作为该反射波wr的峰值点出现时的颈动脉脉波wc的值。
然后,在对应于增加量指数测定机构96的S12处,CPU测定在S8处阅读的颈动脉脉波wc的一个脉搏的脉搏压力PP。随后,在S13处,CPU通过从S11处测定的反射波wr的峰值点出现时颈脉波wc的值中减去入射波wi的峰值点pi的值而测定一个压力差ΔP。CPU将这样测定的压力差ΔP和在S12处测定的脉搏压力PP代入用表达式1代表的增加量指数计算公式,从而测定一个增加量指数AI(%)。然后,控制进到对应于脉波速度相关信息获得机构98的S13。在S13处,CPU测定一个从心音微音器70检测到的多个心音中的第二心音II到压力脉波传感器54检测到的颈动脉脉波的二波脉切迹的延迟时间,并且还通过用传播时间DT去除已用身材校正过的预置距离DL而测定一个脉波速度PWV(=DL/DT)。该第二心音II对应于生命体主动脉瓣的闭合。
其次,描述S14和图17中所示的后随步骤。首先,在对应于心搏率测定机构88的S14处,CPU测定一个等于在S8处读入的心电图信号SE的两个接连的心搏同步脉搏的各自的R波之间的时间间隔的脉搏时期RR,并通过将该脉搏时期RR的倒数(1/RR)乘以60来计算一个心搏率HR(/分钟)。
然后,控制进到对应于排出时间测定机构90的S15。在S15处,CPU测定在S8处读入的颈动脉脉波wc的一个心搏同步脉搏的上升点和二波脉切迹,并测定该上升点和二波脉切迹的各自的出现时间之间的时间差作为排出时间ET。
随后,控制进到对应于预排出时期测定机构92的S16。在S16处,CPU测定在S8处读入的心音波形(即心音图)的第二心音II的开始点,测定一个从心电图的一个R波的出现时间到第二心音II的开始点的出现时间的时间期间T1,并最终通过从该时间期间T1减去在S15处测定的排出时间ET而测定一个预排出时期PEP。
然后,控制进到S17至S22,以测量生命体的血压值BP。首先,在S17处,CPU起动空气泵24并操作压力控制阀18,以开始迅速提高套压力pc。随后,在S18处,CPU判断套压力pc是否已超过预先设定在180mm Hg的一个提高目标压力pcM。重复S18,直到作出正的判断,此时套压力pc迅速提高。同时,如果在S18处作出正的判断,那么控制进到S19,以停止空气泵24并操作压力控制阀18,从而开始以大约3mmHg/sec的速度缓慢地降低套压力pc。
其次,控制进到对应于血压测定机构86的S20和S21。在S20处,根据在套压力pc缓慢降低期间连续获得的套脉波信号SM1所代表的上臂脉波的接连的心搏同步脉搏的各自的幅度的变化,按照熟知的示波血压测定算法,CPU测定生命体的一个收缩血压BPSYS、一个平均血压BPMEAN和一个舒张血压BPDIA。然后,在S21处,CPU判断在S20处是否已经完成血压值BP的测定。因为舒张血压BPDIA是在S20处最后测定的,所以CPU在S21处判断是否已经测定舒张血压BPDIA。重复S20,直到在S21处作出正的判断,此时继续血压测定算法。
同时,如果在S21处作出了正的判断,那么控制就进到对应于动脉硬化检查相关参数值测定机构100的S22。在S22处,根据由脉波速度相关信息获得机构98获得的脉波速度相关信息如脉波速度PWV、由血压测定机构86(S20)测定的血压如收缩血压BPSYS、由心搏率测定机构88测定的心搏率HR、由预排出时间测定机构92测定的预排出时期PEP和由排出时间测定机构90测定的排出时间,按照在ROM 77中预先储存的表达式2,CPU测定生命体的一个动脉硬化检查相关增加量指数AIE,并且根据由增加量指数测定机构96测定的增加量指数AI、由血压测定机构86(S20)测定的血压如收缩血压BPSYS、由心搏率测定机构88测定的心搏率HR、由预排出时期测定机构92测定的预排出时期PEP以及由排出时间测定机构90测定的排出时间,按照在ROM 77中预先储存的表达式3,CPU还测定了生命体的一个动脉硬化检查相关脉波速度相关值如脉波速度PWVE。
然后,控制进到对应于显示控制机构102的S23。在S23处,CPU操作显示器79显示动脉硬化检查相关增加量指数AIE和/或动脉硬化检查相关脉波速度PWVE,每个在对应于动脉硬化检查相关参数值测定机构100的S22处测定,以指数AIE和/或速度PWVE用数字值如数字或模拟值如条形图指示的方式,使得操作者能够根据指示的指数和/或速度容易地作出诊断。同时,CPU操作显示装置79显示表达式2和/或表达式3以及表达式2的系数a、b、c、d、e和常数3和/或表达式3的系数a′、b′、c′、d′、e′和常数f′。此外,如果控制装置32对同一病人已经测定和储存了一个或多个过去的动脉硬化检查相关增加量指数值AIE和/或一个或多个过去的动脉硬化检查相关脉波速度值PWVE和表达式2和/或表达式3的一个或多个过去的系数和常数组,那么CPU就操作显示装置79沿一个时间轴显示这些参数中每一个参数的相应的数据点,或每个参数的各自的数据点与其先前的数据点的各自的差,使得操作者能够容易地观察这些参数的各自的随时间的变化。
如从本实施例的以上描述中可以清楚的,根据由脉波速度相关信息获得机构98(S13)获得的脉波速度PWV(脉波速度相关信息)、由血压测定机构86(S20)测定的血压BP(SYS)、由心搏率测定机构88(S14)测定的心搏率HR、由预排出时期测定机构92(S16)测定的预排出时期PEP和由排出时间测定机构90(S15)测定的排出时间ET,按照预先储存的表达式2,动脉硬化检查相关参数值测定机构100(S23)测定作为一种动脉硬化检查相关参数的动脉硬化检查相关增加量指数AIE。这样,根据对应于生命体血管弹性的脉波速度、生命体的血压BP(SYS)、对应于生命体植物性神经活性的心搏率HR与对应于生命体的心脏(如心脏输出量)功能的预排出时期PEP和排出时间ET两者,测定了动脉硬化检查相关增加量指数AIE。因此,动脉硬化检查相关增加量指数具有反映生命体循环器官状态的高度可靠性,并可用于作出对生命体的动脉硬化的精确诊断。这样,提高了动脉硬化的诊断精确度。
此外,在本实施例中,根据由增加量指数测定机构96(S12)测定的增加量指数AI、由血压测定机构86(S20)测定的血压BP(SYS)、由心搏率测定机构88(S14)测定的心搏率HR、由预排出时期测定机构92(S16)测定的预排出时期PEP和由排出时间测定机构90(S15)测定的排出时间ET,按照预先储存的表达式2,动脉硬化检查相关参数值测定机构100(S23)测定了动脉硬化检查相关脉波速度PWVE。这样,根据对应于生命体血管弹性的增加量指数AI、生命体的血压BP(SYS)、对应于生命体的植物性神经的活性的心搏率HR与对应于生命体的心脏(如心脏输出量)的预排出时期PEP和排出时间ET两者,测定了动脉硬化检查相关脉波速度PWVE。因此,动脉硬化检查相关脉波速度具有反映生命体循环器官状态的高度可靠性,并可用于作出对生命体的动脉硬化的精确诊断。这样,提高了动脉硬化的诊断精确度。
此外,在本实施例中,显示装置79按照测定动脉硬化检查相关增加量指数AIE的要求显示表达式的系数a、b、c、d、e和常数f,并/或按照测定动脉硬化检查相关脉波速度PWVE的要求显示表达式的系数a′、b′、c′、d′、e′和常数f′。上述系数和常数是对每个单独的病人预先测定的。此外,显示装置79可以显示系数和常数的各自的变化。因此,操作者可以准确地评价抗血压治疗的效果。
虽然已参照附图用其优选实施例描述了本发明,但可以理解,本发明可以用另外方式实施。
例如,在例示的动脉硬化检查设备10中,使用用于检测颈动脉脉波wc的压力脉波检测探针36作为脉波检测装置。但是,该脉波检测装置可以是一个检测从非颈部38的不同部分来的脉波的装置,如来自生命体的上臂、手腕、股部或踝部的脉波。
通常,在例示的实施例中用来测定增加量指数AI的增加量指数计算公式(表达式1)的分母是脉搏压力PP。但是,表达式1的脉搏压力PP可以用颈动脉脉波wc的入射波成分的峰值点出现时的颈动脉脉波wc的幅度(即大小)来代替,因为使用该幅度作为分母的公式指示动脉硬化。
在例示的实施例中,使用脉波速度PWV作为脉波速度相关信息或值。但是,可以使用一对一地对应于脉波速度PWV的脉波传播时间DT作为脉波速度相关信息或值。此外,在例示的实施例中,脉波速度PWV是根据一个第二心音II的出现时间和颈动脉脉波的二波脉切迹的出现时间之间的时间差来测定的。但是,脉波速度可以根据一个由两个脉波传感器从生命体的不同部分如臂动脉和踝动脉检测的各自的脉波之间的时间差来测定。
在例示的实施例中,心搏率HR是根据心电图的波形来测定的。但是,心搏率可以根据生命体的搏动来测定。此外,在例示的实施例中,使用收缩血压BPSVS作为血压。但是,可以使用平均血压或舒张血压作为生命体的血压。
在例示的实施例中,预排出时期PEP是通过从心电图的R波的检测时间和由心音微音器70检测的心音中包含的第二心音II的开始点的检测时间之间的时间T1中减去颈动脉脉波的上升点和二脉波切迹之间的排出时间ET而计算的。但是,预排出时期PEP和排出时间ET可以用不同的方式测定。例如,预排出时期PEP可以根据一个R波和第一心音I之间的时间差来测定,而排出时间ET可以通过从时间T1中减去预排出时期PEP来测定。
本发明可以用其它各种变化方案来实施而并不偏离本发明的精神实质。
Claims (10)
1.一种用于检查生命体的动脉硬化的设备(10),包括:
一个获得与生命体中脉波传播速度有关的脉波速度相关信息的脉波速度相关信息获得装置(54,70,98);
一个测量生命体血压的血压测量装置(12,86);
一个测量生命体的心搏率的心搏率测量装置(68,88);
一个测量从生命体的心脏开始收缩的时间到从心脏开始排出血液的时间的预排出时期的预排出时期测量装置(68,70,92);
一个测量从心脏开始排出血液的时间到心脏停止排出血液的时间的排出时间的排出时间测量装置(54,90);以及
一个动脉硬化检查相关增加量指数测定机构(100),用于根据由脉波速度相关信息获得装置获得的脉波速度相关信息、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和由排出时间测量装置测量的排出时间,按照一种在(A)(a1)脉波速度相关信息、(a2)血压、(a3)心搏率、(a4)预排出时期、(a5)排出时间和(B)动脉硬化检查相关增加量指数之间的预定的相互关系,来测定生命体的动脉硬化检查相关增加量指数。
2.一种按照权利要求1所述的设备,其特征在于,该预定的相互关系是由下列表达式代表的:
AIE=a×PWV+b×BP+c×HR+d×ET+e×PEP+f
其中PWV是脉波速度相关信息,
BP是血压,
HR是心搏率,
PEP是预排出时期,
ET是排出时间,
AIE是动脉硬化检查相关增加量指数,
a、b、c、d、e是系数,而
f是常数。
3.一种按照权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括一个显示由动脉硬化检查相关增加量指数测定机构(100)测定的生命体的动脉硬化检查相关增加量指数的显示装置(79,102)。
4.一种按照权利要求2所述的设备,其特征在于,该预定的相互关系是对每个生命体预先测定的,其中该设备还包括一个显示该预定的相互关系的系数a、b、c、d、e和常数f的显示装置(79,102)。
5.一种用于检查生命体的动脉硬化的设备(10),包括:
一个测量生命体的增加量指数的增加量指数测量装置(54,96),该增加量指数是生命体的脉波的反射波成分的值对脉波的入射波成分的值之比;
一个测量生命体血压的血压测量装置(12,86);
一个测量生命体的心搏率的心搏率测量装置(68,88);
一个测量从生命体的心脏开始收缩的时间到心脏开始排出血液的时间的预排出时期的预排出时期测量装置(68,70,92);
一个测量从心脏开始排出血液的时间到心脏停止排出血液的时间的排出时间的排出时间测量装置(54,90);以及
一个动脉硬化检查相关脉波速度相关值测定装置(100),用于根据由增加量指数测量装置测量的增加量指数、由血压测量装置测量的血压、由心搏率测量装置测量的心搏率、由预排出时期测量装置测量的预排出时期和排出时间测量装置测量的排出时间,按照一种在(A)(a1)增加量指数、(a2)血压、(a3)心搏率、(a4)预排出时期、(a5)排出时间和(B)动脉硬化检查相关脉波速度相关值之间的预定的相互关系,来测定生命体的动脉硬化检查相关脉波速度相关值。
6.一种按照权利要求5所述的设备,其特征在于,该预定的相互关系是由下列表达式代表的:
PWVE=a′×AI+b′×BP+c′×HR+d′×ET+e′×PEP+f′
其中PWVE是动脉硬化检查相关脉波速度相关值,
BP是血压,
HR是心搏率,
PEP是预排出时期,
ET是排出时间,
AI是增加量指数,
a′、b′、c′、d′、e′是系数,而
f′是常数。
7.一种按照权利要求5所述的设备,其特征在于,还包括一个显示由动脉硬化检查相关脉波速度相关值测定机构测定的生命体的动脉硬化检查相关脉波速度相关值的显示装置(79,102)。
8.一种按照权利要求6所述的设备,其特征在于,该预定的相互关系是对每个生命体预先测定的,其中该设备还包括一种显示该预定的相互关系的系数a′、b′、c′、d′、e′和常数f′的显示装置(79,102)。
9.一种按照权利要求1至8中任何一项所述的设备,其特征在于,还包括一个储存该预定的相互关系的存储器装置(77)。
10.一种按照权利要求1至8中任何一项所述的设备,其特征在于,还包括一个检测从生命体来的脉波的脉波检测装置(54)。
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