JP2003079586A

JP2003079586A - 動脈硬化評価装置

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Publication number: JP2003079586A
Application number: JP2001379525A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyuki Narimatsu; 清幸成松
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-03-18
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: US20030004422A1; JP3533406B2; KR20030003678A; EP1273264A2; EP1273264A3; CN1393203A; KR100865646B1; US6612993B2; TW514514B

Abstract

(57)【要約】【目的】高い精度で動脈硬化の診断を行うことができ
る動脈硬化評価装置を提供する。【解決手段】同時表示手段８４により、脈波伝播速度成
分とAI(Augmentation Index)成分とからなる二次元グラ
フの、実際に測定された脈波伝播速度PWVとAIとにより
定まる座標に印を表示する。脈波伝播速度PWVおよびAI
はともに動脈硬化を反映するので、二次元グラフに表示
される印の位置から、容易に脈波伝播速度PWVとAIとに
基づく動脈硬化の診断を行うことができる。そのため、
たとえば、脈波伝播速度PWVのみでは投薬などの治療が
必要があるかの判断に迷う場合であっても、AIが治療の
必要があることを示す値であれば、治療が必要であると
判断することができるなど、診断の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体内を脈波が伝
播する速度に関連する脈波伝播速度情報（脈波伝播時間
および脈波伝播速度など）に基づいて、動脈硬化を評価
する動脈硬化評価装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脈波伝播速度情報に影響を及ぼす因子と
して動脈硬化度が存在することを利用して、生体の動脈
の硬さを評価するために、脈波伝播速度情報を測定する
装置が提案されている。たとえば、特開平９−１２２０
９１号公報に記載された脈波伝播速度測定装置がそれで
ある。上記公報では、心電誘導波形（心電図）を測定す
るための心電誘導装置、および上腕動脈波を検出するた
めのカフとそのカフ内の圧力を検出する圧力センサを備
え、心電図のR波が検出された時間と上腕動脈波のピー
クが検出された時間との時間差を脈波伝播時間として算
出し、心臓と上腕との間の距離を上記脈波伝播時間で割
ることにより脈波伝播速度を求めている。

【０００３】そして、測定された脈波伝播速度情報が異
常値であるか否かに基づいて投薬などの治療を行うか否
かが判断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、測定された脈
波伝播速度情報が異常値と正常値との境界付近の値であ
る場合には、脈波伝播速度情報だけでは投薬的治療を開
始するかどうかの判断に迷うという問題がある。また、
脈波伝播速度情報が正常値であっても動脈硬化が進行し
ている場合や、脈波伝播速度が異常値であっても動脈硬
化とはいえない場合があることが分かってきた。すなわ
ち、脈波伝播速度速度情報は動脈硬化だけでなく血圧に
関連して変化するので、降圧剤により血圧が低下させら
れている場合には、動脈硬化があっても脈波伝播速度情
報は正常値になってしまうことがあり、逆に、高血圧で
あると、動脈硬化がなくても脈波伝播速度が異常値にな
ってしまう。

【０００５】ところで、動脈硬化を評価する指標とし
て、振幅増加指数が知られている。この振幅増加指数
は、AI(=Augmentation Index)として知られているもの
であり、一般には、脈波のピークの大きさとその脈波の
進行波成分のピークの大きさとの差を、その脈波の脈圧
で割った値の百分率として算出される。しかし、この振
幅増加指数は、脈波伝播速度情報よりも動脈硬化との相
関性が低いため、振幅増加指数のみを用いた動脈硬化の
診断は信頼性が低いという問題がある。

【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであって、その目的とするところは、高い精度で動
脈硬化の診断を行うことができる動脈硬化評価装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための第１の手段】上記目的を達成す
るための第１発明は、生体内を脈波が伝播する速度に関
連する脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算
出手段を備え、その脈波伝播速度情報算出手段により算
出される脈波伝播速度情報に基づいて動脈の硬さを評価
する動脈硬化評価装置であって、前記生体の所定部位に
装着されて、その部位における脈波を検出する脈波セン
サと、その脈波センサにより検出された脈波に基づい
て、その脈波の進行波成分の振幅に対するその脈波の振
幅の増加の程度を表す振幅増加情報を決定する振幅増加
情報決定手段と、前記脈波伝播速度情報算出手段により
算出される脈波伝播速度情報および前記振幅増加情報決
定手段により決定される振幅増加情報に基づいて、予め
定められた関係から、前記生体の動脈硬化の程度を判定
する動脈硬化判定手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】

【第１発明の効果】この発明によれば、動脈硬化判定手
段では、脈波伝播速度情報算出手段によって算出される
脈波伝播速度情報と振幅増加情報決定手段によって決定
される振幅増加情報の２つの情報に基づいて動脈硬化が
判定されるので、動脈硬化の程度の判定精度が向上す
る。

【０００９】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を
達成するための第２発明は、生体内を脈波が伝播する速
度に関連する脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度
情報算出手段を備え、その脈波伝播速度情報算出手段に
より算出される脈波伝播速度情報に基づいて動脈の硬さ
を評価する動脈硬化評価装置であって、前記生体の所定
部位に装着されて、その部位における脈波を検出する脈
波センサと、その脈波センサにより検出された脈波に基
づいて、その脈波の進行波成分の振幅に対するその脈波
の振幅の増加の程度を表す振幅増加情報を決定する振幅
増加情報決定手段と、前記脈波伝播速度情報算出手段に
より算出された脈波伝播速度情報と、前記振幅増加情報
決定手段により決定された振幅増加情報とを同時に表示
器に表示する同時表示手段とを含むことを特徴とする。

【００１０】

【第２発明の効果】この発明によれば、同時表示手段に
より、動脈硬化を反映する脈波伝播速度情報および振幅
増加情報が同時に表示器に表示されるので、脈波伝播速
度情報および振幅増加情報に基づいて動脈硬化の診断を
することができ、脈波伝播速度情報のみに基づいて動脈
硬化の診断をする場合に比べて診断の精度が向上する。
たとえば、脈波伝播速度情報のみでは投薬などの治療が
必要があるかの判断に迷う場合であっても、振幅増加情
報が動脈硬化を示していれば、治療が必要であると判断
することができる。

【００１１】

【第２発明の態様】ここで、好ましくは、前記振幅増加
情報決定手段は、前記振幅増加情報として、その脈波の
進行波成分の振幅に対するその脈波の振幅の増加の程度
を指数で表した振幅増加指数を算出するものであり、前
記同時表示手段は、脈波伝播速度情報成分と振幅増加指
数成分とにより構成される二次元グラフの、前記脈波伝
播速度情報算出手段により算出された脈波伝播速度情報
と前記振幅増加情報決定手段により算出された振幅増加
指数とにより定まる座標に、印を表示するものである。
このようにすれば、二次元グラフに表示される印の位置
から、容易に、脈波伝播速度情報と振幅増加指数とに基
づく動脈硬化の診断を行うことができる。

【００１２】さらに好ましくは、前記二次元グラフに
は、前記脈波伝播速度情報および前記振幅増加指数がと
もに動脈硬化を示す値である動脈硬化範囲が予め表示さ
れており、さらに、前記脈波伝播速度情報は正常値であ
るが、前記振幅増加指数が動脈硬化を示す値である動脈
硬化注意範囲、および前記脈波伝播速度情報は動脈硬化
を示す値であるが前記振幅増加指数は正常値である高血
圧範囲の少なくとも一方が予め表示される。このように
すれば、前記印の表示位置が動脈硬化範囲である場合に
動脈硬化であると判定できるだけでなく、前記印の表示
位置位置が動脈硬化注意範囲である場合には、動脈硬化
であるが降圧剤により血圧が低下させられている状態で
ある可能性が高いと判断でき、前記印の表示位置が高血
圧範囲である場合には、動脈硬化ではないが高血圧であ
り、将来的に動脈硬化となる可能性が高いと判断でき
る。

【００１３】

【第１発明および第２発明の他の態様】また、好ましく
は、前記動脈硬化評価装置は、前記脈波センサにより検
出される脈波に含まれる進行波成分のピークを決定する
進行波ピーク決定手段と、前記脈波センサにより検出さ
れる脈波に含まれる反射波成分のピークを決定する反射
波ピーク決定手段とをさらに含み、前記脈波伝播速度情
報算出手段は、前記進行波ピーク決定手段により決定さ
れた進行波成分のピークと、前記反射波ピーク決定手段
により決定された反射波成分のピークとの時間差に基づ
いて、前記脈波伝播速度情報を算出するものである。こ
のようにすれば、脈波センサにより検出された脈波の進
行波成分のピークおよび反射波成分のピークが、進行波
ピーク決定手段および反射波ピーク決定手段によりそれ
ぞれ決定され、脈波伝播速度情報算出手段では、その進
行波成分のピークと反射波成分のピークとの時間差に基
づいて脈波伝播速度情報が算出される。また、振幅増加
指数も前記脈波センサにより検出された脈波から算出さ
れる。従って、一つの脈波センサを装着するだけで脈波
伝播速度情報および振幅増加指数が測定できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用され
た動脈硬化評価装置１０の回路構成を示すブロック図で
あり、動脈硬化評価装置１０は、図２に示す圧脈波検出
プローブ１２を備えている。

【００１５】圧脈波検出プローブ１２は、図２に示すよ
うに、被測定者の首１４に装着バンド１６により装着さ
れている。この圧脈波検出プローブ１２の構成を図３に
示す。図３に詳しく示すように、圧脈波検出プローブ１
２は、容器状を成すセンサハウジング１８を収容するケ
ース２０と、このセンサハウジング１８を頸動脈２２の
幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング１８に
螺合され且つケース２０内に設けられた図示しないモー
タによって回転駆動されるねじ軸２４とを備えている。
この圧脈波検出プローブ１２は、前記装着バンド１６に
より、センサハウジング１８の開口端が首１４の体表面
２６に対向する状態でその首１４に装着されている。

【００１６】上記センサハウジング１８の内部には、ダ
イヤフラム２８を介して圧脈波センサ３０が相対移動可
能かつセンサハウジング１８の開口端からの突出し可能
に設けられており、これらセンサハウジング１８および
ダイヤフラム２８等によって圧力室３２が形成されてい
る。この圧力室３２内には、図１に示すように、空気ポ
ンプ３４から調圧弁３６を経て圧力の高い空気が供給さ
れるようになっており、これにより、圧脈波センサ３０
は圧力室３２内の圧力(Pa)に応じた押圧力で前記体表面
２６に押圧させられる。

【００１７】上記センサハウジング１８およびダイヤフ
ラム２８は、圧脈波センサ３０を頸動脈２２に向かって
押圧する押圧装置３８を構成しており、上記ねじ軸２４
および図示しないモータは、圧脈波センサ３０が体表面
２６に向かって押圧させられる押圧位置を、頸動脈２２
の幅方向に移動させる幅方向移動装置４０を構成してい
る。

【００１８】上記圧脈波センサ３０の押圧面４２には、
多数の半導体感圧素子（以下、感圧素子という）Eが、
頸動脈２２の幅方向すなわちねじ軸２４と平行な圧脈波
センサ３０の移動方向において、その頸動脈２２の直径
よりも長くなるように、且つ一定の間隔で配列されてお
り、たとえば、図４に示すように、配列間隔が0.6mm程
度とされた15個の感圧素子E(a)、E(b)、…E(o)が配列さ
れている。

【００１９】このように構成された圧脈波検出プローブ
１２が、首１４の体表面２６の頸動脈２２上に押圧され
ると、圧脈波センサ３０により、頸動脈２２から発生し
て体表面２６に伝達される圧脈波（頸動脈波wc）が検出
され、その頸動脈波wcを表す圧脈波信号SMがA/D変換器
４４を介して演算制御装置４６へ供給される。図５の実
線は、圧脈波センサ３０により逐次検出される圧脈波信
号SMすなわち頸動脈波wcの一例を示している。

【００２０】演算制御装置４６は、CPU４８、ROM５０、
RAM５２、および図示しないI/Oポート等を備えた所謂マ
イクロコンピュータにて構成されており、CPU４８は、R
OM５０に予め記憶されたプログラムに従ってRAM５２の
記憶機能を利用しつつ信号処理を実行する。また、CPU
４８は、その信号処理に基づいて、空気ポンプ３４およ
び調圧弁３６へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を
出力して圧力室３２内の圧力を後述する最適押圧力HDPO
に調節し、圧脈波センサ３０から供給される圧脈波信号
SMに基づいて脈波伝播速度PWVおよび振幅増加情報の決
定等を実行し、さらに、表示器５４の表示内容を制御す
る。

【００２１】図６は、動脈硬化評価装置１０における演
算制御装置４６の制御機能の要部を説明する機能ブロッ
ク線図である。最適押圧位置制御手段７０は、圧脈波セ
ンサ３０に備えられた複数の感圧素子Eのうち最大圧力
を検出する素子（以下、この素子を最大圧力検出素子EM
という）の配列位置が、配列の端を基準として、それか
ら所定数または所定距離内側までに位置するものである
ことを条件とする押圧位置更新条件が成立するか否かを
判断する。そして、その押圧位置更新条件が成立した場
合には、以下の押圧位置更新作動を実行する。すなわ
ち、押圧位置更新作動は、圧脈波センサ３０を体表面２
６から一旦離隔させるとともに、幅方向移動装置４０に
より押圧装置３８および圧脈波センサ３０を所定距離移
動させた後、押圧装置３８により圧脈波センサ３０を比
較的小さい予め設定された第１押圧力HDP1で押圧させ、
その状態で再び上記押圧位置更新条件が成立するか否か
を判断し、押圧位置更新条件が成立しなくなるまで、よ
り好ましくは、前記最大圧力検出素子EMが配列位置の略
中央に位置するまで上記の作動および判断を実行する。
なお、上記押圧位置更新条件における配列の端からの所
定数または所定距離は、圧脈波センサ３０により押圧さ
れる動脈（本実施例では頸動脈２２）の直径に基づいて
決定され、たとえば、その直径の１／４に設定される。

【００２２】押圧力制御手段７２は、圧脈波センサ３０
が最適押圧位置制御手段７０により最適押圧位置に位置
させられた後、押圧装置３８による圧脈波センサ３０の
押圧力HDP(Hold Down Pressure)を、所定の押圧力範囲
内で拍動に対応して逐次変化させ、或いは所定の押圧力
範囲内を比較的緩やかな一定速度で連続的に変化させ
る。そして、その押圧力HDPの変化過程で得られる頸動
脈波wcに基づいて最適押圧力HDPOを決定し、押圧装置３
８による圧脈波センサ３０の押圧力HDPをその最適押圧
力HDPOに制御する。ここで、最適押圧力HDPOとは、たと
えば、最大圧力検出素子EMにより検出される頸動脈波wc
の脈圧PPc（すなわち頸動脈波wcの一脈波において最大
圧力値から最小圧力値を引いた値）が予め設定された最
低脈圧PPc_L以上となる押圧力HDPであり、この最低脈圧P
Pc_Lは、脈圧PPcが小さすぎると頸動脈波wcが不明瞭にな
り、脈波伝播速度情報を算出するための基準点の決定精
度が低下することから、脈波伝播速度情報を算出するた
めの基準点が精度よく検出できる脈圧PPcの最低値とし
て実験に基づいて予め設定されている。

【００２３】進行波ピーク決定手段７４は、圧脈波セン
サ３０の押圧力HDPが上記最適押圧力HDPOに制御されて
いる状態で圧脈波センサ３０の最大圧力検出素子EMによ
り逐次検出される頸動脈波wcについて、その頸動脈波wc
に含まれる進行波成分(Incident wave)wiのピークpiの
大きさ（すなわち脈圧PPi）および発生時点を決定す
る。頸動脈波wcでは、進行波成分wiは図５の破線に示す
ようになり、進行波成分wiのピークpiは、全体の頸動脈
波（観測波）wcの立ち上がり点からピークpcまでの間に
おいて、変曲点或いは極大点として現れる。（なお、図
５では進行波成分wiのピークpiは観測波の変曲点として
現れている。）従って、進行波ピーク決定手段７４は、
逐次検出される圧脈波信号SMに、所定の演算処理を施す
ことにより、頸動脈波wcの立ち上がり点からピークpcま
での間における変曲点または極大点を検出し、その変曲
点または極大点が発生した時点を、進行波成分wiのピー
ク発生時点に決定する。ここで、上記演算処理は、所定
の次数の微分処理またはフィルタ処理など、変曲点或い
は極大点検出のための一般的な処理である。

【００２４】反射波ピーク決定手段７６は、上記進行波
ピーク決定手段７４において進行波成分wiのピークpiが
決定される頸動脈波wcについて、その頸動脈波wcに含ま
れる反射波成分(Reflected wave)wrのピークprを決定す
る。頸動脈波wcでは、反射波成分wrは図５の一点鎖線に
示すようになり、反射波成分wrのピークprは、観測波の
ピークpcと一致する。従って、反射波ピーク決定手段７
６は、逐次検出される圧脈波信号SMが表す頸動脈波wcの
ピークpcを検出し、そのピークpcが発生した時点を反射
波成分wrのピーク発生時点に決定する。なお、この反射
波成分wrの主成分は、心臓から出た圧波が腸骨動脈付近
で反射したものであると考えられている。

【００２５】脈波伝播速度情報算出手段７８は、反射波
ピーク決定手段７６により決定された反射波成分wrのピ
ーク発生時点と、進行波ピーク決定手段７４により決定
された進行波成分wiのピーク発生時点との時間差を脈波
伝播時間DT(sec)として算出する。そして、その算出し
た脈波伝播時間DTを式１に代入して、被測定者の動脈内
を伝播する脈波の伝播速度すなわち脈波伝播速度PWV(m/
sec)を算出する。なお、式１において、L(m)は、大動脈
弁から腸骨動脈付近に位置する反射点を経て圧脈波セン
サ３０が装着されている部位へ至る距離であり、予め実
験に基づいて決定されている。（式１） PWV=L/DT

【００２６】振幅増加情報決定手段８０は、圧脈波セン
サ３０の押圧力HDPが前記最適押圧力HDPOに制御されて
いる状態で圧脈波センサ３０の最大圧力検出素子EMによ
り逐次検出される頸動脈波wcに基づいて、進行波成分wi
の振幅（すなわち脈圧PPi）に対する頸動脈波wcの振幅
（すなわち脈圧PPc）の増加の程度を表す振幅増加情報
を決定する。この振幅増加情報には、進行波成分wiの脈
圧PPiに対する頸動脈波wcの脈圧PPcの増加の程度を指数
で表したAI（すなわち振幅増加指数）や、進行波成分wi
の脈圧PPiと頸動脈波wcの脈圧PPcから波形を分類した波
形番号などが含まれる。

【００２７】AIとしては、頸動脈波wcの脈圧PPcの大き
さから進行波成分wiの脈圧PPiを引いたピーク差ΔPを、
頸動脈波wcの脈圧PPcで割った値の百分率、すなわち式
２から求められるものが最もよく用いられる。（式２） AI=(ΔP/PPc)×100 しかし、式２から求められるAI以外に、進行波成分wiの
脈圧PPiを頸動脈波wcの脈圧PPcで割った値(=PPi/PPc)、
頸動脈波wcの脈圧PPcを進行波成分wiの脈圧PPiで割った
値(=PPc/PPi)、上記ピーク差ΔPを進行波成分wiの脈圧P
Piで割った値(=ΔP/PPi)、頸動脈波wcの脈圧PPcを上記
ピーク差ΔPで割った値(=PPc/ΔP)、進行波成分wiの脈
圧PPiを上記ピーク差ΔPで割った値(=PPi/ΔP)、および
それらの百分率などもAIとして用いることができる。

【００２８】波形番号は、図７に示すように、たとえ
ば、動脈硬化の少ない側から１型、２型、３型、４型の
ように分類される。１型は、立ち上がり以降における最
初の極大点が脈波の最大点である波形、２型は、立ち上
がり点以降における最初の極大点または変曲点の大きさ
と脈波のピークの大きさとの差がそれほど大きくない波
形、３型は立ち上がり点以降における最初の極大点また
は変曲点の大きさに対して脈波のピークの大きさが比較
的大きい波形、４型は立ち上がり点以降における最初の
極大点または変曲点の大きさと脈波のピークの大きさと
の差が３型よりもさらに大きい波形である。上記１型〜
４型のように分類できるのは、動脈硬化の程度が大きい
ほど、反射波成分が大きくなるので、進行波成分のピー
クの大きさ（立ち上がり点以降の最初の極大点または変
曲点の大きさ）に対して脈波のピークが大きくなるから
である。

【００２９】動脈硬化判定手段８２は、脈波伝播速度情
報算出手段７８で算出された脈波伝播速度情報と、振幅
増加情報決定手段８０で算出された振幅増加情報とに基
づいて、予めROM５０に記憶された関係から、患者の動
脈硬化の程度を判定する。ここで、予めROM５０に記憶
された関係について、脈波伝播速度情報として脈波伝播
速度PWVを用い、振幅増加情報として式２から算出され
るAIを用いて説明する。脈波伝播速度PWVおよびAIはと
もに動脈硬化に関連して変化し、脈波伝播速度PWVは動
脈硬化の程度が大きいほど速くなり、前記式２から算出
されるAIは動脈硬化の程度が大きいほど大きくなる。そ
こで、脈波伝播速度PWVおよびAIについて、それぞれ正
常範囲と動脈硬化の疑いがある範囲が予め実験に基づい
て決定されており、上記予めROM５０に記憶された関係
は、脈波伝播速度PWVおよびAIの両方が、動脈硬化の疑
いがある範囲の値である場合に動脈硬化であると判定
し、脈波伝播速度PWVおよびAIの両方が正常範囲の値で
あれば、動脈硬化はないと判定するようになっている。
さらに、上記関係は、脈波伝播速度PWVは動脈硬化の疑
いがある値であるがAIは正常な値であれば、血圧が高い
ことによって脈波伝播速度PWVが正常範囲外の値となっ
ているのであって、動脈硬化ではないと考えられるの
で、この場合には、高血圧であると判定するようになっ
ており、反対に、脈波伝播速度PWVは正常範囲の値であ
るが、AIが動脈硬化の疑いがある値であれば、動脈硬化
が進行しているが、降圧剤により血圧が低下させられて
いるために脈波伝播速度PWVが正常値となっている可能
性があるので、動脈硬化の可能性があり要注意であると
判定するようになっている。

【００３０】同時表示手段８４は、脈波伝播速度情報算
出手段７８により算出された脈波伝播速度情報と、振幅
増加情報決定手段８０により決定された振幅増加情報と
を、表示器５４に同時に表示する。たとえば、その脈波
伝播速度情報（数値）と、AI（数値）とを、表示器５４
に同時に並べて表示する。あるいは、表示器５４に表示
された脈波伝播速度情報成分とAI成分とからなる二次元
グラフにおいて、実際の脈波伝播速度情報とAIとを示す
位置に印を表示してもよい。

【００３１】図８および図９は、図６の機能ブロック線
図に示した演算制御装置４６の制御作動をさらに具体的
に説明するためのフローチャートであって、図８は圧脈
波信号SMを読み込むための信号読み込みルーチン、図９
はその読み込んだ圧脈波信号SMを処理する信号処理ルー
チンである。

【００３２】図８において、まず最適押圧位置制御手段
７０に相当するステップＳＡ１（以下、ステップを省略
する。）からＳＡ３が実行される。まずＳＡ１では、押
圧装置３８により圧力室３２内の圧力が制御されること
により、圧脈波センサ３０の押圧力HDPが予め設定され
た第１押圧力HDP1とされる。上記第１押圧力HDP1は、各
感圧素子Eにより検出される頸動脈波wcのS/N比が、それ
ら複数の頸動脈波wcのピークpcの大きさを比較的高い精
度で決定できる程度に大きくなるような押圧力HDPとし
て、予め実験に基づいて決定されている。

【００３３】続くＳＡ２では、押圧面４２に配列された
感圧素子Eのうち最大圧力検出素子EMの配列位置が、配
列の端から所定数または所定距離内側までに位置するも
のであるかを条件とする押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動
条件）が成立したか否かが判断される。この判断が否定
された場合には、後述するＳＡ４以降が実行される。

【００３４】一方、ＳＡ２の判断が肯定された場合、す
なわち、圧脈波センサ３０の頸動脈２２に対する装着位
置が不適切である場合には、続くＳＡ３において、APS
制御ルーチンが実行される。このAPS制御ルーチンは、
最大圧力検出素子EMが感圧素子Eの配列の略中央位置と
なる最適押圧位置を決定するため、圧脈波センサ３０を
一旦体表面２６から離隔させ、幅方向移動装置４０によ
り押圧装置３８および圧脈波センサ３０を所定距離移動
させた後、押圧装置３８により圧脈波センサ３０を再び
前記第１押圧力HDP1で押圧させ、その状態における最大
圧力検出素子EMが配列略中央位置にある感圧素子Eであ
るか否かが判断され、この判断が肯定されるまで上記作
動が繰り返し実行される。

【００３５】上記ＳＡ３において圧脈波センサ３０の押
圧位置が最適押圧位置に制御されると、続くＳＡ４で
は、その状態における最大圧力検出素子EMが決定され、
続いて押圧力制御手段７２に相当するＳＡ５において、
HDP制御ルーチンが実行される。このHDP制御ルーチン
は、押圧装置３８により圧脈波センサ３０の押圧力HDP
が前記第１押圧力HDP1から連続的に増加させられ、その
押圧力増加過程で、前記ＳＡ４で決定された最大圧力検
出素子EMによって検出される頸動脈波wcの脈圧PPcが予
め設定された最適脈圧PL以上となったか否かに基づいて
最適押圧力HDPOが決定され、圧脈波センサ３０の押圧力
HDPがその決定された最適押圧力HDPOにて維持される。

【００３６】続くＳＡ６では、圧脈波センサ３０の最大
圧力検出素子EMから供給される圧脈波信号SMが読み込ま
れ、続くＳＡ７では、圧脈波信号SMが一拍分読み込まれ
たか否かが、たとえば、頸動脈波wcの立ち上がり点が検
出されたか否かに基づいて判断される。このＳＡ７の判
断が否定された場合は、前記ＳＡ６が実行されて圧脈波
信号SMがさらに読み込まれる。しかし、上記ＳＡ７の判
断が肯定された場合は、続いて、図９に示す信号処理ル
ーチンが実行される。

【００３７】続いて、図９の信号処理ルーチンを説明す
る。まず、反射波ピーク決定手段７６に相当するＳＢ１
において、図８のＳＡ６で読み込まれた圧脈波信号SMが
表す頸動脈波wcのピークpcが決定され、そのピークpcの
大きさがRAM５２に記憶されるとともに、そのピークpc
の発生時間が反射波成分wrのピークprの発生時点として
RAM５２に記憶される。

【００３８】続いて、進行波ピーク決定手段７４に相当
するＳＢ２が実行される。ＳＢ２では、図８のＳＡ６で
読み込まれた圧脈波信号SMのうち、頸動脈波wcの立ち上
がり点から前記ＳＢ１で決定されたピークpcまでの間の
信号が、４次微分処理されることにより、立ち上がり点
からピークpcまでの間に存在する変曲点または極大点が
検出され、且つ、その変曲点または極大点の発生時間が
進行波成分wiのピークpiの発生時点としてRAM５２に記
憶され、その変曲点または極大点の大きさも進行波成分
wiのピークpiの大きさとしてRAM５２に記憶される。

【００３９】続いて脈波伝播速度情報算出手段７８に相
当するＳＢ３およびＳＢ４が実行される。ＳＢ３では、
前記ＳＢ１で決定された反射波成分wrのピークwiの発生
時間から、前記ＳＢ２で決定された進行波成分wiのピー
クpiの発生時間が差し引かれることにより、脈波伝播時
間DTが算出される。そして、続くＳＢ４では、上記ＳＢ
３で算出された脈波伝播時間DTが、前記式１に代入され
ることにより脈波伝播速度PWVが算出される。

【００４０】続いて振幅増加情報決定手段８０に相当す
るＳＢ５が実行される。そのＳＢ５では、前記ＳＢ１で
決定された頸動脈波wcのピークpcの大きさから前記ＳＢ
２で決定された進行波成分wiのピークpiの大きさが差し
引かれることによりピーク差ΔPが算出されるととも
に、図８のＳＡ６で読み込まれた一拍分の頸動脈波wcの
最大値から最小値が差し引かれることによりその頸動脈
波wcの脈圧PPcが算出され、さらに、それらピーク差ΔP
および脈圧PPcが、前記式２に代入されることによりAI
(%)が算出される。

【００４１】続いて動脈硬化判定手段８２に相当するＳ
Ｂ６が実行される。ＳＢ６では、図１０に示すROM５０
に予め記憶された動脈硬化判定マップ８６、前記ＳＢ４
で算出された脈波伝播速度PWV、および前記ＳＢ５で算
出されたAIから、動脈硬化の程度が判定され、且つ、そ
の判定結果が表示器５４に表示される。

【００４２】ここで、動脈硬化判定マップ８６について
詳しく説明する。図１０に示す動脈硬化判定マップ８６
は、脈波伝播速度PWVについては900cm/s以下が正常範
囲、それより大きい範囲が異常範囲（動脈硬化の疑いが
ある範囲）とされ、AIについては10%以下が正常範囲、
それより大きい範囲が異常範囲（動脈硬化の疑いがある
範囲）とされている。そして、脈波伝播速度PWVが異常
範囲であってAIが20%以上の範囲が、動脈硬化の程度が
大きいと判定される第１動脈硬化範囲８８、脈波伝播速
度PWVが異常範囲であってAIが10%〜20%の範囲が、動脈
硬化の程度が中程度であると判定される第２動脈硬化範
囲９０、脈波伝播速度PWVが異常範囲であってAIが0%〜1
0%の範囲が、動脈硬化であるがその程度は小さいと判定
される第３動脈硬化範囲９２、脈波伝播速度PWVが異常
範囲であってAIが0%以下の範囲は、動脈硬化はないが高
血圧であると判定される高血圧範囲９４、脈波伝播速度
PWVおよびAIがともに正常値である範囲が正常範囲９
６、脈波伝播速度PWVが正常範囲であってAIが10%〜20%
の範囲が、動脈硬化とは断定できないが動脈硬化の可能
性がある第１注意範囲９８、脈波伝播速度PWVが正常範
囲であってAIが20%よりも大きい範囲が、動脈硬化とは
断定できないが動脈硬化の可能性が大きい第２注意範囲
１００とされている。

【００４３】続いて同時表示手段８４に相当するＳＢ７
が実行される。ＳＢ７では、図１１に示す脈波伝播速度
成分とAI成分とからなる二次元グラフ１０２において、
前記ＳＢ５で算出されたAIと前記ＳＢ４で算出された脈
波伝播速度PWVとにより定まる座標に印１０４が表示さ
れる。また、図１１の二次元グラフ１０２には、図１０
に示した範囲に対応した複数の範囲が表示されている。
すなわち、第１動脈硬化範囲８８に対応する動脈硬化範
囲（硬化度大）、第２動脈硬化範囲９０に対応する動脈
硬化範囲（硬化度中）、第３動脈硬化範囲９２に対応す
る動脈硬化範囲（硬化度小）、第１注意範囲９８に対応
する動脈硬化注意範囲（程度１）、動脈硬化注意範囲
（程度２）などが表示されている。

【００４４】図１１には、印１０４の例として、丸印１
０４ａ、三角印１０４ｂ、四角印１０４ｃを示してい
る。以下、それぞれの印１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ
が表示された場合の動脈硬化の評価について説明する。
丸印１０４ａの場合、脈波伝播速度PWVおよびAIの両方
が動脈硬化の程度が大きいことを示す値であるので、動
脈硬化の程度が大きい可能性が非常に高いと判断でき
る。三角印１０４ｂおよび四角印１０４ｃは、脈波伝播
速度PWVは正常範囲の上限値付近であるので、従来のよ
うに脈波伝播速度PWVのみに基づく判断では、投薬など
の治療が必要であるか否かの判断に迷うところである
が、三角印１０４ｂの場合には、AIの値が動脈が硬くな
っていることを示す値であるので、投薬などの治療を開
始する必要があると判断できる。一方、四角印１０４ｃ
の場合には、AIの値が動脈硬化を示す値ではないので、
今のところ治療の必要がないと判断できる。

【００４５】上述のフローチャートに基づく実施例によ
れば、ＳＢ６（動脈硬化判定手段８２）では、ＳＢ４
（脈波伝播速度情報算出手段７８）で算出される脈波伝
播速度PWVとＳＢ５（AI算出手段８０）で算出されるAI
の２つの情報に基づいて動脈硬化が判定されるので、動
脈硬化の程度の判定精度が向上する。

【００４６】また、上述のフローチャートに基づく実施
例によれば、ＳＢ７（同時表示手段８４）において、二
次元グラフ１０２の、ＳＢ４（脈波伝播速度情報算出手
段７８）で算出された脈波伝播速度PWVとＳＢ５（AI算
出手段８０）で算出されたAIとにより定まる座標に印１
０４が表示されるので、二次元グラフ１０２に表示され
た印１０４の位置から、容易に、脈波伝播速度PWVおよ
びAIに基づいて動脈硬化の診断をすることができ、脈波
伝播速度PWVのみに基づいて動脈硬化の診断をする場合
に比べて診断の精度が向上する。たとえば、脈波伝播速
度PWVのみでは投薬などの治療が必要があるかの判断に
迷う場合であっても、AIが動脈硬化を示す値であれば、
治療が必要であると判断することができる。

【００４７】また、上述のフローチャートに基づく実施
例によれば、表示器５４に表示される二次元グラフ１０
２には、動脈硬化範囲、動脈硬化注意範囲、高血圧範囲
が表示されているので、印１０４の表示位置が動脈硬化
範囲である場合に動脈硬化であると判定できるだけでな
く、印１０４の表示位置位置が動脈硬化注意範囲である
場合には、動脈硬化であるが降圧剤により血圧が低下さ
せられている状態である可能性が高いと判断でき、印１
０４の表示位置が高血圧範囲である場合には、動脈硬化
ではないが高血圧であり、将来的に動脈硬化となる可能
性が高いと判断できる。

【００４８】また、上述のフローチャートに基づく実施
例によれば、圧脈波センサ３０により検出された頸動脈
波wcの進行波成分wiのピークpiおよび反射波成分wrのピ
ークprが、ＳＢ１（進行波ピーク決定手段７４）および
ＳＢ２（反射波ピーク決定手段７６）によりそれぞれ決
定され、ＳＢ３からＳＢ４（脈波伝播速度情報算出手段
７８）では、その進行波成分wiのピークpiと反射波成分
wrのピークprとの時間差に基づいて脈波伝播速度PWVが
算出される。また、AIも圧脈波センサ３０により検出さ
れた頸動脈波wcから算出されるので、一つの圧脈波検出
プローブ１２を装着するだけで脈波伝播速度PWVおよびA
Iが測定できる。

【００４９】以上、本発明の実施形態を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。

【００５０】たとえば、前述の動脈硬化評価装置１０で
は、動脈硬化判定手段８２とともに同時表示手段８４が
設けられていたが、それら２つの手段のうちいずれか一
方のみが設けられてもよい。

【００５１】また、前述の図７および図８のフローチャ
ートでは、頸動脈波wcを一拍分検出し、その一拍分の頸
動脈波wcを用いて得られた脈波伝播速度PWVおよびAIに
基づいて、動脈硬化が判定され且つ印１０４の位置が決
定されていたが、所定時間（たとえば３０秒間）だけ頸
動脈波wcが検出されることにより複数拍分の頸動脈波wc
が検出され、その複数拍分の頸動脈波wcの各頸動脈波wc
からそれぞれ得られた脈波伝播速度PWVおよびAIの平均
値が求められ、その平均値に基づいて、動脈硬化が判定
され、或いは印１０４の位置が決定されてもよい。

【００５２】また、前述の動脈硬化評価装置１０では、
一つの圧脈波検出プローブ１２によって検出される脈波
から、脈波伝播速度PWVおよびAIを測定していたが、脈
波伝播速度PWVを算出するための信号を検出するセンサ
と、AIを測定するための信号を検出するセンサとが別々
に設けられてもよい。

【００５３】また、前述の動脈硬化評価装置１０では、
圧脈波検出プローブ１２が首１４に装着されることによ
り、頸動脈波wcを検出し、その頸動脈波wcから脈波伝播
速度PWVおよびAIを算出していたが、上腕において検出
される上腕動脈波、手首において検出される橈骨動脈
波、大腿部において検出される大腿動脈波など、頸動脈
波wc以外の脈波に基づいて脈波伝播速度PWVおよびAIが
算出されてもよい。また、一つの脈波から脈波伝播速度
PWVを算出せず、生体の所定の２部位に心拍同期信号検
出センサを装着し、その２つの心拍同期信号検出センサ
によって検出される２つの心拍同期信号に基づいて脈波
伝播速度PWVを算出してもよい。

【００５４】また、前述の動脈硬化判定マップ８６で
は、脈波伝播速度PWVについては900cm/sより大きい範囲
が異常範囲とされ、AIについては10%より大きい範囲が
異常範囲とされていたが、異常範囲は上記範囲に限定さ
れず、患者の個人差等によって適宜変更することができ
る。また、二次元グラフ１０２に表示される動脈硬化範
囲等の範囲も、前述の実施例に示した範囲に限定され
ず、患者の個人差等によって適宜変更することができ
る。なお、脈波伝播速度PWVの測定区間が異なれば、上
記異常範囲は当然異なってくる。たとえば、上腕と足首
との間で脈波伝播速度PWVが測定される場合には、異常
範囲はたとえば1400cm/sとされる。

【００５５】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
においてその他種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動脈硬化評価装置の回路構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の動脈硬化評価装置に備えられた圧脈波検
出プローブが、首に装着された状態を示す図である。

【図３】図２の圧脈波検出プローブを一部切り欠いて説
明する拡大図である。

【図４】図１の圧脈波センサの押圧面に配列された感圧
素子の配列状態を説明する図である。

【図５】図１の圧脈波センサの感圧素子から出力される
圧脈波信号SMが表す頸動脈波wcを例示する図である。

【図６】図１の動脈硬化評価装置における演算制御装置
の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。

【図７】振幅増加情報として決定される各波形番号に属
する代表的波形を示す図である。

【図８】図６の機能ブロック線図に示した演算制御装
置の制御作動をさらに具体的に説明するためのフローチ
ャートであって、信号読み込みルーチンである。

【図９】図６の機能ブロック線図に示した演算制御装置
の制御作動をさらに具体的に説明するためのフローチャ
ートであって、信号処理ルーチンである。

【図１０】脈波伝播速度成分とAI成分とからなる二次元
グラフであって、正常範囲Rnoを例示する図である。

【図１１】図９のＳＢ７で表示される二次元グラフを示
す図である。

【符号の説明】

１０：動脈硬化評価装置３０：圧脈波センサ（脈波センサ）７４：進行波ピーク決定手段７６：反射波ピーク決定手段７８：脈波伝播速度情報算出手段８０：振幅増加情報決定手段８２：動脈硬化判定手段８４：同時表示手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体内を脈波が伝播する速度に関連する
脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段
を備え、該脈波伝播速度情報算出手段により算出される
脈波伝播速度情報に基づいて動脈の硬さを評価する動脈
硬化評価装置であって、前記生体の所定部位に装着されて、該部位における脈波
を検出する脈波センサと、該脈波センサにより検出された脈波に基づいて、該脈波
の進行波成分の振幅に対する該脈波の振幅の増加の程度
を表す振幅増加情報を決定する振幅増加情報決定手段
と、前記脈波伝播速度情報算出手段により算出される脈波伝
播速度情報および前記振幅増加情報決定手段により決定
される振幅増加情報に基づいて、予め定められた関係か
ら、前記生体の動脈硬化の程度を判定する動脈硬化判定
手段とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置。
【請求項２】生体内を脈波が伝播する速度に関連する
脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段
を備え、該脈波伝播速度情報算出手段により算出される
脈波伝播速度情報に基づいて動脈の硬さを評価する動脈
硬化評価装置であって、前記生体の所定部位に装着されて、該部位における脈波
を検出する脈波センサと、該脈波センサにより検出された脈波に基づいて、該脈波
の進行波成分の振幅に対する該脈波の振幅の増加の程度
を表す振幅増加情報を決定する振幅増加情報決定手段
と、前記脈波伝播速度情報算出手段により算出された脈波伝
播速度情報と、前記振幅増加情報決定手段により決定さ
れた振幅増加情報とを同時に表示器に表示する同時表示
手段とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置。
【請求項３】前記振幅増加情報決定手段は、前記振幅
増加情報として、該脈波の進行波成分の振幅に対する該
脈波の振幅の増加の程度を指数で表した振幅増加指数を
算出するものであり、前記同時表示手段は、脈波伝播速度情報成分と振幅増加
指数成分とにより構成される二次元グラフの、前記脈波
伝播速度情報算出手段により算出された脈波伝播速度情
報と前記振幅増加情報決定手段により算出された振幅増
加指数とにより定まる座標に、印を表示するものである
ことを特徴とする請求項２に記載の動脈硬化評価装置。
【請求項４】前記二次元グラフには、前記脈波伝播速
度情報および前記振幅増加指数がともに動脈硬化を示す
値である動脈硬化範囲が予め表示されており、さらに、前記脈波伝播速度情報は正常値であるが、前記
振幅増加指数が動脈硬化を示す値である動脈硬化注意範
囲、および前記脈波伝播速度情報は動脈硬化を示す値で
あるが前記振幅増加指数は正常値である高血圧範囲の少
なくとも一方が予め表示されていることを特徴とする請
求項３に記載の動脈硬化評価装置。
【請求項５】前記脈波センサにより検出される脈波に
含まれる進行波成分のピークを決定する進行波ピーク決
定手段と、前記脈波センサにより検出される脈波に含まれる反射波
成分のピークを決定する反射波ピーク決定手段とをさら
に含み、前記脈波伝播速度情報算出手段は、前記進行波ピーク決
定手段により決定された進行波成分のピークと、前記反
射波ピーク決定手段により決定された反射波成分のピー
クとの時間差に基づいて、前記脈波伝播速度情報を算出
するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の動脈硬化評価装置。