JP2003210422A

JP2003210422A - 動脈硬化検査装置

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Publication number: JP2003210422A
Application number: JP2002009612A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ogura; 敏彦小椋; Kiyoyuki Narimatsu; 清幸成松; Akira Tanpo; 明反保; Takashi Honda; 孝本田
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: US6702754B2; EP1332715A2; KR20030063088A; TW541159B; EP1332715A3; US20030139675A1; CN1432338A; JP3675764B2; CN1285319C

Abstract

(57)【要約】【目的】振幅増加指数に基づいて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検査装置を提供す
る. 【解決手段】振幅増加指数AIを算出するとともに、脈
波の形状の変化に関連する波形関連情報（身長T、心拍
数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値BP _SYS）
を決定し、振幅増加指数AIを表示している表示器に、そ
れらの波形関連情報をグラフ（レーダーチャート）表示
する。振幅増加指数AIは、脈波の形状から算出されるの
で上記波形関連情報の影響も受けるが、振幅増加指数AI
が表示されている表示器に上記波形関連情報が表示され
ると、その波形関連情報を考慮して振幅増加指数AIの大
きさを判断することができるので、振幅増加指数AIに基
づく動脈硬化の検査精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振幅増加指数に基
づいて動脈硬化を評価する動脈硬化検査装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】血管を伝播する脈波は、血管の分岐やテ
ーパなどで反射するので、検出される脈波の形状は、心
臓から血液が駆出される際に生じ末梢方向へ向かう進行
波と、その反射波との合成によって決まる。振幅増加指
数は、一般的にはAI(=Augmentation Index)として知ら
れており、脈波の進行波成分に対する反射波成分の割合
を表したものである。振幅増加指数は、通常は、反射波
成分のピーク発生時における検出脈波の大きさから進行
波成分のピーク発生時における検出脈波の大きさを引い
た差分値を、検出脈波の脈圧で割った値の百分率として
求められる。

【０００３】動脈硬化が進行すると反射波成分の割合が
大きくなることから、振幅増加指数が大きくなる。従っ
て、振幅増加指数は動脈硬化を評価する指標として期待
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、振幅増
加指数は脈波の形状から算出するのであるが、脈波の形
状は、動脈硬化の影響だけでなく、血圧等種々の因子の
影響を受ける。そのため、従来の方法で算出される振幅
増加指数はばらつきや変動が大きく、いまのところ振幅
増加指数のみを用いて動脈硬化を評価することは困難で
あるとされている。

【０００５】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、振幅増加指数
に基づいて高い精度で動脈硬化の診断を行うことができ
る動脈硬化検査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】前記目的を達成す
るための第１発明は、(a)生体の所定の部位における脈
波を検出する脈波検出装置と、(b)その脈波検出装置に
よって検出される脈波に基づいて、脈波の進行波成分に
対するその脈波の反射波成分の割合を表す振幅増加指数
を算出する振幅増加指数算出手段とを備え、その振幅増
加指数算出手段により算出された振幅増加指数に基づい
て動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置であっ
て、(c)前記脈波検出装置により検出される脈波の形状
の変化に関連する波形関連情報を決定する波形関連情報
決定手段と、(d)表示器と、(e)前記振幅増加指数算出手
段により算出された振幅増加指数をその表示器に表示す
る振幅増加指数表示手段と、(f)前記波形関連情報決定
手段により決定された波形関連情報を、前記振幅増加指
数が表示されている前記表示器に表示する波形関連情報
表示手段とを含むことを特徴とする。

【０００７】

【第１発明の効果】この発明によれば、波形関連情報決
定手段により、脈波の形状の変化に関連する波形関連情
報が決定され、波形関連情報表示手段により、振幅増加
指数が表示されている表示器にその波形関連情報が表示
されるので、振幅増加指数から動脈硬化を検査する際
に、波形関連情報を考慮して振幅増加指数の大きさを判
断することができるので、振幅増加指数に基づく動脈硬
化の診断精度が向上する。

【０００８】

【第１発明の他の態様】ここで、好ましくは、前記波形
関連情報決定手段は、複数種類の波形関連情報を決定す
るものであり、前記波形関連情報表示手段は、前記波形
関連情報決定手段により決定された複数種類の波形関連
情報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器
に表示するものである。このようにすれば、表示器に、
振幅増加指数と複数種類の波形関連情報が同時に表示さ
れることから、それら複数種類の波形関連情報を考慮し
て振幅増加指数の大きさを判断することができるので、
振幅増加指数に基づく動脈硬化の検査精度が一層向上す
る。

【０００９】また、好ましくは、前記波形関連情報表示
手段は、前記波形関連情報決定手段により決定された複
数種類の波形関連情報を、前記振幅増加指数が表示され
ている前記表示器に多次元グラフ表示するものである。
このようにすれば、複数の波形関連情報が一度に容易に
認識できる利点がある。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】前記目的を達成す
るための第２発明は、(a)生体の所定の部位における脈
波を検出する脈波検出装置と、(b)その脈波検出装置に
よって検出される脈波に基づいて、脈波の進行波成分に
対するその脈波の反射波成分の割合を表す振幅増加指数
を算出する振幅増加指数算出手段とを備え、その振幅増
加指数算出手段により算出された振幅増加指数に基づい
て動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置であっ
て、(c)前記脈波検出装置により検出される脈波の形状
の変化に関連する波形関連情報を決定する波形関連情報
決定手段と、(d)その波形関連情報決定手段により実際
に決定された波形関連情報に基づいて、前記振幅増加指
数を、その波形関連情報が予め定められた標準値である
とした場合に算出される値に補正した補正振幅増加指数
を決定する補正振幅増加指数決定手段とを含むことを特
徴とする。

【００１１】

【第２発明の効果】この発明によれば、波形関連情報決
定手段により、振幅増加指数に影響を与える脈波の形状
に関連する波形関連情報が決定され、補正振幅増加指数
決定手段により、その波形関連情報が予め定められた標
準値であるとした場合に算出される振幅増加指数となる
ように、振幅増加指数が補正されて補正振幅増加指数が
決定されるので、補正振幅増加指数は波形関連情報の変
動の影響が除かれた値となる。従って、その補正振幅増
加指数から動脈硬化を検査すれば、動脈硬化の検査精度
が向上する。

【００１２】

【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
た動脈硬化検査装置１０の回路構成を示すブロック図で
ある。

【００１３】図１において、カフ１２はゴム製袋を布製
帯状袋内に有し、上腕部１４に巻回される。カフ１２に
は、圧力センサ１６、調圧弁１８が配管２０を介してそ
れぞれ接続されている。また、調圧弁１８には、配管２
２を介して空気ポンプ２４が接続されている。調圧弁１
８は、空気ポンプ２４により発生させられた圧力の高い
空気を、その空気の圧力を調圧してカフ１２内へ供給
し、或いは、カフ１２内の空気を排気することによりカ
フ１２内の圧力を調圧する。

【００１４】圧力センサ１６は、カフ１２内の圧力を検
出してその圧力を表す圧力信号SPを静圧弁別回路２６お
よび脈波弁別回路２８にそれぞれ供給する。静圧弁別回
路２６はローパスフィルタを備えており、圧力信号SPに
含まれる定常的な圧力すなわちカフ１２の圧迫圧力（以
下、この圧力をカフ圧PCという）を表すカフ圧信号SCを
弁別してそのカフ圧信号SCを図示しないA/D変換器を介
して電子制御装置３２へ供給する。脈波弁別回路２８は
バンドパスフィルタを備えており、圧力信号SPの振動成
分であるカフ脈波信号SM1を弁別してそのカフ脈波信号S
M1を図示しないA/D変換器を介して電子制御装置３２へ
供給する。このカフ脈波信号SM1は、カフ１２により圧
迫される図示しない上腕動脈からの上腕脈波wbを表す。

【００１５】また、動脈硬化検査装置１０は、図２に示
す圧脈波検出プローブ３６を備えている。圧脈波検出プ
ローブ３６は頸動脈波検出装置として機能するものであ
り、図２に示すように、被測定者の頸部３８に装着バン
ド４０により装着されている。この圧脈波検出プローブ
３６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３６は、容器状を成すセンサハウジン
グ４２と、そのセンサハウジング４２を収容するケース
４４と、センサハウジング４２を頸動脈４６の幅方向に
移動させるためにそのセンサハウジング４２に螺合され
且つケース４４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４８とを備えている。この圧脈
波検出プローブ３６は、センサハウジング４２の開口端
が頸部３８の体表面５０に対向する状態で頸部３８に装
着されている。

【００１６】上記センサハウジング４２の内部には、ダ
イヤフラム５２を介して圧脈波センサ５４が相対移動可
能かつセンサハウジング４２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４２および
ダイヤフラム５２等によって圧力室５６が形成されてい
る。この圧力室５６内には、図１に示すように、空気ポ
ンプ５８から調圧弁６０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５４
は圧力室５６内の圧力に応じた押圧力で前記体表面５０
に押圧させられる。

【００１７】上記センサハウジング４２およびダイヤフ
ラム５２は、圧脈波センサ５４を頸動脈４６に向かって
押圧する押圧装置６２を構成しており、上記ねじ軸４８
および図示しないモータは、圧脈波センサ５４が体表面
５０に向かって押圧させられる押圧位置を、頸動脈４６
の幅方向に移動させる幅方向移動装置６４を構成してい
る。

【００１８】上記圧脈波センサ５４の押圧面６６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４６の幅方向すなわちねじ軸４８と平行な圧脈波
センサ５４の移動方向において、その頸動脈４６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
３６が、頸部３８の体表面５０の頸動脈４６上に押圧さ
れると、圧脈波センサ５４により、頸動脈４６から発生
して体表面５０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SM2が図示し
ないA/D変換器を介して電子制御装置３２へ供給され
る。図５の実線は、圧脈波センサ５４により逐次検出さ
れる圧脈波信号SM2すなわち頸動脈波wcの一例を示して
いる。

【００２０】図１に戻って、動脈硬化検査装置１０に
は、さらに心電計６８、心音マイク７０、入力装置７２
が備えられている。心電計６８は、生体の体表面上にお
いてその生体の心臓を挟むように位置する部位に貼り付
けられる複数の電極７３を備え、その電極７３を介して
心筋の活動電位を検出し、その心筋の活動電位を表す心
電信号SEを図示しないA/D変換器を介して電子制御装置
３２へ供給する。

【００２１】心音マイク７０は、図示しない被測定者の
胸部上に図示しない粘着テープ等により固着される。心
音マイク７０は図示しない内部に圧電素子を備え、その
圧電素子により被測定者の心臓から発生する心音等を電
気信号すなわち心音信号SHに変換する。心音信号増幅器
７４は、心音の高音成分をよく記録するためにエネルギ
ーの大きい低音成分を弱める図示しない４種類のフィル
タを備えており、心音マイク７０から供給される心音信
号SHを増幅し且つろ波した後に、図示しないA/D変換器
を介して電子制御装置３２へ出力する。

【００２２】入力装置７２は、被測定者の身長Tが入力
されるための図示しない複数の数字入力キーを備えてお
り、入力された患者の身長Tを表す身長信号STを電子制
御装置３２へ供給する。

【００２３】電子制御装置３２は、CPU７６、ROM７７、
RAM７８、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、CPU７６は、R
OM７７に予め記憶されたプログラムに従ってRAM７８の
記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、
I/Oポートから駆動信号を出力して空気ポンプ２４、５
８および調圧弁１８、６０を制御する。CPU７６は、そ
の空気ポンプ２４、５８および調圧弁１８、６０を制御
することにより、カフ圧PCおよび圧力室５６内の圧力を
制御する。また、CPU７６は、電子制御装置３２に供給
されるカフ脈波信号SM1、圧脈波信号SM2、カフ圧信号S
C、心電信号SE、心音信号SH、身長信号STに基づいて、
血圧値BP等の波形関連情報および振幅増加指数AIを決定
し、それら決定した値を表示器７９に表示する。

【００２４】図６は、動脈硬化検査装置１０における電
子制御装置３２の制御機能の要部を説明する機能ブロッ
ク線図である。

【００２５】最適押圧位置制御手段８０は、圧脈波セン
サ５４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５４を体表面５０か
ら一旦離隔させるとともに、幅方向移動装置６４により
押圧装置６２および圧脈波センサ５４を所定距離移動さ
せた後、押圧装置６２により圧脈波センサ５４を、後述
する最適押圧力HDPOよりも小さくなるような比較的小さ
い値に予め設定された第１押圧力HDP1で押圧させる。そ
して、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５４により
押圧される動脈（本実施例では頸動脈４６）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。

【００２６】押圧力制御手段８２は、圧脈波センサ５４
が最適押圧位置制御手段８０により最適押圧位置に位置
させられた後、押圧装置６２による圧脈波センサ５４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６
２による圧脈波センサ５４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PP（すなわち頸動脈波wcの一拍分において最大圧
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PP_L以上となる押圧力HDPであり、この最低脈圧PP_L
は、脈圧PPが小さすぎると頸動脈波wcが不明瞭になるこ
とから、頸動脈波wcが明確に検出できるような脈圧PPの
最低値として実験に基づいて予め設定されている。

【００２７】カフ圧制御手段８４は、静圧弁別回路２６
から供給されるカフ圧信号SCに基づいて調圧弁１８およ
び空気ポンプ２４を制御して、カフ圧PCを最高血圧値BP
_SYSよりも高い値に設定された昇圧目標圧力値（たとえ
ば180mm/Hg程度）まで急速に昇圧させた後、その圧迫圧
力を2〜3mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させ、次述する
血圧値決定手段８６によって血圧値BPが決定された後に
その圧迫圧力を大気圧まで排圧する。

【００２８】血圧値決定手段８６は、カフ圧制御手段８
４によるカフ圧PCの徐速降圧過程において静圧弁別回路
２６から逐次供給されるカフ圧信号SCおよび脈波弁別回
路２８から逐次供給されるカフ脈波信号SM1に基づきよ
く知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値BP
_SYS、平均血圧値BP_MEAN、および最低血圧値BP_DIAを決定
する。ここで、最高血圧値BP_SYSは逐次検出される上腕
脈波wbのピークに相当するので、最高血圧値BP_SYSが大
きくなると上腕脈波wbのピークが大きくなる。また、上
腕脈波wbのピークの大きさが変化すると頸動脈波wcのピ
ークpcの大きさも変化する。従って、最高血圧値BP_SYS
の変化に従って、頸動脈波wcのピークpcの大きさも変化
する。また、ピークpcの大きさが変化する脈波の形状も
変化する。従って、最高血圧値BP_SYSは、脈波の形状に
関連する波形関連情報であり、血圧値決定手段８６は波
形関連情報決定手段として機能する。

【００２９】心拍数決定手段８８は、心電計６８から逐
次供給される心電信号SEが表す心電波形（心電図）の周
期的に発生する所定部位（たとえばＲ波）間の時間間隔
を計測することにより心拍周期RR(sec)を決定し、その
心拍周期RRの逆数(1/RR)に６０を乗じることにより１分
間の心拍数HR（回／分）を決定する。心拍数HRの変化
は、脈波の立ち上がり点間の間隔の変化を意味するの
で、心拍数HRが変化すると脈波の形状が変化する。従っ
て、心拍数HRは波形関連情報であり、心拍数決定手段８
８は波形関連情報決定手段として機能する。

【００３０】駆出時間決定手段９０は、大動脈弁が開く
ことにより生体の左心室から血液が駆出されている駆出
時間ET(Ejection Time)を非観血的に逐次決定する。大
動脈圧、左心房および左心室の圧力、心電図、心音図を
同じ時間軸を用いて概略的に表した図７に示すように、
駆出時間ETは、大動脈圧波形の立ち上がり点とダイクロ
ティックノッチとの時間差から算出することができる。
また、頸動脈波wcの形状は大動脈圧波形と近似すること
から、頸動脈波wcを大動脈圧波形の代わりに用いて、圧
脈波センサ５４により逐次検出される頸動脈波wcにおい
て、立ち上がり点が発生してからダイクロティクノッチ
が発生するまでの時間を駆出時間ETに決定する。駆出時
間ETは進行波成分の時間軸方向の大きさであるので、駆
出時間ETが変化すると脈波の形状が変化する。従って、
駆出時間ETは波形関連情報であり、駆出時間決定手段９
０は波形関連情報決定手段として機能する。

【００３１】前駆出時間決定手段９２は、心臓の収縮期
の開始時点から大動脈弁が開いて血圧が実際に吐出され
るまでの前駆出時間PEP（Pre Ejection Period）を非観
血的に決定する。たとえば、まず、心電計６８により心
室筋の興奮を表す波形（Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波）が検出され
た時点から、心音マイク７０により心音のII音の開始点
が検出されるまでの時間T1を算出する。この時間T1は、
図７にも示すように、前駆出時間PEPと駆出時間ETの合
計であるので、その時間T1から、駆出時間決定手段９０
により決定された駆出時間ETを引くことにより前駆出時
間PEPを算出する。前駆出時間PEPは、左心室の心筋の収
縮開始から血液が実際に圧送開始されるまでの時間であ
るので、等容積性収縮期間とも呼ばれ、前駆出時間PEP
が長いと、血液の圧送が開始される際の圧力が高くなる
ので、短時間で血液が駆出されるようになるので、前駆
出時間PEPが変化すると脈波の形状が変化する。従っ
て、前駆出時間PEPは波形関連情報であり、前駆出時間
決定手段９２は波形関連情報決定手段として機能する。

【００３２】身長決定手段９４は、入力装置から供給さ
れた身長信号STに基づいて被測定者の身長Tを決定す
る。前述のように脈波は、進行波成分との反射波成分の
重なりによって形成されるが、反射の主たる部位は総腸
骨動脈の分岐部付近であると考えられている。身長Tが
変化すると、脈波の検出部位と総腸骨動脈の分岐部との
間の距離が変化するので、反射波が脈波の検出部位に到
達する時間が変化する。そのため、身長Tが変化する
と、進行波成分と反射波成分との重なりの程度が変化し
て脈波の形状が変化する。従って、身長Tは波形関連情
報であり、身長決定手段９４は波形関連情報決定手段と
して機能する。

【００３３】振幅増加指数算出手段９６は、まず、圧脈
波センサ５４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５４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の発生時点および反射波成分(Reflected wave)wrの
ピークprの発生時点を決定する。そして、反射波成分wr
のピーク発生時点における頸動脈波wcの大きさから進行
波成分wiのピーク発生時点における頸動脈波wcの大きさ
を引いた圧力差ΔPを算出し、さらに頸動脈波wcの脈圧P
Pを決定する。そして、それら圧力差ΔPおよび脈圧PP
を、式１に示す振幅増加指数算出式に代入することによ
り振幅増加指数AIを算出する。（式１） AI=(ΔP/PP)×100 (%)

【００３４】ここで、頸動脈波wcの進行波成分wiのピー
ク発生時点の決定方法を説明する。頸動脈波wcの進行波
成分wiを概念的に示すと図５の破線のようになり、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。）こ
の変曲点或いは極大点は、逐次検出される圧脈波信号SM
2に、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を施すこ
とにより決定することができる。

【００３５】また、反射波成分wrのピーク発生時点は、
一般的には、進行波成分wiのピークpi以降における最初
の極大点の発生時点を用いる。すなわち、図５に示す頸
動脈波wcのように、進行波成分wiのピークpiが頸動脈波
wcのピークpcと一致しない場合には、頸動脈波wcのピー
クpcの発生時点を反射波成分wrのピーク発生時点とし、
進行波成分wiのピークpiが大きいために、そのピークが
頸動脈波wcのピークにもなる場合には、そのピークpi以
降の最初の極大点を反射波成分wrのピーク発生時点とす
る。

【００３６】振幅増加指数表示手段９８は、上記振幅増
加指数算出手段９６により算出された振幅増加指数AIを
表示器７９に表示する。

【００３７】波形関連情報決定手段１００は、波形関連
情報決定手段で決定された波形関連情報を、振幅増加指
数AIが表示されている表示器７９に表示する。すなわ
ち、波形関連情報決定手段１００は、血圧値決定手段８
６により決定された最高血圧値、心拍数決定手段８８に
より決定された心拍数HR、駆出時間決定手段９０により
決定された駆出時間ET、前駆出時間決定手段９２により
決定された前駆出時間PEP、身長決定手段９４により決
定された身長Tを、振幅増加指数AIが表示されている表
示器９７に表示する。なお、波形関連情報決定手段１０
０による波形関連情報の表示は、単に数値を表示するも
のであってもよいし、その数値をグラフ化して表示する
ものであってもよい。

【００３８】振幅増加指数AIが表示されている表示器７
９に上記波形関連情報が表示されると、振幅増加指数AI
と同時に波形関連情報を認識することができる。また、
振幅増加指数AIは波形から算出されるものであるので、
波形関連情報を考慮して振幅増加指数AIの大きさを判断
すると、振幅増加指数AIに基づいて動脈硬化を精度よく
判断できるようになる。なお、本発明者の実験によれ
ば、前述の各波形関連情報と振幅増加指数AIとの間に
は、以下の関係があった。すなわち、最高血圧値B
P _SYS、駆出時間ETは振幅増加指数AIと正の相関があり、
心拍数HR、前駆出時間PEP、身長Tは振幅増加指数AIと負
の相関があった。従って、最高血圧値BP_SYS、駆出時間E
Tがそれらの平均的な値よりも大きい場合、または、心
拍数HR、前駆出時間PEP、身長Tがそれらの平均的な値よ
りも小さい場合には、振幅増加指数AIを表示器７９に表
示されている値よりも小さめに評価して動脈硬化を検査
すると、動脈硬化を精度よく検査することができ、逆
に、最高血圧値BP_SYS、駆出時間ETがそれらの平均的な
値よりも小さい場合、または、心拍数HR、前駆出時間PE
P、身長Tがそれらの平均的な値よりも大きい場合には、
振幅増加指数AIを表示器７９に表示されている値よりも
大きめに評価して動脈硬化を検査すると、動脈硬化を精
度よく検査することができる。

【００３９】図８および図９は、図６の機能ブロック線
図に示したCPU７６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る。

【００４０】図７において、まずステップＳ１（以下、
ステップを省略する。）では、入力装置７２が操作され
て被測定者の身長Tが入力されたか否か、すなわち、入
力装置７２から身長信号STが供給されたか否かを判断す
る。このＳ１の判断が否定されるうちは、Ｓ１の判断を
繰り返し実行する。一方、Ｓ１の判断が肯定された場合
には、身長決定手段９４に相当するＳ２において、入力
装置７２から供給された身長信号STに基づいて被測定者
の身長Tを決定する。

【００４１】続いて、最適押圧位置制御手段８０に相当
するＳ３からＳ５を実行する。まずＳ３では、押圧装置
６２を制御することにより圧力室５６内の圧力を制御し
て、圧脈波センサ５４の押圧力HDPを予め設定された第
１押圧力HDP1とする。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。

【００４２】続くＳ４では、圧脈波センサ５４の押圧面
６６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）が成立したか否かを判断する。
この判断が否定された場合には、後述するＳ６以降を実
行する。

【００４３】一方、Ｓ４の判断が肯定された場合、すな
わち、圧脈波センサ５４の頸動脈４６に対する装着位置
が不適切である場合には、続くＳ５において、APS制御
ルーチンを実行する。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の制御であり、以下の連続的
な作動により構成される。すなわち、APS制御ルーチン
は、圧脈波センサ５４を一旦体表面５０から離隔させ、
幅方向移動装置６４により押圧装置６２および圧脈波セ
ンサ５４を所定距離移動させた後、押圧装置６２により
圧脈波センサ５４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であるか否かを判断し、この判断
が肯定されるまで上記作動が繰り返し実行する制御であ
る。

【００４４】上記Ｓ５において、圧脈波センサ５４の押
圧位置を最適押圧位置とした場合、または、前記Ｓ４の
判断が肯定された場合には、Ｓ６において、その状態に
おける最大圧力検出素子EMを決定し、続いて押圧力制御
手段８２に相当するＳ７において、HDP制御ルーチンを
実行する。このHDP制御ルーチンでは、押圧装置６２に
より圧脈波センサ５４の押圧力HDPを前記第１押圧力HDP
1から連続的に増加させ、その押圧力増加過程で、前記
Ｓ６で決定し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PPが予め設定された最低脈圧PP_L以上
となったか否かに基づいて最適押圧力HDPOを決定し、圧
脈波センサ５４の押圧力HDPをその決定した最適押圧力H
DPOに維持する。

【００４５】続くＳ８では、心電波形のR波が検出され
てから次のR波が検出されるまでの間、圧脈波センサ５
４の最大圧力検出素子EMから供給される圧脈波信号SM
2、心電計６８から供給される心電信号SE、心音マイク
７０から供給される心音信号SHを読み込むことにより、
圧脈波信号SM2、心電信号SE、心音信号SHをそれぞれ一
拍分読む。それらの信号の読み込みが終了したら、続く
Ｓ９において、空気ポンプ５８を停止させ調圧弁６０を
制御することにより、圧脈波センサ５４の押圧力HDPを
大気圧まで排圧する。

【００４６】続いて振幅増加指数算出手段９６に相当す
るＳ１０乃至Ｓ１３を実行する。まずＳ１０では、Ｓ８
で読み込んだ一拍分の頸動脈波wcのうち、立ち上がり点
からピークpcまでの間の信号を４次微分処理することに
より、立ち上がり点からピークpcまでの間に存在する変
曲点または極大点を検出し、その変曲点または極大点の
大きさを進行波成分wiのピークpiの大きさに決定する。

【００４７】続くＳ１１では、Ｓ８で読み込んだ頸動脈
波wcについて、反射波成分wrのピーク発生時点における
頸動脈波wcの大きさを決定する。すなわち、Ｓ１０で決
定した進行波成分wiのピークpiが頸動脈波wcの全体の最
大値とならない場合には、頸動脈波wcの最大値を反射波
成分wrのピーク発生時における頸動脈波wcの大きさに決
定し、Ｓ１０で決定した進行波成分wiのピークpiが頸動
脈波wcの全体の最大値となる場合には、進行波成分wiの
ピークpi以降における最初の極大値の大きさを反射波成
分wrのピーク発生時における頸動脈波wcの大きさに決定
する。

【００４８】続くＳ１２では、Ｓ８で読み込んだ頸動脈
波wcの脈圧PPを決定する。そして、Ｓ１３では、Ｓ１１
で決定した反射波成分wrのピーク発生時における頸動脈
波wcの大きさから、Ｓ１０で決定した進行波成分wiのピ
ーク発生時における頸動脈波wcの大きさを引くことによ
り圧力差ΔPを算出し、その圧力差ΔPと、Ｓ１２で決定
した脈圧PPとを式１に示す振幅増加指数算出式に代入す
ることにより振幅増加指数AI(%)を算出する。

【００４９】続いて、図９に示すＳ１４以降を説明す
る。心拍数決定手段８８に相当するＳ１４では、Ｓ８で
読み込んだ心電信号SEのR波−R波の時間間隔すなわち心
拍周期RRを算出し、その心拍周期RRの逆数(1/RR)に６０
を乗じて心拍数HR（回／分）を算出する。

【００５０】続くＳ１５は駆出時間決定手段９０に相当
し、Ｓ８で読み込んだ一拍分の頸動脈波wcの立ち上がり
点およびダイクロティックノッチを決定し、その立ち上
がり点の発生時間とダイクロティックノッチの発生時間
との時間差を駆出時間ETとして算出する。

【００５１】続くＳ１６は前駆出時間決定手段９２に相
当し、Ｓ８で読み込んだ心音波形（心音図）のII音の開
始点を決定し、心電波形のR波が発生してから心音のII
音の開始点が発生するまでの時間T1を算出し、さらに、
その時間T1から、Ｓ１５で算出した駆出時間ETを引くこ
とにより前駆出時間PEPを算出する。

【００５２】続いて血圧値BPを測定するためのＳ１７乃
至Ｓ２２を実行する。まず、Ｓ１７では、空気ポンプ２
４を起動させ、且つ、調圧弁１８を制御することによ
り、カフ圧PCの急速昇圧を開始する。そして、Ｓ１８で
は、カフ圧PCが180mmHgに設定された昇圧目標圧力値PC_M
を超えたか否かを判断する。このＳ１８の判断が否定さ
れるうちは、Ｓ１８の判断を繰り返し実行し、カフ圧PC
の急速昇圧を継続する。一方、Ｓ１８の判断が肯定され
た場合には、Ｓ１９において、空気ポンプ２４を停止さ
せ、且つ、調圧弁１８を制御することにより、カフ圧PC
の３mmHg/sec程度での徐速降圧を開始する。

【００５３】続いて血圧値決定手段８６に相当するＳ２
０乃至Ｓ２１を実行する。Ｓ２０では、カフ圧PCの徐速
降圧過程で逐次得られるカフ脈波信号SM1が表す上腕脈
波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリ
ック方式の血圧測定アルゴリズムに従って最高血圧値BP
_SYS、平均血圧値BP_MEAN、および最低血圧値BP_DIAを決定
する。続くＳ２１では、上記Ｓ２０において血圧値BPの
決定が完了したか否かを判断する。上記Ｓ２０では、最
低血圧値BP_DIAが最後に決定されることから、Ｓ２１で
は、最低血圧値BP_DIAが決定されたか否かを判断する。
このＳ２１の判断が否定されるうちは、Ｓ１２を繰り返
し実行し、血圧測定アルゴリズムを継続する。

【００５４】血圧値BPの決定が完了してＳ２１の判断が
肯定されると、続くＳ２２において、調圧弁１８を制御
することによりカフ圧PCを大気圧まで排圧する。本フロ
ーチャートではＳ１７乃至Ｓ１９およびＳ２２がカフ圧
制御手段８４に相当する。

【００５５】続くＳ２３は振幅増加指数表示手段９８に
相当し、Ｓ１３で算出した振幅増加指数AIを表示器７９
の所定の表示位置に表示する。続くＳ２４は、波形関連
情報表示手段１００に相当し、Ｓ２で決定した身長T、
Ｓ１４で算出した心拍数HR、Ｓ１５で算出した駆出時間
ET、Ｓ２０で決定した最高血圧値BP_SYSをグラフ表示す
る。図１０は、Ｓ２３およびＳ２４により表示されるレ
ーダーチャート（五角形グラフ）であり、振幅増加指数
AIはレーダーチャートの中央に表示されている。

【００５６】上述のフローチャートに基づく実施例によ
れば、Ｓ２、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ２０（波形関
連情報決定手段）において、頸動脈波wcの形状の変化に
関連する身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PE
P、最高血圧値BP_SYSが決定され、Ｓ２４（波形関連情報
表示手段１００）において、振幅増加指数AIが表示され
ている表示器７９にそれら身長T、心拍数HR、駆出時間E
T、前駆出時間PEP、最高血圧値BP_SYSが表示されるの
で、振幅増加指数AIから動脈硬化を検査する際に、身長
T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値
BP_SYSを考慮して振幅増加指数AIの大きさを判断するこ
とができるので、振幅増加指数AIに基づく動脈硬化の診
断精度が向上する。

【００５７】また、上述のフローチャートに基づく実施
例によれば、Ｓ２４（波形関連情報表示手段１００）に
おいて、振幅増加指数AIが表示されている表示器７９
に、身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時間PEP、最
高血圧値BP_SYSが１つのレーダーチャートに表示される
ので、それら身長T、心拍数HR、駆出時間ET、前駆出時
間PEP、最高血圧値BP_SYSが一度に容易に認識できる利点
がある。

【００５８】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
なお、以下の説明において、前述の実施形態と同一の構
成を有する部分には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００５９】図１１は、前述の動脈硬化検査装置１０と
は別の動脈硬化検査装置における電子制御装置３２の制
御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。本実
施形態が前述の実施形態と異なるのは、この電子制御装
置３２の制御機能のみである。また、本実施形態の電子
制御装置３２の制御機能において前述の実施形態の電子
制御装置３２の制御機能と異なるのは、前述の振幅増加
指数表示手段９８および波形関連情報表示手段１００が
設けられておらず、代わりに、補正振幅増加指数決定手
段１０２が設けられている点のみであるので、その補正
振幅増加指数決定手段１０２について説明する。

【００６０】補正振幅増加指数決定手段１０２は、振幅
増加指数算出手段９６により算出された振幅増加指数AI
を、波形関連情報決定手段、すなわち血圧値決定手段８
６、心拍数決定手段８８、駆出時間決定手段９０、前駆
出時間決定手段９２、身長決定手段９４によりそれぞれ
実際に決定された最高血圧値BP_SYS、心拍数HR、駆出時
間ET、前駆出時間PEP、身長Tが予め定められた標準値で
あるとした場合に算出される振幅増加指数AIに補正した
補正振幅増加指数AI’を決定する。補正振幅増加指数決
定手段１０２による補正振幅増加指数AI’の具体的な決
定方法を、図１２のフローチャートに従って説明する。

【００６１】図１２は、前述の図９のＳ２３乃至Ｓ２４
に代えて実行するものであり、Ｓ２２までは図８乃至図
９と同じ処理を実行する。ＳＳ２３では、Ｓ２で決定し
た身長T、Ｓ１４で算出した心拍数HR、Ｓ１５で算出し
た駆出時間ET、Ｓ１６で算出した前駆出時間PEP、Ｓ２
０で決定した最高血圧値BP_SYSについて、それぞれ予め
実験に基づいて決定した標準値との差を算出する。すな
わち、Ｓ２で決定した身長Tから身長Tについて予め決定
してある標準値を引くことにより身長差ΔTを算出し、
同様にして、心拍数差ΔHR、駆出時間差ΔET、前駆出時
間差ΔPEP、最高血圧値差ΔBPL_SYSを算出する。そし
て、続くＳＳ２４では、ＳＳ２３で算出した身長差Δ
T、心拍数差ΔHR、駆出時間差ΔET、前駆出時間差ΔPE
P、最高血圧値差ΔBPL_SYSおよびＳ１３で算出した振幅
増加指数AIを、式２に示す補正振幅増加指数決定式に代
入することにより補正振幅増加指数AI'を決定する。（式２） AI'=AI+aΔT+bΔHR+cΔET+dΔPEP+eΔBPL_SYS ここで、a,b,c,d,eは予め実験に基づいて決定された定
数である。

【００６２】式２に示す補正振幅増加指数決定式では、
実際に決定された身長T等の波形関連情報とその波形関
連情報について予め定められた標準値との差が大きいほ
ど振幅増加指数AIが大きく補正されるようになっている
ので、式２から算出される補正振幅増加指数AI'は、波
形関連情報が予め定められた標準値であるとした場合に
算出される値に補正された振幅増加指数AIに相当する。

【００６３】上述のフローチャートに基づく実施例によ
れば、Ｓ２３乃至Ｓ２４（補正振幅増加指数決定手段１
０２）では、波形関連情報が予め定められた標準値であ
るとした場合に算出される振幅増加指数AIとなるよう
に、振幅増加指数AIが補正されて補正振幅増加指数AI'
が決定されるので、補正振幅増加指数AI'は波形関連情
報の変動の影響が除かれた値となる。従って、その補正
振幅増加指数AI'から動脈硬化を検査すれば、動脈硬化
の検査精度が向上する。

【００６４】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。

【００６５】たとえば、前述の動脈硬化検査装置１０
は、脈波検出装置として頸動脈波wcを検出する圧脈波検
出プローブ３６を備えていたが、上腕部、手首、大腿
部、足首等の頸部３８以外の部位で脈波を検出する形式
の脈波検出装置が用いられてもよい。

【００６６】また、前述の動脈硬化検査装置１０は、５
種類の波形関連情報、すなわち、身長T、心拍数HR、駆
出時間ET、前駆出時間PEP、最高血圧値BP_SYSを決定して
いたが、波形関連情報の数は前述の実施形態の例に限ら
れない。たとえば、１種類の波形関連情報のみを決定す
るようになっていてもよい。

【００６７】また、振幅増加指数の算出式（式１）は、
分母が脈圧PPであることが一般的であるが、分母が進行
波成分wiのピーク発生時点における頸動脈波wcの振幅で
あっても、算出される値は動脈硬化を反映するので、式
１において脈圧PPに代えて進行波成分wiのピーク発生時
点における頸動脈波wcの振幅を用いてもよい。

【００６８】また、式２に示した補正振幅増加指数決定
式に代えて、式３を用いて補正振幅増加指数AI'を決定
してもよい。（式３） AI'=(1+a₁ΔT+b₁ΔHR+c₁ΔET+d₁ΔPEP+e₁ΔB
PL_SYS)×AI なお、a₁,b₁,c₁,d₁,e₁は予め実験に基づいて決定された
定数である。

【００６９】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】本発明の動脈硬化検査装置の回路構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の動脈硬化検査装置に備えられた圧脈波検
出プローブが、頸部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SM2が表す頸動脈波wcを例示する図である。

【図６】図１の動脈硬化検査装置における電子制御装置
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】大動脈圧、左心房および左心室の圧力、心電
図、心音図を同じ時間軸を用いて概略的に表した図であ
る。

【図８】図６の機能ブロック線図に示したCPU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
る。

【図９】図６の機能ブロック線図に示したCPU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
る。

【図１０】図９のＳ２３乃至Ｓ２４で表示されるレーダ
ーチャートである。

【図１１】図１とは別の動脈硬化検査装置における電子
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１２】図１０の機能ブロック線図に示したCPU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
である。

【符号の説明】

１０：動脈硬化検査装置３６：圧脈波検出プローブ（脈波検出装置）７９：表示器８６：血圧値決定手段（波形関連情報決定手段）８８：心拍数決定手段（波形関連情報決定手段）９０：駆出時間決定手段（波形関連情報決定手段）９２：前駆出時間決定手段（波形関連情報決定手段）９４：身長決定手段（波形関連情報決定手段）９６：振幅増加指数算出手段９８：振幅増加指数表示手段１００：波形関連情報表示手段１０２：補正振幅増加指数決定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者反保明愛知県小牧市林2007番１日本コーリン株式会社内 (72)発明者本田孝愛知県小牧市林2007番１日本コーリン株式会社内Ｆターム(参考） 4C017 AA09 AB01 AB10 AC03 BC11 CC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体の所定の部位における脈波を検出す
る脈波検出装置と、該脈波検出装置によって検出される脈波に基づいて、脈
波の進行波成分に対する該脈波の反射波成分の割合を表
す振幅増加指数を算出する振幅増加指数算出手段とを備
え、該振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指数
に基づいて動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置
であって、前記脈波検出装置により検出される脈波の形状の変化に
関連する波形関連情報を決定する波形関連情報決定手段
と、表示器と、前記振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指
数を該表示器に表示する振幅増加指数表示手段と、前記波形関連情報決定手段により決定された波形関連情
報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器に
表示する波形関連情報表示手段とを含むことを特徴とす
る動脈硬化検査装置。
【請求項２】前記波形関連情報決定手段は、複数種類
の波形関連情報を決定するものであり、前記波形関連情報表示手段は、前記波形関連情報決定手
段により決定された複数種類の波形関連情報を、前記振
幅増加指数が表示されている前記表示器に表示するもの
であることを特徴とする請求項１に記載の動脈硬化検査
装置。
【請求項３】前記波形関連情報表示手段は、前記波形
関連情報決定手段により決定された複数種類の波形関連
情報を、前記振幅増加指数が表示されている前記表示器
に多次元グラフ表示するものであることを特徴とする請
求項２に記載の動脈硬化検査装置。
【請求項４】生体の所定の部位における脈波を検出す
る脈波検出装置と、該脈波検出装置によって検出される脈波に基づいて、脈
波の進行波成分に対する該脈波の反射波成分の割合を表
す振幅増加指数を算出する振幅増加指数算出手段とを備
え、該振幅増加指数算出手段により算出された振幅増加指数
に基づいて動脈硬化を検査するための動脈硬化検査装置
であって、前記脈波検出装置により検出される脈波の形状の変化に
関連する波形関連情報を決定する波形関連情報決定手段
と、該波形関連情報決定手段により実際に決定された波形関
連情報に基づいて、前記振幅増加指数を、該波形関連情
報が予め定められた標準値であるとした場合に算出され
る値に補正した補正振幅増加指数を決定する補正振幅増
加指数決定手段とを含むことを特徴とする動脈硬化検査
装置。