JP2011182969A - Blood pressure information measuring instrument and method of computing index of extent of arteriosclerosis by the instrument - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法に関し、特に、動脈硬化度の判定に有効な血圧情報を測定する血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法に関する。 The present invention relates to a blood pressure information measuring apparatus and a method for calculating an index of arteriosclerosis in the apparatus, and in particular, a blood pressure information measuring apparatus for measuring blood pressure information effective for determination of the arteriosclerosis degree, The present invention relates to an index calculation method.
従来、動脈硬化度を判定する装置として、たとえば特開2000−316821号公報(特許文献1)にも開示されているような、心臓から駆出された脈波の伝播する速度(以下、PWV:Pulse Wave Velocity)を調べる装置がある。PWVは、上腕および下肢などの少なくとも2箇所以上に脈波を測定するカフ等を装着し、同時に脈波を測定することで、それぞれの位置における脈波の出現時間差と、脈波を測定するカフ等を装着した2点間の動脈の長さとから算出される。このため、少なくとも2箇所にカフ等を装着する必要があり、家庭で簡便にPWVを測定することは難しいという問題点があった。 Conventionally, as a device for determining the degree of arteriosclerosis, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-316821 (Patent Document 1), the speed of propagation of a pulse wave ejected from the heart (hereinafter, PWV: There is a device to check (Pulse Wave Velocity). The PWV is equipped with cuffs or the like that measure pulse waves at at least two locations such as the upper arm and lower limbs, and simultaneously measures the pulse waves, so that the appearance time difference between the pulse waves at each position and the cuff that measures the pulse waves are measured. It is calculated from the length of the artery between the two points to which etc. are mounted. For this reason, it is necessary to attach cuffs or the like to at least two places, and there is a problem that it is difficult to easily measure PWV at home.
上腕の脈波のみから動脈硬化度を判定する技術として、特開2004−113593号公報(特許文献2)は、脈波測定用カフと末梢側を圧迫する圧迫用カフとを備えた測定装置を用いて判定する技術を開示している。この技術は、末梢側を圧迫しながら中枢(心臓)側の脈波を測定することによって、心臓から駆出された駆出波と腸骨動脈分岐部および動脈中の硬化部位からの反射波とを分離して、駆出波と反射波との振幅差や振幅比や出現時間差等の指標により動脈硬化度を判定するものである。 As a technique for determining the degree of arteriosclerosis only from the pulse wave of the upper arm, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-113593 (Patent Document 2) discloses a measurement device including a pulse wave measurement cuff and a compression cuff that compresses the distal side. The technique used and determined is disclosed. This technique measures the pulse wave on the central (heart) side while compressing the peripheral side, and the ejection wave ejected from the heart and the reflected wave from the iliac bifurcation and the stiffening site in the artery And the degree of arteriosclerosis is determined based on an index such as an amplitude difference between the ejection wave and the reflected wave, an amplitude ratio, or an appearance time difference.
特許文献2に開示された技術では、脈波に現れる反射波の開始点が正確に検出されないと動脈硬化度の判定精度が確保できない、という問題がある。
The technique disclosed in
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、精度よく動脈硬化度を判定することのできる血圧情報を測定する血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a blood pressure information measuring device for measuring blood pressure information capable of accurately determining the degree of arteriosclerosis, and a method for calculating an index of arteriosclerosis in the device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、血圧情報測定装置は血圧情報として被測定者の動脈硬化度の指標を算出する血圧情報測定装置であって、第1の空気袋と、第1の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第1のセンサと、第1の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、演算手段は、被測定者に関する情報に基づいて末梢側を駆血した状態の被測定者の測定部位に装着された第1の空気袋の内圧変化曲線上の複数の点の内から反射波開始点を表わす特徴点を特定し、特定された特徴点を用いて動脈硬化度の指標を算出するための算出手段を含む。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the blood pressure information measurement device is a blood pressure information measurement device that calculates an index of the degree of arteriosclerosis of a measurement subject as blood pressure information, and includes: A first sensor for detecting the internal pressure of the first air bag as blood pressure information, and an arithmetic means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the first air bag. The means includes a reflected wave start point from among a plurality of points on the internal pressure change curve of the first air bag attached to the measurement site of the measurement subject in the state where the peripheral side is driven based on information on the measurement subject. And calculating means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis using the specified feature point.
好ましくは、被測定者に関する情報は、被測定者の年齢と最高血圧値との少なくとも一方である。 Preferably, the information on the measurement subject is at least one of the age of the measurement subject and the maximum blood pressure value.
好ましくは、演算手段は、内圧変化曲線の微分曲線から得られる複数の候補のそれぞれに対応する内圧変化曲線上の複数の点の内のいずれの点を特徴点とするか判断するための判断手段をさらに含む。 Preferably, the calculation means is a determination means for determining which point among the plurality of points on the internal pressure change curve corresponding to each of the plurality of candidates obtained from the differential curve of the internal pressure change curve is a feature point. Further included.
好ましくは、微分曲線から得られる複数の候補は、二次微分曲線の極大点と四次微分曲線の下降ゼロクロス点とを含む。 Preferably, the plurality of candidates obtained from the differential curve include a maximum point of the secondary differential curve and a descending zero cross point of the quaternary differential curve.
好ましくは、算出される動脈硬化度の指標は、一拍の脈波波形における駆出波と反射波との出現時間差を含む。 Preferably, the calculated index of arteriosclerosis includes a difference in appearance time between the ejection wave and the reflected wave in the pulse wave waveform of one beat.
好ましくは、血圧情報測定装置は第2の空気袋と第2の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第2のセンサとをさらに備え、演算手段は、第1の空気袋の内圧変化に替えて、第1の空気袋が測定部位の末梢側、第2の空気袋が測定部位の中枢側となるようにそれぞれ測定部位に装着され、第1の空気袋が測定部位の末梢側を押圧することで末梢側を駆血した状態となっているときの第2の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出する。 Preferably, the blood pressure information measuring device further includes a second air bag and a second sensor for detecting the internal pressure of the second air bag as blood pressure information, and the computing means changes the internal pressure of the first air bag. Instead, the first air bag is attached to the measurement site such that the first air bag is located on the distal side of the measurement site and the second air bag is located on the central side of the measurement site. An index of the degree of arteriosclerosis is calculated based on the change in the internal pressure of the second air bag when the peripheral side is driven by pressing.
本発明の他の局面に従うと、動脈硬化度の指標の算出方法は、空気袋と、空気袋の内圧を血圧情報として検出するためのセンサと、空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備えた血圧情報測定装置における動脈硬化度の指標の算出方法であって、被測定者の属性に基づいて、末梢側を駆血した状態の被測定者の測定部位に装着された空気袋の内圧変化曲線上の複数の点の内から反射波開始点を表わす特徴点を特定するステップと、特定された特徴点を用いて動脈硬化度の指標を算出するステップとを含む。 According to another aspect of the present invention, a method for calculating an index of arteriosclerosis includes an air bag, a sensor for detecting the internal pressure of the air bag as blood pressure information, and the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the air bag. A method for calculating an index of arteriosclerosis in a blood pressure information measuring device comprising a calculation means for calculating an index, wherein the measured subject is in a state in which the peripheral side is driven based on the attribute of the measured person. A step of identifying a feature point representing a reflected wave start point from a plurality of points on an internal pressure change curve of an air bag attached to a measurement site, and calculating an index of arteriosclerosis using the identified feature point Steps.
この発明によると、脈波波形から反射波の開始点をより高い精度で検出することが可能になり、その結果、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。 According to the present invention, the start point of the reflected wave can be detected from the pulse waveform with higher accuracy, and as a result, the degree of arteriosclerosis can be determined more accurately than in the past.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same.
図1を参照して、実施の形態にかかる血圧情報測定装置(以下、測定装置と略する)1は、基体2と、基体2に接続され、測定部位である上腕に装着される腕帯9とを含み、これらがエアチューブ10で接続されている。基体2の正面には、測定結果を含む各種の情報を表示する表示部4および測定装置1に対して各種の指示を与えるために操作される操作部3が配される。操作部3は電源をON/OFFするために操作されるスイッチ31、および測定の開始を指示するために操作されるスイッチ32を含む。
Referring to FIG. 1, a blood pressure information measuring device (hereinafter abbreviated as a measuring device) 1 according to an embodiment is connected to a
図2(A),図2(B)を参照して、腕帯9は、生体を圧迫するための流体袋としての空気袋を備える。上記空気袋は、血圧情報としての血圧を測定するために用いられる流体袋である空気袋13A、および血圧情報としての脈波を測定するために用いられる流体袋である空気袋13Bとを含む。空気袋13Bのサイズは一例として20mm×200mm程度である。また、好ましくは、空気袋13Bの空気容量は空気袋13Aの空気容量に比べ1/5以下である。
2A and 2B, the armband 9 includes an air bag as a fluid bag for compressing the living body. The air bag includes an
測定装置1を用いた脈波の測定に際しては、図2(A)に示すように、腕帯9を測定部位である上腕100に巻き回す。その状態でスイッチ32が押下されることで、血圧情報が測定され、血圧情報に基づいて動脈硬化度を判定するための指標が算出される。ここで「血圧情報」とは、生体から測定して得られる、血圧に関連する情報を指し、具体的には、血圧値、脈波波形、心拍数、などが該当する。
When measuring the pulse wave using the
動脈硬化度を判定するための指標の一つとしてTr(Traveling time to reflected wave)が挙げられる。Trは、駆出波の出現時間と進行波が腸骨動脈の分岐部から反射して戻ってくる反射波の出現時間との間の時間間隔で表わされる。図3においては、駆出波の立ち上がり点から反射波の立ち上がり点を表わす変極点までの時間間隔で表わされる。測定部位を上腕とし、反射波が末梢としての足首からの反射波である場合、時間差TrとPWVとの相関は、身長や性別などの個人パラメータが得られることで、統計的に、たとえばLondon GMらの、「Hypertension」(1992 Jul;20(1):10-19.)に掲載された論文に記載される図14に示されるように得られる。したがって、駆出波と反射波との間の出現時間差Trを動脈硬化度の判定を行なうための指標とすることができる。 One of the indexes for determining the degree of arteriosclerosis is Tr (Traveling time to reflected wave). Tr is represented by a time interval between the appearance time of the ejection wave and the appearance time of the reflected wave in which the traveling wave is reflected back from the bifurcation of the iliac artery. In FIG. 3, it is represented by the time interval from the rising point of the ejection wave to the inflection point representing the rising point of the reflected wave. When the measurement site is the upper arm and the reflected wave is a reflected wave from the ankle as the periphery, the correlation between the time difference Tr and PWV can be statistically obtained by obtaining individual parameters such as height and sex, for example, London GM As shown in FIG. 14 described in a paper published in “Hypertension” (1992 Jul; 20 (1): 10-19.). Therefore, the appearance time difference Tr between the ejection wave and the reflected wave can be used as an index for determining the degree of arteriosclerosis.
図3にも示されるように、測定された脈波から動脈硬化度を判定するための指標としてのTrを得るには測定された脈波から反射波の開始点を正確に検出する必要がある。このための方法として、本願出願人は特開2004−195204号公報において脈波の微分曲線に現れる特徴点を反射波の開始点として検出する方法をすでに開示している。 As shown in FIG. 3, in order to obtain Tr as an index for determining the degree of arteriosclerosis from the measured pulse wave, it is necessary to accurately detect the start point of the reflected wave from the measured pulse wave. . As a method for this purpose, the applicant of the present application has already disclosed a method for detecting a feature point appearing in a differential curve of a pulse wave as a start point of a reflected wave in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-195204.
しかしながら、Segers P他著の「Physiological Measurement」(2007 28(9):1045-56 Assessment of pressure wave reflection: getting the timing right!)に表わされているように、実際には、反射波の開始点と考えられる特徴点の候補は複数存在することが知られている。詳しくは、図4の波形Aで表わされる脈波波形において、立ち上がりから切痕までの間に見られる変曲点の周辺が反射波の開始点と考えられる。脈波のこの点に対応する微分曲線の特徴点の候補としては、曲線Bで表わされる二次微分曲線の極大点に対応した点Pinfと、曲線Bで表わされる四次微分曲線の下降ゼロクロス点に対応した点Pshoとがある。 However, as shown in Segers P et al. “Physiological Measurement” (2007 28 (9): 1045-56 Assessment of pressure wave reflection: getting the timing right!) It is known that there are a plurality of candidate feature points that can be considered as points. Specifically, in the pulse wave waveform represented by the waveform A in FIG. 4, the vicinity of the inflection point seen from the rise to the notch is considered as the starting point of the reflected wave. The candidate characteristic points of the differential curve corresponding to this point of the pulse wave include a point Pinf corresponding to the maximum point of the secondary differential curve represented by the curve B and a descending zero crossing point of the quaternary differential curve represented by the curve B. There is a point Psho corresponding to.
発明者らが約100人の被験者に対して脈波を測定し、上述の点Pinfと点Pshoとのそれぞれを用いてTrを算出したところ、脈波伝播時間との間に図5に示される関係が得られた。すなわち、図5の結果より、点Pinfで得られたTrおよび脈波伝播時間も点Pshoで得られたTrおよび脈波伝播時間もいずれも高い相関を示していることから、点Pinfも点Pshoも反射波開始点として妥当であることは検証された。 When the inventors measured the pulse wave for about 100 subjects and calculated Tr using each of the above-described points Pinf and Psho, it is shown in FIG. 5 between the pulse wave propagation time. A relationship was obtained. That is, from the result of FIG. 5, the Tr and the pulse wave propagation time obtained at the point Pinf and the Tr and the pulse wave propagation time obtained at the point Psho are both highly correlated. It was also verified that this is a valid starting point for the reflected wave.
しかしながら、図5の結果からは、点Pinfで得られたTrについても、点Pshoで得られたTrについても、脈波伝播時間が短い領域に誤差が大きいデータが存在していることも検証された。さらに、脈波伝播時間が短い領域においては、点Pshoで得られたTrよりも点Pinfで得られたTrの方が、脈波伝播時間との関係で得られる近似直線から乖離した値が多く存在していることも検証された。 However, from the results of FIG. 5, it is verified that there is data with large errors in the region where the pulse wave propagation time is short for both Tr obtained at the point Pinf and Tr obtained at the point Psho. It was. Further, in the region where the pulse wave propagation time is short, the Tr obtained at the point Pinf is more deviated from the approximate straight line obtained in relation to the pulse wave propagation time than the Tr obtained at the point Psho. It was also verified that it existed.
この理由として、次の理由が考えられる。すなわち、脈波伝播時間が長い波形では図6の波形Aに表わされたように変曲点が明瞭に表れる。この脈波では、曲線Bに表わされるように二次微分曲線も明瞭な極大点を持つ。そのため、点Pinfにより反射開始点を正しく検出できる。 The following reasons can be considered as this reason. That is, the inflection point clearly appears in the waveform having a long pulse wave propagation time as shown in the waveform A in FIG. In this pulse wave, as represented by the curve B, the secondary differential curve also has a clear maximum point. Therefore, the reflection start point can be correctly detected by the point Pinf.
一方、脈波伝播時間が短い波形では図7の波形Aに表わされたように変曲点が不明瞭になる。この脈波では、曲線Bに表わされるように二次微分曲線の極大点も不明瞭になる。そのため、点Pinfは反射開始点を正しく反映していない可能性が高い。この場合、点Pshoの方が点Pinfよりも反射開始点として適切である可能性が高いと考えられる。 On the other hand, the inflection point becomes unclear as shown in the waveform A of FIG. In this pulse wave, the maximum point of the second derivative curve becomes unclear as represented by curve B. Therefore, there is a high possibility that the point Pinf does not correctly reflect the reflection start point. In this case, it is considered that the point Psho is more likely to be a suitable reflection start point than the point Pinf.
脈波波形の特徴として、年齢が高いほど、また血圧が高いほど、反射波の振幅が大きく到達時間が短くなるという傾向があるため、図7の波形Aのように変曲点が不明瞭な脈波形状となりやすい傾向がある。そこで、本願発明者らは、上述の検証結果を踏まえて、点Pinfと点Pshoとのいずれが特徴点として適切であるかを被験者の年齢や血圧等の情報を用いて判別し得ることを確認するために、被験者の年齢が60歳以上の場合は点Pshoを用い、60歳未満の場合は点Pinfを用いてTrを算出した。また、被験者の最高血圧値が135mmHg以上の場合は点Pshoを用い、135mmHg未満の場合は点Pinfを用いてTrを算出した。 A characteristic of the pulse waveform is that the older the age and the higher the blood pressure, the larger the reflected wave amplitude and the shorter the arrival time. Therefore, the inflection point is unclear as shown in waveform A in FIG. There tends to be a pulse wave shape. Therefore, the inventors of the present application have confirmed that it is possible to determine which of the point Pinf and the point Psho is appropriate as a feature point using information such as the age and blood pressure of the subject based on the above-described verification results. Therefore, Tr was calculated using the point Psho when the age of the subject was 60 years or older, and using the point Pinf when the subject was younger than 60 years. Moreover, Tr was calculated using the point Psho when the subject's systolic blood pressure was 135 mmHg or more, and using the point Pinf when the subject's maximum blood pressure was less than 135 mmHg.
その算出結果として、図8には、図5の測定結果に対して、被験者の年齢が60歳以上の場合は点Pshoを用い、60歳未満の場合は点Pinfを用いて算出したTrと脈波伝播時間との関係が示され、図9には、図5の測定結果に対して、被験者の最高血圧値が135mmHg以上の場合は点Pshoを用い、135mmHg未満の場合は点Pinfを用いて算出したTrと脈波伝播時間との関係が示されている。図8および図9の結果と図5の結果と比較すると、図8の結果および図9の結果ともに図5の結果よりも脈波伝播時間とTrとの相関がより高くなり、誤差の大きいデータが少なくなっていることがわかる。これにより、被験者の年齢や血圧等の情報を用いて採用する特徴点を選択し得ることが検証された。 As a calculation result, FIG. 8 shows Tr and pulse calculated using the point Psho when the subject's age is 60 years old or older and using the point Pinf when the subject is under 60 years old. FIG. 9 shows the relationship with the wave propagation time, and FIG. 9 uses the point Psho when the subject's systolic blood pressure is 135 mmHg or more and the point Pinf when the subject's systolic blood pressure is less than 135 mmHg. The relationship between the calculated Tr and the pulse wave propagation time is shown. 8 and FIG. 9 and the result of FIG. 5, both the results of FIG. 8 and the result of FIG. 9 have a higher correlation between the pulse wave propagation time and Tr than the result of FIG. It can be seen that is decreasing. Thus, it was verified that feature points to be adopted can be selected using information such as the age and blood pressure of the subject.
図10を用いて、上述の検証結果を踏まえて被験者の年齢や血圧等の情報を用いて採用する特徴点を選択して動脈硬化度の指標を算出するための、測定装置1の機能ブロックを説明する。図10を参照して、測定装置1は、空気袋13Aにエアチューブ10を介して接続されるエア系20A、および空気袋13Bにエアチューブ10を介して接続されるエア系20Bと、CPU(Central Processing Unit)40とを含む。エア系20Aは、エアポンプ21Aと、エアバルブ22Aと、圧力センサ23Aとを含む。エア系20Bは、エアバルブ22Bと、圧力センサ23Bとを含む。
The functional block of the measuring
エアポンプ21Aは駆動回路26Aに接続され、駆動回路26AはさらにCPU40に接続される。エアポンプ21Aは、CPU40からの指令を受けた駆動回路26Aによって駆動されて、空気袋13Aに圧縮気体を送り込むことで空気袋13Aを加圧する。
The air pump 21A is connected to the drive circuit 26A, and the drive circuit 26A is further connected to the
エアバルブ22Aは駆動回路27Aに接続され、駆動回路27AはさらにCPU40に接続される。エアバルブ22Bは駆動回路27Bに接続され、駆動回路27BはさらにCPU40に接続される。エアバルブ22A,22Bは、それぞれ、CPU40からの指令を受けた駆動回路27A,27Bによってその開閉状態が制御される。開閉状態が制御されることでエアバルブ22A,22Bは、それぞれ、空気袋13A,13B内の圧力を維持したり減圧したりする。これにより、空気袋13A,13B内の圧力が制御される。
The
圧力センサ23Aは増幅器28Aに接続され、増幅器28AはさらにA/D変換器29Aに接続され、A/D変換器29AはさらにCPU40に接続される。圧力センサ23Bは増幅器28Bに接続され、増幅器28BはさらにA/D変換器29Bに接続され、A/D変換器29BはさらにCPU40に接続される。圧力センサ23A,23Bは、それぞれ、空気袋13A,13B内の圧力を検出し、その検出値に応じた信号を増幅器28A,28Bに対して出力する。出力された信号は増幅器28A,28Bで増幅され、A/D変換器29A,29Bでデジタル化された後にCPU40に入力される。
The
空気袋13Aからのエアチューブと空気袋13Bからのエアチューブとは2ポート弁51で接続されている。2ポート弁51は駆動回路53に接続され、駆動回路53はさらにCPU40に接続される。2ポート弁51は空気袋13A側の弁と空気袋13B側の弁とを有し、CPU40からの指令を受けた駆動回路53によって駆動されることでそれら弁が開閉する。
The air tube from the air bag 13 </ b> A and the air tube from the air bag 13 </ b> B are connected by a two-
メモリ41にはCPU40で実行されるプログラムが記憶される。CPU40は、測定装置の基体2に設けられた操作部3に入力された指令に基づいてメモリ41からプログラムを読み出して実行し、その実行に従って制御信号を出力する。またCPU40は測定結果を表示部4やメモリ41に出力する。メモリ41には測定結果も記憶される他、必要に応じて、少なくとも年齢を含む測定者に関する情報が記憶される。そしてCPU40は、必要に応じてプログラムの実行に伴って上記測定者に関する情報を読み出して演算に用いる。
The
CPU40は、動脈硬化度の指標を算出するための機能として、脈波波形に二次微分演算を施してその極大点より点Pinfを特定するための二次微分算出部401、脈波波形に四次微分演算を施してその下降ゼロクロス点より点Pshoを特定するための四次微分算出部402、特徴点として点Pinfと点Pshoとのいずれを用いるかを判断するための判断部403、および特徴点に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための指標算出部404を含む。これらはCPU40が操作部3からの操作信号に従ってメモリ41に記憶されるプログラムを読み出して実行することで主にCPU40に形成される機能であるが、少なくともこれら機能のうちの一部がハードウェア構成で形成されてもよい。
As a function for calculating an index of the degree of arteriosclerosis, the
図11のフローチャートを用いて測定装置1での動作を説明する。図11に示される動作は測定者がスイッチ32を押下することにより開始される。この動作はCPU40がメモリ41に記憶されるプログラムを読み出して図10に示される各部を制御することによって実現されるものである。また、図13を用いて測定装置1での動作中の空気袋13A,13B内の圧力変化を説明する。図13の(A)は空気袋13B内の圧力P1の時間変化を示し、図13の(B)は空気袋13A内の圧力P2の時間変化を示している。図13の(A),(B)で時間軸に付してあるS3〜S17は、後述する測定装置1での測定動作の各動作と一致している。
The operation of the
図11を参照して、動作が開始すると、ステップS1でCPU40において各部が初期化される。ステップS3でCPU40はエア系20Aに対して制御信号を出力して空気袋13Aの加圧を開始し、加圧過程において血圧を測定する。ステップS3での血圧の測定は、通常の血圧計で行なわれているオシロメトリック法による測定が行なわれる。
Referring to FIG. 11, when the operation starts, each part is initialized in
ステップS3での血圧の測定が完了すると、ステップS5でCPU40は駆動回路53に制御信号を出力して2ポート弁51の空気袋13A側の弁と空気袋13B側の弁との両方を開放させる。これにより空気袋13Aと空気袋13Bとは連通し、空気袋13A内の空気の一部が空気袋13Bに移動して空気袋13Bが加圧される。
When the blood pressure measurement in step S3 is completed, the
図13の(A)の例では、上記ステップS3で加圧を開始してから血圧の測定が完了するまで、空気袋13A内の圧力P2は最高血圧値よりも高い圧力まで増加している。その後、上記ステップS5で2ポート弁51の上記弁が開放されることで、空気袋13A内の空気の一部が空気袋13Bに移動して、圧力P2が減少する。同時に、図13の(B)に示されるように、空気袋13B内の圧力P1が急激に増加する。そして、圧力P1と圧力P2とが一致した時点で、つまりこれら空気袋13A,13Bの内圧がつりあった時点で、空気袋13Aから空気袋13Bへの空気の移動が終了する。ステップS7でCPU40は、この時点で駆動回路53に制御信号を出力して、上記ステップS5で開放した2ポート弁51の両弁を閉塞させる。図13の(A),(B)において、ステップS7の時点で圧力P1と圧力P2とが一致していることが示されている。図2(A)に表わされたように空気袋13Bの容量は空気袋13Aの容量と比較して小さいため、圧力P2のステップS5での減少は大幅ではなく、ステップS7の時点で圧力P1と圧力P2とも最高血圧値よりも高い圧力となっている。
In the example of FIG. 13A, the pressure P2 in the
その後、ステップS9でCPU40は駆動回路27Bに制御信号を出力して、空気袋13B内の圧力P1を脈波を測定するのに適した圧力になるまで減圧調整する。ここでの減圧調整量は、たとえば5.5mmHg/sec程度が好適である。また、脈波を測定するのに適した圧力としては50〜150mmHg程度が好適である。このとき2ポート弁51の両弁が閉塞されているため、図13の(B)に示されるように、空気袋13A内の圧力P2は最高血圧値よりも高い圧力で測定部位の末梢側を圧迫し、駆血状態となっている。
Thereafter, in step S9, the
末梢側が駆血された状態において、ステップS11でCPU40は、圧力センサ23Bからの圧力信号に基づく一拍分の脈波波形が入力されるごとに、その脈波波形から特徴点を抽出するための動作を行なう。詳しくは図12のフローチャートを参照して、ステップS101で二次微分算出部401および四次微分算出部402は圧力センサ23Bからの圧力信号に基づく脈波波形の入力を受け付けて、それぞれ、二次微分処理および四次微分処理を施す(ステップS103,107)。ステップS105で二次微分算出部401は二次微分処理の結果得られた二次微分曲線の極大点より脈波波形における点Pinfを特定する。ステップS109で四次微分算出部402は四次微分処理の結果得られた四次微分曲線の下降ゼロクロス点より脈波波形における点Pshoを特定する。これらの動作順は逆であってもよいし、並行して行なわれてもよい。
In a state where the peripheral side is driven, the
判断部403は操作部3からの操作信号で特定される被測定者についての情報をメモリ41から読み出し、その情報のうちの被測定者の年齢と予め記憶されているしきい値(たとえば60歳)とを比較して、特徴点として点Pinfと点Pshoとのいずれを用いるかを判断する。比較の結果、被測定者の年齢がしきい値である60歳以上であった場合(ステップS111でYES)、ステップS113で判断部403は特徴点としてステップS109で特定された点Pshoを用いるものと判断する。被測定者の年齢がしきい値である60歳未満であった場合(ステップS111でNO)、ステップS115で判断部403は特徴点としてステップS105で特定された点Pinfを用いるものと判断する。
The
ステップS11の特徴点を抽出する動作は、予め規定されている動脈硬化度の指標を算出するために必要な数(たとえば10拍分)の特徴点が抽出されるまで、一拍分の脈波波形が入力されるごとに繰り返される。その間、空気袋13B内の圧力P1は図13の(A)に示されるように脈波を測定するのに適した圧力に維持され、空気袋13A内の圧力P2は図13の(B)に示されるように最高血圧値よりも高い圧力に維持されている。これにより、測定部位の末梢側の駆血状態が維持されている。
The operation of extracting the feature points in step S11 is a pulse wave for one beat until the number of feature points (for example, for 10 beats) necessary for calculating a predetermined index of arteriosclerosis is extracted. Repeated every time a waveform is input. Meanwhile, the pressure P1 in the
抽出された特徴点の数が予め規定されている数(たとえば10拍分)に達すると(ステップS13でYES)、ステップS15で指標算出部404は、抽出された特徴点の平均値を用いて動脈硬化度の指標としてのTr等を算出する。そして、ステップS17でCPU40は駆動回路27A,27Bに制御信号を出力してエアバルブ22A,20Bを開放させ、空気袋13A,13Bの圧力を大気圧に解放する。図13の(A),(B)の例では、圧力P1,P2は、ステップS17の区間で、大気圧まで急速に減少している。
When the number of extracted feature points reaches a predetermined number (for example, 10 beats) (YES in step S13), in step S15, the
算出された最高血圧値(SYS)、最低血圧値(DIA)、動脈硬化度の指標や、測定された脈波などの測定結果は基体2に設けられた表示部4で表示するための処理が施され、表示される。
The calculated systolic blood pressure value (SYS), diastolic blood pressure value (DIA), arteriosclerosis index, and measurement results such as the measured pulse wave are displayed on the
このように、測定装置1では被測定者の年齢がしきい値よりも高い場合には点Pshoを特徴点として用い、しきい値よりも低い場合には点Pinfを特徴点として用いて動脈硬化度の指標が算出される。これにより、図8と図5とを用いて説明されたように、年齢に関わらず一律に点Pshoまたは点Pinfが用いられる場合よりも反射波の開始点をより高い精度で検出することが可能になる。その結果、動脈硬化度の指標としてのTrが精度よく算出され、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。
As described above, the measuring
[変形例1]
上の例では判断部403は被測定者の年齢としきい値との比較に基づいて特徴点として点Pinfと点Pshoとのいずれを用いるかを判断しているが、同様にして、ステップS3で算出された最高血圧値と予め記憶しているしきい値とする血圧値(たとえば135mmHg)とを比較し、最高血圧値が135mmHg以上の場合は点Pshoを用い、135mmHg未満の場合は点Pinfを用いる、と判断するようにしてもよい。
[Modification 1]
In the above example, the
このようにしても、図9と図5とを用いて説明されたように、最高血圧値に関わらず一律に点Pshoまたは点Pinfが用いられる場合よりも反射波の開始点をより高い精度で検出することが可能になる。その結果、動脈硬化度の指標としてのTrが精度よく算出され、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。 Even in this case, as described with reference to FIGS. 9 and 5, the start point of the reflected wave can be set with higher accuracy than when the point Psho or the point Pinf is used uniformly regardless of the systolic blood pressure value. It becomes possible to detect. As a result, Tr as an index of the degree of arteriosclerosis is calculated with high accuracy, and the degree of arteriosclerosis can be determined with higher accuracy than before.
さらには、被測定者の年齢と最高血圧値との組み合わせについてのしきい値をたとえばテーブル形式などで予め記憶し、被測定者の年齢および算出された最高血圧値と該しきい値との比較に基づいて、特徴点として点Pinfと点Pshoとのいずれを用いるかを判断してもよい。 Further, a threshold value for the combination of the age of the person to be measured and the maximum blood pressure value is stored in advance in a table format, for example, and the age of the person to be measured and the calculated maximum blood pressure value are compared with the threshold value. Based on the above, it may be determined which of the point Pinf and the point Psho is used as the feature point.
このようにしても、被測定者の年齢および最高血圧値に関わらず一律に点Pshoまたは点Pinfが用いられる場合よりも反射波の開始点をより高い精度で検出することが可能になる。その結果、動脈硬化度の指標としてのTrが精度よく算出され、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。 Even in this case, it is possible to detect the start point of the reflected wave with higher accuracy than when the point Psho or the point Pinf is used uniformly regardless of the age and the maximum blood pressure value of the measurement subject. As a result, Tr as an index of the degree of arteriosclerosis is calculated with high accuracy, and the degree of arteriosclerosis can be determined with higher accuracy than before.
[変形例2]
上の例ではステップS11の特徴点を算出する動作において、ステップS103〜S109で入力された脈波波形の点Pinfと点Pshoとが特定された後にいずれを特徴点として用いるかが判断されているが、特徴点を特定するための動作に先だって点Pinfと点Pshoとのいずれを特徴点として用いるかが判断され、その判断に基づいて点Pinfと点Pshoとの内の必要な点のみが特定されるようにしてもよい。具体的に図12の例の場合、予め被測定者の年齢としきい値である60歳とが比較され、被測定者の年齢が60歳未満である場合には二次微分曲線を算出し点Pinfを特定する動作までが行なわれて、四次微分曲線を算出する動作が行なわれなくてもよい。また、逆も同様である。
[Modification 2]
In the above example, in the operation of calculating the feature point in step S11, it is determined which one is used as the feature point after the point Pinf and the point Psho of the pulse wave waveform input in steps S103 to S109 are specified. However, prior to the operation for specifying the feature point, it is determined which of the point Pinf and the point Psho is used as the feature point, and only the necessary points of the point Pinf and the point Psho are specified based on the determination. You may be made to do. Specifically, in the case of the example in FIG. 12, the age of the person to be measured and the threshold value of 60 years old are compared in advance, and if the age of the person to be measured is less than 60 years old, a second derivative curve is calculated and the point The operation up to specifying Pinf is performed, and the operation of calculating the fourth derivative curve may not be performed. The reverse is also true.
このようにすることにより処理を簡略化することができ、特徴点を算出するための動作時間を短くすることができる。 By doing so, the processing can be simplified, and the operation time for calculating the feature points can be shortened.
なお、以上の説明では、図2(A),図2(B)や図10等に表わされたように腕帯9に2つの空気袋13A,13Bが含まれて、図13で表わされたように末梢側の空気袋13Aが最高血圧値よりも高い圧力で測定部位を圧迫することで駆血状態となっているときの中枢側の空気袋13Bの内圧変化に基づいて脈波波形が測定されている。しかしながら、脈波波形の測定はこのような例に限定されない。すなわち、中枢側の空気袋13Bが備えられず、上腕等の測定部位に押し当てられた単一の空気袋の内圧変化に基づいて脈波波形が測定されてもよい。
In the above description, as shown in FIG. 2 (A), FIG. 2 (B), FIG. 10 and the like, the armband 9 includes two
単一の空気袋の内圧変化に基づいて脈波波形が測定される場合、CPU40は当該空気袋を最高血圧値以上まで加圧して測定部位を駆血状態とした上で、その後、内圧変化に基づいて動脈硬化指標算出のため脈波を測定する。このように単一の空気袋を測定に用いる場合、血圧の測定のためには測定部位に対する十分な圧迫力が必要となるため、必要とされる当該空気袋の容量が大きくなる。空気袋の容量が大きくなるほど、動脈硬化指標を算出するための脈波の検出感度が低下する。そのため、単一の空気袋を測定に用いる場合には算出される動脈硬化指標の精度が低下する可能性がある。そこで、好ましくは、図示されたように測定装置1には容量の大きい上記空気袋に加えて容量の小さな空気が中枢側に設けられる。これにより、測定装置1ではより感度よく脈波を検出することができ、精度高い動脈硬化指標の算出が可能となる。
When the pulse wave waveform is measured based on the change in the internal pressure of a single air bag, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 測定装置、2 基体、3 操作部、4 表示部、9 腕帯、10 エアチューブ、13A,13B 空気袋、20A,20B エア系、21A エアポンプ、22A,22B エアバルブ、23A,23B 圧力センサ、26A,27A,27B,53 駆動回路、28A,28B 増幅器、29A,29B A/D変換器、31,32 スイッチ、40 CPU、41 メモリ、51 2ポート弁、100 上腕、401 二次微分算出部、402 四次微分算出部、403 判断部、404 指標算出部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1の空気袋と、
前記第1の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第1のセンサと、
前記第1の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記被測定者に関する情報に基づいて末梢側を駆血した状態の前記被測定者の測定部位に装着された前記第1の空気袋の内圧変化曲線上の複数の点の内から反射波開始点を表わす特徴点を特定し、前記特徴点を用いて前記動脈硬化度の指標を算出するための算出手段を含む、血圧情報測定装置。 A blood pressure information measuring device that calculates an index of the degree of arteriosclerosis of a measurement subject as blood pressure information,
A first air bag;
A first sensor for detecting the internal pressure of the first air bag as blood pressure information;
Calculating means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in internal pressure of the first air bag,
The calculation means includes a plurality of points on an internal pressure change curve of the first air bag attached to the measurement site of the measurement subject in a state where the peripheral side is driven based on information on the measurement subject. A blood pressure information measuring device comprising: a calculation means for specifying a feature point representing a reflected wave start point from the image and calculating an index of the degree of arteriosclerosis using the feature point.
前記第2の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第2のセンサとをさらに備え、
前記演算手段は前記第1の空気袋の内圧変化に替えて前記第2の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出し、
前記演算手段は、前記第1の空気袋の内圧変化に替えて、前記第1の空気袋が測定部位の末梢側、前記第2の空気袋が前記測定部位の中枢側となるようにそれぞれ前記測定部位に装着され、前記第1の空気袋が前記測定部位の末梢側を押圧することで前記末梢側を駆血した状態となっているときの前記第2の空気袋の内圧変化に基づいて前記動脈硬化度の指標を算出する、請求項1〜5のいずれかに記載の血圧情報測定装置。 A second air bag;
A second sensor for detecting the internal pressure of the second air bag as blood pressure information,
The calculation means calculates an index of the degree of arteriosclerosis based on an internal pressure change of the second air bag instead of an internal pressure change of the first air bag,
The calculation means replaces the change in the internal pressure of the first air bag, and the first air bag is located on the distal side of the measurement site, and the second air bag is located on the central side of the measurement site. Based on a change in the internal pressure of the second air bag that is attached to the measurement site and the first air bag is in a state of driving the peripheral side by pressing the distal side of the measurement site. The blood pressure information measurement device according to any one of claims 1 to 5, wherein an index of the degree of arteriosclerosis is calculated.
前記血圧情報測定装置は、空気袋と、前記空気袋の内圧を血圧情報として検出するためのセンサと、前記空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、
被測定者の属性に基づいて、末梢側を駆血した状態の前記被測定者の測定部位に装着された前記空気袋の内圧変化曲線上の複数の点の内から反射波開始点を表わす特徴点を特定するステップと、
前記特徴点を用いて前記動脈硬化度の指標を算出するステップとを含む、動脈硬化度の指標の算出方法。 A method for calculating an index of arteriosclerosis in a blood pressure information measuring device,
The blood pressure information measuring device includes an air bag, a sensor for detecting an internal pressure of the air bag as blood pressure information, and an arithmetic means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the air bag. Prepared,
A feature representing a reflected wave start point from among a plurality of points on an internal pressure change curve of the air bag attached to the measurement site of the measurement subject in a state where the peripheral side is driven based on the attribute of the measurement subject A step of identifying points;
Calculating the index of arteriosclerosis using the feature points.
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JP2013118902A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | A & D Co Ltd | Device for measuring degree of arteriosclerosis |
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