JP2013090664A - Device, method and program for evaluating vascular stiffness, and computer-readable recording medium recording the program - Google Patents

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for evaluating vascular stiffness which can be inexpensive and miniaturized, and enable a user to easily measuring the vascular stiffness of a specific portion in an ordinary household, a method, and a program for evaluating vascular stiffness; and to provide a computer-readable recording medium recording the vascular stiffness evaluation program.SOLUTION: In the device, a blood vessel is pressurized by a pressurizing means 11 while increasing or lowering pressure, and the pressure of the blood vessel during pressurization is measured by a measuring means 12. A mean pressure and a pressure amplitude which are measured by the measuring means 12 are obtained by a vascular pressure computing means 24 for each of stages of pressurization in the pressurizing means 11. The relationship between a characteristic index about a change in the pressure amplitude for the mean pressure and a stiffness parameter is obtained in advance by a model computing means 14 on the basis of model computation. The characteristic index is obtained by a vascular stiffness computing means 25, and the stiffness parameter is obtained from the characteristic index on the basis of the relationship obtained by the model computing means 14.

Description

本発明は、血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a blood vessel hardness evaluation apparatus, a blood vessel hardness evaluation method, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium on which a blood vessel hardness evaluation program is recorded.

従来の血管の固さを評価する装置として、測定対象部位の血管の脈波速度および血圧を測定し、その測定結果に基づいて測定対象部位のスティフネスパラメータを求めるもの(例えば、特許文献1参照)や、超音波診断装置を使用して測定された血管内径の変化と血圧測定結果とに基づいて、スティフネスパラメータを求めるもの(例えば、特許文献2参照)、カフを使用して血管の脈波を検出し、カフ圧脈波と血圧脈波の振幅を計算し、その脈波振幅に基づいて、独自の血管の固さ指標を求めるもの(例えば、特許文献3参照)がある。また、橈骨動脈の脈波と心音マイクで検出された心音波形とに基づいて、脈波伝播速度情報を決定し、独自の血管固さ指標の演算に供するものもある(例えば、特許文献4参照)。   As a conventional device for evaluating the stiffness of a blood vessel, the pulse wave velocity and blood pressure of the blood vessel of the measurement target region are measured, and the stiffness parameter of the measurement target region is obtained based on the measurement result (see, for example, Patent Document 1) Further, a stiffness parameter is obtained based on a change in blood vessel inner diameter measured using an ultrasonic diagnostic apparatus and a blood pressure measurement result (see, for example, Patent Document 2), and a blood vessel pulse wave is obtained using a cuff. There is one that detects, calculates the amplitude of the cuff pressure pulse wave and the blood pressure pulse wave, and obtains a unique blood vessel stiffness index based on the pulse wave amplitude (see, for example, Patent Document 3). In addition, there is also one that determines pulse wave velocity information based on the pulse wave of the radial artery and the heart sound waveform detected by the heart sound microphone, and uses it for calculation of a unique blood vessel stiffness index (see, for example, Patent Document 4). ).

なお、本発明者等は、腕部血管系モデルや、非線形バネでモデル化した皮下組織モデルを用いて、血管の力学特性を表すチューブ則を利用したモデル計算を行い、圧力センサにより取得された脈波を数値的に再現している(例えば、非特許文献1乃至3参照)。   In addition, the present inventors performed a model calculation using a tube rule representing a mechanical characteristic of a blood vessel using an arm vascular system model or a subcutaneous tissue model modeled by a non-linear spring, and obtained by a pressure sensor. The pulse wave is numerically reproduced (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3).

特開2006−6893号公報JP 2006-6893 A 特開2010−110373号公報JP 2010-110373 A 特開2008−228934号公報JP 2008-228934 A 特開2004−16744号公報JP 2004-16744 A

中西勉、白井敦、早瀬敏幸、「脈診の科学的検証のための一次元数学モデルを用いた脈波計測実験の再現」、第21回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集、社団法人日本機械学会、2009年1月22日、p.51-52Tsutomu Nakanishi, Satoshi Shirai, Toshiyuki Hayase, “Reproduction of Pulse Wave Measurement Experiment Using One-Dimensional Mathematical Model for Scientific Validation of Pulse Diagnosis”, Proc. Of the 21st Bioengineering Lecture, The Japan Society of Mechanical Engineers , January 22, 2009, p.51-52 Nakanishi, T., Sirai, A., and Hayase, T., “Reproduction ofPulse Waveform Measurement using One-dimensional Mathematical Model forValidation of Pulse Diagnosis”, GPBE/NUS-Tohoku Graduate Student Conference inBioengineering, Program & Abstract, 2008, p.9-10Nakanishi, T., Sirai, A., and Hayase, T., “Reproduction of Pulse Waveform Measurement using One-dimensional Mathematical Model for Validation of Pulse Diagnosis”, GPBE / NUS-Tohoku Graduate Student Conference inBioengineering, Program & Abstract, 2008, p .9-10 中西勉、鳴海賢太郎、白井敦、早瀬敏幸、「脈診の科学的検証のための腕部皮下組織の力学モデルの検討」、第11回日本代替・相補・伝統医療連合会議(JACT) 第7回日本統合医療学会(JIM)合同大会 プログラム・抄録集、2007年、p.76Tsutomu Nakanishi, Kentaro Narumi, Atsushi Shirai, Toshiyuki Hayase, “Examination of Mechanical Model of Subcutaneous Tissue for Scientific Validation of Pulse Diagnosis”, The 11th Japan Substitute for Complementary and Complementary Traditional Medicine (JACT) 7th Annual Meeting of the Japan Association for Integrative Medicine (JIM) Program and Abstracts, 2007, p.76

しかしながら、特許文献1に記載の装置では、脈波速度を測定する際、2箇所で脈波を測定する必要があるため、装置が大型化してしまうという課題があった。特許文献2に記載の装置では、超音波診断装置が高価であり、使用時には専門知識が必要となるという課題があった。特許文献3に記載の装置では、各脈波から血管の固さ指標を求めるための演算が複雑で、演算規模も膨大となるという課題があった。   However, the apparatus described in Patent Document 1 has a problem that the apparatus becomes large because it is necessary to measure pulse waves at two locations when measuring the pulse wave velocity. The apparatus described in Patent Document 2 has a problem that an ultrasonic diagnostic apparatus is expensive and requires specialized knowledge when used. The apparatus described in Patent Document 3 has a problem that the calculation for obtaining the blood vessel stiffness index from each pulse wave is complicated and the calculation scale becomes enormous.

特許文献4に記載の装置では、心音測定が必要であるため、装置が大型化してしまうという課題があった。また、心臓と脈波測定部位との間の脈波伝播速度情報を使用して、その間の平均的な血管固さを推定するものであり、特定の部位の血管固さを推定することはできないという課題があった。特許文献3および4に記載の装置では、独自の血管固さ指標を用いているため、血管の固さ指標として一般的に用いられるスティフネスパラメータとの関連性が不明であり、血管の固さの評価が困難であるという課題があった。   In the apparatus described in Patent Document 4, since heart sound measurement is necessary, there is a problem that the apparatus becomes large. In addition, it uses the pulse wave velocity information between the heart and the pulse wave measurement site to estimate the average vessel stiffness between them, and cannot estimate the vessel stiffness of a specific site. There was a problem. In the devices described in Patent Documents 3 and 4, since a unique blood vessel hardness index is used, the relevance to the stiffness parameter generally used as a blood vessel hardness index is unknown, and the blood vessel hardness There was a problem that evaluation was difficult.

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、安価かつ小型化が可能で、特定部位の血管固さを一般家庭でも容易に測定して評価することができる血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的としている。   The present invention has been made by paying attention to such a problem, and can be inexpensively and miniaturized, and can easily measure and evaluate the blood vessel hardness of a specific part even in a general home. An object of the present invention is to provide a blood vessel hardness evaluation method, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium on which the blood vessel hardness evaluation program is recorded.

本発明者等は、非特許文献1乃至3に記載のように、測定対象部位における血管系のモデル、および、所定の圧力で血管を押し込んだときの血圧を計算するための皮下組織モデルに基づいて、所定の時間間隔で段階的に圧力を上げながら血管を加圧したときの血圧変動についてモデル計算を行った。その結果、圧力段階毎の平均圧力と圧力振幅との関係が、血管の固さに起因して変化することを見出し、本発明に至った。   As described in Non-Patent Documents 1 to 3, the present inventors are based on a vascular system model at a measurement target site and a subcutaneous tissue model for calculating blood pressure when a blood vessel is pushed in at a predetermined pressure. Thus, a model calculation was performed for blood pressure fluctuation when the blood vessel was pressurized while increasing the pressure stepwise at predetermined time intervals. As a result, the present inventors have found that the relationship between the average pressure and the pressure amplitude for each pressure stage changes due to the stiffness of the blood vessel, and have reached the present invention.

すなわち、本発明に係る血管固さ評価装置は、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧する加圧手段と、前記加圧手段で加圧中の前記血管の圧力を測定する測定手段と、前記加圧手段での所定の圧力段階毎に、前記測定手段で測定された前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段と、あらかじめモデル計算により、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を求めておくモデル計算手段と、前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル計算手段で求められた関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段とを、有することを特徴とする。   That is, the blood vessel stiffness evaluation apparatus according to the present invention includes a pressurizing unit that pressurizes a blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure, and the pressure of the blood vessel that is being pressurized by the pressurizing unit. Measuring means for measuring the blood pressure, blood pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood pressure of the blood vessel measured by the measuring means and a pressure amplitude due to a pulse wave for each predetermined pressure stage in the pressurizing means, The model calculation shows the relationship between the characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel and the parameter related to the stiffness of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure. A model calculation means to be obtained, and a characteristic index relating to a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the blood vessel pressure calculation means is obtained, and from the characteristic index, the model meter Based on the relationship obtained by the means, and a blood vessel hardness calculating means for calculating a parameter relating to hardness of the blood vessel, characterized in that it has.

本発明に係る血管固さ評価方法は、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧する加圧工程と、前記加圧工程で加圧中の前記血管の圧力を測定する測定工程と、前記加圧工程での所定の圧力段階毎に、前記測定工程で測定された前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算工程と、あらかじめモデル計算により、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を求めておくモデル計算工程と、前記血管圧力計算工程で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル計算工程で求められた関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出工程とを、有することを特徴とする。   The blood vessel hardness evaluation method according to the present invention includes a pressurizing step of pressurizing a blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure, and measuring the pressure of the blood vessel being pressurized in the pressurizing step. A blood pressure calculation step for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure measured in the measurement step and a pressure amplitude by a pulse wave for each predetermined pressure stage in the pressurization step, and a model calculation in advance The relationship between the characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel and the parameter related to the stiffness of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure A characteristic index relating to a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained in the model pressure calculating step and a blood vessel pressure calculating step, and obtaining the characteristic index in the model calculating step from the characteristic index. It was based on the relationship, and the blood vessel hardness calculating step of calculating a parameter related to stiffness of the blood vessel, characterized in that it has.

本発明に係る血管固さ評価プログラムは、コンピュータを、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧して測定された前記血管の圧力を受信する受信手段、前記受信手段で受信された前記血管の圧力の所定の圧力段階毎に、前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段、あらかじめモデル計算により求められた、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を記憶しておくモデル記憶手段、前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル記憶手段で記憶された関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段、として機能させることを特徴とする。   The blood vessel hardness evaluation program according to the present invention comprises: a receiving means for receiving a pressure of the blood vessel measured by pressurizing a blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure; For each predetermined pressure stage of the blood vessel pressure received at the blood vessel pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure and a pressure amplitude due to a pulse wave, while increasing the pressure obtained in advance by model calculation, Or a model storage means for storing a relationship between a characteristic index relating to a change in pressure amplitude with respect to an average pressure of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while reducing the pressure from a predetermined pressure, and a parameter relating to the stiffness of the blood vessel, A characteristic index relating to a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the blood vessel pressure calculating means is obtained, and the model storage means is obtained from the characteristic index. Based on the stored relationship, characterized in that to function as a vascular hardness calculating means, for determining a parameter related to stiffness of the blood vessel.

本発明に係る血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧して測定された前記血管の圧力を受信する受信手段、前記受信手段で受信された前記血管の圧力の所定の圧力段階毎に、前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段、あらかじめモデル計算により求められた、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を記憶しておくモデル記憶手段、前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル記憶手段で記憶された関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段、として機能させるための血管固さ評価プログラムを記録していることを特徴とする。   The computer-readable recording medium on which the blood vessel hardness evaluation program according to the present invention is recorded is the pressure of the blood vessel measured by pressurizing the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure. Receiving means, blood vessel pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure and a pressure amplitude due to a pulse wave for each predetermined pressure stage of the blood vessel pressure received by the receiving means, by model calculation in advance The relationship between the obtained characteristic index regarding the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure, and the parameter regarding the stiffness of the blood vessel. Model storage means for storing, a characteristic index relating to a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the blood vessel pressure calculating means A blood vessel stiffness evaluation program for functioning as a blood vessel stiffness calculating means for obtaining a parameter relating to the stiffness of the blood vessel based on the relationship stored in the model storage means from the characteristic index obtained. It is characterized by.

本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、血管の固さに関するパラメータを求めることにより、血管の固さを評価することができる。血管の固さを評価するために、測定対象位置でのみ血管の加圧および圧力測定を行えばよく、複数箇所での測定が不要であるため、小型化が可能である。血管の加圧および圧力測定には市販のカフを用いることができ、高価な装置や機器を必要とせず、安価である。また、カフを用いることで、一般家庭でも容易に測定することができる。このように、本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、特定部位の血管固さを一般家庭でも容易に測定して評価することができる。   A blood vessel hardness evaluation apparatus, a blood vessel hardness evaluation method, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium that records the blood vessel hardness evaluation program according to the present invention obtain a parameter related to blood vessel hardness, Blood vessel stiffness can be evaluated. In order to evaluate the hardness of the blood vessel, it is only necessary to pressurize the blood vessel and measure the pressure only at the measurement target position, and it is not necessary to measure at a plurality of locations, so that the size can be reduced. A commercially available cuff can be used for pressurization and pressure measurement of the blood vessel, which does not require expensive equipment or equipment and is inexpensive. In addition, by using a cuff, it can be easily measured even in ordinary households. As described above, according to the vascular stiffness evaluation apparatus, the vascular stiffness evaluation method, the vascular stiffness evaluation program, and the computer-readable recording medium that records the vascular stiffness evaluation program according to the present invention, This can be easily measured and evaluated even at home.

本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で、圧力段階毎の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標は、血管の固さが反映されていると考えられるものであれば、いかなるものであってもよい。特性指標は、モデル計算により、血管の固さを様々に変えて、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めたとき、血管の固さに大きく影響されるものを用いることが好ましい。血管の加圧は、所定の時間間隔で段階的に圧力を上げながら(下げながら)行ってもよく、連続的に圧力を上げながら(下げながら)行ってもよい。カフを用いる場合、連続的に圧力を変化させるのが容易である。   A blood vessel hardness evaluation apparatus, a blood vessel hardness evaluation method, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium that records the blood vessel hardness evaluation program according to the present invention. Any characteristic index may be used as long as it is considered that the stiffness of the blood vessel is reflected. As the characteristic index, it is preferable to use a characteristic index that is greatly influenced by the stiffness of the blood vessel when the change of the pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel is obtained by varying the stiffness of the blood vessel by model calculation. The pressurization of the blood vessel may be performed while increasing (decreasing) the pressure stepwise at a predetermined time interval, or may be performed while increasing (decreasing) the pressure continuously. When using a cuff, it is easy to change the pressure continuously.

本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で、血管の固さに関するパラメータは、その評価が容易になるよう、スティフネスパラメータから成ることが好ましい。また、特性指標と血管の固さに関するパラメータとの関係は、モデル計算により直接求めてもよく、特性指標と血管の固さに関するパラメータとの間に他のパラメータを介して、間接的に求めてもよい。モデル計算に用いるモデルは、所定の時間間隔で段階的に圧力を上げながら血管を加圧したときの、血圧変動の実測値とモデル計算値とがほぼ一致しているものであればよく、例えば、非特許文献1乃至3に記載のモデルのように、測定対象部位における血管系のモデルと、所定の圧力で血管を押し込んだときの血圧を計算するための皮下組織モデルとを組み合わせて使用してもよい。   A blood vessel hardness evaluation apparatus, a blood vessel hardness evaluation method, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium that records the blood vessel hardness evaluation program according to the present invention. It is preferable to consist of stiffness parameters for ease. In addition, the relationship between the characteristic index and the parameter related to the stiffness of the blood vessel may be directly obtained by model calculation, or indirectly obtained through another parameter between the characteristic index and the parameter related to the stiffness of the blood vessel. Also good. The model used for the model calculation may be any model in which the actual measurement value of the blood pressure fluctuation and the model calculation value when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure stepwise at a predetermined time interval substantially match, for example, As in the models described in Non-Patent Documents 1 to 3, the vascular system model in the measurement target region and the subcutaneous tissue model for calculating the blood pressure when the blood vessel is pushed at a predetermined pressure are used in combination. May be.

本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で、前記血管の固さに関するパラメータはスティフネスパラメータから成り、前記モデル計算手段は前記関係を求めるとき、血管の弾性を表すチューブ則を利用して、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めて特性指標を求めるとともに、(1)式によりスティフネスパラメータを求めることが好ましい。
β:スティフネスパラメータ
P:血管の内圧
:血管の任意の基準内圧
A:血管の断面積
:P=Pのときの血管の断面積
A vascular stiffness evaluation apparatus, a vascular stiffness evaluation program, and a computer-readable recording medium recording the vascular stiffness evaluation program according to the present invention, wherein the parameter relating to the stiffness of the blood vessel comprises a stiffness parameter, and the model calculation means When obtaining the relationship, it is preferable to obtain a characteristic index by obtaining a change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel using a tube rule representing the elasticity of the blood vessel, and obtaining a stiffness parameter by the equation (1).
β: Stiffness parameter P: Internal pressure of blood vessel P b : Arbitrary reference internal pressure of blood vessel A: Cross-sectional area of blood vessel A 0 : Cross-sectional area of blood vessel when P = P b

本発明に係る血管固さ評価方法で、前記血管の固さに関するパラメータはスティフネスパラメータから成り、前記モデル計算工程は前記関係を求めるとき、血管の弾性を表すチューブ則を利用して、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めて特性指標を求めるとともに、(1)式によりスティフネスパラメータを求めることが好ましい。   In the blood vessel stiffness evaluation method according to the present invention, the parameter relating to the stiffness of the blood vessel comprises a stiffness parameter, and the model calculation step uses a tube rule representing the elasticity of the blood vessel to obtain the average of the blood vessel when obtaining the relationship. It is preferable to obtain the characteristic index by obtaining the change in pressure amplitude with respect to the pressure, and obtain the stiffness parameter by the equation (1).

このチューブ則を利用する場合、血管の断面積比A/Aと伸展圧φとの関係がチューブ則で表されるものとして、モデル計算を行う。ここで、チューブ則は、(2)式で表される。
When this tube rule is used, the model calculation is performed on the assumption that the relationship between the cross-sectional area ratio A / A 0 of the blood vessel and the extension pressure φ is expressed by the tube rule. Here, the tube rule is expressed by equation (2).

ここで、以下で使用する基準値として、
/A=0.3
=0.3、C=0.05
〜C:A/A=0.3において、2つの式のφの傾きが一致するように設定する
φ:A/A=1のときの伸展圧(=13.3kPa)
=5(血管の固さにより変化させる)
=6
とする。
Here, as a reference value used below,
A C / A 0 = 0.3
C 1 = 0.3, C 2 = 0.05
C 3 to C 5 : Set so that the slopes of φ in the two formulas coincide with each other in A C / A 0 = 0.3 φ 0 : Extension pressure when A / A 0 = 1 (= 13.3 kPa )
n 1 = 5 (changes according to blood vessel stiffness)
n 2 = 6
And

また、生理的状態にある血管では、内圧Pと血管の半径Rとの関係は、(3)式で表されることが知られている。
:P=Pのときの血管の半径
Further, it is known that the relationship between the internal pressure P and the radius R of the blood vessel is expressed by the equation (3) in a blood vessel in a physiological state.
R b : radius of blood vessel when P = P b

生理的状態にある血管では血管の断面が円形であると仮定すると、(2)式および(3)式から、φ=Pとして、スティフネスパラメータβは(1)式となる。(1)式から、スティフネスパラメータβは、図1に示すチューブ則を表す曲線のA/A=1のときの傾きを利用して求めることができ、チューブ則のパラメータnの値により変化する。 Assuming that the cross section of the blood vessel in a physiological state is circular, from Equation (2) and Equation (3), φ = P and stiffness parameter β is Equation (1). From equation (1), the stiffness parameter β can be obtained by using the slope of the curve representing the tube rule shown in FIG. 1 when A / A 0 = 1, and varies depending on the value of the tube rule parameter n 1. To do.

本発明に係る血管固さ評価装置、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で、前記血管固さ算出手段は、前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化を、前記圧力振幅のピーク値とそのときの平均圧力の値とで無次元化して求め、前記特性指標として、前記圧力振幅のピーク値を与える平均圧力の半分の圧力のときの二階微分値、および/または、前記圧力振幅が0から変化し始めたときの一階微分値を求めることが好ましい。   A blood vessel hardness evaluation apparatus, a blood vessel hardness evaluation program, and a computer-readable recording medium recording the blood vessel hardness evaluation program according to the present invention, wherein the blood vessel hardness calculation means includes a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure. Is determined dimensionlessly with the peak value of the pressure amplitude and the average pressure value at that time, and as the characteristic index, a second-order differential value when the pressure is half of the average pressure giving the peak value of the pressure amplitude, It is preferable to obtain a first-order differential value when the pressure amplitude starts to change from zero.

本発明に係る血管固さ評価方法で、前記血管固さ算出工程は、前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化を、前記圧力振幅のピーク値とそのときの平均圧力の値とで無次元化して求め、前記特性指標として、前記圧力振幅のピーク値を与える平均圧力の半分の圧力のときの二階微分値、および/または、前記圧力振幅が0から変化し始めたときの一階微分値を求めることが好ましい。   In the vascular stiffness evaluation method according to the present invention, the vascular stiffness calculation step is configured to make the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure non-dimensional with a peak value of the pressure amplitude and a value of the average pressure at that time. As the characteristic index, a second-order differential value when the pressure is half the average pressure giving the peak value of the pressure amplitude and / or a first-order differential value when the pressure amplitude starts to change from 0 is obtained. It is preferable.

この特性指標として二階微分値や一階微分値を用いる場合、平均圧力に対する圧力振幅の変化を、圧力振幅のピーク値とそのときの平均圧力の値とで無次元化することにより、個人差や測定器の誤差などによる影響を低減することができる。また、圧力振幅のピーク値を与える平均圧力の半分の圧力のときの二階微分値や、圧力振幅が0から変化し始めたときの一階微分値は、血管の固さを強く反映していると考えられるため、これらを特性指標として用いることにより、より正確に血管の固さを評価することができる。   When a second-order differential value or a first-order differential value is used as this characteristic index, the change in pressure amplitude with respect to the average pressure is made dimensionless between the peak value of the pressure amplitude and the value of the average pressure at that time. It is possible to reduce the influence of measuring instrument errors. Further, the second-order differential value when the pressure is half of the average pressure that gives the peak value of the pressure amplitude, and the first-order differential value when the pressure amplitude starts to change from 0 strongly reflect the stiffness of the blood vessel. Therefore, it is possible to more accurately evaluate the stiffness of the blood vessel by using these as characteristic indexes.

本発明によれば、安価かつ小型化が可能で、特定部位の血管固さを一般家庭でも容易に測定して評価することができる血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび、血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することができる。   According to the present invention, a vascular stiffness evaluation apparatus, a vascular stiffness evaluation method, and a vascular stiffness evaluation that can be inexpensively and miniaturized and that can easily measure and evaluate the vascular stiffness of a specific part even in a general household. A computer-readable recording medium in which a program and a blood vessel stiffness evaluation program are recorded can be provided.

血管断面積比A/Aと伸展圧φとの関係を示すチューブ則を表すグラフである。Is a graph showing the tube law showing the relationship between the blood vessel cross-sectional area ratio A / A 0 and extension pressure phi. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the blood vessel hardness evaluation apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の、(a)段階的に血管を加圧したときの、血管の圧力の測定結果を示すグラフ、(a)段階的に血管を加圧したときの、血管の圧力のモデル計算結果を示すグラフ、(c)そのときの各圧力段階毎の平均圧力Poavの実測値と計算値とを示すグラフ、(d)各圧力段階毎の圧力振幅ΔPの実測値と計算値とを示すグラフである。The blood vessel hardness evaluation apparatus according to the embodiment of the present invention, (a) a graph showing a measurement result of blood pressure when the blood vessel is pressurized stepwise, (a) when the blood vessel is pressurized stepwise A graph showing a model calculation result of the blood pressure of the blood vessel, (c) a graph showing an actual measurement value and a calculated value of the average pressure P oav for each pressure stage at that time, and (d) a pressure amplitude ΔP for each pressure stage. It is a graph which shows the actual value of 0 , and a calculated value. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置のモデル計算で用いる(a)腕部血管系の数学モデル、(b)皮下組織モデルを示す側面図である。It is a side view which shows the (a) mathematical model of an arm part vascular system and (b) a subcutaneous tissue model used by the model calculation of the vascular stiffness evaluation apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置のモデル計算で用いる、心拍一周期分の供給圧力Pを示すグラフである。Used in the model calculations of the embodiment of vascular stiffness evaluation apparatus of the present invention, it is a graph showing the supply pressure P s heartbeat one period. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の、チューブ則のパラメータnを変化させたときのモデル計算結果を示す(a)平均圧力Poav、(b)圧力振幅ΔPのグラフである。4 is a graph of (a) average pressure P oav and (b) pressure amplitude ΔP 0 showing model calculation results when the tube rule parameter n 1 is changed in the vascular stiffness evaluation apparatus of the embodiment of the present invention. . 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の、(a)無次元化した平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を示すグラフ、(b)Poav=0.5のときの二階微分値ΔP”とスティフネスパラメータβとの関係を示すグラフ、(c)圧力振幅ΔPが0から変化し始めたときの一階微分値ΔP’とスティフネスパラメータβとの関係を示すグラフである。(A) A graph showing a change in pressure amplitude ΔP 0 with respect to a non-dimensionalized average pressure P oav , (b) a second-order differential when P oav = 0.5, in the vascular stiffness evaluation apparatus according to the embodiment of the present invention. 6 is a graph showing the relationship between the value ΔP ″ and the stiffness parameter β, and (c) a graph showing the relationship between the first-order differential value ΔP ′ and the stiffness parameter β when the pressure amplitude ΔP 0 starts to change from zero. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the blood vessel hardness evaluation apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の血管固さ評価方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the blood vessel hardness evaluation method of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の(a)カフ内圧を連続的に変化させたときのカフ内圧、(b)そのときのカフの内側に設置したPVDFフィルムセンサの出力電圧を示すグラフである。(A) The cuff internal pressure when the cuff internal pressure is continuously changed, (b) the output voltage of the PVDF film sensor installed inside the cuff at that time in the vascular stiffness evaluation apparatus according to the embodiment of the present invention. It is a graph. 本発明の実施の形態の血管固さ評価装置の、段階的に圧力を上げながら血管を加圧したときの(a)各圧力段階毎の平均圧力Poavを示すグラフ、(b)各圧力段階毎の圧力振幅ΔPを示すグラフ、(c)平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化をプロットしたグラフである。(A) a graph showing an average pressure P oav for each pressure stage when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure stepwise, (b) each pressure stage, in the blood vessel stiffness evaluation apparatus of the embodiment of the present invention; It is the graph which shows pressure amplitude ( DELTA ) P for every, (c) The graph which plotted the change of pressure amplitude ( DELTA ) P with respect to average pressure P oav .

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図2乃至図11は、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置および血管固さ評価方法を示している。本発明の実施の形態の血管固さ評価方法は、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置により好適に実施される。
以下、図2乃至図11に従って、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置および血管固さ評価方法について、実施例を適宜参照しながら説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 to 11 show a blood vessel hardness evaluation apparatus and a blood vessel hardness evaluation method according to an embodiment of the present invention. The blood vessel hardness evaluation method of the embodiment of the present invention is suitably implemented by the blood vessel hardness evaluation device of the embodiment of the present invention.
Hereinafter, the blood vessel hardness evaluation apparatus and the blood vessel hardness evaluation method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to examples as appropriate according to FIGS.

[加圧手段および測定手段]
図2に示すように、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10は、加圧手段11と測定手段12とコンピュータ13とモデル計算手段14とを有している。加圧手段11は、センサ押下げ装置から成り、アンプ15を介してコンピュータ13に接続されている。測定手段12は、圧力センサから成り、コンピュータ13に接続されている。測定手段12は、加圧手段11に取り付けられている。加圧手段11は、橈骨動脈などの血管を、測定手段12を介して加圧可能になっている。測定手段12は、加圧手段11で加圧したときの血管の圧力を測定可能になっている。加圧手段11および測定手段12は、腕などに巻いて使用される市販のカフから成っていてもよい。
[Pressurizing means and measuring means]
As shown in FIG. 2, the blood vessel hardness evaluation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes a pressurizing unit 11, a measuring unit 12, a computer 13, and a model calculating unit 14. The pressurizing means 11 is composed of a sensor pressing device and is connected to a computer 13 via an amplifier 15. The measuring means 12 is composed of a pressure sensor and is connected to the computer 13. The measuring means 12 is attached to the pressurizing means 11. The pressurizing means 11 can pressurize a blood vessel such as a radial artery via the measuring means 12. The measuring means 12 can measure the pressure of the blood vessel when pressurized by the pressurizing means 11. The pressurizing means 11 and the measuring means 12 may be made of a commercially available cuff used by being wound around an arm or the like.

[制御手段および受信手段]
図2に示すように、コンピュータ13は、加圧手段11で加圧する圧力を制御する制御手段21と、測定手段12で測定された圧力を受信する受信手段22とを有している。制御手段21は、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧するよう、センサ押下げ信号を加圧手段11に送って、加圧手段11を制御可能になっている。制御手段21は、所定の時間間隔で段階的に圧力を上げながら(下げながら)血管を加圧するよう制御してもよく、連続的に圧力を上げながら(下げながら)血管を加圧するよう制御してもよい。受信手段22は、加圧手段11で血管を加圧したとき、測定手段12で測定された血管の圧力を、バンドパスフィルタ(BPF)を介して受信可能になっている。この測定例として、5秒間隔で、0.5mmずつ血管を押し下げて、段階的に圧力を上げながら血管を加圧したときの、血管の圧力の測定結果を、図3(a)に示す。
[Control means and receiving means]
As shown in FIG. 2, the computer 13 includes a control unit 21 that controls the pressure applied by the pressurizing unit 11 and a receiving unit 22 that receives the pressure measured by the measuring unit 12. The control means 21 can control the pressurizing means 11 by sending a sensor pressing signal to the pressurizing means 11 so as to pressurize the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure. . The control means 21 may control to pressurize the blood vessel while increasing (decreasing) the pressure stepwise at predetermined time intervals, or control to pressurize the blood vessel while increasing (decreasing) the pressure continuously. May be. The receiving means 22 can receive the blood pressure measured by the measuring means 12 via a bandpass filter (BPF) when the blood pressure is pressurized by the pressurizing means 11. As an example of this measurement, FIG. 3A shows the measurement result of the blood pressure when the blood vessel is pressed down by 0.5 mm at intervals of 5 seconds and the blood pressure is increased while increasing the pressure stepwise.

[モデル計算手段]
また、図2に示すように、コンピュータ13は、モデル記憶手段23を有している。モデル記憶手段23は、メモリから成り、あらかじめモデル計算手段14によりモデル計算された、特性指標と血管の固さに関するパラメータとの関係を記憶するようになっている。モデル計算手段14は、コンピュータ13とは異なる他のコンピュータで実施可能に構成されている。モデル計算手段14は、血管の固さに関するパラメータを複数通り仮定し、それぞれの場合について、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の圧力を計算し、所定の圧力段階毎に血管の平均圧力と圧力振幅とを求めるようになっている。さらに、モデル計算手段14は、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化から、血管の固さが反映されていると考えられる特性指標を、それぞれの血管の固さに関するパラメータ毎に求め、その特性指標と血管の固さに関するパラメータとの関係を求めるようになっている。血管の固さに関するパラメータは、スティフネスパラメータである。なお、モデル計算手段14は、コンピュータ13で実施可能であってもよい。
[Model calculation means]
Further, as shown in FIG. 2, the computer 13 has a model storage unit 23. The model storage unit 23 includes a memory, and stores the relationship between the characteristic index and the parameter relating to the stiffness of the blood vessel, which is model-calculated by the model calculation unit 14 in advance. The model calculation unit 14 is configured to be implemented by another computer different from the computer 13. The model calculation means 14 assumes a plurality of parameters related to the stiffness of the blood vessel, and in each case, calculates the blood pressure when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure. In addition, the average pressure and the pressure amplitude of the blood vessel are obtained for each predetermined pressure stage. Further, the model calculation means 14 obtains a characteristic index that is considered to reflect the stiffness of the blood vessel from the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel for each parameter related to the stiffness of the blood vessel, and the characteristic index. And a parameter related to the stiffness of the blood vessel. The parameter relating to the stiffness of the blood vessel is a stiffness parameter. The model calculation unit 14 may be implemented by the computer 13.

[モデル計算例−使用モデル]
橈骨動脈の血管の固さを評価するためにモデル計算手段14で用いるモデルの例を、図4に示す。なお、図4に示すモデルは、非特許文献1乃至3に記載のモデルと同じものである。図4(a)に示すように、腕部血管系の数学モデルは、動脈系(Artery)を全長700mmのテーパーのついたコラプシブルチューブで模擬し、チューブの上流端に供給圧力源(Supply)が、下流端に毛細血管による微小循環(micro−circulation)、静脈(Venous)が接続されている。チューブの上流端半径(Inlet radius)を、4.23mm、下流端半径(Outlet radius)を、1.74mmとする。また、血液を、密度ρ=1050kg/m、動粘度ν=3.8×10−6/sの非圧縮性ニュートン流体とし、血流は一次元で記述する。
[Model calculation example-use model]
FIG. 4 shows an example of a model used by the model calculation means 14 in order to evaluate the stiffness of the radial artery blood vessel. Note that the model shown in FIG. 4 is the same as the model described in Non-Patent Documents 1 to 3. As shown in FIG. 4 (a), the mathematical model of the arm vascular system simulates the arterial system (Artery) with a collapsible tube having a taper length of 700 mm and supplies a supply pressure source (Supply) to the upstream end of the tube. However, micro-circulation and vein (Venous) by capillaries are connected to the downstream end. The upstream radius (Inlet radius) of the tube is 4.23 mm, and the downstream radius (Outlet radius) is 1.74 mm. The blood is an incompressible Newtonian fluid having a density ρ = 1050 kg / m 3 and a kinematic viscosity ν = 3.8 × 10 −6 m 2 / s, and the blood flow is described in one dimension.

動脈への加圧および圧力測定は、チューブの下流端から100mmの位置とし、その位置での加圧時の皮下組織モデル(Tissue Model)を、図4(b)に示す。図4(b)に示すように、皮下組織モデルとして二次の非線形バネモデルを用いると、圧力センサ(Sensor)の押し込み量Yとセンサ出力圧力Pとの関係は、(4)式のようになる。なお、センサは、加圧面が直径8mmの円形である。 Pressurization to the artery and measurement of the pressure are set at a position 100 mm from the downstream end of the tube, and a subcutaneous tissue model (Tissue Model) at the time of pressurization at that position is shown in FIG. As shown in FIG. 4B, when a second-order nonlinear spring model is used as the subcutaneous tissue model, the relationship between the pressing amount Y of the pressure sensor (Sensor) and the sensor output pressure P 0 is expressed by the following equation (4). Become. The sensor has a circular pressure surface with a diameter of 8 mm.

:動脈を圧迫する圧力
a:組織モデル定数
dyav:センサ加圧面における、血管の初期形状の高さyからの変化量dyの空間平均値
P e : Pressure for compressing the artery a: Tissue model constant dy av : Spatial average value of the amount of change dy from the height y 0 of the initial shape of the blood vessel on the sensor pressurization surface

また、モデルで使用する心拍一周期分の供給圧力(Supply pressure)Pの波形を、図5に示す。ここで、平均圧Psavは13.3kPa(100mmHg)、振幅ΔPは、5.5kPa(41mmHg)とした。図5に示す波形は、ヒトの腕頭動脈の圧力の実測値を基に作成されたものである。 Further, the waveform of the pulse one cycle supply pressure (Supply pressure) P s to be used in the model, shown in Figure 5. Here, the average pressure P sav was 13.3 kPa (100 mmHg), and the amplitude ΔP s was 5.5 kPa (41 mmHg). The waveform shown in FIG. 5 is created based on the actual measurement value of the human brachiocephalic artery.

[モデル計算例−計算結果]
図4に示すモデルに対して、図5に示す供給圧力や、(2)式に示すチューブ則を使用してモデル計算を行った。モデル計算では、非特許文献1乃至3で実施されたモデル計算と同様にして、計算を行っている。モデル計算では、まず、チューブ則のパラメータn、組織モデル定数a、供給圧力の平均圧Psavおよび振幅ΔPを様々に変化させながら、図3(a)に示す血管の圧力の実測値に最も良く合う各パラメータの値を求めた。各パラメータの値を変化させる範囲は、現実的な値としてそれぞれ、n=2〜12、a=3.667×10〜16.00×10Pa/m、Psav=8.3〜21.3kPa、ΔP=3.5〜9.5kPaとした。
[Model calculation example-calculation result]
Model calculation was performed on the model shown in FIG. 4 using the supply pressure shown in FIG. 5 and the tube rule shown in equation (2). In the model calculation, the calculation is performed in the same manner as the model calculation performed in Non-Patent Documents 1 to 3. In the model calculation, first, while changing the tube rule parameter n 1 , the tissue model constant a, the average pressure P sav of the supply pressure, and the amplitude ΔP s , the measured values of the blood pressure shown in FIG. The value of each parameter that fits best was determined. The ranges for changing the values of the parameters are n 1 = 2 to 12, a = 3.667 × 10 8 to 16.00 × 10 8 Pa / m 2 , and P sav = 8.3 as realistic values. ˜21.3 kPa and ΔP s = 3.5 to 9.5 kPa.

図3(a)の実測値に最も良く合うモデル計算結果を、図3(b)に示す。また、このときの各圧力段階毎の平均圧力Poavおよび振幅ΔPの、実測値と計算値との比較を、それぞれ図3(c)および図3(d)に示す。このときの各パラメータの値は、n=8、a=11.0×10Pa/m、Psav=8.3kPa、ΔP=4.5kPaであった。図3に示すように、血圧変動の実測値と図4に示すモデルに基づくモデル計算値とがほぼ一致しており、血管の固さを評価するために、図4に示すモデルを使用可能である考えられる。 FIG. 3B shows a model calculation result that best fits the actually measured values in FIG. In addition, FIG. 3 (c) and FIG. 3 (d) show a comparison between the actual measurement value and the calculated value of the average pressure P oav and the amplitude ΔP 0 for each pressure stage at this time, respectively. The values of each parameter at this time were n 1 = 8, a = 11.0 × 10 8 Pa / m 2 , P sav = 8.3 kPa, and ΔP s = 4.5 kPa. As shown in FIG. 3, the measured value of the blood pressure fluctuation and the model calculation value based on the model shown in FIG. 4 are almost the same, and the model shown in FIG. 4 can be used to evaluate the stiffness of the blood vessel. There is some thought.

次に、(1)式および図1に示すように、スティッフネスパラメータβと相関を有するチューブ則のパラメータnをさまざまに変化させてモデル計算を行い、その結果を図6に示す。このときの、他のパラメータは、a=10.0×10Pa/m、Psav=13.3kPa、ΔP=5.5kPaとした。図6(a)に示すように、Y≦8.0mmの範囲では、nが大きいほど平均圧力Poavが大きくなり、Y≧8.0mmの範囲では、Poavに違いが認められないことが確認された。また、図6(b)に示すように、Y≦5.0mmの範囲では、nが大きいほど振幅ΔPが小さくなることが確認された。これは、血管が軟らかい(nが小さい)ときは、センサの押し込みによって血管が変形しやすく、小さい押し込み量であっても信号が検出されるのに対し、血管が硬い(nが大きい)ときは、センサの押し込みに対して、血管ではなく皮下組織が変形するため、血管が変形するほど押し込まなければ信号が検出されないためであると考えられる。 Next, as shown in the equation (1) and FIG. 1, model calculation is performed by varying the tube rule parameter n 1 correlated with the stiffness parameter β, and the result is shown in FIG. The other parameters at this time were a = 10.0 × 10 8 Pa / m 2 , P sav = 13.3 kPa, and ΔP s = 5.5 kPa. As shown in FIG. 6A , in the range of Y ≦ 8.0 mm, the average pressure P oav increases as n 1 increases, and in the range of Y ≧ 8.0 mm, there is no difference in P oav. Was confirmed. Further, as shown in FIG. 6B, it was confirmed that the amplitude ΔP 0 was smaller as n 1 was larger in the range of Y ≦ 5.0 mm. This is because when the blood vessel is soft (n 1 is small), the blood vessel is easily deformed by pushing the sensor, and a signal is detected even with a small push amount, whereas the blood vessel is hard (n 1 is large). When the sensor is pushed, the subcutaneous tissue, not the blood vessel, is deformed, and it is considered that the signal is not detected unless the blood vessel is deformed so that it is pushed.

[特性指標の計算]
図6に示すように、血管への押し込み量Yが小さい範囲で、nによるPoavの変化が顕著である。個人差や測定器の誤差などによる影響を低減するために、平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を求め、圧力振幅ΔPのピーク値とそのときの平均圧力Poavの値とで無次元化してグラフにプロットする。これにより、圧力振幅ΔPがピーク値(ΔP=1.0)のときの平均圧力Poav(Poav=1.0)よりも平均圧力Poavが小さい範囲(Poav<1.0)で、nの値によって、グラフの曲線の形状が大きく変化する。具体的には、nの値が小さいときはグラフの曲線が上に凸となり、nの値が大きいときはグラフの曲線が下に凸となる。このことから、nの値を特徴付ける特性指標として、圧力振幅ΔPのピーク値を与える平均圧力Poavの半分の圧力(Poav=0.5)のときの二階微分値(ΔP”)、および/または、圧力振幅ΔPが0から変化し始めたときの一階微分値(ΔP’)を使用するのが適切であると考えられる。
[Calculation of characteristic index]
As shown in FIG. 6, the change in P oav due to n 1 is remarkable in the range where the amount Y pushed into the blood vessel is small. In order to reduce the influence of individual differences and measuring instrument errors, the change of the pressure amplitude ΔP 0 with respect to the average pressure P oav is obtained, and there is no difference between the peak value of the pressure amplitude ΔP 0 and the average pressure P oav at that time. Dimensionalize and plot on graph. Thereby, the range (P oav <1.0) where the average pressure P oav is smaller than the average pressure P oav (P oav = 1.0) when the pressure amplitude ΔP 0 is the peak value (ΔP 0 = 1.0). in, the value of n 1, the shape of the curve of the graph changes significantly. Specifically, when the value of n 1 is small, the curve of the graph is convex upward, and when the value of n 1 is large, the curve of the graph is convex downward. From this, as a characteristic index characterizing the value of n 1 , the second-order differential value (ΔP ″) when the pressure is half the average pressure P oav giving the peak value of the pressure amplitude ΔP 0 (P oav = 0.5), It may be appropriate to use the first derivative (ΔP ′) when the pressure amplitude ΔP 0 starts to change from zero.

[特性指標とスティフネスパラメータとの関係]
こうして求められた特性指標の例を、図7に示す。図7(a)は、無次元化した平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を示すグラフ、図7(b)および(c)はそれぞれ、ΔP”とスティフネスパラメータβとの関係、および、ΔP’とスティフネスパラメータβとの関係を示すグラフである。図7(a)は、n=5、a=10.0×10Pa/m、Psav=21.3kPa、ΔP=5.5kPaのときのグラフである。また、図7(b)および(c)にプロットされたデータ(図中の+印)は、チューブ則のパラメータn、組織モデル定数a、供給圧力の平均圧Psavおよび振幅ΔPを様々に変化させたときのデータである。各パラメータの値を変化させる範囲は、図3(b)を求めたときの範囲と同じである。スティフネスパラメータβは、nの値から、(1)式およびチューブ則を使用して求めている。
[Relationship between characteristic index and stiffness parameter]
An example of the characteristic index thus obtained is shown in FIG. FIG. 7 (a) is a graph showing the change of the pressure amplitude ΔP 0 with respect to the dimensionless average pressure P oav , FIGS. 7 (b) and (c) are the relationship between ΔP ″ and the stiffness parameter β, and 7 is a graph showing the relationship between ΔP ′ and the stiffness parameter β, where FIG.7 (a) shows n 1 = 5, a = 10.0 × 10 8 Pa / m 2 , P sav = 21.3 kPa, and ΔP s = is a graph of time of 5.5 kPa. also, FIG. 7 (b) and (c) the plotted data (in the figure in the + sign) is tube-law parameters n 1, the organizational model constants a, the supply pressure This is data when the average pressure P sav and the amplitude ΔP s are changed variously, and the range in which the value of each parameter is changed is the same as the range when FIG. , from the value of n 1 (1) and are determined using a tube law.

図7(b)および(c)に示すように、ΔP”およびΔP’は、スティフネスパラメータβとの相関が認められる。ΔP”とスティフネスパラメータβとの関係が一次式で表されるとしたときの直線を、図7(b)に示す。また、ΔP’とスティフネスパラメータβとの関係が二次式で表されるとしたときの曲線を、図7(c)に示す。図7(b)の直線および図7(c)の曲線は、各データの残差二乗和が最も小さくなるように最小二乗法を利用して求めている。図7(b)および図7(c)の関係は、図中に示す直線や曲線に限られるものではなく、各データを説明可能なものであれば、他の直線や曲線で表されてもよい。図7(b)および(c)に示す関係を利用することにより、特性指標からスティフネスパラメータβを求めることができる。モデル記憶手段23は、このようにしてモデル計算手段14によりモデル計算された、特性指標とスティフネスパラメータとの関係を記憶するようになっている。   As shown in FIGS. 7B and 7C, ΔP ″ and ΔP ′ are correlated with the stiffness parameter β. When the relationship between ΔP ″ and the stiffness parameter β is expressed by a linear expression The straight line is shown in FIG. FIG. 7C shows a curve when the relationship between ΔP ′ and the stiffness parameter β is expressed by a quadratic expression. The straight line in FIG. 7B and the curve in FIG. 7C are obtained using the least square method so that the residual sum of squares of each data becomes the smallest. The relationship between FIG. 7B and FIG. 7C is not limited to the straight lines and curves shown in the figure, and can be expressed by other straight lines and curves as long as each data can be explained. Good. By using the relationship shown in FIGS. 7B and 7C, the stiffness parameter β can be obtained from the characteristic index. The model storage unit 23 stores the relationship between the characteristic index and the stiffness parameter calculated by the model calculation unit 14 in this way.

[血管圧力計算手段、血管固さ算出手段および表示手段]
図2に示すように、コンピュータ13は、さらに血管圧力計算手段24と血管固さ算出手段25と表示手段26とを有している。血管圧力計算手段24は、加圧手段11で血管を加圧したときの血管の圧力の測定値から、所定の圧力段階毎に平均圧力と圧力振幅とを分離して求めるようになっている。
[Blood pressure calculation means, vascular stiffness calculation means and display means]
As shown in FIG. 2, the computer 13 further includes a vascular pressure calculation unit 24, a vascular stiffness calculation unit 25, and a display unit 26. The blood vessel pressure calculating means 24 obtains the average pressure and the pressure amplitude separately for each predetermined pressure stage from the measurement value of the blood pressure when the blood pressure is pressurized by the pressurizing means 11.

血管固さ算出手段25は、血管圧力計算手段24で求められた平均圧力と圧力振幅とを使用して、信号処理を行うよう構成されている。血管固さ算出手段25は、血管圧力計算手段24で求められた平均圧力に対する圧力振幅の変化に基づいて、特性指標を求めるようになっている。また、血管固さ算出手段25は、その特性指標から、モデル記憶手段23に記憶された特性指標とスティフネスパラメータとの関係に基づいて、スティフネスパラメータを求めるようになっている。表示手段26は、モニタから成り、血管固さ算出手段25により求められたスティフネスパラメータなどを表示可能になっている。   The blood vessel hardness calculation means 25 is configured to perform signal processing using the average pressure and pressure amplitude obtained by the blood vessel pressure calculation means 24. The blood vessel hardness calculation means 25 is adapted to obtain a characteristic index based on a change in pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the blood vessel pressure calculation means 24. In addition, the blood vessel hardness calculation unit 25 obtains a stiffness parameter from the characteristic index based on the relationship between the characteristic index stored in the model storage unit 23 and the stiffness parameter. The display means 26 is composed of a monitor and can display the stiffness parameter obtained by the blood vessel hardness calculation means 25.

なお、図8に示すように、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10で、加圧手段11がモータ51、滑車52、巻掛けベルト53などを有し、圧力センサから成る測定手段12を介して、血管を加圧可能になっていてもよい。この場合、制御手段21が、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧するよう、モータ駆動信号を加圧手段11に送って、加圧手段11を制御可能になっている。また、血管圧力計算手段24が、血管を加圧するときの測定手段12の押し込み量(センサ変位)に対する平均圧力および圧力振幅の変化を求め、それに基づいて、血管固さ算出手段25が、平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めるようになっている。   As shown in FIG. 8, in the blood vessel hardness evaluation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, the pressurizing means 11 includes a motor 51, a pulley 52, a winding belt 53, etc., and a measuring means comprising a pressure sensor. The blood vessel may be pressurizable via 12. In this case, the control means 21 can control the pressurizing means 11 by sending a motor drive signal to the pressurizing means 11 so as to pressurize the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure. ing. Further, the blood vessel pressure calculating means 24 obtains the change of the average pressure and the pressure amplitude with respect to the pushing amount (sensor displacement) of the measuring means 12 when pressurizing the blood vessel, and based on this, the blood vessel hardness calculating means 25 calculates the average pressure. The change of pressure amplitude with respect to is calculated.

[血管固さ評価方法による実施]
本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10は、本発明の実施の形態の血管固さ評価方法により血管の固さの評価を行うことができる。なお、ここでは、圧力を上げながら血管を加圧した場合について説明する。まず、カフを手首に巻くなど、橈骨動脈などの血管を加圧可能かつその血管の圧力を測定可能に、加圧手段11および測定手段12をセットする。図9に示すように、圧力を上げながら血管を加圧するよう、制御手段21により加圧手段11による圧力を制御して、血管を加圧する(ステップ31)。加圧中の血管の圧力を、脈波として測定手段12により測定する(ステップ32)。測定された脈波から、血管圧力計算手段24により、圧力段階毎に平均圧力Poavと圧力振幅ΔPとを求める(ステップ33)。
[Implementation by blood vessel stiffness evaluation method]
The blood vessel hardness evaluation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention can evaluate the blood vessel hardness by the blood vessel hardness evaluation method according to the embodiment of the present invention. Here, a case where the blood vessel is pressurized while increasing the pressure will be described. First, the pressurizing means 11 and the measuring means 12 are set so that a blood vessel such as the radial artery can be pressurized and the pressure of the blood vessel can be measured, such as by wrapping a cuff around the wrist. As shown in FIG. 9, the control means 21 controls the pressure by the pressurizing means 11 so as to pressurize the blood vessels while increasing the pressure, thereby pressurizing the blood vessels (step 31). The pressure of the blood vessel being pressurized is measured by the measuring means 12 as a pulse wave (step 32). From the measured pulse wave, the mean pressure P oav and the pressure amplitude ΔP 0 are obtained for each pressure stage by the vascular pressure calculation means 24 (step 33).

脈波を測定した実施例として、カフを利用して、カフ内圧を連続的に変化させて血管を加圧したときの圧力(カフ内圧)と、測定圧力に対応するPVDFフィルムセンサの出力電圧とを、それぞれ図10(a)および(b)に示す。図10に示すように、加圧を始めた段階では、加圧するたびに圧力振幅ΔPの値が徐々に増加するが、所定の圧力段階でΔPが最大値ΔPmaxとなった後は、圧力振幅ΔPの値は徐々に減少していく。血管固さの評価には、圧力振幅が最大値ΔPmaxとなるまでの測定データを使用するため、ΔPmaxが測定された時点で加圧を止めて、測定を終了してもよい。 As an example of measuring the pulse wave, using a cuff, the pressure when cuff internal pressure is continuously changed to pressurize the blood vessel (cuff internal pressure), and the output voltage of the PVDF film sensor corresponding to the measured pressure Are shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), respectively. As shown in FIG. 10, at the stage where pressurization is started, the value of the pressure amplitude ΔP 0 gradually increases every time pressurization is performed, but after ΔP 0 reaches the maximum value ΔP max at a predetermined pressure stage, The value of the pressure amplitude ΔP 0 gradually decreases. Since the measurement data until the pressure amplitude reaches the maximum value ΔP max is used for the evaluation of the blood vessel hardness, the pressurization may be stopped when the ΔP max is measured, and the measurement may be terminated.

このため、図9に示すように、各圧力段階において、圧力振幅ΔPを前の圧力段階までの圧力振幅の最大値ΔPmaxと比較し、ΔPがΔPmaxを超えたとき、ΔPmax=ΔPとして次の圧力段階に加圧する。この加圧と比較とを、ΔPがΔPmaxを超えなくなるまで繰り返し、ΔPがΔPmaxを超えなくなったときに加圧を止める(ステップ34)。 Therefore, as shown in FIG. 9, at each pressure stage, compared with the maximum value [Delta] P max of the pressure amplitude before the pressure stage pressure amplitude [Delta] P 0, when the [Delta] P 0 exceeds ΔP max, ΔP max = Pressurize to the next pressure stage as ΔP 0 . And compared with the pressure repeatedly until the [Delta] P 0 does not exceed [Delta] P max, stop pressure when the [Delta] P 0 is no longer exceeded [Delta] P max (step 34).

次に、血管固さ算出手段25により、平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を求めてグラフにプロットする。このとき、圧力振幅ΔPのピーク値ΔPmaxとそのときの平均圧力Poavの値とで無次元化してプロットする(ステップ35)。段階的に圧力を上げながら血管を加圧したときの圧力段階毎に、平均圧力Poavと圧力振幅ΔPとを求めた結果を、図11(a)および(b)に示す。図11(a)および(b)は、同一人に対して、複数回測定を行った結果を示している。また、血管固さ算出手段25により、図10(a)および(b)から、平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を求めてグラフにプロットした結果を、図11(c)に示す。図11(c)に示すように、平均圧力Poavに対する圧力振幅ΔPの変化を求めることにより、測定毎の圧力振幅ΔPの誤差を低減することができるとともに、圧力振幅ΔPのピーク位置を揃えることもできる。 Next, the change in the pressure amplitude ΔP 0 with respect to the average pressure P oav is obtained by the blood vessel hardness calculation means 25 and plotted on a graph. At this time, the peak value ΔP max of the pressure amplitude ΔP 0 and the average pressure P oav at that time are rendered dimensionless and plotted (step 35). FIGS. 11A and 11B show the results of obtaining the average pressure P oav and the pressure amplitude ΔP for each pressure stage when the blood vessel is pressurized while gradually increasing the pressure. 11 (a) and 11 (b) show the results of measuring a plurality of times for the same person. Further, FIG. 11C shows a result obtained by obtaining the change in the pressure amplitude ΔP with respect to the average pressure P oav from the blood vessel hardness calculation means 25 from FIGS. 10A and 10B and plotting the change in the graph. As shown in FIG. 11C, by obtaining the change of the pressure amplitude ΔP with respect to the average pressure P oav , the error of the pressure amplitude ΔP for each measurement can be reduced and the peak positions of the pressure amplitude ΔP are aligned. You can also.

グラフにプロットしたならば、図9に示すように、血管固さ算出手段25により、特性指標として、ΔPmaxを与える平均圧力Poavの半分の圧力(Poav=0.5)のときの二階微分値ΔP”(ステップ36)、および/または、圧力振幅ΔPが0から変化し始めたときの一階微分値ΔP’を求める(ステップ37)。さらに、血管固さ算出手段25により、求められた特性指標ΔP”および/またはΔP’から、モデル計算手段14で求められてモデル記憶手段23に記憶された特性指標とスティフネスパラメータとの関係に基づいて、スティフネスパラメータβを求める(ステップ38)。求められたスティフネスパラメータβなどを、表示手段26により表示する。こうして求められたスティフネスパラメータβに基づいて、血管の固さを評価することができる。 If plotted on the graph, as shown in FIG. 9, the second-order when the blood vessel hardness calculation means 25 has a pressure of half of the average pressure P oav giving ΔP max (P oav = 0.5) as a characteristic index. differential value [Delta] P "(step 36), and / or to determine the first-order differential value [Delta] P 'when the pressure amplitude [Delta] P 0 begins to change from 0 (step 37). further, the blood vessel hardness calculating means 25 calculates The stiffness parameter β is obtained from the obtained characteristic index ΔP ″ and / or ΔP ′ based on the relationship between the characteristic index obtained by the model calculation means 14 and stored in the model storage means 23 and the stiffness parameter (step 38). . The obtained stiffness parameter β and the like are displayed by the display means 26. The stiffness of the blood vessel can be evaluated based on the stiffness parameter β thus obtained.

なお、図9乃至図11では、圧力を上げながら血管を加圧した場合について説明を行ったが、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧した場合であっても、図10および図11に示すような結果を得ることができ、同様にして血管の固さの評価を行うことができる。   9 to 11, the case where the blood vessel is pressurized while increasing the pressure has been described. However, even when the blood vessel is pressurized while decreasing the pressure from a predetermined pressure, FIGS. 10 and 11 are used. The results as shown in Fig. 1 can be obtained, and the stiffness of the blood vessel can be evaluated in the same manner.

本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10および血管固さ評価方法は、血管の固さを評価するために、測定対象位置でのみ血管の加圧および圧力測定を行えばよく、複数箇所での測定が不要であるため、小型化が可能である。血管の加圧および圧力測定には市販のカフを用いることができ、その場合、高価な装置や機器を必要とせず、安価である。また、カフを用いることにより、一般家庭でも容易に測定することができる。このように、本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10および血管固さ評価方法によれば、特定部位の血管固さを一般家庭でも容易に測定して評価することができる。   The blood vessel hardness evaluation apparatus 10 and the blood vessel hardness evaluation method of the embodiment of the present invention need only perform blood pressure and pressure measurement only at the measurement target position in order to evaluate the blood vessel hardness. Since the measurement at is not necessary, the size can be reduced. A commercially available cuff can be used for blood pressure and pressure measurement. In this case, an expensive apparatus or device is not required, and the cost is low. Moreover, by using a cuff, it can be easily measured even in a general household. Thus, according to the blood vessel hardness evaluation apparatus 10 and the blood vessel hardness evaluation method of the embodiment of the present invention, the blood vessel hardness of a specific part can be easily measured and evaluated even in a general household.

本発明の実施の形態の血管固さ評価装置10および血管固さ評価方法は、血管の固さを強く反映した特性指標ΔP”および/またはΔP’を用いるため、より正確に血管の固さを評価することができる。血管の固さに関するパラメータとして、一般的に用いられているスティフネスパラメータを使用するため、血管の固さの評価が容易である。なお、モデル計算手段14により求める関係として、特性指標とチューブ則のパラメータnとの関係を求めてもよい。この場合、求められたnから、(1)式およびチューブ則を用いてスティフネスパラメータを求めることができる。 Since the blood vessel hardness evaluation apparatus 10 and the blood vessel hardness evaluation method according to the embodiment of the present invention use the characteristic index ΔP ″ and / or ΔP ′ that strongly reflects the blood vessel hardness, the blood vessel hardness can be more accurately determined. Since a commonly used stiffness parameter is used as a parameter relating to the stiffness of the blood vessel, it is easy to evaluate the stiffness of the blood vessel. A relationship between the characteristic index and the tube rule parameter n 1 may be obtained, and in this case, the stiffness parameter can be obtained from the obtained n 1 using the equation (1) and the tube rule.

なお、本発明の実施の形態の血管固さ評価プログラムは、図2および図8に示すコンピュータ13を機能させるプログラムから成っていてもよい。この場合、例えば、カフを用いた一般家庭での容易な測定を達成する形態として、市販の家庭用血圧計に実装または接続されたコンピュータ(CPU、情報処理装置、各種端末を含む)13が、図9に示すフローに従って、本発明の実施の形態の血管固さ評価プログラムを実行することによって実現されてもよい。   The blood vessel stiffness evaluation program according to the embodiment of the present invention may be a program that causes the computer 13 shown in FIGS. 2 and 8 to function. In this case, for example, a computer (including a CPU, an information processing device, and various terminals) 13 mounted or connected to a commercially available home sphygmomanometer as a form for achieving easy measurement at a general home using a cuff, It may be realized by executing the blood vessel stiffness evaluation program according to the embodiment of the present invention according to the flow shown in FIG.

本発明の実施の形態の血管固さ評価プログラムは、例えば、CD(CD−ROM、CD−R、CD−RWなど)、DVD(DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWなど)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で提供されうる。この場合、コンピュータ13は、その記録媒体から血管固さ評価プログラムを読み取ってコンピュータの内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いることができる。また、本発明の実施の形態の血管固さ評価プログラムを、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータ13に提供するようになっていてもよい。   The blood vessel stiffness evaluation program according to the embodiment of the present invention includes, for example, a CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW, etc.), DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, etc.) can be provided in a form recorded on a computer-readable recording medium. In this case, the computer 13 can read the blood vessel stiffness evaluation program from the recording medium, transfer it to the internal storage device or the external storage device of the computer, store it, and use it. In addition, the blood vessel stiffness evaluation program according to the embodiment of the present invention is recorded on a storage device (recording medium) such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk, and the computer is connected to the computer via a communication line. 13 may be provided.

ここで、コンピュータとは、ハードウェアとOS(オペレーティングシステム)とを含む概念であり、OSの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、OSが不要で、アプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、CPU等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。   Here, the computer is a concept including hardware and an OS (operating system) and means hardware that operates under the control of the OS. Further, when the OS is unnecessary and the hardware is operated by the application program alone, the hardware itself corresponds to the computer. The hardware includes at least a microprocessor such as a CPU and means for reading a computer program recorded on a recording medium.

本発明の実施の形態の血管固さ評価プログラムとしてのアプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくOSによって実現されてもよい。なお、本発明の実施の形態のコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク、CD、DVD、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクのほか、コンピュータの内部記憶装置(RAMやROMなどのメモリ)、外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読み取り可能な種々の媒体を利用することもできる。   The application program as the blood vessel stiffness evaluation program according to the embodiment of the present invention includes a program code to be realized by the computer as described above. Also, some of the functions may be realized by the OS instead of the application program. The computer-readable recording medium according to the embodiment of the present invention includes the above-described flexible disk, CD, DVD, magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, and an internal storage device of the computer (memory such as RAM and ROM). It is also possible to use various computer-readable media such as an external storage device or a printed matter on which a code such as a barcode is printed.

10 血管固さ評価装置
11 加圧手段
12 測定手段
13 コンピュータ
21 制御手段
22 受信手段
23 モデル記憶手段
24 血管圧力計算手段
25 血管固さ算出手段
26 表示手段
14 モデル計算手段
15 アンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood vessel hardness evaluation apparatus 11 Pressurizing means 12 Measuring means 13 Computer 21 Control means 22 Receiving means 23 Model storage means 24 Blood vessel pressure calculating means 25 Blood vessel hardness calculating means 26 Display means 14 Model calculating means 15 Amplifier

Claims (8)

圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧中の前記血管の圧力を測定する測定手段と、
前記加圧手段での所定の圧力段階毎に、前記測定手段で測定された前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段と、
あらかじめモデル計算により、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を求めておくモデル計算手段と、
前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル計算手段で求められた関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段とを、
有することを特徴とする血管固さ評価装置。
Pressurizing means for pressurizing the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure;
Measuring means for measuring the pressure of the blood vessel being pressurized by the pressurizing means;
Blood vessel pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood pressure of the blood vessel measured by the measuring means and a pressure amplitude by a pulse wave for each predetermined pressure stage in the pressurizing means;
Relationship between the characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel and the parameter related to the stiffness of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure by model calculation in advance A model calculation means for obtaining
A characteristic index relating to a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the vascular pressure calculating means is obtained, and a parameter relating to the stiffness of the blood vessel is obtained from the characteristic index based on the relationship obtained by the model calculating means. Blood vessel stiffness calculating means,
A blood vessel hardness evaluation apparatus comprising:
前記血管の固さに関するパラメータはスティフネスパラメータから成り、
前記モデル計算手段は前記関係を求めるとき、血管の弾性を表すチューブ則を利用して、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めて特性指標を求めるとともに、(1)式によりスティフネスパラメータを求めることを
特徴とする請求項1記載の血管固さ評価装置。
β:スティフネスパラメータ
P:血管の内圧
:血管の任意の基準内圧
A:血管の断面積
:P=Pのときの血管の断面積
The blood vessel stiffness parameter comprises a stiffness parameter,
The model calculation means obtains the characteristic index by obtaining a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel using a tube rule representing the elasticity of the blood vessel, and obtains a stiffness parameter by the equation (1). The blood vessel stiffness evaluation apparatus according to claim 1.
β: Stiffness parameter P: Internal pressure of blood vessel P b : Arbitrary reference internal pressure of blood vessel A: Cross-sectional area of blood vessel A 0 : Cross-sectional area of blood vessel when P = P b
前記血管固さ算出手段は、前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化を、前記圧力振幅のピーク値とそのときの平均圧力の値とで無次元化して求め、前記特性指標として、前記圧力振幅のピーク値を与える平均圧力の半分の圧力のときの二階微分値、および/または、前記圧力振幅が0から変化し始めたときの一階微分値を求めることを特徴とする請求項1または2記載の血管固さ評価装置。   The blood vessel stiffness calculation means obtains a change in the pressure amplitude with respect to the average pressure by making it non-dimensional with a peak value of the pressure amplitude and a value of the average pressure at that time, and uses the pressure amplitude as the characteristic index. 3. A second-order differential value at a half pressure of an average pressure giving a peak value and / or a first-order differential value when the pressure amplitude starts to change from 0 are obtained. Blood vessel hardness evaluation device. 圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧する加圧工程と、
前記加圧工程で加圧中の前記血管の圧力を測定する測定工程と、
前記加圧工程での所定の圧力段階毎に、前記測定工程で測定された前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算工程と、
あらかじめモデル計算により、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を求めておくモデル計算工程と、
前記血管圧力計算工程で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル計算工程で求められた関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出工程とを、
有することを特徴とする血管固さ評価方法。
A pressurizing step of pressurizing the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure; and
A measurement step of measuring the pressure of the blood vessel during pressurization in the pressurization step;
A blood vessel pressure calculating step for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure measured in the measuring step and a pressure amplitude by a pulse wave for each predetermined pressure stage in the pressurizing step;
Relationship between the characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel and the parameter related to the stiffness of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure by model calculation in advance Model calculation process to find
A characteristic index relating to the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained in the blood vessel pressure calculating step is obtained, and a parameter relating to the stiffness of the blood vessel is obtained from the characteristic indicator based on the relationship obtained in the model calculating step. Blood vessel hardness calculation step,
A method for evaluating blood vessel hardness, comprising:
前記血管の固さに関するパラメータはスティフネスパラメータから成り、
前記モデル計算工程は前記関係を求めるとき、血管の弾性を表すチューブ則を利用して、血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化を求めて特性指標を求めるとともに、(1)式によりスティフネスパラメータを求めることを
特徴とする請求項4記載の血管固さ評価方法。
β:スティフネスパラメータ
P:血管の内圧
:血管の任意の基準内圧
A:血管の断面積
:P=Pのときの血管の断面積
The blood vessel stiffness parameter comprises a stiffness parameter,
In the model calculation step, when obtaining the relationship, a change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel is obtained by using a tube rule representing the elasticity of the blood vessel, and a characteristic index is obtained, and a stiffness parameter is obtained from the equation (1). The blood vessel hardness evaluation method according to claim 4.
β: Stiffness parameter P: Internal pressure of blood vessel P b : Arbitrary reference internal pressure of blood vessel A: Cross-sectional area of blood vessel A 0 : Cross-sectional area of blood vessel when P = P b
前記血管固さ算出工程は、前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化を、前記圧力振幅のピーク値とそのときの平均圧力の値とで無次元化して求め、前記特性指標として、前記圧力振幅のピーク値を与える平均圧力の半分の圧力のときの二階微分値、および/または、前記圧力振幅が0から変化し始めたときの一階微分値を求めることを特徴とする請求項4または5記載の血管固さ評価方法。   In the blood vessel stiffness calculation step, the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure is obtained by dimensionlessly calculating the peak value of the pressure amplitude and the value of the average pressure at that time, and as the characteristic index, 6. The second-order differential value at a half pressure of the average pressure giving a peak value and / or the first-order differential value when the pressure amplitude starts to change from 0 are obtained. Blood vessel stiffness evaluation method. コンピュータを、
圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧して測定された前記血管の圧力を受信する受信手段、
前記受信手段で受信された前記血管の圧力の所定の圧力段階毎に、前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段、
あらかじめモデル計算により求められた、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を記憶しておくモデル記憶手段、
前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル記憶手段で記憶された関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段、
として機能させるための血管固さ評価プログラム。
Computer
Receiving means for receiving the pressure of the blood vessel measured by pressurizing the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure;
Blood vessel pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure and a pressure amplitude by a pulse wave for each predetermined pressure stage of the blood vessel pressure received by the receiving means;
Characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure, and parameters related to the stiffness of the blood vessel, which are obtained in advance by model calculation Model storage means for storing the relationship between
A characteristic index relating to the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the vascular pressure calculating means is obtained, and a parameter relating to the stiffness of the blood vessel is obtained from the characteristic index based on the relationship stored in the model storage means. Blood vessel stiffness calculation means,
Vascular stiffness evaluation program to function as.
コンピュータを、
圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧して測定された前記血管の圧力を受信する受信手段、
前記受信手段で受信された前記血管の圧力の所定の圧力段階毎に、前記血管の圧力の平均圧力と脈波による圧力振幅とを求める血管圧力計算手段、
あらかじめモデル計算により求められた、圧力を上げながら、または、所定の圧力から圧力を下げながら血管を加圧したときの血管の平均圧力に対する圧力振幅の変化に関する特性指標と、血管の固さに関するパラメータとの関係を記憶しておくモデル記憶手段、
前記血管圧力計算手段で求められた前記平均圧力に対する前記圧力振幅の変化に関する特性指標を求め、その特性指標から、前記モデル記憶手段で記憶された関係に基づいて、血管の固さに関するパラメータを求める血管固さ算出手段、
として機能させるための血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Computer
Receiving means for receiving the pressure of the blood vessel measured by pressurizing the blood vessel while increasing the pressure or decreasing the pressure from a predetermined pressure;
Blood vessel pressure calculating means for obtaining an average pressure of the blood vessel pressure and a pressure amplitude by a pulse wave for each predetermined pressure stage of the blood vessel pressure received by the receiving means;
Characteristic index related to the change in pressure amplitude with respect to the average pressure of the blood vessel when the blood vessel is pressurized while increasing the pressure or decreasing the pressure from the predetermined pressure, and parameters related to the stiffness of the blood vessel, which are obtained in advance by model calculation Model storage means for storing the relationship between
A characteristic index relating to the change in the pressure amplitude with respect to the average pressure obtained by the vascular pressure calculating means is obtained, and a parameter relating to the stiffness of the blood vessel is obtained from the characteristic index based on the relationship stored in the model storage means. Blood vessel stiffness calculation means,
The computer-readable recording medium which recorded the blood vessel hardness evaluation program for making it function as.
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