JP2017104184A - 血管弾性率評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い血管弾性率の測定を短時間に行うこと。【解決手段】本発明の血管弾性率評価装置１は、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する圧力検出部２６と、圧力検出部２６の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成し、脈波振幅の上昇工程におけるプラス面積と下降工程におけるマイナス面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する制御部１０と、を有するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、血管弾性率評価装置に関する。

本願発明者らは、オシロメトリック法による血圧の測定によって、カフ下部の動脈の拍動によりカフ内部に発生する振動から脈波振幅パターンを捉えて分析する電子血圧測定装置を提案した（特許文献１参照）。さらに、本願発明者らは、上述の脈波振幅パターンにより血管の力学的特性および／または心臓の拍出特性に関する循環動態指標を導出する循環動態評価装置を提案した（特許文献２参照）。また、特許文献３には、被測定者の上腕および下肢を含む複数部位に巻回した複数のカフにより血圧脈波を検査する装置が開示されている。

特許文献２の循環動態評価装置は、１回の血圧測定の工程で取得した脈波振幅パターンに基づき、血管の力学的特性および／または心臓の拍出特性に関する循環動態指標を導出している。このとき、特許文献２の循環動態評価装置は、被測定者の測定部位に巻かれたカフを加圧してから減圧する工程で脈波振幅パターンを１回取得している。この工程には、通常、数十秒の時間を要する。なお、上述の血管の力学的特性とは、たとえば、血管の弾性率である。
特許第３４７０１２１号公報 特許第３６２６１７１号公報 特許第５７５２１６２号公報

特許文献２の循環動態評価装置において、測定の精度を高めるには、脈波振幅パターンを複数回取得する必要がある。脈波振幅パターンの取得を複数回行うと、数分の時間を要してしまう。このような複数回にわたる測定は、被測定者に対し、ストレスになる。また、多数の被測定者に対し、複数回の測定を行う場合には、順番が後ろの被測定者の待ち時間が長くなってしまう。

また、特許文献３の血圧脈波検査装置では、被測定者の上腕及び下肢を含む複数部位に巻回した複数のカフにより血圧脈波を検査するので、被測定者の局部的な血管の問題点を特定することはできない。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、精度の高い測定を短時間に行うことができると共に、被測定者の特定の部位における血管弾性率を測定することができる血管弾性率評価装置を提供することを目的とする。

本発明は、血管弾性率評価装置において、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、脈波振幅の上昇工程におけるプラス面積と下降工程におけるマイナス面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、を有するものである。

または、本発明は、血管弾性率評価装置において、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、脈波振幅の上昇工程における血管の容積変化率と下降工程における血管の容積変化率を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、を有するものである。

このときに、弾性率導出手段は、所定時間内の血管の容積変化の割合となる血管の容積変化率から導出される値を長方形の一辺の長さに置き換え、所定時間から導出される値を長方形の前記一辺と隣り合う他辺の長さに置き換え、前記一辺の長さと前記他辺の長さとを乗算した長方形の面積を容積変化率面積とし、脈波振幅の上昇工程におけるプラス容積変化率面積と下降工程におけるマイナス容積変化率面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出することができる。なお、長方形の一つの形態として正方形を含むことは当然である。

上述の血管弾性率評価装置において、弾性率導出手段は、脈波振幅の最低血圧から最高血圧の範囲に限定して血管弾性率を導出することができる。

上述の血管弾性率評価装置において、弾性率導出手段は、血管弾性率を導出する際に対数を用いることができる。

上述の血管弾性率評価装置において、弾性率導出手段は、導出した血管弾性率の逆数を血管弾性率の指標とすることができる。

本発明の血管弾性率評価装置は、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、脈波振幅の上昇工程と下降工程に各工程における測定値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、を有するものである。

上述の血管弾性率評価装置において、被測定者の複数の部位で測定した血管弾性率を個別に表示する手段を有することができる。

上述の血管弾性率評価装置において、脈波検出手段を複数有し、弾性率導出手段は、被測定者の複数の部位で血管弾性率を順次または同時に測定することができる。

本発明によれば、精度の高い血管弾性率の測定を短時間に行うことができると共に、被測定者の特定の部位における血管弾性率を測定することができる。

本発明の実施の形態に係る血管弾性率評価装置のブロック構成図である。 図１の制御部が実行する本実施形態の動作プログラムの動作手順の概略を示す概略フローチャートである。 血圧測定の工程に伴う脈波の状態を示す図である。 図３に示す脈波のひとつを取り出した状態を示す図であり、血管弾性率が大きい状態を示す図である。 図３に示す脈波のひとつを取り出した状態を示す図であり、血管弾性率が小さい状態を示す図である。 図４の脈波と共に、容積変化率面積を併せて示す図である。 図５の脈波と共に、容積変化率面積を併せて示す図である。 図１の表示装置の表示例を示す図である。 図１の表示装置の表示例を示す図であり、複数の異なる箇所での測定結果を個別に示す図である。

本発明の実施の形態に係る血管弾性率評価装置１について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る血管弾性率評価装置１のブロック構成図である。血管弾性率評価装置１は、生体の血管（動脈）を圧迫するためのカフ１８、すなわち膨らませることのできる（inflatable）腕帯、カフ圧を検出するためのダイヤフラム圧力計や歪みセンサなどで構成される圧力検出器１１、カフ１８内の空気を排出する流量制御弁や減圧弁などで構成される定速排気部１６、および、カフ１８の内部を加圧するための加圧ポンプなどで構成される加圧部１７が、可撓性チューブなどで構成される配管１５を介して相互に接続されている。

圧力検出器１１は、カフ１８内の圧力、すなわちカフ圧を検出するものであり、カフ圧を表す検出信号を圧力検出回路１２に出力する。圧力検出回路１２は、圧力検出器１１の検出信号を変換（たとえばＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換）してＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などで構成される制御部１０に供給する。

ここで、圧力検出器１１および圧力検出回路１２は圧力検出部２６を構成し、この圧力検出部２６は脈波検出手段の一部となる。脈波検出手段は、カフ１８および圧力検出部２６によって構成される。

さらに、後述する制御部１０は、制御部１０によって実行される各種の動作プログラムの中の一部によって、脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段として動作する。

制御部１０は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）１３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などで構成されるバッファメモリ１９、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）などで構成される格納メモリ２０を有し、この他に、必要に応じて内部バスや入出力回路などを備える。バッファメモリ１９はＣＰＵ１３によって実行される動作プログラムの処理結果を一時的に記録する。また、格納メモリ２０には上記の動作プログラムや各種の設定値、基準値などが記録されている。

制御部１０には、操作スイッチなどの外部操作部材を有する外部操作部２１と、処理結果を視覚的に表示するための表示装置２２と、処理結果を紙などの媒体に記録するためのプリント装置２３と、処理結果を出力したり、外部からのデータを入力したりするための入出力端子２４とが接続されている。

なお、上記のように制御部１０をＭＰＵで構成する必要はなく、単なる演算回路によって構成することもできる。また、本実施形態ではカフ１８を含む検出系と制御部１０を中心とする制御系とが一体に構成されているが、検出系と制御系とを別体に構成してもよい。たとえば、検出系を構成する検出装置と、パーソナルコンピュータなどで構成された制御装置とを用いてもよい。また、本実施形態では動作プログラムを実行することによって検出処理を行うとともに検出結果を分析処理しているが、検出処理を実行する検出処理プログラムと、検出結果を分析処理するための分析処理プログラムとを別に用意してもよい。

図２は、弾性率導出手段としての制御部１０が実行する本実施形態の動作プログラムの動作手順の概略を示す概略フローチャートである。本実施形態の血管弾性率評価装置１を用いる場合には、まず、被測定者の動脈が圧迫可能な部位にカフ１８を巻きつける。ここで、カフ１８を巻き付ける場所は腕や足首や手首等、動脈が圧迫でき血圧が測定可能な場所であれば何処でも良い。

その後、外部操作部２１において開始操作を行うと測定が開始され（Ｓ１）、制御部１０が加圧部１７に駆動信号を供給し、カフ１８を加圧する（Ｓ２）。なお、この加圧工程では定速排気部１６は閉鎖され、排気が停止されていることが好ましい。このとき、カフ圧は圧力検出部２６により検出されており、カフ圧が目標圧力に達する（Ｓ３）と、制御部１０は加圧部１７による加圧を終了させる（Ｓ４）。この目標圧力は被測定者の最高血圧よりも充分に高い圧力、たとえば２１０ｍｍＨｇ程度に設定されている。

そして、上記の加圧プロセスが終了すると、定速排気部１６による排気が開始される（Ｓ５）と共に、カフ圧が圧力検出部２６により連続的に検出され、制御部１０のバッファメモリ１９に記録される（Ｓ６）。このステップでは、圧力検出回路１２が圧力検出器１１から所定のサンプリング周期、たとえば５０ｍｓｅｃの時間間隔にて逐次検出値をサンプリングし、この検出値に対応するカフ圧が制御部１０のバッファメモリ１９に記録される。

また、このときに検出されたカフ圧に基づいて脈波成分の抽出が行われ（Ｓ７）、抽出された脈波形状は、後述する計算式を用いて分析される（Ｓ８）。この分析結果はバッファメモリ１９に記録される（Ｓ９）。より具体的には、制御部１０では、供給されるカフ圧データの差分値を求め、この差分データ列からカフ圧の減少率に相当する成分を除去し、その後に、差分データが正であるもののみを脈波毎に積算して脈波振幅を導出する。これにより、脈波の振幅から脈波の形状を検出する。

そして、この脈波の形状は、後述する計算式によって分析され、その分析結果は、カフ圧の値およびその発生時間と共にバッファメモリ１９に記録される。この分析処理においては、脈波形状の分析の他に、最高血圧値の決定、平均血圧値の決定、最低血圧値の決定、脈拍数の決定なども併せて行われる。

ステップＳ６〜Ｓ１０の処理は、ステップＳ１０でカフ圧力が最低血圧以下となるまで繰り返し行われる。一般的に、ステップＳ６〜Ｓ１０の処理が実行される時間内に、約７拍の脈波が観測される場合が多い。すなわち、ステップＳ６〜Ｓ１０の処理が繰り返し実行される間に、約７回の脈波形状の分析が行われる。

カフ圧が低下して最低血圧以下になる（Ｓ１０）とカフ圧の測定は終了し、定速排気部１６が開放されることにより急速排気が行われる（Ｓ１１）。

上記の計測が終了すると、制御部１０により、得られた脈波形状の分析結果に対して平滑化処理を施す（Ｓ１２）。この処理では、前回の脈波形状の分析結果、今回の脈波形状の分析結果、および、次回の脈波形状の分析結果を比較することにより、脈波形状の分析結果が正常な分析結果であるか否かを判断する。前後のデータと比較して異常な分析結果が存在した場合には、この分析結果を除去し、前後のデータの平均値などに置き換える。また、分析結果データ列に対して移動平均をとることにより、分析結果データ列の平滑化処理が行われる。これによって、脈波形状の分析結果のデータ列中から異常データが除去されるとともに、ノイズに起因する微細な変動成分が低減される。

なお、本発明の実施の形態に係る脈波検出手段による脈波検出方法は、上記の脈波形状が結果として得られるものであればよいので、上記のようにカフ圧を漸減させながら検出する方法に限らず、カフ圧を漸増させながら検出する方法、あるいは、カフ圧を任意に変化させながら検出する方法でデータを測定してもよい。いずれにしても、脈波形状と、この脈波形状が得られたときの外圧（あるいは血管に対する内外圧力差）とが被測定者の平均血圧の近傍を中心としてその両側の所定の範囲に亘って測定されていればよい。

最後に、上記の分析処理によって得られた各血圧値、脈拍数、脈波形状、精度指標（詳細は後述）、血管弾性率（詳細は後述）などを、上記の表示装置２２に表示したり、プリンタ装置２３によって印刷したり、あるいは入出力端子２４によってデータとして出力したりする（Ｓ１３）。

なお、図２のフローチャートでは、ステップＳ８，Ｓ９において、１拍毎に、脈波形状の分析と分析結果の記録を行っている。これに対し、他の方法として、ステップＳ７で抽出された１拍毎の脈波成分のみを記録しておき、ステップＳ１０からステップＳ１２の間、すなわち血圧の測定が全て終了した後に、記録されている脈波成分を読み出し、ステップＳ８，Ｓ９の処理を行ってもよい。

次に、上記の脈波形状の分析（Ｓ８）の具体的な方法について説明する。図３は、血圧測定の工程に伴う脈波の状態を示す図である。図３に示すように、カフ１８の圧力が高い方から低い方に遷移する際に、一般的には約７拍の拍動が行われる。カフ圧が最高血圧よりやや高い値（血管内外の圧力差が常に負）では血管が押しつぶされ、血管の容積変化は生じない。したがって、カフ１８にも圧力の振動現象が伝達されない。このとき、容積変化は図３の「１」のように現れる。

カフ圧を最高血圧以上の値から徐々に減圧すると、血管の容積変化はカフ１８の減圧に伴って図３の「１」から「７」へと振幅が変化する。この過程で、カフ１８の減圧に応じて血管が広がり、脈圧に対応した血管容積変化量も次第に大きくなっていく。カフ圧が被測定者の平均血圧と一致した状態では、平均的な血管内外圧力差はほぼ０となり、圧力の変化（脈圧）に対応する容積変化は、図３の「２」のように最も大きくなる。このことを利用して、カフ圧の減圧過程で脈波振幅が最大となった点に対応するカフ圧から平均血圧を判定することができる。弾性率導出手段としての制御部１０は、最低血圧から最高血圧の範囲に限定して上昇工程と下降工程の脈波振幅の変化度合に基づき血管弾性率（詳細は後述）を導出する。

上記の脈波形状の分析においては、カフ圧の大小に係らず各脈波毎の形状が検出できればよい。そこで、各脈波「１」〜「７」において、カフ圧を一定と見なした場合の脈波振幅を検出することで、脈波形状を検出する。このようにして検出した脈波形状の一例を図４に示す。図４に示す脈波の振幅は、最低血圧から最高血圧の範囲にある。脈波の形状は、一般的に、図４に示すように、前波３０、上昇脚３１、頂点３２、収縮後期隆起３３、切痕３４、拡張早期隆起３５に分類される。

前波３０は、動脈脈波上昇立ち上がりの前に見られるいくつかの小波で、上昇脚３１の直前にあり、ふつう心房収縮と関係する小波と左室の昇圧期に関係する小波の２つをみる（図４では小波は図示省略）。上昇脚３１とは脈波の立ち上りから頂点３２までの部分で、若年健康者では立ち上がり点からほぼ直線的上昇を示す。頂点３２付近の後半の山は、収縮後期隆起３３と呼ばれ、動脈波の反射波によると考えられている。切痕３４とは、脈波の収縮期と拡張期の間にある切れ込みで、大動脈弁の閉鎖によって生じるものである。拡張早期隆起３５は、拡張期の開始に現れる山である。

弾性率の大きい若年健康者の柔軟な血管では、図４に示すように、上昇脚３１が急峻に立ち上がり、頂点３２以降の下降部分が緩やかである。一方、弾性率が小さな硬い血管では、図５に示すように、上昇脚３１ａが緩やかである。このように、脈波形状の上昇工程と下降工程の変化度合を調べることにより、血管の弾性率を計測することができる。

そこで、本実施の形態では、血管の硬さの度合を血管弾性率と称し、対数を用いた以下の式で定義する。すなわち、弾性率導出手段としての制御部１０は、血管弾性率を導出する際に対数を用いる。
血管弾性率＝Ｌｏｇ_ｅ｜（最高血圧／最低血圧）／（（プラス面積−マイナス面積）／（マイナス面積））｜

ここで、上述のプラス面積とマイナス面積について説明する。図４および図５に示すように、プラス面積とは、右上から左下に向く斜線で覆われた部分の領域Ａｕで最低血圧から頂点３２に達するまでの脈波形状の部分の面積である。マイナス面積とは、左上から右下に向く斜線で覆われた部分の領域Ａｄで頂点３２から最低血圧に戻るまでの脈波形状の部分の面積である。以下では、領域Ａｕをプラス面積Ａｕといい、領域Ａｄをマイナス面積Ａｄという。

たとえば、若年健康者の柔軟な血管を有する被測定者の一例として、最高血圧が１１０ｍｍＨｇ、最低血圧が７０ｍｍＨｇであり、プラス面積Ａｕが１０ｃｍ^２、マイナス面積Ａｄが３０ｃｍ^２であるとすれば、血管弾性率は、
Ｌｏｇ_ｅ｜（１１０／７０）／（（１０−３０）／３０）｜＝０．８５
になる。一方、硬い血管を有する被測定者の一例として、最高血圧が１１０ｍｍＨｇ、最低血圧が７０ｍｍＨｇであり、プラス面積Ａｕが２０ｃｍ^２、マイナス面積Ａｄが２５ｃｍ^２であるとすれば、血管弾性率は、
Ｌｏｇ_ｅ｜（１１０／７０）／（（２０−２５）／２５）｜＝２．０６
になる。

または、血管弾性率は、血管の容積変化率に着目することにより求めることもできる。ボイル−シャルルの法則によれば、気温が一定のときに、圧力変化と容積変化とは１対１の関係にある。血管の容積変化率は、一定の時間にどれだけ血管の容積変化が生じたかを示す割合である。そこで、たとえば、図４において、前波３０が記録された時刻から頂点３２が記録された時刻までの時間をｔ１時間としたときに、前波３０から頂点３２までの圧力変化を容積変化に置き換えた値をＶ１ｃｍ^３（Ｖ１立方センチメートル）とすれば、ｔ１時間の容積変化率は、Ｖ１ｃｍ^３／ｔ１時間になる。

このとき弾性率導出手段としての制御部１０は、所定時間としてｔ１時間内の血管の容積変化の割合となる血管の容積変化率から導出される値を長方形の一辺の長さに置き換え、ｔ１時間から導出される値を長方形の前記一辺と隣り合う他辺の長さに置き換え、前記一辺の長さと前記他辺の長さとを乗算した長方形の面積を容積変化率面積とし、脈波振幅の上昇工程におけるプラス容積変化率面積と下降工程におけるマイナス容積変化率面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する。なお、長方形の一つの形態として正方形を含むことは当然である。

たとえば、脈波振幅の上昇工程における上述の長方形の一辺の長さを容積変化率Ｖ１ｃｍ^３／ｔ１から導出される値としてＶ１ｍｍ（ミリメートル）とし、長方形の前記一辺と隣接する他辺の長さをｔ１時間から導出される値としてｔ１ｍｍとすると、プラス容積変化率面積は、（Ｖ１×ｔ１）ｍｍ^２（平方ミリメートル）になる。これを図６に、プラス容積変化率面積Ａｕ’として示す。

続いて、図４において、頂点３２が記録された時刻からｔ１時間が経過するまでの容積変化をＶ２ｃｍ^３とすれば、ｔ１時間の容積変化率は、Ｖ２ｃｍ^３／ｔ１時間になる。これにより、脈波振幅の下降工程における上述の長方形の一辺の長さを容積変化率Ｖ２ｃｍ^３／ｔ１から導出される値としてＶ２ｍｍ（ミリメートル）とし、長方形の前記一辺と隣接する他辺の長さをｔ１時間から導出される値としてｔ１ｍｍとすると、マイナス容積変化率面積は、（Ｖ２×ｔ１）ｍｍ^２（平方ミリメートル）になる。これを図６に、マイナス容積変化率面積Ａｄ’として示す。

比較のため、図６に示す若年健康者の柔軟な血管を有する被測定者の一例の他に、図７には、硬い血管を有する被測定者の一例を示す。図７の例では、前波３０ａから頂点３２ａまではｔ２（ｔ１＜ｔ２）時間が経過している。

このように、血管の容積変化率面積という概念を導入することにより、血管弾性率は、次式で定義することができる。
血管弾性率＝Ｌｏｇ_ｅ｜（最高血圧／最低血圧）／（（プラス容積変化率面積−マイナス容積変化率面積）／（マイナス容積変化率面積））｜

たとえば、若年健康者の柔軟な血管を有する被測定者の一例として、最高血圧が１１０ｍｍＨｇ、最低血圧が７０ｍｍＨｇであり、プラス容積変化率面積Ａｕ‘が２０ｃｍ^２、マイナス容積変化率面積Ａｄ’が１０ｃｍ^２であるとすれば、血管弾性率は、
Ｌｏｇ_ｅ｜（１１０／７０）／（（２０−１０）／１０）｜＝０．４５
になる。一方、硬い血管を有する被測定者の一例として、最高血圧が１１０ｍｍＨｇ、最低血圧が７０ｍｍＨｇであり、プラス容積変化率面積Ａｕ７’が３５ｃｍ^２、マイナス容積変化率面積Ａｄ’が３０ｃｍ^２であるとすれば、血管弾性率は、
Ｌｏｇ_ｅ｜（１１０／７０）／（（３５−３０）／３０）｜＝２．２４
になる。

このように、血管の容積変化率面積という概念を導入すると、柔軟な血管を示す値と硬い血管を示す値との差が、血管の容積変化率面積という概念を導入しない場合に比べて大きくなる。すなわち、血管の容積変化率面積という概念を導入することで、血管弾性率の情報を感度良く取得することができる。

このようにして、プラス面積Ａｕとマイナス面積Ａｄまたはプラス容積変化率面積Ａｕ’とマイナス容積変化率面積Ａｄ’の大きさの違いに基づき、被測定者の血管弾性率を測定することができる。この場合、数値が小さいほど血管は柔らかいことを示している。これに対し、脈波振幅の上昇工程と下降工程の変化度合を、脈波振幅を取得した範囲の圧力値により逆数を用いて導出することもできる。すなわち、弾性率導出手段としての制御部１０は、導出した血管弾性率の逆数を血管弾性率の指標とすることもできる。このように、算出結果の逆数を求めることにより、数値が大きいほど血管が柔らかいと表現することができる。すなわち、上述のプラス面積Ａｕとマイナス面積Ａｄを用いる例では、１／０．８５＝１．１８（血管が柔らかい）、１／２．０６＝０．４９（血管が硬い）になる。または、上述のプラス容積変化率面積Ａｕ’とマイナス容積変化率面積Ａｄ’を用いる例では、１／０．４５＝２．２２（血管が柔らかい）、１／２．２４＝０．４５（血管が硬い）になる。

以上のようにして、１拍毎に、血管弾性率を求めることができる。たとえば、図３のように、１回の血圧測定において、７拍の脈波が測定できる場合には、７回にわたり血管弾性率を求めることができる。このとき、図２のフローチャートのステップＳ１２の平滑化処理のように、７回の血管弾性率の測定結果を比較することで、ノイズなどの影響により誤った数値が算出された場合には、ノイズを発見して除去することができる。たとえば、７回の測定結果のうち、５回の測定結果は、血管が柔らかいことを示す範囲にあるのに対し、２回の測定結果は、血管が硬いことを示す範囲にあれば、この２回の測定結果が誤りであると判定することができる。

また、図２のフローチャートのステップＳ１３に示すように、７回中に正しい数値が何回記録されたかを「精度指標」として表示することができる。たとえば、７回中に正しい数値が４回記録された場合と、７回中に正しい数値が５回以上記録された場合とでは、後者の測定結果の方が前者の測定結果よりも精度が高いと判定することができる。

図６に、表示装置２２の表示例を示す。表示装置２２には、最高血圧、最低血圧、脈拍数、脈波形状、精度指数、血管弾性率が表示される。なお、図６に示す精度指標（５／７）は、脈波の７拍のうち５拍において正常な数値が得られたことを意味する。

なお、特許文献２の循環動態評価装置を用いて同様の測定精度を維持しようとすれば、７回の血圧測定を行う必要がある。これによれば、特許文献２の循環動態評価装置では、本実施の形態に係る血管弾性率評価装置１の７倍の時間を要することになる。

以上説明したように、血管弾性率評価装置１によれば、精度の高い血管弾性率の測定を短時間に行うことができる。

また、血管弾性率評価装置１は、カフ１８を巻き回した被測定者の部位毎の血管弾性率を測定することができる。これにより、表示装置２２は、図７に示すように、被測定者の複数の部位（図７の例では、右腕部、左腕部、右脚部、左脚部）で測定した血管弾性率を個別に表示することができる。

なお、特許文献３の血圧脈波検査装置は、被測定者の上腕および下肢を含む複数部位に複数のカフを巻き回すことで、被測定者の全体的な脈波を検出する。これでは被測定者の部位毎の脈波を検出することはできず、被測定者の部位毎の血管弾性率の測定についても不可能である。これに対し、本実施の形態に係る血管弾性率評価装置１によれば、被測定者の部位毎の脈波を検出することができるので、被測定者の部位毎の血管弾性率を測定して表示することができる。このように、被測定者の部位毎の血管弾性率を測定して表示することは、被測定者の局部的な血管の問題点を特定する上で大変に重要である。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、様々に変更が可能である。たとえば、脈波検出手段としてのカフ１８および圧力検出部２６を複数有してもよい。これによれば、被測定者の複数の部位にカフ１８を巻き回しておくことにより、弾性率導出手段としての制御部１０は、被測定者の複数の部位の血管弾性率を順次または同時に測定することができる。このようにすることで、被測定者のコンディションの時間的な変化の影響を受けることなく、被測定者の複数部位における血管弾性率を測定することができる。

また、上述の実施の形態では、血管弾性率の測定について主に説明したが、これにより心臓の拍出特性についても併せて測定することができる。

また、上述した数式は一例であり、血管の弾性の度合いを導出できるのであれば、どのような数式を用いてもよい。たとえば、対数を用いない例として、
血管弾性率＝｜（最高血圧−最低血圧）／（（プラス面積−マイナス面積）／（マイナス面積））｜×１００
としてもよい。あるいは、血管弾性率の別の指標としての血管の弾性係数ＥＩ(elastic index)を求める数式として、図４に示す最低血圧から頂点３２までの高さをａ（ミリメートル）とし、最低血圧から収縮後期隆起３３までの高さをｂ（ミリメートル）としたとき、
ＥＩ＝ａ／ｂ
を用いてもよい。さらに、これらの数式にＲＩ（腎血管抵抗）を関連させるようにしてもよい。

また、血管弾性率を次式に用いることにより、脈波伝播速度の局所指標を算出することも可能である。
脈波伝播速度局所指標＝√（（血管弾性率×拡張期血圧）／（２×血液密度））

１０…制御部（脈波振幅を形成する手段、弾性率導出手段）、１１…圧力検出器（脈波検出手段の一部）、１２…圧力検出回路（脈波検出手段の一部）、１３…ＣＰＵ（脈波振幅を形成する手段の一部、弾性率導出手段の一部）、１６…低速排気手段（低速排気部）、１７…加圧手段（加圧部）、１８…カフ（脈波検出手段の一部）、１９…バッファメモリ（脈波振幅を形成する手段の一部、弾性率導出手段の一部）、２０…格納メモリ（脈波振幅を形成する手段の一部、弾性率導出手段の一部）、２１…外部操作部、２２…表示装置（表示する手段）、２３…プリンタ装置、２４…入出力端子、２６…圧力検出部（脈波検出手段の一部）

本発明は、血管弾性率評価装置において、血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、脈波振幅の上昇工程における血管の容積変化率と下降工程における血管の容積変化率を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、を有するものである。

Claims (9)

1. 血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、
   前記脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、
   前記脈波振幅の上昇工程におけるプラス面積と下降工程におけるマイナス面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、
   を有することを特徴とする血管弾性率評価装置。
2. 血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、
   前記脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、
   前記脈波振幅の上昇工程における血管の容積変化率と下降工程における血管の容積変化率を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、
   を有することを特徴とする血管弾性率評価装置。
3. 請求項２記載の血管弾性率評価装置において、
   前記弾性率導出手段は、
   所定時間内の血管の容積変化の割合となる血管の容積変化率から導出される値を長方形の一辺の長さに置き換え、
   前記所定時間から導出される値を前記長方形の前記一辺と隣り合う他辺の長さに置き換え、
   前記一辺の長さと前記他辺の長さとを乗算した前記長方形の面積を容積変化率面積とし、
   前記脈波振幅の上昇工程におけるプラス容積変化率面積と下降工程におけるマイナス容積変化率面積を算出し、それらの値を利用して血管弾性率を導出する、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の血管弾性率評価装置において、
   前記弾性率導出手段は、前記脈波振幅の最低血圧から最高血圧の範囲に限定して血管弾性率を導出する、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の血管弾性率評価装置において、
   前記弾性率導出手段は、血管弾性率を導出する際に対数を用いる、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の血管弾性率評価装置において、
   前記弾性率導出手段は、導出した血管弾性率の逆数を血管弾性率の指標とする、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。
7. 血管に外圧を与えた状態で脈波を検出する脈波検出手段と、
   前記脈波検出手段の検出値から血管の弾性による依存特性を示す脈波振幅を形成する手段と、
   前記脈波振幅の上昇工程と下降工程に各工程における測定値を利用して血管弾性率を導出する弾性率導出手段と、
   を有することを特徴とする血管弾性率評価装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の血管弾性率評価装置において、
   被測定者の複数の部位で測定した血管弾性率を個別に表示する手段を有する、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の血管弾性率評価装置において、
   前記脈波検出手段を複数有し、
   前記弾性率導出手段は、被測定者の複数の部位で血管弾性率を順次または同時に測定する、
   ことを特徴とする血管弾性率評価装置。

Images