JP2018175579A - 足関節循環動態指標算出装置、足関節循環動態指標算出方法、足関節循環動態指標算出プログラム、血圧測定装置 - Google Patents

足関節循環動態指標算出装置、足関節循環動態指標算出方法、足関節循環動態指標算出プログラム、血圧測定装置 Download PDF

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Abstract

【課題】PADの重症度を客観的かつ非観血的に判定する技術を提供する。【解決手段】被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記足関節循環動態指標を出力する出力部とを備え、前記算出部は、前記足関節循環動態指標を、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出する、足関節循環動態指標算出装置。【選択図】図3

Description

本発明は、足関節循環動態指標算出装置、足関節循環動態指標算出方法、足関節循環動態指標算出プログラム、血圧測定装置に関する。
現在、全世界で末梢動脈疾患(PAD:Peripheral Arterial Disease)と診断される
患者は、2億人を超え、診断や治療に伴う医療費負担は増加の一途をたどっている。主として、動脈硬化により下肢血流供給が阻害される病態であるPADにおいて、診断、治療に必要な重症度判断には、症状による主観的評価法のRutherford分類やFontaine分類が用いられている。また、非観血的に下肢血流低下を引き起こす狭窄病変の検出法であるAnkle-Brachial Index(ABI)は、PADの診断や重症度判定に主たる客観的検査であるが、下肢虚血を反映しにくいとされている。さらに、ABIの算出には、両上肢及び病肢の血圧測定が求められる。
特開2016−019697号公報
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現在の臨床において、PADの重症度、即ち、下肢虚血の程度を客観的かつ非観血的に行える検査方法がないことが問題とされている。
本発明は、PADの重症度を客観的かつ非観血的に判定する技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第1の態様は、
被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記足関節循環動態指標を出力する出力部とを備え、
前記算出部は、前記足関節循環動態指標を、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出する、
足関節循環動態指標算出装置とする。
開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該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として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を行う情報処理装置を含むシステムとして特定されてもよい。
本発明によれば、PADの重症度を客観的かつ非観血的に判定する技術を提供することができる。
図1は、パイロットスタディにおける被検者のRutherford分類に対するABIの関係を示すグラフである。 図2は、パイロットスタディにおける被検者のRutherford分類に対するAHIの関係を示すグラフである。 図3は、実施形態のシステムの構成例を示す図である。 図4は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図5は、足関節循環動態指標算出装置の動作フローの例を示す図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、発明の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
〔実施形態〕
(足関節循環動態指標)
末梢動脈疾患(PAD)は、動脈硬化による(1)下肢組織への潅流圧の低下と(2)下肢血管網の導電性低下により、下肢虚血が生じて、虚血症状(間欠跛行から皮膚潰瘍など)を引き起こす。(1)は、動脈硬化により動脈狭窄や閉塞が生じ、側副血行や血管抵抗(vascular resistance)の低下の代償を伴いながら、潅流圧低下となり、下肢虚血を
引き起こすと考えられる。(2)は、動脈硬化により動脈壁硬化(arterial stiffness)増加が生じ、下肢血管網の導電性低下となり、下肢虚血を引き起こすと考えられる。
ABI測定で得られる病肢の血圧パラメータ、心拍数(Heart rate)と足関節部を流れる血液量(α×SV;SV:一回心拍出量、α:心臓から排出される血液に対する足関節部に流れる血液の割合(定数))とを用いると、足関節血管抵抗(Ankle vascular resistance)=Ankle Mean arterial pressure(MAP)/(α×SV×Heart rate)、足関
節血管コンプライアンス(Ankle vascular compliance)=ΔV/ΔP(at ankle)=α
×SV/Pulse pressure(PP)と表すことができる。さらに、足関節血管硬化度(Ankle arterial stiffness)=1/Ankle vascular compliance=PP/(α×SV)と表す
ことができる。
PADの下肢虚血の重症度が上がるほど、(1)を反映するAnkle vascular resistanceが低下すると考えられる。また、PADの下肢虚血の重症度が上がるほど、(2)を反
映するAnkle arterial stiffnessが増加すると考えられる。よって、PADの下肢虚血の重症度が上がるほど、Ankle arterial stiffness/Ankle vascular resistanceが増大す
ると考えられる。ここでは、Ankle arterial stiffness/Ankle vascular resistance=A
nkle hemodynamic index(AHI、足関節循環動態指標)とする。上記の式からAHIは、PP×Heart rate/MAPで表される。足関節血管抵抗、足関節血管コンプライアンスの算出に使用されたα及びSVは、AHIの算出には使用されない。心拍数と脈拍数とはほぼ一致するため、心拍数の代わりに、足関節等の脈拍数が使用されてもよい。Pulse Pressure(PP:脈圧)は、PP=収縮期血圧(SBP:Systolic Blood Pressure)−拡
張期血圧(DBP:Diastolic Blood Pressure)として算出される。ここでは、足関節の血圧が使用される。また、足関節の血圧の代わりに、足首、大腿部等の下肢の他の部分の血圧が使用されてもよい。Mean arterial pressure(MAP)は、MAP=DBP+(SBP−DBP)/3=SBP/3+2×DBP/3として算出される。
図1及び図2は、パイロットスタディにおける被検者のRutherford分類に対するABIまたはAHIの関係を示すグラフである。AHIとABIとの比較のために行ったパイロットスタディでは、Rutherford分類1−6でかつ下肢動脈造影で狭窄率50%以上を認めるPAD患者85人を対象として、Rutherford分類と、ABI、AHIの相関をみた。ここでは、血管造影の前の患者に対して、5分間安静後に仰臥位で、ABI、AHIの測定を行った。その結果、Rutherford分類とABIとは相関関係を認めなかった(r=0.07、P=0.52)が、Rutherford分類とAHIとは、有意な相関関係(r=0.50、P<0.001)を認めた。さらに、多変量分析においても、Rutherford分類とAHIとは、有意な関係(odds ratio 1.04、P=0.02)を認めたが、Rutherford分類とABIとは有意な関係を認めなかった。よって、AHIは、PADの重症度を評価する指標となりうる。
(構成例)
図3は、本実施形態のシステムの構成例を示す図である。本実施形態のシステムは、血圧測定装置10、足関節循環動態指標算出装置20を含む。血圧測定装置10は、ヒトの血圧、心拍数等を測定する。足関節循環動態指標算出装置20は、血圧測定装置10の測定結果に基づいて、足関節循環動態指標等を算出する。ここでは、血圧測定装置10及び足関節循環動態指標算出装置20は、別体であるが、一体化して1つの血圧測定装置として動作してもよい。
血圧測定装置10は、被検者の下肢に装着されるカフ11、血圧検出部12、脈波検出部13を備える。血圧測定装置10は、被検者の下肢の血圧、脈拍数を測定する。カフ11は、空気が供給される空気袋と、空気袋を下肢に巻き付けて固定するカバーとを含む。血圧検出部12は、ポンプ、圧力センサを含む。ポンプは、カフの空気袋に対して管を介して給排気を行う。圧力センサは、カフの空気袋の圧力(カフ圧)を検出する。血圧検出部12は、ポンプによりカフに空気を給排気することで、カフのカフ圧を加減圧し、圧力センサによりカフ圧を測定し出力する。脈波検出部13は、被検者の下肢の脈波を検出し、出力する。単位時間に計測される脈波の数から、脈拍数が算出される。血圧測定装置10は、足関節循環動態指標算出装置20に制御されてもよい。
血圧測定装置10は、被検者の血圧測定の際、ポンプによりカフ11の空気袋に空気を給気しカフ圧を上昇させる。カフ圧が血圧測定のための所定の値に達すると、空気を排気して、カフ圧を下降させる。このとき、圧力センサは、カフ圧を測定する。カフ圧の測定の際、脈波検出部13は、被検者の下肢の脈波を検出する。血圧測定装置10は、脈波検出部13によって検出される脈波と、圧力センサによって検出されるカフ圧とにより、被検者の収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数を算出する。血圧測定装置10による、収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数の算出は、ここに記載したものに限定されるものではない。収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数は、他の方法により計測され算出されてもよい。脈拍数の代わりに、心拍数が求められてもよい。血圧測定装置10として、例えば、自動オシロメトリック装置(例えば、フクダ電子株式会社製、「VaSera(商標)」)
等が使用され得る。血圧測定装置10で算出される値は、収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数と等価の値や、収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数に基づく値であってもよい。
足関節循環動態指標算出装置20は、取得部21、算出部22、出力部23を備える。足関節循環動態指標算出装置20は、血圧測定装置10で算出された収縮期血圧、拡張期血圧、及び、脈拍数に基づいて、足関節循環動態指標(AHI)を算出する。取得部21は、血圧測定装置10から、被験者の下肢の収縮期血圧、拡張期血圧、脈拍数を取得する。算出部22は、取得部21が取得した収縮期血圧、拡張期血圧、脈拍数に基づいて、足関節循環動態指標(AHI)を算出する。出力部23は、算出部22が算出した足関節循環動態指標を出力する。
図4は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。図4に示す情報処理装置90は、一般的なコンピュータの構成を有している。足関節循環動態指標算出装置20は、図4に示すような情報処理装置90を用いることによって、実現される。図4の情報処理装置90は、プロセッサ91、メモリ92、記憶部93、入力部94、出力部95、通信制御部96を有する。これらは、互いにバスによって接続される。メモリ92及び記憶部93は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。情報処理装置のハードウェア構成は、図4に示される例に限らず、適宜構成要素の省略、置換、追加が行われてもよい。
情報処理装置90は、プロセッサ91が記録媒体に記憶されたプログラムをメモリ92の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)である。
メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。メモリ92は、主記憶装置とも呼ばれる。
記憶部93は、例えば、EPROM(Erasable Programmable ROM)、ハードディスク
ドライブ(HDD、Hard Disk Drive)である。また、記憶部93は、リムーバブルメデ
ィア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、あるいは、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)のようなディスク記録媒体である。記憶部93は、二次記憶装置とも呼ばれる。
記憶部93は、情報処理装置90で使用される、各種のプログラム、各種のデータ及び各種のテーブルを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部93には、オペレーティングシステム(Operating System :OS)、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。記憶部93に格納される情報は、メモリ92に格納されてもよい。また、メモリ92に格納される情報は、記憶部93に格納されてもよい。
オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信制御部96を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。外部装置等には、例えば、他の情報処理装置、外部記憶装置等が含まれる。
入力部94は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、タッチパ
ネル等を含む。また、入力部94は、カメラのような映像や画像の入力装置や、マイクロフォンのような音声の入力装置を含むことができる。
出力部95は、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electroluminescence)パ
ネル、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、PDP(Plasma Display Panel)等の表示装置、プリンタ等の出力装置を含む。また、出力部95は、スピーカのような音声の出力装置を含むことができる。
通信制御部96は、他の装置と接続し、情報処理装置90と他の装置との間の通信を制御する。通信制御部96は、例えば、LAN(Local Area Network)インタフェースボード、無線通信のための無線通信回路、有線通信のための通信回路である。LANインタフェースボードや無線通信回路は、インターネット等のネットワークに接続される。
情報処理装置90は、プロセッサが補助記憶部に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器等の制御を行う。これにより、情報処理装置は、所定の目的に合致した機能を実現することができる。主記憶部及び補助記憶部は、情報処理装置が読み取り可能な記録媒体である。
(動作例)
ここでは、足関節循環動態指標算出装置20の動作例について説明する。
図5は、足関節循環動態指標算出装置の動作フローの例を示す図である。足関節循環動態指標算出装置20は、血圧測定装置10で算出された血圧等に基づいて、足関節循環動態指標を算出する。血圧測定装置10では、あらかじめ、被検者の下肢の拡張期血圧、収縮期血圧、脈拍数が算出されている。血圧測定装置10による測定は、例えば、被検者を5分間安静にした後、仰臥位で行う。
S101では、足関節循環動態指標算出装置20の取得部21は、血圧測定装置10から、被検者の下肢の拡張期血圧、収縮期血圧、脈拍数を取得する。取得部21は、入力手段等によって利用者に入力させること、あらかじめ格納されている記憶手段から抽出すること、他の情報処理装置から取得すること等により、被検者の下肢の収縮期血圧(SBP)、拡張期血圧(DBP)、脈拍数を取得してもよい。取得部21は、収縮期血圧、拡張期血圧、脈拍数と等価のパラメータの値を取得してもよい。例えば、取得部21は、PP(=SBP−DBP)、MAP(=SBP/3+2×DBP/3)、脈拍数を取得してもよい。
S102では、足関節循環動態指標算出装置20の算出部22は、取得部21で取得された情報に基づいて、足関節循環動態指標(AHI)を算出する。AHIは、上述のように、AHI=PP×Heart Rate/MAPで求められる。ここでは、Heart Rateとして、脈拍数を用いる。AHIは、AHI=(SBP−DBP)×Heart Rate/(SBP/3+2×DBP/3)としても求められる。ここでは、血圧測定装置10で測定された脈拍数を使用しているが、脈拍数の代わりに、血圧測定装置10や他の手段等で測定された心拍数(Heart Rate)が用いられてもよい。AHIは、上記の式と等価の計算式によって求められてもよい。
S103では、足関節循環動態指標算出装置20の出力部23は、算出部22で算出されたAHIを、ディスプレイ等の出力装置に出力する。また、出力部23は、AHIを他の情報処理装置等に出力してもよい。利用者は、出力されるAHIにより、被検者のPADの重症度を認識することができる。
(実施形態の作用、効果)
従来、PADの重症度、即ち、下肢虚血の程度を客観的かつ非観血的に行える検査法は、ABIを含めて十分なものがなかったが、本実施形態の足関節循環動態指標算出装置20によって算出されるAHIにより、PADの重症度を評価できる。AHIの算出で使用されるパラメータは、ABIの算出に使用されるパラメータに含まれる。このため、足関節循環動態指標算出装置20は、ABIの算出のために測定された血圧等を使用して、容易に、AHIを算出することができる。
また、ABIの算出では両上肢圧と病肢の血圧測定を必要としたが、AHIの算出では病肢の血圧測定と脈拍数(心拍数)とがあればよい。よって、医師等の専門家以外の者であっても、AHIを、容易に、測定、算出することができる。
〈コンピュータ読み取り可能な記録媒体〉
コンピュータその他の機械、装置(以下、コンピュータ等)に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体内には、CPU、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、そのCPUにプログラムを実行させてもよい。
また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R/W、DVD、DAT、8mmテープ、メモリカード等がある。
また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやROM等がある。
(その他)
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、各構成の組み合わせなど、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
10 血圧測定装置
11 カフ
12 血圧検出部
13 脈波検出部
20 足関節循環動態指標算出装置
21 取得部
22 算出部
23 出力部
90 情報処理装置
91 プロセッサ
92 メモリ
93 記憶部
94 入力部
95 出力部
96 通信制御部

Claims (4)

  1. 被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出する算出部と、
    前記算出部が算出した前記足関節循環動態指標を出力する出力部とを備え、
    前記算出部は、前記足関節循環動態指標を、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出する、
    足関節循環動態指標算出装置。
  2. コンピュータが、
    被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を取得し、
    取得された前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出し、
    算出された前記足関節循環動態指標を出力する、
    ことを実行し、
    前記足関節循環動態指標は、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出される、
    足関節循環動態指標算出方法。
  3. コンピュータが、
    被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を取得し、
    取得された前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出し、
    算出された前記足関節循環動態指標を出力することを実行するためのプログラムであって、
    前記足関節循環動態指標は、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出される、
    足関節循環動態指標算出プログラム。
  4. 被検者の下肢の収縮期血圧及び拡張期血圧、前記被験者の脈拍数を測定する血圧測定部と、
    前記血圧測定部が測定した前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数を取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記収縮期血圧、前記拡張期血圧、前記脈拍数に基づいて、前記被験者の末梢動脈疾患の重症度に関連する指標である足関節循環動態指標を算出する算出部と、
    前記算出部が算出した前記足関節循環動態指標を出力する出力部とを備え、
    前記算出部は、前記足関節循環動態指標を、(前記収縮期血圧−前記拡張期血圧)×前記脈拍数/(前記収縮期血圧/3+2×前記拡張期血圧/3)の式により算出する、
    血圧測定装置。
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