JP3553919B2

JP3553919B2 - 下肢動脈狭窄診断装置

Info

Publication number: JP3553919B2
Application number: JP2001378839A
Authority: JP
Inventors: 敏彦小椋
Original assignee: コーリンメディカルテクノロジー株式会社
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: US6733460B2; KR20030051184A; EP1319363A1; US20030109788A1; KR100883939B1; CN100415156C; CN1425353A; JP2003175007A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動脈硬化性病変、特にアテローム性動脈硬化すなわち動脈狭窄を診断する動脈狭窄診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動脈硬化には、大型・中型の血管の内膜が粥状に硬化する粥状硬化すなわちアテローム性動脈硬化、血管の中膜が石灰化する中膜硬化、小細動脈が硬化する細動脈硬化がある。
【０００３】
脈波伝播速度または脈波伝播時間など、生体の所定の２部位間を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を測定し、その脈波伝播速度情報に基づいて粥状動脈硬化の有無や粥状動脈硬化の程度を診断することがある。脈波伝播速度情報として脈波伝播速度を例として説明すると、脈波伝播速度を測定した区間に粥状動脈硬化があると、その程度が軽度であれば脈波伝播速度は速くなり、その程度が中程度以上であれば脈波伝播速度は正常値よりも遅くなることから、脈波伝播速度などの脈波伝播速度情報に基づいて粥状動脈硬化の有無やその程度を診断することができる。
【０００４】
ここで、粥状動脈硬化の程度が軽度である場合には脈波伝播速度が速くなるが、粥状動脈硬化が中程度以上である場合には脈波伝播速度が遅くなる理由を説明する。すなわち、粥状動脈硬化は動脈狭窄ともよばれ、粥状動脈硬化が進行すると血管内径が小さくなる。そして、狭窄があると、狭窄の下流では血圧が低下するので、血圧に関連して変動する脈波伝播速度も遅くなる。一方、中膜硬化は中膜の石灰化であるので、中膜硬化が進行すると脈波伝播速度は速くなる。また、一般的に粥状動脈硬化と同時に中膜硬化が進行する。そして、粥状動脈硬化の程度が軽い場合には、粥状動脈硬化の影響よりも中膜硬化の影響が大きいので脈波伝播速度は速くなるが、粥状動脈硬化の程度が中程度以上になると、粥状動脈硬化の影響が中膜硬化の影響よりも大きくなるので、脈波伝播速度は遅くなる。
【０００６】
動脈狭窄を診断する装置として、下肢上肢血圧指数測定装置も知られている。たとえば、特許第３１４０００７号に記載の装置がそれである。下肢上肢血圧指数測定装置は、下肢と上肢にカフを装着し、上肢の血圧値と下肢の血圧値との比である下肢上肢血圧指数を算出し、その下肢上肢血圧指数に基づいて動脈狭窄を診断する装置である。この装置において、下肢上肢血圧指数の信頼性を確認するために脈波伝播速度情報を算出すればより正確に動脈狭窄を診断することが可能となる。このとき、下肢血圧値および上肢血圧値を測定するために装着されたカフを使って下肢および上肢の脈波を検出し、上肢と下肢との間で脈波伝播時間を測定すれば、センサを追加することなく脈波伝播速度情報を測定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、動脈狭窄は下肢において発生する場合が多いが、上肢にも動脈狭窄がある場合がある。上肢と下肢との間で測定する脈波伝播時間は、心臓から上肢までの脈波伝播時間と心臓から下肢までの脈波伝播時間との時間差であることから、上肢に動脈狭窄があることによって、心臓から上肢までの脈波伝播時間が遅くなると、下肢に動脈狭窄があることによって心臓から下肢までの脈波伝播時間が遅くなっても、上肢と下肢との間の脈波伝播時間や、その脈波伝播時間に基づいて算出される脈波伝播速度が正常範囲の値となってしまう。そのため、上肢と下肢との間で測定される脈波伝播速度情報から、精度良く下肢動脈狭窄を判定することはできなかった。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、下肢動脈狭窄を精度良く診断することができる下肢動脈狭窄診断装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、生体の左上肢に巻回される左上肢用カフと、その生体の右上肢に巻回される右上肢用カフと、その生体の下肢に巻回される下肢用カフと、前記左上肢用カフにより圧迫される動脈からその左上肢用カフに伝達される左上肢脈波を検出する左上肢脈波検出装置と、前記右上肢用カフにより圧迫される動脈からその右上肢用カフに伝達される右上肢脈波を検出する右上肢脈波検出装置と、前記下肢用カフにより圧迫される動脈からその下肢用カフに伝達される下肢脈波を検出する下肢脈波検出装置と、前記左上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う前記左上肢脈波検出装置により検出される左上肢脈波の変化を示す第１変化値および前記右上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う前記右上肢脈波検出装置により検出される右上肢脈波の変化を示す第２変化値を算出する変化値算出手段と、その変化値算出手段により算出される第１変化値と第２変化値との比較に基づいて、心臓から左上肢までの区間と心臓から右上肢までの区間とで、いずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定する動脈狭窄判定手段と、前記動脈狭窄判定手段により動脈狭窄が少ないと判定された側の上肢脈波と、前記下肢脈波検出装置により検出される下肢脈波とに基づいて、前記生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段とを含むことを特徴とする下肢動脈狭窄診断装置である。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、変化値算出手段により、第１変化値と第２変化値が算出される。この第１変化値および第２変化値は、左上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う左上肢脈波の変化および右上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う右上肢用脈波の変化をそれぞれ示すので、心臓から左上肢までの動脈狭窄の程度および心臓から右上肢までの動脈狭窄の程度をそれぞれ反映する。従って、動脈狭窄判定手段により、第１変化値と第２変化値とを比較すると、心臓から左上肢までの区間と心臓から右上肢までの区間のいずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定できる。そして、脈波伝播速度情報算出手段では、動脈狭窄判定手段により動脈狭窄が少ないと判定された側の上肢脈波と、下肢脈波とに基づいて脈波伝播速度情報が算出されるので、上肢の動脈狭窄の影響が少ない脈波伝播速度情報が得られる。従って、その脈波伝播速度情報を用いると、精度よく下肢の動脈狭窄を診断することができる。
【００１８】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された動脈狭窄診断装置１０の構成を説明するブロック図である。この動脈狭窄診断装置１０は、足首上腕血圧指数測定装置としても機能も備えている。
【００１９】
図１の動脈狭窄装置１０は、患者１６の左足首１２Ｌおよび右足首１２Ｒに左足首用カフ１８Ｌ、右足首用カフ１８Ｒがそれぞれ巻回され、患者１６の左上腕１４Ｒおよび右上腕１４Ｌに左腕用カフ２０Ｌ、右腕用カフ２０Ｒがそれぞれ巻回されている。これらのカフ１８，２０は、巻回している部位を圧迫する圧迫帯であり、布或いはポリエステル等の伸展性のない素材から成る帯状外袋内にゴム製袋を有している。
【００２０】
左右の上腕用カフ２０Ｌ，２０Ｒは配管２２ｂ，２２ａを介して血圧測定装置本体２４ｂ，ａにそれぞれ接続され、左右の足首用カフ１８Ｌ，１８Ｒは配管２２ｄ，ｃを介して血圧測定装置本体２４ｄ，ｃにそれぞれ接続されている。
【００２１】
それら４つの血圧測定装置本体２４ａ，ｂ，ｃ，ｄは同一の構成を有するので、左上腕用カフ２０Ｌと接続されている血圧測定装置本体２４ｂを例として血圧測定装置本体２４の構成を説明する。血圧測定装置本体２４ｂは、調圧弁２６ｂ，圧力センサ２８ｂ、静圧弁別回路３０ｂ、脈波弁別回路３２ｂ、配管３４ｂ、空気ポンプ３６ｂを備えており、前記配管２２ｂは圧力センサ２８ｂおよび調圧弁２６ｂに接続されている。また、調圧弁２６ｂは、配管３４ｂを介して空気ポンプ３６ｂに接続されている。
【００２２】
上記調圧弁２６ｂは、空気ポンプ３６ｂにより発生させられた圧力の高い空気を、その圧力を調圧して左上腕用カフ２０Ｌ内へ供給し、或いは、左上腕用カフ２０Ｌ内の空気を排気することにより左上腕用カフ２０Ｌ内の圧力を調圧する。
【００２３】
圧力センサ２８ｂは、左上腕用カフ２０Ｌ内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰ_ｂを静圧弁別回路３０ｂおよび脈波弁別回路３２ｂにそれぞれ供給する。静圧弁別回路３０ｂはローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰ_ｂに含まれる定常的な圧力すなわち左上腕用カフ２０の圧迫圧力（以下、この圧力を左上腕カフ圧ＰＣ_ｂという）を表すカフ圧信号ＳＫ_ｂを弁別してそのカフ圧信号ＳＫ_ｂを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３８へ供給する。
【００２４】
脈波弁別回路３２ｂはバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰ_ｂの振動成分である左上腕脈波信号ＳＭ_ｂを周波数的に弁別してその左上腕脈波信号ＳＭ_ｂを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３８へ供給する。この左上腕脈波信号ＳＭ_ｂは、上腕用カフ２０Ｌにより圧迫される左上腕１４Ｌの動脈からの左上腕脈波ＷＢ_Ｌを表すので、左上腕用カフ２０Ｌおよび血圧測定装置本体２４ｂは左上腕脈波検出装置として機能する。また、左上腕脈波ＷＢ_Ｌは第１脈波であり、左上腕用カフ２０Ｌおよび血圧測定装置本体２４ｂは第１脈波検出装置としても機能する。
【００２５】
同様に、脈波弁別回路３２ａにより弁別される右上腕脈波ＷＢ_Ｒは第１脈波であり、右上腕用カフ２０Ｒおよび血圧測定装置本体２４ａは右上腕脈波検出装置として機能するとともに第１脈波検出装置としても機能する。
また、脈波弁別回路３２ｄにより弁別される左足首脈波信号ＳＭ_ｄは左足首脈波ＷＡ_Ｌであるとともに第２脈波であり、左足首用カフ１８Ｌおよび血圧測定装置本体２４ｄは左足首脈波検出装置として機能するとともに第２脈波検出装置としても機能する。また、脈波弁別回路３２ｃにより弁別される右足首脈波信号ＳＭ_ｃは右足首脈波ＷＡ_Ｒであるとともに第２脈波であり、右足首用カフ１８Ｒおよび血圧測定装置本体２４ｃは右足首脈波検出装置として機能するとともに第２脈波検出装置としても機能する。
【００２６】
入力装置４０は、患者の身長Ｔが入力されるための図示しない複数の数字入力キーを備えており、入力された患者の身長Ｔを表す身長信号ＳＴを電子制御装置３８へ供給する。
【００２７】
上記電子制御装置３８は、ＣＰＵ４２，ＲＯＭ４４，ＲＡＭ４６，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ４６の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して空気ポンプ３６および調圧弁２６を制御する。ＣＰＵ４２は、その空気ポンプ３６および調圧弁２６を制御することにより、カフ１８，２０内の圧力を制御する。また、ＣＰＵ４２は、電子制御装置３８に供給される信号に基づいて演算処理を実行することにより脈波伝播速度情報および下肢上肢血圧指数（ＡｎｋｌｅＡｒｍＢｌｏｏｄＰｒｅｓｓｕｒｅＩｎｄｅｘ以下、ＡＢＩという）を算出し、その算出した脈波伝播速度情報およびＡＢＩなどを表示器４８に表示する。
【００２８】
図２は、ＣＰＵ４２の制御機能のうち、脈波伝播速度情報の算出に関する機能の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、脈波伝播速度情報の算出においては、左足首１２Ｌ側と右足首１２Ｒ側とで異なるところがないので、以下の説明においては、左足首１２Ｌ側を例として説明する。
【００２９】
カフ圧制御手段６０は、後述する変化値算出手段６２、脈波伝播速度情報算出手段７２からの指令信号に従って、空気ポンプ３６ａ、３６ｂ、３６ｄおよびそれらに接続された調圧弁２６ａ、２６ｂ、２６ｄを制御することにより、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａおよび左足首カフ圧ＰＣ_ｄを制御する。
【００３０】
変化値算出手段６２は、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａを所定の第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１および第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２に制御するための指令信号をカフ圧制御手段６０に出力し、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａが第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１に制御されている状態で脈波弁別回路３２ｂ、３２ａにより弁別される上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒを一拍分以上読み込むとともに、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａが第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２に制御されている状態で脈波弁別回路３２ｂ、３２ａにより弁別される上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒを一拍分以上読み込む。ここで、第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１は上腕における一般的な最低血圧値ＢＰ_ＢＤＩＡ程度に設定され、第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２は上腕における一般的な平均血圧値ＢＰ_{ＢＭＥＡＮ}程度に設定されている。
そして、左上腕カフ圧ＰＣ_ｂが第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１および第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２に制御されているときにそれぞれ弁別された左上腕脈波ＷＢ_Ｌに基づいて第１変化値を算出し、同様に、右上腕カフ圧ＰＣ_ａが第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１および第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２に制御されているときにそれぞれ弁別された右上腕脈波ＷＢ_Ｒに基づいて第２変化値を算出する。この第１変化値および第２変化値は、カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａの変化によって変化する上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒの形状の変化を示すものであり、形状の変化は脈波の振幅、先鋭度、上昇期間などに表れる。従って、変化値には、脈波の振幅、先鋭度、上昇期間の変化量、変化率などが含まれる。
【００３１】
ここで、上記先鋭度とは、脈波の上方への尖り具合を示す値であり、たとえば、図３に示す一拍分の区間の上腕脈波ＷＢを積分（加算）することにより算出される脈波面積Ｓを、ピーク高さＨと脈拍周期Ｗとの積（Ｗ×Ｈ）で割ることにより、すなわちＳ／（Ｗ×Ｈ）なる演算が行われることにより算出される正規化脈波面積ＶＲ、最高ピ−クｂまでの前半部の面積Ｓ１あるいは最高ピ−クｂ以降の後半部の面積Ｓ２を正規化したもの、Ｈ×（２／３）に相当する高さの幅寸法Ｉを正規化したＩ／Ｗ等である。また、上記正規化脈波面積ＶＲは、％ＭＡＰとも称され、ピーク高さＨすなわち脈圧に対する脈波面積Ｓの重心位置の高さＧの割合（＝１００×Ｈ／Ｇ）としても算出できる。
また、上昇期間ＵＴとは、図３に示すように、立ち上がり点ａからピークｂまでの上腕脈波ＷＢの大きさが増加する期間である。
【００３２】
動脈狭窄判定手段６４は、変化値算出手段６２により算出された第１変化値と第２変化値とを比較することにより、心臓から左上腕１４Ｌまでの区間と心臓から右上腕１４Ｒまでの区間とで、いずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定する。動脈狭窄があると動脈狭窄部位の下流では血圧値BPが低下する。また、カフ圧PCが平均血圧値に近いほど脈波の振幅が大きくなり、脈波は尖った形状となる。そのため、異なるカフ圧PCにおいて得た２つの脈波の形状に基づいて算出される第１変化値および第２変化値は、左上腕１４Ｌまたは右上腕１４Ｒよりも上流側の動脈狭窄の影響を受けて変化するので、第１変化値と第２変化値とを比較することにより、心臓から左上腕１４Ｌまでの区間と心臓から右上腕１４Ｒまでの区間とで、いずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定できるのである。
【００３３】
同期判定手段６６は、前記動脈狭窄判定手段６４により動脈狭窄が少ないと判定された側の上腕脈波WB（図２では左上腕脈波WB_L）および左足首脈波WA_Lが同期しているかを判定する。この同期判定は、それぞれの脈波について立ち上がり点やピークなどの特徴点を決定し、その特徴点が同期して検出されるか否かに基づいて判定する。
【００３４】
正常脈拍周期範囲決定手段６８は、左上腕脈波ＷＢ_Ｌ、右上腕脈波ＷＢ_Ｒまたは左足首脈波ＷＡ_Ｌのうちいずれか一つの脈波（図２では脈波弁別回路３２ｄにより弁別される左足首脈波ＷＡ_Ｌ）を複数拍分読み込み、その複数拍分の脈波の周期を平均した平均値を算出し、さらに、その平均値を中心としたその平均値の所定割合の範囲（たとえば±２０％）を正常脈拍周期範囲に決定する。
【００３５】
不整脈判定手段７０は、逐次得られる左右の上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒおよび左足首脈波ＷＡ_Ｌのうちのいずれか一つの脈波について脈拍周期をそれぞれ決定し、その脈拍周期が前記正常脈拍周期範囲決定手段６８によって決定された正常脈拍周期範囲内である場合には脈波は不整脈でないと判定し、それらの脈拍周期が前記正常脈拍周期範囲内でない場合には脈波は不整脈であると判定する。
【００３６】
脈波伝播速度情報算出手段７２は、前記動脈狭窄判定手段６４により動脈狭窄が少ないと判定された側の上腕カフ圧PCおよび左足首カフ圧PC_dを予め定められた脈波検出圧に制御するための指令信号をカフ圧制御手段６０に出力し、その上腕カフ圧PCおよび左足首カフ圧PC_dが脈波検出圧に制御されている状態で、脈波検出圧に制御されているカフ１８，２０から得られる上腕脈波WBおよび左足首脈波WA_Lを逐次読み込む。ここで、上記脈波検出圧とは、それぞれのカフ１８，２０が装着されている部位における最低血圧値よりも低い圧力であって脈波弁別回路３２により弁別される脈波信号SMが十分な信号強度となるような圧力であり、たとえば５０mmHgに設定されている。
そして、逐次読み込んでいる上腕脈波WBと左足首脈波WA_Lであって、前記同期判定手段６６により同期していると判定され、且つ、前記不整脈判定手段７０により不整脈でないと判定された上腕脈波WBおよび左足首脈波WA_Lに基づいて脈波伝播速度情報を算出する。すなわち、上記条件を満たす上腕脈波WBにおいて、立ち上がり点やピークなどの所定部位が検出された時間と、上記条件を満たす左足首脈波WA_Lにおいて上記上腕脈波WBの所定部位に対応する部位が検出された時間との時間差を脈波伝播時間DT(sec)として算出する。
また、脈波伝播速度情報算出手段７２は、さらに、入力装置４０から供給された患者の身長Tを、身長Tと伝播距離Lとの間の予め記憶された関係である式１に代入することにより伝播距離Lを求め、さらに、得られた伝播距離Lと脈波伝播時間DTとを式２に代入することにより脈波伝播速度PWV(cm/sec)を算出するようになっていてもよい。
（式１） L=aH+b
（a,bは、実験に基づいて決定された定数）
（式２） PWV=L/DT
そして、算出した脈波伝播時間DTまたは脈波伝播速度PWVを表示器４８に表示する。
【００３７】
図４は、ＣＰＵ４２の制御機能のうち、ＡＢＩの算出に関する機能の要部を説明する機能ブロック線図である。足首血圧値決定手段７４は、カフ圧制御手段６０に指令信号を出力することにより、左足首カフ圧ＰＣ_ｄおよび右足首カフ圧ＰＣ_ｃを、所定の第１降圧開始圧力（たとえば２４０ｍｍＨｇ）まで急速昇圧させた後３〜５ｍｍＨｇ程度の速度で徐速降圧させ、その徐速降圧過程で順次採取される足首脈波ＷＡ_Ｌ，ＷＡ_Ｒの振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて、左足首１２Ｌにおける血圧値ＢＰである左足首最高血圧値ＢＰ_ＡＳＹＳ（Ｌ）・左足首平均血圧値ＢＰ_{ＡＭＥＡＮ}（Ｌ）・左足首最低血圧値ＢＰ_ＡＤＩＡ（Ｌ）、および右足首１２Ｒにおける血圧値ＢＰである右足首最高血圧値ＢＰ_ＡＳＹＳ（Ｒ）・右足首平均血圧値ＢＰ_{ＡＭＥＡＮ}（Ｒ）・右足首最低血圧値ＢＰ_ＡＤＩＡ（Ｒ）を決定する。
【００３８】
上腕血圧値決定手段７６は、カフ圧制御手段６０に指令信号を出力することにより、左上腕カフ圧ＰＣ_ｂおよび右上腕カフ圧ＰＣ_ａを、所定の第２降圧開始圧力（たとえば１８０ｍｍＨｇ）まで急速昇圧させた後３〜５ｍｍＨｇ程度の速度で徐速降圧させ、その徐速降圧過程で順次採取される上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒの振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて、左上腕１４Ｌの血圧値ＢＰである左上腕最高血圧値ＢＰ_ＢＳＹＳ（Ｌ）・左上腕平均血圧値ＢＰ_{ＢＭＥＡＮ}（Ｌ）・左上腕最低血圧値ＢＰ_ＢＤＩＡ（Ｌ）、および右上腕１４Ｒにおける血圧値ＢＰである右上腕最高血圧値ＢＰ_ＢＳＹＳ（Ｒ）・右上腕平均血圧値ＢＰ_{ＢＭＥＡＮ}（Ｒ）・右上腕最低血圧値ＢＰ_ＢＤＩＡ（Ｒ）を決定する。
【００３９】
足首上腕血圧指数算出手段７８は、足首血圧値決定手段７４により決定された左足首最高血圧値ＢＰ_ＡＳＹＳ（Ｌ）を、上腕血圧値決定手段７６により決定された左上腕最高血圧値ＢＰ_ＢＳＹＳ（Ｌ）で割ることにより、左側の足首上腕血圧指数すなわちＡＢＩ（Ｌ）を算出するとともに、足首血圧値決定手段７４により決定された右足首最高血圧値ＢＰ_ＡＳＹＳ（Ｒ）を、上腕血圧値決定手段７６により決定された右上腕最高血圧値ＢＰ_ＢＳＹＳ（Ｒ）で割ることにより、右側の足首上腕血圧指数すなわちＡＢＩ（Ｒ）を算出する。そして、算出したＡＢＩ（Ｌ），ＡＢＩ（Ｒ）を、前記脈波伝播速度情報算出手段７２により脈波伝播速度情報が表示されている表示器４８に表示する。
【００４０】
図５および図６は、図２に示したＣＰＵ４２の脈波伝播速度情報の算出に関する制御機能をさらに具体化した場合の、その制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。なお、図５および図６のフローチャートは、入力装置４０から患者の身長Ｔを表す身長信号ＳＴが予め供給されていることを条件として、図示しないスタートボタンの操作により開始する。
【００４１】
図５において、まず、ステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、空気ポンプ３６ａ、３６ｂを駆動させ且つ調圧弁２６ａ、２６ｂを制御することにより、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａの急速昇圧を開始する。そして、続くＳ２では、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａが、６０ｍｍＨｇに設定された第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１に到達したか否かを判断する。上記Ｓ２の判断が否定された場合には、Ｓ２の判断を繰り返し実行するとともに、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａの昇圧を継続する。一方、Ｓ２の判断が肯定された場合には、続くＳ３において、調圧弁２６ａ、２６ｂを制御することにより、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａを第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１に維持する。
【００４２】
続くＳ４では、脈波弁別回路３２ｂから供給される左上腕脈波ＷＢ_Ｌおよび脈波弁別回路３２ａから供給される右上腕脈波ＷＢ_Ｒをそれぞれ一拍分ずつ読み込む。そして、読み込んだ後は、調圧弁２６ａ、２６ｂを制御することにより、左右の上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａを再び急速昇圧させる（Ｓ５）。
【００４３】
そして、続くＳ６では、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａが、９０ｍｍＨｇに設定された第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２に到達したか否かを判断する。上記Ｓ６の判断が否定された場合には、Ｓ６の判断を繰り返し実行するとともに、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａの昇圧を継続する。一方、Ｓ６の判断が肯定された場合には、続くＳ７において、調圧弁２６ａ、２６ｂを制御することにより、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａを第２目標圧力ＰＣ_Ｍ１に維持する。
【００４４】
続くＳ８では、上腕カフ圧ＰＣ_ｂ，ＰＣ_ａが上記第２目標圧力ＰＣ_Ｍ１に維持されている状態で、左上腕脈波ＷＢ_Ｌおよび右上腕脈波ＷＢ_Ｒをそれぞれ一拍分ずつ読み込む。続くＳ９では、左右の上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｌについて、左上腕カフ圧ＰＣ_ｂおよび右上腕カフ圧ＰＣ_ａがそれぞれ６０ｍｍＨｇから９０ｍｍＨｇに増加したときの振幅の変化率を、第１変化値および第２変化値としてそれぞれ算出する。すなわち、まず、前記Ｓ４で読み込んだ左右の上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒの振幅をそれぞれ算出するとともに、上記Ｓ８で読み込んだ左右の上腕脈波ＷＢ_Ｌ，ＷＢ_Ｒの振幅をそれぞれ算出する。そして、左上腕カフ圧ＰＣ_ｂが第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２である状態にて得られた左上腕脈波ＷＢ_Ｌの振幅を、左上腕カフ圧ＰＣ_ｂが第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１である状態にて得られた左上腕脈波ＷＢ_Ｌの振幅で割ることにより、左上腕脈波ＷＢ_Ｌの振幅の変化率を第１変化値として算出し、同様に、右上腕カフ圧ＰＣ_ａが第２目標圧力ＰＣ_Ｍ２である状態にて得られた右上腕脈波ＷＢ_Ｒの振幅を、右上腕カフ圧ＰＣ_ａが第１目標圧力ＰＣ_Ｍ１である状態にて得られた右上腕脈波ＷＢ_Ｒの振幅で割ることにより、右上腕脈波ＷＢ_Ｒの振幅の変化率を第２変化値として算出する。図５では、Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９が変化値算出手段６２に相当する。
【００４５】
続いて動脈狭窄判定手段６４に相当するＳ１０乃至Ｓ１１を算出する。Ｓ１０では、上記振幅の変化率が予め設定された所定値以上であるか否かに基づいて、心臓から左上腕１４Ｌまでの区間の動脈狭窄、および心臓から右上腕１４Ｒまでの区間の動脈狭窄を判定する。すなわち、前記Ｓ９で算出した変化率が上記所定値より小さい場合には動脈狭窄があると判定し、前記Ｓ９で算出した変化率が上記所定値以上である場合には動脈狭窄がないと判定する。このようにして動脈狭窄が判定できるのは、第１目標圧力PC_M1が一般的な上腕最低血圧値BP_BDIA程度の値に設定され、第２目標圧力PC_M2が一般的な上腕平均血圧値BP_BMEAN程度の値に設定されており、カフ２０内の圧力の振動成分として検出される上腕脈波WBは、カフ圧PCが上腕平均血圧値BP_BMEANに到達するまでは振幅が増加するので、動脈狭窄がなければ上記変化率は比較的大きな値となる。しかし、上腕１４までの経路に動脈狭窄がある場合には上腕血圧値BP_Bは低下して、第２目標圧力PC_M2ではすでに上腕平均血圧BP_BMEAN以上となるので、上腕脈波WBの振幅が低下する。そのため、上腕１４までの経路に動脈狭窄がある場合には上記変化率は比較的小さな値となる。従って、振幅の変化率に基づいて動脈狭窄が判定できるのである。
【００４６】
続くＳ１１では、前記Ｓ９で算出した左右の上腕脈波WB_L,WB_Rについての振幅の変化率を比較して左右のどちらの変化率が大きいかを決定し、心臓から変化率の大きい側の上腕１４までの区間の方が、心臓から他方の上腕１４までの区間より動脈狭窄が少ないと判定する。続くＳ１２では、上記Ｓ１１で決定された区間とは反対側に位置する上腕１４に装着されたカフ２０のカフ圧PCを排圧する。
【００４７】
続いて図６に示すＳ１３以下を説明する。続くＳ１３では、前記Ｓ１１で動脈狭窄が少ないと判定された側の上腕カフ圧PCと左足首カフ圧PC_dを５０mmHgに設定された脈波検出圧にそれぞれ制御する。
【００４８】
続いて正常脈拍周期範囲決定手段６８に相当するＳ１４乃至Ｓ１５を実行する。まず、Ｓ１４では、左足首脈波ＷＡ_Ｌを数拍乃至数十拍分程度に設定された所定時間読み込む。そして、続くＳ１５では、上記Ｓ１４で読み込んだ左足首脈波ＷＡ_Ｌについてそれぞれ脈拍周期を決定し、さらにそれら脈拍周期を平均した平均値を中心とするその平均値の±２０％の範囲を正常脈拍周期範囲に決定する。
【００４９】
続くＳ１６では、前記Ｓ１３においてカフ圧ＰＣが脈波検出圧に制御されているカフ１８，２０に接続された脈波弁別回路３２からの脈波信号ＳＭを読み込むことにより、左足首脈波ＷＡ_Ｌおよび左上腕脈波ＷＢ_Ｌまたは右上腕脈波ＷＢ_Ｒの一方（以下、単に上腕脈波ＷＢという）を一拍分読み込む。続いて、不整脈判定手段７０に相当するＳ１７乃至Ｓ１８を実行する。Ｓ１７では、上記Ｓ１６で読み込んだ左足首脈波ＷＡ_Ｌの脈拍周期を決定する。そして、続くＳ１８では、Ｓ１７で決定した脈拍周期が前記Ｓ１５で決定した正常脈拍周期範囲内であるかどうかを判定する。この判断が否定された場合には、Ｓ１６で読み込んだ脈波は不整脈であり正確な脈波伝播時間ＤＴを算出することができないので、前記Ｓ１６を再度実行することにより、脈波を再度読み込む。
【００５０】
一方、Ｓ１８の判断が肯定された場合には、同期判定手段６６に相当するＳ１９の判断を実行する。すなわち、前記Ｓ１６で読み込んだ左足首脈波ＷＡ_Ｌおよび上腕脈波ＷＢの２つの脈波について、それぞれ立ち上がり点およびピークを決定し、立ち上がり点同士の時間差およびピーク同士の時間差を算出し、立ち上がり点同士の時間差とピーク同士の時間差とが略一致している場合には、左足首脈波ＷＡ_Ｌと上腕脈波ＷＢとは同期していると判定してＳ２０を実行するが、立ち上がり点同士の時間差とピーク同士の時間差が略一致していない場合には、体動によりいずれか一方の脈波にノイズが混入してしまい、誤った位置を立ち上がり点またはピークと認識していると考えられるので、ノイズのない脈波を検出するために前記Ｓ１６を再び実行する。
【００５１】
上記Ｓ１９の判断が肯定された場合には、続くＳ２０において、空気ポンプ３６を停止させ、且つ調圧弁２６を制御することにより、カフ圧ＰＣを排圧してカフ圧ＰＣを大気圧とする。
【００５２】
続いて脈波伝播速度情報算出手段７２に相当するＳ２１乃至Ｓ２３を実行する。まず、Ｓ２１では、前記Ｓ１６で読み込んだ左足首脈波ＷＡ_Ｌの立ち上がり点と上腕脈波ＷＢの立ち上がり点との時間差を脈波伝播時間ＤＴとして算出する。続くＳ２２では、予め供給されている患者の身長Ｔを、前記式１に代入することにより伝播距離Ｌを算出する。そして、続くＳ２３では、前記Ｓ２１で算出した脈波伝播時間ＤＴおよび上記Ｓ２２で算出した伝播距離Ｌを、前記式２に代入することにより脈波伝播速度ＰＷＶを算出し、その算出した脈波伝播速度ＰＷＶを表示器４８に表示する。
【００５３】
なお、図４に示したＡＢＩの算出は、図５、６に示したフローチャートの実行前または実行後に実行する。
【００５５】
上述の図５，６に示したフローチャートに基づく実施形態によれば、Ｓ９（変化値算出手段６２）において第１変化値と第２変化値が算出される。この第１変化値および第２変化値は、左上腕カフ圧PC_bの変化に伴う左上腕脈波WB_Lの振幅の変化率および右上腕カフ圧PC_aの変化に伴う右上腕脈波WB_Rの振幅の変化率であるので、心臓から左上腕１４Ｌまでの動脈狭窄の程度および心臓から右上腕１４Ｒまでの動脈狭窄の程度をそれぞれ反映する。従って、Ｓ１１（動脈狭窄判定手段６４）において第１変化値と第２変化値とを比較すると、心臓から左上腕１４Ｌまでの区間と心臓から右上腕１４Ｒまでの区間のいずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定できる。そして、Ｓ２１乃至Ｓ２３（脈波伝播速度情報算出手段７２）では、Ｓ１１（動脈狭窄判定手段６４）において動脈狭窄が少ないと判定された側の上腕脈波WBと、左足首脈波WA_Lとに基づいて脈波伝播速度PWVが算出されるので、上腕１４の動脈狭窄の影響が少ない脈波伝播速度PWVが得られる。従って、その脈波伝播速度PWVを用いると、精度よく下肢の動脈狭窄を診断することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された動脈狭窄診断装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１のＣＰＵの制御機能のうち、脈波伝播速度情報の算出に関する機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】上腕脈波ＷＢを例示する図である。
【図４】図１のＣＰＵの制御機能のうち、ＡＢＩの算出に関する機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図５】図２に示したＣＰＵの脈波伝播速度情報の算出に関する制御機能をさらに具体化した場合の、その制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。
【図６】図５に続いて実行されるフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０：動脈狭窄診断装置
１８：足首用カフ（下肢用カフ）
１８，２４：足首脈波検出装置（下肢脈波検出装置）、第２脈波検出装置
２０Ｒ：右上腕用カフ（右上肢用カフ）
２０Ｌ：左上腕用カフ（左上肢用カフ）
２０Ｒ，２４ａ：右上腕脈波検出装置（右上肢脈波検出装置）、第１脈波検出装置
２０Ｌ，２４ｂ：左上腕脈波検出装置（左上肢脈波検出装置）、第１脈波検出装置
６２：変化値算出手段
６４：動脈狭窄判定手段
６６：同期判定手段
６８：正常脈拍周期範囲決定手段
７０：不整脈判定手段
７２：脈波伝播速度情報算出手段

Claims

生体の左上肢に巻回される左上肢用カフと、
該生体の右上肢に巻回される右上肢用カフと、
該生体の下肢に巻回される下肢用カフと、
前記左上肢用カフにより圧迫される動脈から該左上肢用カフに伝達される左上肢脈波を検出する左上肢脈波検出装置と、
前記右上肢用カフにより圧迫される動脈から該右上肢用カフに伝達される右上肢脈波を検出する右上肢脈波検出装置と、
前記下肢用カフにより圧迫される動脈から該下肢用カフに伝達される下肢脈波を検出する下肢脈波検出装置と、
前記左上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う前記左上肢脈波検出装置により検出される左上肢脈波の変化を示す第１変化値および前記右上肢用カフの圧迫圧力の変化に伴う前記右上肢脈波検出装置により検出される右上肢脈波の変化を示す第２変化値を算出する変化値算出手段と、
該変化値算出手段により算出される第１変化値と第２変化値との比較に基づいて、心臓から左上肢までの区間と心臓から右上肢までの区間とで、いずれの区間の動脈狭窄が少ないかを判定する動脈狭窄判定手段と、
前記動脈狭窄判定手段により動脈狭窄が少ないと判定された側の上肢脈波と、前記下肢脈波検出装置により検出される下肢脈波とに基づいて、前記生体内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播速度情報算出手段と
を含むことを特徴とする下肢動脈狭窄診断装置。
前記変化値算出手段により算出される第１変化値および第２変化値はともに変化率であり、
前記動脈狭窄判定手段は、変化率である第１変化値と第２変化値とを比較して、変化率が大きい側を、心臓から左上肢までの区間および心臓から右上肢までの区間のうち動脈狭窄が少ない区間と判定する
ことを特徴とする請求項１の下肢動脈狭窄診断装置。