JP3583495B2

JP3583495B2 - Myocardial ischemia evaluation system

Info

Publication number: JP3583495B2
Application number: JP04469395A
Authority: JP
Inventors: 享岡; 秀一津田
Original assignee: コーリンメディカルテクノロジー株式会社
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH08238224A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生体の心臓の心筋虚血を評価するための心筋虚血評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体の心臓の疾患の一種に、無痛性心筋虚血（ＳｉｌｅｎｔＭｙｏｃａｒｄｉｎａｌＩｓｃｈｅｍｉａ）と称されるものがある。このような疾患は無自覚であることから、非侵襲的に精度の高い診断を可能とすることが望まれる。これに対し、生体に所定の運動負荷を加えたときの心電波形のＳＴ部分の降下（ＳＴ降下）を観測し、そのＳＴ降下状態が心筋虚血特有のものであるか否かに基づいてスクリーニングしたり、或いはそれに加えて、上記所定の運動負荷が付与されたときの心拍数のトレンドの特徴を参考としてスクリーニングしたりすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、上記のようなスクリーニングが施されても、実際に心筋虚血が含まれる割合は十数％程度に過ぎず、血管造影などの侵襲的診断による負担を生体に対して不要に与える割合が多いという欠点があった。
【０００４】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、心臓の心筋虚血を比較的正確に評価できる心筋虚血評価装置を提供することにある。
【０００５】
本発明者等は、以上の事情を背景として研究を重ねるうち、生体の血圧値の変動を周波数解析すると、その生体の呼吸周波数よりも１／３程度の周期を持つ低周波数成分が存在し、生体に付与される運動負荷に関連して、その低周波数成分の血圧変動低周波信号は心筋虚血に特有の変化を示すことを見出した。上記血圧変動低周波信号は、生体の血圧調節系の遅れ要素に起因するものであって交感神経活動レベルに比例するものと推定されることから、上記血圧変動低周波信号は心筋の緊張を示しており、心筋虚血が存在する場合は運動負荷の付与があるとその回復が遅れる程度が血圧変動低周波信号の変化状態から把握できる。本発明は、このような知見に基づいて為されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、上記目的を達成するための第１の発明の要旨とするところは、生体の心臓に発生する心筋虚血を評価するための心筋虚血評価装置であって、（ａ）前記生体の血圧値を連続的に測定する連続血圧測定手段と、（ｂ）その連続血圧測定手段により連続的に検出された血圧値の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数よりも低い周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号を抽出する血圧変動周波数解析手段と、（ｃ）前記生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出された指標値と、上記生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出された指標値とを、相互対比可能に表示する表示手段とを、含むことにある。
【０００７】
【作用】
このようにすれば、血圧変動周波数解析手段により、前記連続血圧測定手段により連続的に検出された血圧値の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数よりも低い周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号が抽出される。そして、評価手段により、生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出された指標値と、その生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出された指標値とが、相互対比可能に表示される。
【０００８】
【第１発明の効果】
すなわち、本発明によれば、生体に所定の運動負荷が与えられる前後の上記血圧変動低周波信号自体或いはそれに基づいて算出される指標値の変化状態が対比可能な表示から容易に観察できるので、それに基づいて非侵襲的に心筋虚血が評価される。この血圧変動低周波信号は直接的に血管運動性交感神経の活動レベルに基づくものであるので、変動因子の多い心電図や心拍数の変化を用いる場合に比較して、無痛性心筋虚血が比較的正確に評価され得る。
【０００９】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２の発明の要旨とするところは、生体の心臓に発生する心筋虚血を評価するための心筋虚血評価装置であって、（ａ）前記生体の血圧値を連続的に測定する連続血圧測定手段と、（ｂ）その連続血圧測定手段により連続的に検出された血圧値の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数よりも低い周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号を抽出する血圧変動周波数解析手段と、（ｃ）前記生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出される指標値と、その生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号或いはそれに基づいて算出された指標値との変化状態に基づいて、前記心筋虚血を評価する評価手段とを、含むことにある。
【００１０】
【作用】
このようにすれば、血圧変動周波数解析手段により、前記連続血圧測定手段により連続的に検出された血圧値の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数よりも低い周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号が抽出される。そして、評価手段により、生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号とその生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号とに基づいて、前記心筋虚血が評価される。
【００１１】
【第２発明の効果】
すなわち、本発明によれば、生体に所定の運動負荷が与えられる前後の上記血圧変動低周波信号自体或いはそれに基づいて算出される指標値の変化状態、たとえば変化量、変化率、或いは回復曲線などから、直接的に血管運動性交感神経の活動レベルに基づいて、非侵襲的に心筋虚血が評価されるので、変動因子の多い心電図や心拍数の変化を用いる場合に比較して、無痛性心筋虚血が比較的正確に評価され得る。
【００１２】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記生体の心拍周期を連続的に検出する心拍周期検出手段と、その心拍周期検出手段により連続的に検出された心拍周期の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸の周波数付近にピークを示す心拍周期変動高周波信号を抽出する心拍周期変動周波数解析手段とがさらに含まれ、前記評価手段は、前記血圧変動低周波信号と上記心拍周期変動高周波信号との信号比を、前記指標値として用いるものである。このようにすれば、血管運動性交感神経の活動レベルに対応する血圧変動低周波信号と、副交感神経系の活動レベルに対応する心拍周期変動高周波信号との信号比の変化が用いられることから、副交感神経が支配的である好気性代謝および交感神経が支配的である嫌気性代謝の割合に基づく評価となるので、血圧変動低周波信号だけを用いる場合に比較して評価精度が高められる利点がある。
【００１３】
また、好適には、前記評価手段は、前記信号比の変化量或いは変化率が予め設定された判断基準値を超えたか否かに基づいて前記心臓の心筋虚血状態を判定するものである。このようにすれば、信号比の変化量或いは変化率が判断基準値を超えたか否かを判定するだけでよいので、複雑な判定アルゴリズムが不要となる利点がある。
【００１４】
また、好適には、前記評価手段は、前記運動負荷付与前の信号比に向かって運動負荷付与後の信号比が回復する回復時間或いは回復率に基づいて前記心臓の心筋虚血状態を判定するものである。このようにすれば、前記信号比の回復状態に基づいて評価されるので、心筋虚血状態の評価が一層正確となる。
【００１５】
また、好適には、連続血圧測定手段は、前記生体の動脈から発生する圧脈波を検出するためにその生体に装着される圧脈波センサを備え、その圧脈波センサにより検出された圧脈波の上ピーク値に基づいて最高血圧値を１拍毎に連続的に測定するものである。このようにすれば、１拍毎に連続して測定される最高血圧値に基づいてそのゆらぎの周波数である血圧変動低周波信号が抽出されるので、比較的正確な信号が得られる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例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心筋虚血評価装置８の構成を説明する図である。
【００１７】
図１において、心筋虚血評価装置８は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有してたとえば患者の上腕部１２に巻回されるカフ１０と、このカフ１０に配管２０を介してそれぞれ接続された圧力センサ１４、切換弁１６、および空気ポンプ１８とを備えている。この切換弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する急速昇圧状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速降圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００１８】
圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２６を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００１９】
上記脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの圧力振動成分である脈波信号ＳＭ_１を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ_１をＡ／Ｄ変換器３０を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００２０】
上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ２９，ＲＯＭ３１，ＲＡＭ３３，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、ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３３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切換弁１６および空気ポンプ１８を制御する。
【００２１】
圧脈波検出プローブ３４は、前記カフ１０が装着された患者の上腕部１２の動脈下流側の部位において、容器状を成すハウジング３６の開口端が体表面３８に対向する状態で装着バンド４０により手首４２に着脱可能に取り付けられるようになっている。ハウジング３６の内部には、ダイヤフラム４４を介して圧脈波センサ４６が相対移動可能かつハウジング３６の開口端からの突出し可能に設けられており、これらハウジング３６およびダイヤフラム４４等によって圧力室４８が形成されている。この圧力室４８内には、空気ポンプ５０から調圧弁５２を経て圧力エアが供給されることにより最適押圧力Ｐ_ＨＤＰに保持されるようになっており、これにより、圧脈波センサ４６は圧力室４８内の圧力に応じた押圧力Ｐ_ＨＤで前記体表面３８に押圧される。
【００２２】
上記圧脈波センサ４６は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップの平坦な押圧面５４に多数の半導体感圧素子（図示せず）が配列されて構成されており、手首４２の体表面３８の撓骨動脈５６上に押圧されることにより、撓骨動脈５６から発生して体表面３８に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭ_２をＡ／Ｄ変換器５８を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００２３】
また、前記電子制御装置２８のＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従って、空気ポンプ５０および調圧弁５２へ駆動信号を出力し、圧力室４８内の圧力すなわち圧脈波センサ４６の皮膚に対する押圧力を調節する。これにより、連続圧脈波測定に際しては、圧力室４８内の圧力変化過程で逐次得られる圧脈波に基づいて撓骨動脈５６の管壁の一部が平坦となるまで押圧するための圧脈波センサ４６の最適押圧力Ｐ_ＨＤＰが決定され、圧脈波センサ４６の最適押圧力Ｐ_ＨＤＰを維持するように調圧弁５２が制御される。
【００２４】
図２は、上記心筋虚血評価装置８における電子制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図において、カフ血圧測定手段６２は、カフ１０の圧迫圧力の緩やかな変化過程においてカフ１０の圧力振動として得られた脈波の大きさの変化に基づいてオシロメトリック法により生体の最高血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}および最低血圧値Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}を測定する。このカフ血圧測定手段６２は、マイクロホンを用いて検出されるコロトコフ音の発生および消滅に基づいて生体の最高血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}および最低血圧値Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}を測定するものでもよい。
【００２５】
圧脈波センサ４６は、患者のカフ１０が装着される部位たとえば上腕よりも動脈下流側の部位たとえば手首に押圧されることによりその手首の撓骨動脈から発生する圧脈波を検出する。連続血圧測定手段６４は、たとえば圧脈波センサ４６により検出される圧脈波の上ピーク値Ｐ_Ｈｐｋとカフ血圧測定手段６２により測定された最高血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}との間、圧脈波センサ４６により検出される圧脈波の面積の重心値とカフ血圧測定手段６２により測定された平均血圧値Ｐ_{ＢＰＭＥＡＮ}との間、圧脈波の下ピーク値Ｐ_Ｌｐｋとカフ血圧測定手段６２により測定された最低血圧値Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}との間の少なくとも２箇所を対応させることにより、圧脈波Ｐ_Ｍと実際の血圧値との間の対応関係を生体に所定の運動負荷が与えられる前および後においてそれぞれ決定し、その対応関係から圧脈波センサ４６により検出される圧脈波に基づいて血圧値を測定する。すなわち、圧脈波センサ４６により検出される圧脈波の大きさが上記対応関係によって較正されることにより、動脈内の血圧値を示す連続血圧波形とされる。これにより、その連続血圧波形の上ピーク値が最高血圧値を、下ピーク値が最低血圧値をそれぞれ示すことになる。上記対応関係は、たとえば図３に示すものであり、Ｐ_ＢＰ＝Ａ・Ｐ_Ｍ＋Ｂ式により表される。但し、Ａは傾きを示す定数、Ｂは切片を示す定数である。
【００２６】
運動負荷装置６８にはよく知られたトレッドミルが用いられるが、エルゴメータなどの他の装置が用いられてもよい。この運動負荷装置６８に設定される運動強度および運動時間は、被検者の安全を確保できる範囲で運動負荷が大きくなるように、被検者の年齢、体力、体調などに応じて決定される。
【００２７】
血圧変動周波数解析手段７０は、上記連続血圧測定手段６４により連続的に検出された血圧値たとえば連続血圧波形の上ピーク値である最高血圧値の変動（ゆらぎ）の周波数解析を実行し、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数ＲＦよりも低い（１／３程度の）周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐを抽出する。たとえば上記生体呼吸周波数ＲＦが０．２５Ｈｚ程度であるとすると、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐは０．０７Ｈｚ程度付近にピークを示す。
【００２８】
心拍周期検出手段７２は、前記生体の心拍周期ＲＲを、たとえば連続血圧測定手段６４により連続的に検出された血圧波形或いは圧脈波センサ４６により検出された圧脈波の周期などを算出することにより連続的に検出する。心拍周期変動周波数解析手段７４は、心拍周期検出手段７２により連続的に検出された心拍周期ＲＲの変動（ゆらぎ）の周波数解析を実行し、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数ＲＦ付近にピークを示す心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒを抽出する。
【００２９】
表示手段７６は、生体に所定の運動負荷を与える前において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ１或いはそれに基づいて算出された指標値ＤＶ_１と、生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ２或いはそれに基づいて算出された指標値ＤＶ_２とを、表示器３２の画面に相互対比可能に表示する。図４、図５、および図６はその表示例を示している。図４では、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐの信号強度を示す信号強度軸ＰＸと時間軸ＴＸとから構成される二次元座標において、運動負荷付与前の期間および運動負荷付与後の期間における血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ１およびＬＦ_ａｂｐ２のトレンドが共通の時間軸ＴＸに沿って表示されている。また、図５では、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐの信号強度を示す信号強度軸ＰＸと時間軸ＴＸと周波数軸ＦＸとから構成される三次元座標において、運動負荷付与前の期間および運動負荷付与後の期間における血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐの周波数解析スペクトルが共通の時間軸ＴＸに沿って順次表示されている。図６では、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐに基づいて算出された指標値ＤＶを示す指標値軸ＳＸと時間軸ＴＸとから構成される二次元座標において、運動負荷付与前の期間および運動負荷付与後の期間において血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐからそれぞれ算出された指標値ＤＶ_１および指標値ＤＶ_２のトレンドが共通の時間軸ＴＸに沿って表示されている。この指標値ＤＶとしては、たとえば、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐと心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒとの信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒが用いられる。
【００３０】
評価手段７８は、生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ１或いはそれに基づいて算出された指標値ＤＶ_１（＝ＬＦ_ａｂｐ１／ＨＦ_ｒｒ１）と、生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ２或いはそれに基づいて算出された指標値ＤＶ_２（＝ＬＦ_ａｂｐ２／ＨＦ_ｒｒ２）との変化に基づいて心筋虚血を自動的に評価する。たとえば、評価手段７８は、上記血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ１と血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ２との変化量ΔＬＦ_ａｂｐ（＝ＬＦ_ａｂｐ１−ＬＦ_ａｂｐ２）、上記指標値ＤＶ_１と指標値ＤＶ_２との変化量ΔＤＶ（＝ＤＶ_１−ＤＶ_２）、またはそれらの変化率ＬＦ_ａｂｐ１／ＬＦ_ａｂｐ２或いはＤＶ_１／ＤＶ_２が所定の判断基準値を超えたか否かに基づいて心筋虚血を判定する。或いは、評価手段７８は、運動負荷付与終了後において血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ２或いは指標値ＤＶ_２の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ１或いは指標値ＤＶ_１に向かって回復する回復時間或いは単位時間当たりの回復率が予め設定された判断基準値を超えたか否かに基づいて心筋虚血を判定する。
【００３１】
図７は、上記電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図７のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）では、心筋虚血評価装置８の起動操作が図示しない操作釦により行われたか否かが判断される。このＳＡ１の判断が否定されるうちは待機させられるが、肯定されると前記カフ血圧測定手段６２に対応するＳＡ２においてカフ１０による血圧測定が実行される。図８のＡ時点はこの状態を示している。
【００３２】
このＳＡ２では、血圧測定のためにカフ１０が最高血圧値よりも充分に高い値（たとえば１８０ｍｍＨｇ）まで昇圧させられた後、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排気側へ切り換えることによりカフ１０を２乃至３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降下させ、その徐速変化過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ_１が表す脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}、平均血圧値Ｐ_{ＢＰＭＥＡＮ}、および最低血圧値Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}が測定されるとともに、脈波間隔に基づいて脈搏数ＰＲなどが決定されるのである。そして、その測定された血圧値および脈搏数などが表示器３２に表示されるとともに、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。図８のＢ時点はこの状態を示している。
【００３３】
次いで、前記連続血圧測定手段６４に対応するＳＡ３では、圧脈波センサ４６からの圧脈波の大きさ（絶対値すなわち圧脈波信号ＳＭ_２の大きさ）と上記ＳＡ２において測定されたカフ１０による血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}、Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}との間の対応関係が求められる。すなわち、圧脈波センサ４６からの圧脈波が１拍読み込まれ且つその圧脈波の最高値Ｐ_Ｈｐｋおよび最低値Ｐ_Ｌｐｋが決定されるとともに、それら圧脈波の最高値Ｐ_Ｈｐｋおよび最低値Ｐ_ＬｐｋとＳＡ２にてカフ１０により測定された最高血圧値Ｐ_{ＢＰＳＹＳ}および平均血圧値Ｐ_{ＢＰＭＥＡＮ}または最低血圧値Ｐ_{ＢＰＤＩＡ}とに基づいて、図３に示す圧脈波の大きさＰ_Ｍと血圧値との間の対応関係が決定されるとともに、それ以後において読み込まれる圧脈波信号ＳＭ_２は上記対応関係により較正され、動脈内の血圧値を示す連続波形とされる。
【００３４】
続くＳＡ４において、運動負荷の付与に先立って所定数の複数の圧脈波が順次読み込まれる。そして、前記血圧変動周波数解析手段７０および心拍周期変動周波数解析手段７２に対応するＳＡ５において、図９に詳しく示す周波数解析処理ルーチンが実行される。
【００３５】
図９において、前記連続血圧測定手段６４に対応するＳＡ５−１では、ＳＡ３において決定された較正線から上記ＳＡ４により順次読み込まれた圧脈波センサ４６からの圧脈波に基づいて連続血圧値が決定される。たとえば、連続的に検出された血圧値の上ピーク値である最高血圧値が逐次決定される。次いで、前記血圧変動周波数解析手段７０に対応するＳＡ５−２では、上記ＳＡ５−１により順次決定された血圧値たとえば最高血圧値の変動（ゆらぎ）に対する周波数解析が実行され、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数ＲＦよりも低い（１／３程度の）周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐが抽出される。図１０は、上記周波数解析により得られた周波数スペクトルを例示している。
【００３６】
次いで、前記心拍周期検出手段７２に対応するＳＡ５−３では、前記生体の心拍周期ＲＲが、たとえば上記ＳＡ５−１により連続的に検出された血圧波形或いは圧脈波センサ４６により検出された圧脈波の上または下ピーク間隔などを算出することにより連続的に検出される。そして、前記心拍周期変動周波数解析手段７４に対応するＳＡ５−４では、上記ＳＡ５−３により連続的に検出された心拍周期ＲＲの変動（ゆらぎ）の周波数解析が実行され、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数ＲＦ付近にピークを示す心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒが抽出される。図１１は、上記周波数解析により得られた周波数スペクトルを例示している。
【００３７】
上記のようにして血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐおよび心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒが抽出されると、図７のＳＡ６では、運動負荷が付与される前の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐおよび心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒのゆらぎに対応する第１指標値ＤＶ_１（＝ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒ）が決定される。続くＳＡ７では、運動負荷装置６８によって生体に対する運動負荷の付与が終了したか否かが、その運動負荷装置６８からの出力信号などに基づいて判断される。このＳＡ７の判断が否定された場合は、ＳＡ８において運動負荷装置６８による運動負荷の付与作動の許可を出力する。これにより、運動負荷装置６８は、医療従事者による起動動作に応答して、予め設定された運動強度および運動時間に基づいて生体に運動負荷を付与する。図８のＣ時点はこの状態を示している。
【００３８】
以上のステップが繰り返し実行されるうち、運動負荷装置６８による運動負荷の付与作動が終了すると、上記ＳＡ７の判断が肯定されるので、ＳＡ９において第２指標値ＤＶ_２が決定されたか否かが判断される。当初はこのＳＡ９の判断が否定されるので、前記ＳＡ２が再び実行されることによりカフ１０による血圧測定が開始される。図８のＤ時点はこの血圧測定の開始状態を示し、Ｅ時点は終了状態を示している。次いで、ＳＡ３乃至ＳＡ５が再び順次実行されることにより、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐおよび心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒが抽出されると、ＳＡ６では第２指標値ＤＶ_２が運動負荷付与前の場合と同様にして決定される。
【００３９】
上記のようにして、運動負荷の付与が終了し且つ第２指標値ＤＶ_２が決定されると、続くＳＡ７およびＳＡ９の判断が肯定される。図９のＦ時点はこの状態を示している。これにより、前記評価手段７８に対応するＳＡ１０において、上記第１指標値ＤＶ_１および第２指標値ＤＶ_２の相対的な変化に基づいて心臓の心筋虚血が評価される。たとえば、ＳＡ１０において、運動負荷前の所定数の圧脈波の平均値として算出された第１指標値ＤＶ_１と運動負荷後の所定数の圧脈波の平均値として算出された第２指標値ＤＶ_２との間の変化量ΔＤＶ（＝ＤＶ_１−ＤＶ_２）或いは変化率ＤＶ_１／ＤＶ_２が予め設定された判断基準値を超えた場合には正常と判定するが超えない場合には心臓の心筋虚血の可能性ありと判定する。或いは、ＳＡ１０において、運動負荷付与終了後において第２指標値ＤＶ_２が第１指標値ＤＶ_１に向かって回復する回復時間ＴＲが予め設定された判断基準値より短い場合、或いは単位時間当たりの回復率（傾斜値）ΔＤＶ_２が予め設定された判断基準値を超えた場合には正常と判定するが、反対の場合には心臓の心筋虚血の可能性有りと判定する。心臓の心筋が正常である場合には、運動負荷が与えられると圧脈波の形状の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐが増大する一方、運動負荷の付与が終了すると速やかに運動負荷の付与前の状態に向かって回復するからである。
【００４０】
次いで、前記表示手段７６に対応するＳＡ１１では、上記の評価結果が表示器３２の画面に表示されるとともに、たとえば図４乃至図６に例示する表示、すなわち運動負荷後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いは第２指標値ＤＶ_２を運動負荷前の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いは第１指標値ＤＶ_１と対比させることにより、運動後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いは第２指標値ＤＶ_２の運動前の値に対する変化を容易に把握できるようにする表示が表示器３２に行われる。
【００４１】
上述のように、本実施例によれば、血圧変動周波数解析手段７０に対応するＳＡ５−２により、連続血圧測定手段６４に対応するＳＡ５−１により連続的に検出された血圧値の変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸周波数ＲＦよりも低い周波数付近にピークを示す血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐが抽出され、そして．表示手段７６に対応するＳＡ１１により、生体に所定の運動負荷が与えられる前において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いはそれに基づいて算出された第１指標値ＤＶ_１と、その生体に所定の運動負荷が与えられた後において得られた血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いはそれに基づいて算出された第２指標値ＤＶ_２とが、相互対比可能に表示されることから、それら血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐ或いは指標値ＤＶの変化状態が対比可能な表示から容易に観察できるので、それに基づいて非侵襲的に心筋虚血が評価される。上記血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐは直接的に血管運動性交感神経の活動レベルに基づくものであるので、変動因子の多い心電図や心拍数の変化を用いる場合に比較して、無痛性心筋虚血が比較的正確に評価され得る。
【００４２】
また、本実施例によれば、評価手段７８に対応するＳＡ１０により、生体に所定の運動負荷が与えられる前後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐの変化に基づいて前記心臓の心筋虚血が自動的に評価されるので、熟練を要することなく正確に血液駆出機能を評価できる。
【００４３】
また、本実施例によれば、生体の心拍周期ＲＲを連続的に検出する心拍周期検出手段７２と、その心拍周期検出手段７２により連続的に検出された心拍周期ＲＲの変動から、その周波数スペクトルの生体呼吸の周波数付近にピークを示す心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒを抽出する心拍周期変動周波数解析手段７４とがさらに含まれ、前記評価手段７８に対応するＳＡ１０では、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐと上記心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒとの信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒが、前記指標値ＤＶとして用いられることから、副交感神経が支配的である好気性代謝および交感神経が支配的である嫌気性代謝の割合に基づく評価となるので、血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐだけを用いる場合に比較して評価精度が高められる利点がある。
【００４４】
また、本実施例では、前記評価手段７８は、前記信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒの変化量或いは変化率が予め設定された判断基準値を超えたか否かに基づいて前記心臓の心筋虚血状態を判定するものであることから、信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒの変化量或いは変化率が判断基準値を超えたか否かを判定するだけでよいので、複雑な判定アルゴリズムが不要となる利点がある。
【００４５】
また、本実施例では、前記評価手段７８は、前記運動負荷付与前の信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒに向かって運動負荷付与後の信号比が回復する回復時間或いは回復率に基づいて前記心臓の心筋虚血状態を判定するものである。このようにすれば、前記信号比の回復状態に基づいて評価されるので、心筋虚血状態の評価が一層正確となる。
【００４６】
また、本実施例では、連続血圧測定手段６４に対応するＳＡ５─１では、圧脈波センサ４６により検出された圧脈波の上ピーク値に基づいて最高血圧値を１拍毎に連続的に測定するものであることから、１拍毎に連続して測定される最高血圧値に基づいてそのゆらぎの周波数である血圧変動低周波信号が抽出されるので、比較的正確な信号が得られる。
【００４７】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４８】
たとえば、前述の実施例では、連続血圧波形を求めるために連続血圧測定手段６４（ＳＡ５─１）が設けられていたが、運動負荷前後の脈波採取条件がそれほど変化しなければ必ずしも設けられていなくてもよい。血圧値のゆらぎの周波数解析値を抽出するためには、それに用いられる血圧値の絶対値はそれほど精度が要求されないからである。
【００４９】
また、前述の実施例では、評価手段７８および表示手段７６が共に備えられていたが、いずれか一方が設けられていれば、本発明の目的が達成され得る。
【００５０】
また、前述の実施例の圧脈波センサ４６は、撓骨動脈５６内の圧脈波を検出するために手首に装着されていたが、足背動脈内の圧脈波或いは頚動脈内の圧脈波を検出するために、足或いは首に装着されていても差支えない。
【００５１】
また、前述の表示手段７６は、たとえば図８に示すように、心電のＳＴ降下を示す曲線、連続血圧値を示す波形においてその立ち上がり点から切痕ＤＮまでの駆出期間ＥＴ（＝ＬＶＥＴ：ＬｅｆｔＶｅｎｔｒｉｃｕｌａｒＥｊｅｃｔｉｏｎＴｉｍｅ）の面積ＳＶを示す曲線、血圧値と心拍数との積である労作強度ＰＲＰを示す曲線、心拍数ＨＲを示す曲線と共に、前記血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐと上記心拍周期変動高周波信号ＨＦ_ｒｒとの信号比ＬＦ_ａｂｐ／ＨＦ_ｒｒを示す曲線を、運動負荷前後にわたって表示させてもよい。この場合には、心電波形を検出する心電誘導装置、心電のＳＴ降下量を算出するＳＴ降下量算出手段、労作強度ＰＲＰを算出する労作強度算出手段などが設けられる。
【００５２】
また、前述の実施例の心拍周期検出手段７２では、血圧波形或いは圧脈波波形の周期に基づいて心拍周期ＲＲが求められていたが、たとえば心電波形検出装置により検出されるＥＣＧ波形の周期たとえばＲ波周期に基づいて心拍周期ＲＲが求められてもよい。
【００５３】
その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である心筋虚血評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の実施例において用いられる対応関係を例示する図である。
【図４】図１の実施例の表示器において運動負荷付与前の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐに対比して運動負荷付与後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐがトレンド表示される例を示す図である。
【図５】図１の実施例の表示器において運動負荷付与前の血圧値変動の周波数スペクトルに対比して運動負荷付与後の血圧値変動の周波数スペクトルが三次元表示される結果、運動負荷付与前の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐに対比して運動負荷付与後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐが表示された例を示す図である。
【図６】図１の実施例の表示器において第１指標値ＤＶ_１に対比して第２指標値ＤＶ_２が表示された結果、運動負荷付与前の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐに対比して運動負荷付与後の血圧変動低周波信号ＬＦ_ａｂｐが表示された例を示す図である。
【図７】図１の実施例の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図８】図７の制御作動を説明するタイムチャートである。
【図９】図７のＳＡ５の周波数解析処理ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１０】図９の周波数解析処理によって得られた血圧変動の周波数スペクトルを示す図である。
【図１１】図９の周波数解析処理によって得られた心拍周期変動の周波数スペクトルを示す図である。
【符合の説明】
４６：圧脈波センサ
６２：カフ血圧測定手段
６４：連続血圧測定手段
６８：運動負荷装置
７０：血圧変動周波数解析手段
７２：心拍周期検出定手段
７４：心拍周期変動周波数解析手段
７６：表示手段
７８：評価手段[0001]
[Industrial applications]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a myocardial ischemia evaluation device for evaluating myocardial ischemia of a living body heart.
[0002]
[Prior art]
One kind of heart disease in a living body is called painless myocardial ischemia (Silent Myocardial Ischemia). Since such diseases are unconscious, it is desired to enable non-invasive and highly accurate diagnosis. On the other hand, a drop (ST drop) of the ST portion of the electrocardiographic waveform when a predetermined exercise load is applied to the living body is observed, and based on whether the ST drop state is peculiar to myocardial ischemia. Screening is performed or, in addition, screening is performed with reference to the characteristics of the trend of the heart rate when the predetermined exercise load is applied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the above-described screening is performed, the ratio of myocardial ischemia actually included is only about 10%, and the ratio of unnecessary burden on the living body due to invasive diagnosis such as angiography is low. There was a drawback that there were many.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a myocardial ischemia evaluation apparatus capable of relatively accurately evaluating myocardial ischemia of the heart.
[0005]
The present inventors, while repeating the study against the above circumstances, when frequency analysis of the variation of the blood pressure value of the living body, there is a low frequency component having a cycle of about 1/3 of the respiratory frequency of the living body, With regard to the exercise load applied to the living body, it has been found that the low-frequency component blood pressure fluctuation low-frequency signal shows a change specific to myocardial ischemia. Since the blood pressure fluctuation low frequency signal is caused by a delay element of the blood pressure regulation system of the living body and is estimated to be proportional to the sympathetic nerve activity level, the blood pressure fluctuation low frequency signal indicates myocardial tone. Therefore, when there is myocardial ischemia, the extent to which the recovery is delayed when exercise load is applied can be grasped from the change state of the blood pressure fluctuation low frequency signal. The present invention has been made based on such findings.
[0006]
[First means for solving the problem]
That is, the gist of the first invention for achieving the above object is a myocardial ischemia evaluation device for evaluating myocardial ischemia occurring in the heart of a living body, wherein (a) the blood pressure of the living body A continuous blood pressure measuring means for continuously measuring the value; and (b) a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from a fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measuring means. Blood pressure fluctuation frequency analysis means for extracting a blood pressure fluctuation low frequency signal; (c) a blood pressure fluctuation low frequency signal obtained before a predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based on the blood pressure fluctuation low frequency signal; Display means for displaying the blood pressure fluctuation low-frequency signal obtained after a predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based on the signal, in a mutually comparable manner. A.
[0007]
[Action]
According to this configuration, the blood pressure fluctuation frequency analyzing means detects a blood pressure fluctuation low peak which shows a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from the fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measuring means. A frequency signal is extracted. The evaluation means obtains the blood pressure fluctuation low-frequency signal obtained before the predetermined exercise load is applied to the living body or the index value calculated based on the blood pressure fluctuation low-frequency signal, and obtains the index value after the predetermined exercise load is applied to the living body. The obtained blood pressure fluctuation low frequency signal or an index value calculated based on the signal is displayed so as to be mutually comparable.
[0008]
[Effect of the first invention]
That is, according to the present invention, the blood pressure fluctuation low-frequency signal itself before and after the predetermined exercise load is applied to the living body itself or the change state of the index value calculated based on the same can be easily observed from a comparable display, Based on this, myocardial ischemia is evaluated non-invasively. Since this blood pressure fluctuation low frequency signal is directly based on the activity level of the vasomotor sympathetic nerve, painless myocardial ischemia is compared with the case where changes in electrocardiogram or heart rate with many variables are used. It can be accurately evaluated.
[0009]
[Second means for solving the problem]
The gist of the second invention for achieving the above object is a myocardial ischemia evaluation device for evaluating myocardial ischemia occurring in the heart of a living body, wherein (a) the blood pressure of the living body A continuous blood pressure measuring means for continuously measuring the value; and (b) a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from a fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measuring means. Blood pressure fluctuation frequency analysis means for extracting a blood pressure fluctuation low frequency signal; and (c) a blood pressure fluctuation low frequency signal obtained before a predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based on the blood pressure fluctuation low frequency signal. Evaluating means for evaluating the myocardial ischemia based on a change state of a blood pressure fluctuation low frequency signal obtained after a predetermined exercise load is applied to a living body or an index value calculated based on the low frequency signal. The lies in the fact that contain.
[0010]
[Action]
According to this configuration, the blood pressure fluctuation frequency analyzing means detects a blood pressure fluctuation low peak which shows a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from the fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measuring means. A frequency signal is extracted. Then, the evaluator based on the blood pressure fluctuation low frequency signal obtained before the predetermined exercise load is applied to the living body and the blood pressure fluctuation low frequency signal obtained after the predetermined exercise load is applied to the living body. Thus, the myocardial ischemia is evaluated.
[0011]
[Effect of the second invention]
That is, according to the present invention, a change state of the blood pressure fluctuation low frequency signal itself before and after the predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based thereon, for example, a change amount, a change rate, or a recovery curve. Because non-invasive evaluation of myocardial ischemia is directly based on the activity level of vasomotor sympathetic nerves, it is painless compared to using electrocardiograms and heart rate changes with many variables. Myocardial ischemia can be evaluated relatively accurately.
[0012]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the heartbeat cycle detecting means for continuously detecting the heartbeat cycle of the living body, and the fluctuation of the heartbeat cycle continuously detected by the heartbeat cycle detection means, the frequency of the biological respiration of the frequency spectrum thereof Heart rate cycle fluctuation frequency analysis means for extracting a heart rate cycle fluctuation high frequency signal showing a peak in the vicinity is further included, and the evaluation means calculates a signal ratio between the blood pressure fluctuation low frequency signal and the heart rate cycle fluctuation high frequency signal, It is used as an index value. With this configuration, since the change in the signal ratio between the blood pressure fluctuation low-frequency signal corresponding to the activity level of the vasomotor sympathetic nerve and the heartbeat cycle fluctuation high-frequency signal corresponding to the activity level of the parasympathetic nervous system is used, The evaluation is based on the ratio of aerobic metabolism in which the parasympathetic nerve is dominant and anaerobic metabolism in which the sympathetic nerve is dominant. is there.
[0013]
Preferably, the evaluation means determines the myocardial ischemic state of the heart based on whether or not a change amount or a change rate of the signal ratio exceeds a predetermined reference value. With this configuration, it is only necessary to determine whether or not the amount of change or the rate of change of the signal ratio has exceeded the determination reference value. Therefore, there is an advantage that a complicated determination algorithm is not required.
[0014]
Preferably, the evaluation means determines the myocardial ischemic state of the heart based on a recovery time or a recovery rate at which the signal ratio after the exercise load is restored toward the signal ratio before the exercise load is applied. Things. With this configuration, since the evaluation is performed based on the recovery state of the signal ratio, the evaluation of the myocardial ischemia state becomes more accurate.
[0015]
Preferably, the continuous blood pressure measuring means includes a pressure pulse wave sensor attached to the living body to detect a pressure pulse wave generated from an artery of the living body, and the pressure pulse wave sensor detected by the pressure pulse wave sensor is provided. The systolic blood pressure value is continuously measured for each beat based on the upper peak value of the pulse wave. In this way, the blood pressure fluctuation low frequency signal, which is the frequency of the fluctuation, is extracted based on the systolic blood pressure value continuously measured for each beat, so that a relatively accurate signal can be obtained.
[0016]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a myocardial ischemia evaluation device 8 to which the present invention has been applied.
[0017]
In FIG. 1, a myocardial ischemia evaluation apparatus 8 has a rubber bag in a cloth band-shaped bag and is wound around a patient's upper arm 12, for example, and connected to the cuff 10 via a pipe 20. A pressure sensor 14, a switching valve 16, and an air pump 18. The switching valve 16 has three states: a rapid pressure rising state in which the supply of pressure into the cuff 10 is allowed, a slow pressure falling state in which the pressure in the cuff 10 is gradually reduced, and a rapid pressure reducing state in which the pressure in the cuff 10 is rapidly reduced. It is configured to be able to switch to the state.
[0018]
The pressure sensor 14 detects the pressure in the cuff 10 and supplies a pressure signal SP representing the pressure to the static pressure discrimination circuit 22 and the pulse wave discrimination circuit 24, respectively. The static pressure discriminating circuit 22 includes a low-pass filter, discriminates a cuff pressure signal SK representing a steady pressure included in the pressure signal SP, that is, a cuff pressure, and electronically controls the cuff pressure signal SK via an A / D converter 26. Supply to device 28.
[0019]
The pulse wave discrimination circuit 24 includes a band-pass filter, and a pulse wave signal SM which is a pressure vibration component of the pressure signal SP. ₁ Of the pulse wave signal SM ₁ Is supplied to the electronic control unit 28 via the A / D converter 30.
[0020]
The electronic control unit 28 includes a so-called microcomputer including a CPU 29, a ROM 31, a RAM 33, and an I / O port (not shown). The CPU 29 performs a storage function of the RAM 33 according to a program stored in the ROM 31 in advance. By executing the signal processing while using it, a drive signal is output from the I / O port to control the switching valve 16 and the air pump 18.
[0021]
The pressure pulse wave detection probe 34 is attached to the upper arm 12 of the patient on the downstream side of the artery to which the cuff 10 is attached, by the wearing band 40 with the open end of the housing 36 having a container shape facing the body surface 38. It is configured to be detachably attached to the wrist 42. Inside the housing 36, a pressure pulse wave sensor 46 is provided via a diaphragm 44 so as to be relatively movable and protrudable from an open end of the housing 36, and a pressure chamber 48 is formed by the housing 36, the diaphragm 44, and the like. Have been. The pressure chamber 48 is supplied with pressurized air from an air pump 50 via a pressure regulating valve 52, so that the optimal pressing force P _HDP , So that the pressure pulse wave sensor 46 applies a pressing force P corresponding to the pressure in the pressure chamber 48. _HD Is pressed against the body surface 38.
[0022]
The pressure pulse wave sensor 46 is configured by arranging a large number of semiconductor pressure-sensitive elements (not shown) on a flat pressing surface 54 of a semiconductor chip made of, for example, single crystal silicon. The pressure pulse wave, ie, the pressure pulse wave, generated from the radial artery 56 and transmitted to the body surface 38 by being pressed on the radial artery 56 of FIG. SM ₂ Is supplied to the electronic control unit 28 via the A / D converter 58.
[0023]
The CPU 29 of the electronic control unit 28 outputs a drive signal to the air pump 50 and the pressure regulating valve 52 in accordance with a program stored in the ROM 31 in advance, so that the pressure in the pressure chamber 48, that is, the pressure pulse wave sensor 46 is pressed against the skin. Adjust pressure. Thereby, in the continuous pressure pulse wave measurement, the pressure pulse for pressing until a part of the tube wall of the radial artery 56 becomes flat based on the pressure pulse wave sequentially obtained in the pressure change process in the pressure chamber 48. Pressure P of wave sensor 46 _HDP Is determined, and the optimum pressing force P of the pressure pulse wave sensor 46 is determined. _HDP Is controlled so as to maintain the pressure.
[0024]
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the electronic control device 28 in the myocardial ischemia evaluation device 8. In the figure, the cuff blood pressure measuring means 62 uses the oscillometric method to determine the systolic blood pressure value P _BPSYS And diastolic blood pressure P _BPDIA Is measured. The cuff blood pressure measuring means 62 determines the systolic blood pressure value P of the living body based on the occurrence and disappearance of the Korotkoff sound detected using the microphone. _BPSYS And diastolic blood pressure P _BPDIA May be measured.
[0025]
The pressure pulse wave sensor 46 detects a pressure pulse wave generated from the radial artery of the wrist by being pressed by a part where the cuff 10 of the patient is worn, for example, a part downstream of the upper arm from the artery, for example, the wrist. The continuous blood pressure measuring means 64 calculates the upper peak value P of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46, for example. _Hpk And the systolic blood pressure value P measured by the cuff blood pressure measuring means 62 _BPSYS , The center of gravity value of the area of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46 and the average blood pressure value P measured by the cuff blood pressure measurement means 62. _BPMEAN And the lower peak value P of the pressure pulse wave _Lpk And the diastolic blood pressure value P measured by the cuff blood pressure measuring means 62 _BPDIA At least two points between the pressure pulse wave P _M Is determined before and after a predetermined exercise load is applied to the living body, and the blood pressure value is determined based on the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46 from the correspondence. Is measured. In other words, the magnitude of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46 is calibrated based on the above-described correspondence, thereby obtaining a continuous blood pressure waveform indicating the blood pressure value in the artery. Thereby, the upper peak value of the continuous blood pressure waveform indicates the systolic blood pressure value, and the lower peak value indicates the diastolic blood pressure value. The correspondence is, for example, as shown in FIG. _BP = A ・ P _M + B expression. Here, A is a constant indicating the slope, and B is a constant indicating the intercept.
[0026]
A well-known treadmill is used for the exercise load device 68, but another device such as an ergometer may be used. The exercise intensity and the exercise time set in the exercise load device 68 are determined according to the age, physical strength, physical condition, and the like of the subject so that the exercise load increases as long as the safety of the subject can be ensured. .
[0027]
The blood pressure fluctuation frequency analyzing means 70 executes frequency analysis of the fluctuation (fluctuation) of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measuring means 64, for example, the systolic blood pressure value which is the upper peak value of the continuous blood pressure waveform. Blood pressure fluctuation low frequency signal LF showing a peak near a frequency (about 1/3) lower than the biological respiration frequency RF of the spectrum _abp Is extracted. For example, if the living body respiration frequency RF is about 0.25 Hz, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Indicates a peak around 0.07 Hz.
[0028]
The heartbeat cycle detecting means 72 calculates the heartbeat cycle RR of the living body, for example, a blood pressure waveform continuously detected by the continuous blood pressure measuring means 64 or a cycle of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46. To detect continuously. The heartbeat cycle fluctuation frequency analysis means 74 executes a frequency analysis of the fluctuation (fluctuation) of the heartbeat cycle RR continuously detected by the heartbeat cycle detection means 72, and the heartbeat showing a peak near the living body respiration frequency RF of the frequency spectrum. Periodically changing high frequency signal HF _rr Is extracted.
[0029]
The display means 76 displays the blood pressure fluctuation low frequency signal LF obtained before applying a predetermined exercise load to the living body. _abp1 Alternatively, the index value DV calculated based on the index value DV ₁ And a blood pressure fluctuation low frequency signal LF obtained after a predetermined exercise load is applied to the living body. _abp2 Alternatively, the index value DV calculated based on the index value DV ₂ Are displayed on the screen of the display 32 so as to be mutually comparable. FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 show display examples. In FIG. 4, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Blood pressure fluctuation low frequency signal LF in a period before the exercise load is applied and in a period after the exercise load is applied in the two-dimensional coordinates including the signal intensity axis PX and the time axis TX indicating the signal intensity of _abp1 And LF _abp2 Are displayed along a common time axis TX. In FIG. 5, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Blood pressure fluctuation low-frequency signal LF in the period before the exercise load is applied and in the period after the exercise load is applied in the three-dimensional coordinates including the signal intensity axis PX, the time axis TX, and the frequency axis FX indicating the signal intensity of _abp Are sequentially displayed along the common time axis TX. In FIG. 6, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Blood pressure fluctuation low frequency signal LF in a period before exercise load application and a period after exercise load application in two-dimensional coordinates composed of index value axis SX indicating index value DV calculated based on _abp Index value DV calculated respectively from ₁ And index value DV ₂ Are displayed along a common time axis TX. As the index value DV, for example, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp And heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Signal ratio LF with _abp / HF _rr Is used.
[0030]
The evaluation means 78 outputs a blood pressure fluctuation low frequency signal LF obtained before a predetermined exercise load is applied to the living body. _abp1 Alternatively, the index value DV calculated based on the index value DV ₁ (= LF _abp1 / HF _rr1 ) And a blood pressure fluctuation low frequency signal LF obtained after a predetermined exercise load is applied to the living body. _abp2 Alternatively, the index value DV calculated based on the index value DV ₂ (= LF _abp2 / HF _rr2 ) Automatically evaluates myocardial ischemia based on the changes. For example, the evaluation means 78 determines the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp1 And blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp2 ΔLF _abp (= LF _abp1 -LF _abp2 ), The index value DV ₁ And index value DV ₂ ΔDV (= DV ₁ -DV ₂ ) Or their rate of change LF _abp1 / LF _abp2 Or DV ₁ / DV ₂ Is determined based on whether or not exceeds a predetermined criterion value. Alternatively, the evaluator 78 determines that the blood pressure fluctuation low-frequency signal LF _abp2 Or index value DV ₂ Blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp1 Or index value DV ₁ The myocardial ischemia is determined based on whether or not the recovery time for recovery toward or the recovery rate per unit time exceeds a predetermined criterion value.
[0031]
FIG. 7 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the electronic control unit 28. In step SA1 of FIG. 7 (hereinafter, the steps are omitted), it is determined whether or not the activation operation of the myocardial ischemia evaluation device 8 is performed by an operation button (not shown). If the determination in SA1 is denied, the process is suspended. If the determination is affirmed, the blood pressure measurement by the cuff 10 is performed in SA2 corresponding to the cuff blood pressure measurement means 62. A point A in FIG. 8 indicates this state.
[0032]
In SA2, after the cuff 10 is raised to a value sufficiently higher than the systolic blood pressure value (for example, 180 mmHg) for blood pressure measurement, the air pump 18 is stopped and the switching valve 16 is switched to the slow exhaust side. Causes the cuff 10 to slowly descend at a speed of about 2 to 3 mmHg / sec, and a pulse wave signal SM sequentially obtained in the slowly changing process. ₁ The systolic blood pressure value P is calculated according to the well-known oscillometric blood pressure value determination algorithm based on the change in the amplitude of the pulse wave _BPSYS , Mean blood pressure value P _BPMEAN , And the diastolic blood pressure value P _BPDIA Is measured, and the pulse rate PR and the like are determined based on the pulse wave interval. Then, the measured blood pressure value, the pulse rate, and the like are displayed on the display 32, and the switching valve 16 is switched to the rapid exhaust pressure state, so that the pressure in the cuff 10 is quickly exhausted. The point B in FIG. 8 indicates this state.
[0033]
Next, in SA3 corresponding to the continuous blood pressure measuring means 64, the magnitude of the pressure pulse wave from the pressure pulse wave sensor 46 (absolute value, ie, the pressure pulse wave signal SM) ₂ ) And the blood pressure value P measured by the cuff 10 measured in SA2. _BPSYS , P _BPDIA Is required. That is, one pulse of the pressure pulse wave from the pressure pulse wave sensor 46 is read and the maximum value P of the pressure pulse wave is read. _Hpk And the lowest value P _Lpk Is determined, and the maximum value P of the pressure pulse waves is determined. _Hpk And the lowest value P _Lpk And the systolic blood pressure value P measured by the cuff 10 in SA2 _BPSYS And mean blood pressure value P _BPMEAN Or diastolic blood pressure P _BPDIA And the magnitude P of the pressure pulse wave shown in FIG. _M And the blood pressure value are determined, and the pressure pulse wave signal SM read thereafter ₂ Are calibrated by the above-mentioned correspondence, and are made into a continuous waveform indicating the blood pressure value in the artery.
[0034]
At SA4, a predetermined number of pressure pulse waves are sequentially read in before the exercise load is applied. Then, in SA5 corresponding to the blood pressure fluctuation frequency analysis means 70 and the heartbeat cycle fluctuation frequency analysis means 72, a frequency analysis processing routine shown in detail in FIG. 9 is executed.
[0035]
In FIG. 9, in SA5-1 corresponding to the continuous blood pressure measuring means 64, the continuous blood pressure value is determined based on the pressure pulse wave from the pressure pulse wave sensor 46 sequentially read by SA4 from the calibration line determined in SA3. It is determined. For example, the systolic blood pressure value, which is the upper peak value of the continuously detected blood pressure value, is sequentially determined. Next, in SA5-2 corresponding to the blood pressure fluctuation frequency analysis means 70, a frequency analysis is performed on the fluctuation (fluctuation) of the blood pressure value sequentially determined by SA5-1, for example, the systolic blood pressure value. Blood pressure fluctuation low frequency signal LF showing a peak near a frequency lower than frequency RF (about 1/3) _abp Is extracted. FIG. 10 illustrates a frequency spectrum obtained by the frequency analysis.
[0036]
Next, in SA5-3 corresponding to the heartbeat cycle detecting means 72, the heartbeat cycle RR of the living body is determined, for example, by the blood pressure waveform continuously detected by the SA5-1 or the pressure pulse detected by the pressure pulse wave sensor 46. It is detected continuously by calculating the peak interval above or below the wave. In SA5-4 corresponding to the heartbeat cycle fluctuation frequency analysis means 74, the frequency analysis of the fluctuation (fluctuation) of the heartbeat cycle RR continuously detected by SA5-3 is executed, and the respiration of the frequency spectrum is performed. Heart rate cycle fluctuation high frequency signal HF showing a peak near frequency RF _rr Is extracted. FIG. 11 illustrates a frequency spectrum obtained by the frequency analysis.
[0037]
As described above, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp And heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Is extracted, at SA6 in FIG. 7, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF before the exercise load is applied. _abp And heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Index value DV corresponding to the fluctuation of ₁ (= LF _abp / HF _rr ) Is determined. In subsequent SA7, it is determined whether or not the exercise load device 68 has finished applying the exercise load to the living body based on an output signal from the exercise load device 68 or the like. If the determination at SA7 is denied, a permission to exercise the exercise load by the exercise load device 68 is output at SA8. Accordingly, the exercise load device 68 applies an exercise load to the living body based on the preset exercise intensity and exercise time in response to the activation operation by the medical staff. The point C in FIG. 8 indicates this state.
[0038]
When the exercise load application operation by the exercise load device 68 is completed while the above steps are repeatedly executed, the determination in SA7 is affirmative, and the second index value DV is determined in SA9. ₂ Is determined. Initially, the determination of SA9 is denied, and the blood pressure measurement by the cuff 10 is started by executing SA2 again. The time point D in FIG. 8 indicates the start state of the blood pressure measurement, and the time point E indicates the end state. Next, SA3 to SA5 are sequentially executed again, so that the blood pressure fluctuation low frequency signal LF is obtained. _abp And heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Is extracted, at SA6, the second index value DV ₂ Is determined in the same manner as before the exercise load is applied.
[0039]
As described above, the application of the exercise load is completed and the second index value DV ₂ Is determined, the subsequent determinations of SA7 and SA9 are affirmed. Time point F in FIG. 9 indicates this state. Thereby, in SA10 corresponding to the evaluation means 78, the first index value DV ₁ And the second index value DV ₂ Is evaluated based on the relative change in the myocardial ischemia of the heart. For example, in SA10, a first index value DV calculated as an average value of a predetermined number of pressure pulse waves before exercise load. ₁ And a second index value DV calculated as an average value of a predetermined number of pressure pulse waves after exercise load ₂ ΔDV (= DV) ₁ -DV ₂ ) Or change rate DV ₁ / DV ₂ Is determined to be normal when exceeds a predetermined criterion value, otherwise, it is determined that there is a possibility of cardiac myocardial ischemia. Alternatively, in SA10, the second index value DV after the end of the exercise load application. ₂ Is the first index value DV ₁ When the recovery time TR for recovering toward is shorter than a predetermined reference value, or a recovery rate (inclination value) ΔDV per unit time. ₂ Is determined to be normal when exceeds a predetermined criterion value, but otherwise, it is determined that there is a possibility of cardiac myocardial ischemia. When the heart muscle is normal, when the exercise load is applied, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF in the form of a pressure pulse wave is given. _abp This is because, while the application of the exercise load ends, the state immediately recovers to the state before the application of the exercise load.
[0040]
Next, in SA11 corresponding to the display means 76, the above-described evaluation result is displayed on the screen of the display 32, and the display illustrated in, for example, FIGS. _abp Alternatively, the second index value DV ₂ The blood pressure fluctuation low frequency signal LF before exercise load _abp Alternatively, the first index value DV ₁ , The post-exercise blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Alternatively, the second index value DV ₂ Is displayed on the display 32 so that the change with respect to the value before exercise can be easily grasped.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, the change in the blood pressure value continuously detected by SA5-1 corresponding to the continuous blood pressure measurement means 64 by SA5-2 corresponding to the blood pressure fluctuation frequency analysis means 70 is represented by: Blood pressure fluctuation low frequency signal LF showing a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency RF of the frequency spectrum _abp Is extracted, and. The blood pressure fluctuation low frequency signal LF obtained before the predetermined exercise load is applied to the living body by SA11 corresponding to the display means 76. _abp Alternatively, the first index value DV calculated based on the first index value DV ₁ And a blood pressure fluctuation low-frequency signal LF obtained after a predetermined exercise load is applied to the living body. _abp Alternatively, the second index value DV calculated based on the second index value DV ₂ Are displayed so as to be able to be compared with each other. _abp Alternatively, since the change state of the index value DV can be easily observed from a display that can be compared, the myocardial ischemia is evaluated non-invasively based thereon. The blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Is directly based on vasomotor sympathetic activity levels, so painless myocardial ischemia can be assessed relatively accurately compared to using ECG or heart rate changes with many variables .
[0042]
Further, according to the present embodiment, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF before and after the predetermined exercise load is applied to the living body by SA10 corresponding to the evaluation means 78. _abp The myocardial ischemia of the heart is automatically evaluated on the basis of the change in blood pressure, so that the blood ejection function can be accurately evaluated without skill.
[0043]
Further, according to the present embodiment, the heartbeat cycle detection means 72 for continuously detecting the heartbeat cycle RR of the living body, and the fluctuation of the heartbeat cycle RR continuously detected by the heartbeat cycle detection means 72 determine the frequency spectrum Heart rate fluctuation high frequency signal HF showing a peak near the frequency of the body respiration _rr And a heartbeat cycle fluctuation frequency analyzing means 74 for extracting the blood pressure fluctuation low frequency signal LF in SA10 corresponding to the evaluation means 78. _abp And the above-mentioned heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Signal ratio LF with _abp / HF _rr Is used as the index value DV, the evaluation is based on the ratio of the aerobic metabolism in which the parasympathetic nerve is dominant and the anaerobic metabolism in which the sympathetic nerve is dominant. _abp There is an advantage that the evaluation accuracy can be improved as compared with the case where only.
[0044]
Further, in the present embodiment, the evaluation means 78 determines the signal ratio LF _abp / HF _rr Is to determine the myocardial ischemic state of the heart based on whether or not the amount of change or the rate of change exceeds a predetermined reference value. _abp / HF _rr It is only necessary to determine whether or not the amount of change or the rate of change exceeds the determination reference value, so that there is an advantage that a complicated determination algorithm is not required.
[0045]
Further, in this embodiment, the evaluation means 78 determines the signal ratio LF before the exercise load is applied. _abp / HF _rr The myocardial ischemic state of the heart is determined on the basis of a recovery time or a recovery rate at which the signal ratio recovers after the exercise load is applied. With this configuration, since the evaluation is performed based on the recovery state of the signal ratio, the evaluation of the myocardial ischemia state becomes more accurate.
[0046]
Further, in the present embodiment, in SA5 # 1 corresponding to the continuous blood pressure measuring means 64, the systolic blood pressure value is continuously determined for each beat based on the upper peak value of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor 46. Since the measurement is to be performed, the blood pressure fluctuation low frequency signal, which is the frequency of the fluctuation, is extracted based on the systolic blood pressure value measured continuously for each beat, so that a relatively accurate signal can be obtained.
[0047]
As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also to another aspect.
[0048]
For example, in the above-described embodiment, the continuous blood pressure measuring means 64 (SA5─1) is provided to obtain a continuous blood pressure waveform. However, the continuous blood pressure measuring means 64 is not necessarily provided unless the pulse wave collection conditions before and after exercise load change so much. It is not necessary. This is because the accuracy of the absolute value of the blood pressure value used for extracting the frequency analysis value of the fluctuation of the blood pressure value is not so required.
[0049]
Further, in the above-described embodiment, both the evaluation unit 78 and the display unit 76 are provided. However, if any one of them is provided, the object of the present invention can be achieved.
[0050]
Further, the pressure pulse wave sensor 46 of the above-described embodiment is mounted on the wrist to detect the pressure pulse wave in the radial artery 56, but the pressure pulse wave in the dorsal foot artery or the pressure pulse in the carotid artery is used. It can be worn on the foot or neck to detect waves.
[0051]
In addition, as shown in FIG. 8, for example, the display means 76 displays the ejection period ET (= LVET: LVET :) from the rising point to the notch DN in the curve indicating the ST drop of the electrocardiogram and the waveform indicating the continuous blood pressure value. The blood pressure fluctuation low frequency signal LF together with a curve indicating the area SV of the Left Venticular Ejection Time, a curve indicating the exertion intensity PRP which is a product of the blood pressure value and the heart rate, and a curve indicating the heart rate HR. _abp And the above-mentioned heartbeat cycle fluctuation high frequency signal HF _rr Signal ratio LF with _abp / HF _rr May be displayed before and after the exercise load. In this case, an ECG guiding device for detecting an electrocardiographic waveform, an ST drop amount calculating means for calculating an ST drop amount of the electrocardiogram, an exercise intensity calculating means for calculating an exercise intensity PRP, and the like are provided.
[0052]
Further, in the heartbeat cycle detection means 72 of the above-described embodiment, the heartbeat cycle RR is obtained based on the cycle of the blood pressure waveform or the pressure pulse wave waveform. However, for example, the cycle of the ECG waveform detected by the electrocardiogram waveform detection device is used. For example, the heartbeat period RR may be obtained based on the R-wave period.
[0053]
In addition, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a myocardial ischemia evaluation apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the electronic control device of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship used in the embodiment of FIG. 1;
4 is a blood pressure fluctuation low-frequency signal LF before exercise load is applied on the display of the embodiment of FIG. _abp Blood pressure fluctuation low frequency signal LF after exercise load application _abp It is a figure which shows the example which is displayed as a trend.
5 shows a three-dimensional display of the frequency spectrum of the blood pressure value change after the exercise load is applied, as compared with the frequency spectrum of the blood pressure value change before the exercise load is applied on the display of the embodiment of FIG. Previous blood pressure fluctuation low frequency signal LF _abp Blood pressure fluctuation low frequency signal LF after exercise load application _abp It is a figure showing the example where was displayed.
FIG. 6 shows a first index value DV in the display of the embodiment of FIG. ₁ The second index value DV ₂ Is displayed, the blood pressure fluctuation low frequency signal LF before the exercise load is applied _abp Blood pressure fluctuation low frequency signal LF after exercise load application _abp It is a figure showing the example where was displayed.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a main part of a control operation of the electronic control device according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 8 is a time chart for explaining the control operation of FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart illustrating a frequency analysis processing routine of SA5 in FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram showing a frequency spectrum of a blood pressure fluctuation obtained by the frequency analysis processing of FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram showing a frequency spectrum of a heartbeat cycle variation obtained by the frequency analysis processing of FIG. 9;
[Description of sign]
46: Pressure pulse wave sensor
62: Cuff blood pressure measuring means
64: continuous blood pressure measuring means
68: Exercise load device
70: blood pressure fluctuation frequency analysis means
72: heart rate cycle detection and determination means
74: Heartbeat cycle fluctuation frequency analysis means
76: display means
78: Evaluation means

Claims

A myocardial ischemia evaluation device for evaluating myocardial ischemia occurring in the heart of a living body,
Continuous blood pressure measurement means for continuously measuring the blood pressure value of the living body,
Blood pressure fluctuation frequency analysis means for extracting a blood pressure fluctuation low frequency signal showing a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from the fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measurement means,
A blood pressure fluctuation low frequency signal obtained before the predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based on the blood pressure fluctuation low frequency signal, and a blood pressure fluctuation low frequency obtained after the predetermined exercise load is applied to the living body. Display means for displaying the frequency signal or an index value calculated based on the frequency signal so that they can be compared with each other;
An apparatus for evaluating myocardial ischemia, comprising:

A myocardial ischemia evaluation device for evaluating myocardial ischemia occurring in the heart of a living body,
Continuous blood pressure measurement means for continuously measuring the blood pressure value of the living body,
Blood pressure fluctuation frequency analysis means for extracting a blood pressure fluctuation low frequency signal showing a peak near a frequency lower than the biological respiration frequency of the frequency spectrum from the fluctuation of the blood pressure value continuously detected by the continuous blood pressure measurement means,
A blood pressure fluctuation low frequency signal obtained before the predetermined exercise load is applied to the living body or an index value calculated based on the blood pressure fluctuation low frequency signal, and a blood pressure fluctuation low frequency obtained after the predetermined exercise load is applied to the living body. Evaluation means for evaluating the myocardial ischemia based on a frequency signal or an index value calculated based on the frequency signal,
An apparatus for evaluating myocardial ischemia, comprising:

Heartbeat cycle detection means for continuously detecting the heartbeat cycle of the living body,
Heartbeat cycle variation frequency analysis means for extracting a heartbeat cycle variation high-frequency signal having a peak near the biological respiration frequency of the frequency spectrum from the variation of the heartbeat cycle continuously detected by the heartbeat cycle detection means,
The myocardial ischemia evaluation device according to claim 2, wherein the evaluation means uses a signal ratio between the blood pressure fluctuation low frequency signal and the heartbeat cycle fluctuation high frequency signal as the index value.

4. The myocardial ischemia evaluation apparatus according to claim 3, wherein the evaluation means evaluates the myocardial ischemia based on whether a change amount or a change rate of the signal ratio exceeds a predetermined reference value.

4. The myocardial ischemia according to claim 3, wherein the evaluation means evaluates the myocardial ischemia based on a recovery time or a recovery rate at which the signal ratio after the exercise load is restored toward the signal ratio before the exercise load is applied. Ischemia evaluation device.

The continuous blood pressure measurement means includes a pressure pulse wave sensor attached to the living body to detect a pressure pulse wave generated from the artery of the living body, and an upper peak value of the pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor. The myocardial ischemia evaluation device according to claim 2, wherein the systolic blood pressure value is continuously measured for each beat based on the following equation.