JP3961501B2 - 動脈柔軟性算出方法 - Google Patents
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Description
(Amp{*}は*の1心周期内の振幅を示す)
しかしながら、動脈血管の圧容積関係は非線形でヒステリシス性をもつため、1回の拍動における(1心周期内の)各時点の瞬時動脈コンプライアンスは上記式(1)で算出される値とは異なる。
={dV(tvmax)/dt}/{dP(tpmax)/dt}
=(dV/dt)max/(dP/dt)max (2)
(dP/dt)max:1心周期内における圧速度脈波の最大値
(dV/dt)max:1心周期内における容積速度脈波の最大値
tpmax:1心周期内において圧速度脈波が最大となる時刻
tvmax:1心周期内において容積速度脈波が最大となる時刻
(Max{*}は*の1心周期内の最大値を示す)
これにより、伸展性が十分にある左室収縮期前半の動脈コンプライアンスを脈波の立ち上がりの時間ずれに影響されることなく定量的に評価できる。
Δtpvmax=tpmax−tvmax (3)
を用い、脈波の時間ずれ補正を行って、ΔP´(t)、ΔV´(t)、dP´(t)/dt、dV´(t)/dtを求める。
ΔV´(t)=ΔV(t) (5)
dP´(t)/dt=dP(t+Δtpvmax)/dt (6)
dV´(t)/dt=dV(t)/dt (7)
また、圧脈波を基準として補正を行う場合、各補正波形は下記式(8)、(9)、(10)、(11)から求める。
ΔV´(t)=ΔV(t−Δtpvmax) (9)
dP´(t)/dt=dP(t)/dt (10)
dV´(t)/dt=dV(t−Δtpvmax)/dt (11)
図2に示した補正は、容積脈波を基準とした上記式(4)〜(7)に基づく補正例である。
ここで、左室収縮期後半におけるΔP´(t)の変化量ΔP´sl、ΔV´(t)の変化量ΔV´slは、例えばΔP´(t)の1心周期内の振幅変化量を100%としてΔP´(t)が80%〜90%に至るまでの振幅変化量をΔP´slとし、それに対応する時間(ΔP´(t)が80%となる時間から90%になる時間まで)のΔV´(t)の振幅変化量をΔV´slとする。以下にその一例を示す。
ΔV´sl=ΔV´(tp90%)−ΔV´(tp80%) (14)
tp80%:ΔP´(t)の振幅が(1心拍分振幅に対して)80%となる時刻
tp90%:ΔP´(t)の振幅が(1心拍分振幅に対して)90%となる時刻
以上により、動脈血管が膨らみ伸展性が失われてゆく左室収縮期後半の動脈コンプライアンスを定量的に評価できる。
これにより、動脈の柔らかさ(コンプライアンス)と同時に動脈の柔らかさ(伸展性)がどれだけ維持されているかが分かり、動脈血管の圧容積関係における非線形性を定量的に評価できる(図3参照)。
任意の区間、時刻tから時刻t+Δtの区間における動脈コンプライアンスC(t)は、時刻tから時刻tから時刻t+Δtにおける圧脈波ΔP´(t)と容積脈波ΔV´(t)の変化量の比を求めることにより下記式(17)から算出する(図3参照)。
ΔP´(t)} (17)
これにより、左室収縮期だけでなく、拡張期も含め1心周期内全てにわたる動脈コンプライアンスを定量的に評価できる。
このように、左室収縮期前半の動脈コンプライアンスを基準としてC(t)を規格化することにより、柔らかさ自体(絶対値)に依存せず、柔軟性の変化(相対的変化)を定量的に評価できる。
左室収縮期後半の柔軟性に対する効果:Ecsl={Csl}now/{Csl}pre
動脈の伸展持続性に対する効果:Eec={Ec}now/{Ec}pre
({*}nowはパラメータ*の現在値、{*}preは元の血行状態の
パラメータ*の値)
これにより、元の血行状態(動脈柔軟性)に依存せず、運動効果や薬効を定量化できる。
ΔP´(t) 立ち上がり点一致後の圧脈波
ΔV(t) 容積脈波
ΔV´(t) 立ち上がり点一致後の容積脈波
dP(t)/dt 圧速度脈波
dP´(t)/dt 立ち上がり点一致後の圧速度脈波
(dP/dt)max 圧速度脈波の最大値
dV(t)/dt 容積速度脈波
dV´(t)/dt 立ち上がり点一致後の容積速度脈波
(dV/dt)max 容積速度脈波の最大値
Cse 左室収縮期前半における局所動脈コンプライアンス
Csl 左室収縮期後半における局所動脈コンプライアンス
Ecse 左室収縮期前半の柔軟性に対する効果
Ecsl 左室収縮期後半の柔軟性に対する効果
Eec 動脈の伸展持続性に対する効果
Ec 伸展持続性
Δtpvmax 時間ずれ
Vc(t) 1心周期内の動脈柔軟性変化
Claims (5)
- 脈動によって生ずる局所動脈から測定された圧脈波データと容積脈波データをそれぞれ一次微分した圧速度脈波データと容積速度脈波データの各最大値の比を算出することにより、左室収縮期前半における局所動脈コンプライアンスを算出することを特徴とする動脈柔軟性算出方法。
- 前記圧脈波データの立ち上がり点と前記容積脈波データの立ち上がり点とが一致するように時間軸をずらし、立ち上がり点の一致後における圧脈波データと容積脈波データの左室収縮期後半における振幅変化量の比から左室収縮期後半の局所動脈コンプライアンスを算出する工程と、前記左室収縮期前半の局所動脈コンプライアンスと前記左室収縮期後半の局所動脈コンプライアンスとの比を算出することにより動脈の伸展持続性を算出する工程とを備えることを特徴とする請求項1に記載の動脈柔軟性算出方法。
- 前記圧脈波データの立ち上がり点と前記容積脈波データの立ち上がり点とを一致させる過程において、前記圧速度脈波データが最大値となる時刻と前記容積速度脈波データが最大値となる時刻との時間ずれを用い、該時間ずれが零になるように時間軸をずらすことにより前記両立ち上がり点を一致させることを特徴とする請求項2に記載の動脈柔軟性算出方法。
- 前記左室収縮期前半の局所動脈コンプライアンスを基準とし、前記立ち上がり点の一致後における圧脈波データと容積脈波データの任意の時点の微分値の比又は任意の区間の変化量の比から任意の時点又は任意の区間の局所動脈コンプライアンスを算出し、該算出した局所動脈コンプライアンスと前記基準の局所動脈コンプライアンスとの比を算出することにより、1心周期内の動脈柔軟性変化を算出することを特徴とする請求項2又は3に記載の動脈柔軟性算出方法。
- 前記圧脈波データ及び前記容積脈波データは、血行状態の変化前後においてそれぞれ測定されたデータであり、血行状態の変化前に測定された圧脈波データ及び容積脈波データに基づいて算出された左室収縮期前半における局所動脈コンプライアンス、動脈の伸展持続性及び1心周期内の動脈柔軟性変化と、血行状態の変化後に測定された圧脈波データ及び容積脈波データに基づいて算出された左室収縮期前半における局所動脈コンプライアンス、動脈の伸展持続性及び1心周期内の動脈柔軟性変化との比を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの請求項に記載の動脈柔軟性算出方法。
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