JP4576114B2 - Biological measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、血圧と脈波速度を計測する生体計測装置に関する。 The present invention relates to a biological measurement apparatus that measures blood pressure and pulse wave velocity.
近年、益々の高齢化社会を迎え、動脈硬化性疾患の早期診断、早期治療への対策が急務とされている。このためには、先ずは、動脈硬化がどの程度進んでいるかを正しく測定、評価する必要がある。 In recent years, with the increasing aging society, early diagnosis and treatment of early treatment of arteriosclerotic diseases are urgently needed. To this end, first, it is necessary to correctly measure and evaluate how far arteriosclerosis has progressed.
動脈硬化を非観血的に診断する手法として、血圧を計測する血圧検査法と、大動脈について2点間の脈波の伝播速度である脈波速度(PWV:Pulse Wave Velocity)を計測する大動脈脈波速度検査法が知られている。 As a method for noninvasively diagnosing arteriosclerosis, a blood pressure test method for measuring blood pressure, and an aortic pulse for measuring a pulse wave velocity (PWV: Pulse Wave Velocity) between two points of the aorta Wave velocity inspection methods are known.
動脈硬化は高血圧と関係することが多く、動脈硬化が進行すると高血圧になる傾向があることから、動脈硬化の診断の基礎として血圧計測が行なわれることが多い。 Arteriosclerosis is often associated with hypertension, and blood pressure measurement is often performed as a basis for the diagnosis of arteriosclerosis, because arteriosclerosis tends to become hypertension as it progresses.
また、脈波速度は硬い物質中で速く、軟かい物質中では遅いこと、さらに、健康な動脈壁は柔かく弾力性に富み、動脈硬化の血管壁は硬くもろいことが知られている。大動脈脈波速度検査法は、この性質を利用するものであり、概略的に言うと大動脈の2点間の脈波の伝播速度を測定し、その速度が速いほど動脈硬化が進んでいると診断するものである。この脈波速度(PWV)は、通常、m/secの単位で表現される。 Further, it is known that the pulse wave velocity is fast in a hard substance, slow in a soft substance, and a healthy artery wall is soft and elastic, and an arteriosclerotic blood vessel wall is hard and brittle. The aortic pulse wave velocity test method uses this property, and roughly speaking, the propagation velocity of the pulse wave between two points of the aorta is measured, and the higher the velocity, the more diagnosed the arteriosclerosis is. To do. This pulse wave velocity (PWV) is usually expressed in units of m / sec.
血圧検査法の典型的な1つとして、腕にカフを巻き、そのカフに空気を送り込んで腕部を加圧し、その圧力を徐々に下げて行きながら腕部の脈波に起因するカフの内圧の変化を検出することにより、収縮期圧(最高血圧)と拡張期圧(最低血圧)を計測する方法が多用されている。 As a typical blood pressure test, a cuff is wrapped around the arm, air is sent into the cuff, the arm is pressurized, and the pressure is gradually lowered while the pressure inside the cuff is caused by the pulse wave of the arm. A method of measuring systolic pressure (maximum blood pressure) and diastolic pressure (minimum blood pressure) by detecting changes in the blood pressure is often used.
脈波検査法については図を参照しながら説明する。 The pulse wave inspection method will be described with reference to the drawings.
図1は、脈波速度測定法の一例を示す模式図である。この図1に示す脈波速度測定法は、Frank法と呼ばれる測定法である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a pulse wave velocity measurement method. The pulse wave velocity measuring method shown in FIG. 1 is a measuring method called a Frank method.
ここでは、図1(A)に示すように、2つの脈波センサを用い、それぞれ頸動脈と大腿動脈の脈波を測定する。また、大動脈弁口から各脈波測定点までの距離a,b+cを測る。大動脈弁口と大腿動脈測定用の脈波センサとの間を直線で測らずに折れ線(距離bと距離c)で測るのは、大動脈が延びる経路を考慮したものである。 Here, as shown in FIG. 1A, two pulse wave sensors are used to measure the pulse waves of the carotid artery and the femoral artery, respectively. Further, distances a and b + c from the aortic valve opening to each pulse wave measurement point are measured. The measurement between the aortic valve opening and the pulse wave sensor for measuring the femoral artery with a broken line (distance b and distance c) without taking a straight line is based on a path along which the aorta extends.
図1(B)は、各脈波センサで測定された、頸動脈波(a)および大腿動脈波(b)を示している。 FIG. 1B shows the carotid artery wave (a) and the femoral artery wave (b) measured by each pulse wave sensor.
これらの脈波の所定の立ち上がり点、例えば波高値の1/5だけ立ち上がった点どうしの時間Tを求める。 A time T between predetermined rising points of these pulse waves, for example, points rising by 1/5 of the peak value is obtained.
このように距離a,b,cと時間Tを求めることにより、脈波速度PWVは、 Thus, by obtaining the distances a, b, c and time T, the pulse wave velocity PWV is
により求められる。 Is required.
特許文献1には、上記の脈波速度測定法を基にした改良技術が開示されている。尚、この特許文献1では、頸動脈および大腿動脈波の脈波に代えて上腕動脈および足関節動脈の脈波測定が行なわれている。 Patent Document 1 discloses an improved technique based on the above pulse wave velocity measurement method. In Patent Document 1, pulse waves of the brachial artery and ankle arteries are measured instead of the pulse waves of the carotid artery and the femoral artery.
図2は、脈波速度測定法のもう1つの例を示す模式図である。この図2に示す脈波速度測定法は、吉村法と呼ばれる測定法である。 FIG. 2 is a schematic view showing another example of the pulse wave velocity measuring method. The pulse wave velocity measuring method shown in FIG. 2 is a measuring method called the Yoshimura method.
図1に示すFrank法と同様に頸動脈と大腿動脈の脈波を測定する2つのセンサに加え、さらに大動脈弁口にもセンサを配置してII音の開始点を計測する。また、大動脈弁口と大腿動脈脈波測定用センサとの間の直線距離Dを測る。この直線距離Dと動脈の実際の経路との相違を補正するため、その直線距離Dを1.3倍する。 Similar to the Frank method shown in FIG. 1, in addition to the two sensors for measuring the pulse waves of the carotid artery and the femoral artery, sensors are also arranged at the aortic valve opening to measure the starting point of the II sound. Further, the linear distance D between the aortic valve opening and the femoral artery pulse wave measurement sensor is measured. In order to correct the difference between the straight line distance D and the actual path of the artery, the straight line distance D is multiplied by 1.3.
また、図2(B)の(a)に示す頸動脈波の立ち上がりのタイミングから大腿動脈波の立ち上がりまでの時間Tと、大動脈弁口のII音のタイミングから、頸動脈波上の、そのII音を捉えたタイミングまでの時間tを測定する。 In addition, the time T from the rising timing of the carotid artery wave to the rising edge of the femoral artery wave and the timing of the II sound of the aortic valve opening shown in FIG. The time t until the timing when the sound is captured is measured.
このように、直線距離Dと、時間T,tを求めることにより、脈波速度PWVが、 Thus, by calculating the linear distance D and the times T and t, the pulse wave velocity PWV is
により求められる。 Is required.
ここで、脈波速度は、血圧により変動する。これは、血圧が上がるとその分血管が内部の血液に押されて膨張し、見かけ上血管が硬くなるためである。 Here, the pulse wave velocity varies depending on the blood pressure. This is because when the blood pressure rises, the blood vessel is pushed and expanded by the blood, and the blood vessel is apparently hardened.
図3は、最小血圧(拡張期圧)と大動脈脈波速度との関係を示すグラフである。この図3は、73の症例について、最小血圧(拡張期圧)と大動脈脈波速度との関係を調べたものである。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between minimum blood pressure (diastolic pressure) and aortic pulse wave velocity. FIG. 3 shows the relationship between the minimum blood pressure (diastolic pressure) and the aortic pulse wave velocity in 73 cases.
この図3に示すように、血圧が上昇すると大動脈脈波速度も高速となる。 As shown in FIG. 3, when the blood pressure increases, the aortic pulse wave velocity also increases.
図4は、脈波速度補正カーブを示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing a pulse wave velocity correction curve.
図3に示すように脈波速度は血圧によって変化する。そこで、図3に示すような多数の症例について統計的に解析し、図4に示すように脈波速度補正カーブを求めておく。実際の測定にあたっては脈波速度を測定するとともに血圧を測定し、測定した脈波速度を図4に示す脈波速度補正カーブに従って、最小血圧(拡張期圧)80mmHgのときの脈波速度に換算する。 As shown in FIG. 3, the pulse wave velocity changes depending on the blood pressure. Therefore, a large number of cases as shown in FIG. 3 are statistically analyzed, and a pulse wave velocity correction curve is obtained as shown in FIG. In actual measurement, the pulse wave velocity is measured and the blood pressure is measured, and the measured pulse wave velocity is converted into the pulse wave velocity when the minimum blood pressure (diastolic pressure) is 80 mmHg according to the pulse wave velocity correction curve shown in FIG. To do.
特許文献1でも、この血圧による補正が行なわれている。 Also in Patent Document 1, this blood pressure correction is performed.
こうすることにより、その症例の脈波測定時の血圧には依存しない。その症例の脈波速度が求められ、その脈波速度を元に動脈硬化の診断が行なわれる。 By doing so, it does not depend on the blood pressure at the time of measuring the pulse wave of the case. The pulse wave velocity of the case is obtained, and atherosclerosis is diagnosed based on the pulse wave velocity.
特許文献2には、例えば上記のようにして血圧を脈波速度との双方を計測し血圧と脈波速度とからなる二次元平面上で動脈硬化に関し正常範囲、注意範囲、警告範囲を定義することが提案されている。この特許文献2では、脈波速度測定時もカフを用い、カフに空気を送り込んで測定した血圧の最低血圧よりも低い60mmHgまで加圧して脈波の検出を行なうことが記載されている。 In Patent Document 2, for example, both the blood pressure and the pulse wave velocity are measured as described above, and a normal range, a caution range, and a warning range are defined for arteriosclerosis on a two-dimensional plane composed of the blood pressure and the pulse wave velocity. It has been proposed. This Patent Document 2 describes that a pulse wave is detected by using a cuff at the time of measuring a pulse wave velocity, pressurizing to 60 mmHg lower than the lowest blood pressure measured by sending air into the cuff.
また、特許文献3には、先ず脈波を検出して脈波速度(PWV)を求め、そのPWVに基づいて動脈に狭窄があるか否かを判定し、動脈に狭窄の疑いがある場合に血圧を測定することが記載されている。 In Patent Document 3, a pulse wave is first detected to obtain a pulse wave velocity (PWV), and based on the PWV, it is determined whether or not the artery has a stenosis. It describes the measurement of blood pressure.
また、後の説明のために非特許文献1を挙げておく。
ここで、脈波速度と血圧との双方を計測するにあたっては、いずれを計測するにあたってもカフを用い、カフで測定部位を加圧してその圧力変化を検出することにより行なうことができる。その場合に問題となるのは、血圧と脈波速度との双方を処何にして正確に計測し、しかもできるだけ短時間に効率良く測定するか、という点である。 Here, when measuring both the pulse wave velocity and the blood pressure, the cuff is used to measure both, and the measurement site can be pressurized with the cuff and the change in pressure can be detected. In that case, the problem is how to accurately measure both blood pressure and pulse wave velocity, and efficiently measure in as short a time as possible.
本発明は、上記事情に鑑み、適切な測定を行なうことのできる生体計測装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the bioinstrumentation apparatus which can perform an appropriate measurement in view of the said situation.
上記目的を達成する本発明の生体計測装置のうちの第1の生体計測装置は、脈波速度を計測する生体計測装置において、両腕と両足とのそれぞれに巻回されて空気が送り込まれることにより巻回された各部位を加圧する4つのカフと、カフに空気を送り込んでカフ内の圧力を指示を受けた圧力に制御するカフ圧制御部と、脈波速度計測時に、カフ圧制御部に、両腕および両足に巻回された4つのカフの圧力を同時には、両腕のうちの一方の腕、および両足のうちの一方の足のみ加圧されるように指示するシーケンス制御部を備えたことを特徴とする。 First living body measuring device of the biometric measuring device of the present invention to achieve the above SL objects, in living body measuring device for measuring the pulse wave velocity, is wound is fed air to each of the arms and legs Four cuffs that pressurize each wound part, a cuff pressure control unit that controls the pressure inside the cuff by sending air into the cuff to the pressure received, and cuff pressure control during pulse wave velocity measurement Sequence control unit for instructing the unit to pressurize the pressure of four cuffs wound around both arms and both feet at the same time only one arm of both arms and one of both feet It is provided with.
複数の血管の脈波速度を計測する場合には、従来、四肢(両腕、両足)を同時に加圧し、カフから得られる脈波(PVR)から脈波速度を計測していた。しかしながら、四肢を同時に加圧すると血管が圧迫または閉塞され、計測の対象である生体の状態に影響を与えるおそれがある。本発明の第1の生体計測装置では、同時には加圧せずに順次に加圧して脈波速度を順次に計測するようにしたため、生体の状態に与える影響を最小限にとどめ、脈波速度を正確に計測することができる。 In the case of measuring the pulse wave velocities of a plurality of blood vessels, conventionally, the limbs (both arms and both legs) are pressurized simultaneously, and the pulse wave velocity is measured from the pulse wave (PVR) obtained from the cuff. However, if the limbs are pressurized simultaneously, the blood vessels are compressed or occluded, which may affect the state of the living body being measured. In the first living body measuring apparatus of the present invention, the pulse wave velocity is sequentially measured without applying pressure simultaneously, so that the pulse wave velocity is sequentially measured. Can be measured accurately.
さらに、本発明の生体計測装置のうちの第2の生体計測装置は、血圧と脈波速度を計測する生体計測装置において、両腕と、少なくとも一方の足とのそれぞれに巻回されて空気が送り込まれることにより巻回された各部位を加圧する少なくとも3つのカフと、カフに空気を送り込んでカフ内の圧力を指示を受けた圧力に制御するカフ圧制御部と、カフ圧制御部に、両腕のうちの一方の腕と一方の足が脈波速度計測用に加圧されるとともに両腕のうちの他方の腕が血圧計測用に加圧されるように各カフの圧力を指示するカフ圧指示部とを備えたことを特徴とする。 Furthermore, the second living body measuring device of the living body measuring device of the present invention is a living body measuring device that measures blood pressure and pulse wave velocity, and air is wound around both arms and at least one leg. At least three cuffs that pressurize each part wound by being sent in, a cuff pressure control unit that sends air into the cuff and controls the pressure in the cuff to the pressure that is instructed, and a cuff pressure control unit, Instruct the pressure of each cuff so that one arm and one leg of both arms are pressurized for pulse wave velocity measurement and the other arm of both arms is pressurized for blood pressure measurement And a cuff pressure instruction unit.
本発明の第2の生体計測装置の場合、両腕の左右の一方を脈波速度計測用に加圧しながら左右の他方で血圧を計測するため、脈波速度と血圧との双方を正確に検出することができるとともに同時計測により計測を短時間に済ませ生体への負担を軽減することができる。 In the case of the second living body measurement apparatus of the present invention, since the blood pressure is measured by the other of the left and right while pressing one of the left and right of both arms for pulse wave velocity measurement, both the pulse wave velocity and the blood pressure are accurately detected. In addition, it is possible to reduce the burden on the living body by performing measurement in a short time by simultaneous measurement.
以上説明したように、本発明によれば血圧と脈波速度との双方を適切に計測することができる。 As described above, according to the present invention, both blood pressure and pulse wave velocity can be measured appropriately.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図5は、本発明の一実施形態の生体計測装置の構成を表わすブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the biological measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
この図5に示す生体計測装置100には、4つのカフ1R,1L,2R,2Lが備えられている。ここで、各カフ1R,1L,2R,2Lは、それぞれ、右腕用、左腕用、右足首用、左足首用のカフである。各カフ1R,1L,2R,2Lには、それぞれ空気袋1R11,1L11,2R11,2L11が備えられており、カフ1R,1L,2R,2Lがそれぞれの部位に巻き付けられカフ圧制御部1R12,1L12,2R12,2L12から空気袋1R11,1L11,2R11,2L11に空気が送り込まれて各部位が1R,1L、2R,2Lにより圧迫される。カフ圧制御部1R12,1L12,2R12,2L12は、各カフ1R11,1L11,2R11,2L11の圧力を目標値まで上げる機能と、その目標値の圧力を維持する機能と、指示された速さでカフ圧を下げる機能とを有する。
The living
また、この図5に示す生体計測装置100には、心音マイク131と、その心音マイク131による心音を検出する心音検出部13が備えられており、さらに心電検出用の電極141とその電極141による心電を検出する心電検出部14が備えられている。
5 includes a heart sound microphone 131 and a heart
また、ここには演算制御部30が備えられており、この演算制御部30は、カフ圧制御部1R12,1L12,2R12,2L12にカフ圧の目標値を指示したり、検出された脈波データや、心音データ、心電データを取り込んで演算を行なうことなど、この生体計測装置100の制御、演算全般を担っている。さらに、この演算制御部30には、各種表示を行なう表示部16、計測結果等をプリント出力する記録部17、各種計測データを保存しておく保存部18、計測終了の合図や警告等を行なう音発生部19、および必要に応じて他の装置200と通信を行なう通信部20が接続されている。これらの各部16〜20は、演算制御部30の制御に応じて動作する。
In addition, an
さらに、ここには、この生体計測装置100への各種入力や指示を行なう入力/指示部21を備えている。演算制御部30は、この入力/指示部21からの入力/指示に応じて各部の制御等を行なう。
Further, an input /
図6は、図5の生体検出装置100を構成するカフ圧制御部の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a cuff pressure control unit included in the living
この図6に示すカフ10は、図5に示す4つのカフ1R,1L,2R,2Lを代表させて1つのみ示したもの、図6に示すカフ圧制御部12は、図5に示す4つのカフ圧制御部1R12,1L12,2R12,2L12を代表させて1つのみ示したものである。
The
カフ圧制御部12は、制御部121、ポンプ駆動部122、ポンプ123、排気弁制御部124、排気弁125、圧力センサ126、および増幅器127から構成されており、このカフ圧制御部12とカフ10の空気袋11との間はエアホース128で接続されている。
The cuff
このカフ圧制御部12には、図5に示す演算制御部30からカフ圧の目標値を表わすカフ圧制御信号が入力される。制御部121はポンプ駆動部122に指示を与えてポンプ駆動部122にポンプ123を駆動させカフ10の空気袋11に空気を送り込ませる。空気袋11の圧力(カフ圧)は圧力センサ126により検出され増幅器127で適宜増幅されて制御部121に伝えられる。制御部121は、圧力センサ126で検出されたカフ圧が、演算制御部30(図5参照)からカフ圧制御信号で指示された目標値となるまでポンプ制御部122にポンプ123を駆動させる。この目標値は、血圧計測時は例えば200mmHgであり、脈波速度測定時は40mmHg以下10mmHg以上、例えば30mmHgである。
The cuff
血圧計測時は、カフ圧を例えば200mmHgまで一旦上げた後、排気弁制御部124に排気弁125を開けさせて、決められた速度、例えば3mmHg/secの速度でカフ圧が下げられ、血圧計測が終了すると残りのカフ圧が一気に大気圧まで下げられる。
At the time of blood pressure measurement, the cuff pressure is temporarily increased to, for example, 200 mmHg, and then the exhaust
脈波速度計測時には、カフ圧は、例えば30mmHg等の一定圧に保持され脈波検出後大気圧まで下げられる。 At the time of measuring the pulse wave velocity, the cuff pressure is maintained at a constant pressure such as 30 mmHg and lowered to the atmospheric pressure after the pulse wave is detected.
血圧計測時および脈波検出時のいずれにおいても、圧力センサ126により脈波による圧力の微小変化が捉えられ、これにより血圧や脈波検出が行なわれる。
In both the blood pressure measurement and the pulse wave detection, the
以下では、図5、図6を参照して説明した生体計測装置100による血圧計測および脈波速度計測の各種シーケンスについて説明する。以下に説明する各種シーケンスは、図5に示す入力/指示部21からの指示により切り換えられる。
Hereinafter, various sequences of blood pressure measurement and pulse wave velocity measurement by the
図7は、血圧計測と脈波速度計測を行なうときの第1シーケンスを示すフローチャート、図8は、図7に示す第1シーケンスに従って計測を行なう間のカフ圧の変化を示す図である。 FIG. 7 is a flowchart showing a first sequence when blood pressure measurement and pulse wave velocity measurement are performed, and FIG. 8 is a diagram showing a change in cuff pressure during measurement according to the first sequence shown in FIG.
ここでは、図1に示す4つのカフ1R,1L,2R,2Lのうちの2つのカフ1R,2Rを用い、カフ1Rを右腕に巻き、カフ2Rを右足首に巻いて計測を行なう。
Here, two of the four
ここでは、カフ1R,2Rをそれぞれ右腕、右足首に巻いた後、この第1シーケンスに従って、先ず、1Rと2Rを脈波速度計測のためのカフ圧の目標値、例えば30mmHgまで加圧し(ステップa1)、それら2つのカフ1R,2Rの脈波から脈波速度PWVを計測し(ステップa2)、それら2つのカフ1R,2Rを大気圧まで減圧する(ステップa3)。それに引き続いて、右腕に巻いたカフ1Rを、今度は血圧計測用に、例えば200mmHgまで加圧し(ステップa4)、カフ1Rのカフ圧を徐々に下げながら血圧計測を行ない(ステップa5)、血圧計測後カフ1Rのカフ圧を大気圧まで減圧する(ステップa6)。その後、今回の計測により得られたPWVや血圧に基づく演算や、それらの計測データの表示等が行なわれる(ステップa7)。尚、このステップa7で行なわれる演算の例については後述する。
Here, after the
この図7に示す第1シーケンスの場合、脈波計測の方を先に行ない、その後引き続いて血圧計測が行なわれる。カフ圧が高い血圧計測に先立って脈波計測が行なわれるため脈波計測が正確に行なわれる。また、前述の特許文献3における脈波計測後狭窄の疑いがあるか否かを判定するまで待つことなく、脈波計測に引き続いて直ちに血圧計測が行なわれるため、脈波計測と血圧との双方の計測を行なっても短時間で済み、患者へはさほど大きな負担をかけないで済むことになる。 In the case of the first sequence shown in FIG. 7, the pulse wave measurement is performed first, followed by blood pressure measurement. Since the pulse wave measurement is performed prior to the blood pressure measurement with a high cuff pressure, the pulse wave measurement is accurately performed. In addition, since the blood pressure measurement is performed immediately after the pulse wave measurement without waiting until it is determined whether or not there is a stenosis after the pulse wave measurement in Patent Document 3, both the pulse wave measurement and the blood pressure are measured. This measurement can be done in a short time, and the patient is not burdened so much.
尚、図7に示す第1シーケンスに従う計測を行なうにあたっては、脈波速度計測時のカフ圧は、入力/指示部21で指示された40mmHg以下10mmHg以上の範囲内のカフ圧に設定される。
When performing measurement according to the first sequence shown in FIG. 7, the cuff pressure at the time of measuring the pulse wave velocity is set to a cuff pressure within the range of 40 mmHg or less and 10 mmHg or more indicated by the input /
図9は、血圧計測と脈波速度計測を行なうときの第2シーケンスを示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing a second sequence when blood pressure measurement and pulse wave velocity measurement are performed.
ここでも、図7に示す第1シーケンスに従う計測の場合と同様、図5に示す4つのカフ1R,1L,2R,2Lのうちの2つのカフ1R,2Rを用い、カフ1Rの右腕に巻き、カフ2Rを右足首に巻いて計測を行なう。
Here, as in the case of the measurement according to the first sequence shown in FIG. 7, two of the four
計測を行なうにあたっては先ず、右腕に巻いたカフ1Rを血圧計測用に、例えば200mmHgまで加圧し(ステップb1)、そのカフ圧を徐々に下げながら血圧計測を行ない(ステップb2)、血圧計測後カフ1Rのカフ圧を大気圧まで減圧する(ステップb3)。その後、入力/指示部21からあらかじめ指示入力された待機時間だけ待機する(ステップb4)。これは、血圧計測時に右腕を圧迫したときの影響が収まり正確な脈波速度計測を行なうことができる状態になるのを待つためである。
In performing measurement, first, the
その待機時間経過後、右腕に巻かれたカフ1Rと右足首に巻かれたカフ2Rを、今回計測した血圧のうちの拡張期圧(最低血圧)よりも最低限20mmHg低い値、例えば、拡張期圧が65mmHgであったときは45mmHg以下の値、例えば40mmHgあるいは30mmHgに加圧する。このとき、拡張期圧よりも40mmHg以上低いカフ圧に制御すると脈波速度計測時に血圧を圧迫することが一層少なくて済み好ましい。カフ圧の下限値は脈波を検出することのできる程度、すなわち10mmHg程度である。
After the waiting time has elapsed, the
ステップb5で2つのカフ1R,2Rのカフ圧が目標値(例えば40mmHg)まで加圧されると、その状態が維持されたまま、2つのカフ1R,2Rの脈波からPWVが計測され(ステップb6)、その後2つのカフ1R,2Rのカフ圧が大気圧まで減圧され(ステップb7)、演算・表示等が行なわれる(ステップb8)。ステップb8の演算例については後述する。
When the cuff pressures of the two
ここでは、血圧計測が先に行なわれ、その血圧計測により得られた拡張期圧から脈波速度計測時のカフ圧が求められる。この場合、脈波速度計測時のカフ圧をその時の血圧に応じて適切に求めることができる。ただし血圧計測の直後に脈波速度計測を行なうと血圧計測時に右腕を圧迫した影響で脈波が正確に検出できないおそれがあるので、血圧計測後指定された時間待機することでその悪影響を取り除いている。 Here, blood pressure is measured first, and the cuff pressure at the time of measuring the pulse wave velocity is obtained from the diastolic pressure obtained by the blood pressure measurement. In this case, the cuff pressure at the time of measuring the pulse wave velocity can be appropriately determined according to the blood pressure at that time. However, if the pulse wave velocity measurement is performed immediately after blood pressure measurement, there is a risk that the pulse wave may not be detected accurately due to the pressure on the right arm during blood pressure measurement, so remove the adverse effect by waiting for the specified time after blood pressure measurement. Yes.
図10に血圧計測と脈波速度計測を行なうときの第3シーケンスを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a third sequence when blood pressure measurement and pulse wave velocity measurement are performed.
ここでは、図5に示す4つのカフ1R,1L,2R,2Lを用い、それら4つのカフ1R,1L,2R,2Lを、それぞれ右腕、左腕、右足首および左足首に巻き、それら4つのカフ1R,1L,2R,2Lを使って計測を行なう。
Here, the four
ここでは、先ず、右腕に巻いたカフ1Rと右足首に巻いたカフ2Rを脈波計測用の目標値、例えば20mmHgにまで加圧し(ステップc1)、それら2つのカフ1R,2Rの脈波からPWVを計測し(ステップc2)、その後、それら2つのカフ1R,2Rのカフ圧を大気圧にまで減圧する(ステップc3)。
Here, first, the
次に、今度は左腕に巻いたカフ1Lと左足首に巻いたカフ2Lを、目標値、例えば20mmHgにまで加圧し(ステップc4)、それら2つのカフ1L,2Lの脈波からPWVを計測し(ステップc5)、その後それら2つのカフ1L,2Lのカフ圧を大気圧にまで減圧する(ステップc6)。さらにそれに続いて、右腕に巻いたカフ1Rを血圧計測用に例えば200mmHgにまで加圧し(ステップc7)、そのカフ1Rのカフ圧を徐々に下げながら血圧計測を行ない(ステップc8)、拡張期圧の計測まで終わるとそのカフ1Rのカフ圧を大気圧にまで減圧し(ステップc9)、演算・表示等が行なわれる(ステップc10)。ステップc10の演算例については後述する。
Next, pressurize the
ここでは、右腕、右足首の脈波からPWVを計測し、また左腕、左足首の脈波からもPWVを計測しているが、それらを同時に行なうのではなく順次に行なうことにより、血管の圧迫あるいは閉塞による悪影響を最小限に抑えられ、正確な測定が行なわれる。 Here, the PWV is measured from the pulse waves of the right arm and right ankle, and the PWV is also measured from the pulse waves of the left arm and left ankle. Alternatively, the adverse effects of occlusion are minimized and accurate measurements are made.
尚、この図10に示す第3シーケンスでは、血圧計測は右腕のみで行なっているが右腕と左腕との双方で行なってもよい。 In the third sequence shown in FIG. 10, blood pressure measurement is performed with only the right arm, but it may be performed with both the right arm and the left arm.
図11は、血圧計測と脈波速度計測を行なうときの第4シーケンスを示すフローチャート、図12は、この第4シーケンスに従って計測を行なうときのカフ圧の時間変化を示す図である。 FIG. 11 is a flowchart showing a fourth sequence when blood pressure measurement and pulse wave velocity measurement are performed, and FIG. 12 is a diagram showing temporal changes in cuff pressure when measurement is performed according to the fourth sequence.
ここでは、図5に示す4つのカフ1R,1L,2R,2Lのうちの3つのカフ1R,1L,2Rを用い、各カフ1R,1L,2Rをそれぞれ右腕、左腕、右足首に巻いて計測を行なう。
Here, three
ここでは先ず、右腕に巻いたカフ1Rと右足首に巻いたカフ2Rを、脈波速度計測時の目標値である例えば10mmHgにまで加圧し(ステップd1)、さらに、左腕に巻いたカフ1Lを血圧計測時のカフ圧である、例えば200mmHgにまで加圧し(ステップd2)、右腕と右足首に巻いたカフ1R,2Rの脈波からPWVを計測すると同時に、左腕に巻いたカフ1Lのカフ圧を徐々に下げながら血圧計測を行なう(ステップd3)。その後、それら3つのカフ1R,1L,2Rのカフ圧を大気圧にまで減圧し(ステップd4)、演算・表示等を行なう(ステップd5)。演算例についてはこの後説明する。
Here, first, the
この図11に示す第4シーケンスに従えば、PWVと血圧との双方が互いに悪影響を及ぼすことなく同時に高度に計測され、したがって計測に要する時間が短時間で済む。 According to the fourth sequence shown in FIG. 11, both PWV and blood pressure are measured at the same time without adversely affecting each other, and therefore the time required for measurement is short.
次に、図7、図9〜図11に示す第1〜第4シーケンスにおける演算(ステップa7,b8,c10,d5)の例について説明する。 Next, an example of operations (steps a7, b8, c10, d5) in the first to fourth sequences shown in FIGS. 7 and 9 to 11 will be described.
ここでは、計測されたPWVと血圧との双方を用いて以下の演算を行ない、血管の硬化度を表わす評価値が求められて表示される。 Here, the following calculation is performed using both the measured PWV and blood pressure, and an evaluation value representing the degree of sclerosis of the blood vessel is obtained and displayed.
上記のようにして計測された脈波速度(PWV)は、十分な精度で、Moens−Kortewegの式 The pulse wave velocity (PWV) measured as described above can be obtained with sufficient accuracy using the Moens-Korteweg equation.
で表わすことができることが知られている(前掲の非特許文献1参照)。ここで、kは常数、D/ΔDは血管弾性率(D:血管径、ΔD:血管径の変位)である。 It is known that it can be represented by the above (see Non-Patent Document 1 mentioned above). Here, k is a constant, and D / ΔD is a blood vessel elastic modulus (D: blood vessel diameter, ΔD: displacement of the blood vessel diameter).
また、血管径と血圧に関しては、式
(D/ΔD)・ln(Ps/Pd)=β(constant) …(4)
が成り立つことが知られている(前掲の非特許文献1参照)。
Regarding the blood vessel diameter and blood pressure, the formula (D / ΔD) · ln (Ps / Pd) = β (constant) (4)
Is known to hold (see Non-Patent Document 1 above).
ここで、D/ΔDは、(3)式の場合と同じく血管弾性率(D:血管径、ΔD:血管径の変位)であり、Ps,Pdは、それぞれ、収縮期圧(最大血圧)、拡張期圧(最小血圧)である。このβは、ある特定の症例のある特定部位の血管についての一定値であり、その症例のその部位の血圧が変化すると、値βを一定に保つように血管径が変化することを意味している。 Here, D / ΔD is the blood vessel elastic modulus (D: blood vessel diameter, ΔD: displacement of blood vessel diameter) as in the case of the expression (3), and Ps and Pd are systolic pressure (maximum blood pressure), Diastolic pressure (minimum blood pressure). This β is a constant value for a blood vessel of a specific part of a specific case, and when the blood pressure of that part of the case changes, the blood vessel diameter changes so as to keep the value β constant. Yes.
従来、上記(3)式と(4)式の双方が知られてはいたが、これら(3)式と(4)式とを結合することにより、脈波速度検査法の欠点、すなわち、測定した脈波速度を図4に示すような補正カーブを用いて補正する必要があり、そのため特定の部位の脈波速度検査しか行ない得ないという欠点を克服することができるという点に想い到った例は存在しない。 Conventionally, both of the above formulas (3) and (4) have been known, but by combining these formulas (3) and (4), the drawback of the pulse wave velocity inspection method, that is, measurement It was necessary to correct the pulse wave velocity using a correction curve as shown in FIG. 4, so that it was possible to overcome the drawback that only a pulse wave velocity test of a specific part could be performed. There are no examples.
そこで、ここでは、上記(3)式を2乗し、その2乗した(3)式中のD/ΔDに(4)式を代入して整理すると、
PWV2・ln(Ps/Pd)=k2β …(5)
この(5)式は、PWVを測定するとともに血圧(収縮期圧(最大血圧)Psと拡張期圧(最小血圧)Pd)を測定してそれらの測定結果を(5)式に代入するだけで、図4に示すような補正カーブに従った補正を行なうことなく、測定部位に応じた値であるk2βを求めることができることを意味している。換言すると、(5)式は、動脈硬化の進行度合の診断のための評価値として採用することができ、その評価値k2βを求めるためには、従来と同様、PWVの測定と血圧測定とで十分であることを意味している。
Therefore, here, when the above equation (3) is squared and the equation (4) is substituted for D / ΔD in the squared equation (3),
PWV 2 · ln (Ps / Pd) = k 2 β (5)
This equation (5) only measures PWV, measures blood pressure (systolic pressure (maximum blood pressure) Ps and diastolic pressure (minimum blood pressure) Pd), and substitutes these measurement results into equation (5). This means that k 2 β, which is a value corresponding to the measurement site, can be obtained without performing correction according to the correction curve as shown in FIG. In other words, the expression (5) can be adopted as an evaluation value for diagnosing the degree of progression of arteriosclerosis. In order to obtain the evaluation value k 2 β, the PWV measurement and the blood pressure measurement are performed as in the conventional case. And that is enough.
この(5)式に従った検査法を採用すると、図4に示すような補正カーブをあらかじめ求めておいてその補正をカーブを元に補正するという操作は不要であり、したがって身体のどの部位にも適用することができる。 When the inspection method according to the equation (5) is adopted, it is not necessary to obtain a correction curve as shown in FIG. 4 in advance and correct the correction based on the curve. Can also be applied.
尚、ここでは、PWVとPs,Pdを測定し(5)式に従ってk2βを求めることは説明したが、k2βを求める代わりに、kは既知の常数であるためβを求めたり、あるいは(5)式の左辺PWV2・ln(Ps/Pd)によって影響を受ける値を求めるための演算式を定義しておいて、その演算式に従う値を求めてもよい。 Here, it has been explained that PWV, Ps, and Pd are measured and k 2 β is obtained according to the equation (5). Instead of obtaining k 2 β, k is a known constant, and therefore β can be obtained. Alternatively, an arithmetic expression for obtaining a value affected by the left side PWV 2 · ln (Ps / Pd) of the expression (5) may be defined, and a value according to the arithmetic expression may be obtained.
ここでは、先ず第1段階として、評価値V1を、
V1=ln(Ps/Pd)・1/k2・PWV2 …(6)
の演算式で定義する。
Here, first, as a first step, the evaluation value V1 is
V1 = ln (Ps / Pd) · 1 / k 2 · PWV 2 (6)
Define with the following formula.
ここで、Ps,Pdは、測定対象部位の収縮期圧、拡張期圧であり、kは既知の常数であり、PWVは、測定対象部位の脈波速度である。ここでこの(6)式に代入される脈波速度PWVは、血圧による補正(図4参照)を行う前の脈波速度である。 Here, Ps and Pd are the systolic pressure and diastolic pressure of the measurement target region, k is a known constant, and PWV is the pulse wave velocity of the measurement target region. Here, the pulse wave velocity PWV substituted into the equation (6) is a pulse wave velocity before correction by blood pressure (see FIG. 4).
図13は、従来法としての脈波速度と、上記(6)式に基づく評価値V1との対応関係を示す図である。横軸は、図4に示す補正カーブに従って補正された拡張期圧(最小血圧)80mmHgのときの脈波速度であり、縦軸は、(6)式に基づいて算出された評価値V1である。プロットされた各点は症例1つずつを表わしている。 FIG. 13 is a diagram showing a correspondence relationship between the pulse wave velocity as the conventional method and the evaluation value V1 based on the above equation (6). The horizontal axis is the pulse wave velocity when the diastolic pressure (minimum blood pressure) is 80 mmHg corrected according to the correction curve shown in FIG. 4, and the vertical axis is the evaluation value V1 calculated based on the equation (6). . Each plotted point represents one case.
評価値V1とPWVの関係は、ここでは測定誤差等を考慮し、図13に示すように直線で近似する。さらにその直線が原点を通り、斜め45°の直線となるように座標変換を行なう。 The relationship between the evaluation value V1 and PWV is approximated by a straight line as shown in FIG. Further, coordinate transformation is performed so that the straight line passes through the origin and becomes a 45 ° diagonal line.
図14は、このような座標変換を行なった後の、従来法による脈波速度(横軸)と、評価値V2(座標変換後)との対応関係を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a correspondence relationship between the pulse wave velocity (horizontal axis) according to the conventional method and the evaluation value V2 (after coordinate conversion) after such coordinate conversion is performed.
ここで、図1、図2を参照して説明した脈波速度測定法は、頸動脈と大腿動脈における脈波を測定する測定法であるが、図13〜図14に示す各症例は、図2を参照して説明した測定法によるPWVと、(6)式を用いて得られたV1または下記の(7)式を用いて得られたV2の相関をあらわしたものである。 Here, the pulse wave velocity measuring method described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 is a measuring method for measuring pulse waves in the carotid artery and femoral artery, but each case shown in FIGS. 2 shows the correlation between PWV obtained by the measurement method described with reference to 2 and V1 obtained using the expression (6) or V2 obtained using the following expression (7).
ここでは、足関節動脈については双方とも脈波測定を行なうこととし、もう一方については頸動脈の脈波を測定したときと上腕動脈の脈波を測定したときの、T+t(図2(B)参照)の時間について説明する。 Here, for both ankle arteries, pulse waves are measured, and for the other, T + t when the carotid pulse wave is measured and when the brachial artery pulse wave is measured (FIG. 2B). Reference time will be described.
図15は、頸動脈の脈波を測定したときの時間(T+t)(横軸)と上腕動脈の脈波を測定したときの、T+tの時間(縦軸)との関係を示すグラフである。 FIG. 15 is a graph showing the relationship between time (T + t) (horizontal axis) when measuring the carotid artery pulse wave and time (vertical axis) of T + t when measuring the brachial artery pulse wave.
横軸の時間と縦軸の時間はかなり近似してはいるが、多少の相違点が存在する。 Although the time on the horizontal axis and the time on the vertical axis are quite approximate, there are some differences.
そこで、これらを考慮し、評価値V2として、 Therefore, considering these, as the evaluation value V2,
を採用する。 Is adopted.
ここで、Lは脈波速度測定区間の血管長であり、a,b,a1,b1は、図13に示す直線の式を、
y=ax−b
とし、図15に示す直線の式を
y=a1・x+b1
としたときの各値a,b,a1,b1である。
Here, L is the blood vessel length in the pulse wave velocity measurement section, and a, b, a1, and b1 are linear equations shown in FIG.
y = ax−b
And the equation of the straight line shown in FIG. 15 is y = a1 · x + b1
Are the values a, b, a1 and b1.
図13、図15に示す例では、それぞれ、
a=2.6908
b=13.707
a1=0.9872
b1=0.7627
である。
In the examples shown in FIGS. 13 and 15, respectively.
a = 2.6908
b = 13.707
a1 = 0.9872
b1 = 0.7627
It is.
(8)式に示す演算式を採用すると、頸動脈に代えて上腕動脈の脈波を測定したときに、頚動脈を測定したときと同等の値であって、しかも、従来法のPWV(最小血圧80mmHgに換算)と同等の値を持つ評価値V2が算出される。 When the arithmetic expression shown in the equation (8) is adopted, when the pulse wave of the brachial artery is measured instead of the carotid artery, the value is equivalent to that when the carotid artery is measured, and the conventional PWV (minimum blood pressure) An evaluation value V2 having a value equivalent to (converted to 80 mmHg) is calculated.
血管の硬化度の評価値として上記(6)式で表わされる評価値V1を採用してもよいが、(7)式で表わされる評価値V2を採用することがより好ましい。なぜならば、血管の硬化の程度が同一であるときに従来法のPWVと同じ評価値が求められるように演算式を定義しておくと、従来法のPWVの値に慣れている医師等にとってその評価値を参考にして動脈硬化を伴う各種の病気の診断を行い易いからである。 Although the evaluation value V1 represented by the above expression (6) may be adopted as the evaluation value of the degree of hardening of the blood vessel, it is more preferable to adopt the evaluation value V2 represented by the expression (7). This is because, if a calculation formula is defined so that the same evaluation value as that of the conventional PWV is obtained when the degree of vascular hardening is the same, it is possible for doctors who are accustomed to the value of the conventional PWV. This is because it is easy to diagnose various diseases associated with arteriosclerosis with reference to the evaluation value.
次に、(6)式あるいは(7)式を用いて評価値を求める際の血圧について説明する。 Next, blood pressure when obtaining an evaluation value using equation (6) or equation (7) will be described.
これまでは、測定対象部位の血圧(収縮期圧Psと拡張期圧Pd)を測定して、その血圧を(6)式あるいは(7)式に代入する旨説明したが、測定対象部位のうちのどの点の血圧を代入するかが問題となる。具体的には脈波速度PWVを測定した区間の中央点の血圧を採用することが好ましいが、例えば上腕の血圧値で代用してもよい。 So far, it has been explained that the blood pressure (systolic pressure Ps and diastolic pressure Pd) of the measurement target region is measured and the blood pressure is substituted into the equation (6) or (7). The problem is which point of blood pressure is to be substituted. Specifically, it is preferable to adopt the blood pressure at the center point of the section in which the pulse wave velocity PWV is measured, but for example, the blood pressure value of the upper arm may be substituted.
このようにして求められた評価値は、図1に示す表示部16に表示され、あるいは、記録部17でプリント出力され、動脈硬化の診断に供せられる。
The evaluation value obtained in this way is displayed on the
1R,1L,2R,2L カフ
1R11,1L11,2R11,2L11 空気袋
1R12,1L12,2R12,2L12 カフ圧制御部
10 カフ
11 空気袋
12 カフ圧制御部
13 心音検出部
131 心音マイク
14 心電検出部
141 電極
16 表示部
17 記録部
18 保存部
19 音発生部
20 通信部
21 入力/指示部
30 演算制御部
100 生体計測装置
121 制御部
122 ポンプ駆動部
123 ポンプ
124 排気弁制御部
125 排気弁
126 圧力センサ
127 増幅器
128 エアホース
200 他の装置
1R, 1L, 2R, 2L Cuff 1R11, 1L11, 2R11, 2L11 Air bag 1R12, 1L12, 2R12, 2L12
Claims (2)
両腕と両足とのそれぞれに巻回されて空気が送り込まれることにより巻回された各部位を加圧する4つのカフと、
前記カフに空気を送り込んで該カフ内の圧力を指示を受けた圧力に制御するカフ圧制御部と、
脈波速度計測時に、前記カフ圧制御部に、両腕および両足に巻回された4つのカフの圧力を、同時には、両腕のうちの一方の腕、および両足のうちの一方の足のみ加圧されるように指示するシーケンス制御部を備えたことを特徴とする生体計測装置。 In the biological measurement device that measures the pulse wave velocity,
Four cuffs that pressurize each wound part by being wound around each arm and both legs and being fed with air,
A cuff pressure control unit that sends air into the cuff to control the pressure in the cuff to the pressure received by the instruction;
At the time of measuring the pulse wave velocity, the cuff pressure control unit applies the pressures of the four cuffs wound around both arms and both feet, and at the same time, only one arm of both arms and only one of the two feet. A biological measurement apparatus comprising a sequence control unit that instructs to be pressurized.
両腕と、少なくとも一方の足とのそれぞれに巻回されて空気が送り込まれることにより巻回された各部位を加圧する少なくとも3つのカフと、
前記カフに空気を送り込んで各カフ内の圧力を指示を受けた圧力に制御するカフ圧制御部と、
前記カフ圧制御部に、前記両腕のうちの一方の腕と一方の足が脈波速度計測用に加圧されるとともに前記両腕のうちの他方の腕が血圧計測用に加圧されるように各カフの圧力を指示するカフ圧指示部とを備えたことを特徴とする生体計測装置。 In a biological measurement device that measures blood pressure and pulse wave velocity,
At least three cuffs that pressurize each wound part by being wound around each of the arms and at least one of the legs and being fed with air;
A cuff pressure control unit that feeds air into the cuff and controls the pressure in each cuff to the pressure received.
One arm and one leg of the arms are pressurized for pulse wave velocity measurement and the other arm of the arms is pressurized for blood pressure measurement by the cuff pressure control unit. And a cuff pressure indicating unit for indicating the pressure of each cuff .
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