JP4705824B2 - 定量脈動発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、定量脈動発生装置に関し、特に、血管コンプライアンスを測定する際に用いる定量脈動発生装置に関するものである。

従来より、動脈硬化の指標として血管コンプライアンスＫが用いられている。血管コンプライアンスＫは、血管内圧がΔＰだけ増加したときに、血管の単位長さ当り増加する血管内容積がΔＶの場合に、血管の伸展性を表すパラメータとして定義されており、Ｋ＝ΔＶ／ΔＰ［ｃｍ^３／（ｄｙｎｅ／ｃｍ^２）］＝２πＲ^３（１−σ^２）／Ｅ・ｈ（Ｒ：血管径、σ：ポアソン比、ｈ：血管径の厚み、Ｅ：弾性率）で表される。

このような血管コンプライアンスＫは、動脈圧の測定と、超音波法を用いた血管径及びその脈動に基づく血管壁変位の測定により求めることが可能であるが（例えば、特許文献１，特許文献２を参照）、これらの場合、上腕や下肢に血圧測定用のカフを取付ける他に、手指等に別途センサ等の装置を取付けなければ測定することができず、専門の医療機関でしか測定することができないものであった。

このような問題点を解決し、別途の装置を必要とせず簡単に動脈硬化の指標を測定可能としたのが、特許文献３に記載の血管弾性測定装置である。しかしながら、このような血管弾性測定装置には、以下に説明する技術的な課題があった。

特許第３１８４３４９号公報 特開平８−６６３７７号公報 特開２００４−３１３６０５号公報

すなわち、特許文献３に提案されている血管弾性測定装置では、カフ内圧を減圧または昇圧させる過程でセンサから検出される圧力脈波信号から、血管内容積の変化ΔＶを算出するようにしているが、その算出の際にカフの弾性特性（以下、カフの感度ともいう）を考慮した補正が必要となる。

ところが、特許文献３においては、カフの感度は、一般的に知られている値を使用し、どの被験者に対しても、またいつでも、同じ数値を採用している。しかし、カフの感度は、加圧状態（加圧値）のみならず、被験者の筋肉強度などの状態、測定時間帯、カフの個体差等によっても変化するものであり、正確な血管コンプライアンスを測定する上での誤差要因となっていた。

そこで、本発明者らは、カフの感度を装着状態において、しかも、それぞれのカフ毎に測定することで、このような問題を解決して、高精度の血管コンプライアンス測定を可能にする新たな手法を開発した。

この手法は、既知容量の圧力脈動を、被験者に捲回されたカフに加えたときに、当該カフで検出される脈波の振幅値と既知容量値とに基づいて、各カフの感度を求めるのであるが、この際に、既知容量の圧力脈動を加えるのに好適な手段が見当たらなかったので、これを併せて開発した。

本発明の目的は、カフの感度を装着状態において、個別に測定する際に、既知容量の脈動を加えることができる定量脈動発生装置を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、血圧測定などの際に、カフの圧力状態を変化させながら既知容量の脈動を加えることができる定量脈動発生装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、既知容量の圧力脈動を、被験者に捲回されたカフに加えたときに、当該カフで検出される脈波と前記既知容量値とに基づいて、前記カフの感度を求める際に用いる定量脈動発生装置であって、前記圧力脈動発生装置は、屈曲変形可能なダイヤフラムと、一端側が前記ダイヤフラムにより隔成された第１の閉塞空間と連通し、他端側が前記カフと連通接続される給気口とを備えた本体部と、前記本体部に内臓され、前記ダイヤフラムを屈曲振動させる駆動部とを備え、前記駆動部に給電することにより、前記ダイヤフラムを屈曲変形させて、前記給気口を介して、前記カフ内に前記圧力脈動を供給するようにした。

このように構成した定量脈動発生装置によれば、屈曲変形可能なダイヤフラムと、一端側がダイヤフラムにより隔成された第１の閉塞空間と連通し、他端側がカフと連通接続される給気口とを備えた本体部と、本体部に内蔵され、ダイヤフラムを屈曲振動させる駆動部とを備え、駆動部に給電することにより、ダイヤフラムを屈曲変形させて、給気口を介して、カフ内に既知容量の圧力脈動を供給するので、圧力脈動を被験者に捲回されたカフに加えたときに、当該カフで検出される脈波と既知容量値とに基づいて、カフの感度を求めることができる。

前記カフは、前記被験者の動脈の阻血を行う大容量のメインカフと、前記動脈の流れ方向の上流側ないしは下流側に設けられる小容量のサブカフとを備え、前記サブカフのいずれか一方に前記定量脈動発生装置の前記圧力変動を加えることができる。

前記定量脈動発生装置の前記本体部は、一端側が前記ダイヤフラムにより隔成された第２の閉塞空間と連通し、他端側が前記メインカフと常時連通接続される背面吸気口を有し、前記メインカフと前記給気口とをエア抵抗が設けられた連通路で連通接続することができる。

前記駆動部の制御は、血圧や動脈硬化などの血管特性の測定制御部と兼用することができる。

本発明にかかる定量脈動発生装置によれば、カフの感度を装着状態において、個別に測定する際に、既知容量の脈動を加えることができるので、動脈硬化の指標である血管コンプライアンスＫの高精度な測定が補償される。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図７は、本発明にかかる定量脈動発生装置の一実施例および使用例を示しており、図１は、定量脈動発生装置５０の全体断面図である。

同図に示した定量脈動発生装置５０は、本体部５２と、ダイヤフラム５４と、駆動部５６とを有している。本体部５２は、カップ状のボデー５２ａと、ハット状のカバー５２ｂとを有しており、これらのボデー５２ａとカバー５２ｂは、開口端に環状のシール材５２ｃを介装して固設されていて、内部に密閉空間が形成されている。

ダイヤフラム５４は、屈曲変形が可能なものであって、一端が開口した概略放物面状に形成されており、このダイヤフラム５４は、開口端がカバー５２ｂの背面側に当接するようにして係止されている。

このようなダイヤフラム５４を本体部５２内に設けることにより、ボデー５２ａとカバー５２ｂ内の密閉空間は、第１閉塞空間５２ｄと第２閉塞空間５２ｅに隔成されている。

第１閉塞空間５２ｄには、カバー５２ｂのほぼ中央部に一体に突設形成された給気口５２ｆが連通し、第２閉塞空間５２ｅには、カバー５２ｂの側縁に一体に突設形成された背圧吸気口５２ｇが連通している。

駆動部５６は、本体部５２内に内蔵され、ダイヤフラム５４を屈曲振動させるるものであって、ダイヤフラム５４の中心を下方から支持する可動フランジ部５６ａと、可動フランジ５６ａの下方に積層配置されたホールピース５６ｂ，磁石５６ｃ，ヨーク５６ｄとを備え、これらの部材は、ボデー５２ａ内に設置されている。

ホールピース５６ｂの側面には、コイル５６ｅが付設されていて、コイル５６ｅに給電すると、可動フランジ５６ａが上下方向に振動して、この振動に伴ってダイヤフラム５４が、図１に矢印で示すように、屈曲振動をするようになっている。

ダイヤフラム５４を屈曲振動させると、給気口５２ｆから後述する第２サブカフ４６に、第１閉塞空間５２ｄ内の所定容量の空気が脈動状態で供給される。次に、上記構成の定量脈動発生装置５０の使用方法について説明する。図２は、定量脈動発生装置５０を血管特性測定装置１に接続して、これを使用する場合の適用例が示されている。

血管特性測定装置１は、後述するように、血圧測定と動脈硬化の判定指標となる血管コンプライアンスＫの測定が可能なものであって、一般的なオシロメトリック方式の血圧計が有する構成であるところの制御部１０と、表示／スイッチ部１１と、メモリ１２とを備えている。制御部１０は、血圧検出手段１０ａと、Ｋ算出手段１０ｂとを備えている。

被験者に装着されるカフ４０は、本実施例の場合、図３，４に示すものが用いられる。これらの図に示したカフ４０は、メインカフ４２と一対の第１および第２サブカフ４４，４６とを有している。メインカフ４２は、被験者の動脈の阻血を行うために、大容量に形成されていて、気密性の可撓性袋体４２ａを備え、袋体４２ａの背面側には、変形防止用のアウターカバー４２ｂが、外周面を覆うようにして設けられている。

一対の第１および第２サブカフ４４，４６は、被験者の動脈の流れ方向の上流側と下流側とに、所定の間隔を隔てて配置される小容量のものであり、本実施例の場合、第１および第２サブカフ４４，４６は、同一の容量に設定されていて、メインカフ４２の幅方向の両端側にあって、カフ４０の装着状態においては、被験者の上腕の外周面に当接して、これを周回するように環状に形成される。

なお、第１および第２サブカフ４４，４６間の距離は、例えば、９０ｍｍ（カフの中心から中心まで）程度が好適である。また、各サブカフ４４，４６の容量は、必ずしも同一に設定する必要はない。

第１および第２サブカフ４４，４６は、可撓性の小袋体４４ａ，４６ａを有していて、各小袋体４４ａ，４６ａは、メイカンカフ４２の袋体４２ａと間に、合成樹脂製等の圧力ダンパー４２ｃを介して、固着されている。

この圧力ダンパー４２ｃは、各第１および第２サブカフ４４，４６で検出される脈波が相互に干渉することなく、正しい脈波を抽出できるように隔離するためのものであり、例えば、厚さが０．３ｍｍ程度のＰＰフィルムを好適に用いることができる。

メインカフ４２の背面側には、図４に示すように、アウターカバー４２ｂの外面に突出する給排気口４２ｄが設けられ、この給排気口４２ｄは、袋体４２ａ内に連通している。また、アウターカバー４２ｂの外面には、第１，第２サブカフ４４，４６の各小袋体４４ａ，４６ａ内に連通する給排気口４４ｂ，４６ｂが設けられている。
備えている。

被験者の上腕に巻回され血流を一時的に阻止するメインカフ４２には、袋体４２ａ内に空気を供給するポンプ１３が、給排気経路１４を介して給排気口４２ｄに接続され、ポンプ１３を駆動させるポンプ駆動回路１５は、制御部１０からの制御信号により駆動，停止される。

給排気経路１４には、メインカフ４２内の空気を排気する排気弁１６と、メインカフ４０内の圧力（カフ圧）を検出するメイン側センサ１７とが接続される。排気弁１６は、排気弁駆動回路１８により開弁ないしは閉弁され、駆動回路１８には、制御部１０から制御信号が送出される。メイン側センサ１７の検出信号は、そのまま制御部１０に取り込まれるとともに、メイン側脈波抽出回路１９を介して制御部１０に取り込まれる。

一方、動脈の上流側に配置される第１サブカフ４４は、本実施例の場合には、給排気経路１４に接続される。また、動脈の下流側に配置される第２サブカフ４６には、下流側センサ２５と、定量脈動発生装置５０とが接続されている。なお、定量脈動発生装置５０の接続形態は、これに限る必要はなく、ユニット５０を上流側の第１サブカフ４４に接続してもよい。

下流側センサ２５は、第２サブカフ４６内の圧力を検出するものであって、その検出信号は、直接制御部１０に入力されるとともに、下流側脈波抽出回路２７に入力され、回路２７で抽出された脈波が制御部１０に取り込まれる。

定量脈動発生装置５０は、本体部５２の背圧吸気口５２ｇが給排気経路１４と接続される。また、本体部５２の給気口５２ｆは、第１サブカフ４６と連通接続されると共に、第１電磁弁５８を介して給排気経路１４と接続され、この電磁弁５８を駆動して閉弁すると、給気口５２ｅと背圧吸気口５２ｆとが分離するようになっている。

また、給気口５２ｆは、第２電磁弁６０と回路保護用のエアー抵抗６２とを介して、給排気経路１４と接続されている。この構成によれば、第２電磁弁６０を開弁させた状態では、メインカフ４２と第２サブカフ４６とが連通するが、この連通経路には、エアー抵抗６２が介装されているので、微小変動の圧力伝達はないが、静的には、メインカフ４２と第２サブカフ４６とが同一圧力に保たれる。

以上の構成により本実施例では、ポンプ１３によって給排気経路１４を介して加圧される部分は、メインカフ４２，第１サブカフ４４，第２サブカフ４６の全てであり、下流側に配置される第２サブカフ４６のみが、定量脈動発生装置５０からも加圧されることになる。

より具体的に説明すると、電磁弁５８，６０がともに開弁しており、かつ、定量脈動発生装置５０が駆動停止している時は、給気口５２ｆと背圧吸気口５２ｇとが連通状態となり、全てのカフ４２，４４，４６が、給排気経路１４を介して連通状態となるので、ポンプ１３で加圧すると、これらの各部が同一圧力に維持される。

一方、第１電磁弁５８を閉弁すると、定量脈動発生装置５０の給気口５２ｆとメインカフ４２との間、メインカフ４２と第２サブカフ４６との間が、それぞれ独立状態となるので、この時に、定量脈動発生装置５０を駆動すると、第１閉塞空間５２ｄ内の所定容量の空気を確実に第２サブカフ４６内に給気することができる。

なお、本実施例の定量脈動発生装置５０においては、第１および第２閉塞空間５２ｄ，５２ｅは、共に静的に同一圧力状態に保てれば所定の機能を発揮することができるので、必ずしも図２に示したような第１および第２電磁弁５８，６０を用いる必要はなく、これらをなくして、単にエアー抵抗６２をそれぞれ介在させて、給気口５２ｆと背面吸気口５２ｇとを給排気経路１４に接続する形態であってもよい。

また、定量脈動発生装置５０のコイル５６ｅには、制御部１０から制御信号が送出される脈波発生駆動回路２８が接続されていいて、脈波発生駆動回路２８から給電されることで、ダイヤフラム５４が屈曲振動する。

以上の構成において、本実施例の場合には、第１および第２電磁弁５８，６０およびエアー抵抗６２とは、定量脈動発生装置５０に付設されていて、これらがユニットとして一体に取り扱うことができるようになっている。

次に、上記構成の血管特性測定装置１で、（１）血圧測定，（２）血管コンプライアンスＫをそれぞれ測定する場合の測定方法について説明する。

（１）血圧測定
被験者の血圧を測定する際には、表示／スイッチ部１１を操作して血圧測定を開始すると、制御部１０は、血圧測定開始とともに、メインカフ４２内の内圧が被験者の体内の血管内圧より高くなるように、ポンプ駆動回路１５に制御信号を送出して、ポンプ１３を駆動して、メインカフ４２内に空気を送り込む。

これによりメインカフ４２が測定部位を圧迫し、体内の血流を阻止したところで、制御部１０は、空気の送出を停止させ、排気弁駆動回路１８及び排気弁１６を介して、メインカフ４２内の空気を排気して、カフ圧を徐々に低下させる。

測定部位がメインカフ４２によって圧迫され、直下にある動脈が押しつぶされている状態から、カフ圧を徐々に低下させていく過程で、血液は、最高血圧値付近で流れ始め、最低血圧値付近ではカフ圧による影響を受けることなくスムーズに流れ始めることが知られている。

制御部１０の血圧算出手段１０ａは、このカフ圧を変化させていく過程で、心臓の拍動に同期した血管壁の振動がメインカフ４２の内部に及ぼす微小な空気変動であるところの脈波を、メイン側脈波抽出回路１９においてメイン側センサ１７から抽出し、この脈波に基づいて最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値を判定する。

なお、センサ１７からは、ポンプ１３から加圧しているカフ圧に、脈波分の圧力が重畳した圧力波形が得られるため、脈波成分を抽出するためには、センサ１７から得られた圧力波形から、カフ圧を差し引けばよい。

この際の判定方法は、脈波の振幅（脈波毎の圧力の最大値−最小値。脈圧ともいう）が急激に増大するポイントにおけるカフ圧を最大血圧値ＳＢＰとし、脈波の振幅が急激に減少するポイントにおけるカフ圧を最低血圧値ＤＢＰとし、脈波の振幅が最も大きくなるポイントにおけるカフ圧を平均血圧値ＭＢＰとする方法を採用するとこができる。

判定結果としてのこれら血圧値はメモリ１２に記憶され、また、表示／スイッチ部１１の表示画面に表示される。このような血圧測定方法は、一般的なオシロメトリック方式の動作原理に基いている。このような血圧測定においては、脈波信号は、第１および第２サブカフ４４，４６からも抽出することができる。

（２）血管コンプライアンスＫの測定
血管コンプライアンスＫは、血管内圧がΔＰだけ増加したときに血管の単位長さ当り増加する血管内容積をΔＶ（以下、これを容積脈波という）とした時、Ｋ＝ΔＶ／ΔＰで求められる係数であり、この値は、従来から動脈硬化の指標として用いられている。

なお、血管内では、体内に血液を循環させるために、心臓の鼓動と同期して、最低血圧値と最高血圧値を定期的に繰り返すようにして圧力が発生しており、この繰り返し周期が、拍と呼ばれるものであり、脈波の抽出単位でもある。

つまり、血管内圧の増加量ΔＰは、最低血圧値と最高血圧値の差分であり、Ｋ＝ΔＶ／（ＳＢＰ−ＤＢＰ）で求められる。尚、ここでのΔＰは、以降に登場する脈波振幅を表すΔＰやΔＰ_０とは異なる。

ここで、血管コンプライアンスＫを求めるために必要な血管内容積の増加量ΔＶは、血圧測定用のカフを用いた場合には、直接測定することができず、従来は、血圧測定装置以外の別途の装置を用いるか、例えば、特開２００４−３１３６０５号公報に記載されているように、血圧計のセンサから検出された脈波の振幅値にカフの感度（カフの体積変化に対する圧力変化の割合）を適用して、圧力値から体積値へ単位変換することで求めていた。

しかし、カフの感度は、加圧状態（加圧値）のみならず、被験者の状態、測定時間帯、カフの個体差等によっても特性が異なってくるため、上記特許公報に開示されている発明においては、正確な増加量ΔＶ、ひいては、血管コンプライアンスＫを求めることができなかった。

そこで、本実施例では、メインカフ４２のカフ圧を変化させる過程で、定量脈動発生装置５０が、動脈の下流側に配置される第２サブカフ４６に、所定の既知容量の脈動状の給気を行い、所定のカフ圧毎又は所定の時間毎又は所定の脈波検出毎にカフの感度（カフ内容積が既知容量分変化した時のカフ圧の変化量）を実際に測定して、このカフの感度に基づいて容積増加量ΔＶを算出するようにし、これによりより正確な血管コンプライアンスＫの圧力特性を求められるようにした。

なお、ここでいう「圧力特性」における圧力とは、測定時の被験者の血圧値や、血管外圧値（カフ圧）や、ＴＰ値（血管内圧値と血管外圧値の差分）を指す。

第２サブカフ４６に加えられる所定の既知容量は、カフ４６が、被験者である人間の血管壁の変動を検出するのに必要な容量であればよく、カフ４６の大きさによっても、所定の既知容量の割合は変化するが、０．１〜０．５ｃｃ程度の微小容量が好適である。

以下に、より具体的な血管コンプライアンスＫの測定方法について説明する。 図５〜図７は、血管コンプライアンスＫを測定する際の手順を示したフローチャート図である。手順がスタートすると、制御部１０は、表示／スイッチ部１１のスイッチ部等からの指令に基づいて、血圧測定を開始する（Ｓ１００）。

制御部１０は、メインカフ４２への加圧を制御するため、まず、排気弁駆動回路１８に排気弁１６の閉塞を指示する（Ｓ１０５）。そして、ポンプ駆動回路１５にポンプ駆動を指示し、メインカフ４２への加圧を開始する（Ｓ１１０）。ここでの加圧値は、表示／スイッチ部１１の表示画面に表示される（Ｓ１１５）。

制御部１０は、加圧値が設定値に達するまで、ポンプ駆動回路１５にポンプ駆動を指示し（Ｓ１２０）、設定値に達した時点で、ポンプ駆動回路１５にポンプ停止を指示する（Ｓ１２５）。

ポンプ１３による加圧が停止したところで、制御部１０は、第１電磁弁５８を閉弁する。これにより、定量脈動発生装置５０の給気口５２ｆと背圧吸気口５２ｇとが非連通状態となり、ポンプ１３からの給気が、下流側の第２サブカフ４６に流入することが防止される。

制御部１０は、排気弁駆動回路１８に排気弁１６の開閉制御を指示する（Ｓ１３５）。具体的には、１秒間に数ｍｍＨｇ程度（例えば、４ｍｍＨｇ）の割合で、メインカフ４２が減圧されるよう排気弁１６の制御を行なう。

制御部１０が、Ｓ１３５でメインカフ４２内のカフ圧を徐々に減圧させていく過程で、制御部１０は、Ｓ１４０で容積脈波ΔＶの測定を行う。この測定の詳細ステップを図６に示ししている。

容積脈波ΔＶの測定では、下流側脈波抽出回路２７は、下流側センサ２５から検出されるカフ圧を常時監視し、脈波に相当する部分を抽出して、これをメモリ１２に記憶するとともに、カフ圧が所定値Ｐ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）になるか、否かが判断される（Ｓ１４５）。

尚、Ｓ１４０の容積脈波測定の詳細である、Ｓ１４５〜Ｓ１９５までのフローは、カフ圧の減圧過程で、後述するＳ２１０でカフ圧がＫ測定下限値以下になったかどうかの判断が行なわれた結果、Ｋ測定下限値以下でない場合には、再び、同じフローが繰り返されるようになっている。そのため、所定値Ｐ_ｉのｉは、１から順次、加算更新されることになる。

本実施例で、所定値Ｐ_ｉは、被験者の１脈波毎に１の値が決定されるものである。つまり、脈波に対応した数だけ所定値Ｐ_ｉが存在する。制御部１０は、例えば、カフ圧波形を常時、時間微分し、微分値（波形の傾き）が負から正に変化したポイントにおけるカフ圧Ｐ_ｉ＝Ｐ１と定め、メモリ１２に記憶する。微分値が負から正に変化するということは、新たな脈波が発生したということであり、これによって脈波が認識される（Ｓ１５０）。

脈波が認識されると、下流側脈波抽出回路２７は、先に決定された所定値Ｐ１からの圧力差で求められる振幅が、最大となる脈波ピーク点Ｐ_ｐを認識し、その脈波ピーク点Ｐ_ｐにおける脈波振幅値ΔＰ（Ｐ１）を脈波毎の振幅値としてメモリ１２に記憶しておく（Ｓ１５５）。

次に、制御部１０は、脈波ピーク点Ｐ_ｐを認識してから所定時間Δｔが経過するのを待ち（Ｓ１６０）、Δｔ経過後、電磁弁２６ｏを閉弁する（Ｓ１６５）。これは、メインカフ４２と下流側の第２サブカフ４６とを完全に絶縁するためである。なお、Δｔの値は、次の脈動が開始するまでの期間ならいつでもよい、本実施例では、Δｔ＝２００ｍｓとしている。また、脈波の振幅値が、脈波ピーク点Ｐ_ｐにおける脈波振幅値ΔＰ（Ｐ_ｉ）の５０％になった時にΔｔが設定されてもよい。

更にその直後、制御部１０は、脈波発生駆動回路２８に指令を出し、定量脈動発生装置５０のコイル５６ｅに所定時間通電して、既知容量であるΔＶ_０（０．１５ｃｃ）だけ下流側の第２サブカフ４６内の容積が増えるようする（Ｓ１７０）。なお、本実施例では、ΔＶ_０＝０．１５ｃｃとしているが、脈波毎に異なっていてもよく、その場合には、コイル５６ｅに与える電流値を制御すればよい。

これにより、第２サブカフ４６のカフ圧は、ΔＶ_０分の容量増加に伴い上昇することになる。下流側脈波抽出回路２７は、この時の脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）を下流側センサ２５から検出し、メモリ１２に記憶させる（Ｓ１７５）。

なお、定量脈動発生装置５０の駆動を、脈波のピークが過ぎてからΔｔ後としているのは、仮に脈波のピーク時等に駆動した場合に、ΔＶ_０分の容量増加に伴う脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）が、ピーク波形に重畳して表れるため、変動分を正確に測定することが困難となるため、これを確実に防止するためである。

次いで、電磁弁６０を開弁（Ｓ１８０）し、これによって、再び、メインカフ４２と第２サブカフ４６との静的圧力が同一にされる。図８は、Ｓ１４５〜Ｓ１８０の過程が繰り返し行なわれ、下流側センサ２５で検出されたカフ圧波形を、カフ圧Ｐ_ｉがＰ１，Ｐ２，Ｐ３となった時の３脈波分記録したものを示しており、そのうちの１脈波（カフ圧Ｐ_ｉがＰ１の時の脈波）の拡大波形を図９に示している。

図９において、カフ圧Ｐ_ｉがＰ１となるポイントから脈波ピーク点Ｐ_ｐを迎え、脈波ピーク点Ｐ_ｐからΔｔ経過したところに表れている略矩形状の波形が、所定の既知容量ΔＶ_０を第２サブカフ４６に給気した時の、脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）である。

本実施例では、略矩形状のカフ圧波形が表れるような電流をコイル５６ｅに供給しているが、必ずしも、略矩形状の波形を発生させる必要はない。脈波の圧力変動量ΔＰ_０（Ｐ１）が下流側センサ２５から検出された後、Ｋ算出手段１０ｃは、ΔＰ_０（Ｐ１）とΔＶ_０の値に基づいて、カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ１）を計算する（Ｓ１８５）。カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）とは、カフ圧がＰ_ｉの時のカフ内容積が既知容量分変化した時のカフ圧の変化量を表すものであり、Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）＝ΔＰ_０（Ｐ_ｉ）／ΔＶ_０で求められる。

さらに、Ｋ算出手段１０ｃは、脈波振幅値ΔＰ（Ｐ１）と、カフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ１）に基づいて、容積脈波ΔＶ（Ｐ１）を計算する（Ｓ１９０）。容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）は、圧力単位である脈波振幅値ΔＰ（Ｐ_ｉ）をカフの感度Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）に基づいて、容積単位に換算したものであるから、ΔＶ（Ｐ_ｉ）＝ΔＰ（Ｐ_ｉ）／Ｓ_ｅ（Ｐ_ｉ）で求められる。Ｋ算出手段１０ｃで求められた容積脈波ΔＶ（Ｐ１）をメモリ３０に記憶しておく（Ｓ１９５）。

一方、メイン側脈波抽出回路１９は、Ｓ１３５で排気制御が開始された時から常時、メインカフ４２側の脈波を抽出し、脈波毎の振幅値とともに、これをメモリ１２に記憶蓄積しておく。そして、血圧算出手段１０ａは、カフ圧が予め定められた血圧判定可能圧値（例えば、低血圧の人の最低血圧値４０ｍｍＨｇ）に達した時点（Ｓ２００）で、メモリ１２に蓄積された脈波の振幅値に基づき、最高血圧値ＳＢＰ，最低血圧値ＤＢＰ，平均血圧値ＭＢＰの判定を行い（Ｓ２０５）、得られたこれらの各値をメモリ１２に記憶しておく。

本実施例では、Ｓ１３５〜Ｓ１９５の過程は、メインカフ４２のカフ圧が予め定められたＫ測定下限値以下になるまで、脈波毎に繰り返し行なわれる（Ｓ２１０）。つまり、メインカフ４２のカフ圧の減圧過程において、Ｋ測定下限値に達するまでに発生した脈波の数だけ、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されることになる。Ｓ２１０において、カフ圧がＫ測定下限値以下になっていない場合は、Ｐ_ｉのｉの値が１更新され、例えば、前回のＳ１３５〜Ｓ１９５のフローでＰ_ｉ＝Ｐ１の時の脈波について容積脈波ΔＶが求められた場合には、次回はＰ_ｉ＝Ｐ２の時の脈波について容積脈波ΔＶが求められる。

なお、本実施例では、脈波の数ｎだけ、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されるようにしているが、血管コンプライアンスＫの測定精度をそれ程要求されない場合や、制御部１０の処理能力、メモリ１２の記憶容量に限界があるような場合には、例えば、２脈波毎というように飛ばして容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）が算出されてもよい。また、Ｐ_ｉを予め決定しておいて（例えば、Ｐ_ｉ＝５ｍｍＨｇ毎）、カフ圧が決定したＰ_ｉに到達した時に発生した脈波に対する容積脈波を算出するようにしてもよい。

カフ圧がこのフローにおけるＫ測定下限値以下になったら（Ｓ２１０）、容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）の測定は終了し、制御部１０は、排気弁１６、電磁弁２６ｎをそれぞれ開放する制御を行なう（Ｓ２２０）。Ｋ算出手段１０ｃは、Ｓ１４０で脈波毎に求められた容積脈波ΔＶ（Ｐ_ｉ）と、Ｓ２０５で求められた血圧値に基づいて、脈波毎の血管コンプライアンスＫ（Ｐ_ｉ）を算出する（Ｓ２２０）。血管内圧の変化分は、ＳＢＰ−ＤＢＰで求められるから、Ｋ（Ｐ_ｉ）＝ΔＶ（Ｐ_ｉ）／（ＳＢＰ−ＤＢＰ）で求められる。求められたＫ（Ｐ_ｉ）は、メモリ１２に記憶される（Ｓ２２５）。

本実施例の場合には、通常の血圧計に定量脈動発生装置５０と脈波発生駆動回路２８を追加し、ユニット５０で第２サブカフ４６に微小容量の脈動を加えて、第２サブカフ４６の圧力を常時計測するとともに、計測した圧力値から脈波を検出することで、血管コンプライアンスＫの圧力特性を測定することが可能となる。

このような血管コンプライアンスＫの測定方法では、カフの弾性感度Ｓを、その装着状態で、且つ、圧力が加えられた状態で、各カフ毎に測定することができるので、血管コンプライアンスＫをより一層高精度で求めることができる。

なお、上記実施例では、カフ４０として、メインカフ４２と一対のサブカフ４４，４６を備えたものを用いる場合を例示したが、本発明の定量脈動発生装置５０の適用は、これに限る必要はなく、サブカフが設けられていない、メインカフだけの通常のものであってもよい。

このようなカフを採用した場合には、図２に示したサブカフ４６を除去して、同図に仮想線で示すように、定量脈動発生装置５０の本体部５２の給気口５２ｆをメインカフ４２に、連通接続すればよく、容量の大きなメインカフ４２を用いる場合には、カフの感度Ｓの測定精度が若干低下するものの、実用上に支障を来たすことはない。また、サブカフ４６を用いる場合でも、必ずしも一対サブカフを備えたものである必要はなく、１つのサブカフを有するものであっても何ら支障はない。

本発明の定量脈動発生装置によれば、高精度の血管コンプライアンスの測定が可能になるので、利便性が向上し、医学などの分野で有効に活用される。

本発明にかかる定量脈動発生装置の一実施例を示す断面説明図である。 本発明にかかる定量脈動発生装置を使用する際に、これを血管特性測定装置に接続したときのブロック図である。 図２に示した血管特性測定装置で用いるカフの断面図である。 図２に示したカフの平面図と側面図である。 血圧、血管コンプライアンスを測定する際のフロー図である。 容積脈波を測定するフロー図である。 血圧、血管コンプライアンスを測定するフロー図である。 第２サブカフのセンサで検出されたカフ圧波形を３脈波分記録したグラフである。 図８の要部拡大図である。

符号の説明

５０ 定量脈動発生装置
５２ 本体部
５２ｆ 給気口
５２ｇ 背面吸気口
５４ ダイヤフラム
５６ 駆動部
５６ｅ コイル

Claims (4)

1. 既知容量の圧力脈動を、被験者に捲回されたカフに加えたときに、当該カフで検出される脈波と前記既知容量値とに基づいて、前記カフの感度を求める際に用いる定量脈動発生装置であって、
   前記圧力脈動発生装置は、屈曲変形可能なダイヤフラムと、一端側が前記ダイヤフラムにより隔成された第１の閉塞空間と連通し、他端側が前記カフと連通接続される給気口とを備えた本体部と、
   前記本体部に内蔵され、前記ダイヤフラムを屈曲振動させる駆動部とを備え、
   前記駆動部に給電することにより、前記ダイヤフラムを屈曲変形させて、前記給気口を介して、前記カフ内に前記圧力脈動を供給することを特徴とする定量脈動発生装置。
2. 前記カフは、前記被験者の動脈の阻血を行う大容量のメインカフと、前記動脈の流れ方向の上流側ないしは下流側に設けられる小容量のサブカフとを備え、
   前記サブカフのいずれか一方に前記定量脈動発生装置の前記圧力変動を加えることを特徴とする請求項１記載の定量脈動発生装置。
3. 前記定量脈動発生装置の前記本体部は、一端側が前記ダイヤフラムにより隔成された第２の閉塞空間と連通し、他端側が前記メインカフと常時連通接続される背面吸気口を有し、前記メインカフと前記給気口とをエア抵抗が設けられた連通路で連通接続することを特徴とする請求項２記載の定量脈動発生装置。
4. 前記駆動部の制御は、血圧や動脈硬化などの血管特性の測定制御部と兼用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の定量脈動発生装置。
   

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