JP4854014B2 - 血管粘弾性の指標測定装置 - Google Patents
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Description
血管粘弾性の指標αを、
α={(Pb2−Pa2)−(Pb1−Pa1)}/(Va2−Va1)
によって測定する血管粘弾性の指標測定装置である。
α={(Pb2−Pa2)−(Pb1−Pa1)}/(Va2−Va1) …式(1)
によって演算する。
f=η・(dx/dt)+kx
と表わされる。そして、上記変位xが、カフ体積の変化率であると考える。この体積変化率は、血管の体積変化がΔVであり、カフ体積がVであるとすると、−ΔV/Vである。また、上記fが、血管における内外圧差Pt(t)であると考える。このように考えると、上記式である「f=η・(dx/dt)+kx」は、
Pt(t)=η・(−ΔV/V)/dt+k・(−ΔV/V)
に変形される。
−ΔV/V=ΔP/P
の関係が知られている。ただし、ΔV≪Vである。
Pt(t)=η・(dP/dt)+k・P(t) …式(2)
である。
(dP/dt)=0である。
Pt(tb2)=k・p(tb2)=k・Pb2 …式(4)
上記式(4)から式(3)を差し引くと、
Pt(tb2)−Pt(tb1)=k・(Pb2−Pb1)
となる。したがって、
k={Pt(tb2)−Pt(tb1)}/(Pb2−Pb1) …式(5)
である。上記式(5)の分子は、tb1におけるカフ圧からtb2におけるカフ圧の減少した分に等しいので、カフ減圧速度を−d(d>0)とすると、
Pt(tb2)−Pt(tb1)=d・(tb2−tb1)
であり、上記式(5)は、次の式(8)に変換される。
図9は、血管の内外圧差Pt(t)は、周期的な血圧波形と直線的に下降するカフ圧との差であることを示す図である。
Pt(ta1)=η・(dP/dt)+k・p(t)=η・(dP/dt(t=ta1))+k・p(ta1)=η・Va1+k・Pa1 …式(9)
Pt(ta2)=η・(dP/dt)+k・p(t)=η・(dP/dt(t=ta2))+k・p(ta2)=η・Va2+k・Pa2 …式(10)
を求めることができる。
Pt(ta2)−Pt(ta1)=η・(Va2−Va1)+k・(Pa2−Pa1) …式(11)
であり、上記式(11)の左辺におけるPt(ta2)−Pt(ta1)は、カフの減圧速度を−dとすると、
Pt(ta2)−Pt(ta1)≒d・(ta2−ta1)である。これを式(11)に代入すると、d(ta2−ta1)≒η・(Va2−Va1)+k・(Pa2−Pa1)であり、したがって、
η={d・(ta2−ta1)−k・(Pa2−Pa1)}/(Va2−Va1) …式(12)
になる。時刻の差tb2−tb1は、脈拍周期に相当し、ta2−ta1もほぼそれに近い値であるが、厳密には、少しずれる。脈拍周期に比べ、このずれが十分小さければ、tb2−tb1=ta2−ta1=脈拍周期とみなせる。従って、上記式(12)が成立する。
そして、S13で、上記のように、血管の粘弾性を示す指標αを演算する。
α=η/k=[d・{(ta2−ta1)・(Pb2−Pb1)−(tb2−tb1)・(Pa2−Pa1)}/{(Pb2−Pb1)・(Va2−Va1)}]/{d・(tb2−tb1)/(Pb2−Pb1)}={(ta2−ta1)・(Pb2−Pb1)−(tb2−tb1)・(Pa2−Pa1)}/{(tb2−tb1)・(Va2−Va1)}
である。つまり、次の式(15)が成立する。
時刻の差tb2−tb1は、脈拍周期に相当し、ta2−ta1も、ほぼそれに近い値であるが、厳密には少しずれる。しかし、脈拍周期に比べ、このずれが十分小さければ、tb2−tb1=ta2−ta1=脈拍周期とみなすことができるので、式(15)は、次の式(16)になる。
なお、上記指標αは、血管粘弾性特性を示す時定数であり、動脈硬化の重要な指標である。
血管の粘弾性を示す指標αは、上記式(17)に示すように、α=(B−A)/C=η/kであり、Cが小さく、(B−A)が大きい程、指標αが大きい。
粘性抵抗η=d・{(ta2−ta1)・(Pb2−Pb1)−(tb2−tb1)・(Pa2−Pa1)}/{(Pb2−Pb1)・(Va2−Va1)} …式(19)
上記実施例によれば、血管の粘弾性の指標を測定する装置において、血管の粘性と弾性とを定量的に表現することができる。
11…カフ、
20…CPU、
21…脈波成分抽出手段、
22…微分波形形成手段、
23…第1の最大値検出手段、
24…第1の極大値検出手段、
25…第1の極大値対応振幅値検出手段、
26…第2の最大値検出手段、
27…第2の極大値検出手段、
28…第2の極大値対応振幅値検出手段、
29…指標演算手段、
Pb1…第1脈波成分の最大値、
Va1…第1脈波成分の時間微分脈波の極大値、
Pa1…第1の脈波振幅値、
Pb2…第2脈波成分の最大値、
Va2…第2脈波成分の時間微分脈波の極大値、
Pa2…第2の脈波振幅値、
α…血管の粘弾性を示す指標、
30…ROM、
40…RAM、
50…操作手段、
61…表示手段、
62…プリンタ、
63…外部端子。
Claims (8)
- カフ圧力の脈波成分を抽出する脈波成分抽出手段と;
上記抽出された脈波成分を時間微分して一次微分値を演算し、微分波形を形成する微分波形形成手段と;
上記抽出された複数の脈波成分のうちの1つの脈波成分である第1脈波成分の最大値Pb1を検出する第1の最大値検出手段と;
上記第1脈波成分の時間微分脈波の極大値Va1を検出する第1の極大値検出手段と;
上記第1脈波成分の時間微分脈波極大値Va1に対応する脈波振幅値である第1の脈波振幅値Pa1を検出する第1の極大値対応振幅値検出手段と;
上記抽出された複数の脈波成分のうちの脈波成分であって、上記第1脈波成分とは異なる第2脈波成分の最大値Pb2を検出する第2の最大値検出手段と;
上記第2脈波成分の時間微分脈波の極大値Va2を検出する第2の極大値検出手段と;
上記第2脈波成分の時間微分脈波極大値Va2に対応する脈波振幅値である第2の脈波振幅値Pa2を検出する第2の極大値対応振幅値検出手段と;
血管の粘弾性を示す指標αを、α={(Pb2−Pa2)−(Pb1−Pa1)}/(Va2−Va1)によって演算する指標演算手段と;
を有することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。 - 請求項1において、
上記第1脈波成分と上記第2脈波成分とは、カフの減圧手段または加圧手段によって得られる脈波成分であることを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。 - 請求項1において、
上記第1脈波成分と上記第1脈波成分とは、互いに、少なくとも1拍ずれている脈波の成分であることを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。 - 請求項1において、
上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを表示する表示手段、上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを外部へ出力する出力手段、上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを上記血管粘弾性の指標測定装置の内部に設けられているメモリに記憶させる記憶制御手段のうちの少なくとも1つの手段を有することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。 - 第1脈波の最大値をPb1、第1脈波の時間微分値の極大値をVa1、極大値Va1に対応する脈波振幅値をPa1とし、
第2脈波の最大値をPb2、第2脈波の時間微分値の極大値をVa2、極大値Va2に対応する脈波振幅値をPa2とした場合、
血管粘弾性の指標αを、
α={(Pb2−Pa2)−(Pb1−Pa1)}/(Va2−Va1)
によって測定することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。 - 第1脈波の最大値と上記第1脈波の時間微分値の極大値に対応する脈波振幅値との差と、第2脈波の最大値と上記第2脈波の時間微分値の極大値に対応する脈波振幅値との差と、上記第1脈波の時間微分値の極大値と上記第2脈波の時間微分値の極大値との差とに応じて、血管粘弾性の指標を測定することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
- 第1脈波の最大値をPb1、上記最大値Pb1が発生する時刻をtb1とし、第2脈波の最大値をPb2、上記最大値Pb2が発生する時刻をtb2とした場合、
体積弾性率kを、
k=d・(tb2―tb1)/(Pb2−Pb1)
によって測定することを特徴とする血管の体積弾性率測定装置。 - 第1脈波の最大値をPb1、第1脈波の時間微分値の極大値をVa1、上記極大値Va1に対応する脈波振幅値をPa1、上記最大値Pb1が発生する時刻をtb1とし、
第2脈波の最大値をPb2、第2脈波の時間微分値の極大値をVa2、上記極大値Va2に対応する脈波振幅値をPa2、上記最大値Pb2が発生する時刻をtb2とした場合、
血管の粘性抵抗ηを、
η=d・{(ta2−ta1)・(Pb2−Pb1)−(tb2−tb1)・(Pa2−Pa1)}/{(Pb2−Pb1)・(Va2−Va1)}
によって測定することを特徴とする血管の粘性抵抗測定装置。
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