JP6200336B2

JP6200336B2 - 血管内皮機能評価装置

Info

Publication number: JP6200336B2
Application number: JP2014008465A
Authority: JP
Inventors: 嘉伸斧; 恒夫高柳
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: JP2015136417A; CN105212907B; EP2896358A1; EP2896358B1; US20150201847A1; CN105212907A

Description

本発明は、カフを用いて駆血を行うと共に駆血の前後において脈波を検出し、検出した脈派に基づき血管内皮機能を評価するための血管内皮機能評価装置に関するものである。

本願出願人らは、上記のようなカフを用いた血管内皮機能評価装置であって、超音波エコー等を用いることなく、超音波エコーを用いた計測に近い、精度が高い評価を可能とする血管内皮機能評価装置を出願した（特許文献１、２参照）。これらの文献に記載されている装置は、駆血前後の血管径の変化を超音波エコーを用いて計測する代わりに、駆血前後の脈波を比較して、血管内皮機能を評価するものである。

特開２００９−２７３８７０号公報特開２０１１−５６２００号公報

特許文献１、２に記載の血管内皮機能評価装置によれば、高精度な血管内皮機能評価が可能であるものの、駆血に起因した血管径拡張以外にも呼吸や自律神経の影響によって脈波振幅が変動することが危惧される。

本発明は上記のようなカフを用いた血管内皮機能評価装置における現状に鑑みなされたもので、その目的は呼吸や自律神経に影響されることなく、高精度な血管内皮機能評価を可能とする血管内皮機能評価装置を提供することである。

本発明に係る血管内皮機能評価装置は、被検者の上肢または下肢の左右の一方に巻き付けられる第一のカフと、前記第一のカフが巻き付けられる上肢または下肢の同一側に巻き付けられる第二のカフと、前記第一のカフ及び前記第二のカフが巻き付けられる上肢または下肢の左右の他方に巻き付けられる第三のカフと、前記それぞれのカフに加えられる圧力を制御するカフ圧制御部と、前記第二のカフに接続される圧力センサの出力及び前記第三のカフに接続される圧力センサの出力からそれぞれのカフ圧を検出するカフ圧検出部と、前記各圧力センサの出力からそれぞれの脈波を検出する脈波検出部と、前記検出された脈波を、脈波の特徴を表すパラメータである脈波指標として取り扱い解析して血管内皮機能を評価する解析部と、を具備し、前記カフ圧制御部は、前記第一のカフが巻きつけられた上肢または下肢を所定時間駆血するように前記第一のカフのカフ圧を制御し、前記脈波検出部は、前記駆血前後において、前記カフ圧制御部によって前記第二のカフ及び前記第三のカフの各カフ圧がそれぞれ所定の圧力に制御された状態で、前記第二のカフに対応する脈波と前記第三のカフに対応する脈波とをそれぞれ検出し、前記解析部は、前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、当該第三のカフに対応する脈波指標の値と等しい前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて、前記駆血前後に検出された前記第二のカフに対応する脈波指標の比較結果を得ると共にこの比較結果を前記駆血前後に検出された前記第三のカフに対応する脈波指標により補正し、当該補正された前記第二のカフに対応する脈波指標に基づいて血管内皮機能を評価する。

本発明に係る血管内皮機能評価装置は、被検者の上肢または下肢の左右の一方に巻き付けられる第二のカフと、前記第二のカフが巻き付けられる上肢または下肢の左右の他方に巻き付けられる第三のカフと、前記それぞれのカフに加えられる圧力を制御するカフ圧制御部と、前記第二のカフに接続される圧力センサの出力及び前記第三のカフに接続される圧力センサの出力からそれぞれのカフ圧を検出するカフ圧検出部と、前記各圧力センサの出力からそれぞれの脈波を検出する脈波検出部と、前記検出された脈波を、脈波の特徴を表すパラメータである脈波指標として取り扱い解析して血管内皮機能を評価する解析部と、を具備し、前記カフ圧制御部は、前記第二のカフが巻きつけられた上肢または下肢を所定時間駆血するように前記第二のカフのカフ圧を制御し、前記脈波検出部は、前記駆血前後において、前記カフ圧制御部によって前記第二のカフ及び前記第三のカフの各カフ圧がそれぞれ所定の圧力に制御された状態で、前記第二のカフに対応する脈波と前記第三のカフに対応する脈波とをそれぞれ検出し、前記解析部は、前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、当該第三のカフに対応する脈波指標の値と等しい前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて、前記駆血前後に検出された前記第二のカフに対応する脈波指標の比較結果を得ると共にこの比較結果を前記駆血前後に検出された前記第三のカフに対応する脈波指標により補正し、当該補正された前記第二のカフに対応する脈波指標に基づいて血管内皮機能を評価する。

本発明に係る血管内皮機能評価装置では、前記比較結果は前記第二のカフ及び前記第三のカフの駆血前後におけるそれぞれの前記脈波指標の比であり、前記補正は前記第二のカフに対応する脈波指標の比を前記第三のカフに対応する脈波指標の比を用いて補正することを特徴とする。

本発明に係る血管内皮機能評価装置では、前記比較及び補正は、所要の時点で求められた前記第二のカフまたは前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、前記所要の時点で求められた前記第三のカフまたは前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて行われることを特徴とする。

本発明に係る血管内皮機能評価装置では、前記脈波指標は、脈波振幅の最大値または最大値近傍の平均値であることを特徴とする。

本発明に係る血管内皮機能評価装置では、前記解析部は、更に、収縮期血圧と拡張期血圧とを求め、検出された脈波の振幅を前記収縮期血圧と前記拡張期血圧の差で除算して、血管のコンプライアンスを求める処理を行うことを特徴とする。

本発明に係る血管内皮機能評価装置によれば、駆血前後に検出された第二のカフに対応する脈波を、駆血前後に検出された第三のカフに対応する脈波により補正し、この補正された第二のカフに対応する脈波に基づいて血管内皮機能を評価するので、高精度に血管内皮機能が評価できる。

すなわち、第二のカフに対応する脈波には、駆血に起因した血管径拡張と呼吸や自律神経の影響が含まれると推定され、一方、第三のカフに対応する脈波には、呼吸や自律神経の影響が含まれると推定される。従って、駆血に起因した血管径拡張と呼吸や自律神経の影響が含まれる第二のカフに対応する脈波を、呼吸や自律神経の影響が含まれる第三のカフに対応する脈波で補正することにより、駆血に起因した血管径拡張に関する情報のみを取り出すことが可能となり、呼吸や自律神経に影響されることなく、高精度な血管内皮機能評価が期待できる。

本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置のブロック図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置のカフを身体に装着した状態を示す説明図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置の作動時の駆血と脈波測定の第一の例を時系列に示した図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置の作動時の駆血と脈波測定の動作を説明するためのフローチャート。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置によって行われる統計処理の一例を説明するための図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置の作動時の駆血と脈波測定の第二の例を時系列に示した図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置の作動時の駆血と脈波測定と第三の例を時系列に示した図。本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置の作動時の駆血と脈波測定との第四の例を時系列に示した図。

図１に、本発明の実施形態に係る血管内皮機能評価装置のブロック図を示す。この装置は、第一のカフ１１、第二のカフ５１、及び第３のカフ７１を備え、第一のカフ１１には第一のポンプ１２、第一の弁１３、及び第一の圧力センサ１４が接続されている。第二のカフ５１には第二のポンプ５２、第二の弁５３、及び第二の圧力センサ５４が接続されている。第三のカフ７１には第三のポンプ７２、第三の弁７３、及び第三の圧力センサ７４が接続されている。更に、制御部２０、解析・処理部３０、及び表示部４０を備え、解析・処理部３０は制御部２０に接続されており、表示部４０は解析・処理部３０に接続されている。第一のポンプ１２、第二のポンプ５２、第三のポンプ７２、第一の弁１３、第二の弁５３、及び第三の弁７３は制御部２０に接続されており、第一の圧力センサ１４、第二の圧力センサ５４、及び第三の圧力センサ７４は解析・処理部３０に接続されている。

第一のカフ１１は、被検者の身体の上肢や下肢などの第一の部位に巻き付けられるもので、巻き付けられた部位に駆血のための圧力を加えるために用いられるものである。第二のカフ５１は、第一のカフ１１が巻き付けられる側の被検者の身体の上肢や下肢などの第二の部位に巻き付けられるもので、巻き付けられた部位の脈波検出のための圧力を加えるために用いられるものである。測定の際には例えば図２に示されるように、第一のカフ１１及び第二のカフ５１を腕における腕部に巻き付ける。第二のカフ５１は第一のカフ１１より上流側（より心臓に近い側）に巻き付けるのが望ましい。第三のカフ７１は、身体の上肢や下肢などにおいて、第一のカフ１１及び第二のカフ５１が巻き付けられた側（右または左）とは異なる側（左または右）の部位に巻き付けられるもので、巻き付けられた部位の脈波検出のための圧力を加えるために用いられるものである。測定の際には例えば図２に示されるように、第一のカフ１１及び第二のカフ５１が身体の左腕に巻き付けられた場合、第三のカフ７１は右腕側（上肢や下肢のうち、駆血されない側）に巻き付けるものである。

第一のポンプ１２は、制御部２０による制御によって第一のカフ１１内に空気を送り込むものである。第一の弁１３は、制御部２０による制御によって第一のカフ１１内の空気に関し、非排出・排出の切り換えを行うものである。第二のポンプ５２は、制御部２０による制御によって第二のカフ５１内に空気を送り込むものである。第二の弁５３は、制御部２０による制御によって第二のカフ５１内の空気に関し、非排出・排出の切り換えを行うものである。第三のポンプ７２は、制御部２０による制御によって第三のカフ７１内に空気を送り込むものである。第三の弁７３は、制御部２０による制御によって第三のカフ７１内の空気に関し、非排出・排出の切り換えを行うものである。制御部２０は、第一のカフ１１、第二のカフ５１及び第三のカフ７１の加圧、減圧を制御するカフ圧制御部を構成する。

第一の圧力センサ１４は、第一のカフ１１内の圧力対応信号を出力し、第二の圧力センサ５４は、第二のカフ５１内の圧力対応信号を出力し、第三の圧力センサ７４は、第三のカフ７１内の圧力対応信号を出力する。解析・処理部３０は、この装置を統括制御するものであり、例えばコンピュータにより構成され、カフ圧検出部３１、脈波検出部３２、解析部３３を備えている。なお、本実施形態では、第一のカフ１１と第二のカフ５１と第三のカフ７１を制御する制御部２０、解析及び処理をする解析・処理部３０は、便宜上各カフ共通としているが、カフ毎に別個に設けられてもよい。

カフ圧検出部３１は、第一の圧力センサ１４、第二の圧力センサ５４及び第三の圧力センサ７４の出力から第一のカフ１１と第二のカフ５１と第三のカフ７１におけるそれぞれのカフ圧を検出するものである。脈波検出部３２は、第二の圧力センサ５４と第三の圧力センサ７４それぞれの出力から脈波を検出するものである。解析部３３は、検出された脈波に基づいて収縮期血圧値及び拡張期血圧値を算出するとともに、後述するように、駆血前後の脈波を解析し、血管内皮機能を評価するものである。表示部４０は、血管内皮機能の評価結果や血圧値などを表示する。

制御部２０は、第一、第二、第三のポンプ、及び第一、第二、第三の弁を駆動して、第一、第二、第三のカフのカフ圧を所定の値に制御するものである。例えば、第一のカフ１１、第二のカフ５１、及び第三のカフ７１のカフ圧を図３（ａ）に示すように変化させる。即ち、加圧（駆血）期間Ｔにおいて第一のカフ１１を用いて駆血を行うが、この加圧期間Ｔの前後の測定期間Ｔｐ、Ｔａにおいて、第二のカフ５１と第三のカフ７１を用いて脈波測定を実行する。加圧期間Ｔとしては、例えば５分程度を採ることができ、測定期間Ｔｐ、Ｔａは通常の血圧測定のための時間とすることができる。加圧期間Ｔにおいては第一の圧力センサ１４の出力をモニタして、収縮期血圧に所定圧力（例えば、５０ｍｍＨｇ）を加えた圧力により駆血を行う。また、加圧期間Ｔｐ、Ｔａにおいて、第二のカフ５１では第二の圧力センサ５４の出力をモニタして、第三のカフ７１では第三の圧力センサ７４をモニタして、それぞれ、収縮期血圧より高いカフ圧から徐々に減圧して、それぞれのカフの対応する脈波を測定する。

この血管内皮機能評価装置によって行われる処理は、例えば図４のフローチャートに示すように行うことができる。既に述べた通り、例えば図２に示されるように、第一のカフ１１が被検者の身体の左腕に巻き付けられ、第二のカフ５１が被検者の左腕における第一のカフ１１より上流側の腕に巻き付けられ、第三のカフ７１が被検者の身体の右腕に巻き付けられ、測定スタートとなる。制御部２０の制御により第二の弁５３が閉じられた状態で第二のポンプ５２から空気が第二のカフ５１に送られ、また同時に、第三の弁７３が閉じられた状態で第三のポンプ７２から空気が第三のカフ７１に送られて、それぞれのカフ圧が上昇する（Ｓ１１）。

所定のカフ圧となったときに第二のポンプ５２及び第三のポンプ７２からの送気が止められると共に第二の弁５３及び第三の弁７３が制御されることにより、それぞれのカフ圧が徐々に低下させられる（Ｓ１２）。

それぞれのカフ圧が低下する過程において、第二の圧力センサ５４及び第三の圧力センサ７４の出力から、カフ圧検出部３１により、それぞれのカフ圧が検出されると共に、脈波検出部３２により、毎拍の脈波が検出される。解析部３３は、それぞれのカフ圧および脈波よりそれぞれの脈波指標の値を求める（Ｓ１３）。本実施形態においては、それぞれの最大脈波振幅を脈波指標としている。最大脈波振幅は、測定期間Ｔｐにおいて得られた脈波について統計処理して求める。ここでは第二の圧力センサ５４によって得られる、測定期間Ｔｐにおける脈波は図３（ｂ）に示されるようであり、脈波指標の値として最大脈波振幅Ａｃを求める。

なお、測定期間Ｔｐにおいて脈波が最大振幅を示すときが平均血圧のため、平均血圧が事前に分かっているときは、最大脈波を得るために平均血圧以上の加圧は不要となり、被検者の負担は軽減される。

また同様に、第三の圧力センサ７４によって得られる、測定期間Ｔｐにおける脈波は図３（ｃ）に示されるようであり、第二の圧力センサ５４によって得られる脈波から求められた最大脈波振幅Ａｃと同様に、最大脈波振幅Ａｏを求める。なお、脈波指標としては、最大脈波振幅の他に、最大脈波振幅近傍の値（平均値も含む）、速度（脈波の１階微分）、面積、加速度（脈波の２階微分）、ピークまでの時間などを使用することができる。

次に、駆血のため、制御部２０の制御により第一の弁１３が閉じられた状態で第一のポンプ１２から空気が第一のカフ１１に送られてカフ圧が上昇し、収縮期血圧に所定圧力（例えば、５０ｍｍＨｇ）を加えた圧力により駆血を行う加圧期間Ｔが実現される（Ｓ１４）。５分後に第一の弁１３を開放して、カフ圧の解除を行い拡張期血圧以下の圧力までカフ圧を低下させる（Ｓ１５）。

その後、速やかに第二の弁５３及び第三の弁７３が閉じた状態とされ、第二のポンプ５２から空気が第二のカフ５１に送られ、又第三のポンプ７２から空気が第三のカフ７１に送られて、それぞれのカフ圧が上昇する（Ｓ１６）。所定のカフ圧になったときに、前述と同様にして第二のカフ５１及び第三のカフ７１のカフ圧が徐々に低下させられる（Ｓ１７）。

それぞれのカフ圧が低下する過程において、ステップＳ１３と同様にして、それぞれのカフ圧及びそれぞれの毎拍の脈波が検出され、解析部３３は、それぞれのカフ圧および脈波より、脈波指標の値として最大脈波振幅Ｂｃ、Ｂｏを求める（Ｓ１８）。

次いで、駆血側の最大脈波振幅Ａｃと最大脈波振幅Ｂｃの比較結果を、非駆血側の最大脈波振幅Ａｏと最大脈波振幅Ｂｏの比較結果を用いて補正する（Ｓ１９）。ここで比較は、最大脈波振幅Ｂｃ（Ｂｏ）を最大脈波振幅Ａｃ（Ａｏ）により除算した結果を得ることにより行うことができる。従って、駆血側の比較結果は（Ｂｃ／Ａｃ）となり、非駆血側の比較結果は（Ｂｏ／Ａｏ）となる。補正は、駆血側の比較結果（Ｂｃ／Ａｃ）を非駆血側の比較結果（Ｂｏ／Ａｏ）により除算して得ても良いし、駆血側の比較結果（Ｂｃ／Ａｃ）から非駆血側の比較結果（Ｂｏ／Ａｏ）を減算して得ても良い。

補正された駆血側の最大脈波振幅比は、収縮期血圧、拡張期血圧と共に表示部４０に表示される（Ｓ２０）。この表示される、補正された駆血側の最大脈波振幅値により血管内皮機能が評価される。

以上では、先に比較結果を求めたが、先に補正を行っても良い。例えば、駆血側の代表脈波振幅Ａｃ（Ｂｃ）を非駆血側の代表脈波振幅Ａｏ（Ｂｏ）により除算或いは減算して、駆血前の補正脈波振幅（例えば、Ａｂとする）と駆血後の補正脈波振幅（例えばＢａとする）を得て、比較により（Ｂａ／Ａｂ）を得るようにしても良い。

ところで、脈波振幅とカフ圧との関係は一定ではない。図５にカフ圧と脈波振幅との関係を示す。図５（ａ）には、一拍当たり5mmHg の割合で減圧した場合の脈波振幅を示し、減圧スピードを早くした場合の脈波振幅を図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す。なお、それぞれの図において、減圧開始時のカフ圧と脈拍振幅は異なっている。

図５（ｂ）、図５（ｃ）において、それぞれの最大脈波振幅は、3mmHg と2.8mmHg であり、0.2mmHg の差が生じている。ここで解析部３３は、得られた脈波振幅のうち、最大脈波振幅近傍の所定数（例えば３点）における脈波振幅の平均を算出する統計処理を行う。この例で、３点における脈波振幅の平均を算出すると、図５（ｂ）においては2.67mmHgとなり、図５（ｃ）においては2.64mmHgとなって、その差を縮小することができ、最大脈波振幅として好適な値を得ることが可能である。本実施形態において、最大脈波振幅の値は最大値近傍の値（平均値も含む）を含むものとする。

上記においては、測定期間ＴｐとＴａにおいて、第二のカフ５１に対応する脈波振幅（以下、第二のカフ５１の脈波振幅と記す）の最大値を求め、第三のカフ７１に対応する脈波振幅（以下、第三のカフ７１の脈波振幅と記す）の最大値も同様に求めて、補正に用いた。しかし、測定期間ＴｐやＴａ内で第二のカフ５１の脈波振幅が最大となる時刻と、第三のカフ７１の脈波振幅が最大となる時刻とが同一であるとは限らない。そこで、第二のカフ５１の脈波振幅が最大となる時刻（図３のＡｃ、Ｂｃを取る時刻）における第三のカフ７１の脈波振幅を求めて補正を行うようにしてもよい。同様に、第三のカフ７１の脈波振幅が最大となる時刻（図３のＡｏ、Ｂｏを取る時刻）における第二のカフ５１の脈波振幅を求めて補正を行ってもよい。このように、駆血側と非駆血側とで脈波の取得時点を一致させることにより、より正確な補正が実現できる。

また、駆血前において、第二のカフ５１と第三のカフ７１の脈波振幅を同時点で求め、駆血後における非駆血側の第三のカフ７１の脈波振幅が駆血前の第三のカフ７１の脈波振幅と等しくなる時点を求める。そして、この時点における駆血側の第二のカフ５１の脈波振幅を求めて比較に使用する値（以下、代表値と記す）としても良い。

例えば、図６に示すように、駆血前の測定期間Ｔｐにおいて、第二のカフ５１の脈波から代表値として最大脈波振幅Ａｃを求め、同時に第三のカフ７１の脈波から代表値として脈波振幅Ａｏを求める（時刻ｔ１）。次いで、駆血後の測定期間Ｔａにおいて、駆血前に求めた脈波振幅Ａｏと同じ振幅の第三のカフ７１の脈波が得られる時刻を求める。例えば、時刻ｔ２において、駆血前に求めた脈波振幅Ａｏと同じ振幅の脈波振幅Ｂｏが得られたとすると、この得られた脈波振幅Ｂｏを代表値とする。駆血後における駆血側の第二のカフ５１の代表値は、時刻ｔ２の時点で得られる脈波振幅Ｂｃとする。非駆血側の駆血前後の代表値Ａｏ、Ｂｏの値は同一であるため、駆血側の代表値の比較結果Ｂｃ／Ａｃにより、血管内皮機能が評価される。

上記の実施形態ではカフ圧の減圧過程に脈波振幅の測定を行うものであるが、カフ圧の加圧過程に測定を行うようにすることもできる。

更に、カフ圧を一定（定圧）とした状態で、毎拍の脈波振幅を測定してもよい。なお、定圧とは例えば２０mmHg程度とすることができる。

上記の実施形態では、第一のカフ１１で駆血を行い、第二のカフ５１で、毎拍の脈波を測定するように構成したが、第一のカフ１１と第二のカフ５１を一つのカフとして構成してもよい。この場合は、図１の構成において、第一のカフ１１、第一のポンプ１２、第一の弁１３及び第一の圧力センサ１４を取り去り、第二のカフ５１、第二のポンプ５２、第二の弁５３、及び第二の圧力センサ５４に、駆血のための機能も持たせる構成とする。なお、第三のカフ７１、第三のポンプ７２、第三の弁７３及び第三の圧力センサ７４については、変更はない。

上記の通りに、被検者に対して駆血を所定時間行うことは次の意味を有する。正常な血管内皮細胞は、血流や薬物による刺激により一酸化窒素（ＮＯ）などの血管拡張物質を産生する。血管内皮機能が低下すると血管拡張物質の産生能力が低下する。従って、駆血による血管拡張の程度を計測することにより血管内皮機能を評価できるのである。

そして、血管内圧とカフ圧とカフ圧信号に含まれる脈波振幅の関係については、次の通りに説明することができる。まず、血管内圧とカフ圧が等しいときに、血管のコンプライアンスが最大となることが知られている。カフ圧が平均血圧に等しいとき、血管内の最高血圧と最低血圧の差、すなわち脈圧による血管容積変化が最大となる。このことから、駆血前後の測定期間ＴｐとＴａにおいて、第二のカフ５１を用いて最大脈波振幅Ａｃ、Ｂｃを測定して駆血側の代表値とし、第三のカフ７１を用いて、最大脈波振幅Ａｏ、Ｂｏを測定して非駆血側の代表値としたものである。

また、あらかじめ平均血圧を測定しておき、当該平均血圧に相当するカフ圧を印加した時の脈波振幅を、代表値とするものであっても良い。いずれにしても、代表値は、第二のカフ５１及び第三のカフ７１を用いた測定期間Ｔｐ、Ｔａにおいて得られる脈波振幅について統計処理を行って得ることになる。

以上においては、駆血のための加圧期間Ｔの前後に第二のカフ５１及び第三のカフ７１を用いて脈波振幅の測定を、それぞれ１回ずつ行ったが、これを複数回としても良い。この場合に、前後における測定回数を異ならせても良い。

図７には、測定期間Ｔｐ、Ｔａにおいて、それぞれ２回ずつ脈波振幅の測定を行う例が示されている。この例では、図７（ａ）に示す測定期間Ｔｐにおいて、第二のカフ５１を用いて２回の脈波測定が行われ、脈波検出部３２より測定値群Ｘｃ１、Ｘｃ２が得られる。解析部３３は、各測定値群Ｘｃ１、Ｘｃ２に対し統計処理を行い、それぞれ代表値を得る。ここでは、図７（ｂ）に示すように、代表値として最大脈波振幅Ａｃ１、Ａｃ２を得ている。

同様に、測定期間Ｔｐにおいて、第三のカフ７１を用いて２回の測定が行われ、脈波検出部３２より測定値群Ｘｏ１、Ｘｏ２が得られる。解析部３３は、各測定値群Ｘｏ１、Ｘｏ２に対し統計処理を行い、それぞれ代表値を得る。ここでは、図７（ｃ）に示すように、代表値として最大脈波振幅Ａｏ１、Ａｏ２を得ている。

また、図７（ａ）に示す測定期間Ｔａにおいても、第二のカフ５１を用いて２回の測定が行われ、脈波検出部３２より測定値群Ｙｃ１、Ｙｃ２が得られる。解析部３３は、各測定値群Ｙｃ１、Ｙｃ２に対し統計処理を行い、図７（ｂ）に示すように、それぞれ代表値として最大脈波振幅Ｂｃ１、Ｂｃ２を得ている。

同様に、図７（ａ）に示す測定期間Ｔａにおいて、第三のカフ７１を用いて２回の測定が行われ、脈波検出部３２より測定値群Ｙｏ１、Ｙｏ２が得られる。解析部３３は、各測定値群Ｙｏ１、Ｙｏ２に対し統計処理を行い、図７（ｃ）に示すように、それぞれ代表値として最大脈波振幅Ｂｏ１、Ｂｏ２を得ている。

解析部３３は、上記において得られた最大脈波振幅Ａｃ１、Ａｃ２と最大脈波振幅Ｂｃ１、Ｂｃ２とについて、また、最大脈波振幅Ａｏ１、Ａｏ２と最大脈波振幅Ｂｏ１、Ｂｏ２とについて、それぞれ平均値を求める統計処理を行い、最終的な代表値を求める。求められた代表値を用いて、駆血側の駆血前後の代表値を比較し、この比較結果を非駆血側の駆血前後の代表値で補正することができる。このような測定および処理により、誤差の平準化を図ることができ、高精度な評価を行うことが可能である。

次に、別の測定手法と統計処理について説明する。第一のカフ１１による駆血およびその解除に伴う血管拡張、すなわち血管径の増加は、駆血解除後徐々に増大し、数十秒後にピークを示し、その後、数分かけて減少してゆく。このピークをもって、血管拡張の程度を評価することが可能である。第一のカフ１１を用いた駆血後に、第二のカフ５１及び第三のカフ７１を用いて最大脈波振幅を複数回繰り返して測定し、そのうちの最大値を血管拡張時の脈波振幅とすることにより、血管拡張のピークを捉えることができる。

具体的には図８（ａ）に示すように、第一のカフ１１を用いた加圧期間Ｔの後に第二のカフ５１と第三のカフ７１を用いた脈波振幅測定の測定期間Ｔａを実現する。ここでは、第二のカフ５１を用いた４回の測定に応じて、図８（ｃ）に示されるように、測定値群Ｙｃ１、Ｙｃ２、Ｙｃ３、Ｙｃ４が得られている。このときの血管径の変化は図８（ｂ）のようであり、測定値群Ｙｃ２付近にピークＰを有すると推定される。解析部３３は、各測定値群Ｙｃ１、Ｙｃ２、Ｙｃ３、Ｙｃ４に対し統計処理を行い、図８（ｃ）に示すように、代表値の候補として最大脈波振幅Ｂｃ１、Ｂｃ２、Ｂｃ３、Ｂｃ４を得ている。

解析部３３は、最大脈波振幅Ｂｃ１、Ｂｃ２、Ｂｃ３、Ｂｃ４の大小比較を行い、最大の最大脈波振幅Ｂｃ２を代表値として選定する。

同様に、第三のカフ７１を用いた４回の測定に応じて測定値群Ｙｏ１、Ｙｏ２、Ｙｏ３、Ｙｏ４が得られる。解析部３３は、各測定値群Ｙｏ１、Ｙｏ２、Ｙｏ３、Ｙｏ４に対し統計処理を行い、図８（ｄ）に示すように、代表値の候補として最大脈波振幅Ｂｏ１、Ｂｏ２、Ｂｏ３、Ｂｏ４を得ている。

解析部３３は、最大脈波振幅Ｂｏ１、Ｂｏ２、Ｂｏ３、Ｂｏ４の大小比較を行い、最大の最大脈波振幅Ｂｏ２を代表値として選定する。上記駆血側の最大の最大脈波振幅Ｂｃ２は、上記非駆血側の最大の最大脈波振幅Ｂｏ２により補正され、加圧期間Ｔの前に測定して得られた最大脈波振幅についても既述の通りに補正される。解析部３３は補正された結果を用いて比較を行い、加圧期間Ｔの前後の補正結果の比が算出されて、求められた血圧値と共に表示部４０に表示される。先に比を求めて比較を行っても良いことは、既に述べた通りである。

解析部３３は、脈波を比較した結果と血圧値を求める以外に、血管のコンプライアンスを求める処理を行う。解析部３３は、検出された脈波の振幅を収縮期血圧と拡張期血圧の差（脈圧）で除算し、血管のコンプライアンスＣを求める。血管内圧とカフ圧が等しいときに、血管のコンプライアンスが最大となることは既に知られた事項であるが、ここで求めるコンプライアンスは、血管内圧とカフ圧が等しいときの値に限定されない。加圧期間Ｔの前後に設定される脈波振幅測定の測定期間Ｔｐ、Ｔａにおいて、それぞれ得られる補正された代表値の振幅に基づくコンプライアンスを求めて良い。求めたコンプライアンスは、既に説明した脈波振幅の比、求められた血圧値と共に、或いは独立して表示部４０に表示される。この場合に、測定したコンプライアンスのデータを履歴情報として残し、これを表またはグラフにしてトレンドを表示部４０へ表示することもできる。

１１第一のカフ
１２第一のポンプ
１３第一の弁
１４第一の圧力センサ
２０制御部
３０解析・処理部
３１カフ圧検出部
３２脈波検出部
３３解析部
４０表示部
５１第二のカフ
５２第二のポンプ
５３第二の弁
５４第二の圧力センサ
７１第三のカフ
７２第三のポンプ
７３第三の弁
７４第三の圧力センサ

Claims

被検者の上肢または下肢の左右の一方に巻き付けられる第一のカフと、
前記第一のカフが巻き付けられる上肢または下肢の同一側に巻き付けられる第二のカフと、
前記第一のカフ及び前記第二のカフが巻き付けられる上肢または下肢の左右の他方に巻き付けられる第三のカフと、
前記それぞれのカフに加えられる圧力を制御するカフ圧制御部と、
前記第二のカフに接続される圧力センサの出力及び前記第三のカフに接続される圧力センサの出力からそれぞれのカフ圧を検出するカフ圧検出部と、
前記各圧力センサの出力からそれぞれの脈波を検出する脈波検出部と、
前記検出された脈波を、脈波の特徴を表すパラメータである脈波指標として取り扱い解析して血管内皮機能を評価する解析部と、を具備し、
前記カフ圧制御部は、前記第一のカフが巻きつけられた上肢または下肢を所定時間駆血するように前記第一のカフのカフ圧を制御し、
前記脈波検出部は、前記駆血前後において、前記カフ圧制御部によって前記第二のカフ及び前記第三のカフの各カフ圧がそれぞれ所定の圧力に制御された状態で、前記第二のカフに対応する脈波と前記第三のカフに対応する脈波とをそれぞれ検出し、
前記解析部は、前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、当該第三のカフに対応する脈波指標の値と等しい前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて、前記駆血前後に検出された前記第二のカフに対応する脈波指標の比較結果を得ると共にこの比較結果を前記駆血前後に検出された前記第三のカフに対応する脈波指標により補正し、当該補正された前記第二のカフに対応する脈波指標に基づいて血管内皮機能を評価する血管内皮機能評価装置。
被検者の上肢または下肢の左右の一方に巻き付けられる第二のカフと、
前記第二のカフが巻き付けられる上肢または下肢の左右の他方に巻き付けられる第三のカフと、
前記それぞれのカフに加えられる圧力を制御するカフ圧制御部と、
前記第二のカフに接続される圧力センサの出力及び前記第三のカフに接続される圧力センサの出力からそれぞれのカフ圧を検出するカフ圧検出部と、
前記各圧力センサの出力からそれぞれの脈波を検出する脈波検出部と、
前記検出された脈波を、脈波の特徴を表すパラメータである脈波指標として取り扱い解析して血管内皮機能を評価する解析部と、を具備し、
前記カフ圧制御部は、前記第二のカフが巻きつけられた上肢または下肢を所定時間駆血するように前記第二のカフのカフ圧を制御し、
前記脈波検出部は、前記駆血前後において、前記カフ圧制御部によって前記第二のカフ及び前記第三のカフの各カフ圧がそれぞれ所定の圧力に制御された状態で、前記第二のカフに対応する脈波と前記第三のカフに対応する脈波とをそれぞれ検出し、
前記解析部は、前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、当該第三のカフに対応する脈波指標の値と等しい前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて、前記駆血前後に検出された前記第二のカフに対応する脈波指標の比較結果を得ると共にこの比較結果を前記駆血前後に検出された前記第三のカフに対応する脈波指標により補正し、当該補正された前記第二のカフに対応する脈波指標に基づいて血管内皮機能を評価する血管内皮機能評価装置。
前記比較結果は前記第二のカフ及び前記第三のカフの駆血前後におけるそれぞれの前記脈波指標の比であり、前記補正は前記第二のカフに対応する脈波指標の比を前記第三のカフに対応する脈波指標の比を用いて補正する請求項１または２に記載の血管内皮機能評価装置。
前記比較及び補正は、所要の時点で求められた前記第二のカフまたは前記第三のカフに対応する脈波指標の値と、前記所要の時点で求められた前記第三のカフまたは前記第二のカフに対応する脈波指標の値とを用いて行われる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の血管内皮機能評価装置。
前記脈波指標は、脈波振幅の最大値または最大値近傍の平均値である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の血管内皮機能評価装置。
前記解析部は、更に、収縮期血圧と拡張期血圧とを求め、検出された脈波の振幅を前記収縮期血圧と前記拡張期血圧の差で除算して、血管のコンプライアンスを求める処理を行う請求項１乃至５のいずれか１項に記載の血管内皮機能評価装置。