JP6351504B2 - ２本の肢の間を測定することで心臓血管の情報を取得するための装置 - Google Patents

Description

一般的に非侵襲的生理学的手段による測定及び制御計測に関する。

心臓血管のパラメータについての情報を取得することは、人々の健康状態を確かめるためには大変重要である。ユーザ自身又は補助者に特定の能力又は訓練を要求することなく、前記情報を心拍毎に断続的に、簡単にかつ好適に得ることができる装置が利用可能になることはとても重要である。特に、測定が医療の又はヘルスケアの環境で行われないときには、患者が測定のために援助を得る必要が無いことがとても望ましい。

心臓血管系の情報を提供する非侵襲的測定の中では、ドライ電極を用いて（導電性ゲルを用いることなく）取得する場合には特に、生体電気信号の測定が最も容易なものである。この方法は、測定領域を肢(腕及び脚)に限定してしまう。なぜなら、電極との機械的接触が、電極を手に固定するか、電極を手の中に保持するか、又は手又は足を電極上に置くことかのいずれかにより行われるからである。複数の電極を体の他の部分（例えば、胸部）に適用する場合には、複数の電極は、良好な接触を得るために充分な圧力を発生するための手段によって保持される必要がある。このような方法は、明らかに不便であり、電極を置くための時間を必要とする。

心臓血管系についての情報を提供する２つの生体電気信号は、心電図(又はＥＣＧ)及び血流による体の体積変化として測定される電気インピーダンス信号である。電気インピーダンスを測定することに基づく体積変化（容量脈波、プレチスモグラフィー）の測定は、インピーダンスプレチスモグラフィー（又は、インピーダンス容量脈波(ＩＰＧ)）と呼ばれる。光吸収性を測定することに基づくプレチスモグラフィー（容量脈波）は、フォトプレチスモグラフィー(ＰＰＧ)と呼ばれる。

ＥＣＧ及びＩＰＧは、心臓血管系についての情報を別々に提供するだけでなく、結合して提供する。正確には、動脈パルス波(体積の同時変化を含む)が体の一部に到達する時間は、前記部分と心臓との距離に依存するだけでなく、動脈の直径、厚み及び堅さに依存し、さらに血液の流動特性に依存する。前記情報を含む時間は、ＰＡＴ(パルス到達時間)として知られる時間であり、それは、診断にとても役に立つ。例えば、エリアキムら（Ｅｌｉａｋｉｍ ｅｔ ａｌ．）著、「健常者及び様々な病状を有する患者内のパルス波速度（Ｐｕｌｓｅ ｗａｖｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｈｅａｌｔｈｙ ｓｕｂｊｅｃｔ ａｎｄ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｉｓｅａｓｅ ｓｔａｔｅｓ）」、アメリカン・ハート・ジャーナル（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｈｅａｒｔ Ｊｏｕｒｎａｌ）、１９７１年１０月、第８２巻、第４号、ｐ．４４８−４５７を参照されたい。例えば、チェンら（Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．）著、「パルス到達時間及び間欠的な校正を用いた収縮期圧の断続的な評価（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｏｌｉｃ ｂｌｏｏｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ａｒｒｉｖａｌ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）」、メディカル・アンド・バイオロジカル・エンジニアリング・アンド・コンピューティング（Ｍｅｄｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、２０００年、第３８巻、ｐ．５６９−５７４に記載されているように、収縮期圧を評価するために、特に、ＥＣＧのＲ波と手の指におけるフォトプレチスモグラフィーの底部(心室収縮に関連した急激な上昇の開始点)との間にて測定されるＰＡＴがしばしば用いられる。ＰＰＧ及びＩＰＧは両方とも体積の変化を測定するのであるから、両信号の波形は類似している。したがって、ＩＰＧは、動脈内のパルス波の伝播に関連した時間間隔を測定する際に、ＰＰＧの代替信号として用いられる。

バンら（Ｂａｎｇ ｅｔ ａｌ．）著、「心電図検査及び生体インピーダンスに基づいたパルス経過時間の測定方法（Ａ ｐｕｌｓｅ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ｂｉｏｉｍｐｅｄａｎｃｅ）」、バイオメディカル・サーキッツ・アンド・システムズ・カンファレンス（Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）(ＢｉｏＣＡＳ)、２００９年、ｐ．１５３−１５６によれば、各腕に設置された電極を用いて取得されたＥＣＧのＲ波と、前腕に配置した４個の電極によって取得されたＩＰＧピークとの間で経過した時間が測定され、この時間がＥＣＧのＲ波とＰＰＧピークとの間で経過した時間と比較された。両時間の相関性は非常に高かった。バンらによって提案された本方法は、胸部に複数の電極を必要としないという有利な点を有しているが、ＥＣＧ及びＩＰＧを取得するために従来の電極(導電性ゲル付き)が腕に接着されて使用されるため、作業に時間が掛かり、しかも快適でない。

生理的パラメータをＥＣＧ及びＩＰＧによって測定する際に複数の電極を胸部に配置する必要がなく測定することが、米国特許第６，２２８，０３３号（コービら（Ｋooｂｉ ｅｔ ａｌ．）、２００１年）において、「生理的パラメータの非侵襲的測定用装置及び方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａ ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）」として記載されている。当該特許においては、図１に示すように、ＩＰＧは、好ましくは、電流を両方の腕及び両方の脚の間に同時に投入し、両方の腕及び脚の間で同時に検出もすることにより取得される。その場合、投入電極は対３１及び対３２であり、検出用電極は対１１及び対１２である。同文献において好ましい実施形態では、検出用電極は投入電極から５ｃｍの位置に存在する。これら電極の接続によって、前記特許では、取得されたＩＰＧは、何よりも腕及び脚の間の全てのインピーダンス変化を反映しており、それは左心室からの血液の排出に比例するだろうと述べられている。末端のパルス波を取得するために、コービらは、さらなる２個の電極(２１及び２２)を用いて、１つの肢のセグメントのＩＰＧを取得している。彼らは、ＥＣＧを同じ電極(対１１及び対１２)によって取得して、それらによって、投入された電流によって作り出された電位差が検出され、その結果胸部の電極を必要とすることなくインピーダンスが測定される。同文書では、全体ＩＰＧを取得するための電流の投入は、常に、少なくとも１つの腕及び１つの脚の間で行われている。つまり、この実施形態による電極の可能な配置は図２に記載されている。図２では、投入は電極３１及び電極３２を通してであり、検出は電極１１及び電極１２を通してである。しかし、コービらによれば、投入が１つの腕及び脚を通してのみ生じるこの実施形態であっても、１つの肢の１つのセグメントにおけるＩＰＧにより末端のパルス波を取得するためには、当該セグメントに沿って配置されたさらなる２個の検出電極(２１及び２２)が必要である。したがって、結論としては、末端のパルス波とＥＣＧとを同時に取得する米国特許第６，２２８，０３３号に記載された方法によれば、胸部におけるインピーダンス変化を基本的に反映するもう１つのＩＰＧも得られるのであるが、少なくとも６個の電極が必要となる。パルス波が末端セグメントまで伝搬する時間を取得するために、彼らは、電極１１と電極１２（図２）との間、又は、電極の対１１と電極の対１２（図１）との間において得られた電圧から得られるインピーダンス信号のピークと、電極２１と２２との間において得られた電圧から得られるインピーダンス信号のピークとの間の距離を算出している。

他方、本コービらの特許は、医療の環境を考慮したものであり、おそらく、このために、彼らは、電極をゲルと共に用いる可能性を有利な点であると考えている。なぜなら、それらは、心電図検査と共通であるからである。実際、肢のために少なくとも必要な４個の電極(図２の１１、１２、３１、及び３２)は、ドライ電極に置き換えることができるだろう。他方、１つの肢のセグメントにおけるＩＰＧによる局所的なパルス波を取得するために必要な２つの電極（図２の２１及び２２）がドライであると、それらは、ストラップ又は他の類似の手段により、動かないように保持されなくてならなくなる。さらに、少なくとも１つの腕と１つの脚に常に接続する必要があることは、両腕又は両脚だけを必要とする程度にシステムをコンパクトに設計する点において不利である。

複数の肢及び胸部の異なる部分に設置した電極を使用してそれらの間の全体の電気インピーダンス及び体の複数のセクションにおける電気インピーダンスを測定すること、及びこれらの時間経過における変化を測定することが、国際公開第２００５／０１０６４０号（「血行動態パラメータの非侵襲的かつ複数チャンネル監視（Ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）」、ソグリン（Ｔｓｏｇｌｉｎ）及びマルゴリン（Ｍａｒｇｏｌｉｎ）、２００５年）にも記載されている。しかし、末梢血流を測定するために、その文献では例えば１つの指に追加の電極(ページ１３及び図１、２Ｉ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、４Ｃ、及び５)を配置している。さらに、ソグリン（Ｔｓｏｇｌｉｎ）及びマルゴリン（Ｍａｒｇｏｌｉｎ）の文書では、生体インピーダンスを測定するのに用いられているいくつかの電極はＥＣＧを取得するのにも用いられているが、それらは同時に実施されない。装置は一方の機能又は他方の機能を実行するために複数の電極を接続するスイッチング回路(文献の図６の部材２９)を示しているが、一緒には実行されない。そのため、心臓血管の情報を両方の同時測定の組み合わせから取得することができない。

これ以降に記載された本発明の方法及び装置によって、２対の電極（ドライ又は他のタイプ）のみを用いて、ＥＧＣ及び末端のパルス波を得ることができる。また、これ以降に記載された本発明の方法及び装置においては、一対の電極が２つの上肢の各々に接触していること又は２つの下肢の各々に接触していることだけで充分である。ただし、一対が１つの腕に他の対が１つの脚に、体の同じ側又は反対側のいずれかに配置されていてもよい。

本発明によれば、心臓血管系に関する情報が、２本の肢の各々に設けられた一対の末端電極を用いて２本の肢間のみを測定することで、心拍毎に断続的に取得される。このため、交流電流が両方の肢間に投入され、各々が２個の投入電極の一方に近接して配置されている２個の電極間にて電位差が測定される。

図３に示すように、励起信号３００は、一つの肢の末端セグメントに配置された電極Ａと、もう一つの肢の末端セグメントに配置された電極Ｂとの間を流れる交流電流である。さらなる２個の電極Ｃ及びＤは、各々が投入電極のそれぞれに近い領域における電位差を検出し、それらの間の電位差は回路３１０によって検出される。第１の電極対３０１は１つの肢に設けられ、第２の対３０２はもう一つの肢に設けられる。

検出器３１０入口における電圧は、２つの成分を有している。１つは、心臓の電気的活動に起因して体自体が生じさせた心電図(又はＥＣＧ)である低周波成分(４０Ｈｚ未満)である。もう１つの成分は、投入された交流電流の周波数と、電流が流れる導電性体積の電気インピーダンスに依存する振幅とを有する成分である。前記インピーダンスは、測定中の複数の肢間の基礎の電気インピーダンスに起因する大きな相対振幅を有する断続的な成分（これは一定であり続ける）と、心臓血管の活動に起因するはるかに小さな可変成分とを有する。電気的生態インピーダンスのこの可変成分の観察がいわゆるインピーダンス容積脈波(ＩＰＧ)である。したがって、ＩＰＧ及びＥＣＧは、検出器３１０出口において分離され、これら信号の各々は、対応する従来の回路３２０及び３３０のそれぞれの手段によって増幅される。

「生体材料及び他のイオン導電体についての４極性インピーダンス測定におけるエラーの源（Ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｔｅｔｒａｐｏｌａｒ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｎ ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）、ジャーナル・オブ・フィジックス・Ｄ：アプライド・フィジックス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）、２００７年、第４０巻、ｐ．９−１４において、グリムネス（Ｇｒｉｍｎｅｓ）及びマーティンゼン（Ｍａｒｔｉｎｓｅｎ）は、４個の電極を用いてインピーダンスを測定する際に、インピーダンスが検出用電極間の体積のみから決定されると仮定することは間違っていると警告している。また、グリムネス（Ｇｒｉｍｎｅｓ）及びマーティンゼン（Ｍａｒｔｉｎｓｅｎ）は、投入電極と検出用電極との間の体積もインピーダンスに寄与することを示している。よって、測定されたインピーダンスは、複数の電極間の全てのセグメントのインピーダンスの合計となり、それぞれのインピーダンスは、小さな断面のインピーダンスほど測定された合計インピーダンスに対する寄与が大きくなるように、各セグメントとその断面の固有の電気的特性に依存した重み付けがされる。

２本の肢の末端のセグメント同士間を測定するときには、投入電極間の導電性体積は、各肢と胸部によって構成される。それの相対的な横断線における寸法(ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ)によって、胸部のインピーダンスは複数の肢のそれよりも相当に小さいことが予測される。エス．グリムネス（Ｓ．Ｇｒｉｍｎｅｓ）は、彼の論文「皮膚表面にある個々の電極のインピーダンス測定（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｉｖｉｓｕａｌ ｓｋｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）」、メディカル・アンド・バイオロジカル・エンジニアリング・アンド・コンピューティング（Ｍｅｄｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、１９８３年、第２１巻、ｐ．７５０−７５５の表３において、効果的に、胸骨と太ももの中間との間のインピーダンスは、胸骨と上腕の中心との間のインピーダンスの３分の１、１つの腕のインピーダンスの７分の１、１つの指のインピーダンスの１０分の１であることを示している。このデータによって、本発明では、各電極対は肢の末端のセグメントに配置されているので、取得されたインピーダンスの主要部分は、断面が胸部の断面に比べて相当に小さい肢組織によるものであると予測できる。手及び脚に動脈が豊富に存在することを念頭に置けば、前記局所的インピーダンスは、動脈圧パルスの到来とそれに起因する体積変化によって、各心拍と共に変化する。呼吸及び各心拍における心臓からの血液の排出によって、胸部のインピーダンスは変化するが、胸部の断面は相当に大きいので、これらの胸部における変化に対する電極の感度は、動脈圧波による肢自身における変化に対する感度に比べて相当に低い。

一度、ＥＣＧ及びＩＰＧがデジタル化されれば、パルス波の伝播時間は、例えば、ＥＣＧのＲ波と、インピーダンスのパルス成分の急激な変化の開始点、最大振幅（ピーク）点、これらの間の中間点（例えば、パルス振幅の１０％又は５０％の地点）、最大傾斜点、その他扱いやすい要素、といったインピーダンスのパルス成分の予め定義された要素との間の間隔を測定することにより算出される。これらの時間は、動脈の可撓性及び動脈圧に関連している。

ＥＣＧ及びＩＰＧにおける予め定義された要素の同定及び組み合わせは、プロセッサ３４０により実行されてもよいし、表示モニタ３５０上のカーソルを使用している専門家により実行されてもよい。また、プロセッサは、ＩＰＧのいくつかの予め定義された点における振幅を算出してもよく、これらの振幅を用いて、動脈圧波において対応する点において文献中にて定義された指標及びパラメータに類似の指標及びパラメータ、及び、パルス波形をよりよく特徴付けることの助けとなる追加のパラメータが定義されてもよい。心臓血管系の圧力波において伝統的に定義されている指標及びパラメータの診断価値は、例えば、（ダブリュ．ダブリュ．ニコルス（Ｗ．Ｗ．Ｎｉｃｈｏｌｓ）、エム．エフ．オラウケ（Ｍ．Ｆ．Ｏ’Ｒｏｕｒｋｅ）編、「マクドナルドの動脈の血流（ＭｃＤｏｎａｌｄ‘ｓ ｂｌｏｏｄ ｆｌｏｗ ｉｎ ａｒｔｅｒｉｅｓ）」、ホダー・アーノルド（Ｈｏｄｄｅｒ Ａｒｎｏｌｄ）、ロンドン、２００５年によく文書化されている。特に、前記指標は、動脈の堅さを非侵襲的に評価するのに用いられる。(例えば、オリバー（Ｏｌｉｖｅｒ）、ウェッブ（Ｗｅｂｂ）著、「動脈壁の硬化の非侵襲的評価及びアテローム硬化性事象の危険性（Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ａｒｔｅｒｉａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ ｒｉｓｋ ｏｆ ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ ｅｖｅｎｔｓ）」、アテロスクレロシス・スロンボシス・アンド・ヴァスキュラー・バイオロジー（Ａｒｔｅｒｉｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ， Ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ， ａｎｄ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ）、２００３年、第２３巻、ｐ．５５４−５５６、及び、ミッチェルら（Ｍｉｔｃｈｅｌｌ ｅｔ ａｌ．）著、「動脈堅さと心臓血管事象：フレーミンハム心疾患研究（Ａｒｔｅｒｉａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｅｖｅｎｔｓ：ｔｈｅ Ｆｒａｍｉｎｇｈａｍ ｈｅａｒｔ ｓｔｕｄｙ）」、サーキュレーション（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、２０１０年、第１２１巻、ｐ．５０５−５１１を参照。）本発明によって、両方の手の間、両方の脚の間、体の同じ側の又は反対側の１つの手と１つの脚の間で、４個の電極だけで測定することで得られた信号中の前記指標及びパラメータを計算することが可能である。

本方法では、体幹に電極を適用する必要がなく、また、必ずしも肢のセグメントに電極を適用する必要がなく、電極との接触が手又は脚によりなされればよいため、ドライ電極を使用できるという有利な点がある。したがって、それらとの接触は、例えば、手の指又は足の底にすることができ、この２つの場合は特にユーザにとって好適である。しかし、提案された方法それ自体は、複数の電極がドライであることを要求しない。例えば、肢をいくらか切断したために肢の末端部のほとんどが義肢である人に対しては、導電性ゲルを用いてもよい。しかし、複数の電極が体に配置されていれば、それらの位置の変動は、肢が触れる表面に複数の電極が存在している場合（特に接触が指を用いてなされる場合）と比較してはるかに大きくなる。電極の位置はＩＰＧ波形に影響するので、接触の位置が常に同じなることを保証することは重要な利点である。

米国特許第６，２２８，０３３号の好ましい実施形態に記載された電極の配置を示す図（電極の符号は元の書類のものと同じ）。 米国特許第６，２２８，０３３号の好ましい実施形態から派生した実施形態に記載された電極の配置を示す図（電極の符号は元の書類のものと同じ）。 提案された測定方法を示すブロック図。 本発明の方法の好ましい実施形態を示す図。 図４の好ましい実施形態によって取得されたＥＣＧ及びＩＰＧを示す。 １分間あたり６呼吸の割合の周期的な呼吸に伴う、提案された方法(実線)により測定されたＰＡＴの変化と、従来の方法を用いて測定(ＥＣＧのＲ波からＰＰＧ(フォトプレチスモグラフィー)の１点まで）されたＰＡＴの変化を示す図。

図４は、図３の模式図を用いて示され記述された測定方法の好ましい実施形態を示している。この好ましい実施形態では、電極対３０１及び電極対３０２の両方は２枚の銅シートであり、両方はユーザが自分の手によってつかむ共通の表面の上に置かれている。ユーザの手の掴み方は、右手４０１の人差し指が対３０１の電極Ａに接触しており、同じ手の中指が同じ対３０１の電極Ｃに接触している。同時に、左手４０２の人差し指が対３０２の電極Ｂに接触しており、同じ手の中指が同じ対３０２の電極Ｄに接触している。

交流電流源が、励起信号３００を発生する。励起信号３００は、１０ＫＨｚ、０．５ｍＡピークの正弦波電流であり、電極ＡとＢと間に投入される。電極Ｂは、装置の電子的入力回路の信号アースに接続される。電極Ｃ及び電極Ｄは、各々が、ユニティ・ゲイン増幅器に接続されており、それらの集合が検出器３１０を構成している。これら２個の増幅器の出口の電位差は、並列に接続された差動入力を有する２個の回路によって測定される。一方の回路はＩＰＧを取得するためのものであり、他方の回路はＥＣＧを取得するためのものである。この好ましい実施形態では、ＩＰＧを取得するための回路３２０は、カットオフ周波数１ｋＨｚの差動入出力を有するハイパスフィルタと、その後に、６ゲイン計装用増幅器と、ゲインがキャリア信号と同期して＋１と−１との間で周期的に切り替えられる、増幅器によって形成されたコヒーレント検出器に基づいた振幅復調器と、０．０５Ｈｚ〜３０Ｈｚの周波数帯域を通過させるフィルタと、１４，０００ゲイン出力増幅器とを有している。ＥＧＣを取得するための回路３３０は、差動入出力を有しかつ０．０５Ｈｚ〜１００Ｈｚ周波数帯域を通過させるフィルタと、その後、１０００ゲイン計装用増幅器と、カットオフ周波数１００Ｈｚのローパスフィルタとを有している。ＩＰＧ及びＥＣＧの両方は、分解能１６ビット、サンプリング周期１０ＫＨｚにてデジタル信号化される。

この好ましい実施形態において予め定義されたＥＣＧ及びＩＰＧの特定の要素(ｓｕｐｅｃｉｆｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔｓ)は、ＥＣＧのＲ波と、ＩＰＧの立ち上がり傾斜上の点（振幅がインピーダンスパルスの足及びピークから同じ距離にあるときの点）である。

結果
図５は、記載された好ましい実施形態によって得られたＩＰＧ及びＥＣＧを示している。上の曲線（ＩＰＧ）のピークは、下の曲線のピーク（ＥＣＧのＲ波）に対して常にかなり遅れていることが見て取れる。もしも検出されたインピーダンス変化が胸部において発生したものであれば、ＩＰＧピークはＲ波のすぐ後に現れるであろう。なぜなら、これは心室収縮及びその結果として生じる心臓からの血の排出に一致するからである。ＩＰＧピークとＥＣＧのＲ波との間の長い遅延は、本発明で提案された電極の配置（投入電極が２つの肢の各々の末端に配置され、検出用電極が投入電極に近接して配置されている）の利点を裏付けている。

ＥＣＧ及びＩＰＧ信号の２つの予め定義された点の間で測定され、本発明の好ましい実施形態において同定されたＰＡＴ間隔がパルス波における伝播の変化に関係していることを確認するために、概ね周期的な頻度にて呼吸し、ＥＣＧと本発明にて記載した方法により取得したＩＰＧとの間のＰＡＴと、同じＥＣＧと１つの手の薬指に取り付けられた商用フォトプレチスモグラフィーにより取得したＰＰＧとの間のＰＡＴ（正確には、ＰＡＴは、Ｒ波と、ＰＰＧの立ち上がり傾斜上の点であって、ＰＰＧの足の振幅にピークと足との間の差分の１０％を加えた振幅となったときの点との間にて測定された）とを比較する実験を行った。パルス波の伝播速度及び動脈圧の両方が呼吸に依存していることはよく知られている。なぜなら、呼吸は胸腔内圧に変動を引き起こすからである。図６は、０．１Ｈｚの呼吸において(およそ１分間あたり６吸入)、ＥＣＧとＩＰＧの間で測定されたＰＡＴにおける変動は、ＥＣＧとＰＰＧとの間で測定されたＰＡＴの変動とほぼ一致している。表示された両信号間の相関係数は、０．９３である。

好ましい実施形態に加えて、本発明を十分に説明してきたが、次の特許請求の範囲によって定義された発明の範囲から逸脱することなく、電極の構造、用いられる材料、形状及び寸法については変形が可能であることのみを追加する。

Claims (5)

1. 心臓血管測定システムから動脈の可撓性及び動脈圧を含む情報を非侵襲的に取得する装置であって、
   ａ）２個の電極対（３０１．３０２）であって、前記２個の電極対の各電極対の一方の電極（Ａ、Ｂ）は電流投入用電極であり、他方の電極（Ｃ，Ｄ）は測定用電極であり、前記電流投入用電極（Ａ、Ｂ）と測定用電極（Ｃ，Ｄ）は互いに近接している、２個の電極対（３０１．３０２）と、
   ｂ）肢の先端に配置された電流投入用第１電極（Ａ）と、別の肢の先端に配置された電流投入用第２電極（Ｂ）とに交流電流を供給する交流電源と、
   ｃ）前記２つの測定用電極（Ｃ，Ｄ）の間の電位差を測定するシステムであって、検出器（３１０）と第１と第２のフィルタリング回路（３２０，３３０）とを有し、測定された前記電位差を、心電図（以下「ＥＣＧ」とも称する）に対応する低周波の第１成分と前記交流電流の周波数を有する第２成分とに分けるシステムと、
   前記第２成分の振幅は、前記電流投入用電極（Ａ）と電流投入用電極（Ｂ）との間の導電容積のインピーダンスに依存し、前記インピーダンスは、測定される２本の肢の間の基本インピーダンスに対応する定数部分と、インピーダンス容量脈波（以下「ＩＰＧ」と称する）に対応し心臓血管の動きに起因する可変部分とを含み、
   ｄ）以下のステップｄ１）−ｄ３）
   ｄ１）ＥＣＧに対応する第１成分とＩＰＧに対応する可変部分とをデジタル化するステップと、
   ｄ２）前記第１成分と前記可変部分内のそれぞれの特定の要素を同定するステップと、
   ｄ３）前記第１成分の特定の要素と前記可変部分の特定の要素との間の間隔を測定することにより心拍の伝搬時間を計算するステップと
   を実行するプロセッサ（３４０）と
   を有し、
   前記ＥＣＧからの情報と前記交流電流からの情報とを組み合わせることにより、動脈の可撓性及び動脈圧を含む情報を取得する
   ことを特徴とする装置。
2. 前記情報を表示する装置（３５０）を更に有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記プロセッサ（３４０）は、心拍波形を特徴づける計算値からＩＰＧの所定のポイントの振幅を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記ステップｄ３）の特定の要素の間の間隔は、ＥＣＧのＲ波と、前記インピーダンスの可変部分の特定の要素である以下の３つの要素
   （ｘ）ＩＰＧの立ち上がりの開始点、
   （ｙ）ＩＰＧの最大振幅点、
   （ｚ）前記点（ｘ）と（ｙ）の中間点
   の内の１つとの間の間隔である
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記中間点（ｚ）は、心拍波形の振幅の１０％又は５０％に対応する点である
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。

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