JPH0618575B2 - 脈波動脈音複合記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脈波動脈複合記録装置、特に縛帯を用いた測定
によって脈波、血圧、動脈音の三者を同時に表示できる
脈波動脈音複合記録装置に関する。

〔従来の技術〕 循環器疾患の診断には、血圧測定とともに脈波の解析が
必要である。特に、心臓疾患の診断には、心臓近傍の大
動脈波の解析が極めて有効である。この大動脈波を測定
する方法は、観血的方法と非観血的方法とに分けられ
る。観血的方法としては、従来から血管カテーテル測定
法が行われている。この方法は、動脈にカテーテルを入
れ、カテーテルを被測定部位まで挿入することによっ
て、その場所における脈波を直接測定する方法である。
一方、非観血的方法としては、超音波や核磁気共鳴法を
用いた方法が開発され、実用化に至っている。また、一
般にコロトコフ音として知られている縛帯圧迫下で得ら
れる動脈音も、循環器疾患の診断のための貴重な情報を
含んでいると考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の装置による測定結果で
は、脈波、血圧、動脈音の三者を用いた総合的な診断を
行うことができないという問題がある。循環器疾患の診
断には、この三者の総合的把握が非常に重要である。

そこで本発明は、脈波、血圧、動脈音を視覚的に総合判
断することができるように、三者を複合記録できる脈波
動脈音複合記録装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

(1)本願第１の発明は、生体の発生する脈波を検出する
脈波検出部と、 生体を縛帯によって圧迫することにより発生するコロト
コフ音を、縛帯圧を変化させながら検出し、圧力軸に沿
ってコロトコフ音の波形を記録する音波検出部と、 脈波検出部によって検出された脈波の立ち上がり時点Ｔ
０から大動脈弁閉鎖痕が出現する時点Ｔ１までの時間軸
に、音波検出部によって記録されたコロトコフ音波形の
心収縮期圧ＳＰから大動脈閉鎖痕圧ＤＮＰまでの圧力軸
を線形対応させ、脈波とコロトコフ音波形とを同一時間
軸上で表示する高圧期表示部と、 脈波検出部によって検出された脈波の大動脈弁閉鎖痕が
出現する時点Ｔ１から心拡張期圧に到達する時点Ｔ２ま
での時間軸に、音波検出部によって記録されたコロトコ
フ音波形の大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰから心拡張期圧ＤＰ
までの圧力軸を線形対応させ、脈波とコロトコフ音波形
とを同一時間軸上で表示する低圧期表示部と、 を設け、脈波動脈音複合記録装置を構成したものであ
る。

(2)本願第２の発明は、上述の第１の発明において、 高圧期表示部が時点Ｔ０〜Ｔ１までの時間軸を３等分す
る位置を示す目安線を表示し、低圧期表示部が時点Ｔ１
〜Ｔ２までの時間軸を２等分する位置を示す目安線を表
示するようにしたものである。

(3)本願第３の発明は、上述の第１の発明において、 高圧期表示部および低圧期表示部が、コロトコフ音の標
準的な包絡線を表示する機能を有するようにしたもので
ある。

(4)本願第４の発明は、上述の第１の発明において、 時点Ｔ２以後の時間軸上に、心拡張期圧ＤＰ以下のコロ
トコフ音を表示する第３の表示部を更に設けたものであ
る。

(5)本願第５の発明は、上述の第１の発明において、 高圧期表示部および低圧期表示部が、右腕に縛帯を装着
したときに得られる第１の検出結果と左腕に縛帯を装着
したときに得られる第２の検出結果とを、時間軸に沿っ
た線に関して対称になるように表示する機能を有するよ
うにしたものである。

(6)本願第６の発明は、上述の第１の発明において、 上腕部を阻血するための阻血嚢と、この阻血嚢を通過し
た脈波を検出するための検出嚢と、を有する縛帯と、 この縛帯の着用によって生じるコロトコフ音を検出する
音波センサと、 検出嚢に生じる圧力変動を検出する圧力センサと、 阻血嚢および検出嚢の基準内圧を、十分に高い値から一
定の速度で徐々に減少させてゆき、音波センサが検出し
たコロトコフ音の音量が所定の設定値に達したら、基準
内圧を一定値に維持させる機能を有する圧力制御手段
と、 この圧力制御手段によって基準内圧が徐々に減少してい
る間に、音波センサが検出したコロトコフ音の波形を、
そのときの基準内圧値とともに記憶するメモリと、 基準内圧が一定値に維持されている間に、圧力センサか
ら連続的に得られる圧力変動の波形を平均し、平均脈波
を得る手段と、 この平均脈波の最大値である心収縮期圧ＳＰ、最小値で
ある心拡張期圧ＤＰ、大動脈弁閉鎖痕における圧力であ
る大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰ、をそれぞれ認識する手段
と、 平均脈波の立ち上がり時点Ｔ０から大動脈弁閉鎖痕が出
現する時点Ｔ１までの時間軸に、メモリに記憶されてい
るコロトコフ音波形の心収縮期圧ＳＰから大動脈弁閉鎖
痕圧ＤＮＰまでの圧力軸を線形対応させ、脈波とコロト
コフ音とを同一時間軸上で表示する高圧期表示部と、 脈波検出部によって検出された脈波の大動脈弁閉鎖痕が
出現する時点Ｔ１から心拡張期圧に到達する時点Ｔ２ま
での時間軸に、メモリに記憶されているコロトコフ音波
形の大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰから心拡張期圧ＤＰまでの
圧力軸を線形対応させ、脈波とコロトコフ音とを同一時
間軸上で表示する低圧期表示部と、 を設け、脈波動脈音複合記録装置を構成するようにした
ものである。

〔作用〕

本願第１の発明によれば、縦軸を血圧値、横軸を時間に
とって、脈波と動脈音とが同一時間軸上に複合表示され
る。しかも、大動脈弁閉鎖痕より前の高圧期と、これよ
り後の低圧期と、に分けて表示がなされるため、循環器
疾患の診断のための情報が視覚的に容易に把握しうる。

本願第２の発明によれば、更に高圧期の時間軸を３等
分、低圧期の時間軸を２等分する目安線が出力される。
高圧期の３等分された各区間の情報は、それぞれ、心
臓、肺、胃腸（脾）、に関する循環器情報を示し、低圧
期の２等分された情報は、それぞれ、肝臓、腎臓、に関
する循環器情報を示すことになる。このため、より詳細
な診断を行うことが可能になる。

本願第３の発明によれば、コロトコフ音の標準的な包絡
線がともに表示される。したがって、ある特定の患者に
ついて得られた測定結果について、標準的な測定結果か
らのずれを視覚的に容易に認識することができる。

本願第４の発明によれば、低圧期の後に、いわゆるＫ４
点〜Ｋ５点に至るまでのコロトコフ音が表示されるの
で、診断に供することのできるより多くの情報を視覚的
に認識することができる。

本願第５の発明によれば、左右の測定結果を線対称に表
示するようにしたため、患者の左半身および右半身の診
断を別個に行うことができる。

本願第６の発明によれば、脈波の測定を非観血的に行う
ことができる。これは、上腕部に縛帯を巻き、この縛帯
に所定の条件下で圧力をかけると、上腕部において大動
脈波と等価な脈波が得られるという基本原理を発見した
ことに基づく。縛帯に十分な圧力をかけると、上腕部を
阻血することができる。ここで縛帯の圧力を徐々に減少
させてゆくと、縛帯を通過する脈波が検出される。この
脈波は初めは小さな波であるが、縛帯の圧力を減少させ
てゆくに従って、だんだんと大きくなる。本願発明者
は、縛帯の圧力が心拡張期圧ＤＰに一致したときに、縛
帯を通過して検出される脈波が、心臓近傍における大動
脈波と等価になるという事実を見出だしたのである。本
発明に係る脈波動脈音複合記録装置では、コロトコフ音
をモニターしており、コロトコフ音が所定の設定値に達
したときに、縛帯の圧力が心拡張期圧ＤＰに達したと判
断している。この装置の圧力制御手段は、コロトコフ音
が設定値に達したら、縛帯の基準内圧を一定値に維持す
る機能を有する。したがって、この間に脈波出力手段が
出力する脈波は、心臓近傍における大動脈波と等価なも
のになる。こうして、心臓近傍の脈波を直接測定するこ
となしに、これと等価な脈波を上腕部で測定することが
できるのである。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図は、本発明の一実施例に係る脈波動脈音複合記録装
置の基本構成を示すブロック図である。この装置は、大
きく分けて、装置本体１００（一点鎖線で囲んで示す）
と縛帯２００との２つの構成部分よりなる。縛帯２００
は、上腕部を阻血するための阻血嚢２１０と、この阻血
嚢を通過した脈波を検出するための検出嚢２２０とを有
する。阻血嚢２１０は阻血に必要なだけの十分な大きさ
をもち、本実施例の場合、図の長さ１＝１２cm程度で
ある。また。検出嚢２２０は阻血嚢２１０に比べて十分
小さくし、本実施例の場合、図の長さ２＝２cm程度で
ある。検出嚢２２０が、大きすぎると、空気容量が大き
くなるため、これに衝突した脈波を十分に検出すること
ができなくなる。阻血嚢２１０と検出嚢２２０とは、途
中の接続路２３０において互いに接続されており、阻血
嚢２１０から外部には空気を通すための導管２４０が伸
びており、検出嚢２２０から外部には同様に導管２５０
が伸びている。この縛帯２００は、第２図に示すような
向きに、上腕部に着用して用いることになる。

一方、装置本体１００は次のような構成になっている。
まず、導管２５０が接続されている管路１０１には、音
波センサ１１０と圧力センサ１２０とが設けられてい
る。ここで、いずれのセンサも原理的には、導管２５０
を介して導かれる検出嚢２２０内の圧力を測定するセン
サであるが、圧力センサ１２０が脈波の周波数帯域の圧
力変動を検出するのに対し、音波センサ１１０は音波の
周波数帯域、特にコロトコフ音の周波数帯域（３０〜８
０Hz）を検出するように設計されている。音波センサ１
１０が検出したアナログ信号は、増幅器１１１で増幅さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１１２によってデジタル信号に変換さ
れ、ＣＰＵ１３０に与えられる。同様に、圧力センサ１
２０が検出したアナログ信号は、増幅器１２１で増幅さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１２２によってデジタル信号に変換さ
れ、ＣＰＵ１３０に与えられる。導管２４０が接続され
ている管路１０２には、エアポンプ１４０およびリーク
バルブ１５０が接続されている。このエアポンプ１４０
およびリークバルブ１５０は、ＣＰＵ１３０によって制
御される。管路１０１と管路１０２とは連結されてお
り、また、阻血嚢２１０と検出嚢２２０とは接続路２３
０で連結されている。したがって、阻血嚢２１０と検出
嚢２２０とは、本来、同じ圧力に保たれることになる。
ただし、阻血嚢２１０は容量が大きいため、周波数の高
い圧力変動は減衰し、検出嚢２２０においては周波数の
低い圧力変動のみ現れる。このため、音波センサ１１０
および圧力センサ１２０は、導管２５０の近傍に接続す
るのが好ましい。なお、ＣＰＵ１３０には、データを記
憶するためのメモリ１６０、データを表示するための表
示装置１７０、およびデータを出力するためのプリンタ
１８０が接続されている。

さて、ここでこの装置の測定対象となる大動脈波がどう
ようなものかを簡単に説明しておく。第３図はこの大動
脈波の基本的な波形を示す。この図のように、脈波はい
ずれも横軸を時間軸、縦軸を圧力軸にとって示される。
この大動脈波は、心臓近傍における血圧変動を示す波形
であり、心臓の左心室筋の動きをそのまま表現してい
る。第３図において、時刻ｔ１までは心臓は拡張期であ
り、圧力は心拡張期圧ＤＰとなる。時刻ｔ１〜ｔ２にか
けて心臓が収縮運動を行い、心収縮期圧ＳＰまで圧力は
上昇する。続いて、心臓は拡張運動に転じるが、時刻ｔ
３において大動脈弁が閉じるため、時刻ｔ４に小さな峰
が現れる。時刻ｔ３における切痕は大動脈弁閉鎖痕と呼
ばれる。その後、時刻ｔ４〜ｔ５にかけて圧力は徐々に
減少し、再び心拡張期圧ＤＰに戻る。このような圧力変
動が、心臓の１鼓動ごとに現れ、これが心臓から動脈を
伝わって脈波として全身へと伝播されてゆく。しかしな
がら、このようにして心臓で発生した脈波は、末梢への
伝播にともなって波形を変えてゆく。第４図はこの様子
を示す。波形ＷＡ〜ＷＦは、心臓の大動脈弁の直上位置
から末梢へそれぞれ０cm〜５０cm離れた部位における脈
波を、血管カテーテル測定法で測定した結果である。こ
こで、波形ＷＡが第３図に示す心臓近傍の大動脈波に相
当する。このように末梢にゆくにしたがって、高周波成
分が伸びてきており、最大血圧値ＴＯＰが増大してくる
ことがわかる。これは末梢にゆくほど血管が細くなり抵
抗が増すためと考えられる。なお、ここでＤＮＰは大動
脈弁閉鎖痕圧である。このように、脈波は末梢にゆくに
したがって波形を変えてしまうため、上腕部において普
通に測定した脈波（たとえば脈波ＷＦ）は、心臓近傍の
大動脈波とはかなり異なるものとなる。本装置によれ
ば、上腕部において大動脈波と等価な脈波を得ることが
できる。

第５図(a)は、この装置による測定動作を説明するグラ
フであり、同図(b)はその部分拡大図である。前述のよ
うに、この装置はエアポンプ１４０とリーグバルブ１５
０とを有し、阻血嚢２１０および検出嚢２２０の圧力を
制御することができる。すなわち、圧力を増加させる場
合には、エアポンプ１４０を動作させて嚢内に空気を送
りこみ、圧力を減少させる場合には、リークバルブ１５
０を開けて嚢内の空気をリークさせることができる。

測定にあたっては、被測定者の上腕部に第２図に示すよ
うに縛帯２００を着用させ、測定開始スイッチ（図示せ
ず）を押す。第５図(a)のグラフは、測定開始後の嚢内
圧力の変化を示すものである。すなわち、測定開始後、
ＣＰＵ１３０がエアポンプ１４０を起動し、嚢内に空気
を送り込んで圧力を徐々に増加させる（グラフの点Ａ
〜）。阻血嚢２１０は次第に動脈を圧迫し、やがて完全
に阻血する圧力にまで達する（点Ｂ）。このときの縛帯
２００（阻血嚢２１０と検出嚢２２０）と動脈３００と
の関係を現す断面図を第６図(a)に示す。図の左側が心
臓、右側が末梢であり、脈波は左から右に伝わるはずで
あるが、阻血嚢２１０の圧力が高いため、脈波は阻血嚢
２１０を通過することはできない。続いてＣＰＵ１３０
は、リークバルブ１５０を少しずつ開けて圧力をゆっく
りと減少させてゆく（点Ｃ〜）。すると、点Ｄにおいて
コロトコフ音が発生する。グラフ内の波形Ｋは、点Ｄか
ら徐々に圧力を減少させていったとき、各圧力値に対応
して得られるコロトコフ音の振幅を示すものである。こ
のように点Ｄを過ぎるとコロトコフ音が発生するのは、
第６図(b)に示すように、脈波の一部が阻血嚢２１０の
圧力に抗して阻血嚢２１０を通過し始めるためである。
この点Ｄに対応する圧力が心収縮期圧ＳＰに相当するこ
とが知られている。点Ｄから更に圧力を減少させてゆく
と、第６図(c)に示すように脈波は更に通過しやすくな
り、点Ｅにおいてコロトコフ音が最大になる。以後、コ
ロトコフ音は次第に減少し、点Ｆに達すると音は非常に
小さくなり、ほぼ一定の振幅が続く。この点Ｆに対応す
る圧力が心拡張期圧ＤＰに相当することが知られてお
り、第６図(d)の状態に対応する。本装置の特徴は、圧
力を点Ｆまで減少させたら、この圧力ＤＰをしばらく維
持させ（点Ｆ〜点Ｇ）、この間に脈波の検出を行う点に
ある。脈波の検出が完了すると、更に圧力を減少させる
（点Ｇ〜点Ｈ）。縛帯２００は、第９図(e)に示すよう
に、動脈３００からは浮いた状態になる。なお、再度の
測定を続けて行う場合には、点Ｈから点Ｉまで圧力を上
昇させた後、点Ｉから点Ｊ（心拡張期圧ＤＰ）まで圧力
を減少させ、そのまま圧力を一定に維持して、再度の脈
波検出を行えばよい。点Ｆに到達したときに、心拡張期
圧ＤＰを記憶しておけば、点Ｂまで圧力を上昇させなく
ても、点Ｉ（心拡張期圧ＤＰよりやや高い圧力）まで圧
力を上昇させた後、心拡張期圧ＤＰまで圧力を減少させ
れば再測定が可能なのである。なお、点Ｄ〜点Ｆの区間
から出現するコロトコフ音の波形は、そのときの基準内
圧値とともに、すべてメモリ１６０に記憶される。

さて、ここで脈波の検出方法について説明しよう。脈波
は動脈３００内の圧力変動であるから、圧力の値として
測定される。第６図に示すように、阻血嚢２１０を通過
した脈波３１０は、検出嚢２２０に衝突する。この検出
嚢２２０は阻血嚢２１０に比べて容量が小さいため、周
波数を変化させることなく、振幅の小さい波でも微妙に
検出することができる。この微妙な圧力変動は、圧力セ
ンサ１２０によって検出される。阻血嚢２１０は容量が
大きいため、脈波による圧力変動はあまり受けない。こ
こで、圧力センサ１２０の検出する圧力値そのものに着
目すると、２つの要素が重畳されていることがわかるで
あろう。すなわち、１つは阻血嚢２１０の圧力であり、
もう１つは検出嚢２２０の脈波による圧力変動である。
ここでは、前者を基準内圧、後者を脈波圧と呼ぶことに
する。検出嚢２２０は、接続路２３０を介して阻血嚢２
１０に連結されているので、脈波が衝突しない場合は、
検出嚢２２０の圧力も基準内圧になっている。第５図
(a)に示したグラフは、この基準内圧を示したものであ
り、圧力センサ１２０によって検出される圧力は、実際
にはこの基準内圧に脈波圧を重畳したものになる。第５
図(a)の部分Ｌを拡大した図を第５図(b)に示す。この拡
大図では、基準内圧（図の破線で示す）に脈波を重畳し
た圧力値のグラフを実線で示している。図の点Ｆ〜点Ｇ
の区間は、前述のように基準内圧が心拡張期圧ＤＰに維
持されており、この心拡張期圧ＤＰの上に脈波がのって
いる状態になる。

第４図に示したように、上腕部における脈波（たとえば
脈波ＷＦ）は大動脈波（脈波ＷＡ）とは異なった脈波で
ある。ところが、阻血嚢２１０を心拡張期圧ＤＰに維持
したときに、検出嚢２２０が検出する脈波は、上腕部で
検出しているにもかかわらず大動脈波と等価であること
を、本願発明者は見出だしたのである。この理由につい
ての厳密な理論解析を行うことは困難であるが、阻血嚢
２１０がローパスフィルタの機能を果たすために、脈波
の高周波成分がカットされたためと本願発明者は考えて
いる。第４図に示すように、脈波は末梢にいくほど血管
抵抗の増加により高周波成分が伸びてくる。ところが、
上腕部の脈波（脈波ＷＦ）が阻血嚢２１０を通過する
と、この高周波成分がカットされ、もとの大動脈波（脈
波ＷＡ）と等価な波が濾波されて出てくると考えること
ができる。したがって、阻血嚢２１０の幅（第１図の
１）は、このローパスフィルタの機能を果たすだけの十
分な幅が必要であるが、一般に９cm以上あればこの機能
を果たせることが実験的に確認できた。阻血嚢２１０の
圧力が心拡張期圧ＤＰに等しいときに大動脈波と等価な
波が得られるのであるから、第５図(a)に示すように、
基準内圧が心拡張期圧ＤＰに達した点Ｆで圧力を一定に
維持し、点Ｆ〜点Ｇの区間で脈波を検出すれば、その脈
波を大動脈波と同等に扱うことができるのである。再度
の測定では、点Ｊ以後の脈波も同じく大動脈波として扱
うことができる。

ここで、阻血嚢２１０が心拡張期圧ＤＰでないときに
（すなわち、点Ｆ〜点Ｇ以外の区間）、どのような脈波
が得られるかを参考のために述べておく。第７図は、第
５図(a)の点Ｄ〜点Ｈの区間において検出される種々の
脈波を示す図である。図の実線で示す波形が本装置の圧
力センサ１２０で検出される脈波を示し、破線で示す波
形が上腕部における脈波（第５図の点Ｆ〜点Ｑの区間の
脈波）を示す。また、各脈波の上の符号は、各脈波が第
５図のグラフの各点において検出された脈波であること
を示す。符号についていない脈波は、これらの中間点に
おいて検出された脈波である。このように、点Ｄから徐
々に圧力を減少させてゆくと、検出される脈波の振幅は
次第に大きくなってくる。そして、点Ｆ（〜点Ｇ）に到
達したときに脈波の振幅は最大となり、以下脈波の振幅
は減少してゆく。点Ｆにおける実線の脈波を破線の脈波
と比べてみると、ちょうど高周波成分がカットされてい
ることがわかる。なお、この検出される脈波の振幅と、
コロトコフ音の振幅とは必ずしも比例しないことに注意
すべきである。第５図(a)に示すように、コロトコフ音
は点Ｅにおいてピークになるが、第７図に示すように、
脈波の方は点Ｅではピークにはならない。点Ｆ〜点Ｇに
おいては、縛帯２００と動脈３００との関係が第６図
(d)のような状態になっていると考えられる。すなわ
ち、縛帯２００の基準内圧と動脈の心拡張期圧ＤＰとが
拮抗しており、脈波が阻血嚢２１０を十分に通過するこ
とができ、検出嚢２２０に十分な衝撃を与えることがで
きるのである。縛帯２００の圧力はこれより高いと、同
図(a)〜(c)のように、脈波が阻血嚢２１０を十分に通過
することができず、検出嚢２２０には十分な衝撃が加わ
らないのである。また。縛帯２００の圧力がこれより低
いと、同図(e)のように、検出嚢２２０が動脈３００か
ら離れてしまうため、脈波が阻血嚢２１０を十分に通過
したとしても、検出嚢２２０に十分な衝撃が加わらない
のである。

以上のようにして、点Ｆ〜点Ｇの間に、圧力センサ１２
０が検出した脈波がデジタル信号としてＣＰＵ１３０に
取り込まれる。この装置では、取り込んだ脈波データ
は、ひとまずメモリ１６０に記憶される。

ところで、ＣＰＵ１３０は、点Ｆに到達したら圧力を一
定値に維持するよう制御するが、実際には点Ｆに到達し
たという判断を正確に行うことは困難である。前述のよ
うに、点Ｆへ到達したという判断は、コロトコフ音が小
さくなり、振幅の変化がなくなったことを検出して行う
が、圧力は一定の速度で減少させているため、ＣＰＵ１
３０が点Ｆへの到達を認識したときには、実際の圧力は
すでに点Ｆを通過して更に低くなってしまっているとい
う事態が起きやすい。そこで本装置では、第５図(a)の
グラフのような圧力制御によって脈波検出を行うという
原理には相違ないものの、実際には第８図(a)のような
圧力制御を行って脈波検出を行っている。すなわち、点
Ｄから点Ｆに至るまでは上述の原理どおりに減圧を行っ
てゆく。そして、点Ｆを通過しても更に減圧を続ける。
ここで、コロトコフ音の振幅を絶えずモニターしてお
き、所定時間減圧を続けてもコロトコフ音の振幅が変化
しなくなったら、そこで減圧をやめ、逆に圧力を増加さ
せてゆく（点Ｆ１）。そして、この点Ｆ１におけるコロ
トコフ音の振幅Ｗを記憶しておき、コロトコフ音の振幅
がｋＷ（ｋは所定の係数、たとえばｋ＝１．５）にまで
増加したら、そこで（点Ｆ２）、圧力を一定に維持する
ようにする。第８図(b)は同図(a)の部分Ｍの拡大図であ
り、この様子をより詳しく示している。この拡大図から
明らかなように、厳密に言えば、心拡張期圧ＤＰを与え
る点Ｆは、コロトコフ音の振幅が一定値Ｗとなるはじめ
ての点Ｆ０ではなく、それより１鼓動分前の点である。
この点Ｆにおけるコロトコフ音の振幅をｋＷとすれば、
ｋ＝１．５程度になることが確認できた。したがって、
上述のように点Ｆ１まで減圧させたら、逆に圧力を増加
させてゆき、コロトコフ音の振幅が１．５倍になったと
ころ、すなわち点Ｆ２を心拡張期圧ＤＰに等しい点とし
て扱うことができる。もっともこの係数ｋの値は患者に
よってばらつきがあるが、大動脈波の検出精度としては
問題は生じない。

さて、結局上述の測定によって、複数の大動脈波の波形
およびコロトコフ音の波形が測定され、メモリ１６０に
記憶されたことになる。本装置の特徴は、これらの波形
をプリンタ１８０に出力する方法にある。以下、この方
法について詳述する。

まず、ＣＰＵ１３０はメモリ１６０に記憶されている複
数の大動脈波を平均して平均脈波を得る。第９図の波形
Ｗは、このようにして得られた平均脈波を示す。この平
均脈波Ｗの縦軸には、圧力の絶対値が与えられており、
最大値が心収縮期圧ＳＰであり、最低値が心拡張期圧Ｄ
Ｐである。また横軸には時間（秒）が与えられている。
一方、第９図に示すように、圧力値に対応してコロトコ
フ音Ｋの波形がメモリ１６０に記憶されている。これ
は、第８図に示す測定動作において、点Ｄ以後に検出さ
れたコロトコフ音波形をそのときの圧力値とともに記憶
しておいたものである。この実施例では、コロトコフ音
の波形をその半振幅分だけ出力するようにしているた
め、第９図では半振幅分だけを示している。ＣＰＵ１３
０は、このコロトコフ音Ｋの波形と、平均脈波Ｗの波形
とを、次のようにしてプリンタに出力させる。

はじめに、平均脈波Ｗに基づいて、大動脈弁閉鎖痕を示
すＱ点の位置を認識する。このＱ点は、たとえば平均脈
波Ｗの微分係数の符号が変化する点として演算により認
識することができる。なお、大動脈弁閉鎖不全症の患者
などでは、Ｑ点が複数存在するような結果が得られる場
合がある。このような場合は、時間軸上で最も遅く現れ
るＱ点を採用するようにするとよい。こうしてＱ点の位
置が決定すると、このＱ点の縦軸上の座標値として、大
動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰを求めることができる。また、平
均脈波Ｗの立ち上がり点Ｐおよび終端点Ｒの位置も演算
によって決定することができる。

このように、３点Ｐ，Ｑ，Ｒが決定できたら、第１０図
に示すように、この３点に基づいて時間軸（横軸）を分
割する。すなわち、３点Ｐ，Ｑ，Ｒの時間軸上の座標
を、それぞれＴ０，Ｔ１，Ｔ２とし、時点Ｔ０〜Ｔ１の
区間を高圧期Ａ、時点Ｔ１〜Ｔ２の区間を低圧期Ｂ、時
点Ｔ２以後を第３期Ｃ、とする。一方、コロトコフ音Ｋ
については、第１０図に示すように圧力軸（縦軸）を分
割する。すなわち、心収縮期圧ＳＰ〜大動脈弁閉鎖痕圧
ＤＮＰの区間を高圧期ａ、大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰ〜心
拡張期圧ＤＰの区間を低圧期ｂ、心拡張期圧ＤＰ以下を
第３期ｃ、とする。そして、コロトコフ音波形の高圧期
ａの圧力軸を、平均脈波の高圧期Ａの時間軸に線形対応
させ、コロトコフ音波形の低圧期ｂの圧力軸を、平均脈
波の低圧期Ｂの時間軸に線形対応させ、各コロトコフ音
波形を脈波のグラフに重ねて表示する。この結果を第１
１図に示す。高圧期ａの区間が高圧期Ａの区間に一致す
るように、コロトコフ音波形ａ１〜ａ５が平均脈波Ｗに
重ねて表示され、低圧期ｂの区間が低圧期Ｂの区間に一
致するように、コロトコフ音波形ｂ１，ｂ２が平均脈波
Ｗに重ねて表示されている。平均脈波Ｗに重ねて表示コ
ロトコフ音Ｋ′は、見易いようにもとのコロトコフ音Ｋ
の振幅に所定の係数を乗じて振幅を拡大して表示してい
る。高圧期と低圧期とをそれぞれ別個に扱っているの
で、隣接するコロトコフ音波形の間隔は、高圧期では密
に、低圧期では疎になる。また、第３期Ｃおよびｃは閉
じた区間ではないため、コロトコフ音Ｋの第３期ｃにあ
る波形ｃ１〜ｃ４は、平均脈波Ｗの時間軸上の第３期Ｃ
に任意間隔で表示すればよい。

この実施例では、更に第１１図に一点鎖線で示すような
コロトコフ音Ｋ′の標準的な包絡線Ｅを表示するように
している。この標準的包絡線Ｅは、この実施例では、高
圧期Ａと低圧期Ｂとの境界時点Ｔ１におけるコロトコフ
音波形ａ５のピークを点Ｓとし、点Ｐ，Ｓ，Ｒを結ぶ線
として求めている。一般的な健康人についての測定で
は、コロトコフ音Ｋ′の各波形のピークはこの包絡線Ｅ
上にくることが知られている。したがって、ピークがこ
の包絡線Ｅからどれだけずれているかということによっ
て、異常の診断を行うことができる。包絡背Ｅの定め方
は、ここで述べた方法に限らず、いろいろな方法が考え
られる。たとえば、何人かの健康人の測定結果について
求めた包絡線の平均をそのまま標準的包絡線Ｅとして用
いることもできよう。

さて、以上のような演算処理により、ＣＰＵ１３０は最
終的に第１２図に示すようなグラフを作成し、これをプ
リンタ１８０に出力して測定結果の表示を行う。診断者
は、この第１２図のようなプリンタの出力結果を見て、
患者の循環器疾患についての種々の情報を得ることがで
きる。この出力結果の１つの特徴は、大動脈波の波形が
平均脈波Ｗとして記録されており、しかもこの大動脈波
Ｗは縦軸に圧力の絶対値が、横軸に時間の絶対値が表示
されている点である。すなわち、大動脈波の形状ととも
に、血圧の絶対値も確認することができるのである。そ
して、もう１つの特徴は、この大動脈波とともに、動脈
音（コロトコフ音Ｋ′）の波形が記録されている点であ
る。この動脈音波形は前述の処理により、時間軸上の特
定の位置に記録されている。この動脈音波形の時間軸上
での記録位置は、診断のための情報として非常に重要な
意味がある。以下、この重要な意味について説明しよ
う。

第１２図において、高圧期Ａは心臓が収縮して血液を大
動脈へと送り出し、大動脈弁が閉鎖するまでの過程を示
している。すなわち、高圧期Ａは心臓の動的な挙動を示
す部分である。これに対して、低圧期Ｂは既に大動脈弁
が閉鎖した後の過程を示しており、心臓そのものの挙動
を示しているものではない。ここで、心臓から大動脈へ
と押し出された血液の流れを追ってみると、心臓を出た
後、中枢、肺、胃腸（脾）、肝臓、腎臓、膀胱、という
ように、大動脈から徐々に末梢へと流れてゆき、静脈を
伝わって再び心臓へと戻ることになる。本願発明者の新
規な発見は、第１２図に示すように脈波とともに配置し
た動脈音波形が、この血液の流れに対応した循環器疾患
の情報を示すという事実に他ならない。この事実をもう
少し詳しく述べてみよう。いま。第１２図に示すよう
に、高圧期Ａの区間を３等分して区間Ｉ，II，IIIに分
割し、低圧期Ｂの区間を２等分して区間IV，Ｖに分割す
る。すると、各区間における動脈音波形は、患者の特定
部位における循環器疾患の情報をもつことになる。具体
的には、区間Ｉに所属するコロトコフ音Ｋ′の波形は心
臓近傍の疾患情報をもち、区間IIに所属するコロトコフ
音Ｋ′の波形は肺の疾患情報をもち、区間IIIに所属す
るコロトコフ音Ｋ′の波形は胃および腸（漢方医学にお
ける脾）の疾患情報をもち、区間IVに所属するコロトコ
フ音Ｋ′の波形は肝臓の疾患情報をもち、区間Ｖに所属
するコロトコフ音Ｋ′の波形は腎臓の疾患情報をもつと
いう事実を、本願発明者は認識したのである。また、第
３期Ｃに所属するコロトコフ音Ｋ′の波形は、一般にＫ
４点〜Ｋ５点と呼ばれている領域のコロトコフ音であ
り、腎臓より更に末端に位置する膀胱・下股などの疾患
情報をもつものと考えられる。このような事実について
の理論的考察は、現在のところ明確にはなされていない
が、漢方医学では、同様の原理を用い、患者の脈をとる
ことによって各部の循環器疾患を診断することが古くか
ら行われている。

第１３図の本発明による脈波動脈音複合記録装置を用
い、健康人について実際に記録を行った結果を示すグラ
フである。実際には動脈音波形は、このように高圧期
（区間Ｉ，II，III）では密になり、低圧期（区間IV，
Ｖ）では疎になる。この実施例では、各区間がはっきり
するように、高圧期を３等分、低圧期を２等分する位置
を示す目安線（図の破線で示す垂直線）を表示するよう
にしている。また、動脈音波形の振幅の検討をつけるた
めの目安線（図の破線で示す水平線）も同時に表示して
いる。この目安線により、前述した各部の循環器疾患の
情報を明瞭に区別して認識することが可能になる。

第１４図は本発明による脈波動脈音複合記録装置を用
い、健康人の左上腕部に縛帯を装着して測定した結果
と、右上腕部に縛帯を装着して測定した結果とを、時間
軸に沿った線に関して対称になるように表示したグラフ
である。グラフの上半分が左に関する測定結果、下半分
が右に関する測定結果である。左に関する測定結果は左
半身の情報を、右に関する測定結果は右半身の結果を、
それぞれ示していると考えられるので、このように両者
を同じ時間軸に沿って表示するようにすれば、身体全体
に関する状態を一目で把握することができ便利である。

以上本発明を実施例について説明したが、本発明はこの
実施例だけに限定されるのではない。要するに本発明の
要点は、脈波を大動脈弁閉鎖痕を堺にして高圧期と低圧
期に分け、それぞれの時間軸に動脈音の圧力軸を線形対
応させて、脈波の波形と動脈音とを同一の時間軸上に表
示するという点にあり、種々の態様での実施が可能であ
る。

〔発明の効果〕 本願第１の発明によれば、縦軸を血圧値、横軸を時間に
とって、脈波と動脈音とを同一時間軸上に複合表示し、
しかも、大動脈弁閉鎖痕より前の高圧期と、これより後
の低圧期と、に分けて表示するよにしたため、循環器疾
患の診断のための情報が視覚的に容易に把握しうる。

本願第２の発明によれば、更に高圧期の時間軸を３等
分、低圧期の時間軸を２等分する目安線を出力するよう
にしたため、高圧期の３等分された各区間の情報を、そ
れぞれ、心臓、肺、胃腸（脾）、に関する循環器情報と
して、低圧期の２等分された情報を、それぞれ、肝臓、
腎臓、に関する循環器情報として認識することができ、
より詳細な診断を行うことが可能になる。

本願第３の発明によれば、コロトコフ音の標準的な包絡
線をともに表示するようにしたため、ある特定の患者に
ついて得られた測定結果について、標準的な測定結果か
らのずれを視覚的に容易に認識することができる。

本願第４の発明のよれば、低圧期の後に、いわゆるＫ４
点〜Ｋ５点に至るまでのコロトコフ音を表示するように
したため、診断に供することのできるより多くの情報を
視覚的に認識することができる。

本願第５の発明によれば、左右の測定結果を線対称に表
示するようにしたため、患者の左半身および右半身の診
断を別個に行うことができる。

本願第６の発明のよれば、縛帯を用いて脈波と動脈音の
測定を行うようにしたため、上述の診断を非観血的に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る脈波動脈音複合記録装
置の構成を示すブロック図、第２図は第１図の装置にお
ける縛帯を上腕部に装着した状態を示す図、第３図は一
般的な大動脈波の波形図、第４図は心臓から抹消へ至る
までの脈波の変形を示す図、第５図は第１図に示す装置
による測定原理を説明するグラフ、第６図は縛帯圧と脈
波の通過状態との関係を示す断面図、第７図は縛帯圧と
検出される脈波との関係を示す波形図、第８図は第１図
に示す装置による実際の測定動作を説明するグラフ、第
９図は第１図に示す装置によって検出した大動脈波およ
び動脈音を示す波形図、第１０図および第１１図は第９
図に示す波形図に基づいて、動脈音を大動脈波に重ねて
表示する処理方法を示す図、第１２図は第９図に示す波
形図に基づいて複合記録を行った結果を示す図、第１３
図は第１図に示す装置によるプリンタの出力結果を示す
グラフ、第１４図は第１図に示す装置を用い、左右両方
の測定結果をプリンタに出力させた結果を示すグラフで
ある。 １００…装置本体、１０１，１０２…管路、２００…縛
帯、２１０…阻血嚢、２２０…検出嚢、２３０…接続
路、２４０，２５０…導管、３００…動脈、３１０…脈
波、ＳＰ…心収縮期圧、ＤＰ…心拡張期圧、ＤＮＰ…大
動脈弁閉鎖痕圧、Ｋ，Ｋ′…コロトコフ音波形、Ｗ…平
均脈波、Ａ，ａ…高圧期、Ｂ，ｂ…低圧期、Ｃ，ｃ…第
３期、Ｅ…標準的包絡線。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8932−4Ｃ Ａ６１Ｂ 5/02 ３３８ Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体の発生する脈波を検出する脈波検出部
   と、 生体を縛帯によって圧迫することにより発生するコロト
   コフ音を、縛帯圧を変化させながら検出し、圧力軸に沿
   ってコロトコフ音の波形を記録する音波検出部と、 前記脈波検出部によって検出された脈波の立ち上がり時
   点Ｔ０から大動脈弁閉鎖痕が出現する時点Ｔ１までの時
   間軸に、前記音波検出部によって記録されたコロトコフ
   音波形の心収縮期圧ＳＰから大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰま
   での圧力軸を線形対応させ、脈波とコロトコフ音波形と
   を同一時間軸上で表示する高圧期表示部と、 前記脈波検出部によって検出された脈波の大動脈弁閉鎖
   痕が出現する時点Ｔ１から心拡張期圧に到達する時点Ｔ
   ２までの時間軸に、前記音波検出部によって記録された
   コロトコフ音波形の大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰから心拡張
   期圧ＤＰまでの圧力軸を線形対応させ、脈波とコロトコ
   フ音波形とを同一時間軸上で表示する低圧期表示部と、 を備えることを特徴とする脈波動脈音複合記録装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、 高圧期表示部が時点Ｔ０〜Ｔ１までの時間軸を３等分す
   る位置を示す目安線を表示し、低圧期表示部が時点Ｔ１
   〜Ｔ２までの時間軸を２等分する位置を示す目安線を表
   示する機能を有することを特徴とする脈波動脈音複合記
   録装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置において、 高圧期表示部および低圧期表示部が、コロトコフ音波形
   の標準的な包絡線を表示する機能を有することを特徴と
   する脈波動脈音複合記録装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の装置において、 時点Ｔ２以後の時間軸上に、心拡張期圧ＤＰ以下のコロ
   トコフ音波形を表示する第３の表示部を更に設けたこと
   を特徴とする脈波動脈音複合記録装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の装置において、 高圧期表示部および低圧期表示部が、右腕に縛帯を装着
   したときに得られる第１の検出結果と左腕に縛帯を装着
   したときに得られる第２の検出結果とを、時間軸に沿っ
   た線に関して対称になるように表示する機能を有するこ
   とを特徴とする脈波動脈音複合記録装置。
6. 【請求項６】上腕部を阻血するための阻血嚢と、この阻
   血嚢を通過した脈波を検出するための検出嚢と、 を有する縛帯と、 前記縛帯の着用によって生じるコロトコフ音を検出する
   音波センサと、 前記検出嚢に生じる圧力変動を検出する圧力センサと、 前記阻血嚢および前記検出嚢の基準内圧を、十分に高い
   値から一定の速度で徐々に減少させてゆき、前記音波セ
   ンサが検出したコロトコフ音の音量が所定の設定値に達
   したら、前記基準内圧を一定値に維持させる機能を有す
   る圧力制御手段と、 前記圧力制御手段によって基準内圧が徐々に減少してい
   る間に、前記音波センサが検出したコロトコフ音の波形
   を、そのときの基準内圧値とともに記憶するメモリと、 前記基準内圧が一定値に維持されている間に、前記圧力
   センサから連続的に得られる圧力変動の波形を平均し、
   平均脈波を得る手段と、 前記平均脈波の最大値である心収縮期圧ＳＰ、最小値で
   ある心拡張期圧ＤＰ、大動脈弁閉鎖痕における圧力であ
   る大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰ、をそれぞれ認識する手段
   と、 前記平均脈波の立ち上がり時点Ｔ０から前記大動脈弁閉
   鎖痕が出現する時点Ｔ１までの時間軸に、前記メモリに
   記憶されているコロトコフ音波形の前記心収縮期圧ＳＰ
   から前記大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰまでの圧力軸を線形対
   応させ、脈波とコロトコフ音とを同一時間軸上で表示す
   る高圧期表示部と、 前記脈波検出部によって検出された脈波の前記大動脈弁
   閉鎖痕が出現する時点Ｔ１から前記心拡張期圧に到達す
   る時点Ｔ２までの時間軸に、前記メモリに記憶されてい
   るコロトコフ音波形の前記大動脈弁閉鎖痕圧ＤＮＰから
   前記心拡張期圧ＤＰまでの圧力軸を線形対応させ、脈波
   とコロトコフ音とを同一時間軸上で表示する低圧期表示
   部と、 を備えることを特徴とする脈波動脈音複合記録装置。