JPH11178802A - Device and method for measuring biological condition - Google Patents

Device and method for measuring biological condition

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JPH11178802A
JPH11178802A JP35589497A JP35589497A JPH11178802A JP H11178802 A JPH11178802 A JP H11178802A JP 35589497 A JP35589497 A JP 35589497A JP 35589497 A JP35589497 A JP 35589497A JP H11178802 A JPH11178802 A JP H11178802A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately estimate central blood pressure by use of simple constitution and calculate a more accurate myocardial load index WP which corresponds to the actual myocardial load. SOLUTION: A microcomputer 4 can accurately estimate central blood pressure while simplifying its constitution, since it calculates an estimate of aortal origin blood pressure on the basis of a circulation kinetic parameter obtained by analyzing a pulse waveform output from a pulse wave detection device 1. The microcomputer 4 detects the pulse rate of a living body and calculates a myocardial load index on the basis of the estimate of the aortal origin blood pressure and the detected pulse rate, and can therefore calculate an optimum myocardial load index under a wider range conditions than it can when calculating the aortal load index by use of peripheral blood pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体としての人体
の状態を測定するために好適な生体状態測定装置及び生
体状態測定方法に係り、特に心筋負荷指数の算出に好適
な生体状態測定装置及び生体状態測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biological condition measuring device and a biological condition measuring method suitable for measuring the condition of a human body as a living body, and more particularly to a biological condition measuring device and a biological condition measuring device suitable for calculating a myocardial load index. The present invention relates to a biological condition measuring method.

【0002】[0002]

【従来の技術】人体の循環器系の状態について診断を行
う場合、最も一般的には血圧や心拍数等が用いられてい
る。しかし、さらに詳しい診断を行うためには、血管の
粘性抵抗やコンプライアンスといったいわゆる循環動態
パラメータを測定することが必要となる。
2. Description of the Related Art When diagnosing the condition of the circulatory system of the human body, blood pressure, heart rate and the like are most commonly used. However, in order to make a more detailed diagnosis, it is necessary to measure so-called circulatory parameters such as viscous resistance and compliance of blood vessels.

【0003】ところで、これらの循環動態パラメータを
モデル化して表わす場合、動脈系の振る舞いを記述する
モデルとして、四要素集中定数モデルが用いられてい
る。一方、上記循環動態パラメータを測定するには、大
動脈起始部と切痕部における圧力波形や血流量を測定す
る必要がある。すなわち、動脈にカテーテルを挿入して
直接測定する方法を採るか、或いは、超音波等で間接的
に測定する方法を採ることになる。
When these circulatory dynamic parameters are modeled and represented, a four-element lumped parameter model is used as a model for describing the behavior of the arterial system. On the other hand, in order to measure the circulatory parameters, it is necessary to measure the pressure waveform and blood flow at the aortic root and the notch. That is, a method of directly measuring by inserting a catheter into an artery or a method of indirectly measuring by ultrasonic waves or the like is adopted.

【0004】上記、脈にカテーテルを挿入して直接測定
する方法では侵襲的な測定となるため被験者への負担が
大きいとともに、装置も大がかりなものとなるという問
題があった。一方、超音波等で間接的に測定する方法で
は、血管内の血流を非侵襲的に観測することができ、被
験者への負担を低減することはできるが、測定に熟練を
要し、測定のための装置もやはり大がかりなものとなる
という問題があった。
[0004] The above-described method of directly measuring a patient by inserting a catheter into a pulse involves invasive measurement, which places a heavy burden on the subject, and has a problem that the device becomes large-scale. On the other hand, in the method of indirect measurement using ultrasonic waves or the like, the blood flow in the blood vessel can be observed noninvasively, and the burden on the subject can be reduced. However, there is also a problem that the apparatus for the above is also large-scale.

【0005】そこで、本発明者は、橈骨動脈の脈波波形
と1回拍出量を測定することにより四要素集中定数モデ
ルのパラメータを近似的に算出する方法を見い出した。
そして、この方法を用いることにより、循環動態パラメ
ータの評価を非侵襲的かつ手軽に行うことが可能な脈波
解析装置を提案してきた(特開平6−205747号、
発明の名称:脈波解析装置)。
Therefore, the present inventor has found a method of approximately calculating the parameters of the four-element lumped parameter model by measuring the pulse waveform of the radial artery and the stroke volume.
By using this method, a pulse wave analyzer capable of non-invasively and easily evaluating circulatory dynamic parameters has been proposed (JP-A-6-205747,
Title of invention: pulse wave analyzer).

【0006】ところで、上記橈骨動脈の脈波波形と1回
拍出量を測定することにより四要素集中定数モデルのパ
ラメータを近似的に算出する方法においては、血管のコ
ンプライアンスを動脈系の中枢部と末梢部とに分けて取
り扱うモデルを採用していない。したがって、運動時や
循環動態動作薬を患者に投与した場合等に、循環動態作
動薬を患者に投与した場合に、その効果を中枢部と末梢
部に分けて評価することはできなかった。
By the way, in the method of approximately calculating the parameters of the four-element lumped parameter model by measuring the pulse wave waveform and the stroke volume of the radial artery, the compliance of the blood vessel is compared with the central part of the arterial system. It does not adopt a model that handles the peripheral part separately. Therefore, when a circulatory agonist was administered to a patient at the time of exercise or when a circulatory agonist was administered to a patient, the effect could not be evaluated separately for the central part and the peripheral part.

【0007】次に、上述した血圧の測定について簡単に
説明する。従来から一般的に用いられている非観血型の
血圧測定装置は、カフ(腕帯)を被験者の上腕部等に装
着させ、カフに圧力をかけて被験者の脈波を検出するこ
とにより血圧値を測定している。このように、被験者の
末梢部における血圧の測定装置として、例えば、特開平
4−276234号公報が挙げられる。すなわち、図2
9に示すように、カフ110を被験者の上肢の上腕部に
巻回させて取り付けるとともに、バンド138を手首1
40に巻回し、脈波センサ134を被験者の橈骨動脈部
に密着させて、被験者の脈波を検出する。そして、カフ
110を加圧させた後に、降圧時において周知のオシロ
メトリック法により最高血圧値や最低血圧値を計測する
ものである。
Next, the measurement of the blood pressure will be briefly described. A non-invasive blood pressure measurement device that has been generally used in the past has a cuff (arm band) attached to the upper arm or the like of a subject, applies pressure to the cuff, and detects the subject's pulse wave to measure the blood pressure value. Is measured. As described above, as an apparatus for measuring the blood pressure in the peripheral part of the subject, for example, JP-A-4-276234 is cited. That is, FIG.
As shown in FIG. 9, the cuff 110 is wound around and attached to the upper arm of the subject's upper limb, and the band 138 is attached to the wrist 1.
40, the pulse wave sensor 134 is brought into close contact with the radial artery of the subject, and the pulse wave of the subject is detected. Then, after the cuff 110 is pressurized, the systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value are measured by the well-known oscillometric method at the time of pressure reduction.

【0008】ところで、人体の動脈系における中枢側の
血圧値と末梢側の血圧値を実測してみると、特に最高血
圧値については、中枢側と末梢側の血圧値に差異が見ら
れる。しかも、この差異の程度は、末梢側で観察される
脈波の形状によって様々である。図22〜図24に、こ
のような脈波の形状に依存した血圧値の変動の様子を示
す。
When the central blood pressure value and the peripheral blood pressure value in the arterial system of the human body are actually measured, there is a difference between the central blood pressure value and the peripheral blood pressure value, particularly regarding the systolic blood pressure value. Moreover, the degree of this difference varies depending on the shape of the pulse wave observed on the peripheral side. FIG. 22 to FIG. 24 show how the blood pressure value varies depending on the shape of the pulse wave.

【0009】これらの図には、中枢側である大動脈圧波
形及び最高/最低血圧値、並びに、末梢側である橈骨動
脈圧波形及び最高/最低血圧値を示してある。図22に
示す第1のタイプの脈波波形の場合には、点線で示す大
動脈圧波形と実線で示す橈骨動脈波形から得られるそれ
ぞれの最高血圧値は、若干橈骨動脈側が高いものの概ね
等しいと言って良い。
These figures show the aortic pressure waveform and systolic / diastolic blood pressure values on the central side, and the radial artery pressure waveform and systolic / diastolic blood pressure values on the peripheral side. In the case of the pulse waveform of the first type shown in FIG. 22, the systolic blood pressure values obtained from the aortic pressure waveform shown by the dotted line and the radial artery waveform shown by the solid line are almost the same although the radial artery side is slightly higher. Good.

【0010】ところが、図23に示す第2のタイプの脈
波波形の場合には、最高血圧差が14.9mmHg と
なって、図22に示した第1のタイプの脈波波形の場合
と比較してかなり大きくなってくる。さらに、図24に
示す第3のタイプの脈波波形になると、最高血圧差は2
6.1mmHgといっそう大きくなる上に、第1ないし
第2のタイプの脈波波形とは逆に、大動脈圧波形が全体
的に橈骨動脈波形を大きく上回るようになる。
However, in the case of the pulse waveform of the second type shown in FIG. 23, the systolic blood pressure difference is 14.9 mmHg, which is different from that in the case of the pulse waveform of the first type shown in FIG. Then it gets pretty big. Furthermore, when the pulse waveform of the third type shown in FIG.
In addition to becoming even larger at 6.1 mmHg, the aortic pressure waveform as a whole greatly exceeds the radial artery waveform, contrary to the first and second types of pulse waveforms.

【0011】ちなみに、これらの図22〜図24によれ
ば、橈骨動脈側における最低血圧値は、脈波の形状によ
らず略同じであることがわかる。ここで、既述した第1
ないし第3のタイプの脈波について簡単に説明してお
く。第1のタイプの脈波波形は、正常な健康人の脈象で
あって、その波形はゆったりとして緩和であり、リズム
が一定であって乱れの少ないことが特徴である。
By the way, it can be seen from FIGS. 22 to 24 that the diastolic blood pressure value on the radial artery side is substantially the same regardless of the shape of the pulse wave. Here, the first
The third type of pulse wave will be briefly described. The first type of pulse waveform is a pulse of a normal healthy person, and the waveform is slow and relaxed, and is characterized by a constant rhythm and little disturbance.

【0012】また、第2のタイプの脈波波形は、急激に
立ち上がった後にすぐに下降し、大動脈切痕が深く切れ
込むと同時に、その後の弛期峰が通常よりもかなり高い
のが特徴である。また、第3のタイプの脈波波形は、急
激に立ち上がり、その後はすぐには下降せず血圧の高い
状態が一定時間持続するのが特徴である。
[0012] The second type of pulse wave waveform is characterized in that it rapidly rises and then falls immediately, so that the aortic notch is deeply cut and the subsequent diastolic peak is considerably higher than usual. . The third type of pulse wave waveform is characterized in that it rapidly rises, does not immediately fall, and maintains a high blood pressure state for a certain period of time.

【0013】例示したこれらの図から導かれることは、
橈骨部や上腕部といった末梢側の血圧値が高くとも大動
脈起始部、すなわち中枢側,の血圧値が低い場合がある
上、これとは逆に末梢側の血圧値が低くとも中枢側の血
圧値が高い場合もある。このような関係は脈波波形の形
状によって異なり、しかもこれらの関係が脈波波形の形
状に如実に現れることである。
What follows from these illustrated figures is that
Even if the blood pressure on the peripheral side such as the radius and the upper arm is high, the blood pressure on the aortic root, that is, on the central side, may be low, and conversely, the blood pressure on the central side may be low even if the blood pressure on the peripheral side is low. The value can be high. Such a relation differs depending on the shape of the pulse waveform, and these relations appear in the shape of the pulse waveform.

【0014】例えば、高血圧治療のために患者に血圧降
下剤を投与し、橈骨動脈部の血圧をもとにして薬の効果
を見るとする。そうした場合、末梢側で測定した血圧が
下がってきても、実際には中枢側の血圧は下がっていな
いこともあるわけである。したがって、末梢側の血圧か
らだけでは、薬効を正しく把握することが困難な場合が
あると言える。
For example, suppose that a hypotensive agent is administered to a patient for the treatment of hypertension, and the effect of the drug is observed based on the blood pressure in the radial artery. In such a case, even if the blood pressure measured on the peripheral side decreases, the blood pressure on the central side may not actually decrease. Therefore, it can be said that there are cases where it is difficult to correctly grasp the medicinal effect only from the peripheral blood pressure.

【0015】また、これとは反対に、末梢側の血圧には
変化が見られなくとも、大動脈圧波形が変化して中枢側
での血圧が下がっていれば、実際には心臓の負担は軽く
なっているわけである。このような場合には、無理に末
梢側の血圧を下げなくとも、薬の効果は充分現われてい
るわけであるが、これを末梢側の血圧だけから判断する
ことは難しい。
On the contrary, even if there is no change in blood pressure on the peripheral side, if the aortic pressure waveform changes and the blood pressure on the central side decreases, the burden on the heart is actually light. It is becoming. In such a case, even if the blood pressure on the peripheral side is not forcibly reduced, the effect of the drug is sufficiently exhibited, but it is difficult to judge this from only the blood pressure on the peripheral side.

【0016】ところで、従来より心筋に対する負荷がど
の程度であるのかを推し量るための指標として、心筋負
荷指数(W−Product)が用いられている。心筋
負荷指数WPは、末梢側の血圧をPperiとし、心拍数を
HRとすると、以下のように表される。 WP=Pperi×HR
By the way, conventionally, a myocardial load index (W-Product) has been used as an index for estimating the load on the myocardium. The myocardial load index WP is expressed as follows, where Pperi is the peripheral blood pressure and HR is the heart rate. WP = Pperi × HR

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、末梢
側の血圧値が高い場合でも大動脈起始部、すなわち、中
枢側の血圧値が低い場合がある。さらに、これとは逆に
末梢側の血圧値が低くい場合でも中枢側の血圧値が高い
場合もあり、末梢側の血圧値は、必ずしも中枢側の血圧
値に連動しているわけではない。
As described above, even when the blood pressure on the peripheral side is high, the blood pressure on the aortic root, that is, the blood pressure on the central side may be low. Further, conversely, even when the peripheral blood pressure value is low, the central blood pressure value may be high, and the peripheral blood pressure value is not always linked to the central blood pressure value.

【0018】ところで、心筋負荷指数は、本来心臓の負
担がどの程度なのかを見るための指標とすべきものであ
るにもかかわらず、従来から行われているように末梢側
で測定した血圧値(収縮期血圧)に基づいて心筋負荷指
数を算出すると、心臓の負担を過大評価してしまうこと
もあるし、逆に過小評価してしまうという不具合があっ
た。
Although the myocardial load index should be used as an index to see how much the burden on the heart should be, the blood pressure value measured on the peripheral side as conventionally performed ( When the myocardial load index is calculated based on the systolic blood pressure, the burden on the heart may be overestimated, or conversely, underestimated.

【0019】そこで、本発明の第1の目的は、簡易な構
成で正確に中枢部血圧を推定することが可能な生体状態
測定装置及び生体状態測定方法を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a biological condition measuring device and a biological condition measuring method capable of accurately estimating a central blood pressure with a simple configuration.

【0020】また本発明の第2の目的は、実際の心筋負
荷に対応するより正確な心筋負荷指数WPを算出するこ
とができる生体状態測定装置及び生体状態測定方法を提
供することにある。
It is a second object of the present invention to provide a biological condition measuring apparatus and a biological condition measuring method capable of calculating a more accurate myocardial load index WP corresponding to an actual myocardial load.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の構成は、生体の末梢部の脈波波形に
基づいて概略駆出期間を含む前記生体の状態を測定する
測定手段と、前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢
部から末梢部に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態
パラメータとして、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラ
メータを算出する解析手段と、前記循環動態パラメータ
に基づいて前記生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出
する大動脈血圧算出手段と、を備え、前記解析手段は、
前記循環動態パラメータを算出するに際し、前記概略駆
出期間を初期値として算出した左心室加圧時間を用いる
ことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a measuring means for measuring a state of a living body including a general ejection period based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body. Analysis means for calculating a circulatory parameter including viscoelasticity of an aorta as a circulatory parameter representing a circulatory dynamic of an arterial system from a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body; Aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the circulatory parameters, the analyzing means,
In calculating the circulatory dynamic parameters, a left ventricular pressurization time calculated using the approximate ejection period as an initial value is used.

【0022】請求項2記載の構成は、生体の末梢部血圧
あるいは前記生体の末梢部の脈波波形に基づいて、前記
生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧
算出手段と、前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手
段と、前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した
心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数
算出手段と、を備えたことを特徴としている。
A second aspect of the present invention is an aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the peripheral blood pressure of the living body or the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body, Heart rate detecting means for detecting the heart rate of the living body, and a myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. Features.

【0023】請求項3記載の構成は、生体の末梢部の脈
波波形から所定の伝達関数に基づいて前記生体の大動脈
起始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧算出手段と、
前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手段と、前記大
動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数に基づ
いて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手段と、
を備えたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic root pressure of the living body based on a predetermined transfer function from a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body,
Heart rate detecting means for detecting the heart rate of the living body, myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate,
It is characterized by having.

【0024】請求項4記載の構成は、請求項1記載の構
成において、前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手
段と、前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した
心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数
算出手段と、を備えたことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, a heart rate detecting means for detecting a heart rate of the living body, and an estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate are used. A myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index.

【0025】請求項5記載の構成は、請求項1記載の構
成において、前記脈波波形に基づいて前記生体の心拍数
を検出する心拍数検出手段と、前記大動脈起始部血圧の
推定値及び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数
を算出する心筋負荷指数算出手段と、を備えたことを特
徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, a heart rate detecting means for detecting a heart rate of the living body based on the pulse wave waveform, an estimated value of the aortic root blood pressure and A myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the detected heart rate.

【0026】請求項6記載の構成は、生体の末梢部の脈
波波形に基づいて前記生体の状態を測定する測定手段
と、前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部から末
梢部に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラメー
タとして、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメータを
算出する解析手段と、前記循環動態パラメータに基づい
て前記生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出する大動
脈血圧算出手段と、前記生体の心拍数を検出する心拍数
検出手段と、前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検
出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負
荷指数算出手段と、を備えたことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a measuring means for measuring the condition of the living body based on a pulse wave waveform at a peripheral part of the living body, and a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. Analysis means for calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta as circulatory parameters representing the circulatory dynamics of the arterial system leading to, and calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the circulatory parameters Aortic blood pressure calculating means, a heart rate detecting means for detecting the heart rate of the living body, and a myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate And, it is characterized by having.

【0027】請求項7記載の構成は、請求項3記載の構
成において、前記循環動態パラメータは、前記中枢部で
の血液粘性による血管抵抗,前記中枢部での血液の慣
性,前記末梢部での血管抵抗,前記末梢部での血管の粘
弾性を含む、ことを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect, the circulatory parameters include vascular resistance due to blood viscosity at the central portion, inertia of blood at the central portion, and blood inertia at the peripheral portion. It is characterized by including vascular resistance and viscoelasticity of blood vessels in the peripheral part.

【0028】請求項8記載の構成は、請求項1、請求項
4ないし請求項7のいずれかに記載の構成において、前
記血圧算出手段は、大動脈弁に対応するダイオードと,
前記中枢部での血液粘性による血管抵抗に対応する第1
の抵抗と,前記中枢部での血液の慣性に対応するインダ
クタンスと,前記大動脈の粘弾性に対応する第1の静電
容量と,前記末梢部での血管抵抗に対応する第2の抵抗
と,前記末梢部での血管の粘弾性に対応する第2の静電
容量を有するモデルであって、一対の入力端子間に前記
ダイオードと前記第1の静電容量の直列回路が接続さ
れ、一対の出力端子間に前記第2の静電容量及び前記第
2の抵抗からなる並列回路が挿入され、前記第1の静電
容量の両端子間と前記出力端子との間に前記第1の抵抗
及び前記インダクタンスからなる直列回路が挿入されて
なる五要素集中定数モデルにより前記動脈系の循環動態
をモデル化して、前記循環動態パラメータを決定すると
ともに、前記第1の静電容量の両端子間の電圧波形を前
記大動脈圧波形とする、ことを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the blood pressure calculating means includes a diode corresponding to an aortic valve,
The first corresponding to the vascular resistance due to blood viscosity in the central part
A first capacitance corresponding to the viscoelasticity of the aorta, a second resistance corresponding to the vascular resistance at the distal portion, A model having a second capacitance corresponding to the viscoelasticity of a blood vessel in the peripheral portion, wherein a series circuit of the diode and the first capacitance is connected between a pair of input terminals, A parallel circuit comprising the second capacitance and the second resistor is inserted between output terminals, and the first resistor and the second resistor are provided between both terminals of the first capacitance and the output terminal. The circulatory dynamics of the arterial system are modeled by a five-element lumped constant model in which a series circuit composed of the inductance is inserted, and the circulatory dynamics parameters are determined, and the voltage between both terminals of the first capacitance is determined. Let the waveform be the aortic pressure waveform , It is characterized in that.

【0029】請求項9記載の構成は、請求項1、請求項
4ないし請求項8のいずれかに記載の構成において、前
記生体の状態は前記動脈系の末梢部における脈波であ
り、前記血圧算出手段は、前記生体の左心室圧に対応す
る電気信号が前記入力端子間に与えられたときに、前記
脈波の波形に対応する電気信号が前記出力端子から得ら
れるように、前記五要素集中定数モデルを構成する各素
子の値を決定することを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first, fourth to eighth aspects, the state of the living body is a pulse wave in a peripheral portion of the arterial system. The calculating means is configured such that, when an electric signal corresponding to the left ventricular pressure of the living body is given between the input terminals, an electric signal corresponding to the pulse wave waveform is obtained from the output terminal. It is characterized in that the value of each element constituting the lumped parameter model is determined.

【0030】請求項10記載の構成は、請求項1、請求
項4ないし請求項8のいずれかに記載の構成において、
前記生体の状態は前記動脈系の末梢部における脈波であ
り、前記脈波の波形から該脈波のひずみを算出するひず
み算出手段を有し、前記血圧算出手段は、前記循環動態
パラメータと前記脈波のひずみとの相関関係に基づいて
前記循環動態パラメータを決定することを特徴としてい
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the configuration according to any one of the first to fourth aspects, wherein
The state of the living body is a pulse wave in a peripheral portion of the arterial system, and has a strain calculation unit that calculates a strain of the pulse wave from a waveform of the pulse wave. The method is characterized in that the circulatory dynamic parameter is determined based on a correlation with a pulse wave distortion.

【0031】請求項11記載の構成は、請求項1、請求
項4ないし請求項10のいずれかに記載の構成におい
て、前記生体の1回拍出量を検出する1回拍出量検出手
段を有し、前記血圧算出手段は、前記大動脈圧波形から
得られる1回拍出量の計算値と、前記1回拍出量測定手
段で測定された1回拍出量の実測値とが一致するよう
に、前記循環動態パラメータの値を調整することを特徴
としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first, fourth to tenth aspects, the stroke volume detecting means for detecting the stroke volume of the living body is provided. The blood pressure calculating means has a calculated value of stroke volume obtained from the aortic pressure waveform and an actual measured value of stroke volume measured by the stroke volume measuring means. Thus, the method is characterized in that the value of the circulatory dynamic parameter is adjusted.

【0032】請求項12記載の構成は、請求項1、請求
項4ないし請求項11のいずれかに記載の構成におい
て、前記大動脈圧波形に基づいて前記生体の心臓の仕事
量を算出する仕事量算出手段を有することを特徴として
いる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first, fourth to eleventh aspects, the work amount for calculating the work amount of the heart of the living body based on the aortic pressure waveform. It is characterized by having calculation means.

【0033】請求項13記載の構成は、請求項4ないし
請求項12のいずれかに記載の構成において、前記検出
した心拍数の安静時の心拍数である基準心拍数に対する
変動率が予め設定した基準心拍数変動率を越えたか否か
を判別する判別手段を有し、前記心筋負荷指数算出手段
は、前記判別に基づいて前記変動率が前記基準心拍数変
動率以上の場合に、前記大動脈起始部血圧及び前記検出
した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出することを特
徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the fourth to twelfth aspects, the variation rate of the detected heart rate with respect to a reference heart rate, which is a resting heart rate, is set in advance. A determination unit configured to determine whether or not a reference heart rate variability has been exceeded; wherein the myocardial load index calculating unit determines that the aortic origin is greater than the reference heart rate variability based on the determination. The myocardial load index is calculated based on the head blood pressure and the detected heart rate.

【0034】請求項14記載の構成は、請求項13記載
の構成において、前記生体の末梢部血圧を非観血的に検
出する末梢部血圧検出手段を有し、前記心筋負荷指数算
出手段は、前記判別に基づいて前記変動率が前記基準心
拍数変動率未満の場合に前記末梢部血圧及び前記検出し
た心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出することを特徴
としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the configuration of the thirteenth aspect, there is provided a peripheral blood pressure detecting means for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body, and the myocardial load index calculating means comprises: When the variation rate is less than the reference heart rate variation rate based on the determination, a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate.

【0035】請求項15記載の構成は、請求項1、請求
項4ないし請求項12のいずれかに記載の構成におい
て、前記心筋負荷指数算出手段は、前記算出した循環動
態パラメータの所定のタイミングにおける前記循環動態
パラメータである基準循環動態パラメータに対する変動
率が予め設定したパラメータ基準変動率以上の場合に、
前記大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基づい
て心筋負荷指数を算出することを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the first aspect, the myocardial load index calculating means is configured to determine the myocardial load index at a predetermined timing of the calculated circulatory parameters. When the rate of change for the reference circulatory parameters that is the circulatory parameters is equal to or greater than a preset parameter reference rate of change,
A myocardial load index is calculated based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate.

【0036】請求項16記載の構成は、請求項15記載
の構成において、前記生体の末梢部血圧を非観血的に検
出する末梢部血圧検出手段を有し、前記心筋負荷指数算
出手段は、前記判別に基づいて前記変動率が前記基準パ
ラメータ変動率未満の場合に前記末梢部血圧及び前記検
出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出することを
特徴としている。請求項17記載の構成は、生体の末梢
部の脈波波形に基づいて概略駆出期間を含む前記生体の
状態を測定する測定プロセスと、前記生体の状態をもと
に、前記生体の中枢部から末梢部に至る動脈系の循環動
態を表わす循環動態パラメータとして、大動脈の粘弾性
を含む循環動態パラメータを算出する解析プロセスと、
前記循環動態パラメータに基づいて前記生体の大動脈起
始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧算出プロセス
と、を備え、前記解析プロセスは、前記循環動態パラメ
ータを算出するに際し、前記概略駆出期間を初期値とし
て算出した左心室加圧時間を用いることを特徴としてい
る。
[0036] According to a sixteenth aspect of the present invention, in the configuration of the fifteenth aspect, there is provided a peripheral blood pressure detecting means for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body, and the myocardial load index calculating means comprises: When the variation rate is less than the reference parameter variation rate based on the determination, a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate. 18. The configuration according to claim 17, wherein a measurement process of measuring a state of the living body including a general ejection period based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and a central part of the living body based on the state of the living body An analysis process for calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta as circulatory parameters representing the circulatory dynamics of the arterial system from to the periphery,
Aortic blood pressure calculation process of calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the circulatory parameters, the analysis process, when calculating the circulatory parameters, the approximate ejection period It is characterized in that the left ventricular pressurization time calculated as an initial value is used.

【0037】請求項18記載の構成は、生体の末梢部の
脈波波形に基づいて前記生体の状態を測定する測定プロ
セスと、前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部か
ら末梢部に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラ
メータとして、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメー
タを算出する解析プロセスと、前記循環動態パラメータ
に基づいて前記生体の大動脈起始部血圧を算出する大動
脈血圧算出プロセスと、前記生体の心拍数を検出する心
拍数検出プロセスと、前記大動脈起始部血圧及び前記検
出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負
荷指数算出プロセスと、を備えたことを特徴としてい
る。
[0037] According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a measuring process for measuring a state of the living body based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. An analysis process of calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta as circulatory parameters representing the circulatory dynamics of the arterial system, and aortic blood pressure calculating the aortic root pressure of the living body based on the circulatory parameters A calculating process, a heart rate detecting process for detecting a heart rate of the living body, and a myocardial load index calculating process for calculating a myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. It is characterized by.

【0038】請求項19記載の構成は、請求項18記載
の構成において、前記検出した心拍数の安静時の心拍数
である基準心拍数に対する変動率が予め設定した基準心
拍数変動率を越えたか否かを判別する判別判別プロセス
を有し、前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記判別に
基づいて前記変動率が前記基準心拍数変動率以上の場合
に、前記大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基
づいて心筋負荷指数を算出することを特徴としている。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the configuration of the eighteenth aspect, the variation rate of the detected heart rate with respect to a reference heart rate as a resting heart rate exceeds a preset reference heart rate variation rate. A myocardial load index calculation process, wherein the myocardial load index calculating process, when the fluctuation rate is equal to or more than the reference heart rate fluctuation rate based on the discrimination, the aortic root blood pressure and the detected A myocardial load index is calculated based on the heart rate.

【0039】請求項20記載の構成は、請求項18記載
の構成において、前記生体の末梢部血圧を非観血的に検
出する末梢部血圧検出プロセスを有し、前記心筋負荷指
数算出プロセスは、前記判別に基づいて前記変動率が前
記基準心拍数変動率未満の場合に前記末梢部血圧及び前
記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出するこ
とを特徴としている。
The structure according to a twentieth aspect is characterized in that, in the structure according to the eighteenth aspect, there is provided a peripheral blood pressure detecting process for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body. When the variation rate is less than the reference heart rate variation rate based on the determination, a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate.

【0040】請求項21記載の構成は、請求項17記載
の構成において、前記生体の心拍数を検出する心拍数検
出プロセスと、前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記
検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋
負荷指数算出プロセスと、を備えたことを特徴としてい
る。
According to a twenty-first aspect, in the configuration of the seventeenth aspect, a heart rate detection process for detecting a heart rate of the living body is performed based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. A myocardial load index calculating process for calculating a myocardial load index.

【0041】請求項22記載の構成は、請求項17記載
の構成において、前記脈波波形に基づいて前記生体の心
拍数を検出する心拍数検出プロセスと、前記大動脈起始
部血圧の推定値及び前記検出した心拍数に基づいて心筋
負荷指数を算出する心筋負荷指数算出プロセスと、を備
えたことを特徴としている。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the configuration of the seventeenth aspect, a heart rate detecting process for detecting a heart rate of the living body based on the pulse wave waveform, and an estimated value of the aortic root blood pressure and Calculating a myocardial load index based on the detected heart rate.

【0042】請求項23記載の構成は、請求項17ない
し請求項22のいずれかに記載の生体状態測定方法にお
いて、前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記算出した
循環動態パラメータの所定のタイミングにおける前記循
環動態パラメータである基準循環動態パラメータに対す
る変動率が予め設定したパラメータ基準変動率を以上の
場合に、前記大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出することを特徴としてい
る。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the biological condition measuring method according to any one of the seventeenth to twenty-second aspects, the myocardial load index calculating process includes the step of calculating the myocardial load index at a predetermined timing of the calculated circulatory parameters. When the rate of change with respect to a reference circulatory parameter that is a circulatory parameter is equal to or greater than a preset parameter reference change rate, a myocardial load index is calculated based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. And

【0043】請求項24記載の構成は、請求項23記載
の構成において、前記生体の末梢部血圧を非観血的に検
出する末梢部血圧検出プロセスを有し、前記心筋負荷指
数算出プロセスは、前記判別に基づいて前記変動率が前
記基準パラメータ変動率未満の場合に前記末梢部血圧及
び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
ることを特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the configuration of the twenty-third aspect, there is provided a peripheral blood pressure detecting process for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body, When the variation rate is less than the reference parameter variation rate based on the determination, a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態について説明する。第1実施形態 以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態について
説明する。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0045】[1] 血圧測定装置の概要構成 図1に第1実施形態による生体状態測定装置としての血
圧測定装置の構成ブロック図を示す。本第1実施形態で
は、非侵襲的なセンサによって人体から得た情報に基づ
いて、人体の動脈系の循環動態パラメータを評価し、得
られた循環動態パラメータに基づいて中枢部における最
高血圧、最低血圧、心筋負荷指数及び心仕事量を算出す
るが、循環動態パラメータの具体的内容については後述
することとする。
[1] Schematic Configuration of Blood Pressure Measurement Apparatus FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a blood pressure measurement apparatus as a biological condition measurement apparatus according to the first embodiment. In the first embodiment, based on the information obtained from the human body by the non-invasive sensor, the circulatory parameters of the arterial system of the human body are evaluated. The blood pressure, myocardial load index, and cardiac work are calculated, and the specific contents of the circulatory parameters will be described later.

【0046】脈波検出装置1は、図2に示すように、被
験者の手首へ装着された圧力センサS2を介して橈骨動
脈波形を検出するとともに、被験者の上腕部に装着され
たカフ帯S1を介して被験者の血圧を検出する。そし
て、測定した橈骨動脈波形を血圧によって校正し、アナ
ログ電気信号として出力する。このアナログ信号は、A
/D(アナログ/デジタル)変換器3へ入力され、所定
のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換される。
As shown in FIG. 2, the pulse wave detecting device 1 detects a radial artery waveform via a pressure sensor S2 attached to the wrist of the subject, and detects the cuff band S1 attached to the upper arm of the subject. Detects the blood pressure of the subject via Then, the measured radial artery waveform is calibrated based on the blood pressure, and is output as an analog electric signal. This analog signal is A
The signal is input to a / D (analog / digital) converter 3 and is converted into a digital signal every predetermined sampling period.

【0047】1回拍出量測定器2は、図2に示すよう
に、カフ帯S1に接続されており、このカフ帯S1を介
して、心臓から1回の拍で流出される血液の量である1
回拍出量を測定し、その測定結果を1回拍出量データと
してデジタル信号で出力する。この種の測定器として
は、いわゆる収縮期面積法により測定を行う装置を用い
ることができる。
As shown in FIG. 2, the stroke volume measuring device 2 is connected to a cuff band S1, and through this cuff band S1, the amount of blood flowing out of the heart in one pulse. Is 1
The stroke volume is measured, and the measurement result is output as digital stroke data as a digital signal. As this type of measuring device, an apparatus for performing measurement by a so-called systolic area method can be used.

【0048】マイクロコンピュータ4は、A/D変換器
3から取り込んだ脈波波形を格納するための波形メモリ
と、作業領域としての一時記憶メモリを内蔵している。
そして、マイクロコンピュータ4は、入力装置であるキ
ーボード5から投入されたコマンドに従って、図6に示
すような、各種の処理を行い、これら処理から得られた
結果を出力装置6へ出力する。
The microcomputer 4 has a built-in waveform memory for storing the pulse waveform taken from the A / D converter 3 and a temporary storage memory as a work area.
The microcomputer 4 performs various processes as shown in FIG. 6 in accordance with a command input from the keyboard 5 which is an input device, and outputs a result obtained from these processes to the output device 6.

【0049】ここでは、処理の概要についてのみ説明
し、それらの処理の詳細に関しては、動作説明の際に詳
述することとする。 脈波の測定データ読込処理(ステップS1) a) A/D変換器3を介して得られる橈骨動脈波形の
時系列デジタル信号を内蔵の波形メモリ(図示略)に取
り込む。 b) 波形メモリへ取り込んだ橈骨動脈波形を”拍”毎
に平均化して、1拍に対応した橈骨動脈波形(以下、平
均波形と呼ぶ)を求める。
Here, only the outline of the processing will be described, and the details of the processing will be described in detail when describing the operation. Pulse Wave Measurement Data Reading Process (Step S1) a) A time-series digital signal of the radial artery waveform obtained via the A / D converter 3 is loaded into a built-in waveform memory (not shown). b) The radial artery waveform fetched into the waveform memory is averaged for each "beat" to obtain a radial artery waveform corresponding to one beat (hereinafter, referred to as an average waveform).

【0050】 1回拍出量の測定データ読込処理(ス
テップS2) 1回拍出量データを、マイクロコンピュータ4内蔵の一
時記憶メモリへ取り込む パラメータ算出処理(ステップS3) 1拍に対応した橈骨動脈波形を表わす数式を求め、この
数式に基づいて動脈系に対応した電気的モデルの各パラ
メータを算出する。
Process of reading stroke volume measurement data (Step S2) Loading of stroke volume data into temporary storage memory built in microcomputer 4 Parameter calculation process (Step S3) Radial artery waveform corresponding to one beat Is calculated, and each parameter of the electrical model corresponding to the arterial system is calculated based on this formula.

【0051】 データ算出処理(ステップS4) 得られた循環動態パラメータから、大動脈起始部におけ
る脈波波形を求めるとともに、大動脈起始部における最
高血圧値,最低血圧値,心筋負荷指数WP及び心臓の仕
事量を算出する。 出力処理(ステップS5) 得られた循環動態パラメータ,最高血圧値,最低血圧
値,心筋負荷指数WP及び心臓の仕事量を出力装置6へ
出力する。
Data Calculation Process (Step S 4) A pulse wave waveform at the aortic root is obtained from the obtained circulatory parameters, and the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, the myocardial load index WP, and the heart rate at the aortic root are obtained. Calculate the workload. Output Process (Step S5) The obtained circulatory parameters, systolic blood pressure value, diastolic blood pressure value, myocardial load index WP, and work of the heart are output to the output device 6.

【0052】[2] 出力装置の詳細構成 次に、出力装置6の詳細について図1を参照して説明す
る。実測血圧表示部61は、橈骨動脈波形に基づいて実
測された最高血圧、最低血圧および平均血圧を表示す
る。
[2] Detailed Configuration of Output Device Next, details of the output device 6 will be described with reference to FIG. The measured blood pressure display unit 61 displays the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, and the average blood pressure that are actually measured based on the radial artery waveform.

【0053】中枢部推定血圧表示部62は、後述する処
理によって求められた中枢部の平均血圧E01、最高血圧
Em’、最低血圧Eoを表示する。警告表示部63は、横
一列に配列された複数のLEDによって構成されてお
り、これらLEDは、実測された最高血圧と中枢部の最
高血圧Em’との差に対応して点灯する。
The central part estimated blood pressure display part 62 displays the central part average blood pressure E01, systolic blood pressure Em ', and diastolic blood pressure Eo obtained by the processing described later. The warning display unit 63 is configured by a plurality of LEDs arranged in a horizontal line, and these LEDs light up in accordance with the difference between the actually measured systolic blood pressure and the central systolic blood pressure Em ′.

【0054】すなわち、両者の差が±10mmHg以下であ
れば、「NORMAL」の緑色のLEDが点灯され、差が±1
0mmHgを越えた場合は「CAUTION」の赤色のLEDが点
灯される。
That is, if the difference between the two is ± 10 mmHg or less, the “NORMAL” green LED is turned on, and the difference is ± 1 mmHg.
When it exceeds 0 mmHg, the red LED of "CAUTION" is turned on.

【0055】パラメータ表示部64は、マイクロコンピ
ュータ4から静電容量Cc、電気抵抗Rc、インダクタン
スL、静電容量C、電気抵抗Rp、左心室加圧時間ts、
1拍の時間tp、1回拍出量SVおよび心仕事量Wsが供
給されると、これらのパラメータを表示する。なお、こ
れらパラメータの詳細については後述する。CRTディ
スプレイ67は、橈骨動脈波形、左心室圧波形、大動脈
圧波形等、各種の波形を表示する。
The parameter display section 64 displays the capacitance Cc, the electric resistance Rc, the inductance L, the capacitance C, the electric resistance Rp, the left ventricle pressurizing time ts,
When the time tp of one beat, the stroke volume SV and the cardiac work Ws are supplied, these parameters are displayed. The details of these parameters will be described later. The CRT display 67 displays various waveforms such as a radial artery waveform, a left ventricular pressure waveform, and an aortic pressure waveform.

【0056】プリンタ65は、プリント指令ボタン66
が押下されると、実測血圧表示部61、中枢部推定血圧
表示部62、警告表示部63、パラメータ表示部64に
表示された各種のデータと、CRTディスプレイ67に
表示された波形とを用紙にプリントアウトする。
The printer 65 has a print command button 66
Is pressed, the various data displayed on the measured blood pressure display section 61, the central part estimated blood pressure display section 62, the warning display section 63, the parameter display section 64, and the waveform displayed on the CRT display 67 are printed on paper. Print out.

【0057】心筋負荷指数表示部68は、後述する処理
によって求められた心筋負荷指数WPを表示する。ここ
で、警告表示部63において警告表示を行う意義につい
て説明する。
The myocardial load index display section 68 displays the myocardial load index WP obtained by the processing described later. Here, the significance of performing a warning display on the warning display unit 63 will be described.

【0058】先に図22〜図24について説明したよう
に、推定された大動脈圧波形と橈骨動脈波形の最高血圧
差には3つのタイプがある。そして、脈波波形が第1の
タイプ(図22)である被験者は健康人である可能性が
高く、第2および第3のタイプの場合は被験者が何らか
の疾患を有している場合が多い。
As described above with reference to FIGS. 22 to 24, there are three types of the systolic blood pressure difference between the estimated aortic pressure waveform and the radial artery waveform. The subject whose pulse wave waveform is of the first type (FIG. 22) is likely to be a healthy person, and in the case of the second and third types, the subject often has some kind of disease.

【0059】例えば、第2のタイプ(図23)は血流状
態の異常に原因するもので、浮腫,肝腎疾患,呼吸器疾
患,胃腸疾患,炎症性疾患などの疾患を有する可能性が
高い。また、第3のタイプは、血管壁の緊張度の上昇に
原因するもので、肝胆疾患,皮膚疾患,高血圧,疼痛性
疾患などを有する可能性が高い。
For example, the second type (FIG. 23) is caused by abnormal blood flow, and is highly likely to have diseases such as edema, hepatic kidney disease, respiratory disease, gastrointestinal disease, and inflammatory disease. The third type is caused by an increase in the degree of blood vessel wall tension, and is likely to have hepatobiliary disease, skin disease, hypertension, painful disease, and the like.

【0060】そこで、本実施形態にあっては、最高血圧
差が異常であると考えられる場合に、赤色のLEDを点
灯させて警告表示を行うこととしたものである。なお、
上記例にあっては、大動脈圧波形と橈骨動脈波形の最高
血圧差に基づいて診断を行ったが、最高血圧差に代えて
最低血圧差あるいは平均血圧差を用いてもよい。さら
に、最高血圧差、最低血圧差および平均血圧差の全てを
用いて診断を行ってもよいことは言うまでもない。
Therefore, in the present embodiment, when the systolic blood pressure difference is considered to be abnormal, a red LED is turned on to display a warning. In addition,
In the above example, the diagnosis is made based on the systolic blood pressure difference between the aortic pressure waveform and the radial artery waveform. However, the diastolic blood pressure difference or the average blood pressure difference may be used instead of the systolic blood pressure difference. Furthermore, it goes without saying that the diagnosis may be made using all of the systolic blood pressure difference, the diastolic blood pressure difference and the average blood pressure difference.

【0061】[3] 五要素集中定数モデルについて 本第1実施形態では、動脈系の電気的モデルとして新た
に「五要素集中定数モデル」を採用している。この五要
素集中定数モデルでは、人体の循環系の挙動を決定する
要因のうち、特開平6−205747号(発明の名称:
脈波解析装置)が開示する四要素集中定数モデルで採用
されている中枢部での血液による慣性,中枢部での血液
粘性による血管抵抗(粘性抵抗),末梢部における血管
のコンプライアンス(粘弾性),末梢部における血管抵
抗(粘性抵抗)の4つのパラメータに、新たなパラメー
タとして大動脈コンプライアンスを追加し、これらの5
つのパラメータを電気回路としてモデリングしたもので
ある。なお、コンプライアンスとは血管の軟度を表わす
量である。
[3] Five-Element Lumped Parameter Model In the first embodiment, a “five-element lumped parameter model” is newly adopted as an electrical model of the arterial system. In this five-element lumped parameter model, among the factors that determine the behavior of the circulatory system of the human body, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-205747 (Title of Invention:
Inertia due to blood in the central part, blood vessel resistance due to blood viscosity in the central part (viscous resistance), compliance of blood vessels in the peripheral part (viscoelasticity) used in the four-element lumped parameter model disclosed by the pulse wave analyzer) Aortic compliance was added as a new parameter to the four parameters of vascular resistance (viscous resistance)
One parameter is modeled as an electric circuit. Note that compliance is a quantity representing the softness of a blood vessel.

【0062】図3(a)には、四要素集中定数モデルの
回路図を示してあり、また、図3(b)には、五要素集
中定数モデルの回路図を示してある。以下、五要素集中
定数モデルを構成する各素子と各パラメータの対応関係
を示す。 静電容量Cc :大動脈コンプライアンス〔cm5/dyn〕 電気抵抗Rc :動脈系中枢部での血液粘性による血管抵抗〔dyn・s/cm5〕 インダクタンスL:動脈系中枢部での血液の慣性 〔dyn・s2/cm5〕 静電容量C :動脈系末梢部での血管のコンプライアンス〔cm5/dyn〕 電気抵抗Rp :動脈系末梢部での血液粘性による血管抵抗〔dyn・s/cm5〕
FIG. 3 (a) shows a circuit diagram of a four-element lumped parameter model, and FIG. 3 (b) shows a circuit diagram of a five-element lumped parameter model. Hereinafter, the correspondence between each element and each parameter constituting the five-element lumped parameter model will be described. Capacitance Cc: aortic compliance [cm5 / dyn] Electric resistance Rc: vascular resistance due to blood viscosity at the central part of the arterial system [dyn · s / cm5] Inductance L: inertia of blood at the central part of the arterial system [dyn · s2] / cm5] Capacitance C: blood vessel compliance at the peripheral part of the arterial system [cm5 / dyn] Electric resistance Rp: blood vessel resistance at the peripheral part of the arterial system due to blood viscosity [dyn · s / cm5]

【0063】ここで、電気回路内の各部を流れる電流
i,ip,ic,isは、各々対応する各部を流れる血
流〔cm3/s〕に相当する。中でも、電流iは大動脈血流
であり、電流isは左心室から拍出される血流である。
また、入力電圧eは左心室圧〔dyn/cm2〕に相当し、電
圧v1は大動脈起始部の圧力〔dyn/cm2〕に相当する。さ
らに、静電容量Cの端子電圧vpは橈骨動脈部での圧力
〔dyn/cm2〕に相当するものである。加えて、図3
(b)に示すダイオードDは大動脈弁に相当するもので
あって、収縮期に相当する期間においてオン(弁が開い
た状態)となり、拡張期に相当する期間ではオフ(弁が
閉じた状態)となる。
Here, the currents i, ip, ic, and is flowing through the respective parts in the electric circuit correspond to the blood flowing through the corresponding parts.
Flow [cm3 / s]. Among them, the current i is the aortic blood flow, and the current is is the blood flow pumped from the left ventricle.
The input voltage e corresponds to the left ventricular pressure [dyn / cm2], and the voltage v1 corresponds to the aortic root pressure [dyn / cm2]. Further, the terminal voltage vp of the capacitance C corresponds to the pressure [dyn / cm2] at the radial artery. In addition, FIG.
The diode D shown in (b) corresponds to the aortic valve, and is turned on (the valve is open) during the period corresponding to the systole, and off (the valve is closed) during the period corresponding to the diastole. Becomes

【0064】後述するように、本第1実施形態において
は、これら5つのパラメータを一度に算出してしまうの
ではなく、静電容量Ccを除くパラメータを前述の文献
に開示されている四要素集中定数モデルを用いて算出し
た後に、静電容量Ccを決定するようにしている。そこ
で、まず、図3(a)に示す四要素集中定数モデルの挙
動についての理論的説明を行うこととする。
As will be described later, in the first embodiment, these five parameters are not calculated at once, but the parameters other than the capacitance Cc are calculated by the four-element concentration disclosed in the above-mentioned document. After the calculation using the constant model, the capacitance Cc is determined. Therefore, first, the behavior of the four-element lumped parameter model shown in FIG. 3A will be theoretically described.

【0065】同図(a)に示す四要素集中定数モデルに
おいては、下記微分方程式が成立する。 v1=Rci+L(di/dt)+vp …(1) ここで、電流iは、 i=ic+ip=C(dvp/dt)+(vp/Rp) …(2) と表わすことができるから、式(1)は次式のように変
形される。 v1=LC(d2vp/dt2)+{RcC+(L/Rp)}(dvp/dt) +{1+(Rc/Rp)}vp …(3)
In the four-element lumped parameter model shown in FIG. 11A, the following differential equation is established. v1 = Rci + L (di / dt) + vp (1) Here, the current i can be expressed as follows: i = ic + ip = C (dvp / dt) + (vp / Rp) (2) ) Is transformed as follows: v1 = LC (d2vp / dt2) + {RcC + (L / Rp)} (dvp / dt) + {1+ (Rc / Rp)} vp (3)

【0066】周知のように、式(3)によって示される
2次の定係数常微分方程式の一般解は、式(3)を満足
する特殊解(定常解)と、次式の微分方程式を満足する
過渡解の和によって与えられる。 0=LC(d2vp/dt2)+{RcC+(L/Rp)}(dvp/dt) +{1+(Rc/Rp)}vp …(4)
As is well known, the general solution of the quadratic constant-coefficient ordinary differential equation represented by the equation (3) satisfies the special solution (stationary solution) satisfying the equation (3) and the differential equation represented by the following equation. Given by the sum of the transient solutions 0 = LC (d2vp / dt2) + {RcC + (L / Rp)} (dvp / dt) + {1+ (Rc / Rp)} vp (4)

【0067】次に、微分方程式(4)の解は次のように
して得られる。まず、微分方程式(4)の解として次式
によって表わされる減衰振動波形を仮定する。 vp=exp(st) …(5) 式(5)を式(4)に代入すると、式(4)は次のように
変形される。 [LCs2+{RcC+(L/Rp)}s+{1+(Rc/Rp)}]vp=0 …(6)
Next, the solution of the differential equation (4) is obtained as follows. First, a damped oscillation waveform represented by the following equation is assumed as a solution of the differential equation (4). vp = exp (st) (5) When the equation (5) is substituted into the equation (4), the equation (4) is transformed as follows. [LCs2 + {RcC + (L / Rp)} s + {1+ (Rc / Rp)}] vp = 0 (6)

【0068】式(6)をsについて解くと、 s=[−{RcC+(L/Rp)}±√{{RcC+(L/Rp)}2 −4LC{1+(Rc/Rp)}}]/2LC …(7) となる。式(7)において、 {RcC+(L/Rp)}2<4LC{1+(Rc/Rp)} …(8) である場合には、第2項の根号√の中が負となり、sは
以下のようになる。 s=[−{RcC+(L/Rp)}±j√(4LC{1+(Rc/Rp)} −{RcC+(L/Rp)}2)]/2LC =−α±jω …(9)
When equation (6) is solved for s, s = [− {RcC + (L / Rp)} ± {RcC + (L / Rp)} 2-4LC {1+ (Rc / Rp)}] / 2LC (7) In the equation (7), when {RcC + (L / Rp)} 2 <4LC {1+ (Rc / Rp)} (8), the value in the root of the second term is negative, and s is It looks like this: s = [− {RcC + (L / Rp)} ± j} (4LC {1+ (Rc / Rp)} − {RcC + (L / Rp)} 2)] / 2LC = −α ± jω (9)

【0069】ここで、減衰率をα,角周波数をωとして
おり、 α={RcC+(L/Rp)}/2LC =(L+RpRcC)/2LCRp …(10) ω=[√{4LC{1+(Rc/Rp)}−{RcC+(L/Rp)}2}] /2LC …(11) である。そして、 A1=LC …(12) A2=(L+RcRpC)/Rp …(13) A3=(Rc+Rp)/Rp …(14) とおくと、式(10),式(11)は以下のように表わすこ
とができる。 α=(A2/2A1) …(15) ω=√{(A3/A1)−α2} …(16)
Here, the attenuation factor is α and the angular frequency is ω, and α = {RcC + (L / Rp)} / 2LC = (L + RpRcC) / 2LCRp (10) ω = [{4LC {1+ (Rc / Rp)}-{RcC + (L / Rp)} 2}] / 2LC (11). A1 = LC (12) A2 = (L + RcRpC) / Rp (13) A3 = (Rc + Rp) / Rp (14) Equations (10) and (11) are expressed as follows. be able to. α = (A2 / 2A1) (15) ω = {(A3 / A1) −α2} (16)

【0070】このようにしてsの値が確定し、微分方程
式(4)を満足する解が得られる。以上の知見に基づく
ことで、四要素集中定数モデルの応答波形に含まれる減
衰振動成分を近似する式として、式(5)を用いること
ができる。次に、大動脈起始部における圧力波形のモデ
リングを行う。一般に、大動脈起始部の圧力波形は図4
の太線の如き波形であって、同図における時間tp は波
形の1拍分の時間,時間tsは左心室の加圧時間であ
る。四要素集中定数モデルでは、この圧力波形を図5に
示す三角波で近似することにする。図5において近似波
形の振幅と時間がEo,Em,tp,tp1で表わされると
すると、任意の時間tにおける大動脈圧v1は以下の式
で表わされる。ここで、Eoは最低血圧(拡張期血
圧)、Emは脈圧,(Eo+Em)は最高血圧(収縮期血
圧),tpは1拍の時間、tp1は大動脈圧の立ち上がり
から圧力が最低血圧値になるまでの時間である。0≦t
<tp1の区間: v1=Eo+Em{1−(t/tp1)} …(17) tp1≦t<tpの区間: v1=Eo …(18)
As described above, the value of s is determined, and a solution satisfying the differential equation (4) is obtained. Based on the above findings, Equation (5) can be used as an equation that approximates the damped oscillation component included in the response waveform of the four-element lumped parameter model. Next, the pressure waveform at the aortic root is modeled. Generally, the pressure waveform at the aortic root is shown in FIG.
The time tp in the figure is the time for one beat of the waveform, and the time ts is the pressurization time of the left ventricle. In the four-element lumped parameter model, this pressure waveform is approximated by a triangular wave shown in FIG. Assuming that the amplitude and time of the approximate waveform are represented by Eo, Em, tp, tp1 in FIG. 5, the aortic pressure v1 at an arbitrary time t is represented by the following equation. Here, Eo is the diastolic blood pressure (diastolic blood pressure), Em is the pulse pressure, (Eo + Em) is the systolic blood pressure (systolic blood pressure), tp is the time of one beat, tp1 is the pressure from the rise of the aortic pressure to the diastolic blood pressure value. It is time to become. 0 ≦ t
<Section of tp1: v1 = Eo + Em {1- (t / tp1)} (17) Section of tp1 ≦ t <tp: v1 = Eo (18)

【0071】そして、式(17),式(18)によって表わ
される電圧v1を図3(a)の等価回路へ入力した時の
応答波形vp(即ち橈骨動脈波)は以下のようになる。
0≦t<tp1の区間: vp=Emin+B(1−t/tb)+Dm1exp(−αt) ・sin(ωt+θ1) …(19) tp1≦t<tpの区間: vp=Emin+Dm2・exp{−α(t−tp1)} ×sin{ω(t−tp1)+θ2} …(20)
The response waveform vp (ie, the radial artery wave) when the voltage v1 represented by the equations (17) and (18) is input to the equivalent circuit of FIG. 3A is as follows.
Section of 0 ≦ t <tp1: vp = Emin + B (1−t / tb) + Dm1exp (−αt) · sin (ωt + θ1) (19) Section of tp1 ≦ t <tp: vp = Emin + Dm2 · exp {−α (t −tp1)} × sin {ω (t-tp1) + θ2} (20)

【0072】ここで、Eminは、脈波検出装置1が測定
する橈骨動脈波形における最低の血圧値(後述する 図
11を参照)である。式(19)における右辺第3項およ
び式(20)における右辺第2項が既述した式(5)の減
衰振動成分であって、これらの項におけるαおよびωは
式(15),式(16)により与えられている。なお、B,
tb,Dm1,Dm2は後述する手順にしたがって算出され
る定数値である。
Here, Emin is the lowest blood pressure value in the radial artery waveform measured by the pulse wave detector 1 (see FIG. 11 described later). The third term on the right-hand side in equation (19) and the second term on the right-hand side in equation (20) are the damped vibration components of equation (5), and α and ω in these terms are expressed by equations (15) and ( 16). In addition, B,
tb, Dm1, and Dm2 are constant values calculated according to a procedure described later.

【0073】次に、式(19),式(20)の各定数のう
ち、既に確定したα,ω以外のものについて検討する。
まず、式(17),式(19)を微分方程式(3)に代入す
ると、次式が得られる。 Eo+Em{1−(t/tp1)} ={1+(Rc/Rp)}(Emin+B) −(B/tb){RcC+(L/Rp)}t +{LC(α2−ω2)Dm1−αDm1{RcC+(L/Rp)} +Dm1{1+(Rc/Rp)}} ・exp(−αt)sin(ωt+θ1) +{ωDm1{RcC+(L/Rp)}−2LCαωDm1} ・exp(−αt)cos(ωt+θ1) …(21)
Next, among the constants in the equations (19) and (20), those other than the already determined α and ω will be examined.
First, when the equations (17) and (19) are substituted into the differential equation (3), the following equation is obtained. Eo + Em {1- (t / tp1)} = {1+ (Rc / Rp)} (Emin + B)-(B / tb) @ RcC + (L / Rp) @ t + {LC (.alpha.2-.omega.2) Dm1-.alpha.Dm1@RcC+ (L / Rp)} + Dm1 {1+ (Rc / Rp)}} exp (-αt) sin (ωt + θ1) + {ωDm1 {RcC + (L / Rp)}-2LCαωDm1} exp (-αt) cos (ωt + θ1) …(twenty one)

【0074】式(21)が成立するためには、以下の条件
が必要となる。 Eo+Em={1+(Rc/Rp)}(Emin+B) =Eo+A3B−(B/tb)A2 …(22) (Em/tp1)=(B/tb){1+(Rc/Rp)} =(A3B/tb) …(23) LC(α2−ω2)−α{RcC+(L/Rp)}+(1+Rc/Rp)=0 …(24) RcC+(L/Rp)=2LCα …(25)
The following conditions are required to satisfy the expression (21). Eo + Em = {1+ (Rc / Rp)} (Emin + B) = Eo + A3B- (B / tb) A2 (22) (Em / tp1) = (B / tb) {1+ (Rc / Rp)} = (A3B / tb) ) (23) LC (α2-ω2) -α {RcC + (L / Rp)} + (1 + Rc / Rp) = 0 (24) RcC + (L / Rp) = 2LCα (25)

【0075】なお、式(24)および(25)はαおよびω
を拘束するものであるが、既に式(15),式(16)によ
り得られたα,ωはこれらの式を満足する。一方、式
(18),式(20)を微分方程式(3)に代入すると、次
式が得られる。 Eo= {1+(Rc/Rp)}Emin +[LC(α2−ω2)Dm2−α{RcC+(L/Rp)}Dm2 +{1+(Rc/Rp)}Dm2] ・exp{−α(t−tp1)}sin{ω(t−tp1)+θ2} +[ω{RcC+(L/Rp)}Dm2−2LCαωDm2] ・exp{−α(t−tp1)}cos{ω(t−tp1)+θ2 } …(26)
Equations (24) and (25) represent α and ω
However, α and ω already obtained by Expressions (15) and (16) satisfy these expressions. On the other hand, when the equations (18) and (20) are substituted into the differential equation (3), the following equation is obtained. Eo = {1+ (Rc / Rp)} Emin + [LC (α2-ω2) Dm2-α−RcC + (L / Rp) pDm2 + {1+ (Rc / Rp)} Dm2] · exp ・ -α (t- tp1)} sin {ω (t-tp1) + θ2} + [ω {RcC + (L / Rp)} Dm2-2 LCαωDm2] expex-α (t-tp1)} cos {ω (t-tp1) + θ2} ... (26)

【0076】式(26)が成立するためには式(24),式
(25)が成立することに加えて、次式が成立することが
必要である。 Eo={1+(Rc/Rp)}Emin=A3Emin …(27) 次に、微分方程式(3)が成立するための条件式(22)
〜(25),式(27)に基づいて、式(19),式(20)の
各定数を算定する。
In order to satisfy the equation (26), it is necessary that the following equation be satisfied in addition to the equations (24) and (25). Eo = {1+ (Rc / Rp)} Emin = A3Emin (27) Next, the conditional expression (22) for establishing the differential equation (3)
The constants of Expressions (19) and (20) are calculated based on (25) and (27).

【0077】まず、Eminは式(27)より次式のように
得られる。 Emin=(EO/A3) …(28) また、式(23)よりBは、 B=(tbEm)/(tp1A3) …(29) となる。また、式(22)に式(29)を代入して、tbに
ついて解くと、 tb=(tp1A3+A2)/(A3) …(30) となる。
First, Emin is obtained from equation (27) as follows. Emin = (EO / A3) (28) From equation (23), B is as follows: B = (tbEm) / (tp1A3) (29) By substituting equation (29) into equation (22) and solving for tb, tb = (tp1A3 + A2) / (A3) (30)

【0078】さらに、残りの定数Dm1,Dm2,θ1,θ2
は、橈骨動脈波形vpがt=0,tp1,tpにおいて連続
性を維持し得るような値、すなわち、下記に示す条件
〜を満足する値が選ばれる。 式(19)のvp(tp1)と式(20)のvp(tp1)と
が一致すること 式(20)のvp(tp)と式(19)のvp(0)とが
一致すること 式(19)および式(20)におけるt=tp1の微分係
数が一致すること 式(19)のt=0での微分係数と、式(20)のt=
tpでの微分係数が一致すること
Further, the remaining constants Dm1, Dm2, θ1, θ2
Is selected so that the radial artery waveform vp can maintain continuity at t = 0, tp1, tp, that is, a value that satisfies the following condition (1). That vp (tp1) in equation (19) matches vp (tp1) in equation (20) vp (tp) in equation (20) matches vp (0) in equation (19) Equation ( The differential coefficient of t = tp1 in equation (19) and equation (20) agrees with the differential coefficient of equation (19) at t = 0 and t = tp1 in equation (20).
The differential coefficients at tp match

【0079】すなわち、Dm1およびθ1は、 Dm1=√(D112+D122)/ω …(31) θ1=tan-1(D11/D12) …(32) なる値が選ばれる。ただし、 D11=(vO1−B−Emin)ω …(33) D12=(vO1−B−Emin)α+(B/tp)+(iO1/C) …(34) であり、vO1とiO1はt=0におけるvpとicの初期値
である。
That is, Dm1 and θ1 are selected as follows: Dm1 = √ (D112 + D122) / ω (31) θ1 = tan-1 (D11 / D12) (32) Here, D11 = (vO1−B−Emin) ω (33) D12 = (vO1−B−Emin) α + (B / tp) + (iO1 / C) (34) where vO1 and iO1 are t = Initial values of vp and ic at 0.

【0080】また、Dm2およびθ2は、 Dm2=√(D212+D222)/ω …(35) θ2=tan-1(D21/D22) …(36) なる値が選ばれる。ただし、 D21=(vO2−Emin)・ω …(37) D22=(vO2−Emin)・α+(iO2/C) …(38) であり、vO2とiO2はt=tp1でのvpとicの初期値で
ある。
Dm2 and θ2 are selected as follows: Dm2 = √ (D212 + D222) / ω (35) θ2 = tan-1 (D21 / D22) (36) Where D21 = (vO2−Emin) · ω (37) D22 = (vO2−Emin) · α + (iO2 / C) (38) where vO2 and iO2 are the initial values of vp and ic at t = tp1 Value.

【0081】このようにして、式(19),式(20)の各
定数が得られた。さて、式(16)の角周波数ωから逆算
することにより、血管抵抗RCは、 Rc=[L−2Rp√{LC(1−ω2LC)}]/CRp …(39) となる。ここで、Rcが実数でかつ正となる条件は、 {4Rp2C}/{1+(2ωRpC)2}≦L≦(1/ω2C) …(40) である。
In this way, the constants of the equations (19) and (20) were obtained. Now, by performing an inverse calculation from the angular frequency ω in the equation (16), the blood vessel resistance RC is as follows: Rc = [L−2Rp {LC (1−ω2LC)}] / CRp (39) Here, the condition that Rc is a real number and positive is as follows: {4Rp2C} / {1+ (2ωRpC) 2} ≦ L ≦ (1 / ω2C) (40)

【0082】一般に、Rpは103[dyn・s/cm5]程度,
Cは10-4[cm5/dyn]程度であり、ωは脈波に重 畳
している振動成分の角周波数であるから10(rad/s)
以上であるとみてよい。このため、式(40)の下限はほ
ぼ1/(ω2C)と見なせる。そこで、簡略化のため、
Lを近似的に、 L=1/(ω2C) …(41) とおくと、Rcは、 Rc=L/(CRp) …(42) となる。
Generally, Rp is about 10 3 [dyn · s / cm 5],
C is about 10 -4 [cm5 / dyn] and ω is the angular frequency of the vibration component superimposed on the pulse wave, so that 10 (rad / s)
That is all. Therefore, the lower limit of equation (40) can be regarded as approximately 1 / (ω2C). So, for simplicity,
If L is approximately set as follows: L = 1 / (ω2C) (41), Rc becomes Rc = L / (CRp) (42).

【0083】また、式(41),式(42)の関係より式
(15)の減衰定数αは、 α=1/(CRp) …(43) となる。式(41)〜式(43)の関係を用いて、α,ω,
Lによって四要素集中定数モデルの残りのパラメータを
表わすと、 Rc=αL …(44) Rp=(ω2L/α) …(45) C=1/(ω2L) …(46) となる。これらの式(44)〜式(46)より、パラメータ
はα,ω,Lが得られることにより確定することが明ら
かである。
From the relationship between the equations (41) and (42), the attenuation constant α in the equation (15) is as follows: α = 1 / (CRp) (43) Using the relations of Equations (41) to (43), α, ω,
When the remaining parameters of the four-element lumped model are represented by L, Rc = αL (44) Rp = (ω2L / α) (45) C = 1 / (ω2L) (46) From these equations (44) to (46), it is clear that the parameters are determined by obtaining α, ω, and L.

【0084】ここで、後述するようにα,ω,B,tb
は橈骨動脈波の実測波形から得られ、Lは1回拍出量S
Vに基づいて算出できる。以下に1回拍出量SVに基づ
くLの算出手順について説明する。まず、大動脈起始部
の圧力波の平均値E01は次式により与えられる。 E01={Eotp+(tp1Em/2)}/tp …(47) 一方、Rc,Rp,α,ω,Lの間には次式が成立する。 Rc+Rp=αL+(ω2L/α)=(α2+ω2)L/α …(48)
Here, as will be described later, α, ω, B, tb
Is obtained from the measured waveform of the radial artery wave, and L is the stroke volume S
It can be calculated based on V. Hereinafter, a calculation procedure of L based on the stroke volume SV will be described. First, the average value E01 of the pressure wave at the aortic root is given by the following equation. E01 = {Eotp + (tp1Em / 2)} / tp (47) On the other hand, the following equation holds among Rc, Rp, α, ω, and L. Rc + Rp = αL + (ω2L / α) = (α2 + ω2) L / α (48)

【0085】そして、四要素集中定数モデルを流れる平
均電流,すなわち平均値E01,を(Rc+Rp)によって
除算したものは、拍動により動脈を流れる血流の平均値
(SV/tp)に相当するから、次式が成立する。 SV/tp=(α)/{(α2+ω2)L}(1/tp){Eotp+(tp1Em/ 2)} …(49)
Since the average current flowing through the four-element lumped parameter model, that is, the average value E01, divided by (Rc + Rp) corresponds to the average value (SV / tp) of the blood flow flowing through the artery due to pulsation. And the following equation holds. SV / tp = (α) / {(α2 + ω2) L} (1 / tp) {Eotp + (tp1Em / 2)} (49)

【0086】このようにして得られた式(49)をLにつ
いて解くことにより、1回拍出量SVからLを求めるた
めの式が次の通りに得られる。 L= α・{Eotp+(tp1Em/2)}/{(α2+ω2)SV} …(50) なお、血流量を測定することにより式(49)中の平均電
流(1/tp){Eotp+(tp1Em/2)}に相当する
値を求め、この結果に基づいてインダクタンスLを算出
してもよい。血流量を測定する装置としては、インピー
ダンス法によるもの,ドップラー法によるもの等が知ら
れている。また、ドップラー法による血流量測定装置に
は、超音波を利用したもの,レーザを利用したもの等が
ある。
By solving the equation (49) thus obtained with respect to L, an equation for obtaining L from the stroke volume SV is obtained as follows. L = α {{Eotp + (tp1Em / 2)} / {(α2 + ω2) SV} (50) By measuring the blood flow, the average current (1 / tp) {Eotp + (tp1Em / 2) A value corresponding to} may be determined, and the inductance L may be calculated based on the result. Known devices for measuring blood flow include those based on the impedance method and those based on the Doppler method. In addition, examples of the Doppler blood flow measuring device include a device using an ultrasonic wave and a device using a laser.

【0087】[4] 循環動態パラメータの算出方法の
原理説明 次に、五要素集中定数モデルに基づいた循環動態パラメ
ータの算出方法の原理的な説明をおこなう。先に触れた
ように、循環動態パラメータの中のRc,Rp,C,L
が、四要素集中定数モデルを用いて決定されるので、こ
れらのパラメータをもとに静電容量Ccの値を決定す
る。そのために、図3(b)における電流i,電流i
s,電圧v1,電圧vp等を求める必要がある。
[4] Explanation of the Principle of the Method of Calculating the Circulation Kinetic Parameters Next, the principle of the method of calculating the circulatory dynamic parameters based on the five-element lumped parameter model will be described. As mentioned earlier, Rc, Rp, C, L
Is determined using the four-element lumped model, and the value of the capacitance Cc is determined based on these parameters. Therefore, the current i and the current i in FIG.
It is necessary to determine s, voltage v1, voltage vp, and the like.

【0088】まず、左心室圧波形eを図4に示すような
正弦波で近似する。すなわち、 ωs=π/ts とおいて、左心室圧波形eを次式で表わす。 e=Em’ sinωst …(51) ここで、Em’は最高血圧であって、図5で言えば(Em
+Eo)に相当する。以下、図4に示すように、時間t
がt1≦t<t2の収縮期とt2≦t<(tp+t1)の拡
張期に場合分けして説明することとする。ここで、時刻
t1,時刻t2は左心室圧波形と大動脈圧波形との交点に
おける時刻である。
First, the left ventricular pressure waveform e is approximated by a sine wave as shown in FIG. That is, assuming that ωs = π / ts, the left ventricular pressure waveform e is expressed by the following equation. e = Em 'sinωst (51) where Em' is the systolic blood pressure, and in FIG.
+ Eo). Hereinafter, as shown in FIG.
Will be described separately for a systole of t1 ≦ t <t2 and a diastole of t2 ≦ t <(tp + t1). Here, time t1 and time t2 are times at the intersection of the left ventricular pressure waveform and the aortic pressure waveform.

【0089】[4.1] 収縮期 この場合、v1=eが成立するとともに、電圧v1と電流
iについてはそれぞれ式(1)と式(2)が成立する。し
たがって、式(1)〜式(3)と式(12)〜式(14),式
(51)から、次に示す微分方程式が成立する。 A1(d2vp/dt2)+A2(dvp/dt)+A3vp=Em’sinωst …(52)
[4.1] Systole In this case, v1 = e is satisfied, and equations (1) and (2) are satisfied for voltage v1 and current i, respectively. Therefore, the following differential equation is established from Expressions (1) to (3) and Expressions (12) to (14) and Expression (51). A1 (d2vp / dt2) + A2 (dvp / dt) + A3vp = Em'sin ωst (52)

【0090】そこでまず、四要素集中定数モデルと同様
にして、この微分方程式の定常解vpstを求める。その
ために、定常解vpstを次式のように仮定する。 vpst=E1cosωst+E2sinωst …(53) 式(53)を式(52)のvpに代入して係数を比較するこ
とにより、次の2式が得られる。 (A3・ωs2A1)E1+ωsA2E2=0 …(54 ) −ωsA2E1+(A3−ωs2A1)E2=Em’ …(55 )
First, a steady-state solution vpst of this differential equation is obtained in the same manner as in the four-element lumped parameter model. For this purpose, a stationary solution vpst is assumed as in the following equation. vpst = E1cosωst + E2sinωst (53) By substituting equation (53) into vp of equation (52) and comparing the coefficients, the following two equations are obtained. (A3.ωs2A1) E1 + ωsA2E2 = 0 (54) −ωsA2E1 + (A3−ωs2A1) E2 = Em ′ (55)

【0091】これらの式を解くことにより、 E1=(−ωsA2Em’)/{(ωsA2)2+(A3−ωs2A1)2} …(56) E2={(A3−ωs2A1)Em’}/{(ωsA2)2+(A3−ωs2A1)2} …(57) が得られる。By solving these equations, E1 = (− ωsA2Em ′) / {(ωsA2) 2+ (A3−ωs2A1) 2} (56) E2 = {(A3−ωs2A1) Em ′} / {(ωsA2) ) 2+ (A3−ωs2A1) 2} (57)

【0092】次に、式(52)の微分方程式の過渡解vpt
rを求める。そのために、 vptr=exp(λt) とおいて、次式のvpへ代入する。 A1(d2vp/dt2)+A2(dvp/dt)+A3vp=0 …(58) これにより、次式が得られる。 A1λ2+A2λ+A3=0 …(59)
Next, the transient solution vpt of the differential equation of equation (52)
Find r. For this purpose, vptr = exp (λt), and substitutes for vp in the following equation. A1 (d2vp / dt2) + A2 (dvp / dt) + A3vp = 0 (58) Thus, the following equation is obtained. A1λ2 + A2λ + A3 = 0 (59)

【0093】そこで、この式をλについて解くと次式が
得られる。λ={−A2±√(A22−4A1A3)}/
(2A1)={−A2/(2A1)}±√[{A2/(2A
1)}2−(A3/A1)]…(60)
Then, when this equation is solved for λ, the following equation is obtained. λ = {-A2 ± {(A22-4A1A3)} /
(2A1) = {− A2 / (2A1)} ± √ [{A2 / (2A
1)} 2- (A3 / A1)] ... (60)

【0094】ここで、{A2/(2A1)}2<(A3/A
1)とする(振動モード)と、次式が得られる。 λ=−A2/(2A1)±j√[(A3/A1)−{A2/(2A1)}2] =−β1±jω1 …(61)
Here, {A2 / (2A1)} 2 <(A3 / A
If 1) (vibration mode), the following equation is obtained. λ = −A2 / (2A1) ± j√ [(A3 / A1) − {A2 / (2A1)} 2] = − β1 ± jω1 (61)

【0095】このとき、 β1=A2/(2A1) …(62 ) ω1=√(A3/A1−β12 …(63 ) である。At this time, β1 = A2 / (2A1) (62) ω1 = √ (A3 / A1-β12 (63)

【0096】ここで、さらに過渡解vptrを次式のよう
に置く。 vptr=(a1cosω1t+ja2sinω1t)exp(−β1t)…(64) すると、電圧vpは定常解と過渡解との和で表わされる
ことから、式(53)と式(64)によって次式で与えられ
る。 vp=(E1cosωst+E2sinωst)+ (a1cosω1t+ja2sinω1t)exp(−β1t)…(65)
Here, the transient solution vptr is set as in the following equation. vptr = (a1cosω1t + ja2sinω1t) exp (−β1t) (64) Then, since the voltage vp is represented by the sum of the steady-state solution and the transient solution, the voltage vp is given by the following equation by the equations (53) and (64). vp = (E1cosωst + E2sinωst) + (a1cosω1t + ja2sinω1t) exp (−β1t) (65)

【0097】また、電流iは、式(65)を式(2)へ代
入することによって、次式のように得られる。 i=(E1/Rp+ωsCE2)cosωst+(−ωsCcE1+E2/Rp)sinω st+[[{(1−β1CRp)/Rp}cosω1t−ω1Csinω1t]a1+j [ω1Ccosω1t+{(1−β1CRp)/Rp}sinω1t]a2]exp( −β1t) …(67)
The current i is obtained by substituting equation (65) into equation (2) as follows: i = (E1 / Rp + ωsCE2) cosωst + (− ωsCcE1 + E2 / Rp) sinωst + [[{(1−β1CRp) / Rp} cosω1t−ω1Csinω1t] a1 + j [ω1Ccosω1t + {(1-β1CRp) / p (1−p) β1t)… (67)

【0098】次に、t=t1のときのvp,iを各々v0
2,i0として次式の如く仮定する。 i0=J0+(a1J1+ja2J2)exp(−β1t1) …(68) v02=P0+(a1P1+ja2P2)exp(−β1t1) …(69) すると、式(65)〜式(69)より以下の式が成立する。 J0=(E1/Rp+ωsCE2)cosωst1+−ωsCE1+E2/Rp) ・sinωst1 …(70 ) J1={(1−β1CRp)/Rp}cosω1t1−ω1Csinω1t1…(71 ) J2=ω1Ccosω1t1+{(1−β1CRp)/Rp}sinω1t1…(72 ) P0=E1cosωst1+E2sinωst1 …(73 ) P1=cosω1t1 …(74 ) P2=sinω1t1 …(75)
Next, when t = t1, vp and i are respectively set to v0
2, i0 is assumed as follows. i0 = J0 + (a1J1 + ja2J2) exp (-. beta.1t1) ... (68) v02 = P0 + (a1P1 + ja2P2) exp (-. beta.1t1) (69) Then, the following equations are established from the equations (65) to (69). J0 = (E1 / Rp + ωsCE2) cosωst1 + −ωsCE1 + E2 / Rp) · sinωst1 ... (70) J1 = s (1-β1CRp) / Rp {cosω1t1−ω1Csinω1t1 ... (71) .. (72) P0 = E1cosωst1 + E2sinωst1 (73) P1 = cosω1t1 (74) P2 = sinω1t1 (75)

【0099】また、式(68)〜式(69)をa1,a2につ
いて解くと、次のようになる。 a1=[{(v02−P0)J2−(i0−J0)P2}/(J2P1−J1P2)] ・exp(β1t1) …(76) a2=[{−(v02−P0)J1+(i0−J0)P1} /{j(J2P1−J1P2)}]・exp(β1t1) …(77)
Further, when Equations (68) to (69) are solved for a1 and a2, the following is obtained. a1 = [{(v02−P0) J2− (i0−J0) P2} / (J2P1−J1P2)] exp (β1t1) (76) a2 = [(− (v02−P0) J1 + (i0−J0) P1} / {j (J2P1-J1P2)}] · exp (β1t1) (77)

【0100】さらに、式(71)〜式(75)から次式の関
係が成立することがわかる。 J2P1−J1P2=ω1C …(78) したがって、式(64)に式(76)〜式(77)を代入し、
その際に式(78)を用いると、過渡解vptrとして次式
が得られる。 vptr=[(v02−P0)cosω1(t−t1)−[{(1−β1CRp) ・(v02−P0)−Rp(i0−J0)}{sinω1(t−t1)} ] /(ω1CRp)]exp(β1t1)exp(−β1t)…(80 )
Further, it can be seen from the equations (71) to (75) that the following equation holds. J2P1−J1P2 = ω1C (78) Therefore, substituting the equations (76) to (77) into the equation (64),
When equation (78) is used at that time, the following equation is obtained as the transient solution vptr. vptr = [(v02−P0) cosω1 (t−t1) − [{(1−β1CRp) · (v02−P0) −Rp (i0−J0)} sinω1 (t−t1)}] / (ω1CRp)] exp (β1t1) exp (−β1t) ... (80)

【0101】ここで、 B1tr=v02−P0 …(81) t’ =t−t1 …(82) B2tr=−{(1−β1CRp)(v02−P0)−Rp(i0−J0)} /(ω1CRp) …(83) とおくと、 vptr=(B1trcosω1t’+B2trsinω1t’) exp(−β1t’ ) …(84) が得られる。Here, B1tr = v02−P0 (81) t ′ = t−t1 (82) B2tr = − {(1−β1CRp) (v02−P0) −Rp (i0−J0)} / (ω1CRp) (83), vptr = (B1trcosω1t ′ + B2trsinω1t ′) exp (−β1t ′) (84)

【0102】結局、式(65)は次式のようになる。 vp=(E1cosωst+E2sinωst)+ (B1trcosω1t’+B2trsinω1t’) exp(−β1t’) …(85)After all, equation (65) becomes as follows. vp = (E1cosωst + E2sinωst) + (B1trcosω1t ′ + B2trsinω1t ′) exp (−β1t ′) (85)

【0103】次に、前述した式(67)において D1st=(E1/Rp)+ωsCE2 …(86 ) D2st=−ωsCE1+(E2/Rp) …(87 ) D1tr={(1−β1CRp)/Rp}B1tr+ω1CB2tr …(88 ) D2tr=−ω1CB1tr+{(1−β1CRp)/Rp}B2tr …(89 ) とする。Next, in the above equation (67), D1st = (E1 / Rp) + ωsCE2 (86) D2st = −ωsCE1 + (E2 / Rp) (87) D1tr = {(1-β1CRp) / Rp} B1tr + ω1CB2tr .. (88) D2tr = −ω1CB1tr + {(1−β1CRp) / Rp} B2tr (89)

【0104】すると、電流iとしては、 i=(D1stcosωst+D2stsinωst) +(D1trcosω1t’+D2trsinω1t’)exp(−β1t’) …(90) が得られる。Then, as the current i, i = (D1stcosωst + D2stsinωst) + (D1trcosω1t ′ + D2trsinω1t ′) exp (−β1t ′) (90) is obtained.

【0105】また、電流isは、 is=Cc(dv1/dt)+i=ωsCcEm’cosωst+i …(91) として得られる。The current is is obtained as follows: is = Cc (dv1 / dt) + i = ωsCcEm'cosωst + i (91)

【0106】[4.2] 拡張期 拡張期においては、ダイオードDがオフとなって、左心
室圧eがダイオードDのカソード側の回路へ印加されな
くなり、静電容量CCを流れる電流は、電流iと大きさ
が等しく、逆方向の電流となる。したがって、電圧v1
は上述した式(1)で表わされるとともに、電流i,電
流icはそれぞれ以下の式で表わされる。 i=−Cc(dv1/dt) …(92) ic=C(dvp/dt) …(93 )
[4.2] Diastole In the diastole, the diode D is turned off, the left ventricular pressure e is not applied to the circuit on the cathode side of the diode D, and the current flowing through the capacitance CC is the current The magnitude is equal to i and the current is in the opposite direction. Therefore, the voltage v1
Is represented by the above equation (1), and the current i and the current ic are respectively represented by the following equations. i = -Cc (dv1 / dt) (92) ic = C (dvp / dt) (93)

【0107】したがって、電圧vpは、 vp=Rp(i−ic)=−Rp{Cc(dv1/dt)+C(dvp/dt)} …(94) となる。Therefore, the voltage vp is as follows: vp = Rp (i−ic) = − Rp {Cc (dv1 / dt) + C (dvp / dt)} (94)

【0108】また、i−ic=ip=vp/Rp であるか
ら、 i=vp/Rp+C(dvp/dt) …(95) となる。
Since i-ic = ip = vp / Rp, i = vp / Rp + C (dvp / dt) (95)

【0109】次に、式(1)に式(95)を代入して、得
られた式の両辺を時間tで微分すると次式が得られ
る。 dv1/dt=LC(d3vp/dt3) +(L/Rp+CRc)(d2vp/dt2) +(Rc/Rp+1)(dvp/dt) …(96)
Next, the following equation is obtained by substituting the equation (95) into the equation (1) and differentiating both sides of the obtained equation with time t.
You. dv1 / dt = LC (d3vp / dt3) + (L / Rp + CRc) (d2vp / dt2) + (Rc / Rp + 1) (dvp / dt) (96)

【0110】また、式(92)と式(95)から次式が導か
れる。 dv1/dt=−{vp/Rp+C(dvp/dt)}/Cc …(97) そして、式(96)と式(97)から次式が得られる。 LC(d3vp/dt3)+{(L+CRcRp)/Rp}(d2vp/dt2) + {(CcRc+CcRp+CRp)/CcRp}(dvp/dt) +{1/(CcRp)}vp=0 …(98)
The following equation is derived from equations (92) and (95). dv1 / dt =-{vp / Rp + C (dvp / dt)} / Cc (97) Then, the following expression is obtained from Expression (96) and Expression (97). LC (d3vp / dt3) + {(L + CRcRp) / Rp} (d2vp / dt2) + {(CcRc + CcRp + CRp) / CcRp} (dvp / dt) + {1 / (CcRp)} vp = 0 ... (98)

【0111】したがって、この式を変形すると次式が得
られる。 (d3vp/dt3)+A1’(d2vp/dt2) +A2’(dvp/dt)+A3’vp=0 …(99 ) ここで、 A1’=(L+CRcRp)/(LCRp) …(100) A2’=(CcRc+CcRp+CRp)/(LCcCRp) …(101) A3’=1/(LCcCRp) …(102)
Therefore, when this equation is modified, the following equation is obtained. (D3vp / dt3) + A1 '(d2vp / dt2) + A2' (dvp / dt) + A3'vp = 0 (99) where: A1 '= (L + CRcRp) / (LCRp) ... (100) A2' = (CcRc + CcRp + CRp) ) / (LCcCRp) (101) A3 '= 1 / (LCcCRp) (102)

【0112】次に、vp=exp(λt)とおいて、こ
れを式(99)へ代入すると次式が得られる。 (λ3+A1’λ2+A2’λ+A3’)exp(λt)=0 …(103) さらに、以下のような定義をおこなう。 p=(A1’2/9)−(A2’/3) …(104) q=−A1’3/27+(A1’A2’)/6−A3’/2 …(105) u={q+√(q2−p3)}1/3 …(106) v={q−√(q2−p3)}1/3 …(107) α’=−(u+v)+A1’/3 …(108) β2=(u+v)/2+A1’/3 …(109) ω2=(u−v)√(3)/2 …(110) λ1=−α’ …(111) λ2=−β2+jω2 …(112) λ3=−β2−jω2 …(113) なお、(q2−p3)>0であれば振動モードである。
Next, the following equation is obtained by substituting vp = exp (λt) into equation (99). (Λ3 + A1′λ2 + A2′λ + A3 ′) exp (λt) = 0 (103) Furthermore, the following definition is made. p = (A1'2 / 9)-(A2 '/ 3) (104) q = -A1'3 / 27 + (A1'A2') / 6-A3 '/ 2 (105) u = {q +} (Q2−p3)} 1/3 (106) v = {q−√ (q2−p3)} 1/3 (107) α ′ = − (u + v) + A1 ′ / 3 (108) β2 = ( u + v) / 2 + A1 '/ 3 (109) ω2 = (uv) √ (3) / 2 (110) λ1 = −α ′ (111) λ2 = −β2 + jω2 (112) λ3 = −β2− jω2 (113) If (q2−p3)> 0, the vibration mode is set.

【0113】そして、電圧vpをさらに次式のように仮
定する。 vp=b1exp(−α’t)+b2exp{(−β2+jω2)t} +b3exp{(−β2−jω2)t} …(114)
The voltage vp is further assumed as follows. vp = b1exp (−α′t) + b2exp {(− β2 + jω2) t} + b3exp {(− β2−jω2) t} (114)

【0114】すると、式(95)へ式(114)を代入する
ことにより、電流iは次式のように変形される。 i=g0b1exp(−α’t) +(g1+jg2)b2exp{(−β2+jω2)t} +(g1−jg2)b3exp{(−β2−jω2)t} …(115)
Then, by substituting equation (114) into equation (95), current i is transformed as follows. i = g0b1exp (−α′t) + (g1 + jg2) b2exp {(− β2 + jω2) t} + (g1−jg2) b3exp {(− β2−jω2) t} (115)

【0115】ここで、 g0=(1−α’CRp)/Rp …(116) g1=(1−β2CRp)/Rp …(117) g2=(ω2CRp)/Rp …(118)Here, g0 = (1−α′CRp) / Rp (116) g1 = (1−β2CRp) / Rp (117) g2 = (ω2CRp) / Rp (118)

【0116】したがって、電圧v1は式(115)から次式
のようになる。 v1=−(1/CC) ∫i dt =f0b1exp(−α’t) +(f1+jf2)b2exp{(−β2+jω2)t} +(f1−jf2)b3exp{(−β2−jω2)t} …(119)
Therefore, the voltage v1 is as follows from the equation (115). v1 = − (1 / CC) {idt = f0b1exp (−α′t) + (f1 + jf2) b2exp {(− β2 + jω2) t} + (f1−jf2) b3exp {(− β2−jω2) t} (119) )

【0117】ここで、 f0=g0/(α’Cc) …(120) f1=(β2g1−ω2g2)/{(β22+ω22)Cc} …(121) f2=(ω2g1+β2g2)/{(β22+ω22)Cc} …(122) 次に、計算の簡略化を図るために、以後の説明において
は、図4に示す時刻t2をt=0とおくことにする。そ
して、t=0における電圧v1,電圧vp,電流iを各々
v01,v02,i0とすると、これらは式(119),式(11
4),式(115)のtをt=0とおくことで以下のように
得られる。 v01=f0b1+(f1+jf2)b2+(f1−jf2)b3 …(123) v02=b1+b2+b3 …(124) i0=g0b1+(g1+jg2)b2+(g1−jg2)b3 …(125)
Here, f0 = g0 / (α′Cc) (120) f1 = (β2g1-ω2g2) / {(β22 + ω22) Cc} (121) f2 = (ω2g1 + β2g2) / {(β22 + ω22) Cc} (122) Next, in order to simplify the calculation, in the following description, the time t2 shown in FIG. 4 is set to t = 0. Assuming that the voltage v1, the voltage vp, and the current i at t = 0 are v01, v02, and i0, respectively, these are expressed by the equations (119) and (11).
4), the following is obtained by setting t = 0 in equation (115). v01 = f0b1 + (f1 + jf2) b2 + (f1-jf2) b3 (123) v02 = b1 + b2 + b3 (124) i0 = g0b1 + (g1 + jg2) b2 + (g1-jg2) b3 (125)

【0118】次に、式(114)における第2項と第3項
を変形することで、電圧vp は次式のようになる。 vp=b1 exp(−α’t)+{(b2+b3)cosω2t +j(b2−b3)sinω2t}exp(−β2t) =B0exp(−α’t) +(B1cosω2t+B2sinω2t)exp(−β2t)…(126)
Next, by modifying the second and third terms in equation (114), the voltage vp becomes as follows. vp = b1exp (-α't) + {(b2 + b3) cosω2t + j (b2−b3) sinω2t} exp (−β2t) = B0exp (−α′t) + (B1cosω2t + B2sinω2t) exp (−β2t) ... (126)

【0119】ここで、 B0=b1 =v02−(k1g2−k2f2)/(k4g2−k3f2) …(127) B1=b2+b3 =(k1g2−k2f2)/(k4g2−k3f2) …(128) B2=j(b2−b3)=(k2k4−k1k3)/(k4g2−k3f2)…(129) であって、 k1=v01−f0v02 …(130) k2=i0−g0v02 …(131 ) k3=g1−g0 …(132) k4=f1−f0 …(133) である。Here, B0 = b1 = v02- (k1g2-k2f2) / (k4g2-k3f2) (127) B1 = b2 + b3 = (k1g2-k2f2) / (k4g2-k3f2) (128) B2 = j ( b2-b3) = (k2k4-k1k3) / (k4g2-k3f2) (129) where k1 = v01-f0v02 (130) k2 = i0-g0v02 (131) k3 = g1-g0 (132) K4 = f1−f0 (133)

【0120】次いで、式(126)のvp を式(2)へ代入
することにより、電流iは以下のようになる。 i=D0exp(−α’t) +(D1cosω2t+D2sinω2t) exp(−β2t)…(134 ) ここで、 D0={(1−α’CRp)/Rp}B0 …(135) D1={(1−β2CRp)/Rp}B1+ω2CB2 …(136 ) D2=−ω2CB1+{(1−β2CRp)/Rp}B2 …(137 )
Next, by substituting vp in equation (126) into equation (2), the current i becomes as follows. i = D0exp (−α′t) + (D1cosω2t + D2sinω2t) exp (−β2t) (134) where D0 = {(1−α′CRp) / Rp} B0 (135) D1 = {(1−β2CRp ) / Rp} B1 + ω2CB2 (136) D2 = −ω2CB1 + {(1-β2CRp) / Rp} B2 (137)

【0121】したがって、式(134)から電圧v1は、 v1=−(1/CC) ∫idt =H0exp(−α’t) +(H1cosω2t+H2sinω2t)exp(−β2t)…(138) となる。ここで、 H0=D0/(α’Cc) …(139) H1=(β2D1+ω2D2)/{(β22+ω22)Cc} …(140 ) H2=(−ω2D1+β2D2)/{(β22+ω22)Cc} …(141)Therefore, from the equation (134), the voltage v1 is as follows: v1 = − (1 / CC) ∫idt = H0exp (−α′t) + (H1cosω2t + H2sinω2t) exp (−β2t) (138) Here, H0 = D0 / (α′Cc) (139) H1 = (β2D1 + ω2D2) / {(β22 + ω22) Cc} (140) H2 = (− ω2D1 + β2D2) / {(β22 + ω22) Cc} (141)

【0122】上述したように、以上の説明では時刻t2
をt=0としていた。そこで、時間スケールを合わせる
ために、t→(t−t2)の置き換えを行う。これによ
り、電圧v1,電圧vp,電流iは各々式(138),式(1
26),式(134)から以下のように求められる。 v1=H0exp{−α’(t−t2)} +{H1cosω2(t−t2)+H2sinω2(t−t2)} ・exp{−β2(t−t2)} =H0exp{−α’(t−t2)} +[Hmsin{ω2(t−t2)+φ21}] ・exp{−β2(t−t2)} …(142) vp = B0exp{−α’(t−t2)} +{B1cosω2(t−t2)+ B2sinω2(t−t2)} ・exp{−β2(t−t2)} = B0exp{−α’(t−t2)} +[Bmsin{ω2(t−t2)+φ22}] ・exp{−β2(t−t2)} …(143 ) i=D0exp{−α’(t−t2)} +{D1cosω2(t−t2)+D2sinω2(t−t2)} ・exp{−β2(t−t2)} =D0exp{−α’(t−t2)} +[Dmsin{ω2(t−t2)+φ23}]exp{−β2(t−t 2)} …(144 )
As described above, in the above description, the time t2
Was set to t = 0. Then, in order to adjust the time scale, t → (tt−2) is replaced. As a result, the voltage v1, the voltage vp, and the current i are calculated by the equations (138) and (1
26) and from equation (134) are obtained as follows. v1 = H0exp {-α '(t-t2)} + {H1cos.omega.2 (t-t2) + H2 sin.omega.2 (t-t2)}. exp {-. beta.2 (t-t2)} = H0exp @-. alpha.' (t-t2) + + [Hmsin {ω2 (t-t2) +} 21}] · exp {-β2 (t-t2)… (142) vp = B0exp {-α '(t-t2) {+ {B1 cos ω2 (t-t2) + B2 sin ω2 (t−t2)} · exp {−β2 (t−t2)} = B0exp {−α ′ (t−t2)} + [Bmsin {ω2 (t−t2) + φ22}] exp {−β2 ( (t−t2)} (143) i = D0exp {−α ′ (t−t2)} + {D1cosω2 (t−t2) + D2sinω2 (t−t2)} · exp {−β2 (t−t2)} = D0exp {−α ′ (t−t2)} + [Dmsin {ω2 (t−t2) + φ23}] exp {−β2 (t−t2)} (144)

【0123】ここで、 Hm=√(H12+H22) …(145) φ21=tan-1(H1/H2) …(146) Bm=√(B12+B22) …(147) φ22=tan-1(B1/B2) …(148) Dm=√(D12+D22) …(149) φ23=tan-1(D1/D2) …(150 )Here, Hm = √ (H12 + H22) (145) φ21 = tan-1 (H1 / H2) (146) Bm = √ (B12 + B22) (147) φ22 = tan-1 (B1 / B2) ... (148) Dm = √ (D12 + D22) ... (149) φ23 = tan-1 (D1 / D2) ... (150)

【0124】ちなみに、拡張期における電流isは
「0」である。次いで、1回拍出量SVの理論値を求め
る。1回拍出量SVは、収縮期における電流isの面積
で与えられることから、式(91)で示す電流isを時刻
t1〜時刻t2について積分することによって得られる。
すなわち、 SV=∫t1t2isdt ={(ωSCCEm’+D1st)/ωS}(sinωSt2−sinωSt1) −(D2st/ωS)(cosωSt2−cosωSt1) +[exp{−β1(t2−t1)}/(β12+ω12)] ・{−(β1D1tr+ω1D2tr)cosω1(t2−t1) +(ω1D1tr−β1D2tr)sinω1(t2−t1)} +(β1D1tr+ω1D2tr)/(β12+ω12)…(151)
Incidentally, the current is in the diastole is “0”. Next, the theoretical value of the stroke volume SV is determined. Since the stroke volume SV is given by the area of the current is in the systole, it is obtained by integrating the current is expressed by the equation (91) from time t1 to time t2.
That is, SV = {t1t2isdt = {(ωSCCEm ′ + D1st) / ωS} (sinωSt2−sinωSt1) − (D2st / ωS) (cosωSt2−cosωSt1) + [exp {−β1 (t2−t1)} / (β12 + ω) {-(Β1D1tr + ω1D2tr) cosω1 (t2-t1) + (ω1D1tr-β1D2tr) sinω1 (t2-t1)} + (β1D1tr + ω1D2tr) / (β12 + ω12) (151)

【0125】[5]脈波解析装置の動作 次に、本実施形態による脈波解析装置の動作を図6ない
し図12を参照して説明する。図6〜図10に、第1実
施形態における脈波解析装置の動作を示すフローチャー
トを示す。
[5] Operation of Pulse Wave Analysis Apparatus Next, the operation of the pulse wave analysis apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 10 are flowcharts showing the operation of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【0126】また、図11に、上述した平均化処理によ
り得られる平均波形の波形図を示す。さらに図12に、
後述するパラメータ算出処理により得られる橈骨動脈波
形と、平均化処理により得られた平均波形とを対比した
波形図を示す。以下、これらの図を参照して動作説明を
行うこととする。
FIG. 11 shows a waveform chart of an average waveform obtained by the above-mentioned averaging process. Further, in FIG.
FIG. 9 shows a waveform diagram in which a radial artery waveform obtained by a parameter calculation process described later is compared with an average waveform obtained by an averaging process. The operation will be described below with reference to these drawings.

【0127】 脈波の測定データ読込処理(ステップ
S1) (a) 脈波読取処理 循環動態パラメータの評価を行うに際して、被験者の診
断を担当する診断者は、図2に示すようにカフ帯S1及
び圧力センサS2を被験者に装着させ、測定開始のコマ
ンドをキーボード5から入力する。マイクロコンピュー
タ4はこのコマンドに応答して、脈波の測定指示を脈波
検出装置1へ送出する。この結果、脈波検出装置1が橈
骨動脈波を検出して、この橈骨動脈波を表わす時系列デ
ジタル信号をA/D変換器3が出力する。マイクロコン
ピュータ4は、このデジタル信号を一定時間(約1分
間)にわたって内蔵の波形メモリへ取り込む。このよう
にして、波形メモリには複数拍分の橈骨動脈波形が取り
込まれる。
Pulse Wave Measurement Data Reading Processing (Step S1) (a) Pulse Wave Reading Processing When evaluating the circulatory dynamic parameters, the diagnostician in charge of the subject's diagnosis uses the cuff band S1 as shown in FIG. The subject wears the pressure sensor S2 and inputs a command to start measurement from the keyboard 5. The microcomputer 4 sends a pulse wave measurement instruction to the pulse wave detector 1 in response to this command. As a result, the pulse wave detection device 1 detects the radial artery wave, and the A / D converter 3 outputs a time-series digital signal representing the radial artery wave. The microcomputer 4 takes this digital signal into a built-in waveform memory for a fixed time (about one minute). In this manner, the radial memory for a plurality of beats is loaded into the waveform memory.

【0128】(b) 平均化処理 次に、マイクロコンピュータ4は、複数拍分の橈骨動脈
波形を1拍毎ごとに重ね合わせ、上記の一定時間におけ
る1拍当たりの平均波形を求める。そして、この平均波
形を橈骨動脈波形の代表波形として内蔵メモリへ格納す
る。このようにして作成された平均波形の代表波形W1
を、図11に例示する。
(B) Averaging Processing Next, the microcomputer 4 superimposes the radial artery waveforms for a plurality of beats on a beat-by-beat basis, and obtains an average waveform per beat for the above-mentioned fixed time. Then, the average waveform is stored in the internal memory as a representative waveform of the radial artery waveform. The representative waveform W1 of the average waveform thus created
Is illustrated in FIG.

【0129】 1回拍出量データ取込処理(ステップ
S2) 次いで、マイクロコンピュータ4は1回拍出量測定器2
へ1回拍出量の測定指示を送る。この結果、1回拍出量
測定器2が被験者の1回拍出量を測定し、その測定結果
がマイクロコンピュータ4によって内蔵の一時記憶メモ
リへ取り込まれる。
Single stroke volume data acquisition process (step S2) Next, the microcomputer 4 sets the stroke volume measuring device 2
To send a stroke volume measurement instruction. As a result, the stroke volume measuring device 2 measures the stroke volume of the subject, and the measurement result is taken into the built-in temporary memory by the microcomputer 4.

【0130】 パラメータ算出処理(ステップS3) つぎに、四要素集中定数モデルに基づいて、五要素集中
定数モデルを構成する5つの循環動態パラメータのう
ち、静電容量Ccを除く4つの循環動態パラメータの決
定を行う。
Parameter Calculation Process (Step S3) Next, based on the four-element lumped parameter model, of the five circulating parameters constituting the five-element lumped parameter model, the four circulating parameters except the capacitance Cc are obtained. Make a decision.

【0131】マイクロコンピュータ4は、図7〜図8に
示すパラメータ算出処理ルーチンを実行する。その際、
当該ルーチンの実行に伴って、図9に示すα,ω算出処
理ルーチンが実行され(ステップS109、S117)
る。また、当該α,ω算出処理ルーチンの実行に伴っ
て、図10に示すω算出ルーチンが実行される(ステッ
プS203)。
The microcomputer 4 executes a parameter calculation processing routine shown in FIGS. that time,
Along with the execution of this routine, an α, ω calculation processing routine shown in FIG. 9 is executed (steps S109 and S117).
You. Further, along with the execution of the α, ω calculation processing routine, the ω calculation routine shown in FIG. 10 is executed (step S203).

【0132】以下、これらのルーチンの処理内容につい
て説明する。まず、マイクロコンピュータ4は、図11
に示すごとき橈骨動脈の平均波形について、血圧が最大
となる第1ポイントP1に対応する時間t1’と血圧値
y1,第1ポイントの後に血圧が一旦落込む第2ポイン
トに対応する時間t2’と血圧値y2,2番目のピーク点
である第3ポイントP3に対応する時間t3’と血圧値
y3,1拍分の時間tp,最低血圧値Emin(上述した式
(3)と式(4)の第1項に相当する)を求める(ステッ
プS101)。
The processing contents of these routines will be described below. First, the microcomputer 4 is configured as shown in FIG.
For the average waveform of the radial artery as shown in FIG. 7, a time t1 'corresponding to the first point P1 at which the blood pressure becomes maximum, a blood pressure value y1, and a time t2' corresponding to the second point at which the blood pressure temporarily drops after the first point. The blood pressure value y2, the time t3 'corresponding to the third point P3, which is the second peak point, the blood pressure value y3, the time tp for one beat, and the diastolic blood pressure value Emin (the above expression (3) and expression (4) (Corresponding to the first term) (step S101).

【0133】なお、脈波が”なだらか”であって第2ポ
イントP2や第3ポイントP3を区別するのが困難であ
れば、第2ポイントと第3ポイントの時間を各々t2’
=2t1’、t3’=3t1’と想定する。次に、処理を
簡略化するために、図13に示すA点の血圧値y0を用
いて血圧値y1〜y3の正規化処理を行い(ステップS1
02,S103)、B点の値を(y0/2)−0.1に
初期設定する(ステップS104)。
If the pulse wave is "smooth" and it is difficult to distinguish the second point P2 and the third point P3, the time of the second point and the time of the third point are each set to t2 '.
= 2t1 'and t3' = 3t1 '. Next, in order to simplify the processing, the blood pressure values y1 to y3 are normalized using the blood pressure value y0 at point A shown in FIG. 13 (step S1).
02, S103), the value of point B is initialized to (y0 / 2) -0.1 (step S104).

【0134】次いで、以下の手順に従ってB,tb,
α,ωの最適値を決定する。 (a) まず、Bを 「(y0/2)〜y0」 の範囲で変化させ、同時に、tbを 「(tp/2)〜tp」 の範囲で変化させる。その際、Bとtbは何れも+0.
1間隔で変化させるようにする。そして、B及びtbの
各々について、 |vp(t1’)−y1|, |vp(t2’)−y2|, |vp(t3’)−y3| が最小となるα,ωを求める。
Next, B, tb,
Determine the optimal values of α and ω. (A) First, B is changed in the range of "(y0 / 2) to y0", and at the same time, tb is changed in the range of "(tp / 2) to tp". At this time, B and tb are both +0.
Change at one interval. Then, for each of B and tb, α and ω that minimize | vp (t1 ')-y1 |, | vp (t2')-y2 |, and | vp (t3 ')-y3 |

【0135】(b) (a)において求めたB,tb,
α,ωの中で |vp(t1’)−y1|, |vp(t2’)−y2|, |vp(t3’)−y3| が最小となるB,tb,α,ωを求める。
(B) B, tb, obtained in (a)
B, tb, α, and ω in which | vp (t1 ′) − y1 |, | vp (t2 ′) − y2 |, and | vp (t3 ′) − y3 |

【0136】(c) (b)において求めたB,tbを
基準にして、Bについては B±0.05, tbについては tb±0.05 の範囲で、上記の(a),(b)の処理を再実行する。
(C) On the basis of B and tb obtained in (b), within the range of B ± 0.05 for B and tb ± 0.05 for tb, the above (a) and (b) Re-execute the process.

【0137】(d) 上記(a)〜(c)の処理の際、
αは3〜10の範囲を0.1間隔で変化させ、各αにつ
いて最適なωを算出する。またωは、各αにおいて、 dvp(t2’)/dt=0 となる点について二分法を用いて求める(図10のフロ
ーチャートを参照)。
(D) In the processes (a) to (c),
α is changed in the range of 3 to 10 at intervals of 0.1, and the optimum ω is calculated for each α. Further, ω is obtained by using the dichotomy method for the point where dvp (t2 ′) / dt = 0 at each α (see the flowchart of FIG. 10).

【0138】なお、上記の各処理におけるvpの値の演
算に際して、式(33)の初期値vo1は零とする。以上の
ような処理によって、B,tb,α,ωが最終的に決定
される。
In calculating the value of vp in each of the above-mentioned processes, the initial value vo1 of the equation (33) is set to zero. Through the above processing, B, tb, α, and ω are finally determined.

【0139】(e) tp1,Em,Eoを式(28)〜式
(30),式(44)〜式(46)に基づいて算出する(ステ
ップS123、S124)。 (f) 式(50)を用いて、測定した1回拍出量SVを
もとにLの値を算出し(ステップS125)、残りのパ
ラメータRc,Rp,Cを式(44)〜式(46)から求める
(ステップS126)。
(E) tp1, Em, and Eo are calculated based on equations (28) to (30) and equations (44) to (46) (steps S123 and S124). (F) Using equation (50), the value of L is calculated based on the measured stroke volume SV (step S125), and the remaining parameters Rc, Rp, and C are calculated using equations (44) to (44). 46) (step S126).

【0140】次に、五要素集中定数モデルに基づいて、
最後の循環動態パラメータである静電容量Ccを決定す
る。その際、1回拍出量SVの計算値と実測値が一致す
るように静電容量Ccを決定する方法と、計算脈波の最
低血圧と実測脈波の最低血圧とが一致するように静電容
量Ccを決定する方法とが考えられる。そこで、各々の
方法について場合を分けて説明する。
Next, based on the five-element lumped parameter model,
The capacitance Cc, which is the last circulation dynamic parameter, is determined. At this time, a method of determining the capacitance Cc so that the calculated value of the stroke volume SV matches the actually measured value, and a method of determining the capacitance Cc so that the diastolic blood pressure of the calculated pulse wave matches the diastolic blood pressure of the actually measured pulse wave. A method of determining the capacitance Cc is considered. Therefore, each method will be described separately for each case.

【0141】−1 1回拍出量SVの計算値と実測値
とが一致するように静電容量Cc(大動脈コンプライア
ンス)を決定する方法 最初に、1回拍出量SVの計算値と実測値とが一致する
ように静電容量Ccを決定するための具体的な方法につ
いて説明する。まず初めに、静電容量Ccの値を、四要
素集中定数モデルにより算出した静電容量Cをもとに、
次式のように推定する。また、その他の循環動態パラメ
ータ,すなわちRc,Rp,C,Lの値は、四要素集中定
数モデルで得られたものを用いる。 Cc=10・C …(153) 次いで、これらの循環動態パラメータを用いて、1回拍
出量SVの計算値を式(152)によって算出する。
-1 Method of Determining the Capacitance Cc (Aortic Compliance) so that the Calculated Value of the Stroke Volume SV and the Measured Value Match First, First, the Calculated Value of the Stroke Volume SV and the Measured Value A description will be given of a specific method for determining the capacitance Cc so as to match. First, the value of the capacitance Cc is calculated based on the capacitance C calculated by the four-element lumped constant model.
It is estimated as in the following equation. The values of other circulatory parameters, ie, Rc, Rp, C, and L, obtained by the four-element lumped model are used. Cc = 10 · C (153) Next, using these circulatory parameters, the calculated value of the stroke volume SV is calculated by the equation (152).

【0142】その際、左心室加圧時間tsは、四要素集
中定数モデルによって得られた1拍の時間tpから、次
式によって推定することとする。 ts=(1.52−1.079tp)tp …(154) この関係式は、心エコーで左心室の収縮時間を測定した
結果から得られた実験式であって、図14に示すよう
に、相関係数としては−0.882が得られている。ま
た、最高血圧Em’については、四要素集中定数モデル
により得られた値を用いる(式(22),式(28)を参
照)。
At this time, the left ventricular pressurization time ts is estimated from the following equation from the time tp of one beat obtained by the four-element lumped parameter model. ts = (1.52-1.079tp) tp (154) This relational expression is an empirical expression obtained from the result of measuring the contraction time of the left ventricle by echocardiography, and as shown in FIG. -0.882 is obtained as the correlation coefficient. For the systolic blood pressure Em ', a value obtained by a four-element lumped parameter model is used (see equations (22) and (28)).

【0143】また、時刻t1,時刻t2に関しては、左心
室内圧=大動脈圧の関係から求めることができる。さら
に、前述したようにv02とi0はt=t1におけるvp,
iの値であるから、式(85),式(90)に存在するtへ
t1を代入することで、v02とi0を得ることができる。
次に、上記のようにして求めた1回拍出量SV計算値
が、1回拍出量測定器2から取り込んだ測定値と一致す
るように静電容量Ccの値を決定する。すなわち、静電
容量Ccの値を式(153)で求めた初期値から所定の範囲
内で変化させてゆく。そして、1回拍出量の測定値と、
各静電容量Ccの値から計算された計算値とを比較し
て、測定値の整数部分と計算値の整数部分が一致するか
どうかを調べる。もし整数部分に一致が見られれば、測
定値と計算値とが一致したものと見なし、静電容量Cc
が決定されてパラメータ算出処理が終了する。
The times t1 and t2 can be determined from the relationship of left ventricular pressure = aortic pressure. Further, as described above, v02 and i0 are vp at t = t1,
Since it is the value of i, v02 and i0 can be obtained by substituting t1 into t existing in the equations (85) and (90).
Next, the value of the capacitance Cc is determined so that the calculated stroke volume SV calculated as described above matches the measurement value taken from the stroke volume measuring device 2. That is, the value of the capacitance Cc is changed within a predetermined range from the initial value obtained by the equation (153). And the measured value of stroke volume,
By comparing the calculated value calculated from the value of each capacitance Cc, it is checked whether or not the integer part of the measured value matches the integer part of the calculated value. If a match is found in the integer part, it is considered that the measured value and the calculated value match, and the capacitance Cc
Is determined, and the parameter calculation process ends.

【0144】一方、静電容量Ccの値を調整しただけで
は1回拍出量の測定値と計算値に一致が見られない場合
には、調整した静電容量Ccの値の中で、1回拍出量の
測定値と計算値との差分が最小であった静電容量Ccの
値を最終的な値とする。次いで、最高血圧Em’の値を
±3mmHgの範囲内で1mmHg毎に変化させて、上
記と同様に1回拍出量の測定値と計算値との一致の有無
を調べる。もし、一致が見られる最高血圧Em’が存在
すれば、その値を最終的な最高血圧Em’として、パラ
メータ算出処理を終える。
On the other hand, if the measured value and the calculated value of the stroke volume do not agree with each other only by adjusting the value of the capacitance Cc, one of the values of the adjusted capacitance Cc is not included. The value of the capacitance Cc at which the difference between the measured value of the stroke volume and the calculated value is the minimum is defined as the final value. Next, the value of the systolic blood pressure Em 'is changed every 1 mmHg within the range of ± 3 mmHg, and it is checked whether the measured value of the stroke volume matches the calculated value in the same manner as described above. If there is a matching systolic blood pressure Em ', the value is set as the final systolic blood pressure Em', and the parameter calculation process ends.

【0145】他方、最高血圧Em’の値を調整しても、
まだ1回拍出量の測定値と計算値に一致が見られない場
合には、さらに抵抗Rpの値を調整する。そこで、調整
した最高血圧値Em’の値の中で、1回拍出量の測定値
と計算値との差分が最小であった最高血圧値Em’の値
を最終的な値とする。次いで、抵抗Rpを例えば10[d
yn・s/cm5]刻みで増減させて、1回拍出量の測定値と
計算値との差分が最も小さい値を最終的な抵抗Rpの値
に決定する。
On the other hand, even if the value of systolic blood pressure Em 'is adjusted,
If the measured value and the calculated value of the stroke volume have not yet been matched, the value of the resistance Rp is further adjusted. Thus, among the adjusted systolic blood pressure values Em ', the value of the systolic blood pressure value Em' in which the difference between the measured value of the stroke volume and the calculated value is the smallest is determined as the final value. Next, the resistance Rp is set to, for example, 10 [d
yn · s / cm5], and the value of the smallest difference between the measured value of the stroke volume and the calculated value is determined as the final value of the resistance Rp.

【0146】以上説明した過程を実現するフローチャー
トの一例を図31に示す。なお、プログラム中で所定の
範囲内で変動されるパラメータに対しては、元々のパラ
メータ名に対して下添字の「v」を付けた。
FIG. 31 shows an example of a flowchart for realizing the above-described process. Note that, for parameters that are varied within a predetermined range in the program, the original parameter name is appended with a subscript “v”.

【0147】−2 計算脈波の最低血圧と実測脈波の
最低血圧とが一致するように静電容量Ccを決定する方
法 次に、計算脈波の最低血圧と実測脈波の最低血圧とが一
致するように静電容量Ccを決定する方法について説明
する。この場合において、従来は、収縮期時間QTを初
期値として用いて静電容量Ccを決定していた。
-2 Method of Determining the Capacitance Cc so that the Diastolic Blood Pressure of the Calculated Pulse Wave and the Diastolic Blood Pressure of the Actually Measured Pulse Wave Are Next. A method of determining the capacitance Cc so that they match will be described. In this case, conventionally, the capacitance Cc is determined using the systolic time QT as an initial value.

【0148】この初期値として用いる収縮期時間QTの
算出方法としては、従来は、被験者の心電図より収縮期
時間QTを予め求めたり、心電図あるいは脈波波形より
得た心拍数HRから収縮期時間QTを求める回帰式を用
いて算出したりしていた。そして、この予め得られた収
縮期時間QTに対して、左心室加圧時間tsvを「QT+
0.1〔sec〕」〜「QT+0.2〔sec〕」の範囲で
「0.01〔sec〕」間隔で変化させ、同時に最高血圧
Emv’を「Eo+Em−20〔mmHg〕」〜「Eo+Em
+20〔mmHg〕」の範囲で「1mmHg」間隔で変
化させる、すなわち、これら左心室加圧時間tsvおよび
最高血圧Emv’の各々に対して、451通りの組合せが
想定され、これら各組合せにおいて、計算脈波の最低血
圧と実測脈波の最低血圧とが一致するような静電容量C
cが計算する構成としていた。
As a method of calculating the systolic time QT used as the initial value, conventionally, the systolic time QT is obtained in advance from the subject's electrocardiogram, or the systolic time QT is obtained from the heart rate HR obtained from the electrocardiogram or the pulse wave waveform. Or by using a regression equation for determining Then, the left ventricle pressurization time tsv is set to “QT +
0.1 [sec] ”to“ QT + 0.2 [sec] ”, and at intervals of“ 0.01 [sec] ”, the systolic blood pressure Emv ′ is simultaneously changed from“ Eo + Em−20 [mmHg] ”to“ Eo + Em ”.
+20 [mmHg] ”at intervals of“ 1 mmHg ”, that is, 451 combinations are assumed for each of the left ventricular pressurization time tsv and systolic blood pressure Emv ′. The capacitance C such that the diastolic blood pressure of the pulse wave matches the diastolic blood pressure of the actually measured pulse wave.
It was configured to calculate c.

【0149】しかしながら、上記従来の心電図から収縮
期時間QTを求める方法においては、予め心電図を採取
する必要があり、装置構成が大型化、複雑化してしまう
という問題点があった。また、心拍数HRから回帰式を
用いて収縮時間QTを求める方法においては、正確な回
帰式を求めることが困難であるという問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional method of obtaining the systolic time QT from the electrocardiogram, it is necessary to collect the electrocardiogram in advance, and there has been a problem that the device configuration becomes large and complicated. Further, in the method of obtaining the contraction time QT from the heart rate HR using the regression equation, there is a problem that it is difficult to obtain an accurate regression equation.

【0150】図33に、一般的な脈波波形を示す。とこ
ろで、脈波波形は、心臓の収縮・拡張によって生じる血
液流の脈動を末梢部で測定したものであるから、その波
形形状には、心臓の動きが反映されている。図中のEE
D(Estimated Ejection Duration)は概略駆出期間と
呼ばれ、1回の心拍中に心臓から血液が流れ出る時間、
ひいては、収縮期時間QTに対応している。
FIG. 33 shows a general pulse waveform. By the way, the pulse wave waveform is obtained by measuring the pulsation of the blood flow caused by the contraction and expansion of the heart in the peripheral part, and the waveform shape reflects the movement of the heart. EE in the figure
D (Estimated Ejection Duration) is generally called an ejection period, and is a time during which blood flows from the heart during one heartbeat,
In turn, it corresponds to the systolic time QT.

【0151】そこで、本実施形態においては、この収縮
期時間QTに代えて、概略駆出時間EED(Estimated
Ejection Duration)を用い、この概略駆出時間EED
に対して、左心室加圧時間tsvを「EED+0.1〔se
c〕」〜「EED+0.2〔sec〕」の範囲で「0.01
〔sec〕」間隔で変化させ、同時に最高血圧Emv’を
「Eo+Em−20〔mmHg〕」〜「Eo+Em+20
〔mmHg〕」の範囲で「1mmHg」間隔で変化させ
る。
Therefore, in this embodiment, the approximate ejection time EED (Estimated time) is used instead of the systolic time QT.
Ejection Duration), the approximate ejection time EED
In contrast, the left ventricular pressurization time tsv is set to "EED + 0.1 [se
c] ”to“ EED + 0.2 [sec] ”within the range of“ 0.01
[Sec] ”interval, and at the same time, the systolic blood pressure Emv ′ is changed from“ Eo + Em−20 [mmHg] ”to“ Eo + Em + 20 ”.
[MmHg] ”at intervals of“ 1 mmHg ”.

【0152】すなわち、これら左心室加圧時間tsvおよ
び最高血圧Emv’の各々に対して、451通りの組合せ
が想定されることになる。これら各組合せにおいて、計
算脈波の最低血圧と実測脈波の最低血圧とが一致するよ
うな静電容量Ccが計算される。この結果、各被験者自
身の末梢部における圧脈波波形によるEEDを用いて循
環動態をパラメータを求めることができるため、心電計
が不要となるなど装置構成を簡略化でき、被験者の循環
動態を反映したより正確な循環動態パラメータを算出す
ることができるのである。
That is, 451 combinations are assumed for each of the left ventricular pressurization time tsv and the systolic blood pressure Emv '. In each of these combinations, the capacitance Cc is calculated such that the diastolic blood pressure of the calculated pulse wave matches the diastolic blood pressure of the actually measured pulse wave. As a result, since the parameters of the circulatory dynamics can be obtained by using the EED based on the pressure pulse waveform in the peripheral portion of each subject, the apparatus configuration can be simplified, such as the necessity of an electrocardiograph. It is possible to calculate a more accurate circulatory dynamic parameter that reflects.

【0153】次に、各組合せにおける計算脈波のサンプ
リング値をP1(t)とし、実測脈波のサンプリング値
をP2(t)としたとき、各組合せにおける波形平均誤
差εは下式により求まる。そして、波形平均誤差εが最
も小さい場合における静電容量Cc(大動脈コンプライ
アンス)が採用される。以上説明した過程を実現するフ
ローチャートの一例を図32に示す。 ε=Σt=0tp(|P2(t)−P2(t)|)/(N) …(155)
Next, when the sampling value of the calculated pulse wave in each combination is P1 (t) and the sampling value of the actually measured pulse wave is P2 (t), the waveform average error ε in each combination is obtained by the following equation. Then, the capacitance Cc (aortic compliance) when the waveform average error ε is the smallest is adopted. FIG. 32 shows an example of a flowchart for realizing the process described above. ε = Σt = 0tp (| P2 (t) -P2 (t) |) / (N) (155)

【0154】以上のようにして、1回拍出量の測定値と
計算値が一致する循環動態パラメータが全て決定された
ことになる。ここで、32歳の男性を被験者とした場合
について橈骨動脈波形から算出した循環動態パラメータ
等の値を以下に示す。 静電容量Cc = 0.001213〔cm5/dyn〕 電気抵抗Rc = 98.768〔dyn・s/cm5〕 インダクタンスL = 15.930〔dyn・s2/cm5〕 静電容量C = 0.0001241〔cm5/dyn〕 電気抵抗Rp = 1300.058〔dyn・s/cm5〕 左心室加圧時間ts = 0.496〔s〕 1拍の時間tp = 0.896〔s〕 1回拍出量SV = 83.6〔cc/拍〕 最高血圧Em’ = 117.44〔mmHg〕 また、図12に示す通り、算出したパラメータから求め
た橈骨動脈の計算波形と実測波形とは良く一致している
ことがわかる。
As described above, all the circulatory parameters in which the measured value of the stroke volume and the calculated value match are determined. Here, the values of the circulatory dynamic parameters and the like calculated from the radial artery waveform in the case where a 32-year-old man is a subject are shown below. Capacitance Cc = 0.001213 [cm5 / dyn] Electric resistance Rc = 98.768 [dyn · s / cm5] Inductance L = 15.930 [dyn · s2 / cm5] Capacitance C = 0.0001241 [cm5 / dyn] Electric resistance Rp = 1300.058 [dyn · s / cm5] Left ventricular pressurization time ts = 0.496 [s] One beat time tp = 0.896 [s] Single stroke output SV = 83 0.6 [cc / beat] systolic blood pressure Em '= 117.44 [mmHg] Also, as shown in FIG. 12, it can be seen that the calculated waveform of the radial artery obtained from the calculated parameters and the actually measured waveform match well. .

【0155】 データ算出処理(ステップS4) さらに、循環動態パラメータL,C,Cc,Rc,Rpの
値等をもとにして、大動脈圧波形が求められる。すなわ
ち、収縮期にあっては式(51)を用い、拡張期にあって
は式(142)を用いることにより、電圧v1の波形を1拍
分(すなわち、時刻0〜時刻tp或いは時刻t1〜時刻
(t1+tp))だけ計算する。
Data Calculation Process (Step S4) Further, an aortic pressure waveform is obtained based on the values of the circulatory dynamic parameters L, C, Cc, Rc, Rp and the like. That is, by using equation (51) during the systole and using equation (142) during the diastole, the waveform of the voltage v1 is changed for one beat (that is, time 0 to time tp or time t1 to time 1). Only the time (t1 + tp)) is calculated.

【0156】そして、次に、得られた大動脈起始部の波
形の時刻t1における値をこれらの式から算出して、そ
の算出結果を最低血圧値Eoとする。次に先に求めた最
高血圧値Em‘に心拍数HR(=60/tp)を乗じること
により、心筋負荷指数WPを算出する。 WP=Em‘×HR =Em‘×(60/tp)
Next, the value of the obtained waveform of the origin of the aorta at time t1 is calculated from these equations, and the calculated result is set as the diastolic blood pressure value Eo. Next, the myocardial load index WP is calculated by multiplying the previously determined systolic blood pressure value Em 'by the heart rate HR (= 60 / tp). WP = Em '× HR = Em' × (60 / tp)

【0157】 データ出力処理(ステップS5) 次にマイクロコンピュータ4は、パラメータ算出処理に
より得られた循環動態パラメータL,C,Cc,Rc,R
pを出力装置6へ出力し、出力装置上に表示する。ま
た、得られた計算波形を出力装置6へ出力して大動脈圧
波形の表示を行う。さらに最高血圧値Em’、心筋負荷
指数WPを最低血圧値Eoと一緒に出力装置6へ送出し
て、これらの値を出力装置6上に表示させる。
Data Output Processing (Step S5) Next, the microcomputer 4 calculates the circulatory dynamic parameters L, C, Cc, Rc, and R obtained by the parameter calculation processing.
p is output to the output device 6 and displayed on the output device. Further, the obtained calculated waveform is output to the output device 6 to display the aortic pressure waveform. Further, the systolic blood pressure value Em 'and the myocardial load index WP are sent to the output device 6 together with the diastolic blood pressure value Eo, and these values are displayed on the output device 6.

【0158】[6] 第1実施形態のまとめ ところで、従来の血圧測定装置では、橈骨動脈部,上腕
部等の末梢側において血圧を測定しており、心臓の負担
を間接的に測定する手法であると言える。ところが、心
臓の負担の変化が末梢側の血圧に反映されているとは限
らないのであって、心臓の負担を末梢側で見るというこ
とは、必ずしも的確なものとは言えない。
[6] Summary of the First Embodiment By the way, in the conventional blood pressure measurement device, the blood pressure is measured on the peripheral side such as the radial artery and the upper arm, and a method of indirectly measuring the burden on the heart. It can be said that there is. However, the change in the burden on the heart is not always reflected in the blood pressure on the peripheral side, and it is not always accurate to see the burden on the heart on the peripheral side.

【0159】このようなことから、本第1実施形態で
は、とりわけ中枢部の血圧波形が心臓の負担を見る上で
重要であることに着目し、大動脈起始部(動脈系の中枢
部)の血圧波形を末梢側で測定した脈波波形から推定し
て求めるようにしている。そして、推定された大動脈圧
波形から、大動脈起始部における最高血圧値,最低血圧
値並びに心筋負荷指数WPを算出すれば、これらの値が
心臓の負担を直接的に表わす指標となりうる。
In view of the above, the first embodiment focuses on the fact that the blood pressure waveform of the central part is particularly important in observing the burden on the heart, and focuses on the aortic root (the central part of the arterial system). The blood pressure waveform is estimated and obtained from the pulse wave waveform measured on the peripheral side. Then, if the systolic blood pressure value, the diastolic blood pressure value, and the myocardial load index WP at the aortic root are calculated from the estimated aortic pressure waveform, these values can be an index directly representing the burden on the heart.

【0160】このように、本実施形態によれば、各種の
循環動態パラメータとともに、中枢側の最高血圧,最低
血圧,心筋負荷指数、大動脈圧波形を診断者や被験者に
対して示すことができる。
As described above, according to the present embodiment, the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, the myocardial load index, and the aortic pressure waveform on the central side can be shown to the diagnostician and the subject, along with various circulatory parameters.

【0161】なお、式(51)は左心室圧波形そのものを
示すことから、中枢部における圧波形として、上述した
大動脈圧波形の代わりに左心室圧波形を出力装置6へ表
示させるようにしても良い。
Since the equation (51) shows the left ventricular pressure waveform itself, the left ventricular pressure waveform may be displayed on the output device 6 instead of the above-described aortic pressure waveform as the central part pressure waveform. good.

【0162】第2実施形態 上記第1実施形態では、橈骨動脈波形と1回拍出量から
循環動態パラメータの各値を算出することとした。しか
るに、上述したように、1回拍出量の検出を行うには、
被験者がカフ帯S1を装着する必要があるため、被験者
にとって煩わしいものと言える。
Second Embodiment In the first embodiment, the values of the circulatory dynamic parameters are calculated from the radial artery waveform and the stroke volume. However, as described above, in order to detect the stroke volume,
Since the subject needs to wear the cuff band S1, it can be said that the subject is troublesome.

【0163】そこで、本第2実施形態では、橈骨動脈波
形の形状によって大動脈圧が変化するという現象に着眼
して、波形の形状をひずみ率で代表させて中枢側の血圧
値等を推定するものである。すなわち、本実施形態で
は、橈骨動脈波形から得られるひずみ率dをもとにして
循環動態パラメータを導出する。
Therefore, in the second embodiment, the blood pressure shape and the like on the central side are estimated by noting the phenomenon that the aortic pressure changes depending on the shape of the radial artery waveform, and representing the waveform shape as a distortion factor. It is. That is, in the present embodiment, the circulatory dynamic parameters are derived based on the distortion rate d obtained from the radial artery waveform.

【0164】まず、マイクロコンピュータ4は、第1実
施形態と同様にして、脈波読み取り処理と平均化処
理を実施して、橈骨動脈波形の1拍分の平均波形を求め
る。次に、この平均波形に対して周知のFFT(高速フ
ーリエ変換)処理を施すことによって、脈波のフーリエ
解析を行う。そして、解析の結果として得られた周波数
スペクトルから、基本波の振幅A1,第2高調波の振幅
A2,第3高調波の振幅A3,…,第n高調波の振幅An
を求める。なお、n(nは自然数)の値は、高調波の振
幅の大きさを考慮して適宜決定するものとする。そし
て、これらの振幅値をもとにして、次式で定義されるひ
ずみ率dを算出する。 ひずみ率d=(A22+A32+…+An2)1/2/A1 …(156)
First, the microcomputer 4 performs a pulse wave reading process and an averaging process in the same manner as in the first embodiment to obtain an average waveform of one radial artery waveform. Next, Fourier analysis of the pulse wave is performed by performing a well-known FFT (fast Fourier transform) process on the average waveform. From the frequency spectrum obtained as a result of the analysis, the amplitude A1 of the fundamental wave, the amplitude A2 of the second harmonic, the amplitude A3 of the third harmonic,..., The amplitude An of the nth harmonic
Ask for. The value of n (n is a natural number) is appropriately determined in consideration of the amplitude of the harmonic. Then, based on these amplitude values, a distortion rate d defined by the following equation is calculated. Distortion d = (A22 + A32 + ... + An2) 1/2 / A1 ... (156)

【0165】次いで、得られたひずみ率dから循環動態
パラメータを推定する。推定にあたっては、橈骨動脈波
形のひずみ率と循環動態パラメータの各値の間に相当程
度の相関関係があるという知見に基づいて行う。すなわ
ち、予め多数の被験者についてひずみ率dと循環動態パ
ラメータとを測定して、ひずみ率と各循環動態パラメー
タの間の関係式を導出しておく。ここで、ひずみ率dと
循環動態パラメータRC,Rp,L,Cの測定結果との相
関関係の一例を、図25〜図28に示しておく。なお、
大動脈コンプライアンスCCに関しては図示していない
が、他の四つのパラメータと同様に相関係数と関係式を
求めることができる。
Next, a circulatory dynamic parameter is estimated from the obtained strain rate d. The estimation is performed based on the finding that there is a considerable correlation between the distortion rate of the radial artery waveform and each value of the circulatory dynamic parameters. That is, the distortion rate d and the circulatory parameters are measured for a large number of subjects in advance, and a relational expression between the distortion rate and each of the circulatory parameters is derived. Here, an example of the correlation between the strain rate d and the measurement results of the circulation dynamic parameters RC, Rp, L, and C is shown in FIGS. In addition,
Although the aortic compliance CC is not shown, a correlation coefficient and a relational expression can be obtained similarly to the other four parameters.

【0166】そして、上記の式(156)で算出したひず
み率dと図25〜図28に各々図示した関係式に基づい
て、循環動態パラメータRc,Rp,L,C,Ccを計算
する。次いで、第1実施形態におけるおよびの出力
処理と同様にして、算出した循環動態パラメータから、
大動脈圧波形の1拍分の波形を求めるとともに、大動脈
起始部における最低血圧値Eo、最高血圧値Em‘及び心
筋負荷指数WPを算出して、これらを出力装置6上へ表
示させる。
Then, the circulatory dynamic parameters Rc, Rp, L, C, and Cc are calculated based on the distortion factor d calculated by the above equation (156) and the relational equations shown in FIGS. Then, in the same manner as in the output processing of the first embodiment, and from the calculated circulatory dynamic parameters,
A waveform for one beat of the aortic pressure waveform is obtained, and a diastolic blood pressure value Eo, a systolic blood pressure value Em ', and a myocardial load index WP at the aortic root are calculated and displayed on the output device 6.

【0167】第3実施形態 本第3実施形態は、大動脈起始部における最高血圧値、
最低血圧値あるいは心筋負荷指数WPに加え、上記のよ
うにして求めた大動脈起始部の血圧波形から、心臓の仕
事量(以下、心仕事量と呼ぶ)を算出して、これを表示
させるものである。
Third Embodiment In the third embodiment, the systolic blood pressure at the origin of the aorta,
Calculates the work of the heart (hereinafter referred to as cardiac work) from the blood pressure waveform of the aortic root determined in the above manner in addition to the diastolic blood pressure value or the myocardial load index WP and displays the calculated work amount. It is.

【0168】この心仕事量は、心臓の負担を表わす1指
標であって、1回拍出量と大動脈圧との積で定義され、
1分あたりの心拍出量を仕事量に換算したものである。
ここで、1回拍出量は、1回の拍動で心臓から送り出さ
れる血流量で定義され、心臓から出る血流波形の面積に
相当するものである。この1回拍出量は、大動脈圧波形
の収縮期の面積と相関があり、大動脈圧波形に対して収
縮期面積法を適用することで1回拍出量を求めることが
できる。
This cardiac work is one index indicating the burden on the heart, and is defined by the product of the stroke volume and the aortic pressure.
The cardiac output per minute is converted into the amount of work.
Here, the stroke volume per stroke is defined by the blood flow volume sent out from the heart in one beat, and corresponds to the area of the blood flow waveform coming out of the heart. This stroke volume has a correlation with the systolic area of the aortic pressure waveform, and the stroke volume can be determined by applying the systolic area method to the aortic pressure waveform.

【0169】すなわち、まず、心臓の収縮期に対応する
部分の脈波波形の面積Sを算出する。これを図29の脈
波波形で説明すると、脈波の立ち上がりの部分から窪み
(ノッチ)に至る領域の面積,即ち同図でハッチングを
付した部分が、面積Sに相当する。次いで、所定の定数
をKとすると、1回拍出量SVを次式によって算出する
ことができる。 1回拍出量SV[ml]=面積S[mmHg・s]×定
数K
That is, first, the area S of the pulse waveform in the portion corresponding to the systole of the heart is calculated. This will be described with reference to the pulse waveform in FIG. 29. The area of the region from the rising portion of the pulse wave to the depression (notch), that is, the hatched portion in FIG. Next, assuming that a predetermined constant is K, the stroke volume SV can be calculated by the following equation. Stroke volume SV [ml] = area S [mmHg · s] × constant K

【0170】一方、心拍出量は、心臓から1分間に送り
出される血流量で定義される。したがって、心拍出量は
1回拍出量を1分間に換算することで得られる。すなわ
ち、心拍出量は、1回拍出量と心拍数の積によって求め
られる。本実施形態では、第1実施形態又は第2実施形
態のの出力処理において、マイクロコンピュータ4
が、算出された左心室圧波形をもとに心仕事量を算出し
て出力装置6へ表示する。その他の処理は、第1実施形
態或いは第2実施形態と同じであり、その説明は省略す
る。
On the other hand, the cardiac output is defined by the blood flow sent from the heart in one minute. Therefore, the cardiac output is obtained by converting the stroke volume to one minute. That is, the cardiac output is determined by the product of the stroke volume and the heart rate. In the present embodiment, in the output processing of the first embodiment or the second embodiment, the microcomputer 4
Calculates the amount of cardiac work based on the calculated left ventricular pressure waveform and displays it on the output device 6. Other processes are the same as in the first embodiment or the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0171】ここで、マイクロコンピュータ4は、以下
に示す手順によって心仕事量Wsを算出する。まず、ws
をe・isで定義すると、これは式(51),式(90),
式(91)から次式のように算出される。 ws=e・is =ωsCcEm’2sinωstcosωst +Em’sinωst(D1stcosωst+D2stsinωst) +Em’sinωst(D1trcosω1t’+D2trsinω1t’)exp(−β 1t’) …(157)
Here, the microcomputer 4 calculates the cardiac work Ws by the following procedure. First, ws
Is defined as e · is, this is given by equation (51), equation (90),
It is calculated from equation (91) as follows. ws = e · is = ωsCcEm′2sinωstcosωst + Em′sinωst (D1stcosωst + D2stsinωst) + Em′sinωst (D1trcosω1t ′ + D2trsinω1t ′) exp (−β1157)

【0172】ここで、式(157)における第1項,第2
項,第3項をそれぞれw1,w2,w3とすると、各々は
以下の式のように変形される。 w1=(ωsCcEm’2/2)sin2ωst …(161) w2=(Em’/2){D1stsin2ωst−D2st(cos2ωst−1)} …(162) w3=(Em’/2)[D1tr{sin(ωst+ω1t’) +sin(ωst−ω1t’)}−D2tr{cos(ωst+ω1t’) −cos(ωst−ω1t’)}]exp(−β1t’) …(163)
Here, the first term and the second term in the equation (157)
Assuming that the term and the third term are w1, w2, and w3, respectively, they are transformed as in the following equations. w1 = (ωsCcEm′2 / 2) sin2ωst (161) w2 = (Em ′ / 2) {D1stsin2ωst−D2st (cos2ωst-1)} (162) w3 = (Em ′ / 2) [D1tr {sin (ωst + ω1t) ') + Sin (ωst-ω1t')}-D2tr {cos (ωst + ω1t ')-cos (ωst-ω1t')}] exp (-β1t ') (163)

【0173】次に、式(82)より ωst+ω1t’=ωst+ω1(t−t1)=(ωs+ω1)t−ω1t1 =ωat−Φ …(164) とおき、 ωst−ω1t’=(ωs−ω1)t+ω1t1=ωbt+Φ …(165) とおく。Next, from equation (82), ωst + ω1t ′ = ωst + ω1 (t−t1) = (ωs + ω1) t−ω1t1 = ωat−Φ (164), and ωst−ω1t ′ = (ωs−ω1) t + ω1t1 = ωbt + Φ (165)

【0174】すなわち、 ωa=ωs+ω1 …(166) ωb=ωs−ω1 …(167) Φ =ω1t1 …(168) である。That is, ωa = ωs + ω1 (166) ωb = ωs−ω1 (167) Φ = ω1t1 (168)

【0175】すると、式(163)は次式のようになる。 w3=(Em’/2)[D1tr{sin(ωat−Φ)+sin(ωbt+Φ)} −D2tr{cos(ωat−Φ)−cos(ωbt+Φ)}]exp(−β1t’) …(169)Then, equation (163) becomes the following equation. w3 = (Em '/ 2) [D1tr {sin (ωat-Φ) + sin (ωbt + Φ)} -D2tr {cos (ωat-Φ) -cos (ωbt + Φ)}] exp (-β1t') (169)

【0176】次に、W1,W2,W3をそれぞれ以下のよ
うに定義し、式(161),式(162),式(169)から以
下の式を導出する。 W1=∫w1dt=−(CcEm’2/4)cos2ωst =(CcEm’2/4)(1−2cos2ωst) …(173) W2=∫w2dt =(Em’/2)[−{D1st/(2ωs)}cos2ωst −D2st{sin2ωst/(2ωs)−t}] ={Em’/(4ωs)}{(D1st+2D2stωst) −2cosωst(D1stcosωst+D2stsinωst)} …(174) W3=∫w3dt =(Em’/2)[{(−ωaD1tr+β1D2tr)cos(ωat−Φ) −(β1D1tr+ωaD2tr)sin(ωat−Φ)}/(β12+ωa2) +{−(ωbD1tr+β1D2tr)cos(ωbt+Φ) +(−β1D1tr+ωbD2tr)sin(ωbt+Φ)} /(β12+ωb2)]exp(−β1t’) …(175)
Next, W1, W2, and W3 are defined as follows, and the following equations are derived from equations (161), (162), and (169). W1 = ∫w1dt = − (CcEm′2 / 4) cos2ωst = (CcEm′2 / 4) (1-2 cos2ωst) (173) W2 = ∫w2dt = (Em ′ / 2) [− {D1st / (2ωs) {Cos2ωst-D2st {sin2ωst / (2ωs) −t}] = {Em ′ / (4ωs)} (D1st + 2D2stωst) −2cosωst (D1stcosωst + D2stsinωst)} (174) W3 = {E3m2} (−ωaD1tr + β1D2tr) cos (ωat−Φ) − (β1D1tr + ωaD2tr) sin (ωat−Φ)} / (β12 + ωa2) + {− (ωbD1tr + β1D2tr) cos (ωbt + Φ) + (− β1D1tr + ωb} 2t) + (− β1D1tr + ωbω2t) exp (-β1t ') ... (175)

【0177】仕事量Wsは、上記のW1,W2,W3の総和
を”分”あたりに換算して得られることから、最終的に
次式で表わされる。 Ws=(W1+W2+W3)×10-7×60/tp〔J/分〕 …(176) 大動脈起始部における最高血圧値,最低血圧値及び心筋
負荷指数WPに加えて、以上説明したような心仕事量を
表示する意味は次のようなものである。
Since the work amount Ws is obtained by converting the sum of the above W1, W2 and W3 into "minutes", it is finally expressed by the following equation. Ws = (W1 + W2 + W3) .times.10 @ -7.times.60 / tp [J / min] (176) In addition to the systolic blood pressure value, the diastolic blood pressure value and the myocardial load index WP at the aortic root, the heart work described above. The meaning of displaying the quantity is as follows.

【0178】大動脈圧波形をもとに上述した心仕事量を
求めることで、心臓の負担を表わす指標として、大動脈
起始部の最高血圧値,最低血値値あるいは心筋負荷指数
WPとは別の有用な指標を提供することも可能となる。
ここで、心仕事量を算出することによる意義について以
下に例を挙げて説明することとする。
By calculating the above-mentioned cardiac work based on the aortic pressure waveform, the systolic blood pressure value, the minimum blood value, or the myocardial load index WP at the origin of the aorta is determined as an index representing the burden on the heart. It is also possible to provide useful indicators.
Here, the significance of calculating the amount of cardiac work will be described with reference to examples below.

【0179】いま、患者へ降圧剤を投与して高血圧の治
療を行う場合を考えてみる。通常、薬が効いているので
あれば、橈骨動脈部で測定される最高血圧値,最低血圧
値に変化が現れて薬の効果を確認することができる。と
ころが、最高血圧値,最低血圧値に変化が見られない場
合であっても、実際には薬が効いていて、心臓の負荷自
体は軽くなっていることがある。これは、降圧剤の役割
としては動脈系のどこかで心臓の負荷を小さくしていれ
ば良く、必ずしも橈骨動脈部における血圧が下がってい
る必要はないからである。
Now, consider a case in which a hypertensive is treated by administering a hypotensive agent to a patient. Normally, if the drug is effective, the systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value measured in the radial artery change, and the effect of the drug can be confirmed. However, even when the systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value do not change, the medicine is actually effective, and the load on the heart itself may be reduced. This is because the role of the antihypertensive agent is to reduce the load on the heart somewhere in the arterial system, and the blood pressure in the radial artery does not necessarily need to be reduced.

【0180】このように、橈骨動脈部等の動脈系の末梢
部における血圧値に顕著な変化が見られない場合であっ
ても、大動脈起始部の血圧波形から求めた心仕事量を算
出することで、真の心臓の負担を知ることが可能となる
のである。ところで、このような心臓の負担の変化は、
大動脈起始部の血圧波形を子細に検討することで見い出
せるのではあるが、心仕事量を算出することによって微
妙な波形の変化を定量的に表現できるようになるのであ
る。
As described above, even when there is no remarkable change in the blood pressure value in the peripheral portion of the arterial system such as the radial artery, the cardiac work calculated from the blood pressure waveform at the aortic root is calculated. This makes it possible to know the true burden of the heart. By the way, such changes in the burden on the heart
Although it can be found by closely examining the blood pressure waveform at the aortic root, the calculation of the cardiac work makes it possible to quantitatively express subtle changes in the waveform.

【0181】したがって、最高血圧値や最低血圧値ばか
りでなく、心筋負荷指数WP及び心仕事量を求めてこれ
を表示することによって、降圧剤療法の評価をいっそう
きめ細かく行うことが可能となるのである。図22〜図
24に上述した第1ないし第3のタイプの各脈波形状に
ついて心仕事量を算出した結果を示す。
Therefore, by obtaining and displaying not only the systolic blood pressure value and the diastolic blood pressure value but also the myocardial stress index WP and the cardiac work, the evaluation of antihypertensive therapy can be performed more precisely. . FIGS. 22 to 24 show the results of calculating the cardiac work for each of the above-described first to third types of pulse wave shapes.

【0182】第4実施形態 以上の第1ないし第3実施形態においては、心筋負荷指
数WPを算出するに際しては、常に大動脈起始部血圧及
び検出した心拍数に基づいていたが、本第4実施形態は
末梢部血圧と大動脈起始部血圧との差を無視することが
可能な心拍数範囲では、大動脈起始部血圧に代えて末梢
部血圧を用い、末梢部血圧と大動脈起始部血圧との差を
無視することができない心拍数範囲では、大動脈起始部
血圧を用いることにより、全体として演算処理の軽減を
図るための実施形態である。
Fourth Embodiment In the first to third embodiments described above, the myocardial load index WP is always calculated based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. In the heart rate range where the difference between the peripheral blood pressure and the aortic root blood pressure can be ignored, the form uses the peripheral blood pressure instead of the aortic root blood pressure, and the peripheral blood pressure and the aortic root blood pressure This is an embodiment for reducing the arithmetic processing as a whole by using the aortic root blood pressure in a heart rate range where the difference cannot be ignored.

【0183】一般に心拍数が増加すると、大動脈起始部
血圧と末梢部血圧との差は大きくなることが知られてい
る。そこで本第4実施形態においては、心拍数の変動範
囲が所定の基準心拍数変動範囲内である場合には、末梢
部血圧(最高血圧)及び検出した心拍数を用いて心筋負
荷指数WPを求め、心拍数の変動範囲が基準心拍数変動
範囲以上となった場合には、大動脈起始部血圧(最高血
圧)及び検出した心拍数を用いて心筋負荷指数を求める
こととした。
It is generally known that as the heart rate increases, the difference between the aortic root blood pressure and the peripheral blood pressure increases. Therefore, in the fourth embodiment, when the fluctuation range of the heart rate is within the predetermined reference heart rate fluctuation range, the myocardial load index WP is obtained using the peripheral blood pressure (systolic blood pressure) and the detected heart rate. When the fluctuation range of the heart rate becomes equal to or larger than the reference heart rate fluctuation range, the myocardial load index is determined using the aortic root blood pressure (systolic blood pressure) and the detected heart rate.

【0184】より具体的には、安静時におけるヒトの心
拍数(もちろん、個人差を有する)である基準心拍数に
対する心拍数変動は、±10[%]程度である。従っ
て、例えば、実際の心拍数変動が安静時の基準心拍数に
対して±10[%]未満であるならば、末梢部血圧と大
動脈起始部血圧との差を無視することが可能であると判
断して末梢部血圧Pperi及び心拍数HRに基づいて次式
により心筋負荷指数WPを算出する。 WP=Pperi×HR 一方、実際の心拍数変動が安静時の基準心拍数に対し
て、測定誤差マージンを考慮した±15[%]以上とな
った場合には、末梢部血圧と大動脈起始部血圧との差を
無視することができないと判断して、大動脈起始部血圧
Pcent及び心拍数HRに基づいて次式により心筋負荷指
数WPを算出することとなる。 WP=Pcent×HR これにより本第4実施形態によれば、実際の心拍数変動
が安静時の基準心拍数に対して所定範囲未満であれば、
末梢部血圧を用いて心筋負荷指数WPを算出することと
なるので、常に大動脈起始部血圧を用いて心筋負荷指数
を算出する場合と比較して、処理を簡略化し、処理速度
の向上を図ることが可能となる。
More specifically, the variation in the heart rate at rest with respect to the reference heart rate, which is the human heart rate (of course, having individual differences) is about ± 10 [%]. Therefore, for example, if the actual heart rate fluctuation is less than ± 10% relative to the reference heart rate at rest, it is possible to ignore the difference between the peripheral blood pressure and the aortic root blood pressure. Then, the myocardial load index WP is calculated by the following equation based on the peripheral blood pressure Pperi and the heart rate HR. WP = Pperi × HR On the other hand, if the actual heart rate variance is ± 15 [%] or more with respect to the reference heart rate at rest taking into account the measurement error margin, the peripheral blood pressure and the aortic root It is determined that the difference from the blood pressure cannot be ignored, and the myocardial load index WP is calculated by the following equation based on the aortic root blood pressure Pcent and the heart rate HR. WP = Pcent × HR According to the fourth embodiment, if the actual heart rate fluctuation is less than a predetermined range with respect to the reference heart rate at rest,
Since the myocardial load index WP is calculated using the peripheral blood pressure, the processing is simplified and the processing speed is improved as compared with the case where the myocardial load index is calculated always using the aortic root blood pressure. It becomes possible.

【0185】また、実際の心拍数変動が安静時の基準心
拍数に対して所定範囲以上であれば、循環動態パラメー
タに基づいて算出した大動脈起始部血圧を用いて心筋負
荷指数WPを算出することとなるので、末梢部血圧を用
いて心筋負荷指数WPを算出する場合と比較してより正
確な心筋負荷指数を算出することが可能となる。このよ
うに本第4実施形態によれば、全体として処理を簡略化
することができるにも拘わらず、常に正確な心筋負荷指
数WPを算出することが可能となる。
If the actual heart rate fluctuation is equal to or more than a predetermined range with respect to the reference heart rate at rest, the myocardial load index WP is calculated using the aortic root blood pressure calculated based on the circulatory parameters. As a result, it becomes possible to calculate a more accurate myocardial load index as compared with the case where the myocardial load index WP is calculated using the peripheral blood pressure. As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to always calculate an accurate myocardial load index WP, although the processing can be simplified as a whole.

【0186】第5実施形態 上記第1実施形態ないし第3実施形態においては、所定
のタイミングで常時、大動脈起始部血圧及び検出した心
拍数に基づいて心筋負荷指数WPを算出する構成として
いたが、大動脈起始部血圧があまり変化したとは考えら
れない場合には、必ずしも心筋負荷指数WPを継続的に
算出する必要はないと考えられる。
Fifth Embodiment In the first to third embodiments, the myocardial load index WP is always calculated at a predetermined timing based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. On the other hand, when it is not considered that the aortic root blood pressure has changed much, it is considered that it is not always necessary to continuously calculate the myocardial load index WP.

【0187】そこで、本第5実施形態は、大動脈起始部
血圧が大きく変化したと考えられる場合にのみ新たに心
筋負荷指数WPを算出し、大動脈起始部血圧があまり変
化したとは考えられない場合には、心筋負荷指数WPの
算出を行わずに前回求めた心筋負荷指数WPを保持、表
示することにより演算処理量を低減するための実施形態
である。
Therefore, in the fifth embodiment, the myocardial load index WP is newly calculated only when it is considered that the aortic root blood pressure has significantly changed, and it is considered that the aortic root blood pressure has changed much. When there is no myocardial load index WP, this embodiment is an embodiment for holding and displaying the myocardial load index WP obtained last time without calculating the myocardial load index WP, thereby reducing the amount of calculation processing.

【0188】ところで、大動脈起始部血圧を算出するた
めには、それに先だって循環動態パラメータの算出が必
要である。この場合において、今回求めた循環動態パラ
メータの前回(あるいは複数回前)に求めた循環動態パ
ラメータに対する変化(変化率)が小さい場合には、今
回求めた循環動態パラメータにより得られるであろう大
動脈起始部血圧の前回に求めた循環動態パラメータによ
り得られるであろう大動脈起始部血圧に対す変化(変化
率)も小さいと考えられる。
By the way, in order to calculate the aortic root blood pressure, it is necessary to calculate the circulatory dynamic parameters prior to the calculation. In this case, if the change (rate of change) of the currently obtained hemodynamic parameters with respect to the previously obtained (or a plurality of previous times) hemodynamic parameters is small, the aortic root that will be obtained by the currently obtained hemodynamic parameters will be obtained. It is also considered that the change (rate of change) of the aortic root blood pressure to the aortic root blood pressure, which may be obtained by the previously obtained circulatory dynamic parameters, is small.

【0189】そこで、本第5実施形態においては、今回
求めた循環動態パラメータと前回求めた循環動態パラメ
ータとを比較し、各循環動態パラメータの変化率が予め
定めた基準変化率未満である場合には、大動脈起始部血
圧の算出、ひいては、心筋負荷指数WPの算出を行わず
に前回(あるいは複数回前)に求めた心筋負荷指数を保
持し、表示を継続する。
Therefore, in the fifth embodiment, the circulatory dynamic parameter obtained this time is compared with the circulatory dynamic parameter obtained last time, and when the change rate of each circulatory dynamic parameter is smaller than a predetermined reference change rate. Holds the myocardial load index obtained last time (or a plurality of times before) without calculating the aortic root blood pressure and, consequently, the myocardial load index WP, and continues the display.

【0190】また、今回求めた循環動態パラメータと前
回求めた循環動態パラメータとを比較し、各循環動態パ
ラメータの変化率が予め定めた基準変化率以上である場
合には、今回求めた循環動態パラメータに基づいて大動
脈起始部血圧の算出並びに心筋負荷指数WPの算出を行
うものである。
The circulatory dynamic parameters obtained this time are compared with the circulatory dynamic parameters obtained last time. If the change rate of each circulatory dynamic parameter is equal to or greater than a predetermined reference change rate, the circulatory dynamic parameter obtained this time is compared. Is used to calculate the aortic root blood pressure and the myocardial load index WP.

【0191】より具体的には、今回もとめた循環動態パ
ラメータと前回(あるいは複数回前)に求めた循環動態
パラメータとを比較し、各循環動態パラメータの変化率
が±5[%]以上である場合には大動脈起始部血圧の算
出及びこの算出した大動脈起始部血圧に基づく心筋負荷
指数WPの算出を行う。
More specifically, the circulatory parameters obtained this time are compared with the circulatory parameters obtained last time (or a plurality of times before), and the change rate of each circulatory parameter is ± 5% or more. In this case, the calculation of the aortic root blood pressure and the calculation of the myocardial load index WP based on the calculated aortic root blood pressure are performed.

【0192】一方、各循環動態パラメータの変化率が±
5[%]未満の場合には、大動脈起始部血圧の算出及び
心筋負荷指数WPの算出を行わず、前回(あるいは複数
回前)に求めた心筋負荷指数を保持し、表示を継続す
る。この結果、本第5実施形態によれば、不必要な演算
を行う必要がなくなり、演算処理量を低減し、処理を簡
略化して、全体的な処理速度の向上を図ることが可能と
なる。
On the other hand, the rate of change of each circulatory dynamic parameter is ±
If it is less than 5%, the calculation of the aortic root blood pressure and the calculation of the myocardial load index WP are not performed, the myocardial load index obtained last time (or a plurality of times before) is retained, and the display is continued. As a result, according to the fifth embodiment, unnecessary calculations need not be performed, the amount of calculation processing can be reduced, the processing can be simplified, and the overall processing speed can be improved.

【0193】実施形態の変形例 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、
例えば以下のように種々の変形が可能である。例えば、
1回拍出量SVの測定を行うことなく循環動態パラメー
タを求める形態も考えられる。すなわち、この実施形態
によれば、循環動態パラメータのうちのインダクタンス
Lは固定値とすることとして、被験者から測定した橈骨
動脈脈波の波形のみに基づいて、その他の循環動態パラ
メータの値を算出するようにする。このようにすれ
ば、図1の構成において必要とされた1回拍出量測定器
2を、図15に示す如く省略することが可能となる。し
たがって、この実施形態における測定の態様は、図16
に示されるように、図2で必要とされたカフ帯S1が不
要となっている。
Modification of Embodiment The present invention is not limited to the above-described embodiment,
For example, various modifications are possible as follows. For example,
A form in which a circulatory dynamic parameter is obtained without measuring the stroke volume SV is also conceivable. That is, according to this embodiment, the inductance L among the circulatory parameters is set to a fixed value, and the values of the other circulatory parameters are calculated based only on the waveform of the radial artery pulse wave measured from the subject. To do it. In this way, the stroke volume measuring device 2 required in the configuration of FIG. 1 can be omitted as shown in FIG. Therefore, the mode of measurement in this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the cuff band S1 required in FIG. 2 is unnecessary.

【0194】ところで、このようにインダクタンスLの
値を固定してしまうと、実測した1回拍出量を用いた方
法に比して、得られる循環動態パラメータの精度が低下
する。そこでこの点を補うため、図17に示すように、
測定により得られた橈骨動脈波形(測定波形)W1と計
算により得られた橈骨動脈波形(計算波形)W2とを重
ねて出力装置6に表示させる。そして、まず、インダク
タンスLの値を上記の固定値に設定して計算波形W2を
求め、この波形を出力装置6に表示させて測定波形W1
との波形の一致の程度を見る。次に、診断者が、上記の
固定値とは異なる適当な値をインダクタンスLとして決
めて、再度、計算波形W2を求めて測定波形W1との一
致の程度を出力装置6上で見る。そして、以後は、診断
者が上記と同様にインダクタンスLの値を幾つか適当に
決めて、それぞれのインダクタンスLの値について計算
波形W2を求め、出力装置6上で計算波形W2の各々と
測定波形W1とを比較する。そして、これらの計算波形
W2の中で測定波形W1と最も良く一致する波形を一つ
選んで、その時のインダクタンスLの値を最適値として
決定する。
When the value of the inductance L is fixed as described above, the accuracy of the obtained circulatory dynamic parameters is reduced as compared with the method using the actually measured stroke volume. Therefore, to compensate for this, as shown in FIG.
The radial artery waveform (measured waveform) W1 obtained by the measurement and the radial artery waveform (calculated waveform) W2 obtained by the calculation are superimposed and displayed on the output device 6. Then, first, the value of the inductance L is set to the above-mentioned fixed value to obtain a calculated waveform W2, and this waveform is displayed on the output device 6 to display the measured waveform W1.
And the degree of coincidence of the waveforms. Next, the diagnostician determines an appropriate value different from the fixed value as the inductance L, obtains the calculated waveform W2 again, and checks the degree of coincidence with the measured waveform W1 on the output device 6. Thereafter, the diagnostician appropriately determines some values of the inductance L in the same manner as described above, obtains a calculated waveform W2 for each value of the inductance L, and outputs each of the calculated waveforms W2 and the measured waveform on the output device 6. Compare with W1. Then, one of the calculated waveforms W2 that best matches the measured waveform W1 is selected, and the value of the inductance L at that time is determined as the optimum value.

【0195】なお、大動脈起始部の圧波形のモデルとし
ては、上述した三角波の代わりに台形波を使用すること
が考えられる。このようにすると、三角波で近似する場
合に比べて実際の圧波形により近い波形となるため、さ
らに正確な循環動態パラメータを算出することができ
る。
As a model of the pressure waveform at the aortic root, a trapezoidal wave may be used instead of the above-described triangular wave. In this case, since the waveform becomes closer to the actual pressure waveform than in the case where the waveform is approximated by a triangular wave, a more accurate circulatory dynamic parameter can be calculated.

【0196】また、脈波や1回拍出量の測定箇所は、図
2や図16に示す場所に限られるものではなく、被験者
の体の如何なる部位であっても良い。すなわち、上述し
た実施形態では、被験者の上腕部にカフ帯S1を装着さ
せた測定態様としたが、被験者の利便を考えるとカフ帯
を使用しない形態が好ましいと言える。
The measurement positions of the pulse wave and the stroke volume are not limited to those shown in FIGS. 2 and 16, but may be any parts of the body of the subject. That is, in the above-described embodiment, the measurement mode is such that the cuff band S1 is attached to the upper arm of the subject. However, considering the convenience of the subject, it is preferable that the cuff band is not used.

【0197】その一例として、手首において橈骨動脈波
形と1回拍出量の双方を測定する形態が考えられる。こ
の種の構成例としては、図18に示すように、血圧測定
用のセンサおよび1回拍出量測定用のセンサからなるセ
ンサ12を腕時計11のベルト13に装着するととも
に、脈波解析装置のうちセンサ12以外の構成部分10
を腕時計11の本体部分に内蔵させた構成が考えられ
る。そして、図に示すように、センサ12が取り付け具
14によってベルト13へ摺動自在に取り付けられてお
り、被験者が腕時計11を手首にはめることで、センサ
12が適度な圧力で橈骨動脈部へ押し当てられるように
なっている。
As an example, a form in which both the radial artery waveform and the stroke volume are measured at the wrist can be considered. As an example of this type of configuration, as shown in FIG. 18, a sensor 12 composed of a sensor for measuring blood pressure and a sensor for measuring stroke volume is mounted on a belt 13 of a wristwatch 11, and a pulse wave analyzer is provided. Component 10 other than the sensor 12
Is built in the main body of the wristwatch 11. Then, as shown in the figure, the sensor 12 is slidably attached to the belt 13 by the attachment 14, and when the subject puts the wristwatch 11 on the wrist, the sensor 12 is pushed to the radial artery with an appropriate pressure. Is to be applied.

【0198】また、指において脈波と1回拍出量とを測
定する形態も考えられるのであって、この形態による装
置の構成例を図19に示す。同図に示すように、血圧測
定用のセンサおよび1回拍出量測定用のセンサからなる
センサ22を指(この図の例では人差し指)の根元に取
り付けるとともに、脈波解析装置のうちセンサ22以外
の構成部分10を腕時計21に内蔵させてリード線2
3,23を介してセンサ22へ接続してある。
Further, a form in which a pulse wave and a stroke volume are measured with a finger is also conceivable. FIG. 19 shows a configuration example of an apparatus according to this form. As shown in the figure, a sensor 22 composed of a sensor for measuring blood pressure and a sensor for measuring stroke volume is attached to the base of a finger (in this example, the index finger). Components 10 other than the lead wire 2
It is connected to the sensor 22 via 3 and 23.

【0199】さらに、これら2つの測定形態を組み合わ
せることによって、手首において1回拍出量を測定する
とともに指において脈波を測定する形態,指において1
回拍出量を測定するとともに手首において橈骨動脈波を
測定する形態を実現することが可能となる。
Furthermore, by combining these two measurement modes, a stroke volume is measured once at the wrist, a pulse wave is measured at the finger, and a pulse wave is measured at the finger.
It is possible to realize a form of measuring the stroke volume and measuring the radial artery wave at the wrist.

【0200】そして、これらの如くカフ帯なしの構成と
することで被験者が腕をまくらずに済み、測定にあたっ
て被験者の負担が軽減される。他方、カフ帯だけを用い
た形態として図20に示す構成が考えられる。同図に示
すように、血圧測定用のセンサおよび1回拍出量測定用
のセンサからなるセンサ32と、脈波解析装置のうちセ
ンサ32以外の構成部分10とを、カフ帯によって被験
者の上腕部へ固定させており、図2と比較しても簡易な
構成となっていることがわかる。
[0200] By adopting a configuration without the cuff band as described above, the subject does not have to roll his arm, and the burden on the subject in measurement is reduced. On the other hand, a configuration shown in FIG. 20 can be considered as a mode using only the cuff band. As shown in the figure, a sensor 32 composed of a sensor for measuring blood pressure and a sensor for measuring stroke volume, and a component 10 of the pulse wave analyzer other than the sensor 32 are connected to the upper arm of the subject by a cuff band. It can be seen that the configuration is simpler than that of FIG.

【0201】また、上記の実施形態においては、循環動
態パラメータを算出するにあたって脈波を用いることと
したが、これに限定されるものではなく、その他の生体
の状態を用いることが可能なことは言うまでもない。以
上の実施形態においては、算出した循環動態パラメータ
に基づく大動脈起始部血圧及び検出した心拍数に基づい
て心筋負荷指数を算出する構成としていたが、生体の末
梢部血圧あるいは生体の末梢部の脈波波形に基づいて、
生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出すれば、算出方
法の如何を問わず、同様に大動脈起始部血圧の推定値及
び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出するこ
とが可能である。
In the above embodiment, the pulse wave is used to calculate the circulatory dynamic parameters. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use other biological conditions. Needless to say. In the above embodiments, the myocardial load index is calculated based on the aortic root blood pressure based on the calculated circulatory dynamic parameters and the detected heart rate. However, the peripheral blood pressure of the living body or the pulse of the peripheral blood of the living body is calculated. Based on the wave shape,
If the estimated value of the aortic root blood pressure of the living body is calculated, the myocardial load index can be similarly calculated based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate regardless of the calculation method. It is.

【0202】例えば、循環動態パラメータに基づいて算
出した大動脈起始部血圧に代えて、生体の末梢部の脈波
波形からGTF(Genelal Transfer Function)等の予
め求めた所定の伝達関数に基づいて生体の大動脈起始部
血圧の推定値を算出し、この算出した大動脈起始部血圧
の推定値及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を
算出するように構成することも可能である。この場合に
おいて、所定の伝達関数としては、万人に適用可能な一
般的な伝達関数に限らず、特定の生体に固有の補正を加
えた伝達関数を用いることも可能である。
For example, instead of the aortic root blood pressure calculated on the basis of the circulatory dynamic parameters, the living body is determined based on a predetermined transfer function such as a GTF (general transfer function) based on the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body. It is also possible to calculate the estimated value of the blood pressure at the aortic root in the aorta, and calculate the myocardial load index based on the calculated estimated value of the blood pressure at the aortic root and the detected heart rate. In this case, the predetermined transfer function is not limited to a general transfer function applicable to all persons, and may be a transfer function obtained by adding a correction unique to a specific living body.

【0203】実施形態の効果 本実施形態によれば、算出した循環動態パラメータに基
づく大動脈起始部血圧の推定値及び検出した心拍数に基
づいて心筋負荷指数を算出するので、末梢部血圧を用い
て心筋負荷指数を算出する場合と比較して、より広範な
条件下で、最適な心筋負荷指数を算出することが可能と
なる。
[0203] According to the present embodiment of the embodiment, since the calculated cardiac load index based on the estimated value and the heart rate detected in the aortic root pressure based on the calculated circulatory state parameters, using peripheral portion BP It is possible to calculate the optimal myocardial load index under a wider range of conditions than when calculating the myocardial load index by using the above method.

【0204】また、心拍数の変動率が基準心拍数変動率
以上の場合に、大動脈起始部血圧及び検出した心拍数に
基づいて心筋負荷指数を算出するので、常に大動脈起始
部血圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算
出する構成と比較して、より処理を簡略化することがで
き、処理の高速化を図ることができる。
When the rate of change in heart rate is equal to or higher than the reference rate, the myocardial load index is calculated based on the blood pressure at the aortic root and the detected heart rate. As compared with the configuration in which the myocardial load index is calculated based on the calculated heart rate, the processing can be further simplified and the processing can be speeded up.

【0205】さらに心拍数の変動率が基準心拍数変動率
未満の場合に末梢部血圧及び検出した心拍数に基づいて
心筋負荷指数を算出する構成によれば、正確な心筋負荷
指数を得られるにも拘わらず、処理を簡略化することが
可能となる。さらにまた、算出した循環動態パラメータ
の基準循環動態パラメータに対する変動率が予め設定し
たパラメータ基準変動率以上の場合に、大動脈起始部血
圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
る構成によれば、心筋負荷指数があまり変化しない状態
においては、不必要に演算処理を行うことがないので、
処理の簡略化を図ることができる。
Further, according to the configuration in which the myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the rate of change of the heart rate is less than the reference rate of heart rate change, an accurate myocardial load index can be obtained. Nevertheless, the processing can be simplified. Furthermore, when the variation rate of the calculated circulatory parameters with respect to the reference circulatory parameters is equal to or more than a preset parameter reference variation rate, the myocardial load index is calculated based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. According to this, in the state where the myocardial load index does not change much, there is no unnecessary calculation processing,
Processing can be simplified.

【0206】また、循環動態パラメータの変動率が基準
パラメータ変動率未満の場合に末梢部血圧及び検出した
心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出する構成によれ
ば、正確な心筋負荷指数を得られるにも拘わらず、処理
を簡略化することが可能となる。さらに生体の末梢部血
圧あるいは生体の末梢部の脈波波形に基づいて、生体の
大動脈起始部血圧の推定値を算出し、生体の心拍数を検
出し、大動脈起始部血圧の推定値及び検出した心拍数に
基づいて心筋負荷指数を算出する構成によれば、簡易、
正確、かつ、迅速に心筋負荷指数を算出することが可能
となる。
Further, according to the configuration in which the myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the rate of change of the circulatory dynamic parameter is less than the reference parameter change rate, an accurate myocardial load index can be obtained. Nevertheless, the processing can be simplified. Furthermore, based on the peripheral blood pressure of the living body or the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body, the estimated value of the aortic root blood pressure of the living body is calculated, the heart rate of the living body is detected, and the estimated value of the aortic root blood pressure and According to the configuration for calculating the myocardial load index based on the detected heart rate, simple,
It is possible to calculate the myocardial load index accurately and quickly.

【0207】さらにまた、生体の末梢部の脈波波形及び
所定の伝達関数に基づいて生体の大動脈起始部血圧の推
定値を算出し、生体の心拍数を検出し、大動脈起始部血
圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
る構成によれば、簡易、正確、かつ、迅速に心筋負荷指
数を算出することが可能となる。
Further, an estimated value of the blood pressure of the aortic root of the living body is calculated based on the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body and a predetermined transfer function, the heart rate of the living body is detected, and the blood pressure of the aortic root of the living body is calculated. According to the configuration for calculating the myocardial load index based on the detected heart rate, the myocardial load index can be calculated simply, accurately, and quickly.

【0208】[0208]

【発明の効果】本発明によれば、循環動態パラメータを
算出するに際し、前記概略駆出期間を初期値として算出
した左心室加圧時間を用いることにより、心電計が不要
となるなど装置構成を簡略化でき、被験者の循環動態を
反映したより正確な循環動態パラメータを算出すること
ができるので、得られた循環動態パラメータに基づいて
生体の大動脈起始部血圧の推定値をより正確に算出する
ことができる。
According to the present invention, in calculating the circulatory parameters, the left ventricular pressurization time calculated using the above-described approximate ejection period as an initial value eliminates the need for an electrocardiograph. Can be calculated and more accurate hemodynamic parameters reflecting the circulatory dynamics of the subject can be calculated, so that the estimated value of the aortic root blood pressure in the living body can be calculated more accurately based on the obtained circulatory dynamic parameters. can do.

【0209】また、生体の末梢部血圧あるいは生体の末
梢部の脈波波形に基づいて、生体の大動脈起始部血圧の
推定値を算出し、生体の心拍数を検出し、大動脈起始部
血圧の推定値及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指
数を算出するので、簡易、正確、かつ、迅速に心筋負荷
指数を算出することが可能となる。
Also, an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body is calculated based on the peripheral blood pressure of the living body or the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body, the heart rate of the living body is detected, and the blood pressure of the aortic root is calculated. Since the myocardial load index is calculated based on the estimated value and the detected heart rate, the myocardial load index can be calculated simply, accurately, and quickly.

【0210】また、生体の末梢部の脈波波形及び所定の
伝達関数に基づいて生体の大動脈起始部血圧の推定値を
算出し、生体の心拍数を検出し、大動脈起始部血圧及び
検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出するの
で、簡易、正確、かつ、迅速に心筋負荷指数を算出する
ことが可能となる。
Further, an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body is calculated based on the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body and a predetermined transfer function, the heart rate of the living body is detected, and the aortic root blood pressure and the detected blood pressure are detected. Since the myocardial load index is calculated based on the determined heart rate, the myocardial load index can be calculated simply, accurately, and quickly.

【0211】さらに、算出した循環動態パラメータに基
づく大動脈起始部血圧及び心電図などにより別個に検出
した心拍数あるいは脈波波形から検出した心拍数に基づ
いて心筋負荷指数を算出するので、末梢部血圧を用いて
心筋負荷指数を算出する場合と比較して、より広範な条
件下で、最適な心筋負荷指数を算出することが可能とな
る。
Further, the myocardial load index is calculated based on the aortic root blood pressure based on the calculated circulatory dynamic parameters and the heart rate detected separately from an electrocardiogram or the like, or the heart rate detected from a pulse wave waveform. It is possible to calculate an optimal myocardial load index under a wider range of conditions than when calculating a myocardial load index by using.

【0212】また心筋負荷指数算出手段は、心拍数の変
動率が基準心拍数変動率以上の場合に、大動脈起始部血
圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
るので、常に大動脈起始部血圧及び検出した心拍数に基
づいて心筋負荷指数を算出する構成と比較して、より処
理を簡略化することができ、処理の高速化を図ることが
できる。
Further, the myocardial load index calculating means calculates the myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate when the rate of change of the heart rate is equal to or higher than the reference rate of heart rate change. Compared with the configuration in which the myocardial load index is calculated based on the origin blood pressure and the detected heart rate, the processing can be further simplified and the processing can be speeded up.

【0213】さらにまた、心筋負荷指数算出手段は、心
拍数の変動率が基準心拍数変動率未満の場合に末梢部血
圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
るので、正確な心筋負荷指数を得られるにも拘わらず、
処理を簡略化することが可能となる。
Furthermore, the myocardial load index calculating means calculates the myocardial load index based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the rate of change of the heart rate is less than the reference rate of change of the heart rate. Despite getting the load index,
Processing can be simplified.

【0214】また心筋負荷指数算出手段は、算出した循
環動態パラメータの基準循環動態パラメータに対する変
動率が予め設定したパラメータ基準変動率以上の場合
に、大動脈起始部血圧及び検出した心拍数に基づいて心
筋負荷指数を算出するので、心筋負荷指数があまり変化
しない状態においては、不必要に演算処理を行うことが
ないので、処理の簡略化を図ることができる。
The myocardial load index calculating means calculates the myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate when the fluctuation rate of the calculated circulatory parameter with respect to the reference circulatory parameter is equal to or greater than a preset parameter reference fluctuation rate. Since the myocardial load index is calculated, in a state where the myocardial load index does not change much, the calculation processing is not performed unnecessarily, so that the processing can be simplified.

【0215】さらに心筋負荷指数算出手段は、循環動態
パラメータの変動率が基準パラメータ変動率未満の場合
に末梢部血圧及び検出した心拍数に基づいて心筋負荷指
数を算出するので、正確な心筋負荷指数を得られるにも
拘わらず、処理を簡略化することが可能となる。
Further, the myocardial load index calculating means calculates the myocardial load index based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the change rate of the circulatory dynamic parameter is less than the reference parameter change rate. Despite being able to obtain, the processing can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態による脈波解析装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pulse wave analyzer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施形態における脈波検出装置,1回拍
出量測定器を用いた測定態様を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement mode using a pulse wave detection device and a stroke volume meter in the first embodiment.

【図3】 (a)は、人体の動脈系をモデル化した四要
素集中定数モデルを示す回路図、(b )は同じく五要
素集中定数モデルを示す回路図である。
FIG. 3A is a circuit diagram showing a four-element lumped parameter model of a human artery system, and FIG. 3B is a circuit diagram showing a five-element lumped parameter model.

【図4】 左心室圧波形と大動脈起始部の血圧波形とを
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a left ventricular pressure waveform and a blood pressure waveform at an aortic root.

【図5】 大動脈起始部の血圧波形をモデル化した波形
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a waveform obtained by modeling a blood pressure waveform at an aortic root.

【図6】 第1実施形態における脈波解析装置の動作の
概要を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an outline of an operation of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図7】 第1実施形態における脈波解析装置のパラメ
ータ算出処理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a parameter calculation process of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図8】 第1実施形態における脈波解析装置のパラメ
ータ算出処理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a parameter calculation process of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図9】 第1実施形態における脈波解析装置のα,ω
算出処理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 9 shows α, ω of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.
It is a flowchart which shows operation | movement of a calculation process.

【図10】 第1実施形態における脈波解析装置のω算
出処理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of a ω calculation process of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図11】 第1実施形態における脈波解析装置の平均
化処理により得られた橈骨動脈波形を例示する波形図で
ある。
FIG. 11 is a waveform diagram illustrating a radial artery waveform obtained by the averaging process of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図12】 第1実施形態における脈波解析装置の演算
処理により得られた橈骨動脈波形と平均化処理により得
られた橈骨動脈波形とを重ね表示した波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram in which the radial artery waveform obtained by the arithmetic processing of the pulse wave analyzer according to the first embodiment and the radial artery waveform obtained by the averaging processing are displayed in an overlapping manner.

【図13】 第1実施形態における脈波解析装置の平均
化処理により得られた橈骨動脈波形へ適用する正規化の
処理内容を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the contents of normalization processing applied to the radial artery waveform obtained by the averaging processing of the pulse wave analyzer according to the first embodiment.

【図14】 左心室加圧時間tsと1拍の時間tpとの相
関を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a correlation between a left ventricular pressurization time ts and a time tp of one beat.

【図15】 第2実施形態による脈波解析装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a pulse wave analyzer according to a second embodiment.

【図16】 第2実施形態における脈波検出装置を用い
た測定態様を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a measurement mode using the pulse wave detection device according to the second embodiment.

【図17】 第2実施形態において、出力装置に表示さ
れる橈骨動脈波の測定波形と計算波形の重ね表示を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram showing an overlap display of a measured waveform of a radial artery wave and a calculated waveform displayed on the output device in the second embodiment.

【図18】 センサを除く脈波解析装置の構成部分を腕
時計に内蔵させ、センサを腕時計のバンドへ装着させた
形態の斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view of a form in which components of the pulse wave analyzer except for a sensor are incorporated in a wristwatch, and the sensor is attached to a band of the wristwatch.

【図19】 センサを除く脈波解析装置の構成部分を腕
時計に内蔵させ、センサを指の根元に装着させた形態の
斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view of a form in which components of the pulse wave analyzer except for a sensor are incorporated in a wristwatch, and the sensor is attached to a base of a finger.

【図20】 センサを除く脈波解析装置の構成部分とセ
ンサをカフ帯によって上腕部に取り付けた形態の構成図
である。
FIG. 20 is a configuration diagram of a configuration in which components of the pulse wave analyzer except for the sensor and the sensor are attached to the upper arm by a cuff band.

【図21】 本発明の第3実施形態による血圧測定装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a blood pressure measurement device according to a third embodiment of the present invention.

【図22】 第1のタイプの脈波における大動脈圧波形
(点線)と橈骨動脈波形(実線)の関係を表わす図であ
る。
FIG. 22 is a diagram illustrating a relationship between an aortic pressure waveform (dotted line) and a radial artery waveform (solid line) in a first type of pulse wave.

【図23】 、第2のタイプの脈波における大動脈圧波
形(点線)と橈骨動脈波形(実線)の関係を表わす図で
ある。
FIG. 23 is a diagram showing a relationship between an aortic pressure waveform (dotted line) and a radial artery waveform (solid line) in a second type of pulse wave.

【図24】 第3のタイプの脈波における大動脈圧波形
(点線)と橈骨動脈波形(実線)の関係を表わす図であ
る。
FIG. 24 is a diagram illustrating a relationship between an aortic pressure waveform (dotted line) and a radial artery waveform (solid line) in a third type of pulse wave.

【図25】 中枢部血管抵抗Rcとひずみ率dの関係を
表わす図である。
FIG. 25 is a diagram showing the relationship between central vascular resistance Rc and strain rate d.

【図26】 末梢部血管抵抗Rpとひずみ率dの関係を
表わす図である。
FIG. 26 is a diagram showing the relationship between peripheral vascular resistance Rp and strain rate d.

【図27】 血流による慣性Lとひずみ率dの関係を表
わす図である。
FIG. 27 is a diagram showing a relationship between inertia L and distortion rate d due to blood flow.

【図28】 コンプライアンスCとひずみ率dの関係を
表わす図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating a relationship between compliance C and distortion factor d.

【図29】 収縮期面積法を説明した図である。FIG. 29 illustrates the systolic area method.

【図30】 従来の技術による血圧測定装置の構成を示
す図である。
FIG. 30 is a diagram showing a configuration of a blood pressure measurement device according to a conventional technique.

【図31】 静電容量Ccを求めるプログラムのフロー
チャートである。
FIG. 31 is a flowchart of a program for obtaining a capacitance Cc.

【図32】 静電容量Ccを求める他のプログラムのフ
ローチャートである。
FIG. 32 is a flowchart of another program for obtaining the capacitance Cc.

【図33】 脈波波形の説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram of a pulse waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脈波検出装置 2 1回拍出量測定器 3 A/D変換器 4 マイクロコンピュータ 5 キーボード 6 出力装置 7 モニタ 61 実測血圧表示部 62 中枢部推定血圧表示部 63 警告表示部 64 パラメータ表示部 65 プリンタ 66 プリント指令ボタン 67 CRTディスプレイ 68 心筋負荷指数表示部 REFERENCE SIGNS LIST 1 pulse wave detection device 2 1 stroke volume measuring device 3 A / D converter 4 microcomputer 5 keyboard 6 output device 7 monitor 61 measured blood pressure display unit 62 estimated blood pressure display unit in central part 63 warning display unit 64 parameter display unit 65 Printer 66 Print command button 67 CRT display 68 Myocardial load index display

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体の末梢部の脈波波形に基づいて概略
駆出期間を含む前記生体の状態を測定する測定手段と、 前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部から末梢部
に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラメータと
して、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメータを算出
する解析手段と、 前記循環動態パラメータに基づいて前記生体の大動脈起
始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧算出手段と、 を備え、 前記解析手段は、前記循環動態パラメータを算出するに
際し、前記概略駆出期間を初期値として算出した左心室
加圧時間を用いることを特徴とする生体状態測定装置。
1. A measuring means for measuring a state of the living body including an approximate ejection period based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. Analysis means for calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta as circulatory parameters representing the circulatory dynamics of the arterial system leading to, and calculating an estimated value of the aortic origin blood pressure of the living body based on the circulatory dynamic parameters Aortic blood pressure calculation means, wherein the analysis means uses a left ventricular pressurization time calculated using the approximate ejection period as an initial value when calculating the circulatory dynamic parameters. apparatus.
【請求項2】 生体の末梢部血圧あるいは前記生体の末
梢部の脈波波形に基づいて、前記生体の大動脈起始部血
圧の推定値を算出する大動脈血圧算出手段と、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手段と、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手
段と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定装置。
2. Aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the peripheral blood pressure of the living body or the pulse wave waveform of the peripheral part of the living body; A biological state measurement comprising: a heart rate detecting means for detecting; and a myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. apparatus.
【請求項3】 生体の末梢部の脈波波形から所定の伝達
関数に基づいて前記生体の大動脈起始部血圧の推定値を
算出する大動脈血圧算出手段と、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手段と、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手
段と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定装置。
3. Aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic origin blood pressure of the living body based on a predetermined transfer function from a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and a heart rate detecting the heart rate of the living body. A biological condition measuring device comprising: a number detecting means; and a myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate.
【請求項4】 請求項1記載の生体状態測定装置におい
て、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手段と、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手
段と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定装置。
4. The biological condition measuring device according to claim 1, wherein a heart rate detecting means for detecting a heart rate of the living body, and a myocardial load based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. A biological condition measuring device, comprising: a myocardial load index calculating means for calculating an index.
【請求項5】 請求項1記載の生体状態測定装置におい
て、 前記脈波波形に基づいて前記生体の心拍数を検出する心
拍数検出手段と、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手
段と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定装置。
5. The biological condition measuring device according to claim 1, wherein a heart rate detecting means for detecting a heart rate of the living body based on the pulse wave waveform, an estimated value of the aortic root blood pressure and the detected blood pressure. And a myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the heart rate.
【請求項6】 生体の末梢部の脈波波形に基づいて前記
生体の状態を測定する測定手段と、 前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部から末梢部
に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラメータと
して、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメータを算出
する解析手段と前記循環動態パラメータに基づいて前記
生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧
算出手段と、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出手段と、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出手
段と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定装置。
6. A measuring means for measuring a state of the living body based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and an arterial circulation from a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. As the circulatory parameters representing the kinetics, analysis means for calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta and aortic blood pressure calculating means for calculating an estimated value of the aortic root pressure of the living body based on the circulatory parameters, Heart rate detecting means for detecting the heart rate of the living body, and myocardial load index calculating means for calculating a myocardial load index based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. Characteristic biological condition measuring device.
【請求項7】 請求項1、請求項4ないし請求項6のい
ずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記循環動態パラメータは、前記中枢部での血液粘性に
よる血管抵抗,血液の慣性,前記末梢部での血管抵抗,
前記末梢部での血管の粘弾性を含む、 ことを特徴とする生体状態測定装置。
7. The biological condition measuring apparatus according to claim 1, wherein the circulatory dynamic parameters are vascular resistance due to blood viscosity at the central part, inertia of blood, Vascular resistance in the periphery,
A biological condition measuring device, comprising: viscoelasticity of blood vessels in the peripheral part.
【請求項8】 請求項1、請求項4ないし請求項7のい
ずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記大動脈血圧算出手段は、大動脈弁に対応するダイオ
ードと,前記中枢部での血液粘性による血管抵抗に対応
する第1の抵抗と,血液の慣性に対応するインダクタン
スと,前記大動脈の粘弾性に対応する第1の静電容量
と,前記末梢部での血管抵抗に対応する第2の抵抗と,
前記末梢部での血管の粘弾性に対応する第2の静電容量
を有するモデルであって、一対の入力端子間に前記ダイ
オードと前記第1の静電容量の直列回路が接続され、一
対の出力端子間に前記第2の静電容量及び前記第2の抵
抗からなる並列回路が挿入され、前記第1の静電容量の
両端子間と前記出力端子との間に前記第1の抵抗及び前
記インダクタンスからなる直列回路が挿入されてなる五
要素集中定数モデルにより前記動脈系の循環動態をモデ
ル化して、前記循環動態パラメータを決定するととも
に、前記第1の静電容量の両端子間の電圧波形を前記大
動脈圧波形とする、 ことを特徴とする生体状態測定装置。
8. The biological condition measuring apparatus according to claim 1, wherein the aortic blood pressure calculating means includes a diode corresponding to an aortic valve, and a blood viscosity at the central portion. Resistance corresponding to vascular resistance, inductance corresponding to inertia of blood, first capacitance corresponding to viscoelasticity of the aorta, and second resistance corresponding to vascular resistance at the peripheral portion. Resistance and
A model having a second capacitance corresponding to the viscoelasticity of a blood vessel in the peripheral portion, wherein a series circuit of the diode and the first capacitance is connected between a pair of input terminals, A parallel circuit including the second capacitance and the second resistor is inserted between output terminals, and the first resistor and the second resistor are provided between both terminals of the first capacitance and the output terminal. The circulatory dynamics of the arterial system are modeled by a five-element lumped-parameter model in which a series circuit composed of the inductance is inserted to determine the circulatory dynamics parameter, and the voltage between both terminals of the first capacitance is determined. A biological condition measuring device, wherein the waveform is the aortic pressure waveform.
【請求項9】 請求項1、請求項4ないし請求項8のい
ずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記生体の状態は前記動脈系の末梢部における脈波であ
り、 前記血圧算出手段は、前記生体の左心室圧に対応する電
気信号が前記入力端子間に与えられたときに、前記脈波
の波形に対応する電気信号が前記出力端子から得られる
ように、前記五要素集中定数モデルを構成する各素子の
値を決定することを特徴とする生体状態測定装置。
9. The biological condition measuring device according to claim 1, wherein the biological condition is a pulse wave in a peripheral part of the arterial system, and the blood pressure calculating means includes: The five-element lumped constant model is such that, when an electric signal corresponding to the left ventricular pressure of the living body is given between the input terminals, an electric signal corresponding to the pulse wave waveform is obtained from the output terminal. A biological condition measuring apparatus characterized in that the value of each element constituting (i) is determined.
【請求項10】 請求項1、請求項4ないし請求項8の
いずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記生体の状態は前記動脈系の末梢部における脈波であ
り、 前記脈波の波形から該脈波のひずみを算出するひずみ算
出手段を有し、 前記血圧算出手段は、前記循環動態パラメータと前記脈
波のひずみとの相関関係に基づいて前記循環動態パラメ
ータを決定することを特徴とする生体状態測定装置。
10. The biological condition measuring apparatus according to claim 1, wherein the biological condition is a pulse wave in a peripheral portion of the arterial system, and the waveform of the pulse wave. From the blood pressure calculating means to determine the circulatory parameters based on the correlation between the circulatory parameters and the pulse wave strain. Biological condition measuring device.
【請求項11】 請求項1、請求項4ないし請求項10
のいずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記生体の1回拍出量を検出する1回拍出量検出手段を
有し、 前記血圧算出手段は、前記大動脈圧波形から得られる1
回拍出量の計算値と、前記1回拍出量測定手段で測定さ
れた1回拍出量の実測値とが一致するように、前記循環
動態パラメータの値を調整することを特徴とする生体状
態測定装置。
11. The method according to claim 1, wherein the control information is stored in the storage device.
The biological condition measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a stroke volume detection unit configured to detect a stroke volume of the living body, wherein the blood pressure calculation unit calculates a stroke volume obtained from the aortic pressure waveform.
The value of the circulatory dynamics parameter is adjusted so that the calculated value of stroke volume matches the actual measured value of stroke volume measured by the stroke volume measuring means. Biological condition measuring device.
【請求項12】 請求項1、請求項4ないし請求項11
のいずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記大動脈圧波形に基づいて前記生体の心臓の仕事量を
算出する仕事量算出手段を有することを特徴とする生体
状態測定装置。
12. The method as claimed in claim 1, wherein said first to fourth steps are performed in accordance with a second embodiment.
The biological condition measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a work amount calculating unit configured to calculate a work amount of the heart of the living body based on the aortic pressure waveform.
【請求項13】 請求項1、請求項4ないし請求項12
のいずれかに記載の生体状態測定装置において、前記検
出した心拍数の安静時の心拍数である基準心拍数に対す
る変動率が予め設定した基準心拍数変動率を越えたか否
かを判別する判別手段を有し、前記心筋負荷指数算出手
段は、前記判別に基づいて前記変動率が前記基準心拍数
変動率以上の場合に、前記大動脈起始部血圧及び前記検
出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出することを
特徴とする生体状態測定装置。
13. The method according to claim 1, wherein the control information is stored in the storage device.
In the biological condition measuring device according to any one of the above, the determining means for determining whether or not the rate of change of the detected heart rate with respect to the reference heart rate, which is the heart rate at rest, exceeds a preset reference heart rate rate of change. The myocardial load index calculating means, when the fluctuation rate is equal to or higher than the reference heart rate fluctuation rate based on the discrimination, based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. The biological condition measuring device characterized by calculating:
【請求項14】 請求項13記載の生体状態測定装置に
おいて、 前記生体の末梢部血圧を非観血的に検出する末梢部血圧
検出手段と、 前記心筋負荷指数算出手段は、前記判別に基づいて前記
変動率が前記基準心拍数変動率未満の場合に前記末梢部
血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を
算出することを特徴とする生体状態測定装置。
14. The biological condition measuring device according to claim 13, wherein the peripheral blood pressure detecting means for non-invasively detecting the peripheral blood pressure of the living body, and the myocardial load index calculating means, based on the determination. The biological condition measuring device, wherein when the variability is less than the reference heart rate variability, a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate.
【請求項15】 請求項1、請求項4ないし請求項12
のいずれかに記載の生体状態測定装置において、 前記心筋負荷指数算出手段は、前記算出した循環動態パ
ラメータの所定のタイミングにおける前記循環動態パラ
メータである基準循環動態パラメータに対する変動率が
予め設定したパラメータ基準変動率以上の場合に、前記
大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心
筋負荷指数を算出することを特徴とする生体状態測定装
置。
15. The method according to claim 1, wherein the control unit comprises:
In the biological condition measuring device according to any one of the above, the myocardial load index calculating means, the predetermined reference of the calculated circulatory dynamic parameters at a predetermined timing relative to a reference circulatory dynamic parameter is a parameter reference. A biological condition measuring device which calculates a myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate when the fluctuation rate is equal to or higher than the fluctuation rate.
【請求項16】 請求項15記載の生体状態測定装置に
おいて、 前記生体の末梢部血圧を非観血的に検出する末梢部血圧
検出手段を有し、 前記心筋負荷指数算出手段は、前記判別に基づいて前記
変動率が前記基準パラメータ変動率未満の場合に前記末
梢部血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指
数を算出することを特徴とする生体状態測定装置。
16. The biological condition measuring device according to claim 15, further comprising a peripheral blood pressure detecting unit that non-invasively detects a peripheral blood pressure of the living body, wherein the myocardial load index calculating unit performs the determination. A biological condition measuring apparatus, wherein a myocardial load index is calculated based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the fluctuation rate is smaller than the reference parameter fluctuation rate.
【請求項17】 生体の末梢部の脈波波形に基づいて概
略駆出期間を含む前記生体の状態を測定する測定プロセ
スと、 前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部から末梢部
に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラメータと
して、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメータを算出
する解析プロセスと、 前記循環動態パラメータに基づいて前記生体の大動脈起
始部血圧の推定値を算出する大動脈血圧算出プロセス
と、 を備え、 前記解析プロセスは、前記循環動態パラメータを算出す
るに際し、前記概略駆出期間を初期値として算出した左
心室加圧時間を用いることを特徴とする生体状態測定方
法。
17. A measurement process for measuring a state of the living body including a general ejection period based on a pulse waveform of a peripheral part of the living body, and a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. An analysis process of calculating circulatory parameters including viscoelasticity of the aorta as circulatory parameters representing the circulatory dynamics of the arterial system up to, and calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the circulatory parameters An aortic blood pressure calculation process, wherein the analysis process uses the left ventricular pressurization time calculated using the approximate ejection period as an initial value when calculating the circulatory dynamic parameters. Method.
【請求項18】 生体の末梢部の脈波波形に基づいて前
記生体の状態を測定する測定プロセスと、 前記生体の状態をもとに、前記生体の中枢部から末梢部
に至る動脈系の循環動態を表わす循環動態パラメータと
して、大動脈の粘弾性を含む循環動態パラメータを算出
する解析プロセスと前記循環動態パラメータに基づいて
前記生体の大動脈起始部血圧の推定値を算出する大動脈
血圧算出プロセスと、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出プロセスと、 前記大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基づい
て心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出プロセス
と、 を備えたことを特徴とする生体状態測定方法。
18. A measurement process for measuring a state of the living body based on a pulse wave waveform of a peripheral part of the living body, and a circulation of an arterial system from a central part to a peripheral part of the living body based on the state of the living body. As a circulatory parameter representing the kinetics, an aortic blood pressure calculation process of calculating an estimated value of the aortic root blood pressure of the living body based on the analysis process of calculating a circulatory parameter including viscoelasticity of the aorta and the circulatory parameter, A heart rate detection process of detecting the heart rate of the living body; and a myocardial load index calculation process of calculating a myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate. Biological condition measurement method.
【請求項19】 請求項18記載の生体状態測定方法に
おいて、 前記検出した心拍数の安静時の心拍数である基準心拍数
に対する変動率が予め設定した基準心拍数変動率を越え
たか否かを判別する判別判別プロセスを有し、 前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記判別に基づいて
前記変動率が前記基準心拍数変動率以上の場合に、前記
大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心
筋負荷指数を算出することを特徴とする生体状態測定方
法。
19. The living body condition measuring method according to claim 18, wherein a fluctuation rate of the detected heart rate with respect to a reference heart rate, which is a heart rate at rest, exceeds a preset reference heart rate fluctuation rate. The myocardial load index calculation process, wherein the myocardial load index calculation process, when the fluctuation rate is equal to or more than the reference heart rate fluctuation rate based on the discrimination, the aortic root blood pressure and the detected heart rate A method for measuring a biological condition, comprising calculating a myocardial load index based on the biological condition.
【請求項20】 請求項19記載の生体状態測定方法に
おいて、 前記生体の末梢部血圧を非観血的に検出する末梢部血圧
検出プロセスを有し、 前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記判別に基づいて
前記変動率が前記基準心拍数変動率未満の場合に前記末
梢部血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指
数を算出することを特徴とする生体状態測定方法。
20. The living body condition measuring method according to claim 19, further comprising a peripheral blood pressure detecting process for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body, wherein the myocardial load index calculating process includes: And calculating a myocardial load index based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the fluctuation rate is less than the reference heart rate fluctuation rate.
【請求項21】 請求項17記載の生体状態測定方法に
おいて、 前記生体の心拍数を検出する心拍数検出プロセスと、 前記大動脈起始部血圧の推定値及び前記検出した心拍数
に基づいて心筋負荷指数を算出する心筋負荷指数算出プ
ロセスと、 を備えたことを特徴とする生体状態測定方法。
21. The biological condition measuring method according to claim 17, wherein a heart rate detection process for detecting a heart rate of the living body, and a myocardial load based on the estimated value of the aortic root blood pressure and the detected heart rate. A myocardial load index calculating process for calculating an index;
【請求項22】 請求項17記載の生体状態測定方法に
おいて、 前記脈波波形に基づいて前記生体の心拍数を検出する心
拍数検出プロセスと、前記大動脈起始部血圧の推定値及
び前記検出した心拍数に基づいて心筋負荷指数を算出す
る心筋負荷指数算出プロセスと、 を備えたことを特徴とする生体状態測定方法。
22. The biological condition measuring method according to claim 17, wherein a heart rate detecting process for detecting a heart rate of the living body based on the pulse wave waveform, an estimated value of the aortic root blood pressure, and the detected A myocardial load index calculating process for calculating a myocardial load index based on the heart rate.
【請求項23】 請求項17ないし請求項22のいずれ
かに記載の生体状態測定方法において、 前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記算出した循環動
態パラメータの所定のタイミングにおける前記循環動態
パラメータである基準循環動態パラメータに対する変動
率が予め設定したパラメータ基準変動率を以上の場合
に、前記大動脈起始部血圧及び前記検出した心拍数に基
づいて心筋負荷指数を算出することを特徴とする生体状
態測定方法。
23. The biological condition measuring method according to claim 17, wherein the myocardial load index calculation process is a criterion that is the circulatory dynamic parameter at a predetermined timing of the calculated circulatory dynamic parameter. A biological condition measuring method comprising: calculating a myocardial load index based on the aortic root blood pressure and the detected heart rate when the variation rate of the hemodynamic parameters is equal to or greater than a preset parameter reference variation rate. .
【請求項24】 請求項23記載の生体状態測定方法に
おいて、 前記生体の末梢部血圧を非観血的に検出する末梢部血圧
検出プロセスを有し、 前記心筋負荷指数算出プロセスは、前記判別に基づいて
前記変動率が前記基準パラメータ変動率未満の場合に前
記末梢部血圧及び前記検出した心拍数に基づいて心筋負
荷指数を算出することを特徴とする生体状態測定方法。
24. The biological condition measuring method according to claim 23, further comprising a peripheral blood pressure detecting process for non-invasively detecting a peripheral blood pressure of the living body, wherein the myocardial load index calculating process includes: And calculating a myocardial load index based on the peripheral blood pressure and the detected heart rate when the fluctuation rate is less than the reference parameter fluctuation rate.
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