(57)【要約】【課題】簡易に血管機能検査を行うことができる血管機能判定方法及び装置を提供する。【解決手段】例えば上腕に設けられた第１の脈派検出装置から検出された上肢の脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間をｔｐ１、例えば膝に設けられた第２の脈派検出装置から検出された弾性動脈の脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間をｔｐ２とすれば、正常な場合は、時間ｔｐ１と時間ｔｐ２とはほぼ等しく、動脈硬化がある場合は、第２の脈派検出装置から検出される弾性動脈の脈派のピーク位置が早くなり、動脈閉塞がある場合は、第２の脈派検出装置から検出される弾性動脈の脈派のピーク位置が遅れる。これにより血管機能の判定を行うことができる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の上肢と下肢とのそれぞれの脈波を検出し、両脈波のピークに関する情報を比較し、この比較結果に応じて血管機能を判定する血管機能判定方法。
【請求項２】
生体の下肢における脈波は、生体の膝部における脈波である請求項１記載の血管機能判定方法。
【請求項３】
生体が腰掛けた状態の生体の膝部の脈波を検出する請求項２記載の血管機能判定方法。
【請求項４】
ピークに関する情報は、ピーク位置を含む請求項１乃至３いずれか記載の血管機能判定方法。
【請求項５】
ピークに関する情報は、ピーク高さを含む請求項４記載の血管機能判定方法。
【請求項６】
ピークに関する情報は、波形の立ち上がりからピークまでの時間を含む請求項１乃至３いずれか記載の血管機能判定方法。
【請求項７】
ピークに関する情報は、波形の先鋭度を含む請求項１乃至３いずれか記載の血管機能方法。
【請求項８】
生体の上肢の脈波を検出する第１の検出手段と、生体の下肢の脈波を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された上肢の脈波のピークに関する情報と前記第２の検出手段により検出された下肢の脈波のピークに関する情報とを比較する比較手段と、を有する血管機能判定装置。
【請求項９】
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段の少なくとも一方は圧力センサから構成された請求項５記載の血管機能判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の動脈硬化等の血管機能を判定する血管機能判定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食生活の変化、運動不足、高齢化等に伴って例えば動脈硬化のように血管機能が低下したことを判定することは有用である。従来、血管機能を判定するための指標としてＰＷＶが知られている。ＰＷＶとは、心臓からの脈波が所定部位まで伝播する速度をいう。
【０００３】
図１において、ＰＷＶを測定する方法が示されている。まず、心２音センサから心２音が検出される。心２音を検出するのは、本来起点となるべき心１音弁開放音を読み取るのが困難であるからである。次に上腕に設けられた第１の脈波検出装置からの脈波に基づいて心２音と脈波のノッチとの時間差ｔｂが検出される。この時間差ｔｂは、心１音弁開放時から上腕脈波の立ち上がりまでの時間に相当する。次に足首に設けられた第２の脈波検出装置からの脈波の立ち上がりを検出し、上腕脈波の立ち上がりと足首脈波の立ち上がりとの時間差ｔｂａが検出される。したがって、心臓から足首までの血管の長さをＬとすれば、心１音弁開放時から膝脈波の立ち上がりまでの時間はｔｂ＋ｔｂａとなる。このため、ＰＷＶは次のように演算される。
ＰＷＶ＝Ｌ／（ｔｂ＋ｔｂａ）・・・・・（１）
なお、足首の脈波から直接ノッチを検出しないのは、膝脈波ではノッチを読み取りにくいからである。
【０００４】
従来においては、上記ＰＷＶを測定するか、あるいは脈波の形状から％ＭＡＰ（percent mean arterial pressure）を演算することにより、血管機能を判定していた（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５０７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のＰＷＶを用いる方法にあっては、上腕と足首との２点間の脈波の立上がり時間差と心音と上腕のノッチ時間差とによりＰＷＶを求めていたので、心音を検出する心音センサが必ず必要であるし、心音を必ず測定する必要があるので面倒である等の問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、簡易に血管機能検査を行うことができる血管機能判定方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、生体においては、いずれの部位においても、１拍の脈波の波形の長さ及び時間が一定であることに基づいて、上肢と下肢において検出される両脈波のピークに関する情報を比較すれば血管機能が判定できることを見出した。
【０００９】
即ち、本発明の第１の特徴とするところは、生体の上肢と下肢の脈波をそれぞれ検出し、両脈波のピークに関する情報を比較し、この比較結果に応じて血管機能を判定する血管機能判定方法にある。
【００１０】
好適には、生体の下肢の脈波は、生体の膝部における脈波である。さらに好適には、生体が腰掛けた状態の生体の膝部の脈波を検出する。
【００１１】
また、好適には、ピークに関する情報は、ピーク位置を含む。さらに好ましくは、ピーク高さを含む。また、ピークに関する情報には、波形の立ち上がりからピークまでの時間若しくは波形の先鋭度又はこれらを複数組み合わせたものを含む。
【００１２】
本発明の第２の特徴とするところは、生体の上肢の脈波を検出する第１の検出手段と、生体の下肢の脈波を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された上肢の脈波のピークに関する情報と前記第２の検出手段により検出された下肢の脈波のピークに関する情報とを比較する比較手段と、を有する血管機能判定装置にある。
【００１３】
好適には、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段の少なくとも一方は圧力センサから構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生体の上肢と下肢の脈波をそれぞれ検出し、両脈波のピークに関する情報を比較し、この比較結果に応じて血管機能を判定するようにしたので、例えば心音センサを要することなく、簡易に血管機能を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態を図面により説明する。
【００１６】
図２及び図３において、血管機能判定装置１０の概略が示されている。血管機能判定装置１０は、生体が椅子１２に腰掛けた状態で検査を行えるようになっている。椅子１２の肘掛け部には筒状体１４が設けられ、この筒状体１４は、生体の腕が挿入自在となっており、該筒状体１４内には、生体の上腕部内側が当たる第１の脈波検出装置１６が配置されていると共に、血圧測定のためのカフ１８が配置されている。第１の脈派検出装置１６は、生体の上肢である上腕部分の脈派を検出する。また、椅子１２には生体の膝部内側が当たる位置に第２の脈波検出装置２０が設けられている。この第２の脈派検出装置２０は、生体の下肢である膝部分の脈派を検出する。また、心臓の近辺には、心２音検出センサ２２が配置される。ただし、心２音検出センサ２２は、鎖骨や顎骨等に設けて骨伝動等により心２音を検出するように構成してもよい。
【００１７】
カフ１８には、カフ圧制御装置２４が接続されている。このカフ圧制御装置２４は、周知のように、ポンプ、圧力調整弁等から構成されている。
【００１８】
前述した第１の脈波検出装置１４及び第２の脈波検出装置２０は、カフ圧による検出装置ではなく、圧力センサが使用されている。カム圧による血管スパズムを防止するためである。血管スパズムとは、本来緩んでいるべき筋肉が意に反して縮んでしまい、硬くこわばってしまう現象をいい、血圧上昇の原因となる。
【００１９】
従来においては、心弁口部から足首まで血管を通過する血液の脈派を測定していたのに対し、この実施形態においては、心弁口部から膝までの２点間の血管を通過する血液の脈派を測定している。この２点は動脈の中で最も大きく、全身の動脈がいわば血液を輸送する重要な働きを担っている大動脈を含めて計測する形になっている。また、足首を含まないことにより、性質の同じ弾性動脈の状態だけを測定することができる。大動脈のような太い動脈は、壁の中に弾性繊維というゴムのような伸び縮みする細胞外の繊維をたくさんもっている。この弾性繊維が孔の開いたシートを何層も作り、そのシート間に平滑筋肉細胞が挟まっている。このような壁の特徴から大動脈は弾性動脈と呼ばれる。弾性動脈は、動脈硬化乃至動脈閉塞が起こりやすいのに対し、心弁口部から上腕までの血管は起こりにくく、したがって、後述するように、第１の脈派検出装置１６と第２の脈波検出装置２０とから検出される脈派を比較することにより特に弾性動脈の機能を判定することができる。
【００２０】
血管機能判定装置本体２６は、例えばパーソナルコンピュータ等から構成され、データを入力するためのキーボード、データを処理するための演算装置、データを表示するためのディスプレイ等を有する。この血管機能判定装置本体２６には、第１の脈波検出装置１４、第２の脈波検出装置２０、心２音検出センサ２２及びカフ１８に設けられた圧力センサからのデータが入力され、また、カフ圧制御装置２４に対し、制御信号を出力するようになっている。
【００２１】
図４において、上記血管機能検査装置本体２６の制御動作フローが示されている。まず、ステップＳ１０において、第１の脈派検出装置１６及び第２の脈派検出装置２０から検出された脈派を取り込む。この状態を図５に示す。生体においては、いずれの部位においても、１拍の脈波の波形の長さ及び時間が一定であるので、第１の脈派検出装置１６から検出された脈派１拍当たりの時間ｔ１と、第２の脈派検出装置２０ｋら検出された脈派の１拍当たりの時間ｔ２とは等しい。次のステップＳ１２においては、両脈派を比較するために例えば立ち上がり位置を一致させるようにし、次のステップＳ１４において、立ち上がり位置を一致させた両脈派をディスプレイに表示し、次のステップＳ１６において、両脈派の比較から血管機能を判定する。
【００２２】
図６及び図７において、両脈派の波形形状と動脈硬化乃至動脈閉塞との関係が示されている。まず、図６に基づいて両脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間と動脈硬化乃至動脈閉塞との関係を説明する。第１の脈派検出装置１６から検出された上肢の脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間をｔｐ１、第２の脈派検出装置２０から検出された弾性動脈の脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間をｔｐ２とすれば、正常な場合は、図６（ａ）に示すように、時間ｔｐ１と時間ｔｐ２とはほぼ等しい。誤差を考慮して、例えばｔｐ１とｔｐ２との差の絶対値が所定値よりも小さい場合（|ｔｐ１−ｔｐ２|＜α１：α１は正の所定値）は、正常と判定することができる。弾性動脈に動脈硬化がある場合は、図６（ｂ）に示すように、動脈硬化により第２の脈派検出装置２０から検出される弾性動脈の脈派のピーク位置が早くなるので、時間ｔｐ１＞時間ｔｐ２＋β１である。ただし、β１は誤差を考慮した正の所定値である。また、弾性動脈に閉塞がある場合は、図６（ｃ）に示すように、閉塞により第２の脈派検出装置２０から検出される弾性動脈の脈派のピーク位置が遅れるので、時間ｔｐ１＜時間ｔｐ２＋γ１である。ただし、γ１は誤差を考慮した正の所定値である。
【００２３】
次に図７に基づいて両脈派のピーク高さと動脈硬化乃至動脈閉塞との関係を説明する。第１の脈派検出装置１６から検出された上肢の脈派のピーク高さをＨ１、第２の脈派検出装置２０から検出された弾性動脈のピーク高さをＨ２とすれば、正常な場合は、図７（ａ）に示すように、高さＨ１と高さＨ２とはほぼ等しい。誤差を考慮して、例えばＨ１とＨ２との差の絶対値が所定値よりも小さい場合（|Ｈ−Ｈ２|＜α２：α２は正の所定値）は、正常と判定することができる。ただし、例えばＡＢＩ平均血圧が４箇所とも同一である場合である。弾性動脈に動脈硬化がある場合は、図７（ｂ）に示すように、動脈硬化により第２の脈派検出装置２０から検出される弾性動脈の脈派のピーク高さＨ２が高くなるので、高さＨ１＜高さＨ２＋β２である。ただし、β２は誤差を考慮した正の所定値である。また、弾性動脈に閉塞がある場合は、図７（ｃ）に示すように、閉塞により第２の脈派検出装置２０から検出される下肢の脈派のピーク高さＨ２が低下するので、高さＨ１＞高さＨ２＋γ２である。ただし、γ２は誤差を考慮した正の所定値である。
なお、鎖骨下動脈が閉塞した場合は、動脈硬化という判定になるが、正常との判定にはならず、さらに波形を打ち出すことで閉塞であると判定することができる。
【００２４】
以上、まとめると、表１のようになる。ピーク位置による判定とピーク高さによる判定とを組み合わせて最終的な判定をすることができる。
【表１】
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【００２５】
図８及び図９において、本発明の他の実施形態が示されている。この実施形態においては、第１の脈派検出装置１６ａ，１６ｂを両手首部分に設けると共に、第２の脈派検出装置２０ａ，２０ｂを両膝部分に設け、両手首部分と両膝部分の脈派を検出するようにしたものである。心臓から手首までの血管の長さＬ１と心臓から膝までの血管長さＬ２がほぼ等しいので、正常である場合は、立ち上がり位置がほぼ等しくなり、両脈派を簡単に比較できるようになる。この実施形態においては、図９（ａ）に示すように、正常である場合は、両脈派のピーク位置（Ｐ１,Ｐ２）がほぼ一致し、図９（ｂ）に示すように、動脈硬化の場合は、第２の脈派検出装置２０ａ，２０ｂから検出された脈派のピーク位置Ｐ１が第１の脈派検出装置１６ａ，１６ｂから検出されたピーク位置Ｐ２より早くなり、図９（ｃ）に示すように、動脈閉塞の場合は、第２の脈派検出装置２０ａ，２０ｂから検出された脈派のピーク位置が第１の脈派検出装置１６ａ，１６ｂから検出されたピーク位置Ｐ２より遅くなると共に、ピーク高さが低くなり、これらにより血管機能を判定することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態における説明では省略したが、ＰＷＶを併せて測定する場合は、従来と同様に心２音センサ２２から検出される心２音を用いることができる。また、上述した両脈派を比較する場合にも心２音を参照してもよいし、血圧等の他の情報をも取り入れることができる。
【００２７】
また、上記実施形態においては、ピーク位置、ピーク高さ等に基づいて血管機能を判定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ピーク位置の変わりに脈派の先鋭度を示す％ＭＡＰ（percent Mean Arterial Pressure：波形の面積平均値を脈派の振幅で割り％表示したもの）を用いてもよく、要するに、両脈派のピーク位置に関する情報を比較して血管機能を判定するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、動脈硬化等の血管の機能に簡単に判定する必要がある場合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＰＷＶを測定する従来の方法を示す線図である。
【図２】本発明の実施形態に係る血管機能判定装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る血管機能判定装置を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る血管機能判定装置本体の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】心音図、上腕脈波、膝脈波の関係を示す線図である。
【図６】両脈派の立ち上がりからピーク位置までの時間と生体の状態との関係を示す線図であり、（ａ）は正常、（ｂ）は動脈硬化、（ｃ）は動脈閉塞の各状態を示す。
【図７】両脈派のピーク高さと生体の状態との関係を示す線図であり、（ａ）は正常、（ｂ）は動脈硬化、（ｃ）は動脈閉塞の各状態を示す。
【図８】本発明の他の実施形態において、生体に第１の脈派検出装置と第２の脈派検出装置を設けた状態を示す透視図である。
【図９】本発明の他の実施形態における両脈派のピーク位置と生体の状態との関係を示す線図であり、（ａ）は正常、（ｂ）は動脈硬化、（ｃ）は動脈閉塞の各状態を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１０  血管機能判定装置
１２  椅子
１６  第１の脈波検出装置
２０  第２の脈波検出装置
２６  血管機能検査装置本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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