(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内の動脈硬さを測定するための動脈硬さ測定装置であって、
前記生体の動脈を圧迫する圧迫装置と、
該圧迫装置による動脈の圧迫に基づいて、前記生体の血圧値を決定する血圧値決定手段と、
該血圧値決定手段により決定された血圧値から、前記生体の脈圧を決定する脈圧決定手段と、
該脈圧決定手段により決定された脈圧と、前記血圧値決定手段により決定された血圧値との比を前記生体の動脈硬さ指数として決定する動脈硬さ指数決定手段と
を、含むことを特徴とする動脈硬さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の動脈の硬さを測定する動脈硬さ測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動脈の硬さを測定することは、生体の動脈硬化症の診断において重要である。また、動脈の硬さは、循環器や自律神経の状態に密接に関連することから、動脈の硬さから循環器や自律神経の状態を診断することができる。また、動脈が硬いと血圧のコントロールが困難であることから、手術前に動脈硬さを知ることができれば、手術中の血圧管理の困難度を知ることができる。さらに、手術中においては、血圧の変動が生じた場合に、その要因が血管側（末梢側）にあるか否かの判断ができる、すなわち変動の要因が心臓側（中枢側）および血管側（末梢側）のいずれにあるかを判断できる等、動脈の硬さは重要な医学情報である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動脈の硬さは、動脈血管壁の硬さの程度を表すものであるから、皮膚の上から容易に測定することは困難であった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、動脈の硬さを皮膚上から容易に測定することができる動脈硬さ測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、生体の血圧値と、その血圧値から求められる脈圧との関係は、たとえば図６の平均血圧値と脈圧との関係に示されるように、比例関係を示し、その比例関係を示す直線の傾きは動脈の硬さによって変化することを見いだした。すなわち、動脈の硬さを表す指標が、脈圧と血圧値との比に基づいて表現できることを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨とするところは、生体内の動脈硬さを測定するための動脈硬さ測定装置であって、(a)前記生体の動脈を圧迫する圧迫装置と、(b)その圧迫装置による動脈の圧迫に基づいて、前記生体の血圧値を決定する血圧値決定手段と、(c)その血圧値決定手段により決定された血圧値から、前記生体の脈圧を決定する脈圧決定手段と、(d)その脈圧決定手段により決定された脈圧と、前記血圧値決定手段により決定された血圧値との比を前記生体の動脈硬さ指数として決定する動脈硬さ指数決定手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、血圧値決定手段により、圧迫装置による生体の動脈の圧迫に基づいて血圧値が決定され、脈圧決定手段において、血圧値決定手段により決定された血圧値から脈圧が決定され、動脈硬さ指数決定手段では、脈圧決定手段により決定された脈圧と、血圧値決定手段により決定された血圧値との比に基づいて生体の動脈硬さ指数が決定されるので、動脈硬さを皮膚の上から容易に測定することができる。
【０００８】
【発明の好適な形態】
ここで、好適には、前記圧迫装置は、前記生体の一部に巻回されて、その生体の一部を圧迫するカフであり、前記血圧値決定手段は、そのカフによる圧迫圧力を予め定められた目標圧迫圧力まで昇圧した後、予め定められた速度で降圧させることにより前記生体の血圧値を決定するものである。このようにすれば、圧迫装置の構成が簡単になるとともに、カフを用いた信頼性の高い血圧値に基づいて動脈硬さ指数が決定される利点がある。
【０００９】
また、好適には、前記動脈硬さ測定装置は、予め設定された血圧値決定周期毎に前記血圧値決定手段を起動させる起動手段をさらに含むものである。このようにすれば、起動手段により、血圧値決定手段が予め設定された血圧値決定周期毎に起動させられることから、その血圧値決定周期毎に、動脈硬さ指数決定手段において動脈硬さ指数が決定される。従って、周期的に動脈硬さ指数が得られる利点がある。
【００１０】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された動脈硬さ測定装置の構成を説明するブロック図である。
【００１１】
図１において、カフ１０は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有してたとえば患者の上腕部１２に巻回される。このカフ１０には、圧力センサ１４、排気制御弁１６、および空気ポンプ１８が配管２０を介して接続されている。この排気制御弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。排気制御弁１６によりカフ１０内に圧力が供給されると、カフ１０は上腕部１２の図示しない上腕動脈を圧迫するため、本実施例では、カフ１０が圧迫装置として機能している。
【００１２】
圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰC を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２６を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００１３】
上記脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ1 を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭをＡ／Ｄ変換器２９を介して電子制御装置２８へ供給する。この脈波信号ＳＭが表すカフ脈波は、患者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１０に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波であるので、上記圧力センサ１４、および脈波弁別回路２４は、圧脈波検出装置として機能している。
【００１４】
上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して排気制御弁１６および空気ポンプ１８を制御するとともに、表示器３６の表示内容を制御する。
【００１５】
起動周期設定器３８は、カフ１０を用いた血圧測定を起動する血圧測定起動周期ＴB を設定するために操作される。起動スイッチ４０は、カフ１０を用いた血圧測定の手動による起動を指令する信号を電子制御装置２８に供給する。
【００１６】
図２は、上記動脈硬さ測定装置における電子制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、血圧値決定手段として機能する血圧測定手段５０は、カフ圧制御手段５２によってたとえば生体の上腕に巻回されたカフ１０の圧迫圧力を所定の目標圧力値ＰCM（たとえば、１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇圧させた後に３mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させられる徐速降圧期間内において、順次採取される脈波信号ＳＭが表す脈波の振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを決定し、その決定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを表示器３６に表示させる。
【００１７】
脈圧決定手段５４は、血圧測定手段５０により決定された血圧値ＢＰから、脈圧ＰＭを決定する。すなわち、血圧測定手段５０により決定された最高血圧値ＢＰSYS と最低血圧値ＢＰDIA との差を算出する。この脈圧ＰＭは、図示しない上腕動脈から発生してカフ１０に伝達される圧脈波に基づいているので、図示しない上腕動脈の脈圧を主として表している。
【００１８】
動脈硬さ指数決定手段５６は、脈圧決定手段５４により決定された脈圧ＰＭと、血圧測定手段５０により測定された血圧値ＢＰとの比に基づいて、生体の動脈の硬さの指標となる動脈硬さ指数Ｉa を決定する。たとえば、脈圧決定手段５４により決定された脈圧ＰＭと、血圧測定手段５０により測定された血圧値ＢＰ（最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、最低血圧値ＢＰDIA のいずれか一つ）との比をそのまま動脈硬さ指数Ｉa として算出する。図３に示すように、カフ脈波は、進行波である第１脈波と反射波である第２脈波とが合成された合成波である。そして、血管が硬くなると、血管の弾性による血圧調節機能が不能となることから、第２脈波（反射波）が増加し、結果として血圧が上昇する。この血圧の上昇は、心臓からの血液送出量が増加する収縮期に影響が大きく、拡張期には影響が少ないことから、血管が硬くなると脈圧が増加する。そのため、動脈硬さ指数決定手段５６により決定される動脈硬さ指数Ｉa は、図６にも示すように、血圧値ＢＰが同じであっても、動脈が硬いほど大きくなる。すなわち、動脈硬化症により動脈が硬くなった場合、自律神経や薬物等の作用による血管収縮が生じた場合、動脈硬さ指数Ｉa は大きくなる。
【００１９】
動脈硬さ指数表示手段５８は、動脈硬さ指数決定手段５６により決定された動脈硬さ指数Ｉa を、血圧測定手段５０により測定された血圧値ＢＰが表示されている表示器３６に表示させる。起動手段６０は、起動周期設定器３８により設定された血圧測定周期ＴB 毎、および起動スイッチ４０から供給される信号により、血圧測定手段５０による血圧測定を起動させる。
【００２０】
図４は、上記動脈硬さ測定装置の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートである。図４において、まずＳ１（以下、ステップを省略する。）では、タイマｔの内容がクリアされる。
【００２１】
次に、起動手段６０に対応するＳ２乃至Ｓ３が実行される。まずＳ２において、手動により血圧測定起動を指示する信号が入力されたか否か、すなわち、起動スイッチ４０が押されたか否かが判断される。上記Ｓ２の判断が否定された場合は、続くＳ３において、タイマｔの内容が起動周期設定器３８により設定された血圧測定起動周期ＴB を超えたか否かが判断される。このＳ３の判断が否定された場合は、上記Ｓ２以降が繰り返し実行されることにより、起動スイッチ４０が押されるか、タイマｔの内容が血圧測定起動周期ＴB を経過するまで待機させられる。
【００２２】
上記Ｓ２の判断またはＳ３の判断が肯定された場合には、カフ圧制御手段５２に対応するＳ４乃至Ｓ５が実行される。すなわち、Ｓ４では、排気制御弁１６が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ１８が駆動されたカフ１０内が、予め設定された目標圧迫圧力ＰCM（たとえば１８０ｍｍＨｇ程度圧力）まで昇圧された後空気ポンプ１８が停止させられる。そして続くＳ５では、排気制御弁１６が徐速排気状態に切り換えられることにより、カフ１０内の圧力が予め設定された３mmHg/sec程度の緩やかな速度で下降させられる。
【００２３】
続いて血圧測定手段５０に対応するＳ６乃至Ｓ９が実行される。まずＳ６が実行されることにより、脈波信号ＳＭが読み込まれて脈波が１拍検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合には、上記Ｓ６が繰り返し実行されるが、肯定された場合にはＳ７の血圧値決定ルーチンが実行される。この血圧値決定ルーチンにおいては、カフ圧ＰC の徐速降圧過程で逐次検出された脈波の振幅の変化に基づいて、よく知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰSYS 、最低血圧値ＢＰDIA 、および平均血圧値ＢＰMEANが決定される。続くＳ８では、血圧測定が完了したか否かが判断され、未だ完了していない場合にはＳ６乃至Ｓ８が繰り返し実行される。
【００２４】
血圧測定が完了して上記Ｓ８の判断が肯定された場合には、Ｓ９が実行されることにより、上記Ｓ７において決定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、最低血圧値ＢＰDIA が、ＲＡＭ３４内の所定の記憶領域に記憶されるとともに、表示器３６に表示させられる。そして、続くＳ１０では、排気制御弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内の圧力が開放される。
【００２５】
続く脈圧決定手段５４に対応するＳ１１では、Ｓ７において測定された最高血圧値ＢＰSYS と最低血圧値ＢＰDIA との差、すなわち脈圧ＰＭが算出される。そして続く動脈硬さ指数決定手段５６に対応するＳ１２では、上記Ｓ１１で算出された脈圧ＰＭが、Ｓ７で決定された平均血圧値ＢＰMEANで割られることにより動脈硬さ指数Ｉa が算出され、続く動脈硬さ指数表示手段５８に対応するＳ１３では、上記Ｓ１２で算出された動脈硬さ指数Ｉa が、前記Ｓ９において血圧値ＢＰが表示されている表示器３６に表示される。このＳ１３において、周期的、すなわち連続的に動脈硬さ指数Ｉa が血圧値ＢＰとともに表示器３６に表示されると、血圧値ＢＰが異常値である場合に、その異常の原因が血管側にあるか否かを判断することができ、治療の指針とすることができる。
【００２６】
上述のように、本実施例によれば、血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）により、カフ１０による生体の動脈の圧迫に基づいて血圧値ＢＰが決定され、脈圧決定手段５４（Ｓ１１）において、血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）により測定された血圧値ＢＰから脈圧ＰＭが決定され、動脈硬さ指数決定手段５６（Ｓ１２）では、脈圧決定手段５４（Ｓ１１）により決定された脈圧ＰＭの、血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）により測定された平均血圧値ＢＰMEANに対する比が動脈硬さ指数Ｉa として決定されるので、動脈硬さを皮膚の上から容易に測定することができる。
【００２７】
また、本実施例によれば、上腕部１２に巻回されて、その上腕部１２を圧迫するカフ１０が圧迫装置として機能し、血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）は、そのカフ１０による圧迫圧力を予め定められた目標圧迫圧力ＰCMまで昇圧した後、予め定められた速度で降圧させることにより血圧値ＢＰを決定するものであるので、圧迫装置の構成が簡単になるとともに、カフ１０を用いた信頼性の高い血圧値ＢＰに基づいて動脈硬さ指数Ｉa が決定される利点がある。
【００２８】
また、本実施例によれば、起動手段６０（Ｓ２乃至Ｓ３）により、血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）が予め設定された血圧測定起動周期ＴB 毎に起動させられることから、その血圧測定起動周期ＴB 毎に、動脈硬さ指数決定手段５６（Ｓ１２）において動脈硬さ指数Ｉa が決定されるので、周期的に動脈硬さ指数Ｉa が得られる利点がある。
【００２９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３０】
たとえば、前述の実施例の血圧測定手段５０（Ｓ６乃至Ｓ９）は、いわゆるオシロメトリック方式により血圧値ＢＰを測定するように構成されていたが、コロトコフ音の発生時および消滅時のカフ圧に基づいて血圧値ＢＰを測定する所謂Ｋ音方式により血圧測定するものであっても差し支えない。
【００３１】
また、前述の実施例では、上腕部１２に巻回されたカフ１０が圧迫装置として機能し、血圧測定手段５０は、カフ１０の圧迫圧力の変化過程で検出されるカフ脈波に基づいて生体の血圧値ＢＰを測定していたが、圧迫装置として、撓骨動脈または足背動脈の圧脈波を検出するために手首または足に装着されて、所定の圧力で撓骨動脈または足背動脈を圧迫する圧脈波検出装置が用いられ、血圧値決定手段は、その圧脈波検出装置により逐次検出される圧脈波に基づいて生体の最高血圧値および最低血圧値等を逐次決定するものであってもよい。
【００３２】
また、前述の実施例の動脈硬さ指数決定手段５６（Ｓ１２）では、脈圧ＰＭと血圧値ＢＰとの比（ＰＭ／ＢＰ）がそのまま動脈硬さ指数Ｉa とされていたが、比（ＰＭ／ＢＰ）と動脈硬さ指数Ｉa との間の予め求められた関係（式、グラフ）に基づいて、その比（ＰＭ／ＢＰ）から動脈硬さ指数Ｉa が決定されるものであってもよい。図５は、上記予め求められた関係の一例を示す図であり、脈圧ＰＭと平均血圧値ＢＰMEANとの比（ＰＭ／ＢＰMEAN）と、動脈硬さ指数Ｉa との関係が示されている。また、動脈硬さ指数Ｉa は、血圧値ＢＰの脈圧ＰＭに対する比（ＢＰ／ＰＭ）、或いはその比（ＢＰ／ＰＭ）から予め求められた関係に基づいて算出されるものであってもよい。
【００３３】
また、前述の実施例では、血圧測定起動周期ＴB は起動周期設定器３８により設定されるように構成されていたが、予め定められた一定値に設定されるものであってもよい。
【００３４】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動脈硬さ測定装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の実施例における電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の実施例のカフに伝達されるカフ脈波を説明する図である。
【図４】図１の実施例における電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートを示す図である。
【図５】比（ＰＭ／ＢＰMEAN）と動脈硬さ指数Ｉa との関係の一例を示す図である。
【図６】平均血圧値と脈圧との関係が動脈硬さ指数Ｉa により変化することを説明する図である。
【符号の説明】
１０：カフ（圧迫装置）
５０：血圧測定手段（血圧値決定手段）
５４：脈圧決定手段
５６：動脈硬さ指数決定手段
６０：起動手段
【図１】
0004013366.tif 000002
【図２】
0004013366.tif 000003
【図３】
0004013366.tif 000004
【図４】
0004013366.tif 000005
【図５】
0004013366.tif 000006
【図６】
0004013366.tif 000007