(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を得、それに基づいて得た血管膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２ならびに最大速度到達所要時間ｔmを用いて、動脈硬化症の程度を評価するための指標Ｉ＊を求める方法であって、
１）ｘ軸をｔm／Ｔとし、ｙ軸をＰ２／Ｐ１とし、動脈硬化症の正常領域および動脈硬化症領域が画定されたｘ−ｙ座標平面において、
程度の異なる動脈硬化症を発症した者（動脈硬化症を発症していない者を含む）から超音波ドップラー法によって得た複数の血管壁の膨張・収縮データより、動脈硬化症の程度が正常領域から動脈硬化症領域へ推移する様子を示す標準的なＶ字型折線をｘ−ｙ座標平面にて決定し、
このＶ字型折線の先端を原点とし、Ｖ字型折線の先端角を二等分する線をＹ軸とし、このＹ軸に対してｘ−ｙ座標平面において直交する直線をＸ軸とすることにより、Ｘ−Ｙ座標平面を決定すること、
２）評価対象となる患者から超音波ドップラー法によって得た評価対象部位の血管壁の膨張・収縮データに基づくｔma、Ｔa、Ｐ１aおよびＰ２a（ａは評価対象を意味する添字である）より、ｔma／ＴaおよびＰ２a／Ｐ１aを求めて、それぞれｘ−ｙ座標平面の座標（ｘa，ｙa）（但し、ａは同意義）とすること、
３）座標（ｘa，ｙa）をＸ−Ｙ座標平面の座標（Ｘa，Ｙa）に変換すること、
４）変換した座標（Ｘa，Ｙa）から、式：
ａ）Ｉ＊＝−（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa＜０の場合）；または、
ｂ）Ｉ＊＝（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa≧０の場合）
に基づいてＩ＊を求めること
を含む方法。
【請求項２】
超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて得た、血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を示す出力波形の曲線において、血管膨張時の立上がり曲線と時間軸とが交差する点をＡ点とし、血管膨張時の速度が最大となる点をＢ点とし、血管膨張時の立下り曲線と時間軸とが交差する点をＤ点とした場合において、
１）Ａ点における接線の傾きの９９〜８０％となる値のいずれか一つの値をＰ１とし、接線の傾きがその値となる曲線ＡＢ上の点における接線を直線Ｌ１とすること、
２）曲線ＢＤにおいて瘤状部が存在しない場合には、Ｄ点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とし、
曲ＢＤにおいて瘤状部が存在する場合には、瘤状部の始点Ｃ点から、瘤状部が存在しないと仮定して曲線ＢＣを延長した曲線を引き、当該延長曲線が時間軸と交差するＣ’点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とすること、
３）Ａ点の時間軸の座標と、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが交差する点の時間軸の座標との差をとり、これをｔmとすること
によって、Ｐ１、Ｐ２およびｔmを求める請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｖ字型折線の決定を、
ａ）動脈硬化症を発症していない者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、正常領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｍを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｂ）動脈硬化症の発症者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、動脈硬化症領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｎを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｃ）直線ｍと直線ｎとが交わる点をＶ字型折線の先端部とする
ことによって行う請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ｘ−ｙ座標平面において動脈硬化症領域が２つの平行な直線ｋ１およびｋ２によって画定されるバンド領域で表される場合において、直線ｎを、直線ｋ１およびｋ２に平行であって当該バンド領域を２等分する直線とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を得、それに基づいて得た血管膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２ならびに最大速度到達所要時間ｔmを用いて動脈硬化症の程度を評価することをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
１）ｘ軸をｔm／Ｔとし、ｙ軸をＰ２／Ｐ１とし、動脈硬化症の正常領域および動脈硬化症領域が画定されたｘ−ｙ座標平面において、
程度の異なる動脈硬化症を発症した者（動脈硬化症を発症していない者を含む）から超音波ドップラー法によって得た複数の血管壁の膨張・収縮データより、動脈硬化症の程度が正常領域から動脈硬化症領域へ推移する様子を示す標準的なＶ字型折線をｘ−ｙ座標平面にて決定し、
このＶ字型折線の先端を原点とし、Ｖ字型折線の先端角を二等分する線をＹ軸とし、このＹ軸に対してｘ−ｙ座標平面において直交する直線をＸ軸とすることにより、Ｘ−Ｙ座標平面を決定すること、
２）評価対象となる患者から超音波ドップラー法によって得た評価対象部位の血管壁の膨張・収縮データに基づくｔma、Ｔa、Ｐ１aおよびＰ２a（ａは評価対象を意味する添字である）より、ｔma／ＴaおよびＰ２a／Ｐ１aを求めて、それぞれｘ−ｙ座標平面の座標（ｘa，ｙa）（但し、ａは同意義）とすること、
３）座標（ｘa，ｙa）をＸ−Ｙ座標平面の座標（Ｘa，Ｙa）に変換すること、
４）変換した座標（Ｘa，Ｙa）から、式：
ａ）Ｉ＊＝−（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa＜０の場合）；または、
ｂ）Ｉ＊＝（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa≧０の場合）
に基づいてＩ＊を求めること
を含む処理を実行させ、Ｉ＊の値に基づいて動脈硬化症の程度を評価することを実行させる、記録媒体。
【請求項６】
Ｉ＊の大小によって動脈硬化症の程度を評価することをコンピュータに実行させる、請求項５に記載の記録媒体。
【請求項７】
超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて得た、血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を示す出力波形の曲線において、血管膨張時の立上がり曲線と時間軸とが交差する点をＡ点とし、血管膨張時の速度が最大となる点をＢ点とし、血管膨張時の立下り曲線と時間軸とが交差する点をＤ点とした場合において、
１）Ａ点における接線の傾きの９９〜８０％となる値のいずれか一つの値をＰ１とし、接線の傾きがその値となる曲線ＡＢ上の点における接線を直線Ｌ１とすること、
２）曲線ＢＤにおいて瘤状部が存在しない場合には、Ｄ点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とし、
曲ＢＤにおいて瘤状部が存在する場合には、瘤状部の始点Ｃ点から、瘤状部が存在しないと仮定して曲線ＢＣを延長した曲線を引き、当該延長曲線が時間軸と交差するＣ’点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とすること、
３）Ａ点の時間軸の座標と、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが交差する点の時間軸の座標との差をとり、これをｔmとすること
によって、Ｐ１、Ｐ２およびｔmを求めることをコンピュータに実行させる、請求項５または請求項６に記載の記録媒体。
【請求項８】
Ｖ字型折線の決定を、
ａ）動脈硬化症を発症していない者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、正常領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｍを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｂ）動脈硬化症の発症者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、動脈硬化症領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｎを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｃ）直線ｍと直線ｎとが交わる点をＶ字型折線の先端部とする
ことによって行うことをコンピュータに実行させる、請求項５〜７のいずれか１項に記載の記録媒体。
【請求項９】
ｘ−ｙ座標平面において動脈硬化症領域が２つの平行な直線ｋ１およびｋ２によって画定されるバンド領域で表される場合において、直線ｎを、直線ｋ１およびｋ２に平行であって当該バンド領域を２等分する直線とすることをコンピュータに実行させる、請求項８に記載の記録媒体。
【請求項１０】
評価対象部位におけるＩ＊が
−０．５≦Ｉ＊≦−０．０９にあるときは、動脈硬化症に関して正常、
−０．０９＜Ｉ＊＜０にあるときは、動脈硬化症に関して遷移状態、
０≦Ｉ＊≦０．４にあるときは動脈硬化症
であると評価することをコンピュータに実行させる、請求項５〜９のいずれか１項に記載の記録媒体。
【請求項１１】
評価対象部位におけるＩ＊が
−０．４２０≦Ｉ＊≦−０．０９２４にあるときは、動脈硬化症に関して正常、
−０．０９２４＜Ｉ＊＜０にあるときは、動脈硬化症に関して遷移状態、
０≦Ｉ＊≦０．３８９にあるときは動脈硬化症
であると評価することをコンピュータに実行させる、請求項５〜９のいずれか１項に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮運動に関するデータから、動脈硬化症の程度を評価する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動脈硬化症は、動脈壁が肥厚する等して、弾性を失った状態をいう。動脈硬化症の発症は動脈瘤の形成、粥腫の形成、動脈の中膜の灰化等によって認められる。医療現場においては、動脈硬化症の発症または動脈硬化症の程度を判断するために、眼底検査、血管造影、血管内視鏡、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）、磁気共鳴血管造影法（ＭＲＡ：Magnetic Resonance Angiography）および超音波による血管壁の肥厚測定等を実施している。そして、これらの結果をもとに、評価者たる医師は各々独自に動脈硬化症の程度を判断し、それに応じて治療を行っている。即ち、動脈硬化症の評価は評価する者によって異なり、その評価基準は確立されていないといえる。
【０００３】
一方、最近の医療現場では、患者への負担を少なくするとともに、評価者の熟練度の如何に拘わらず一定の評価結果を得るために、疾患部位の症状を非侵襲的に、そして一定のデータ処理方法によって評価しようとする動きが見られる。動脈硬化症についても、非侵襲的な装置で測定することが提案されており、本発明者らも、そのような測定が可能な装置を特開平５−２３３３５号公報および"Acoustical imaging and processing of blood vessel and the related materials using ultrasound doppler effect"（横堀ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.1, pp. 127-136, 1991）において提案している。また、特許第２８３１４７１号公報においても、血管壁のコンプライアンスの測定に適した装置が開示されている。
【０００４】
本発明者らが特開平５−２３３３５号公報にて提案した装置は、超音波ドップラー法により血管壁の膨張・収縮運動に関するデータを得る装置であり、膨張・収縮する血管に対し垂直に超音波を送波し、ドップラー効果により生じた反射エコーを受波する超音波プローブ、および演算回路を含んで成る。この装置によれば、超音波プローブにより検出された検知信号に基づいて、血管の膨張・収縮の１サイクルの間（周期Ｔ）における血管壁の半径方向における膨張速度および収縮速度の経時的変化を測定でき、その測定データより、血管壁の膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２、ならびに血管壁が膨張開始時から最大速度に至るまでの時間、即ち血管膨張時の最大速度到達所要時間ｔmを求めることができる。ここで、減速度とは速度が減少していく際の減少割合に相当し、これを加速度として表すと絶対値が同じで符号がマイナスになる。
【０００５】
動脈硬化症の発症の有無は、Ｐ１、Ｐ２、ｔmおよびＴを組み合わせることによって評価できる。評価は次のようにして実施される。まず、予め動脈硬化症の発症の有無を別の手段（例えば血管造影等）で確認した複数の部位について超音波ドップラー法によりデータを得、そのデータからｔm／ＴおよびＰ２／Ｐ１を求め、それぞれをｘ座標およびｙ座標としてｘ−ｙ座標平面にプロットする。動脈硬化症を発症した部位の座標および動脈硬化症を発症していない正常な部位の座標は、それぞれが群をなすように分布するので、それらの群に合致するようにｘ−ｙ座標平面において正常領域および動脈硬化症領域を画定し、グラフにマップを作成する。そして、そのマップを用いれば、上記装置を使用して得たデータから求められる座標（ｘ、ｙ）が、正常領域または動脈硬化症領域のいずれに存在するかを見ることによって、評価対象部位が動脈硬化症を発症しているか否かを評価できる。
【０００６】
かかる評価方法の詳細は、"Algorithm of the noninvasive diagnosis method on the atherosclerosis by ultrasonic doppler effect"（横堀ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.4, No.2, pp. 87-96, 1994）、"Cae software for the noninvasive diagnosis method on the atherosclerosis by ultrasonic doppler effect"（佐々木ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.4, No.2, pp. 97-103, 1994）および「透析患者における非侵襲的動脈硬化測定の試みと検討（第２報）−超音波測定法を含めて−」（大瀬良ほか、薬理と臨床  6(8)：1619〜1622，1996）において説明されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、本発明者らは超音波ドップラー法に基づいて得られるデータと、動脈硬化症との関連について一定の知見を得ている。しかし、これまでの評価方法では、評価対象部位から得たデータより求めた座標のマップ上における位置に基づいて動脈硬化症を評価するにとどまり、動脈硬化症の程度を定量的に評価するまでには至っていない。そこで、本発明者らは、超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データから動脈硬化症の程度を定量的に評価するべく、当該データの処理方法について検討を重ねた結果、特定の処理に基づいて得た値が動脈硬化の程度（または重症度）を示し得ることを見出した。以下に、その内容を説明する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を得、それに基づいて得た血管膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２ならびに最大速度到達所要時間ｔmを用いて、動脈硬化症の程度を評価するための指標Ｉ＊を求める方法であって、
１）ｘ軸をｔm／Ｔとし、ｙ軸をＰ２／Ｐ１とし、動脈硬化症の正常領域および動脈硬化症領域が画定されたｘ−ｙ座標平面において、
程度の異なる動脈硬化症を発症した者（動脈硬化症を発症していない者を含む）から超音波ドップラー法によって得た複数の血管壁の膨張・収縮データより、動脈硬化症の程度が正常領域から動脈硬化症領域へ推移する様子を示す標準的なＶ字型折線をｘ−ｙ座標平面にて決定し、
このＶ字型折線の先端を原点とし、Ｖ字型折線の先端角を二等分する線をＹ軸とし、このＹ軸に対してｘ−ｙ座標平面において直交する直線をＸ軸とすることにより、Ｘ−Ｙ座標平面を決定すること、
２）評価対象となる患者から超音波ドップラー法によって得た評価対象部位の血管壁の膨張・収縮データに基づくｔma、Ｔa、Ｐ１aおよびＰ２a（ａは評価対象を意味する添字である）より、ｔma／ＴaおよびＰ２a／Ｐ１aを求めて、それぞれｘ−ｙ座標平面の座標（ｘa，ｙa）（但し、ａは同意義）とすること、
３）座標（ｘa，ｙa）をＸ−Ｙ座標平面の座標（Ｘa，Ｙa）に変換すること、
４）変換した座標（Ｘa，Ｙa）から、式：
ａ）Ｉ＊＝−（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa＜０の場合）；または、
ｂ）Ｉ＊＝（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa≧０の場合）
に基づいてＩ＊を求めることを含む方法である。後で詳述するように、動脈硬化症の程度はＩ＊の大小で評価できる。
また、本発明は、超音波ドップラー法により得た血管壁の膨張・収縮データに基づいて血管壁の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間における血管の膨張・収縮速度の経時変化を得、それに基づいて得た血管膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２ならびに最大速度到達所要時間ｔmを用いて動脈硬化症の程度を評価することをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
１）ｘ軸をｔm／Ｔとし、ｙ軸をＰ２／Ｐ１とし、動脈硬化症の正常領域および動脈硬化症領域が画定されたｘ−ｙ座標平面において、
程度の異なる動脈硬化症を発症した者（動脈硬化症を発症していない者を含む）から超音波ドップラー法によって得た複数の血管壁の膨張・収縮データより、動脈硬化症の程度が正常領域から動脈硬化症領域へ推移する様子を示す標準的なＶ字型折線をｘ−ｙ座標平面にて決定し、
このＶ字型折線の先端を原点とし、Ｖ字型折線の先端角を二等分する線をＹ軸とし、このＹ軸に対してｘ−ｙ座標平面において直交する直線をＸ軸とすることにより、Ｘ−Ｙ座標平面を決定すること、
２）評価対象となる患者から超音波ドップラー法によって得た評価対象部位の血管壁の膨張・収縮データに基づくｔma、Ｔa、Ｐ１aおよびＰ２a（ａは評価対象を意味する添字である）より、ｔma／ＴaおよびＰ２a／Ｐ１aを求めて、それぞれｘ−ｙ座標平面の座標（ｘa，ｙa）（但し、ａは同意義）とすること、
３）座標（ｘa，ｙa）をＸ−Ｙ座標平面の座標（Ｘa，Ｙa）に変換すること、
４）変換した座標（Ｘa，Ｙa）から、式：
ａ）Ｉ＊＝−（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa＜０の場合）；または、
ｂ）Ｉ＊＝（Ｘa2＋Ｙa2）（Ｘa≧０の場合）
に基づいてＩ＊を求めること
を含む処理を実行させ、Ｉ＊の値に基づいて動脈硬化症の程度を評価することを実行させる、記録媒体である。
【０００９】
この方法または記録媒体によれば、動脈硬化症の程度をＩ＊の値に基づいて評価できるので、例えば、座標（ｘa，ｙa）が正常領域にある場合でも、動脈硬化症を発症する可能性が高く、遷移状態にあるといった評価を得ることができる。即ち、本発明によれば、従来の方法で得られる評価よりも詳細な評価を得ることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法を実施するために必要なデータ処理の手順を具体的に説明する。
【００１１】
本発明においては、血管壁の膨張・収縮データを、特開平５−２３３３５号公報および"Acoustical imaging and processing of blood vessel and the related materials using ultrasound doppler effect"（横堀ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.1, pp. 127-136, 1991）に記載された装置を用い、超音波ドップラー法によって得る。具体的には、膨張・収縮（即ち、拍動）する血管壁に対して、垂直方向に振動数ｆの超音波を送波し、血管壁からドップラー効果により振動数がｆ0に変化した反射エコーを受波し、振動数ｆとｆ0との差に起因する出力電圧Ｄの変化を利用して、血管の膨張・収縮の１サイクル（周期Ｔ）の間の血管の膨張・収縮速度の経時変化を得る。
【００１２】
血管の膨張・収縮速度の経時変化は出力波形で表される。血管壁の状態（例えば力学的性質）以外の外因等によって相違する出力波形を同一基準で比較または評価できるように、出力波形は、波形の各値を出力電圧の最大値と最小値の差ΔＤで除して−１から＋１の範囲で表示し、また時間ｔを周期Ｔで除して０から１の範囲で表示することによって、無次元化することが好ましい。無次元化した出力波形の例を図１および図２に示す。図示した出力波形において、出力が０である直線（この直線を「時間軸」とも呼ぶ）より上側に位置する部分は、血管壁が半径方向に膨張している時の速度変化を示しており、時間軸より下側に位置する部分は血管壁が収縮している時の速度変化を示している。
【００１３】
動脈硬化症は、血管壁の力学的性質の変化を招くため、動脈硬化症を発症している血管壁の膨張・収縮速度の経時変化は、正常な血管壁のそれとは異なったものとなる。そのことは図１および図２から判る。図１は動脈硬化を発症していない者から得た出力波形であり、図２は動脈硬化を発症した者から得た出力波形である。動脈硬化症を発症していない者の血管膨張時の出力波形が対称的であるのに対し、動脈硬化症を発症している者の血管膨張時の出力波形は対称的でなく、膨張速度の減少が長い時間にわたっている（即ち、減速度が小さい）。
【００１４】
出力波形は、速度の経時変化を示すものであるから、出力波形の各点における接線の傾きは、その点における加速度または減速度を示す指標となる。図１および図２に示すように、出力波形を無次元化した場合には、接線の傾きは加速度または減速度の絶対値を示すものではないが、波形上の任意の複数の点における接線の傾きの比は、それらの点における加速度の比に相当する。
【００１５】
本発明においては、周期Ｔの出力波形から、膨張時の加速度の指標Ｐ１および減速度の指標Ｐ２を求め、さらにＰ１およびＰ２から血管膨張時の最大速度到達所要時間ｔmを求め、これらを用いて動脈硬化の程度を評価する。Ｐ１、Ｐ２およびｔmはそれぞれ以下に説明する複数の方法によって決定でき、それぞれの方法で得た値の間に差はあるものの、その差は本発明に従って得られる評価結果に実質的な差をもたらすものではない。即ち、いずれの方法によりＰ１、Ｐ２およびｔmを求めた場合でも、それらの値は本発明の評価方法に使用できる。従って、Ｐ１等の決定に際しては、データ処理装置の演算能力等に応じて以下に挙げる方法から適当な方法を選択すればよい。
【００１６】
以下にＰ１、Ｐ２およびｔmの決定方法を説明する。なお、以下の説明において使用されるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｃ’Ｄ点は図１および図２に示す符号に対応する。
＜膨張時の加速度Ｐ１＞
（方法１）立上がり曲線と時間軸とが交差する点をＡ点とし、Ａ点における接線の傾きをＰ１とし、この接線を直線Ｌ１とする。
（方法２）出力値が最大となるＢ点（即ち、出力波形の頂点）とＡ点との間の各点における接線の傾きの平均を求め、それをＰ１とし、接線の傾きがその値となる曲線ＡＢ上の点における接線を直線Ｌ１とする。
（方法３）Ａ点における接線の傾きの９９〜８０％となる値のいずれか一つの値をＰ１とし、接線の傾きがその値となる曲線ＡＢ上の点における接線を直線Ｌ１とする。
（方法４）Ａ点とＢ点とを結ぶ直線の傾きをＰ１とし、この直線を直線Ｌ１とする。
【００１７】
方法１〜４において決定される直線Ｌ１はいずれも、血管壁膨張時の血管壁の加速態様を示す代表的な直線であり、本発明においては血管膨張時の最大速度到達所要時間ｔmを決定するために使用される。
【００１８】
＜膨張時の減速度Ｐ２＞
（１）立下り曲線が時間軸と交差するＤ点までの曲線ＢＤにおいて、瘤状部が存在しない場合（図１に相当）
（方法１）Ｄ点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とする。
（方法２）Ｂ点とＤ点との間の各点における接線の傾きの平均を求め、その絶対値をＰ２とし、傾きが−Ｐ２となりＤ点を通る直線を直線Ｌ２とする。
（２）Ｂ点から、立下り曲線が時間軸と交差するＤ点までの曲線において、瘤状部が存在する場合（図２に相当）
（方法１）瘤状部の始点Ｃ点から、瘤状部が存在しないと仮定して曲線ＢＣを延長した曲線を引き、当該延長曲線が時間軸と交差するＣ’点における接線の傾きの絶対値をＰ２とし、この接線を直線Ｌ２とする。
（方法２）瘤状部の始点Ｃ点から、瘤状部が存在しないと仮定して曲線ＢＣを延長した曲線を引き、当該延長曲線が時間軸と交差するＣ’点とＢ点とを結ぶ直線の傾きの絶対値をＰ２とし、この直線を直線Ｌ２とする。
（方法３）Ｂ点とＣ’点との間の各点における接線の傾きの平均を求め、その絶対値をＰ２とし、傾きが−Ｐ２となりＣ’点を通る直線を直線Ｌ２とする。
【００１９】
上記のすべての方法において決定される直線Ｌ２は、血管壁膨張時の血管壁の減速態様を示す代表的な直線であり、本発明においては血管膨張時の最大速度到達所要時間ｔmを決定するために使用される。
【００２０】
なお、曲線部に「瘤状部が存在する」場合としては、図５（ａ）に示すように曲線ＢＤにおいて極小および極大が存在する場合や、図５（ｂ）に示すように曲線ＢＤにおいて速度減少の割合が小さい部分または速度減少が止まる部分が続いた後、速度の減少割合が急激に増加する部分が存在する場合等がある。また、瘤状部が存在しないと仮定して曲線を引く場合、図５（ａ）のように曲線ＢＤ間に極小および極大が存在する場合には、当該極大を通る水平方向の直線（図中、破線で示す）が曲線ＢＤと交わる点をＣ点とし、曲線ＢＣを延長して曲線Ｂ−Ｃ−Ｃ’（図中、点線で示す）を引くとよい。また、図５（ｂ）に示すような場合には、速度減少の割合が小さくなる部分の始点をＣ点とし、曲線ＢＣ間を延長して曲線Ｂ−Ｃ−Ｃ’（図中、点線で示す）を引くとよい。
【００２１】
瘤状部の存否は、目測またはコンピュータ等の解析によって決定できる。その場合、速度減少の経時変化が他の部分と比べて大きく異なっていると認識される部分を瘤状部として選択し、曲線上の細かな凹凸に起因する極小等によって形成される小さな瘤状部は無視するものとする。同様に、瘤状部の始点Ｃ点を決定すること、ならびに曲線Ｂ−Ｃ−Ｃ’を引くことは、目測で行ってもよく、あるいはコンピュータ等を用いて行ってもよい。いずれの手段を採用した場合でも、本発明に従って得られる評価結果は実質的に影響を受けない。
【００２２】
＜血管膨張時の最大速度到達所要時間ｔm＞
（方法１）出力波形の曲線がＡ点からＢ点に至るまでの時間をｔmとする。
（方法２）直線Ｌ１が時間軸と交差する点の時間軸の座標と、Ｂ点の時間軸の座標との差をとり、これをｔmとする。
（方法３）Ａ点の時間軸の座標と、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが交差する点の時間軸の座標との差をとり、これをｔmとする。
（方法４）直線Ｌ１と時間軸とが交差する点の時間軸の座標と、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが交差する点の時間軸の座標との差をとり、これをｔmとする。
【００２３】
図１に示す出力波形について、Ｐ１およびＬ１は、方法３に基づいてＡ点における接線の傾きの９０％となる値をＰ１とすることにより求め、Ｐ２は（１）の場合の方法１により求め、ｔmは方法３により求めた。図２に示す出力波形について、Ｐ１およびＬ１は、方法３に基づいてＡ点における接線の傾きの９０％となる値をＰ１とすることにより求め、Ｐ２およびＬ２は、Ｂ点−Ｄ点間に瘤状部が存在するから延長曲線（図中、点線で表示）を引いて（２）の場合の方法１により求め、ｔmは方法３により求めた。
【００２４】
動脈硬化症を発症していることが例えば血管造影等によって予め判っている複数の疾患部位について、上記の方法により求めたＰ１、Ｐ２およびｔmから、ｔm／Ｔ（無次元化した出力波形においてはＴ＝１）およびＰ２／Ｐ１の値を求め、前者をｘ座標、後者をｙ座標として、ｘ−ｙ座標平面にプロットすると、動脈硬化症を発症していない者から得た座標と、動脈硬化症を発症した疾患部位から得た座標は、それぞれ群を成すように分布することが統計的に判っている（"Algorithm of the noninvasive diagnosis method on the atherosclerosis by ultrasonic doppler effect"（横堀ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.4 No.2 pp. 87-96, 1994）、"Cae software for the noninvasive diagnosis method on the atherosclerosis by ultrasonic doppler effect"（佐々木ほか、Bio-Medical Materials and Engineering, Vol.4 No.2 pp. 97-103, 1994）および「透析患者における非侵襲的動脈硬化測定の試みと検討（第２報）−超音波測定法を含めて−」（大瀬良ほか、薬理と臨床  6(8)：1619〜1622，1996）参照）。
【００２５】
この分布状態に基づいて、ｘ−ｙ座標平面に２つの群の境界を定める線を引くことにより正常領域および動脈硬化症領域を画定した検量的な基準グラフを作成できる。なお、本明細書において、ｘ−ｙ座標平面はｘ軸とｙ軸とが直交している直交座標系である。
【００２６】
正常領域と動脈硬化症領域とを画定したグラフを図３に示す。図３のグラフは、アテローム性動脈硬化症（粥状硬化症）および動脈瘤形成が認められる部位における血管の膨張・収縮データに基づいて得た座標の大部分が含まれるように直線ｋ１を引くことによって、正常領域と動脈硬化症領域とを画定している。図３に示すグラフにおいて、動脈硬化症の評価対象部位の血管から得た座標が直線ｋ１の左上側に存在すれば、当該部位は正常であり、直線ｋ１の右下側に存在すれば当該部位は動脈硬化症を発症していると評価できる。
【００２７】
更に、図３においては、動脈硬化症を発症していない者から得た座標が集中する領域を一点鎖線で囲んでいる。動脈硬化症の評価対象部位から得た座標が当該鎖線領域内に存在すれば、より高い確率で当該部位が正常であると判断できる。また、図３においては、疾患部位から得た座標の多くが集中する領域を画定するために、直線ｋ１と平行である直線ｋ２が更に引かれている。直線ｋ１と直線ｋ２とにより形成される領域はバンド（帯）状となっており、評価対象部位から得た座標が当該バンド領域内に存在すれば、より高い確率で当該部位が動脈硬化症を発症していると判断できる。なお、このグラフを得る詳細な方法については、従来技術の欄において引用した文献を参照でき、その内容は引用により本明細書の一部をなす。
【００２８】
本発明は、このグラフを用いて、更に動脈硬化症の程度を評価するものである。評価は、ｘ−ｙ座標を別のＸ−Ｙ座標平面の座標に変換し、その変換した座標を所定の式に代入して得た値に基づいて行う。
【００２９】
Ｘ−Ｙ座標平面は次のようにして決定される。まず、程度の異なる動脈硬化症の発症者（動脈硬化症を発症していない者を含む）から超音波ドップラー法によって得た複数の血管壁の膨張・収縮データより、動脈硬化症の程度が正常領域から動脈硬化症領域へ推移する様子を示す標準的なＶ字型折線をｘ−ｙ座標平面において決定する。本発明者らは、程度の異なる動脈硬化症の発症者から血管壁の膨張・収縮データを得、このデータに基づいて上記のようにｔm、Ｐ１およびＰ２を得てｘ−ｙ座標平面にプロットすると、動脈硬化症の程度が悪化するにつれて座標は特定のＶ字型折線上を推移することを見出した。即ち、動脈硬化症の発症者から発症当初より逐次データを得て座標をプロットすると、動脈硬化症が進行するにつれて、座標はこのＶ字型折線上を辿ることになると予想される。そのＶ字型折線を図３に破線で示す。Ｖ字型折線は直線ｍと直線ｎとから成り、Ｖ字型折線に記載した矢印は、動脈硬化症の症状が重くなるにつれて座標が推移する方向を示している。
【００３０】
Ｖ字型折線は、具体的には、
ａ）動脈硬化症を発症していない者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、正常領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｍを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｂ）動脈硬化症の発症者から超音波ドップラー法により得た複数の血管壁の膨張・収縮データに基づいて求めた座標（ｘ、ｙ）より、動脈硬化症領域におけるｘとｙとの相関関係を示す直線ｎを決定してｘ−ｙ座標平面に引き、
ｃ）直線ｍと直線ｎとが交わる点をＶ字型折線の先端とする
ことによって決定できる。
【００３１】
直線ｍは、正常領域にある座標から、例えば最小自乗法によって決定することができ、あるいは、評価者の目測によって決定してもよい。なお、直線ｍは動脈硬化症を全く発症していない健常者から得たデータから求めた座標に基づいて決定することが好ましい。ある部位で動脈硬化症を発症している者については、他の部位において臨床的に動脈硬化症が発症していないと評価されても、動脈が力学的に硬化している場合が多く、また、そのような初期段階では動脈の血管壁の弾性が増す傾向にある。超音波ドップラー法によれば弾性が増した血管壁は正常と評価されるため、動脈硬化症を発症した者から得たデータより求めた座標が正常領域にあったとしても、その多くは動脈硬化症の初期段階にある部位から得たデータに基づくものである可能性が高い。従って、そのような座標が正常領域におけるｘとｙとの相関関係を正しく示していない可能性は大きい。直線ｍを決定するに際し、そのような座標が含まれる可能性はできるだけ排除すべであり、従って、動脈硬化症を発症した者から得たデータに基づく座標は考慮しないことが望ましい。
【００３２】
直線ｎは、動脈硬化症領域にある座標から、例えば最小自乗法によって決定することができ、あるいは、評価者の目測によって決定してもよい。更に、別法として、上述のように動脈硬化症領域が２つの平行な直線ｋ１およびｋ２によって画定されるバンド領域で表される場合には、直線ｎを、直線ｋ１およびｋ２に平行であって当該バンド領域を２等分する直線としてもよい。
【００３３】
このＶ字型折線を基にＸ軸およびＹ軸を決定する。Ｙ軸は、Ｖ字型折線の先端角を二等分する線である。図３において、先端角はαで表されている。Ｙ軸の方向は、ｘ−ｙ座標平面におけるＹ軸上のｙ座標が増加する方向とする。Ｖ字型折線の先端はＸ−Ｙ座標平面の原点となる。Ｘ軸は原点でＹ軸と直交する直線であり、その方向はｘ−ｙ座標平面におけるＸ軸上のｙ座標が減少する方向とする。このようにして決定されるＸ−Ｙ座標平面は、直交系座標である。
【００３４】
上記手順で決定したＸ−Ｙ座標平面を含むグラフは、本発明の方法に基づいて動脈硬化症の程度を評価するための基準グラフとなる。図４に、図３から正常領域等を決定するために用いた複数の座標のプロットを削除し、ｘ軸およびｙ軸、正常領域、動脈硬化症領域、Ｖ字型折線、ならびにＸ軸およびＹ軸のみを示した基準グラフを示す。
【００３５】
動脈硬化症の程度は、評価対象となる患者から超音波ドップラー法によって評価対象部位の血管壁の膨張・収縮データを得、このデータから求めたｔma、Ｔa、Ｐ１aおよびＰ２a（ａは評価対象を意味する添字である）を用いて評価パラメータＩ＊の値を求め、Ｉ＊に基づいて評価する。Ｉ＊を求めるためには、ｘaおよびｙa（ａは評価対象を意味する添字である）を決定できるよう、ｔma／ＴaおよびＰ２a／Ｐ１aを求める必要がある。得られたｘaおよびｙaを図４のグラフのｘ−ｙ座標平面にプロットすれば、動脈硬化症を発症しているか否かを知ることができる。但し、本発明の評価方法においてプロットは必ずしも必要ではない。
【００３６】
次に、座標（ｘa，ｙa）をＸ−Ｙ座標の座標（Ｘa，Ｙa）に変換する。ｘ−ｙ座標平面における座標（ｘ，ｙ）は、ｘ軸とＸ軸とが成す角度をθとしたときに、下記の式：
【数１】
Ｘ0＝（４ｘ0cosθ−ｙ0sinθ）／４
Ｙ0＝４ｘ0sinθ＋ｙ0cosθ
（式中、ｘ0およびｙ0はｘ−ｙ座標平面におけるＸ−Ｙ座標平面の原点の座標を示す。）
【数２】
４Ｘ＝−４Ｘ0＋４ｘcosθ−ｙsinθ
Ｙ＝−Ｙ0＋４ｘsinθ＋ｙcosθ
によって、Ｘ−Ｙ座標平面の座標（Ｘ，Ｙ）に変換できる。従って、ｘaおよびｙaを上記の式のｘおよびｙに代入することにより、座標（Ｘ，Ｙ）を座標（Ｘa，Ｙa）として求めることができる。
【００３７】
続いて、座標（Ｘa，Ｙa）より、動脈硬化症の程度を評価するための指標Ｉ＊を求める。Ｉ＊は、Ｘa＜０の場合には、下記の式ａ）：
ａ）Ｉ＊＝−（Ｘa2＋Ｙa2）
から求めることができ、Ｘa≧０の場合には、下記の式ｂ）：
ｂ）Ｉ＊＝（Ｘa2＋Ｙa2）
から求めることができる。上記の式から明らかなとおり、本発明の動脈硬化症の評価方法においては、Ｘ−Ｙ座標平面の原点から座標（ｘa，ｙa）までの距離（または距離の二乗）が動脈硬化症の程度を示す指標となる。一般に、Ｉ＊の値が大きいほど、動脈硬化症の程度が甚だしい、即ち、症状が進行していると評価できる。
【００３８】
更に、下記の評価基準：
−０．５≦Ｉ＊≦−０．０９にあるときは動脈硬化症に関して正常、
−０．０９＜Ｉ＊＜０にあるときは動脈硬化症に関して遷移状態、
０≦Ｉ＊≦０．４にあるときは動脈硬化症
に基づいて、Ｉ＊から動脈硬化の程度をより詳細に評価することができる。上記の数値は血管造影等により動脈硬化症の程度が判っている複数の部位から得たデータに基づいて実験的に求めた数値である。この基準を使用する場合にも、Ｉ＊の値が大きいほど、動脈硬化症の程度が大きいと評価できる。すなわち、Ｉ＊が０．２０である部位と、Ｉ＊が０．１０である部位とでは、前者において、動脈硬化がより進行していると評価できる。なお、上記において、遷移状態とは、動脈硬化症をまだ発症していないが、血管の力学的性質に変化が生じており、動脈硬化症を発症する可能性が高い状態を意味する。
【００３９】
上記の評価基準は実験的に決定したものであり、評価基準の一例を示したものにすぎない。即ち、収集したデータによっては上記評価基準における値が変わる場合がある。
【００４０】
例えば、下記の評価基準：
−０．４２０≦Ｉ＊≦−０．０９２４にあるときは、動脈硬化症に関して正常、
−０．０９２４＜Ｉ＊＜０にあるときは、動脈硬化症に関して遷移状態、
０≦Ｉ＊≦０．３８９にあるときは動脈硬化症
を採用し、これに基づいて動脈硬化症の程度を評価してもよい。この評価基準は、収集したデータに基づいて現時点で決定し得る精密な評価基準の１つである。
【００４１】
本発明の動脈硬化症の評価方法は、上記において説明した手順でデータを処理できる適当なコンピュータ・プログラム（またはソフトウェア）を作成することによって、コンピュータを用いて簡便に実施できる。そのようなコンピュータ・プログラムは、本発明の動脈硬化症の評価方法を実施するために使用できるものとして、それ自体有用なものとなり得る。
【００４２】
【発明の効果】
このようにして実施する本発明の動脈硬化症の評価方法は、非侵襲的な方法によって得た血管の力学的性質を示すデータに基づいて、動脈硬化症の発症の有無のみならず、その程度を定量的に評価し得ることを特徴とする。従って、本発明によれば、これまで評価者によって評価結果が異なる傾向にあった動脈硬化症の程度（または「度合い」もしくは「進行度」）を、一つの基準で決定できるという利点がもたらされる。更に、本発明の評価方法は、患者に負担を強いるものでなく、また、熟練者によらずとも動脈硬化症を簡便に評価することが可能となるから、患者および評価者双方の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、動脈硬化症を発症していない者から得た血管壁の膨張・収縮速度の経時変化を表す出力波形である。
【図２】  図２は、動脈硬化症を発症した者から得た血管壁の膨張・収縮速度の経時変化を表す出力波形である。
【図３】  図３は、複数のデータに基づく座標（ｘ，ｙ）から動脈硬化症の正常領域および動脈硬化症領域、ならびにＸ−Ｙ座標平面を決定したグラフである。
【図４】  図４は、本発明の評価方法において使用する基準グラフである。
【図５】  図５の（ａ）および（ｂ）は、立下り曲線に瘤状部が存在する出力波形の例を示すものである。
【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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