説明

循環器機能測定装置

【課題】被測定者の循環器機能を正確に測定することができる循環器機能測定装置を提供する。
【解決手段】脈波累積加算値算出部15は、圧迫圧力の変化に応じて時系列的に脈波の振幅値を加算して脈波累積加算値を算出するとともに、血管硬さ測定部17は、この算出された脈波累積加算値と圧迫圧力との関係から血管硬さを測定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生体から得られる脈波に基づいて生体の状態を解析する循環器機能測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
循環器機能の一つである動脈を測定して、動脈硬化を早期発見するものとして、例えば特許文献1の循環器機能測定装置が挙げられる。この循環器機能測定装置を用いた測定方法においては、まず、カフを被測定者の上腕部に巻回した状態で取り付けるとともに、カフ内に空気を供給する。そして、そのカフ内の気圧(圧迫圧力)により上腕部を圧迫することで得られる脈波に基づいて、動脈硬化度といった循環器機能を測定する。
【0003】
特許文献1の循環器機能測定装置を用いた測定方法では、例えば被測定者の最高血圧及び最低血圧を含む圧迫圧力の所定範囲において、一定速度で圧迫圧力を微速減圧したときに得られる圧力信号から脈波の振幅値を抽出して時系列的に並べ、包絡線を得る。そして、脈波の振幅値が最大となる圧迫圧力を境界値として、包絡線をその境界値よりも高圧側の圧迫圧力帯に対応する領域と、低圧側の圧迫圧力帯に対応する領域とに分割し、各圧迫圧力帯においてそれぞれ循環器機能(血管硬さ)を測定するための特徴量を得る。
【0004】
この特徴量としては、例えば、包絡線における高圧側の圧迫圧力帯の領域において、或る脈波の振幅値をとる圧迫圧力と境界値との差や、低圧側の圧迫圧力帯の領域において、或る脈波の振幅値をとる圧迫圧力と境界値との差が挙げられる。そして、各圧迫圧力帯から抽出された特徴量を比較することで、被測定者の動脈硬化度(循環器機能)の測定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−278708号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1の循環器機能測定装置で得られた特徴量は、脈波の振幅値の変化の一部を計測しているに過ぎない。よって、例えば、一度測定を行った被測定者に対して再度測定を行うときに、被測定者の上腕部に対するカフの巻き方が悪い等の測定条件が異なると、得られる測定結果が、一度目と異なることが起こり得うることになり、循環器機能を正確に測定することができない。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、被測定者の循環器機能を正確に測定することができる循環器機能測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の循環器機能測定装置は、被測定者の身体の一部を圧迫する圧迫部と、前記圧迫部により発生する圧迫圧力を検出する圧迫圧力検出部と、前記圧迫圧力を変化させる圧迫圧力制御部と、前記圧迫圧力制御部により圧迫圧力を変化させる過程で前記身体の一部に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を圧迫圧力に関連付けて検出する脈波検出部と、前記圧迫部による圧迫開始から終了までに得られる前記脈波情報を累積加算して脈波累積加算値を算出する脈波累積加算値算出部と、前記圧迫圧力に対応付けて脈波累積加算値を記憶する記憶部と、前記脈波累積加算値を利用して循環器機能の測定を行う循環器機能測定部と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値と、該脈波累積加算値と対応付けられた圧迫圧力との関係から得られる特性線に基づき循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0010】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記特性線における圧迫圧力の変化に対する前記脈波累積加算値の変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0011】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記特性線における異なる圧迫圧力範囲での前記変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことが好ましい。
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値算出部が算出した最大の前記脈波累積加算値を基準とし、この最大の前記脈波累積加算値に対する各脈波累積加算値の比率である脈波累積加算比率を算出し、前記脈波累積加算比率と前記圧迫圧力との関係から得られる特性線に基づき循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0012】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記脈波累積加算比率の特定の範囲での前記圧迫圧力の変化量に基づいて循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0013】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記圧迫圧力の特定の範囲での前記脈波累積加算比率の変化量に基づいて循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0014】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記特性線の変化の割合が最も大きくなる圧迫圧力を含む範囲での変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0015】
この循環器機能測定装置において、前記脈波累積加算値算出部は、前記脈波検出部から検出される異常な脈波情報を除いた脈波情報のみを累積加算して脈波累積加算値を算出することが好ましい。
【0016】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値を利用して得られる被測定者の循環器情報を同循環器情報とは各別の被測定者の生体情報に基づいて補正する補正処理を実行し、この補正処理した循環器情報を用いて循環器機能を測定することが好ましい。
【0017】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は前記補正処理を通じて循環器機能を測定するに際し、前記循環器情報及び前記生体情報をそれぞれ重み付け係数により重み付け処理を実行することが好ましい。
【0018】
この循環器機能測定装置において、前記循環器機能測定部は前記補正処理を通じて循環器機能を測定するに際し、前記生体情報として被測定者の性別を含めてその性別に応じて異なる演算式を用いて被測定者の循環器情報を補正することが好ましい。
【0019】
この循環器機能測定装置において、前記特性線における前記脈波累積加算比率の異なる2つの値に対応する前記圧迫圧力の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0020】
この循環器機能測定装置において、前記特性線における前記圧迫圧力の異なる2つの値に対応する前記脈波累積加算比率の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【0021】
この循環器機能測定装置において、前記特性線における前記脈波累積加算値の異なる2つの値に対応する前記圧迫圧力の2つの値の比率に基づき循環器機能測定を行うことが好ましい。
【0022】
この循環器機能測定装置において、前記特性線における前記圧迫圧力の異なる2つの値に対応する前記脈波累積加算値の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、被測定者の循環器機能を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第1の実施形態における血管硬さ測定装置を示すブロック図である。
【図2】上腕動脈の圧迫開始から圧迫終了までの圧迫圧力の変化を示すグラフである。
【図3】圧迫開始から圧迫終了までの間に得られる脈波の振幅値と圧迫圧力とから得られる包絡線を示す図である。
【図4】圧迫圧力と脈波累積加算値との関係を示すグラフである。
【図5】脈波累積加算値と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図6】第2の実施形態における脈波累積加算値と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図7】血管の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図8】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図9】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図10】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図11】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図12】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図13】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図14】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図15】(a)は異なる圧力範囲での特性線の傾きを結んで得られるグラフであり、(b)は圧迫圧力と血管硬さとの関係を説明するための説明図である。
【図16】第3の実施形態における脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図17】(a)は血管内外圧差、血管の容積、脈圧及び脈波との関係を示すグラフであり、(b)は脈波高さと血管内外圧差との関係から得られる包絡線を示す図である。
【図18】(a)は血管内外圧差、血管の容積、脈圧及び脈波との関係を示すグラフであり、(b)は脈波高さと血管内外圧差との関係から得られる包絡線を示す図である。
【図19】(a)は第4の実施形態における軟らかい血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図であり、(b)は硬い血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図20】(a)は第5の実施形態における軟らかい血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図であり、(b)は硬い血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図21】第6の実施形態における脈波の振幅値と圧迫圧力とから得られる包絡線を示すグラフである。
【図22】(a)は第10の実施形態における軟らかい血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図であり、(b)は硬い血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【図23】(a)は第11の実施形態における軟らかい血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図であり、(b)は硬い血管での脈波累積加算比率と圧迫圧力とから得られる特性線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
(第1の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第1の実施形態を図面にしたがって説明する。
【0026】
図1に示すように、血管硬さ測定装置10において、圧迫部としてのカフ11はゴム製であるとともに袋状をなし、被測定者の身体の一部である上腕部に巻回した状態で取り付けられる。そして、カフ11内の気圧(圧迫圧力)によりカフ11が被測定者の上腕部(上腕動脈)を圧迫する。カフ11は、カフ11の圧迫圧力を変化させる圧迫圧力制御部12にチューブ11aを介して接続されている。圧迫圧力制御部12は、カフ11を加圧するための加圧ポンプ(図示せず)及びカフ11を減圧するための排気弁(図示せず)を有するとともに、加圧ポンプ及び排気弁の駆動を制御することで、カフ11に対して加減圧を行い、カフ11の圧迫圧力を変化させる。
【0027】
また、カフ11は、カフ11の圧迫圧力を検出する圧迫圧力検出部13にチューブ11bを介して接続されている。圧迫圧力検出部13は、圧迫圧力制御部12により圧迫圧力を変化させる過程で上腕部に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を検出する脈波検出部14に信号接続されている。圧迫圧力検出部13は、圧力センサ(図示せず)及びA/D変換器(図示せず)を有するとともに、圧力センサにより検出されたカフ11の圧迫圧力を、A/D変換器によりデジタル信号よりなる圧力信号に変換される。圧迫圧力検出部13で変換された圧力信号は脈波検出部14へ出力される。脈波検出部14は、フィルタ回路(図示せず)を有するとともに、圧迫圧力検出部13から出力された圧力信号から直流成分等、所定の周波数成分を除去することにより脈波信号を生成し、生成された脈波信号から脈波の振幅値を検出する。
【0028】
脈波検出部14は、脈波の振幅値を圧迫開始から圧迫終了まで累積加算して脈波累積加算値を算出する脈波累積加算値算出部15に信号接続されている。また、脈波累積加算値算出部15及び圧迫圧力検出部13は記憶部16に信号接続されるとともに、記憶部16は、圧迫圧力検出部13により検出される圧迫圧力と、脈波累積加算値算出部15により算出される脈波累積加算値とを対応付けて記憶する。すなわち、記憶部16は、ある圧迫圧力での脈波累積加算値を記憶し、圧迫開始から圧迫終了まで圧迫圧力と脈波累積加算値とを記憶し続ける。
【0029】
さらに、記憶部16は循環器機能測定部としての血管硬さ測定部17に信号接続されている。そして、血管硬さ測定部17は、脈波の振幅値を検出した時の圧迫圧力と、脈波累積加算値との関係から所定のアルゴリズムにより、循環器機能の一つである上腕動脈の硬さ(以下、「血管硬さ」と記載する)を測定する。また、血管硬さ測定部17は、被測定者の血管硬さを測定するための測定プログラムや血管硬さ測定装置10の各部の駆動を制御するためのプログラム等を記憶するROM、プログラムの実行中や実行後に生じるデータを一時的に保管するRAM、及び制御プログラム等をROMから読み出して実行するCPU等から構成されている。
【0030】
また、圧迫圧力検出部13及び脈波検出部14は血圧算出部18に信号接続されている。この血圧算出部18は、圧迫圧力検出部13により検出される圧迫圧力と、脈波検出部14により検出される脈波の振幅値との関係からオシロメトリック法などの所定のアルゴリズムを用いて、被測定者の最高血圧及び最低血圧を算出する。
【0031】
次に、本実施形態の血管硬さ測定装置10による血管硬さの測定方法について説明する。
カフ11が被測定者の上腕部に巻回された状態で、加圧ポンプによりカフ11内に空気を供給すると、カフ11により上腕動脈が圧迫されていく。そして、図2に示すように、カフ11の圧迫圧力が被測定者の予想される最低血圧よりも低い圧力から徐々に増えていく微速加圧になるように、圧迫圧力制御部12がカフ11の圧迫圧力を変化させる。そして、圧迫圧力が所定の圧力値に達すると、圧迫圧力制御部12は排気弁を制御して圧迫圧力を減圧させる。このカフ11の圧迫圧力を変化させる過程において、心拍数の脈波W1が生じ、この脈波W1の振幅値が脈波検出部14により検出される。ここで、血圧算出部18は、圧迫圧力と脈波W1の振幅値との関係から被測定者の最高血圧及び最低血圧を算出する。
【0032】
図3に示す包絡線L1のように、カフ11の圧迫圧力が変化していくにしたがって、検出される脈波W1の振幅値も変化していく。具体的には、カフ11の圧迫圧力が低圧から高圧になるにしたがって、脈波W1の振幅値は、始めは小さく上昇し、次第に大きくなっていく。そして、所定の圧迫圧力Psのときに脈波W1の振幅値は最大になる。そして、脈波W1の振幅値が最大に達した後、脈波W1の振幅値は次第に小さくなっていく。また、記憶部16は、圧迫圧力に対応付けて脈波W1の振幅値を記憶する。
【0033】
例えば、脈波検出部14によって、圧迫圧力P1のときに脈波W1の振幅値X1が検出されるとともに、圧迫圧力P2のときに脈波W1の振幅値X2が検出され、圧迫圧力P3のときに脈波W1の振幅値X3が検出されたとする。この場合、図4に示すように、脈波累積加算値算出部15により、圧迫圧力P1のときに脈波累積加算値X1が算出されるとともに、圧迫圧力P2のときに脈波累積加算値X1+X2が算出され、圧迫圧力P3のときに脈波累積加算値X1+X2+X3が算出される。このように、脈波累積加算値算出部15は、圧迫圧力の変化に応じて時系列的に脈波W1の振幅値を加算していく。そして、脈波累積加算値算出部15は、上腕動脈の圧迫開始から圧迫終了までの間、脈波W1の振幅値を加算していく。そして、記憶部16は、圧迫圧力に対応付けて脈波累積加算値を記憶していく。
【0034】
図5に示す特性線L2のように、カフ11の圧迫圧力が変化していくにしたがって、算出される脈波累積加算値が増えていく。具体的には、脈波累積加算値は、カフ11の圧迫圧力が低圧から高圧になるにしたがって、始めは小さく上昇するとともに所定の圧迫圧力Psのときに急激に上昇し、所定の圧迫圧力Psから圧迫圧力がさらに高圧になるにしたがって、徐々に上昇度合が小さくなっていく。なお、所定の圧迫圧力Psは、脈波累積加算値が最も大きく増加したときの圧迫圧力の値である。そして、血管硬さ測定部17は、記憶部16に記憶された脈波累積加算値と圧迫圧力との関係から所定のアルゴリズムにより血管硬さを測定する。
【0035】
図5に示す一点鎖線L2aは血管が軟らかい場合の特性線を示し、二点鎖線L2bは血管が硬い場合の特性線を示す。血管が軟らかい場合の脈波累積加算値は、血管が硬い場合の脈波累積加算値よりも小さくなる。これは、脈波累積加算値が、血管を潰すのに必要な圧迫圧力の仕事量とみなすことができるためである。つまり、血管が軟らかい場合は、血管を潰すのに必要な圧迫圧力の仕事量は少なく、血管が硬い場合は、血管を潰すのに必要な圧迫圧力の仕事量が多くなるためである。
【0036】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)脈波累積加算値算出部15は、圧迫圧力の変化に応じて時系列的に脈波W1の振幅値を加算して脈波累積加算値を算出するとともに、血管硬さ測定部17は、この算出された脈波累積加算値と圧迫圧力との関係から血管硬さを測定する。よって、脈波W1の振幅値の変化の一部を利用して、被測定者の血管硬さを測定する場合に比べると、血管硬さを正確に測定することができる。
【0037】
(2)血管硬さ測定部17は、脈波累積加算値と圧迫圧力との関係から得られる特性線L2に基づき血管硬さを測定する。脈波累積加算値は、血管を潰すのに必要な圧迫圧力の仕事量とみなすことができるため、例えば、軟らかい血管と硬い血管とを比較すると、硬い血管の方が脈波累積加算値が大きくなる。よって、脈波累積加算値と圧迫圧力とを用いることで、血管硬さを正確に把握することができる。
【0038】
(3)血管硬さ測定装置10は、上腕での血圧測定中の脈波W1を用いて被測定者の血管硬さの測定を行っている。よって、被測定者の通常の血圧測定が終わると同時に血管硬さの測定結果を知ることができ、血圧測定と血管硬さの測定とを別々に行う場合に比べて測定時間を短縮することができ、使い勝手が良い。
【0039】
(第2の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第2の実施形態を図6〜図15にしたがって説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【0040】
図6に示すように、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力の変化に対する脈波累積加算値の変化の割合、すなわち、特性線L2における変化の割合に基づいて被測定者の血管硬さの測定を行う。血管硬さ測定部17は、記憶部16に記憶された圧迫圧力の変化に対しての脈波累積加算値の変化の割合ΔT/ΔP(特性線L2の傾き)を求めるとともに、その特性線L2の傾きに基づいて血管硬さを測定する。
【0041】
ここで、血管硬さを表す特性線L2の傾きは圧迫圧力により異なる。これは、図7に示すように、血管壁20が内膜21、中膜22及び外膜23からなっており、それぞれの膜21〜23の構成成分であるエラスチン、コラーゲンの構成比率が異なり、圧迫圧力により力学的特性も変化していくために起こる。エラスチンは剛性が低く、コラーゲンは剛性が高い構成成分であり、正常な血管では中膜22はエラスチンの割合が高く、外膜23はコラーゲンの割合が高い。また、圧迫圧力の低い領域及び中程度の領域では主に中膜22が血管伸展性に関与するとともに、圧迫圧力の高い領域では主に外膜23が血管伸展性に関与する。さらに、中膜22の内側と外側とでも力学特性は異なるため、圧迫圧力ごとの血管硬さを求めることにより、血管の中膜22、あるいは外膜23のどの部分が硬化しているかを詳細に調べることができる。
【0042】
図8〜図15(a)には圧迫圧力60±20mmHg、100±20mmHg及び140±20mmHgの圧力範囲に対する脈波累積加算値の変化の傾きを直線で結んだ8つのグラフを表している。なお、圧迫圧力60±20mmHg、100±20mmHg及び140±20mmHgなどに一致する脈波累積加算値が存在しなければ、その前後の値を元に例えば直線近似などで補間すればよい。
【0043】
図8(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さく、圧迫圧力100mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さくなっている。よって、図8(b)に示すように、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬く、圧迫圧力100mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬くなっている。この場合、中膜22の内側は硬くなっているとともに外側は正常の硬さになっており、さらには、外膜23は硬くなっていると考えられる。
【0044】
図9(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHg、100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きがいずれも小さくなっている。よって、図9(b)に示すように、圧迫圧力60mmHg、100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬くなっている。この場合、中膜22の内側及び外側は硬くなっており、さらには、外膜23も硬くなっていると考えられる。
【0045】
図10(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHg、100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きがいずれも大きくなっている。よって、図10(b)に示すように、圧迫圧力60mmHg、100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかくなっている。この場合、中膜22の内側及び外側は正常の硬さになっており、さらには、外膜23も正常の硬さになっていると考えられる。
【0046】
図11(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きく、圧迫圧力100mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きくなっている。よって、図11(b)に示すように、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかく、圧迫圧力100mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬く、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかくなっている。この場合、中膜22の内側は正常の硬さであるとともに外側は硬くなっており、さらには、外膜23は正常の硬さになっていると考えられる。
【0047】
図12(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHg及び100mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さくなっている。よって、図12(b)に示すように、圧迫圧力60mmHg及び100mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬くなっている。この場合、中膜22の内側及び外側は正常の硬さになっており、さらには、外膜23は正常の硬さになっていると考えられる。
【0048】
図13(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHg及び100mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さく、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きくなっている。よって、図13(b)に示すように、圧迫圧力60mmHg及び100mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬く、圧迫圧力140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかくなっている。この場合、中膜22の内側及び外側は硬くなっており、さらには、外膜23は正常の硬さになっていると考えられる。
【0049】
図14(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さく、圧迫圧力100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きくなっている。よって、図14(b)に示すように、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬く、圧迫圧力100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかくなっている。この場合、中膜22の内側は硬くなっているとともに外側は正常の硬さになっており、さらには、外膜23も正常の硬さになっていると考えられる。
【0050】
図15(a)に示すグラフでは、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが大きく、圧迫圧力100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での特性線L2の傾きが小さくなっている。よって、図15(b)に示すように、圧迫圧力60mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは軟らかく、圧迫圧力100mmHg及び140mmHgを基準とした圧力範囲での圧迫圧力に対しては血管硬さは硬くなっている。この場合、中膜22の内側は正常の硬さになっているとともに外側は硬くなっており、さらには、外膜23も硬くなっていると考えられる。
【0051】
尚、全体的な血管硬さは、例えば、次式で示される。
血管硬さ=A・(60mmHgでの血管硬さ)+B・(100mmHgでの血管硬さ)+C・(140mmHgでの血管硬さ) …(1)
ここで、A,B,Cはそれぞれの重み付け係数である。上記式(1)を用いることで、全体的な血管硬さを把握することができる。
【0052】
したがって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)〜(3)と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(4)血管硬さ測定部17は、特性線L2における変化の割合に基づいて血管硬さを測定する。よって、脈波W1の振幅値を累積加算した脈波累積加算値と圧迫圧力とから得られる特性線L2の変化の一部を利用して血管硬さを測定しているため、より正確に血管硬さを測定することができる。
【0053】
(5)血管硬さを表す特性線L2の傾きは圧迫圧力により異なる。このため、本実施形態では、脈波累積加算値の変化の割合ΔT/ΔPを用いて、複数の圧力範囲における血管硬さを測定している。よって、圧力範囲ごとに血管硬さを求めることにより、血管の中膜22、あるいは外膜23のどの部分が硬化しているかを詳細に調べることができるとともに、血管の全体的な硬さを把握できる。
【0054】
(第3の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第3の実施形態を図16にしたがって説明する。この実施形態では、脈波累積加算値算出部15により、脈波W1の振幅値を累積加算し始めてから累積加算が終了するまでに得られた脈波累積加算値の最大値を基準とし、この最大値に対する各脈波累積加算値の比率である脈波累積加算比率を利用して、血管硬さの測定を行う。なお、脈波累積加算比率及び圧迫圧力は、記憶部16により対応付けられた状態で記憶される。
【0055】
そして、血管硬さ測定部17は、図16に示す特性線L3に基づいて血管硬さを測定する。血管硬さ測定部17は、記憶部16に記憶された圧迫圧力の変化に対しての脈波累積加算比率の変化の割合ΔU/ΔP(特性線L3の傾き)を求めるとともに、その特性線L3の傾きに基づいて血管硬さを測定する。例えば、血管硬さ測定部17は、特性線L3の傾きと血管硬さとを対応付けたマップから血管硬さを測定する。
【0056】
ここで、血管を圧迫すると、血管壁20には、血液からの圧力(内圧)と外圧(圧迫圧力)が加わることになる。ここで、圧迫圧力が平均血圧と略一致するとき、血管壁20に加わる平均的な内外圧の圧力差(以下、「血管内外圧差」という)は略0となり、無負荷状態になる。このとき、血管のコンプライアンス(脈動に対する血管壁の追従性)が最大となり、一定の脈圧に対する血管の容積変化量は最大となるため、脈波W1の振幅値が最大となる。
【0057】
図17(a)に示すような脈圧が小さい場合では、脈波高さと血管内外圧差との関係は、図17(b)に示すような包絡線L4となり、図18(a)に示すような脈圧が大きい場合では、脈圧高さと血管内外圧差との関係は、図18(b)に示すような包絡線L5となる。このように、図17(b)に示す包絡線L4と図18(b)に示す包絡線L5とを比較すると、各包絡線L4,L5の傾きや圧力幅が異なっている。よって、血管硬さが同じであっても脈圧が異なると、得られる包絡線が異なってしまうため、血管硬さを正確に測定することができない。しかし、本実施形態では、脈波累積加算比率に基づいて血管硬さを測定しているため、脈圧の大小に影響されることなく、正確に血管硬さを測定することができる。
【0058】
したがって、第3の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(6)血管硬さ測定部17は、脈波累積加算比率を利用して血管硬さを測定する。よって、脈圧の大小に影響されることなく、正確に血管硬さを測定することができる。
【0059】
(第4の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第4の実施形態を図19にしたがって説明する。この実施形態では、圧迫圧力検出部13が、脈波累積加算比率が20〜80%の間に変化する圧迫圧力の変化量ΔPを検出するとともに、血管硬さ測定部17が、検出された圧迫圧力の変化量ΔPに基づいて、血管硬さの測定を行う。
【0060】
図19(a)に、軟らかい血管から得られた特性線L3のグラフを示し、図19(b)に、硬い血管から得られた特性線L3のグラフを示す。図19(a)と図19(b)とを比較して分かるように、脈波累積加算比率が20〜80%の範囲内での圧迫圧力の変化量ΔPは、軟らかい血管の方が硬い血管よりも小さくなる。そして、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力の変化量ΔPと血管硬さとを対応付けたマップ等から血管硬さを測定する。
【0061】
したがって、第4の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(7)本実施形態によれば、血管硬さの測定を行うために、圧迫圧力の変化量ΔPのみを測定すればよいため、血管硬さ測定部17の負荷を小さくすることができる。
【0062】
(第5の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第5の実施形態を図20にしたがって説明する。この実施形態では、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が40mmHgを基準とする圧力範囲での間に変化する脈波累積加算比率の変化量ΔUに基づいて、血管硬さの測定を行う。
【0063】
図20(a)に、軟らかい血管から得られた特性線L3のグラフを示し、図20(b)に、硬い血管から得られた特性線L3のグラフを示す。図20(a)と図20(b)とを比較して分かるように、圧迫圧力が40mmHgを基準とした圧力範囲での脈波累積加算比率の変化量ΔUは、軟らかい血管の脈波累積加算比率の変化量ΔUの方が、硬い血管の脈波累積加算比率の変化量ΔUよりも大きくなる。そして、血管硬さ測定部17は、脈波累積加算比率の変化量ΔUと血管硬さとを対応付けたマップ等から血管硬さを測定する。
【0064】
したがって、第5の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(8)本実施形態によれば、血管硬さの測定を行うために、脈波累積加算比率の変化量ΔUのみを測定すればよいため、血管硬さ測定部17の負荷を小さくすることができる。
【0065】
(第6の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第6の実施形態を図21にしたがって説明する。この実施形態では、脈波累積加算値算出部15は、脈波検出部14により検出された異常な脈波W1の振幅値を除いた脈波W1の振幅値のみを累積加算して脈波累積加算値を算出する。
【0066】
一般に、脈波W1の振幅値は、カフ11の圧迫圧力が低圧から高圧になるにしたがって、始めは小さく上昇するとともに次第に大きくなっていき、所定の圧迫圧力Psのときに脈波W1の振幅値は最大になる。そして、脈波W1の振幅値が最大に達した後、脈波W1の振幅値は次第に小さくなっていく。しかし、測定中の体動などにより局所的に振幅値が減少したり増加したりすることがある。このように、脈波検出部14により異常な脈波W1の振幅値が検出された場合、脈波累積加算値算出部15により算出される脈波累積加算値に影響を及ぼす。
【0067】
図21に示すように、脈波W1の振幅値が最大となる所定の圧迫圧力Psのときの脈波W1の振幅値をRmaxとしたとき、脈波W1の振幅値がR1からRmaxまでの範囲では、脈波検出部14により正常な数値である脈波W1の振幅値が検出されたとする。一方、脈波W1の振幅値がR1未満の範囲では、脈波検出部14により異常な数値である脈波W1の振幅値が検出されたとする。この場合、第6の実施形態では、脈波累積加算値算出部15は、脈波W1の振幅値がR1未満の範囲における脈波W1の振幅値を累積加算せずに、脈波W1の振幅値がR1よりも大きい脈波W1の振幅値のみを累積加算するようにする。
【0068】
したがって、第6の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(9)脈波累積加算値算出部15は、異常な数値である脈波W1の振幅値を累積加算せずに、脈波検出部14により正常に測定された脈波W1の振幅値のみを累積加算して脈波累積加算値を算出する。よって、血管硬さの測定を行うために用いられる脈波累積加算値に影響が及ぶことがなく、血管硬さの測定を精度良く行うことができる。
【0069】
(第7の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第7の実施形態を図19にしたがって説明する。
【0070】
上述したように、脈波累積加算値は血管を圧迫圧力により潰すために必要な仕事量とみなすことができる。そして、この仕事量は、被測定者の血管の硬さ及び最高血圧値BHに基づいて変化し、例えば血管の硬さが同じ場合には、被測定者の最高血圧値BHが高いときのほうが脈波累積加算比率を変化させるために必要な仕事量が大きくなる。そのため、血管の硬さが同じ場合であっても、脈波累積加算比率が所定量だけ変化する際の圧迫圧力の変化量ΔPは、被測定者の最高血圧値BHが高いときほど大きくなる傾向にある。
【0071】
本実施形態において、圧迫圧力検出部13は、脈波累積加算比率が20%から80%へと変化した場合に対応する圧迫圧力の変化量ΔPを検出する。次に、血管硬さ測定部17は、この検出された圧迫圧力の変化量ΔPを被測定者の最高血圧値BHで除算、すなわち補正した補正値ΔP/BHを算出する補正処理を実行する。さらに、血管硬さ測定部17は、この補正値ΔP/BHの値と血管硬さとを対応付けたマップから血管硬さを測定する。
【0072】
したがって、第7の実施形態によれば、上述した(1)、(3)、(6)及び(7)と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(10)血管硬さ測定部17は、脈波累積加算値を利用して得られる被測定者の循環器情報、具体的には圧迫圧力の変化量ΔPを被測定者の生体情報である最高血圧値BHで除算、すなわち補正した値を算出する補正処理を実行する。さらに、血管硬さ測定部17は、この補正値ΔP/BHの値を用いて被測定者の血管硬さを測定する。そのため、圧迫圧力の変化量ΔPの血圧依存性を考慮したかたちで正確に血管硬さを測定することができる。
【0073】
(第8の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第8の実施形態について説明する。
本実施形態において、血管硬さ測定部17は、上述した補正値ΔP/BHの値及び被測定者の年齢、体重、身長を用いて下記の式(2)に基づいて血管硬さを測定する。
【0074】
血管硬さ={X1・(ΔP/BH)}+(X2・[年齢])+(X3・[体重])+(X4・[身長])+X5 …(2)
ここで、上記式(2)は重回帰式であり、「X1」は補正値ΔP/BHの値と血管硬さの偏回帰係数、「X2」は年齢と血管硬さの偏回帰係数、「X3」は体重と血管硬さの偏回帰係数、「X4」は身長と血管硬さの偏回帰係数である。また、「X5」は重回帰式の残差である。
【0075】
これら偏回帰係数X1〜X4及び残差X5は、複数の被測定者について、補正値ΔP/BHの値、年齢、体重、身長及び血管硬さをそれぞれ測定することにより、血管硬さを推定するために適した値としてあらかじめ決定されている。
【0076】
血管硬さ測定部17は、上式(2)に、被測定者の循環器情報である補正値ΔP/BHの値及び被測定者の生体情報である年齢、体重、身長の値を代入して血管硬さの測定を行う。換言すれば、このような補正処理を通じて、循環器情報及び各生体情報を各偏回帰係数によって重み付けする重み付け処理を行うことにより血管硬さを測定する。
【0077】
したがって、第8の実施形態によれば、上述した(1)、(3)、(6)、(7)及び(10)と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(11)血管硬さ測定部17は、補正処理を通じて、被測定者の循環器情報である補正値ΔP/BHの値及び被測定者の生体情報である年齢、体重、身長を偏回帰係数X1〜X4、すなわち重み付け係数によって重み付けする重み付け処理を行う。そして、これら重み付けした循環器情報及び各生体情報を用いて血管硬さを測定する。一般に、血管硬さの標準的な値は、被測定者の年齢、体重、身長に応じてそれぞれ異なるものとなり、例えば年齢についてみればこれが高くなるほど血管硬さの標準的な値は大きくなる傾向がある。この点、本実施形態によれば、異なる被測定者により同一の補正値ΔP/BHの値が得られたとしても、被測定者の年齢、体重、身長に即したかたちでより正確な血管硬さの値を求めることができるようになる。
【0078】
(第9の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第9の実施形態について説明する。
本実施形態において、血管硬さ測定部17は、上述した補正値ΔP/BHの値及び被測定者の年齢、体重、身長を用いて下記の式(3)及び式(4)に基づいて血管硬さを測定する。
【0079】
[男性]
血管硬さ={X11・(ΔP/BH)}+(X12・[年齢])+(X13・[体重])+(X14・[身長])+X15 …(3)
[女性]
血管硬さ={X21・(ΔP/BH)}+(X22・[年齢])+(X23・[体重])+(X24・[身長])+X25 …(4)
ここで、上記式(3)は重回帰式であり、「X11」は補正値ΔP/BHの値と血管硬さの偏回帰係数、「X12」は年齢と血管硬さの偏回帰係数、「X13」は体重と血管硬さの偏回帰係数、「X14」は身長と血管硬さの偏回帰係数である。また、「X15」は重回帰式の残差である。
【0080】
これら偏回帰係数X11〜X14及び残差X15は、複数の男性の被測定者の補正値ΔP/BHの値、年齢、体重、身長及び血管硬さをサンプルとして測定することにより、男性の血管硬さを推定するために適した値としてあらかじめ決定されている。
【0081】
同様に、上記式(4)も重回帰式であり、「X21」は補正値ΔP/BHの値と血管硬さの偏回帰係数、「X22」は年齢と血管硬さの偏回帰係数、「X23」は体重と血管硬さの偏回帰係数、「X24」は身長と血管硬さの偏回帰係数である。また、「X25」は重回帰式の残差である。
【0082】
これら偏回帰係数X21〜X24及び残差X25は、複数の女性の被測定者の補正値ΔP/BHの値、年齢、体重、身長及び血管硬さをサンプルとして測定することにより、男性の血管硬さを推定するために適した値としてあらかじめ決定されている。
【0083】
このように血管硬さ測定部17は、被測定者が男性である場合には上記式(3)、被測定者が女性である場合には上記式(4)を用いて補正値ΔP/BHの値の補正処理を実行し、同補正処理を通じて血管硬さを測定する。
【0084】
したがって、第9の実施形態によれば、上述した(1)、(3)、(6)、(7)、(10)及び(11)と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(12)血管硬さ測定部17は被測定者の生体情報である性別の相違に応じて異なる式(3)及び式(4)に被測定者の循環器情報及び被測定者の生体情報を代入する補正処理を行い血管硬さを測定する。血管硬さの標準的な値は、被測定者の年齢、体重、身長が同じであっても男女に応じて異なるものとなる。この点、本実施形態によれば、異なる被測定者により同一の補正値ΔP/BHの値が得られたとしても、被測定者の年齢、体重、身長の他、性別に即したかたちでより正確な血管硬さの値を求めることができるようになる。
【0085】
(第10の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第10の実施形態を図22にしたがって説明する。
【0086】
本実施形態において、圧迫圧力検出部13は、脈波累積加算比率が例えば20%のときに対応する圧迫圧力P0及び脈波累積加算比率が例えば80%のときに対応する圧迫圧力P1を検出するとともに圧迫圧力比P1/P0を算出する。そして、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力比P1/P0に基づいて、血管硬さの測定を行う。
【0087】
図22(a)に、軟らかい血管から得られた特性線L3のグラフを示し、図22(b)に、硬い血管から得られた特性線L3のグラフを示す。図22(a)と図22(b)とを比較して分かるように、圧迫圧力比P1/P0は、軟らかい血管の方が硬い血管よりも小さくなる。そして、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力比P1/P0と血管硬さとを対応付けたマップ等から血管硬さを測定する。
【0088】
したがって、第10の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(13)本実施形態によれば、血管硬さの測定を行うために、圧迫圧力比P1/P0のみを測定すればよいため、血管硬さ測定部17の負荷を小さくすることができる。
【0089】
(第11の実施形態)
以下、本発明を血管硬さ測定装置に具体化した第11の実施形態を図23にしたがって説明する。
【0090】
この実施形態において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が例えば80mmHgのときの脈波累積加算比率U0及び圧迫圧力が例えば120mmHgのときの脈波累積加算比率U1の比(以下、「脈波累積加算比率の比U1/U0」)に基づいて、血管硬さの測定を行う。
【0091】
図23(a)に、軟らかい血管から得られた特性線L3のグラフを示し、図23(b)に、硬い血管から得られた特性線L3のグラフを示す。図23(a)と図23(b)とを比較して分かるように、脈波累積加算比率の比U1/U0は、軟らかい血管の方が硬い血管よりも大きくなる。そして、血管硬さ測定部17は、脈波累積加算比率の比U1/U0と血管硬さとを対応付けたマップ等から血管硬さを測定する。
【0092】
したがって、第11の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(14)本実施形態によれば、血管硬さの測定を行うために、脈波累積加算比率の比U1/U0のみを測定すればよいため、血管硬さ測定部17の負荷を小さくすることができる。
【0093】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・第2の実施形態において、脈波W1の振幅値が最大になるとともに、特性線L2の変化の割合が最も大きくなるときの所定の圧迫圧力Psを含む圧力範囲の変化に対しての脈波累積加算値の変化の割合に基づいて、血管硬さの測定を行うようにしてもよい。圧迫圧力Ps付近の圧力範囲は、血管壁20の中膜22の血管伸展性に特に関与する。中膜22は、血管壁20の中でも最も重要な構成要素の一つと考えられるため、圧迫圧力Ps付近の圧力範囲の血管硬さは、中膜22の状態を知る上で重要である。よって、中膜22の状態を知ることで、血管硬さの測定をより正確に行うことができる。
【0094】
・第4の実施形態において、脈波W1の振幅値が最大になるとともに、特性線L3の変化の割合が最も大きくなるときの所定の圧迫圧力Psを含むように、脈波累積加算比率の範囲を設定してもよい。これによれば、中膜22の状態を知ることで、血管硬さの測定をより正確に行うことができる。
【0095】
・第5の実施形態において、血管硬さ測定部17は、脈波W1の振幅値が最大になるとともに、特性線L3の変化の割合が最も大きくなるときの所定の圧迫圧力Psを含む圧力範囲での間に変化する脈波累積加算比率の変化量ΔUに基づいて、血管硬さの測定を行うようにしてもよい。これによれば、中膜22の状態を知ることで、血管硬さの測定をより正確に行うことができる。
【0096】
・第4の実施形態において、圧迫圧力検出部13が、脈波累積加算比率が10〜90%の間に変化する圧迫圧力の変化量ΔPを検出してもよく、脈波累積加算比率の範囲は特に限定されるものではない。
【0097】
・第5の実施形態において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が40mmHgを基準とする圧力範囲以外の間に変化する脈波累積加算比率の変化量ΔUに基づいて、血管硬さの測定を行うようにしてもよく、圧迫圧力の圧力範囲は特に限定されるものではない。
【0098】
・第7の実施形態において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が所定の範囲で変化した場合の脈波累積加算比率の変化量ΔUを被測定者の最高血圧値BHで除算した値(ΔU/BH)を用いて血管硬さを測定してもよい。
【0099】
・第7の実施形態において、補正処理として圧迫圧力の変化量ΔPを被測定者の最高血圧値BHで除算したが、圧迫圧力の変化量ΔPを除算する値は最高血圧値BHを加味した値、例えば被測定者の平均血圧値でもよい。また、この補正処理は、圧迫圧力の変化量ΔPの血圧依存性を考慮したかたちで血管硬さを測定することにある。そのため、必ずしも圧迫圧力の変化量ΔPを最高血圧値BHや平均血圧値で除算する方法に限らない。例えば、圧迫圧力の変化量ΔPと最高血圧値BH(若しくは平均血圧値)とをパラメータとして血管硬さを求める演算マップをあらかじめ作成し、同演算マップを通じて血管硬さを求めるようにしてもよい。
【0100】
・第7の実施形態において、圧迫圧力の変化量ΔPを補正する生体情報として最高血圧値BHを用いたが、被測定者の年齢、体重、身長等を同生体情報として用いることもできる。また、生体情報として身長に対する体重の比率を示す体格指数BMIを用いることもできる。
【0101】
・第8の実施形態において、式(2)では圧迫圧力の変化量ΔPを被測定者の最高血圧値BHで除算した値(補正値ΔP/BH)を用いたが、圧迫圧力の変化量ΔPをそのまま同式(2)に代入するようにしてもよい。なおこの場合、偏回帰係数X1は異なる値になる。
【0102】
・第8の実施形態において、圧迫圧力が所定の範囲で変化した場合の脈波累積加算比率の変化量を被測定者の最高血圧値BHで除算した値(ΔU/BH)を式(2)に代入してもよい。また、脈波累積加算比率の変化量ΔUをそのまま式(2)に用いてもよい。なおこれらの場合、偏回帰係数X1は異なる値となる。
【0103】
・第8の実施形態において、式(2)の生体情報としてBMIを用いてもよい。なおこの場合、BMIと血管硬さの偏回帰係数が別途設定される。
・第9の実施形態において、被測定者が糖尿病等、何らかの疾患を有しているか否かに基づいて、血管硬さを測定する重回帰式における偏回帰係数を変更することもできる。
【0104】
・第9の実施形態において、被測定者の年齢、体重、身長に基準値を設定し、この基準値以上か否かに基づいて偏回帰係数を変更することもできる。また、例えば年齢について10代、20代、30代、…といった区分を設け、その区分毎に偏回帰係数を変更するようにしてもよい。これは身長や体重についても同様である。
【0105】
・第9の実施形態において、男女の性別によって異なる所定の定数T1(男性),T2(女性)をあらかじめ設定し、以下の各式に基づいて血管硬さを求めるようにしてもよい。この場合、脈波累積加算値を利用して得られる被測定者の循環器情報、すなわち圧迫圧力の変化量ΔPは、被測定者の生体情報である性別に基づいて補正されることとなる。
【0106】
[男性]
血管硬さ={X111・(ΔP/BH)}+T1 …(5)
[女性]
血管硬さ={X211・(ΔP/BH)}+T2 …(6)
なお、上式(5),(6)において、右辺の補正値ΔP/BHを圧迫圧力の変化量ΔPに変更することもできる。
【0107】
・式(2)においては、被測定者の生体情報として年齢、体重、身長を、式(3)及び式(4)ではこれらに加え性別を用いるようにしたが、これら生体情報のうち1つのみを用いて圧迫圧力の変化量ΔPを補正し、血管硬さを測定することもできる。
【0108】
・第8の実施形態及び第9の実施形態では、血管硬さを重回帰式によって測定したが、循環器情報及び生体情報を重み付け係数によって補正して測定するものであれば、他の測定方法を用いてもよい。さらに、例えば主成分分析等、他の統計学的手法を用いて、年齢、体重、身長、性別等の生体情報、圧迫圧力の変化量ΔP等の循環器情報、及び血管硬さとの関係を求め、その求められる関係から血管硬さを測定することもできる。
【0109】
・脈波検出部14は、圧迫圧力検出部13から入力された圧力信号にフィルタリング処理をすることにより脈波信号を生成するようにしたが、同脈波検出部14によりこの脈波信号を直接検出する構成を採用することもできる。
【0110】
・第7の実施形態〜第9の実施形態において、被測定者の最高血圧値BHで除算した値(補正値ΔP/BH)の圧迫圧力の変化量ΔPに代えて以下の値を用いることもできる。
(A)圧迫圧力比P1/P0または圧迫圧力比P0/P1
(B)脈波累積加算比率の比U1/U0または脈波累積加算比率の比U0/U1
(C)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比(P1/P0)/(U1/U0)
(D)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比(P0/P1)/(U0/U1)
(E)脈波累積加算比率の比と圧迫圧力比との比(U1/U0)/(P1/P0)
(F)脈波累積加算比率の比と圧迫圧力比との比(U0/U1)/(P0/P1)
(G)圧迫圧力比の関数log(P1/P0)または圧迫圧力比の関数ln(P1/P0)または圧迫圧力比の関数(P1/P0)
(H)圧迫圧力比の関数log(P0/P1)または圧迫圧力比の関数ln(P0/P1)または圧迫圧力比の関数(P0/P1)
(I)脈波累積加算比率の比の関数log(U1/U0)または脈波累積加算比率の比の関数ln(U1/U0)または脈波累積加算比率の比の関数(U1/U0)
(J)脈波累積加算比率の比の関数log(U0/U1)または脈波累積加算比率の比の関数ln(U0/U1)または脈波累積加算比率の比の関数(U0/U1)
(K)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(P1/P0)/(U1/U0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(P1/P0)/(U1/U0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(P1/P0)/(U1/U0)}
(L)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(P0/P1)/(U0/U1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(P0/P1)/(U0/U1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(P0/P1)/(U0/U1)}
(M)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(U1/U0)/(P1/P0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(U1/U0)/(P1/P0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(U1/U0)/(P1/P0)}
(N)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(U0/U1)/(P0/P1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(U0/U1)/(P0/P1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(U0/U1)/(P0/P1)}
・第10の実施形態及び第11の実施形態では、圧迫圧力比P1/P0および脈波累積加算比率の比U1/U0に基づいて、血管硬さを測定したが、以下の値に基づいて、血管硬さを測定することもできる。
(A)圧迫圧力比P0/P1
(B)脈波累積加算比率の比U0/U1
(C)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比(P1/P0)/(U1/U0)
(D)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比(P0/P1)/(U0/U1)
(E)脈波累積加算比率の比と圧迫圧力比との比(U1/U0)/(P1/P0)
(F)脈波累積加算比率の比と圧迫圧力比との比(U0/U1)/(P0/P1)
(G)圧迫圧力比の関数log(P1/P0)または圧迫圧力比の関数ln(P1/P0)または圧迫圧力比の関数(P1/P0)
(H)圧迫圧力比の関数log(P0/P1)または圧迫圧力比の関数ln(P0/P1)または圧迫圧力比の関数(P0/P1)
(I)脈波累積加算比率の比の関数log(U1/U0)または脈波累積加算比率の比の関数ln(U1/U0)または脈波累積加算比率の比の関数(U1/U0)
(J)脈波累積加算比率の比の関数log(U0/U1)または脈波累積加算比率の比の関数ln(U0/U1)または脈波累積加算比率の比の関数(U0/U1)
(K)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(P1/P0)/(U1/U0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(P1/P0)/(U1/U0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(P1/P0)/(U1/U0)}
(L)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(P0/P1)/(U0/U1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(P0/P1)/(U0/U1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(P0/P1)/(U0/U1)}
(M)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(U1/U0)/(P1/P0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(U1/U0)/(P1/P0)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(U1/U0)/(P1/P0)}
(N)圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数log(U0/U1)/(P0/P1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数ln(U0/U1)/(P0/P1)または圧迫圧力比と脈波累積加算比率の比との比の関数{(U0/U1)/(P0/P1)}
・第10の実施形態において、圧迫圧力検出部13は、脈波累積加算比率が20%および80%以外の異なる2つの値に対応する圧迫圧力の2つの値に基づいて圧迫圧力比P1/P0を検出してもよく、脈波累積加算比率の異なる2つの値は特に限定されるものではない。
【0111】
・第10の実施形態において、圧迫圧力検出部13は、脈波累積加算値の異なる2つの値に対応する圧迫圧力の2つの値に基づいて圧迫圧力比P1/P0を検出することもできる。
【0112】
・第11の実施形態において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が80mmHg及び120mmHg以外の異なる2つの値に対応する脈波累積加算比率の2つの値から算出される脈波累積加算比率の比U1/U0に基づいて、血管硬さを測定してもよく、圧迫圧力の異なる2つの値は特に限定されるものではない。
【0113】
・第11の実施形態において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が80mmHg及び120mmHgに対応する脈波累積加算値の2つの値から算出される脈波累積加算値の比に基づいて、血管硬さを測定することもできる。
【0114】
・上記の変形例において、血管硬さ測定部17は、圧迫圧力が80mmHg及び120mmHg以外の異なる2つの値に対応する脈波累積加算値の2つの値から算出される脈波累積加算値の比に基づいて、血管硬さを測定してもよく、圧迫圧力の異なる2つの値は特に限定されるものではない。
【0115】
・第1の実施形態〜第6の実施形態、第10の実施形態、および第11の実施形態では、圧迫圧力検出部13または血管硬さ測定部17が算出した値と、同値と血管硬さとを対応付けたマップから血管硬さの測定を行うが、圧迫圧力検出部13または血管硬さ測定部17が算出した値を所定の関数にあてはめることにより血管硬さの測定を行うこともできる。
【0116】
・上記各実施形態において、脈波検出部14は、カフ11の圧迫圧力が被測定者の予想される最高血圧よりも高い所定の圧力に達した後、カフ11の微速減圧する過程において、脈波W1の振幅値を検出するようにしてもよい。
【0117】
・上記各実施形態において、脈波W1を検出する部位は上腕部に限定するものではなく、例えば、手首等の身体の他の部位であってもよい。
【符号の説明】
【0118】
10…循環器機能測定装置としての血管硬さ測定装置、11…圧迫部として機能するカフ、12…圧迫圧力制御部、13…圧迫圧力検出部、14…脈波検出部、15…脈波累積加算値算出部、16…記憶部、17…循環器機能測定部としての血管硬さ測定部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定者の身体の一部を圧迫する圧迫部と、
前記圧迫部により発生する圧迫圧力を検出する圧迫圧力検出部と、
前記圧迫圧力を変化させる圧迫圧力制御部と、
前記圧迫圧力制御部により圧迫圧力を変化させる過程で前記身体の一部に生じる脈波の大きさに関する脈波情報を圧迫圧力に関連付けて検出する脈波検出部と、
前記圧迫部による圧迫開始から終了までに得られる前記脈波情報を累積加算して脈波累積加算値を算出する脈波累積加算値算出部と、
前記圧迫圧力に対応付けて脈波累積加算値を記憶する記憶部と、
前記脈波累積加算値を利用して循環器機能の測定を行う循環器機能測定部と、を備えたことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項2】
請求項1に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値と、該脈波累積加算値と対応付けられた圧迫圧力との関係から得られる特性線に基づき循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項3】
請求項2に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における圧迫圧力の変化に対する前記脈波累積加算値の変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項4】
請求項3に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における異なる圧迫圧力範囲での前記変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項5】
請求項1に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値算出部が算出した最大の前記脈波累積加算値を基準とし、この最大の前記脈波累積加算値に対する各脈波累積加算値の比率である脈波累積加算比率を算出し、前記脈波累積加算比率と前記圧迫圧力との関係から得られる特性線に基づき循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項6】
請求項5に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記脈波累積加算比率の特定の範囲での前記圧迫圧力の変化量に基づいて循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項7】
請求項5に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記圧迫圧力の特定の範囲での前記脈波累積加算比率の変化量に基づいて循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項8】
請求項2〜請求項7のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線の変化の割合が最も大きくなる圧迫圧力を含む範囲での変化の割合に基づいて循環器機能の測定を行うことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項9】
請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記脈波累積加算値算出部は、前記脈波検出部から検出される異常な脈波情報を除いた脈波情報のみを累積加算して前記脈波累積加算値を算出することを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項10】
請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記脈波累積加算値を利用して得られる被測定者の循環器情報を同循環器情報とは各別の被測定者の生体情報に基づいて補正する補正処理を実行し、この補正処理した循環器情報を用いて循環器機能を測定する
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項11】
請求項10に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は前記補正処理を通じて循環器機能を測定するに際し、前記循環器情報及び前記生体情報をそれぞれ重み付け係数により重み付け処理を実行する
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項12】
請求項10又は請求項11に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は前記補正処理を通じて循環器機能を測定するに際し、前記生体情報として被測定者の性別を含めてその性別に応じて異なる演算式を用いて被測定者の循環器情報を補正する
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項13】
請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置、または請求項5を引用する請求項8〜請求項12のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記脈波累積加算比率の異なる2つの値に対応する前記圧迫圧力の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行う
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項14】
請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置、または請求項5を引用する請求項8〜請求項13のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記圧迫圧力の異なる2つの値に対応する前記脈波累積加算比率の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行う
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項15】
請求項2〜請求項12のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記脈波累積加算値の異なる2つの値に対応する前記圧迫圧力の2つの値の比率に基づき循環器機能測定を行う
ことを特徴とする循環器機能測定装置。
【請求項16】
請求項2〜請求項12のいずれか一項に記載の循環器機能測定装置、または請求項15に記載の循環器機能測定装置において、
前記循環器機能測定部は、前記特性線における前記圧迫圧力の異なる2つの値に対応する前記脈波累積加算値の2つの値の比率に基づき循環器機能の測定を行う
ことを特徴とする循環器機能測定装置。

【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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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【公開番号】特開2013−9940(P2013−9940A)
【公開日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−251109(P2011−251109)
【出願日】平成23年11月16日(2011.11.16)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】