脈波伝播情報測定装置
【課題】動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置を提供する。
【解決手段】被験者１０における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置２０であって、被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【解決手段】被験者１０における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置２０であって、被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波伝播速度や脈波伝播時間等、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する情報を測定する脈波伝播情報測定装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置が知られている。その一態様として、生体の動脈硬化度が脈波伝播速度情報に影響を与えることを利用して、脈波伝播速度情報に基づいて動脈硬化度を評価する技術が知られている。斯かる脈波伝播速度の測定では、例えば、測定対象となる生体における２点において脈波が検出され、その２点間の距離及び脈波伝播の時間差から脈波伝播速度の計測が行われる。この脈波伝播速度は、血管（動脈）の径及び弾性に依存する値であり、対象となる血管の硬さが増すほどその速度が増加することが知られている。そのような性質を利用して、例えば、特許文献１に記載された動脈硬化度評価装置では、上述のようにして測定された脈波伝播速度から対象となる生体の動脈硬化度乃至血管年齢等の評価が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、生体における動脈は、例えば、弾性動脈、筋性動脈、及びその中間の性質を有する動脈というように、その特性から複数の種類に分類することができる。この分類に関して、大動脈は弾性動脈、末梢動脈は筋性動脈、中動脈はその中間の性質を有する動脈にそれぞれ属する。また、そのように種類の異なる動脈では脈波伝播速度もそれぞれに異なることが知られている。同様に、動脈硬化の進行度については、同一生体内においても動脈の種類によって時間差があると考えられる。例えば、大動脈の動脈硬化は１０歳代後半から始まることが知られており、６０歳代で脈波伝播速度の進展は飽和する傾向がみられる。従って、前述したような従来の技術によって測定される大動脈及び末梢動脈を含む平均的な脈波伝播速度は、６０歳代までは大動脈成分の脈波伝播速度の変化を主に反映し、それ以降は末梢動脈成分等、他の種類の動脈に係る脈波伝播速度の変化に依存するようになるものと考えられる。しかし、そのような動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置は、未だ開発されていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報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】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。すなわち、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置を提供することができる。
【０００８】
ここで、好適には、前記生体における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、大動脈及び末梢動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【０００９】
また、好適には、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から大腿部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１０】
また、好適には、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から上腕部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１１】
また、好適には、前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における大腿部から足首部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で末梢動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１２】
また、好適には、前記生体における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００１３】
また、好適には、前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における足首部から足指部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で末梢細動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１４】
また、好適には、前記生体の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、左右身それぞれにおける動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である脈波伝播情報測定装置２０の構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、本実施例の脈波伝播情報測定装置２０は、脈波伝播速度関連値（脈波伝播情報）算出のための脈波及び血圧値の測定部位として頸部１１、上腕部１２（右上腕部１２Ｒ及び左上腕部１２Ｌ）、大腿部１４（右大腿部１４Ｒ及び左大腿部１４Ｌ）、足首部１６（右足首部１６Ｒ及び左足首部１６Ｌ）、及び足趾部１８（右足趾部１８Ｒ及び左足趾部１８Ｌ）が選択されたものであり、斯かる脈波伝播情報測定装置２０おいては、測定部位である上記上腕部１２、大腿部１４、足首部１６、及び足趾部１８が何れも略同じ高さとなるように、測定対象である被験者１０が伏臥位、側臥位、乃至仰臥位の何れかの姿勢をとった状態で以下に詳述する測定が行われる。なお、本実施例の脈波伝播情報測定装置２０は、脈波伝播情報と共に血圧値を算出できるように構成されているが、この血圧値の算出は必ずしも実行できるものでなくともよい。
【００１７】
上記頸部１１は、測定対象である被験者１０の頭部と体幹部とを接続する部分、所謂首に相当する部位である。また、上記上腕部１２は、測定対象である被験者１０の肩関節と肘関節との間の部分、所謂二の腕に相当する部位である。また、上記大腿部１４は、上記被験者１０の腰から膝までの間の部分、すなわち大腿骨のある部分であり、所謂太腿に相当する部位である。また、上記足首部１６は、上記被験者１０の足（脚）における踝の上の部位である。また、上記足趾部１８は、上記被験者１０の足における末梢部であり、好適にはその親指である。
【００１８】
前記脈波伝播情報測定装置２０には、上記左右の上腕部１２Ｒ、１２Ｌにそれぞれ巻回されるための上腕部用カフ２２Ｒ、２２Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に上腕部用カフ２２という）、上記左右の大腿部１４Ｒ、１４Ｌにそれぞれ巻回されるための大腿部用カフ２４Ｒ、２４Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に大腿部用カフ２４という）、上記左右の足首部１６Ｒ、１６Ｌにそれぞれ巻回されるための足首部用カフ１６Ｒ、１６Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に足首部用カフ１６という）、及び上記左右の足趾部１８Ｒ、１８Ｌにそれぞれ巻回されるための足趾部用カフ２８Ｒ、２８Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に足趾部用カフ２８という）を備えている。これら上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８（以下、特に区別しない場合にはカフ２２等という）は、何れも巻回される部位を圧迫する圧迫帯であり、好適には布或いはポリエステル樹脂等の伸展性のない素材から成る帯状外袋内にゴム製袋を有して構成されている。また、これら上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８は、配管３０を介してそれぞれ対応する脈波検出部３２ＵＬ、３２ＵＲ、３２ＴＬ、３２ＴＲ、３２ＡＬ、３２ＡＲ、３２ＢＬ、３２ＢＲ（以下、特に区別しない場合には単に脈波検出部３２という）に接続されている。これら脈波検出部３２は、好適には、何れも同一の構成を有するものであるため、図１に示すように左上腕部１２Ｌに対応する脈波検出部３２ＵＬを例として以下、その構成を詳述する。
【００１９】
図１に示すように、上記脈波検出部３２は、調圧弁３４、圧力センサ３６、静圧弁別回路３８、及び脈波弁別回路４０を備えており、上記配管３０は調圧弁３４及び圧力センサ３６に接続されている。また、その調圧弁３４は、配管４２を介して空気ポンプ４４に接続されている。上記調圧弁３４は、上記空気ポンプ４４により発生させられた圧力空気を上記カフ２２等内へ供給することを許容する圧力供給状態、そのカフ２２等内の圧力を維持する圧力維持状態、電動バルブの開度が制御されることによりそのカフ２２等内の圧力を所定の速度で徐々に排圧する徐速排圧状態、及びそのカフ２２等内を急速に排圧する急速排圧状態の４つの状態に切り替えられるようになっている。
【００２０】
上記圧力センサ３６は、上記カフ２２等内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰbを上記静圧弁別回路３８及び脈波弁別回路４０にそれぞれ供給する。この静圧弁別回路３８はローパスフィルタを備え、上記圧力信号ＳＰbに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰＣbを表すカフ圧信号ＳＫbを弁別してそのカフ圧信号ＳＫbを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して演算制御装置４６へ供給する。上記脈波弁別回路４０はバンドパスフィルタを備え、上記圧力信号ＳＰbの振動成分である脈波信号ＳＭbを周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭbを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して上記演算制御装置４６へ供給する。
【００２１】
また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、心音マイク４８を備えている。この心音マイク４８は、前記被験者１０の動脈起始部１９に対応する胸部表皮上の所定部位に装着されて、心音を表す心音信号ＳＨを検出して出力する。斯かる心音マイク４８から出力された心音信号ＳＨは、Ａ／Ｄ変換器５０を介して上記演算制御装置４６へ供給される。この心音信号ＳＨが表す心音は、前記被験者１０の心拍に同期して発生する心拍同期信号であることから、心音信号ＳＨを出力する心音マイク４８は心拍同期信号検出装置として機能している。
【００２２】
前記演算制御装置４６は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６、及び図示しない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いる。上記ＣＰＵ５２は、上記ＲＯＭ５４に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ５６の一時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前記空気ポンプ４４及び脈波検出部３２内の調圧弁３４を制御すると共に、後述する脈波伝播速度算出制御及び脈波伝播情報表示制御等の各種制御を実行する。また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、前記演算制御装置４６からの出力に応じて所定の映像（画像）を表示させる表示器５８と、前記演算制御装置４６による制御に係る各種情報を記憶するための記憶装置６０（図２を参照）とを、備えている。
【００２３】
また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、前記被験者１０における頸部（頸動脈部）１１の脈波を検出するための圧脈波検出装置６２を備えている。図２は、斯かる圧脈波検出装置６２の構成を説明する図である。この図２に示すように、上記圧脈波検出装置６２は、前記被験者１０の頸動脈に押圧されてその頸動脈内の圧脈波を非侵襲で検出するものであり、圧脈波検出プローブ６４を備えて、装着バンド６６（図１を参照）により被験者１０の頸部１１に装着される。この圧脈波検出プローブ６４は、図２に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング６８と、そのセンサハウジング６８を頸動脈１１ａの幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング６８に螺合され且つケース内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸７０とを備えている。この圧脈波検出プローブ６４は、上記装着バンド６６により上記センサハウジング６８の開口端が生体の頸部１１の体表面１１ｂに対向する状態で取り付けられるようになっている。
【００２４】
上記センサハウジング６８の内部には、ダイヤフラム７２を介して圧脈波センサ７４が相対移動可能かつセンサハウジング６８の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング６８及びダイヤフラム７２等によって圧力室７６が形成されている。この圧力室７６内には、空気ポンプ７８から調圧弁８０を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ７４は圧力室７６内の圧力に応じた押圧力で上記体表面１１ｂに押圧される。なお、この空気ポンプ７８は、図１に示す前記脈波検出部３２に空気圧を供給するための空気ポンプ４４と共通のものとされてもよい。上記センサハウジング６８及びダイヤフラム７２は、上記圧脈波センサ７４を頸動脈１１ａに向かって押圧する押圧装置を構成しており、上記ねじ軸７０及び図示しないモータは、上記圧脈波センサ７４が押圧される押圧位置をその頸動脈１１ｂの幅方向に移動させる押圧位置変更装置を構成している。
【００２５】
以上のように構成された圧脈波検出プローブ６４が、前記被験者１０の頸部１１において体表面１１ｂの頸動脈１１ａ上に押圧されることにより、前記圧脈波センサ７４は、前記頸動脈１１ａから発生して体表面１１ｂに伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭＯをマルチプレクサ８２へ供給する。このマルチプレクサ８２は、前記演算制御装置４６からの切替信号ＳＣに従って、前記圧脈波センサ７４に備えられた図示しない感圧素子からそれぞれ出力される圧脈波信号ＳＭＯを、所定の時間ずつ順次バンドパスフィルタ８４及びローパスフィルタ８６へ供給する。このバンドパスフィルタ８４は、図示しないコンデンサ及びコイル或いは抵抗を備えたアナログ信号処理回路から構成され、上記圧脈波信号ＳＭＯから、血流雑音の周波数帯域として設定された周波数帯域（例えば２００〜６００Ｈｚ）の信号（すなわち血流雑音成分）を弁別して、その血流雑音成分の信号ＳＭ１をＡ／Ｄ変換器８８を介して前記演算制御装置４６へ供給する。また、上記ローパスフィルタ８６は、上記バンドパスフィルタ８４と同様に、図示しないコンデンサ及びコイル或いは抵抗を備えたアナログ信号処理回路から構成され、圧脈波信号ＳＭＯに含まれる頸動脈波を表す信号（以下、頸動脈波信号という）ＳＭ２を抽出（弁別）してその頸動脈波信号ＳＭ２を頸動脈１１ａに対応する脈波信号ＳＮとしてＡ／Ｄ変換器９０を介して前記演算制御装置４６へ供給する。また、その演算制御装置４６は、前記空気ポンプ７８及び調圧弁８０へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して前記圧力室７６内の圧力を調節し、前記マルチプレクサ８２に脈拍周期よりも十分に短い周期に予め設定された周期で切替信号ＳＣを出力する。
【００２６】
図３は、前記演算制御装置４６に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、この図２においては、前記上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８それぞれに対応する構成のうち、前記上腕部用カフ２２（左上腕部用カフ２２Ｌ）に相当する構成のみを例示している。この図２に示すカフ圧制御手段９２は、血圧測定においては、前記空気ポンプ４４及びその空気ポンプ４４に接続された各脈波検出部３２に対応する調圧弁３４を制御することで、前記カフ２２等それぞれにおけるカフ圧を所定の目標圧力値ＰCM（例えば、上腕部用カフ２２については１８０ｍｍＨｇ程度、足首部用カフ２６については２４０ｍｍＨｇ程度の圧力値）まで急速昇圧させ、その後、５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降圧させる。また、脈波の検出においては、前記空気ポンプ４４及びその空気ポンプ４４に接続された各脈波検出部３２に対応する調圧弁３４を制御することで、前記カフ２２等それぞれにおけるカフ圧を所定の脈波検出圧まで昇圧させた後、一定時間その圧力を保持させる。上記脈波検出圧は、一般的な最低血圧値よりも低く、且つ前記カフ２２等の圧迫によりそのカフ下の動脈において発生した圧力振動波が伝達されてそのカフ２２等にその圧力振動波を表す脈波が十分な信号強度で発生するような圧力であり、たとえば６０ｍｍＨｇである。
【００２７】
血圧値決定手段９４は、測定部位に巻回された前記カフ２２等が上記カフ圧制御手段９２により徐速降圧させられる過程において、順次採取される脈波信号ＳＭ１の振幅の変化に基いて、よく知られたオシロメトリック法を用いて各カフに対応する測定部位の血圧値ＢＰである最高血圧値及び最低血圧値を決定する。この血圧値決定手段９４により決定された血圧値は、例えば前記記憶装置６０に記憶されると共に、所定の操作に応じて前記表示器５８に表示される。
【００２８】
脈波伝播速度算出手段９６は、前記カフ２２等が巻回された測定部位から検出される脈波、前記心音マイク４８により検出される心音信号ＳＨ、及び前記圧脈波検出装置６２により検出される頸動脈波ＳＮ等に基づいて、前記被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報としての脈波伝播速度を算出する。具体的には、動脈起始部すなわち心臓と、各測定部位例えば前記カフ２２等が装着されている部位乃至圧脈波検出装置６２（装着バンド６６）が装着されている部位との間を脈波が伝播する速度を算出する。ここで、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報としては、対象となる動脈を脈波が伝播する時間である脈波伝播時間やその動脈を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度等が考えられるが、本実施例においては脈波伝播速度を測定する態様について説明する。なお、以下の説明において特に言及しないが、脈波伝播速度の測定は、前述のように被験者１０における左右それぞれの測定部位に対応して備えられたカフ２２等乃至脈波検出部３２による検出結果に応じて、その被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して個別に行われる。
【００２９】
上記脈波伝播速度情報算出手段９６による脈波伝播速度の算出では、例えば、前記心音マイク４８により検出される心音の周期的に繰り返す所定の部位（Ｉ音の開始点等）が発生した時点と、各カフに対応する脈波検出部３２に備えられた脈波弁別回路４０により弁別（抽出）される各測定部の周期的に繰り返す所定波形（立ち上がり点など）が発生した時点との時間差を脈波伝播時間として算出すると共に、その算出結果及び予め定められた各区間毎の距離（動脈長）からそれら区間毎の脈波伝播速度が算出される。図１に示す例では、例えば、前記上腕部用カフ２２に対応して動脈起始部と上腕部動脈との間の脈波伝播速度ｈｂＰＷＶが、前記大腿部用カフ２４に対応して動脈起始部と大腿部動脈との間の脈波伝播速度ｈｆＰＷＶが、前記足首部用カフ２６に対応して動脈起始部と足首部動脈との間の脈波伝播速度ｈａＰＷＶが、前記足趾部用カフ２８に対応して動脈起始部と足趾部動脈との間の脈波伝播速度ｈｔＰＷＶが、前記圧脈波検出装置６２に対応して動脈起始部と頸動脈との間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶがそれぞれ算出される。
【００３０】
前記脈波伝播速度算出手段９６は、また好適には、前記カフ２２等乃至装着バンド６６が巻回された測定部位から検出される脈波に基づいて、各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を算出する。例えば、よく知られた脈波測定法である吉村法を用いて斯かる脈波伝播速度を算出する。吉村法では、例えば、脈波上に大動脈弁閉鎖に伴うノッチが現れる頸動脈脈波を基準にとる。すなわち、前記心音マイク４８による検出結果及び前記圧脈波検出装置６２による検出結果に関して、大動脈閉鎖に伴う心音が心音第II音の先頭に現れるので、その脈波上のノッチ点との時間差∇ｔhcが動脈起始部と頸動脈部との間の脈波伝播時間とされる。この時間差∇ｔhcと頸動脈脈波と脈波伝播速度測定部位の脈波の立ち上がり点との時間差∇ｔcfを加算することで、動脈起始部とその部位間の脈波伝播時間が得られる。従って、吉村法では、動脈起始部と大腿部大動脈との間の脈波伝播時間∇ｔhf＝∇ｔhc＋∇ｔcfと表すことができる。また、動脈起始部と大腿部動脈相互間の伝播距離をＬhfとすると、動脈起始部から大腿部動脈までの間に係る脈波伝播速度ｈｆＰＷＶは、次の（１）式のように表すことができる。同様に、動脈起始部と足首部動脈相互間の伝播距離をＬhaとすると、動脈起始部から足首部動脈までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶは、次の（２）式のように表すことができる。
【００３１】
ｈｆＰＷＶ＝Ｌhf／∇ｔhf
＝Ｌhf／（∇ｔhc＋∇ｔcf） （１）
ｈａＰＷＶ＝Ｌha／∇ｔha
＝Ｌha／（∇ｔhc＋∇ｔca） （２）
【００３２】
ここで、後述する脈波伝播情報表示制御手段９８による分画表示制御のために仮想的脈波伝播速度ｖＰＷＶを導入する。先ず、Ｌha＝Ｌhc＋（Ｌha-Ｌhc）と書き直すと、前述した（２）式は、次の（３）式に示すように表すことができる。なお、この（３）式におけるｃａ-ｖＰＷＶは、脈波が動脈起始部から頸動脈部を経由して足首部動脈へと伝播したと仮定した場合における頸動脈部と足首部相互間の仮想的脈波伝播速度（ｖＰＷＶ）を表す。
【００３３】
ｈａＰＷＶ＝｛Ｌhc＋（Ｌha-Ｌhc）｝／（∇ｔhc＋∇ｔca）
＝Ｌhc／（∇ｔhc＋∇ｔca）＋（Ｌha-Ｌhc）／（∇ｔhc＋∇ｔca）
＝｛Ｌhc／∇ｔhc｝｛∇ｔhc／（∇ｔhc＋∇ｔca）｝
＋｛（Ｌha-Ｌhc）／∇ｔca｝｛∇ｔca／（∇ｔhc＋∇ｔca）｝
＝ｈｃＰＷＶ・ ∇ｔhc／∇ｔha＋ｃａ-ｖＰＷＶ・∇ｔca／∇ｔha （３）
【００３４】
ここで、∇ｔhc／∇ｔha＋∇ｔca／∇ｔha＝１であり、∇ｔhc／∇ｔha、∇ｔca／∇ｔhaは、ｈａＰＷＶ算出の原理に基づくｈｃＰＷＶ及びｃａ-ｖＰＷＶの寄与率である。ｈａＰＷＶが吉村法或いは他の方法によって得られたとすると、上述と同様の計算により、動脈起始部と大腿部動脈との間に存在する血流路に対応する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶ、大腿部動脈と足首部動脈との間に存在する血流路に対応する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを次の（４）式のように表すことができる。すなわち、測定区間の平均的な脈波伝播速度に含まれる各動脈部の脈波伝播速度の寄与率をその区間に対応する脈波伝播時間の比として得ることができる。なお、（４）式では、∇ｔha＝∇ｔhf＋∇ｔfaとしている。
【００３５】
ｈａＰＷＶ＝ｈｆＰＷＶ・∇ｔhf／∇ｔha＋ｆａＰＷＶ・∇ｔfa／∇ｔha （４）
【００３６】
また、全身の平均的な脈波伝播速度の測定結果から大動脈及び末梢動脈にそれぞれ対応する脈波伝播速度を推定することを考えると、個人別の脈波伝播速度が各年代間の平均値ｆと等しいと仮定してｆ＝∇ｔhf／∇ｔhaと表すことができる。また、動脈長は簡便的に、個人の身長Ｈの関数として次の（５）〜（７）式のように表すことができる。従って、大動脈に対応する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶすなわち動脈起始部から大腿部動脈までの間に係る脈波伝播速度、及び末梢動脈に対応する脈波伝播速度ｆａＰＷＶすなわち大腿部動脈から足首部動脈までの間に係る脈波伝播速度は、次の（８）、（９）式のように推定することができる。
【００３７】
Ｌha＝ｆ1（Ｈ） （５）
Ｌhf＝ｆ2（Ｈ） （６）
Ｌfa＝Ｌha−Ｌhf （７）
ｈｆＰＷＶ＝Ｌhf／（ｆ・∇ｔha） （８）
ｆａＰＷＶ＝Ｌfa／｛（１−ｆ）・∇ｔha｝ （９）
【００３８】
前記脈波伝播速度算出手段９６は、好適には、以上のようにして各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を算出（推定）するものであるが、より簡便には、各測定部位における脈波測定時間の差に基づいて各測定部位相互間に対応する脈波伝播速度を算出するものであってもよい。例えば、前記大腿部用カフ２４に対応する脈波信号の検出時点から前記足首部用カフ２６に対応する脈波信号の検出時点までの時間差と、前記大腿部１４と足首部１６との間の距離から、斯かる大腿部１４から足首部１６までの間に係る脈波伝播速度ｆａＰＷＶが算出される。また、前記足首部用カフ２６に対応する脈波信号の検出時点から前記足趾部用カフ２８に対応する脈波信号の検出時点までの時間差と、前記足首部１６と足趾部１８との間の距離から、斯かる足首部１６から足趾部１８までの間に係る脈波伝播時間ａｔＰＷＶが算出される。
【００３９】
図４は、公表されている各年代の被験者における大動脈とみなされる脈波伝播速度ｈｆＰＷＶの測定データを用いて、平均的な身長の被験者を想定して得られる脈波伝播時間ｔhfと、実際に測定された脈波伝播速度ｈａＰＷＶから同様にして平均的な身長の被験者を想定して得られた脈波伝播時間ｔhaとの比の年代別変化を示すグラフである。また、図５は、身長１６５ｃｍの被験者に関して、各区間に対応する脈波伝播時間すなわち動脈起始部から足首部までの脈波伝播時間∇ｔha、動脈起始部から大腿部までの脈波伝播時間∇ｔhf、大腿部から足首部までの脈波伝播時間∇ｔfaをそれぞれ逆算して示すグラフである。これら図４及び図５に示すように、２０歳代から６０歳代までの脈波伝播時間∇ｔhaの変化は、脈波伝播時間∇ｔhfの変化に略依存している一方、脈波伝播時間∇ｔfaは略一定であることがわかる。また、全体の変化に対する脈波伝播時間∇ｔhfの寄与率は、６０歳代で極小値をとっていることがわかる。
【００４０】
図６は、前述のようにして算出（推定）される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶを実線で、動脈起始部から大腿部までの間に係る脈波伝播速度ｈｆＰＷＶを一点鎖線で、大腿部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｆａＰＷＶを二点鎖線でそれぞれ示している。この図６に示す例においても、上述した図５に示す関係と同様に、２０歳代から６０歳代までの脈波伝播速度ｈａＰＷＶの変化は、脈波伝播速度ｈｆＰＷＶの変化に略依存している一方、脈波伝播速度ｆａＰＷＶは略一定であることがわかる。
【００４１】
図７は、図６と同様に、前述のようにして算出（推定）される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶを実線で、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを破線でそれぞれ示している。この図７に示すように、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶの年代別変化は６０歳代で略飽和する一方、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶは６０歳代以降も顕著な上昇を継続していることがわかる。
【００４２】
以上、図４乃至図７に示す傾向は、動脈の種類に応じた動脈硬化の進行度に関する時間差に起因する違いと考えられる。例えば図７に示す例において、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶでは、弾性動脈である大動脈に近い年齢依存性を示す一方、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶでは、大動脈及び末梢動脈を含む血管系の年齢依存性を示しているものと考えられる。
【００４３】
図８は、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶに関連する動脈を、図９は、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶに関連する動脈をそれぞれ示す図である。また、これら図８、９における参照番号（ref.no）は、図１３にその概略位置を示す各動脈を示すものである。この図８に示すように、動脈起始部から上腕部までの間に係る動脈では弾性動脈の割合が高く、例えば成人の典型例において全長４０ｃｍ、その内弾性動脈長１５．５ｃｍ（３９％）、筋性動脈長２４．５ｃｍ（６１％）である。また、図９に示すように、動脈起始部から足首部までの間に係る動脈では筋性動脈の割合が高く、例えば成人の典型例において全長１３６ｃｍ、その内弾性動脈長４５．２ｃｍ（３３％）、筋性動脈長９０．８ｃｍ（６７％）である。これらの例に示すように、生体の各部位相互間において弾性動脈及び筋性動脈の割合はそれぞれ異なる。換言すれば、生体の各部位相互間においてそれぞれ異なる種類の動脈の性質を示すことが言える。
【００４４】
図３に戻って、脈波伝播情報表示制御手段９８は、前記脈波伝播情報測定装置２０の測定結果である前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。すなわち、前記脈波伝播速度算出手段９６により算出される、前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播速度ＰＷＶを前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。
【００４５】
上記脈波伝播情報表示制御手段９８は、好適には、前記脈波伝播速度算出手段９６により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を、それぞれ大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈の何れかに対応する脈波伝播速度として前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。例えば、前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶ及び／又は動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを大動脈に対応する脈波伝播情報として、前記大腿部１４から足首部１６までの区間に相当する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを末梢動脈に対応する脈波伝播情報として、前記足首部１６から足趾部（足指部）１８までの区間に相当する脈波伝播速度ａｔＰＷＶを末梢細動脈に対応する脈波伝播情報として、前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。更に好適には、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。
【００４６】
図１０は、前記脈波伝播情報表示制御手段９８により前記表示器５８に表示される脈波伝播速度分画の一例を示す図であり、円の中心からの距離が脈波伝播速度を示している。この図１０に示す画像では、ｈＣ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から頸部１１までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｃＰＷＶを、ｈＦ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶを、ｈＢ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを、ｆＡ軸において前記被験者１０における大腿部１４から足首部１６までの区間に相当する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを、ａＴ軸において前記被験者１０における足首部１６から足趾部１８までの区間に相当する脈波伝播速度ａｔＰＷＶをそれぞれ示している。また、右半円において前記被験者１０の正中面を対称面とする右半身における動脈に対応して測定される脈波伝播情報を、左半円において前記被験者１０の正中面を対称面とする左半身における動脈に対応して測定される脈波伝播情報をそれぞれ示している。更に、大・中動脈系に属する動脈、末梢動脈系に属する動脈、末梢細動脈系に属する動脈の区分を一点鎖線で示しており、軸ｈＣ、ｈＦ、ｈＢが大・中動脈系に、軸ｆＡが末梢動脈系に、軸ａＴが末梢細動脈系にそれぞれ属するように区分表示されている。
【００４７】
図１１は、前記脈波伝播情報表示制御手段９８により前記表示器５８に表示される脈波伝播速度分画の他の一例を示す図である。この図１１に示す画像では、上述した図１０の脈波伝播速度分画において、各種類に属する動脈毎の適正範囲（正常速度範囲）が示されるようになっている。図においてグレーで示している領域がその適正範囲であり、大・中動脈系、末梢動脈系、末梢細動脈系それぞれにおいて個別に正常値（健康値）に対応する速度範囲が示されている。なお、この図１１に示す脈波伝播速度分画では、何れの軸に対応する動脈に関しても適正範囲に収まっているが、例えば右半身に対応する軸ａＢに△印で示すようにグレーの範囲を外れた場合には、その軸ａＢに対応する動脈すなわち大・中動脈系に属する動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶは適正範囲を逸脱しているものと見なされる。
【００４８】
図１２は、前記演算制御装置４６による脈波伝播情報表示制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００４９】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、所定の操作が行われる等して脈波伝播情報の測定が開始されたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記被験者１０の各測定部位に巻回されたカフ２２等それぞれのカフ圧及び前記頸部１１に装着された圧脈波検出装置６２の圧力が、それぞれ所定の脈波検出圧となるように制御される。次に、Ｓ３において、前記心音マイク４８により心音が検出されると共に、その一拍分の心音に対応する脈波信号が、各測定部位に対応する前記脈波検出部３２及び圧脈波検出装置６２において検出される。次に、Ｓ４において、前記被験者１０の各測定部位に巻回されたカフ２２等それぞれのカフ圧及び前記頸部１１に装着された圧脈波検出装置６２の圧力が排圧される。次に、前記脈波伝播速度算出手段９６の動作に対応するＳ５において、前記被験者１０の各測定部位相互間に対応する脈波伝播速度がそれぞれ算出される。次に、前記脈波伝播情報表示制御手段９８の動作に対応するＳ６において、Ｓ５における算出結果に対応して、前記表示器５８に図１０乃至図１１に示すような脈波伝播速度分画が表示された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ２及びＳ４が前記カフ圧制御手段９２の動作に対応する。
【００５０】
このように、本実施例によれば、生体である被験者１０における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置２０であって、前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。すなわち、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置２０を提供することができる。
【００５１】
また、前記被験者１０における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、大動脈及び末梢動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５２】
また、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５３】
また、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５４】
また、前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における大腿部１４から足首部１６までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で末梢動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５５】
また、前記被験者１０における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５６】
また、前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者における足首部１６から足趾部（足指部）１８までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で末梢細動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５７】
また、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、左右身それぞれにおける動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００５９】
例えば、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０における各測定部位にカフ２２等を巻回して測定を行う態様の装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば吸盤等により各測定部位にセンサを吸着させて測定を行う態様の装置であってもよい。すなわち、本発明は、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定し得る脈波伝播情報測定装置に広く適用されるものである。
【００６０】
また、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０の頸部１１、上腕部１２、大腿部１４、足首部１６、及び足趾部１８それぞれにおける脈波を検出して、その検出結果に対応する脈波伝播情報を表示させるものであったが、測定部位はこれよりも少なくともよく、例えば前記被験者１０の上腕部１２、足首部１６、及び足趾部１８それぞれにおける脈波を検出して、その検出結果に応じて複数種類の動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を表示させるものであってもよい。斯かる態様においても、前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間を脈波が伝播する速度に相当して大動脈に対応する脈波伝播速度、前記足首部１６から足趾部１８までの区間を脈波が伝播する速度に相当して末梢細動脈に対応する脈波伝播速度を、前記表示器５８における同一画面内に比較して表示させることができる。
【００６１】
また、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応してそれぞれ個別のカフ２２等乃至脈波検出部３２を備えたものであったが、半身に対応する装置のみを備えたものであってもよい。斯かる態様において、好適には、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応する測定が所定の時間間隔をおいてそれそれ個別に実行され、その測定結果が集計されて前記表示器５８における同一画面内に表示される。
【００６２】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例である脈波伝播情報測定装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の脈波伝播情報測定装置に備えられた圧脈波検出装置の構成を説明する図である。
【図３】図１の脈波伝播情報測定装置における演算制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】公表されている各年代の被験者における大動脈とみなされる脈波伝播速度の測定データを用いて、平均的な身長の被験者を想定して得られる脈波伝播時間と、実際に測定された脈波伝播速度から同様にして平均的な身長の被験者を想定して得られた脈波伝播時間との比の年代別変化を示すグラフである。
【図５】身長１６５ｃｍの被験者に関して動脈起始部から足首部までの脈波伝播時間、動脈起始部から大腿部までの脈波伝播時間、大腿部から足首部までの脈波伝播時間を、図４に示すグラフからそれぞれ逆算して示すグラフである。
【図６】本実施例に用いられる方法により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を実線で、動脈起始部から大腿部までの間に係る脈波伝播速度を一点鎖線で、大腿部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を二点鎖線でそれぞれ示している。
【図７】本実施例に用いられる方法により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を実線で、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度を破線でそれぞれ示している。
【図８】動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度に関連する動脈を示す図である。
【図９】動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度に関連する動脈を示す図である。
【図１０】図１の脈波伝播情報測定装置により表示器に表示される脈波伝播速度分画の一例を示す図であり、円の中心からの距離が脈波伝播速度を示している。
【図１１】図１の脈波伝播情報測定装置により表示器に表示される脈波伝播速度分画の他の一例を示す図であり、図１０の脈波伝播速度分画において各種類に属する動脈毎の適正範囲を併せて示すものである。
【図１２】図１の脈波伝播情報測定装置における演算制御装置による脈波伝播情報表示制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１３】図８、９における参照番号に対応する生体の各動脈を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０：被験者（生体）
１２：上腕部
１４：大腿部
１６：足首部
１８：足趾部（足指部）
１９：動脈起始部
２０：脈波伝播情報測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波伝播速度や脈波伝播時間等、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する情報を測定する脈波伝播情報測定装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置が知られている。その一態様として、生体の動脈硬化度が脈波伝播速度情報に影響を与えることを利用して、脈波伝播速度情報に基づいて動脈硬化度を評価する技術が知られている。斯かる脈波伝播速度の測定では、例えば、測定対象となる生体における２点において脈波が検出され、その２点間の距離及び脈波伝播の時間差から脈波伝播速度の計測が行われる。この脈波伝播速度は、血管（動脈）の径及び弾性に依存する値であり、対象となる血管の硬さが増すほどその速度が増加することが知られている。そのような性質を利用して、例えば、特許文献１に記載された動脈硬化度評価装置では、上述のようにして測定された脈波伝播速度から対象となる生体の動脈硬化度乃至血管年齢等の評価が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、生体における動脈は、例えば、弾性動脈、筋性動脈、及びその中間の性質を有する動脈というように、その特性から複数の種類に分類することができる。この分類に関して、大動脈は弾性動脈、末梢動脈は筋性動脈、中動脈はその中間の性質を有する動脈にそれぞれ属する。また、そのように種類の異なる動脈では脈波伝播速度もそれぞれに異なることが知られている。同様に、動脈硬化の進行度については、同一生体内においても動脈の種類によって時間差があると考えられる。例えば、大動脈の動脈硬化は１０歳代後半から始まることが知られており、６０歳代で脈波伝播速度の進展は飽和する傾向がみられる。従って、前述したような従来の技術によって測定される大動脈及び末梢動脈を含む平均的な脈波伝播速度は、６０歳代までは大動脈成分の脈波伝播速度の変化を主に反映し、それ以降は末梢動脈成分等、他の種類の動脈に係る脈波伝播速度の変化に依存するようになるものと考えられる。しかし、そのような動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置は、未だ開発されていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報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】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。すなわち、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置を提供することができる。
【０００８】
ここで、好適には、前記生体における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、大動脈及び末梢動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【０００９】
また、好適には、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から大腿部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１０】
また、好適には、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から上腕部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１１】
また、好適には、前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における大腿部から足首部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で末梢動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１２】
また、好適には、前記生体における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００１３】
また、好適には、前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における足首部から足指部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである。このようにすれば、実用的な態様で末梢細動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００１４】
また、好適には、前記生体の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである。このようにすれば、左右身それぞれにおける動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である脈波伝播情報測定装置２０の構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、本実施例の脈波伝播情報測定装置２０は、脈波伝播速度関連値（脈波伝播情報）算出のための脈波及び血圧値の測定部位として頸部１１、上腕部１２（右上腕部１２Ｒ及び左上腕部１２Ｌ）、大腿部１４（右大腿部１４Ｒ及び左大腿部１４Ｌ）、足首部１６（右足首部１６Ｒ及び左足首部１６Ｌ）、及び足趾部１８（右足趾部１８Ｒ及び左足趾部１８Ｌ）が選択されたものであり、斯かる脈波伝播情報測定装置２０おいては、測定部位である上記上腕部１２、大腿部１４、足首部１６、及び足趾部１８が何れも略同じ高さとなるように、測定対象である被験者１０が伏臥位、側臥位、乃至仰臥位の何れかの姿勢をとった状態で以下に詳述する測定が行われる。なお、本実施例の脈波伝播情報測定装置２０は、脈波伝播情報と共に血圧値を算出できるように構成されているが、この血圧値の算出は必ずしも実行できるものでなくともよい。
【００１７】
上記頸部１１は、測定対象である被験者１０の頭部と体幹部とを接続する部分、所謂首に相当する部位である。また、上記上腕部１２は、測定対象である被験者１０の肩関節と肘関節との間の部分、所謂二の腕に相当する部位である。また、上記大腿部１４は、上記被験者１０の腰から膝までの間の部分、すなわち大腿骨のある部分であり、所謂太腿に相当する部位である。また、上記足首部１６は、上記被験者１０の足（脚）における踝の上の部位である。また、上記足趾部１８は、上記被験者１０の足における末梢部であり、好適にはその親指である。
【００１８】
前記脈波伝播情報測定装置２０には、上記左右の上腕部１２Ｒ、１２Ｌにそれぞれ巻回されるための上腕部用カフ２２Ｒ、２２Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に上腕部用カフ２２という）、上記左右の大腿部１４Ｒ、１４Ｌにそれぞれ巻回されるための大腿部用カフ２４Ｒ、２４Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に大腿部用カフ２４という）、上記左右の足首部１６Ｒ、１６Ｌにそれぞれ巻回されるための足首部用カフ１６Ｒ、１６Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に足首部用カフ１６という）、及び上記左右の足趾部１８Ｒ、１８Ｌにそれぞれ巻回されるための足趾部用カフ２８Ｒ、２８Ｌ（以下、特に区別しない場合には単に足趾部用カフ２８という）を備えている。これら上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８（以下、特に区別しない場合にはカフ２２等という）は、何れも巻回される部位を圧迫する圧迫帯であり、好適には布或いはポリエステル樹脂等の伸展性のない素材から成る帯状外袋内にゴム製袋を有して構成されている。また、これら上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８は、配管３０を介してそれぞれ対応する脈波検出部３２ＵＬ、３２ＵＲ、３２ＴＬ、３２ＴＲ、３２ＡＬ、３２ＡＲ、３２ＢＬ、３２ＢＲ（以下、特に区別しない場合には単に脈波検出部３２という）に接続されている。これら脈波検出部３２は、好適には、何れも同一の構成を有するものであるため、図１に示すように左上腕部１２Ｌに対応する脈波検出部３２ＵＬを例として以下、その構成を詳述する。
【００１９】
図１に示すように、上記脈波検出部３２は、調圧弁３４、圧力センサ３６、静圧弁別回路３８、及び脈波弁別回路４０を備えており、上記配管３０は調圧弁３４及び圧力センサ３６に接続されている。また、その調圧弁３４は、配管４２を介して空気ポンプ４４に接続されている。上記調圧弁３４は、上記空気ポンプ４４により発生させられた圧力空気を上記カフ２２等内へ供給することを許容する圧力供給状態、そのカフ２２等内の圧力を維持する圧力維持状態、電動バルブの開度が制御されることによりそのカフ２２等内の圧力を所定の速度で徐々に排圧する徐速排圧状態、及びそのカフ２２等内を急速に排圧する急速排圧状態の４つの状態に切り替えられるようになっている。
【００２０】
上記圧力センサ３６は、上記カフ２２等内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰbを上記静圧弁別回路３８及び脈波弁別回路４０にそれぞれ供給する。この静圧弁別回路３８はローパスフィルタを備え、上記圧力信号ＳＰbに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰＣbを表すカフ圧信号ＳＫbを弁別してそのカフ圧信号ＳＫbを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して演算制御装置４６へ供給する。上記脈波弁別回路４０はバンドパスフィルタを備え、上記圧力信号ＳＰbの振動成分である脈波信号ＳＭbを周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭbを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して上記演算制御装置４６へ供給する。
【００２１】
また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、心音マイク４８を備えている。この心音マイク４８は、前記被験者１０の動脈起始部１９に対応する胸部表皮上の所定部位に装着されて、心音を表す心音信号ＳＨを検出して出力する。斯かる心音マイク４８から出力された心音信号ＳＨは、Ａ／Ｄ変換器５０を介して上記演算制御装置４６へ供給される。この心音信号ＳＨが表す心音は、前記被験者１０の心拍に同期して発生する心拍同期信号であることから、心音信号ＳＨを出力する心音マイク４８は心拍同期信号検出装置として機能している。
【００２２】
前記演算制御装置４６は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６、及び図示しない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いる。上記ＣＰＵ５２は、上記ＲＯＭ５４に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ５６の一時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前記空気ポンプ４４及び脈波検出部３２内の調圧弁３４を制御すると共に、後述する脈波伝播速度算出制御及び脈波伝播情報表示制御等の各種制御を実行する。また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、前記演算制御装置４６からの出力に応じて所定の映像（画像）を表示させる表示器５８と、前記演算制御装置４６による制御に係る各種情報を記憶するための記憶装置６０（図２を参照）とを、備えている。
【００２３】
また、前記脈波伝播情報測定装置２０は、前記被験者１０における頸部（頸動脈部）１１の脈波を検出するための圧脈波検出装置６２を備えている。図２は、斯かる圧脈波検出装置６２の構成を説明する図である。この図２に示すように、上記圧脈波検出装置６２は、前記被験者１０の頸動脈に押圧されてその頸動脈内の圧脈波を非侵襲で検出するものであり、圧脈波検出プローブ６４を備えて、装着バンド６６（図１を参照）により被験者１０の頸部１１に装着される。この圧脈波検出プローブ６４は、図２に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング６８と、そのセンサハウジング６８を頸動脈１１ａの幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング６８に螺合され且つケース内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸７０とを備えている。この圧脈波検出プローブ６４は、上記装着バンド６６により上記センサハウジング６８の開口端が生体の頸部１１の体表面１１ｂに対向する状態で取り付けられるようになっている。
【００２４】
上記センサハウジング６８の内部には、ダイヤフラム７２を介して圧脈波センサ７４が相対移動可能かつセンサハウジング６８の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング６８及びダイヤフラム７２等によって圧力室７６が形成されている。この圧力室７６内には、空気ポンプ７８から調圧弁８０を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ７４は圧力室７６内の圧力に応じた押圧力で上記体表面１１ｂに押圧される。なお、この空気ポンプ７８は、図１に示す前記脈波検出部３２に空気圧を供給するための空気ポンプ４４と共通のものとされてもよい。上記センサハウジング６８及びダイヤフラム７２は、上記圧脈波センサ７４を頸動脈１１ａに向かって押圧する押圧装置を構成しており、上記ねじ軸７０及び図示しないモータは、上記圧脈波センサ７４が押圧される押圧位置をその頸動脈１１ｂの幅方向に移動させる押圧位置変更装置を構成している。
【００２５】
以上のように構成された圧脈波検出プローブ６４が、前記被験者１０の頸部１１において体表面１１ｂの頸動脈１１ａ上に押圧されることにより、前記圧脈波センサ７４は、前記頸動脈１１ａから発生して体表面１１ｂに伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号ＳＭＯをマルチプレクサ８２へ供給する。このマルチプレクサ８２は、前記演算制御装置４６からの切替信号ＳＣに従って、前記圧脈波センサ７４に備えられた図示しない感圧素子からそれぞれ出力される圧脈波信号ＳＭＯを、所定の時間ずつ順次バンドパスフィルタ８４及びローパスフィルタ８６へ供給する。このバンドパスフィルタ８４は、図示しないコンデンサ及びコイル或いは抵抗を備えたアナログ信号処理回路から構成され、上記圧脈波信号ＳＭＯから、血流雑音の周波数帯域として設定された周波数帯域（例えば２００〜６００Ｈｚ）の信号（すなわち血流雑音成分）を弁別して、その血流雑音成分の信号ＳＭ１をＡ／Ｄ変換器８８を介して前記演算制御装置４６へ供給する。また、上記ローパスフィルタ８６は、上記バンドパスフィルタ８４と同様に、図示しないコンデンサ及びコイル或いは抵抗を備えたアナログ信号処理回路から構成され、圧脈波信号ＳＭＯに含まれる頸動脈波を表す信号（以下、頸動脈波信号という）ＳＭ２を抽出（弁別）してその頸動脈波信号ＳＭ２を頸動脈１１ａに対応する脈波信号ＳＮとしてＡ／Ｄ変換器９０を介して前記演算制御装置４６へ供給する。また、その演算制御装置４６は、前記空気ポンプ７８及び調圧弁８０へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して前記圧力室７６内の圧力を調節し、前記マルチプレクサ８２に脈拍周期よりも十分に短い周期に予め設定された周期で切替信号ＳＣを出力する。
【００２６】
図３は、前記演算制御装置４６に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、この図２においては、前記上腕部用カフ２２、大腿部用カフ２４、足首用カフ２６、及び足趾部用カフ２８それぞれに対応する構成のうち、前記上腕部用カフ２２（左上腕部用カフ２２Ｌ）に相当する構成のみを例示している。この図２に示すカフ圧制御手段９２は、血圧測定においては、前記空気ポンプ４４及びその空気ポンプ４４に接続された各脈波検出部３２に対応する調圧弁３４を制御することで、前記カフ２２等それぞれにおけるカフ圧を所定の目標圧力値ＰCM（例えば、上腕部用カフ２２については１８０ｍｍＨｇ程度、足首部用カフ２６については２４０ｍｍＨｇ程度の圧力値）まで急速昇圧させ、その後、５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降圧させる。また、脈波の検出においては、前記空気ポンプ４４及びその空気ポンプ４４に接続された各脈波検出部３２に対応する調圧弁３４を制御することで、前記カフ２２等それぞれにおけるカフ圧を所定の脈波検出圧まで昇圧させた後、一定時間その圧力を保持させる。上記脈波検出圧は、一般的な最低血圧値よりも低く、且つ前記カフ２２等の圧迫によりそのカフ下の動脈において発生した圧力振動波が伝達されてそのカフ２２等にその圧力振動波を表す脈波が十分な信号強度で発生するような圧力であり、たとえば６０ｍｍＨｇである。
【００２７】
血圧値決定手段９４は、測定部位に巻回された前記カフ２２等が上記カフ圧制御手段９２により徐速降圧させられる過程において、順次採取される脈波信号ＳＭ１の振幅の変化に基いて、よく知られたオシロメトリック法を用いて各カフに対応する測定部位の血圧値ＢＰである最高血圧値及び最低血圧値を決定する。この血圧値決定手段９４により決定された血圧値は、例えば前記記憶装置６０に記憶されると共に、所定の操作に応じて前記表示器５８に表示される。
【００２８】
脈波伝播速度算出手段９６は、前記カフ２２等が巻回された測定部位から検出される脈波、前記心音マイク４８により検出される心音信号ＳＨ、及び前記圧脈波検出装置６２により検出される頸動脈波ＳＮ等に基づいて、前記被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報としての脈波伝播速度を算出する。具体的には、動脈起始部すなわち心臓と、各測定部位例えば前記カフ２２等が装着されている部位乃至圧脈波検出装置６２（装着バンド６６）が装着されている部位との間を脈波が伝播する速度を算出する。ここで、生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報としては、対象となる動脈を脈波が伝播する時間である脈波伝播時間やその動脈を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度等が考えられるが、本実施例においては脈波伝播速度を測定する態様について説明する。なお、以下の説明において特に言及しないが、脈波伝播速度の測定は、前述のように被験者１０における左右それぞれの測定部位に対応して備えられたカフ２２等乃至脈波検出部３２による検出結果に応じて、その被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して個別に行われる。
【００２９】
上記脈波伝播速度情報算出手段９６による脈波伝播速度の算出では、例えば、前記心音マイク４８により検出される心音の周期的に繰り返す所定の部位（Ｉ音の開始点等）が発生した時点と、各カフに対応する脈波検出部３２に備えられた脈波弁別回路４０により弁別（抽出）される各測定部の周期的に繰り返す所定波形（立ち上がり点など）が発生した時点との時間差を脈波伝播時間として算出すると共に、その算出結果及び予め定められた各区間毎の距離（動脈長）からそれら区間毎の脈波伝播速度が算出される。図１に示す例では、例えば、前記上腕部用カフ２２に対応して動脈起始部と上腕部動脈との間の脈波伝播速度ｈｂＰＷＶが、前記大腿部用カフ２４に対応して動脈起始部と大腿部動脈との間の脈波伝播速度ｈｆＰＷＶが、前記足首部用カフ２６に対応して動脈起始部と足首部動脈との間の脈波伝播速度ｈａＰＷＶが、前記足趾部用カフ２８に対応して動脈起始部と足趾部動脈との間の脈波伝播速度ｈｔＰＷＶが、前記圧脈波検出装置６２に対応して動脈起始部と頸動脈との間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶがそれぞれ算出される。
【００３０】
前記脈波伝播速度算出手段９６は、また好適には、前記カフ２２等乃至装着バンド６６が巻回された測定部位から検出される脈波に基づいて、各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を算出する。例えば、よく知られた脈波測定法である吉村法を用いて斯かる脈波伝播速度を算出する。吉村法では、例えば、脈波上に大動脈弁閉鎖に伴うノッチが現れる頸動脈脈波を基準にとる。すなわち、前記心音マイク４８による検出結果及び前記圧脈波検出装置６２による検出結果に関して、大動脈閉鎖に伴う心音が心音第II音の先頭に現れるので、その脈波上のノッチ点との時間差∇ｔhcが動脈起始部と頸動脈部との間の脈波伝播時間とされる。この時間差∇ｔhcと頸動脈脈波と脈波伝播速度測定部位の脈波の立ち上がり点との時間差∇ｔcfを加算することで、動脈起始部とその部位間の脈波伝播時間が得られる。従って、吉村法では、動脈起始部と大腿部大動脈との間の脈波伝播時間∇ｔhf＝∇ｔhc＋∇ｔcfと表すことができる。また、動脈起始部と大腿部動脈相互間の伝播距離をＬhfとすると、動脈起始部から大腿部動脈までの間に係る脈波伝播速度ｈｆＰＷＶは、次の（１）式のように表すことができる。同様に、動脈起始部と足首部動脈相互間の伝播距離をＬhaとすると、動脈起始部から足首部動脈までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶは、次の（２）式のように表すことができる。
【００３１】
ｈｆＰＷＶ＝Ｌhf／∇ｔhf
＝Ｌhf／（∇ｔhc＋∇ｔcf） （１）
ｈａＰＷＶ＝Ｌha／∇ｔha
＝Ｌha／（∇ｔhc＋∇ｔca） （２）
【００３２】
ここで、後述する脈波伝播情報表示制御手段９８による分画表示制御のために仮想的脈波伝播速度ｖＰＷＶを導入する。先ず、Ｌha＝Ｌhc＋（Ｌha-Ｌhc）と書き直すと、前述した（２）式は、次の（３）式に示すように表すことができる。なお、この（３）式におけるｃａ-ｖＰＷＶは、脈波が動脈起始部から頸動脈部を経由して足首部動脈へと伝播したと仮定した場合における頸動脈部と足首部相互間の仮想的脈波伝播速度（ｖＰＷＶ）を表す。
【００３３】
ｈａＰＷＶ＝｛Ｌhc＋（Ｌha-Ｌhc）｝／（∇ｔhc＋∇ｔca）
＝Ｌhc／（∇ｔhc＋∇ｔca）＋（Ｌha-Ｌhc）／（∇ｔhc＋∇ｔca）
＝｛Ｌhc／∇ｔhc｝｛∇ｔhc／（∇ｔhc＋∇ｔca）｝
＋｛（Ｌha-Ｌhc）／∇ｔca｝｛∇ｔca／（∇ｔhc＋∇ｔca）｝
＝ｈｃＰＷＶ・ ∇ｔhc／∇ｔha＋ｃａ-ｖＰＷＶ・∇ｔca／∇ｔha （３）
【００３４】
ここで、∇ｔhc／∇ｔha＋∇ｔca／∇ｔha＝１であり、∇ｔhc／∇ｔha、∇ｔca／∇ｔhaは、ｈａＰＷＶ算出の原理に基づくｈｃＰＷＶ及びｃａ-ｖＰＷＶの寄与率である。ｈａＰＷＶが吉村法或いは他の方法によって得られたとすると、上述と同様の計算により、動脈起始部と大腿部動脈との間に存在する血流路に対応する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶ、大腿部動脈と足首部動脈との間に存在する血流路に対応する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを次の（４）式のように表すことができる。すなわち、測定区間の平均的な脈波伝播速度に含まれる各動脈部の脈波伝播速度の寄与率をその区間に対応する脈波伝播時間の比として得ることができる。なお、（４）式では、∇ｔha＝∇ｔhf＋∇ｔfaとしている。
【００３５】
ｈａＰＷＶ＝ｈｆＰＷＶ・∇ｔhf／∇ｔha＋ｆａＰＷＶ・∇ｔfa／∇ｔha （４）
【００３６】
また、全身の平均的な脈波伝播速度の測定結果から大動脈及び末梢動脈にそれぞれ対応する脈波伝播速度を推定することを考えると、個人別の脈波伝播速度が各年代間の平均値ｆと等しいと仮定してｆ＝∇ｔhf／∇ｔhaと表すことができる。また、動脈長は簡便的に、個人の身長Ｈの関数として次の（５）〜（７）式のように表すことができる。従って、大動脈に対応する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶすなわち動脈起始部から大腿部動脈までの間に係る脈波伝播速度、及び末梢動脈に対応する脈波伝播速度ｆａＰＷＶすなわち大腿部動脈から足首部動脈までの間に係る脈波伝播速度は、次の（８）、（９）式のように推定することができる。
【００３７】
Ｌha＝ｆ1（Ｈ） （５）
Ｌhf＝ｆ2（Ｈ） （６）
Ｌfa＝Ｌha−Ｌhf （７）
ｈｆＰＷＶ＝Ｌhf／（ｆ・∇ｔha） （８）
ｆａＰＷＶ＝Ｌfa／｛（１−ｆ）・∇ｔha｝ （９）
【００３８】
前記脈波伝播速度算出手段９６は、好適には、以上のようにして各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を算出（推定）するものであるが、より簡便には、各測定部位における脈波測定時間の差に基づいて各測定部位相互間に対応する脈波伝播速度を算出するものであってもよい。例えば、前記大腿部用カフ２４に対応する脈波信号の検出時点から前記足首部用カフ２６に対応する脈波信号の検出時点までの時間差と、前記大腿部１４と足首部１６との間の距離から、斯かる大腿部１４から足首部１６までの間に係る脈波伝播速度ｆａＰＷＶが算出される。また、前記足首部用カフ２６に対応する脈波信号の検出時点から前記足趾部用カフ２８に対応する脈波信号の検出時点までの時間差と、前記足首部１６と足趾部１８との間の距離から、斯かる足首部１６から足趾部１８までの間に係る脈波伝播時間ａｔＰＷＶが算出される。
【００３９】
図４は、公表されている各年代の被験者における大動脈とみなされる脈波伝播速度ｈｆＰＷＶの測定データを用いて、平均的な身長の被験者を想定して得られる脈波伝播時間ｔhfと、実際に測定された脈波伝播速度ｈａＰＷＶから同様にして平均的な身長の被験者を想定して得られた脈波伝播時間ｔhaとの比の年代別変化を示すグラフである。また、図５は、身長１６５ｃｍの被験者に関して、各区間に対応する脈波伝播時間すなわち動脈起始部から足首部までの脈波伝播時間∇ｔha、動脈起始部から大腿部までの脈波伝播時間∇ｔhf、大腿部から足首部までの脈波伝播時間∇ｔfaをそれぞれ逆算して示すグラフである。これら図４及び図５に示すように、２０歳代から６０歳代までの脈波伝播時間∇ｔhaの変化は、脈波伝播時間∇ｔhfの変化に略依存している一方、脈波伝播時間∇ｔfaは略一定であることがわかる。また、全体の変化に対する脈波伝播時間∇ｔhfの寄与率は、６０歳代で極小値をとっていることがわかる。
【００４０】
図６は、前述のようにして算出（推定）される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶを実線で、動脈起始部から大腿部までの間に係る脈波伝播速度ｈｆＰＷＶを一点鎖線で、大腿部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｆａＰＷＶを二点鎖線でそれぞれ示している。この図６に示す例においても、上述した図５に示す関係と同様に、２０歳代から６０歳代までの脈波伝播速度ｈａＰＷＶの変化は、脈波伝播速度ｈｆＰＷＶの変化に略依存している一方、脈波伝播速度ｆａＰＷＶは略一定であることがわかる。
【００４１】
図７は、図６と同様に、前述のようにして算出（推定）される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶを実線で、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを破線でそれぞれ示している。この図７に示すように、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶの年代別変化は６０歳代で略飽和する一方、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶは６０歳代以降も顕著な上昇を継続していることがわかる。
【００４２】
以上、図４乃至図７に示す傾向は、動脈の種類に応じた動脈硬化の進行度に関する時間差に起因する違いと考えられる。例えば図７に示す例において、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶでは、弾性動脈である大動脈に近い年齢依存性を示す一方、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶでは、大動脈及び末梢動脈を含む血管系の年齢依存性を示しているものと考えられる。
【００４３】
図８は、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度ｈｂＰＷＶに関連する動脈を、図９は、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度ｈａＰＷＶに関連する動脈をそれぞれ示す図である。また、これら図８、９における参照番号（ref.no）は、図１３にその概略位置を示す各動脈を示すものである。この図８に示すように、動脈起始部から上腕部までの間に係る動脈では弾性動脈の割合が高く、例えば成人の典型例において全長４０ｃｍ、その内弾性動脈長１５．５ｃｍ（３９％）、筋性動脈長２４．５ｃｍ（６１％）である。また、図９に示すように、動脈起始部から足首部までの間に係る動脈では筋性動脈の割合が高く、例えば成人の典型例において全長１３６ｃｍ、その内弾性動脈長４５．２ｃｍ（３３％）、筋性動脈長９０．８ｃｍ（６７％）である。これらの例に示すように、生体の各部位相互間において弾性動脈及び筋性動脈の割合はそれぞれ異なる。換言すれば、生体の各部位相互間においてそれぞれ異なる種類の動脈の性質を示すことが言える。
【００４４】
図３に戻って、脈波伝播情報表示制御手段９８は、前記脈波伝播情報測定装置２０の測定結果である前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。すなわち、前記脈波伝播速度算出手段９６により算出される、前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播速度ＰＷＶを前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。
【００４５】
上記脈波伝播情報表示制御手段９８は、好適には、前記脈波伝播速度算出手段９６により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度を、それぞれ大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈の何れかに対応する脈波伝播速度として前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。例えば、前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶ及び／又は動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを大動脈に対応する脈波伝播情報として、前記大腿部１４から足首部１６までの区間に相当する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを末梢動脈に対応する脈波伝播情報として、前記足首部１６から足趾部（足指部）１８までの区間に相当する脈波伝播速度ａｔＰＷＶを末梢細動脈に対応する脈波伝播情報として、前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。更に好適には、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を前記表示器５８の同一画面内に相対的に表示させる。
【００４６】
図１０は、前記脈波伝播情報表示制御手段９８により前記表示器５８に表示される脈波伝播速度分画の一例を示す図であり、円の中心からの距離が脈波伝播速度を示している。この図１０に示す画像では、ｈＣ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から頸部１１までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｃＰＷＶを、ｈＦ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｆＰＷＶを、ｈＢ軸において前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶを、ｆＡ軸において前記被験者１０における大腿部１４から足首部１６までの区間に相当する脈波伝播速度ｆａＰＷＶを、ａＴ軸において前記被験者１０における足首部１６から足趾部１８までの区間に相当する脈波伝播速度ａｔＰＷＶをそれぞれ示している。また、右半円において前記被験者１０の正中面を対称面とする右半身における動脈に対応して測定される脈波伝播情報を、左半円において前記被験者１０の正中面を対称面とする左半身における動脈に対応して測定される脈波伝播情報をそれぞれ示している。更に、大・中動脈系に属する動脈、末梢動脈系に属する動脈、末梢細動脈系に属する動脈の区分を一点鎖線で示しており、軸ｈＣ、ｈＦ、ｈＢが大・中動脈系に、軸ｆＡが末梢動脈系に、軸ａＴが末梢細動脈系にそれぞれ属するように区分表示されている。
【００４７】
図１１は、前記脈波伝播情報表示制御手段９８により前記表示器５８に表示される脈波伝播速度分画の他の一例を示す図である。この図１１に示す画像では、上述した図１０の脈波伝播速度分画において、各種類に属する動脈毎の適正範囲（正常速度範囲）が示されるようになっている。図においてグレーで示している領域がその適正範囲であり、大・中動脈系、末梢動脈系、末梢細動脈系それぞれにおいて個別に正常値（健康値）に対応する速度範囲が示されている。なお、この図１１に示す脈波伝播速度分画では、何れの軸に対応する動脈に関しても適正範囲に収まっているが、例えば右半身に対応する軸ａＢに△印で示すようにグレーの範囲を外れた場合には、その軸ａＢに対応する動脈すなわち大・中動脈系に属する動脈起始部１９から上腕部１２までの区間に相当する脈波伝播速度ｈｂＰＷＶは適正範囲を逸脱しているものと見なされる。
【００４８】
図１２は、前記演算制御装置４６による脈波伝播情報表示制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００４９】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、所定の操作が行われる等して脈波伝播情報の測定が開始されたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記被験者１０の各測定部位に巻回されたカフ２２等それぞれのカフ圧及び前記頸部１１に装着された圧脈波検出装置６２の圧力が、それぞれ所定の脈波検出圧となるように制御される。次に、Ｓ３において、前記心音マイク４８により心音が検出されると共に、その一拍分の心音に対応する脈波信号が、各測定部位に対応する前記脈波検出部３２及び圧脈波検出装置６２において検出される。次に、Ｓ４において、前記被験者１０の各測定部位に巻回されたカフ２２等それぞれのカフ圧及び前記頸部１１に装着された圧脈波検出装置６２の圧力が排圧される。次に、前記脈波伝播速度算出手段９６の動作に対応するＳ５において、前記被験者１０の各測定部位相互間に対応する脈波伝播速度がそれぞれ算出される。次に、前記脈波伝播情報表示制御手段９８の動作に対応するＳ６において、Ｓ５における算出結果に対応して、前記表示器５８に図１０乃至図１１に示すような脈波伝播速度分画が表示された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ２及びＳ４が前記カフ圧制御手段９２の動作に対応する。
【００５０】
このように、本実施例によれば、生体である被験者１０における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その被験者１０の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置２０であって、前記被験者１０における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであることから、動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。すなわち、動脈の種類毎の脈波伝播情報を相対的に評価し得る脈波伝播情報測定装置２０を提供することができる。
【００５１】
また、前記被験者１０における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、大動脈及び末梢動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５２】
また、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における動脈起始部１９から大腿部１４までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５３】
また、前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で大動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５４】
また、前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者１０における大腿部１４から足首部１６までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で末梢動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５５】
また、前記被験者１０における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５６】
また、前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記被験者における足首部１６から足趾部（足指部）１８までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものであるため、実用的な態様で末梢細動脈に対応する脈波伝播情報を得ることができる。
【００５７】
また、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものであるため、左右身それぞれにおける動脈の種類毎の脈波伝播情報を客観的に視認可能に示すことができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００５９】
例えば、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０における各測定部位にカフ２２等を巻回して測定を行う態様の装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば吸盤等により各測定部位にセンサを吸着させて測定を行う態様の装置であってもよい。すなわち、本発明は、生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、その生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定し得る脈波伝播情報測定装置に広く適用されるものである。
【００６０】
また、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０の頸部１１、上腕部１２、大腿部１４、足首部１６、及び足趾部１８それぞれにおける脈波を検出して、その検出結果に対応する脈波伝播情報を表示させるものであったが、測定部位はこれよりも少なくともよく、例えば前記被験者１０の上腕部１２、足首部１６、及び足趾部１８それぞれにおける脈波を検出して、その検出結果に応じて複数種類の動脈それぞれに対応する脈波伝播情報を表示させるものであってもよい。斯かる態様においても、前記被験者１０における動脈起始部１９から上腕部１２までの区間を脈波が伝播する速度に相当して大動脈に対応する脈波伝播速度、前記足首部１６から足趾部１８までの区間を脈波が伝播する速度に相当して末梢細動脈に対応する脈波伝播速度を、前記表示器５８における同一画面内に比較して表示させることができる。
【００６１】
また、前述の実施例において、前記脈波伝播速度測定装置２０は、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応してそれぞれ個別のカフ２２等乃至脈波検出部３２を備えたものであったが、半身に対応する装置のみを備えたものであってもよい。斯かる態様において、好適には、前記被験者１０の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応する測定が所定の時間間隔をおいてそれそれ個別に実行され、その測定結果が集計されて前記表示器５８における同一画面内に表示される。
【００６２】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例である脈波伝播情報測定装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の脈波伝播情報測定装置に備えられた圧脈波検出装置の構成を説明する図である。
【図３】図１の脈波伝播情報測定装置における演算制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図４】公表されている各年代の被験者における大動脈とみなされる脈波伝播速度の測定データを用いて、平均的な身長の被験者を想定して得られる脈波伝播時間と、実際に測定された脈波伝播速度から同様にして平均的な身長の被験者を想定して得られた脈波伝播時間との比の年代別変化を示すグラフである。
【図５】身長１６５ｃｍの被験者に関して動脈起始部から足首部までの脈波伝播時間、動脈起始部から大腿部までの脈波伝播時間、大腿部から足首部までの脈波伝播時間を、図４に示すグラフからそれぞれ逆算して示すグラフである。
【図６】本実施例に用いられる方法により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を実線で、動脈起始部から大腿部までの間に係る脈波伝播速度を一点鎖線で、大腿部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を二点鎖線でそれぞれ示している。
【図７】本実施例に用いられる方法により算出される各測定部位相互間における動脈内を脈波が伝播する速度である脈波伝播速度の年代別変化を示すグラフであり、動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度を実線で、動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度を破線でそれぞれ示している。
【図８】動脈起始部から上腕部までの間に係る脈波伝播速度に関連する動脈を示す図である。
【図９】動脈起始部から足首部までの間に係る脈波伝播速度に関連する動脈を示す図である。
【図１０】図１の脈波伝播情報測定装置により表示器に表示される脈波伝播速度分画の一例を示す図であり、円の中心からの距離が脈波伝播速度を示している。
【図１１】図１の脈波伝播情報測定装置により表示器に表示される脈波伝播速度分画の他の一例を示す図であり、図１０の脈波伝播速度分画において各種類に属する動脈毎の適正範囲を併せて示すものである。
【図１２】図１の脈波伝播情報測定装置における演算制御装置による脈波伝播情報表示制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１３】図８、９における参照番号に対応する生体の各動脈を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０：被験者（生体）
１２：上腕部
１４：大腿部
１６：足首部
１８：足趾部（足指部）
１９：動脈起始部
２０：脈波伝播情報測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、該生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、
前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させることを特徴とするものである脈波伝播情報測定装置。
【請求項２】
前記生体における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項１に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項３】
前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から大腿部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項４】
前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から上腕部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項５】
前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における大腿部から足首部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２から４の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項６】
前記生体における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項２から５の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項７】
前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における足首部から足指部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項６に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項８】
前記生体の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項１から７の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項１】
生体における所定の部位から検出される脈波に基づいて、該生体の動脈内を脈波が伝播する速度に関連する脈波伝播情報を測定する脈波伝播情報測定装置であって、
前記生体における複数種類の動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させることを特徴とするものである脈波伝播情報測定装置。
【請求項２】
前記生体における大動脈及び末梢動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項１に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項３】
前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から大腿部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項４】
前記大動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における動脈起始部から上腕部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項５】
前記末梢動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における大腿部から足首部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項２から４の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項６】
前記生体における大動脈、末梢動脈、及び末梢細動脈それぞれに対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項２から５の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項７】
前記末梢細動脈に対応する脈波伝播情報は、前記生体における足首部から足指部までの区間を脈波が伝播する速度に相当するものである請求項６に記載の脈波伝播情報測定装置。
【請求項８】
前記生体の正中面を対称面とする左右身それぞれにおける動脈に対応して測定される脈波伝播情報を同一画面内に相対的に表示させるものである請求項１から７の何れか１項に記載の脈波伝播情報測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１５３２１（Ｐ２０１０−１１５３２１Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０２４９（Ｐ２００８−２９０２４９）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００１２７５７０）株式会社エー・アンド・デイ (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００１２７５７０）株式会社エー・アンド・デイ (136)
【Ｆターム（参考）】
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