JP3616061B2

JP3616061B2 - 動脈硬化検査装置

Info

Publication number: JP3616061B2
Application number: JP2002056197A
Authority: JP
Inventors: 敏彦小椋
Original assignee: コーリンメディカルテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: CN1442110A; KR20030071640A; TW200303738A; JP2003250769A; EP1348373A1; US7029449B2; US20030167014A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の動脈硬化を振幅増加指数或いは脈波伝播速度情報に基づいて評価するための動脈硬化検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体の動脈の硬化状態を評価するために、動脈の血管弾性或いは拡張能に関連するパラメータである振幅増加指数ＡＩ（＝ＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＩｎｄｅｘ）や脈波伝播速度ＰＷＶ（＝ＰｕｌｓｅＷａｖｅＶｅｌｏｓｉｔｙ）などが用いられている。
【０００３】
動脈の血管を伝播する脈波は、血管の分岐やテーパなどで反射するので、検出される脈波の形状は、心臓から血液が駆出される際に生じ末梢方向へ向かう進行波成分と、その反射波成分との合成によって決まることを利用して、上記振幅増加指数ＡＩは、たとえば頸動脈、上腕動脈などの動脈から検出された脈波に含まれる進行波成分に対する反射波成分の割合を算出することにより得られるものである。このような振幅増加指数ＡＩは、血管が硬くなるに伴って上記反射波成分の位相や振幅が変化するものであり、通常、反射波成分のピーク発生時における検出脈波の大きさから進行波成分のピーク発生時における検出脈波の大きさを引いた差分値を、検出脈波の脈圧で割った値の百分率として求められる。
【０００４】
また、動脈内を伝播する脈波伝播速度ＰＷＶは、心臓からの距離が異なる動脈上の２部位間で検出される脈波の時間差ＤＴと心臓からの距離差ＤＬとから算出されるものである。このような脈波伝播速度ＰＷＶは、血管が硬くなるに伴って大きくなるものであり、通常、心臓からの距離差ＤＬを時間差ＤＴで除することにより求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、脈波の形状は、動脈硬化の影響だけでなく、血圧等種々の因子の影響を受けることから、上記振幅増加指数ＡＩは、心拍出量や後負荷によっても影響を受けやすいので、それだけで簡単に動脈硬化を判断することが困難であり、十分な経験と知識とを持ち合わせた専門家により用いられるに限定されていた。
【０００６】
また、上記脈波伝播速度ＰＷＶは、血圧依存性があるために単独では用いられ得ず、両方の測定値から血管の硬化状態の診断に用いられていた。しかし、動脈狭窄による血圧低下に伴う脈波伝播速度ＰＷＶの低下、動脈瘤による脈波伝播速度ＰＷＶの低下がある場合には、動脈硬化の判断を誤ってしまう可能性があった。また、高血圧患者に対して降圧剤治療を行った場合には、血圧が正常範囲まで低下して脈波伝播速度ＰＷＶも基準値を下回るほど低下したときに、本当に動脈硬化も改善したか否かが判定困難であった。
【０００７】
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、その第１の目的とするところは、動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩを用いて高い精度で動脈硬化の診断を行うことができる動脈硬化検査装置を提供することにある。また、第２の目的とするところは、動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶを用いて高い精度で動脈硬化の診断を行うことができる動脈硬化検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
前記第１の目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、振幅増加指数を用いて生体の動脈硬化状態を検査するための動脈硬化検査装置であって、（ａ）前記生体の所定部位間における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を決定する脈波伝播速度情報決定手段と、（ｂ）前記生体の血圧を決定する血圧決定手段と、（ｃ）前記生体の心拍数を決定する心拍数決定手段と、（ｄ）前記生体の心臓の収縮開始から該心臓の血液の駆出開始までの前駆出期間を決定する前駆出期間決定手段と、（ｅ）前記心臓からの血液の駆出開始から終了までの駆出時間を検出する駆出時間決定手段と、（ｆ）予め記憶された関係から、実際の、前記脈波伝播速度情報決定手段により決定された脈波伝播速度情報と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用振幅増加指数を算出する動脈硬化評価用パラメータ算出手段とを、含むことにある。
【０００９】
【第１発明の効果】
このようにすれば、動脈硬化評価用パラメータ算出手段により、予め記憶された関係から、前記脈波伝播速度情報決定手段により決定された脈波伝播速度情報と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用パラメータ振幅増加指数が算出される。このようにして算出された動脈硬化評価用振幅増加指数は、生体の血管弾性に対応する脈波伝播速度、生体の血圧値、生体の自律神経に対応する心拍数（脈拍数）、生体の心（拍出）機能に対応する前駆出期間および駆出時間に基づいているので、循環器の状態を正確に反映した信頼性の高いものであるので、これに基づいて生体の動脈硬化を正確に検出することができ、診断精度が高められる。
【００１０】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記予め記憶された関係は、前記脈波伝播速度情報をＰＷＶ、前記血圧値をＢＰ、前記心拍数をＨＲ、前記前駆出期間をＰＥＰ、前記駆出時間をＥＴ、前記動脈硬化評価用振幅増加指数をＡＩ_Ｅとし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを係数、ｆを定数とすると、次式
ＡＩ_Ｅ＝ａ×ＰＷＶ＋ｂ×ＢＰ＋ｃ×ＨＲ＋ｄ×ＥＴ＋ｅ×ＰＥＰ＋ｆ
で示されるものである。このようにすれば、個々の生体毎に定数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、およびｆを予め求めることにより、個々の生体の動脈硬化状態を正確に検出或いは評価することができる。上記血圧値ＢＰとして、好適には、最高血圧値ＳＹＳが用いられる。
【００１１】
また、好適には、前記動脈硬化評価用パラメータ算出手段により算出された動脈硬化評価用振幅増加指数を表示する表示装置を備えたものである。このようにすれば、表示装置に表示された振幅増加指数を見ることにより、生体の動脈硬化状態を正確に検出或いは評価することができる。
【００１２】
また、好適には、上記表示装置は、患者毎に求められられた動脈硬化評価用振幅増加指数の算出式の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよび定数ｆを表示するものである。このようにすれば、それらの係数の変化に基づいて、降圧剤や降圧治療の効果を正確に評価できる。
【００１３】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記第２の目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、振幅伝播速度情報を用いて生体の動脈硬化状態を検査するための動脈硬化検査装置であって、（ａ）前記生体の脈波に含まれる進行波成分に対する該脈波に含まれる反射波成分の割合である振幅増加指数を決定する振幅増加指数決定手段と、（ｂ）前記生体の血圧を決定する血圧決定手段と、（ｃ）前記生体の心拍数を決定する心拍数決定手段と、（ｄ）前記生体の心臓の収縮開始から該心臓の血液の駆出開始までの前駆出期間を決定する前駆出期間決定手段と、（ｅ）前記心臓からの血液の駆出開始から終了までの駆出時間を決定する駆出時間決定手段と、（ｆ）予め記憶された関係から、前記振幅増加指数決定手段により決定された振幅増加指数と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報を算出する動脈硬化評価用パラメータ算出手段とを、含むことにある。
【００１４】
【第２発明の効果】
このようにすれば、動脈硬化評価用パラメータ算出手段により、予め記憶された関係から、前記振幅増加指数決定手段により決定された振幅増加指数と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報が算出される。このようにして算出された動脈硬化評価用脈波伝播速度は、生体の血管弾性に対応する振幅増加指数、生体の血圧値、生体の自律神経に対応する心拍数（脈拍数）、生体の心（拍出）機能に対応する前駆出期間および駆出時間に基づいているので、循環器の状態を正確に反映した信頼性の高いものであるので、これに基づいて生体の動脈硬化を正確に検出することができ、診断精度が高められる。
【００１５】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記予め記憶された関係は、前記動脈硬化評価用脈波伝播速度情報をＰＷＶ_Ｅ、前記生体の血圧値をＢＰ、前記心拍数をＨＲ、前記前駆出期間をＰＥＰ、前記駆出時間をＥＴ、前記振幅増加指数をＡＩとし、ａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ を係数、ｆ’ を定数とすると、次式
ＰＷＶ _Ｅ＝ａ’×ＡＩ＋ｂ’×ＢＰ＋ｃ’×ＨＲ＋ｄ’×ＥＴ＋ｅ’×ＰＥＰ＋ｆ’
で示されるものである。個々の生体毎に定数ａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ 、およびｆ’ を予め求めることにより、個々の生体の動脈硬化状態を正確に検出或いは評価することができる。上記血圧値ＢＰとして、好適には、最高血圧値ＳＹＳが用いられる。
【００１６】
また、好適には、前記動脈硬化評価用パラメータ算出手段により算出された動脈硬化評価用脈波伝播速度情報を表示するための表示装置を備えたものである。このようにすれば、表示装置に表示された脈波伝播速度情報を見ることにより、生体の動脈硬化状態を正確に検出或いは評価することができる。
【００１７】
また、好適には、上記表示装置は、患者毎に求められられた動脈硬化評価用振幅増加指数の算出式の係数ａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ および定数ｆ’ を表示するものである。このようにすれば、それらの係数の変化に基づいて、降圧剤や降圧治療の効果を正確に評価できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態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化検査装置１０の回路構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１の動脈硬化検査装置１０において、カフ１２はゴム製袋を布製帯状袋内に有し、上腕部１４に巻回される。カフ１２には、圧力センサ１６、調圧弁１８が配管２０を介してそれぞれ接続されている。また、調圧弁１８には、配管２２を介して空気ポンプ２４が接続されている。調圧弁１８は、空気ポンプ２４により発生させられた圧力の高い空気を、その空気の圧力を調圧してカフ１２内へ供給し、或いは、カフ１２内の空気を排気することによりカフ１２内の圧力を調圧する。
【００２０】
圧力センサ１６は、カフ１２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２６および脈波弁別回路２８にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２６はローパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ１２の圧迫圧力（以下、この圧力をカフ圧ＰＣという）を表すカフ圧信号ＳＣを弁別してそのカフ圧信号ＳＣを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ供給する。脈波弁別回路２８はバンドパスフィルタを備えており、圧力信号ＳＰの振動成分であるカフ脈波信号ＳＭ１を弁別してそのカフ脈波信号ＳＭ１を図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ供給する。このカフ脈波信号ＳＭ１は、たとえばカフ１２内において心拍に同期して発生する圧力振動であり、カフ１２により圧迫される上腕部１４内上腕の動脈からの上腕脈波ｗｂを表す。
【００２１】
また、動脈硬化検査装置１０は、図２に示す圧脈波検出プローブ３６を備えている。圧脈波検出プローブ３６は頸動脈波検出装置として機能するものであり、図２に示すように、被測定者の頸部３８に装着バンド４０により装着されている。この圧脈波検出プローブ３６の構成を図３に示す。図３に詳しく示すように、圧脈波検出プローブ３６は、容器状を成すセンサハウジング４２と、そのセンサハウジング４２を収容するケース４４と、センサハウジング４２を頸動脈４６の幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング４２に螺合され且つケース４４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４８とを備えている。この圧脈波検出プローブ３６は、センサハウジング４２の開口端が頸部３８の体表面５０に対向する状態で頸部３８に装着されている。
【００２２】
上記センサハウジング４２の内部には、ダイヤフラム５２を介して圧脈波センサ５４が相対移動可能かつセンサハウジング４２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４２およびダイヤフラム５２等によって圧力室５６が形成されている。この圧力室５６内には、図１に示すように、空気ポンプ５８から調圧弁６０を経て圧力の高い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５４は圧力室５６内の圧力に応じた押圧力で前記体表面５０に押圧させられる。
【００２３】
上記センサハウジング４２およびダイヤフラム５２は、圧脈波センサ５４を頸動脈４６に向かって押圧する押圧装置６２を構成しており、上記ねじ軸４８および図示しないモータは、圧脈波センサ５４が体表面５０に向かって押圧させられる押圧位置を、頸動脈４６の幅方向に移動させる幅方向移動装置６４を構成している。
【００２４】
上記圧脈波センサ５４の押圧面６６には、多数の半導体感圧素子（以下、感圧素子という）Ｅが、頸動脈４６の幅方向すなわちねじ軸４８と平行な圧脈波センサ５４の移動方向において、その頸動脈４６の直径よりも長くなるように、且つ一定の間隔で配列されており、たとえば、図４に示すように、配列間隔が０．６ｍｍ程度とされた１５個の感圧素子Ｅ（ａ）、Ｅ（ｂ）、…Ｅ（ｏ）が配列されている。
【００２５】
このように構成された圧脈波検出プローブ３６が、頸部３８の体表面５０の頸動脈４６上に押圧されると、圧脈波センサ５４により、頸動脈４６から発生して体表面５０に伝達される圧脈波（頸動脈波ｗｃ）が検出され、その頸動脈波ｗｃを表す圧脈波信号ＳＭ２が図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ供給される。図５の実線は、圧脈波センサ５４により逐次検出される圧脈波信号ＳＭ２すなわち頸動脈波ｗｃの一例を示している。
【００２６】
図１に戻って、動脈硬化検査装置１０には、さらに心電計６８、心音マイク７０、入力装置７２が備えられている。心電計６８は、生体の体表面上においてその生体の心臓を挟むように位置する部位に貼り付けられる複数の電極７３を備え、その電極７３を介して心筋の活動電位を検出し、その心筋の活動電位を表す心電信号ＳＥを図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ供給する。
【００２７】
心音マイク７０は、図示しない被測定者の胸部上に図示しない粘着テープ等により固着される。心音マイク７０は図示しない内部に圧電素子を備え、その圧電素子により被測定者の心臓から発生する心音等を電気信号すなわち心音信号ＳＨに変換する。心音信号増幅器７４は、心音を良好に記録するために信号エネルギーの小さい高音成分を強調し信号エネルギーの大きい低音成分を弱める図示しない４種類のフィルタを備えており、心音マイク７０から供給される心音信号ＳＨを増幅し且つろ波した後に、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御装置３２へ出力する。
【００２８】
入力装置７２は、被測定者の身長Ｔが入力されるための図示しない複数の数字入力キーを備えており、入力された患者の身長Ｔを表す身長信号ＳＴを電子制御装置３２へ供給する。
【００２９】
電子制御装置３２は、ＣＰＵ７６、ＲＯＭ７７、ＲＡＭ７８、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、ＣＰＵ７６は、ＲＯＭ７７に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ７８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空気ポンプ２４、５８および調圧弁１８、６０を制御する。ＣＰＵ７６は、その空気ポンプ２４、５８および調圧弁１８、６０を制御することにより、カフ圧ＰＣおよび圧力室５６内の圧力を制御する。また、ＣＰＵ７６は、電子制御装置３２に供給されるカフ脈波信号ＳＭ１、圧脈波信号ＳＭ２、カフ圧信号ＳＣ、心電信号ＳＥ、心音信号ＳＨ、身長信号ＳＴに基づいて、血圧値ＢＰ等の波形関連情報および振幅増加指数ＡＩを算出し、それら算出した値を表示器７９に表示する。
【００３０】
図６は、動脈硬化検査装置１０における電子制御装置３２の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【００３１】
最適押圧位置制御手段８０は、圧脈波センサ５４に備えられた複数の感圧素子Ｅのうち最大圧力を検出する素子（以下、この素子を最大圧力検出素子ＥＭという）の配列位置が、配列の端を基準として、それから所定数または所定距離内側までに位置するものであることを条件とする押圧位置更新条件が成立するか否かを判断する。そして、その押圧位置更新条件が成立した場合には、以下の押圧位置更新作動を実行する。すなわち、押圧位置更新作動は、圧脈波センサ５４を体表面５０から一旦離隔させるとともに、幅方向移動装置６４により押圧装置６２および圧脈波センサ５４を所定距離移動させた後、押圧装置６２により圧脈波センサ５４を、後述する最適押圧力ＨＤＰＯよりも小さくなるような比較的小さい値に予め設定された第１押圧力ＨＤＰ１で押圧させる。そして、その状態で再び上記押圧位置更新条件が成立するか否かを判断し、押圧位置更新条件が成立しなくなるまで、より好ましくは、前記最大圧力検出素子ＥＭが配列位置の略中央に位置するまで上記の作動および判断を実行する。なお、上記押圧位置更新条件における配列の端からの所定数または所定距離は、圧脈波センサ５４により押圧される動脈（本実施例では頸動脈４６）の直径に基づいて決定され、たとえば、その直径の１／４に設定される。
【００３２】
押圧力制御手段８２は、圧脈波センサ５４が最適押圧位置制御手段８０により最適押圧位置に位置させられた後、押圧装置６２による圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰ（ＨｏｌｄＤｏｗｎＰｒｅｓｓｕｒｅ）を、所定の押圧力範囲内で拍動に対応して逐次変化させ、或いは所定の押圧力範囲内を比較的緩やかな一定速度で連続的に変化させる。そして、その押圧力ＨＤＰの変化過程で得られる頸動脈波ｗｃに基づいて最適押圧力ＨＤＰＯを決定し、押圧装置６２による圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰをその最適押圧力ＨＤＰＯに制御する。ここで、最適押圧力ＨＤＰＯとは、たとえば、最大圧力検出素子ＥＭにより検出される頸動脈波ｗｃの脈圧ＰＰ（すなわち頸動脈波ｗｃの一拍分において最大圧力値から最小圧力値を引いた値）が予め設定された最低脈圧ＰＰ_Ｌ以上となる押圧力ＨＤＰであり、この最低脈圧ＰＰ_Ｌは、脈圧ＰＰが小さすぎると頸動脈波ｗｃが不明瞭になることから、頸動脈波ｗｃが明確に検出できるような脈圧ＰＰの最低値として実験に基づいて予め設定されている。
【００３３】
カフ圧制御手段８４は、静圧弁別回路２６から供給されるカフ圧信号ＳＣに基づいて調圧弁１８および空気ポンプ２４を制御して、カフ圧ＰＣを最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳよりも高い値に設定された昇圧目標圧力値（たとえば１８０ｍｍ／Ｈｇ程度）まで急速に昇圧させた後、その圧迫圧力を２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の速度で徐速降圧させ、次述する血圧値決定手段８６によって血圧値ＢＰが決定された後にその圧迫圧力を大気圧まで排圧する。
【００３４】
血圧値決定手段８６は、カフ圧制御手段８４によるカフ圧ＰＣの徐速降圧過程において静圧弁別回路２６から逐次供給されるカフ圧信号ＳＣおよび脈波弁別回路２８から逐次供給されるカフ脈波信号ＳＭ１に基づきよく知られたオシロメトリック法による血圧決定アルゴリズムを用いて最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ（＝ＳＹＳ）、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡを算出する。それら血圧値の単位はｍｍＨｇである。ここで、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳは逐次検出される上腕脈波ｗｂの形状のピーク（最大値）に相当するので、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳが大きくなると上腕脈波ｗｂのピークが大きくなる。また、上腕脈波ｗｂのピークの大きさが変化すると頸動脈波ｗｃのピークｐｃの大きさも変化する。従って、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳの変化に従って、頸動脈波ｗｃのピークｐｃの大きさも変化する。また、ピークｐｃの大きさが変化する脈波の形状も変化する。従って、最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳは、脈波の形状に関連する波形関連情報である。上記血圧値決定手段８６は血圧値測定手段としても機能する。
【００３５】
心拍数決定手段８８は、心電計６８から逐次供給される心電信号ＳＥが表す心電波形（心電図）の周期的に発生する所定部位（たとえばＲ波）間の時間間隔を計測することにより心拍周期ＲＲ（ｓｅｃ）を決定し、その心拍周期ＲＲの逆数（１／ＲＲ）に６０を乗じることにより１分間の心拍数ＨＲ（回／分）をたとえば１拍毎に逐次算出する。心拍数ＨＲの変化は、脈波の立ち上がり点間の間隔の変化を意味するので、心拍数ＨＲが変化すると脈波の形状が変化する。従って、心拍数ＨＲは波形関連情報である。上記心拍数決定手段８８は心拍数測定手段としても機能する。
【００３６】
駆出時間決定手段９０は、大動脈弁が開くことにより生体の左心室から血液が駆出されている駆出時間ＥＴ（ＥｊｅｃｔｉｏｎＴｉｍｅ、単位：ｍｓｅｃ）を非観血的にたとえば１拍毎に逐次決定する。大動脈圧、左心房および左心室の圧力、心電図、心音図を同じ時間軸を用いて概略的に表した図７に示すように、駆出時間ＥＴは、大動脈圧波形の立ち上がり点とダイクロティックノッチとの時間差から算出することができる。また、頸動脈波ｗｃの形状は大動脈圧波形と近似することから、頸動脈波ｗｃを大動脈圧波形の代わりに用いて、圧脈波センサ５４により逐次検出される頸動脈波ｗｃにおいて、立ち上がり点が発生してからダイクロティクノッチが発生するまでの時間を駆出時間ＥＴに決定する。駆出時間ＥＴは進行波成分の時間軸方向の大きさであるので、駆出時間ＥＴが変化すると脈波の形状が変化する。従って、駆出時間ＥＴは波形関連情報である。上記駆出時間決定手段９０は駆出時間測定手段として機能する。
【００３７】
前駆出時間決定手段９２は、心臓の収縮期の開始時点から大動脈弁が開いて血圧が実際に駆出されるまでの前駆出時間ＰＥＰ（ＰｒｅＥｊｅｃｔｉｏｎＰｅｒｉｏｄ、単位：ｍｓｅｃ）を非観血的にたとえば１拍毎に逐次決定する。たとえば、まず、心電計６８により心室筋の興奮を表す波形（たとえばＲ波）が検出された時点から、心音マイク７０により検出された心音に含まれるＩＩ音の開始点が検出されるまでの時間Ｔ１を算出する。このＩＩ音は、大動脈弁の閉鎖時期に対応している。上記時間Ｔ１は、図７にも示すように、前駆出時間ＰＥＰと駆出時間ＥＴの合計であるので、その時間Ｔ１から、駆出時間決定手段９０により決定された駆出時間ＥＴを引くことにより前駆出時間ＰＥＰを算出する。前駆出時間ＰＥＰは、左心室の心筋の収縮開始から血液が実際に圧送開始されるまでの時間であるので、等容積性収縮期間とも呼ばれ、前駆出時間ＰＥＰが長いと、血液の圧送が開始される際の圧力が高くなるので、短時間で血液が駆出されるようになるので、前駆出時間ＰＥＰが変化すると脈波の形状が変化する。従って、前駆出時間ＰＥＰは波形関連情報である。上記前駆出時間決定手段９２は前駆出時間測定手段として機能する。
【００３８】
身長決定手段９４は、入力装置から供給された身長信号ＳＴに基づいて被測定者の身長Ｔを決定する。前述のように脈波は、進行波成分との反射波成分の重なりによって形成されるが、反射の主たる部位は総腸骨動脈の分岐部付近であると考えられている。身長Ｔが変化すると、脈波の検出部位と総腸骨動脈の分岐部との間の距離が変化するので、反射波が脈波の検出部位に到達する時間が変化するため、進行波成分と反射波成分との重なりの程度が変化して脈波の形状が変化する。従って、身長Ｔは波形関連情報であり、身長決定手段９４は波形関連情報決定手段として機能する。また、身長Ｔが変化すると、心臓から頸動脈までの距離ＤＬが変化し、その距離ＤＬおよび脈波伝播時間差ＤＴから算出される脈波伝播速度ＰＷＶが影響される。そのため、正確な脈波伝播速度ＰＷＶを得るためには、身長Ｔに基づいて補正された距離ＤＬおよび脈波伝播時間差ＤＴが用いられる。
【００３９】
振幅増加指数算出手段９６は、まず、圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰが上記最適押圧力ＨＤＰＯに制御されている状態で圧脈波センサ５４の最大圧力検出素子ＥＭにより逐次検出される頸動脈波ｗｃについて、その頸動脈波ｗｃに含まれる進行波成分（Ｉｎｃｉｄｅｎｔｗａｖｅ）ｗｉのピークｐｉの発生時点および反射波成分（Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｗａｖｅ）ｗｒのピークｐｒの発生時点を決定する。そして、反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさから進行波成分ｗｉのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさを引いた圧力差ΔＰを算出し、さらに頸動脈波ｗｃの脈圧ＰＰを決定する。そして、それら圧力差ΔＰおよび脈圧ＰＰを、式（１）に示す振幅増加指数算出式に代入することにより振幅増加指数ＡＩ（単位：％）をたとえば１拍毎に逐次算出する。
ＡＩ＝（ΔＰ／ＰＰ） ×１００（％）・・・（１）
【００４０】
ここで、頸動脈波ｗｃの進行波成分ｗｉのピーク発生時点の決定方法を説明する。頸動脈波ｗｃの進行波成分ｗｉを概念的に示すと図５の破線のようになり、進行波成分ｗｉのピークｐｉは、全体の頸動脈波（観測波）ｗｃの立ち上がり点からピークｐｃまでの間において、変曲点或いは極大点として現れる。（なお、図５では進行波成分ｗｉのピークｐｉは観測波の変曲点として現れている。）この変曲点或いは極大点は、逐次検出される圧脈波信号ＳＭ２に、所定の次数の微分処理またはフィルタ処理など、変曲点或いは極大点検出のための一般的な処理を施すことにより決定することができる。
【００４１】
また、反射波成分ｗｒのピーク発生時点は、一般的には、進行波成分ｗｉのピークｐｉ以降における最初の極大点の発生時点を用いる。すなわち、図５に示す頸動脈波ｗｃのように、進行波成分ｗｉのピークｐｉが頸動脈波ｗｃのピークｐｃと一致しない場合には、頸動脈波ｗｃのピークｐｃの発生時点を反射波成分ｗｒのピーク発生時点とし、進行波成分ｗｉのピークｐｉが大きいために、そのピークが頸動脈波ｗｃのピークにもなる場合には、そのピークｐｉ以降の最初の極大点を反射波成分ｗｒのピーク発生時点とする。
【００４２】
脈波伝播速度情報決定手段９８は、心臓から駆出された圧脈波の動脈内の伝播速度ＰＷＶ（単位：ｍ／ｓｅｃ）を非観血的に決定する。たとえば、心音マイク７０により検出された心音のうちの大動脈弁の閉鎖を示すＩＩ音から、圧脈波センサ５４により検出された頸動脈のダイクロティックノッチまでの遅れ時間すなわち伝播時間ＤＴを検出し、予め設定され且つ身長Ｔにより補正された距離ＤＬを伝播時間ＤＴで除することにより脈波伝播時間ＰＷＶ（＝ＤＬ／ＤＴ）を算出する。
【００４３】
動脈硬化評価パラメータ算出手段１００は、予め記憶された関係式（２）から、脈波伝播速度情報決定手段９８により測定された脈波伝播速度情報たとえば脈波伝播時間ＰＷＶと、血圧決定手段８６により測定された血圧たとえば最高血圧値ＳＹＳと、心拍数決定手段８８により測定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２により測定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０により測定された駆駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅを算出する。また、動脈硬化評価パラメータ算出手段１００は、予め記憶された関係式（３）から、振幅増加指数決定手段９６により測定された振幅増加指数ＡＩと、血圧決定手段８６により測定された血圧たとえば最高血圧値ＳＹＳと、心拍数決定手段８８により測定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２により測定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０により測定された駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報たとえば脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅを算出する。
【００４４】
ＡＩ_Ｅ＝ａ ×ＰＷＶ＋ｂ ×ＳＹＳ＋ｃ×ＨＲ＋ｄ×ＥＴ＋ｅ×ＰＥＰ＋ｆ・・・（２）
但し、ＰＷＶは脈波伝播速度、ＳＹＳは最高血圧値、ＨＲは心拍数、ＰＥＰは前駆出期間、ＥＴは駆出時間、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは係数を示し、ｆは定数を示す。
ＰＷＶ_Ｅ＝ａ’×ＡＩ＋ｂ’×ＳＹＳ＋ｃ’×ＨＲ＋ｄ’×ＥＴ＋ｅ’×ＰＥＰ＋ｆ’ ・・・（３）
但し、ＡＩは振幅増加指数、ＳＹＳは最高血圧値、ＨＲは心拍数、ＰＥＰは前駆出期間、ＥＴは駆出時間、ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’は係数を示し、ｆ’は定数を示す。
【００４５】
表示手段１０２は、上記動脈硬化評価パラメータ算出手段１００により算出された動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅおよび／または動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅを、診断が容易となるように表示器７９に数字などのデジタル値或いはバーグラフなどのアナログ値を表示させる。同時に、上記式（２）および／または式（３）と、式（２）および／または式（３）の右辺の各係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、定数ｆ、および／またはａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、定数ｆ’を表示器７９に表示させる。また、好適には、上記表示手段１０２は、過去において行われた診断や治療毎に上記と同様に電子制御装置３２により算出され且つ記憶された動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅおよび／または動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅや、式（２）および／または式（３）の右辺の各係数を、それらの変化が容易に判るように時系列的に表示したり、変化の差分を表示する。
【００４６】
上記関係式（２）および（３）は、５つのパラメータからなり、そのパラメータの係数は患者毎に予め実験的に求められる。この関係式（２）および（３）が用いられる理由は以下の通りである。たとえば図８は高血圧治療を行ってきた６０才台の男性の半年間の非観血的に得られた生体パラメータ、たとえば、脈波伝播速度ＰＷＶ、振幅増加指数ＡＩ、血圧たとえば最高血圧値ＳＹＳと、脈圧ＰＰ、前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間ＥＴなどの各トレンドを示すデータである。また、図９は各生体パラメータ間の相互関係をそれぞれ示す散布図である。しかしながら、そのようなトレンドグラフや各生体パラメータの相互の関係を示す散布図では、降圧剤の効果や降圧治療の効果を判断するのは至難の業である。以下、それらの関係を多変量解析法を用いて求める場合を説明する。
【００４７】
図１０は、上記図８のデータから収縮期血圧（最高血圧）ＳＹＳと心臓→頸動脈間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶとの関係（図１０の下段）、および収縮期血圧ＳＹＳと上腕→足首間の脈波伝播速度ｂａＰＷＶとの関係（図１０の上段）をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。これによれば、収縮期血圧ＳＹＳは脈波伝播速度ＰＷＶと正相関していることは判るが、有意な傾向であるとしか判断できない。図１１は、上記図８のデータから、振幅増加指数ＡＩと収縮期血圧ＳＹＳとの関係（図１１の上段）、およびその振幅増加指数ＡＩと脈圧ＰＰ（Ｐｕｌｓｅｐｒｅｓｓｕｒｅ、単位：ｍｍＨｇ）との関係（図１１の下段）をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。これによれば、振幅増加指数ＡＩと収縮期血圧ＳＹＳおよび脈圧ＰＰ（Ｐｕｌｓｅｐｒｅｓｓｕｒｅ）との関係を求めたものであり、正相関しているので収縮期血圧とは有意であると判断できる。図１２は、図８のデータから、振幅増加指数ＡＩと心拍数ＨＲとの関係（図１２の下段）、および振幅増加指数ＡＩと駆出時間ＥＴとの関係（図１２の上段）をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。これによれば、振幅増加指数ＡＩと心拍数ＨＲおよび駆出時間ＥＴとの関係が不明である。図１３は、図８のデータから、振幅増加指数ＡＩと心臓→頸動脈間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶとの関係（図１３の下段）、および振幅増加指数ＡＩと上腕→足首間の脈波伝播速度ｂａＰＷＶとの関係（図１３の上段）をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。これによれば、振幅増加指数ＡＩは脈波伝播速度ＰＷＶと正相関しており、脈波伝播速度ＰＷＶとの間は有意であることが判断できる。上記図１０乃至図１３において用いている数字のマークは測定順になっているが、変化が一様でなく、動脈硬化が進行しているのか治癒しているのかが判り難い。なお、上記の各図において、Ｎはデータの母数を、Ｒ^２は相関係数の２乗を、Ｃｏｅｆは回帰直線の係数を、Ｐは有意差をそれぞれ示している。
【００４８】
図１４は、図８のデータから、各生体パラメータの関係因子を多変量解析を用いたモデル式（式（２））の左辺の係数と、その根拠となる、左辺の振幅増加指数ＡＩ_Ｅと右辺の各項の生体パラメータ毎との各関係を示す図とを示している。この図１４に示すモデルより相関関係が十分に把握できることが可能となる。このモデル式は、動脈硬化評価用の振幅増加指数ＡＩ_Ｅと、脈波伝播速度ＰＷＶ、収縮期血圧ＳＹＳ、心拍数ＨＲ、駆出時間ＥＴ、および前駆出時間ＰＥＰとの関連性を導いたものである。すなわち、振幅増加指数ＡＩおよび脈波伝播速度ＰＷＶは血管コンプライアンスのパラメータであるけれども、血圧依存性、自律神経依存性、心拍出量依存性、前負荷および過渡負荷の依存性があるため、循環状態を正確に反映したものとは言い難い。このため、上記モデル式には、血圧依存性の説明変数（血圧関連因子）として収縮期血圧ＳＹＳが、自律神経の影響の説明変数（自律神経関連因子）として心拍数ＨＲが、心拍出量の影響の説明変数（心拍出量関連因子）として駆出時間ＥＴが、前負荷、過渡負荷の影響の説明変数（前負荷過渡負荷関連因子）としてさらに前駆出時間ＰＥＰが組み込まれることにより、必要不可欠な主要な循環状態関連因子が可及的に組み込むことになるので、上記振幅増加指数ＡＩが正確とされ、その振幅増加指数ＡＩが動脈硬化評価用として用いることすなわち動脈硬化の治療判定を精度良く診断できることが可能とされている。図８の患者例では、多変量解析を利用して求められた実際の式（４）が前記式（２）に対応して用いられるが、推定ＰＷＶ、推定ＡＩ値と実測のＰＷＶ、ＡＩ値が同じであるため、動脈硬化の変化がないことが即座に判断されることが可能となる。
【００４９】
図１５は、高血圧治療を行っている５０才台の患者の１年間のデータから、各パラメータの関係因子を多変量解析を用いて組み込んだモデル式（式（２））の左辺の係数と、その根拠となる、左辺の振幅増加指数ＡＩ_Ｅと右辺の各項の生体パラメータ毎との各関係を示している。この患者例では、多変量解析を利用して求められた実際の式（５）が前記式（２）に対応して用いられる。上記の期間内に降圧薬や治療法を変更したことすなわち治療により動脈硬化が変化したことが判断できる。すなわち、このモデルに含まれる各パラメータの係数と絶対値により、治療効果により改善したのか、改善しないのか、また循環状態がどう変化しているのかが判断可能となる。たとえば、血圧変化に伴う脈波伝播速度ＰＷＶの変化の場合は、係数がその時の血管コンプライアンスであるが、式（５）に示した影響因子のモデルにて循環状態を含めた係数を用いて、そのときの血管コンプライアンスが判断される。それが治療などによって各係数が変化することで治療効果を判断する。なお、図１４および図１５において、二次元座標の縦軸および横軸のｅ（変数、｜Ｘ）は、他の説明変数の影響を除いた、横軸のパラメータと、縦軸の目的変数との関係を示している。
【００５０】

【００５１】
動脈硬化評価用の脈波伝播速度ＰＷＶ_Ｅも、上記動脈硬化評価用の振幅増加指数ＡＩ_Ｅの場合と同様にして、多変量回生を利用して患者毎に式（３）に対応する実際の式が診断や治療毎に決定されるとともに、その式から動脈硬化評価用の脈波伝播速度ＰＷＶ_Ｅが算出される。
【００５２】
したがって、表示器７９に表示された情報から、式（２）から得られた動脈硬化評価用の振幅増加指数ＡＩ_Ｅの比較基準時点（たとえば投薬前の所定時点）の値に対する差異が９５％の信頼区間以内であれば治療効果なしと判定し、差異がそれよりもおおきければ、各係数および定数を求めなおし、治療効果があるのか、または循環状態がどのように変化したかを各係数値および定数、或いはその変化に基づいて把握することができる。同様に、式（３）に対応する実際の式から得られた動脈硬化評価用の脈波伝播速度ＰＷＶ_Ｅの比較基準時点（たとえば投薬前の所定時点）の値に対する差異が９５％の信頼区間以内であれば治療効果なしと判定し、差異がそれよりもおおきければ、各係数および定数を求めなおし、治療効果があるのか、または循環状態がどのように変化したかを各係数値および定数値、或いはその変化に基づいて把握することができる。
【００５３】
図１６および図１７は、図６の機能ブロック線図に示した電子制御装置３２のＣＰＵ７６の制御作動をさらに具体的に説明するためのフローチャートである。
【００５４】
図１６において、まずステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、入力装置７２が操作されて被測定者の身長Ｔが入力されたか否か、すなわち、入力装置７２から身長信号ＳＴが供給されたか否かを判断する。このＳ１の判断が否定されるうちは、Ｓ１の判断が繰り返し実行される。一方、Ｓ１の判断が肯定された場合には、身長決定手段９４に相当するＳ２において、入力装置７２から供給された身長信号ＳＴに基づいて被測定者の身長Ｔが決定される。
【００５５】
続いて、最適押圧位置制御手段８０に相当するＳ３からＳ５を実行する。まずＳ３では、押圧装置６２を制御することにより圧力室５６内の圧力が制御されて、圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰが予め設定された第１押圧力ＨＤＰ１とされる。上記第１押圧力ＨＤＰ１は、各感圧素子Ｅにより検出される頸動脈波ｗｃのＳ／Ｎ比が、それら複数の頸動脈波ｗｃのピークｐｃの大きさを比較的高い精度で決定できる程度に大きくなるような押圧力ＨＤＰとして、予め実験に基づいて決定されている。
【００５６】
続くＳ４では、圧脈波センサ５４の押圧面６６に配列された感圧素子Ｅのうち最大圧力検出素子ＥＭの配列位置が、配列の端から所定数または所定距離内側までに位置するものであるかを条件とする押圧位置更新条件（ＡＰＳ起動条件）が成立したか否かが判断される。この判断が否定された場合には、後述するＳ６以降が実行される。
【００５７】
一方、Ｓ４の判断が肯定された場合、すなわち、圧脈波センサ５４の頸動脈４６に対する装着位置が不適切である場合には、続くＳ５において、ＡＰＳ制御ルーチンが実行される。このＡＰＳ制御ルーチンは、最大圧力検出素子ＥＭが感圧素子Ｅの配列の略中央位置となる最適押圧位置を決定するための制御であり、以下の連続的な作動により構成される。すなわち、ＡＰＳ制御ルーチンは、圧脈波センサ５４が一旦体表面５０から離隔させられ、幅方向移動装置６４により押圧装置６２および圧脈波センサ５４を所定距離移動させられた後、押圧装置６２により圧脈波センサ５４が再び前記第１押圧力ＨＤＰ１で押圧させられ、その状態における最大圧力検出素子ＥＭが配列略中央位置にある感圧素子Ｅであるか否かが判断され、この判断が肯定されるまで上記作動が繰り返し実行される制御である。
【００５８】
上記Ｓ５において、圧脈波センサ５４の押圧位置を最適押圧位置とした場合、または、前記Ｓ４の判断が肯定された場合には、Ｓ６において、その状態における最大圧力検出素子ＥＭが決定され、続いて押圧力制御手段８２に相当するＳ７において、ＨＤＰ制御ルーチンが実行される。このＨＤＰ制御ルーチンでは、押圧装置６２により圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰが前記第１押圧力ＨＤＰ１から連続的に増加させられ、その押圧力増加過程で、前記Ｓ６で決定した最大圧力検出素子ＥＭによって検出される頸動脈波ｗｃの脈圧ＰＰが予め設定された最低脈圧ＰＰ_Ｌ以上となったか否かに基づいて最適押圧力ＨＤＰＯが決定され、圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰをその決定した最適押圧力ＨＤＰＯに維持される。
【００５９】
続くＳ８では、心電波形のＲ波が検出されてから次のＲ波が検出されるまでの間、圧脈波センサ５４の最大圧力検出素子ＥＭから供給される圧脈波信号ＳＭ２、心電計６８から供給される心電信号ＳＥ、心音マイク７０から供給される心音信号ＳＨが読み込まれることにより、圧脈波信号ＳＭ２、心電信号ＳＥ、心音信号ＳＨがそれぞれ一拍分読み込まれる。それらの信号の読み込みが終了したら、続くＳ９において、空気ポンプ５８を停止させ調圧弁６０が制御されることにより、圧脈波センサ５４の押圧力ＨＤＰが大気圧まで低下させられる。
【００６０】
続いて、前記振幅増加指数算出手段９６に対応するＳ１０乃至Ｓ１３が実行される。まずＳ１０では、Ｓ８で読み込んだ一拍分の頸動脈波ｗｃのうち、立ち上がり点からピークｐｃまでの間の信号を４次微分処理することにより、立ち上がり点からピークｐｃまでの間に存在する変曲点または極大点が検出され、その変曲点または極大点の大きさが進行波成分ｗｉのピークｐｉの大きさに決定する。
【００６１】
続くＳ１１では、Ｓ８で読み込んだ頸動脈波ｗｃについて、反射波成分ｗｒのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの大きさが決定される。すなわち、Ｓ１０で決定した進行波成分ｗｉのピークｐｉが頸動脈波ｗｃの全体の最大値とならない場合には、頸動脈波ｗｃの最大値が反射波成分ｗｒのピーク発生時における頸動脈波ｗｃの大きさに決定し、Ｓ１０で決定した進行波成分ｗｉのピークｐｉが頸動脈波ｗｃの全体の最大値となる場合には、進行波成分ｗｉのピークｐｉ以降における最初の極大値の大きさが反射波成分ｗｒのピーク発生時における頸動脈波ｗｃの大きさに決定される。
【００６２】
続いて、前記振幅増加指数算出手段９６に対応するＳ１２では、Ｓ８で読み込んだ頸動脈波ｗｃの脈圧ＰＰが決定されるとともに、Ｓ１１で決定した反射波成分ｗｒのピーク発生時における頸動脈波ｗｃの大きさから、Ｓ１０で決定した進行波成分ｗｉのピーク発生時における頸動脈波ｗｃの大きさを引くことにより圧力差ΔＰが算出され、その圧力差ΔＰと、Ｓ１２で決定した脈圧ＰＰとを式１に示す振幅増加指数算出式に代入することにより振幅増加指数ＡＩ（％）が算出される。次いで、前記脈波伝播速度情報決定手段９８に対応するＳ１３では、心音マイク７０により検出された心音のうちの大動脈弁の閉鎖を示すＩＩ音から、圧脈波センサ５４により検出された頸動脈のダイクロティックノッチまでの遅れ時間すなわち伝播時間ＤＴが検出され、予め設定され且つ身長Ｔにより補正された距離ＤＬを伝播時間ＤＴで除することにより脈波伝播時間ＰＷＶ（＝ＤＬ／ＤＴ）が算出される。
【００６３】
続いて、図１７に示すＳ１４以降を説明する。心拍数決定手段８８に相当するＳ１４では、Ｓ８で読み込んだ心電信号ＳＥのＲ波−Ｒ波の時間間隔すなわち心拍周期ＲＲが算出され、その心拍周期ＲＲの逆数（１／ＲＲ）に６０を乗じて心拍数ＨＲ（回／分）が算出される。
【００６４】
次いで、前記駆出時間決定手段９０に対応するＳ１５では、Ｓ８で読み込まれた一拍分の頸動脈波ｗｃの立ち上がり点およびダイクロティックノッチが決定され、その立ち上がり点の発生時間とダイクロティックノッチの発生時間との時間差が駆出時間ＥＴとして算出される。
【００６５】
続いて、前記前駆出時間決定手段９２に対応するＳ１６では、Ｓ８で読み込まれた心音波形（心音図）のＩＩ音の開始点が決定され、心電波形のＲ波が発生してから心音のＩＩ音の開始点が発生するまでの時間Ｔ１が算出され、さらに、その時間Ｔ１から、Ｓ１５で算出した駆出時間ＥＴを引くことにより前駆出時間ＰＥＰが算出される。
【００６６】
次に、血圧値ＢＰを測定するためのＳ１７乃至Ｓ２２が実行される。まず、Ｓ１７では、空気ポンプ２４を起動させ、且つ、調圧弁１８を制御することにより、カフ圧ＰＣの急速昇圧が開始される。そして、Ｓ１８では、カフ圧ＰＣが１８０ｍｍＨｇに設定された昇圧目標圧力値ＰＣ_Ｍを超えたか否かを判断する。このＳ１８の判断が否定されるうちは、Ｓ１８の判断が繰り返し実行されて、カフ圧ＰＣの急速昇圧が継続される。一方、Ｓ１８の判断が肯定された場合には、Ｓ１９において、空気ポンプ２４が停止させられ、且つ、調圧弁１８が制御されることにより、カフ圧ＰＣの３ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度での徐速降圧が開始される。
【００６７】
続いて、前記血圧値決定手段８６に対応するＳ２０乃至Ｓ２１が実行される。Ｓ２０では、カフ圧ＰＣの徐速降圧過程で逐次得られるカフ脈波信号ＳＭ１が表す上腕脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧測定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰ_ＳＹＳ、平均血圧値ＢＰ_ＭＥＡＮ、および最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが決定される。続くＳ２１では、上記Ｓ２０において血圧値ＢＰの決定が完了したか否かが判断される。上記Ｓ２０では、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが最後に決定されることから、Ｓ２１では、最低血圧値ＢＰ_ＤＩＡが決定されたか否かが判断される。このＳ２１の判断が否定されるうちは、Ｓ２０が繰り返し実行され、血圧測定アルゴリズムが継続される。
【００６８】
血圧値ＢＰの決定が完了してＳ２１の判断が肯定されると、前記動脈硬化評価パラメータ算出手段１００に対応するＳ２２において、予め記憶された関係式（２）から、脈波伝播速度情報決定手段９８により測定された脈波伝播速度情報たとえば脈波伝播時間ＰＷＶと、血圧決定手段８６（Ｓ２０）により測定された血圧たとえば最高血圧値ＳＹＳと、心拍数決定手段８８により測定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２により測定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０により測定された駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅが算出される。また、予め記憶された関係式（３）から、振幅増加指数決定手段９６により測定された振幅増加指数ＡＩと、血圧決定手段８６（Ｓ２０）により測定された血圧たとえば最高血圧値ＳＹＳと、心拍数決定手段８８により測定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２により測定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０により測定された駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報たとえば脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅが算出される。
【００６９】
表示手段１０２に対応するＳ２３では、上記動脈硬化評価パラメータ算出手段１００に対応するＳ２２より算出された動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅおよび／または動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅが、診断が容易となるように表示器７９に数字などのデジタル値或いはバーグラフなどのアナログ値として表示される。同時に、上記式（２）および／または式（３）と、式（２）および／または式（３）の右辺の各係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、定数ｆ、および／またはａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、定数ｆ’が表示器７９に表示される。また、好適には、Ｓ２３では、過去において行われた診断や治療毎に上記と同様に電子制御装置３２により算出され且つ記憶された動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅおよび／または動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅや、式（２）および／または式（３）の右辺の各係数が、それらの変化が容易に判るように時系列的に表示されたり、変化の差分が表示される。
【００７０】
上述のように、本実施例によれば、動脈硬化評価用パラメータ算出手段１００（Ｓ２３）により、予め記憶された関係式（２）から、脈波伝播速度情報決定手段９８（Ｓ１３）により算出された脈波伝播速度（脈波伝播速度情報）ＰＷＶと、血圧決定手段８６（Ｓ２０）により決定された血圧ＢＰ（ＳＹＳ）と、心拍数決定手段８８（Ｓ１４）により決定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２（Ｓ１６）により決定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０（Ｓ１５）により決定された駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用パラメータである振幅増加指数ＡＩ_Ｅが算出される。このようにして算出された動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅは、生体の血管弾性に対応する脈波伝播速度ＰＷＶ、生体の血圧値ＢＰ（ＳＹＳ）、生体の自律神経に対応する心拍数（脈拍数）ＨＲ、生体の心（拍出）機能に対応する前駆出期間ＰＥＰおよび駆出時間ＥＴに基づいているので、循環器の状態を正確に反映した信頼性の高いものであるので、これに基づいて生体の動脈硬化を正確に検出することができ、診断精度が高められる。
【００７１】
また、本実施例によれば、動脈硬化評価用パラメータ算出手段１００（Ｓ２３）により、予め記憶された関係式（３）から、振幅増加指数決定手段９６（Ｓ１２）により決定された振幅増加指数ＡＩと、血圧決定手段８６（Ｓ２０）により決定された血圧ＢＰ（ＳＹＳ）と、心拍数決定手段８８（Ｓ１４）により決定された心拍数ＨＲと、前駆出期間決定手段９２（Ｓ１６）により決定された前駆出期間ＰＥＰと、駆出時間決定手段９０（Ｓ１５）により決定された駆出時間ＥＴとに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報ＰＷＶ _Ｅが算出される。このようにして算出された動脈硬化評価用脈波伝播速度ＰＷＶ _Ｅは、生体の血管弾性に対応する振幅増加指数ＡＩ、生体の血圧値ＢＰ（ＳＹＳ）、生体の自律神経に対応する心拍数（脈拍数）ＨＲ、生体の心（拍出）機能に対応する前駆出期間ＰＥＰおよび駆出時間ＥＴに基づいているので、循環器の状態を正確に反映した信頼性の高いものであるので、これに基づいて生体の動脈硬化を正確に検出することができ、診断精度が高められる。
【００７２】
また、本実施例によれば、患者毎に求められられた動脈硬化評価用振幅増加指数ＡＩ_Ｅおよび／または動脈硬化評価用脈波伝播速度情報ＰＷＶ _Ｅの算出式の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、および／またはａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ 、ｆ’ 、或いはそれらの変化値が表示器７９に表示されるので、降圧治療の効果の有無を正確に評価することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態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。
【００７４】
たとえば、前述の動脈硬化検査装置１０は、脈波検出装置として頸動脈波ｗｃを検出する圧脈波検出プローブ３６を備えていたが、上腕部、手首、大腿部、足首等の頸部３８以外の部位で脈波を検出する形式の脈波検出装置が用いられてもよい。
【００７５】
また、前述の実施例の振幅増加指数の算出式（１）は、分母が脈圧ＰＰであることが一般的であるが、分母が進行波成分ｗｉのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの振幅であっても、算出される値は動脈硬化を反映するので、式１において脈圧ＰＰに代えて進行波成分ｗｉのピーク発生時点における頸動脈波ｗｃの振幅を用いてもよい。
【００７６】
また、前述の実施例では、脈波伝播速度情報として脈波伝播速度ＰＷＶが用いられていたが、その脈波伝播速度ＰＷＶと１対１の関係にある脈波伝播時間ＤＴが用いられてもよい。また、脈波伝播速度ＰＷＶは、心音のＩＩ音の発生時点から頸動脈波のダイクロティックノッチまでの時間までの時間差に基づいて検出されていたが、動脈の他の部位に設けられた一対の脈波センサにより、たとえば上腕動脈から足首動脈までの時間差に基づいて算出されてもよい。
【００７７】
また、前述の実施例では、心電波形から心拍数ＨＲが検出されていたが、脈拍から求められる脈拍数であってもよい。また、前述の実施例の血圧値は、最高血圧値ＳＹＳが用いられていたが、他の血圧値たとえば平均血圧値や最低血圧値が生体の血圧値として用いられてもよい。
【００７８】
また、前述の実施例では、心電波形のＲ波が検出された時点から心音マイク７０により検出された心音に含まれるＩＩ音の開始点が検出されるまでの時間Ｔ１から、頸動脈波形の立ち上がり点からダイクロティックノッチまでの駆出時間ＥＴを引くことにより前駆出時間ＰＥＰが算出されていたが、それらの前駆出期間ＰＥＰおよび駆出期間ＥＴは、他の方法で求められてもよい。たとえば、Ｒ波から心音に含まれるＩ音までの時間に基づいて決定されてもよい。また、駆出時間ＥＴは上記時間Ｔ１から前駆出期間ＰＥＰを引くことにより決定されてもよい。
【００７９】
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】本発明の動脈硬化検査装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の動脈硬化検査装置に備えられた圧脈波検出プローブが、頸部に装着された状態を示す図である。
【図３】図２の圧脈波検出プローブを一部切り欠いて説明する拡大図である。
【図４】図１の圧脈波センサの押圧面に配列された感圧素子の配列状態を説明する図である。
【図５】図１の圧脈波センサの感圧素子から出力される圧脈波信号ＳＭ２が表す頸動脈波ｗｃを例示する図である。
【図６】図１の動脈硬化検査装置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７】大動脈圧、左心房および左心室の圧力、心電図、心音図を同じ時間軸を用いて概略的に表した図である。
【図８】高血圧治療を行ってきた６０才台の男性において、半年間の非観血的に得られた生体パラメータのトレンドを示すデータである。
【図９】図８の各生体パラメータの相互関係をそれぞれ示す散布図である
【図１０】図８のデータから収縮期血圧（最高血圧）ＳＹＳと心臓→頸動脈間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶおよび上腕→足首間の脈波伝播速度ｂａＰＷＶとの関係をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。
【図１１】図８のデータから振幅増加指数ＡＩと収縮期血圧ＳＹＳおよび脈圧ＰＰとの関係をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。
【図１２】図８のデータから振幅増加指数ＡＩと心拍数ＨＲおよび駆出時間ＥＴとの関係をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。
【図１３】図８のデータから振幅増加指数ＡＩと心臓→頸動脈間の脈波伝播速度ｈｃＰＷＶおよび上腕→足首間の脈波伝播速度ｂａＰＷＶとの関係をそれぞれ求めるために算出した回帰直線を示す図である。
【図１４】図８のデータから各生体パラメータの関係因子を多変量解析を用いて組み込んだモデル式（式（２））の左辺の係数と、その根拠となる、左辺の振幅増加指数ＡＩ_Ｅと右辺の各項の生体パラメータ毎との各関係を示す図とを示す図である。
【図１５】高血圧治療を行っている５０才台の患者の１年間のデータから、各生体パラメータの関係因子を多変量解析を用いて組み込んだモデル式（式（２））の左辺の係数と、その根拠となる、左辺の振幅増加指数ＡＩ_Ｅと右辺の各項の生体パラメータ毎との各関係を示す図である。
【図１６】図６の機能ブロック線図に示したＣＰＵの制御作動をさらに具体的に説明するためのフローチャートの前半部を示す図である。
【図１７】図６の機能ブロック線図に示したＣＰＵの制御作動をさらに具体的に説明するためのフローチャートの後半部を示す図である。
【符号の説明】
１０：動脈硬化検査装置
７９：表示器（表示装置）
８６：血圧決定手段
８８：心拍数決定手段
９０：駆出時間決定手段
９２：前駆出時間決定手段
９６：振幅増加指数算出手段
９８：脈波伝播速度情報決定手段
１００：動脈硬化評価用パラメータ算出手段
１０２：表示手段

Claims

振幅増加指数を用いて生体の動脈硬化状態を検査するための動脈硬化検査装置であって、
前記生体の所定部位間における脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を決定する脈波伝播速度情報決定手段と、
前記生体の血圧を決定する血圧決定手段と、
前記生体の心拍数を決定する心拍数決定手段と、
前記生体の心臓の収縮開始から該心臓の血液の駆出開始までの前駆出期間を決定する前駆出期間決定手段と、
前記心臓からの血液の駆出開始から終了までの駆出時間を決定する駆出時間決定手段と、
予め記憶された関係から、前記脈波伝播速度情報決定手段により決定された脈波伝播速度情報と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用振幅増加指数を算出する動脈硬化評価用パラメータ算出手段と
を、含むことを特徴とする動脈硬化検査装置。
前記予め記憶された関係は、前記脈波伝播速度情報をＰＷＶ、前記生体の血圧をＢＰ、前記心拍数をＨＲ、前記前駆出期間をＰＥＰ、前記駆出時間をＥＴ、前記動脈硬化評価用振幅増加指数をＡＩ_Ｅとし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを係数、ｆを定数とすると、次式
ＡＩ_Ｅ＝ａ×ＰＷＶ＋ｂ×ＢＰ＋ｃ×ＨＲ＋ｄ×ＥＴ＋ｅ×ＰＥＰ＋ｆ
で示されるものである請求項１の動脈硬化検査装置。
前記動脈硬化評価用パラメータ算出手段により算出された動脈硬化評価用振幅増加指数を表示する表示装置を備えたものである請求項１または２の動脈硬化検査装置。
前記表示装置は、患者毎に求められられた動脈硬化評価用振幅増加指数の算出式の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよび定数ｆを表示するものである請求項３の動脈硬化検査装置。
振幅伝播速度情報を用いて生体の動脈硬化状態を検査するための動脈硬化検査装置であって、
前記生体の脈波に含まれる進行波成分に対する該脈波に含まれる反射波成分の割合である振幅増加指数を決定する振幅増加指数決定手段と、
前記生体の血圧を決定する血圧決定手段と、
前記生体の心拍数を決定する心拍数決定手段と、
前記生体の心臓の収縮開始から該心臓の血液の駆出開始までの前駆出期間を決定する前駆出期間決定手段と、
前記心臓からの血液の駆出開始から終了までの駆出時間を決定する駆出時間決定手段と、
予め記憶された関係から、前記振幅増加指数決定手段により決定された振幅増加指数と、前記血圧決定手段により決定された血圧と、前記心拍数決定手段により決定された心拍数と、前記前駆出期間決定手段により決定された前駆出期間と、前記駆出時間決定手段により決定された駆出時間とに基づいて、動脈硬化評価用脈波伝播速度情報を算出する動脈硬化評価用パラメータ算出手段と
を、含むことを特徴とする動脈硬化検査装置。
前記予め記憶された関係は、前記動脈硬化評価用脈波伝播速度情報をＰＷＶ_Ｅ、前記生体の血圧をＢＰ、前記心拍数をＨＲ、前記前駆出期間をＰＥＰ、前記駆出時間をＥＴ、前記振幅増加指数をＡＩとし、ａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ を係数、ｆ’ を定数とすると、次式
ＰＷＶ _Ｅ＝ａ’×ＡＩ＋ｂ’×ＢＰ＋ｃ’×ＨＲ＋ｄ’×ＥＴ＋ｅ’×ＰＥＰ＋ｆ’
で示されるものである請求項５の動脈硬化検査装置。
前記動脈硬化評価用パラメータ算出手段により算出された動脈硬化評価用脈波伝播速度情報を表示するための表示装置を備えたものである請求項５または６の動脈硬化検査装置。
前記表示装置は、患者毎に求められられた動脈硬化評価用脈波伝播速度情報の算出式の係数ａ’、ｂ’ 、ｃ’ 、ｄ’ 、ｅ’ および定数ｆ’ を表示するものである請求項７の動脈硬化検査装置。