測(cè)定裝置、指標(biāo)計(jì)算方法以及指標(biāo)計(jì)算程序的制作方法
【專利摘要】測(cè)定裝置(100)包括:脈搏波測(cè)定部(102),其用于測(cè)定脈搏波;計(jì)算部(104),其根據(jù)脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值,利用該參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)(ABI,Ankle?Brachial?Blood?Pressure?Index)的指標(biāo)值來(lái)作為動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值。
【專利說(shuō)明】測(cè)定裝置、指標(biāo)計(jì)算方法以及指標(biāo)計(jì)算程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)定裝置、指標(biāo)計(jì)算方法以及指標(biāo)計(jì)算程序,尤其涉及測(cè)定生物值來(lái)計(jì)算與血管狹窄有關(guān)的指標(biāo)值的測(cè)定裝置、其指標(biāo)計(jì)算方法以及指標(biāo)計(jì)算程序。
【背景技術(shù)】
[0002]以往,作為血管狹窄的指標(biāo),利用了上肢血壓與下肢血壓的比率即踝臂指數(shù)(ABI,Ankle Brachial Blood Pressure Index)。
[0003]例如,也如日本特開(kāi)2004-261319號(hào)公報(bào)(以下,專利文獻(xiàn)I)中所公開(kāi),踝臂指數(shù)是用血壓測(cè)定裝置分別測(cè)定臥位狀態(tài)的被測(cè)定者的上肢以及下肢的血壓,并計(jì)算它們的血壓比而獲得的。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn) [0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-261319號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0008]但是,在動(dòng)脈的鈣化程度高的情況下,動(dòng)脈的壓迫變得不充分,有時(shí)無(wú)法高精度地測(cè)定血壓。因此,這種情況下,存在踝臂指數(shù)作為血管狹窄的指標(biāo)的精度降低的問(wèn)題。
[0009]另外,在因心律不齊而使脈搏振幅紊亂或者因血管狹窄而使脈搏振幅變小的情況下,有時(shí)也無(wú)法高精度地測(cè)定血壓。因此,這種情況下,也存在踝臂指數(shù)作為血管狹窄的指標(biāo)的精度降低的問(wèn)題。
[0010]另外,還存在如下問(wèn)題,即,為了如上述那樣測(cè)定踝臂指數(shù),需要測(cè)定上肢、下肢的血壓,因此根據(jù)被測(cè)定者不同而有時(shí)在測(cè)定中伴隨痛苦,有時(shí)使被測(cè)定者的負(fù)擔(dān)變大。另外,還存在需要用于測(cè)定血壓的測(cè)定時(shí)間的問(wèn)題。
[0011]而且,為了如上述那樣計(jì)算踝臂指數(shù),需要使被測(cè)定者處于仰臥位狀態(tài),缺乏作為篩選檢查的簡(jiǎn)便性。
[0012]本發(fā)明是鑒于這樣的問(wèn)題而提出的,其目的在于,提供一邊抑制被測(cè)定者的負(fù)擔(dān)一邊簡(jiǎn)便且高精度地計(jì)算與血管狹窄有關(guān)的指標(biāo)值的測(cè)定裝置、指標(biāo)計(jì)算方法以及指標(biāo)計(jì)算程序。
[0013]用于解決問(wèn)題的手段
[0014]為了達(dá)成上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案,測(cè)定裝置用于測(cè)定脈搏波并根據(jù)脈搏波計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值,其具有:測(cè)定部,被裝戴于測(cè)定部位,用于測(cè)定與施加于測(cè)定部位的負(fù)載相對(duì)應(yīng)的值;運(yùn)算裝置,與測(cè)定部相連接。運(yùn)算裝置包括:脈搏波測(cè)定部,基于測(cè)定部的測(cè)定值來(lái)測(cè)定脈搏波;第一計(jì)算部,用于根據(jù)脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值;第二計(jì)算部,利用參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值。
[0015]優(yōu)選地,測(cè)定部包括袖帶和傳感器,所述袖帶用于裝戴在測(cè)定部位上,所述傳感器用于檢測(cè)袖帶的內(nèi)壓;運(yùn)算裝置與傳感器相連接;脈搏波測(cè)定部利用傳感器測(cè)定脈搏波。
[0016]優(yōu)選地,第一計(jì)算部根據(jù)脈搏波計(jì)算如下值中的至少一個(gè),來(lái)作為規(guī)定的參數(shù)值,這些值包括:平均動(dòng)脈壓百分比,其作為表示該脈搏波的尖銳度的指標(biāo);上升時(shí)間,其作為表示腳腕脈搏波的上升特征值的指標(biāo);脈搏振幅;表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值,該下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)作為從上肢向下肢傳遞脈搏波的傳遞函數(shù)。
[0017]更優(yōu)選地,第二計(jì)算部將由第一計(jì)算部計(jì)算出的平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅、表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值中的兩個(gè)以上的指標(biāo)值相組合,來(lái)計(jì)算指標(biāo)值。
[0018]更優(yōu)選地,所述第二計(jì)算部將由所述第一計(jì)算部計(jì)算出的表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值和平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅中的至少一個(gè)指標(biāo)值相組合,來(lái)計(jì)算指標(biāo)值。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方案,指標(biāo)計(jì)算方法用于根據(jù)脈搏波計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值,其包括:獲取脈搏波的步驟;根據(jù)脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值的步驟;利用參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的步驟。[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案,指標(biāo)計(jì)算程序用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)脈搏波來(lái)計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的處理,使計(jì)算機(jī)執(zhí)行:獲取脈搏波的步驟;根據(jù)脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值的步驟;利用參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的步驟。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明,能夠根據(jù)脈搏波計(jì)算相當(dāng)于以往根據(jù)血壓值計(jì)算出的與血管狹窄有關(guān)的指標(biāo)值即踝臂指數(shù)的指標(biāo)值。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是示出實(shí)施方式的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的具體例的圖。
[0024]圖2是示出測(cè)定裝置的功能結(jié)構(gòu)的具體例的框圖。
[0025]圖3是表示踝臂指數(shù)與平均動(dòng)脈壓百分比(% MAP)之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0026]圖4是表示踝臂指數(shù)與上升時(shí)間(upstroke Time, UT)之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0027]圖5是表示踝臂指數(shù)與脈搏振幅之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0028]圖6是表示踝臂指數(shù)與根據(jù)脈搏波計(jì)算出的指標(biāo)EABI之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0029]圖7是表示對(duì)被測(cè)定出圖6的Pl所示的測(cè)定值的被測(cè)定者進(jìn)行測(cè)定而得到的詳細(xì)的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0030]圖8是表示對(duì)被測(cè)定出圖6的P2所示的測(cè)定值的被測(cè)定者進(jìn)行測(cè)定而得到的詳細(xì)的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0031]圖9是表示對(duì)被測(cè)定出圖6的P3所示的測(cè)定值的被測(cè)定者進(jìn)行測(cè)定而得到的詳細(xì)的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0032]圖10的(A)部分是表示在健康人的右腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖,圖10的(B)部分是表示在健康人的左腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0033]圖11是表示根據(jù)圖10的(A)部分的在右腳腕上測(cè)定出的脈搏波和在右上臂上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的右上臂-右腳腕中的階躍響應(yīng)(右階躍響應(yīng))的圖。
[0034]圖12是表示根據(jù)圖10的(B)部分的在左腳腕上測(cè)定出的脈搏波和在左上臂上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的左上臂-左腳腕中的階躍響應(yīng)(左階躍響應(yīng))的圖。
[0035]圖13是表示對(duì)圖11的右階躍響應(yīng)和圖12的左階躍響應(yīng)進(jìn)行比較的結(jié)果的圖。
[0036]圖14是表示測(cè)定對(duì)象的閉塞性動(dòng)脈硬化癥患者的動(dòng)脈狀態(tài)的X射線拍攝照片。
[0037]圖15的(A)部分是表示在圖14的患者的右上臂上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖,圖15的(B)部分是表示在圖14的患者的右腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0038]圖16的(A)部分是表示在圖14的患者的左上臂上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖,圖16的(B)部分是表示在圖14的患者的左腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果的圖。
[0039]圖17是表示根據(jù)圖15的在右上臂以及右腳腕上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的右階躍響應(yīng)的圖。
[0040]圖18是表示根據(jù)圖16的在左上臂以及左腳腕上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的左階躍響應(yīng)的圖。
[0041]圖19是表示對(duì)圖17的右階躍響應(yīng)和圖18的左階躍響應(yīng)進(jìn)行比較的結(jié)果的圖。
[0042]圖20是Avolio模型的示意圖。
[0043]圖21是示出發(fā)明人用于計(jì)算中的向在Avolio模型中用要素號(hào)碼82、104、111(圖20中的圈號(hào))表示的區(qū)間賦予的狹窄度的圖。
[0044]圖22是將發(fā) 明人的計(jì)算結(jié)果用曲線圖表示的圖。
[0045]圖23是用于說(shuō)明在階躍響應(yīng)的區(qū)間定義的上側(cè)面積、上側(cè)面積/下側(cè)面積比以及區(qū)間最大值的圖。
[0046]圖24是表示踝臂指數(shù)與階躍響應(yīng)的上側(cè)面積之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0047]圖25是表示踝臂指數(shù)與階躍響應(yīng)的上側(cè)面積/下側(cè)面積比之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0048]圖26是示出踝臂指數(shù)與階躍響應(yīng)的區(qū)間最大值之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0049]圖27是示出踝臂指數(shù)和EABI之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0050]圖28是示出在測(cè)定裝置中進(jìn)行的動(dòng)作的過(guò)程的具體例的流程圖。
[0051]圖29是表示圖28的在步驟S113中進(jìn)行的動(dòng)作的具體例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面,一邊參照附圖,一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中,對(duì)于相同的部件以及結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。它們的名稱以及功能也相同。
[0053]<裝置結(jié)構(gòu)>
[0054]圖1是示出本實(shí)施方式的測(cè)定裝置100的結(jié)構(gòu)的具體例的圖。
[0055]參照?qǐng)D1,測(cè)定裝置100包括信息處理單元1、4個(gè)檢測(cè)單元20ar、20al、20br、20bl以及 4 個(gè)袖帶 24ar、24al、24br、24bl。
[0056]袖帶24br、24bl、24ar、24al分別裝戴在被測(cè)定者200的肢部上。具體而言,分別裝戴在右上臂(右上肢)、左上臂(左上肢)、右腳腕(右下肢)以及左腳腕(左下肢)上。此外,“肢部”指四肢所包括的部位,也可以是手腕或指尖部等。就袖帶24ar、24al、24br、24bl而言,只要沒(méi)有特別進(jìn)行區(qū)分的必要,就將它們總稱為“袖帶24”。
[0057]檢測(cè)單元20ar、20al、20br、20bl分別包括為了檢測(cè)被測(cè)定者200的肢部的脈搏波而所需的硬件。檢測(cè)單元20ar、20al、20br、20bl的結(jié)構(gòu)可以都相同,因此只要沒(méi)有特別進(jìn)行區(qū)分的必要,就將它們總稱為“檢測(cè)單元20”。[0058]信息處理單元I包括控制部2、輸出部4、操作部6以及存儲(chǔ)裝置8。
[0059]控制部2是用于控制整個(gè)測(cè)定裝置100的裝置,代表性地由包括中央處理單元10(CPU,Central Processing Unit)、只讀存儲(chǔ)器 12 (ROM,Read Only Memory)以及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器14 (RAM, Random Access Memory)的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
[0060]CPUlO相當(dāng)于運(yùn)算處理部,一邊讀取預(yù)先存儲(chǔ)在R0M12中的程序并將RAM14用作工作存儲(chǔ)器,一邊執(zhí)行該程序。
[0061]另外,控制部2與輸出部4、操作部6以及存儲(chǔ)裝置8相連接。輸出部4用于輸出測(cè)定出的脈搏波、脈搏波分析結(jié)果等。輸出部4可以是由發(fā)光二極管(LED, Light EmittingDiode)或液晶顯示器(LCD, Liquid Crystal Display)等構(gòu)成的顯示器件,也可以是打印機(jī)(驅(qū)動(dòng)器)。
[0062]操作部6用于接受來(lái)自用戶的指示。存儲(chǔ)裝置8用于保持各種數(shù)據(jù)或程序。控制部2的CPU10用于讀取記錄在存儲(chǔ)裝置8中的數(shù)據(jù)或程序,或者向存儲(chǔ)裝置8寫入數(shù)據(jù)或程序。存儲(chǔ)裝置8例如可以由硬盤、非易失性存儲(chǔ)器(例如閃存)或可拆裝的外部記錄介質(zhì)等構(gòu)成。
[0063]在此,對(duì)各檢測(cè)單元20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0064]檢測(cè)單元20br通過(guò)調(diào)整和檢測(cè)裝戴在被測(cè)定者200的右上臂上的袖帶24br的內(nèi)壓(以下,稱為“袖帶壓”),來(lái)檢測(cè)右上臂的脈搏波。袖帶24br內(nèi)置有未圖示的流體袋(例如空氣袋)。
[0065]檢測(cè)單元20br包括壓力傳感器28br、調(diào)壓閥26br、壓力泵25br、模擬/數(shù)字(A/D, analog to digital)轉(zhuǎn)換部29br以及配管27br。袖帶24br、壓力傳感器28br以及調(diào)壓閥26br通過(guò)配管22br相連接。
[0066]壓力傳感器28br是用于檢測(cè)經(jīng)由配管22br傳遞的壓力變動(dòng)的檢測(cè)部位,作為一例,可利用由單晶硅等形成的半導(dǎo)體芯片來(lái)構(gòu)成。壓力傳感器28br檢測(cè)出的壓力變動(dòng)信號(hào)借助A/D轉(zhuǎn)換部29br轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并作為脈搏波信號(hào)pbr (t)而被輸入至控制部2。
[0067]調(diào)壓閥26br以插入方式介于壓力泵25br與袖帶24br之間,將在測(cè)定時(shí)用于對(duì)袖帶24br進(jìn)行加壓的壓力維持在規(guī)定的范圍。壓力泵25br根據(jù)來(lái)自控制部2的檢測(cè)指令進(jìn)行動(dòng)作,為了對(duì)袖帶24br進(jìn)行加壓,向袖帶24br的內(nèi)部的流體袋(未圖示)供給空氣。
[0068]通過(guò)該加壓動(dòng)作,袖帶24br被按壓在測(cè)定部位,與右上臂的脈搏波相對(duì)應(yīng)的壓力變化分別經(jīng)由配管22br被傳遞至檢測(cè)單元20br。檢測(cè)單元20br通過(guò)檢測(cè)傳遞的該壓力變化,來(lái)檢測(cè)右上臂的脈搏波。
[0069]同樣,檢測(cè)單元20bl也包括壓力傳感器28bl、調(diào)壓閥26bl、壓力泵25bl、A/D轉(zhuǎn)換部29bl以及配管27bl。袖帶24bl、壓力傳感器28bl以及調(diào)壓閥26bl通過(guò)配管22bl相連接。
[0070]另外,檢測(cè)單元20ar包括壓力傳感器28ar、調(diào)壓閥26ar、壓力泵25ar、A/D轉(zhuǎn)換部29ar以及配管27ar。袖帶24ar、壓力傳感器28ar以及調(diào)壓閥26ar通過(guò)配管22ar相連接。
[0071]同樣,檢測(cè)單元20al也包括壓力傳感器28al、調(diào)壓閥26al、壓力泵25al、A/D轉(zhuǎn)換部29al以及配管27al。袖帶24al、壓力傳感器28al以及調(diào)壓閥26al通過(guò)配管22al相連接。
[0072]檢測(cè)單元20bl、20ar、20al的內(nèi)部的各部的功能與檢測(cè)單元20br相同,因此不重復(fù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外,對(duì)于檢測(cè)單元20的內(nèi)部的各部,只要沒(méi)有特別進(jìn)行區(qū)分的必要,也省略“ ar ”、“ br ”等標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0073]此外,在本實(shí)施方式中,說(shuō)明了利用壓力傳感器28來(lái)檢測(cè)脈搏波的結(jié)構(gòu),但也可以是利用動(dòng)脈容積傳感器(未圖示)來(lái)檢測(cè)脈搏波的結(jié)構(gòu)。這種情況下,動(dòng)脈容積傳感器例如可包括:發(fā)光元件,其向動(dòng)脈照射光;受光元件,其接受發(fā)光元件所照射的光透射動(dòng)脈的透射光或被動(dòng)脈反射的反射光。或者,也可以包括多個(gè)電極,使微量的恒定電流流動(dòng)在被測(cè)定者200的測(cè)定部位,并檢測(cè)由隨著脈搏波的傳播而產(chǎn)生的阻抗(生物阻抗)的變化發(fā)生的電壓變化。
[0074]<動(dòng)作概要>
[0075]在本實(shí)施方式的測(cè)定裝置100中,根據(jù)在上肢以及下肢測(cè)定出的脈搏波,計(jì)算相當(dāng)于在上肢以及下肢測(cè)定出的血壓值的比率即踝臂指數(shù)(踝臂指數(shù):Ankle BrachialBlood Pressure Index)的用于表示動(dòng)脈是否狹窄和狹窄程度的指標(biāo)。
[0076]<功能結(jié)構(gòu)>
[0077]圖2是示出用于進(jìn)行上述動(dòng)作的測(cè)定裝置100的功能結(jié)構(gòu)的具體例的框圖。
[0078]圖2所示的各功能為如下功能,即,使CPUlO —邊讀取存儲(chǔ)在R0M12中的程序并將RAM14用作工作存儲(chǔ)器一邊執(zhí)行該程序,該功能主要形成在CPUlO上。但是,至少一部分也可以由圖1所示的裝置結(jié)構(gòu)或電路等硬件形成。
[0079]參照?qǐng)D2,測(cè)定裝置包括調(diào)整部30、脈搏波測(cè)定部102、用于計(jì)算上述指標(biāo)的計(jì)算部104以及輸出部4,來(lái)發(fā)揮功能。
[0080]調(diào)整部30是用于調(diào)整袖帶24的內(nèi)部的壓力的功能部。例如由圖1所示的壓力泵25以及調(diào)壓閥26實(shí)現(xiàn)調(diào)整部30的功能。
[0081]脈搏波測(cè)定部102與調(diào)整部30以及A/D轉(zhuǎn)換部29相連接,并進(jìn)行用于測(cè)定各肢部的脈搏波體積記錄(PVR)的處理。脈搏波測(cè)定部102通過(guò)向調(diào)整部30發(fā)出指令信號(hào)來(lái)調(diào)整袖帶24的內(nèi)壓,并接收響應(yīng)該指令信號(hào)而檢測(cè)出的袖帶壓信號(hào)Par (t)、Pal (t)、Pbr(t)以及Pbl (t)。然后,按時(shí)序記錄接收到的袖帶壓信號(hào)Par (t)、Pal (t)、Pbr (t)以及Pbl (t),來(lái)針對(duì)每個(gè)肢部獲取多拍脈搏波波形。測(cè)定脈搏波的動(dòng)作例如進(jìn)行規(guī)定時(shí)間(例如10秒鐘左右)。
[0082]在此,對(duì)根據(jù)在上肢以及下肢測(cè)定出的脈搏波計(jì)算的相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)進(jìn)行說(shuō)明。
[0083]作為利用脈搏波的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo),除了脈搏振幅之外,例如可舉出被稱為平均動(dòng)脈壓百分比(% MAP)的用于表示脈搏波的尖銳度的指標(biāo)。平均動(dòng)脈壓百分比例如計(jì)算為,在使脈搏波面積均等時(shí)的距最低血壓的高度M相對(duì)于脈搏波的峰值高度H即脈壓的比例(=M/HX 100)。在具有動(dòng)脈狹窄或動(dòng)脈閉塞的情況下,平均動(dòng)脈壓百分比的指標(biāo)值變大。
[0084]另外,舉出被 稱為上升時(shí)間(UT,upstroke Time)的用于表示腳腕脈搏波的上升特征值的指標(biāo)。上升時(shí)間計(jì)算為,腳腕脈搏波從上升點(diǎn)上升至峰值的期間。在具有動(dòng)脈狹窄或動(dòng)脈閉塞的情況下,由于上述期間被延長(zhǎng),因此使上升時(shí)間的指標(biāo)值變大。
[0085]發(fā)明人對(duì)上述指標(biāo)與踝臂指數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行了驗(yàn)證。圖3至圖5是表示踝臂指數(shù)與平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅之間的相關(guān)關(guān)系的圖。該值是將成人男女200人作為對(duì)象來(lái)分別測(cè)定血壓、脈搏波,并計(jì)算踝臂指數(shù)、平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅來(lái)得到的。
[0086]根據(jù)圖3至圖5,驗(yàn)證出平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅這些指標(biāo)均與踝臂指數(shù)存在某種程度的關(guān)聯(lián)。因此,研究出,可分別將平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)?;蛘?,為了進(jìn)一步提高相關(guān)性,研究出,還可以將平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅中的至少兩個(gè)組合起來(lái),并用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0087]作為一例,發(fā)明人計(jì)算平均動(dòng)脈壓百分比(A)、上升時(shí)間(B)以及脈搏振幅(C)的各值乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)而得到的值(EABI)作為指標(biāo),并對(duì)該指標(biāo)與踝臂指數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行了驗(yàn)證。即,利用公式EABI = aA + bB + cC + d (a~d為系數(shù))來(lái)計(jì)算指標(biāo),并將該指標(biāo)與踝臂指數(shù)進(jìn)行了比較。圖6是示出踝臂指數(shù)與EABI之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0088]根據(jù)圖6,驗(yàn)證出,組合平均動(dòng)脈壓百分比(A)、上升時(shí)間(B)以及脈搏振幅(C)來(lái)計(jì)算出的指標(biāo)EABI與踝臂指數(shù)存在某種程度的關(guān)聯(lián),而且,還驗(yàn)證出,與分別利用平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅中的一個(gè)的情況相比,與踝臂指數(shù)之間的相關(guān)性變高。
[0089]此外,如圖6中的Pl至P3所示,存在幾個(gè)遠(yuǎn)離回歸直線的測(cè)定值。圖7至圖9是表示對(duì)被測(cè)定出Pl至P3所示的測(cè)定值的被測(cè)定者進(jìn)行測(cè)定而得到的詳細(xì)的測(cè)定結(jié)果的圖。圖7至圖9示出各被測(cè)定者的根據(jù)右上臂血壓值以及右腳腕血壓值計(jì)算出的踝臂指數(shù)(右踝臂指數(shù))、根據(jù)右腳腕血壓值得到的最高血壓值以及右上臂與右腳腕之間的各自的脈搏波圖。另外,用曲線圖表示測(cè)定出的脈搏波振幅隨時(shí)間的變化。
[0090]在圖7的例子中,脈搏波振幅隨時(shí)間變化的曲線圖處于不完全的狀態(tài),存在未準(zhǔn)確地測(cè)定右腳腕的血壓的可能性。另外,在圖8及圖9的例子中,脈搏波振幅隨時(shí)間變化的曲線圖不穩(wěn),存在未正確地測(cè)定右腳腕的血壓的可能性。
[0091]通過(guò)該驗(yàn)證,遠(yuǎn)離回歸直線的測(cè)定值,存在未正確地測(cè)定血壓的可能性。因此,若除去這樣的例子,則使相關(guān)性進(jìn)一步提高。即,驗(yàn)證出,作為相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo),可利用平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅中的一個(gè)以上。
[0092]作為相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)的其他例子,考慮從上肢向下肢傳遞脈搏波的傳遞函數(shù)(下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù))。這是因?yàn)椋谙蛳到y(tǒng)(血管路徑)輸入上肢脈搏波、且從系統(tǒng)輸出下肢脈搏波這樣的傳遞函數(shù)中,若該系統(tǒng)存在血管狹窄,則階躍響應(yīng)中發(fā)生變化。即,可將該階躍響應(yīng)用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0093]為了驗(yàn)證上述內(nèi)容,發(fā)明人實(shí)際上分別測(cè)定了健康人以及閉塞性動(dòng)脈硬化癥(ASO, arteriosclerosis obliterans)患者的脈搏波,并計(jì)算了階躍響應(yīng)。
[0094]圖10的(A)部分表示在健康人的右腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果,圖10的(B)部分表示在健康人的左腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果,圖11及圖12表示根據(jù)在左右上臂測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的右上臂-右腳腕中的階躍響應(yīng)(右階躍響應(yīng))以及左上臂-左腳腕中的階躍響應(yīng)(左階躍響應(yīng))。如圖13所示可知,它們的比較結(jié)果大致相同。
[0095]圖14是表示測(cè)定對(duì)象的閉塞性動(dòng)脈硬化癥患者的動(dòng)脈狀態(tài)的X射線拍攝照片。圖14的圈號(hào)部分出現(xiàn)動(dòng)脈閉塞。
[0096]圖15的(A)部分表示在該患者的右上臂上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果,圖15的(B)部分表示在該患者的右腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果,圖16的(A)部分表示在左上臂上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果,圖16的(B)部分表示在左腳腕上測(cè)定的脈搏波的測(cè)定結(jié)果。然后,圖17及圖18分別表示根據(jù)圖15的在右上臂以及右腳腕上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的右階躍響應(yīng)、根據(jù)圖16的在左上臂以及左腳腕上測(cè)定出的脈搏波計(jì)算出的左階躍響應(yīng)。如圖19所示可知,它們的比較結(jié)果有很大不同。
[0097]即,由此,可以說(shuō),左右的階躍響應(yīng)的相關(guān)性越高,就越不存在動(dòng)脈閉塞的情況,相關(guān)性越低,動(dòng)脈硬化癥的可能性就越高。
[0098]因此,發(fā)明人利用循環(huán)系統(tǒng)模型計(jì)算了動(dòng)脈狹窄的程度和階躍響應(yīng)的變化。這里利用的循環(huán)系統(tǒng)模型是將構(gòu)成生物體的血管分割為多個(gè)區(qū)間來(lái)進(jìn)行模型化而得到的。作為這樣的循環(huán)系統(tǒng)模型,代表性地已知有在參考文獻(xiàn)I “Avolio,A.P,Mult1-branched Modelof Human Arterial System, 1980, Med.&Biol.Engng.&Comp., 18, 796” 中記載的所謂的“Avolio模型”,發(fā)明人在該運(yùn)算中采用了該Avolio模型來(lái)作為循環(huán)系統(tǒng)模型。
[0099]圖20是Avolio模型的示意圖。
[0100]參照?qǐng)D20,在Avolio模型中,將全身的動(dòng)脈分割為128個(gè)血管要素(區(qū)間),并規(guī)定用于代表各區(qū)間的形狀值。在Avolio模型中,作為形狀值,包括與各區(qū)間對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)度、半徑、管壁的厚度以及楊氏模量。
[0101]發(fā)明人對(duì)在圖20的Avolio模型中用要素號(hào)碼82、104、111 (圖20中的圈號(hào))表示的區(qū)間設(shè)定參數(shù),從而產(chǎn)生各種狹窄度下的狹窄,并計(jì)算了階躍響應(yīng)變化。圖21是示出發(fā)明人用于計(jì)算中的向在Avolio模型中用要素號(hào)碼82、104、111 (圖20中的圈號(hào))表示的區(qū)間賦予的狹窄度的圖。用數(shù)據(jù)ID “82/104/111-0”表示的狹窄度指,不向各區(qū)間賦予狹窄,而計(jì)算健康人的階躍響應(yīng)。數(shù)據(jù)ID越大,向各區(qū)間賦予的狹窄度就越大,從而計(jì)算動(dòng)脈硬化癥發(fā)展的狀態(tài)下的階躍響應(yīng)。
[0102]圖22將計(jì)算結(jié)果用曲線圖表示。根據(jù)圖22可知,越健康,上升的傾斜度就越大,一旦到達(dá)最大值之后值急速減小,而狹窄度越大,上述上升就越緩慢,離最大值的變化也變小。
[0103]因此,發(fā)明人如圖23所示那樣、在階躍響應(yīng)的區(qū)間內(nèi)定義上側(cè)面積、上側(cè)面積/下側(cè)面積比以及區(qū)間最大值這3個(gè)值,并研究了上述3個(gè)值能否成為相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0104]圖24至圖26是分別表示踝臂指數(shù)與上側(cè)面積、上側(cè)面積/下側(cè)面積比以及區(qū)間最大值之間的相關(guān)關(guān)系的圖。此時(shí)的測(cè)定值也利用了在圖3至圖5中利用的將成人男女200人作為對(duì)象的測(cè)定結(jié)果。
[0105]根據(jù)圖24至圖26,驗(yàn)證出,無(wú)論是哪個(gè)值都與踝臂指數(shù)存在某種程度的關(guān)聯(lián),尤其,上側(cè)面積與踝臂指數(shù)的相關(guān)性高。因此,研究出,通過(guò)階躍響應(yīng)得到的值可用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo),尤其,可將根據(jù)階躍響應(yīng)計(jì)算的上側(cè)面積用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)?;蛘?,研究出,為了進(jìn)一步提高相關(guān)性,也可以將上述平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅以及根據(jù)階躍響應(yīng)計(jì)算的指標(biāo)中的至少兩個(gè)組合起來(lái),用作相當(dāng)于踝臂指數(shù)的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0106]作為一例,發(fā)明人計(jì)算平均動(dòng)脈壓百分比(A)、上升時(shí)間(B)、脈搏振幅(C)以及根據(jù)階躍響應(yīng)計(jì)算的指標(biāo)(上側(cè)面積)(D)的各值乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)而得到的值(EABI)作為指標(biāo),并對(duì)該指標(biāo)與踝臂指數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行了驗(yàn)證。即,利用公式EABI = aA + bB + cC +dD + e (a~e為系數(shù))計(jì)算指標(biāo),并將該指標(biāo)與踝臂指數(shù)進(jìn)行了比較。圖27是表示踝臂指數(shù)與EABI之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0107]根據(jù)圖27,驗(yàn)證出,組合平均動(dòng)脈壓百分比(A)、上升時(shí)間(B)、脈搏振幅(C)以及根據(jù)階躍響應(yīng)計(jì)算的指標(biāo)(上側(cè)面積)(D)計(jì)算出的指標(biāo)EABI與踝臂指數(shù)之間的相關(guān)性非常高,與之前驗(yàn)證的分別利用平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅中的一個(gè)的情況或組合平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間以及脈搏振幅的情況相比,相關(guān)性更高。
[0108]此外,在圖27中,也與圖6相同,存在Ql至Q4所示那樣的遠(yuǎn)離回歸直線的測(cè)定值。驗(yàn)證這些測(cè)定值的測(cè)定結(jié)果,得知都與上述一樣,血壓測(cè)定的可靠性低。因此,若除去這樣的例子,則使相關(guān)性進(jìn)一步提高。
[0109]<動(dòng)作流程>
[0110]圖28是示出在測(cè)定裝置100中進(jìn)行的動(dòng)作的過(guò)程的具體例的流程圖。以如下方式實(shí)現(xiàn)在圖28的流程圖中表示的動(dòng)作,即,CPUlO —邊讀取存儲(chǔ)在R0M12中的程序并將RAM14用作工作存儲(chǔ)器一邊執(zhí)行該程序,從而發(fā)揮圖2所示的各功能。
[0111]參照?qǐng)D28,在步驟SlOl中,CPUlO開(kāi)始對(duì)袖帶24進(jìn)行加壓,維持加壓動(dòng)作,直到成為適于測(cè)定脈搏波的壓力。然后,在步驟S109中,CPUlO進(jìn)行用于將袖帶壓維持為該壓力的保持控制。該壓力例如為50~60mmHg左右的恒定壓或比最低血壓值小5~IOmmHg左右的壓力等。然后,在步驟Slll中,CPUlO分析基于保持控制中的袖帶壓變化得到的脈搏波,并計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)EABI來(lái)作為動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0112]在步驟S12 1中,CPUlO輸出根據(jù)脈搏波計(jì)算出的動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)EABI。這里的輸出,可以是畫(huà)面顯示,也可以是發(fā)送至PC、外部記錄介質(zhì)等其他裝置。
[0113]此外,作為上述步驟S113中的指標(biāo)EABI的計(jì)算方法,可舉出各種計(jì)算方法。因?yàn)榭梢匀缟鲜瞿菢樱鳛橹笜?biāo)值EABI,可利用平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅以及(例如上側(cè)面積等)下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)中的任意一個(gè),也可以組合它們中的兩個(gè)以上。
[0114]作為一例,圖29是示出在組合上述所有指標(biāo)值來(lái)計(jì)算指標(biāo)值EABI的情況下在上述步驟S113中進(jìn)行的動(dòng)作的具體例的流程圖。如上所述,這樣計(jì)算出的指標(biāo)值EABI與踝臂指數(shù)具有高的相關(guān)性,因此能夠以高的精度用作動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)。
[0115]參照?qǐng)D29,在步驟S201至S207中,CPUlO依次計(jì)算平均動(dòng)脈壓百分比(A)、上升時(shí)間(B)、脈搏振幅(C)以及(例如上側(cè)面積等)下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)(D)。當(dāng)然,該計(jì)算順序并不限定于圖29表示的順序。
[0116]然后,在步驟S209中,CPUlO利用預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)換系數(shù),來(lái)計(jì)算指標(biāo)EABI = aA +bB + cC + dD + e (a ~e 為系數(shù))。
[0117]<實(shí)施方式的效果>
[0118]通過(guò)在測(cè)定裝置100中進(jìn)行以上的動(dòng)作,來(lái)可根據(jù)脈搏波計(jì)算用于表示動(dòng)脈是否狹窄或狹窄程度的相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)。
[0119]如上所述,已知,血壓值容易受到動(dòng)脈鈣化的影響。另外,已知,有時(shí)還因心律不齊而使脈搏振幅紊亂,或者因血管狹窄而使脈搏振幅變小,血壓值也容易受到這些影響。
[0120]相對(duì)于此,脈搏波是基于幾拍的波形計(jì)算出的,因此不容易受到這樣的影響。因此,與以往的根據(jù)血壓值計(jì)算指標(biāo)的情況相比,根據(jù)脈搏波計(jì)算的方式更不容易受到心律不齊或鈣化等影響,從而可以高精度地計(jì)算指標(biāo)。
[0121]作為用于表示動(dòng)脈是否狹窄或狹窄程度的指標(biāo),可利用根據(jù)脈搏波得到的任意指標(biāo)值(平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅以及(例如上側(cè)面積等)下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)),但是通過(guò)組合上述指標(biāo)值,可以得到更高精度的指標(biāo)。而且,根據(jù)發(fā)明人的驗(yàn)證,尤其通過(guò)利用或者組合(例如上側(cè)面積等)下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù),可以得到精度尤其高的指標(biāo)。
[0122]另外,不必測(cè)定血壓,因此被測(cè)定者可不在仰臥位而在座位狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定,從而可以格外提高作為篩選檢查的簡(jiǎn)便性。
[0123]而且,還可以提供利用測(cè)定裝置100或來(lái)自測(cè)定裝置100的值,來(lái)使PC (個(gè)人計(jì)算機(jī))等運(yùn)算裝置執(zhí)行如下動(dòng)作的程序,即,根據(jù)脈搏波計(jì)算用于表示動(dòng)脈是否狹窄或狹窄程度的指標(biāo)。也可以使這樣的程序記錄在計(jì)算機(jī)所帶的軟盤、只讀光盤(⑶-ROM, CompactDisk-Read Only Memory)、只讀存儲(chǔ)器(ROM, Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)以及存儲(chǔ)卡等計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)中,并作為程序產(chǎn)品來(lái)提供?;蛘?,也可以記錄在計(jì)算機(jī)內(nèi)置的硬盤等記錄介質(zhì)來(lái)提供程序。另外,還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載來(lái)提供程序。
[0124]此外,就本發(fā)明的程序而言,也可以在作為計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)(OS)的一部分而被提供的程序模塊中,以規(guī)定的配列在規(guī)定的時(shí)刻調(diào)用所需的模塊來(lái)執(zhí)行處理。這種情況下,程序本身不包括上述模塊,而與OS協(xié)同工作來(lái)執(zhí)行處理。這樣的不包括模塊的程序也可以包括在本發(fā)明的程序中。
[0125]另外,本發(fā)明的程序也可以插入其他程序的一部分中而被提供。這種情況下,程序本身也不包括上述其他程序所包括的模塊,而與其他程序協(xié)同工作來(lái)執(zhí)行處理。這樣的插入其他程序中的程序也可以包括在本發(fā)明的程序中。 [0126]在硬盤等程序存儲(chǔ)部上安裝所提供的程序產(chǎn)品并執(zhí)行該程序。此外,程序產(chǎn)品包括程序本身和記錄有程序的記錄介質(zhì)。
[0127]應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本次公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面都是例示而非限制。本發(fā)明的范圍由發(fā)明要求保護(hù)范圍表示,而不是上述說(shuō)明,包括在與發(fā)明要求保護(hù)范圍等同的意思和范圍內(nèi)的所有變更。
[0128]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0129]1:信息處理單元
[0130]2:控制部
[0131]4:輸出部
[0132]6:操作部
[0133]8:存儲(chǔ)裝置
[0134]12:R0M
[0135]14: RAM
[0136]20、20al、20ar、20bl、20br:檢測(cè)單元
[0137]22al、22ar、22bl、22br、27al、27ar、27bl、27br:配管
[0138]24、24al、24ar、24bl、24br:袖帶
[0139]25>25al>25ar>25bl>25br:壓力栗
[0140]26、26al、26ar、26bl、26br:調(diào)壓閥
[0141]28,28al,28ar,28bl,28br:壓力傳感器[0142]29、29al、29ar、29bl、29br:轉(zhuǎn)換部
[0143]30:調(diào)整部
[0144]100:測(cè)定裝置
[0145]102: 脈搏波測(cè)定部
[0146]104:計(jì)算部
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定裝置,用于測(cè)定脈搏波并根據(jù)所述脈搏波計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值,其特征在于, 具有: 測(cè)定部,被裝戴于測(cè)定部位,用于測(cè)定與施加于所述測(cè)定部位的負(fù)載相對(duì)應(yīng)的值, 運(yùn)算裝置,與所述測(cè)定部相連接; 所述運(yùn)算裝置包括: 脈搏波測(cè)定部,基于所述測(cè)定部的測(cè)定值來(lái)測(cè)定脈搏波, 第一計(jì)算部,用于根據(jù)所述脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值, 第二計(jì)算部,利用所述參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為所述動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置,其特征在于, 所述測(cè)定部包括袖帶和傳感器,所述袖帶用于裝戴在所述測(cè)定部位上,所述傳感器用于檢測(cè)所述袖帶的內(nèi)壓; 所述運(yùn)算裝置與所 述傳感器相連接; 所述脈搏波測(cè)定部利用所述傳感器測(cè)定脈搏波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定裝置,其特征在于, 所述第一計(jì)算部,根據(jù)所述脈搏波計(jì)算如下值中的至少一個(gè),來(lái)作為所述規(guī)定的參數(shù)值,這些值包括: 平均動(dòng)脈壓百分比,其作為表示該脈搏波的尖銳度的指標(biāo), 上升時(shí)間,其作為表示腳腕脈搏波的上升特征值的指標(biāo), 脈搏振幅, 表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值,該下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)作為從上肢向下肢傳遞脈搏波的傳遞函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)定裝置,其特征在于, 所述第二計(jì)算部,將由所述第一計(jì)算部計(jì)算出的平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅、表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值中的兩個(gè)以上的指標(biāo)值相組合,來(lái)計(jì)算所述指標(biāo)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)定裝置,其特征在于, 所述第二計(jì)算部,將由所述第一計(jì)算部計(jì)算出的表示下肢上肢脈搏波傳遞函數(shù)的指標(biāo)值和平均動(dòng)脈壓百分比、上升時(shí)間、脈搏振幅中的至少一個(gè)指標(biāo)值相組合,來(lái)計(jì)算所述指標(biāo)值。
6.一種指標(biāo)計(jì)算方法,用于根據(jù)脈搏波計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值,其特征在于, 包括: 獲取所述脈搏波的步驟; 根據(jù)所述脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值的步驟; 利用所述參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為所述動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的步驟。
7.一種指標(biāo)計(jì)算程序,用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)脈搏波來(lái)計(jì)算動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的處理,其特征在于,使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行:獲取所述脈搏波的步驟; 根據(jù)所述脈搏波計(jì)算規(guī)定的參數(shù)值的步驟; 利用所述參數(shù)值,計(jì)算相當(dāng)于踝臂 指數(shù)的指標(biāo)值來(lái)作為所述動(dòng)脈狹窄的指標(biāo)值的步驟。
【文檔編號(hào)】A61B5/0245GK103906464SQ201280052207
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】尾崎敏之, 森尚樹(shù), 小椋敏彥, 本田孝 申請(qǐng)人:歐姆龍健康醫(yī)療事業(yè)株式會(huì)社