トップ :: A 生活必需品 :: A61 医学または獣医学;衛生学




【発明の名称】 血管粘弾性の指標測定装置
【発明者】 【氏名】斎藤 之良

【氏名】常盤 稔

【氏名】横川 利一

【氏名】横井 孝志

【氏名】小峰 秀彦

【氏名】浅井 義之
【要約】 【課題】本発明は、血管の粘弾性の指標を測定する装置において、非侵襲性の装置であり、その装置の構成が簡素であり、しかも、その装置が安価である血管粘弾性の指標測定装置を提供することを目的とするものである。

【構成】本発明は、第１脈波の最大値をＰｂ１、第１脈波の時間微分値の極大値をＶａ１、極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値をＰａ１とし、第２脈波の最大値をＰｂ２、第２脈波の時間微分値の極大値をＶａ２、極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値をＰａ２とし、血管粘弾性の指標αを、α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）によって測定する血管粘弾性の指標測定装置である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カフ圧力の脈波成分を抽出する脈波成分抽出手段と；
上記抽出された脈波成分を時間微分して一次微分値を演算し、微分波形を形成する微分波形形成手段と；
上記抽出された複数の脈波成分のうちの１つの脈波成分である第１脈波成分の最大値Ｐｂ１を検出する第１の最大値検出手段と；
上記第１脈波成分の時間微分脈波の極大値Ｖａ１を検出する第１の極大値検出手段と；
上記第１脈波成分の時間微分脈波極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値である第１の脈波振幅値Ｐａ１を検出する第１の極大値対応振幅値検出手段と；
上記抽出された複数の脈波成分のうちの脈波成分であって、上記第１脈波成分とは異なる第２脈波成分の最大値Ｐｂ２を検出する第２の最大値検出手段と；
上記第２脈波成分の時間微分脈波の極大値Ｖａ２を検出する第２の極大値検出手段と；
上記第２脈波成分の時間微分脈波極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値である第２の脈波振幅値Ｐａ２を検出する第２の極大値対応振幅値検出手段と；
血管の粘弾性を示す指標αを、α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）によって演算する指標演算手段と；
を有することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１脈波成分と上記第２脈波成分とは、カフの減圧手段または加圧手段によって得られる脈波成分であることを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記第１脈波成分と上記第１脈波成分とは、互いに、少なくとも１拍ずれている脈波の成分であることを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを表示する表示手段、上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを外部へ出力する出力手段、上記演算された血管の粘弾性を示す指標αを上記血管粘弾性の指標測定装置の内部に設けられているメモリに記憶させる記憶制御手段のうちの少なくとも１つの手段を有することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項５】
第１脈波の最大値をＰｂ１、第１脈波の時間微分値の極大値をＶａ１、極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値をＰａ１とし、
第２脈波の最大値をＰｂ２、第２脈波の時間微分値の極大値をＶａ２、極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値をＰａ２とした場合、
血管粘弾性の指標αを、
α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）
によって測定することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項６】
第１脈波の最大値と上記第１脈波の時間微分値の極大値に対応する脈波振幅値との差と、第２脈波の最大値と上記第２脈波の時間微分値の極大値に対応する脈波振幅値との差と、上記第１脈波の時間微分値の極大値と上記第２脈波の時間微分値の極大値との差とに応じて、血管粘弾性の指標を測定することを特徴とする血管粘弾性の指標測定装置。
【請求項７】
第１脈波の最大値をＰｂ１、上記最大値Ｐｂ１が発生する時刻をｔｂ１とし、第２脈波の最大値をＰｂ２、上記最大値Ｐｂ２が発生する時刻をｔｂ２とした場合、
体積弾性率ｋを、
ｋ＝ｄ・（ｔｂ２―ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１）
によって測定することを特徴とする血管の体積弾性率測定装置。
【請求項８】
第１脈波の最大値をＰｂ１、第１脈波の時間微分値の極大値をＶａ１、上記極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値をＰａ１、上記最大値Ｐｂ１が発生する時刻をｔｂ１とし、
第２脈波の最大値をＰｂ２、第２脈波の時間微分値の極大値をＶａ２、上記極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値をＰａ２、上記最大値Ｐｂ２が発生する時刻をｔｂ２とした場合、
血管の粘性抵抗ηを、
η＝ｄ・｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（Ｐｂ２−Ｐｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝
によって測定することを特徴とする血管の粘性抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管粘弾性の指標測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管の粘弾性を測定する場合、従来は、血管内圧と血管の変位量とを、互いに異なる手段で測定し、圧力一変位特性から、血管の粘性と弾性とを個別に評価している(たとえば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００６−１２９９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来例は、血管内圧を測定する装置と血管の変位量を測定する装置とを必要とするので、血管の粘性と弾性とを測定する装置が大掛かりであるという問題がある。
【０００４】
また、上記従来例は、血管内圧を測定する装置と血管の変位量を測定する装置とを必要とするので、血管の粘性と弾性とを測定する装置全体が高価であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、血管の粘弾性の指標を測定する装置において、非侵襲性の装置であり、その装置の構成が簡素であり、しかも、その装置が安価である血管粘弾性の指標測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１脈波の最大値をＰｂ１、第１脈波の時間微分値の極大値をＶａ１、極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値をＰａ１とし、第２脈波の最大値をＰｂ２、第２脈波の時間微分値の極大値をＶａ２、極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値をＰａ２とし、
血管粘弾性の指標αを、
α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）
によって測定する血管粘弾性の指標測定装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、血管の粘弾性の指標を測定する装置において、非侵襲性の装置であり、その装置の構成が簡素であり、しかも、その装置が安価であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の実施例１である血管粘弾性の指標測定装置１００を示すブロック図である。
【００１０】
血管粘弾性の指標測定装置１００は、被測定者の腕、手首、指、大腿、足首等に巻付けるカフ１１と、血圧測定に必要な所定の圧力にカフ１１を加圧する加圧手段１２と、加圧手段１２によって加圧されたカフ１１内の圧力を徐々に排気する微速排気手段１３と、カフ１１の圧力を検出する圧力トランスデューサを含み、上記圧力を電気信号（パルス）に変換して出力する圧力検出手段１４と、圧力検出手段１４からの電気信号（パルス）を一定時間内でカウントし、サンプリング信号によって上記カウントを周期的に繰返すとともに、サンプリング値をＡ／Ｄ変換するサンプリング手段１５と、ＣＰＵ２０と、ＲＯＭ３０と、ＲＡＭ４０と、操作手段５０と、表示装置６１と、プリンタ６２と、外部端子６３とを有する。
【００１１】
カフ１１、加圧手段１２、微速排気手段１３、圧力検出手段１４は、可撓管によって接続されている。また、加圧手段１２と、微速排気手段１３と、圧力検出手段１４と、サンプリング手段１５とは、ＣＰＵ２０によって制御される。
【００１２】
図２は、ＣＰＵ２０の機能を示すブロック図である。
【００１３】
ＣＰＵ２０は、血管粘弾性の指標測定装置１００の全体を制御するものであるとともに、機能的には、ＲＯＭ３０に格納されているプログラム（図４に示す）と協働して、脈波成分抽出手段２１と、微分波形形成手段２２と、第１の最大値検出手段２３と、第１の極大値検出手段２４と、第１の極大値対応振幅値検出手段２５と、第２の最大値検出手段２６と、第２の極大値検出手段２７と、第２の極大値対応振幅値検出手段２８と、指標演算手段２９とを実現するものである。
【００１４】
脈波成分抽出手段２１は、カフ圧力の脈波成分を抽出する手段である。
【００１５】
微分波形形成手段２２は、上記抽出された脈波成分を時間微分して一次微分値を演算し、微分波形を形成する。第１の最大値検出手段２３は、上記抽出された複数の脈波成分のうちの１つの脈波成分である第１脈波成分の最大値Ｐｂ１を検出する。
【００１６】
第１の極大値検出手段２４は、上記第１脈波成分の時間微分脈波の極大値Ｖａ１を検出する。第１の極大値対応振幅値検出手段２５は、上記第１脈波成分の時間微分脈波極大値Ｖａ１に対応する脈波振幅値である第１の脈波振幅値Ｐａ１を検出する。
【００１７】
第２の最大値検出手段２６は、上記抽出された複数の脈波成分のうちの脈波成分であって、上記第１脈波成分とは異なる第２脈波成分の最大値Ｐｂ２を検出する。第２の極大値検出手段２７は、上記第２脈波成分の時間微分脈波の極大値Ｖａ２を検出する。
【００１８】
第２の極大値対応振幅値検出手段２８は、上記第２脈波成分の時間微分脈波極大値Ｖａ２に対応する脈波振幅値である第２の脈波振幅値Ｐａ２を検出する。
【００１９】
指標演算手段２９は、血管の粘弾性を示す指標αを、α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）によって演算する。
【００２０】
演算に使用する２つの脈波は、内外圧差が異なる条件を得るために使用されるので、上記２つの脈波が、必ずしも互いに連続する必要はない。したがって、数拍ずれた脈同士を、上記２つの脈波として使用するようにしてもよい。このように、数拍ずれた脈同士を上記２つの脈波として使用することによって、１つ目の脈波の最大値と、２つの脈波の最大値との差が大きくなるので、多少のノイズが混入されても、そのノイズによる影響が少なり、したがって、血管の粘弾性を示す指標αの測定精度が向上する。
【００２１】
ＲＯＭ３０は、後述する図４に示すフローチャートのプログラムが格納されているメモリであり、ＲＡＭ４０は、ＣＰＵ２０の演算結果等を記憶するメモリであり、操作手段５０は、所定のファンクションキー等を有するものである。
【００２２】
次に、血管粘弾性の指標測定装置１００の動作について説明する。
【００２３】
図３は、上記実施例におけるカフ圧力の変化を示す図である。
【００２４】
カフ１１を腕、手首、指等に巻き付け、このカフ１１の内部の圧力を加圧手段１２によって所定の圧力まで高め、その後、微速排気手段１３によって、３〜５ｍｍＨｇ／秒の割合で、ほぼ直線的に減圧し、この減圧の過程で、脈波振幅成分がカフ圧力に重畳される。
【００２５】
血管粘弾性の指標測定装置１００によって血管粘弾性の指標αを演算する場合、具体的には、まず、カフ１１を被測定者の腕に巻き、操作手段５０に設けられている測定開始スイッチをオンし、これによって、血圧測定に必要な圧力に達するまで加圧手段１２がカフ１１を加圧し、この加圧を停止した後に、微速排気手段１３によってカフ１１内の空気が徐々に排気され、これに伴って脈波成分による圧力変位がカフに伝達され始める。
【００２６】
圧力検出手段１４が、カフ圧力を周波数の変化として電気的な信号に変換し、サンプリング手段１５が一定時間毎（たとえば５ｍｓ毎）にサンプリングし、このサンプリングされたカフ圧力に応じてパルスを出力する。
【００２７】
図４は、上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図５は、脈波成分Ｐ１、Ｐ２、……、Ｐ７を時系列的に示す図である。
【００２９】
脈波は、カフの減圧に伴い最高血圧付近から心拍毎に出現し、図５に示すように、山型の包絡線を描く。説明を簡単にするために、図５では、脈波を７つのみ示してあるが、実際には、７つよりも多数の脈波を測定する。
【００３０】
まず、脈波成分Ｐ１に着目する。Ｓ１で、カフ圧から減圧速度成分を除去し、脈波成分Ｐ１を抽出する。
【００３１】
図６は、Ｓ１において抽出された脈波成分Ｐ１と、これを時間微分した波形である時間微分波形ｄＰ１／ｄｔとを示す図である。
【００３２】
Ｓ２で、脈波成分Ｐ１の最大値Ｐｂ１を求める。Ｓ３で、脈波成分の最大値Ｐｂ１が発生する時刻ｔｂ１を求める。Ｓ４で、脈波成分Ｐ１を１次微分した信号ｄＰ１／ｄｔを求める。Ｓ５で、１次微分信号ｄＰ１／ｄｔの極大値Ｖａ１を求める。
【００３３】
Ｓ６で、１次微分信号ｄＰ１／ｄｔの極大値Ｖａ１が発生する時刻ｔａ１を求め、時刻ｔａ１に対応する脈波振幅値Ｐａ１を求める。つまり、極大値Ｖａ１に対応する振幅値Ｐａ１を求める。なお、図６に示すように、時刻ｔｂ１において、（ｄＰ／ｄｔ）＝０である。
【００３４】
次に、脈波成分Ｐ２に着目する。
【００３５】
第７図は、上記実施例における脈波成分Ｐ１とＰ２とを拡大して示す図である。
【００３６】
Ｓ７で、カフ圧から減圧速度成分を除去し、脈波成分Ｐ２を抽出する。Ｓ８で、脈波成分Ｐ２の最大値Ｐｂ２を求める。Ｓ９で、脈波成分の最大値Ｐｂ２が発生する時刻ｔｂ２を求める。
【００３７】
Ｓ１０で、脈波成分Ｐ２を１次微分した信号ｄＰ２／ｄｔを求める。Ｓ１１で、１次微分信号ｄＰ２／ｄｔの極大値Ｖａ２を求める。
【００３８】
Ｓ１２で、１次微分信号ｄＰ２／ｄｔの極大値Ｖａ２が発生する時刻ｔａ２を求め、時刻ｔａ２に対応する脈波振幅値Ｐａ２を求める。つまり、極大値Ｖａ２に対応する振幅値Ｐａ２を求める。なお、図６に示すように、時刻ｔｂ２において、（ｄＰ／ｄｔ）＝０である。
【００３９】
次に、Ｓ１３で、血管の粘弾性を示す指標αを、
α＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１） …式（１）
によって演算する。
【００４０】
次に、上記式（１）の導入について説明する。
【００４１】
血管の粘弾性化モデルは、一般的な粘弾性化モデルであるフォークトモデルを適用すると、図８のように表現される。ここで、ｋは体積弾性率、ηは粘性抵抗、変位をｘとすると、この系の運動方程式は、
ｆ＝η・（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ
と表わされる。そして、上記変位ｘが、カフ体積の変化率であると考える。この体積変化率は、血管の体積変化がΔＶであり、カフ体積がＶであるとすると、−ΔＶ／Ｖである。また、上記ｆが、血管における内外圧差Ｐｔ（ｔ）であると考える。このように考えると、上記式である「ｆ＝η・（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ」は、
Ｐｔ（ｔ）＝η・（−ΔＶ／Ｖ）／ｄｔ＋ｋ・（−ΔＶ／Ｖ）
に変形される。
【００４２】
実際、血管の体積変化は、カフ圧の変化によってとらえる。したがって、カフ圧をＰとし、その変化分をΔＰとすると、温度が一定であれば、
−ΔＶ／Ｖ＝ΔＰ／Ｐ
の関係が知られている。ただし、ΔＶ≪Ｖである。
【００４３】
以上より、Ｐ（ｔ）＝ΔＰ／Ｐとおくと、
Ｐｔ（ｔ）＝η・（ｄＰ／ｄｔ）＋ｋ・Ｐ（ｔ） …式（２）
である。
【００４４】
この場合、ηは粘性抵抗であり、ｋは体積弾性率である。
【００４５】
厳密には、カフにも弾性および粘性が存在するが、血管のそれと比べて十分小さい材質を使用すれば無視できる。したがって、η、ｋは、血管の物理的特性で決定されると考えて差し支えない。ただし、血管の粘性抵抗ηと体積弾性率ｋを算出するためには、血管とカフとの体積を、別の手段で求める必要がある。一方、血管の粘弾性αを算出する場合、これらの値に関係なく、絶対値として算出可能である。
【００４６】
ここで、脈波Ｐ（ｔ）が最大になる点であるｔｂ１、ｔｂ２は極値であるので、
（ｄＰ／ｄｔ）＝０である。
【００４７】
したがって、時刻ｔｂ１とｔｂ２とにおいて、上記式（２）は、次のようになる。
【００４８】
Ｐｔ（ｔｂ１）＝ｋ・ｐ（ｔｂ１）＝ｋ・Ｐｂ１ …式（３）
Ｐｔ（ｔｂ２）＝ｋ・ｐ（ｔｂ２）＝ｋ・Ｐｂ２ …式（４）
上記式（４）から式（３）を差し引くと、
Ｐｔ（ｔｂ２）−Ｐｔ（ｔｂ１）＝ｋ・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）
となる。したがって、
ｋ＝{Ｐｔ（ｔｂ２）−Ｐｔ（ｔｂ１）}／（Ｐｂ２−Ｐｂ１） …式（５）
である。上記式（５）の分子は、ｔｂ１におけるカフ圧からｔｂ２におけるカフ圧の減少した分に等しいので、カフ減圧速度を−ｄ（ｄ＞０）とすると、
Ｐｔ（ｔｂ２）−Ｐｔ（ｔｂ１）＝ｄ・（ｔｂ２−ｔｂ１）
であり、上記式（５）は、次の式（８）に変換される。
【００４９】
ｋ＝ｄ・（ｔｂ２−ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１） …式（８）
図９は、血管の内外圧差Ｐｔ（ｔ）は、周期的な血圧波形と直線的に下降するカフ圧との差であることを示す図である。
【００５０】
血管の内外圧差Ｐｔ（ｔ）は、周期的な血圧波形と直線的に下降するカフ圧との差であるので、血圧の変動がないとすると、Ｐｔ（ｔ）の変化量ΔＰｔ（ｔ）は、カフ圧の下降分に等しくなる。
【００５１】
次に、時刻ｔａ１、ｔａ２において、（ｄＰ／ｄｔ（ｔ＝ｔａ１））＝Ｖａ１および（ｄＰ／ｄｔ（ｔ＝ｔａ２））＝Ｖａ２であるので、上記式（２）から、
Ｐｔ（ｔａ１）＝η・（ｄＰ／ｄｔ）＋ｋ・ｐ（ｔ）＝η・（ｄＰ／ｄｔ（ｔ＝ｔａ１））＋ｋ・ｐ（ｔａ１）＝η・Ｖａ１＋ｋ・Ｐａ１ …式（９）
Ｐｔ（ｔａ２）＝η・（ｄＰ／ｄｔ）＋ｋ・ｐ（ｔ）＝η・（ｄＰ／ｄｔ（ｔ＝ｔａ２））＋ｋ・ｐ（ｔａ２）＝η・Ｖａ２＋ｋ・Ｐａ２ …式（１０）
を求めることができる。
【００５２】
上記式（１０）から上記式（９）を差し引くと、
Ｐｔ（ｔａ２）−Ｐｔ（ｔａ１）＝η・（Ｖａ２−Ｖａ１）＋ｋ・（Ｐａ２−Ｐａ１） …式（１１）
であり、上記式（１１）の左辺におけるＰｔ（ｔａ２）−Ｐｔ（ｔａ１）は、カフの減圧速度を−ｄとすると、
Ｐｔ（ｔａ２）−Ｐｔ（ｔａ１）≒ｄ・（ｔａ２−ｔａ１）である。これを式（１１）に代入すると、ｄ（ｔａ２−ｔａ１）≒η・（Ｖａ２−Ｖａ１）＋ｋ・（Ｐａ２−Ｐａ１）であり、したがって、
η＝{ｄ・（ｔａ２−ｔａ１）−ｋ・（Ｐａ２−Ｐａ１）}／（Ｖａ２−Ｖａ１） …式（１２）
になる。時刻の差ｔｂ２−ｔｂ１は、脈拍周期に相当し、ｔａ２−ｔａ１もほぼそれに近い値であるが、厳密には、少しずれる。脈拍周期に比べ、このずれが十分小さければ、ｔｂ２−ｔｂ１＝ｔａ２−ｔａ１＝脈拍周期とみなせる。従って、上記式（１２）が成立する。
【００５３】
ここで、上記式（１２）のｋに、式（８）に示すｋ＝ｄ・（ｔｂ２−ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１）を代入すると、次のようになる。
【００５４】
η＝{ｄ・（ｔａ２−ｔａ１）−ｋ・（Ｐａ２−Ｐａ１）}／（Ｖａ２−Ｖａ１）＝｛ｄ（ｔａ２−ｔａ１）−ｄ・（ｔｂ２−ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）＝ｄ・｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（Ｐｂ２−Ｐｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝ …式（１４）
そして、Ｓ１３で、上記のように、血管の粘弾性を示す指標αを演算する。
【００５５】
ここで、α＝η／ｋなる数値を考える。フォークトモデルにおいて、ｆ＝η・（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘで表わされる。なお、上記ｘは、弾性体の変位量である。ここで、α（＝η／ｋ）は、遅延時間と呼ばれ、レオロジー学において重要な指標である。
【００５６】
上記α＝η／ｋに、上記式（６）、上記式(１４)を代入すると、
α＝η／ｋ＝［ｄ・｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（Ｐｂ２−Ｐｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝］／｛ｄ・（ｔｂ２−ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１）｝＝｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝
である。つまり、次の式（１５）が成立する。
【００５７】
α＝｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝ …式（１５）
時刻の差ｔｂ２−ｔｂ１は、脈拍周期に相当し、ｔａ２−ｔａ１も、ほぼそれに近い値であるが、厳密には少しずれる。しかし、脈拍周期に比べ、このずれが十分小さければ、ｔｂ２−ｔｂ１＝ｔａ２−ｔａ１＝脈拍周期とみなすことができるので、式（１５）は、次の式（１６）になる。
【００５８】
α＝｛（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１）＝｛（Ｐｂ２−Ｐａ２）−（Ｐｂ１−Ｐａ１）｝／（Ｖａ２−Ｖａ１） …式（１６）
なお、上記指標αは、血管粘弾性特性を示す時定数であり、動脈硬化の重要な指標である。
【００５９】
血管粘弾性特性を示す指標αの単位はｓ（秒）であり、この方法によれば、カフ容量や血管の容積のばらつきや個人差を受けない客観的な指標である。
【００６０】
なお、η／ｋ＝αは、レオロジー学的には、「遅延時間」や「緩和時間」と呼ばれている。
【００６１】
図１０は、図７に示す脈波成分Ｐ１とＰ２とについて、別の表現方法で、血管の粘弾性を示す指標αを説明する図である。
【００６２】
なお、図１０に示すように、Ａ＝（Ｐｂ１−Ｐａ１）であり、Ｂ＝（Ｐｂ２−Ｐａ２）であり、Ｃ＝（Ｖａ２−Ｖａ１）であるとすると、次の式（１７）が成立する。
【００６３】
α＝（Ｂ−Ａ）／Ｃ＝η／ｋ …式（１７）
血管の粘弾性を示す指標αは、上記式（１７）に示すように、α＝（Ｂ−Ａ）／Ｃ＝η／ｋであり、Ｃが小さく、（Ｂ−Ａ）が大きい程、指標αが大きい。
【００６４】
血管の粘弾性を示す指標αの単位は、秒であり、通常、血管の粘弾性を示す指標αは、２０〜２００ｍｓｅｃ程度である。
【００６５】
図１１は、実施例１において、外部出力する具体例、内部メモリへ蓄積する具体例を示す図である。
【００６６】
ＣＰＵ２０は、血管の粘弾性を示す指標αをパソコンＰＣと、メモリカードＭＣに出力する例であり、つまり、ＣＰＵ２０は、血管の粘弾性を示す指標αを外部へ出力する演算結果出力手段の例である。
【００６７】
図１２は、上記実施例において、パソコンＰＣに送られた血管の粘弾性を示す指標αを含むデータが、パソコンＰＣにおいて表示されている例を示す図である。
【００６８】
図１３は、上記実施例において、血管の体積弾性率ｋ、血管の粘性抵抗ηを求める場合の説明に必要なタイムチャートである。
【００６９】
図１３（１）は、血管内外圧差Ｐｔ（ｔ）を示す図であり、図１３（２）は、脈波成分Ｐ（ｔ）を示す図であり、図１３（３）は、時間微分波形（ｄＰ／ｄｔ）を示す図である。
【００７０】
体積弾性率ｋ＝ｄ・（ｔｂ２―ｔｂ１）／（Ｐｂ２−Ｐｂ１） …式（１８）
粘性抵抗η＝ｄ・｛（ｔａ２−ｔａ１）・（Ｐｂ２−Ｐｂ１）−（ｔｂ２−ｔｂ１）・（Ｐａ２−Ｐａ１）｝／｛（Ｐｂ２−Ｐｂ１）・（Ｖａ２−Ｖａ１）｝ …式（１９）
上記実施例によれば、血管の粘弾性の指標を測定する装置において、血管の粘性と弾性とを定量的に表現することができる。
【００７１】
また、上記実施例は、血管の粘弾性を時定数として定量化して測定する方法であって、ごく一般的な電子血圧計のハードウェアにて実現可能な測定アルゴリズムであるので、その構成が簡素である。
【００７２】
しかも、上記実施例は、従来のオシロメトリック法血圧計のハードウェアをそのまま使用して、血管粘弾性の指標測定装置を製造することができるので、極めて安価に血管粘弾性の指標測定装置を製造することができる。
【００７３】
さらに、上記実施例は、原理的にも、極めて安全であり、動脈硬化予防に大いに役立てることができる。
【００７４】
そして、上記実施例によれば、カフ容量や血管の太さに依存しない血管粘弾性を測定することができる。
【００７５】
また、上記実施例によれば、被験者は血管粘弾性を測定する場合、特別な準備をすることなく、血圧測定と同時に、血管粘弾性を測定することができる。
【００７６】
なお、上記実施例において、血管粘弾性を測定すると同時に、血圧を測定し、また、数拍の脈分のデータを平均するようにしてもよい。このようにすることによって、脈動の生理的変動による誤差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施例１である血管粘弾性の指標測定装置１００を示すブロック図である。
【図２】ＣＰＵ２０の機能を示すブロック図である。
【図３】上記実施例におけるカフ圧力の変化を示す図である。
【図４】上記実施例の動作を示すフローチャートである。
【図５】脈波成分Ｐ１、Ｐ２、……、Ｐ７を時系列的に示す図である。
【図６】Ｓ１において抽出された脈波成分Ｐ１と、これを時間微分した波形である時間微分波形ｄＰ１／ｄｔとを示す図である。
【図７】上記実施例における脈波成分Ｐ１とＰ２とを拡大して示す図である。
【図８】一般的な粘弾性化モデルであるフォークトモデルを、血管の粘弾性化モデルに適用した場合の概念図である。
【図９】血管の内外圧差Ｐｔ（ｔ）は、周期的な血圧波形と直線的に下降するカフ圧との差であることを示す図である。
【図１０】図７に示す脈波成分Ｐ１とＰ２とについて、別の表現方法で、血管の粘弾性を示す指標αを説明する図である。
【図１１】実施例１において、外部出力する具体例、内部メモリへ蓄積する具体例を示す図である。
【図１２】上記実施例において、パソコンＰＣに送られた血管の粘弾性を示す指標αを含むデータが、パソコンＰＣにおいて表示されている例を示す図である。
【図１３】上記実施例において、血管の体積弾性率ｋ、血管の粘性抵抗ηを求める場合の説明に必要なタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００…血管粘弾性の指標測定装置、
１１…カフ、
２０…ＣＰＵ、
２１…脈波成分抽出手段、
２２…微分波形形成手段、
２３…第１の最大値検出手段、
２４…第１の極大値検出手段、
２５…第１の極大値対応振幅値検出手段、
２６…第２の最大値検出手段、
２７…第２の極大値検出手段、
２８…第２の極大値対応振幅値検出手段、
２９…指標演算手段、
Ｐｂ１…第１脈波成分の最大値、
Ｖａ１…第１脈波成分の時間微分脈波の極大値、
Ｐａ１…第１の脈波振幅値、
Ｐｂ２…第２脈波成分の最大値、
Ｖａ２…第２脈波成分の時間微分脈波の極大値、
Ｐａ２…第２の脈波振幅値、
α…血管の粘弾性を示す指標、
３０…ＲＯＭ、
４０…ＲＡＭ、
５０…操作手段、
６１…表示手段、
６２…プリンタ、
６３…外部端子。
【出願人】 【識別番号】５９３０１０９６９
【氏名又は名称】株式会社志成データム
【識別番号】３０１０２１５３３
【氏名又は名称】独立行政法人産業技術総合研究所
【出願日】 平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００８７４４６
【弁理士】
【氏名又は名称】川久保 新一
【公開番号】 特開２００８−２９６９０（Ｐ２００８−２９６９０Ａ）
【公開日】 平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願番号】 特願２００６−２０８０３０（Ｐ２００６−２０８０３０）