JPH0739528A - 末梢抵抗計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、心臓から伝搬される血圧の交
流成分に対する中枢・末梢拍動抵抗比を測定し、血液の
中枢から末梢までの伝搬をエネルギー伝送系のインピー
ダンス整合比として、定量的に血流伝送状態を評価す
る。 【構成】 押圧制御部３７により押圧を拡張期血圧に等
しくし、心臓の収縮期血液伝搬時の圧力センサ１、３の
ピークをピーク検出器４１、４２で検出し、さらに除算
器４５でホールドされた圧力センサ１のピーク値ＤＰ１
を圧力センサ３のピーク値ＤＰ３で除算し中枢・末梢拍
動抵抗比を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非観血に中枢・末梢拍
動抵抗比を計測する末梢抵抗計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、医療分野においては、非観血検査
により種々の生体情報を得ている。この非観血検査の１
つに、人体の末梢抵抗を計測するものがあり、指突脈波
の波高値分析や波形分析等の方法により計測され、臨床
現場において広く利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
人体の末梢抵抗非観血検査においては、単なる末梢抵抗
単体の評価であり、人体が様々な刺激に対して反応する
血流調整状態を把握するのには不十分な評価である。す
なわち、血液の中枢から末梢までの伝搬は、血流と血圧
によってなされるため、等価的には電流及び電圧による
電力伝送に置き換えることができる。従って、血流調整
状態の評価においては、血液の中枢から末梢までの伝搬
をエネルギー伝送系として評価する必要があるが、上記
の末梢抵抗非観血検査では、このような評価を行うこと
ができないといった問題がある。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で、心臓から伝搬される血圧の交流
成分に対する中枢・末梢拍動抵抗比を測定し、血液の中
枢から末梢までの伝搬をエネルギー伝送系のインピーダ
ンス整合比として、定量的に血流伝送状態を評価するこ
とのできる末梢抵抗計測装置を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の末梢抵抗計測装
置は、心臓側から末梢側に延びる動脈２１に沿った３つ
の位置のうち心臓側の位置に配設される第１の圧力セン
サとしての圧力センサ１と、３つの位置のうち中間位置
に配設される第２の圧力センサとしての圧力センサ２
と、３つの位置のうち末梢側の位置に配設される第３の
圧力センサとしての圧力センサ３と、３つの位置におい
て同圧にて前記動脈の血流通過制限を行う押圧手段とし
ての空気袋７と、圧力センサ１乃至３からの出力に基づ
いて、空気袋７の押圧力を動脈２１の拡張期血圧に制御
する押圧制御手段としての押圧制御部３７と、押圧制御
部３７により押圧力が拡張期血圧になった際の心臓の収
縮期の血液伝搬時に形成される、圧力センサ１の出力の
ピークを検出する第１ピーク検出手段としてのピーク検
出回路４１と、押圧制御部３７により押圧力が拡張期血
圧になった際の心臓の収縮期の血液伝搬時に形成され
る、圧力センサ３の出力のピークを検出する第２ピーク
検出手段としてのピーク検出回路４２と、ピーク検出回
路４１の出力をホールドする第１ホールド手段としての
ホールド回路４３と、ピーク検出回路４２の出力をホー
ルドする第２ホールド手段としてのホールド回路４４と
を備えて構成する。

【０００６】ホールド回路４４の出力をホールド回路４
３の出力で除算する演算手段としての除算器４５を備え
ることができる。

【０００７】

【作 用】本発明の末梢抵抗計測装置においては、押圧
制御部３７で空気袋７の押圧力を動脈２１の拡張期血圧
に制御し、押圧力が拡張期血圧になった際の心臓の収縮
期の血液伝搬時に形成される、圧力センサ１の出力のピ
ークと圧力センサ３の出力のピークとをピーク検出回路
４１及びピーク検出回路４２で検出し、ピーク検出回路
４１及びピーク検出回路４２で検出された圧力センサ１
の出力のピークと圧力センサ３の出力のピークをホール
ド回路４３及びホールド回路４４でホールドすること
で、簡単な構成でホールド回路４３及びホールド回路４
４の出力に基づいて中枢・末梢拍動抵抗比を算出するこ
とを可能とする。

【０００８】除算器４５で、ホールド回路４４の出力を
ホールド回路４３の出力で除算することで、中枢・末梢
拍動抵抗比を直接算出することを可能とすることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。

【００１０】図１乃至図６は本発明の一実施例に係わ
り、図１は本発明の末梢抵抗計測装置の一実施例の構成
を示すブロック図、図２は図１の実施例の圧力センサ１
乃至３、並びに押圧手段である空気袋７が配設され、被
検診者の手首に装着される検査具の一構成例を示す斜視
図、図３は図１の実施例の圧力センサ１乃至３による動
脈の押圧状態を示す断面図、図４は図１の実施例の押圧
制御部３７により押圧力を説明するための心拍波形図、
図５は図１の実施例の圧力センサ１乃至３によって検出
される血流波形の一例を示す波形図、図６は図１の実施
例の圧力センサ１乃至３によって検出される血流波形の
詳細な波形を示す波形図である。

【００１１】本実施例の末梢抵抗計測装置は、図２に示
すように、圧電型マイクロホン等の圧力電気変換素子よ
り構成される３つの圧力センサ１、２及び３を備えてお
り、この圧力センサ１、２及び３は、被検診者の手首に
装着される加布帯５により両端が連結される固定板６の
内壁部分に配設されている。

【００１２】図３（ａ）に示すように、加布帯５が被検
診者の手首に装着された状態での圧力センサ１、２及び
３の位置は、心臓側から末梢側に延びる被検診者の手首
の橈骨動脈等の動脈２１に沿った３つの位置であって、
圧力センサ１は心臓側の位置に、圧力センサ２は中間位
置にまた圧力センサ３は末梢側の位置にそれぞれ位置す
るように配置されている。

【００１３】そして、図３（ａ）に示すように加布帯５
に設けられた空気袋７に空気が注入されることによって
被検出部位を押圧し、被検診者の手首の皮膚組織２０を
介して動脈２１を閉塞したり、図３（ｂ）に示すように
空気袋７から注入した空気を排気することにより動脈２
１を開放したりすることにより、圧力センサ１、２及び
３は、動脈２１に流れる血液の血圧波形を検出するよう
になっている。

【００１４】また、本実施例の末梢抵抗計測装置は、図
１に示すように、前記の３つの圧力センサ１、２及び３
からの出力を信号処理すると共に、前記空気袋７への空
気の注入及び排気を制御する信号処理制御部３１を備え
ている。

【００１５】この信号処理制御部３１では、圧力センサ
１、２及び３からの出力を所定の基準値（例えば０レベ
ル）と比較し基準値以上場合、所定のパルス幅の検出信
号Ｄ１Ｄ２、Ｄ３を出力するレベル検出器３２、３３、
３４が設けられており、レベル検出器３２、３３の検出
信号Ｄ１、Ｄ２はタイマ３５に出力され、レベル検出器
３３、３４の検出信号Ｄ２、Ｄ３はタイマ３６に入力さ
れる。

【００１６】タイマ３５は、レベル検出器３２の検出信
号Ｄ１の出力タイミングよりカウントを開始しレベル検
出器３３の検出信号Ｄ２の出力タイミングでカウントを
中止して、得られたカウント値が所定範囲かどうかによ
り、制御信号ｃ１を生成する。またタイマ３６も同様
に、レベル検出器３３の検出信号Ｄ２の出力タイミング
よりカウントを開始しレベル検出器３４の検出信号Ｄ３
の出力タイミングでカウントを中止して、得られたカウ
ント値が前記所定範囲かどうかにより、制御信号ｃ２を
生成する。

【００１７】心臓による血液伝搬は、図４に示すよう
に、周期的な収縮期血圧Ｐｈと拡張期血圧Ｐｌの心拍運
動により行われる。そして動脈の血管径は、収縮期血圧
Ｐｈでの血流流入時に最大径の収縮期血管径となり、ま
た拡張期血圧Ｐｌでの血流流入時に最小径の拡張期血管
径となる。

【００１８】そこで、図５（ａ）に示すように、例えば
空気袋７による押圧が収縮期血圧Ｐｈ以上の場合、動脈
２１は閉塞され、押圧を徐々に低下させることにより、
心臓側からの収縮期血圧Ｐｈでの血液は、押圧部分の動
脈内には血液は充填されずに末梢へ向けて流れ込む。こ
のとき各圧力センサ１、２、３はこの流れを検出し、圧
力センサ２及び３の出力は、圧力センサ１の出力に立ち
上がりに対してそれぞれ遅延して立ち上がる。

【００１９】一方、図５（ｂ）に示すように、空気袋７
による押圧が拡張期血圧Ｐｌに等しくなると、この押圧
により押圧部分の動脈２１の血管径は最小径の拡張期血
管径よりも小さな径となるが、動脈２１内には血液が充
填される。このとき、心臓側からの収縮期血圧Ｐｈでの
血液伝搬が行われると、動脈２１の血管径は拡張期血管
径となり、心臓側からの血圧伝搬速度は、例えば１０ｍ
／ｓと非常に速いので、圧力センサ１の出力に立ち上が
りに対して、圧力センサ２及び３の出力は遅延すること
なく殆ど同時に立ち上がる波形となる。これにより心臓
の収縮期においても拡張期血管径による血流状態が維持
できる。

【００２０】そこで、図１に戻り、前記レベル検出器３
２、３３、３４は、圧力センサ１、２及び３からの出力
の立ち上がりを検出して検出信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を出
力する。また、例えば前記タイマ３５は、圧力センサ１
及び２からの出力の立ち上がりである検出信号Ｄ１、Ｄ
２により圧力センサ２の圧力センサ１に対する遅延時間
Ｔ１を検出し、制御信号ｃ１を生成する。同様にタイマ
３６は、圧力センサ２及び３からの出力の立ち上がりで
ある検出信号Ｄ２、Ｄ３により圧力センサ３の圧力セン
サ２に対する遅延時間Ｔ２を検出し、制御信号ｃ２を生
成する。

【００２１】この制御信号ｃ１、ｃ２は、押圧制御部３
７に出力され、この押圧制御部３７は、制御信号ｃ１、
ｃ２によりポンプ３８及び図示しない排気弁を制御し前
記空気袋７への空気の注入及び排気を行い、押圧力が拡
張期血圧Ｐｌとなるように制御する。

【００２２】ところで、空気袋７による押圧が拡張期血
圧に等しくなり、押圧部分の動脈２１内に血液が充填さ
れる瞬間は、血流が押圧部分の終端、すなわち圧力セン
サ３の後端で止められている状態となっている（図４
（ｂ）参照）。このとき充填血液にとっては、押圧部分
の血流流入端（圧力センサ１の流入端）と圧力センサ３
の後端は開放端となっている。このことを等価的な電気
回路に置き換えて考えると、圧力センサ１と３で得られ
る圧力波形は、血流流入端と圧力センサ３の後端におけ
るオープン電圧波形となり、図６に示すように、中枢側
及び末梢側での血流インピーダンス整合がとられていな
い場合、波高値の異なる圧力波形となる。従って、この
波高値の比は、中枢側及び末梢側での血流抵抗の比を反
映する。

【００２３】そこで、中枢側すなわち圧力センサ１の振
幅と、末梢側すなわち圧力センサ３の振幅の比を中枢・
末梢抵抗比（中枢・末梢拍動抵抗比）として定義するこ
とができる。つまり、圧力センサ３の振幅をｈ3、圧力
センサ１の振幅をｈ1とすると、 （中枢・末梢抵抗比）≡（圧力センサ３の振幅）／（圧
力センサ１の振幅） ＝ｈ3／ｈ1 ・・・（１） として、この中枢・末梢抵抗比を用いて、中枢から末梢
に伝送される血液の伝送エネルギー（すなわち血流と血
圧の積）の整合状態を判断することができる。

【００２４】図１に戻り、このような中枢・末梢抵抗比
を得るために、圧力センサ１のピーク値を検出するピー
ク検出器４１及び圧力センサ３のピーク値を検出するピ
ーク検出器４２を備えており、このピーク検出器４１、
４２の出力はホールド回路４３、４４でホールドされ、
除算器４５でホールドされた圧力センサ３のピーク値Ｄ
Ｐ３（＝ｈ3）を圧力センサ１のピーク値ＤＰ１（＝ｈ
1）で除算することにより中枢・末梢抵抗比ＤＰ３／Ｄ
Ｐ１（＝ｈ3／ｈ1）を算出する。

【００２５】このように本実施例の末梢抵抗計測装置に
よれば、押圧制御部３７により押圧を拡張期血圧に等し
くし、心臓の収縮期血液伝搬時の圧力センサ１、３のピ
ークをピーク検出器４１、４２で検出し、さらに除算器
４５でホールドされた圧力センサ３のピーク値ＤＰ３を
圧力センサ１のピーク値ＤＰ１で除算することにより中
枢・末梢抵抗比を算出しているので、押圧制御、ピーク
検出及び除算処理といった簡単な回路構成で、非観血に
測定対象動脈の中枢から末梢に流れる血液のエネルギー
伝送状態を中枢・末梢抵抗比を用いて定量化でき、例え
ば毛細血管で行われる代謝量の評価、あるいは人体が精
神活動を行った結果生じる、中枢側の血流の送り込みと
末梢側の血流受け取り状態の定量的な評価等を行うこと
ができる。

【００２６】尚、上記実施例では、圧力センサを３つと
したが、これに限らず、３つ以上の圧力センサを用いて
構成してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の末梢抵抗計
測装置によれば、押圧制御手段で押圧手段の押圧力を動
脈の拡張期血圧に制御し、押圧力が拡張期血圧になった
際の心臓の収縮期の血液伝搬時に形成される、第１の圧
力センサの出力のピークと第３の圧力センサの出力のピ
ークとを第１ピーク検出手段及び第２ピーク検出手段で
検出し、第１ピーク検出手段及び第２ピーク検出手段で
検出された第１の圧力センサの出力のピークと第３の圧
力センサの出力のピークを第１ホールド手段及び第２ホ
ール手段でホールドすることで、簡単な構成で、第１ホ
ールド手段及び第２ホール手段の出力に基づいて中枢・
末梢拍動抵抗比を算出することができるという効果があ
る。

【００２８】演算手段で、第２ホール手段の出力を第１
ホールド手段の出力で除算することで、中枢・末梢拍動
抵抗比を直接算出することができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の末梢抵抗計測装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の圧力センサ１乃至３、並びに押
圧手段である空気袋７が配設され、被検診者の手首に装
着される検査具の一構成例を示す斜視図である。

【図３】図１の実施例の圧力センサ１乃至３による動脈
の押圧状態を示す断面図である。

【図４】図１の実施例の押圧制御部３７により押圧力を
説明するための心拍波形図である。

【図５】図１の実施例の圧力センサ１乃至３によって検
出される血流波形の一例を示す波形図である。

【図６】図１の実施例の圧力センサ１乃至３によって検
出される血流波形の詳細な波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１、２、３ 圧力センサ ７ 空気袋 ３１ 信号処理制御部 ３２、３３、３４ レベル検出器 ３５、３６ タイマ ３７ 押圧制御部 ４１、４２ ピーク検出器 ４３、４４ ホールド回路 ４５ 除算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心臓側から末梢側に延びる動脈に沿った
   ３つの位置のうち心臓側の位置に配設される第１の圧力
   センサと、 前記３つの位置のうち中間位置に配設される第２の圧力
   センサと、 前記３つの位置のうち末梢側の位置に配設される第３の
   圧力センサと、 前記３つの位置において同圧にて前記動脈の血流通過制
   限を行う押圧手段と、 前記第１乃至第３の圧力センサからの出力に基づいて、
   前記押圧手段の押圧力を前記動脈の拡張期血圧に制御す
   る押圧制御手段と、 前記押圧制御手段により前記押圧力が前記拡張期血圧に
   なった際の心臓の収縮期の血液伝搬時に形成される、前
   記第１の圧力センサの出力のピークを検出する第１ピー
   ク検出手段と、 前記押圧制御手段により前記押圧力が前記拡張期血圧に
   なった際の心臓の収縮期の血液伝搬時に形成される、前
   記第３の圧力センサの出力のピークを検出する第２ピー
   ク検出手段と、 前記第１ピーク検出手段の出力をホールドする第１ホー
   ルド手段と、 前記第２ピーク検出手段の出力をホールドする第２ホー
   ルド手段とを備えたことを特徴とする末梢抵抗計測装
   置。
2. 【請求項２】 前記第２ホールド手段の出力を前記第１
   ホールド手段の出力で除算する演算手段を備えたことを
   特徴とする請求項１に記載の末梢抵抗計測装置。