Устройство и способ выведения биоинформации и биоинформационного отчета - RU2334455C2
Код документа: RU2334455C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству, выводящему биоинформацию, и способу выведения биоинформации и, в частности, относится к устройству, выводящему биоинформацию, и способу выведения биоинформации, служащим индикатором артериальной патологии.
Кроме того, настоящее изобретение относится к биоинформационному отчету для представления, по меньшей мере, биоинформации, включающей в себя значения артериального давления крови, и, в частности, относится к биоинформационному отчету для быстрой оценки возможности артериальной патологии.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно отношение значений артериального давления, измеренных на нижней конечности и верхней конечности (лодыжечно-плечевой индекс давления крови), вообще используется как индикатор сосудистой патологии, такой как артериосклероз. В качестве лодыжечно-плечевого индекса давления крови известно, например, отношение значений систолического артериального давления, измеренных на плече и лодыжке (ABI) (лодыжечно-плечевой индекс - ЛПИ), и отношение значений систолического артериального давления, измеренных на плече и пальце ноги (TBI) (пальцевое систолическое давление - ПСД). Например, в случае, если отношение (артериальное давление нижней конечности/артериальное давление верхней конечности) 0,9, этот указатель используется для указания возможности артериостеноза на нижней конечности.
Однако когда артериосклероз развивается во всем теле, лодыжечно-плечевой индекс давления может представлять собой нормальное значение. В связи с этим предложен лодыжечно-плечевой индекс давления крови, который используется как более точный указатель в комбинации со скоростью распространения пульсовой волны или скоростью пульсовой волны (PWV) (например, см. опубликованный Патент Японии № 2000-316821).
Вместе с тем, чтобы дифференцировать артериальную патологию, необходимо оценить значения артериального давления сами по себе, так же как и индекс артериального давления крови, такой как ABI. Например, когда разница в значениях артериального давления между правым и левым плечами составляет 20 мм рт. ст. или больше, то существует вероятность нарушения гемодинамики на плече, имеющем более низкое артериальное давление крови. В обычных устройствах для оценки ABI основной задачей является представление отношения значений артериального давления крови. Измеренные значения артериального давления не представляют с использованием метода легкого восприятия соответствующих измеряемых значений артериального давления или для интуитивного восприятия взаимосвязи с другими измеряемыми значениями.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение разработано в связи с проблемой существующего уровня техники. Задачей настоящего изобретение является обеспечение устройства выведения биоинформации и способа, который может представить значения артериального давления крови, используемые в качестве биоинформации, служащие показателем артериальной патологии таким образом, чтобы обеспечить интуитивно-понятное восприятие взаимосвязи с другими измеряемыми значениями и в то же время облегчая узнавание конкретных измеряемых значений.
Таким образом, сущностью настоящего изобретения является устройство выведения биоинформации, отличающееся тем, что указанное устройство содержит: получающий блок, приспособленный для получения двух или более пар значений артериального давления, включающих в себя значение систолического артериального давления и значение диастолического артериального давления; компоновочный блок, приспособленный для формирования отчета для представления двух или более пар значений артериального давления в единой двухкоординатной области, и блок выведения, приспособленный для выведения отчета, где компоновочный блок располагает в двухкоординатной области множество конфигураций пульсовой волны, где каждая конфигурация имеет пару значений, состоящую из значения систолического артериального давления крови и значения диастолического артериального давления крови как пиковые значения, таким образом, что формируется отчет.
Еще одной сущностью настоящего изобретения является способ выведения биоинформации, отличающийся тем, что способ содержит: стадию получения, заключающуюся в получении двух или более пар предварительно измеренных значений артериального давления крови, включающих в себя значение систолического артериальное давления и значение диастолического артериального давления; стадию компоновки, заключающуюся в формировании данных отчета, включающих в себя две или более пары значений артериального давления крови, расположенных в единой двухкоординатной области, и стадию выведения, заключающуюся в выведении данных отчета, и на стадии компоновки данные отчета формируются, таким образом, чтобы включить в себя множество конфигураций пульсовой волны, расположенных в двухкоординатной области, где конфигурация пульсовой волны имеет пару, состоящую из значения систолического артериального давления крови и значения диастолического артериального давления крови как пиковые значения.
Еще одной сущностью настоящего изобретения является программа для того, чтобы заставить компьютер действовать как устройство выведения биоинформации настоящего изобретения или пригодный для считывания компьютером записывающий носитель для хранения программы.
В соответствии с настоящим изобретением множество конфигураций пульсовой волны, каждая из которых имеет пару значений, состоящую из значения систолического артериального давления крови и значения диастолического артериального давления крови как пиковые значения, располагается в единой двухкоординатной области таким образом, чтобы значения артериального давления крови могли быть представлены таким образом, чтобы обеспечить интуитивно-понятное восприятие взаимосвязи с другими значениями результатов измерения и в то же время облегчить понимание конкретных значений результатов измерения.
Другие задачи и преимущества, помимо рассмотренных выше, будут очевидны специалистам в данной области техники из описания предпочтительного варианта исполнения изобретения, которое следует. В описании делаются ссылки на сопровождающие чертежи, которые являются его неотъемлемой частью и которые иллюстрируют пример различных вариантов исполнения изобретения. Такой пример, однако, не является исчерпывающим для различных вариантов исполнения изобретения, и, следовательно, ссылки делаются на формулу изобретения, которая следует за описанием для того, чтобы определить объем притязаний изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопровождающие чертежи, которые включены в описание изобретения и являются его составной частью, иллюстрируют варианты исполнения изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.
На Фиг.1 представлена блок-схема, показывающая структурный пример устройства измерения биоинформации, которое является примером устройства выведения биоинформации в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлена таблица, показывающая пример формул для вычисления эластичности кровеносного сосуда в устройстве выведения биоинформации в соответствии с вариантом исполнения.
На Фиг.3 представлена диаграмма для пояснения примера формата выводимого посредством устройства выведения биоинформации отчета по первому варианту исполнения.
На Фиг.4 представлена диаграмма для пояснения примера еще одного формата выводимого посредством устройства выведения биоинформации отчета по первому варианту исполнения.
На Фиг.5 представлена диаграмма, показывающая пример, где значения результата измерения, указывающие на возможность небольшой окклюзии артерии, представлены в формате выводимого отчета, таком, как на Фиг.3.
На Фиг.6 представлена диаграмма, показывающая пример, где значения результата измерения, указывающие на возможность серьезной окклюзии артерии, представлены в формате выводимого отчета, таком, как на Фиг.3.
На Фиг.7A и 7B представлены графики для пояснения примера формата выводимого устройством выведения биоинформации отчета в соответствии со вторым вариантом исполнения.
На Фиг.8 представлена диаграмма, показывающая пример, в котором выводимый отчет значений измерения артериального давления крови варианта исполнения прилагается к полному выводимому отчету, включающему в себя другие результаты измерения.
На Фиг.9 представлена блок-схема, поясняющая последовательность получения выводимого отчета в устройстве выведения биоинформации в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ
Предпочтительные варианты исполнения настоящего изобретения будут подробно описаны ниже в соответствии с сопровождающими чертежами.
(Первый вариант исполнения)
(Конфигурация устройства)
На Фиг.1 представлена блок-схема, показывающая пример структуры устройства измерения биоинформации, которое является примером устройства выведения биоинформации в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.
Настоящий вариант исполнения описывает пример, в котором настоящее изобретение применяется к устройству измерения биоинформации, способному к получению различных видов биоинформации. В устройстве выведения биоинформации настоящего изобретения, по меньшей мере, значение систолического артериального давления крови и значение диастолического артериального давления крови должны быть получены каким-либо образом. Кроме того, является предпочтительным получать результаты измерения пульсовой волны на участке, где измеряются показатели артериального давления или вблизи этого участка. Результаты измерения могут быть получены посредством, например, считывания данных с устройства хранения данных или т. п. устройства. В этом случае функция измерения значений артериального давления крови и пульсовых волн не является необходимой.
Операционно-управляющий блок 10 управляет операциями всего устройства измерения биоинформации данного варианта исполнения. Операционно-управляющий блок 10 может являться, например, компьютером общего назначения, включающим в себя центральный процессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство (включая в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство) и различные интерфейсы (не показаны). Например, центральный процессор приводит в исполнение управляющие программы, хранящиеся в постоянном запоминающем устройстве и запоминающем устройстве большой емкости, таком как внутренний или внешний жесткий диск и оптический диск, таким образом, что операции, рассмотренные ниже, выполняются и контролируются. Само собой разумеется, не является обязательным, чтобы все операции обязательно обрабатывались посредством программного обеспечения и, по меньшей мере, некоторые из операций могут быть осуществлены посредством аппаратных средств.
Операционно-управляющий блок 10 управляет блоком 201 управления аваскуляризацией для верхней конечности и блоком 202 управления аваскуляризацией для нижней конечности для измерения диастолического артериального давления (Pd), систолического артериального давления (Ps) и среднего артериального давление (Pm) на верхней конечности (например, плече) и нижней конечности (например, лодыжке или пальце ноги). ABI (лодыжечно-плечевой индекс) (отношение между значением систолического артериального давления на плече (типичный показатель) и значением систолического артериального давления на правой или левой лодыжке) и TBI (пальцевое систолическое давление) (отношение между значением систолического артериального давления на плече (типичный показатель) и значением систолического артериального давления на правом или левом пальце ноги) могут быть определены из результатов измерений.
Операционно-управляющий блок 10 может, кроме того, вычислять скорость распространения пульсовой волны между сердцем (отверстие аортального клапана) и лодыжкой, между сердцем и пальцем ноги или между участками, где прикреплены манжеты, путем использования сигналов пульсовой волны, подаваемых от блока 201 управления аваскуляризацией для верхней конечности и блока 202 управления аваскуляризацией для нижней конечности (сердечный звуковой сигнал, подаваемый от блока 203 регистрации сердечных звуков, электрокардиографический сигнал, поданный от блока 204 регистрации электрокардиографического сигнала и пульса сонной артерии, пульса бедренной артерии и пульса подколенной артерии или т.п., подаваемые с блока 205 регистрации пульсовой волны, могут выборочно использоваться, когда это необходимо), и длины кровеносного сосуда (соответствующей заранее известной длине кровеносного сосуда) между участками измерения.
В ответ на управление операционно-управляющего блока 10 блок 201 управления аваскуляризацией для верхней конечности и блок 202 управления аваскуляризацией для нижней конечности управляют нагнетанием/сбросом давления аваскуляризацией в компрессионных камерах (21aR, 21aL, 22aR, 22aL) компрессионных манжет 21R и 21L и 22R и 22L, которые соединены через шланги 21h и 22h, путем использования насосов, выпускных клапанов и так далее (не показано). Блок 201 управления аваскуляризацией для верхней конечности и блок 202 управления аваскуляризацией для нижней конечности содержат датчики для регистрации пульсовых волн, распространяющихся через шланги 21h и 22h, например, имеются датчики (211R и L и 221R и L) давления, посредством которых пульсовые волны, распространяющиеся через компрессионные камеры и шланги, преобразуются в электрические сигналы и выводятся к операционно-управляющему блоку 10. На Фиг.1 блок 201 управления аваскуляризацией для верхней конечности и блок 202 управления аваскуляризацией для нижней конечности отделены друг от друга, но могут быть представлены и как единый блок. В дальнейшем объяснении манжеты 21 и манжеты 22 не включают в себя указатели R и L и указывают обе, как правую, так и левую манжеты 21 и 22.
Блок 203 регистрации сердечных звуков подает на операционно-управляющий блок 10 сердечный звуковой сигнал, зарегистрированный у обследуемого пациента посредством микрофона 23 для улавливания сердечных звуков. Сердечный звуковой сигнал главным образом используется для того, чтобы определить исходную точку пульсовой волны, идущей от сердца.
Блок 204 регистрации электрокардиографического сигнала получает электрокардиографические сигналы, регистрируемые посредством электрокардиографических электродов 24a и 24b, и подает эти сигналы на операционно-управляющий блок 10. Электрокардиографические сигналы получают, как необходимые, при более тщательной диагностике.
Блок 205 регистрации пульсовой волны подает операционно-управляющему блоку 10 пульсовые волны, зарегистрированные посредством датчиков 25a и 25b пульсовой волны, конкретно пульс сонной артерии, пульс бедренной артерии и пульс подколенной артерии. Кроме того, датчики, подобные датчикам 25a и 25b пульсовой волны, могут быть размещены на участках, где прикреплены манжеты 21 и 22 (включающие в себя датчики в манжетах 21 и 22), и пульсовые волны могут быть зарегистрированы с помощью этих датчиков пульсовой волны.
Кроме того, операционно-управляющий блок 10 соединен: с блоком 70 отображения, который может выводить/отображать различные виды операционного руководства, результаты измерения и диагностические показатели; с блоком 75 фиксирования, который является устройством, формирующим изображение, таким как принтер, способный к формированию и выведению результатов измерения и диагностических показателей; с блоком 80 хранения, включающим в себя, например, накопитель на жестком диске, записывающий оптический дисковод и энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство для сохранения результатов измерения и диагностических показателей; с блоком 85 выведения аудиоинформации, который может выводить звуки управления и различные виды звуковых сигналов тревоги, и блоком 90 ввода/управления, который включает в себя клавиатуру, компьютерную мышь, кнопки, сенсорную панель и позволяет осуществлять ввод и управление со стороны оператора.
Дополнительно может быть обеспечено следующее: проводный и/или радиокоммуникационный интерфейс для взаимодействия с другими устройствами и устройством хранения данных или т.п., использующим съемное запоминающее устройство. Блок 70 отображения и блок 75 фиксирования могут быть подсоединены извне. Другими словами, в дополнение к блоку 70 отображения и блоку 75 фиксирования, которые включены в корпус устройства, может быть подсоединено внешнее отображающее устройство с большей отображающей площадью и/или большим количеством цветов дисплея и внешнее фиксирующее устройство с большей площадью печати и/или большим количеством печатаемых цветов. При этой конфигурации возможно одновременно достичь меньшей площади и разнообразия выводимых данных. В этом случае обеспечивают известный интерфейс дисплея или интерфейс принтера.
(Измерение: Подготовка к измерению)
Нижеследующее описывает стадии и операции для измерения с использованием устройства выведения биоинформации, сконфигурированного описанным образом. Измерение с самой высокой точностью будет рассмотрено ниже. Инициализация для работы устройства, например установка времени, является заранее выполненной.
Сначала, для подготовки, манжеты, датчики и так далее прикрепляются к обследуемому субъекту. Конкретно, манжеты 21R/21L для верхней конечности прикрепляют к правым/левым предплечьям обследуемого субъекта и манжеты 22R/22L для нижней конечности прикрепляют к правой/левой лодыжкам или пальцам ноги обследуемого субъекта. Хотя манжеты, прикрепляемые к лодыжкам и пальцам ног, различаются по конфигурации, обе эти манжеты будут описаны как манжеты 22 для нижних конечностей. Манжеты 21 и 22 могут быть прикреплены посредством фиксатора типа "липучка" или т.п. Кроме того, электрокардиографические электроды 24a и 24b прикрепляют, например, к левому и правому запястьям. Для лучшей регистрации, электропроводную пасту или т.п. наносят, как обычно, на участки прикрепления. Участки, где прикрепляют электрокардиографические электроды, могут быть изменены в соответствии с видом получаемых данных. В случае, когда пульсовые волны измеряют посредством приспособления иного, чем манжеты, например, отдельными датчиками пульсовой волны на участках, где измеряются показатели артериального давления или вблизи этих участков, в этот момент времени прикреплены датчики пульсовой волны.
Микрофон 23 для улавливания сердечных звуков прикрепляют лентой к заранее заданному месту на груди обследуемого субъекта (во втором межреберье по краю грудины). Кроме того, датчик 25a пульсовой волны закрепляются на шее на участке пульсации сонной артерии шеи. Кроме того, датчик 25b пульса бедренной артерии устанавливают в паховой области при необходимости.
Впоследствии личная информация обследуемого субъекта, включающая в себя возраст, пол, рост и вес, вводится, используя блок 90 ввода/управления. В соответствии с заранее заданной формулой на основании значения роста определяется соответствующая длина кровеносного сосуда. В некоторых случаях длина кровеносного сосуда определяется в соответствии с заранее заданной формулой посредством измерения расстояний между участками прикрепления манжет 21 и 22 и вторым межреберьем по краю грудины при помощи линейки или т.п. и вводом указанных расстояний. Таким образом, подготовка к измерениям является законченной.
(Измерение: Измерение пульсовой волны)
Когда подготовка к измерению является законченной и после выдачи команды начала измерения, например, с блока 90 ввода/управления, операционно-управляющий блок 10 впервые начинает измерение пульсовых волн на участках, где измеряются значения артериального давления крови или вблизи этих участков. Когда пульсовые волны измеряют, используя манжеты, режим измерения может быть произвольно установлен. Сначала команда начала нагнетания для правой плечевой манжеты 21R выдается блоку 201 управления аваскуляризацией верхней конечности.
Блок 201 управления аваскуляризацией верхней конечности нагнетает воздух в манжету 21R, чтобы раздуть компрессионную камеру 21aR. В этот момент давление, прикладываемое посредством манжеты 21R к поверхности тела (внутреннее давление манжеты регистрируется посредством датчика 211R давления), может быть установлено низко, пока пульсовая волна не сможет быть зарегистрирована. Например, давление может быть ниже, чем типичное значение диастолического артериального давления крови.
Пульсовая волна распространяется как волна давления воздуха от компрессионной камеры 21aR через шланг 21h и регистрируется посредством датчика 211R давления. Пульсовая волна преобразуется в электрический сигнал (вообще, датчик давления преобразует давление в электрический сигнал и выводит сигнал) и выводится на операционно-управляющий блок 10 как сигнал пульсовой волны, полученный от манжеты 21R. Операционно-управляющий блок 10 записывает сигнал пульсовой волны в блок 80 хранения. Когда заранее заданное количество пульсовых волн с достаточной амплитудой измерено, выпускной клапан открывается посредством блока 201 управления аваскуляризацией верхней конечности для откачки манжеты 21R.
Эти операции измерения пульсовой волны выполняются одновременно или последовательно на всех манжетах, и пульсовые волны измеряются на участках, где измеряются значения артериального давления крови или вблизи этих участков. Когда пульсовые волны регистрируются посредством датчиков пульсовой волны, отличных от датчиков пульсовой волны манжет, пульсовые волны могут быть получены одновременно или последовательно со всех датчиков и зарегистрированы.
(Измерение: Измерение артериального давления крови)
В последующем операционно-управляющий блок 10 начинает измерение артериального давления крови. В этом случае также режим измерения может быть произвольно установлен. Вначале команда начала нагнетания давления в правой плечевой манжете 21R выдается блоку 201 управления аваскуляризацией верхней конечности.
Блок 201 управления аваскуляризацией верхней конечности нагнетает воздух в манжету 21R, раздувает компрессионную камеру 21aR и оказывает давление на участок прикрепления. Пульсовая волна распространяется как волна давления воздуха от компрессионной камеры 21aR через шланг 21h в ответ на нагнетание, и пульсовая волна регистрируется посредством датчика давления 211R. Пульсовая волна преобразуется в электрический сигнал (вообще, датчик давления преобразует давление в электрический сигнал и выдает этот сигнал) и выдается на операционно-управляющий блок 10 как сигнал пульсовой волны, полученный от манжеты 21R.
Операционно-управляющий блок 10 заставляет блок 201 управления аваскуляризацией верхней конечности нагнетать воздух в компрессионную камеру 21aR, до тех пор пока пульсовая волна, регистрируемая посредством датчика 211R давления, не станет слишком малой, чтобы регистрироваться в качестве комплекса пульсовой волны и участок прикрепления манжеты не окажется пережатым, или пока давление не достигнет заранее заданного давления манжеты, при котором участок прикрепления манжеты не окажется достаточно пережатым. И затем нагнетание прекращается, когда пульсовая волна становится слишком малой, чтобы регистрироваться в качестве комплекса пульсовой волны. Давление манжеты (внутреннее давление) в этот момент может быть зарегистрировано посредством датчика 211R давления. И затем блоку 201 управления аваскуляризацией верхней конечности выдается команда постепенного снижения давления манжеты.
Блок 201 управления аваскуляризацией верхней конечности регулирует работу выпускного клапана (не показано) и начинает записывать регистрируемые сигналы пульсовой волны, в то же время сбрасывая давление в манжете с постоянной скоростью посредством выпускания воздуха из компрессионной камеры 21aR. Значения давления манжеты также непрерывно регистрируются посредством датчика давления 211R. Регистрация пульсовых волн начинается снова в процессе сброса давления, и систолическое артериальное давление Ps, среднее артериальное давление Pm и диастолическое артериальное давление Pd определяются на основании значений давления манжеты в момент, когда пульсовая волна быстро увеличивается по амплитуде, в момент, когда пульсовая волна имеет максимальную амплитуду, и в момент, когда пульсовая волна быстро уменьшается по амплитуде. Значение давления манжеты может быть вычислено также на основании значения давления в начале сброса давления, скорости сброса давления и времени декомпрессии. Такой способ измерения значений артериальных давления крови известен как осциллометричский способ. Когда диастолическое артериальное давление крови определено, манжета сбрасывает давление без остановки.
Такой процесс для измерения артериального давления крови аналогичным образом выполняется и на других манжетах 21L, 22R и 22L, и измерение артериального давления крови на верхних и нижних конечностях завершается.
Измеренное значение диастолического артериального давления крови, значение систолического артериального давления крови и значение среднего артериального давление крови сопрягают с сигналами пульсовой волны, зарегистрированными на том же самом участке, и значения давления сохраняются в блоке 80 хранения.
(Измерение: измерение скорости пульсовой волны PWV)
На основании вышеупомянутых результатов измерения значений артериального давления крови и пульсовых волн выводимый отчет (описываемый позже) может быть сформирован. Вместе с тем, в настоящем варианте исполнения измеряется другая биоинформация для получения других информативных показателей для диагностики артериальной патологии. В нижеследующем в первую очередь будет рассмотрено измерение PWV. Когда пульсацию сонной артерии регистрируют, используя датчик 25a пульсовой волны, операционно-управляющий блок 10 получает пульсовые волны посредством блока 205 регистрации пульсовой волны и регистрирует возникновение сердечного звука (например, второго сердечного тона), соответствующего восходящей части пульсовой волны, на основании сердечного звукового сигнала, полученного посредством блока 203 регистрации сердечных звуков. Пульсовые волны и сердечный звуковой сигнал подвергаются надлежащей обработке, такой как аналого-цифровое преобразование, и сохраняются в блоке 80 хранения. PWV определяют следующим образом:
PWV=AF/(t + tc),
где AF представляет собой длину кровеносного сосуда между вторым межреберьем по краю грудины и участком (лодыжка или палец ноги), где прикреплена манжета 22R, t представляет собой разницу времени от восходящей части пульсовой волны сонной артерии (или плечевой пульсовой волны) до восходящей части пульсовой волны лодыжки (или пальца ноги) и tc представляет собой разницу времени от восходящего края, соответствующего второму тону сердечного звукового сигнала, до инцизуры пульсовой волны сонной артерии (или плечевой пульсовой волны).
Когда датчик пульсовой волны 25a не используется, PWV (также обозначаемая как baPWV) может быть определена следующим образом: приблизительно подсчитываемую длину кровеносного сосуда определяют на основании разности между расстоянием от сердца (от начала аорты) до участка, где прикреплена манжета 21R, и расстоянием от сердца (от начала аорты) до участка, где прикреплена манжета 22R, и приблизительно подсчитанную длину делят на разницу времени между восходящей частью пульсовой волны, измеренной посредством манжеты 21R, прикрепленной к плечу, и восходящей частью пульсовой волны, регистрируемой посредством манжеты 22R. Альтернативно PWV может быть аналогичным образом определена на основании разницы во времени между пульсовыми волнами, измеренными на двух заданных точках и длины кровеносного сосуда (или ее приведенного значения) между точками измерения.
При завершении измерения PWV операционно-управляющий блок 10 заставляет блок 201 управления аваскуляризацией верхней конечности и блока 202 управления аваскуляризацией нижней конечности ослаблять манжеты, сохраняет результаты измерения в блоке 80 хранения и заканчивает процесс измерения.
Как описано выше, значения артериального давления крови и пульсовые волны измеряются на правом и левом плечах и правой и левой лодыжках/пальцах ног в настоящем варианте исполнения. Для достижения эффекта формата выводимого отчета (описанного позже), который является отличительной особенностью настоящего варианта исполнения, значения артериального давления крови и пульсовые волны измеряют, по меньшей мере, на двух участках тела обследуемого субъекта. Кроме того, PWV может быть определена количественно между сердцем и лодыжкой и между сердцем и пальцем ноги и может быть определена количественно как на правой, так и на левой лодыжках или пальцах ног. Кроме того, PWV может быть определена количественно между сердцем (начало аорты) и плечом, между сердцем и коленом, между бедром и лодыжкой и между плечом и запястьем.
(Вычисление эластичности кровеносного сосуда)
В последующем операционно-управляющий блок 10 определяет количественно эластичность кровеносного сосуда. Эластичность кровеносного сосуда может представлять собой значения, определяемые посредством, например, Формул 1-5, показанных на Фиг.2, где k представляет собой константу. То, какая формула должна быть использована, определяют заранее. Само собой разумеется, эластичность кровеносного сосуда может быть вычислена с использованием двух или более формул.
Значения артериального давления крови (систолического артериального давления Ps крови, среднего артериального давление Pm крови и диастолического артериального давления Pd крови), используемые в Формулах 1-5, являются идеальными значениями артериального давления крови в центральных точках участков, где скорости пульсовых волн были измерены. Например, измеренные значения на плече могут быть использованы вместо значений артериального давления крови. Значение артериального давления крови в центральной точке может быть оценено на основании заранее известной формулы преобразования и измеренного значения артериального давления крови на участке, где пульсовые волны были измерены, для вычисления PWV. Кроме того, PWV, используемая для вычисления эластичности кровеносного сосуда, может быть одним из результатов измерения, полученных между сердцем и лодыжкой, между сердцем и пальцем ноги (или между другими двумя участками).
Кроме того, является предпочтительным сохранение измеряемой биоинформации и значений показателей, таких как вычисленные скорости (PWV) пульсовых волн и эластичности кровеносного сосуда, таким образом, чтобы привести в соответствие с личной информацией обследуемого субъекта и датой и временем проведения измерения. Например, папка или директория создаются для каждого обследуемого субъекта, папка или директория дополнительно создаются в папке или директории обследуемого субъекта для каждого времени измерения, и затем полученные значения артериального давления крови и сигналы пульсовой волны или т.п. сохраняются в папке или директории.
Как упоминалось в начале описания настоящего варианта исполнения, в настоящем варианте исполнения описан пример, в котором настоящее изобретение применяется к устройству измерения биоинформации, способному к получению различных видов биоинформации. В связи с этим регистрация других видов биоинформации, конкретно регистрация пульсовых волн, электрокардиограмм, сердечных звуков или т. п. была описана, и было описано вычисление PWV, и эластичности кровеносного сосуда были описаны в дополнение к регистрации пульсовых волн и значений артериального давления крови. Минимальным требованием к устройству выведения биоинформации настоящего изобретение является наличие функции выведения отчета в следующем формате на основании результатов измерений параметров пульсовых волн и значений артериального давления крови.
Например, в самой простой конфигурации устройства выведения биоинформации, способного к выведению отчета в нижеследующем формате, программное обеспечение для выведения отчета, рассматриваемого ниже, устанавливают в компьютере, который является коммерчески доступным, таким как персональный компьютер. В этом случае результаты измерения биоинформации, включающие в себя значения артериального давления крови и пульсовые волны, могут быть получены со съемного запоминающего устройства или из компьютерной сети. Также в этом случае отчет может быть выведен либо на внутренний или на внешний дисплей компьютера и принтер, напрямую или опосредованно соединенные с компьютером.
(Выведение отчета)
При ссылке на блок-схему, представленную на Фиг.9, ниже будет описано выведение отчета в устройстве выведения. В этом случае отчет выводится посредством, например, блока 75 фиксирования, который является цветным принтером. Как описано выше, отчет может выводиться на внешнее отображающее устройство или внешнее выводящее устройство, а также на блок 70 отображения.
Отчет может автоматически выводиться после осуществления измерения. Например, список ранее обследованных субъектов, находящийся в блоке 80 хранения, может быть отображен посредством блока 70 отображения, и результаты измерения, относящиеся к обследуемому субъекту, будучи отобранными из списка, могут быть выведены посредством блока 90 ввода/управления. В этом случае результаты измерения, относящиеся к обследуемому субъекту, выводятся, будучи отобранными из списка ранее обследованных субъектов.
Вначале операционно-управляющий блок 10 считывает личную информацию и результаты измерений выбранного обследуемого субъекта из блока 80 хранения (этап S101). Затем прочитанная информация преобразуется в заранее заданный формат отображения и располагается в формате выведения (описанном позже) (стадия S103). На этой стадии настоящего варианта исполнения каждая типичная пульсовая волна деформируется (масштабируется), как будет описано позже, строится график среднего артериального давления крови и компонуются результаты измерения на каждом участке.
После завершения компоновки информация преобразуется в формат, подходящий для выведения информации в целевом устройстве вывода, например, блоке 75 фиксирования (этап S105). Преобразование формата включает в себя, например, преобразование разрешения в соответствии с предназначенным выводным устройством (72 dpi или 96 dpi (точек на дюйм) для дисплея и 400 dpi - 600 dpi для печатания), цветное преобразование (преобразование для монохромного выводного устройства, увеличение/сокращение количества цветов, и т. д.), масштабирование и преобразования в побитовое отображение. После преобразования в формат, приемлемый для предназначенного вывода, преобразованные данные выводятся на целевое устройство в качестве данных отчета (этап S107) и затем отображаются или печатаются.
Поскольку устройство выведения биоинформации может получать предварительно зарегистрированные данные через компьютерную сеть или со сменного носителя данных или т.п., даже если устройство выведения биоинформации не имеет функции регистрации биоинформации, выводимый отчет может выводиться посредством подобной обработки. Другими словами, устройство выведения биоинформации сначала получает информационный список, касающийся данных измерения (включающий в себя список имен обследованных субъектов), и отображает информацию на дисплее. После того, как обследуемый субъект выбран из списка, с использованием устройства ввода, такого как клавиатура и компьютерная мышь, выполняется обработка таким образом, как на этапах S101 к S105, и информация выводится на заранее заданное целевое устройство вывода, например, дисплей или принтер (этап S107). Таким образом, сходный выводимый отчет отображается или печатается.
(Формат биоинформационного отчета)
На Фиг.3 показан пример биоинформационного отчета, выводимого посредством устройства выведения биоинформации настоящего варианта исполнения. В нижеследующем будет только обсуждаться формат выводимого отчета измеряемых значений артериального давления крови, который является отличительной особенностью настоящего варианта исполнения. Само собой разумеется, что выводимый отчет может включать в себя, по меньшей мере, один или более других измеряемых значений.
Выводимый отчет включает в себя двухкоординатную область 320 отображения биоинформации, имеющую ортогональные оси. На вертикальной оси представлены значения артериального давления крови. Настоящий вариант исполнения отличается визуальным представлением значений систолического и диастолического артериального давления крови и разницы между значениями с конфигурацией пульсовой волны. Еще одной отличительной особенностью является представление индикатора (индикатора среднего артериального давление крови) для указания среднего артериального давления крови в дополнение к комплексу пульсовой волны, чтобы легко воспринимать взаимосвязь значений среднего артериального давление крови на каждом участке измерения.
В примере Фиг.3 четыре конфигурации 321 - 324 пульсовой волны (комплексы четырех пульсовых волн на бит) расположены в виде последовательности в горизонтальном направлении относительно шкалы вертикальной оси (масштабируемые при необходимости) таким образом, что максимальный пик и минимальный пик указывают систолическое (максимальное) значение артериального давления Ps крови и диастолическое (минимальное) значение артериального давления Pd крови, которые измерены на том же самом участке. Несмотря на то, что смежные конфигурации пульсовой волны могут накладываться друг на друга, небольшое наложение друг на друга более предпочтительно из соображений большей наглядности соответствующих комплексов пульсовой волны.
Конкретное значение артериального давления крови может быть легко воспринято на основании положения пика конфигурации пульсовой волны, и узнается амплитуда (высота) конфигурации пульсовой волны таким образом, что различие между систолическим артериальным давлением крови и диастолическим артериальным давлением крови можно узнать сразу. Также возможно добавить горизонтальные дополнительные линии 329, каждая из которых указывает положение пика, эквивалентное систолическому артериальному давлению крови. Когда горизонтальные дополнительные линии 329 добавлены, взаимосвязь значений систолического артериального давления крови может быть более четко воспринимаемой. Длина горизонтальной дополнительной линии 329 специальным образом не ограничена, но для возможности быстрого сравнения значений систолического артериального давления крови со значением систолического артериального давления крови на еще одном участке предпочтительно, чтобы концы горизонтальных дополнительных линий, соответствующие значениям систолического артериального давления крови в двух участках перекрывались по вертикали. Эти два участка являются, по меньшей мере, комбинацией правой и левой верхних конечностей, правой и левой нижних конечностей, верхней и нижней правых конечностей и верхней и нижней левых конечностей.
Кроме того, измеряемые значения на каждом участке (или в различное время на том же самом участке) указаны в той же самой области отображения биоинформации таким образом, что соответствующие измеряемые значения могут быть представлены одновременно и сравнение может быть легко и надлежащим образом выполнено с измеряемыми значениями, полученными на другом участке (или соответствующими другой дате и времени, на другом участке и/или в другое время, хотя это может специально и не упоминаться ниже) или на предмет разницы (пульсовая амплитуда давления) между систолическим артериальным давлением крови и диастолическим артериальным давлением крови.
Кроме того, в настоящем варианте исполнения индикаторные линии 325 - 328 представлены в дополнение к конфигурациям пульсовой волны для указания значений среднего артериального давление крови. Таким образом, предоставляется возможность узнать значение среднего артериального давления крови, не представленное посредством пикового значения, и легко узнать корреляцию с измеряемыми значениями на других участках.
В примере на Фиг.3 индикаторные линии 325 - 328 для указания значений среднего артериального давления крови представлены как горизонтальные пунктирные линии в комплексах пульсовой волны. Поскольку соответствие с конфигурациями пульсовой волны (моменты измерения) может быть четко определено и фактические измеренные значения могут быть идентифицированы, расположение и формы индикаторных линий 325 - 328 не ограничены.
Например, та же самая пунктирная линия может быть частично или полностью размещена за пределами комплекса пульсовой волны, и метки такие каки ¦ могут использоваться в дополнение к индикаторным линиям или пунктирным линиям, каждая из которых имеет определенную длину. Например, как показано на Фиг.4, индикатор для указания среднего артериального давления крови может быть индикатором, визуально указывающим область, соответствующую значениям артериального давления крови, равным или меньшим, чем среднее значение артериального давление крови каждого комплекса пульсовой волны. Например, может использоваться индикатор, который заполняет область заштрихованным образом или сплошным закрашиванием областей. Само собой разумеется, индикатор может быть показателем, визуально указывающим область отображения биоинформации, соответствующую значениям артериального давления крови, равным или превышающим значение среднего артериального давления крови.
Кроме того, конфигурации пульсовой волны могут быть выполнены визуально различными для соответствующих участков измерения. Конкретно, конфигурации пульсовой волны и показатели среднего артериального давления крови могут быть представлены, используя различные цвета и графические изображения для соответствующих участков измерения. Как показано в примере на Фиг.4, участки, где комплексы пульсовой волны (и показатели среднего артериального давление крови) измеряются, могут быть ясно указаны посредством письменных пояснений 330 в отчете.
Фактические измеренные значения артериального давления крови могут быть представлены в виде спецификации. Например, значения могут быть указаны в виде таблицы, такой как таблица 310 на Фиг.3. Альтернативно, как показано на Фиг.4, конкретное числовое значение может быть представлено, по меньшей мере, для одного из пиковых положений конфигурации пульсовой волны и участка вблизи индикатора среднего артериального давление крови.
На Фиг.5 и 6 показаны, в формате, представленном как на Фиг.3, результаты измерения, указывающие на подозрения на небольшую аваскуляризацию артерии и выраженную аваскуляризацию артерии соответственно.
На Фиг.8 показан пример, где отчет, касающийся измеряемых значений артериального давления крови настоящего варианта исполнения, прилагается к полному отчету, включающему в себя другие результаты измерения. На Фиг.8 отчет о результатах измерения значения артериального давления крови представлен в области, обозначенной как 340. В примере на Фиг.8 цвет изменяется для каждого участка измерения, и используется индикатор среднего артериального давление крови, который сплошным образом закрашивает область отображения биоинформации, не превышающую значение среднего артериального давление крови в комплексе пульсовой волны, как показано на Фиг.4. Участки измерения и фактические измеренные значения представлены в виде письменных пояснений.
На примере Фиг.8 график 350 увеличения пульсовой волны представлен под областью 340 как информация для подтверждения достоверности измерения значения артериального давления крови, выполненного с использованием манжет. График амплитуды пульсовой волны 350 включает в себя список значений ширины пульсовых волн, которые регистрируются посредством манжет, когда значения артериального давления крови измерены посредством осциллометрического способа. Другими словами, горизонтальная ось представляет значение давления манжеты (уменьшающееся в правом направлении), и вертикальная ось представляет значение амплитуды пульсовой волны. Качество измерения значения артериального давления крови может быть главным образом установлено на основании формы графика, и протяженность кровеносного сосуда может быть также определена. Такой график может быть сформирован, используя сигналы пульсовой волны и значения давления в манжете, регистрируемые во время измерения значения артериального давления крови.
При выражении с использованием числовых значений и конфигураций пульсовой волны и последовательности графиков амплитуды пульсовой волны возможно подробно исследовать аваскуляризацию, так же как систолическое артериальное давление крови. Посредством обращения к графику амплитуды пульсовой волны в дополнение к отображению конфигураций пульсовой волны возможно более точно оценить, является ли различие значения артериального давления крови между верхней и нижней конечностями или между правой и левой конечностями ошибкой измерения значения артериального давления крови или достоверным различием.
Принимая во внимание представление информации, полезной для диагностики, особенно предпочтительным является, чтобы конфигурации пульсовой волны для представления измеряемых значений артериального давления крови измерялись на участке, где измеряются значения артериального давления крови, или в месте, расположенном вблизи этого участка. В этом случае из пульсовых волн, зарегистрированных перед измерением значения артериального давления крови, типичный комплекс пульсовой волны в один бит (например, комплекс пульсовой волны, имеющий максимальную амплитуду) может быть выбран и использован.
Конфигурация пульсовой волны, используемая для отчета, может быть сформирована посредством масштабирования в горизонтальном направлении (направление по оси времени) исходного комплекса пульсовой волны в соответствии с размером (шириной) области размещения в заранее заданной двухкоординатной области и масштабирования в направлении высоты (амплитудное направление) оригинального комплекса пульсовой волны в соответствии со значением систолического артериального давления крови и значением диастолического артериального давления крови, которые будут представлены как пиковые значения и в соответствии со шкалой оси значений артериального давления крови.
В настоящем варианте исполнения используется пульсовая волна, зарегистрированная перед измерением значения артериального давления крови. Пульсовая волна может быть измерена после прохождения заранее заданного времени, начиная с момента измерения артериального давления крови. Когда значение артериального давления крови измеряют с использованием пульсовой волны, как в настоящем варианте исполнения, может использоваться пульсовая волна, регистрируемая для измерения значения артериального давления крови.
Конкретное значение артериального давления крови может быть легко определено посредством представления значения артериального давления крови с конфигурацией пульсовой волны, и взаимосвязь с другим измеряемым значением артериального давления крови можно интуитивно определить. Этот эффект может быть достигнут без использования фактического измерения конфигурации пульсовой волны. Таким образом, готовый смоделированный комплекс пульсовой волны может быть надлежащим образом масштабирован и использован для отчета.
Как описано выше, в соответствии с настоящим вариантом исполнения значение систолического и значение диастолического артериального давления крови представлены посредством пиков конфигураций пульсовой волны таким образом, что конкретные измеряемые значения соответствующих участков можно легко узнать и взаимосвязь с другим измеряемым значением можно узнать интуитивно. Следовательно, индикатор настоящего варианта исполнения весьма полезен для принятия решения, имеется ли возможность аваскуляризации артерии и принятия решения, касающегося места и уровня аваскуляризации. Кроме того, индикатор для указания значения среднего артериального давление крови представлен в дополнение к конфигурации пульсовой волны таким образом, что значение среднего артериального давление крови можно легко узнать и сравнить.
Кроме того, конфигурация пульсовой волны, используемая для указания значений артериального давления крови, является конфигурацией пульсовой волны, фактически измеренной на участке, где измеряются значения артериального давления крови, или в месте вблизи участка таким образом, что информация может быть получена также непосредственно из самого комплекса пульсовой волны и может быть получен более информативный отчет.
(Второй вариант исполнения)
В нижеследующем описано устройство выведения биоинформации в соответствии со вторым вариантом исполнения настоящего изобретения. Поскольку второй вариант исполнения подобен первому варианту исполнения, за исключением формата выводимого отчета, ниже будет описан только формат выведения отчета, который является отличительной особенностью настоящего варианта исполнения.
На Фиг.7A и 7B показан формат отчета, выводимого посредством устройства выведения биоинформации настоящего варианта исполнения. Настоящий вариант исполнения сходен с первым вариантом исполнения в том, что соответствующие измеряемые значения артериального давления крови представлены как конфигурации пульсовой волны и настоящий вариант исполнения отличается множеством наложенных друг на друга конфигураций пульсовой волны. Предпочтительно, чтобы конфигурации пульсовой волны накладывались друг на друга посредством совмещения их координатных осей времени таким образом, что различия между комплексами пульсовой волны могут быть сразу выявлены. Другими словами, множество конфигураций пульсовой волны предпочтительно должно быть представлено в синхронизации друг с другом. Такая синхронизация может быть получена посредством регистрации, например, восходящих участков конфигураций пульсовой волны и расположения конфигурации пульсовой волны таким образом, чтобы разместить восходящие участки в том же самом положении в направлении горизонтальной оси.
Этот способ отражения делает возможным детальное сравнение между участками, где измеряются сходные пульсовые волны, например, детальное сравнение между правым плечом и левым плечом. Кроме того, UT-время (время восхождения) от восходящего участка до пика комплекса пульсовой волны имеет тенденцию увеличиваться при наличии стеноза артерии, и таким образом можно интуитивно осуществлять сравнение UT-времени друг с другом посредством наложения друг на друга при синхронизации друг с другом конфигураций пульсовой волны. В этом случае указанный способ является весьма эффективным. В примере, представленном на Фиг.7A, измеряемые значения на верхней конечности наложены друг на друга и измеряемые значения на нижней конечности наложены друг на друга. Как показано на Фиг.7B, результаты измерения на правом и левом плечах и правой и левой лодыжках могут быть все наложены друг на друга.
В настоящем варианте исполнения для, по меньшей мере, индикаторов среднего артериального давления крови, соответствующих множеству наложенных друг на друга конфигураций пульсовой волны, предпочтительно использовать визуально различные способы отражения (цвет, конфигурации и так далее). Также в настоящем варианте исполнения письменные пояснения для задания конкретных измеряемых значений или участков измерения могут быть добавлены, как в первом варианте исполнения. Однако выражение с использованием заполнения, показанное на Фиг.4, не является предпочтительным для индикатора среднего артериального давления крови.
Как описано выше, в соответствии с устройством выведения биоинформации настоящего варианта исполнения множество конфигураций пульсовой волны накладывается друг на друга таким образом, что различие между конфигурациями пульсовой волны может более четко восприниматься в дополнение к эффекту первого варианта исполнения.
(Еще один вариант исполнения)
Предшествующие варианты исполнения описывают только случай, где значения артериального давления крови и пульсовые волны измеряют в двух местах, расположенных на верхней конечности, и двух местах, расположенных на нижней конечности, и все результаты измерения представляются все вместе на графике. Сущность настоящего изобретение состоит, однако, в представлении, по меньшей мере, двух результатов измерений артериального давления крови таким образом, чтобы сделать возможным сравнения путем использования конфигураций пульсовой волны. Само собой разумеется, что настоящее изобретение также применимо к отчету, указывающему результаты измерения на том же самом участке в различные временные промежутки.
Кроме того, способ измерения значений артериального давления крови и пульсовых волн не ограничен. Значения артериального давления крови могут быть измерены посредством способа иного, чем осциллометрический способ. Например, способ, использующий тоны Короткова или ультразвук, способ, использующий свет, или инвазивный способ могут использоваться для измерения значений артериального давления крови. Пульсовые волны могут быть измерены посредством любого из перечисленных способов, поскольку пульсовые волны измеряют на участке, где измеряют значения артериального давления крови, или в месте вблизи этого участка.
Кроме того, формат указанного отчета и результаты измерения, включенные в отчет, могут быть выбраны пользователем, и масштаб графика может быть изменен пользователем.
Выведение отчета в предшествующих вариантах исполнения может быть выполнено также посредством, например, компьютера, который считывает предварительно измеренные значения артериального давления крови и сигналы пульсовой волны с устройства для хранения измеренных значений и сигналов и выводит отчет в вышеупомянутом формате. Следовательно, само собой разумеется, что настоящее изобретение содержит программу для того, чтобы заставить компьютер выполнять выведение отчета предшествующих вариантов исполнения или читаемый компьютером носитель информации для хранения указанной программы.
Реферат
Изобретение относится к устройству, выводящему биоинформацию, и способу выведения биоинформации, служащим индикатором артериальной патологии. Устройство выведения биоинформации содержит: множество манжет для сдавливания поверхности тела на различных участках живого тела; управляющий блок, выполненный с возможностью обнаружения пульсовых волн на каждом из различных участков и измерения значений артериального давления крови на каждом из различных участков на основе соответствующих пульсовых волн и соответствующих сдавливающих усилий манжет посредством управления множеством манжет; компоновочный блок, выполненный с возможностью формирования отчета для представления измеренных значений артериального давления крови и обнаруженных пульсовых волн для каждого из различных участков в единой двухкоординатной области, и блок выведения, выполненный с возможностью выведения отчета для его отображения или печати. Значения артериального давления крови включают в себя значение систолического артериального давления крови и значение диастолического артериального давления крови. Компоновочный блок выполнен с возможностью масштабирования соответствующих обнаруженных пульсовых волн для представления значений систолического давления крови и диастолического давления крови, измеренных на одном и том же участке, как их пиковых значений и представления в двухкоординатной области масштабированных пульсовых волн. Способ выведения биоинформации содержит несколько стадий. Стадия получения управляющим блоком, выполненным с возможностью обнаружения пульсовых волн на каждом из различных участков и измерения значений артериального давления крови на каждом из различных участков на основе соответствующих пульсовых волн и соответствующих сдавливающих усилий множества манжет для сдавливания поверхности тела на различных участках живого тела, значений артериального давления крови, включающих значение систолического артериального давления крови и значение диастолического артериального давления крови. Стадия формирования компоновочным блоком отчета для представления измеренных значений артериального давления крови и обнаруженных пульсовых волн для каждого из различных участков в единой двухкоординатной области. При этом компоновочный блок масштабирует соответствующие обнаруженные пульсовые волны для представления значений систолического давления крови и диастолического давления крови, измеренных на одном и том же участке, как их пиковых значений и представляет в двухкоординатной области масштабированные пульсовые волны. Стадия выведения состоит из выведения данных отчета путем его отображения или печати. Устройство и способ выведения биоинформации позволяют получить отчет, отражающий взаимосвязи измеренных значений артериального давления. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
