专利名称：植物神经功能评估设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物神经功能评估设备，它可以容易地评估活体的植物神经的功能或活动。
背景技术：
当患有植物神经功能紊乱例如自主性失衡的人站立时，他可能表现出例如直立性低血压的症状，亦即血压显著减少。当诊断到植物神经的功能失调或直立性低血压时，在病人从躺着的姿势站起来后反复测量病人的血压值，并在记录介质上记录如此测量的血压值的变化趋势。同时，反复检测病人的姿势，并且把这样检测的姿势也记录在记录介质上。这种植物神经评估例如由在日本实用新型文献JITSU-KAI-SHO(实用开昭)No.60-83603和日本专利文献TOKU-KAI-HEI(特开平)(No.5-200030中公开的设备执行。
上述常规植物神经功能评估设备需要病人采取特殊的休息姿势只为读取由站立负载引起的血压变化，或需要使用相当大的机构从其水平位置倾斜病人在其上躺着的床到竖立位置，从而施加站立负载给病人。这样，常规设备不容易使用，因此尚未广泛使用。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种植物神经功能评估设备，它可以容易地评估活体植物神经的功能或活动。
在上述说明的背景中，许多发明人进行了大量的研究，发现，当压迫一个活体的下肢和上肢时，例如为测量下或上肢各自的血压值，从而测量该活体的下和上肢的血压指数时，该活体的心率和脉冲压力由所述压迫过渡性影响或改变。一般推测，这种改变是由活体的植物神经引起的，响应临时施加在活体的循环组织上的负载，植物神经作用，引起循环组织主动发送血液，从而恢复在下和上肢中的末稍血液的流动。这样，许多发明人发现，可以通过使用上面指出的现象，亦即当使用护腕给活体的循环组织施加负载、通过使用活体的心率和脉冲压力的各自的变化来评估或监测一个活体的植物神经的活动，不需要要求该活体采取特殊休息姿势，或不需要使用相当大尺寸的机构倾斜该活体所躺的床。本发明根据这一发现开发。
通过本发明实现了上述目的。根据本发明的第一方面，提供一种用于评估活体植物神经功能的设备，它包括一个反复测量该活体的心率的心率测量装置；一个护腕压力改变装置，该装置改变适于绕在活体的下肢上的第一护腕中的压力，和改变适于绕在该活体的上肢上的第二护腕中的压力以便压迫下肢和上肢；和分散度决定装置，用于决定在护腕压力改变装置开始压迫下肢和上肢后由心率测量装置反复测量的心率值的第一分散度。
根据这一方面，分散度决定装置决定在护腕压力改变装置开始压迫活体的下肢和上肢后由心率测量装置测量的心率值的第一分散度。因为心率值的分散度指示活体的植物神经功能的活动，因此，植物神经的功能可以根据心率值的分散度容易地评估，而不需要要求该活体采取特殊休息姿势，或不需要使用相当大尺寸的机构倾斜该活体所躺的床。
根据本发明的第一方面的一个优选特征，分散度决定装置决定在护腕压力改变装置开始压迫活体的下肢和上肢前由心率测量装置反复测量的心率值的第二分散度，和该设备进一步包括一个评估装置，用于根据第一分散度对第二分散度的变化评估活体的植物神经的功能。
根据这一特征，可以根据在压迫活体的下和上肢后测量的心率值的第一分散度对在压迫前测量的心率值的第二分散度的改变的量或速率评估活体的植物神经的活动。这样，去除个别的差而相应地得出非常准确的评估。
根据本发明的第一方面的另一个特征，分散度决定装置作为第一分散度决定由心率测量装置反复测量的心率值的方差。
根据这一特征，根据心率值的方差σHR2可以容易地评估植物神经的功能，而不需要要求活体采取特殊休息姿势，或使用相当大尺寸的机构倾斜该活体所躺的床。
根据本发明的第二方面，提供一种用于评估活体的植物神经功能的设备，它包括一个脉冲压力测量装置，该装置反复测量活体的脉冲压力；一个护腕压力改变装置，该装置改变适于绕在活体下肢上的第一护腕中的压力，和改变适于绕在活体上肢上的第二护腕中的压力以便压迫下肢和上肢；和一个分散度决定装置，用于决定在护腕压力改变装置开始压迫下肢和上肢后由脉冲压力测量装置反复测量的脉冲压力值的第一分散度。
根据这一方面，分散度决定装置决定在护腕压力改变装置开始压迫活体的下肢和上肢后由脉冲压力测量装置测量的脉冲压力值的第一分散度。因为脉冲压力值的分散度指示活体的植物神经功能的活动，因此，植物神经的功能可以根据该脉冲压力值的分散度容易地评估，而不需要要求该活体采取特殊休息姿势，或使用相当大尺寸的机构倾斜该活体所躺的床。
根据本发明的第二方面的一个优选特征，分散度决定装置决定在护腕压力改变装置开始压迫下肢和上肢前由脉冲压力测量装置反复测量的脉冲压力值的第二分散度，和其中，该设备进一步包括一个评估装置，用于根据第一分散度对第二分散度的变化评估活体的植物神经的功能。
根据这一特征，可以根据在压迫活体的下和上肢后测量的脉冲压力值的第一分散度对在压迫前测量的脉冲压力值的第二分散度改变的量或速率评估活体的植物神经的活动。这样，去除个别的差而相应地得出非常准确的评估。
根据本发明的第二方面的另一特征，分散度决定装置作为第一分散度决定由脉冲压力测量装置反复测量的脉冲压力值的方差。
根据这一特征，根据脉冲压力值的方差σPP2可以容易地评估植物神经的功能，而不需要要求活体采取特殊休息姿势，或使用相当大尺寸的机构倾斜该活体所躺的床。
通过阅读下面本发明的优选实施例的详细说明同时结合考虑附图，将会更加理解本发明的上述以及可选的目的、特征和优点，在附图中图1是一个示意图，用于解释一个下肢和上肢血压指数测量设备的构造，该设备具有评估植物神经功能的功能，而且本发明应用于该设备；图2表示佩戴有图1所示颈动脉脉冲波传感器的状态；图3是一个正视图，用于解释图1所示的颈动脉脉冲波传感器构造，部分传感器被切去；图4表示在图2和图3中所示颈动脉脉冲波传感器的传感器元件的压力面；图5表示由图1所示设备的传声器检测的心音图和由同一设备的颈动脉脉冲波传感器检测的颈动脉脉冲波的相应的实例；图6是一个示意图，用于解释图1所示设备的电子控制装置的基本控制功能；图7表示当活体的四肢由护腕压迫并相应地活体的循环组织承受负载时该活体的心率和脉冲压力的相应的变化；以及图8是表示一个控制程序的流程图，图1所示设备的控制装置根据该控制程序操作。
具体实施例方式
以下，参考附图详细说明本发明的一个实施例。图1是一个示意图，用于解释一个下肢和上肢血压指数测量设备10的构造，该设备具有评估活体的植物神经功能的功能，而且本发明应用于该设备。在本设备10中。选择脚腕作为下肢，而选择上臂作为上肢。本设备10执行对作为活体的病人的测量，他采取俯卧、侧身、或仰卧的姿势，从而使得该病人的上臂和脚腕彼此基本上在一个水平线。
在图1中，下肢和上肢血压指数测量设备10包括一个右腿第一血压测量装置14，它测量病人的右脚腕12的血压值；一个左腿第一血压测量装置18，它测量病人的左脚腕16的血压值；和一个第二血压测量装置22，它测量病人的上臂20的血压值。
右腿第一血压测量装置14包括一个可膨胀的护腕24，该护腕包括一个带状布袋和一个容放在布袋中的橡胶袋，且其适于围绕在病人的右脚腕12卷绕；管26；和压力传感器28；开关阀30；和气泵32，它通过管26与护腕24连接。开关阀30有选择地放置在三个位置中的一个，亦即，压力提供位置，在该位置开关阀30允许加压空气从气泵32供给到护腕24；慢放气位置，在该位置开关阀30允许加压空气从护腕24慢慢地放出；和快放气位置，在该位置开关阀30允许加压空气从护腕24迅速地放出。
压力传感器28检测护腕24中的气压，并把表示检测到的气压的压力信号SP1提供给静态压力滤波电路34和脉冲波滤波电路36。静态压力滤波电路34包括一个低通滤波器，它从压力信号SP1中抽取表示作为检测到的气压的静态分量的护腕压力的Pc1的护腕压力信号SK1。滤波电路34通过未示出的模拟-数字(A/D)变换器将护腕压力信号SK1提供给控制装置38。
脉冲波滤波电路36包括一个带通滤波器，它从压力信号SP1中抽取脉冲波信号SM1，表示检测到的气压的振荡分量的脉冲波，它具有规定的频率。滤波电路36通过未示出的A/D变换器将脉冲波信号SM1提供给控制装置38。
左腿第一血压测量装置18包括一个可膨胀的护腕40，管42，压力传感器44，和开关阀46，它们分别具有和右腿第一血压测量装置14的对应的部件24、26、28、30相同的相应结构。开关阀46连接到气泵32。压力传感器44检测护腕40中的气压，并把表示检测到的气压的压力信号SP2提供给静态压力滤波电路48和脉冲波滤波电路50，它们具有和右腿第一血压测量装置14的对应部件34、36相同的相应结构。静态压力滤波电路48从压力信号SP2中抽取表示作为检测到的气压的静态分量的护腕压力Pc2的护腕压力信号SK2，并通过未示出的A/D变换器将护腕压力信号SK2提供给控制装置38。脉冲波滤波电路50从压力信号SP2中抽取脉冲波信号SM2，表示检测到的气压的振荡分量的脉冲波，它具有规定的频率，且滤波电路36通过未示出的A/D变换器将脉冲波信号SM2提供给控制装置38。
第二血压测量装置22包括一个可膨胀的护腕52，它具有和护腕24或40相同的结构，且适于围绕病人的上臂20(例如右上臂)卷绕；和管54，压力传感器56，和开关阀58，它们分别具有和右腿第一血压测量装置14的对应的部件26、28、30相同的相应结构。开关阀58连接到气泵32。压力传感器56检测护腕52中的气压，并把表示检测到的气压的压力信号SP3提供给静态压力滤波电路60和脉冲波滤波电路62，它们分别具有和右腿第一血压测量装置14的对应的部件34、36相同的相应结构。静态压力滤波电路60从压力信号SP3中抽取表示作为检测到的气压的静态分量的护腕压力Pc3的护腕压力信号SK3，并通过未示出的A/D变换器将护腕压力信号SK3提供给控制装置38。脉冲波滤波电路62从压力信号SP3中抽取脉冲波信号SM3，表示检测到的气压的振荡分量的脉冲波，它具有规定的频率，滤波电路62通过未示出的A/D变换器将脉冲波信号SM3提供给控制装置38。
控制装置38基本由微计算机提供，后者包括CPU(中央处理单元)64、ROM(只读存储器)66、RAM(随机存取存储器)68、和未示出的I/O(输入和输出)端口，和根据在ROM 66中预先存储的控制程序处理输入信号，同时使用RAM 68的临时存储功能。控制装置38从I/O端口输出驱动信号给气泵32和三个开关阀30、46、58，以控制它们各自的操作，和另外输出显示信号给显示装置70以控制显示装置显示的内容。
用未示出的粘接带把传声器72接附到病人的胸膛的中央部分的皮肤上，更具体说，心尖右上的一个规定的心声检测位置，第四肋间胸骨的左端，第二肋间胸骨的左端，第二肋间胸骨的右端，或第四肋间胸骨的右端。传声器72检测从心脏传送到规定的心声检测位置的皮肤处的心声。当心脏开始输出血液给主动脉时，且当心脏结束输出血液给主动脉时，产生心声。这样，心声提供一个脉冲波，其从主动脉的最上游位置产生。传声器72用作第一脉冲波检测装置。
传声器72包括一个未示出的压电元件，它变换检测到的声音为电信号，亦即心声信号SH，并输出随后由未示出的前置放大器放大的心声信号SH，供给到滤波装置74。然后，信号SH通过主放大器和A/D变换器供给到控制装置38，主放大器和A/D变换器两者都在图中未表示出来。滤波装置74包括四种未示出的滤波器，它们可以这样选择和使用，使得心声信号SH的低音分量被衰减而同一SH的高音分量被放大，因此心声可以被人类的听觉器官容易地听到。图5的上半部分表示由传声器72检测到的心声图的例子。该心声图包括对应于二尖瓣阀的关闭和主动脉阀的打开的第一声音I和对应于主动脉阀的关闭的第二声音II。
颈动脉脉冲波传感器76用作第二脉冲波检测装置，它佩戴在病人的一部位，该部位位于作为第一脉冲波检测装置的传声器72的下游侧，这是从病人的身体中血液流动的方向看上去的，且它检测通过在病人的该部位延伸的动脉传播的脉冲波。颈动脉脉冲波传感器76包括一个接触部件，一个未示出的振动传感器，它检测接触部件的振动。颈动脉脉冲波传感器76附接在病人的颈部，使得传感器76的接触部件保持与颈动脉78的正上面的皮肤压迫接触并检测从颈动脉78产生的颈动脉脉冲波。颈动脉脉冲波传感器76通过未示出的A/D变换器给控制装置38提供表示检测到的颈动脉脉冲波的颈动脉脉冲波信号SM4。图5的下半部分表示由颈动脉脉冲波传感器76检测到的颈动脉脉冲波的例子。因为颈动脉78有相当大的直径并直接与主动脉连接，因此颈动脉脉冲波的波形与从主动脉产生的主动脉脉冲波的波形基本相同。
颈动脉脉冲波传感器76借助带82佩戴在活体的颈部80，如图2所示。如图3详细表示，颈动脉脉冲波传感器76包括一个容器型传感器壳86；一个容放传感器壳86的盒84；和一个给进螺丝88，其与传感器壳86螺纹接合并由一个在盒84中设置的未示出的电动机驱动，以便在颈动脉78的宽度方向上移动传感器壳86。借助带82，颈动脉脉冲波传感器76可拆卸附接在颈部80上，使得传感器壳86的开端相对着颈部80的身体表面90。另外，颈动脉脉冲波传感器76包括一个传感器元件94，它通过一个膜片92固定在传感器壳86的内壁，使得传感器元件94可相对于壳86移动并可向前移出壳86的开端。传感器壳86、膜片92等彼此协作以确定一个压力腔96，从气泵98通过压力控制阀100给其提供加压空气，使得传感器元件54以对应于压力腔96中的气压的压力压在身体表面90上。传感器壳86和膜片92彼此协作提供一个施压装置，它把传感器元件94压迫到颈动脉78，给进螺丝88和未示出的电动机彼此协作以提供一个宽度方向移动装置，该宽度方向移动装置在颈动脉78的宽度方向移动传感器元件94，从而改变传感器元件94压在身体表面90上的压迫位置。传感器元件94有一个施压面102，和一些半导体压力传感元件(以下称“压力传感元件”)E，它们在施压面102内以均匀的间隔在颈动脉78的宽度方向上布置，亦即在平行于给进螺丝88的传感器元件94的移动方向上，延伸长度大于颈动脉78的直径。例如，如图4所示，十五个压力传感元件E(a)，E(b)，…，E(o)以规则的间隔例如0.6mm布置。
如上构造的颈动脉脉冲波传感器76以预先设定的最优压力压迫颈动脉78正上面的颈部80的身体表面90，使得传感器元件94检测压力脉冲波(亦即颈动脉脉冲波wc)，其从颈动脉78产生，并传输到身体表面90，且通过未示出的A/D变换器向控制装置32提供表示检测到的颈动脉脉冲波wc的压力脉冲波信号SM4。在图5的下半部分，以实线指示从传感器元件94连续提供的压力脉冲波信号SM4，亦即颈动脉脉冲波wc，的一个例子。从颈动脉78产生的压力脉冲波根据由包括护腕52的第二血压测量装置22测量的收缩和舒张血压值校准，使得压力脉冲波表示在颈动脉78中变化的血压。例如，压力脉冲波的上峰(山的尖峰)表示收缩血压，而脉冲波的下峰(山谷的底部)表示舒张血压。
输入装置104包括一个未示出的键盘，其由大夫或护士这样的操作员操作来输入标识每一个病人的ID(识别)号码。输入装置104向控制装置38提供一个表示己经输入并由识别装置124识别的ID号码的信号。可以由一种公知的存储器装置提供存储器装置106，诸如磁盘、磁带、易失半导体存储器、或非易失半导体存储器。另外，存储器装置106在其相应的规定的存储器区域中存储脚腕和上臂血压指数(AAI)和与脉冲波传播速度相关的信息。
图6是一个示意图，用以解释控制装置38的基本控制功能。护腕压力改变装置114控制气泵32和三个其中每一个连接到气泵32的开关阀30、46、58，使得三个护腕24、40、52的相应压力迅速增加到预定的目标压力值PCM(例如180mmHg)，然后以大约3mmHg/sec的速率慢慢减少。在血压测量操作完成后，迅速减少三个护腕24、40、52的相应压力到大气压力。在图7中，时间点t1指示当开始迅速增加三个护腕24、40、52的相应压力时的快速压力增加开始点；时间t2指示快速压力增加结束点，亦即慢速压力下降开始点，而时间t3指示快速压力下降开始点。
第一血压决定装置116按照公知的示波方法，根据脉冲波信号SM1的心跳同步脉冲的相应振幅的改变决定右腿第一血压值BP1R，亦即右脚腕12的血压值，该脉冲波信号是在护腕压力改变装置114的控制下在缓慢降低围绕右脚腕12卷绕的护腕24的压力期间逐一检测的。另外，第一血压决定装置116按照该示波方法，根据脉冲波信号SM2的心跳同步脉冲的相应振幅的改变决定左腿第一血压值BP1L，亦即左脚腕16的血压值，该脉冲波信号是在护腕压力改变装置114的控制下在缓慢降低围绕左脚腕16卷绕的护腕40的压力期间逐一检测的。右腿第一血压值BP1R包括收缩血压值BP1RSYS和舒张血压值BP1RDIA，而左腿第一血压值BP1L包括收缩血压值BP1LSYS和舒张血压值BP1LDIA。以下，当不需要区分右腿第一血压值BP1R和左腿第一血压值BP1L时，这些血压值作为整体称为第一血压值BP1。
第二血压决定装置118按照公知的示波方法，根据脉冲波信号SM3的心跳同步脉冲的相应振幅的改变决定第二血压值BP2(例如收缩血压值BP2SYS和舒张血压值BP2DIA)，亦即上臂20的血压值，该脉冲波信号是在护腕压力改变装置114的控制下在缓慢降低围绕上臂20卷绕的护腕52的压力期间逐一检测的。
脉冲波传播速度相关信息获得装置120反复获得脉冲波传播速度相关信息，其与脉冲波传播的速度相关，这根据由第一脉冲波检测装置检测到的第一脉冲波的一个规定的周期点出现的时间和由第二脉冲波检测装置检测到的第二脉冲波的一个规定的周期点出现的时间之间的时间差进行。例如，信息获得装置120包括一个时间差决定装置，用于反复决定时间差(亦即脉冲波传播时间)DT，如图1、5所示，亦即在当传声器72检测第二心声II(该点对应于主动脉脉冲波的凹陷，在这里其振幅停止减小而开始增加)的开始点和当颈动脉脉冲波传感器76检测颈动脉脉冲波的凹陷时的时间点之间的时间差。另外，信息获得装置120根据由时间差决定装置反复决定的每一时间差DT按照下面预先存储在ROM 66中的表达式1反复决定一个脉冲波传播速度PWV(m/sec)，脉冲波以该速度在活体的动脉中传播PWV＝L/DT (1)在上述表达式1中，L(m)是从左心室通过主动脉到佩戴有颈动脉脉冲波传感器76的位置处的距离，其用事先由经验决定的缺省值代替。
上和下肢血压指数决定装置126根据由第一血压决定装置116决定的其中一个第一血压值BP1和由第二血压决定装置118决定的相应一个第二血压值BP2(例如对应于第一收缩BP值BP1SYS的第二收缩BP值BP2SYS)决定脚腕和上臂(上和下肢)血压指数(亦即脚腕/上臂血压指数；以下称作ABI)。指数值ABI可以通过用第二血压值BP2除第一血压值BP1决定，或者通过用第一血压值BP1除第二血压值BP2决定。这样决定的指数值ABI存储在存储器装置106中。
同时显示控制装置128控制显示装置70同时显示由脉冲波传播速度相关信息获得装置120获得的脉冲波传播速度相关信息和由脚腕和上臂血压指数决定装置126决定的指数值ABI。例如，显示装置70同时并排显示脉冲波传播速度相关信息(以数字)和指数值ABI(以数字)。可选择的方式是，显示装置70在其二维屏幕中在对应于实际决定的指数值ABI和实际获得的脉冲波传播速度相关信息的位置显示一个标志或符号，该二维屏幕由指示脚腕和上臂血压指数的第一轴和指示脉冲波传播速度相关信息的第二轴定义。
时间方式改变显示装置130操作显示装置70在二维平面内不只显示由同时显示控制装置128显示的表示当前指数值ABI和当前脉冲波传播速度相关信息的符号，并且在一个或多个对应于一个或多个过去的ABI值和一条或多条过去的脉冲波传播速度相关信息的位置处显示一个或多个符号，该过去的值或信息己经从当前病人获得，并存储在存储器装置106中。一条或多条过去的脉冲波传播速度相关信息是当分别获得一个或多个过去的ABI值时得到的信息。表示一个或多个过去的值和信息的一个或多个符号可以与表示当前值和信息的符号相同，但是优选前一符号与后一符号不同，以便与后面的符号区分开来。
心率决定装置132反复决定活体的心率HR(1/min)，亦即每分钟的心跳次数，这根据在由颈动脉脉冲波传感器76连续检测的颈动脉脉冲波的每一对连续的心跳同步脉冲之间的时间周期进行。脉冲压力决定装置134反复决定活体的脉冲压力PP(mmHg)，亦即在颈动脉脉冲波的每一个连续的心跳同步脉冲的最大值(亦即收缩血压)和最小值(亦即舒张血压)之间的差，亦即脉冲波的每一个心跳同步脉冲的振幅，这根据由颈动脉脉冲波传感器76检测到的每一脉冲的波形进行。
在护腕24、40、52压迫活体的相应部分前，活体的心率值HR基本不变。然而，在护腕24、40、52开始压迫脚腕12、16和上臂20后，末稍血的流动被阻塞或受限制，使得有负载施加在活体的循环组织上。其结果，如图7所示，活体的植物神经作用，恢复末稍血的流动，从而产生心率值HR的波动。另外，护腕24、40、52压迫活体的相应部分，脉冲压力值PP表示具有恒定振幅和等于呼吸周期的周期的小的波动。然而，在护腕24、40、52开始压迫脚腕12、16和上臂20后，末稍血的流动受阻或受限制，使得负载施加到活体的循环组织上。其结果，如图7所示，活体的植物神经作用，恢复末稍血的流动，从而产生脉冲压力值PP的随机波动。下面要说明的方差决定装置136定量决定当负载施加到活体的循环组织上时测量的心率值HR的分散度，和测量的脉冲压力值PP的分散度。
方差决定装置136用作一种分散度决定装置。方差决定装置136作为分散的程度决定(a)心率值HR和(b)脉冲压力值PP的每一个的方差，心率值和脉冲压力值是在护腕压力改变装置114的控制下用护腕52压迫上臂20和用护腕24、40压迫脚腕12、16同时开始以测量上臂20和脚腕12、16的相应的血压值从而测量指数值ABI后在从几十秒到几分的规定期间反复测量的。例如，假如反复测量的心率值HR是x1、x2、x3、…、xN，则方差决定装置136根据下面的表达式2决定心率值HR的方差σHR2，和假如反复测量的脉冲压力值PP是y1、y2、y3、…、yN，则方差决定装置136根据下面的表达式3决定脉冲压力值PP的方差σPP2σHR2＝∑(xi-xAV)2/N …(2)式中，xAV是x1到xN的平均值。
σPP2＝∑(yi-yAV)2/N ...(2)式中，yAV是y1到yN的平均值。
评估装置138评估活体的植物神经功能，这根据由方差决定装置136根据在上臂和脚腕同时由护腕压力改变装置114压迫后反复测量的心率值HR决定的分散度例如方差σHR2由方差决定装置136根据在上臂和脚腕同时受迫前反复测量的心率值HR决定的分散度的改变的数量或速率，和/或根据由方差决定装置136根据在上臂和脚腕同时由护腕压力改变装置114压迫后反复测量的脉冲压力值PP决定的分散度例如方差σPP2由方差决定装置136根据在上臂和脚腕同时受压前反复测量的脉冲压力值PP决定的分散度的改变的数量或速率进行。例如，评估装置138以下面的方式评估植物神经的功能，即分散度例如心率值HR的方差σHR2的改变的数量或速率越大，和/或分散度例如脉冲压力值PP的方差σPP2的改变的数量或速率越大，则植物神经的功能越高，反之亦然。植物神经功能低的估计支持活体患有植物神经失调的诊断。
植物神经功能显示装置140操作显示装置70以诸如数值的数字值的形式或诸如条形图的模拟值的形式或从对应于几种程度的几个预先设定的讯息中选择的一个显示由评估装置138得出的评估的结果，例如，植物神经的功能的程度。
图8是表示一个控制程序的流程图，控制装置38根据该控制程序运行。在图8的流程图中，首先，控制装置38执行对应于识别装置124的步骤S1(以下省略“步骤”)。在S1，控制装置判断是否通过输入装置104己输入标识当前病人的一个ID号码，并且是否与己经在控制装置中登记的一个号码相同。重复S1，直到做出肯定的判断。同时，如果在S1做出肯定的判断，则控制前进到对应于心率决定装置132的S2。在S2，控制装置根据由颈动脉脉冲波传感器76连续检测的颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲决定活体的心率HR(1/min)，亦即每分的心跳次数。然后，控制前进到对应于脉冲压力决定装置134的S3。在S3，控制装置根据由颈动脉脉冲波传感器76连续检测的颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲的波形决定脉冲压力PP(mmHg)，亦即在颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲的最大值(收缩血压)和最小值(舒张血压)之间的差，换句话说，每一个心跳同步脉冲的振幅。在存储器装置106中存储这样决定的心率值HR和脉冲压力值PP，作为在使用护腕压迫开始前，亦即在负载施加到活体的循环组织前得到的值。
接着，控制前进到对应于护腕压力改变装置114的S4到S6，为测量血压值，从而测量下和上肢血压指数ABI。首先，在S4，把三个开关阀30、46、58切换到它们的压力提供位置并操作气泵32，使得三个护腕24、40、52的相应压力迅速增加以压迫脚腕12、16和上臂20。在S5，控制装置判断三个护腕24、40、52中的每一个的压力Pc是否己经达到预先规定的目标压力值PCM，例如180mmHg，其高于病人的收缩血压。如果在S5作出否定的判断，则重复S4和S5，继续增加护腕24、40、52的压力Pc。
如果在S5作出肯定的判断，则控制前进到S6以停止气泵32和切换开关阀30、46、58到它们的缓慢放气位置，使得每一护腕的压力Pc以预先规定的大约3mmHg/sec的低速率缓慢减小。
然后，在对应于脉冲波传播速度相关信息获得装置120的S7，控制装置决定，如图5所示，脉冲波传播时间DT，作为在两个时间之间的时间差，一个时间是对从传声器72连续供给的心声信号SH的第二心声II的开始点出现的时间，另一个时间是对从颈动脉脉冲波传感器76连续供给的颈动脉脉冲波信号SM4的凹陷发生的时间，亦即对于脉冲波从心脏传播到佩戴传感器76的位置处所需要的时间期间。另外，在病人的每一次心跳时控制装置决定脉冲波传播速度PWV，这通过用这样决定的脉冲波传播时间DT代替上面指示的表达式1获得。然后，控制前进到对应于心率决定装置132的S8。在S8，控制装置决定活体的心率HR(1/min)，亦即每分钟的心跳次数，根据由颈动脉脉冲波传感器76连续检测的颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲。然后，控制前进到对应于脉冲压力决定装置134的S9。在S9，控制装置根据由颈动脉脉冲波传感器76连续检测的颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲的波形决定脉冲压力PP(mmHg)，亦即在颈动脉脉冲波的每一个心跳同步脉冲的最大值(收缩血压)和最小值(舒张血压)之间的差，换句话说，每一个心跳同步脉冲的振幅。在存储器装置106中存储这样决定的心率HR和脉冲压力PP，作为在使用护腕压迫开始后，亦即在负载施加到活体的循环组织后得到的值。
然后，控制前进到对应于第一血压决定装置86和第二血压决定装置88的S10。更具体说，控制装置决定从脉冲波滤波电路36连续供给的用脉冲波信号SM1表示的护腕脉冲波的每一个连续的心跳同步脉冲的振幅，并根据这样决定的振幅的变化按照公知的示波血压决定算法决定右腿第一收缩血压值BP1RSYS等。相似地，控制装置决定从脉冲波滤波电路50连续供给的用脉冲波信号SM2表示的护腕脉冲波的每一个连续的心跳同步脉冲的振幅，并根据这样决定的振幅的变化按照所述示波血压决定算法决定左腿第一收缩血压值BP1LSYS等。另外，控制装置决定从脉冲波滤波电路62连续供给的用脉冲波信号SM3表示的护腕脉冲波的每一个连续的心跳同步脉冲的振幅，并根据这样决定的振幅的时间方式变化按照所述示波血压决定算法决定第二收缩血压值BP2SYS、第二舒张血压值BP2DIA等。
在S10按照血压决定例程决定所有血压值以后，控制前进到对应于护腕压力改变装置114的S11。在S11，控制装置切换三个开关阀30、46、58到它们的快速放气位置，使得三个护腕24、40、52的相应压力迅速减小，从而去除由护腕24、40、52施加到循环组织上的负载。
然后，控制前进到对应于上和下肢血压指数决定装置126的S12。在S12，控制装置通过用在S10决定的第二收缩血压值BP2SYS除也在S10决定的右腿第一收缩血压值BP1RSYS计算右腿指数值ABIR，和通过用在S10决定的第二舒张血压值BP2DIA除也在S10决定的左腿第一收缩血压值BP1LSYS计算左腿指数值ABIL。然后，在对应于同时显示控制装置128和时间方式改变显示装置130的S13，控制装置控制显示装置70显示都在S12决定的右腿指数值ABIR和左腿指数值ABIL，和在S7决定的脉冲波传播速度PWV。例如，控制装置在由ABI轴和脉冲波传播速度轴定义的并显示在显示装置70的图像屏幕上的二维坐标系统中在由在S7决定的脉冲波传播速度PWV和分别在S12决定的右腿指数值ABIR和左腿指数值ABIL的低的一个定义的位置处显示一个符号。该二维图形包括指数值ABI的一个非正常范围(不大于0.9)和正常范围之间的边界，ABI事先由经验决定，和脉冲波传播速度PWV的一个非正常范围(不小于1,000(cm/sec))和正常范围之间的边界，该PWV也事先由经验决定，和一个对应于指数值ABI和传播速度PWV的相应非正常范围的区域具有不同于指数值ABI和传播速度PWV的相应正常范围的区域的颜色，使得诸如大夫或护士的操作员可以容易地理解测量的结果。另外，显示装置70同时在二维坐标系统中显示不仅对应于当前测量的符号，而且多个对应于多个过去测量的符号，以便操作员观察指数值ABI和传播速度PWV的时间方式变化。
然后，控制前进到对应于方差决定装置136的S14。在S14，控制装置使用在护腕压力改变装置114的控制下同时开始用护腕52压迫上臂20和用护腕24、40压迫脚腕12、16后在一个规定的期间例如从几十秒到几分内在S8和S9反复决定的心率值HR和脉冲压力值PP测量上臂20和脚腕12、16的相应血压值，从而测量指数值ABI。也就是说，控制装置分别按照上述表达式2和3决定方差σHR2作为心率值HR的分散度，和方差σPP2作为脉冲压力值PP的分散度。这样决定的方差σHK2、σPP2在显示装置70上显示。
然后，控制前进到对应于评估装置138的S15。在S15，控制装置根据在S14作为心率值HR的分散度决定的方差σHR2和在S14作为脉冲压力值PP的分散度决定的方差σPP2评估病人的植物神经的功能。例如，首先，控制装置决定在上臂和脚腕同时由护腕压力改变装置114压迫后测量的心率值HR的方差σHR2离开在上臂和脚腕同时被压迫前测量和存储的心率值HR的方差σHR2的改变的数量或速率，和/或在上臂和脚腕同时由护腕压力改变装置114压迫后测量的脉冲压力值PP的方差σPP2离开在上臂和脚腕同时被压迫前测量和存储的脉冲压力值PP的方差σPP2的改变的数量或速率。然后，控制装置判断这样决定的心率值HR的方差σHR2的改变的数量或速率是否大于第一预置参考值，和这样决定的脉冲压力值PP的方差σPP2的改变的数量或速率是否大于第二预置参考值。如果心率值HR的方差σHR2的改变的数量或速率大于第一参考值，和/或如果脉冲压力值PP的方差σPP2的改变的数量或速率大于第二参考值，则控制装置作出植物神经功能高而正常的评估；如果心率值HR的方差σHR2改变的数量或速率不大于第一参考值，和如果脉冲压力值PP的方差σPP2改变的数量或速率不大于第二参考值，则控制装置作出植物神经功能低而不正常的评估，亦即病人植物神经失调。然后，控制前进到对应于植物神经功能显示装置140的S16。在S16，控制装置操作显示装置70显示在S15做出的评估结果，以便大夫能够容易地做出关于病人植物神经功能的诊断。
从上面对优选实施例的说明中看出，方差决定装置(亦即分散度决定装置)136(S14)决定方差σHR2作为由心率决定装置132(S8)在护腕压力改变装置114(S4到S6)开始压迫活体的上和下肢后决定的心率值HR的分散度。因为方差σHR2作为心率值HR的分散度指示活体的植物神经的功能或活动，所以根据心率值HR的方差σHR2可以容易地评估或检查植物神经的功能，不需要使活体采取特殊的休息姿势或不需要使用相当大尺寸的机构倾斜活体躺着的床。
另外，在图示实施例中，方差决定装置(分散度决定装置)136(S14)还决定在护腕压力改变装置114开始给护腕52、24、40充气而同时压迫活体的上和下肢前测量的心率值HR的方差σHR2，和评估装置138(S15)根据在同时压迫前测量的心率值HR的方差σHR2从在同时压迫后测量的心率值HR的方差σHR2改变的数量或速率评估活体的植物神经的功能。这样，根据在压迫活体的上和下肢后测量的心率值HR的分散度对在压迫前测量的心率值HR的分散度改变的数量或速率评估植物神经的活动。这一评估非常准确，因为去除了个别的差异。
另外，在图示实施例中，方差决定装置(亦即分散度决定装置)136(S14)决定方差σPP2作为在护腕压力改变装置114(S4到S6)开始压迫活体的上和下肢后由脉冲压力决定装置134(S9)决定的脉冲压力值PP的分散度。因为作为脉冲压力值PP的分散度的方差σPP2指示活体的植物神经的功能或活动，因此可以根据脉冲压力值PP的方差σPP2容易地评估植物神经的功能，而不需要使活体采取特殊的姿势，或不需要使用相当大尺寸的机构来倾斜活体休息的床。
另外，在图示实施例中，方差决定装置(分散度决定装置)136(S14)还决定在护腕压力改变装置114开始给护腕52、24、40充气而同时压迫活体的上和下肢前测量的脉冲压力值PP的方差σPP2，和评估装置138(S15)根据在同时压迫前测量的脉冲压力值PP的方差σPP2对在同时压迫后测量的脉冲压力值PP的方差σPP2改变的数量或速率评估活体的植物神经的功能。这样，根据在压迫活体的上和下肢后测量的脉冲压力值PP的分散度对在压迫前测量的脉冲压力值PP的分散度改变的数量或速率评估植物神经的活动。这一评估非常准确，因为去除了个别的差异。
图示植物神经功能评估设备建立在上和下肢血压指数测量设备10中，和为测量指数ABI用护腕52、24、40同时压迫下和上肢也被用于评估植物神经的功能。这样，本评估设备具有不需要使用专用施压装置的优点。
虽然通过参考附图在其优选实施例中说明了本发明，但是应该理解，可以以另外的方式实现本发明。
例如，在图示实施例中，通过压迫给活体的循环组织施加负载通过使用三个护腕52、24、40实现。然而，可以使用第四个护腕，其围绕不同于围绕护腕52卷绕的上臂的另一上臂上，并充气压迫该另一臂。在这一场合，一个较大的负载施加在活体的循环组织上，因此改善了植物神经功能评估的可靠性。
在图示实施例中，护腕24、40分别围绕脚腕12、16卷绕。然而，这些护腕可以分别围绕活体的右和左股骨卷绕。在这一场合，一个较大的负载施加在该活体的循环组织上，因此改善了植物神经功能评估的可靠性。
在图示实施例中，决定方差σHR2、σPP2作为心率值HR和脉冲压力值PP的相应分散度。然而，可以决定心率值HR和脉冲压力值PP的相应的分布的标准偏差σHR、σPP或相应半值宽来代替方差。
在图示实施例中，决定方差σHR2、σPP2作为心率值HR和脉冲压力值PP的相应的分散度。然而，可以决定心率值HR和脉冲压力值PP相对于回归线的分散度。
在图示实施例中，决定在开始缓慢减小护腕52、24、40的压力后测量的心率值HR和脉冲压力值PP的相应的分散度。然而，可以决定在开始增加护腕52、24、40的压力后测量的心率值HR和脉冲压力值PP的相应的分散度。
在图示实施例中，决定作为心率值HR的分散度的方差σHR2和作为脉冲压力值PP的分散度的方差σPP2两者。然而，可以不决定这两个方差σHR2、σPP2中的一个。
在图示实施例中，使用护腕52、24、40同时压迫下和上肢为测量指数ABI来评估植物神经的功能。然而，可以独立于下和上肢血压指数测量设备10提供图示的植物神经功能评估设备。
在图示实施例中，心率决定装置132根据由颈动脉脉冲波传感器76检测到的颈动脉脉冲波的各心跳同步脉冲决定心率值HR。然而，可以使用心电图描记器装置，使得心率决定装置132可以根据由心电图描记器装置检测到的心电图的各心跳同步脉冲决定心率值HR。
在图示实施例中，使用颈动脉脉冲波传感器76。然而，可以用桡动脉脉冲波传感器代替颈动脉脉冲波传感器76，前者从活体的桡动脉检测压力脉冲，它在例如PCT公开文件No.WO88/4910或它的相应的美国专利No.5,099,853，或日本专利文献TOKU-KAI-HEI(特开平)No.2-45033中公开。
应该理解，本发明可以以对熟悉本技术领域的人可以发生的其它改变、改进和修改实现，而不离开由所附权利要求定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于评估活体的植物神经功能的设备(10)，其包括心率测量装置(76，132)，它反复测量活体的心率；护腕压力改变装置(30，32，46，58，114)，它改变适于绕在活体的下肢(12，16)上的第一护腕(24，40)中的压力，和适于绕在活体的上肢(20)上的第二护腕(52)中的压力，从而压迫下和上肢；以及分散度决定装置(136)，用于决定在护腕压力改变装置开始压迫下和上肢后由心率测量装置反复测量的心率值的第一分散度。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，分散度决定装置(136)决定在护腕压力改变装置(30，32，46，58，114)开始压迫下和上肢前由心率测量装置(76，132)反复测量的心率值的第二分散度，其中，该设备进一步包括评估装置(138)，用于根据第一分散度对第二分散度的改变评估活体的植物神经功能。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，分散度决定装置(136)作为第一分散度决定由心率测量装置(76，132)反复测量的心率值的方差。
4.一种用于评估活体的植物神经功能的设备(10)，其包括脉冲压力测量装置(76，134)，它反复测量活体的脉冲压力；护腕压力改变装置(30，32，46，58，114)，它改变适于绕在活体的下肢(12，40)上的第一护腕(24，40)中的压力，和适于绕在活体的上肢(20)上的第二护腕(52)中的压力，从而压迫下和上肢；以及分散度决定装置(136)，用于决定在护腕压力改变装置开始压迫下和上肢后由脉冲压力测量装置反复测量的脉冲压力值的第一分散度。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，分散度决定装置(136)决定在护腕压力改变装置(30，32，46，58，114)开始压迫下和上肢前由脉冲压力测量装置(76，132)反复测量的脉冲压力值的第二分散度，其中，该设备进一步包括评估装置(138)，用于根据第一分散度对第二分散度的改变评估活体的植物神经功能。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，分散度决定装置(136)决定作为第一分散度由脉冲压力测量装置(76，134)反复测量的脉冲压力值的方差。
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的设备，其还包括一个下和上肢血压指数测量装置(24，28，36，40，44，50，52，56，62，114，116，118，126)，它测量活体的下和上肢血压指数。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，下和上肢血压指数测量装置包括下肢血压测量装置(24，28，36，40，44，50，114，116)，它测量活体下肢的下肢血压值；上肢血压测量装置(52，56，62，114，118)，它测量活体上肢的上肢血压值；以及指数决定装置(126)，用于根据由下肢血压测量装置测量的下肢血压值和由上肢血压测量装置测量的上肢血压值决定活体的下和上肢血压指数。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，下肢血压测量装置(24，28，36，40，44，50，114，116)包括第一护腕(24，40)，上肢血压测量装置(52，56，62，114，118)包括第二护腕(52)，而下肢血压测量装置和上肢血压测量装置共同包括护腕压力改变装置(114)，它改变第一护腕中的压力和第二护腕中的压力。
10.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，其还包括一个显示装置(70)，它显示由分散度决定装置(136)决定的心率值或脉冲压力值的第一分散度。
11.根据权利要求2、3、5和6中任一项权利要求所述的设备，其还包括显示装置(70)；以及植物神经功能显示装置(140)，用于操作显示装置显示由评估装置(138)做出的植物神经功能的评估。
12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，其还包括一个显示装置(70)，它显示由下和上肢血压指数测量装置(24，28，36，40，44，50，52，56，62，114，116，118，126)测量的下和上肢血压指数。
全文摘要
一种用于评估活体的植物神经功能的设备(10)，其包括心率测量装置(76，132)，它反复测量活体的心率；护腕压力改变装置(30，32，46，58，114)，它改变适于绕在活体的下肢(12，16)上的第一护腕(24，40)中的压力，和适于绕在活体的上肢(20)上的第二护腕(52)中的压力，从而压迫下和上肢；和分散度决定装置(136)，用于决定在护腕压力改变装置开始压迫下和上肢后由心率测量装置反复测量的心率值的第一分散度。
文档编号A61B5/0245GK1439333SQ0310615
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月19日 优先权日2002年2月19日
发明者成松清幸, 小椋敏彦, 反保明 申请人:客林公司