测定装置、测定方法及存储有测定程序的记录介质的制作方法
【专利摘要】测定装置(100)具有：检测单元，其用于检测第一计测位置及第二计测位置的各自的脉搏波信号，第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，第二计测位置是指，从所述被测定者的心脏经过与所述预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置；比较单元(40、41、42、43)，其用于通过比较脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果；判断单元(50、51、52、53)，其用于基于比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
【专利说明】测定装置、测定方法及存储有测定程序的记录介质
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于评价会血管通路上生成的动脉瘤的测定装置、测定方法及存储有测定程序的记录介质。
【背景技术】
[0002]作为在血管通路上产生的病变的一种，例举有动脉瘤。在这种动脉瘤中，特别是在腹部上生成的大动脉瘤(aortic aneurysm)没有初期症状,除了在利用磁共振成像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、计算机断层成像(CT:Computed Tomography)、超声波诊断等的检查中偶然发现以外，大多是在腹部脉动等马上就要破裂的状况下发现的。因此，希望通过在健康检查等机会时所进行的轻松的检查，早期地发现症状。
[0003]作为用于检测大动脉瘤的装置，在日本特开平05-023335号公报(专利文献I)中公开了利用超声波进行诊断的装置。另外，在日本特开2007-222626号公报(专利文献2)中，公开了通过对基于X射线CT、MRI等的多个图像数据进行比较，检测出异常部来作为病变的方法等。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平05-023335号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007-222626号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，在专利文献I公开的超声波诊断装置中，需要依次计测存在动脉瘤的可能性的大动脉。另外，在专利文献2公开的方法中，以拍摄了基于X线CT、MRI等的全身的血管图像为前提。根据这种现有技术，用于检查动脉瘤的装置、检查内容规模很大。因此，出于时间、费用等的理由，作为定期体检等的检查项目采用动脉瘤的检查并不现实，其结果为，直到变为严重的情况之前，不易于发现大动脉瘤。
[0010]本发明始是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，能够利用比较简单的结构及步骤，来评价在血管通路上有无生成动脉瘤及/或动脉瘤的大小的测定装置、测定方法及存储有测定程序的记录介质。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]本发明的一个技术方案的测定装置具有:检测单元，其用于检测第一计测位置及第二计测位置的各自的脉搏波信号，第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，第二计测位置是指，从被测定者的心脏经过与预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置；比较单元，其用于通过比较脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果；判断单元，其用于基于比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。[0013] 优选地，比较单元包括用于计算第一计测位置与第二计测位置之间的传递函数的单元。
[0014]更优选地，判断单元基于传递函数的相位差特性中的相位的偏差程度，判断有无动脉瘤。
[0015]或者，更优选地，比较单元包括用于针对脉搏波信号计算每一频率的相位滞后时间的单元，判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于传递函数的相位差特性与该相位角相交差的次数，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0016]更优选地，判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于传递函数的相位差特性与该相位角相交差的频率间隔，判断动脉瘤的大小。
[0017]或者，优选地，比较单元包括用于针对脉搏波信号计算每一频率的相位滞后时间的单元，判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于传递函数的相位差特性与该相位角相交差的频率间隔，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0018]或者，优选地，判断单元基于在传递函数的增益特性中出现极值的频率间隔，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0019]优选地，比较单元包括用于计算与脉搏波信号之间的脉搏波传播速度相关的频率特性的单元。
[0020]更优选地，判断单元基于与脉搏波传播速度相关的频率特性中的脉搏波传播速度的偏差程度，判断有无动脉瘤。
[0021]或者，更优选地，判断单元基于与脉搏波传播速度相关的频率特性中的脉搏波传播速度中产生的变动的频率间隔，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0022]本发明的另一个技术方案的测定方法包括:检测步骤，检测第一计测位置及第二计测位置的各自的脉搏波信号，第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，第二计测位置是指，从被测定者的心脏经过与预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置；计算步骤，通过比较脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果；判断步骤，基于比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0023]本发明的又一个技术方案的记录介质，存储有测定程序，该测定程序由计算机运行，使计算机执行如下的步骤:检测步骤，检测第一计测位置及第二计测位置的各自的脉搏波信号，第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，第二计测位置是指，从被测定者的心脏经过与预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置；计算步骤，通过比较脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果；判断步骤，基于比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够利用比较简单的结构及步骤，评价在血管通路上有无生成有动脉瘤及/或动脉瘤的大小。【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是表示在本发明的实施方式中采用的动脉瘤的模型的图。
[0027]图2是表示按照本实施方式的透过损耗(transmission loss)的计算式计算出的中间部的内半径的影响的评价结果的图。
[0028]图3是表示按照本实施方式的透过损耗的计算式计算出的中间部的内半径的影响的评价结果的图。
[0029]图4是表示按照本实施方式的透过损耗的计算式计算出的中间部的长度的影响的评价结果的图。
[0030]图5是表示按照本实施方式的透过损耗的计算式计算出的中间部的长度的影响的评价结果的图。
[0031]图6是表示按照本实施方式的透过损耗的计算式计算出的中间部的杨氏模量的影响的评价结果的图。
[0032]图7是表示按照本实施方式的透过损耗的计算式计算出的中间部的杨氏模量的影响的评价结果的图。
[0033]图8是表示全身动脉的脉搏波传播模型的示意图。
[0034]图9是在改变段号65的腹动脉(Abdominal aorta)的内半径R时的传递函数Pa/Pb的增益线图及相位线图。
[0035]图10是在将动脉瘤的内半径固定为50mm的基础上，在对动脉瘤的长度依次加长时的传递函数pA/pB的增益线图及相位线图。
[0036]图11是在将动脉瘤的内半径固定为50mm的基础上，在改变整体的杨氏模量时的传递函数pA/pB的增益线图及相位线图。
[0037]图12是本发明的实施方式的测定装置的概略结构图。
[0038]图13是表示第一实施方式的实现用于检测动脉瘤的处理的功能框的示意图。
[0039]图14是表示根据实际从多个被测定者获取的测定信号而计算出的相位线图的图。
[0040]图15是表示第一实施方式的判断动脉瘤的处理顺序的流程图。
[0041]图16是表示第二实施方式的实现用于检测动脉瘤的处理的功能框的示意图。
[0042]图17是用于说明第二实施方式的由相位角设定部设定的相位角(基准的相位差特性)的图。
[0043]图18是表示第二实施方式的判断动脉瘤的处理顺序的流程图。
[0044]图19是表示第三实施方式的实现用于检测动脉瘤的处理的功能框的示意图。
[0045]图20是用于说明第三实施方式的判断部的判断处理的图。
[0046]图21是表示第三实施方式的判断动脉瘤的处理顺序的流程图。
[0047]图22是表示第 四实施方式的实现用于检测动脉瘤的处理的功能框的示意图。
[0048]图23是表示根据实际从多个被测定者获取的测定信号而计算出的脉搏波传播速度(PWV)的图。
[0049]图24是表示第四实施方式的判断动脉瘤的处理顺序的流程图。【具体实施方式】
[0050]参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。此外，对图中的相同或相当部分标注相同的附图标记，且不重复进行说明。
[0051][A.概要]
[0052]本实施方式的测定方法将动脉瘤看作弹性管道的局部扩张，着眼于穿过的脉搏波的损耗。将这种动脉瘤的模型应用为全身动脉的脉搏波传播模型，由此，根据频率特性的变化来评价有无动脉瘤及/或动脉瘤的大小(内半径及长度)。
[0053]例如，基于在下肢(从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的计测位置)和上肢(从被测定者的心脏经过与预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的计测位置)中分别计测出的脉搏波信号，计算上述频率特性。
[0054][B.基于脉搏波传递模型的分析] [0055]< bl:模型化>
[0056]在本实施方式中，将被测定者的血管通路划分成多个区间，将各区间做成一维线性分布常量模型，由此，来计算表示血管通路的传递函数。通过分析脉搏波在血管中传播的力学模型来计算得到该传递函数。
[0057]动脉瘤为在血管通路(动脉)的途中动脉的内径变大的病变。在内径变大的血管通路的范围内，血管通路的特性阻抗发生变化。该现象与在电抗型消声器中对声波产生的现象相同，使传播的脉搏波减少。在本实施方式中，利用该现象来检测动脉瘤。然而，由于血管通路为弹性管道，所以根据内径的变化，不仅特性阻抗发生变化，脉搏波传播速度也发生变化，就这一点而言，与电抗型消声器不同。在本实施方式中，还考虑这种脉搏波传播速度的变化，主要着眼于在存在动脉瘤的范围内传播的脉搏波在穿过时的损耗(透过损耗)。
[0058]图1是表示在本发明的实施方式中采用的动脉瘤的模型的图。图UA)表示剖视图，图1(B)表不侧视图。
[0059]参照图1，在本实施方式中，假设血管通路具有三个区间，在其中间部生成了动脉瘤。即，假设动脉瘤生成在(1-2)区间内，而其两侧的(0-1)区间及(2-3)区间(以下，将两者还称为“周边部”)为健全的血管通路。该(1-2)区间为作为内径被扩张了的弹性管道的模型。
[0060]在图1中，就作为中间部的(1-2)区间而言，将长度设为d、将杨氏模量设为Ea、将内半径设为Ra、将外半径设SRa。、将壁厚设为匕。另外，就作为周边部的(0-1)区间及(2-3)区间而言，将长度分别设为1:、I2、将杨氏模量设为Ea、将内半径设为Rb、将外半径设为Rb。、将壁厚设为hB。另外，点O及点3为无反射端。此外，在以下的分析中，利用从点O起的距离x(纸面右方向为正方向)来表示各区间的位置。
[0061]<b2:数学分析〉
[0062]接着，在图1示出的模型中，从与由心脏送出的脉搏波的传播有关的力学及物理的观点出发，进行数学分析。
[0063]能够利用在点O的前进波压力Pfl及反向波压力prl、从点O起的距离X、周边部的传播常量YB，由下面的式子⑴来表示(0-1)区间的压力Ptll (X，t)。
[0064][数学式I][0065]
【权利要求】
1.一种测定装置，其特征在于， 具有: 检测单元，其用于检测第一计测位置以及第二计测位置的各自的脉搏波信号，所述第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，所述第二计测位置是指，从所述被测定者的心脏经过与所述预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置， 比较单元，其用于通过比较所述脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果， 判断单元，其用于基于所述比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
2.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于， 所述比较单元包括用于计算所述第一计测位置与所述第二计测位置之间的传递函数的单元。
3.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于， 所述判断单元基于所述传递函数的相位差特性中的相位的偏差程度，判断有无动脉瘤。
4.如权利要求2 所述的测定装置，其特征在于， 所述比较单元包括用于针对所述脉搏波信号计算每一频率的相位滞后时间的单元， 所述判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于所述传递函数的相位差特性与该相位角相交差的次数，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
5.如权利要求4所述的测定装置，其特征在于， 所述判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于所述传递函数的相位差特性与该相位角相交差的频率间隔，判断动脉瘤的大小。
6.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于， 所述比较单元包括用于针对所述脉搏波信号计算每一频率的相位滞后时间的单元， 所述判断单元针对基于计算出的每一频率的相位滞后时间的平均值而计算出的相位角，基于所述传递函数的相位差特性与该相位角相交差的频率间隔，判断有无动脉瘤及动脉瘤的大小中的至少一方。
7.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于， 所述判断单元基于在所述传递函数的增益特性中出现极值的频率间隔，判断有无动脉瘤以及动脉瘤的大小中的至少一方。
8.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于， 所述比较单元包括用于计算与所述脉搏波信号之间的脉搏波传播速度相关的频率特性的单元。
9.如权利要求8所述的测定装置，其特征在于， 所述判断单元基于与所述脉搏波传播速度相关的频率特性中的脉搏波传播速度的偏差程度，判断有无动脉瘤。
10.如权利要求8所述的测定装置，其特征在于， 所述判断单元基于与所述脉搏波传播速度相关的频率特性中的脉搏波传播速度中产生的变动的频率间隔，判断有无动脉瘤以及动脉瘤的大小中的至少一方。
11.一种测定方法，其特征在于， 包括: 检测步骤，检测第一计测位置以及第二计测位置的各自的脉搏波信号，所述第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，所述第二计测位置是指，从所述被测定者的心脏经过与所述预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置， 计算步骤，通过比较所述脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果， 判断步骤，基于所述比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤以及动脉瘤的大小中的至少一方。
12.—种记录介质,其特征在于， 存储有测定程序，该测定程序由计算机运行，使计算机执行如下的步骤: 检测步骤，检测第一计测位置以及第二计测位置的各自的脉搏波信号，所述第一计测位置是指，从被测定者的心脏经过预料会产生动脉瘤的部分的血管通路的位置，所述第二计测位置是指，从所述被测定者的心脏经过与所述预料会产生动脉瘤的部分不同的部分的血管通路的位置， 计算步骤，通过比较所述脉搏波信号之间的频率特性，来计算比较结果， 判断步骤，基于所述比较结果所包含的与频率相关的规定的特征量，来判断有无动脉瘤以及动脉瘤的大小中的至少一方。
【文档编号】A61B5/02GK103957780SQ201280052202
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月22日 优先权日:2011年10月28日
【发明者】佐藤博则, 宇津野秀夫, 松久宽, 山田启介, 小椋敏彦 申请人:欧姆龙健康医疗事业株式会社