心血管分析装置
阅读：458发布：2022-06-02
专利汇可以提供心血管分析装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种心血管分析装置，其与通常使用的 心电图 计不同，被构成为还能够在左右 冠状动脉 的血管分支中检测出表示血管的器质性变化的血管的弹性系数(动脉硬化度)、同时表示血管的器质性变化及功能性变化的血管的顺从性、表示血流阻 力 特性的血流量、血流阻力及血流速度，从而能够早期发现心 血管 疾病 并同时查明其原因。，下面是心血管分析装置专利的具体信息内容。
1.一种心血管分析装置，其特征在于，
具有：
生体信号检测计，其由包括心电图传感器、心音图传感器及脉搏波传感器的生体信号检测传感器部以及与所述生体信号检测传感器部的各传感器连接，接收检测出的生体信号并进行信号处理的生体信号接收及处理部构成，以及
分析指标计算计，其由与所述生体信号接收及处理部连接，相互进行通信并接收检测数据，计算出用于分析冠状动脉的生物力学指标的主处理部、与所述主处理部连接并输入用户的控制指令的输入部以及与所述主处理部连接并显示计算出的结果的输出部构成；
所述主处理部通过从所述生体信号检测计获取的生体信号合成主动脉弓内压曲线，利用所述主动脉弓内压曲线的面积计算出生物力学指标。
2.根据权利要求1所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述生体信号接收及处理部包括：
微控制器，其对从所述生体信号检测传感器部接收的生体信号进行处理，并控制向所述主处理部传送检测数据；
多路信号选择器，其由所述微控制器的控制信号选择从所述心电图传感器、心音图传感器及脉搏波传感器接收的生体信号；
噪音去除及信号放大器，其按照所述微控制器的控制信号对由所述多路信号选择器选择的生体信号进行噪音去除或调节放大率；
信号切换器，其接收通过了所述噪音去除及信号放大器的生体信号，并根据所述输入部的控制指令或所述主处理部中内置的程序的控制指令来选择所需的生体信号；
样本保持器，其按照所述微控制器的控制信号对所述信号切换器中选择的生体信号进行采样并保持；以及
A/D转换器，其按照所述微控制器的控制信号将通过所述标本保持器保持的生体信号转换为数字信号并传送给所述微控制器。
3.根据权利要求1或2所述的心血管分析装置，其特征在于，所述脉搏波传感器是袖带脉搏波传感器、颈动脉脉搏波传感器及股动脉脉搏波传感器中的某一个，所述生体信号检测计从所述生体信号检测传感器部同时取得ECG、PCG、APG波形。
4.根据权利要求3所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述颈动脉脉搏波传感器和所述股动脉脉搏波传感器是相同的压力传感器，所述袖带脉搏波传感器是在袖带血压计上还附着压力传感器而构成的。
5.根据权利要求4所述的心血管分析装置，其特征在于，所述袖带脉搏波传感器在与所述袖带血压计的空气袋连接的橡皮管形成支路管，在所述支路管出口安装适配器，将所述适配器安装在与所述颈动脉脉搏波传感器或所述股动脉脉搏波传感器相同的结构的传感器的开放槽。
6.根据权利要求1所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述主处理部被程序化为包括如下步骤：
第一步骤，使所述生体信号检测计检测生体信号并接收所述生体信号；
第二步骤，对所述接收的生体信号的波形进行分析，基于所述分析的波形资料而合成主动脉弓内压曲线(P)；以及
第三步骤，从所述合成的主动脉弓内压曲线(P)的面积计算出生物力学指标并显示出心血管分析结果。
7.根据权利要求6所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述第三步骤被构成为包括如下步骤：
从包含所述主动脉弓内压曲线(P)的面积的基础信息计算出左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)的步骤；
利用所述主动脉弓内压曲线(P)及所述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)分别计算出左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)的步骤；以及
为了将所述计算出的左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)显示在一个状态图上，向所述输出部传送心血管分析结果的步骤。
8.根据权利要求7所述的心血管分析装置，其特征在于，所述第三步骤包括如下步骤：
从所述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)还计算出左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)，并向所述输出部传送心血管分析结果。
9.根据权利要求7所述的心血管分析装置，其特征在于，所述第三步骤包括如下步骤：
从所述主动脉弓内压曲线(P)及所述左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)还计算出左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)，并向所述输出部传送心血管分析结果。
10.根据权利要求7所述的心血管分析装置，其特征在于，所述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)分别由以下的数学式计算得出，左冠状动脉的血流量：
(数学式1)；
右冠状动脉的血流量：
Sr＝K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (数学式2)；
左冠状动脉的顺从性：
(数学式3)；
右冠状动脉的顺从性：
(数学式4)；
左冠状动脉的血流阻力：
(数学式5)，
(数学式6)；以及
右冠状动脉的血流阻力：
(数学式7)，
在所述数学式1至7中，Ad是所述主动脉弓内压曲线(P)的舒张期面积，As是所述主动脉弓内压曲线(P)的收缩期面积，t*是在舒张期中到所述主动脉弓内压曲线(P)的一阶导函数为0的点的时间，υ是血管的泊松常数，R是血管的换算半径，Pm是平均血压，ρ是血液密度，a是脉搏波传播速度，Pd是所述主动脉弓内压曲线(P)的舒张期血压，Ps是所述*
主动脉弓内压曲线(P)的收缩期血压，P*及Ps 是所述主动脉弓内压曲线(P)的切迹点血压，Pv是左冠状动脉的任意点的血压，Sv是心输出量，K是系数，K1及K2分别是系数。
11.根据权利要求10所述的心血管分析装置，所述系数K由以下的数学式8计算得出，所述K1是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向右冠状动脉流动的血流量相关的系数，其为0.12～0.15，
所述K2是组织内压系数，其为0.7～0.75，
(数学式8)，
在所述数学式8中，k是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向左冠状动脉
2
流动的血流量相关的系数，其为0.88～0.85，A＝πR 是左冠状动脉的换算截面积，Cs是收缩时的顺从性，m和n分别是柯普常数。
12.根据权利要求8所述的心血管分析装置，其特征在于，所述左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)分别由以下的数学式计算得出，
左冠状动脉的动脉硬化度：
(数学式9)；以及
右冠状动脉的动脉硬化度
(数学式10)，
在所述数学式9、10中，K3是临床上取得的系数，其为0.7～0.89。
13.根据权利要求9所述的心血管分析装置，其特征在于，所述左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)分别由以下的数学式计算得出，
左冠状动脉的血流速度：
(数学式11)；以及
右冠状动脉的血流速度：
(数学式12)
在所述数学式11、12中，
14.根据权利要求6至13中任一项所述的心血管分析装置，其特征在于，在所述第二步骤的所接收的生体信号的波形分析中，
对通过所述生体信号检测计中的心电图传感器和心音图传感器取得的ECG信号和PCG信号进行分析，找出所述主动脉弓内压曲线(P)的特征点(收缩期开始点、收缩期最高点、切迹点、舒张期最高点、舒张期结束点)，对通过所述生体信号检测计中相比收缩期血压加压一定压力的袖带脉搏波传感器取得的Cuff-APG脉搏波进行分析，找出所述主动脉弓内压曲线(P)的高频成分，
对通过所述生体信号检测计中的相比舒张期血压减压一定压力的袖带脉搏波传感器取得的Cuff-APG脉搏波进行分析，找出所述主动脉弓内压曲线(P)的低频成分，对通过所述生体信号检测计中的颈动脉传感器取得的左、右侧颈动脉APG脉搏波，通过与所述主动脉弓内压曲线(P)的时间对应的频率强度进行分析，在所述主动脉弓内压曲线(P)合成中，其基于包括所述收缩期的Cuff-APG脉搏波分析资料、所述舒张期的Cuff-APG脉搏波分析资料及左、右侧颈动脉APG脉搏波分析资料的信息进行。
15.根据权利要求14所述的心血管分析装置，其特征在于，
在所述第一步骤之前，还包括如下步骤：
在所述输出部中显示包括检索菜单窗口、患者信息窗口、检查诊断窗口、检查结果窗口的初始画面的步骤，
在所述初始画面中接收新患者登录指令时，输入患者信息并进行存储，若不是，则接收打开登录的患者文件的指令的步骤，
当接收打开所述登录的患者文件的指令时，在所述检查结果窗口显示登录的患者列表，选择患者并输入追加信息，若不是，则继续显示所述初始画面的步骤，以及进入到在所述患者信息窗口显示所述新患者信息或选择的患者信息，并接收检查诊断指令的步骤；
所述新患者信息或选择的患者信息由能够识别患者的个人信息及包括身高、体重、血压、人种中的一个以上的身体信息构成。
16.根据权利要求15所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述第一步骤的所述生体信号的检测及接收过程包括如下步骤：
当从所述检查诊断窗口接收检查指令时，还显示生体信号检测指令选择窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第1-1步骤；
当从所述生体信号检测指令选择窗口接收收缩期脉搏波检测指令时，从所述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及加压的袖带脉搏波传感器接收检测波形，并在所述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、高频APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-1步骤；
当从所述生体信号检测指令选择窗口接收舒张期脉搏波检测指令时，从所述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及减压的袖带脉搏波传感器接收检测波形，并在所述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、低频APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-2步骤；
当从所述生体信号检测指令选择窗口接收左侧颈动脉脉搏波检测指令时，从所述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及颈动脉传感器接收检测波形，并在所述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、左侧颈动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-3步骤；
当从所述生体信号检测指令选择窗口接收右侧颈动脉脉搏波检测指令时，从所述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及颈动脉传感器接收检测波形，并在所述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、右侧颈动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-4步骤；
当从所述生体信号检测指令选择窗口接收股动脉脉搏波检测指令时，从所述生体信号检测传感器部的心电图传感器及股动脉传感器接收检测波形，并在所述检查结果窗口显示接收的ECG、股动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-4步骤；以及
在所述第1-2-1步骤至所述第1-2-4步骤的各步骤之后，接收波形选择指令，以便在所述检查结果窗口显示的波形中选择异常的波形，当接收波形选择指令时，进行画面捕捉并存储选择的波形，若不是，则继续进行检测并显示检测出的波形的第1-3步骤。
17.根据权利要求16所述的心血管分析装置，其特征在于，所述第二步骤的对于所述接收的生体信号的波形分析及所述主动脉弓内压曲线(P)的合成过程包括如下步骤：
当从所述检查诊断窗口接收分析指令时，还显示分析菜单窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第2-1步骤；
当在所述分析菜单窗口接收收缩期信号分析指令时，对存储的ECG、PCG、高频APG波形的特征点进行自动分析，并显示在所述检查结果窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第
2-2步骤；
当在所述分析菜单窗口接收舒张期信号分析指令时，对存储的ECG、PCG、低频APG波形的特征点进行自动分析，并显示在所述检查结果窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第
2-3步骤；
当在所述分析菜单窗口接收合成信号分析指令时，在所述检查结果窗口显示存储的左、右侧颈动脉波形，若不是，则保持之前步骤状态的第2-4步骤；
当在所述检查结果窗口的左、右侧颈动脉波形中选择各波形的详细分析区间时，对选择的区间的波形进行放大分析，并显示在检查结果窗口下端左侧，若不是，则保持之前步骤状态的第2-5步骤；以及
在所述检查结果窗口下端左侧依次显示被放大的左、右侧颈动脉波形后，当点击所述检查结果窗口下端右侧的空白空间时，在点击的位置显示基于包括存储的ECG、PCG、APG波形资料的信息而合成的主动脉弓内压曲线，若不是，则保持之前步骤状态的第2-6步骤。
18.根据权利要求17所述的心血管分析装置，其特征在于，所述第三步骤的从所述合成的主动脉弓内压曲线(P)的面积计算出生物力学指标，并显示出心血管分析结果的步骤包括如下步骤：
当从所述检查诊断窗口接收结果显示指令时，还显示结果菜单窗口及输出装置，若不是，则保持之前步骤状态的第3-1步骤；
当在所述结果菜单窗口中选择某菜单窗口时，显示相应菜单结果，若不是，则保持之前步骤状态的第3-2步骤；以及
在显示所述相应菜单结果后，若从所述输出装置接收输出指令时，输出相应菜单结果，若不是，则保持之前步骤状态的第3-3步骤。
19.根据权利要求17所述的心血管分析装置，其特征在于，在所述第2-2步骤、所述第
2-3步骤及所述第2-4步骤中在所述检查结果窗口显示各波形后，当从所述检查诊断窗口接收检查指令时，返回到所述第1-1步骤，若不是，则进行各自的下一步骤。
20.根据权利要求18所述的心血管分析装置，其特征在于，
所述结果菜单窗口中包括C-R状态图评价，
所述C-R状态图中划分有显示基于临床结果的冠状动脉的状态的区域，
针对所述C-R状态图评价结果，将被检查者的左右冠状动脉的状态用点来表现在所述C-R状态图上。
心血管分析装置
技术领域
[0001] 本发明涉及心血管分析系统，更详细说是涉及一种如下的心血管分析装置：其与通常使用的心电图计不同，被构成为还能够在左右冠状动脉的血管分支中检测出表示血管的器质性变化的血管的弹性系数(动脉硬化度)、同时表示血管的器质性变化及功能性变化的血管的顺从性、表示血流阻力特性的血流量、血流阻力及血流速度，从而能够早期发现心血管疾病并同时查明其原因。
背景技术
[0004] 为了预先确认心肌梗塞等心血管疾病的征兆，需要确认冠状动脉的性质和血液流动特性、血液状态，而不是用图像确认心脏血管的状态或进行心电图检查。
[0005] 血液状态能够通过血液检查得知，而如果要确认冠状动脉的性质和血液流动特性，需要有能够判断冠状动脉的性质和血液流动特性的新的设备。
[0006] 在此最为重要的问题在于准确判断冠状动脉特性。冠状动脉与其它血管不同，其由外部因素引起血管的颤搐、痉挛、扩张等，并由于组织内压的作用而其力学关系复杂。因此，在冠状动脉中很难求得动脉硬化度或血管的顺从性、血流量、血流速度、血液流动阻力。
[0007] 虽然心电图自动分析体系在临床上得到广泛普及，但无法早期诊断冠状动脉疾病的发病危险性，并利用非侵袭性方法找出冠状动脉手术对象。心电图只是记录心脏中的电变化，而无法检测出反映心血管的力学特性的血管的弹性系数、血管的顺从性、血液流动阻力、血流量、血流速度等。
[0008] 到目前为止开发出的冠状动脉疾病的诊断器有单光子发射计算机断层扫描仪(SPECT)、心肌超声造影(Contrast Echocardiography)、多排螺旋CT(multidetector CT；MDCT)、MRI等。
[0009] 以冠状动脉手术为目的的导管检查法等侵袭性检查具有能够直观地观察血管自身的病变的优点，但其对于血管的侵袭操作是必须且复杂，被检查者中的40％左右为非手术对象。
[0010] 心电图计在其原理上无法准确进行缺血性心血管疾病诊断。
[0011] 并且，前述的医疗设备具有较大的临床性意义，但具有制作成本和诊断费用昂贵，并只有在特定的病房上才能利用的缺点。即便如此，虽然上述设备相互之间若有差别，但存在有无法确认血管的特性的共同点。
[0012] 冠状动脉中的血流特性在左冠状动脉和右冠状动脉中各不相同。左冠状动脉在由心室心肌收缩引起的收缩时，由于组织压从外部压迫血管，因而左冠状动脉血管受到补充性内压。
[0013] 因此，左冠状动脉血液流动构成非常复杂的结构，找出左冠状动脉中引起血流的压力波形的问题尚留作为待解决的问题。
[0014] 右冠状动脉主要贯流右心室。
[0015] 右心室的收缩气压为左心室收缩气压的30％左右，在右心室壁的心肌中，收缩期的冠状动脉压力较小。
[0016] 虽然较多地研究有在冠状动脉中由固有的心肌收缩引起的心脏收缩时，侵袭性地求得由组织内压生成的补充性内压的问题，但是到目前为止，对于在冠状动脉中利用非侵袭性方法求得冠状动脉血流量和血流速度、血管的顺从性和弹性系数、血液流动阻力的设备的开发则甚微。
[0017] 最近10余年间较多地进行有对于冠状动脉的血流动态的实验，发现左冠状动脉的血流几乎只有在舒张期流动。
[0018] 在同一时期，日本科学家利用冠状动脉内的同位元素扫描发现毛细血管中也只有在舒张期存在血液流动。
[0019] 一方面，也进行了不少用于获知血管特性的研究。2006年，韩国和美国学家协同提出用于求得动脉的弹性系数的整合法。整合法是通过检测atherome求得血管弹性系数的方法，其难以应用于冠状动脉中。一方面，1997年由美国哈佛大学教授团队提出超敏C-反应蛋白(high sensitivity C-reactive protein)与心血管疾病之间存在高相关关系的假TM设并进行了实验，以此为基础在2006年开发出的J-chroma 虽然能够看到疾病进展过程，但无法给出对于血管状态的解答。
[0020] 但是，本发明中通过同时分析心脏的电特性和冠状动脉的生物力学特性，提出能够检测出左右冠状动脉中的血流量、血管的顺从性、血流速度、血液流动阻力、动脉硬化度的方法。
[0021] 在左右冠状动脉的血管分支中求得血流量、血管的顺从性、血流速度、血流阻力的第一个课题在于，需要解决非侵袭性地求得主动脉弓内压曲线(Aortic Arch Internal Pressure Curve)的问题。
[0022] 国 际 专 利 公 开 WO1995/016391(METHOD AND APPARATUS FOR TREATING CARDIOVASCULAR PATHOLOGIES)中提出了非侵袭性地求得主动脉弓内压曲线的方法，但是通过上述方法求得的主动脉弓内压曲线根据不同的人而与侵袭性地求得的曲线存在较大差异，实质上几乎不可能将侵袭性地求得的主动脉弓内压曲线与非侵袭性地求得的主动脉弓内压曲线保持一致。
[0023] 因此，事实上不可能将通过上述方法取得的主动脉弓内压曲线看作侵袭性的主动脉弓内压曲线并导入到临床。
发明内容
[0024] 本发明旨在解决前述的现有技术中的问题而提出，本发明的目的在于提供一种心血管分析装置，其与通常使用的心电图计不同，被构成为还能够在左右冠状动脉的血管分支中检测出表示血管的器质性变化的血管的弹性系数(动脉硬化度)、同时表示血管的器质性变化及功能性变化的血管的顺从性、表示血流阻力特性的血流量、血流阻力及血流速度，从而能够早期发现心血管疾病并同时查明其原因。
[0025] 为了达到上述目的，本发明的第1特征在于，根据本发明的心血管分析装置包括：生体信号检测计，其由包括心电图传感器、心音图传感器及脉搏波传感器的生体信号检测传感器部以及与上述生体信号检测传感器部的各传感器连接，接收检测出的生体信号并进行信号处理的生体信号接收及处理部构成，以及分析指标计算计，其由与上述生体信号接收及处理部连接，相互进行通信并接收检测数据，计算出用于分析冠状动脉的生物力学指标的主处理部、与上述主处理部连接并输入用户的控制指令的输入部以及与上述主处理部连接并显示计算出的结果的输出部构成；上述主处理部通过从上述生体信号检测计获取的生体信号合成主动脉弓内压曲线，利用上述主动脉弓内压曲线的面积计算出生物力学指标。
[0026] 并且，本发明的第2特征在于，上述生体信号接收及处理部包括：微控制器(microcontroller)，其对从上述生体信号检测传感器部接收的生体信号进行处理，并控制向上述主处理部传送检测数据；多路信号选择器，其由上述微控制器的控制信号选择从上述心电图传感器、心音图传感器及脉搏波传感器接收的生体信号；噪音去除及信号放大器，其按照上述微控制器的控制信号对由上述多路信号选择器选择的生体信号进行噪音去除或调节放大率；信号切换器，其接收通过了上述噪音去除及信号放大器的生体信号，根据上述输入部的控制指令或上述主处理部中内置的程序的控制指令来选择所需的生体信号；样本保持器，其按照上述微控制器的控制信号对上述信号切换器中选择的生体信号进行采样(sampling)并保持(holding)；以及A/D转换器，其按照上述微控制器的控制信号将通过上述标本保持器保持(holding)的生体信号转换为数字信号并传送给上述微控制器。
[0027] 并且，本发明的第3特征在于，上述脉搏波传感器是袖带(Cuff)脉搏波传感器、颈动脉脉搏波传感器及股动脉脉搏波传感器中的某一个，上述生体信号检测计从上述生体信号检测传感器部同时取得ECG、PCG、APG波形。
[0029] 并且，本发明的第5特征在于，上述袖带(Cuff)脉搏波传感器在与上述袖带血压计的空气袋连接的橡皮管形成支路管，在上述支路管出口安装适配器，将上述适配器安装在与上述颈动脉脉搏波传感器或上述股动脉脉搏波传感器相同的结构的传感器的开放槽。
[0030] 并且，本发明的第6特征在于，上述主处理部被程序化为包括如下步骤：第一步骤，使上述生体信号检测计检测生体信号并接收上述生体信号；第二步骤，对上述接收的生体信号的波形进行分析，基于上述分析的波形资料而合成主动脉弓内压曲线(P)；以及第三步骤，从上述合成的主动脉弓内压曲线(P)的面积计算出生物力学指标并显示出心血管分析结果。
[0031] 此外，本发明的第7特征在于，上述第三步骤被构成为包括如下步骤：从包含上述主动脉弓内压曲线(P)的面积的基础信息计算出左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)的步骤；利用上述主动脉弓内压曲线(P)及上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)分别计算出左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)的步骤；以及为了将上述计算出的左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)显示在一个状态图上，向上述输出部传送心血管分析结果的步骤。
[0032] 并且，本发明的第8特征在于，上述第三步骤包括如下步骤：从上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)还计算出左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)，并向上述输出部传送心血管分析结果。
[0033] 并且，本发明的第9特征在于，上述第三步骤包括如下步骤：从上述主动脉弓内压曲线(P)及上述左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)还计算出左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)，并向上述输出部传送心血管分析结果。
[0034] 并且，本发明的第10特征在于，上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)分别由规定的数学式计算得出。
[0035] 并且，本发明的第11特征在于，上述数学式中出现的系数K由规定的数学式计算得出，K1是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向右冠状动脉流动的血流量相关的系数，其为0.12～0.15，K2是组织内压系数，其为0.7～0.75。
[0036] 并且，本发明的第12特征在于，上述左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)分别由规定的数学式计算得出。
[0037] 并且，本发明的第13特征在于，上述左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)分别由规定的数学式计算得出。
[0038] 并且，本发明的第14特征在于，在上述第二步骤的所接收的生体信号的波形分析中，对通过上述生体信号检测计中的心电图传感器和心音图传感器取得的ECG信号和PCG信号进行分析，找出上述主动脉弓内压曲线(P)的特征点(收缩期开始点、收缩期最高点、切迹点、舒张期最高点、舒张期结束点)，对通过上述生体信号检测计中的相比收缩期血压加压一定压力的袖带脉搏波传感器取得的Cuff-APG脉搏波进行分析，找出上述主动脉弓内压曲线(P)的高频成分，对通过上述生体信号检测计中的相比舒张期血压减压一定压力的袖带脉搏波传感器取得的Cuff-APG脉搏波进行分析，找出上述主动脉弓内压曲线(P)的低频成分，对通过上述生体信号检测计中的颈动脉传感器取得的左、右侧颈动脉APG脉搏波，通过与上述主动脉弓内压曲线(P)的时间对应的频率强度进行分析，在上述主动脉弓内压曲线(P)合成中，其基于包括上述收缩期的Cuff-APG脉搏波分析资料、上述舒张期的Cuff-APG脉搏波分析资料及左、右侧颈动脉APG脉搏波分析资料的信息进行。
[0039] 并且，本发明的第15特征在于，在上述第一步骤之前，还包括如下步骤：在上述输出部中显示包括检索菜单窗口、患者信息窗口、检查诊断窗口、检查结果窗口的初始画面的步骤，在上述初始画面中接收新患者登录指令时，输入患者信息并进行存储，若不是，则接收打开登录的患者文件的指令的步骤，当接收打开上述登录的患者文件的指令时，在上述检查结果窗口显示登录的患者列表，选择患者并输入追加信息，若不是，则继续显示上述初始画面的步骤，进入到在上述患者信息窗口显示上述新患者信息或选择的患者信息，并接收检查诊断指令的步骤；上述新患者信息或选择的患者信息由能够识别患者的个人信息及包括身高、体重、血压、人种中的一个以上的身体信息构成。
[0040] 并且，本发明的第16特征在于，上述第一步骤的上述生体信号的检测及接收过程包括如下步骤：当从上述检查诊断窗口接收检查指令时，还显示生体信号检测指令选择窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第1-1步骤；当从上述生体信号检测指令选择窗口接收收缩期脉搏波检测指令时，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及加压的袖带脉搏波传感器接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、高频APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-1步骤；当从上述生体信号检测指令选择窗口接收舒张期脉搏波检测指令时，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及减压的袖带脉搏波传感器接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、低频APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-2步骤；当从上述生体信号检测指令选择窗口接收左侧颈动脉脉搏波检测指令时，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及颈动脉传感器接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、左侧颈动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-3步骤；当从上述生体信号检测指令选择窗口接收右侧颈动脉脉搏波检测指令时，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器、心音图传感器及颈动脉传感器接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、右侧颈动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-4步骤；当从上述生体信号检测指令选择窗口接收股动脉脉搏波检测指令时，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器及股动脉传感器接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、股动脉APG波形，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤的第1-2-4步骤；以及，在上述第1-2-1步骤至上述第1-2-4步骤的各步骤之后，接收波形选择指令，以便在上述检查结果窗口显示的波形中选择异常的波形，当接收波形选择指令时，进行画面捕捉并存储选择的波形，若不是，则继续进行检测并显示检测出的波形的第1-3步骤。
[0041] 并且，本发明的第17特征在于，上述第二步骤的对于上述接收的生体信号的波形分析及上述主动脉弓内压曲线(P)的合成过程包括如下步骤：当从上述检查诊断窗口接收分析指令时，还显示分析菜单窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第2-1步骤；当在上述分析菜单窗口接收收缩期信号分析指令时，对存储的ECG、PCG、高频APG波形的特征点进行自动分析，并显示在上述检查结果窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第2-2步骤；当在上述分析菜单窗口接收舒张期信号分析指令时，对存储的ECG、PCG、低频APG波形的特征点进行自动分析，并显示在上述检查结果窗口，若不是，则保持之前步骤状态的第2-3步骤；当在上述分析菜单窗口接收合成信号分析指令时，在上述检查结果窗口显示存储的左、右侧颈动脉波形，若不是，则保持之前步骤状态的第2-4步骤；当在上述检查结果窗口的左、右侧颈动脉波形中选择各波形的详细分析区间时，对选择的区间的波形进行放大分析，并显示在检查结果窗口下端左侧，若不是，则保持之前步骤状态的第2-5步骤；以及在上述检查结果窗口下端左侧依次显示被放大的左、右侧颈动脉波形后，当点击上述检查结果窗口下端右侧的空白空间时，在点击的位置显示基于包括存储的ECG、PCG、APG波形资料的信息而合成的主动脉弓内压曲线，若不是，则保持之前步骤状态的第2-6步骤。
[0042] 并且，本发明的第18特征在于，上述第三步骤的从上述合成的主动脉弓内压曲线(P)的面积计算出生物力学指标，并显示出心血管分析结果的步骤包括如下步骤：当从上述检查诊断窗口接收结果显示指令时，还显示结果菜单窗口及输出装置，若不是，则保持之前步骤状态的第3-1步骤；当在上述结果菜单窗口中选择某菜单窗口时，显示相应菜单结果，若不是，则保持之前步骤状态的第3-2步骤；以及在显示上述相应菜单结果后，若从上述输出装置接收输出指令时，输出相应菜单结果，若不是，则保持之前步骤状态的第3-3步骤。
[0043] 并且，本发明的第19特征在于，在上述第2-2步骤、上述第2-3步骤及上述第2-4步骤中在上述检查结果窗口显示各波形后，当从上述检查诊断窗口接收检查指令时，返回到上述第1-1步骤，若不是，则进行各自的下一步骤。
[0044] 并且，本发明的第20特征在于，上述结果菜单窗口中包括C-R状态图评价，上述C-R状态图中划分有显示基于临床结果的冠状动脉的状态的区域，针对上述C-R状态图评价结果，将被检查者的左右冠状动脉的状态用点来表现在上述C-R状态图上。
[0045] 根据本发明中的心血管分析装置，其与通常使用的心电图计不同，被构成为还能够在左右冠状动脉的血管分支中检测出表示血管的器质性变化的血管的弹性系数(动脉硬化度)，同时表示血管的器质性变化及功能性变化的血管的顺从性，表示血流阻力特性的血流量、血流阻力及血流速度，使得除了基于心电图计的心电图功能以外，能够早期诊断包括心肌梗塞等冠状动脉的多种难治性疾病，并能够通过非侵袭性的方法发现冠状动脉手术对象。附图说明
[0047] 图2是概念性地表示图1的生体信号接收及处理部的结构和信号流动的框图。
[0048] 图3是表示作为图1的脉搏波传感器的一种的袖带脉搏波传感器结构的剖视图及主要部分分解立体图。
[0049] 图4是表示本发明中的主动脉弓及与其连接的左右冠状动脉的心脏的血流代表图。
[0051] 图6是图示出由导管(catheter)取得的主动脉弓内压曲线的特征点和与各特征点对应的血压的血压特性图。
[0052] 图7是由导管取得的主动脉弓内压曲线和由本发明的心血管分析装置取得的主动脉弓内压曲线的特性对比图。
[0053] 图8是图1的主处理部的一例示作业图。
[0054] 图9至图12是更加具体地表示图8的作业图的一例示详细作业图。
[0055] 图13是表示基于图1的主处理部的ECG、PCG及高频APG波形分析结果的检查结果窗口的一例示图。
[0056] 图14是表示基于图1的主处理部的ECG、PCG及低频APG波形分析结果的检查结果窗口的一例示图。
[0057] 图15是表示基于图1的主处理部的左右颈动脉APG波形分析结果及选择各一定区间时放大的波形和合成的主动脉弓内压曲线的一例的检查结果窗口的一例示图。
[0058] 图16是表示作为基于图1的主处理部的分析结果的一例的C-R状态图(Chart)的检查结果窗口的一例示图。
[0059] 附图标记的说明
[0060]
[0061]
具体实施方式
[0062] 下面，为了本发明所属技术领域的技术人员容易地实施本发明，将参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。但是，本发明能够以多种相互不同的形态实现，而并非限定于在此说明的实施例。
[0063] 图1是基于本发明的心血管分析装置一实施例的整个系统的框图，图2是概念性地表示图1的生体信号接收及处理部的结构和信号流动的框图，图3是表示作为图1的脉搏波传感器的一种的袖带脉搏波传感器的结构的剖视图及主要部分分解立体图，图4是表示本发明中的主动脉弓及与其连接的左右冠状动脉的心脏的血流代表图，图5是本发明中的左右冠状动脉的弹性钢模型图，图6是图示出由导管取得的主动脉弓内压曲线的特征点和与各特征点对应的血压的血压特性图，图7是由导管取得的主动脉弓内压曲线和由本发明的心血管分析装置取得的主动脉弓内压曲线的特性对比图。
[0064] 如图1所示，本发明中的心血管分析装置的一实施例，其特征在于，基本上包括：生体信号检测计100，其由包括心电图传感器122、心音图传感器124及脉搏波传感器126的生体信号检测传感器部120以及与上述生体信号检测传感器部120的各传感器连接并接收检测出的生体信号并进行信号处理的生体信号接收及处理部140构成；以及分析指标计算计200，其由与上述生体信号接收及处理部140连接并进行相互通信，接收检测数据并计算出用于分析冠状动脉的生物力学指标的主处理部210以及与上述主处理部连接并显示计算出的结果的输出部230构成；其中，上述主处理部210通过从上述生体信号检测计100取得的生体信号合成主动脉弓内压曲线，利用上述主动脉弓内压曲线的面积计算出生物力学指标。
[0065] 其中，心电图传感器122至少由三个以上的电极构成，其为了获得心电图(Electrocardiogram；ECG)波形，与心音图传感器一同用于掌握主动脉弓内压曲线(Aortic Arch Internal Pressure Curve)的特征点(收缩期开始点、收缩期最高点、切迹点、舒张期最高点、舒张期结束点)。
[0067] 脉搏波传感器126用于检测基于脉动的脉搏波并获取APG(Accelerated Plethysmogram；APG)波形，其能够使用由压电元件构成的压力传感器，但只要能够检测出脉动，则并非限定于此。
[0068] 本实施例中的脉搏波传感器126是指用于取得主动脉弓的频谱信息的袖带(Cuff)脉搏波传感器，直接检测左、右侧颈动脉的脉搏波并用于取得主动脉弓的概率密度频谱信息的颈动脉传感器，直接检测股动脉的脉搏波并用于求得脉搏波传递速度(Pulse Wave Velocity；PWV)等的股动脉传感器中的某一个。
[0069] 在此，颈动脉脉搏波传感器和股动脉脉搏波传感器可以是相同种类的压力传感器，袖带(Cuff)脉搏波传感器能够由袖带血压计上还附着压力传感器来构成。
[0070] 图3表示袖带(Cuff)脉搏波传感器的具体结构的例，如图所示，在与现有的袖带血压计10的空气袋13连接的橡皮管(14或17)上形成支路管21，在上述支路管出口安装适配器20，上述适配器20安装在与颈动脉脉搏波传感器或股动脉脉搏波传感器相同的结构的传感器(例如，压力传感器34)开放槽32并使用。
[0071] 如上所述，心电图传感器122、心音图传感器124及脉搏波传感器126构成用于检测生体信号的生体信号检测传感器部110的必需结构，在内置有与上述生体信号检测传感器部110连接的生体信号接收及处理部140的装置中至少设置有三个连接端子。
[0072] 并且，如图2所示，上述生体信号接收及处理部140包括：微控制器(microcontroller；微机，148)，其对从上述生体信号检测传感器部120接收的生体信号进行处理，并控制向上述主处理部210传送检测数据；多路信号选择器141，其由上述微控制器148的控制信号选择从上述心电图传感器122、心音图传感器124及脉搏波传感器126接收的生体信号；噪音去除及信号放大器142，其由上述微控制器148的控制信号对由上述多路信号选择器141选择的生体信号进行噪音去除或调节放大率；信号切换器143，其接收通过上述噪音去除及信号放大器142的生体信号，并使上述输入部220的控制指令或上述主处理部210中内置的程序的控制指令通过上述微控制器148选择所需的生体信号；样本保持器144，其由上述微控制器148的控制信号对上述信号切换器143中选择的生体信号进行采样(sampling)并保持(holding)；以及A/D转换器145，其由上述微控制器148的控制信号将通过上述标本保持器144保持(holding)的生体信号转换为数字信号并传送给上述微控制器148。
[0073] 在此，上述多路信号选择器141当通过上述心电图传感器122、心音图传感器124及脉搏波传感器126同时检测并同时输入时，用于依次筛选它们的检测信号并进行处理，上述噪音去除及信号放大器142被配置为从获取的生体信号中去除各种噪音而生成标准波，并根据患者(被检测者)调节放大率。
[0074] 如上所述，生体信号接收及处理部140优选地包括在生体信号检测计100中，但是也能够根据电路设计而与后述的主处理部210构成为一体。
[0075] 接着，上述生体信号检测计100中获取并处理的生体信号传递到分析指标计算计200，在分析指标计算计200中合成主动脉弓内压曲线，利用主动脉弓内压曲线的面积计算出生物力学指标。
[0076] 如图1所示，当生体信号接收及处理部140与主处理部210隔开构成时，由两者之间的规定的通信装置(例如，RS-232C)收发数据。
[0077] 主处理部210是根据内置型存储器部或外置型存储器部中存储的程序对从生体信号接收及处理部140接收的检测数据进行处理，并计算出用于分析冠状动脉的生物力学指标的核心装置，其相当于计算机的中央处理装置。
[0078] 在此，用于分析冠状动脉的生物分析指标是指左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)，左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)，左右冠状动脉的血流阻力(Rl，Rr)，左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)及左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)。
[0080] 血流量是指沿着左侧或右侧冠状动脉流动的血液量，其单位是ml，用时间函数表示时为Q或Q(t)，用流动一定时间的血液量(Q的时间积分量)表示时用S标记。血流量一般与向冠状动脉的长度方向隔开的两处血压差P-Pv成正比，而与血流阻力R成反比。血流量较小时，会引起与其对应的缺血症状。
[0081] 顺从性(Compliance)是指向单位体积的血管施加单位作用力时引起的体积变化，其单位是ml/mmHg，简略标记为C。C较小表示血管壁硬化或收缩，相反，C较大表示血管壁柔软或引起扩张型痉挛。
[0082] 血流阻力(Resistance)是指沿着左侧或右侧冠状动脉流动的血液所受到的阻力，其单位是mmHg/l，简略标记为R。R近似地由向冠状动脉的长度方向隔开的两处的血压差P-Pv和血流量Q的比例决定。
[0084] 最后，血流速度(V)是沿着左侧或右侧冠状动脉流动的血液的速度，其单位是cm/s，脉搏波传递速度(Pulse Wave Velocity；PWV)由颈动脉和股动脉中通过脉搏波记录方法检测得出，其反映主动脉的弹力状态。血管壁越硬，其速度越快，特别是动脉硬化性变化越严重，血流速度或脉搏波传递速度越快。
[0085] 并且，上述表示各生物力学指标的文字中下标l表示左侧(left)，下标r表示右侧(right)。
[0086] 一方面，上述主处理部210中分别连接有用于输入用户的控制指令的输入部220以及用于显示主处理部中计算出的结果的输出部240。
[0089] 在如上所述的结构中，核心的部分在于，由主处理部210的控制对生体信号进行检测、分析，并据此通过规定的数学式计算出各生物力学指标，下面对其进行详细的说明。
[0090] 如图8所示，上述主处理部210的控制整体上包括：基于从上述生体信号检测计100取得的生体信号合成主动脉弓内压曲线的步骤S100；利用上述合成的主动脉弓内压曲线计算出左右冠状动脉血流量的步骤S200；基于上述主动脉弓内压曲线及左右冠状动脉血流量计算出左右冠状动脉的C、R的步骤S300；基于上述计算出的生物力学指标计算出左右冠状动脉硬化度的步骤S400；以及将上述计算出的生物力学指标传送给输出部240并计算出状态图的步骤S500。
[0091] 但是，上述主处理部210的控制，其特征在于，被程序化为基本上包括：第一步骤，使上述生体信号检测计100检测生体信号并接收上述生体信号；第二步骤，对上述接收到的生体信号的波形进行分析，基于上述分析的波形资料合成主动脉弓内压曲线P；以及，第三步骤，从上述合成的主动脉弓内压曲线P的面积计算出生物力学指标并显示心血管分析结果。其以多种形态被实施为如下所述。
[0092] 首先，优选的是，当第一步骤中用生体信号检测计100检测生体信号时被控制为：用心电图传感器122、心音图传感器124及相比舒张期血压加压一定压力(约10～15mmHg)的状态下的袖带脉搏波传感器128同时检测并取得生体信号(ECG、PCG、Cuff-APG)，用心电图传感器122、心音图传感器124及相比舒张期血压减压一定压力(约20～30mmHg)的状态下的袖带脉搏波传感器128同时检测并取得生体信号(ECG、PCG、Cuff-APG)，用心电图传感器122、心音图传感器124及左侧颈动脉脉搏波传感器128同时检测并取得生体信号(ECG、PCG、左颈动脉APG)，用心电图传感器122、心音图传感器124及右侧颈动脉脉搏波传感器128同时检测并取得生体信号(ECG、PCG、右颈动脉APG)，用心电图传感器122及股动脉脉搏波传感器128同时检测并取得生体信号(ECG、股动脉APG)。
[0093] 并且，在上述第二步骤对接收到的生体信号进行的波形分析中，首先对通过上述生体信号检测计中的心电图传感器122和心音图传感器124取得的ECG信号和PCG信号进行分析，找出上述主动脉弓内压曲线P的特征点。
[0094] 在此，主动脉弓内压曲线P的特征点是指图6中的收缩期开始点t1、收缩期最高点t2、切迹点t3、舒张期最高点t4、舒张期结束点t5。
[0095] 接着，对通过上述生体信号检测计中相比收缩期血压加压一定压力的袖带脉搏波传感器126取得的Cuff-APG脉搏波进行分析(分析收缩期的Cuff-APG脉搏波)，找出上述主动脉弓内压曲线P的高频成分。
[0096] 并且，对通过上述生体信号检测计中相比舒张期血压减压一定压力的袖带脉搏波传感器126取得的Cuff-APG脉搏波进行分析(分析舒张期的Cuff-APG脉搏波)，找出上述主动脉弓内压曲线P的低频成分。
[0097] 如下所述，这是利用了以一定压力加压或减压的状态下，用袖带脉搏波传感器126检测出的Cuff-APG脉搏波与主动脉弓内压曲线P的频谱一致。
[0098] 接着，用与上述主动脉弓内压曲线P的时间对应的频率强度，对通过上述生体信号检测计中的颈动脉传感器124取得的左、右侧颈动脉APG脉搏波进行分析。
[0099] 如下所述，这是利用了通过颈动脉传感器124取得的左、右侧颈动脉APG脉搏波与主动脉弓内压曲线P的概率密度谱一致。
[0100] 并且，在上述第二步骤中的上述主动脉弓内压曲线P合成，基于包括上述收缩期的Cuff-APG脉搏波分析资料、上述舒张期的Cuff-APG脉搏波分析资料及左、右侧颈动脉APG脉搏波分析资料的信息进行。
[0101] 并且，在第三步骤中，从上述合成的主动脉弓内压曲线P的面积计算出生物力学指标并显示心血管分析结果，如下所述，如图7所示，这是利用了合成的主动脉弓内压曲线(P；60)与通过导管直接侵袭性地检测出的主动脉弓内压曲线50比较时，其虽然在波形上存在差别，但面积则相同。
[0102] 上述计算出生物力学指标的步骤，其具体地包括：从包括上述合成的主动脉弓内压曲线P的面积的基础信息计算出左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)的步骤；利用上述主动脉弓内压曲线P及上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)分别计算出左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)的步骤；以及为了在一个状态图(C-R Chart)上显示上述计算出的左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)和血流阻力(Rl，Rr)，向上述输出部240传送心血管分析结果的步骤。
[0103] 此时，上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)由以下的数学式分别计算得出。
[0104] 左冠状动脉的血流量
[0105] (数学式1)；
[0106] 右冠状动脉的血流量
[0107] Sr＝K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (数学式2)；
[0108] 左冠状动脉的顺从性
[0109] (数学式3)；
[0110] 右冠状动脉的顺从性
[0111] (数学式4)；
[0112] 左冠状动脉的血流阻力
[0113] (数学式5)，
[0114] (数学式6)；以及
[0115] 右冠状动脉的血流阻力
[0116] (数学式7)。
[0117] 在上述数学式1-7中，Ad是上述主动脉弓内压曲线P的舒张期面积，As是上述主动脉弓内压曲线P的收缩期面积，t*是在舒张期中到上述主动脉弓内压曲线的一阶导函数为0的点的时间，υ是血管的泊松常数，R是血管的换算半径，Pm是平均血压，ρ是血液密度，a是脉搏波传播速度，Pd是上述主动脉弓内压曲线P的舒张期血压，Ps是上述主动脉弓*内压曲线的收缩期血压，P*及Ps 是上述主动脉弓内压曲线P的切迹点血压，Pv是左冠状动脉的任意点的血压，Sv是心输出量，K是系数，K1及K2分别是系数。
[0118] 在此，上述系数K由以下的数学式8计算得出，上述K1是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向右冠状动脉流动的血流量相关的系数，其为0.12～0.15，上述K2是组织内压系数，其为0.7～0.75。
[0119] (数学式8)
[0120] 在上述数学式8中，k是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向左冠状动脉流动的血流量相关的系数，其为0.88～0.85，A＝πR2是左冠状动脉的换算截面积，Cs是收缩时的顺从性，m和n分别是柯普常数(cope constant)。
[0121] 并且，优选的是，上述计算出生物力学指标的第三步骤被构成为包括：从上述左右冠状动脉的血流量(Sl，Sr)、顺从性(Cl，Cr)及血流阻力(Rl，Rr)还计算出左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)，并向上述输出部240传送心血管分析结果的步骤。
[0122] 此时，上述左右冠状动脉的动脉硬化度(Asl，Asr)由以下的数学式9、10分别计算得出。
[0123] 左冠状动脉的动脉硬化度
[0124] (数学式9)；以及
[0125] 右冠状动脉的动脉硬化度
[0126] (数学式10)。
[0127] 在上述数学式9、10中，K3是临床上取得的系数，其为0.7～0.89。
[0128] 进一步，优选的是，上述计算出生物力学指标的第三步骤被构成为包括：从上述合成的主动脉弓内压曲线P及上述左右冠状动脉的顺从性(Cl，Cr)还计算出左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)，并向上述输出部240传送心血管分析结果的步骤。
[0129] 此时，上述左右冠状动脉的血流速度(Vl，Vr)由以下的数学式11、12分别计算得出。
[0130] 左冠状动脉的血流速度
[0131] (数学式11)；以及
[0132] 右冠状动脉的血流速度
[0133] (数学式12)
[0134] 在上述数学式11、12中，
[0135]
[0136] 其次，参照图9至图16对由上述主处理部210的控制实现从上述第一步骤到上述第三步骤的具体一实施例进行说明。
[0137] 图9至图12是更加具体地表示图8的作业图的一例示详细作业图，图13是表示基于图1的主处理部的ECG、PCG及高频APG波形分析结果的检查结果窗口的一例示图，图14是表示基于图1的主处理部的ECG、PCG及低频APG波形分析结果的检查结果窗口的一例示图，图15是表示基于图1的主处理部的左右颈动脉APG波形分析结果及选择各一定区间时放大的波形和合成的主动脉弓内压曲线的一例的检查结果窗口的一例示图，图16是表示作为基于图1的主处理部的分析结果的一例的C-R状态图(Chart)的检查结果窗口的一例示图。
[0138] 如图9所示，上述主处理部210首先在上述第一步骤之前，在上述输出部240中显示包括检索菜单窗口、患者信息窗口、检查诊断窗口、检查结果窗口的初始画面S10，当上述初始画面中接收新患者登录指令时，输入患者信息并进行存储(S13)，若不是，则接收打开登录的患者文件的指令(S12)。
[0139] 接着，当接收打开上述登录的患者文件的指令时，在上述检查结果窗口显示登录的患者列表，选择患者并输入追加信息(S14)，若不是，则继续显示上述初始画面。
[0140] 接着，进入到在上述患者信息窗口显示上述新患者信息或选择的患者信息，并接收检查诊断指令的步骤(S18)。
[0141] 此时，优选的是，上述新患者信息或选择的患者信息由能够识别患者的个人信息及包括身高、体重、血压、人种中的一个以上的身体信息构成。特别是，患者(被检查者)的身高、血压、人种等能够作为计算出生物力学指标的基础数据来使用。
[0142] 随后，如图9及图10所示，上述第一步骤的上述生体信号检测及接收被构成为包括以下步骤。
[0143] 首先，当从上述检查诊断窗口接收检查指令时(S18)，还显示生体信号检测指令选择窗口(S20)，若不是，则保持之前步骤状态(第1-1步骤)。
[0144] 接着，当从上述生体信号检测指令选择窗口接收收缩期脉搏波检测指令时(S21)，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器122、心音图传感器124及加压的袖带脉搏波传感器126接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示所接收的ECG、PCG、高频APG波形(S26)，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤(第1-2-1步骤)。
[0145] 当从上述生体信号检测指令选择窗口接收舒张期脉搏波检测指令时(S22)，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器122、心音图传感器124及减压的袖带脉搏波传感器126接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示所接收的ECG、PCG、低频APG波形(S26)，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤(第1-2-2步骤)。
[0146] 当从上述生体信号检测指令选择窗口接收左侧颈动脉脉搏波检测指令时(S23)，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器122、心音图传感器124及颈动脉传感器126接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、左侧颈动脉APG波形(S26)，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤(第1-2-3步骤)。
[0147] 当从上述生体信号检测指令选择窗口接收右侧颈动脉脉搏波检测指令时(S24)，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器122、心音图传感器124及颈动脉传感器126接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示接收的ECG、PCG、右侧颈动脉APG波形(S26)，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤(第1-2-4步骤)。
[0148] 当从上述生体信号检测指令选择窗口接收股动脉脉搏波检测指令时(S25)，从上述生体信号检测传感器部的心电图传感器122及股动脉传感器126接收检测波形，并在上述检查结果窗口显示所接收的ECG、股动脉APG波形(S27)，若不是，则保持作为之前步骤的生体信号检测指令等待接收步骤(第1-2-4步骤)。
[0149] 并且，在上述第1-2-1步骤至上述第1-2-4步骤的各步骤之后，接收波形选择指令(S28、S29)，以便在上述检查结果窗口显示的波形中选择异常的波形，当接收波形选择指令时，进行画面捕捉并存储选择的波形(S30)，若不是，则继续进行检测并显示检测出的波形(第1-3步骤)。
[0150] 此时，若在上述检查结果窗口未显示异常的波形时，能够通过上述输入部220及上述微控制器146由上述噪音去除及信号放大器142调节接收信号。
[0151] 并且，如图10至图12所示，上述第二步骤的上述接收的生体信号的波形分析及上述主动脉弓内压曲线P的合成被构成为包括如下步骤。
[0152] 当从上述检查诊断窗口接收分析指令时(S32)，还显示分析菜单窗口(S34)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-1步骤)。
[0153] 当在上述分析菜单窗口接收收缩期信号分析指令时(S36)，如图13所示，对存储的ECG 71、PCG 73、高频APG 75波形的特征点进行自动分析，并显示在上述检查结果窗口70(S38)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-2步骤)。
[0154] 当在上述分析菜单窗口接收舒张期信号分析指令时(S40)，如图14所示，对存储的ECG 72、PCG 74、低频APG 76波形的特征点进行自动分析，并显示在上述检查结果窗口70(S42)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-3步骤)。
[0155] 当在上述分析菜单窗口接收合成信号分析指令时(S44)，如图15所示，在上述检查结果窗口显示存储的左、右侧颈动脉波形77、78(S46)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-4步骤)。
[0156] 当在上述检查结果窗口的左、右侧颈动脉波形中选择各波形的详细分析区间时(S48)(这可以如图15所示在输出部的画面通过鼠标划选相应区间来执行)，对选择的区间的波形进行放大分析，并显示在检查结果窗口下端左侧81、82(S50)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-5步骤)。
[0157] 在上述检查结果窗口下端左侧依次显示被放大的左、右侧颈动脉波形81、82后，当点击上述检查结果窗口下端右侧的空白空间时(S52)，在点击的位置显示基于包括存储的ECG、PCG、APG波形资料的信息而合成的主动脉弓内压曲线83(S54)，若不是，则保持之前步骤状态(第2-6步骤)。
[0158] 此时，优选的是，在上述第2-2步骤、上述第2-3步骤、上述第2-4步骤中，在上述检查结果窗口显示各波形后(S38、S42、S46)，当从上述检查诊断窗口接收检查指令时(S18)，返回到上述第1-1步骤进行再检测，若不是，则进行各自的下一步骤。
[0159] 最后，如图12所示，上述第三步骤的从上述合成的主动脉弓内压曲线P的面积计算出生物力学指标，并显示心血管分析结果的步骤被构成为包括如下步骤。
[0160] 当从上述检查诊断窗口接收结果显示指令时(S56)，还显示结果菜单窗口及输出装置(S58)，若不是，则保持之前步骤状态(第3-1步骤)。
[0161] 当在上述结果菜单窗口中选择某菜单窗口时(S60)，显示相应菜单结果(S62)，若不是，则保持之前步骤状态(第3-2步骤)。
[0162] 在显示上述相应菜单结果后，若从上述输出装置接收输出指令时(S64)，输出相应菜单结果(S66)，若不是，则保持之前步骤状态(第3-3步骤)。
[0163] 此时，优选的是，上述结果菜单窗口中包括C-R状态图(Chart)评价，如图16所示，上述C-R状态图(Chart)中划分有显示基于临床结果的冠状动脉的状态的区域，上述C-R状态图(Chart)评价结果包括将被检查者的左右冠状动脉的状态用点表现在上述C-R状态图(Chart)上。
[0164] 图16的C-R状态图(Chart)的区域划分能够进行再划分，使得根据多种临床结果而提高精密度，作为临床结果的一例将各区域定义为如下。
[0165] 区域①是心血管狭窄区域，即使没有症状，也要起疑为冠状动脉的狭窄，有症状时的90％以上为冠状动脉堵塞50％以上的情况。
[0166] 区域②是非常起疑为心血管狭窄的区域，有症状时，能够诊断为80％狭窄。
[0167] 区域③是起疑为心血管狭窄的区域，有症状时，遵照为狭窄并进行下一步检查或治疗。
[0168] 区域④是以50％程度的频度出现心血管狭窄状态，有症状时，即使在心血管造影中表现为正常，也能够判断为心血管状态不好。
[0169] 区域⑤是心血管扩张型痉挛区域，即使没有症状，也判断为非正常并需要进行观察。也能够起疑为导致非正常的扩张的药物过多服用。
[0170] 区域⑥是起疑为基于心肌组织内压的组织内细微逆流或基于其它要因的心血管血流不稳定性的区域，在心血管造影中大概表现为正常的情况较多。根据症状的有无与否而需要进行观察。
[0171] 区域⑦是血流、血管状态不是正常，但在心血管造影中表现为未堵塞的区域，通常将其判断为正常。
[0172] 区域⑧是正常区域。
[0173] 下面，补充提出铺陈上述实施例的相关理论及临床资料。
[0175] 由此，本发明中认为，由心脏收缩时产生的组织内压和心肌的自我操纵特性，左冠状动脉中的血液流动只在舒张期时存在。
[0176] 从以上事实得知，主动脉弓40的收缩和舒张在冠状动脉血液循环的角度上，相当于向冠状动脉42、44供给血液的心脏(参照图4)。
[0177] 一方面，右心室的收缩期压为左心室的收缩期压的25-30％程度，由右心室壁内心肌的收缩引起的冠状动脉的压迫较小。
[0178] 因此，右冠状动脉中的血流在心脏收缩时达到最大，右冠状动脉的血流波形具有与主动脉弓内压曲线成正比例的压力特性。
[0179] 一方面，根据其它实验资料，在血管的收缩膨胀时，血流量和血压之间关系在170以下的血压之下进行线性变化。因此，收缩期血管的顺从性和舒张期血管的顺从性相同。
[0180] 因此，非侵袭性地找出主动脉弓内压曲线面积的问题，与解释用于评价冠状动脉血液循环的心脏储罐的抽泵功能，即向冠状动脉供给血液的抽泵的作用力的问题相同。
[0181] 因此，首先观察构成主动脉弓内压曲线的问题，通过侵袭性方法在血管中插入导管并画出主动脉弓内压曲线时，能够测出最为准确的主动脉弓内血压波形和收缩期血压及舒张期血压。
[0182] 但是，由于实际上无法使用上述方法，需要解决非侵袭性地找出主动脉弓内压曲线的问题。对主动脉弓内压曲线的频谱(频度空间中的强度分析)进行分析，主动脉弓的频谱由高频和低频构成。
[0183] 为了解决上述问题，首先对非侵袭性地求得最为清晰地显示出高频频谱和低频频谱的波的问题进行观察。
[0184] 首先，在被检查者的手臂戴上如图3所示的袖带脉搏波传感器，以收缩期以上和舒张期以下施加压力并接收波形时，将传送由血流振动袖带(cuff)的空气袋13而生成的波，用计算机表示上述波将能够找出袖带的振动波形。
[0185] 计算机中显示的袖带的空气袋中充满的空气引起的波在原则上不是脉搏波。但是，手臂上用袖带脉搏波传感器测出的脉搏波将血液流动的全过程准确地传送给计算机。向袖带施加高的血压时画出高频，施加低的血压时画出低频。
[0186] 因此，在一定的血压下受到Cuff-APG时，能够取得与主动脉弓内压曲线的频谱类似的频谱。
[0187] 但是，问题在于如何找出侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线的频谱中画出具有与高频成分类似的频谱的Cuff-APG脉搏波曲线的血压点以及主动脉弓内压曲线的频谱中画出具有与低频成分类似的频谱的Cuff-APG脉搏波曲线的血压点，即，最大收缩点PS和最小扩张点Pd。
[0188] 首先，用Psis表示通过血压计测出的收缩期血压，用Pdia表示舒张期血压，用 表示给出高频频谱的收缩期血压，用 表示给出低频频谱的舒张期血压时，*
[0189] Psis＝Psis+Δ1 (数学式13)*
[0190] Pdia＝Pdia-Δ2 (数学式14)。
[0191] 一方面，介绍用导管及袖带脉搏波传感器检测出的24名的导管检查资料为如表1及表2所示。
[0192] 表1 用导管和袖带脉搏波传感器检测出的收缩期血压比较
[0193]
[0194] 表2 用导管和袖带脉搏波传感器检测出的舒张期血压比较
[0195]
[0196] 按照上述表1中得到的将血压大体上考虑为收缩期时为11，舒张期时为20～38，当受到脉搏波时，能够找出画出具有与侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线的频谱类似的频谱的波的收缩期点和扩张期点。
[0197] 但是，由于用袖带脉搏波传感器检测出的波都是向袖带的空气袋中充满的空气传送的扰动波(perturbation wave)，通过上述波无法构成实际脉搏波。但是，如果将上述波适当地整合，能够画出与通过多普勒取得的血压波形的频率类似的波形。
[0198] 但是，由于主动脉弓内压曲线的概率密度谱(时间空间上的频率强度分析)和扰动波的概率密度谱完全存在差别，因而上述两个波相互不同。特别是，切迹点的模样和高度存在大的差别。
[0199] 一方面，颈动脉波是血管的表面上检测的波动，而不是振动Cuff-APG的空气袋的波，其不具有反射点，因此，颈动脉波的概率密度谱与主动脉弓内压曲线的概率密度谱类似。
[0200] 但是，颈动脉波频谱与主动脉弓内压曲线的频谱差别较大。
[0201] 因此，本发明中将颈动脉波、最大收缩点上的扰动波、最小扩张点上的扰动波进行合成并制作出主动脉弓内压曲线。此时，使侵袭性地取得的波和非侵袭性地取得的波的特征点上的血压相同。
[0202] 即，收缩期脉搏波曲线是
[0203] (数学式15)
[0204] 舒张期脉搏波曲线是
[0205] (数学式16)
[0206] 在切迹点需要满足以下条件
[0207]
[0208] (数学式17)
[0209] Pss是在收缩点检测的血压，Pds是在扩张点检测的血压，Pc是在颈动脉检测的血压，Ps是在切迹点检测的血压。
[0210] 对于在上述数学式15至17中求出α、β、γ的问题，由与通过血管内超声多普勒测出的脉搏波曲线合成的波的差制作泛函J[u(α，β，γ)]并求出其最小化问题即可。
[0211] 如上所述，在用于将侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线与非侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线保持一致的计算中，α、β、γ对于每个人都存在差别，其变动幅度大而无法达到波形一致。
[0212] 但是，在侵袭性地取得的主动脉弓脉搏波曲线面积与非侵袭性地取得的主动脉弓脉搏波曲线面积之间，对于不同的人几乎没有差别。
[0213] 因此，本发明中提出利用侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线面积和非侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线面积来取得所需的临床指标的方法。
[0214] 为了在如上所述的观点上解决问题，首先将上述数学式14至17变更为如下。
[0215] 即，收缩期脉搏波曲线面积是
[0216] (数学式18)，
[0217] 舒张期脉搏波曲线面积是
[0218] (数学式19)，
[0219] 切迹点需要满足以下条件
[0220]
[0221] (数学式20)
[0222] 接着，由与通过血管内超声多普勒测出的脉搏波曲线合成的波的差制作泛函J[u(α，β，γ)]并求出其最小化问题即可。
[0223] 利用24名的导管检查资料求出泛函J(u)的最小化问题而得到的α、β、γ为如下。
[0224] 表3 24名的导管检查资料
[0225]编号 α β γ 编号 α β γ 编号 α β γ
1 0.22 0.13 0.65 9 0.23 0.14 0.63 17 0.22 0.13 0.62
2 0.21 0.14 0.66 10 0.23 0.13 0.64 18 0.23 0.12 0.63
3 0.20 0.13 0.64 11 0.24 0.14 0.62 19 0.24 0.12 0.64
4 0.20 0.13 0.63 12 0.20 0.15 0.65 20 0.23 0.14 0.63
5 0.24 0.12 0.64 13 0.22 0.14 0.64 21 0.24 0.14 0.62
6 0.24 0.14 0.65 14 0.23 0.14 0.63 22 0.25 0.13 0.61
7 0.21 0.13 0.66 15 0.23 0.15 0.62 23 0.23 0.12 0.64
8 0.22 0.14 0.64 16 0.26 0.13 0.61 24 0.21 0.12 0.63[0226] 从上述表3的导管检查资料取得α＝0.22、β＝0.13、γ＝0.65并求出主动脉弓内压曲线面积。
1 0.22 0.13 0.65 9 0.23 0.14 0.63 17 0.22 0.13 0.62
2 0.21 0.14 0.66 10 0.23 0.13 0.64 18 0.23 0.12 0.63
3 0.20 0.13 0.64 11 0.24 0.14 0.62 19 0.24 0.12 0.64
4 0.20 0.13 0.63 12 0.20 0.15 0.65 20 0.23 0.14 0.63
5 0.24 0.12 0.64 13 0.22 0.14 0.64 21 0.24 0.14 0.62
6 0.24 0.14 0.65 14 0.23 0.14 0.63 22 0.25 0.13 0.61
7 0.21 0.13 0.66 15 0.23 0.15 0.62 23 0.23 0.12 0.64
8 0.22 0.14 0.64 16 0.26 0.13 0.61 24 0.21 0.12 0.63[0226] 从上述表3的导管检查资料取得α＝0.22、β＝0.13、γ＝0.65并求出主动脉弓内压曲线面积。
[0227] 接着，对用于评价冠状动脉的血管的临床指标决定进行说明。
[0228] 如上所述，当心脏收缩时，血液不会向左冠状动脉流动，而只有在舒张时才开始流动。
[0229] 但是，由于冠状动脉的变形不大且几乎进行等方性变形，收缩期顺从性或舒张期顺从性近似相同。因此，通过由左冠状动脉中引起血流的舒张期血压和体积变形求出左冠状动脉的顺从性，也能够将上述顺从性当作为冠状动脉的顺从性。
[0230] 根据上述技术思想将Ts≤t＜T脉搏波波形定义为P(t)时，从图5的模型图能够成立
[0231] (数学式21)
[0232] 在上述数学式21中，Rl是左冠状动脉的末销阻力，Cl是左冠状动脉的顺从性，Ql是向左冠状动脉流动的血流量。
[0233] 根据实验资料，血管中的压力与体积之间关系一般为在血压达到170附近为止，血管变形与压力成线性比例。
[0234] 因此，C1作为常数为如下所示。
[0235] (数学式3)
[0236] (数学式5)
[0237] (数学式6)
[0238] 由于右冠状动脉中在收缩期也流动有血液，
[0239] 0＜t≤TS (数学式22)
[0240] TS＜t≤T(Q＝QS+Qd) (数学式23)
[0241] 上述数学式22、23表示P、Qr、Rr、Cr之间的关系。
[0243] 若求得面积对面积之间的函数关系，则能够得出再现性的R、C。
[0244] (数学式24)
[0245] 即，颈动脉主动脉弓内压曲线面积和收缩期及舒张期主动脉弓内压曲线面积差的比乘于切迹点血压和舒张期血压差，等于流入到冠状血管的血流量除以顺从性。换言之，将主动脉弓内压曲线的面积看作输入信号，血流量看作输出信号时，具有如下所示的函数关系。
[0246] (数学式25)
[0247] 从上述数学式25得出顺从性Cr为
[0248] (数学式4)
[0249] 阻力Rr为
[0250] (数学式7)
[0251] 这表明对于血压变动、血流量变动、主动脉弓内压曲线的面积变动，即对于血管的动脉硬化、血管的痉挛发作和颤搐、药物作用、血压变动等敏感。
[0252] 接着，将冠状动脉看作为血液向弹性管流动的简单管路，通过在流动有血液的弹性管路中解决流弹性体问题，来解释区分冠状血管的器质性变化和功能性变化的问题。
[0253] 图4中将左冠状动脉42及右冠状动脉44看作为一个简单管路并观察连续方程式和运动方程式时，
[0254] (数学式26)
[0255] (数学式27)
[0256] 在上述数学式26中，pwv是脉搏传播速度 P是血压曲线，Q是血流量曲线，μ是粘度，A是血管截面积，ρ是血液密度。
[0257] 现在，忽略 并针对X积分时，
[0258] (数学式28)
[0259] 由此，在单弹性管中成立
[0260] (数学式29)，
[0261] (数学式30)
[0262] 一方面，根据Moens-Korteweg，
[0263]
[0264] ，因而弹性系数E＝ρ(d/h)PWV2。
[0265] 因此，弹性系数(动脉硬化度)E由弹性波传播速度a来表示，冠状血管中与血压变动、痉挛发作、颤搐、药物作用等无关，能够代表冠状血管的器质性变化。
[0266] 因此，C、R中去除A并转换后得出冠状血管的动脉硬化度Asc(弹性系数)。
[0267] (数学式31)
[0268] 在上述数学式31中，S＝f(PWV)，K3是临床上取得的系数。
[0269] 接着，若要在临床上使用上述提到的反映冠状血管性质和血流特性的指标，需要解释如何求出向冠状动脉流动的血流量的问题。
[0270] 为了解释上述问题，对左冠状动脉和右冠状动脉进行区别并观察。
[0272] 基于上述情况，能够按如下定义向右冠状动脉流动的血流量公式。
[0273] 从实验结果得出如下的右冠状动脉中的血压曲线。
[0274] 将血压曲线分为收缩期和舒张期进行积分时，
[0275] (数学式32)
[0276] (数学式33)
[0277] 在上述数学式32、33中，Ts是收缩时间，T是心动周期，K2是0.75～0.7。
[0278] 从弗兰克定律得出，右冠状动脉中的脉压和血流速度、弹性波传播速度、血液密度之间成立如下的数学式。
[0279] ΔP＝ρ Va (数学式34)
[0280] (V：血流速度，a：脉搏波传播速度，ρ：血液密度，ΔP：脉压)[0281] 将右冠状动脉看作单弹性钢，弗兰克公式变换为MS.Donald式时，右冠状动脉的血流量能够按如下求出。
[0282] Sr＝K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (数学式2)
[0283] (υ：血管的泊松常数，R：血管直径，Pm：平均血压)
[0284] K1是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向右冠状动脉流动的血流量相关的系数，其为0.12～0.15。
[0285] K2是组织内压系数，其为0.7～0.75。
[0286] Pm＝(K2As+Ad)/R (数学式35)
[0287] 接着，对向左冠状动脉流动的血流量进行观察。
[0288] 左冠状动脉中的血流由舒张期主动脉中储存的潜在能量引起。由此，主动脉收缩时血管的顺从性的大小成为冠状动脉中引起血流的补充因子。
[0289] 根据前述的弗兰克公式，Svc＝ΔPπR2T/(2ρa)。在本发明中，将主动脉弓的收缩看作向冠状动脉供给血液的心脏，利用由弗兰克公式求出冠血流量的MS.Donald公式Sv＝KPm(1+Ad/As)构成如下所示的求出冠状动脉血流量的公式。
[0290] (数学式1)
[0291] 在上述数学式1中，Ad是舒张期主动脉弓内压曲线P的面积，t*是在舒张期中到主动脉弓内压曲线的一阶导函数为0的点的时间。
[0292] 此外，系数为：
[0293] (数学式8)
[0294] 在上述数学式8中，k是从冠状动脉入口向冠状动脉流动的血流量中，与向左冠状2
动脉流动的血流量相关的系数，其为0.88～0.85，A＝πR 是左冠状动脉的换算截面积，Cs是收缩时的顺从性，m和n分别是柯普常数。
动脉流动的血流量相关的系数，其为0.88～0.85，A＝πR 是左冠状动脉的换算截面积，Cs是收缩时的顺从性，m和n分别是柯普常数。
[0295] 不同人种的柯普常数和根据年龄的收缩时顺从性的实验资料为如下表4、5所示。
[0296] 表4 不同人种的柯普常数
[0297]
[0298] 表5 根据年龄的收缩时顺从性
[0299]年龄 正常人 病人 ***
40多岁 1.007±0.05 0.917±0.08 0.771±0.07
50多岁 0.918±0.05 0.817±0.09 0.667±0.08
60多岁 0.854±0.04 0.772±0.09 0.548±0.09
40多岁 1.007±0.05 0.917±0.08 0.771±0.07
50多岁 0.918±0.05 0.817±0.09 0.667±0.08
60多岁 0.854±0.04 0.772±0.09 0.548±0.09
[0300] 与MS.Donald公式类似的上述数学式1非常准确地反映舒张期左冠状动脉血流量。在本发明中，为了确证左冠状动脉血流量公式，通过6只狗进行了实验。
[0301] 在实验中，在血管的扩张时，在冠状动脉的回旋支的近位部用多普勒导管检测血流量，检测袖带脉搏波曲线和颈动脉波曲线而制作主动脉弓内压曲线，利用本发明中提出的公式求出血流量。
[0302] 根据实验结果表示，用多普勒导管检测的血流量和通过本发明中提出的主动脉弓内压曲线得到的血流量具有较高的相关关系。
[0303] 实验对象犬的脉搏为35次/分钟到207次/分钟，舒张期平均动脉压为16～60mmHg，血流量为0.12～0.14ml，心动周期为481个。
[0304] 基于多普勒法的血流速度假设用多普勒检测的血流速度分布构成泊肃叶(Poiseuille)速度分布，假设空间最大速度等于谱最大速度的一半。
[0306] 所使用的超声波多普勒使用了带有谱分析血流速度检测计的画出血流曲线型的多普勒血管成形导引钢丝式血流计。
[0307] 导引钢丝的长度为175cm，直径为18英寸，其末端使用了带有12MHz的压电超声波探测器的超声波多普勒型导管计。
[0308] 实验结果为如下，Sc＝0.945S*c+0.71，Cf。
[0309] 左冠状动脉血流量公式与实测值具有±6％的误差。
[0310] 通过相同的方法对右冠状动脉也进行了实验，实验结果为如下，Sc＝* 21.21Sc-0.21，γ ＝0.86，Se＝3.98ff。
[0311] 将相应数学式从Ts到T进行积分。
[0312] 此时，由于Pv相比P非常小，忽略Pv时为如下，
[0313] (数学式36)
[0314] 将上述关系式代入到相应数学式时，成立
[0315] (数学式37)
[0316] 在上述数学式中，P*是切迹点的血压，成立
[0317] (数学式38)
[0318] 一方面，R＝(As+Ad)/Scl，Scl是左冠状动脉血流量。
[0319] 接着，求出向主动脉流动的血流速度。
[0320] 将侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线的倾斜度和非侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线的倾斜度进行比较，在收缩期每个人的相关比存在较大差别。
[0321] 但是，从平均血压点到舒张期终点的曲线的倾斜度之间表现出高的相关性。
[0323] Grad Hc＝0.918Grad Hn+0.024，γ2＝0.92，Se＝1.68f (数学式39)[0324] 在上述数学式39中，Grad Hc是侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线倾斜度，Grad Hn是非侵袭性地取得的主动脉弓内压曲线倾斜度。
[0325] 一方面，将血管路中的血流假设为进行一维运动的牛顿流体时，由于血流在S平均化意义上均等，能够在无油观点上观察流体的运动。
[0326] 即，在动脉的某点x1中成立：V1＝(dx/dt)x1
[0327] 一方面，在主动脉弓内压曲线中，由于脉搏波从平均动脉压近处到舒张期的终点，其压力变化几乎呈线性，因而将成立以下的方程式。
[0328] (数学式40)
[0329] 在上述数学式40中，V0是舒张期期间存在的平均血液的流动速度，时间t1、t2是舒张期区间内的某两点。
[0330] 如上所述，左冠状动脉中的血管的顺从性和血流阻力、动脉硬化度、血流速度为如下所示。
[0331] 速度Vl为
[0332] (数学式11)
[0333] 顺从性Cl为
[0334] (数学式3)
[0335] 阻力Rl1为
[0336] (数学式5)
[0337] 阻力Rl2为
[0338] (数学式6)
[0339] 动脉硬化度Asl为
[0340] (数学式9)
[0341] 血流Sl为
[0342] (数学式1)
[0343] 一方面，在右冠状动脉中，
[0344] 顺从性Cr为
[0345] (数学式4)
[0346] 阻力Rr为
[0347] (数学式7)
[0348] 血流速度Vr为
[0349] (数学式12)
[0350] 动脉硬化度Asr为
[0351] (数学式10)
[0352] 血流量Sr为
[0353] Sr＝K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (数学式2)
[0354] 最后，将本发明中的心血管分析装置直接适用于韩国内某一大学医院的多名患者，并将执行心血管分析的临床试验结果提示如下。
[0355] 以下临床试验将经过由医生对于冠状动脉疾病执行的血管造影的34名患者作为对象执行，其结果为如下表6及表7所示。
[0356] 表6 患者(n＝34)的人口统计
[0357]
[0358] 表7 用于重症冠状动脉疾病检测的分析装置的灵敏度及特性
[0359]轻症冠状动脉疾病 重症冠状动脉疾病 合计
阴性 6 4 10
低的可能性 7 1 8
高的可能性 0 4 4
阳性 3 7 10
总计 16 16 32
阴性 6 4 10
低的可能性 7 1 8
高的可能性 0 4 4
阳性 3 7 10
总计 16 16 32
[0360] 在上述表6、7中，重症冠状动脉疾病(CAD)是指对于至少一个主要心外冠状动脉执行血管造影并显示出50％以上的狭窄的冠状动脉疾病。
[0361] 当对于重症冠状动脉疾病的结果为阳性时，表示出确高的可能性的范畴，而较低的可能性和否定的范畴划分为对于重症冠状动脉疾病的多种否定性结果。
[0362] 结果，本发明中的心血管分析装置相比心电图计(ECG)和超声波心脏诊断术等其它的画面诊断法，在重症冠状动脉疾病的检测上表现出相当良好的灵敏度和诊断特性。
[0363] 除此之外，其具有检测时间、非侵袭性特征及能够适用于包括无法步行的患者或具有多巴酚丁胺副作用的患者的几乎所有对象的优点。
[0364] 产业上的可利用性
[0365] 根据本发明中的心血管分析装置，与现有的心电图计(ECG)和超声波心脏诊断术等其它画面诊断法比较，在重症冠状动脉疾病的检测上表现出相当良好的灵敏度和诊断特性，能够诊断在血管造影术上也无法显示的心血管的器质性特征及功能性状态，使得能够早期诊断多种心血管的难治性疾病并通过非侵袭性的方法发现心血管手术对象，从而在工业上的利用可能性非常高。
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