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技術 電磁血流計

出願人 株式会社ゼオシステム
発明者 杤久保修山末耕太郎宇田川浩下川三郎
出願日 2013年10月10日 (7年2ヶ月経過) 出願番号 2013-213000
公開日 2015年4月20日 (5年8ヶ月経過) 公開番号 2015-073792
状態 未査定
技術分野 脈拍・心拍・血圧・血流の測定
主要キーワード 磁束発生方向 本体リング 低周波ノイズ成分 字型開口 蝶番構造 おくり リング中心 起電力信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年4月20日)のものです。
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図面 (14)

課題

簡便に、脳血流状態および血管抵抗を測定できる電磁血流計および血管検査ステムを提供する。

解決手段

電磁血流計101は、一対の励磁コイル1a,1bと、一対の電極2a,2bと、フレーム31とを備える。フレーム31は、略コの字型形状をしており、略コの字型両サイドには、励磁コイル1a,1bが対向する様に配置されている。励磁コイル1a,1bは、調整ネジ32により位置が可変である。電極2aは、フレーム31略コの字型中央に、検体と接触可能に配置されている。電極2bは、検体挿入後に、検体と接触するように配置される。その結果、励磁コイル1a,1bが対向し、電極2a,2bが対向し、励磁コイル対向方向と電極対向方向が直交する。励磁コイル1a,1b間に磁束を発生させる。電極2a,2bは、磁束方向および血流方向と直交する方向に発生する起電力を検出する。

概要

背景

脳血管疾患は、がん心疾患に次ぎ、死因となっている。また、命を取り留めても障害が残り、日常生活に不自由をきたす。脳血管疾患は脳梗塞脳出血などがある。

脳血管の状態を把握する技術としてMRI装置等などがある。しかし、MRI装置は高額であり、熟練した専門家を必要とし、実情では大きな病院でしか取り扱えない。

一方、近年は、手術よりも早期発見、予防に主眼が置かれている。脳血管疾患を早期発見、予防するためには、扱いが容易で、安価で安全な装置が求められている。

ところで、簡易血流を調べる技術として、電磁血流計(例えば、特許文献1)がある。電磁血流計は、測定対象血管を貫通する測定用磁束を発生させ、血流によって生じる測定用磁束の変動を検出することで血流を測定する。血流の流速変化に起因して起こる微妙な磁束の変動を測定することで血流を正確に定量測定することが可能である。とくに、特許文献1の技術は、非侵入性非観血)であり、有用である。

概要

簡便に、脳血流状態および血管抵抗を測定できる電磁血流計および血管検査ステムを提供する。電磁血流計101は、一対の励磁コイル1a,1bと、一対の電極2a,2bと、フレーム31とを備える。フレーム31は、略コの字型形状をしており、略コの字型両サイドには、励磁コイル1a,1bが対向する様に配置されている。励磁コイル1a,1bは、調整ネジ32により位置が可変である。電極2aは、フレーム31略コの字型中央に、検体と接触可能に配置されている。電極2bは、検体挿入後に、検体と接触するように配置される。その結果、励磁コイル1a,1bが対向し、電極2a,2bが対向し、励磁コイル対向方向と電極対向方向が直交する。励磁コイル1a,1b間に磁束を発生させる。電極2a,2bは、磁束方向および血流方向と直交する方向に発生する起電力を検出する。

目的

本発明は上記課題を解決するものであり、簡便に脳血流状態を測定できる電磁血流計を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

検体を介して対向する様に配置され、該検体に対応する位置に磁束を発生させる、一対の磁束発生手段と、前記磁束発生手段の対向方向と直交する位置に設けられる血流量検出手段と、検体挿入機構を有し、前記磁束発生手段と前記血流量検出手段とが配置される本体部とを備えることを特徴とする電磁血流計

請求項2

前記磁束発生手段は、第1磁束発生手段と第2磁束発生手段とに2分割され、別々にON/OFF制御可能であることを特徴とする請求項1記載の電磁血流計。

請求項3

前記血流量検出手段は、第1血流量検出手段と第2血流量検出手段とに2分割され、別々に血流量を検出可能であることを特徴とする請求項1〜2記載の電磁血流計。

請求項4

前記血流量検出手段は、該検体に対し対向する様に配置される、一対の電極であることを特徴とする請求項1〜3記載の電磁血流計。

請求項5

前記本体部は、略リング状であり、前記検体挿入機構は、蝶番構造分断部であることを特徴とする請求項1〜4記載の電磁血流計。

請求項6

前記検体は首であることを特徴とする請求項1〜5記載の電磁血流計。

請求項7

請求項6記載の電磁血流計を含む血流量計測手段と、上腕を検体とする血圧計を含む血圧計測手段と、前記血流量計測手段から得られる血流量データと前記血圧計から得られる血圧データに基づいて、血管抵抗を評価する血管抵抗評価手段とを備えることを特徴とする血管検査ステム

請求項8

首を検体とする電磁血流計を含む血流量計測手段と、上腕を検体とする血圧計を含む血圧計測手段と、前記電磁血流計から得られる血流量データと前記血圧計から得られる血圧データに基づいて、血管抵抗を評価する血管抵抗評価手段とを備えることを特徴とする血管検査システム。

請求項9

該血圧データまたは/および該血流量データに基づいて一周期収縮期拡張期を判定する収縮期・拡張期判定部をさらに備え、前記血管抵抗評価手段は、該拡張期に相当する血管抵抗を評価することを特徴とする請求項7〜8記載の血管検査システム。

技術分野

0001

本発明は、電磁血流計および血管検査ステムに関する。

背景技術

0002

脳血管疾患は、がん心疾患に次ぎ、死因となっている。また、命を取り留めても障害が残り、日常生活に不自由をきたす。脳血管疾患は脳梗塞脳出血などがある。

0003

脳血管の状態を把握する技術としてMRI装置等などがある。しかし、MRI装置は高額であり、熟練した専門家を必要とし、実情では大きな病院でしか取り扱えない。

0004

一方、近年は、手術よりも早期発見、予防に主眼が置かれている。脳血管疾患を早期発見、予防するためには、扱いが容易で、安価で安全な装置が求められている。

0005

ところで、簡易血流を調べる技術として、電磁血流計(例えば、特許文献1)がある。電磁血流計は、測定対象血管を貫通する測定用磁束を発生させ、血流によって生じる測定用磁束の変動を検出することで血流を測定する。血流の流速変化に起因して起こる微妙な磁束の変動を測定することで血流を正確に定量測定することが可能である。とくに、特許文献1の技術は、非侵入性非観血)であり、有用である。

先行技術

0006

特開1998−328152号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、電磁血流計を脳血流測定に適用すると、下記の課題がある。

0008

脳は、夫な頭蓋骨に覆われることで保護されている。頭蓋骨を介して電磁血流計により脳血流測定するには、より強力な磁束を発生させる必要がある。その結果、装置が大型化し、電磁血流計の簡易性は失われる。

0009

本発明は上記課題を解決するものであり、簡便に脳血流状態を測定できる電磁血流計を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本願発明者は、下記の事項について着目し、本願発明を着想するに至った。

0011

本発明に係る電磁血流計の測定対象は、脳血流である。しかし、脳は、丈夫な頭蓋骨に覆われることで保護されている。頭蓋骨を介して電磁血流計により脳血流測定するには、より強力な磁束を発生させる必要がある。その結果、装置が大型化し、電磁血流計の簡易性は失われる。また、脳血管の方向は一定でなく、特定方向の起電力は発生しにくく、検出しにくい。

0012

ところで、首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)は、脳血管に直結しているため、脳血管に異常があった場合、その影響が伝播される可能性がある。また、首を通る4つの動脈は、比較的血流量が多く、かつ、血流方向が明確であるため、特定方向に検出可能な起電力が発生し得る。

0013

なお、首の血圧測定は、首を圧迫する必要があり、気道が狭まるおそれがあり、好ましくない。

0014

一方、首には静脈も通っている。動脈の血流量が拍動により周期的に変化するのに対し、静脈の血流量は拍動の影響は少なく流量変化は少ない。従って、静脈による影響を考慮しても、動脈の血流量変化に起因する起電力変化を検出し得る。

0015

本願発明者は、上記の事項について検討し、本願発明を完成するに至った。

0016

上記課題を解決する本発明の電磁血流計は、検体を介して対向する様に配置され、該検体に対応する位置に磁束を発生させる、一対の磁束発生手段と、前記磁束発生手段の対向方向と直交する位置に設けられる血流量検出手段と、検体挿入機構を有し、前記磁束発生手段と前記血流量検出手段とが配置される本体部とを備える。

0017

この構成により、血流速および血流量を測定できる。また、検体挿入機構により例えば、首が検体であっても、測定できる。

0018

好ましくは、前記磁束発生手段は、第1磁束発生手段と第2磁束発生手段とに2分割され、別々にON/OFF制御可能である。

0019

これにより、例えば首が検体である場合、左右別々に測定が可能である。

0020

好ましくは、前記血流量検出手段は、第1血流量検出手段と第2血流量検出手段とに2分割され、別々に血流量を検出可能である。

0021

これにより、例えば首が検体である場合、左右別々に測定が可能である。さらに、第1磁束発生手段と第2磁束発生手段と組み合わせることにより、4つの動脈を別々に測定できる。

0022

好ましくは、前記血流量検出手段は、該検体に対し対向する様に配置される、一対の電極である。

0023

好ましくは、前記本体部は、略リング状であり、前記検体挿入機構は、蝶番構造分断部である。

0024

好ましくは、 前記検体は首である。

0025

上記課題を解決する本発明の血管検査システムは、首を検体とする電磁血流計を含む血流量計測手段と、上腕を検体とする血圧計を含む血圧計測手段と、前記電磁血流計から得られる血流量データと前記血圧計から得られる血圧データに基づいて、血管抵抗を評価する血管抵抗評価手段とを備える。

0026

好ましくは、該血圧データまたは/および該血流量データに基づいて一周期収縮期拡張期を判定する収縮期・拡張期判定部をさらに備え、前記血管抵抗評価手段は、該拡張期に相当する血管抵抗を評価する。

0027

これにより、動脈硬化進行程度や脳血流状態を測定できる。特に、脳血流に異常がある場合、拡張期の血管抵抗値に顕著な違いが表れるものと思われる。

発明の効果

0028

本発明の電磁血流計によれば、簡便に脳血流状態を測定できる。さらに、本発明の電磁血流計を含む血管検査システムにより、血管抵抗を測定できる。

図面の簡単な説明

0029

電磁血流計(第1実施形態)
電磁血流計(第2実施形態)
電磁血流計(第3実施形態)
電磁血流計(第4実施形態)
電磁血流計(第5実施形態)
電磁血流計(第6実施形態)
電磁血流計(第7実施形態)
電磁血流計(第8実施形態)
電磁血流計(第9実施形態)
血管検査システムの概略構成
サンプリング概念
想定出力図(動脈硬化示唆
想定出力図(脳血流異常示唆)

実施例

0030

<電磁血流計>
〜第1実施形態〜
電磁血流計の構成について説明する。図1は、電磁血流計の概略断面図である。別途、検体(首)の向き(配置位置)を示す。

0031

電磁血流計101は、一対の励磁コイル1a,1bと、一対の電極2a,2bと、フレーム31とを備える。

0032

フレーム31は、略コの字型形状をしており、略コの字型両サイドには、励磁コイル1a,1bが対向する様に配置されている。励磁コイル1a,1bは、調整ネジ32により位置が可変である。つまり、調整ネジ32は、励磁コイル1a,1bを検体挿入位置と計測可能位置とに調整する。本実施形態において、フレーム31略コの字開口と調整ネジ32は、検体挿入機構を構成する。

0033

電極2aは、フレーム31略コの字型中央に、検体と接触可能に配置されている。電極2bは、検体挿入後に、検体と接触するように配置される。その結果、励磁コイル1a,1bが対向し、電極2a,2bが対向し、励磁コイル対向方向と電極対向方向が直交する。

0034

励磁コイル1a,1bは、励磁電源5からの電流により励磁され、励磁コイル1a,1b間に磁束を発生させる。電極2a,2bは、磁束方向および血流方向と直交する方向に発生する起電力(後述)を検出する。

0035

フレーム31はスタンドにより支持されている。

0036

電磁血流計101は、制御部4により制御される。制御部4は、電磁血流計の内部構造であってもよいし、外部構造であってもよい(図10参照)。

0037

電磁血流計の動作について説明する。

0038

フレーム31略コの字型開口より、検体(首)をフレーム31内に挿入する。その後、調整ネジ32により、励磁コイル1a,1bを検体挿入位置から計測可能位置に移動する。この状態で血流測定を行う。

0039

励磁電源5からの電流は、励磁コイル1a,1bを励磁する。磁束が励磁コイル1a,1b間に発生する。

0040

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。血流方向は磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、動脈を横切るように起電力が発生する。

0041

起電力信号は、皮膚を介して電極2a,2bにより検出され、制御部4により増幅され、高周波ノイズ成分および低周波ノイズ成分の除去がされ、起電力として検出される。

0042

起電力は、血流速に比例して変動するため、以下の様に起電力検出により血流速および血流量が測定できる。ただし、血管径については想定値を定めている。

0043

e(起電力)=B(磁束密度)・d(血管径)・v(流速
Q(流量)=π・(d/2)^2・v

0044

本実施形態の電磁血流計の効果について説明する。

0045

本実施形態の電磁血流計101は、首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)の平均血流速および総血流量を測定できる。

0046

本実施形態の電磁血流計101は、簡易な構成であり、安価である。また、操作も容易であり、家庭老人ホーム自治体機関でも取り扱い可能である。

0047

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)は、脳血管に直結しているため、脳血管に異常があった場合、その影響が伝播される可能性がある。

0048

例えば、電磁血流計101により、定期的に長年(例えば、3年間毎週)、血流測定を継続していると、正常時と異常時では明確な差異が現れる。一般に、異常があると、血流が悪くなり、一回当たりの血流量は少なくなる。全体の流量を一定にしようと、拍動数は増える(周期は短くなる)。

0049

特に、拡張期の異常に着目することにより、簡便に脳血流状態を測定できる(後述)。

0050

〜第2実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計102特有の構成について説明する。図2は、電磁血流計の概略断面図である。制御部4および励磁電源5については図示省略する。

0051

電磁血流計102は、一対の励磁コイル1a,1bと、一対の電極2a,2bと、本体リング3と、を備える。

0052

励磁コイル1a,1bが対向し、電極2a,2bが対向し、励磁コイル対向方向と電極対向方向が直交するように、本体リング3には励磁コイル1a,1bおよび電極2a,2bが配置されている。また、電極2a,2bは、検体と接触可能に配置されている。

0053

励磁コイル1a,1bは、励磁電源5からの電流により励磁され、励磁コイル1a,1b間に磁束を発生させる。電極2a,2bは、皮膚を介して磁束方向および血流方向と直交する方向に発生する起電力を検出する。

0054

本体リング3は、分断部33と蝶番構造34と連結部35を有する。本体リング3は連続した略リング状であるが、分断部33にて分断される。本体リング3の分断部33と対向する位置に、蝶番構造34が設けられている。すなわち、本体リング3は、蝶番構造34を軸に開閉可能な構造になっている。分断部33には、連結部35が設けられ、本体リング3の閉状態を維持する。本実施形態において、分断部33と蝶番構造34は、検体挿入機構を構成する。

0055

電磁血流計102は、制御部4により制御される。

0056

電磁血流計102の動作について説明する。

0057

検体挿入機構31,32により、本体リング3を開状態とし、検体(首)を本体リング3内に挿入する。その後、本体リング3を閉状態とし、連結部33により分断部31を連結する。本体リング3内面には緩衝材6が設けられており、電磁血流計102は首に保持される。この状態で血流測定を行う。

0058

具体的な動作は、第1実施形態と同様である。

0059

〜第3実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計103特有の構成について説明する。図3は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計103は、電磁血流計102の変形例である。

0060

第2実施形態において、本体リング3は略1:1の割合で分断されているのに対し、第3実施形態において、本体リング3は略2:1の割合で分断されている。すなわち、分断部33と蝶番構造34の位置関係において、相違している。

0061

これにより、本体リング3のサイズを維持しつつ、励磁コイル1のサイズを大きくできる。その結果、より強い磁束を発生させ、より大きな起電力を検出できる。つまり、検出精度の向上を図ることができる。

0062

〜第4実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計104特有の構成について説明する。図4は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計104は、電磁血流計102の変形例である。

0063

第1〜3実施形態においては、首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)を1つの流れと考えて、血流量を計測している。しかし、椎骨動脈は骨に囲まれ、かつ総頸動脈に比べて細い。これに対し、総頸動脈は太く、皮膚に近い位置にある。すなわち、椎骨動脈に比べ、総頸動脈による影響の方が大きい。

0064

そこで、第4実施形態においては、総頸動脈の血流測定に着目している。

0065

すなわち、第2実施形態において、励磁コイル1a,1bと電極2a,2bは、略4分割(90度ごと)となるように、本体リング3に配置されているのに対し、第4実施形態においては、電極2a,2bはそれぞれ略15度ほど偏心している。言い換えると、電極2a,2bは、リング中心に対し150度の角度をなすように偏心して配置される。

0066

これにより、電極2a,2bは、総頸動脈により近い位置に配置される。その結果、より大きな起電力を検出でき、検出精度の向上を図ることができる。

0067

〜第5実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計105特有の構成について説明する。図5は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計105は、電磁血流計102の変形例である。

0068

励磁コイル1aは、励磁コイル1a1と励磁コイル1a2とに分割され、励磁コイル1bは、励磁コイル1b1と励磁コイル1b2とに分割されている。すなわち、一対の励磁コイル1a1,1b1は、第1磁束発生手段を構成し、一対の励磁コイル1a2,1b2は、第2磁束発生手段を構成する。一対の励磁コイル1a1,1b1と、一対の励磁コイル1a2,1b2とは、別々にON/OFF制御可能である。

0069

電磁血流計105特有の動作について図5に基づいて説明する。

0070

例えば、励磁コイル1a1,1b1を励磁する。磁束が励磁コイル1a1,1b1間に発生する。

0071

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。このうち、図示左側の総頸動脈,椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、動脈を横切るように起電力が発生する。

0072

これにより、左総頸動脈および左椎骨動脈の平均血流速および総血流量を測定できる。

0073

一方、励磁コイル1a2,1b2を励磁すると、磁束が励磁コイル1a2,1b2間に発生する。

0074

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。このうち、図示右側の総頸動脈,椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交する。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、動脈を横切るように起電力が発生する。

0075

これにより、右総頸動脈および右椎骨動脈の平均血流速および総血流量を測定できる。

0076

すなわち、電磁血流計105は、左右別々に、血流速および血流量を測定できる。例えば、左右の測定結果に、明確な差異が現れる場合、動脈または脳血管に異常を示唆しているおそれがある。このように、異常を早期発見できる。

0077

〜第6実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計106特有の構成について説明する。図6は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計106は、電磁血流計102の変形例である。

0078

電極2aは、電極2a1と電極2a2とに分割され、電極2bは、電極2b1と電極2b2とに分割されている。すなわち、一対の電極2a1,2b1は、第1血流量検出手段を構成し、一対の電極2a2,2b2は、第2血流量検出手段を構成する。一対の電極2a1,2b1と、一対の励磁コイル電極2a2,2b2とは、別々に起電力を検出可能である。

0079

電磁血流計106特有の動作について図6に基づいて説明する。

0080

励磁コイル1a,1bを励磁すると、磁束が励磁コイル1a,1b間に発生する。

0081

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。血流方向は磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、動脈を横切るように起電力が発生する。

0082

電極2a1,2b1は、皮膚を介して、左総頸動脈および左椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。電極2a2,2b2は、皮膚を介して、右総頸動脈および右椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。

0083

すなわち、電磁血流計106は、同時に、左右それぞれの血流速および血流量を測定できる。例えば、左右の測定結果に、明確な差異が現れる場合、動脈または脳血管に係る異常を示唆しているおそれがある。このように、異常を早期発見できる。

0084

〜第7実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計107特有の構成について説明する。図7は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計107は、電磁血流計105および電磁血流計106の変形例である。

0085

励磁コイル1aは、励磁コイル1a1と励磁コイル1a2とに分割され、励磁コイル1bは、励磁コイル1b1と励磁コイル1b2とに分割されている。すなわち、一対の励磁コイル1a1,1b1は、第1磁束発生手段を構成し、一対の励磁コイル1a2,1b2は、第2磁束発生手段を構成する。一対の励磁コイル1a1,1bと、一対の励磁コイル1a2,1b2とは、別々にON/OFF制御可能である。

0086

電極2aは、電極2a1と電極2a2とに分割され、電極2bは、電極2b1と電極2b2とに分割されている。すなわち、一対の電極2a1,2b1は、第1血流量検出手段を構成し、一対の電極2a2,2b2は、第2血流量検出手段を構成する。一対の電極2a1,2b1と、一対の励磁コイル電極2a2,2b2とは、別々に起電力を検出可能である。

0087

電磁血流計107特有の動作について図7に基づいて説明する。

0088

例えば、励磁コイル1a1,1b1を励磁する。磁束が励磁コイル1a1,1b1間に発生する。

0089

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。このうち、図示では左右の椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交する。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、椎骨動脈を横切るように起電力が発生する。

0090

電極2a1,2b1は、皮膚を介して、左椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。電極2a2,2b2は、皮膚を介して、右椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。

0091

これにより、左椎骨動脈および右椎骨動脈の血流速および血流量を個別に測定できる。例えば、左右の測定結果に、明確な差異が現れる場合、椎骨動脈または椎骨動脈につながる脳血管に係る異常を示唆しているおそれがある。

0092

一方、励磁コイル1a2,1b2を励磁すると、磁束が励磁コイル1a2,1b2間に発生する。

0093

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。このうち、図示では、左右の総頸動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、総頸動脈を横切るように起電力が発生する。

0094

電極2a1,2b1は、皮膚を介して、左総頸動脈を横切るように発生する起電力を検出する。電極2a2,2b2は、皮膚を介して、右総頸動脈を横切るように発生する起電力を検出する。

0095

これにより、左総頸動脈および右総頸動脈の血流速および血流量を個別に測定できる。例えば、左右の測定結果に、明確な差異が現れる場合、総頸動脈または総頸動脈につながる脳血管に係る異常を示唆しているおそれがある。

0096

このように、電磁血流計107は、首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)に対し、個別に血流速および血流量を測定できる。

0097

〜第8実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計108特有の構成について説明する。図8は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計108は、電磁血流計107の変形例である。

0098

励磁コイル1a1,1b1が対向し、電極2a1,2b2が対向し、励磁コイル対向方向と電極対向方向が直交するように、本体リング3には励磁コイル1a1,1b2および電極2a1,2b2が配置されている。また、電極2a1,2b1は、検体と接触可能に配置されている。

0099

励磁コイル1a1,1b1は、偏心(例えば、リング中心に対し、なす角150度)して配置される。電極2a1,2b1は、偏心(例えば、なす角150度)して配置される。

0100

電磁血流計108特有の動作について図8に基づいて説明する。

0101

例えば、励磁コイル1a1,1b1を励磁する。磁束が励磁コイル1a1,1b1間に発生する。

0102

首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)において、心臓から脳に向かって血流が形成される。励磁コイル1a1,1b1は偏心しており、左右の椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、椎骨動脈を横切るように起電力が発生する。

0103

電極2a1,2b1は、偏心しており、左椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。これにより、左椎骨動脈の血流速および血流量を測定できる。

0104

次に、電磁血流計108を時計回り90度回転させて、検体に設置する。

0105

励磁コイル1a1,1b1は偏心しており、左の総頸動脈および左の椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、左側の動脈を横切るように起電力が発生する。

0106

電極2a1,2b1は、偏心しており、左総頸動脈を横切るように発生する起電力を検出する。これにより、左総頸動脈の血流速および血流量を測定できる。

0107

更に、電磁血流計108を時計回り90度回転させて、検体に設置する。

0108

励磁コイル1a1,1b1は偏心しており、左右の総頸動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、総頸動脈を横切るように起電力が発生する。

0109

電極2a1,2b1は、偏心しており、右総頸動脈を横切るように発生する起電力を検出する。これにより、右総頸動脈の血流速および血流量を測定できる。

0110

更に、電磁血流計108を時計回り90度回転させて、検体に設置する。

0111

励磁コイル1a1,1b1は偏心しており、右の総頸動脈および右の椎骨動脈の血流が磁束発生方向と直交している。その結果、血流方向および磁束発生方向に直交する方向、すなわち、右側の動脈を横切るように起電力が発生する。

0112

電極2a1,2b1は、偏心しており、右椎骨動脈を横切るように発生する起電力を検出する。これにより、右椎骨動脈の血流速および血流量を測定できる。

0113

このように、電磁血流計108を90度毎に回転させることにより、首を通る4つの動脈(左右の総頸動脈,左右の椎骨動脈)に対し、個別に血流速および血流量を測定できる。

0114

電磁血流計108は、電磁血流計107に比べて構成が簡素であり、かつ、同等の測定結果を得られる。

0115

〜第9実施形態〜
本発明の別実施形態である電磁血流計109特有の構成について説明する。図9は、電磁血流計の概略断面図である。電磁血流計109は、電磁血流計101の変形例である。

0116

第1実施形態において、血流量検出手段電極が一対の電極2a,2bであるのに対し、電磁血流計109は検出コイル21を備える。

0117

検出コイル21は、フレーム31略コの字型中央に、配置されている。その結果、検出コイル21は、血流によって生じる磁場の変動を起電力として検出する。

0118

〜その他〜
上記実施形態では、首が検体であることを前提として説明したが、太い動脈があれば適用できる。例えば、上肢下肢に適用しても良い。特に、異常があっても検出しにくい末梢血管の異常を検出するのに適している(詳細後述)。

0119

<血管検査システム>
上記の様に、本発明の電磁血流計は、単体でも簡便に脳血流状態を測定できる。さらに、血管検査システムの一部として用いることにより、血管抵抗を測定できる。

0120

本発明の実施形態である血管検査システム200の構成について説明する。図10は、血管検査システムの概略構成図である。

0121

血管検査システム200は、電磁血流計100と、血圧計110と、システム制御装置120と、表示装置130とを備える。

0122

電磁血流計100は、例えば、第1〜9実施形態で説明した電磁血流計101〜109を用いる。血圧計110は、上腕動脈血圧を測定する既存の装置である。

0123

上腕動脈に着目したのは、首の血圧測定は、首を圧迫する必要があり、気道が狭まるおそれがあり、好ましくない事、および、上腕動脈は首の動脈と心臓からの距離が同等であり、似たような挙動を示すため、代替可能である事を、考慮した結果である。

0124

ここで、血圧の脈波基本事項について簡単に説明する。心臓が収縮し、左心室から血液が大動脈駆出されると大動脈内圧に変化が生じ、さらにこの圧変動末梢動脈に伝達される。このような心臓の血液駆出に伴う血管の拍動(脈拍)変化をグラフにしたものを脈波という。

0125

心臓の左心室から送り出された血液により、最初のピークP1が形成される。最初のピークP1に遅れて、反射波が最初のピークに重なり、2つ目のピークP2が形成される。

0126

ここで、健康(正常)な動脈であれば、弾力があるため、P2はP1より小さく、P2の発生も遅い。これに対し、動脈硬化が進んでくると、戻りが早くなり、P2は大きくなり、P2はP1に接近してくる。更に動脈硬化が進むと、P2はP1に重なり区別が難しくなる。なお、P2/P1を指標とした動脈硬化の判定方法も提案されている。

0127

更に、左心室が閉じられると、緩やかなピークを形成した後、緩やかに減衰していく。

0128

脈波は拍動に対応して周期的に変動する。1周期において、おおまかに、収縮期と拡張期に分けられる。

0129

収縮期とは、心臓が全身に血液を送り出すため収縮した状態を指す。心臓が収縮すると、血液が搾(しぼ)り出されるように、大動脈に送りこまれる。大動脈などの太い血管は、弾力性があるため、血液を勢いよく送り出すとともに、拡張して血液をためる。なお、血液が勢いよく送り出されるため、動脈の血圧は高くなる。

0130

拡張期とは、全身から戻った血圧が心臓にたまり、心臓が拡張している状態である。このとき、心臓は血液をおくり出していないが、収縮期のときに拡張していた大動脈などの太い血管が収縮して、たまっていた血液を緩やかに送り出す。なお、動脈血圧は低くなる。

0131

システム制御装置120は、血流量計測部121と、血圧計測部122と、収縮期・拡張期判定部123と、血管抵抗評価部124と、表示出力部125を有する。

0132

血流量計測部121は、電磁血流計100からの入力信号流量値として出力する。血圧計測部122は、血圧計110からの入力信号を血圧値として出力する。

0133

表示出力部125は、流量値および血圧値を表示装置130に出力する(図12および図13参照)。なお、流量値および血圧値は周期的に変動するため、数分間のサンプリングにより、数周期のデータの平均値を求めても良い。図11は、サンプリングの概念図である。

0134

収縮期・拡張期判定部123は、血圧データまたは/および該血流量データに基づいて1周期の収縮期・拡張期を判定する。

0135

ここで、健康(正常)な動脈であれば、反射波によるピークP2とその後の緩やかなピークとの間の凹が、収縮期と拡張期との境界に相当する。したがって、血圧データを微分して、境界点を求めても良い。

0136

また、収縮期には勢いよく流れ、拡張期には緩やかに流れる。従って、血流量データを2階微分して、境界点を求めても良い。

0137

血管に異常があると、境界点が明確でない場合もある。一般に、正常時でも異常時でも収縮期の時間に大きな差はないとされている。境界点が明確に判定できない場合は、正常時の収縮期を適用させて、境界点を求めても良い。

0138

血管抵抗評価部124は、血流量データと血圧データに基づいて、血管抵抗を評価する。例えば、血圧データ/血流量データを血管抵抗値としても良い。表示出力部125は、血管抵抗値を表示装置130に出力する(図12および図13参照)。

0139

ここで、収縮期に異常がみられる場合、動脈硬化の可能性がある。一方、拡張期に異常がみられる場合、動脈に直結する脳血流に異常がある可能性がある。

0140

図12は、動脈硬化を示唆する想定出力図である。柔らかい正常な動脈(実線)と動脈硬化のおそれのある硬い動脈(点線)を比較する。

0141

動脈硬化により、特に収縮期において、血圧が増加し、血流量は低下する。その結果、血管抵抗値は増加する。

0142

一方、血の流れが悪くなることにより、それを補うため拍動数が増える。その結果、周期は短くなる(T1>T2)。

0143

これにより、動脈硬化の進行程度を評価できる。

0144

なお、収縮期においては、血流量データおよび血圧データは、明確なピークを有する。したがって、血管抵抗値と併せて、血圧および/または血流量の最高値に基づいて、動脈硬化の進行程度を評価しても良い。

0145

図13は、動脈に直結する脳血流に異常があることを示唆する想定出力図である。正常な場合(実線)と異常のおそれがある場合(点線)を比較する。

0146

たとえば、動脈に直結する脳血管が梗塞している場合、動脈に溜め込まれた血液は流れにくくなる。特に、拡張期において、血圧が増加し、血流量は低下する。その結果、血管抵抗値は増加する。

0147

なお、収縮期に比べ、拡張期においては、血圧および血流量の変化が少ない。したがって、異常があったとしても、顕著な違いが明確にならない場合もある。血管抵抗値を指標とすることで、異常があった場合、顕著な違いが明確になる。

0148

拡張期の血管抵抗値に着目することにより、簡便に脳血流状態を測定できる。

0149

なお、血の流れが悪くなることにより、それを補うため拍動数が増える。その結果、周期は短くなる(T1>T3)。

0150

上記実施形態では、脳血流に着目して説明したが、太い動脈に直結する末梢血管であれば適用できる。例えば、異常があっても検出しにくい、上肢や下肢の末梢血管の異常を検出するのに適している。

0151

1励磁コイル
2電極
3本体リング
4 制御部
5励磁電源
6緩衝材
21検出コイル
31フレーム
32調整ネジ
33分断部
34蝶番構造
35 連結部
100〜107
110血圧計
120システム制御装置
121血流量計測部
122血圧計測部
123収縮期・拡張期判定部
124血管抵抗評価部
125表示出力部
130表示装置
200 血管検査システム

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