(57)【要約】【課題】被験者から採血することなく、みかけの脈波伝播速度等から非侵襲的に血液状態を検出ことができる血液情報抽出装置を提供する。【解決手段】血液情報抽出装置１は脈波を計測する脈波計１２と、心臓の活動電位を計測する心電計１１と、血圧Ｐを計測する血圧計１４と、演算手段１８と、を備えている。演算手段１８は、みかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する処理と、該計算されたみかけの脈波伝播速度（Ｃ）と血圧計により計測された血圧（Ｐ）とを用いて式：Ｉ＝ｋＰ／２Ｃ２（ｋは定数）に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する処理と、を行う。【選択図】図１
2010148690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の第１部位において脈波を計測する脈波計と、生体の第２部位において基準脈として心臓の活動電位を計測する心電計と、血圧（Ｐ）を計測する血圧計と、演算手段と、を備え、
前記演算手段は、
前記心電計によって計測された基準脈と前記脈波計により計測された脈波との間で観察される伝播時間、および、前記第１部位と前記第２部位の間の距離、に基づいてみかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する処理と、
算出された該みかけの脈波伝播速度（Ｃ）と、前記血圧計により計測された血圧（Ｐ）と、を用いて、式：
Ｉ＝ｋＰ／２Ｃ２（ｋは定数）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する処理と、を行うことを特徴とする血液情報抽出装置。
【請求項２】
さらに、
最高血圧（Ｐｓ）のときの頚動脈径（Ｄｓ）および最低血圧（Ｐｄ）のときの頚動脈径（Ｄｄ）を計測するためのエコー装置を備え、
血液状態指数（Ｉ）を計算する前記処理では、該エコー装置により得られたＤｓ、Ｄｄを用いて式：
Ｉ＝βＰ／２Ｃ２
β＝Ｄｄ／（Ｄｓ−Ｄｄ）・ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）
（βはスティッフネスパラメータ）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する、請求項１に記載の血液情報抽出装置。
【請求項３】
さらに、被験者に対して所定の情報を示すための表示手段を備え、
前記演算手段は、
算出された前記血液状態指数（Ｉ）の複数のデータを用いて統計処理を行い血液状態指数の平均値（Ｉｍ）を計算する処理と、
該平均値（Ｉｍ）と算出された前記血液状態指数（Ｉ）とを用いて（Ｉ−Ｉｍ）の値を計算する処理と、
前記（Ｉ−Ｉｍ）の値、または、その値に対応する血液状態の表示を前記表示手段に表示させる処理と、
を行う、請求項１または２に記載の血液情報抽出装置。
【請求項４】
みかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する前記処理では、
心電図のＳＴ期の終期と脈波の立ち上がり点から前記伝播時間が求められ、
被験者の右手先端と左手先端の距離であるリーチの１／２の長さ（ｒ）を前記第１部位と第２部位の間の距離として前記みかけの脈波伝播速度（Ｃ）が算出される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の血液情報抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者から採血することなく、みかけの脈波伝播速度等から非侵襲的に血液情報を抽出できる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康志向から、血液サラサラ／ドロドロといった流動性状態に対する関心が高まっている。血液ドロドロの状態では、赤血球および白血球等が変化を起こし、毛細血管内を血液が円滑に流れない状態になる。この場合、血液が固まって血管が詰まるリスクが増大し、ひいては脳梗塞、心筋梗塞、およびエコノミー症候群の原因となりうる。
【０００３】
血液がドロドロになる原因には、長期的な要素として、食べ過ぎ、野菜不足、不規則な食事、肥満、高血圧、糖尿病、痛風、体質遺伝、喫煙、飲酒、ストレス等による影響が指摘されている。短期的には、１日の中でも、水分の摂取量、体調等によって血液サラサラ度、ドロドロ度が変化する。したがって、手軽に血液情報をモニターできることが求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、脈波伝播速度を測定し、動脈硬化度を測定する方法が記載されている。また、特許文献２には、測定した脈波から血管推定年齢を算出する方法が記載されている。
しかし、これらはいずれも血管の状態を測定することを目的としており、血液の状態を測定する方法ではない。
【特許文献１】特開２００４−３２１４３８号公報
【特許文献２】特開２０００−５１１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、被験者から採血することなく、みかけの脈波伝播速度等から非侵襲的に血液情報を抽出できる装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の血液情報抽出装置は、
生体の第１部位において脈波を計測する脈波計と、生体の第２部位において基準脈として心臓の活動電位を計測する心電計と、血圧（Ｐ）を計測する血圧計と、演算手段と、を備え、
前記演算手段は、
前記心電計によって計測された基準脈と前記脈波計により計測された脈波との間で観察される伝播時間、および、前記第１部位と前記第２部位の間の距離、に基づいてみかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する処理と、
算出された該みかけの脈波伝播速度（Ｃ）と、前記血圧計により計測された血圧（Ｐ）と、を用いて、式：
Ｉ＝ｋＰ／２Ｃ２（ｋは定数）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する処理と、を行うことを特徴とする。
【０００７】
「血液状態指数Ｉ」とは、概略的には血液密度に相当するものであり、この値が高い場合には血液ドロドロ傾向と判断され、低い場合には血液サラサラ傾向と判断される。
圧力Ｐとしては、例えば、最高血圧（Ｐｓ）または最低血圧（Ｐｄ）でもよいし、最高血圧と最低血圧の平均値（（Ｐｓ＋Ｐｄ）／２）でもよい。なお、定数ｋとしては、スティッフネスパラメータβ（詳細後述）の平均値βｍを用いてもよい。
【０００８】
また本発明の装置は、さらに、
最高血圧（Ｐｓ）のときの頚動脈径（Ｄｓ）および最低血圧（Ｐｄ）のときの頚動脈径（Ｄｄ）を計測するためのエコー装置を備え、
血液状態指数（Ｉ）を計算する前記処理では、該エコー装置により得られたＤｓ、Ｄｄを用いて式：
Ｉ＝βＰ／２Ｃ２
β＝Ｄｄ／（Ｄｓ−Ｄｄ）・ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）
（βはスティッフネスパラメータ）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する。
【０００９】
また本発明の装置は、さらに、被験者に対して所定の情報を示すための表示手段を備え、前記演算手段は、
算出された前記血液状態指数（Ｉ）の複数のデータを用いて統計処理を行い血液状態指数の平均値（Ｉｍ）を計算する処理と、
該平均値（Ｉｍ）と算出された前記血液状態指数（Ｉ）とを用いて（Ｉ−Ｉｍ）の値を計算する処理と、
前記（Ｉ−Ｉｍ）の値、または、その値に対応する血液状態の表示（例えば、図柄等であってもよい）を前記表示手段に表示させる処理と、を行う。
【００１０】
また、みかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する前記処理では、心電図のＳＴ期の終期と脈波立ち上がり点から前記伝播時間が求められ、被験者の右手先端と左手先端の距離であるリーチの１／２の長さ（ｒ）を前記第１部位と第２部位の間の距離として前記脈波伝播速度（Ｃ）が算出されるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上述の通り、被験者から採血することなく、みかけの脈波伝播速度等から非侵襲的に血液情報を抽出可能な血液情報抽出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。図１は本実施形態の装置のブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の血液情報抽出装置１は、心臓の活動電位に関する情報を得るための心電計１１と、脈波に関する情報を得るための脈波計１２と、頚動脈径に関する情報を得るためのエコー装置１３と、血圧に関する情報を得るための血圧計１４と、を備えている。
【００１４】
また、装置１は、これらにより得られた情報に基づいて所定の演算（詳細下記）を行う演算部１８を備えている。演算部１８には、不図示の入力手段（キーボード、マウス等）を介して、例えば、患者が両腕を広げたときの右手先端から左手先端までのリーチの１／２の長さｒ等が入力可能となっている。また装置１は、ディスプレイ等の表示手段（不図示）を備えている。
【００１５】
心電計１１は従来公知の心電計を利用可能であり、図２（Ａ）に示すような心臓の活動電位の情報を得る。ここで、「ＳＴ」は心臓全体が興奮している時間（例えば０．１〜０．１５秒）を示し、「Ｔ」は心室の興奮が回復する時間（例えば０．２〜０．６秒）を示している。
【００１６】
脈波計１２としては、容積脈波を測定できるものであれば脈波計測手段としては特に制限はない。脈波計１２は、圧力センサー、ひずみセンサーを使用する方式でもよいが、特に光学センサーを使用する方式が好ましい。例えば指先の光学式センサーでは、赤外線を照射し、血液中のヘモグロビンの総量による透過光の変化により、血流容積を検出する。
【００１７】
血圧計１４は、被験者の最高血圧Ｐｓおよび最低血圧Ｐｄを計測する。エコー装置１３は、最高血圧Ｐｓのときの脈径Ｄｓ、および、最低血圧Ｐｄのときの脈径Ｄｄを計測するためのものである。
【００１８】
なお、上記の心電計１１、脈波計１２、エコー装置１３および血圧計１４は、それぞれ個別の機器として用意されたものを利用してもよいし、または、１つの機器内にそれぞれの機能が備えられたものを利用してもよい。例えば、心電図、脈波、および血圧を同時に(同時期に)自動的にモニターできる公知の装置を利用してもよい。また、このような機器内に演算部１８が内蔵されることで、本発明に係る装置１が構成されていてもよい。
【００１９】
演算部１８は、上記各機器によって得られたデータを用いて、下記式に従って血液状態指数Ｉを計算する（参照：菅原基晃ほか「血液のレオロジーと血流」、日本エム・イー学会、２００３、コロナ社、ｐ．１０３−１０７）。
なお、下記では、血圧値として最高血圧Ｐｓおよび最低血圧Ｐｄを用いる例について説明する。最高血圧Ｐｓおよび最低血圧Ｐｄは血圧計で計測できるので臨床的に好適である。
【００２０】
β＝Ｄｄ／（Ｄｓ−Ｄｄ）・ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）・・・式（１）
Ｉ＝（βＰｓ／２Ｃ２）・・・式（２）
ここで、Ｃはみかけの脈波伝播速度である。Ｄｓは血圧Ｐｓの時の頚動脈直径であり、Ｄｄは血圧Ｐｄの時の頚動脈直径である。βはスティッフネスパラメータである。なお、式（２）において、Ｐｓの代わりに、Ｐｄまたは血圧の平均値（（Ｐｓ＋Ｐｄ）／２）を用いてもよい。
【００２１】
式（１）に、血圧計１４およびエコー装置１３で得られたＰｓ、Ｐｄ、Ｄｓ、Ｄｄの値を代入することでスティッフネスパラメータβを求めることができる。式（２）にβ、Ｐｓ、Ｃの値を代入することで、血液状態指数Ｉを求めることができる（みかけの脈波伝播速度Ｃの計算については下記参照）。
【００２２】
なお、スティッフネスパラメータβは血管部位ごとに異なる値をとり、また、加齢とともにその値は大きくなる。また、それぞれの血管のβは、時間経過とともに増加し、比例していると考えられる。実際に計算する場合、測定部位の上腕を通る血管のβを求めるのは困難なので、頚動脈のβと比例していると考えてこのβを式に利用してもよい。装置１を同一人が使用する場合には、スティッフネスパラメータβの値をｋ（定数）として血液状態指数Ｉを求めてもよい。あるいは、スティッフネスパラメータβの平均値であるβｍを用いて式（２）の計算を行ってもよい。
【００２３】
演算部１８は、また、上記のようにして得られた血液状態指数Ｉを統計処理してその平均値Ｉｍを求める（図３参照）。そして、算出した被験者の血液状態指数Ｉとこの平均値Ｉｍの偏差（Ｉ−Ｉｍ）を計算し、これに基づいて血液状態を判定する。偏差（Ｉ−Ｉｍ）が負の場合、血液はサラサラ傾向と判定され、正の場合、ドロドロ傾向と判定される。サラサラ傾向およびドロドロ傾向の度合いは、偏差（Ｉ−Ｉｍ）の数値に応じて段階的にわけられていてもよい（例えば・・・−２、−１、０、１、２・・・など）。また、このような（Ｉ−Ｉｍ）の数値等がディスプレイに示されるようになっていてもよい。
【００２４】
上記血液状態指数Ｉの計算に関して、例えば、心臓（第２部位）から脈波計測点（第１部位）までの活動電位の伝播時間をΔＴ、脈波の伝播時間をΔｔとすると、
Δｔ>>ΔＴ、Ｖ>>Ｃ（Ｖ：活動電位の伝播速度、Ｃ：みかけの脈波伝播速度）であり、
Ｃ＝ｒ／Δｔ（ｒ：リーチの１／２）〔ｍ／ｓｅｃ〕・・・（式３）
となる。
この式によりみかけの脈波伝播速度Ｃを求めることができる。なお、Δｔには、計測点までの血液の流れる時間と、脈波伝播時間とが含まれている。みかけの脈波伝播速度Ｃは、血流平均速度ｕと脈波平均速度Ｖとを足し合わせた速度である。
【００２５】
血流は、血液粘度の影響を受け、このその血液粘度はρ、Ａｌｂ、Ｈｔなどの値に左右される。よって、逆に、計測されたΔｔの値からρ、Ａｌｂ、Ｈｔなどの情報を得ることも可能である。
【００２６】
また、Δｔの計測に関しては、図２に示すように心室全体が興奮している時間はＳＴであるから、Ｔの立ち上がりと脈波の立ち上がりとを結ぶ時間（Δｔ）を選択すればよい。
【００２７】
以上説明したように本実施形態の装置１によれば、被験者から採血することなく、みかけの脈波伝播速度Ｃ、血圧Ｐ、スティッフネスパラメータβ（必要に応じて）等を利用して血液状態指数Ｉを得ることができる。本実施形態の装置１を同一人が使用する場合には、パラメータβの計算をせずに平均値βｍまたは任意の定数ｋを用いて計算を行い、当該被験者の血液のサラサラ傾向、ドロドロ傾向を判定することも可能である（詳細下記）。
【００２８】
本発明に係る装置１を用いて健康管理を行うことにより、脳梗塞や心筋梗塞を予防できる。
【００２９】
なお、血液粘度に大きな影響をもつＡｌｂ（アルブミン）、Ｈｔ（ヘマクリット）等に対しても、Ｉ＝ｋ〔Ａｌｂ〕、Ｉ＝ｋ〔Ｈｔ〕の関係が成り立つかを実験して、血液のサラサラ傾向、ドロドロ傾向の判定に用いてもよい。同様に、血漿タンパク質、血糖、脂質等との関係を考慮してもよい。
【実施例１】
【００３０】
３人の被験者を対象として各人の血液状態指数Ｉの経時的変化を観察した。
なお、脈波の計測点は頚動脈が望ましいが人差し指として行った。また、同一生体の場合、短い時間内（同一測定箇所）ではパラメータβは大きく変わらないと考えられるので、β＝１として計算を行った。Ｐは、最高血圧と最低血圧の平均値とした。ＩはＣＧＳ単位系である。
【００３１】
被験者に十分な水を摂取させた後、３０分経過してから計測を行った。結果を以下の表に示す。
【００３２】
【表１】
2010148690.tif 000003
【００３３】
【表２】
2010148690.tif 000004
【００３４】
【表３】
2010148690.tif 000005
【００３５】
表１〜表３に示すように、被験者単位での血液状態指数Ｉは、３者とも経時的に増加の傾向が見られた。同一生体に対する上記のような比較的短時間の観察の場合、パラメータβの計算をすることなく（一定として）、当該被験者の血液状態の経時的な変化を知ることが可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態に係る装置のブロック図である。
【図２】心電図（Ａ）と脈波（Ｂ）の一例を示すグラフである。
【図３】統計処理における平均値Ｉｍと計算された血液状態指数Ｉとの関係を示す分布である。
【符号の説明】
【００３７】
１    血液情報抽出装置
１１  心電計
１２  脈波計
１３  エコー装置
１４  血圧計
１８  演算部
【図１】
2010148690.tif 000006
【図２】
2010148690.tif 000007
【図３】
2010148690.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の第１部位において脈波を計測する脈波計と、生体の第２部位において基準脈として心臓の活動電位を計測する心電計と、血圧（Ｐ）を計測する血圧計と、演算手段と、被験者に対して所定の情報を示すための表示手段とを備え、
前記演算手段は、
前記心電計によって計測された基準脈と前記脈波計により計測された脈波との間で観察される伝播時間、および、前記第１部位と前記第２部位の間の距離、に基づいてみかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する処理と、
算出された該みかけの脈波伝播速度（Ｃ）と、前記血圧計により計測された血圧（Ｐ）と、を用いて、式：
Ｉ＝ｋＰ／２Ｃ２（ｋは定数）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する処理と、を行うものであって、
さらに、
算出された前記血液状態指数（Ｉ）の複数のデータを用いて統計処理を行い血液状態指数の平均値（Ｉｍ）を計算する処理と、
該平均値（Ｉｍ）と算出された前記血液状態指数（Ｉ）とを用いて（Ｉ−Ｉｍ）の値を計算する処理と、
前記（Ｉ−Ｉｍ）の値、または、その値に対応する血液状態の表示、を前記表示手段に表示させる処理と、
を行うことを特徴とする、血液情報抽出装置。
【請求項２】
さらに、
最高血圧（Ｐｓ）のときの頚動脈径（Ｄｓ）および最低血圧（Ｐｄ）のときの頚動脈径（Ｄｄ）を計測するためのエコー装置を備え、
血液状態指数（Ｉ）を計算する前記処理では、該エコー装置により得られたＤｓ、Ｄｄを用いて式：
Ｉ＝βＰ／２Ｃ２
β＝Ｄｄ／（Ｄｓ−Ｄｄ）・ｌｎ（Ｐｓ／Ｐｄ）
（βはスティッフネスパラメータ）
に従って血液状態指数（Ｉ）を計算する、請求項１に記載の血液情報抽出装置。
【請求項３】
みかけの脈波伝播速度（Ｃ）を計算する前記処理では、
心電図のＳＴ期の終期と脈波の立ち上がり点から前記伝播時間が求められ、
被験者の右手先端と左手先端の距離であるリーチの１／２の長さ（ｒ）を前記第１部位と第２部位の間の距離として前記みかけの脈波伝播速度（Ｃ）が算出される、請求項１または２に記載の血液情報抽出装置。