(57)【要約】【課題】寒冷刺激を提供するための手段として、測定者の身体部位を接触させる寒冷刺激部に、制御装置の電気的信号により容易に温度制御及び定温状態の維持が可能な電気素子を採用することで、測定の間、より一定の刺激の提供が可能となり、測定結果の信頼性を向上させることができる寒冷反射検査装置を提供する。【解決手段】寒冷反射検査装置は、下記制御装置３０から印加される電気的信号により低温の定温状態に維持し、測定者の身体部位が接触することにより寒冷刺激を提供する寒冷刺激部１０と、寒冷刺激に対する人体反応を検出するためのものとして、測定者の血流速度を測定する血流測定器２０と、前記寒冷刺激部１０と血流測定器２０を含む全体装置を制御し、前記血流測定器２０から血流速度の測定結果を取得する制御装置３０と、前記血流測定器２０から取得される血流速度の測定結果を前記制御装置３０から得て画面上に表示する表示部４０と、を含む。【選択図】図１
2010221001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に寒冷刺激を与えて、寒冷刺激に対する人体の反応を検出してモニタリングする装置として、
電気的信号により低温に制御され、測定者の身体部位が接触することにより寒冷刺激を提供する寒冷刺激部と、
寒冷刺激に対する人体反応を検出するためのものとして、測定者の血流速度を測定する血流測定器と、
前記寒冷刺激部と血流測定器を含む全体装置を制御し、前記寒冷刺激部に対して低温の定温状態に維持する電気的信号を印加し、前記血流測定器から血流速度の測定結果を取得する制御装置と、
前記血流測定器から取得される血流速度の測定結果を前記制御装置から得て、画面上に表示する表示部と、
を含む寒冷反射検査装置。
【請求項２】
前記寒冷刺激部は、前記制御装置から印加される電気的信号により駆動が制御されるペルティエモジュールを含めて構成されることを特徴とする、請求項１記載の寒冷反射検査装置。
【請求項３】
前記寒冷刺激部は、ペルティエモジュールの高温部に防熱板を装着し、前記防熱板を冷却させる冷却ファンを具備すると共に、前記ペルティエモジュールの低温部に測定者の身体部位が接触される接触部を具備して構成されることを特徴とする、請求項２記載の寒冷反射検査装置。
【請求項４】
前記寒冷刺激部の表面に設置され、身体部位の接触及び接触解除を検出して、前記制御装置に電気的信号を出力するタッチセンサを更に含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項記載の寒冷反射検査装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記タッチセンサから入力される電気的信号から刺激の開始時点と終了時点を認識して記録することを特徴とする、請求項４記載の寒冷反射検査装置。
【請求項６】
前記制御装置は、刺激の開始時点と終了時点を表示部を通して表示することを特徴とする、請求項５記載の寒冷反射検査装置。
【請求項７】
前記寒冷刺激部に温度センサが設置され、制御装置が前記温度センサの信号の入力を受けて、寒冷刺激部の駆動を制御することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項記載の寒冷反射検査装置。
【請求項８】
前記血流測定器は、人体に超音波を入射させ、血管から反射された超音波の周波数を検出して血流速度を測定するドップラー効果を利用した血流測定器であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項記載の寒冷反射検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は寒冷反射検査装置に関し、更に詳しくは、寒冷刺激に対する心血管の自律神経機能の検査を自動化することができるように構成された寒冷反射検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１または特許文献２は、本願出願人が特許出願した血流測定装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】大韓民国特許出願第２００７−０１０１１８７号
【特許文献２】大韓民国特許出願第２００８−０１１０９７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人体に与えられる寒冷刺激により血管運動の中枢である延髄網様体の一部であり、吻側延髄腹外側野を狙撃して交感神経系を活性化させ、寒冷刺激に対する血液循環の測定指標を検出した後、検出値を正常人のデータと比較することで、心血管系の交感神経を検査することができる。
【０００５】
このための検査法を寒冷反射検査と称し、既存では、寒冷昇圧検査法が開発されて使用されてきた。循環器器官の機能を利用する寒冷昇圧検査法は、韓国で自律神経の診断に広く活用されている技法であり、西洋では内皮細胞の機能検査と関連している。
【０００６】
次は、寒冷昇圧検査法の概略的な過程を示す。
１）測定者を安定させ、一定時間間隔で血圧を測定する。
２）対象者の手を１分ほど冷水に浸す。
３）浸した状態で一定時間間隔で血圧を測定する。
４）対象者の手を冷水から出した状態で、一定時間間隔で血圧を測定する。
【０００７】
しかし、既存の寒冷昇圧検査法は、冷水刺激による血圧の変化を測定するものであり、一定の刺激の維持及び血圧の測定のモニタリングの困難により自動化された医療機器の開発が難しかった。
【０００８】
特に、外部の刺激として活用される冷水の温度を実験毎に一定に維持することができず、血圧を一定間隔で定期測定することは測定者の労働力を要求し、寒冷刺激に対する人体の変化を実時間でモニタリングすることが難しかった。
【０００９】
そこで、寒冷刺激に対する人体の自律神経機能を評価するための自動化された医療機器としての寒冷昇圧検査（寒冷反射検査）装置の開発が切実である。
【００１０】
従って、本発明は前述した点を考慮して発明したものであり、本発明の目的は、寒冷刺激の一定の維持及び寒冷刺激に対する人体の反応を実時間で容易に測定することができ、モニタリングすることができる自動化された寒冷反射検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、人体に寒冷刺激を与え、寒冷刺激に対する人体の反応を検出してモニタリングする装置として、下記制御装置から印加される電気的信号により低温の定温状態に維持し、測定者の身体部位が接触することにより寒冷刺激を提供する寒冷刺激部と、寒冷刺激に対する人体反応を検出するためのものとして、測定者の血流速度を測定する血流測定器と、前記寒冷刺激部と血流測定器を含む全体装置を制御し、前記血流測定器から血流速度の測定結果を取得する制御装置と、前記血流測定器から取得される血流速度の測定結果を前記制御装置から得て画面上に表示する表示部と、を含む寒冷反射検査装置を提供する。
【００１２】
好ましくは、前記寒冷刺激部は、前記制御装置から印加される電気的信号により駆動が制御されるペルティエモジュールを含めて構成される。
【００１３】
ここで、前記寒冷刺激部は、ペルティエモジュールの高温部に防熱板を装着して、前記防熱板を冷却させる冷却ファンを具備すると共に、前記ペルティエモジュールの低温部に測定者の身体部位が接触する接触部を具備して構成され得る。
【００１４】
更に、本発明は、前記寒冷刺激部の表面に設置され、身体部位の接触及び接触解除を検出して、前記制御装置に電気的信号を出力するタッチセンサを更に含むことができる。
【００１５】
このとき、前記制御装置は、前記タッチセンサから入力される電気的信号から刺激の開始時点と終了時点を認識して記録し、刺激の開始時点と終了時点を表示部を通して表示するように構成され得る。
【００１６】
更に、前記寒冷刺激部に温度センサが設置され、制御装置が前記温度センサの信号の入力を受けて、寒冷刺激部の駆動を制御するように構成され得る。
【００１７】
更に、前記血流測定器は、人体に超音波を入射させて血管から反射された超音波の周波数を検出し、血流速度を測定するドップラー効果を利用した血流測定器であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の寒冷反射検査装置によると、寒冷刺激を提供するための手段として、測定者の身体部位を接触させる寒冷刺激部に、制御装置の電気的信号により容易に温度制御及び定温状態の維持が可能な電気素子を採用することで、測定の間、より一定の刺激の提供が可能となり、測定結果の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
更に、寒冷刺激に対する人体の反応を確認するために、血流測定器を利用して測定者の血流速度を測定することで、人体の反応を実時間でより容易にモニタリングすることができるという長所がある。
【００２０】
特に、ドップラー効果を利用した血流測定器は非侵襲的な測定（痛みなどを伴わない測定）が可能であり、血流速度を実時間及び連続的に測定することができ、脈拍の変動もまた、同時に測定することができるという長所を提供する。
【００２１】
更に、測定者の身体部位が接触する寒冷刺激部の表面にタッチセンサを装着し、タッチセンサの信号から刺激の開始時点及び終了時点を確認することができる。
【００２２】
併せて、刺激提供過程及び測定結果の獲得過程など、測定過程の相当部分が自動化される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置において寒冷刺激部の一例を図示した構成図である。
【図３】本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置において血流測定器の一例を図示した構成図である。
【図４】本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置での血流測定器から測定された血流速度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の特徴及び利点を添付図面に依拠して更に明確にする。本明細書及び特許請求範囲に使用される用語や単語は、発明者が自身の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。
【００２５】
本発明は、寒冷刺激に対する心血管の自律神経機能検査を自動化することができるように構成された寒冷反射検査装置に関し、従来の外部からの寒冷刺激として使用されていた冷水の代りに、制御装置の制御信号により温度調節が可能でありながら、低温の定温状態に維持が可能な寒冷刺激部が利用される。また、外部からの寒冷刺激に対する人体反応を容易に確認するために、血流速度を測定する方法が適用される。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置の構成図であり、図２は本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置において寒冷刺激部１０の一例を図示した構成図であり、図３は本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置において血流測定器２０の一例を図示した構成図である。
【００２７】
図示されるように、本発明の実施の形態の寒冷反射検査装置は、下記制御装置３０から印加される電気的信号により駆動制御されて温度調節が可能であり、低温の定温状態に維持し、測定者の身体部位が接触することにより寒冷刺激を提供する寒冷刺激部１０と、寒冷刺激に対する人体反応を検出するためのものとして、測定者の血流速度を測定する血流測定器２０と、前記寒冷刺激部１０と血流測定器２０を含む全体装置を制御し、前記血流測定器２０から血流速度の測定結果を取得する制御装置３０と、前記血流測定器２０から取得する血流速度の測定結果を前記制御装置３０から得て画面上に表示させる表示部４０を含めて構成される。
【００２８】
ここで、寒冷刺激部１０は、測定が行われる間、測定者の接触した身体部位（刺激部位）に一定の寒冷刺激を提供するために、低温の一定温度（定温）（例、１５℃）に維持する構成部となり、制御装置３０から印加される電気的信号、即ち、駆動制御のための制御信号により温度調節が可能であるように構成される。
【００２９】
好ましい実施の形態において、寒冷刺激部１０は、制御装置の電気的信号により駆動が制御されるため、特定部位の温度を調節することができ、前記特定部位の温度が低温に一定に維持できるペルティエモジュール１１を採用した構成となり得る。
【００３０】
ペルティエモジュールは周知されるように、直流電流により自由に冷却、加熱、温度の制御が行われる熱電半導体素子（ペルティエ素子）を含めて構成され、これは接触対象物の冷却及び加熱、温度の制御が必要な様々な産業分野にすでに広く使用されている。
【００３１】
制御装置により作動に必要な直流電流（前記駆動制御のための制御信号となる）を適切に印加することによって、接触対象物の冷却、加熱、温度の制御を行うペルティエモジュール及びその駆動機の細部の回路構成及び電気的連結関係、制御装置との電気的連結関係などに対しては公知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００３２】
通常のペルティエモジュールでは直流電流を印加することで、熱電半導体素子の両面に温度差が発生し、このとき、熱電半導体素子が低温部で吸熱、高温部で発熱が起きるため、低温部側から高温部側に熱を移動させる熱ポンプの役割をする。
【００３３】
更に、ペルティエモジュールは、印加される電流の極性を変えさえすれば、熱が流れる方向を変えることができ、電流の強さを変えることで移動される熱量のサイズを変えることができるため、冷却、加熱、温度の制御が容易に行われるようになる。
【００３４】
特に、ペルティエモジュールは小型、軽量でありながら、形状を自由に選択することができ、常温での温度制御が容易であり、温度応答性が良い。
【００３５】
更に、稼動部分がないため、振動、騒音がなく、疲労及び破損する機械部分がないため、信頼性が高いと同時に寿命が長く、電気配線だけなので取り扱いが簡単である。
【００３６】
図２はペルティエモジュールを採用した寒冷刺激部の一例を表す図面であり、本発明の実施の形態でペルティエモジュール１１を採用した寒冷刺激部１０の構成を具体的に説明すると、ペルティエモジュール１１、前記ペルティエモジュール１１の高温部１３に装着された防熱板１４、そして前記防熱板１４を冷却させて円滑な防熱作用（放熱作用）を補助する冷却ファン１を含めて構成され得る。
【００３７】
ここで、ペルティエモジュール１１の低温部１６には、寒冷刺激のために測定者の身体部位を接触させる接触部１７が具備され、この接触部１７は金属材質のプレートまたはブロック体をペルティエモジュール１１の低温部１６に付着して構成するか、または低温部１６を含む部分をポリマーなどでコーティングして構成することができる。
【００３８】
図２で、ペルティエモジュールの駆動のための駆動機は、公知された構成であるため図示しなかった。
【００３９】
前記のように、ペルティエモジュールを採用した寒冷刺激部について説明したが、本発明での寒冷刺激部は、制御装置から印加される電気的信号により温度状態を低温に一定に維持することができれば、公知された任意の低温維持手段が採用されて構成され得る。
【００４０】
更に、必要に応じてペルティエモジュール１１または定温維持手段の精密温度の制御のために、寒冷刺激部１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）を付加することが可能であり、これは使用者の身体部位が直接的に接触されていない位置、たとえば、前記接触部１７の内部または接触部１７と低温部１６との間などに設置され得る。
【００４１】
そして、好ましい実施の形態において、寒冷刺激部１０のうち測定者の身体部（刺激部位）が接触する表面、即ち、前記接触部１７の表面には、タッチセンサ１９が装着され得る。
【００４２】
前記タッチセンサ１９は、身体部位の接触及び接触解除を検出して電気的信号を出力するが、このとき接触及び接触解除状態による電気的信号を制御装置３０に印加するように具備される。
【００４３】
このようにタッチセンサ１９が設置されることで、制御装置３０は測定者の身体部位が寒冷刺激部１０に接触されるか、接触解除されることを認知することができ、刺激の開始と終了を認識及び記録することができる。
【００４４】
更に、制御装置３０が刺激の開始時点と終了時点を認識及び記録すると共に、表示部４０の画面を通して表示することができる。
【００４５】
一方、血流測定器２０は測定者の血流を測定するための構成部であり、従来の寒冷昇圧検査法では血圧を測定して寒冷刺激に対する人体反応を確認したが、本発明では、血流測定器２０を利用して手や足部位の末梢循環の血流速度を測定することで、寒冷刺激に対する人体反応を検出する。血圧と血流速度は人体恒常性機能と相関関係が非常に高い。
【００４６】
本発明において、血流測定器２０は、人体外部で非侵襲的に血流速度を実時間で測定することができなければならず、このためにドップラー効果を利用した血流測定器を使用することが好ましい。
【００４７】
ドップラー超音波機器は、超音波変換機を通して特定周波数の超音波を人体に入射させ、血管から反射された、より明確には、血管に沿って流れる赤血球により反射された超音波の周波数を検出することで、血流速度を測定することができる。
【００４８】
このような血流測定器として、本願出願人により特許出願された特許文献１または特許文献２に開示された血流測定装置の適用が可能である。
【００４９】
図３は特許文献２に開示された血流測定器２０を適用する場合の構成図を図示したものであり、超音波発振部２３及び超音波受信部２４からなる計測部２２と、前記超音波発振部２３と電気的に連結される交流電源発生部２１を含み、特に、超音波受信部２４から信号変調部２５、信号処理部２６、制御装置３０、表示部４０の順に、電気的信号の交換が可能となるように連結される。
【００５０】
血流測定器の各構成について説明すると、前記超音波発振部２３は、交流電源発生部２１から出力される信号の入力を受けて、これに相応する超音波を発生させる役割をし、前記交流電源発生部２１は超音波発振部２３を駆動するための交流電源を発生させて供給する役割をする。
【００５１】
測定時、超音波発振部２３と超音波受信部２４を含む計測部２２を測定者の身体部位に付着した後、超音波発振部２３が交流電源発生部２１から出力される信号の入力を受けて、超音波を身体部位に入射する。
【００５２】
更に、前記超音波受信部２４は、超音波発振部２３から身体部位に入射された後、反射される超音波を受信して電気的交流信号に変換させる。
【００５３】
前記信号変調部２５は、超音波受信部２４から電気的交流信号、即ち、反射された超音波が電気的に変換された交流信号を変調してドップラー信号を抽出する機能を行う。
【００５４】
前記信号処理部２６は、信号変調部２５から抽出されたドップラー信号を受信して、これを量子化し、フーリエ変換のソフトウエア的アルゴリズムを利用して信号処理を行い、血流速度の変化を計算する。ここで、信号処理部２６は周波数強度スペクトルを計算するが、生成された周波数強度スペクトルにおいて周波数は血流速度と線形的な関係を持つため、前記周波数強度スペクトルは血流速度の分布を表す。
【００５５】
信号処理部２６に連結された制御装置３０は、信号処理部２６の信号の入力を受けて最終的に計算された血流速度を貯蔵し、表示部４０の画面を通して出力する。
【００５６】
このようにして、ドップラー効果を利用した前記構成の血流測定器２０を利用すると、非侵襲的な測定が可能であり、血流速度を実時間及び連続的に測定することができる。また、脈拍の変動も同時に測定することができるという長所がある。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態の寒冷反射検査装置を利用して検査を実施する方法について説明すると次の通りである。
【００５８】
まず、人体に超音波を入射し、人体から反射された超音波を受信する血流測定器２０の超音波プローブ（または計測部）を測定者の手や足などの末梢循環部位に接触させた後、血流速度を連続的に測定し、記録する。このとき、制御装置３０は、血流測定器２０から取得される血流速度の測定結果を貯蔵しながら、表示部４０の画面を通して測定結果を表示する。
【００５９】
その後、低温を一定に維持している寒冷刺激部１０の接触部１７に測定者が手を接触させると、制御装置３０は寒冷刺激部１０のタッチセンサ１９から接触による電気的信号の入力を受けるため、刺激が与えられる開始時点を確認することができる。制御装置３０は、刺激が与えられる開始時点を表示部４０の画面を通して表示することもできる。
【００６０】
このとき、血流測定器２０を通して血流速度を連続的に測定し続け、制御装置３０は接触時点を記録し、接触中に血流測定器２０から取得される血流速度の測定結果を継続して貯蔵及び表示部４０を通して表示する。
【００６１】
そこで、あらかじめ定められた一定時間後に測定者が寒冷刺激部１０から手を離すと、制御装置３０はタッチセンサ１９から接触解除の入力を受け、また、タッチセンサ１９から手が離れた刺激終了時点を記録する。制御装置３０は、刺激終了時点を表示部４０の画面を通して表示することもできる。
【００６２】
その後、測定者は、寒冷刺激部１０から手を離した後も血流測定器２０を通して継続して血流速度を連続的に測定し、制御装置３０は、手を離した後の測定結果を継続して貯蔵及び表示部４０を通して表示しながら、測定結果から回復時間などを記録する。
【００６３】
図４は本発明の実施の形態による寒冷反射検査装置において血流測定器から測定された血流速度の変化を示すグラフである。ここに示したように、測定者が寒冷刺激部に身体の刺激部位を接触する時点（刺激開始時点）で血流速度は減少し、寒冷刺激が与えられる間は通常、血流速度が減少した状態で一定範囲以内に維持される。
図４のグラフは、たとえば表示部４０に表示される。この場合、表示部４０には、たとえば図４の血流速度の変化の波形グラフと、刺激の開始時点を示す矢印と、刺激の終了時点を示す矢印とが、図４のように１画面内にまとめて表示される。
【００６４】
更に、測定者が寒冷刺激部から身体の刺激部位を離脱する時点（刺激終了時点）で血流速度は再び上昇し、ある程度の時間が経過すると、元の状態に血流速度が正常に回復される。
【符号の説明】
【００６５】
１０  寒冷刺激部
１１  ペルティエモジュール
１７  接触部
１９  タッチセンサ
２０  血流測定器
３０  制御装置
４０  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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