(57)【要約】【課題】短時間で、簡易に低コストで組織血流量測定を行う。【解決手段】所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段と、前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするプロット手段４１と、プロットされた点を直線近似する直線を作成する作成手段４２と、前記直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得する時間情報取得手段４３と、この半減時間を用いて組織血流量を算出する算出手段４４とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段と、
前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするプロット手段と、
プロットされた点を直線近似する直線を作成する作成手段と、
前記直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得する時間情報取得手段と、
この半減時間を用いて組織血流量を算出する算出手段と
を具備することを特徴とする組織血流量測定装置。
【請求項２】
所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段から、前記酸素飽和度情報を得て生体情報処理を行うコンピュータを、
前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするプロット手段、
プロットされた点を直線近似する直線を作成する作成手段、
前記直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得する時間情報取得手段、
この半減時間を用いて組織血流量を算出する算出手段
として機能させることを特徴とする組織血流量測定用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体の組織血流量測定を無侵襲に行うことが可能な組織血流量測定装置及び組織血流量測定用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体の組織血流量測定を行う手法としては、クリアランス法が知られている。この手法において用いられる指示薬としては、アイソトープでラベルした不活性ガス、笑気ガス（Ｎ2Ｏ）、水素ガスなどが用いられるものであった（非特許文献１参照）。ここに、生体中において産生され或いは消費される指示薬は使用できないものとされていた。
【０００３】
これに対し、本願発明者は従来使用できないとされていた酸素を用い、異なる２種の濃度の酸素を生体に与えて、クリアランス法による組織血流量測定に成功した（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記の新たなクリアランス法では、酸素ボンベなどから所要の濃度の酸素を生体に供給することが必須であり、装置が大掛かりとなり、またコストが高くなるという問題点があった。また、酸素飽和度が一定に落ち着くまで測定するものであり、時間を要するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５３０８６８号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山越憲一・戸川達男共著「生体用センサと計測装置」2000年９月２５日コロナ社発行、第９６頁〜第９８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような組織血流量測定に関する問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、酸素ボンベやマスクなどの特別な器材を必要とせず、従って、簡易に低コストで組織血流量測定を行うことが可能であり、また測定時間を短縮することができる組織血流量測定装置及び組織血流量測定用プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る組織血流量測定装置は、所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段と、前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするプロット手段と、プロットされた点を直線近似する直線を作成する作成手段と、前記直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得する時間情報取得手段と、この半減時間を用いて組織血流量を算出する算出手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る組織血流量測定用プログラムは、所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段から、前記酸素飽和度情報を得て生体情報処理を行うコンピュータを、前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするプロット手段、プロットされた点を直線近似する直線を作成する作成手段、前記直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得する時間情報取得手段、この半減時間を用いて組織血流量を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出し、前記酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットし、プロットされた点を直線近似する直線を作成し、該直線に基づき半減時間情報を求め、この半減時間情報を用いて組織血流量測定を行うので、酸素ボンベやマスクなどの特別な器材を必要とせず、簡易に低コストで組織血流量測定を行うことが可能となる効果がある。また、測定時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る組織血流量測定装置の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る組織血流量測定装置の実施形態の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明に係る組織血流量測定装置の実施形態による、酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットした一例を示す図。
【図４】本発明に係る組織血流量測定装置の実施形態によって得られた近似直線の一例を示す図。
【図５】本発明による結果が適正であることを示すための実証実験装置の構成を示す図。
【図６】ＲＳＧＰＧ測定法による組織血流量測定を説明するグラフの図。
【図７】ＲＳＧＰＧ測定法による組織血流量測定結果と本発明による組織血流量測定結果との相関を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照して、本発明に係る組織血流量測定装置及び組織血流量測定用プログラムの実施例を説明する。図１に、第１の実施形態に係る組織血流量測定装置の構成図を示す。この組織血流量測定装置は、組織オキシメータセンサ１１と組織オキシメータ１２及び生体情報処理を行うコンピュータシステム３０とから構成されている。
【００１３】
組織オキシメータセンサ１１は、特許文献１に示したセンサと同様の構成を有し、生体１の所望の部位に装着されて、受光部が受光した光信号に対応する電気信号を組織オキシメータ１２へ送出するものである。組織オキシメータ１２は、組織オキシメータセンサ１１から送られる信号を例えば１sec間隔のサンプリングレートにてサンプリングして静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2を検出し、コンピュータ処理が可能なディジタル信号の酸素飽和度情報としてコンピュータシステム３０へ送出するものである。
【００１４】
上記組織オキシメータセンサ１１と組織オキシメータ１２は、所定時間の息こらえをしたときに被験者の組織中の酸素飽和度情報を経時的に無侵襲に検出する検出手段を構成する。ここで、所定時間は例えば２０秒〜３０秒程度である。
【００１５】
コンピュータシステム３０は、ＣＰＵ３１、メモリ３２、表示部３３、操作部３４を少なくとも備えている。メモリ３２には、ＣＰＵ３１が用いる組織血流量測定用プログラムやその他のプログラムやデータが格納されると共に、ＣＰＵ３１がデータ処理中のバッファとしても用いられる。即ち、メモリ３２は、主メモリと外部メモリを含むものである。
【００１６】
表示部３３には、処理結果などが表示され、操作部３４は、キーボードやマウスタッチパネルなどにより構成され、データ入力に用いられる。
【００１７】
ＣＰＵ３１は、組織血流量測定用プログラムを実行することにより、プロット手段４１、作成手段４２、時間情報取得手段４３、算出手段４４として機能する。プロット手段４１は、組織オキシメータ１２から送られる酸素飽和度情報を片対数座標上で時系列にプロットするものである。作成手段４２は、プロットされた点に基づいて酸素飽和度の近似直線を作成するものである。
【００１８】
時間情報取得手段４３は、上記近似直線上の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報を取得するものである。算出手段４４は、時間情報取得手段４３によって取得された上記半減時間を用いて組織血流量を算出するものである。
【００１９】
算出手段４４によって算出された組織血流量は、表示部３３によって表示される。なお、息こらえ期間を含む測定開始タイミングと測定終了タイミングは、オペレータが操作部３４から入力しても良く、または、ＣＯ2センサなどの呼吸検出センサを被験者に装着し、このセンサの信号に基づく開始時と終了時の情報をＣＰＵ３１へ与えるようにしても良い。
【００２０】
上記のように構成された組織血流量測定装置は、図２のフローチャートに示されるように動作するので、以下に、このフローチャートに基づき動作を説明する。被験者の生体１に組織オキシメータセンサ１１を取り付け、組織オキシメータ１２及びコンピュータシステム３０の電源を投入して、組織血流量測定用プログラムをスタートさせる。
【００２１】
ＣＰＵ３１は、組織オキシメータ１２から送られる静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2のデータを時系列的に取り込み（Ｓ１１）、静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2のデータを片対数座標上で時系列にプロットし（Ｓ１２）、表示部３３に表示してオペレターから送られる近似区間の受け取りを行う（Ｓ１３）。このとき、例えば図３に示されるようにプロットが行われると共に表示部３３への表示が行われている。つまり、１sec毎に静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2サンプリングされて、実際には２０〜３０ポイント程度がプロットされる。勿論、サンプリングレートを高くして（例えば、１秒に５回）、得られた酸素飽和度情報の１秒間分を平均して、平均値をプロットするようにしても良い。
【００２２】
近似区間が与えられると（図３、図４参照）、複数の静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2によるプロット点から構成される静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2の近似直線を作成する（Ｓ１４）。具体的には、複数のプロット点が一直線上に並ぶ近似区間を検出し、この測定区間におけるプロット点から最小２乗法によって近似直線を作成する。この処理によって、例えば図３に示したプロット点から、図４に示すような近似直線が得られる。
【００２３】
次に、ＣＰＵ３１は、上記近似直線の任意点の二分の一の値が得られるまでの時間である半減時間情報Ｔ(1/2)を近似直線に基づき取得する（Ｓ１５）。例えば図４の例において、近似直線上において酸素飽和度情報が８６のポイントを任意点とすると、この１／２の値である４３となるまでの時間が半減時間情報Ｔ(1/2)である。図４における近似直線は、５０sec目盛が６．２７個分と求められことになる。これを秒に換算すると（６．２７×５０）／６０min（＝5.225）と求められる。近似直線の傾きをａとすると、近似直線はａlog(y)=xであるから、この式を用いて演算して求めることもできる。
【００２４】
次に、ＣＰＵ３１は、上記において求めた半減時間情報Ｔ(1/2)から特許文献１において示した如くの式Ｆ＝６９．３λ／Ｔ(1/2)を用いて組織血流量Ｆを算出し、表示部３３に出力する（Ｓ１５）。λは、指示薬である酸素と組織と血液によって決まる定数である。
【００２５】
上記の装置においては、組織オキシメータセンサ１１を用いたが、これに代えてパスルオキシメータのセンサを用い、組織オキシメータ１２をこのパスルオキシメータのセンサに対応する構成として、動脈血酸素飽和度ＳａＯ2の情報を用いても良い。
【００２６】
このような組織血流量の測定が、適正であることを説明する。図５に示すように、被験者の左上肢第２指第１節に組織オキシメータのセンサ５２を取り付け、静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2の記録が取れるように準備をする。更に、上記センサ５２の近傍の第２節よりの指周囲に指の組織血流量を求める従来手法の一つであるラバーストレンジプレチスモグラフ（以下、ＲＳＧＰＧという）のセンサ５３を装着する。左上肢の上腕に腕帯（マンシェット或いはカフ）５４を巻き付け、送気球５５と圧力計５６を取り付けて、ＲＳＧＰＧ法による組織血流量測定を可能とする。
【００２７】
入室して１５分経過したら、組織オキシメータによる測定を開始し、記録が安定したところで被験者に３０秒間の息こらえをしてもらう。息こらえ終了後も３０秒程度の記録を取り測定を終了する。
【００２８】
この場合の一人の被験者による結果が既に図４に示した通りであり、半減時間情報Ｔ(1/2)は、（６．２７×５０）／６０［min］と求められ、λを１として、組織血流量は１３．３［ml/ min・100g］と求められた。
【００２９】
上記の測定終了後、ＲＳＧＰＧを作動させて、記録が安定したら、送気球５５と圧力計５６を用いて３０秒程度の静脈阻血を行って測定を行い、終了する。ＲＳＧＰＧの波形の初期の最大勾配から組織血流量を求める。図６はＲＳＧＰＧによるＲＳＧＰＧ曲線であり、２０秒で２４mmの勾配と求めることができ、６０秒では２４×３の勾配となる。これを、図６では、５mmの１％ｃａｌ（１％校正波）により割って（２４×３）／５［ml/ min・100ml］を得る。この値を用いて組織の密度を１．０５［g/ml］によって割る演算（２４×３）／（５×１．０５）を行って組織血流量を得た。これにより、図４に示した結果が得られた被験者による組織血流量はＲＳＧＰＧによって、１３．７［ml/min・100g］と得られた。前述の本発明による手法によって得られた組織血流量１３．３［ml/ min・100g］と極めて近い値が得られた。
【００３０】
上記と同様に、静脈血酸素飽和度ＳｖＯ2による測定と、ＲＳＧＰＧによる測定とを、１８歳から２４歳の男子１７名について行った。この結果を用いて横軸にＲＳＧＰＧによる測定値をとり、縦軸に本発明による手法による値をとると、図７に示すように、回帰直線はｙ＝０．９８９５ｘと得られ、有意（ｐ＜０．００１）で高い相関（Ｒ2＝０．８９）が得られることが立証された。
【符号の説明】
【００３１】
１１  組織オキシメータセンサ
１２  組織オキシメータ
３０  コンピュータシステム
３２  メモリ
３３  表示部
３４  操作部
４１  プロット手段
４２  作成手段
４３  時間情報取得手段
４４  算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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