(57)【要約】【課題】超音波栓子検出装置の評価や較正を効率的に行うことができ、ひいては微小栓子の検出精度を向上させることのできる超音波栓子検出装置の較正システムを提供する。【解決手段】液体中に疑似血球および疑似栓子を分散させた疑似血液１０９と、前記疑似血液を貯留し、漏斗状に形成された底部から前記疑似血液を流出させるリザーバータンク１０３と、前記疑似血液を送出する送液ポンプ１０１と、生体と類似した音響特性を有する材料を貫通して疑似血液が流通する流通孔を形成した疑似血管１１０，１１２と、前記送液ポンプ、前記リザーバータンクおよび疑似血管を連結し、前記疑似血液を循環させる送液チューブ１０２，１０６，１０７とを有する。超音波により血流中の栓子を検出する超音波栓子検出装置１ｒ，１の超音波プローブ２ｒ，２を前記疑似血管に取り付けて、前記超音波栓子検出装置の較正を行う。【選択図】図１
2015186504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に疑似血球および疑似栓子を分散させた疑似血液（１０９）と、
前記疑似血液を貯留し、漏斗状に形成された底部から前記疑似血液を流出させるリザーバータンク（１０３）と、
前記疑似血液（１０９）を送出する送液ポンプ（１０１）と、
生体と類似した音響特性を有する材料を貫通して疑似血液が流通する流通孔を形成した疑似血管（１１０，１１２）と、
前記送液ポンプ（１０１）、前記リザーバータンク（１０３）および疑似血管（１１０，１１２）を連結し、前記疑似血液（１０９）を循環させる送液チューブ（１０２，１０６，１０７）とを有し、
超音波により血流中の栓子を検出する超音波栓子検出装置（１ｒ，１）の超音波プローブ（２ｒ，２）を前記疑似血管（１１０，１１２）に取り付けて、前記超音波栓子検出装置の較正を行うための超音波栓子検出装置の較正システム。
【請求項２】
請求項１に記載した超音波栓子検出装置の較正システムであって、
前記疑似血管（１１０，１１２）は、複数の疑似血管（１１０，１１２）を直列に接続したものである超音波栓子検出装置の較正システム。
【請求項３】
請求項２に記載した超音波栓子検出装置の較正システムであって、
前記疑似血管（１１０，１１２）は、２つの疑似血管（１１０，１１２）を直列に接続したものである超音波栓子検出装置の較正システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載した超音波栓子検出装置の較正システムであって、
前記疑似血液（１０９）に分散させる前記疑似栓子は、ゲル状のポリアクリルアミドからなる粒子である超音波栓子検出装置の較正システム。
【請求項５】
請求項４に記載した超音波栓子検出装置の較正システムであって、
前記疑似栓子は、吸水時の直径が９０〜１８０μｍの粒子である超音波栓子検出装置の較正システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載した超音波栓子検出装置の較正システムであって、
前記リザーバータンク（１０３）に設置され、前記疑似血液（１０９）がほぼ一定の温度となるように加熱する加熱手段（１０４）を有する超音波栓子検出装置の較正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体に対して超音波を照射して、血管中の血流の監視や血液とともに流れる微小栓子などを検出するための超音波栓子検出装置に対し、その評価や較正を行うための較正システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳梗塞等の血栓塞栓症の発症リスクと血管中を流れる微小栓子（塞栓症を引き起こす血栓と組成が同様の微小粒子）の検出頻度との間には強い相関関係があることが知られている。すなわち、血管中を流れる微小栓子を検出できれば、脳梗塞等の予防医療に応用できる。現状では、脳梗塞に関わる微小栓子の検出は経頭蓋超音波ドップラ法によって行われている。経頭蓋超音波ドップラ法による超音波装置としては、下記の特許文献１のようなものがある。特許文献１には、頭蓋骨を経由して脳内の血管に超音波を照射し、血流をモニタするとともに血栓溶解効果を増強するようにした超音波装置が記載されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、血流を監視するためのパルスドップラ超音波システムおよびそれに関連する方法が記載されている。このシステムおよび方法では、表示部として深度モードディスプレイとスペクトログラムディスプレイを同時に表示するものである。このシステムおよび方法は、硬質の超音波プローブを使用するものであり、血流の位置や方向などをディスプレイ上に多色で表示するようにしたものである。そして、このようなシステムにより、頭蓋骨を経由して脳内の血管に超音波を照射し、血流をモニタすることも記載されている。
【０００４】
このような経頭蓋超音波ドップラ法によって中大脳動脈に焦点を合わせて超音波を照射し、ドップラ信号波形を信号処理することによって、血流中の微小栓子の特徴を抽出・計数することが行われている。このように超音波装置によって、血管中を流れる微小栓子を検出することが可能である。微小栓子の検出に使用できる超音波装置としては、既に複数種類の装置が製造販売されている。
【０００５】
上記のような超音波装置によって血管中の血流の監視を行い、血流中の微小栓子の存在を検出することが行われていた。しかしながら、そのような超音波装置の微小栓子の検出能力や検出精度を評価するためのシステムは存在しておらず、超音波栓子検出装置を測定装置として評価・較正するためには困難で長時間を要する測定作業が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５４２０５号公報
【特許文献２】特表２００２‐５２９１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、超音波装置により血流中の微小栓子の存在を検出することは行われていたが、そのような超音波栓子検出装置を測定装置として評価・較正するためのシステムは存在しておらず、超音波栓子検出装置の評価・較正を効率的に行うことはできなかった。それらの超音波栓子検出装置の評価や較正を行うには、評価対象の超音波栓子検出装置による測定を行い、その測定結果を標準的な超音波栓子検出装置の測定結果と比較するというような困難で長時間を要する測定作業が必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、超音波栓子検出装置の評価や較正を効率的に行うことができ、ひいては超音波栓子検出装置の微小栓子の検出精度を向上させることのできる超音波栓子検出装置の較正システムに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の超音波栓子検出装置の較正システムは、液体中に疑似血球および疑似栓子を分散させた疑似血液と、前記疑似血液を貯留し、漏斗状に形成された底部から前記疑似血液を流出させるリザーバータンクと、前記疑似血液を送出する送液ポンプと、生体と類似した音響特性を有する材料を貫通して疑似血液が流通する流通孔を形成した疑似血管と、前記送液ポンプ、前記リザーバータンクおよび疑似血管を連結し、前記疑似血液を循環させる送液チューブとを有し、超音波により血流中の栓子を検出する超音波栓子検出装置の超音波プローブを前記疑似血管に取り付けて、前記超音波栓子検出装置の較正を行うためのものである。
【００１０】
また、上記の超音波栓子検出装置の較正システムにおいて、前記疑似血管は、複数の疑似血管を直列に接続したものであることが好ましい。
【００１１】
また、上記の超音波栓子検出装置の較正システムにおいて、前記疑似血管は、２つの疑似血管を直列に接続したものとすることができる。
【００１２】
また、上記の超音波栓子検出装置の較正システムにおいて、前記疑似血液に分散させる前記疑似栓子は、ゲル状のポリアクリルアミドからなる粒子であることが好ましい。
【００１３】
また、上記の超音波栓子検出装置の較正システムにおいて、前記疑似栓子は、吸水時の直径が９０〜１８０μｍの粒子であることが好ましい。
【００１４】
また、上記の超音波栓子検出装置の較正システムにおいて、前記リザーバータンクに設置され、前記疑似血液がほぼ一定の温度となるように加熱する加熱手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００１６】
本発明の較正システムを用いて、対象となる超音波栓子検出装置の検出性能の評価や較正を標準的な超音波栓子検出装置と比較して、極めて効率的に実行することができる。同じ状態で流通する疑似血液に対して、対象の超音波栓子検出装置と標準的な超音波栓子検出装置の検出結果を直接比較することができため、評価・較正を効率的かつ能率的に行うことができ、評価・較正のために必要な時間を大幅に短縮することが可能となる。さらには、本発明の較正システムによって超音波栓子検出装置の評価を行いながら、装置の改良を行うことにより微小栓子の検出精度を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の較正システム１００の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、送液ポンプ１０１の送液部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の較正システム１００の全体構成を示す図である。本発明の較正システム１００は超音波栓子検出装置１の評価・較正を行うためのものである。ここで、超音波栓子検出装置１は、血流中の微小栓子（塞栓症を引き起こす血栓と組成が同様の微小粒子）の存在を検出するための装置であり、脳梗塞等の塞栓症の予防診断および早期診断などに利用される。
【００１９】
較正システム１００は、評価・較正を行う際の、検出対象の血液の代替物である疑似血液１０９を循環させる循環路を有している。この循環路は、送液ポンプ１０１、循環チューブ１０２、リザーバータンク１０３、給液チューブ１０６、疑似血管１１０、接続チューブ１０７、疑似血管１１２および循環チューブ１０２を含んでいる。なお、特許請求の範囲における送液チューブは循環チューブ１０２、給液チューブ１０６および接続チューブ１０７に対応する。
【００２０】
疑似血液１０９は、血液と同等の比重や音響特性となるように各成分が溶解された水溶液である。そして、疑似血液１０９には、実際の血球と同程度の大きさ、音響特性を有する疑似血球と、実際の微小栓子と同程度の大きさ、音響特性を有する疑似栓子が分散されている。なお、疑似血球および疑似栓子は疑似血液１０９中に長時間分散していることが可能な比重とする。これらは疑似血液１０９の比重と同等かそれより僅かに大きな比重とすることが好ましい。
【００２１】
具体的には、疑似血球としては直径が約３０μｍのポリスチレン粒子を使用し、疑似栓子としてはポリアクリルアミドゲルすなわちゲル状のポリアクリルアミドからなる直径が約９０〜１８０μｍの粒子を使用している。ここで、ポリアクリルアミドゲルの直径の数値は吸水時の数値である。
【００２２】
疑似血液１０９はリザーバータンク１０３に貯留されている。リザーバータンク１０３は、鉛直方向に配置された円筒状の容器であり、透明なガラスからなるものである。リザーバータンク１０３の上方は開口部となっており、その開口部から循環チューブ１０２が挿入されている。較正システム１００の循環路を循環した疑似血液１０９は、循環チューブ１０２を通ってリザーバータンク１０３に戻される。
【００２３】
リザーバータンク１０３の底部は漏斗状に形成されており、上方が広く下方が狭くなる円錐状の底面の中央部から疑似血液１０９が流出され、循環路に供給される。このようにリザーバータンク１０３の底部が漏斗状に形成されているため、疑似血液１０９中の疑似血球や疑似栓子の粒子が沈殿して滞留することが少なくなる。疑似血球や疑似栓子はほぼ全てが滞留することなく、疑似血液１０９中に分散した状態で循環される。
【００２４】
リザーバータンク１０３は鉛直方向に長く形成されており、疑似血液１０９がリザーバータンク１０３内に貯留されている間に疑似血液１０９中の気泡が分離浮上して除去される。また、リザーバータンク１０３には加熱ヒータ１０４が設置されており、疑似血液１０９の温度を一定値に保つ。加熱ヒータ１０４には温度センサが組み込まれており、温度制御装置１０５によって、疑似血液１０９の温度を一定値に保つことができる。疑似血液１０９の温度は温度制御装置１０５により設定することができる。疑似血液１０９の温度を一定値に保つことにより、外気温や疑似血液の液温変化に伴う気泡の発生を防止することができる。
【００２５】
リザーバータンク１０３から循環路に供給された疑似血液１０９は、送液ポンプ１０１によって循環チューブ１０２内を矢印方向に送液駆動される。送液ポンプ１０１は、回転するローラによって送液駆動するポンプであるがその詳細は後に説明する。送液ポンプ１０１によって駆動循環された疑似血液１０９は、循環チューブ１０２を通って再びリザーバータンク１０３に戻される。
【００２６】
リザーバータンク１０３の漏斗状の流出口先端部には給液チューブ１０６の一端が接続されており、給液チューブ１０６の他端は疑似血管１１０の流入側接続部に接続されている。給液チューブ１０６は柔軟性の大きなゴムからなるチューブが好ましい。これはリザーバータンク１０３の流出口先端部がガラスの細管であり強度が小さいため、この流出口先端部に大きな外力が加わらないようにするためである。
【００２７】
疑似血管１１０は生体と同等の音響特性を有する樹脂からなる箱状中実体に血管に相当する貫通孔を形成したものである。貫通孔の両端には接続部が設けられている。また、疑似血管１１０の上面には超音波プローブを設置するための台座１１１が設けられている。疑似血管１１２も疑似血管１１０と同様の構成であり、疑似血管１１２の上面には超音波プローブ用の台座１１３が設けられている。
【００２８】
疑似血管１１０と疑似血管１１２は接続チューブ１０７によって直列に接続されており、疑似血管１１２の流出側接続部には循環チューブ１０２が接続されている。これらの送液ポンプ１０１、循環チューブ１０２、リザーバータンク１０３、給液チューブ１０６、疑似血管１１０、接続チューブ１０７、疑似血管１１２および循環チューブ１０２によって、較正システム１００の循環路が構成されている。
【００２９】
図２は、送液ポンプ１０１の送液部の構成を示す図である。循環チューブ１０２は載置台１２２上に配置されている。載置台１２２には断面がほぼ円弧状の凹部が形成されており、循環チューブ１０２はその凹部に沿って配置されている。載置台１２２の上方には電動モータ等によって駆動される回転体１２０が配置されており、回転体１２０の外周部近傍には複数（ここでは４個）のローラ１２１が自由回転可能に設けられている。ローラ１２１によって循環チューブ１０２が押しつぶされ、回転体１２０を矢印で示すように回転駆動すると、循環チューブ１０２内の疑似血液に推進力が加わり、疑似血液は矢印で示すように移動される。
【００３０】
この送液ポンプ１０１の構成により、疑似血液の流速には所定の脈動成分が現れる。この脈動成分は生体における心臓の鼓動による脈動成分に対応し、実際の生体における血液の流れによく類似することになる。また、疑似血液の流量は回転体１２０の回転速度によって変更可能である。回転体１２０の回転速度は任意の値に設定可能である。循環チューブ１０２は周期的に外力が作用して変形するため、強度および耐久性に優れた材料が好ましい。具体的にはフッ素ゴム系の材料が使用できる。
【００３１】
このような較正システム１００において、図１に示すように、超音波栓子検出装置１ｒと超音波栓子検出装置１を疑似血管１１０，１１２に取り付けて評価・較正を行う。ここで、超音波栓子検出装置１ｒは予め検出性能が確認されている標準的な装置であり、超音波栓子検出装置１が評価・較正を行うべき装置である。
【００３２】
ここで、超音波栓子検出装置１ｒは、超音波プローブ２ｒを有し、超音波プローブ２ｒから検査対象の内部に向けて超音波を照射し、検査対象の内部構造や血流によって反射された超音波を検出する。そして、超音波栓子検出装置１ｒは、送受信信号からドップラ信号処理を行い、血液中の微小栓子の検出を行うものである。超音波栓子検出装置１も同様のものであり、超音波プローブ２を有している。
【００３３】
超音波栓子検出装置１ｒの超音波プローブ２ｒは疑似血管１１０の台座１１１に設置されており、超音波栓子検出装置１の超音波プローブ２は疑似血管１１２の台座１１３に設置されている。疑似血管１１０，１１２は直列に接続されているため、全く同じ状態の疑似血液がそれぞれの内部を流通する。したがって、同じ状態の疑似血液の流れに対して、超音波栓子検出装置１と超音波栓子検出装置１ｒの検出結果を直接比較することができる。
【００３４】
また、この較正システム１００では、リザーバータンク１０３内の疑似血液１０９に疑似栓子粒子を添加したり、疑似血液１０９を交換することにより、疑似血液１０９中の疑似栓子の濃度を適宜変更することができる。また、設定した疑似栓子の濃度は安定的に維持することができ、長時間にわたって一定濃度の疑似栓子が分散された疑似血液１０９を安定的に流すことができる。
【００３５】
このようにして、本発明の較正システム１００を用いて、超音波栓子検出装置１の検出性能の評価や較正を標準的な超音波栓子検出装置１ｒと比較して、極めて効率的に実行することができる。同じ状態で流通する疑似血液に対して、超音波栓子検出装置１と超音波栓子検出装置１ｒの検出結果を直接比較することができため、評価・較正を効率的かつ能率的に行うことができ、評価・較正のために必要な時間を大幅に短縮することが可能となる。さらには、本発明の較正システムによって超音波栓子検出装置の評価を行いながら、装置の改良を行うことにより微小栓子の検出精度を向上させることもできる。
【００３６】
なお、以上に説明した実施の形態においては、較正システムが直列に接続した２個の疑似血管を含むものであったが、疑似血管の個数は２個に限定されるものではない。本発明の較正システムは、直列に接続した３個以上の疑似血管を含むものでもよい。疑似血管の個数が増えれば、それだけ同時に測定可能な超音波栓子検出装置の数も増加することになる。
【００３７】
また、本発明の較正システムは、疑似血管を１個だけ含むものでもよい。疑似血管が１個の場合は標準的な超音波栓子検出装置による測定と評価対象の超音波栓子検出装置の測定を同時にではなく時間的に分けて行う必要がある。このため疑似血管が１個の場合は評価・較正の作業効率が低下してしまうので、複数の疑似血管を含むことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の較正システムにより、超音波栓子検出装置の検出性能の評価・較正を極めて効率的に実行することができる。また、本発明の較正システムを利用して装置の改良を行うことにより微小栓子の検出精度を向上させることもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１，１ｒ  超音波栓子検出装置
２，２ｒ  超音波プローブ
１００  較正システム
１０１  送液ポンプ
１０２  循環チューブ
１０３  リザーバータンク
１０４  加熱ヒータ
１０５  温度制御装置
１０６  給液チューブ
１０７  接続チューブ
１０９  疑似血液
１１０，１１２  疑似血管
１１１，１１３  台座
１２０  回転体
１２１  ローラ
１２２  載置台
【図１】
2015186504.tif 000003
【図２】
2015186504.tif 000004