(57)【要約】【課題】超音波計測の計測対象の位置を検出する操作を補助するための器具を実現すること。【解決手段】補助具５０は、皮膚に当接した状態で、超音波プローブ１６の差し込み及び取り外しが可能な形状を有する。検出位置案内部５３は、超音波プローブ１６が差し込まれたときの超音波プローブ１６の位置を示す。また、補助具５０は、超音波計測範囲に重なるようにして赤色光を照射する第１発光部５４および近赤外光を照射する第２発光部５５と、生体４の皮下からの当該赤色光および近赤外光の反射光を受光する受光部５６とを備える。受光した反射光の強度から超音波計測範囲に計測対象とする組織を検出し、検出されたことを報知部５９で報知する。【選択図】図２
2015092888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波計測する超音波プローブの計測位置を決めるための補助具であって、
前記超音波プローブを差し込むための差し込み部と、
前記超音波プローブが計測を行うための位置を示す案内部と、
を備えた補助具。
【請求項２】
前記差し込み部は、
前記超音波プローブを差し込むための差込口と、
前記差込口に差し込んだ前記超音波プローブが突き当たる突き当たり部と、
を備え、
前記案内部は、前記超音波プローブが前記突き当たり部に突き当たった状態での位置を示す、
請求項１に記載の補助具。
【請求項３】
光学計測によって計測対象組織を検出するための計測光の生体内の伝搬範囲が、差し込まれた前記超音波プローブの超音波計測範囲と重なるように設けられた前記計測光の発光部および受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記計測対象組織を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を報知する報知部と、
を更に備えた請求項１又は２に記載の補助具。
【請求項４】
前記発光部と前記受光部との間に前記超音波プローブの超音波素子列が配置された、
請求項３に記載の補助具。
【請求項５】
前記発光部および前記受光部は、両者を通る直線が、差し込まれた前記超音波プローブの前記超音波素子列に交差する位置関係となるように設けられている、
請求項４に記載の補助具。
【請求項６】
環状の外側フレーム部と、
前記外側フレーム部の内周に沿って回転可能であり、前記超音波プローブを差し込み可能な形状を有する内側フレーム部と、
を備えた請求項１に記載の補助具。
【請求項７】
差し込まれた前記超音波プローブの側面に開口し、当該超音波プローブの差し込みに伴って音響インピーダンス整合用媒体の一部を排出する排出路を、
更に備えた請求項１〜６の何れか一項に記載の補助具。
【請求項８】
超音波計測に用いる超音波プローブと、前記超音波プローブの計測位置を決めるための補助具と、を備えた超音波計測装置であって、
前記補助具は、
前記超音波プローブを差し込むための差し込み部と、
前記超音波プローブが計測を行うための位置を示す案内部と、
を有する、
超音波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブの計測位置決め用の補助具及び超音波計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波計測装置により生体内の生体情報を非侵襲に計測する技術が周知である。
例えば、動脈硬化の指標となる頸動脈のＩＭＴ（Intima Media Thickness：内膜中膜複合体厚）を計測することもその１つである。
頸動脈の測定では頸動脈を見つけ、測定ポイントを適切に決定しなければならない。通常は、オペレーターが医学的知識に基づいて計測対象とする頸動脈のおおよその位置に超音波プローブを当て、モニターに表示されるＢモード画像を見ながら測定対象とする頸動脈を詳細に探し出し、探し出した頸動脈を計測ポイントとして手動で設定する。こうした超音波プローブを当てる適切な位置や姿勢を速やかに見つける操作には熟練が必要とされる。近年では、こうした準備操作を補助する機能が考案されるようになった。例えば、特許文献１には、超音波ビームの反射波の受信信号強度を利用して自動で血管を検出する方法が開示されている。
【０００３】
また、非侵襲に生体情報を得る技術としては、動脈血の酸素飽和度を計測する技術が知られている。例えば、特許文献２および特許文献３では、生体組織に異なる波長の光を照射しその反射光や透過光を計測することで、動脈血流による吸光度の脈動成分比を算出し、吸光度の比から動脈血の酸素飽和度を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１００８号公報
【特許文献２】特開平６−９８８８１号公報
【特許文献３】特開２００５−９５５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている検出方法では、血管位置検出用の超音波素子列（超音波トランスデューサー列）と血流計測用の超音波素子列とを備えた２次元配列型の超音波アレイを必要とするため、超音波プローブが高価になってしまう問題がある。
【０００６】
本発明は、超音波計測の計測対象の位置を検出する操作を補助するための器具を、より安価に実現することを目的として考案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、超音波計測する超音波プローブの計測位置を決めるための補助具であって、前記超音波プローブを差し込むための差し込み部と、前記超音波プローブが計測を行うための位置を示す案内部と、を備えた補助具である。
【０００８】
第１の発明の補助具を用いれば、超音波計測の計測対象の位置を検出する操作を補助する器具を安価に実現できる。
【０００９】
第２の発明は、前記差し込み部が、前記超音波プローブを差し込むための差込口と、前記差込口に差し込んだ前記超音波プローブが突き当たる突き当たり部と、を備え、前記案内部が、前記超音波プローブが前記突き当たり部に突き当たった状態での位置を示す、第１の発明の補助具である。
【００１０】
第２の発明によれば、補助具と超音波プローブとの相対位置の位置決めも極めて簡単で間違えにくくなる。超音波プローブを突き当たり部に当たるまで差し込むと、計測対象組織の測定に好適な位置に位置決めされる。
【００１１】
第３の発明は、光学計測によって計測対象組織を検出するための計測光の生体内の伝搬範囲が、差し込まれた前記超音波プローブの超音波計測範囲と重なるように設けられた前記計測光の発光部および受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて前記計測対象組織を検出する検出部と、前記検出部の検出結果を報知する報知部と、を更に備えた第１又は第２の発明の補助具である。
【００１２】
第３の発明によれば、自動的に計測対象部位を検出し、検出したことを報知することができる。
【００１３】
第４の発明は、前記発光部と前記受光部との間に前記超音波プローブの超音波素子列が配置された、第３の発明の補助具である。
【００１４】
また、第５の発明は、前記発光部および前記受光部が、両者を通る直線が、差し込まれた前記超音波プローブの前記超音波素子列に交差する位置関係となるように設けられている、第４の発明の補助具である。
【００１５】
第４の発明または第５の発明によれば、発光部と受光部とを結ぶ直線が、超音波素子列と交差することになる。よって、計測対象組織の長手方向に対して適切な位置関係で計測対象組織の存在を検出することができる。
特に、計測対象組織が血管である場合、発光部と受光部とが血管方向に沿って配置されると計測光が血管内をより長く伝搬してから受光部に至るので、より精度良く計測対象組織を検知できる。そして、血管を対象とする超音波計測では、例えば血管の断面（血管の走行方向と直交する断面）を計測するので、計測対象組織の検出にとってもその後に続く超音波計測にとっても都合がよい。
【００１６】
第６の発明は、環状の外側フレーム部と、前記外側フレーム部の内周に沿って回転可能であり、前記超音波プローブを差し込み可能な形状を有する内側フレーム部と、を備えた第１の発明の補助具である。
【００１７】
第６の発明によれば、内側フレーム部ごと超音波プローブを回転させて計測する位置を微調整することができる。
【００１８】
第７の発明は、差し込まれた前記超音波プローブの側面に開口し、当該超音波プローブの差し込みに伴って音響インピーダンス整合用媒体の一部を排出する排出路を更に備えた第１〜第６の何れかの発明の補助具である。
【００１９】
第７の発明によれば、音響インピーダンス整合用媒体いわゆる超音波ジェルの余剰分を適切に排出することができる。
【００２０】
第８の発明は、超音波計測に用いる超音波プローブと、前記超音波プローブの計測位置を決めるための補助具と、を備えた超音波計測装置であって、前記補助具が、前記超音波プローブを差し込むための差し込み部と、前記超音波プローブが計測を行うための位置を示す案内部と、を有する超音波計測装置である。
【００２１】
第８の発明によれば、超音波計測の計測対象の位置を決める操作を補助する補助具を超音波計測装置が備えるので、超音波計測を容易に行うことができる超音波計測装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】超音波計測装置のシステム構成例を示す図。
【図２】第１実施形態における超音波プローブと補助具との構成例を示す図。
【図３】計測対象組織の検出原理について説明する図。
【図４】第１実施形態における補助具の使い方について説明する図。
【図５】第１実施形態における補助具の使い方について説明する図。
【図６】第１実施形態における補助具の使い方について説明する図。
【図７】第１実施形態における補助具の使い方について説明する図。
【図８】第１実施形態における補助具の機能構成例を示すブロック図。
【図９】第１実施形態における補助具による計測対象組織の存在検出に係る処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１０】第１実施形態の変形例を示す図。
【図１１】第２実施形態における超音波プローブと補助具との構成例を示す図。
【図１２】第３実施形態における補助具の構成例と、使用手順について説明する図。
【図１３】第４実施形態における補助具の構成を示す上面図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ断面における縦断面図。
【図１５】第４実施形態の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した実施形態について説明するが、本発明を適用可能な形態は以下の実施形態に限られるものではない。
【００２４】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態における超音波計測装置１０のシステム構成例を示す図である。超音波計測装置１０は、生体４の内部の所定の計測対象組織を超音波計測して生体情報を得るための装置である。
本実施形態における計測対象組織は、血管（より具体的には動脈）とするが、それ以外の組織であってもよい。また、計測する生体情報は適宜設定可能である。例えば、血管径や、動脈硬化指標値、弾性指標値、血圧、血管年齢、ＩＭＴ（Intima Media Thickness：血管の内膜中膜複合体厚）などである。
【００２５】
超音波計測装置１０は、計測結果や操作情報等を画像表示するための表示部および操作入力部を兼ねるタッチパネル１２と、操作入力をするためのキーボード１４と、超音波プローブ１６（深触子）と、処理装置３０と、補助具５０とを備える。処理装置３０には、制御基板３１が搭載されており、タッチパネル１２，キーボード１４，超音波プローブ１６などの装置各部と信号送受可能に接続されている。
【００２６】
制御基板３１には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、各種ＬＳＩ（Large Scale Integration）の他、ＩＣメモリーやハードディスク等による記憶媒体３３と、外部装置とのデータ通信を実現する通信ＩＣ３４とが搭載されている。処理装置３０は、記憶媒体３３に記憶されている測定プログラムをＣＰＵ３２等が実行することにより本実施形態に係る各種機能を実現する。
【００２７】
具体的には、処理装置３０の制御により、超音波計測装置１０は超音波プローブ１６から生体４へ超音波パルスを発信・照射し、その反射波を受信する。そして受信した反射波を増幅・信号処理することにより、生体４の血管６などの生体内構造の位置情報や経時変化などを計測し、目的とする生体情報を逐次算出し記憶することができる。反射波信号からは、いわゆるＡモード、Ｂモード、Ｍモード、カラードップラーの各モードの画像を生成することができる。超音波を用いた測定（サンプリング）は所定周期で繰り返し実行される。測定単位を「フレーム」と呼称する。本実施形態のサンプリングは２０ｆｐｓ（Frames Per Second）以上で行われる。なお、以降では超音波計測の対象とする組織（計測対象組織）を血管６、より具体的には動脈とするが、血管以外の組織とすることもできる。
【００２８】
図２は、本実施形態における超音波プローブ１６と、補助具５０との構成例を示す四面図である。図２（１）が上面図、図２（２）が側面図、図２（３）が正面図、図２（４）が下面図すなわち生体４の皮膚面に押し当てる側から見た図である。
【００２９】
補助具５０は、超音波プローブ１６を超音波計測の対象とする組織（計測対象組織）の計測に好適な位置（適切な位置）にガイドする、いわゆるプローブの位置決めを補助する用具であって下面を生体４の皮膚面に当てて使用する。補助具５０に超音波プローブ１６を係合させると、超音波プローブ１６を計測対象組織の計測に好適な位置とすることができる。
【００３０】
補助具５０は、超音波プローブ１６に適切な位置にガイドするために、超音波プローブ１６の差し込み及び取り外しが可能な形状を成す案内部５２を備える。
本実施形態の案内部５２は、本体ケース５１の上方と側方に開口し、側方の開口部を差込口５２ａとして本体ケース５１の長手方向側からケース略中央に向けて超音波プローブ１６をスライドさせて差し込み、突き当たり部５２ｂに突き当てて位置決めを完了するようにデザインされている。本実施形態の本体ケース５１は上面視矩形をなしており、長手方向の一端側側面から長手方向に沿って案内部５２が設けられている。従って、当該案内部５２に超音波プローブ１６を差し込むと、超音波プローブ１６の超音波素子列１７は本体ケース５１の長手方向に沿うこととなる。
【００３１】
なお、案内部５２の上面視形状は、超音波プローブ１６の先端形状（皮膚に当接させる側の部位の形状）に応じて適宜設定することができる。そして、案内部５２の大きさは、差し込みされた超音波プローブ１６との間に適当な隙間が形成されて、超音波計測前に塗布される音響インピーダンス整合用媒体いわゆる超音波ジェルの一部が排出可能な排出路として機能するように考慮されている。
【００３２】
また、補助具５０は、本体ケース５１の下面側に、第１発光部５４と、第２発光部５５と、受光部５６とを備える。また、本体ケース５１の上部には電源スイッチ５７と、レベルメーター５８と、報知部５９とを備え、本体ケース５１の内部に補助具制御基板６０を備える。
【００３３】
補助具５０は、第１発光部５４と第２発光部５５から生体４に向けて照射された計測光が生体内を伝搬して皮膚側に抜けた光（反射光）を受光部５６で受光・計測することができる。そして、補助具制御基板６０で、超音波計測の計測対象組織の存在を検出できたかを判定する処理を行い、計測対象組織の存在が検出された場合にはその旨を報知部５９でオペレーターへ報知することができる。
【００３４】
第１発光部５４および第２発光部５５は、本体ケース５１の下面から下方へ向けて計測光を照射する。より具体的に、計測光の伝搬範囲Ａｒが、案内部５２に差し込まれた超音波プローブ１６の超音波素子列１７による超音波の計測範囲Ａｓと重なるように第１発光部５４および第２発光部５５が配置されている。
【００３５】
第１発光部５４は、６６０ｎｍ付近の光と赤色可視光を発する発光素子であって、超音波計測の計測対象組織を光学計測で検出するための２種類の計測光のうち一方を照射する。例えば、赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）により実現されるが、その他の発光素子により実現するとしてもよい。
【００３６】
第２発光部５５は、８８０ｎｍ付近の近赤外光を発する発光素子であって、２種類の計測光のうち他方を照射する。例えば、赤外線ＬＥＤにより実現されるが、その他の発光素子により実現するとしてもよい。
【００３７】
もし、第１発光部５４と第２発光部５５の何れか一方が他方に要求される発光特性をも満たすならば、当該他方の発光部を省略し、第１発光部５４と第２発光部５５とをまとめて１つの発光素子で実現するとしてもよい。
【００３８】
受光部５６は、第１発光部５４および第２発光部５５から照射された計測光の反射光を受光し、受光強度に応じた信号を出力する素子である。例えば、フォトダイオードなどの光センサーにより実現できる。
【００３９】
本実施形態では、第１発光部５４および第２発光部５５と、受光部５６とは、案内部５２を挟む位置に配置されている。具体的には、第１発光部５４および第２発光部５５は、案内部５２に差し込みされた超音波プローブ１６の超音波素子列１７を挟む左右（図２（３）で言うところの左右、図２（４）で言うところの上下）の一方側に設けられている。対して受光部５６は、超音波素子列１７を挟む左右（図２（３）で言うところの左右、図２（４）で言うところの上下）の他方側に設けられている。
【００４０】
そして、第１発光部５４および第２発光部５５と、受光部５６との配置位置は、案内部５２に差し込まれた超音波プローブ１６の超音波素子列１７を挟むような位置関係にある。より詳しくは、第１発光部５４および第２発光部５５の中間位置（両発光部の代表点）と受光部５６とを結ぶ直線は、超音波素子列１７の列中間部にて直交または直交に近い角度で交差する。
【００４１】
本体ケース５１の上面には、第１発光部５４および第２発光部５５の上位置と、受光部５６の上位置とに、それぞれ検出位置案内部５３が設けられている。二つの検出位置案内部５３を結ぶ直線は、第１発光部５４および第２発光部５５の中間位置（両発光部の代表点）と受光部５６とを結ぶ直線と同じである。つまり、検出位置案内部５３は、案内部５２に差し込まれた超音波プローブ１６が突き当たり部５２ｂに突き当たった状態での好適計測目標の位置、すなわち計測対象組織の超音波計測に好適な位置を示している。
【００４２】
補助具制御基板６０は、ＣＰＵ６１と、ＩＣメモリー６２と、インターフェースＩＣ６３と、充電式或いは交換式の電池６４とを備える。なお、ＣＰＵ６１とＩＣメモリー６２とインターフェースＩＣ６３とは、１つのＬＳＩによって実現されるとしてもよい。
【００４３】
補助具制御基板６０は、ＩＣメモリー６２に記憶されているプログラムを読み出してＣＰＵ６１で実行し、インターフェースＩＣ６３を介して接続された第１発光部５４および第２発光部５５の発光制御をすることができる。そして、インターフェースＩＣ６３を介して受光部５６からの受光信号を取得し、当該受光信号に基づいて計測対象組織の存在を検出するための検出判定パラメーター値を逐次算出して判定処理を実行することができる。その間、補助具制御基板６０は、逐次算出した検出判定パラメーター値をレベルメーター５８で表示するように制御する。そして、計測対象組織の存在が検出されると、報知部５９で存在の検出をオペレーターへ報知する制御を実行できる。
【００４４】
報知部５９は、発光でオペレーターへ状態を報知する表示部であって、小型のフラットパネルディスプレイやＬＥＤなどの発光素子により実現できる。本実施形態では複数のＬＥＤの配列により実現される。本実施形態では光で報知する構成としているが音で報知する構成としてもよい。その場合は、適宜、報知部５９にスピーカーを含めるとよい。
【００４５】
図３は、計測対象組織の検出原理について説明する図である。
補助具５０の下面を生体４の皮膚に軽く当て、第１発光部５４および第２発光部５５から計測光を皮下へ向けて照射すると、皮下にある組織に応じた反射光を受光部５６で計測することができる。
【００４６】
公知の反射型パルスオキシメーターの技術から明らかなように、第１発光部５４が照射する赤色光および第２発光部５５が照射する近赤外光は、血中のオキシヘモグロビンによる吸光度と、デオキシヘモグロビンによる吸光度とが異なる。また、血管６の吸光度は心臓の拍動により変動・脈動する。
血管６とその周辺組織について着目すれば、血管６による反射光の変動率（受光強度の変動率）は、血管６の周辺組織による反射光の変動率よりも大きいことになる。つまり、反射光の変動率により、受光部５６で受光している反射光が血管６によるものなのか周辺組織によるものであるか、言い換えれば、その時点で超音波プローブ１６を当てている位置の皮下に血管６があるかを判定することができる。
【００４７】
本実施形態では補助具制御基板６０が、より具体的にはＣＰＵ６１が、赤色光の波形変動幅（Ｖac）を波形平均電圧（Ｖdc）で除した赤色反射光変動率（Ｖac／Ｖdc）Ｒと、近赤外光の波形変動幅（Ｖac）を波形平均電圧（Ｖdc）で除した近赤外反射光変動率（Ｖac／Ｖdc）ＩＲとを算出する。そして、変動率を表す値として“検出判定パラメーター値｛（Ｖac／Ｖdc）Ｒ＋（Ｖac／Ｖdc）ＩＲ｝”を算出し、この検出判定パラメーター値を所定の検出判定閾値と比較する。そして、当該閾値以上であれば、血管６の反射光を受光していると判断し、閾値未満であれば血管６の周辺組織による反射光を受光していると判断する。
【００４８】
ちなみに、公知の反射型パルスオキシメーターでも、赤色光反射変動率（Ｖac／Ｖdc）Ｒと、近赤外反射光変動率（Ｖac／Ｖdc）ＩＲとを算出するが、動脈酸素飽和度を求める際には、前者を後者で割った値｛（Ｖac／Ｖdc）Ｒ÷（Ｖac／Ｖdc）ＩＲ｝を用いる。これに対して、本実施形態では、赤色反射光変動率と近赤外反射光変動率との２種類の変動率の和を血管の検出判定に用いる点が大きく異なる。赤色反射光変動率と近赤外反射光変動率との２種類の変動率の和を用いることにより、公知の反射型パルスオキシメーターをそのまま血管検出に用いる場合よりも、格段に判定精度を高めることが可能となっている。
【００４９】
図４〜図７は、補助具５０の使い方について説明する図である。
図４に示すように、オペレーターは先ず、補助具５０で計測対象組織を探す。具体的には、電源スイッチ５７を操作して電源をＯＮにして、補助具５０を計測対象組織があると思われる大体の位置の生体４へ当てる。電源がＯＮになると、補助具５０は第１発光部５４および第２発光部５５から計測対象組織検出用に計測光の照射を開始し、受光部５６による受光結果に基づく計測対象組織の存在の検出判定を開始する。そして、レベルメーター５８で、計測対象組織の存在の確からしさを示す検出判定パラメーター値の表示を開始する。オペレーターはレベルメーター５８がより大きい値を示す位置を探るようにして補助具５０を皮膚の上を移動させて計測対象組織を探る。
【００５０】
図５に示すように、補助具５０は、検出判定パラメーター値に基づき血管６が検出されると、報知部５９がその旨を示す発光状態となる。図３で説明した原理によれば、第１発光部５４と第２発光部５５と受光部５６とが、血管６の略上方に至るとレベルメーター５８で表示される検出判定パラメーター値は所定値以上となる。検出判定閾値は、この所定値以上となったことを検出できるように適切に設定されている。
【００５１】
そして、補助具５０は血管６を検出すると、報知部５９を発光制御して、計測対象組織の存在が検出されたことをオペレーターに通知する。オペレーターは、報知部５９の発光により血管６が検出され、補助具５０が超音波計測に適した位置にあることを理解する。そして、補助具５０の位置調整を完了し、その位置と姿勢を維持するように努める。
【００５２】
計測対象組織が検出されると、続いて図６に示すように、オペレーターは、案内部５２へ超音波プローブ１６を差し込む。具体的には、案内部５２の側方開口部から、差し込み方向の内壁に突き当てるまで超音波プローブ１６を差し込む。なお、差し込みの前には、適宜超音波ジェルを皮膚面に塗布するとよい。余剰の超音波ジェルは、超音波プローブ１６の差し込み操作により押され、超音波プローブ１６と案内部５２の内壁面との隙間から押し出される。
【００５３】
超音波プローブ１６を突き当たり部５２ｂに突き当たるまで差し込むと、超音波素子列１７の中間部の下に血管６が在ることになる。よって、図７に示すように、そのまま超音波プローブ１６による超音波計測を実施すれば、血管６の超音波計測に好適な箇所を狙った計測が簡単に実現できる。なお、超音波計測の間は、補助具５０は外してしまってもよい。
【００５４】
［機能構成の説明］
図８は、本実施形態の補助具５０の機能構成例を示すブロック図である。
補助具５０は、操作入力部１００と、計測光照射部１１０と、計測光受光部１１２と、報知出力部１１４と、処理部２００と、記憶部５００とを備える。
【００５５】
操作入力部１００は、オペレーターによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入力信号を処理部２００へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、タッチパネルなどにより実現できる。図２の例では電源スイッチ５７が該当する。
【００５６】
計測光照射部１１０は、計測対象組織の存在を検出するための計測光を照射する。発光素子や、光学素子、光学フィルターなどにより実現できる。図２の例では第１発光部５４および第２発光部５５がこれに該当する。
【００５７】
計測光受光部１１２は、計測光の反射光を受光して電気信号に変換し出力する。公知の光センサーや、光学素子、光学フィルターなどにより実現できる。図２の例では受光部５６が該当する。
【００５８】
報知出力部１１４は、計測に係る各種進行状況を報知する出力をする。例えば、液晶パネルディスプレイ等の画像表示装置や、ＬＥＤ、スピーカー、バイブレーター、などにより実現できる。図２の例ではレベルメーター５８や報知部５９が該当する。
【００５９】
処理部２００は、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリーなどの電子部品によって実現できる。そして、処理部２００は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムや各種データに基づいて各種の演算処理を実行して、計測対象組織の検出判定を実行する。図２の例では補助具制御基板６０が該当する。
【００６０】
具体的には、処理部２００は、検出制御部２２０と、報知制御部２４０とを有する。検出制御部２２０は、光学計測により超音波計測の対象とする組織の検出に係る制御を行う。本実施形態では、計測光照射部１１０の発光を制御する計測光発光制御部２２２と、計測光受光部１１２からの出力信号を受信して光学計測に係る各種パラメーター値を算出し計測対象組織を検出する検出判定部２２４とを含む。
【００６１】
計測対象組織の存在を検出する光学計測に係る各種パラメーター値は、記憶部５００に記憶される。例えば、赤色光波形平均値５１１と、赤色光波形変動幅５１２と、赤色反射光変動率５１３と、近赤外光波形平均値５２１と、近赤外光波形変動幅５２２と、近赤外反射光変動率５２３と、検出判定パラメーター値５３０と、が算出されて記憶される。
【００６２】
報知制御部２４０は、報知出力部１１４の出力を制御する。本実施形態では、検出制御部２２０により計測対象組織の存在が検出された場合に、報知出力部１１４を所定の発光パターンで発光させる制御を行う。
【００６３】
記憶部５００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスクなどの記憶媒体により実現可能で、各種プログラムや処理部２００の演算過程のデータなどの各種データを記憶する。図２の例では、補助具制御基板６０に搭載されているＩＣメモリー６２が該当する。
【００６４】
記憶部５００は、検出判定プログラム５０２と、赤色光波形平均値５１１と、赤色光波形変動幅５１２と、赤色反射光変動率５１３と、近赤外光波形平均値５２１と、近赤外光波形変動幅５２２と、近赤外反射光変動率５２３と、検出判定パラメーター値５３０とを記憶する。勿論、これら以外にも計測対象組織の存在の検出に必要なパラメーター値は適宜記憶することができる。
【００６５】
処理部２００は、検出判定プログラム５０２を読み出して実行することにより、検出制御部２２０および報知制御部２４０の機能を実現することができる。
なお、これらの制御部の一部または全部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該プログラムの該当部分を省略することができる。
【００６６】
［処理の流れの説明］
次に、補助具５０の動作について説明する。
図９は、補助具５０による計測対象組織の存在検出に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。
処理部２００は、先ず、計測対象組織の検出量の発光パターン（例えば、常時点灯状態）で第１発光部５４および第２発光部５５の発光を開始する（ステップＳ２）。そして、受光部５６による受光結果に基づいて検出判定パラメーター値５３０の逐次算出を開始し（ステップＳ４）、レベルメーター５８による検出判定パラメーター値５３０のレベル表示を開始する（ステップＳ６）。
オペレーターは、第１発光部５４の発光を確認して、皮下に計測対象組織（本実施形態では血管６，より具体的には動脈）が位置していそうな大体の皮膚に補助具５０を当てて計測対象組織の探索を始める（図４参照）。
【００６７】
逐次算出される検出判定パラメーター値５３０が所定の検出判定閾値に達すると（ステップＳ８のＹＥＳ）、処理部２００は報知部５９を検出報知パターンで制御する。本実施形態では、報知部５９を所定時間連続発光させる（ステップＳ１０）。
オペレーターは、報知部５９の発光を確認すると、案内部５２へ超音波プローブ１６を差し込み、超音波計測を実施する（図５〜図７参照）。
【００６８】
以上、本実施形態によれば、補助具５０により、超音波計測の計測対象の位置を検出する補助を実現することができる。しかも、補助機能を実現するためには、従来のように２次元配列型の超音波アレイを必要とせず、第１発光部５４と第２発光部５５とを用意すれば済むのでより安価に補充機能を実現することができる。
【００６９】
また、従来、特に特許文献１の技術では、オペレーターは超音波プローブを操る手元とは別のモニター画面に映し出される超音波画像に注視し、そこから計測対象組織の存在を読み解かねばならず、超音波プローブの位置調整に熟練や集中力が要求された。しかし、本実施形態では、オペレーターは補助具５０を操る手元に注目しさえすればよく、超音波画像を読み解く必要もないしその為の集中力も要求されない。オペレーターの操作負担を大幅に減らすことができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、第１発光部５４と第２発光部５５とからそれぞれ異なる波長の計測光を照射する構成としたが、何れか一方を省略することもできる。
更に、第１発光部５４が発する光の一部を外部に漏らす構造部（例えば、スリットや導光部材）を設けて、第１発光部５４の発光パターンを計測時と違えることで報知部５９およびステップＳ１０の代用とするならば、報知部５９をも省略できる。
【００７１】
また、第１発光部５４および第２発光部５５と、受光部５６とは、案内部５２に差し込まれた超音波プローブ１６を挟む位置関係としたがこれに限らない。例えば、図１０に示す補助具５０Ｈのように、第１発光部５４，第２発光部５５，受光部５６の３者をともに超音波プローブ１６の一側面側にまとめて配置する構成も可能である。
【００７２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが補助具の外形が異なる。また、第１実施形態では先ず補助具５０を単独で使用して、計測対象組織の存在を検出した後に超音波プローブ１６を案内部５２へ差し込んだ。本実施形態でも同様の使用方法は可能ではあるが、最初から超音波プローブ１６を案内部５２に差し込んだ状態で使用することを推奨・想定している点で異なる。なお、以降では第１実施形態との差異について主に述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して重複する説明は省略する。
【００７３】
図１１は、本実施形態における補助具５０Ｂの構成例を示す図であって、超音波プローブ１６と係合された状態を示している。図１１（１）が上面図、図１１（２）が側面図、図１１（３）が正面図に該当する。
【００７４】
本実施形態の補助具５０Ｂは、全体としてＵ字磁石のような外形を有し、超音波プローブ１６に組み付けた状態で皮膚面に対して立てて使用する。
より具体的には、本実施形態における本体ケース５１Ｂは、超音波プローブ１６の上を跨ぐ天板部５１ｃと、当該天板部５１ｃの両端から超音波プローブ１６の側面に沿って下方へ延設された２本の脚部５１ｄ，５１ｅとを有する。天板部５１ｃと、２本の脚部５１ｄ，５１ｅとで囲われた空間が本実施形態における案内部５２となる。
【００７５】
２本の脚部５１ｄ，５１ｅのうち一方の脚部の下端には、第１発光部５４と第２発光部５５とが設けられており、当該脚部の下端面より下方へ計測光を照射する。他方の脚部には受光部５６が設けられており、生体内を伝搬して皮膚外へ抜けてくる計測光の反射光を受光する。
【００７６】
また、天板部５１ｃの端面に、超音波プローブ１６の上面より引き出されて信号ケーブル１８の根元と嵌着する（遊嵌程度のゆるい嵌合をなす）切り欠き形状が設けられており、これが本実施形態における突き当たり部５２ｂとして機能する。
すなわち、２本の脚部５１ｄ，５１ｅの間に超音波プローブ１６を差し込み、更に信号ケーブル１８の根元を突き当たり部５２ｂに突き当てるまでスライドさせると、第１発光部５４及び第２発光部５５と受光部５６とを結ぶ直線は、差し込まれた超音波プローブ１６の超音波素子列の中間部で直交または略直交するように交差する。
【００７７】
本実施形態の補助具５０Ｂを使用するにあたっての手順は、第１実施形態と同様であるが、図１１に示すように、補助具５０Ｂを超音波プローブ１６に装着して、超音波プローブ１６ごと手で持って操作する点が異なる。勿論、第１実施形態と同様に、最初は補助具５０Ｂを単独で用いて計測対象組織を見つけ出し、計測対象組織の存在が検出された後に後超音波プローブ１６を案内部５２に差し込むこととしてもよい。
【００７８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明を適用した第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与し重複する説明は省略するものとする。
【００７９】
図１２は、本実施形態における補助具５０Ｃの構成例と、使用手順について説明する図である。本実施形態では、図１２（１）に示すように、計測対象組織とする血管６は人差し指による触診にて見つけ出す。
【００８０】
血管６を見つけたらならば、人差し指の位置をそのままにして、図１２（２）に示すように、案内部５２の中に人差し指が納まるようにして補助具５０Ｃを置く。或いは、それ自体の粘着性を利用するか粘着性のジェルを下面に塗布するかして皮膚に貼り付ける。
【００８１】
より具体的には、補助具５０Ｃは、案内部５２となる部分が切り抜かれた薄板、または粘着シートであって、その上面には検出位置案内部５３が記されている。これら２つの検出位置案内部５３で血管６を見つけた人差し指の当接している部分を挟む位置関係となるように補助具５０Ｃを置く或いは貼る。
【００８２】
補助具５０Ｃを置く或いは貼った後は、人差し指は外してもよい。図１２（３）に示すように、案内部５２に合わせて超音波プローブ１６を補助具５０Ｃに差し込んで生体４の皮膚に当て、超音波計測を実施する。なお、差し込み前には適宜超音波ジェルを塗布する。
【００８３】
第１実施形態や第２実施形態に比べて、計測対象組織の存在に必要な構成部品を持たない分、より製造コストを低減できる。
【００８４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明を適用した第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与し重複する説明は省略するものとする。
【００８５】
図１３は、本実施形態における補助具５０Ｄの構成を示す上面図である。図１４は図１３のＡ−Ａ断面における縦断面図である。
補助具５０Ｄは、全体としては略円板状をしており、生体４の皮膚面に置くか貼り付けるかして使用される。補助具５０Ｄは、外側フレーム部８０とその内側壁に凹凸嵌合し、外側フレーム部８０の内周回りに回転自在な内側フレーム部８２とを有する。内側フレーム部８２の中央には案内部５２が設けられている。
【００８６】
案内部５２の内側壁、案内部５２に差し込まれた超音波プローブ１６の側面に開口する排出溝８４が掘られており、この溝から更に内側フレーム部８２の上面に向けて貫通する排出路８６が設けられている。排出溝８４および排出路８６は、超音波プローブ１６を差し込む際に皮膚面に塗布された超音波ジェルの一部の余剰分が、超音波プローブ１６の差し込みにより押し出されるための逃げ道として機能する。
【００８７】
補助具５０Ｄの使用手順は、第３実施形態と同様である。但し、超音波プローブ１６を案内部５２に差し込んだ後でも、内側フレーム部８２ごと超音波プローブ１６を回転させ、計測姿勢を微調整することが可能となっている。
【００８８】
なお、補助具５０Ｄには、図１５に示すように、第１発光部５４と、第２発光部５５と、受光部５６と、電源スイッチ５７と、レベルメーター５８と、報知部５９と、補助具制御基板６０とを設けるとしてもよい。
【００８９】
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、上記実施形態に限るものではなく適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００９０】
４…生体、６…血管、１０…超音波計測装置、１２…タッチパネル、１４…キーボード、１６…超音波プローブ、１７…超音波素子列、１８…信号ケーブル、３０…処理装置、３１…制御基板、３２…ＣＰＵ、３３…記憶媒体、５０…補助具、５１…本体ケース、５１ｃ…天板部、５１ｄ…脚部、５１ｅ…脚部、５２…案内部、５２ａ…差込口、５２ｂ…突き当たり部、５３…検出位置案内部、５４…第１発光部、５５…第２発光部、５６…受光部、５７…電源スイッチ、５８…レベルメーター、５９…報知部、６０…補助具制御基板、６１…ＣＰＵ、６２…ＩＣメモリー、６４…電池、８０…外側フレーム部、８２…内側フレーム部、８４…排出溝、８６…排出路、１００…操作入力部、１１０…計測光照射部、１１２…計測光受光部、１１４…報知出力部、２００…処理部、２２０…検出制御部、２２２…計測光発光制御部、２２４…検出判定部、２４０…報知制御部、５００…記憶部、５０２…検出判定プログラム、５１１…赤色光波形平均値、５１２…赤色光波形変動幅、５１３…赤色反射光変動率、５２１…近赤外光波形平均値、５２２…近赤外光波形変動幅、５２３…近赤外反射光変動率、５３０…検出判定パラメーター値
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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