(57)【要約】【課題】本発明は被験者の血流を手軽に計測することを課題とする。【解決手段】血流脈波検査装置１０は、被験者Ｘの手首、足首に取付けられる血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と、コントローラ３０とを有する。血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、少なくとも無線通信装置４０と、光センサ部５０と、計測制御部６０と、充電式電池７０を有する。コントローラ３０は、携帯可能なコンパクトに構成されており、少なくとも無線通信装置８０と、制御部９０と、記憶部１００と、充電式電池１１０とを有する。血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、計測された血流の計測データを無線通信装置４０を介してコントローラ３０に送信する。コントローラ３０は、記憶部１００に格納された各計測データを比較してＡＢＩ制御処理、ＰＷＶ制御処理を実行し、検査結果を記憶部１００に記憶させる。【選択図】図１
2013106641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の手首の血流を計測する第１血流計測手段と、
被験者の足首の血流を計測する第２血流計測手段と、
前記第１血流計測手段により計測された第１血流計測信号と前記第２血流計測手段により計測された第２血流計測信号とに基づく検査結果を演算する制御手段と、
該制御手段の演算結果を記憶する記憶手段と、を備え、
前記第１、第２血流計測手段は、
被計測領域に光を照射する発光部と前記被計測領域を伝搬した光を受光する受光部とを有する光センサ部と、
前記受光部から出力された信号に基づいて被計測領域の血流状態に応じた血流信号を無線信号で出力する無線通信手段とを有することを特徴とする血流脈波検査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１血流計測信号と第２血流計測信号との比からＡＢＩの値を演算することを特徴とする請求項１に記載の血流脈波検査装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１血流計測信号と前記第２血流計測信号との時間差からＰＷＶの値を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の血流脈波検査装置。
【請求項４】
被験者の首の血流を計測する第３血流計測手段を有し、
前記制御手段は、前記第３血流計測手段により計測された第３血流計測信号と前記第１血流計測手段により計測された第１血流計測信号との比と、前記第３血流計測手段により計測された第３血流計測信号と前記第２血流計測手段により計測された第２血流計測信号との比とを演算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【請求項５】
前記第１〜第３血流計測手段は、被験者の所定部位に吸着される吸着部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【請求項６】
前記発光部は、血液中の酸素飽和度によって光学特性に影響を受けにくい波長を有する第１の光と、血液の酸素飽和度によって光学特性に影響を受ける波長を有する第２の光とを出射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記受光部が前記第１の光を受光したときの第１の透過光量と、前記第２の光を受光したときの第２の透過光量とを比較して前記被計測領域の血流状態に応じた信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【請求項８】
前記制御手段は、少なくとも前記２つの受光部から出力された前記第１、第２の光の透過光量に応じた計測データに基づいて前記被計測領域の血流状態を計測することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【請求項９】
前記光センサ部は、
前記発光部から前記被計測領域に進む光に対する屈折率と、前記被計測領域から前記受光部に進む光の屈折率とが異なるように構成された光路分離部材を有し、
前記発光部と前記受光部とが前記光路分離部材を介して光の発光、受光を行なうことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の血流脈波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血流脈波検査装置に係り、特に被験者の血流を計測する血流脈波検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、動脈血管壁にコレストロール（脂質）が沈着し、血管が硬化すると共に、血管の内腔が狭くなることで動脈硬化が生じた場合、血圧と脈波を検査する検査装置により動脈硬化の進行を数値化する検査方法がある。
【０００３】
このような検査装置では、被験者の手首及び足首の血圧を計測するためのカフを巻き付け、カフを空気により加圧した状態から減圧することで血圧を計測することになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、手首の血圧と足首の血圧との比（足関節／上腕血圧比）からＡＢＩ（Ankle Brachial Pressure Index）の数値を求め、当該ＡＢＩの値が評価基準のどのレベル（数値範囲）に含まれるのかによって動脈硬化の進行具合を判定することが可能になる。一般に、ＡＢＩ検査の検査結果が、０．９＜ＡＢＩの値＜１．３の場合は、正常と判定され、ＡＢＩの値≦０．８の場合は、動脈閉塞の可能性が高いと判定され、ＡＢＩの値≧１．３の場合は、動脈が石灰化していると判定される。
【０００５】
また、上記検査装置では、心臓の拍動(脈波)が動脈を介して手や足まで届く速度(脈波伝播速度)を検査するＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）検査も行える。脈波の伝播速度は、動脈硬化によって速度が高くなり、正常な血管の場合には弾力性によって速度が低くなる傾向にある。そのため、PWV検査の検査結果から当該被験者の動脈硬化の進行を判定することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１４０００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された検査装置では、被験者の手首及び足首にカフを巻き付けて加圧、減圧する圧力調整のための機構を有する構成であるので、装置全体が大掛かりになっており、且つ被験者の手足を拘束した状態で検査することになるので、被験者の負担が大きいという問題があった。
【０００８】
さらに、被験者は検査装置が設置された病院等でしか検査を受けることができない。そのため、従来の装置では、病院以外の場所（例えば、自宅など）でＡＢＩ検査、ＰＷＶ検査を手軽に行なうことができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した血流脈波検査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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、被験者の手首の血流を計測する第１血流計測手段と、
被験者の足首の血流を計測する第２血流計測手段と、
前記第１血流計測手段により計測された第１血流計測信号と前記第２血流計測手段により計測された第２血流計測信号とに基づく検査結果を演算する制御手段と、
該制御手段の演算結果を記憶する記憶手段と、を備え、
前記第１、第２血流計測手段は、
被計測領域に光を照射する発光部と前記被計測領域を伝搬した光を受光する受光部とを有する光センサ部と、
前記受光部から出力された信号に基づいて被計測領域の血流状態に応じた血流信号を無線信号で出力する無線通信手段とを有することを特徴とする。
（２）本発明の前記制御手段は、前記第１血流計測信号と第２血流計測信号との比からＡＢＩの値を演算することを特徴とする。
（３）本発明の前記制御手段は、前記第１血流計測信号と前記第２血流計測信号との時間差からＰＷＶの値を演算することを特徴とする。
（４）本発明は、被験者の首の血流を計測する第３血流計測手段を有し、
前記制御手段は、前記第３血流計測手段により計測された第３血流計測信号と前記第１血流計測手段により計測された第１血流計測信号との比と、前記第３血流計測手段により計測された第３血流計測信号と前記第２血流計測手段により計測された第２血流計測信号との比とを演算することを特徴とする。
（５）本発明の前記第１〜第３血流計測手段は、被験者の所定部位に吸着される吸着部を有することを特徴とする。
（６）本発明の前記発光部は、血液中の酸素飽和度によって光学特性に影響を受けにくい波長を有する第１の光と、血液の酸素飽和度によって光学特性に影響を受ける波長を有する第２の光とを出射することを特徴とする。
（７）本発明の前記制御手段は、前記受光部が前記第１の光を受光したときの第１の透過光量と、前記第２の光を受光したときの第２の透過光量とを比較して前記被計測領域の血流状態に応じた信号を出力することを特徴とする。
（８）本発明の前記制御手段は、少なくとも前記２つの受光部から出力された前記第１、第２の光の透過光量に応じた計測データに基づいて前記被計測領域の血流状態を計測することを特徴とする。
（９）本発明の前記光センサ部は、
前記発光部から前記被計測領域に進む光に対する屈折率と、前記被計測領域から前記受光部に進む光の屈折率とが異なるように構成された光路分離部材を有し、
前記発光部と前記受光部とが前記光路分離部材を介して光の発光、受光を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１、第２血流計測手段が被計測領域に光を照射する発光部と被計測領域を伝搬した光を受光する受光部とを有し、受光部から出力された信号に基づいて被計測領域の血流状態に応じた血流信号を無線信号で出力するため、被験者の手足を拘束することなく手軽に被験者の手首、足首の血流を計測し、当該被験者の検査結果を記憶手段に記憶させることが可能になり、被験者が病院以外の場所でも血流の計測が可能であるので、被験者の日常生活におけるＡＢＩ検査、ＰＷＶ検査を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による血流脈波検査装置の一実施例の装着状態を示す図である。
【図２Ａ】血流計測部の構成を示す斜視図である。
【図２Ｂ】血流計測部の装着状態を示す断面図である。
【図３】血流脈波検査システムの構成を示すシステム系統図である。
【図４】光センサ部の構成を拡大して示す縦断面図である。
【図５】血流計測方法の原理を説明するための図である。
【図６】レーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。
【図７】光センサユニットで検出される検出信号の波形図である。
【図８】各光センサユニットからの検出信号に基づくＡＢＩ制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】各光センサユニットからの検出信号に基づくＰＷＶ制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】血流脈波検査装置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１４】
〔血流脈波検査装置の構成〕
図１は本発明による血流脈波検査装置の一実施例の装着状態を示す図である。図１に示されるように、血流脈波検査装置１０は、被験者Ｘの手首、足首に取付けられる血流計測部２０と、コントローラ３０とを有する。血流計測部２０は、少なくとも無線通信装置（無線通信手段）４０と、光センサ部５０と、計測制御部６０と、充電式電池７０とを有する。コントローラ３０は、携帯可能なコンパクトに構成されており、少なくとも無線通信装置（無線通信手段）８０と、制御部９０と、記憶部（記憶手段）１００と、充電式電池１１０とを有する。
【００１５】
血流計測部２０は、被験者Ｘの左右の手首に取り付けられる第１血流計測部（第１血流計測手段）２０Ａ、２０Ｃと、被験者Ｘの左右の足首に取り付けられる第２血流計測部（第２血流計測手段）２０Ｂ、２０Ｄとを有する。血流脈波検査装置１０は、第１血流計測部２０Ａ、２０Ｃにより計測された第１血流計測信号と、第２血流計測部２０Ｂ、２０Ｄにより計測された第２血流計測信号とを計測データとして記憶部１００に記憶させる。記憶部１００では、各血流計測部２０Ａ〜２０Ｄ毎の計測データを計測された日付、時間の順に整理して時系列的に記憶する。
【００１６】
血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、連続して各計測領域の血流を計測する連続計測モードと、予め設定された任意の所定時間（例えば、５分間）継続して各計測領域の血流を計測し、その後所定時間(例えば、１５分間)計測を行なわない間欠計測モードとを適宜選択することができる。また、間欠計測モードを選択する場合には、計測時間と非計測時間とを任意の時間に設定することにより、充電式電池７０の消耗を抑制して計測可能時間を延長することが可能になる。
【００１７】
尚、本実施例では、血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）が被験者Ｘの両手首、両足首に取り付けられる場合を一例として示すが、これに限らず、例えば、左側または右側の手首、足首に一組の血流計測部２０を取付けても良い。
【００１８】
コントローラ３０の制御部９０は、設定された計測モードに応じて無線通信装置８０を介して血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）に血流計測の開始を指示する計測開始信号を出力し、予め設定された計測時間に達した時点で計測停止信号を出力する。
【００１９】
血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、コントローラ３０からの計測開始信号を受信すると共に、光センサ部５０による血流計測を開始し、計測された血流の計測データを無線通信装置４０を介してコントローラ３０に送信する。コントローラ３０は、無線通信装置８０で受信した各計測データを記憶部１００に時系列的に記憶させる。また、コントローラ３０は、図３に示されるように、データベース２３０に格納された各計測データを比較して後述するＡＢＩ制御処理、ＰＷＶ制御処理を実行し、血流検査結果を記憶部１００に記憶させる。
【００２０】
従って、血流脈波検査装置１０によれば、被験者Ｘの手足を拘束することなく手軽に被験者Ｘの手首、足首の血流を計測し、当該被験者Ｘの血流検査結果（各計測データ、及びＡＢＩ検査結果、ＰＷＶ検査結果を含む）を記憶部１００に記憶させることが可能になり、被験者Ｘが病院以外の場所でも血流の計測が可能であるので、被験者Ｘの日常生活におけるＡＢＩ検査、ＰＷＶ検査を行なうことが可能になる。
〔血流計測部の構成〕
図２Aは血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）の構成を示す斜視図である。図２Aに示されるように、血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、薄い樹脂製のベルト１７０にフレキシブル基板１２０が保持されており、フレキシブル基板１２０上には、通信用アンテナ１３０と、光センサ部５０と、計測制御部６０と、充電式電池７０とが実装されている。また、ベルト１７０の両端部付近には、被装着部のサイズに応じて巻き付け長さを調整して締結される締結部１７２が設けられている。尚、締結部１７２は、ベルト１７０と重ね合わせることで簡易的に締結されるように構成されている。
【００２１】
図２Bは血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）の装着状態を示す断面図である。図２Bに示されるように、ベルト１７０の内側には、被験者Ｘの手首、足首に密着した状態を保持する吸着部材１４０が設けられている。吸着部材１４０は、吸盤のように被検査領域の皮膚に吸着するように弾性を有するラバーによって環状に形成されている。光センサ部５０は、ベルト１７０の外側に保持されており、光センサの発光面及び受光面が吸着部材１４０の中空部分を介して被検査領域の皮膚に近接するように取り付けられる。
〔血流脈波検査システム構成〕
図３は血流脈波検査システムの構成を示すシステム系統図である。図３に示されるように、血流脈波検査システム２００は、上記血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と、コントローラ３０と、計測データ表示装置２１０とを有する。計測データ表示装置２１０は、例えば、病院等の医療機関に設置されており、データ読み取り器２２０と、データベース２３０と、計測データ判定制御装置２４０と、ディスプレイ装置２５０とを有する。
【００２２】
また、コントローラ３０は、タッチパネル方式の入力部１６０を有し、入力部１６０からの入力操作によって計測モード（連続計測モードまたは間欠計測モード）、計測時間の設定や、記憶部１００に格納された計測データ及び検査結果をデータベース２３０に転送させる転送指示信号などの入力が行える。尚、コントローラ３０の記憶部１００に記憶された血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）の計測データは、例えば、１週間分をまとめて計測データ表示装置２１０のデータベース２３０に転送されて格納される。
【００２３】
データ読み取り器２２０は、コントローラ３０の出力部１５０に接続され、コントローラ３０の記憶部１００に記憶されたＡＢＩ検査結果、ＰＷＶ検査結果、及び計測データ（例えば、血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）により計測された１週間分のデータ）を読み取る。
【００２４】
また、計測データ判定制御装置２４０は、データベース２３０に格納された各計測データ、及び後述するＡＢＩ制御処理、ＰＷＶ制御処理の演算結果（検査結果）を読み込み、検査結果に基づいて判定した動脈硬化の進行度を判定してディスプレイ装置２５０に表示させる。これにより、医療機関の医師は、計測データ表示装置２１０のディスプレイ装置２５０に表示された計測データ、検査結果をみて被験者Ｘの容体を診察することが可能になる。
〔光センサ部５０の構成〕
ここで、光センサ部５０の構成について説明する。図４は光センサ部５０の取付構造を拡大して示す縦断面図である。
【００２５】
図４に示されるように、光センサ部５０は、ドーム状に形成されたフレキシブル配線板１２２の内側に３個の光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃが１列に並設されている。
【００２６】
各光センサユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、ベルト１７０が被験者Ｘの被計測領域(手首、足首)に締結されると、先端部分の発光面、受光面が被験者Ｘの皮膚表面３００に近接(または接触)するように保持される。各光センサユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、夫々が同一構成であり、同一箇所に同一符号を付す。
【００２７】
光センサユニット５０Ａは、発光部３２０と、受光部３３０と、光路分離部材３４０とを有する。発光部３２０は、皮膚表面３００にレーザ光（出射光）Ａを照射するレーザダイオードからなる。受光部３３０は、受光した透過光量に応じた電気信号を出力する受光素子からなる。光路分離部材３４０は、例えば、ホログラムを利用したホログラフィック光学素子（HOE：Holographic Optical Element）からなり、発光部３２０から被計測領域に向けて照射されたレーザ光Ａに対する屈折率と、被計測領域を通過して入射され受光部３３０に進む入射光Ｂ、Ｃの屈折率とが異なるように構成されている。
【００２８】
また、光路分離部材３４０の外周には、円筒形状に形成されたハウジング３５０が嵌合している。発光部３２０及び受光部３３０は、上面側がフレキシブル配線板１２２の下面側に実装されている。フレキシブル配線板１２２には、計測制御部６０に接続される配線パターンが形成されており、配線パターンには各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃに対応する位置に発光部３２０及び受光部３３０の接続端子が半田付けなどによって電気的に接続されている。フレキシブル配線板１２２は、光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの先端が被計測領域に接触した際の皮膚表面３００の形状に応じて撓むように構成されている。
【００２９】
血流計測を行なう際、計測制御部６０は、光センサユニット５０Ａの発光部３２０からレーザ光Ａを発光させる。このとき、発光部３２０から出射されるレーザ光は、酸素飽和度の影響を受けない波長λ（λ≒８０５ｎｍ）で出力される。
【００３０】
また、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃは、先端（光路分離部材３４０の端面）が皮膚表面３００の被計測領域に当接した状態に保持されている。発光部３２０から出射されるレーザ光Ａは、光路分離部材３４０を透過して皮膚表面３００に対して垂直方向から入射される。皮膚表面３００の内部（体内）においては、レーザ光Ａが中心部に向けて進行すると共に、レーザ光Ａが入射位置を基点として皮膚表面３００に沿うように周辺に向けて伝搬する。このレーザ光Ａの光伝搬経路３７０は、側方からみると円弧状に形成され、血管３８０を通過して皮膚表面３００に戻る。
【００３１】
このように光伝搬経路３７０を通過した光は、血管３８０を流れる血液に含まれる赤血球の量または密度に応じた透過光量に変化しながら受光側の光センサユニット５０Ｂ，５０Ｃに到達する。また、レーザ光Ａは、脳内部を伝搬する過程で透過光量が徐々に低下するため、レーザ光Ａが入射位置を基点から離れる程、距離に比例して受光部３３０の受光レベルが低下する。従って、レーザ光Ａの入射位置からの離間距離によっても受光される透過光量が変化する。
【００３２】
図４において、左端に位置する光センサユニット５０Ａを発光側基点とすると、その光センサユニット５０Ａ自身と、その右隣りの光センサユニット５０Ｂと、さらに右隣りの光センサユニット５０Ｃとは、受光側基点（計測ポイント）となる。
【００３３】
光路分離部材３４０は、例えば、透明なアクリル樹脂の密度分布を変化させることで、レーザ光Ａを直進させ、入射光Ｂ、Ｃを受光部３３０に導くように形成されている。また、光路分離部材３４０は、発光部３２０から出射されたレーザ光Ａを基端側（図４では上面側）から先端側（図４では下面側）に透過させる出射側透過領域３４２と、体内を伝搬した光を先端側（図４では下面側）から基端側（図４では上面側）に透過させる入射側透過領域３４４と、出射側透過領域３４２と入射側透過領域３４４との間に形成された屈折領域３４６とを有する。この屈折領域３４６は、レーザ光Ａを透過させるが、血流を通過した光（入射光Ｂ、Ｃ）を反射させる性質を有する。屈折領域３４６は、例えば、アクリル樹脂の密度を変化させたり、この領域に金属薄膜を設けたり、金属の微粒子を分散させることにより形成される。これにより、光路分離部材３４０の先端から入射された光は全て受光部３３０に集光される。
〔血流計測方法の原理〕
図５は血流計測方法の原理を説明するための図である。図５に示されるように、外部から血管３８０内の血液に対しレーザ光Ａを照射すると、血液層３９０に入射したレーザ光Ａは、通常の赤血球３９２による反射散乱光成分、及び付着血栓による反射散乱光成分の両成分の光として、血液中を透過して進行する。
【００３４】
光が血液層を透過する過程において受ける影響は、血液の状態によって刻々と変化するため、透過光量（反射光量としてもよい）を連続的に計測し、その光量変化を観測することによりさまざまな血液の性質の変化を観察することが可能となる。
【００３５】
被験者Ｘの活動が活発になると、体内での酸素消費量が増加するため、酸素を運搬する赤血球のヘマトクリット及び血液の酸素飽和度に起因する血流の状態が光量の変化となって現れる。
【００３６】
ここで、ヘマトクリット（Ｈｃｔ：単位体積当たりの赤血球の体積比、即ち、単位体積当たりの赤血球の体積濃度を示す。Ｈｔとも表記する。）等の変化も同様にヘモグロビン密度の変化に関係する要因であり、光量変化に影響を及ぼす。本実施例における基本的な原理は、このようにレーザ光Ａを用いた、血流による光路・透過光量の変化で血流の状態を計測する点である。
【００３７】
さらに、その原理的な構成について説明する。血液の光学的特性は、血球成分（特に赤血球の細胞内部のヘモグロビン）によって決定される。また、赤血球は、ヘモグロビンが酸素と結合しやすい性質を有しているので、酸素を運搬する役目も果たしている。そして、血液の酸素飽和度は、血液中のヘモグロビンの何％が酸素と結合しているかを表す数値である。また、酸素飽和度は動脈血液中の酸素分圧（ＰａＯ２）と相関があり、呼吸機能（ガス交換）の重要な指標である。
【００３８】
酸素分圧が高ければ酸素飽和度も高くなることが分かっており、酸素飽和度が変動すると、血液を透過した光の透過光量も変動する。そのため、血流の計測を行なう際は、酸素飽和度の影響を除くことでより正確な計測が可能になる。
【００３９】
また、酸素分圧（ＰａＯ２）に影響を与えている因子としては、肺胞換気量があり、さらには大気圧や吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）などの環境、換気／血流比やガス拡散能、短絡率などの肺胞でのガス交換がある。
【００４０】
コントローラ３０は、上記光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの受光部３３０によって生成された透過光量（光強度）に応じた計測データに基づき、後述するＡＢＩ制御処理、ＰＷＶ制御処理を実行して血流状態を検出する。
【００４１】
発光部３２０のレーザ光Ａは、所定時間間隔（例えば、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚ）で間欠的に照射されるパルス光又は連続光として照射する。この場合、パルス光を用いる場合には、パルス光の点減する周波数である点減周波数を、血液流速に応じて決定し、連続的に又は該点減周波数の２倍以上の計測サンプリング周波数で計測する。また、連続光を用いる場合には、計測サンプリング周波数を、血液流速に応じて決定して計測する。
【００４２】
血液中のヘモグロビン（Ｈｂ）は、呼吸をすることにより肺で酸素と化学反応を生じてＨｂＯ２となり血液中に酸素を取り込むこととなるが、呼吸の状態等により、血液に酸素を取り込んだ度合（酸素飽和度）が微妙に異なる。すなわち、本実施例では、血液に光を照射すると、この酸素飽和度によって光の吸収率が変化するという現象を発見し、この現象は上記レーザ光Ａによる血流の計測において外乱要素となるため、酸素飽和度による影響を除去することが可能になる。
【００４３】
図６はレーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。体内では赤血球に含まれるヘモグロビンは、酸素と結合した酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２：グラフＩＩ（破線で示す））と酸化されていないヘモグロビン（Ｈｂ：グラフＩ(実線で示す)）に分けられる。この２つの状態では、光に対する光吸収率が大きく異なる。例えば、酸素をたっぷりと含んだ血液は鮮血として色鮮やかである。一方、静脈血は酸素を手放しているのでどんよりと黒ずんでいる。これらの光吸収率の状態は、図６のグラフＩ，ＩＩに示すように広い光の波長領域で変化している。
【００４４】
この図６のグラフＩ，ＩＩから特定の波長を選択することにより、生体内の酸素代謝などにより赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度が大きく変動しても、光吸収率が影響を受けないで血液に光を照射して血流を計測できることが分かる。
【００４５】
赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度によらず、ある波長領域では光吸収率が小さくなっている。これにより、光が波長λによって血液層を通過しやすいか否かが決まることになる。従って、所定の波長領域（例えば、λ＝８００ｎｍ近辺から１３００ｎｍ近辺）の光を用いれば、酸素飽和度の影響を小さく抑制して血流を計測することが可能となる。
【００４６】
よって、レーザ光Ａの波長領域は、ほぼ６００ｎｍ近辺から１５００ｎｍを利用し、これにより、ヘモグロビン（Ｈｂ）の光吸収率が実用上十分低くかつ、この領域に等吸収点Ｚを含むため、２波長以上の計測点を活用し、計算上、等吸収点とみなせる。つまり、酸素飽和度の影響を受けない仕様とすることが可能となる。
【００４７】
尚、それ以外の波長領域、例えば、λ＝６００ｎｍ未満では、光吸収率が高くなりＳ／Ｎが低下し、λ＝１５００ｎｍをこえた波長では、受光部３３０の受光感度が十分でなく血液中の他の成分等の外乱が影響し精度のよい計測ができなくなる。
【００４８】
このため、本実施例では、発光部３２０に波長可変半導体レーザからなる発光素子を用い、発光部１２０から発光されるレーザ光Ａの波長を、グラフＩ，ＩＩで等吸収点Ｚとなるλ１＝８０５ｎｍ（第１の光）と、グラフＩにおいて光吸収率が最も低い波長λ２＝６８０ｎｍ（第２の光）の２種類に設定する。
【００４９】
ここで、レーザ光Ａが光伝搬経路３７０（図４参照）を介して伝搬した光を受光する場合の透過光量に基づく赤血球濃度Ｒ，Ｒｐ，Ｒｐｗの検出方法について説明する。
【００５０】
従来の計測方法で行なわれた１点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒの演算式（１）は、次式のように表せる。
Ｒ＝ｌｏｇ１０（Ｉｉｎ／Ｉｏｕｔ）＝ｆ（Ｉｉｎ，Ｌ，Ｈｔ）…（１）
この（１）式の方法では、赤血球濃度が発光部３２０から出射されたレーザ光Ａの入射透過光量Ｉｉｎと、発光部３２０と受光部３３０との距離（光路長）Ｌと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（１）式の方法で赤血球濃度を求める際は、３つの因子によって赤血球濃度が変動するため、赤血球濃度を正確に計測することが難しい。
【００５１】
本実施例による２点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐの演算式（２）は、次式のように表せる。
Ｒｐ＝ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝＝Φ（ΔＬ，Ｈｔ）…（２）
この（２）式の方法では、図４に示すようにレーザ光Ａから距離の異なる２点（光センサユニット５０Ｂ，５０Ｃの受光部１３０）で受光するため、赤血球濃度は２つの受光部３３０間距離ΔＬと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（２）式の方法で赤血球濃度を求める際は、２つの因子のうち受光部３３０間距離ΔＬが予め分かっているので、赤血球濃度がヘマトクリット（Ｈｔ）を係数とした値として計測される。よって、この演算方法では、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
【００５２】
さらに、本実施例の変形例による２点２波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐｗの演算式（３）は、次式のように表せる。
Ｒｐｗ
＝［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ１］／［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ２］  
＝ξ（Ｈｔ）・・・（３）
この（３）式の方法では、発光部３２０から出射されるレーザ光Ａの波長を異なるλ１，λ２（本実施例では、λ１＝８０５ｎｍ、λ２＝６８０ｎｍに設定する）とすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）のみの関数として計測される。よって、この演算方法によれば、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
【００５３】
光の伝搬は、レーザ光Ａが照射された基点から半径方向に離間するほど光伝搬経路が長くなって光透過率が低下するため、発光側の光センサユニット５０Ａに所定距離離間して隣接された光センサユニット５０Ｂの受光レベル（透過光量）は強く、その次はその隣りに所定距離離間して設けられた光センサユニット５０Ｃの受光レベル（透過光量）が光センサユニット５０Ｂの受光レベルより弱く検出される。また、発光側の光センサユニット５０Ａの受光部３３０でも、皮膚表面３００からの光を受光する。コントローラ３０では、これらの複数の光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃで受光された光強度に応じた検出信号を記憶部１００に時系列的に記憶させる。
【００５４】
また、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃから出力された検出信号（受光した透過光量に応じた信号）を前述した（２）式または（３）式のＩｏｕｔとすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値（酸素飽和度に影響されない値）として正確に計測することが可能になる。
【００５５】
図７は各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの検出信号の波形を示す波形図である。図７に示されるように、発光部３２０から出射されるレーザ光Ａの出射時Ｔｓを基点として受光部検出信号波形（Ａ）〜（Ｃ）を比較することで、出射時Ｔｓと受光部検出信号（Ａ）〜（Ｃ）の最低値との位相差Ｔ１〜Ｔ３が求まる。
【００５６】
位相差Ｔ１〜Ｔ３は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係にあり、脈波伝搬速度に応じて変化する。各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの検出信号の位相差、Ｔ２−Ｔ１＝Δｔ１、Ｔ３−Ｔ１＝Δｔ２によってＰＷＶの近似値Δｔ１、Δｔ２が求まる。
【００５７】
また、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの検出信号の最大出力Ｘ１〜Ｘ３は、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３の関係にあり、体内（血液中）を伝播した際の光強度に応じて変化し、光強度は伝搬系路の血流の増減に応じて変化する。各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの検出信号の波形の出力比Ｘ１／Ｘ２、Ｘ１／Ｘ３を演算してＡＢＩの近似値が求まる。
〔計測データ判定制御装置２４０による制御処理〕
ここで、上記原理に基づき計測データ判定制御装置２４０が実行するＡＢＩ制御処理、ＰＷＶ制御処理について説明する。
【００５８】
図８は各光センサユニットからの検出信号に基づくＡＢＩ制御処理を説明するためのフローチャートである。図８に示されるように、計測データ判定制御装置２４０は、Ｓ１１でデータベース２３０に格納された各計測データ（血流に応じた透過光量による計測データ）を読み込む。続いて、Ｓ１２に進み、各計測データと前述した演算式（２）または（３）を用いて赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗを演算する。
【００５９】
次のＳ１３では、各計測位置毎の赤血球濃度の変化から血流による血管および血管周辺の組織の変位状態の変化を求め、当該血管および血管周辺の組織の変位状態に基づいて各計測位置毎の血流速度を導出する。
【００６０】
続いて、Ｓ１４に進み、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃから出力された検出信号波形（または血流変化に対応する内壁変位データの波形）を比較する。
【００６１】
次のＳ１５では、図７に示されるように、検出信号（Ａ）〜（Ｃ）の波形の出力比Ｘ１／Ｘ２、Ｘ１／Ｘ３を演算してＡＢＩの近似値を求める。
【００６２】
続いて、Ｓ１６では、ＡＢＩの近似値に基づく動脈硬化度をデータベース２３０に格納すると共に、今回得られたＡＢＩの近似値及びＡＢＩの近似値に基づく動脈硬化度に対応した血管特性の計測結果をディスプレイ装置２５０に表示する。尚、被験者Ｘの両手首、両足首に４個の血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）が取り付けられている場合は、左側同士、右側同士で計測データを比較し、比較した平均値を演算結果として記憶する。
【００６３】
続いて、Ｓ１７に進み、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの全計測データ（例えば、１週間分の全データ）についてのＡＢＩの演算、及び血管特性の検出が完了したか否かをチェックする。Ｓ１７において、全計測データについてのＡＢＩの演算、及び血管特性の検出が完了していないときは、上記Ｓ１１に戻り、Ｓ１１以降の処理を繰り返す。
【００６４】
また、Ｓ１７において、全計測データについてのＡＢＩの演算、及び血管特性の検出が完了したときは、Ｓ１８に進み、コントローラ３０から入力された全計測データのＡＢＩ計測結果、及び血管特性をモニタ２９０に表示する。これにより、被験者Ｘが所定期間（例えば、１週間）の生活の中で計測された全計測データに基づく、ＡＢＩ計測結果、及び血管特性を確認することが可能になる。
【００６５】
図９は各光センサユニットからの検出信号に基づくＰＷＶ制御処理を説明するためのフローチャートである。図９において、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理は、前述したＳ１１〜Ｓ１４の処理と同じなので、説明を省略する。
【００６６】
Ｓ２５では、図７に示されるように、検出信号（Ａ）〜（Ｃ）の検出信号の波形の位相差、Ｔ２−Ｔ１＝Δｔ１、Ｔ３−Ｔ１＝Δｔ２によってＰＷＶの値Δｔ１、Δｔ２を演算する。さらに、ＰＷＶの値に基づく脈波伝搬速度を演算し、当該脈波伝搬速度に対応する被測定領域の血管特性（血管の弾性の割合、血管内のプラーク量、動脈硬化の割合）をデータベース２３０から導出して当該被測定領域における血管の動脈硬化度を導出する。続いて、Ｓ２６では、ＰＷＶの値に基づく脈波伝搬速度及び血管の動脈硬化度をデータベース２３０に格納すると共に、ＰＷＶの値に基づく脈波伝搬速度及び血管の動脈硬化度をディスプレイ装置２５０に表示する。尚、被験者Ｘの両手首、両足首に４個の血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）が取り付けられている場合は、左側同士、右側同士で計測データの位相差を求め、左右両側の各位相差の平均値を演算結果として記憶する。
【００６７】
続いて、Ｓ２７に進み、各光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃの全計測データ（例えば、１週間分の全データ）についてのＰＷＶの演算、及び脈波伝搬速度の検出が完了したか否かをチェックする。Ｓ２７において、全計測データについてのＰＷＶの演算、及び脈波伝搬速度の検出が完了していないときは、上記Ｓ２１に戻り、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。
【００６８】
また、Ｓ２７において、全計測データについてのＰＷＶの演算、及び脈波伝搬速度の検出が完了したときは、Ｓ２８に進み、コントローラ３０から入力された全計測データのＰＷＶ計測結果、及び脈波伝搬速度をモニタ２９０に表示する。これにより、被験者Ｘが所定期間（例えば、１週間）の生活の中で計測された全計測データに基づく、ＰＷＶ計測結果、及び脈波伝搬速度を確認することが可能になる。
〔変形例〕
図１０は血流脈波検査装置の変形例を示す斜視図である。図１０に示されるように、変形例の血流脈波検査装置４００は、被験者Ｘが座る椅子４１０に血流計測部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）が取り付けられている。被験者Ｘの手首の血流を計測する血流計測部２０Ａ、２０Ｃは、肘掛け４１２，４１４に設けられている。また、被験者Ｘの足首の血流を計測する血流計測部２０Ｂ、２０Ｄは、足掛け凹部４１６，４１８に設けられている。
【００６９】
また、椅子４１０の背もたれ上部４２０の左側面には、水平方向に回動可能な回動アーム４５０が支持されており、回動アーム４５０の先端には、第３血流計測部（第３血流計測手段）２０Ｅが設けられている。当該血流計測部２０Ｅは、被験者Ｘの首の血流を正面から計測するように移動可能に取り付けられている。尚、血流計測部２０Ｅは、被験者Ｘの首を圧迫しないように回動アーム４５０及び血流計測部２０Ｅの重量が首に作用しないように安定的に支持されている。
【００７０】
また、血流計測部２０Ｅは、比較的心臓に近い首の頸動脈の血流を計測することが可能である。そのため、血流計測部２０Ｅにより計測された血流の計測データを基点として手首、足首に取り付けられた血流計測部２０Ａ〜２０Ｄの計測データとの比較によってもＡＢＩ検査、ＰＷＶ検査を行なうことが可能になる。
【００７１】
すなわち、計測データ判定制御装置２４０は、第３血流計測部２０Ｅにより計測された第３血流計測信号と第１血流計測部２０Ａ、２０Ｃにより計測された第１血流計測信号との比と、第３血流計測部により計測された第３血流計測信号と第２血流計測部２０Ｂ、２０Ｄにより計測された第２血流計測信号との比とを演算することでＡＢＩの値を算出することが可能になる。また、計測データ判定制御装置２４０は、第３血流計測部２０Ｅにより計測された第３血流計測信号と第１血流計測部２０Ａ、２０Ｃにより計測された第１血流計測信号との時間差と、第３血流計測部により計測された第３血流計測信号と第２血流計測部２０Ｂ、２０Ｄにより計測された第２血流計測信号との時間とを演算することでＰＷＶの値を算出することが可能になる。
【００７２】
また、椅子４１０の右側面には、コントローラ３０Ａが設置されている。さらに、椅子４１０の左側の肘掛け４１４には、タッチパネル方式の液晶パネルからなる入力部１６０Ａが設けられている。被験者Ｘは、椅子４１０に座った状態で入力部１６０を操作して各設定条件を入力することができると共に、各血流計測部２０Ａ〜２０Ｅからの計測データを液晶パネルの表示で確認することもできる。
【００７３】
コントローラ３０Ａは、各血流計測部２０Ａ〜２０Ｅからの計測データを記憶するメモリカード（記憶手段）４３０が挿入されるメモリカードリーダ／ライタ４４０を有する。被験者Ｘは、メモリカード４３０をメモリカードリーダ／ライタ４４０から取り出して医療機関に持って行く。そして、医療機関のオペレータは、メモリカード４３０に記憶された計測データ、検査結果を医療機関の計測データ表示装置２１０に読み込ませてデータベース２３０にメモリカード４３０の計測データを転送させる。
【００７４】
これにより、医療機関の医師は、計測データ表示装置２１０のディスプレイ装置２５０に表示された計測データ、検査結果をみて被験者Ｘの容体を診察することが可能になる。
【００７５】
尚、メモリカード４３０に記憶された計測データの転送方法としては、パーソナルコンピュータのカードリーダ／ライタにメモリカード４３０を挿入し、インターネットを介して医療機関の計測データ表示装置２１０に送信する方法でも良い。
【００７６】
被験者Ｘは、例えば、自宅に血流脈波検査装置４００を設置することにより、自宅の椅子４１０に座る度に各血流計測部２０Ａ〜２０Ｅが血流を計測し、各血流計測部２０Ａ〜２０Ｅから出力された計測データがメモリカード４３０に記憶される。そのため、被験者Ｘは、医療機関に行かなくても自宅で血流の計測データを記録することが可能になる。
【００７７】
従って、血流脈波検査装置４００によれば、被験者Ｘの手足を拘束することなく手軽に被験者Ｘの手首、足首の血流を計測し、当該被験者Ｘの検査結果を記憶部１００に記憶させることが可能になり、被験者Ｘが病院以外の場所でも血流の計測が可能であるので、被験者Ｘの日常生活におけるＡＢＩ検査、ＰＷＶ検査を行なうことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
尚、上記実施例では、光センサ部５０が３個の光センサユニット５０Ａ〜５０Ｃを有する構成を例示したが、これに限らず、少なくとも発光部と２個の受光部とを互いに所定距離離間させた構成のものでも良い。
【符号の説明】
【００７９】
１０、４００  血流脈波検査装置
２０（２０Ａ〜２０Ｄ）、２０Ｅ  血流計測部
３０、３０Ａ  コントローラ
４０、８０  無線通信装置
５０  光センサ部
６０  計測制御部
７０、１１０  充電式電池
９０  制御部
１００  記憶部
１２０  フレキシブル基板
１２２  フレキシブル配線板
１３０  通信用アンテナ
１４０  吸着部材
１５０  出力部
１６０  入力部
１７０  ベルト
２００  血流脈波検査システム
２１０  計測データ表示装置
２２０  データ読み取り器
２３０  データベース
２４０  計測データ判定制御装置
２５０  ディスプレイ装置
３００  皮膚表面
３２０  発光部
３３０  受光部
３４０  光路分離部材
３４２  出射側透過領域
３４４  入射側透過領域
３４６  屈折領域
３５０  ハウジング
３７０  光伝搬経路
３８０  血管
４１０  椅子
４１２，４１４  肘掛け
４１６，４１８  足掛け凹部
４３０  メモリカード
４４０  メモリカードリーダ／ライタ
４５０  回動アーム
【図１】
2013106641.tif 000003
【図２Ａ】
2013106641.tif 000004
【図２Ｂ】
2013106641.tif 000005
【図３】
2013106641.tif 000006
【図４】
2013106641.tif 000007
【図５】
2013106641.tif 000008
【図６】
2013106641.tif 000009
【図７】
2013106641.tif 000010
【図８】
2013106641.tif 000011
【図９】
2013106641.tif 000012
【図１０】
2013106641.tif 000013