(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液レオロジー解析を行なう血液レオロジー測定装置であって、
皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の血流速をドップラシフト信号の形態で検出する手段と、
前記ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度分布を求める手段と、
前記強度分布においてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数又は前記強度分布において低周波成分からの積分値が全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手段と、
抽出された前記最高周波数の周波数波形を得る手段と、を備え、
前記血液レオロジー解析は、前記周波数波形における前記最高周波数に基づいて行われることを特徴とする血液レオロジー測定装置。
【請求項２】
前記血管を流れる血液の血流速を検出する手段は、指先部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用した請求項１に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項３】
血液レオロジー解析を行なう血液レオロジー測定装置であって、
皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の血流速をドップラシフト信号の形態で検出する手段と、
前記ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度分布を求める手段と、
前記強度分布においてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数又は該強度分布において低周波成分からの積分値が全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手段と、
抽出された前記周波数の周波数波形を得る手段と、を備え、
前記血液レオロジー解析は、前記周波数波形の１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積値で行われることを特徴とする血液レオロジー測定装置。
【請求項４】
前記血管を流れる血液の血流速を検出する手段は、指部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用した請求項１又は３に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項５】
血液レオロジー解析を行なう血液レオロジー測定装置であって、
指先部の動脈に対して皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する超音波送受波器と、
前記超音波送受波器によって検出された血流速値の時間的変化から、脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の積分値で割って血液レオロジーを解析する手段と、
を備えることを特徴とする血液レオロジー測定装置。
【請求項６】
血流速を検出する血管部の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された検出温度値により、前記血管部の温度変化による膨張収縮に基づく前記血流速の変化分を演算補償する手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項７】
血圧を検出する血圧測定手段と、
前記血液の流速を検出する手段により検出された血液の流速を、前記血圧測定手段による検出血圧値で割ることにより血圧に基づく血液の流速の変化分を演算補償する手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項８】
被験者の個人情報を入力するデータ入力部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項９】
前記被験者の前記血液レオロジーに関する情報を基に、前記被験者に適した生活習慣情報を前記被験者に知らせることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１０】
測定された前記血液レオロジーに関する情報を蓄積するデータ保存部をさらに有し、前記データ保存部に蓄積したデータから、前記被験者の日々の血液レオロジーの変化を評価することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１１】
前記血圧測定手段はカフを有し、前記カフの締め付け圧力を調整する機構を具備することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１２】
前記血流速の時間的変化から脈拍数を導出し、導出された前記脈拍数によって前記血液レオロジーに関する情報を演算補正することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１３】
前記個人情報は食品に関する情報であることを特徴とする請求項９に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１４】
所定のタイミングで血液レオロジーの測定を行い、測定された血液レオロジーが所定の値になったら被験者に知らせることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１５】
前記血管を流れる血液の血流速を検出する手段が設けられた測定部付近における生体内部あるいは生体表面の温度を上昇させる温度上昇部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１６】
前記血管を流れる血液の血流速を検出する手段は、生体表面に接触する保持構造によって保持されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１７】
前記保持構造は、断熱性を有する部材を具備することを特徴とする請求項１６に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１８】
前記保持構造は、弾力性を有する部材を具備することを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１９】
前記血管を流れる血液の血流速を検出する手段は、指先の毛細血管での血流速度変化を測定することを特徴とする請求項１または請求項３または請求項５に記載の血液レオロジー測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に血液のサラサラ／ドロドロ度と称される流動性を表す血液レオロジー測定装置にかかわり、特に動脈を流れる血流量を測定し、人体組織の活動の基になる微小循環血流量を見極め、健康の評価、疾患の診断、薬品の効果の評価等を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の健康の評価、疾患の診断、人体への薬品の効果の評価、食品の健全性・機能性の評価等を行うために、血液レオロジーを計測して、その結果から前記の評価や診断を行っていくことが従来から行われている。従来の技術としては、専門雑誌「食品研究成果情報，NO.11 1999年発行」に菊池佑二氏が「毛細血管モデルを用いた全血流動性の測定」というタイトルで発表した方法、すなわち被検者から血液を採取し、リソグラフィックな手法で製作されたマイクロチャネルアレイを用いて、定圧下の血流の通過時間から血液レオロジーを計測する方法が知られている。
【０００３】
その方法は、先ず、被検者の肘部をアルコール綿で消毒後、採血前に１ｍｌディスポシリンジと２３Ｇディスポ注射針を用いて抗凝固剤としてヘパリン溶液を５％量になるように入れておいた真空採血管を用いて、肘静脈から採血を行う。次に、シリコンチップを用いて作製された毛細血管モデル(マイクロチャネルアレイシリコンチップ)のマイクロチャネルが幅７μｍ、長さ３０μｍ、深さ4.5μｍの大きさで8736本並列に並んでいるものを用意し、蒸留水、エタノール、液体中性洗剤（商標名：ママレモン）の適当量の混合液(目安１:１:0.3)中で超音波洗浄した後、血液レオロジー測定装置（ＭＣ−ＦＡＮ）にセットする。そして、装置内の試料用シリンダーを蒸留水で洗浄した後、生理食塩水に置換し、この生理食塩水１００μｌを用いてマイクロチャネルアレイ通過時間を２０ｃｍ水柱差で測定する。
【０００４】
生理食塩水を測定した後、血液の測定を行う。先ず、１ｍｌディスポシリンジに２３Ｇのディスポ針を付け、さらに針先にポリエチレンチューブを１０ｃｍ程度付けたものを用いて血液試料を２００〜３００μｌ取り、ポリエチレンチューブの先端をシリンダーの底まで入れて、残った生理食塩水を押し上げるように血液試料を注入する。そして、シリンダー上端開口部からポリエチレンチューブを用いて血液を抜き取りながら１００μｌになるように調節し、生理食塩水の場合と同様に血液１００μｌのマイクロチャネルアレイ通過時間を２０ｃｍ水柱差で測定する。
【０００５】
このようにして、求めた生理食塩水と採血液のマイクロチャネルアレイ通過時間について、採血液の通過時間を生理食塩水の通過時間で補正を行って、その時間を全血通過時間として、血液レオロジーの指標としている。例えば、全血通過時間が短いと、血液レオロジーが低いため、毛細血管を血流が抵抗無く流れる。すなわち、人体組織の活動の基になる微小循環血流量が多くなるので、健康な体であることの証明になりうる。
【０００６】
しかしながら、従来のようなマイクロチャネルアレイを用いた血液レオロジー測定法では、どうしても被検者から血液を採取するために、注射針を用いて肘部に針を刺し、採血を行わなければならない。従って、食品成分の血液レオロジーへの影響をみるためのinvivo試験を行うとしても、同じ人から１日何回も血液採取を行うことができず、連続試験が困難であるという問題がある。また、医療機関を離れて個人が自宅等で自ら採血をして血液レオロジー測定を行おうとしても、従来例のようなマイクロチャネルアレイを用いた一方法では、自宅に機器を置くこともできず、適切な処理もできないため、医療機関でしか測定ができないという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、血液レオロジー測定を行うときに、被験者から採血すること無しに血液レオロジー情報を簡便に計測できる非侵襲型血液レオロジー測定装置であって、しかも小型で形態可能な装置を提供し、被検者に負担をかけないで医療機関以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー計測を可能にする手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の血液レオロジー測定装置は、皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血流速をドップラシフト信号として非侵襲的に検出する手段と、該手段によって検出された血流速値の時間的変化から血液レオロジーを解析する手段とからなる構成を基本とするものであり、小型で携帯が可能かつ被検者に負担をかけないで医療機関以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー計測を可能にする。
【０００９】
そこで、本発明の血液レオロジー測定装置においては、生体表面から生体内部の血液循環に関する情報を測定する測定部、前記測定部から検出された信号を処理する信号処理部を有し、前記信号処理結果として血液レオロジーに関する情報を提供することとした。
【００１０】
また、前記測定部、前記信号処理部を一体、あるいは別個に身体に携帯可能とし、連続あるいは日常的に血液レオロジーに関する情報を測定可能とした。また、測定部によって測定される前記血液循環に関する情報は血流によるドップラ効果に基づく血流速度変化とした。また前記測定部は、超音波を送信、受信する超音波センサとした。
【００１１】
さらに、前記測定部は、脈波に関する情報を検出するセンサとする構成や、
測定データの補正のために被測定者の性別などの個人情報を入力する入力装置を有する構成とした。
【００１２】
前記信号処理結果として、被測定者の血液レオロジー測定結果をもとに、
被測定者に適した生活習慣に関する情報を被験者に知らせたり、測定された前記血液レオロジーに関する情報を蓄積するデータ保存部を有し、被測定者の日々の血液レオロジー情報を保存することを可能とした。
【００１３】
さらに前記測定部は、血圧計、あるいは脈拍計に組み込まれ、血圧測定、あるいは脈拍測定に利用することが出来る構成とした。
【００１４】
また被測定者の日々の食生活情報を入力する入力手段を有し、前記血液レオロジーに関する情報から、被測定者の食生活が被測定者に適しているか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段による判定結果を被測定者に知らせることも可能とした。
【００１５】
また、測定される血液レオロジーに関する情報の補正のために、
生体表面に接し、前記測定部付近における生体内部あるいは表面の温度を測定する温度測定部を有する構成としたり、前記測定部は、測定時に発熱し、測定部位の温度を上昇させることとした。
【００１６】
また、前記測定部は、前記測定部を生体表面に接触させて保持可能な保持部によって保持されている構成や、前記測定部及び前記温度測定部が、外気からは遮断されている構成としたり、前記保持部が断熱性を有する部材、ゴムなどの弾力性を有する部材とした。また、保持部の形状を指輪形状としたり、マウスの形状とした。
【００１７】
さらに、血流速値の時間的変化からの血液レオロジー解析には、▲１▼脈拍１拍分の最大血流速度を利用するもの、▲２▼脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の積分値で割って行うもの、▲３▼血流に反射して返ってくるドップラシフト強度波形を得、該ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度（ヒストグラム）を求め、該ヒストグラムにおいてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数又は該ヒストグラムにおいて低周波成分からの積分値が全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出し、該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）を得て、血液レオロジー解析は該周波数波形における最高周波数に基づいて行うもの、▲４▼血液レオロジー解析は前記周波数波形の１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積値で行うものである。
【００１８】
また、血管を流れる血流速を非侵襲的に検出する手段は、指部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用したもの、指先部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用したものを含むものである。
【００１９】
更に本発明は、▲１▼血流を検出する血管部の温度を検出する手段による検出温度値により血管の膨張収縮に基づく血流速の変化分を演算補償する手段とを備え、▲２▼血圧測定手段による検出血圧値で割ることにより血圧に基づく変化分を演算補償する手段とを備えることで補償機能を備えた血液レオロジー測定装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
血液レオロジーすなわち血液の流動性は血液の粘性と密接な関係に有り、血流速度変化が大きければ、血液の粘度が低い状態であるといえる。従来の測定法は所定量の血液が所定水柱圧差でマイクロチャネルアレイ通過する時間で測定し、基準となる生理的食塩水との比較をするものであって、これは基本的に粘性測定である。血液がサラサラであれば血液は血管内をよく流れるはずであり、心臓のポンプ作用において送圧力が作用してないタイミングでも血流は持続されるものと推察される。本発明の血液レオロジー測定装置の測定原理は、脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間変化の形が、血液のレオロジーと相関関係があるとの知見に基づくものであり、この脈拍拍動時にあらわれる血流速度変化から血液レオロジーを求めるものである。
【００２１】
そして、本発明の血液レオロジー測定装置は、皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血流速をドップラシフト信号として非侵襲的に検出する手段と、該手段によって検出された血流速値の時間的変化から血液レオロジーを解析する手段とを基本構成とするものである。皮膚面から体内に向けて放射される定周波数の波動信号は体内物質に反射されて返ってくる。この反射波動信号を受信してその中に含まれている血管を流れる血流速を検出するのであるが、反射物質は血管内の血流に特定されるものではない。血管内の血流であれば速度成分を持って移動しているのでその反射波は波動の周波数がドップラ効果によってシフトされるが、骨や血管といった速度成分を持たない静止物質の場合には定周波数のまま反射されて返ってくる。
【００２２】
また、速度成分をもつ物質としては着目している血管内の血液に限らず多様な方向を向いている毛細管内の血液やリンパ液など多種多様な物質が存在しそれらからの反射波が受信波には重畳されている。発信側の周波数と同じ成分は静止物質からの反射であるからこれは容易に除去できる。本発明において検出したい物理量は着目している血管内の血流速であるが、血管内の血液の流れの平均流速は一般に最も周波数成分としてレベルの高い信号が対応することで、その成分を抽出する。この血流速検出には従来の超音波血流計の技術がそのまま適用できる。なお、血流速検出に用いる波動には超音波が使用されるのが一般的であるが、レーザ等他の波動を用いることも可能である。また、脈波波形も血液循環動態を表す指標のひとつであり、脈波波形の立ち上がり速度を測定したり、また血管径の変化速度を測定することでも血液レオロジーとの相関を得ることが出来ると考えられる。
【００２３】
次に本発明において検出された血流速値の時間的変化から血液レオロジーを解析する手法について説明する。図１に血流速度の脈拍拍動に伴う時間変化のグラフを示した。血液レオロジーの特徴成分として、本発明者は最大血流速度Ｖxを利用することで血液レオロジーとの相関関係が確認できたが、また脈拍速度波形に対するＶxの比Ｖnにおいても血液レオロジーと相関関係にあるとの知見を得た。Ｖnは最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積分値：図中の模様部分）で割ることによりこれを算出する。これが本発明における血液レオロジーを解析する第１の手法である。
【００２４】
Ｖn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積分値)‥‥‥‥（１）
ここで、Ｃは補正係数である。本発明の装置はｉｎ−ｖｉｖｏ測定であり、計測される血流速は血液レオロジーのみに依存するものでは無く血管の太さや壁質、血圧といった条件にも依存するものであるため、該血流速情報は血液レオロジーの相対測定ができるものの絶対測定が出来ない。そこで、生理食塩水等の基準との比較による絶対測定ができる従来方法と本発明の方法による測定を並行する校正を実行して絶対値と対応させる補正量を得ておくことが本発明の測定の前提として必要となる。なお、式１のような補正せずに最大血流速度Ｖxを利用することでも血液レオロジーとの相関関係があることが確認されている。
【００２５】
次に、本発明における血液レオロジーを解析する第２の手法を説明する。体表に近接位置している動脈に対峙させ超音波入射部と超音波検出部が対となっている超音波センサを配置し、超音波入射部の超音波発信器を9.6ＭＨz程度の一定周波数で励振し超音波を動脈に向けて放射する。超音波検出部では体内で反射されて返ってきた超音波信号を超音波受波器によって受信する。この受信信号には前述したように体内の様々な部分で反射してきた超音波が含まれており、反射物が静止したものであれば反射波の周波数は入射波の周波数と変化は無く、移動物であれば移動量に応じた周波数シフト（ドップラシフト）を受けて反射されてくる。受信信号の中からこのドップラシフトの強度を抽出し、その時間的経過を取得する。図２の波形図がそれであり、これをドップラシフト強度波形と呼ぶ。入力波形周波数の1/5000以上のサンプリングレートを用いてドップラシフト強度波形を測定する。
【００２６】
具体的には、ドップラシフト強度波形を求めるときに、入力波形周波数が9.6ＭＨzのときは、サンプリングレートを1.92ｋＨz以上にする。これは1.92ｋＨz以下だとドップラシフト強度波形から周波数波形を再現することができないためである。入力波形周波数が9.6ＭＨzのときに、1.92ｋＨz以上でサンプリングしたドップラシフト強度波形は、最低0.96ｋＨz以下のドップラシフト強度の強度変化の周波数成分が測定できている。この周波数成分から周波数波形を求めればドロドロ値のレオロジーを求めることができる。本発明ではこのドップラシフト強度信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することにより、周期性を示す周波数の強度分布（ヒストグラム）を求める。
【００２７】
周波数波形を解析するためには、遅くとも250ｍｓ毎(８Ｈz)のデータが必要である。これは、心拍数の最大値を240拍（運動時の心拍数に対応）と仮定したときのレートであり、通常は、23.22ｍｓ毎のデータを用いて周波数の時間変化解析を行っている。これは250ｍｓに対して十分速いレートである。また、ドップラシフト強度波形を求めるサンプリングレートとＦＦＴを行うときに用いるサンプリングデータの個数の関係は、測定している人の脈拍数と密接な関係があり、例えば、60拍の脈拍を打っている人を測定する場合を考えると、ドップラシフト強度波形が再現できる限界のサンプリング周波数(1.92kHz)を用いる場合、ＦＦＴの個数を1000個以下にしないと脈拍に応じた周波数波形を得ることができない。また、脈拍の最高感度を90拍、120拍と上げていくと、ＦＦＴの個数は600個、500個と減らさないと、脈拍に応じた周波数波形を得ることができない。この関係を示したグラフが図３である。ＦＦＴの個数を256個程度にしておけば、脈拍が上がろうが、サンプリングレートが上がろうが、ほとんど関係無いことが確かめられたので一般にはＦＦＴの個数を256個程度とすることにした。
【００２８】
本発明では周波数成分から周波数波形を求める方法として、次の二つの方法を採用した。その１つがしきい値指定方法であり、もう１つが割合比較方法である。まず、しきい値指定方法であるが、その手順は
▲１▼  周波数成分を求めるためにドップラシフト強度信号のＦＦＴを行う。
▲２▼  ＦＦＴにより算出された周波数のパワースペクトル値をあるしきい値と比較する。
▲３▼  しきい値より大きいパワースペクトル値を持つ周波数を抽出する。
▲４▼  抽出した周波数の中で最も高い周波数を、周波数波形を作る周波数成分として選ぶ。この最も高い周波数は体内反射物質の内で最も移動速度の速いものからの反射波であり、これは筋肉等の動きである場合もあるが一般には着目する動脈内を流れる血流速に対応するものと解することができる。
▲５▼  各時点のドップラシフト強度信号に対してステップ▲１▼〜▲４▼の作業を繰り返すことにより、周波数波形を作成する。ここで、周波数波形の時間分解能は、ドップラシフト強度波形のサンプリングレートとＦＦＴ個数の積になる。
【００２９】
このようにして得られた周波数波形が図４である。一般には、10000をしきい値として周波数波形を作成するようにしている。この波形は血流速情報から得られる脈拍波形（図１参照）と類似したものとなっている。
【００３０】
次にもう１つの周波数成分から周波数波形を求める方法、割合比較方法であるが、その手順は
▲１▼  周波数成分を求めるためにドップラシフト強度波形のＦＦＴを行う。
▲２▼  ＦＦＴにより算出された周波数のパワースペクトル値の合計を求める。
▲３▼  低い周波数のパワースペクトル値から順に、パワースペクトル値を足していく。
▲４▼  足したものをパワースペクトル値の合計で割って、割合を出す。
▲５▼  この割合をある設定した割合と比較する。
▲６▼  比較した結果、この割合が設定した割合よりも大きくなったときに足し込んだパワースペクトル値を持つ周波数を、周波数波形を作る周波数成分として選ぶ。
▲７▼  各時点のドップラシフト強度信号に対してステップ▲１▼〜▲６▼の作業を繰り返すことにより、周波数波形を作成する。ここで、周波数波形の時間分解能は、ドップラシフト強度波形のサンプリングレートとＦＦＴ個数の積になる。
【００３１】
このような手順によって図４と同様の周波数波形が得られる。この方法はしきい値指定方法が高周波ノイズの影響を受け易いことに鑑みて試みられた方法であり、高周波ノイズを除去するために高周波域を捨てるようにしたものである。ここでの割合設定値に絶対的な意味はなく、一般には、80％（0.8）を割合設定値として周波数波形を作成している。この方法による周波数波形は高周波ノイズの影響を受け難い反面、精度的にはしきい値指定方法に劣るので、高周波ノイズについては非現実的な高周波成分を拾わないように対処することでしきい値指定方法を採用するのがよい。
【００３２】
本発明における血液レオロジーを解析する第２の手法は、図５のＡに示すように、得られた周波数波形における最高周波数を特定し、これを用いてレオロジーを求めるようにするものである。これは血液がサラサラであれば血流は流れ易く最高血流速度は高くなるとの予測に基いている。一般には３拍分程度の最高周波数値の平均を採るようにするが、図４に示したように周波数波形が低周波成分を含み脈拍毎の最高周波数が変動することがある。最高周波数が脈拍毎にシフトするようなときは長い脈拍周期でサンプルを採るようにしてするとよい。
【００３３】
本発明における血液レオロジーを解析する第３の手法は、周波数波形から１拍の脈拍波形を採りその面積値を出しそれによってレオロジーを求めるようにするものである。これは血液がサラサラであれば心臓のポンプ作用で送圧力がかかってないタイミングでも血液は慣性力でそれなりに流れることが予測されることから、１拍分の積分値も多くなるであろうとの予測に基づく。ただし、０に近い低流速情報には静脈等の他の速度情報が少なからず含まれていることも予測されるため、本発明では図５のＢに示すように、１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積を算出させるようにした。
【００３４】
本発明の血液レオロジー測定は体内での実際の血管内の血流情報に基づくものであるため、その検出血流信号は体温に基づく血管の膨張収縮や血圧の影響を受けて変動する。すなわち、体温が上昇すれば血管は膨張して太くなり血液は流れ易くなって血流速は高くなるが、これは血液レオロジーとは無関係の要素である。また、血圧値が変動するということは流路に作用するポンプ圧が変わることに相当しそれに応じて流量（血流速）が変動する。これも血液レオロジーとは無関係の要素に基づく血流変動である。そこで、本発明ではそれらの値を別途検出してそれに基づく変動分を補償する構成を採用するようにした。
【００３５】
【実施例１】
以下、添付図面を参照して、本発明の１実施例に係る血液レオロジー測定装置について説明する。これは図１に示した最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積分値）で割ることにより算出する本発明における第１の血液レオロジー解析手法によるものである。図６は、本実施例に使用する血液レオロジー測定装置の実施例の外観上の構成を示す図である。図６−Ａに示すように、血液レオロジー測定装置は、指輪部１、信号処理部２の２つに分けられて構成されている。図６−Ｂは実施例１について、図６−Ａ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。図６−Ｂに示すように、指輪部１の内側に超音波センサ部３が存在する。図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪内部の透過図を図７に示す。超音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指６の腹の部分に取りつけられている。そして、指６の中にある動脈５は指６の腹部の両脇を通って指先に伸びているので、この動脈の血液の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部32は動脈を狙って、正確に超音波が入射できるように図６−Ｂに示すように指６の腹の中心から左にずれた部分に取りつけられている。これによって、確実に動脈からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。実施例１では左にずれて取りつけているが、右側の動脈を狙って、右にずれて取りつけても効果は同じである。
【００３６】
実施例１の血液レオロジー測定装置は指輪部１を指６に装着し、信号処理部２を腕に装着しておくことにより、常時携帯が可能である。また、信号処理部２も指輪部１と同様に指６に装着してもよい。信号処理部２と、指輪部１に設置された超音波入射部31と超音波検出部32は、導線により接続されており、この導線を介して信号処理部２から駆動用量圧信号が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理部２に入力される。
【００３７】
実施例１の血液レオロジー測定装置の信号処理部２の内部構成と、信号処理部２と指輪部１内部の超音波センサ部３の接続状態を示すブロック図を図８に示す。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成されている。実施例１の駆動部21は超音波入射部31に設置されたＰＺＴを振動させ、超音波を動脈５に向けて入射するための駆動電圧を送信する。受信部22は超音波検出部32に設置されたＰＺＴが超音波を受信した時に発生する電圧を受信する。
【００３８】
信号演算部23は、内部に備えた記憶領域(図示省略)に記憶されている処理プログラムを実行することによって、血液レオロジーの測定に関する各種処理を実行し、その処理結果を出力部24に出力する。また、信号演算部23は、超音波入射部31から発せられた超音波の周波数と、超音波検出部32で受信された超音波の周波数を比較する事により、血流のドップラ効果を算出する。そして、周波数の変化より動脈６を流れる血流速度算出し、その速度の時間変化を求める。さらに、脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間変化の形が、血液のレオロジーと相関関係があり、この脈拍拍動時にあらわれる血流速度変化から血液レオロジーを求めている。例えば、血流変化が大きければ、血液の粘度が低い状態であるといえる。
【００３９】
次に、本実施例の血液レオロジー計測方法について説明する。図１に血流速度の脈拍拍動に伴う時間変化のグラフを示した。血液レオロジーの特徴成分として、最大血流速度Ｖｘがあげられる。次式に示すように補正係数Ｃ１を用いて最大血流速度Ｖｘを補正し、Ｖ１とする。
【００４０】
Ｖｌ  ＝  Ｃ１×Ｖｘ
最大血流速度Ｖｘとマイクロチャネルアレイを用いて求めた全血通過時間が６０ｓｅｃの血液レオロジーを持つ人に対して、本発明の血液レオロジー計測方法を適用し脈拍速度波形を求め、Ｖ１が６０になるように補正係数Ｃ１を求めた場合、同じ人の全血通過時間が３５ｓｅｃに変化したとき、先に求めたＣ１を用いて式１からＶｌを求めると、３５の値を示した。
【００４１】
また、脈拍速度波形に対する最大血流速度Ｖxの比Ｖnが血液レオロジーと相関関係にあり、Ｖnは最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値で割ることにより算出する。即ち、式１に従うものとして算出する。式１は前記のように  Ｖn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積分値)である。
【００４２】
因みに従来方法のマイクロチャネルアレイを用いて求めた全血通過時間が60secの血液レオロジーを持つ人に対して、本実施例の血液レオロジー計測方法を適用し脈拍速度波形を求め、式１のＶnが60になるように補正係数Ｃを求めた場合、同じ人の全血通過時間が35secに変化したとき、先に求めたＣを用いて式１からＶnを求めたところ、±８％の誤差で35の値を示した。Ｖ１でもＶｎでも血液レオロジーとの相関を見出すことができたため、どちらの手法で解析を行っても良い。
【００４３】
【実施例２】
本発明の実施例２は先の実施例１に体温補償手段を備えるようにしたものである。本血液レオロジー測定装置を指に嵌めた形態は図６と同様である。また、図９は、図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪部１の透過図を示したものである。実施例２の血液レオロジー測定装置は、実施例１と同様に、指輪部１、信号処理部２の２つに分けられて構成されており、図９に示すように、指輪部１の内側に超音波センサ部３と温度センサ７が存在する。また、温度センサ７も、動脈５付近の温度を測定するため、超音波センサ部と同様に、指６の腹の中心から左にずれた部分に取りつけられている。これによって、確実に動脈からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。実施例２では左にずれて取りつけているが、右側の動脈を狙って、右にずれて取りつけても効果は同じである。
【００４４】
実施例２の血液レオロジー測定装置は指輪部１を指６に装着し、信号処理部２を腕に装着することにより、常時携帯が可能である。また、信号処理部２も指輪部１と同様に指６に装着してもよい。信号処理部２と、指輪部１に設置された超音波入射部31と超音波検出部32、及び温度センサ部７は、導線により接続されている。この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理部２に入力される。また、この導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部２に出力される。
【００４５】
実施例２の血液レオロジー測定装置の信号処理部２の内部構成と、信号処理部２と指輪部１内部の超音波センサ部３、及び温度センサ７の接続状態を示すブロック図を図10に示す。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24、温度受信部25によって概略構成されている。実施例１との差異は温度センサ７と温度受信部25が増設され、信号演算部23における演算処理で温度補償演算がなされる点であり、この実施例では血流速度を算出するときに、温度受信部25が受信した指部６の動脈５付近の温度を用いて、血流速度を補正する。指部６の動脈５は温度変化に敏感であり、低温になると動脈が収縮し、血流速度が下がるため、温度センサによる体温情報に基き血管の膨張収縮に起因する血流変化分を補償することでより正確に血流レオロジーに対応した情報を得ることができる。
【００４６】
この実施例２に示したように、血流速度を算出するときに温度を測定し、その温度で血流速度を補正して算出することにより、そこから求められる脈拍速度波形を用いて補正係数Ｃを決定した場合、Ｖnを求める計算において、±５％の誤差で血液レオロジーを求めることができた。温度補償を行わない実施例１のものが±８％の誤差であったのと比較して３％の精度の向上を確認できた。
また、一般的に、温度が低い状態では血管が収縮し、抹消への血液の流れが極端に悪くなる。逆に暖めると、一定の循環状態が形成されるようになる。体温（３６℃）前後まで暖めれば、温度の影響は受けにくいと考えられる。そのため、発熱体を測定部位付近に設けることで測定部位周辺の血管を膨張させると、再現性よく、正確に血流変化を測定することが可能となり、ひいては血液レオロジーに関する情報を正確に評価することが可能となる。
【００４７】
発熱体として、ヒーターなどを使用することもできるし、測定部として超音波を送信するためにPZTなどの圧電素子を使用している場合には、圧電素子自体が発熱するために、これを利用することも可能である。
さらに、正確に温度を測定する、あるいは発熱体の熱を効果的に伝達させるためには、指輪部１が熱を伝えにくい材質であることが望ましく、セラミックスなどが適している。また、一般的に脈拍数が上昇すると血流速度も上昇するため、脈拍数が平常時より大きく上昇した場合などに、脈拍数を測定し、この脈拍数によって補正（たとえば血流速度を脈拍数で割る等）することでさらに測定精度を向上させることも可能である。脈拍数は、各脈拍ごとに図１における血流速度のピークの時間的間隔を測定し、その逆数とすることで測定可能である。
【００４８】
【実施例３】
図11は、本発明の第３の実施例である血液レオロジー測定装置の外観上の構成を示す図である。この実施例は図１に示した最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積分値）で割ることにより算出する本発明における第１の血液レオロジー解析手法によるものである点では先の実施例１と同様であるが、基本的に血流計測位置が指の第１関節より先の指先部分である点で相違する。図11に示すように、血液レオロジー測定装置は、マウス型血液レオロジー測定装置11に信号処理部２が内蔵される構成である。
【００４９】
図12は実施例３について、図11上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。図12に示すように、マウス型血液レオロジー測定装置11の上部に超音波センサ部３が存在する。超音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹の部分に当るように、取りつけられている。そして、指先61の中にある動脈５は指先61の腹部を通っているので、この動脈５の血液の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部32は(毛細動脈を含む)動脈５を狙って、正確に超音波が入射できるように図12に示すように指先61の腹の中心部分に取りつけられている。
【００５０】
また、図13は、図11上のＢ−Ｂ’断面を図示したものである。図13に示すように、指先61の腹の中心部が超音波センサ部３に来るようにくぼみをつけている。これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。実施例３では装置の形態をマウス型としたが、これに限らず指で握れるものならば、実施例３のように指先に当接する位置にセンサを設置することによって、血液レオロジー測定装置にすることができる。
【００５１】
実施例３の血液レオロジー測定装置は信号処理部２がマウス型血液レオロジー測定装置11に内蔵されているため、携帯が可能である。信号処理部２と、マウス型血液レオロジー測定装置11に設置された超音波入射部31と超音波検出部32は、導線により接続されており、この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理部２に入力される。
【００５２】
実施例３の血液レオロジー測定装置の信号処理部２の内部構成と、マウス型血液レオロジー測定装置11内部の信号処理部２と超音波センサ部３の接続状態を示すブロック図は実施例１の図８と基本的に同じである。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成されている。実施例３の駆動部21は超音波入射部31に設置されたＰＺＴを振動させ、超音波を動脈５に向けて入射するための駆動電圧を送信する。受信部22は超音波検出部32に設置されたＰＺＴが超音波を受信した時に発生する電圧を受信する。信号演算部23は、内部に備えた記憶領域(図示省略)に記憶されている処理プログラムを実行することによって、血液レオロジーの測定に関する各種処理を実行し、その処理結果を出力部24に出力する。
【００５３】
また、信号演算部23は、超音波入射部31から発せられた超音波の周波数と、超音波検出部32で受信された超音波の周波数を比較する事により、血流のドップラ効果を算出する。そして、周波数の変化より動脈５を流れる血流速度を算出し、その速度の時間変化を求める。さらに、脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間変化の形が、血液のレオロジーと相関関係があり、この脈拍拍動時にあらわれる血流速度変化から血液レオロジーを求めている。
【００５４】
本実施例の血液レオロジー計測方法であるが、これも式１に従うものとして算出する。脈拍速度波形に対する最大血流速度Ｖxの比Ｖnが血液レオロジーと相関関係にあり、Ｖnは最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値で割ることにより算出する。式１は前記のように  Ｖn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積分値)である。因みに従来方法のマイクロチャネルアレイを用いて求めた全血通過時間が60secの血液レオロジーを持つ人に対して、本実施例の血液レオロジー計測方法を適用し脈拍速度波形を求め、式１のＶnが60になるように補正係数Ｃを求めた場合、同じ人の全血通過時間が35secに変化したとき、先に求めたＣを用いて式１からＶnを求めたところ、±８％の誤差で35の値を示した。
【００５５】
また、Ｖ１＝Ｃ×Ｖｘとしても一定の相関関係が確認されたため、どちらの手法で解析しても良い。
【００５６】
【実施例４】
図14は、本発明の第４の実施例のマウス型血液レオロジー測定装置11の断面図を示す図である。この実施例４の血液レオロジー測定装置は、実施例３と同様に、マウス型血液レオロジー測定装置11に信号処理部２が内蔵されている構成であるが、図14に示すように、マウス型血液レオロジー測定装置11の内側に超音波センサ部３と温度センサ７が設置され、体温補償手段を備えるようにしたものである。また、実施例３と同様に、超音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹の部分に当るように、取りつけられている。そして、指先61の中にある動脈５は指先61の腹部を通っているので、この動脈の血液の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部32は動脈５を狙って、正確に超音波が入射できるように図14に示すように指先61の腹の中心部分に取りつけられている。そして、温度センサ７も、動脈５付近の温度を測定するため、超音波センサ部３と同様に、指先61の腹の中心部分に取りつけられている。これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。
【００５７】
温度センサ部７は、信号処理部２と、マウス型血液レオロジー測定装置11に設置された超音波入射部31と超音波検出部32と同様導線により接続されている。この導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部２に出力される。
【００５８】
実施例４の血液レオロジー測定装置の信号処理部２の内部構成と、マウス型血液レオロジー測定装置11内部の信号処理部２と超音波センサ部３の接続状態を示すブロック図は実施例２の図10と基本的に同じである。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成されている。実施例３との差異は温度センサ７と温度受信部25が増設され、信号演算部23における演算処理で温度補償演算がなされる点であり、この実施例では血流速度を算出するときに、温度受信部25が受信した指部６の動脈５付近の温度を用いて、血流速度を補正する。指部６の動脈５は温度変化に敏感であり、低温になると動脈が収縮し、血流速度が下がるため、温度センサによる体温情報に基き血管の膨張収縮に起因する血流変化分を補償することでより正確に血流レオロジーに対応した情報を得ることができる点は実施例２と同様である。
【００５９】
この実施例４によって血流速度を算出するときに温度を測定し、その温度で血流速度を補正して算出することにより、そこから求められる脈拍速度波形を用いて補正係数Ｃを決定した場合、Ｖnを求める計算において、±４％の誤差で血液レオロジーを求めることができた。温度補償を行わない実施例３のものが±８％の誤差であったのと比較して４％の精度の向上を確認できた。
【００６０】
【実施例５】
図15−Ａは、本発明の第５実施例である腕時計型血液レオロジー測定装置12の外観図、図15−Ｂは腕時計型血液レオロジー測定装置12の測定状態を示す図である。図16は図15−Ｂ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【００６１】
実施例５の血液レオロジー測定装置は、腕時計型血液レオロジー測定装置12に信号処理部２（図示せず）が内蔵されている構成である。また、図16に示すように、腕時計内側に超音波センサ部３と温度センサ７が存在する。また、実施例４と同様に、超音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹の部分に当るように、取りつけられている。そして、指先61の中にある動脈５は指先５の腹部を通っているので、この動脈５の血液の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部32は動脈５を狙って、正確に超音波が入射できるように指先61の腹の中心部分に当るように、取りつけられている。そして、温度センサ７も、動脈５付近の温度を測定するため、超音波センサ部３と同様に、指先61の腹の中心部分に取りつけられている。これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。
【００６２】
温度センサ７は図16に示すように、超音波センサ部３より指先ではなく、手のひら側にある。これは、温度センサ７が超音波センサ部３より、より指先の方に設置すると、指先が当らずに、正確な温度が測れないことがおこるためである。
【００６３】
実施例５の血液レオロジー測定装置は、信号処理部２が腕時計型血液レオロジー測定装置12に内蔵されているため、常時携帯が可能である。信号処理部２と、腕時計型血液レオロジー測定装置12に設置された超音波入射部31と超音波検出部32、及び温度センサ部７は、導線により接続されている。この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理部２に入力される。また、この導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部２に出力される。出力は腕時計の表示画面に出力することができる。
【００６４】
実施例５の腕時計血液レオロジー測定装置12の信号処理部の内部構成と、腕時計型血液レオロジー測定装置12内部の信号処理部２、超音波センサ部３、及び温度センサ７の接続状態を示すブロック図は基本的に図10と同じである。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24、温度受信部25によって概略構成されている。
【００６５】
本実施例の血液レオロジー計測方法が式１に従うものとして算出されるものである点、体温検出値に基づく温度補償が行われる点は実施例２、実施例４のものと同様である。
【００６６】
【実施例６】
図17は、本発明の第６の実施例である血液レオロジー測定装置の指サック型血液レオロジー測定装置13の外観の構成図を、図18は図17上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。この実施例６の血液レオロジー測定装置は、指サック型血液レオロジー測定装置13と信号処理部２に分けられて構成されている。図18に示すように、指サック型血液レオロジー測定装置13の内側に超音波センサ部３と温度センサ７が存在する。
【００６７】
実施例４と同様に、超音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹の部分に当るように、取りつけられている。そして、指先61の中にある動脈５は指先61の腹部を通っているので、この動脈の血液の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部32は動脈５を狙って、正確に超音波が入射できるように指先61の腹の中心部分に当るように、取りつけられている。
【００６８】
そして、温度センサ７も、動脈付近の温度を測定するため、超音波センサ部３と同様に、指先61の腹の中心部分に取りつけられている。これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。
【００６９】
実施例６の血液レオロジー測定装置は、指サック型血液レオロジー測定装置13を指先に装着し、信号処理部２（図示せず）を腕に携帯することにより、常時携帯、常時計測が可能である。また、信号処理部２を指サック型血液レオロジー測定装置13に内蔵することもできる。
【００７０】
信号処理部２と、指サック型血液レオロジー測定装置13に設置された超音波入射部31と超音波検出部32、及び温度センサ部７は、導線により接続されている。この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理部２に入力される。また、この導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部２に出力される。
【００７１】
実施例６の指サック型血液レオロジー測定装置13の信号処理部２の内部構成と、腕時計型血液レオロジー測定装置12内部の信号処理部２、超音波センサ部３、及び温度センサ７の接続状態を示すブロック図は基本的に図10と同様である。
【００７２】
本実施例の血液レオロジー計測方法が式１に従うものとして算出されるものである点、体温検出値に基づく温度補償が行われる点は実施例２、実施例４及び実施例５のものと同様である。
【００７３】
なお、本実施例で説明した指サック型の血液レオロジー測定装置においても、後述する図２５のようなカフ構造を設けて、血圧変化による血流速度変化、ひいては血液レオロジーの変化を補正することが可能である。
【００７４】
【実施例７】
以下に実施例７乃至実施例10について説明するが、これらの実施例に関しては５人の被検者の測定データをとり比較検討を行った。各実施例の説明に入る前に５人の被検者について最高血圧、最低血圧、マイクロチャネルアレイによる全血通過時間計測値を食前と食後に測定した基礎データを表１に示す。
【００７５】
【表１】
0003898047.tif 000002
【００７６】
次に本発明の第７の実施例である血液レオロジー測定装置について説明する。この実施例は血流速検出部として図６、図７に示したような指輪型センサを用い、血液レオロジーの解析法として第２の手法すなわち周波数波形から最高周波数を採用したものである。この実施例７を用いて５人の測定を行い、血液レオロジーを示す最高周波数と該最高周波数を最高血圧値で割り戻した値を得た。これを表２に示す。
【００７７】
【表２】
0003898047.tif 000003
【００７８】
このデータをグラフ表示したものが図19であり、Ａが最高周波数とマイクロチャネルとの対応、Ｂが最高血圧値で割り戻した値とマイクロチャネルとの対応である。この結果を見ると、Ａのグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法のデータ（ドップラシフト強度情報から周波数ヒストグラムを得、更に周波数波形を得てその最高周波数）を採用したこのデータは血圧値の高いＤ氏のデータを除き個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係は線形ではなく破線で示したように二次曲線の関係として把握できる。第１の血液レオロジーの解析法のデータの場合には採血してマイクロチャネルアレイによる測定で個人の補正値Ｃを求めておくことが必要であったのに比べ、本実施例では直接測定が可能であることの意義は大きい。また、Ｂのグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法のデータを血圧値で割り戻したものは血圧値の高いＤ氏のデータを含め、個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係は線形ではなく破線で示したように二次曲線の関係として把握できる。この実施例は血圧による変動分をよく補正していることが分かり、高血圧、低血圧である人については特に有効な補償法であるといえる。
【００７９】
【実施例８】
本発明の第８の実施例である血液レオロジー測定装置は、血流速検出部として図11乃至図13に示したようなマウス型センサを用いて指先動脈の血流速を検出し、血液レオロジーの解析法として第２の手法すなわち周波数波形から最高周波数を採用したものである。この実施例８を用いて５人の測定を行い、血液レオロジーを示す最高周波数と該最高周波数を最高血圧値で割り戻した値を得た。これを表３に示す。
【００８０】
【表３】
0003898047.tif 000004
【００８１】
このデータをグラフ表示したものが図20であり、Ａが最高周波数とマイクロチャネルとの対応、Ｂが最高血圧値で割り戻した最高周波数値とマイクロチャネルとの対応である。この結果を見ると、Ａのグラフから、指先位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法によるデータを採用したものは血圧値の高いＤ氏のデータを除き個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係はこの実施例では線形の関係として把握できる。本実施例では実施例７と同様補正値Ｃを求めておく必要なしに直接測定が可能である。また、Ｂのグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法のデータを採用したこのデータは血圧値の高いＤ氏のデータを含め、個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係は破線で示したように線形の関係として把握できる。この実施例は血圧による変動分をよく補償していることが分かり、この実施例においても血圧値で割り戻す処理は高血圧、低血圧である人について有効な補償法である。
【００８２】
【実施例９】
本発明の第９の実施例である血液レオロジー測定装置は、血流速検出部として図６、図７に示したような指輪型センサを用い、血液レオロジーの解析法として第３の手法すなわち周波数波形から１脈拍分の面積を採用したものである。この実施例９を用いて５人の測定を行い、血液レオロジーを示す１脈拍分の面積と該１脈拍分の面積を最高血圧値で割り戻した値を得た。これを表４に示す。
【００８３】
【表４】
0003898047.tif 000005
【００８４】
このデータをグラフ表示したものが図21であり、Ａが１脈拍分の面積とマイクロチャネルとの対応、Ｂが最高血圧値で割り戻した１脈拍分の面積値とマイクロチャネルとの対応である。この結果を見ると、Ａのグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第３の血液レオロジーの解析法のデータ（ドップラシフト強度情報から周波数ヒストグラムを得、更に周波数波形を得てその１脈拍分の面積）を採用したこのデータは血圧値の高いＤ氏のデータを除き個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係は破線で示したように線形の関係として把握できる。本実施例では個人の補正値Ｃを求めておくことが必要でなく直接測定が可能であることが分かる。また、Ｂのグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第３の血液レオロジーの解析法のデータを血圧値で割り戻したものは血圧値の高いＤ氏のデータを含め、個人差を考慮すること無く、相関関係がとられていることが分かる。その関係はやはり線形の関係として把握できる。この実施例は血圧による変動分をよく補正していることが分かり、高血圧、低血圧である人については特に有効な補償法であるといえる。
【００８５】
【実施例１０】
図２２は指輪部１のうち、指６の腹部と接触する部位を平坦化させ、指６と指輪部１との隙間にシリコンゴムなどの弾性体９０を設けた説明図である。指先の動脈５の位置は図２２における角度θが１０度から８０度程度の位置にあり、指輪部１が完全な円筒形状をしていると、測定部１０１の位置あわせが困難なものとなる。そのため、図２２のような形状とし、指６の腹部があたる部位を特定させ、さらに腹部を基準として測定部１０１を配置しておくことで、測定部１０１を的確に動脈５付近に位置合わせすることが可能となり、測定の再現性、信頼性を向上させることが可能となる。
【００８６】
また、指６と指輪部１には空間が生じにくく、使用時には測定部１０１、温度センサ７が指６の皮膚と密着して外気に触れない状態が望ましい。
このためには、指輪部１をシリコンゴム等の弾性体９０、一定の圧力で締め付けられるような構成にしたり、あるいは指輪部１の内周にシリコンゴム等のシートを貼り付けて皮膚と密着させても良い。
【００８７】
図２３は弾性体９０を別の位置に設け、温度センサ７を設けた場合の図２２の指輪部１をＤ方向からみた透視図である。弾性体９０を測定部１０１及び温度センサ７をはさむように設け、指輪部１を指６に取り付けることで、温度センサ７が外気に触れなくなり、外気の影響を受けにくくすることが可能となり、ひいては血液レオロジーの評価精度を向上させることが可能となる。
【００８８】
弾性体９０の材質としては、生体に接触して使用するため、皮膚のかぶれなどを考慮すると、生体との適合性が良いシリコンゴムなどが適している。
【００８９】
【実施例１１】
図２４は、実施例４の血液レオロジー測定装置に入力部５０を設けた構成を示す説明図である。一般的に、指先の血流速度は性別、血圧値によって差があり、同じレオロジー（全血通過時間）の場合でも女性は男性に比べて遅く、また血圧が高いほど血流速度は速くなる傾向である。この性別、血圧による差を補正することで、前述の血流速度と血液レオロジーの相関が良くなり、本発明の血液レオロジー測定装置の信頼性が向上する。
【００９０】
入力部５０によって、性別、血圧値を入力することによって、最適な補正係数を使用して、より正確な血液レオロジーの測定が可能となる。また、入力部５０によって、被験者の食生活情報（何時何を食べたか、など）を入力することを可能にし、得られた血液レオロジーに関する情報とあわせて、その人の食生活、日常生活（例えば、食前、食後に測定することによって）がその人にとって適当なものであるかを判断することが可能となる。また、入力部は時計型でなくてもよく、携帯電話などの入力部を持った機器からの通信によっても入力することが可能である。
【００９１】
【実施例１２】
図２５は、実施例２の血液レオロジー測定装置の指輪部１の代わりに、指に装着可能なカフ８０の内周に測定部１０１を設けた構成の説明図である。
【００９２】
カフ８０は伸縮可能な袋状をしており、内周８１、及び外周８２からなり、空気層６０を有する。空気層６０はチューブ７１と接続され、図示しない圧力印加部から所定の圧力を空気層６０に加えることが可能である。
【００９３】
一般的に非侵襲の血圧計は、カフによって動脈を加圧し、血流が流れ始めた（コロトコフ音が聞こえ出す）ところの圧力を最高血圧、一定の血流が流れ始める（コロトコフ音が消滅する）圧力が最低血圧とされる。測定部１０１によって血流速度を測定することでこの最高、最低血圧の測定を行うとともに、血液レオロジーの値も測定する。
【００９４】
血圧測定と同時に血液レオロジーを測定、評価することで、そのときの圧力も正確に把握することが可能となり、血圧測定と同時に、血圧の個人差による血液レオロジーの誤差をより正確に補正することが可能となる。
【００９５】
本実施例では血圧計における血圧測定と同時に血液レオロジーを測定したが、図１の波形のピークの時間間隔を測定して脈拍計として使用することも可能である。また、カフは指先に配置して、指先の毛細血管付近の血圧を利用することも可能である。
【００９６】
【実施例１３】
図２６は実施例４の血液レオロジー測定装置において、測定部を指先（図示省略）に設けた構成を示す説明図である。  血液レオロジーが高い（粘性が高い）状態が慢性的に継続すると、動脈硬化など、きわめて危険な健康状態に陥る可能性が高くなる。
【００９７】
そのため、血液レオロジーを常時測定し、血液レオロジーが高い（粘性が高い）状態を保った場合や、血液レオロジーが所定の値以下となった場合には、LEDなどの検知部８５によって使用者に警告を出したり、図２６のように、表示部８４に水分補給、生活改善（睡眠不足など）を促す表示をすることで、上記のような状態を回避することが可能となる。
【００９８】
【実施例１４】
図２７は、実施例４の血液レオロジー測定装置において、測定部を指先（図示省略）に設けた構成を示す説明図である。図２７は日々の血液レオロジーのトレンドを表示部８４に表示した状態の説明図である。血液レオロジーは、睡眠時間、食生活、運動の有無などの日常生活によって変化し、血液レオロジーの変化を見ることで、その人の生活が健康かどうか判断することが可能となり、動脈硬化などの循環器系の病気の予防につなげることができる。
【００９９】
血液レオロジーは日々変化し、一回測定するだけではその人の健康状態を判断することが難しい。そのため、例えば食前の血液レオロジー、食後の血液レオロジーを１週間分測定するなどすると、その人の健康状態の把握がより正確に行うことが可能となる。また、血液レオロジーを改善する食品、例えば納豆、黒酢、トマトジュース、青汁などを継続的に摂取した場合の効果を確認することも可能となる。
【０１００】
図２８は、測定した血液レオロジーの値を、無線を通じて端末に送信し、そのデータをもとに、その人の健康状態を判断し、診断結果を転送する様子を示す説明図である。図２８において、転送先の端末は省略する。８６はアンテナである。  血液レオロジーの値の変化はわずかであったり、測定する時間、体調によって変化するため、測定されたデータを端末に転送し、医師などの専門家がデータから診断して、使用者に生活についてのアドバイス（例えば、血液レオロジーを改善する食品についてのアドバイス、睡眠時間、運動時間についてのアドバイス）を返送することで、健康状態を誤って認識する恐れを回避することができ、より正確にその人の血液レオロジー状態の評価、ひいてはその人の健康状態を評価、診断することが可能となる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明の血液レオロジー測定装置は、皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する手段と、該手段によって検出された血流速値の時間的変化から血液レオロジーを解析する手段とからなるものであるから、装置の小型化が実現できると共に、測定が非侵襲的に行えることから被検者に負担をかけないで医療機関以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー計測を可能とする。
【０１０２】
また、血流速値の時間的変化からの血液レオロジー解析は脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の積分値で割って行うものである本発明の血液レオロジー測定装置は、計測される血流速が血液レオロジーのみに依存するものでは無く血管の太さや壁質、血圧といった条件にも依存するものであるけれど、生理的食塩水等の基準との比較による絶対測定ができる従来方法と本発明の方法による測定を並行する校正を実行して絶対値と対応させる補正量を得ておけば、本装置によって血液レオロジーの絶対測定が可能である。
【０１０３】
皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する手段と、該ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度（ヒストグラム）を求める手段と、該ヒストグラムにおいてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数又は該ヒストグラムにおいて低周波成分からの積分値が全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手段と、該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）を得る手段とを備え、血液レオロジー解析は該周波数波形における最高周波数に基いて行うことを特徴とする血液レオロジー測定装置と、前記周波数波形の１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積値で行うことを特徴とする本発明の血液レオロジー測定装置は、装置の小型化が実現できると共に、測定が非侵襲的に行えることから被検者に負担をかけないで医療機関以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー計測を可能とするだけでなく、従来方法と本発明の方法による測定を並行する校正を実行して絶対値と対応させる補正量を得る必要がなく、本装置によって直接血液レオロジーの絶対測定が可能である。
【０１０４】
血管を流れる血流速を検出する手段として指先部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を、あるいは指部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用した本発明の血液レオロジー測定装置は、測定部位が指であるので血流速測定部を小型化できる。
【０１０５】
また、本発明の血液レオロジー測定装置は、血管部の温度を検出する手段と該手段による検出温度値により血管の膨張収縮に基づく血流速の変化分を演算補償する手段とを備えることにより、精度よく血液レオロジーを測定することができる。
【０１０６】
また、本発明の血液レオロジー測定装置は、血圧測定手段と該手段による検出血圧値で割ることにより血圧に基づく変化分を演算補償する手段とを備えることにより、精度よく血液レオロジーを測定することができる。
【０１０７】
本発明によれば、保持部の構造を、前記指輪を軸方向に直交する面で切断した場合の切断面の上下が識別可能な指輪形状をしており、前記測定部は、前記円筒の軸を中心として、鉛直下方向を０度としたとき、１０度から８０度の位置に配置されている構造にした。これにより、動脈を正確に狙って超音波を入射することかでき、血流速度の測定精度、ひいては血液レオロジーの正確な評価が可能となる。
【０１０８】
また、本発明によれば、血液レオロジーの測定装置に、センサ部をそれらが指に接するように指輪の内周部に組み込み、超音波の信号処理部と共に常時携帯して測定可能としたため、一日の生活中の血液レオロジー変化を連続的な変化として評価することが可能となり、循環器系の疾患（心筋梗塞など）の予防につなげることができる。
【０１０９】
また、本発明によれば、血液レオロジーの測定装置における測定部をカフに組み込むことで、血圧測定と同時に血液レオロジーが測定できるばかりか、得られた血圧値で補正することにより、より精度の高い血液レオロジー情報を提供することが可能となり、循環器系疾患の予防につなげることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の血液レオロジー解析法を説明する図である。
【図２】本発明の超音波受波器が受信した信号のドップラシフト強度波形を示す図である。
【図３】ドップラシフト強度信号を高速フーリエ変換する際のＦＦＴ個数と脈拍最高感度との関係を示すグラフである。
【図４】ドップラシフト強度信号から抽出した本発明の周波数波形を示す図である。
【図５】Ａは周波数波形から抽出する本発明の第２の血液レオロジー解析法を説明する図であり、Ｂは本発明の第３の血液レオロジー解析法を説明する図である。
【図６】本発明の実施例１（実施例２）の説明図で、Ａは指に装着した指輪型血液レオロジー測定装置を示し、ＢはＡ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【図７】本発明の実施例１の説明図で、図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪内部の透過図である。
【図８】実施例１（実施例３，４，５）の血液レオロジー測定装置の信号処理部の内部構成と、信号処理部と指輪部内部の超音波センサ部の接続状態を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例２の説明図で、図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪内部の透過図である。
【図１０】実施例２（実施例４，５，６）の血液レオロジー測定装置の信号処理部の内部構成と、信号処理部と指輪部内部の超音波センサ部、及び温度センサの接続状態を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例３（実施例４）である血液レオロジー測定装置の外観上の構成を示す図である。
【図１２】実施例３について、図11上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【図１３】実施例３について、図11上のＢ−Ｂ’断面を図示したものである。
【図１４】実施例４のマウス型血液レオロジー測定装置の断面図を示す図で、図11上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【図１５】Ａは本発明の第５実施例である腕時計型血液レオロジー測定装置の外観図、Ｂは腕時計型血液レオロジー測定装置の測定状態を示す図である。
【図１６】第５実施例である腕時計型血液レオロジー測定装置の図15−Ｂ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【図１７】本発明の第６の実施例である血液レオロジー測定装置の指サック型血液レオロジー測定装置の外観の構成図である。
【図１８】本発明の第６の実施例の図17上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。
【図１９】本発明の第７の実施例のデータをグラフ表示したものである。
【図２０】本発明の第８の実施例のデータをグラフ表示したものである。
【図２１】本発明の第９の実施例のデータをグラフ表示したものである。
【図２２】本発明の第１０の実施例を図示したものである。
【図２３】本発明の第１０の実施例を図示したものである。
【図２４】本発明の第１１の実施例を図示したものである。
【図２５】本発明の第１２の実施例を図示したものである。
【図２６】本発明の第１３の実施例を図示したものである。
【図２７】本発明の第１４の実施例を図示したものである。
【図２８】本発明の第１５の実施例を図示したものである。
【符号の説明】
１  指輪部
２   信号処理部
３  超音波センサ部
５  動脈
６  指
７  温度センサ
11  マウス型血液レオロジー測定装置
12  腕時計型血液レオロジー測定装置
13  指サック型血液レオロジー測定装置
21  駆動部
22  受信部
23  信号演算部
24  出力部
25  温度受信部
31  超音波入射部
32  超音波検出部
50  入力部
60  空気層
61  指先
71  チューブ
80  カフ
81  内周
82  外周
84  表示部
85  検知部
86  アンテナ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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