(57)【要約】【課題】管内を流れる液体が無色透明な液体であっても流速の測定を可能にする流速測定方法を提供する。【解決手段】管内を流れる液体の流速測定方法であって、管内における液体を上流側と下流側とに分断する気塊を形成する工程と、管内を流れる気塊の位置を管外に設けられた検出手段により検出する工程と、検出された気塊の位置から気塊の移動時間及び移動距離を算出し、管内を流れる液体の流速を算出する工程を備えるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内を流れる液体の流速測定方法であって、
前記管内における液体を上流側と下流側とに分断する気塊を形成する工程と、
前記管内を流れる前記気塊の位置を管外に設けられた検出手段により検出する工程と、
前記検出された気塊の位置から前記気塊の移動時間及び移動距離を算出し、前記管内を流れる液体の流速を算出する工程を備えたことを特徴とする流速測定方法。
【請求項２】
前記管が光透過性を有し、
前記検出手段は、前記管の延長方向に沿って配置され、前記管方向に光を照射する照射部、及び前記管側から反射した光を受光する受光部を有することを特徴とする請求項１記載の流速測定方法。
【請求項３】
前記光の波長が、皮膚を透過可能な波長であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流速測定方法。
【請求項４】
前記気塊が空気により形成され、
前記空気の供給量に基づいて、前記管内に形成される気塊の長さを算出する工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の流速測定方法。
【請求項５】
前記気塊を複数形成し、各気塊毎に検出された境界から各気塊の移動時間を算出し、前記気塊毎に算出した移動時間の平均時間に基づいて流速を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の流速測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流速測定方法に関し、特に、管内を流れる流体の流速の測定に好適な流速測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水頭症の治療の一つに、シャント手術という脳室と腹腔とをシャントチューブと呼ばれる管で結び、脳室内の余剰の脳脊髄液（以下、単に髄液という）を腹腔内に排出することで脳室内の圧力を一定に保つ方法が知られている。シャントチューブの途中には、脳室から腹腔に流れる髄液の流速の調整をするためのシャントバルブが設けられている。シャントバルブは、例えば、特許文献１のように、術後に切開等をすることなく体外から髄液の流速を調整を可能とする調整機構を備え、患者の体形、個々の症状等を勘案し、脳室の圧力が一定となるように医師の経験に基づいて調整される。しかし、実際の髄液の流速がわからないため、各患者における流速が最適となるまで調整を繰り返すことを必要とし、患者の負担となっている。このため、体内に設けられたシャントチューブ内を流れる髄液の流速を、切開等を行うことなく体外から測定することができれば、その調整回数を減らし、患者の負担を軽減させることができる。例えば、非特許文献１には、カテーテル内を流れる血液の流速をＬＤＶ（レーザードップラー流速計）により、測定する技術が開示されている。
しかしながら、非特許文献１の技術では、血液に含まれる赤血球がレーザー光を反射することでＬＤＶによる流速の測定を可能としており、髄液のような無色透明、かつ、レーザー光を反射する赤血球のような大きな細胞の反射体を含まない液体の場合には、流速を計測することができないという問題がある。また、造影剤等の人工的な異物をシャントチューブを流れる髄液に混ぜてＬＤＶにより流速を測定する方法も考えられるが、造影剤にも大きな粒子は含まれず反射率の変化が小さいため流速を正確に測定することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２９６０１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】郷間雅樹、他６名、「小型レーザー血流センサーの開発」、ＰＩＯＮＥＥＲ  Ｒ＆Ｄ  Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１/２０１２、ｐ．３０−３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決すべく、管内を流れる液体の性質を問わず流速の測定を可能にする流速測定方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための流速測定方法の形態として、管内を流れる液体の流速測定方法であって、管内における液体を上流側と下流側とに分断する気塊を形成する工程と、管内を流れる気塊の位置を管外に設けられた検出手段により検出する工程と、検出された気塊の位置から気塊の移動時間及び移動距離を算出し、管内を流れる液体の流速を算出する工程を備えるようにした。
本形態によれば、液体とともに移動するように管内に気塊を設け、検出手段により検出するとともに気塊の移動時間を検出し、この移動時間に対応する気塊の移動距離から液体の流速を算出しているため、液体の反射体の有無に関わらず流速を測定することができる。
また、管が光透過性を有し、検出手段は、管の延長方向に沿って配置され、管方向に光を照射する照射部、及び管側から反射した光を受光する受光部を有する管に向けて光を照射し、該光の反射光を受光する検出手段により気塊の移動時間を検出するようにしたので、管内を移動する気塊を非接触で検出することができる。
また、光の波長が、皮膚を透過可能な波長であるので、皮膚下に埋設された管を流れる液体であっても流速を測定することができる。
また、気塊が空気により形成され、空気の供給量に基づいて、管内に形成される気塊の長さを算出する工程を備えたので、特別な気体を用意することなく、又、気塊の移動距離を検出することなく流速を測定することができる。
また、気塊を複数形成し、各気塊毎に検出された境界から各気塊の移動時間を算出し、気塊毎に算出した移動時間の平均時間に基づいて流速を算出するようにしたので、流速の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】シャント手術後の人体のモデル図である。
【図２】シャントバルブの構成を示す図である。
【図３】流速測定装置の一実施形態を示す図である。
【図４】センサによる気塊の検出を示す図である。
【図５】処理装置の構成を示す図である。
【図６】センサから出力された信号を示す一例である。
【図７】髄液の流速を測定する手順を示す図である。
【図８】流速測定装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】２つのセンサによる２つの気塊の検出位置を示す模式図である。
【図１０】２つのセンサから出力された信号の波形を示す図である。
【図１１】センサの他の実施形態を示す図である。
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、シャント手術後のモデル図（概略図）である。同図に示すように、シャント手術では、頭蓋骨に小さな穴を開け、この穴から頭蓋骨と脳の間の硬膜を開いて脳室２内に脳室側チューブ３の先端を挿入し、その後端をシャントバルブ４の流入側のコネクタに接続する。さらに、腹腔側チューブ６を耳介後ろ、頭部、胸部の皮下を通し、腹膜を小切開して腹腔５内に先端を挿入し、その後端をシャントバルブ４の流出側のコネクタに接続する。そして、シャントバルブ４を頭部の所定の位置に配置する。脳室側チューブ３の先端は脳室２内の髄液溜まりに、腹腔側チューブ６の先端は腹腔５内の腹腔液溜まりにそれぞれ挿入されており、脳室２の髄液ｚ（図３，図４等参照）は、脳室側チューブ３及び腹腔側チューブ６内を満たした状態で腹腔５に流れる。
脳室側チューブ３及び腹腔側チューブ６は、シャントチューブ若しくはカテーテルと呼ばれ、可撓性を有し、外部から液体の流通の有無を視認可能な透明又は半透明の透光性を有する。
【００１０】
図２は、シャントバルブ４の一例を示す図である。シャントバルブ４は、シリコンエラストマからなるバルブ本体１１に、硬化プラスチックからなる基板１２を一体にして構成される。このバルブ本体１１からは、上述の脳室側チューブ３及び腹腔側チューブ６を接続するための円筒状のコネクタ１３，１４が突出する。バルブ本体１１は、脳室側チューブ３のコネクタ１３とコネクタ１４との間において、流入路１５、リザーバ室１６、連絡路１７、流速調整室１８、流出路１９を備える。リザーバ室１６は、流入路１５から流入した髄液ｚを一時的に貯留するように画成される。リザーバ室１６の天井部１６Ａは、外側に向けて膨出するようにドーム状とされる。この天井部１６Ａは、造影剤等を注入する際に注射針を差し込む穿刺部位として機能し、天井部１６Ａをドーム状に形成しておくことにより、術後に皮膚の上から医師が触診した際に、当該部位が穿刺部位であることを認識できる。
【００１１】
流速調整室１８は、内部に流速調整装置２０を収容可能に形成される。流速調整装置２０は、断面円形の有底筒状体のケース２１内に、流速調整機構を構成するローター２２、ボール２３、ばね２４；２５等が収容され、キャップ２６によりケース２１の開口部が閉鎖される。流速調整室１８に設けられた流速調整装置２０には、リザーバ室１６の髄液ｚが連絡路１７を介してキャップ２６の孔２７に導かれ、内部に髄液ｚが流入する。そして、流速調整装置２０の内部に流入した髄液ｚが、流出路１９に連通するケース２１の側面に設けられた流出口２８から腹腔側チューブ６へと流出する。
【００１２】
ケース２１は、内側底面に、内周壁に沿って高さが一定量ずつ階段状に変化する階段部２９を備える。ローター２２は、ケース２１の内周に沿って回転可能なリング状に形成され、下面から下側に突出する脚部２２Ａを備え、脚部２２Ａは、階段部２９のいずれかの階段面に接地した状態で収容される。また、ローター２２は、上面側の外周側と内周側とに２つのばね座面２２ａ；２２ｂを備える。外周側のばね座面２２ａには、一端がキャップ２６に着座し、ローター２２をケース２１の底面側に付勢するためのローター用ばね２４の他端が着座する。また、内周側のばね座面２２ｂには、一端がボール２３に着座し、キャップ２６に設けられた孔２７の孔面にボール２３を付勢するためのボール用ばね２５の他端が着座する。
【００１３】
また、ローター２２は、円周方向のいずれかの位置に一方の磁極がキャップ２６側を向くように磁石３０を内蔵する。流速調整装置２０のキャップ２６側から図外の調整器を近接させ、調整器に設けられた磁石でローター２２の磁石３０を吸引し、ローター用ばね２４により付勢されたローター２２をケース２１の階段面から浮き上がらせ、回転させることで、ローター２２の脚部２２Ａが高さの異なる階段面に移動する。これにより、ケース２１内におけるローター２２の上下の位置が調整可能となっている。即ち、キャップ２６に対するローター２２の位置により、ボール２３を孔２７の孔面に押し付けるように付勢するローターばね２４の付勢力が変化し、孔２７から流入する髄液ｚの流速が調整可能となる。
【００１４】
図３は、本発明の流速測定方法に使用される速流測定装置４０の一実施形態を示す図である。同図に示すように、流速測定装置４０は、空気注入手段４１と、測定手段４２とを備える。
空気注入手段４１には、例えば、注射器を利用し、腹腔側チューブ６内に空気からなる気塊１０を形成する。注射器は、スイッチの操作によりピストンの押し出しが行われる機械的、或は人手によって操作される。この空気注入手段４１から腹腔側チューブ６に注入する空気の量は、後述の処理装置４５によって設定される。
測定手段４２は、センサ４３、入力装置４４、処理装置４５及び出力装置４６とを備える。
【００１５】
図４は、センサ４３による気塊１０の検出を示す概要図である。センサ４３は、照射部４３Ａと、受光部４３Ｂとを備え、照射部４３Ａから照射した光の反射光を受光部４３Ｂが受光する。照射部４３Ａから照射される光は、例えば光源としてレーザー光を利用する。なお、レーザー光に限らずＬＥＤ光等の他の光であっても良い。この光は、皮膚を透過させた際に減衰が少ない波長、即ち人の皮膚を透過可能な波長を有するものが好ましい。例えば、６００ｎｍから２０００ｎｍの範囲の波長が挙げられる。また、より好ましくは、光の照射部位が視認できるような可視領域の波長を含むとより好ましい。
【００１６】
受光部４３Ｂは、受光した反射光の強弱に応じて異なる信号を処理装置４５に出力する。例えば、受光部４３Ｂは、受光した反射光の強さに応じた電圧を信号として出力する。
照射部４３Ａから照射されたレーザー光は、髄液ｚで反射された反射光や気塊１０で反射された反射光として受光部４３Ｂにより受光されるが、髄液ｚと気塊１０とでは物性が異なる媒体であるため、その反射光の強度が異なる。例えば、腹腔側チューブ６を透過し、髄液ｚに照射されたレーザー光は、反射成分よりも透過成分が多いため反射光の強度が弱い。一方、腹腔側チューブ６を透過し、気塊１０に照射されたレーザー光は、透過成分よりも反射成分が多いため、反射光の強度が髄液ｚよりも強い。従って、受光部４３Ｂから出力される信号としての電圧は、髄液ｚから反射された反射光を受光したときに比べて、気塊１０から反射された反射光を受光したときの方が高くなる（図６参照）。つまり、レーザー光が照射される媒体の違いによって大きさの異なる信号が出力される。
【００１７】
センサ４３は、腹腔側チューブ６の一方側から測定するように、照射部４３Ａと受光部４３Ｂとが腹腔側チューブ６の延長方向に沿うように設けられる。例えば、センサ４３は、Ｖ字状に窪む凹部を有するケースのＶ字面の一方に照射部４３Ａ、他方に受光部４３Ｂを有し、照射部４３Ａと受光部４３Ｂとを腹腔側チューブ６の延長方向に沿わせて配置される。これにより、レーザー光の照射角度と反射光の受光角度とを一定に保った状態で髄液ｚから気塊１０を検出させることができる。
【００１８】
入力装置４４は、テンキーやカーソルキーを有するキーボードであって、例えば脳室側チューブ３や腹腔側チューブ６の内径寸法等の入力を可能にする。
【００１９】
図５は、処理装置４５の構成を示す図である。処理装置４５は、いわゆるコンピュータであって、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイスを備える。ＣＰＵが、記憶手段に格納されたプログラムに従って処理を実行することにより、処理装置４５を後述の各手段として動作させる。
【００２０】
以下、処理装置４５の各手段について説明する。
処理装置４５は、空気注入量算出手段５１と、気塊長さ算出手段５２と、移動時間検出手段５３と、流速算出手段５４とを備える。
空気注入量算出手段５１は、腹腔側チューブ６の内径Ｄに応じて空気注入手段４１から腹腔側チューブ６に注入される空気の注入量を算出する。具体的には、空気注入手段４１から腹腔側チューブ６に注入された空気が、腹腔側チューブ６内を流れる髄液ｚを脳室側（上流側）と腹腔側（下流側）とに分断する１つの気塊１０を形成するように空気の注入量を算出する。気塊１０が流れる髄液ｚを上流側と下流側とに分断するとは、図３の部分拡大図に示すように、気塊１０の表面が腹腔側チューブ６の内周一周分にわたり接触した状態をいい、気塊１０によって、髄液ｚの連続性が断絶された状態をいう。この場合、気塊１０の直径の最小値は、腹腔側チューブ６の内径Ｄと同じ寸法となる。
【００２１】
なお、気塊１０の流れ方向に沿う気塊長さＫが長くなりすぎると気塊１０の表面とチューブ内周面６ａとの摩擦力が大きくなり、髄液ｚの流れに抵抗を生じさせる虞もあるため、気塊１０の表面とチューブ内周面６ａとの摩擦力ができるだけ小さくなるように、例えば、気塊１０が真球形状となるように空気の注入量を算出すれば良い。
【００２２】
気塊長さ算出手段５２は、腹腔側チューブ６における気塊長さＫを算出する。気塊長さＫは、あらかじめ実験等により空気注入量に対する関係を求め、その関係を処理装置４５に記憶させておくことで、空気注入量算出手段５１により空気注入手段４１からの空気の注入量が設定された時点で自動的に算出される。
移動時間検出手段５３は、センサ４３から出力された信号に基づいて、気塊１０の移動時間を検出する。なお、センサ４３から出力される信号及び移動時間の検出については後述する。
流速算出手段５４は、移動時間検出手段５３により検出された気塊の移動時間Ｔと、この気塊の移動時間Ｔが検出された移動距離Ｌ（本実施形態では気塊長さＫと等しい）とから髄液の流速Ｑを算出する。例えば、流速Ｑは、移動距離Ｌ/移動時間Ｔにより計算される。
【００２３】
図６は、センサ４３から出力された信号を示す一例である。同図に示す信号は、図３や図４に示すように、腹腔側チューブ６を流れる髄液ｚを上流側、下流側に分断するように空気を注入してチューブ内に１つの気塊１０を設け、空気の注入位置よりも下流側に設けた一つのセンサ４３で気塊１０を検出したときに処理装置４５に入力された信号の波形Ｆを示している。
この場合、移動時間検出手段５３では、入力された信号を時間軸に沿って時系列に、例えば所定のサンプリング窓により電圧値の変化を監視する等の処理することで、例えば、波形Ｆの矩形状の波形をなす立上り部ｆ１における最小値Ｐ１、及び立下り部ｆ２における最小値Ｐ２を検出し、最小値Ｐ１から最小値Ｐ２までの時間を気塊１０の移動時間として測定する。測定した気塊１０の移動時間Ｔは、流速算出手段５４に出力される。上記最小値Ｐ１及び最小値Ｐ２は、髄液ｚと気塊１０との境界に相当する。
【００２４】
出力装置４６は、数字や文字等を表示可能なモニター等の表示装置により構成される。出力装置４６は、処理装置４５と電気的に接続され、入力装置４４から処理装置４５に入力された空気の注入量や、処理装置４５により算出された流速等を表示する。
【００２５】
図７（ａ）乃至（ｃ）は、髄液ｚの流速を測定するときの手順の一例を示す図である。なお、Ｈは、人の皮膚を示している。
まず、処理装置４５の電源を投入し、測定手段４２を起動する。
次に、シャントバルブ４から腹腔５内に延長する腹腔側チューブ６が皮膚を押し上げ膨らんだ位置にセンサ４３を押し当て、テープなどにより人体に固定する。
次に、入力装置４４から腹腔側チューブ６の内径Ｄを入力する。この入力により処理装置４５では、空気注入量算出手段５１が腹腔側チューブ６の内径Ｄに対応した空気の注入量を算出した後、気塊長さ算出手段５２が算出された空気の注入量に基づいて腹腔側チューブ６内における気塊長さＫを算出する。空気注入量算出手段５１により算出された注入量は、出力装置４６に出力されてその数値が表示される。
次に、表示された数値となるように、空気注入手段４１としての注射器のピストン位置をシリンダのゲージに合わせる。
次に、図７（ａ）に示すように、体内に設けられたシャントバルブ４におけるリザーバ室１６の天井部１６Ａの位置を触診により確認し、皮膚Ｈを貫通させてシャントバルブ４のリザーバ室１６内まで針の先端を刺して上記算出された注入量の空気を注入する。リザーバ室１６に注入された空気は、連絡路１７を経て流速調整装置２０の孔２７から内部に流れ込み、シャントバルブ４から排出される（図２参照）。図７（ｂ）に示すように、シャントバルブ４から排出された空気は、腹腔側チューブ６内において、流れる髄液ｚを上流側と下流側とに分断する気塊１０を形成し、髄液ｚとともに腹腔５に向けて移動する。
そして、所定時間経過後、図７（ｃ）示すように、気塊１０は、センサ４３により検出され、図６に示す信号がセンサ４３から処理装置４５に出力される。
処理装置４５は、センサ４３から入力された信号を処理し、移動時間検出手段５３により信号から気塊１０の下流側位置１０Ａに相当する矩形状の波形をなす立上り部ｆ１における最小値Ｐ１と、上流側位置１０Ｂに相当する立下り部ｆ２における最小値Ｐ２とを検出し、最小値Ｐ１から最小値Ｐ２までの時間差を気塊１０の移動時間Ｔとして検出する。
そして、流速算出手段５４では、移動時間検出手段５３により算出された気塊の移動時間Ｔ、気塊長さＫから流速Ｑを算出する。算出された流速Ｑは、出力装置４６に出力され、その数値が表示される。
【００２６】
このように、脳室２から腹腔５に向けてチューブ３，６を流れる無色透明な、またレーザー光の反射体となる細胞を含まない髄液ｚに空気を注入し、この髄液ｚの流れを上流側と下流側とに分断するように腹腔側チューブ６内に気塊１０を設けて、流れる髄液ｚとともに気塊１０を移動させ、空気の注入位置よりも下流側に設けた測定手段４２のセンサ４３からレーザー光を照射し、皮膚及びチューブを透過して反射したレーザー光の反射光を受光し、気塊１０を検出するとともに、気塊１０の移動時間Ｔを検出するようにしたことにより、切開等の外科的な手段を用いることなく脳室２から腹腔５に流れる髄液ｚの流速を測定することができる。
したがって、医師は、出力装置４６に表示された実際の流速に基づいてシャントバルブ４の調整機構を操作することで、患者毎に最適な髄液ｚの流速に調整することができる。
【００２７】
図８は、流速測定方法の他の実施形態を示す図である。また、図９は、２つのセンサによる２つの気塊の検出位置を示す模式図である。図８，図９に示すように、本実施形態では、２つの気塊１０をチューブ６内に形成し、２つのセンサ４３；６３により髄液ｚの流速を測定する点で異なる。
また、本実施形態は、測定手段４２が２つのセンサ４３；６３を備える点、処理装置４５が空気注入量算出手段５１及び気塊長さ算出手段５２を備えていない点で上記実施形態と相違する。
【００２８】
以下、本実施形態による髄液ｚの流速を測定する手順について説明する。
まず、測定手段４２の電源を投入し、測定手段４２を起動させる。
次に、腹腔側チューブ６が皮膚を押し上げ、膨らんだ位置に２つのセンサ４３；６３を所定距離離間させてテープなどにより人体に固定する。つまり、センサ４３とセンサ６３の距離が既知となるように人体に固定しておく。
次に、体内に設けられたシャントバルブ４における穿刺部位（リザーバ）の位置を触診により確認し、空気注入手段４１の針を皮膚を貫通させ、針の先端をシャントバルブ４のリザーバ室１６まで到達させ、所定量の空気を所定時間の間隔を開けて２回に分けて注入する。このとき、各回において注入する空気の量は、腹腔側チューブ６に形成する気塊１０；６０のそれぞれが、腹腔側チューブ６を流れる髄液ｚを上流側と下流側とに分断するように注入される。
所定時間経過後、図９（ａ）に示すように、１つめの気塊１０が上流側のセンサ４３により検知された後に、下流側のセンサ６３により検知される。また、図９（ｂ）に示すように、２つめの気塊６０が上流側のセンサ４３により検知された後に、下流側のセンサ６３により検知される。センサ４３及びセンサ６３により検知された気塊１０：６０は、信号となって処理装置４５に出力される。
【００２９】
図１０は、２つのセンサ４３；６３から出力された信号の波形を示している。同図に示す実線が上流側のセンサ４３から出力された信号の波形、破線が下流側のセンサ６３から出力された信号の波形である。
以下、移動時間検出手段５３による気塊の検出処理について説明する。移動時間検出手段５３は、上流側のセンサ４３から出力された信号と、下流側のセンサ６３から出力された信号を時系列に処理して２つの気塊１０；６０のそれぞれの移動時間Ｔ１；Ｔ２を個別に検出する。
【００３０】
移動時間検出手段５３は、図１０に示す上流側のセンサ４３から出力された信号と、下流側のセンサ６３から出力された信号とからピーク値を検出する。
移動時間検出手段５３は、上流側のセンサ４３から出力された信号及び下流側のセンサ６３から出力された信号に対し、例えばピーク検出用の窓を設定し、窓内における信号の変化、換言すると、電圧の変化に基づいてピーク値を検出する。
そして、上流側のセンサ４３から出力された信号から最初のピークｓ１を検出し、下流側のセンサ６３から出力された信号から最初のピークｓ２を検出すると、このピークｓ１−ｓ２間の時間を１つめの気塊１０の移動時間Ｔ１として検出する。さらに、移動時間検出手段５３は、上流側のセンサ４３から出力された信号から２番目のピークｓ３を検出し、下流側のセンサ６３から出力された信号から２番目のピークｓ４を検出すると、このピークｓ３−ｓ４間の時間を２つめの気塊６０の移動時間Ｔ２として検出する。そして、１つめの気塊１０の移動時間Ｔ１と２つめの気塊６０の移動時間Ｔ２との平均移動時間Ｔを算出してこの値を流速算出手段５４に出力する。
【００３１】
流速算出手段５４は、移動時間検出手段５３から出力された平均移動時間Ｔ、センサ間距離Ｌから流速Ｑを算出する。
【００３２】
このように、２つのセンサ４３；６３を設けることにより、図４の処理装置４５に示した空気注入量算出手段５１及び気塊長さ算出手段５２が不要となる。即ち、あらかじめ空気注入量や気塊長さＫを設定しておく手間を省くことができる。
また、流れる髄液ｚに２つの気塊１０；６０を形成するように空気を２回に注入し、各気塊１０；６０の移動時間Ｔ１；Ｔ２を検出し、その平均移動時間Ｔを求めることで流速の測定精度を向上させることができる。なお、気塊の数量は、２つに限らず複数設けるようにしても良い。
【００３３】
図１１（ａ），（ｂ）は、センサ４３の他の実施形態を示す図である。上記実施形態では、腹腔側チューブ６の延長線上に、照射部４３Ａと受光部４３Ｂとが位置するようにセンサ４３を設けるとしたが、図１１（ａ）に示すように、腹腔側チューブ６を挟んで照射部４３Ａと受光部４３Ｂとを一方側に配置して気塊１０を検出するようにしても良い。
また、図１１（ｂ）に示すように、腹腔側チューブ６を挟んで照射部４３Ａと受光部４３Ｂとが互いに対向するようにセンサ４３を構成し、照射部４３Ａから照射した光を腹腔側チューブ６を透過させ、その透過光を受光部４３Ｂが受光するようにしても良い。
【００３４】
なお、髄液ｚとともに腹腔５内に移動した空気は、腹腔５内において処理され、造影剤等のように人体に影響を及ぼすことがない。
【００３５】
また、上記実施形態では、光学的に気塊を検出するように構成したが、例えば超音波を用いて気塊を検出することも可能である。超音波は、液体中の減衰が小さいが、気体中では減衰が大きい。このため、腹腔側チューブ６内を流れる髄液ｚから反射した超音波と、気塊１０から反射した超音波とでは、出力される信号に違いがあらわれることになり、この信号の違いを処理装置４５で処理することで、流れる髄液ｚから気塊１０を検出し、髄液ｚの流速を測定することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、流速算出手段５４に算出した流速を出力装置４６に出力し、表示するものとして説明したが、さらに、流量算出手段を処理装置４５に設けて、流速算出手段５４により算出した流速に、腹腔側チューブ６の内径Ｄを乗じて流量を算出し、出力装置４６に出力、表示するようにしても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では、空気注入手段４１を注射器として説明したが、これに限定されない。例えば、空気注入手段４１を、ポンプ、シャントバルブ４に穿刺する針、ポンプと針とを接続するチューブとで構成するとともに処理装置４５に空気注入手段制御部を設けて、腹腔側チューブ６に空気を注入するようにしても良い。
【００３８】
上述の各実施形態では、シャント手術により体内に埋設されたチューブ３；６を流れる髄液の流速を測定する場合を用いて本発明に係る流速測定方法について説明したが、他の工業設備等においても管内を流れる液体の流速を測定することができる。
【符号の説明】
【００３９】
３  脳室側チューブ、４  シャントバルブ、６  腹腔側チューブ、１０  気塊、
４１  空気注入手段、４２  測定手段、４３  センサ、４５  処理装置、
４６  出力装置、５１  空気注入量算出手段、５２  気塊長さ算出手段、
５３  移動時間検出手段、５４  流速算出手段、ｚ  髄液。
【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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