(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の上肢の皮膚上に位置固定の超音波センサを当接させて該上肢内の血管の血管パラメータを測定するに際して該生体の上肢を載置するための生体血管パラメータ測定用上肢保持装置であって、
所定間隔を隔てて上側へ突き出す第１支持部および第２支持部が固設された基台と、
前記上肢の手又は手首を受ける第１受部材と前記上肢の中間部を受ける第２受部材と該第１受部材および第２受部材を相互に連結する連結部とを一体的に備える可動支持部材と、
該可動支持部材の回動をいずれの回動位置においても固定可能な回動固定装置とを、含み、
前記可動支持部材は、その一端部が前記第１支持部によって回動可能に支持されるとともにその他端部が前記第２支持部により回動可能に支持され、前記第２受部材よりも上側を通る回動軸心まわりに回動させられるものである
ことを特徴とする生体血管パラメータ測定用上肢保持装置。
【請求項２】
前記第２受部材は前記第２支持部の上面に形成された凹面を介して回動方向の摺動可能に支持されたものであることを特徴とする請求項１の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置。
【請求項３】
前記第１受部材には、前記上肢の手で握られるグリップが立設されていることを特徴とする請求項１または２の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置。
【請求項４】
前記可動支持部材の一端部には、前記第１受部材よりも低く上側へ突き出して前記第１支持部に回動可能に連結されて支持されたブラケットが設けられ、
前記可動支持部材は、前記第１受部材の上端よりも下側であり且つ前記第２受部材よりも上側を通る斜めの回動軸心まわりに回動させられるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置。
【請求項５】
前記ブラケットには前記回動軸心と同心の回動軸が前記第１受部材とは反対側へ突設されるとともに、前記第１支持部には該回動軸が貫通させられた円筒状軸受が固設されており、
前記回動固定装置は、該円筒状軸受を通した前記回動軸の先端部に該回動軸の軸心に直交する方向の軸心まわりにロック位置と解放位置との間で回動可能に設けられた棒状ハンドルと、該棒状ハンドルの基部において前記円筒状軸受の端面に係合可能に形成されて前記解放位置から前記ロック位置への回動に伴って該端面に対する押圧力を増加させるカム部とから構成されることを特徴とする請求項４の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の上肢の皮膚上に超音波センサを当接させてその上肢内の血管の血管パラメータを測定するに際して該生体の上肢を載置するための生体血管パラメータ測定用上肢保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体の上肢の皮膚上に、位置固定の超音波センサを当接させてその上肢内の血管の血管径、内膜厚、プラーク、血流速度などの血管パラメータを測定することが行われている。この血管パラメータの測定は、血管と他の組織との間の境界からの超音波の反射信号の時間差処理、或いはその反射信号から合成される超音波画像上における距離測定などにより実行される。
【０００３】
上記生体の上肢の血管パラメータの測定に際しては、位置固定の超音波センサに対して生体上肢の相対移動を防止する必要があるため、その生体の上肢を所定の姿勢で載置できる載置台すなわち上肢保持装置が用いられていた。たとえば、特許文献１に示す血管内皮機能検査装置に用いられた上肢保持装置がそれである。
【特許文献１】特開２００７−６１１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の血管パラメータの測定においては、超音波センサから得られる測定信号には、必ずしも測定しようとする部位の境界からの反射信号だけでなく、多重反射信号や他の部位からの反射信号と思われるノイズが混入し、必ずしも十分な測定精度が得られない場合があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、生体上肢の血管パラメータの測定に際して測定精度を高めることができる生体血管パラメータ測定用上肢保持装置を提供することにある。
【０００６】
本発明者等は、上記事情を背景として種々検討を重ねた結果、位置固定の超音波センサに対する上肢の相対位置を僅かにずらすと、格段にノイズが低減する現象を経験し、それを利用して、超音波センサに対して上肢の相対位置をその上肢の長手方向を回転軸として僅かにずらすことが可能な上肢保持装置を試作すると、上記血管パラメータの測定精度を高めることに大きく寄与できることを見いだした。本発明はこの知見に基づいて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、上記目的を達成するための請求項１に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置は、(a) 生体の上肢の皮膚上に位置固定の超音波センサを押し当てて該上肢内の血管の血管パラメータを測定するに際して該生体の上肢を載置するための生体血管パラメータ測定用上肢保持装置であって、(b) 所定間隔を隔てて上側へ突き出す第１支持部および第２支持部が固設された基台と、(c) 前記上肢の手又は手首を受ける第１受部材と前記上肢の中間部を受ける第２受部材と該第１受部材および第２受部材を相互に連結する連結部とを一体的に備える可動支持部材と、(d) その可動支持部材の回動をいずれの回動位置においても固定可能な回動固定装置とを、含み、(e) 前記可動支持部材は、その一端部が前記第１支持部によって回動可能に支持されるとともにその他端部が前記第２支持部により回動可能に支持され、前記第２受部材よりも上側を通る回動軸心まわりに回動させられるものであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置は、請求項１に係る発明において、(f) 前記第２受部材は前記第２支持部の上面に形成された凹面を介して回動方向の摺動可能に支持されたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置は、請求項１または２に係る発明において、(g) 前記第１受部材には、前記上肢の手で握られるグリップが立設されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置は、請求項１乃至３のいずれか１に係る発明において、(h) 前記可動支持部材の一端部には、前記第１受部材よりも低く上側へ突き出して前記第１支持部に回動可能に連結されて支持されたブラケットが設けられ、(i) 前記可動支持部材は、前記第１受部材の上端よりも下側であり且つ前記第２受部材よりも上側を通る斜めの回動軸心まわりに回動させられるものであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置は、請求項４に係る発明において、(j) 前記ブラケットには前記回動軸心と同心の回動軸が前記第１受部材とは反対側へ突設されるとともに、前記第１支持部には該回動軸が貫通させられた円筒状軸受が固設されており、(k) 前記回動固定装置は、該円筒状軸受を通した前記回動軸の先端部に該回動軸の軸心に直交する方向の軸心まわりにロック位置と解放位置との間で回動可能に設けられた棒状ハンドルと、該棒状ハンドルの基部において前記円筒状軸受の端面に係合可能に形成されて前記解放位置から前記ロック位置への回動に伴って該端面に対する押圧力を増加させるカム部とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置によれば、所定間隔を隔てて上側へ突き出す第１支持部および第２支持部が固設された基台に、上肢の手又は手首を受ける第１受部材と前記上肢の中間部を受ける第２受部材とその第１受部材および第２受部材を相互に連結する連結部とを一体的に備えた可動支持部材が、その一端部が前記第１支持部によって回動可能に支持されるとともに他端部が前記第２支持部により回動可能に支持され、その可動支持部材は、前記第２受部材よりも上側を通る回動軸心まわりに回動させられ、その可動支持部材の回動をいずれの回動位置においても固定可能な回動固定装置が設けられているので、上腕の回動位置を上記可動支持部材を回動させながら変化させ、超音波センサから得られる測定信号が最もノイズの少ない回動位置で上記回動固定装置によってその可動支持部材の回動を固定することにより、生体上肢の血管パラメータの測定に際して高い精度の測定が可能となる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置によれば、前記第２受部材は前記第２支持部の上面に形成された凹面を介して回動方向の摺動可能に支持されたものであるので、位置固定の超音波センサ直下の血管の位置ずれが抑制される。
【００１４】
また、請求項３に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置によれば、前記第１受部材には、上肢の手で握られるグリップが立設されていることから、可動支持部材の回動と上肢の回動との関連性が一層高められる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置によれば、前記可動支持部材の一端部には、前記第１受部材よりも低く上側へ突き出して前記第１支持部に回動可能に連結されて支持されたブラケットが設けられ、前記可動支持部材は、前記第１受部材の上端よりも下側であり且つ前記第２受部材よりも上側を通る斜めの回動軸心まわりに回動させられるものであることから、上記の手よりも下側から上肢の中間部内を通る斜めの回動軸心まわりに上肢が回動させられるので、位置固定の超音波センサ直下の血管の位置ずれが抑制される。
【００１６】
また、請求項５に係る発明の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置によれば、前記ブラケットには前記回動軸心と同心の回動軸が前記第１受部材とは反対側へ突設されるとともに、前記第１支持部にはその回動軸が貫通させられた円筒状軸受が固設されており、前記回動固定装置は、その円筒状軸受から突き出た前記回動軸の先端部に該回動軸の軸心に直交する方向の軸心まわりにロック位置と解放位置との間で回動可能に設けられた棒状ハンドルと、その棒状ハンドルの基部において前記円筒状軸受の端面に係合可能に形成されて前記解放位置から前記ロック位置への回動に伴って該端面に対する押圧力を増加させるカム部とから構成されることから、回動固定装置は第１受部材の上端よりも下側に位置して前記円筒状軸受から突き出た回動軸の先端部に設けられているので、その棒状ハンドルの基部は下側に位置させられるとともに、ロック位置ではその棒状ハンドルは倒される状態となるので、測定操作の支障となることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０が備えられ、上肢１１内の血管１２の血管径、内膜厚、プラーク、血流速度などの血管パラメータを測定する血管内皮機能検査装置１３の全体を示す図である。上記血管内皮機能検査装置１３は、ベッド１４上に仰臥になった被測定者（生体）１６の側方へ突き出した上肢１１が載置され測定テーブル２０上に設置された生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０と、センサ保持器２２に保持されたハイブリッドプローブユニット２４を用いて上肢１１の皮膚２６の上からその皮膚２６直下に位置する血管１２の横断面画像（短軸画像）或いは縦断面画像（長軸画像）が測定される血管超音波画像測定装置３０とにより構成される。
【００１９】
図２は、図１の血管超音波画像測定装置３０の全体的な構成を説明する図である。ハイブリッドプローブユニット２４は、血管１２に関連する生体情報すなわち血管パラメータを検出するための超音波センサとして機能するものであって、互いに平行な２列の第１短軸用超音波アレイ探触子Ａおよび第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂとそれらの長手方向中央部を連結する長軸用超音波アレイ探触子Ｃとを一平面すなわち平坦な探触面上に有して成るＨ型の超音波プローブ３２と、その超音波プローブ３２を位置決めするための多軸駆動装置（位置決め装置）３４とを備えている。図３は、超音波プローブ３２と血管１２の関係を示す図である。上記第１短軸用超音波アレイ探触子Ａ、第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂ、および長軸用超音波アレイ探触子Ｃは、たとえば圧電セラミックスから構成された多数個の超音波振動子（超音波発振子）ａ１〜ａｎが直線的に配列されることにより長手状にそれぞれ構成されている。
【００２０】
図４は、上肢１１の右の上腕３６を手首９２側から見た断面図である。図４に示すように、上腕３６は、上腕動脈Ｅ、上腕二頭筋Ｆ、上腕三頭筋Ｇ、上腕骨Ｈ、上腕筋Ｉ、および上腕三頭筋長頭Ｊ等を備えている。たとえば上記上腕動脈Ｅである血管１２は、図５に示すように、内膜Ｌ１、中膜Ｌ２、外膜Ｌ３から成る３層構造を備えている。超音波を用いて得られる画像では、中膜Ｌ２からの反射がきわめて弱いため、内膜Ｌ１および外膜Ｌ３が表示される。実際の画像では、血管１２内および中膜Ｌ２は黒く表示され、内膜Ｌ１および外膜Ｌ３が白く表示され、組織が白黒の斑で表示される。内膜Ｌ１は、外膜Ｌ３よりも大幅に厚みが薄く表示され、画像中において相対的に表示され難いけれども、ＦＭＤ（血流依存性血管拡張反応）の評価に際してはその内膜の径の変化率を用いることが望まれる。
【００２１】
図２に戻って、血管超音波画像測定装置３０は、所謂マイクロコンピュータから構成された電子制御装置３８と、画像表示装置４０と、超音波駆動制御回路４２と、駆動モータ制御回路４４とを備えている。上記電子制御装置３８によって超音波駆動制御回路４２から駆動信号が供給されてハイブリッドプローブユニット２４の超音波プローブ３２の第１短軸用超音波アレイ探触子Ａ、第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂ、および長軸用超音波アレイ探触子Ｃから超音波が放射され、その第１短軸用超音波アレイ探触子Ａ、第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂ、および長軸用超音波アレイ探触子Ｃにより検知された超音波反射信号を受けてその超音波反射信号の処理が行われることによって、皮膚２６下の超音波画像が発生させられ画像表示装置４０に表示される。
【００２２】
ここで、画像表示装置４０は、後述の図８に示すように、第１短軸用超音波アレイ探触子Ａによる超音波画像を表示する第１短軸画像表示領域Ｓ１と、第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂによる超音波画像を表示する第２短軸画像表示領域Ｓ２と、長軸用超音波アレイ探触子Ｃによる超音波画像を表示する長軸画像表示領域Ｓ３とを有している。さらには、第１短軸画像表示領域Ｓ１および第２短軸画像表示領域Ｓ２および長軸画像表示領域Ｓ３は、皮膚２６からの深さ寸法を示す共通の縦軸を備えたものである。また、上述のように血管１２の超音波画像が生成されるに際して、超音波プローブ３２は、血管１２に対して所定の位置となるよう電子制御装置３８によって駆動モータ制御回路４４から駆動信号を供給された多軸駆動装置３４が駆動することにより位置決めさせられる。上記所定の位置とは、上記第１短軸用超音波アレイ探触子Ａおよび第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂが血管１２に対して直交する位置、且つ、長軸用超音波アレイ探触子Ｃが血管１２に対して平行となる位置である。
【００２３】
センサ保持器２２は、後述の図７に示すように、三次元空間内の所望の位置すなわち所定の位置において生体１６の上腕３６の皮膚２６の上からその皮膚２６直下に位置する血管１２を変形させない程度に軽く接触させる状態でハイブリッドプローブユニット２４を所望の姿勢で保持する。上記ハイブリッドプローブユニット２４の超音波プローブ３２の端面と皮膚２６との間には、通常、超音波の減衰、境界面における反射や散乱を抑制して超音波画像を明瞭とするためのよく知られたゼリー（超音波ゼリー）４６等のカップリング剤が介在させられる。このゼリー４６は、たとえば寒天等の高い割合で水を含むゲル状の吸水性高分子であって、空気よりは固有インピーダンス（＝音速×密度）が十分に高く大きく超音波送受信信号の減衰を抑制するものである。また、そのゼリー４６に換えて、水を樹脂製袋内に閉じ込めた水袋、オリーブ油、グリセリン等が用いられ得る。
【００２４】
上記センサ保持器２２は、たとえば磁気的吸着力により机、台座等に固定されるマグネット台４８と、前記ハイブリッドプローブユニット２４が固定されるユニット固定具５０と、マグネット台４８およびユニット固定具５０に一端が固定され且つ球状に形成された先端部５２を備えた連結部材５４、５６と、それら連結部材５４、５６を介して、マグネット台４８とユニット固定具５０とを相対移動可能に連結し支持する自在アーム５８とを備えている。上記自在アーム５８は、相互に回動可能に連結された２つのリンク６０、６２と、そのリンク６０、６２の一端にて前記各先端部５２に所定の抵抗が付勢されつつその先端部５２に対して回曲可能に嵌め入れられた勘合穴６４をそれぞれ有する回曲関節部６６、６８と、各リンク６０、６２の他端にてその他端を相互に相対回動可能に連結し且つその連結箇所を貫設するねじ穴に螺合されたおねじ付き固定ノブ７０が締め付けられることで得られる締着力により相対回動不能にされる回動関節部７２とを、有する。
【００２５】
図６（ａ）は、本発明の一実施例である生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０の全体の構成を示す正面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ視断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のｃ−ｃ視断面図であり、図６（ｄ）は図６（ａ）のｄ−ｄ視断面図である。生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０は、基台７４と、可動支持部材７６と、回動固定装置７８とから構成されている。このうち、基台７４は、ベッド１４に並設されている測定テーブル２０の上に設置される長手状の板材から成るベース部８０と、そのベース部８０の長手のＬ方向に所定間隔を隔て上側に突き出すように平行に固設された板材から成る第１支持部８２および第２支持部８４とを備えている。上記所定間隔は、測定対象の上肢１１の長さに適するように設定されるものであり、たとえば、測定対象として考えうる最長の上肢１１の肘９８から指先までの長さより少し長い間隔に設定される。なお、本実施例の装置は通常略水平な台上に設置され、上記の上（上側）は、ベース部８０が設置される台（測定テーブル２０）に垂直な方向を基準としており、以下の説明においても同様に使用する。第１支持部８２は、第２支持部８４とは反対側の面に、軸心ＷがＬ方向に対して図６の左側すなわち手９０側程低くなるように傾斜する所定の傾斜角を成すように固設された円筒状軸受８６を有している。また、第２支持部８４は、その上面に部分円筒状の凹面状に形成された凹面摺動部（凹面）８８を有している。
【００２６】
可動支持部材７６は、緩衝材８９を介して上肢１１の手９０又は手首９２を受ける第１受部９４を有する第１受部材９６と、緩衝材９７を介して上肢１１の肘（中間部）９８を受ける第２受部１００を有する第２受部材１０２と、第１受部材９６および第２受部材１０２を相互に連結する連結部１０４とを、一体的に備えている。第１受部材９６は、下端にＬ方向に設けられた矩形の第１貫通孔１０６を有する角形柱体から成る第１支柱１０８と、板材を曲成して成り、第１支柱１０８の上面に固定され且つ曲率中心線がＬ方向となる円筒凸面を有する第１受部９４と、第１受部９４の上面に立設されて載置された上肢１１の手９０により握られる第１グリップ（グリップ）１１０とを備えている。第２受部材１０２は、下端にＬ方向に設けられた矩形の第２貫通孔１１２を有する角形柱体から成る第２支柱１１４と、板材を曲成して成り、第２支柱１１４の上面に固定され且つ曲率中心線がＬ方向となる円筒凸面を有する第２受部１００とを備えており、第２受部１００の円筒凸面と凹面摺動部８８が摺接させられている。連結部１０４は、断面形状が矩形であり長手方向をＬ方向とする棒材から成り、前記第１貫通孔１０６と第２貫通孔１１２内に摺動可能に嵌め入れられており、第１受部材９６および第２受部材１０２をＬ方向にそれぞれ相対移動可能に連結している。また、可動支持部材７６の一端部すなわち第１貫通孔１０６から第２貫通孔１１２とは反対側に貫通した連結部１０４の一端には、第１受部９４の上面よりも低く上側へ突き出したブラケット１１６が固設されている。そのブラケット１１６には、円筒状軸受８６の軸心Ｗと同心であってその円筒状軸受８６を貫通する回動軸１１８が第１受部９４とは反対側へ突設されている。上記回動軸１１８の先端部は、その回動軸１１８の軸心Ｗに直交する方向に貫通する第１ピン孔１２０を有する。
【００２７】
可動支持部材７６の一端部に位置する回動軸１１８およびブラケット１１６は、円筒状軸受８６を有する第１支持部８２により円筒状軸受８６の軸心Ｗまわりに回動可能に連結され支持されている。また、可動支持部材７６の他端部に位置する第２受部１００の下面である円筒状の凸面は、凹面摺動部８８を介して第２支持部８４により円筒状軸受８６の軸心Ｗまわりに回動可能に且つ回動方向の摺動可能に支持されている。ここで、円筒状軸受８６の軸心または回動軸１１８の軸心を回動軸心Ｗとして、以下同様に使用する。なお、前述の円筒状軸受８６の軸心Ｗ方向とＬ方向の成す所定の傾斜角は、回動軸心Ｗが第１受部９４の上端である上面よりも下側を通り且つ第２受部１００の上端である上面よりも上側を通るように設定され、さらには、回動軸心Ｗが超音波プローブ３２直下の血管１２付近を通るように設定されている。
【００２８】
回動固定装置７８は、棒状ハンドル１２２とピン１２４とから成る。棒状ハンドル１２２は、回動軸１１８の先端部を挟んで平行に二股の両端部（基部）１２６が配設され且つ回動軸１１８の先端部の第１ピン孔１２０と同心である２つの第２ピン孔１２８を有するＵ字形金具１３０と、そのＵ字形金具１３０の底部に立設され可動支持部材７６の回動操作時に握られる第２グリップ１３２とを備える。上記棒状ハンドル１２２は、第１ピン孔１２０と第２ピン孔１２８とを挿通させられたピン１２４によって、可動支持部材７６にその回動軸心Ｗに直交する方向の軸心まわりに回動可能に連結されている。また、二股の両端部１２６の円筒状軸受８６の端面側の側面と先端面とで成されるカム部１３３は、その側面から先端面に向うに従い第２ピン孔１２８の中心からの距離が徐々に大きくなるよう形成されている。すなわち、棒状ハンドル１２２が図６（ａ）の実線で示される状態（以下、解放位置と呼ぶ）から２点差線で示される状態（以下、ロック位置と呼ぶ）に回動するに従い、円筒状軸受８６の端面と二股の両端部１２６の側面との隙間が徐々に小さくなるよう形成され、やがてロック位置にて係合させられる形状のカム部１３３を有している。回動固定装置７８は、解放位置にて可動支持部材７６を回動軸心Ｗまわりに回動させられ、また可動支持部材７６のいずれの回動位置においても棒状ハンドル１２２が解放位置からロック位置へ回動されることに伴う円筒状軸受８６の端面に対する押圧力の増加により可動支持部材７６の回動を固定可能なものである。
【００２９】
血管パラメータの測定に際しては、図２において、超音波駆動制御回路４２は、電子制御装置３８からの指令に従って、たとえば第１短軸用超音波アレイ探触子Ａを構成する一列に配列された多数個の超音波振動子ａ１〜ａｎのうち、その端の超音波振動子ａ１ら、一定数の超音波振動子群たとえば１５個のａ１〜ａ１５毎に所定の位相差を付与しつつ１０ＭＨｚ程度の周波数で同時駆動するビームフォーミング駆動することにより超音波振動子の配列方向において収束性の超音波ビームを血管１２に向かって順次放射させ、超音波振動子を１個ずつずらしながらその超音波ビームをスキャン（走査）させたときの放射毎の反射波を受信して電子制御装置３８へ入力させる。また、上記第１短軸用超音波アレイ探触子Ａの放射面には、その超音波振動子ａ１〜ａｎの配列方向に直交する方向に超音波ビームを収束させるための図示しない音響レンズが設けられている。上記のようなビームフォーミング駆動および音響レンズによって収束性とされた超音波ビームには、超音波振動子ａ１〜ａｎの配列方向に対して直交する方向に長手状の収束断面が形成される。この収束断面の長手方向は、平面視において超音波振動子ａ１〜ａｎの配列方向、およびビームの放射方向に対して、それぞれ直交する方向である。電子制御装置３８は、上記反射波に基づいて画像を合成し、皮膚２６下における血管１２の横断面画像（短軸画像）、あるいは縦断面画像（長軸画像）を生成させて、画像表示装置４０に表示させる。
【００３０】
図７は、血管パラメータの測定時における生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０に載置された右の上腕３６を手首９２側から見た断面図であり、図８は、図７に示す状態にて測定され生成された画像を表示させた画像表示装置４０の表示画面である。図８に示される第１短軸画像表示領域Ｓ１、第２短軸画像表示領域Ｓ２、および長軸画像表示領域Ｓ３の血管画像には、測定しようとする血管１２の境界からの反射信号だけでなく、多重反射信号や他の部位からの反射信号と思われるノイズが混入してしまっている。つまり、超音波プローブ３２から血管１２までの経路に介在する上腕三頭筋長頭Ｊの境界などにおける超音波の反射により多重反射が多く発生して、血管画像にノイズパターン１３４として現れてしまっている。ここで、回動固定装置７８の解放位置にある棒状ハンドル１２２によって可動支持部材７６が回動軸心Ｗまわりに回動させられ、それに連動して可動支持部材７６に載置された上肢１１が回動させられる。上肢１１は、第１受部９４の上面（上端）よりも下側であり、且つ、第２受部１００の上面（上端）よりも上側を通る斜めの回動軸心Ｗまわりに回動させられる。このとき、画像表示装置４０の表示画面が確認されながら、最もノイズパターン１３４の少ない血管画像を得られる回動位置が探索される。次いで、前記探索された回動位置にて回動固定装置７８の棒状ハンドル１２２がロック位置に操作され、可動支持部材７６が基台７４に対して回動不能に固定される。図９は、その状態を示した図であり、図１０は、図９に示す状態にて測定され生成された画像を表示させた画像表示装置４０の表示画面である。超音波プローブ３２から血管１２までの経路には、多重反射を発生させるような組織が少なくなると考えられるので、血管１２の内膜部等が明確に表示されている。
【００３１】
上述のようにして得られたノイズパターン１３４の少ない血管画像から、血管１２の径或いは内皮１３５の直径である内皮径（内腔径）が算出される。また、血管内皮機能を評価するために、虚血反応性充血後のＦＭＤ（血流依存性血管拡張反応）を表す血管径の変化率（％）［＝１００×（ｄmax −ｄ）／ｄ］（但し、ｄは安静時の血管径、ｄmax は阻血解放後の最大血管径）を算出する。また、上記血管１２の内皮径が算出されると、血管１２の正確な流通断面積が算出され、たとえば超音波ドプラ装置により検出される血流速度を用いて正確な血流量が算出される。
【００３２】
上述のように、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、所定間隔を隔てて上側へ突き出す第１支持部８２および第２支持部８４が固設された基台７４に、上肢１１の手９０又は手首９２を受ける第１受部材９６と前記上肢１１の肘（中間部）９８を受ける第２受部材１０２とその第１受部材９６および第２受部材１０２を相互に連結する連結部１０４とを一体的に備えた可動支持部材７６が、その一端部が前記第１支持部８２によって回動可能に支持されるとともに他端部が前記第２支持部８４により回動可能に支持されるとともに、その可動支持部材７６の回動をいずれの回動位置においても固定可能な回動固定装置７８が設けられているので、上腕３６の回動位置を上記可動支持部材７６を回動させながら変化させ、ハイブリッドプローブユニット（超音波センサ）２４から得られる測定信号が最もノイズパターン（ノイズ）１３４の少ない回動位置で上記回動固定装置７８でその可動支持部材７６の回動を固定することにより、生体１６の上肢１１の血管パラメータの測定に際して高い精度の測定が可能となる。
【００３３】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、第２受部１００は第２支持部８４の上面に形成された凹面摺動部（凹面）８８を介して回動方向の摺動可能に支持されたものであり、可動支持部材７６は、前記第２受部１００よりも上側を通る回動軸心Ｗまわりに回動させられるものであることから、上肢１１の中間部内を通る回動軸心Ｗまわりに上肢１１が回動させられるので、位置固定のハイブリッドプローブユニット（超音波センサ）２４直下の血管１２の位置ずれが抑制される。
【００３４】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、第１受部９４には、上肢１１の手９０で握られる第１グリップ（グリップ）１１０が立設されていることから、可動支持部材７６の回動と上肢１１の回動との関連性が一層高められる。
【００３５】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、可動支持部材７６の一端部には、第１受部９４よりも低く上側へ突き出して第１支持部８２に回動可能に連結されて支持されたブラケット１１６が設けられ、前記可動支持部材７６は、前記第１受部９４の上端よりも下側であり且つ第２受部１００よりも上側を通る斜めの回動軸心Ｗまわりに回動させられるものであることから、上記の手９０よりも下側から上肢１１の中間部内を通る斜めの回動軸心Ｗまわりに上肢１１が回動させられるので、位置固定のハイブリッドプローブユニット２４直下の血管１２の位置ずれが抑制される。
【００３６】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、ブラケット１１６には回動軸心Ｗと同心の回動軸１１８が第１受部９４とは反対側へ突設されるとともに、第１支持部８２にはその回動軸１１８が貫通させられた円筒状軸受８６が固設されており、回動固定装置７８は、その円筒状軸受８６から突き出た前記回動軸１１８の先端部に該回動軸１１８の軸心Ｗに直交する方向の軸心まわりにロック位置と解放位置との間で回動可能に設けられた棒状ハンドル１２２と、その棒状ハンドル１２２の基部１２６において前記円筒状軸受８６の端面に係合可能に形成されて前記解放位置から前記ロック位置への回動に伴って該端面に対する押圧力を増加させるカム部１３３とから構成されることから、回動固定装置７８は第１受部９４の上端よりも下側に位置して前記円筒状軸受８６から突き出た回動軸１１８の先端部に設けられているので、その棒状ハンドル１２２の基部１２６は下側に位置させられるとともに、ロック位置ではその棒状ハンドル１２２は倒される状態となるので、測定操作の支障となることが防止される。
【００３７】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１０によれば、連結部１０４は、断面形状が矩形であり長手方向をＬ方向とする棒材から成り、前記第１貫通孔１０６と第２貫通孔１１２に遊貫されており、第１受部材９６および第２受部材１０２をＬ方向にそれぞれ相対移動可能に連結していることから、測定毎で変更になる上肢１１の長さに合わせて第１受部材９６と第２受部材１０２との距離を調整して腕を自然な状態すなわちリラックスした状態で載置することにより、高い精度の測定が可能となる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の説明において、前述の実施例と重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図１１（ａ）は、本発明の他の実施例である生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１３６の全体の構成を示す正面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のｂｃ矢視の側面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のｂｃ矢視の側面図であって可動支持部材７６が回動軸心Ｗまわりに回動させられた状態を示している。第２受部材１３７は、連結部１０４の一端の上面に垂直方向に立設された角形柱体から成る第２支柱１３８と、板材を曲成して成り、第２支柱１３８の上面に固定され且つ曲率中心線がＬ方向となる円筒凸面を有する第３受部１４０と、板材を曲成して成り、第３受部１４０の上面に隣接させられ且つ曲率中心線が第３受部１４０の円筒凸面の曲率中心線と同軸上にある円筒凸面を有する第２受部１４１と、を備えており、第３受部１４０の円筒凸面と第２支持部８４の凹面摺動部８８とが摺接させられている。また、第２支柱１３８の立設方向に長手方向を有し且つ一端を第２受部１４１の円筒凸面に固定されたラック１４２と、そのラック１４２に係合させられ、且つ、第３受部１４０の円筒凸面に固設された固定フレーム１４４にラック１４２の長手方向およびＬ方向に直交する方向まわりに回転可能に設けられたピニオン（平歯車）１４６と、ピニオン１４６の軸心と同心であってそのピニオン１４６を貫通する丸棒から成り、貫通した一端部が他端部に対して平行を保ったまま前記軸心に直角な方向に変位させられた形状を有するハンドル１５０と、を備える第２受部上下移動装置１４８が設けられている。第２受部上下移動装置１４８は、ハンドル１５０によってピニオン１４６がその軸心まわりに回転させられることにより、ピニオン１４６に係合されたラック１４２を固定している第２受部１４１が基台７４に対して上下に移動するラックアンドピニオン機構として機能する。
【００４０】
図１１は、測定対象として考えうる上肢１１の中で最大の太さを有する上肢１１が載置された状態を示したが、図１２（ａ）は、比較的細い上肢１１が載置された状態を示しており、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のｂｃ矢視の側面図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のｂｃ矢視の側面図であって可動支持部材７６が回動軸心Ｗまわりに回動させられた状態を示している。図１３は、生体１６の体重と上腕部直径Ｄの関係を示したグラフであり、体重と上腕部直径Ｄの間には相関関係があることが読み取れる。また、上腕動脈Ｅ（血管１２）は、腕の太さに関わらず皮膚２６から１０〜１５ｍｍ直下に位置する。図１４に示されるハンドル１５０の回転軸心を中心位置に据えて固定フレーム１４４に設けられた面盤１５２は、上記関係を利用した機能、すなわち、生体１６の体重に応じた面盤１５２の数値を指示するようにハンドル１５０が回されることにより回動軸心Ｗが血管１２付近を通るように第２受部１４１の上下位置を決める機能を備えている。つまり、図１１、図１２にて示されるように、血管１２中心からベース部８０上面までの距離ｈが上腕部直径Ｄに関わらず一定となり且つ超音波プローブ３２直下の血管１２付近を回動軸心Ｗが通るように調整される。
【００４１】
本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１３６によれば、第２支柱１３８の立設方向に長手方向を有し且つ一端を第２受部１４１の円筒凸面に固定されたラック１４２と、そのラック１４２に係合させられ且つ第３受部１４０に固設された固定フレーム１４４にラック１４２の長手方向およびＬ方向に直交する方向まわりに回転可能に設けられたピニオン（平歯車）１４６と、ピニオン１４６の軸心と同心であってそのピニオン１４６を貫通する丸棒から成り、貫通した一端部が他端部に対して平行を保ったまま前記軸心に直角な方向に変位させられた形状を有するハンドル１５０とを備える第２受部上下移動装置１４８が設けられていることから、ピニオン１４６が回転させられてラック１４２が基台７４に対して上下移動することによって、測定毎で変更になる上肢１１の太さ（上腕部直径Ｄ）に合わせて、回動軸心Ｗが血管１２付近を通るようにラック１４２が固定された第２受部１４１の高さを調整することができる。したがって、毎回同じように血管１２付近を通る回動軸心Ｗまわりに上肢１１が回動させられるので、位置固定のハイブリッドプローブユニット２４直下の血管１２の位置ずれが抑制される。
【００４２】
また、本実施例の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置１３６によれば、生体１６の体重に応じた面盤１５２の数値を指示するようにハンドル１５０が回されることにより回動軸心Ｗが血管１２付近を通るように第２受部１４１の上下位置が決まる機能を有する面盤１５２を備えていることから、体重を把握しているだけでその他特別の予備測定を行わなくとも回動軸心Ｗが血管１２付近を通るように第２受部１４１の高さを調整することができ、位置固定のハイブリッドプローブユニット２４直下の血管１２の位置ずれが抑制される。
【００４３】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００４４】
たとえば、回動軸心Ｗは、超音波画像を移動させないことが安定した測定を可能とする点を鑑みると超音波プローブ３２直下において血管１２付近を通ることが望ましく、前述の実施例においてもそのように設定されていたが、必ずしも血管１２付近を通らなくてもよい。それでも一応の効果は得られる。
【００４５】
また、前述の実施例において、回動軸心Ｗは、第１受部９４の上面よりも下側であり且つ第２受部１００、１４１の上面よりも上側を通る斜めの軸心であるとされていたが、第１受部９４の上面よりも上側であり且つ第２受部１００、１４１の上面よりも上側を通る斜めあるいは水平の軸心であっても差し支えない。さらには、第２受部１００、１４１の上面よりも下側を通る軸心であっても差し支えない。
【００４６】
また、前述の実施例において、第２受部１００、１４１は、緩衝材９７を介して上肢１１の中間部である肘９８を受けていたが、上腕３６の肘側部分や前腕部の肘側部分などの肘９８付近を受けるものであっても差し支えない。
【００４７】
また、前述の実施例において、第１受部９４の上面には、載置された上肢１１の手９０により握られる第１グリップ（グリップ）１１０が備えられていたが、ベルト等が設けられても差し支えない。
【００４８】
また、前述の実施例において、連結部１０４は、第１受部材９６および第２受部材１３７をＬ方向にそれぞれ相対移動可能に連結していたが、相対移動不可能に連結するものであっても差し支えない。それに伴い発生する上肢１１長さ違いによる載置状態の不自然さは、第１受部材９６の第１受部９４をＬ方向に長く設けることで解決できる。
【００４９】
また、前述の実施例において、可動支持部材７６の一端部は、第１支持部８２により円筒状軸受８６の軸心Ｗまわりに回動可能に連結され支持されていたが、円筒状軸受８６ではなくスリーブ等によって回動可能に連結され支持されても差し支えない。
【００５０】
また、前述の実施例において、第２支持部８４は、その上面に部分円筒状の凹面状に形成された凹面摺動部（凹面）８８を有していたが、受面であればよく、たとえば、Ｖ字状の溝であってもよい。
【００５１】
また、前述の実施例において、回動固定装置７８の機械的構成は、その一例が開示されたものであり、その他の機械的構成でも実現されることができる。
【００５２】
また、前述の実施例において、上腕動脈Ｅの測定を行っていたが、前腕部やトウ骨動脈など表皮面より測定できる動脈や静脈、あるいは、その他の下肢の血管等の血管パラメータの測定に対しても有用である。
【００５３】
また、前述の実施例において、超音波プローブ３２は、互いに平行な２列の第１短軸用超音波アレイ探触子Ａおよび第２短軸用超音波アレイ探触子Ｂとそれらの長手方向中央部を連結する長軸用超音波アレイ探触子Ｃとを一平面に有して成るＨ型のハイブリッド型ものを使用していたが、インライン型やその他のプローブを用いてもよい。
【００５４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例である生体血管パラメータ測定用上肢保持装置が備えられ、上肢内の血管の血管径、内膜厚、プラーク、血流速度などの血管パラメータを測定する血管内皮機能検査装置の全体を示す図である。
【図２】図１の血管超音波画像測定装置の全体的な構成を説明する図である。
【図３】図１の血管超音波画像測定装置のハイブリッドプローブユニットの位置決め装置により位置決めされる超音波プローブと血管の関係を示す図である。
【図４】上肢の上腕を手掌側から見た断面図である。
【図５】血管画像に表示される血管の多層膜構成を説明するための拡大図である。
【図６】図１の生体血管パラメータ測定用上肢保持装置の全体的な構成を説明する図である。
【図７】血管パラメータの測定時における生体血管パラメータ測定用上肢保持装置に載置された右上腕の手掌側から見た断面図であり、超音波プローブと血管とのあいだに上腕三頭筋長頭などの組織が介在されている状態を示す。
【図８】図７に示す状態にて測定され生成された画像を表示させた画像表示装置の表示画面であり、ノイズパターンが描画された血管画像を示す。
【図９】血管パラメータの測定時における生体血管パラメータ測定用上肢保持装置に載置された右上腕の手掌側から見た断面図であり、最もノイズパターンの少ない血管画像が得られる回動位置にて棒状ハンドルがロック位置に操作され可動支持部材の回動が固定されている状態を示す。
【図１０】図９に示す状態にて測定され生成された画像を表示させた画像表示装置の表示画面であり、ノイズパターンの少ない血管画像を示す。
【図１１】本発明の他の実施例における、生体血管パラメータ測定用上肢保持装置の全体の構成を示す図であり、測定対象として考えうる上肢の中で最大の太さを有する上肢が載置された状態を示す。
【図１２】図１１の実施例における、生体血管パラメータ測定用上肢保持装置に、図１１の上肢よりも細い上肢が載置され第２受部の高さが調整された状態を示す。
【図１３】生体の体重と上腕の直径の関係（相関関係）を示したグラフである。
【図１４】図１１の実施例における、第２支持部周辺を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１３６：生体血管パラメータ測定用上肢保持装置
１１：上肢
１２：血管
１６：被測定者（生体）
２４：ハイブリッドプローブユニット（超音波センサ）
７４：基台
７６：可動支持部材
７８：回動固定装置
８２：第１支持部
８４：第２支持部
８６：円筒状軸受
８８：凹面摺動部（凹面）
９０：手
９２：手首
９６：第１受部材
９８：肘（中間部）
１０２、１３７：第２受部材
１０４：連結部
１１０：第１グリップ（グリップ）
１１６：ブラケット
１１８：回動軸
１２２：棒状ハンドル
１２６：二股の両端部（基部）
１３３：カム部
１３４：ノイズパターン（ノイズ）
【図１】
0005108432.tif 000002
【図２】
0005108432.tif 000003
【図３】
0005108432.tif 000004
【図４】
0005108432.tif 000005
【図５】
0005108432.tif 000006
【図６】
0005108432.tif 000007
【図７】
0005108432.tif 000008
【図８】
0005108432.tif 000009
【図９】
0005108432.tif 000010
【図１０】
0005108432.tif 000011
【図１１】
0005108432.tif 000012
【図１２】
0005108432.tif 000013
【図１３】
0005108432.tif 000014
【図１４】
0005108432.tif 000015