(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接した二測定点における脈圧を測定する測定装置の作動方法であって、
前記測定装置の処理ユニットは、
血管における血液の流動方向に沿って、所定の間隔Ｌに置いて配列された上流側圧力センサーと下流側圧力センサーにより、前記上流側圧力センサー及び下流側圧力センサーが置かれた位置の脈圧を取り入れて、前置増幅フィルタ回路と調整回路とにて信号を処理して、調整値および増益値がほぼ同じの上下流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）とＰL（ｔ）とを取得するステップと、
Ａ／Ｄ転換器により上流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）を上流側デジタル脈圧信号ＰO（ｎ）に転換して、デジタル処理ユニット（ＰＣ）に入力するステップと、
上下流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）とＰL（ｔ）とを低域通過基準周波フィルタ回路にて処理して、正弦波に近似する上下流側アナログ脈圧の基準周波信号を取得し、基準周波信号を位相測定回路に通過し、上流側脈圧の基準周波信号がゼロになった状態をカウンターの起動信号とし、且つ下流側脈圧の基準周波信号がゼロになった状態をカウンターの終了信号とし、前記カウンターの計数信号は高周波振動器から発生し、得られた遅延時間τをデジタル入力器によりデジタル処理ユニット（ＰＣ）に入力するステップと、
デジタル処理ユニット（ＰＣ）により、前記上流側デジタル脈圧信号ＰO（ｎ）と遅延時間τとによって、下流側デジタル脈圧信号ＰL（ｎ）を算出するステップと、
を実行することを特徴とする隣接した二測定点における脈圧を測定する測定装置の作動方法。
【請求項２】
前記上、下流側圧力センサーの間の距離は２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の隣接した二測定点における脈圧測定方法。
【請求項３】
前記上、下流側圧力センサーの人体の腕部の動脈部位の皮膚組織への押圧深さは、漢医学の脈診断における浮きと中と沈みとなどの三つの押圧程度に合っていることを特徴とする請求項１に記載の隣接した二測定点における脈圧測定方法。
【請求項４】
圧力測定装置（２）が設置され、前記圧力測定装置（２）には座体（２１）が設けられており、前記座体（２１）には上流側圧力センサー（２２）と下流側圧力センサー（２３）とが距離を置いて設置されており、前記座体（２１）が駆動部材（２４）に駆動されて人体の血管を押圧する腕部固定装置（１）と、
前記上、下流側圧力センサー（２２、２３）に接続している遅延測定回路（３）とを含み、
前記遅延測定回路（３）は、
前記上流側圧力センサー（２２）にて取られた上流側脈圧から、前置増幅フィルタ回路（３１１）と調整回路（３１２）とにより上流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）を取得し、
前記下流側圧力センサー（２３）にて取られた下流側脈圧から、前置増幅フィルタ回路（３２１）と調整回路（３２２）とにより下流側アナログ脈圧信号ＰL（ｔ）を取得し、
Ａ／Ｄ転換器（３７）には、前記上流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）が上流側デジタル脈圧信号ＰO（ｎ）に転換して、デジタル処理ユニット（３９）に入力され、
上下流側アナログ脈圧信号ＰO（ｔ）、ＰL（ｔ）は低域通過基準周波フィルタ回路（３１３、３２３）にて処理され、正弦波に近似する上下流側アナログ脈圧の基準周波信号が取得され、基準周波信号を位相測定回路（３４）に通過し、別々にカウンター（３５）の起動信号と終了信号となり、前記カウンター（３５）の計数信号が高周波振動器（３６）から発生することにより、遅延時間τが取得され、
デジタル入力器（３８）により前記遅延時間τがデジタル処理ユニット（３９）に入力され、
デジタル処理ユニット（３９）は、前記上流側デジタル脈圧信号ＰO（ｎ）と遅延時間τとによって下流側デジタル脈圧信号ＰL（ｎ）を算出することを特徴とする隣接した二測定点における脈圧の測定装置。
【請求項５】
前記上、下流側圧力センサー（２２、２３）はそれぞれ中空ケース（２２１、２３１）を有し、前記中空ケースの内部には、別々に上流側圧力検知マクロチップ（２２２）と下流側圧力検知マクロチップ（２３２）とが設けられており、前記上、下流側圧力センサー（２２、２３）の外周には弾性材料で作製したマスク（２２３、２３３）が別々にカバーしており、前記各マスク（２２３、２３３）と上下流側圧力検知マクロチップ（２２２、２３２）との間には別々に収容室（２２４、２３４）が形成され、前記収容室（２２４、２３４）には流体が充填しており、且つ前記マスク（２２３、２３３）の前端には、別々にケースの外側へ突出した圧力受け部（２２５、２３５）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置。
【請求項６】
前記圧力受け部（２２５、２３５）の接触面積は、測定点における血管の直径よりも小さく、且つ前記圧力受け部の中心の距離は２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人体の健康診断に係り、特に人体の血管の隣接した二測定点における脈圧の測定方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
目下、各種の脈波測定方法は、殆どが脈圧とその波形変化を測定して健康診断の情報とし、または、脈圧をスペクトルに転換して分析に提供し、なお、脈圧を測定する方法の他に、ドップラー超音波により血液流量を測定する方法もあるし、赤外線にて赤血球の移動速度を測定することにより血液の流速を測定する方法もあるが、これらの方法は単一の情報を取られることだけである。しかしながら、単一の脈圧や血液流量や血液流速が心臓と血管との全ての状態を表示することができない。なぜなら、同じ脈圧であっても、血管の管径と順応性との異なりにより血液流量も異なった。そして、健康状況は血液流動の状況と緊密に関連しているので、それらの変化は単一の脈圧や血液流量や血液流速の情報により表示できるものではない。
【０００３】
本発明者は長年の研究によって、血圧と血液流量とを同時に測定して、両者を積算すると、血管内の血液エネルギーが算出でき、なお、具体的には、血液流量が二点の圧力差により算出できる。
【０００４】
血液流動は層流であり、血管がリニアーな弾性管であると仮設すれば、弾性血管流量計算式は、
Q = π /（20αLμ）* { [a0+0.5*αP0（n）]5- [a0+0.5*αPL（n）]5}であって、
Qは血液の流量であり、
α=Δa/pは血管の順応性であって、pは脈圧の変化波形の瞬間値であり、
Δaは血管の管径の変化値であり、
Lは二圧力測定点の間の距離であり、
μは血液の粘度係数であり、
a0は血管の管径であり、
P0（n）とPL（n）とは二圧力測定点の脈圧値である。
【０００５】
上記計算式で血液の流量を算出しようとすれば、血管の順応性αと、血液の粘度係数μと、血管の管径a0と、二圧力測定点の脈圧値P0（n）とPL（n）と、二圧力測定点の間の距離Lと、を取っておくことが必要であるが、これらの数値は目下の単一の情報だけを測定できる各種の測定方法にて取ることができない。
【０００６】
特に、二測定点の距離Ｌは短いほど血液流量が正確に測定できるが、二測定点の距離Ｌは短いほど測定が難しくなり、漢医学の脈診断の観点から見れば、上記二測定点の距離Ｌが一指先の長さであればよい。本発明者の研究によれば、二測定点の距離Ｌは2〜3mmであればよく、脈圧が腕部の動脈を通過する波速度は約3.5〜4.5 m/secであるため、脈波が上記二測定点を通過する時間は約0.5 msecでありが、目下の医療診断装置のサンプリング頻度は200〜400 Hz であり、そのサンプリング時間は20〜50 msecであるため、目下の医療診断装置は、上記二測定点の脈圧値の差の変化を測定することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
こんなに短い距離の脈圧差が極めて小さく、それに測定誤差率が大きいため、アナログ脈圧信号を12bitのデジタル信号に転換した際に発生する数字差により、二測定点の脈圧値と差値変化とを判明できない問題があった。
【０００８】
また、血液流量の計算を影響するもう一重要なパラメータは血管の順応性αであり、上記血液流量の計算式は血管が理想な弾性血管と仮設し、実際の順応性αはノンリニアーな数値であり、且つ膨張圧と収縮圧のときにも異なったため、動態な順応性αの測定は解決すべきな問題である。
【０００９】
血管順応性αの定義は、所定な測定点での血管の管径の変位と脈圧の変化の比である。すなわち、血管順応性αは、所定な測定点での血管の管径の変位と脈圧との関連曲線の勾配である。そう見れば、測定点で一圧力センサーと一変位センサーとを付ければいいが、実はそんなに簡単ではない。所定な測定点での圧力変化を取ろうとする場合には、圧力センサーを一定の深さに血管を押圧することが必要であり、なお、所定圧力での血管の変位を測定しようとする場合には、まず圧力を測定してから変位センサーを移動することが必要である。しかしながら、圧力センサーと一変位センサーとが一体に形成されたので、圧力センサーを移動すると、所定な測定点での圧力変化の測定も不可能になり、動態な順応性αの算出もできなくなった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本願の請求項１は、人体の血管の流動方向に沿って、一上流側圧力センサーと一下流側圧力センサーとを別々に一間隔Ｌを置いて配列するステップと、前記上下流側圧力センサーにより上下流側圧力センサーの置いた処にある脈圧を取り入れて、前置増幅フィルタ回路と調整回路とにて信号を処理して、調整値および増益値がほぼ同じの上下流側アナログ脈圧信号P0（t）とPL（t）とが得られるステップと、A/D転換器により上流側アナログ脈圧信号P0（t）を上流側デジタル脈圧信号P0（n）に転換して、デジタル処理ユニット（PC）に入力するステップと、上下流側アナログ脈圧信号P0（t）とPL（t）を低域通過基準周波フィルタ回路にて処理して、正弦波によく似ている上下流側アナログ脈圧の基準周波信号が得られ、基準周波信号を前記位相測定回路に通過し、上流側脈圧の基準周波信号がゼロになった状態をカウンターの起動信号とし、且つ下流側脈圧の基準周波信号がゼロになった状態をカウンターの終了信号とし、前記カウンターの計数信号は高周波振動器から発生し、そうして得られた遅延時間τをデジタル入力器によりデジタル処理ユニット（PC）に入力するステップと、デジタル処理ユニット（PC）は、前記上流側デジタル脈圧信号P0（n）と遅延時間τとによって、下流側デジタル脈圧信号PL（n）を算出するステップと、を含むことを特徴とする隣接した二測定点における脈圧の測定方法であることを要旨としている。
【００１１】
本願の請求項２では、前記上下流側圧力センサーの間の距離は2〜3mmであることを特徴とする請求項１に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定方法であることを要旨としている。
【００１２】
本願の請求項３では、前記上下流側圧力センサーが人体の腕部の動脈部位の皮膚組織への押圧深さは、漢医学の脈診断における浮きと中と沈みとなど三つの押圧程度に合ったことを特徴とする請求項１に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定方法であることを要旨としている。
【００１３】
本願の請求項４では、一圧力測定装置（２）が設置され、前記圧力測定装置（２）には一座体（２１）が設けられており、前記座体（２１）には一上流側圧力センサー（２２）と一下流側圧力センサー（２３）とが距離を置いて設置しており、前記座体（２１）が一駆動部材（２４）に駆動されて人体の血管を押圧する腕部固定装置（１）と、前記上下流側圧力センサー（２２、２３）に接続している一遅延測定回路（３）と、を含むことを特徴とする隣接した二測定点における脈圧の測定装置であることを要旨としている。
【００１４】
本願の請求項５では、前記上下流側圧力センサー（２２、２３）はそれぞれ一中空ケース（２２１、２３１）を有し、前記各ケースの内部には、別々に一上流側圧力検知マクロチップ（２２２）と下流側圧力検知マクロチップ（２３２）とが設けられており、なお、前記上下流側圧力センサー（２２、２３）の外周には弾性材料で作製した一マスク（２２３、２３３）が別々にカバーしており、前記各マスク（２２３、２３３）と上下流側圧力検知マクロチップ（２２２、２３２）との間には別々に一収容室（２２４、２３４）が形成され、前記各収容室（２２４、２３４）には流体が充填しており、且つ前記各マスク（２２３、２３３）の前端には、別々にケースの外側へ突出した一圧力受け部（２２５、２３５）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置であることを要旨としている。
【００１５】
本願の請求項６では、前記圧力受け部（２２５、２３５）の接触面積は、測定点における血管の直径よりも小さく、且つ前記二圧力受け部の中心の距離は2〜3mmであることを特徴とする請求項５に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置であることを要旨としている。
【００１６】
本願の請求項７では、前記上流側圧力センサー（２２）にて取られた上流側脈圧は、前置増幅フィルタ回路（３１１）と調整回路（３１２）とにより上流側アナログ脈圧信号P0（t）を取るステップと、前記下流側圧力センサー（２３）にて取られた下流側脈圧は、前置増幅フィルタ回路（３２１）と調整回路（３２２）とにより下流側アナログ脈圧信号PL（t）を取るステップと、A/D転換器（３７）により前記上流側アナログ脈圧信号P0（t）を上流側デジタル脈圧信号P0（n）に転換して、デジタル処理ユニット（３９）に入力するステップと、上下流側アナログ脈圧信号P0（t）とPL（t）を低域通過基準周波フィルタ回路（３１３、３２３）にて処理して、正弦波によく似ている上下流側アナログ脈圧の基準周波信号が得られ、基準周波信号を前記位相測定回路（３４）に通過して、別々に前記カウンター（３５）の起動信号と終了信号とをとし、前記カウンター（３５）の計数信号は高周波振動器（３６）から発生し、そうすると、遅延時間τが得られるステップと、デジタル入力器（３８）により前記遅延時間τをデジタル処理ユニット（３９）に入力するステップと、デジタル処理ユニット（３９）は、前記上流側デジタル脈圧信号P0（n）と遅延時間τとによって下流側デジタル脈圧信号PL（n）を算出するステップと、などのステップから順序に構成された前記遅延測定回路を有することを特徴とする請求項４に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置であることを要旨としている。
【００１７】
本願の請求項８では、前記位相測定回路（３４）は、ゼロを基準として測定する方法を採用したが、ピークや所定値により測定する方法を採用しもいいことを特徴とする請求項４に記載の隣接した二測定点における脈圧の測定装置であることを要旨としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１から図３に示すのは、隣接した二測定点における脈圧の測定装置である。前記測定装置は、一腕部固定装置１と、一圧力測定装置２と、から構成される。前記腕部固定装置１には一台座１０を有し、前記台座１０の内部には、使用者の腕部の裏側が上に向く姿勢で腕部を収容するための一収容部１１が設けられており、前記収容部１１の両側には、エヤを充填できるエヤバッグ１２が設けられており、エヤバッグ１２にエヤを充填すると、腕を挟んで固定することができる。
【００１９】
前記圧力測定装置２は、腕部固定装置１の台座１０に設置され、腕部の関節に対応する処には一座体２１が設けられている。図２を参照する。前記座体２１は一駆動部材２４に駆動されて腕部を押圧し、前記駆動部材２４は、圧電気アクチュエーターでもいいし、他の動力を発生できる駆動部材でもいい。前記駆動部材２４が座体２１を移動できるストロークは約10mmであり、前記座体２１には、血液の流動方法に沿って、別々に上流側圧力センサー２２と下流側圧力センサー２３とが距離を置いて設けられている。
【００２０】
前記上下流側圧力センサー２２、２３はそれぞれ一中空ケース２２１、２３１を有し、前記各ケース２２１、２３１の内部には、別々に一上流側圧力検知マクロチップ２２２と下流側圧力検知マクロチップ２３２とが設けられており、なお、前記上下流側圧力センサー２２、２３の外周には弾性材料で作製した一マスク２２３、２３３が別々にカバーしており、前記各マスク２２３、２３３と上下流側圧力検知マクロチップ２２２、２３２との間には別々に一収容室２２４、２３４が形成され、前記各収容室２２４、２３４には流体が充填しており、且つ前記各マスク２２３、２３３の前端には、別々にケースの外側へ突出した一圧力受け部２２５、２３５が設けられており、且つ測定点での脈圧を測定するために、前記圧力受け部２２５、２３５の接触面積は、測定点における血管の直径よりも小さい。なお、前記二圧力受け部２２５、２３５の中心の距離は2〜3mmである。前記各圧力受け部２２５、２３５が圧力を受けると、各収容室２２４、２３４の内部の流体が圧迫され、上下流側圧力検知マクロチップ２２２、２３２よりその受けた圧力を測定し、また、前記上下流側圧力検知マクロチップ２２２、２３２は一遅延測定回路３に接続している。
【００２１】
図３は前記遅延測定回路のブロック図であり、入力端から出力端までの回路は、前置増幅フィルタ回路３１１、３２１と、調整回路３１２、３２２と、低域通過基準周波数フィルタ回路３１３、３２３と、位相測定回路３４と、カウンター３５と、高周波振動器３６と、デジタル入力器３８と、A/D転換器３７と、デジタル処理ユニット３９と、を有する。それらの回路は一般の回路であるため、その構成と工作原理とについては説明しない。
【００２２】
次に、本実施例の隣接した二測定点における脈圧の測定装置の使用方法について説明する。
まず、使用者の腕部を腕部固定装置１の収容部１１に挿入し、腕部の裏側を上に向かせて、腕部を挟んで固定するように、エヤをエヤバッグ１２に充填する。
【００２３】
また、上下流側圧力センサー２２、２３を腕部に圧迫するように、駆動部材２４により座体２１を下へ移動させ、上下流側圧力センサー２２、２３がある程度に腕部を圧迫するとそのまま保持し、圧力受け部２２５、２３５が脈圧を受け、その圧力を上下流側圧力検知マクロチップ２２２、２３２まで伝達して、上下流側の脈圧が得られる。
【００２４】
また、上下流側の脈圧を遅延測定回路に入力して、下記のステップにてデータを順序に処理する。
（イ）前記上流側圧力センサー２２にて取られた上流側脈圧は、前置増幅フィルタ回路３１１と調整回路３１２とにより上流側アナログ脈圧信号P'（O）を取る。
【００２５】
（ロ）前記下流側圧力センサー２３にて取られた下流側脈圧は、前置増幅フィルタ回路３２１と調整回路３２２とにより下流側アナログ脈圧信号P'（L）を取る。
【００２６】
（二）上下流側アナログ脈圧信号P0（t）とPL（t）を低域通過基準周波フィルタ回路３１３、３２３にて処理して、正弦波によく似ている上下流側アナログ脈圧の基準周波信号が得られ、基準周波信号を前記位相測定回路３４に通過して、別々に前記カウンター３５の起動信号と終了信号とをとし、前記カウンター３５の計数信号は高周波振動器３６から発生し、そうすると、遅延時間τが得られる。
【００２７】
（ホ）デジタル入力器３８により前記遅延時間τをデジタル処理ユニット３９に入力する。
（へ）デジタル処理ユニット３９は、前記上流側デジタル脈圧信号P0（n）と遅延時間τとによって下流側デジタル脈圧信号PL（n）を算出する。
前記位相測定回路３４は、ゼロを基準として測定する方法を採用したが、勿論、ピークや所定値により測定する方法を採用しもいい。
【００２８】
本発明の隣接した二測定点における脈圧の測定方法とその装置によれば、二圧力測定点のデジタル脈圧信号P0（n）とPL（n）が得られ、二圧力測定点の距離Ｌも得られ、また、血液粘度計により血液粘度係数μが得られ、熱画像計測装置により血管の管径a0と管径の変化値Δaが計測でき、それらのデータを計算機に入力すると、血管の動態な順応性と、血液の流量と、血液の動エネルギーと、などの動態な情報が得られて、漢医者と西洋医者との臨床診療にいい参考になる。
【００２９】
本発明の隣接した二測定点における脈圧の測定方法とその装置により、隣接した二測定点の脈圧とその波形変化が測定でき、そうすると、血液流量Qと血管順応性αが算出でき、また、血液粘度計により血液粘度係数μが得られ、熱画像計測装置により人体の温度と血管の管径が計測でき、それらのデータを計算機に入力すると、血管の脈圧と、血管の動態な順応性と、血管の管径と、血液の流量と、血液の動エネルギーと、などの動態な情報が得られ、臨床診断で得られた各生理パラメータと合わせ、且つコンピュータにて統計と分析とを重ねて、脈診断の臨床データベースを設立することができ、漢医者と西洋医者との臨床診療にいい参考になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の固定装置の構成を示す概略図である。
【図２】  本発明の実施例の圧力測定装置の構成を示す概略図である。
【図３】  本発明の実施例の遅延測定回路のブロック図である。
【符号の説明】
１          腕部固定装置
２          圧力測定装置
３          遅延測定回路
１０        台座
１１        収容部
１２        エヤバッグ
２１        座体
２４        駆動部材
２２        上流側圧力センサー
２３        下流側圧力センサー
３４        位相測定回路
３５        カウンター
３６        高周波振動器
３８        デジタル入力器
３７        A/D転換器
３９        デジタル処理ユニット
２２１、２３１        ケース
２２２      上流側圧力検知マクロチップ
２２３、２３３        マスク
２２４、２３４        収容室
２２５、２３５        圧力受け部
２３２      下流側圧力検知マクロチップ
３１１、３２１        前置増幅フィルタ回路
３１２、３２２        調整回路
３１３、３２３        低域通過基準周波数フィルタ回路
【図１】
0003834013.tif 000002
【図２】
0003834013.tif 000003
【図３】
0003834013.tif 000004