血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法
【課題】超音波を用いて非侵襲で平常の血流圧力と血流速度が判定できる簡便で安価な血流圧力血流速度状態判定装置を提供する。
【解決手段】被験者に密着して取り付け血管に向けて超音波を発信すると同時に血管からの反射波を受信する超音波センサ１６０と、超音波センサ１６０が受信した反射波の波形を整形する波形整形部１７０と、波形整形部１７０が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する判定部１８０と、判定部１８０で判定された血流圧力および血流速度の状態を比較表示する表示部１５０とを備える。
【解決手段】被験者に密着して取り付け血管に向けて超音波を発信すると同時に血管からの反射波を受信する超音波センサ１６０と、超音波センサ１６０が受信した反射波の波形を整形する波形整形部１７０と、波形整形部１７０が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する判定部１８０と、判定部１８０で判定された血流圧力および血流速度の状態を比較表示する表示部１５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法に係り、特に、超音波を用いて非侵襲で血流圧力と血流速度の状態が判定できる血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血流圧力（以下、血圧という）は、オシロメトリック法によって測定している。オシロメトリック法は次のような手順で血圧を測定する。
【０００３】
まず上腕にカフを巻き付け、空気を送り込んでカフを膨らませ、カフで上腕動脈を圧迫する。血流はカフによる上腕動脈の圧迫によって止まる。次に、カフに送り込んだ空気を徐々に開放して上腕動脈への圧迫圧力を少しずつ緩和する。カフの圧迫圧力よりも血圧が大きくなると上腕動脈の血液が流れ始める。血液が流れ始める前後のカフの圧力変動を圧脈波として測定する。圧脈波が急激に大きくなったときのカフの圧力を収縮期血圧（最高血圧）といい、圧脈波が急激に小さくなったときのカフの圧力を拡張期圧力（最低血圧）という。
【０００４】
オシロメトリック法は血圧が連続的に測定できないという欠点を有している。下記特許文献１は、オシロメトリック法の欠点を解消して血圧が連続的に測定できる構成を採用している。
【０００５】
また、従来、血流速度を測定する装置には光を用いるものや超音波を用いるものがある。下記特許文献２は、血流速度に関する情報を求め、血流速度に関する情報に応じて三次元音響システムを鳴動する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４７１９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２８０８３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、上記のような血圧の測定および血流速度の測定ができる装置は、被験者の心拍循環器の圧縮能力を測定するものであって、被験者の心拍循環器の平常の血圧および血流速度の状態を判定するものとは異なる。つまり、被験者の血圧および血流速度の状態が、一般的な人の血圧および血流速度の状態と比較して、良い状態であるのか、悪い状態であるのか、または、被験者自身の過去の血圧および血流速度の状態と比較して、良くなっているのか、悪くなっているのかを判定するものとは異なる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、超音波を用いて非侵襲で平常の血流圧力と血流速度の状態が判定できる血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための血流圧力血流速度状態判定装置は、超音波センサ、波形整形部、判定部および表示部を有する。
【００１０】
超音波センサは被験者に密着して取り付けられ血管に向けて超音波を発信すると同時に血管からの反射波を受信する。波形整形部は超音波センサが受信した反射波の波形を整形して血流圧力および血流速度を判定し易くする。判定部は波形整形部が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する。血流圧力の状態の判定は整形した反射波の波形の最高波高値や最低波高値によって行い、血流速度の状態の判定は整形した反射波の波形形状によって行なう。表示部は判定部で判定された血流圧力および血流速度の状態を表示する。表示は過去のデータと測定時のデータを被験者にわかりやすいように数値で行なう。また、データ表示は外部の情報処理機器で行うこともできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、超音波を用いて非侵襲で物理的影響のない平常の血流圧力と血流速度の状態が判定できるので、自分の健康状態を容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置の外観図である。
【図２】図１に示した血流圧力血流速度状態判定装置の制御系のブロック図である。
【図３】被験者の動脈の位置を示す図である。
【図４】装置本体部を被験者の手首に装着したときの超音波センサと血管組織との位置関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】送信信号波形と受信信号波形を示す図である。
【図７】血圧と血流速度の時間変化を示す図である。
【図８】血圧および血流速度状態の判定結果の表示処理を示すフローチャートである。
【図９】血流速度波形が血管の状態によって異なることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置を詳細に説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を付す。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置の外観図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置１００は、装置本体部１１０、ケース１２０、腕ベルト１３０を備える。
【００１６】
装置本体部１１０は、後述する超音波センサ、波形整形部および判定部を内蔵し、血圧および血流速度の状態を表示する表示部１５０を備える。
【００１７】
ケース１２０は、装置本体部１１０の周囲を取り囲むように形成され、表示部１５０以外の部分で装置本体部１１０をしっかりと固定する。
【００１８】
腕ベルト１３０は、ケース１２０が取り付けられ、被験者の腕にケース１２０を装着する。腕ベルト１３０は、空気を自動加圧によって送り込んで膨らみ、ケース１２０の表面から被験者の腕側（表示部１５０の反対面）に露出する超音波センサを被験者の血管上に密着させる。超音波センサが被験者の血管上にきちんと密着していないと、高速血流成分がうまく検出できずにカットされてしまったり、血圧、血流速度が正確に測定できなくなってしまったりする。
【００１９】
したがって、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置を被験者に取り付ける場合は次のような手順で行なう。
【００２０】
まず、表示部１５０を見ることができるように腕ベルト１３０を被験者の腕に取り付ける。
【００２１】
次に、表示部１５０の反対面に露出する超音波センサが図３に示す尺骨動脈または橈骨動脈の血管に接触するようにケース１２０の位置を調整する。
【００２２】
そして、装置本体部１１０のスタートボタンを押すと自動的に腕ベルト１３０は空圧で膨張し、腕ベルト１３０を膨らませる。腕ベルト１３０が膨らむと、超音波センサが尺骨動脈または橈骨動脈の血管に適度な圧力で接触する。
【００２３】
この状態で血圧と血流速度の状態の判定を開始する。
【００２４】
図２は、図１に示した血流圧力血流速度状態判定装置の制御系のブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置１００は、装置本体部１１０に、表示部１５０、超音波センサ１６０、波形整形部１７０、判定部１８０、入力部１９０および送信回路２００を備えている。
【００２６】
表示部１５０は判定した血圧と血流速度の状態を表示する。たとえば、その表示は、「最高血圧１３０ｍｍＨｇ」、「最低血圧８０ｍｍＨｇ」、「血流速度４３ｃｍ／ｓ」、「血圧状態＋１０％」、「血流状態＋１０％」のように行なわれる。表示部１５０は表示された血圧と血流速度の状態を被験者が容易に見ることができるように装置本体部１１０の表面に設ける。
【００２７】
超音波センサ１６０は送信振動子１６２および受信振動子１６４を備える。
【００２８】
送信振動子１６２は血管（図３に示す尺骨動脈または橈骨動脈）に向けて超音波を発信するための振動子である。送信振動子１６２は超音波の進行方向が血管に対し所定の入射角になるように設定してある。
【００２９】
受信振動子１６４は被験者の血管からの反射波（エコー）を受信するための振動子である。被験者の血管からの反射波の周波数帯域は音波の性質から送信信号に対して偏移するため、受信振動子１６４は偏移された信号の帯域を受信できるようにしている。
【００３０】
波形整形部１７０は受信回路１７２および信号検波フィルタ処理回路１７４を備える。波形整形部１７０は超音波センサ１６０が受信した反射波の波形を整形してノイズ成分を除去する。
【００３１】
受信回路１７２は受信振動子１６４からの反射波を受信信号として処理する回路である。受信回路１７２は受信振動子１６４からの受信信号のダイナミックレンジ、ゲイン、エコーエンハンスなどを調整し、反射波の周波数を設定する。
【００３２】
信号検波フィルタ処理回路１７４は、受信回路１７２で処理された受信信号から血流によりドップラシフトされた信号部分、すなわちドップラ偏移を取り出すための回路である。より具体的には、信号検波フィルタ処理回路１７４は、受信信号に内部で生成した参照信号を掛け合わせ、ローパスフィルタを通すことにより、受信信号からドップラ偏移を取り出す。
【００３３】
判定部１８０は平均サンプルデータ記憶部１８１、ダイナミック制御回路１８２、サンプルホールド回路１８４、周波数分析回路１８６および数値検出回路１８８を備えている。
【００３４】
平均サンプルデータ記憶部１８１は被験者が過去に測定した血圧および血流速度のサンプルデータと健常者の平均的な血圧および血流速度のサンプルデータとを分けて記憶する。被験者が過去に測定した血圧および血流速度のサンプルデータは算出された被験者自身の血圧および血流速度に関する平均データ（個人検体データ）である。健常者の平均的な血圧および血流速度のサンプルデータは多人数の血圧および血流速度に関する平均データ（多人数平均データ）である。
【００３５】
個人検体データは、過去に被験者自身が測定した血圧および血流速度に関するデータの平均値であり、被験者が現在測定した血圧および血流速度に関するデータが個人検体データと比較してどのように変化しているかを計るために用いる。被験者が測定した血圧および血流速度に関するデータと個人検体データとを比較することによって、たとえば、その人の病気が悪化する方向に進んでいるのか、直る方向に進んでいるのかがわかる。
【００３６】
多人数平均データは、健常者の平均的な血圧および血流速度に関するデータの平均値であり、被験者が現在測定した血圧および血流速度に関するデータが多人数平均データと比較してどの程度ずれているかを計るために用いる。その人が測定した血圧および血流速度に関するデータと多人数平均データとを比較することによって、その人が健康体であるかどうかがわかる。
【００３７】
ダイナミック制御回路１８２は血流圧力血流速度状態判定装置１００を全体的に制御するものである。すなわち、ダイナミック制御回路１８２は超音波の送受信、受信信号処理、判定結果の表示、個人検体データや多人数平均データの入力を統括的に制御する。
【００３８】
サンプルホールド回路１８４は信号検波フィルタ処理回路１７４によって取り出されたドップラ偏移信号から所望の測定部分を取り出すための回路である。
【００３９】
周波数分析回路１８６は取り出されたドップラ偏移信号の周波数成分を分析し、ドップラシフト周波数を算出するための回路である。より具体的には、周波数分析回路１８６はフィルタ群からなるＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路を備える。
【００４０】
数値検出回路１８８は周波数分析回路１８６により得られたドップラシフト周波数から血圧と血流速度とを算出する回路である。より具体的には、数値検出回路１８８は、送信波の動脈に対する進入角度と送信波のパルス周波数とドップラシフト周波数とに基づいて血圧と血流速度とを算出する。なお、血圧と血流速度の算出は、超音波を利用した従来の公知の方法を用いて行なうので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４１】
入力部１９０は、血液測定によって得られた被験者の血圧と血流速度を入力するために設けたものである。入力部１９０は、被験者自身の血圧と血流速度を手入力するためのキー入力部と、あらかじめ外部において蓄積した多人数の平均的な血圧と血流速度を入力するための入力端子（不図示）とを備える。
【００４２】
送信回路２００は送信振動子１６２を駆動するための回路である。送信回路２００は、ダイナミック制御回路１８２で生成された送信タイミング信号に基づいて送信振動子１６２にパルス電圧を印加する。
【００４３】
次に、図３〜図７を参照しながら、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法について説明する。
【００４４】
図３は被験者の手指から甲にかけての動脈の位置を示す図である。
【００４５】
図３に示すとおり、本実施形態では、被験者の皮膚表面に近く、測定し易い位置にある、尺骨動脈または橈骨動脈から血圧および血流速度を測定する。なお、上記の尺骨動脈または橈骨動脈に限らず、たとえば頚動脈、腋窩動脈、上腕動脈、大腿動脈、足背動脈、手首動脈などの動脈を用いて血圧および血流速度を測定することもできる。本実施形態では、尺骨動脈または橈骨動脈のいずれかの動脈から血圧および血流速度を測定する。なお、測定精度を高めるために尺骨動脈と橈骨動脈の両方の動脈を用いて血圧および血流速度を測定しても良い。また、尺骨動脈と橈骨動脈以外の複数の動脈を用いて血圧および血流速度を測定しても良い。
【００４６】
図４は装置本体部を被験者の手首に装着したときの超音波センサと血管組織との位置関係を示す図である。
【００４７】
図４に示すとおり、装置本体部１１０は腕ベルト１３０（図１参照）により手首の皮膚に密着して固定される。超音波センサ１６０を構成する送信振動子１６２および受信振動子１６４は、自動加圧具によって膨らんだ腕ベルト１３０により図の位置からさらに皮膚表面に圧接されて血管上で密着する。
【００４８】
そして、測定時には、皮膚と送信振動子１６２および受信振動子１６４とが密着した状態を保ちつつ血管に対して入射角θで超音波が発信される。ここで、入射角θは、血流圧力血流速度状態判定状態装置１００の最大検出可能流速、血管に対する超音波発信の入射角に起因する誤差などの要素を考慮して決定する。本実施形態では好ましい入射角として６０°程度を設定している。また、本実施形態では送信振動子１６２の発振周波数を３ＭＨｚとし、生体内を伝搬する音波の波長が０．０８５ｍｍ程度になるようにしている。
【００４９】
また、図４では送信振動子１６２および受信振動子１６４が各々分離されたものを示している。しかしながら、送信振動子１６２および受信振動子１６４を１つの振動子で兼ねても良い。
【００５０】
図５は本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、超音波センサ１６０を準備する。具体的には、図１および図４に示すように、装置本体部１１０を手首に装着し固定した状態で、送信振動子１６２と受信振動子１６４を血管上で密着させる（Ｓ１０１）。
【００５２】
次に、図２に示すダイナミック制御回路１８２は処理モードが入力モードか否かを判断する（Ｓ１０２）。処理モードが入力モードであれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は入力部１９０からの多人数平均データおよび個人検体データの入力を受け付ける。多人数平均データは、健常者の多人数の最高および最低血圧の平均値と健常者の多人数の血流速度の平均値である。多人数平均データは、年代や性別を問わずに採集した５００人程度の健常者の平均値であっても良く、より高精度の判定を行いたい場合には、年代および性別にしたがって採集した５００人程度の健常者の平均値であっても良い。多人数平均データの入力は入力部１９０に設けられている入力端子を用いる。入力された多人数平均データは平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される。
【００５３】
また、個人検体データは血流圧力血流速度状態判定装置１００を使用して測定する被験者自身の過去に測定された最高および最低血圧と血流速度である。個人検体データの入力は入力部１９０に設けられているキー入力部から行なう。キー入力部で入力した血圧と血流速度は、血圧と血流速度の状態を判定する際のデフォルト値となる。
【００５４】
処理モードが入力モードでなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、ダイナミック制御回路１８２は血圧と血流速度の判定を行なうために以下の処理を行う。
【００５５】
まず、送信処理が行われる（Ｓ１０４）。ダイナミック制御回路１８２は送信回路２００に超音波の発信を指令し、送信回路２００は送信振動子１６２を駆動し、送信振動子１６２から超音波を発信させる。超音波が発信されると超音波パルス信号が血管に向けて送信される。超音波パルス信号は図６に示すような送信信号波形が血管に射信される。超音波パルス信号は中心周波数が約３ＭＨｚで波長が約０．０８５ｍｍであることが好ましい。超音波パルス信号の繰り返し周期は、送信回路２００が送信振動子１６２に与える送信タイミング信号により数十〜数百μｓの範囲で調整することができる。
【００５６】
次に、受信処理が行なわれる（Ｓ１０５）。受信振動子１６４によって体組織血管などからの反射波が受信される。図６は送信信号波形と受信信号波形を示す図である。送信信号波形に示すような超音波を生体に向けて発信したときに、生体の一部から反射して帰ってくる受信信号は、図４および図６に示すように、送信振動子１６２からの距離が近い組織から受信振動子１６４に順番に届く。具体的には、皮膚から反射して帰ってくる皮膚信号、血管壁から反射して帰ってくる血管信号、血液の構成要素（赤血球、白血球、血小板など）から反射して帰ってくる血液信号、さらに、血管壁から反射して帰ってくる血管信号、血管よりも深いところに位置する体内組織から反射して帰ってくる体内組織信号の順番である。血液信号の振幅が他の皮膚信号、血管信号、体内組織信号に比較して小さいのは血液が流体だからである。
【００５７】
受信信号は受信回路１７２、信号検波フィルタ処理回路１７４、およびサンプルホールド回路１８４で処理される。受信回路１７２は、受信振動子１６４からの受信信号のダイナミックレンジ、ゲイン、エコーエンハンスなどを調整する。受信信号の強度は、図６の受信信号波形に示すように、生体の皮膚表面からの深度、部位などにより差がある。したがって、測定対象の血管の位置などに応じてダイナミックレンジ、ゲインなどを調整することにより、測定対象の信号を取り出すことができる。
【００５８】
取り出した測定対象の信号（図６では血液信号）から信号検波フィルタ処理回路１７４によってドップラ偏移が取り出される。具体的には、受信信号に信号検波処理フィルタ回路処理１７４の内部で生成された参照信号を掛け合わせ、ローパスフィルタを通すことにより、受信信号からドップラ偏移が取り出される。そして、取り出されたドップラ偏移からサンプルホールド回路１８４により所望の測定信号部分が取り出される。
【００５９】
次に、取り出された測定信号部分が周波数解析される（Ｓ１０６）。本実施形態では、ＦＦＴ回路でフーリエ変換が実行され、ドップラ偏移からドップラシフト周波数が算出される。
【００６０】
次に、血圧および血流速度が算出される（Ｓ１０７）。血流速度は、数値検出回路１８８において、発信周波数と、発信された超音波の血管に対する入射角と、算出されたドプラシフト周波数とに基づいて算出される。本実施形態の場合、健常者の血流速度は４３ｃｍ／Ｓ程度と測定された。血圧は、数値検出回路１８８において、算出された血流速度の大きさに基づいて求める。図７は、血圧と血流速度の時間変化を示す図である。図７に示すとおり、血流速度は、心臓の収縮によって急峻に立ち上がったのち、心臓の拡張に伴い徐々に低下する。このとき血流速度が最も小さくなるときの血流圧力が最低血圧Ｌになり、血流速度が最も大きくなるときの血流圧力が最高血圧Ｈになる。
【００６１】
算出された血圧および血流速度に関するデータが平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される（Ｓ１０８）。平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される場合、このデータは個人検体データとして記憶されることになる。
【００６２】
次に、算出された血圧および血流速度に関するデータに基づいて血圧・血流速度の状態を判定し、判定結果を表示する（Ｓ１０９）。判定結果の表示処理は図８のサブルーチンフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
血圧および血流速度状態の判定結果の表示は図８のサブルーチンフローチャートに示す手順で行なわれる。
【００６４】
血圧および血流速度状態の判定は、平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶されている個人検体データまたは多人数平均データとの比較によって行なわれる。
【００６５】
まず、ダイナミック制御回路１８２は、血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしているのか否かを判断する（Ｓ２０１）。血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしている場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は、平均サンプルデータ記憶部１８１から個人検体データを取り出し、図５のフローチャートに示す手順で測定された血圧および血流速度を個人検体データの血圧および血流速度と比較する。
【００６６】
その結果、たとえば、血圧が前回測定した血圧よりも１０％上昇している場合にはその旨（「血圧状態＋１０％」）を表示部１５０に表示し、また、血流速度が前回測定した血流速度よりも１０％上昇している場合にはその旨（「血流状態＋１０％」）を表示部１５０に表示する。また、過去に測定した血圧および血流速度が前回測定した血圧および血流速度の平均値よりも１５％上昇している場合にはその旨（「血圧状態＋１５％」、「血流状態＋１５％」）を表示部１５０に表示する。また、前回平均値と今回測定値を並列表示して比較表示することもできる。
【００６７】
この場合、被験者の血圧と血流速度が過去の血圧および血流速度から徐々に上昇していることが容易に把握できる。つまり、被験者自信の血圧と血流速度が過去の血圧と血流速度に対して上昇傾向にあるのか下降傾向にあるのか小康状態にあるのかが、表示部１５０に表示される数値を見れば容易に把握することができる。
【００６８】
したがって、被験者が病人であれば、病気の治り具合や進行具合を把握することができる。病気を治療中の場合、図９に示すように、血圧および血流速度を示す波形が、血管の状態（正常、準正常、閉塞ぎみ、閉塞）によって大きく異なるため、健常者の血圧および血流速度との比較をしただけでは、病気の治り具合や進行具合が把握できない。このため、被験者自身の過去の血圧および血流速度との比較をしている（Ｓ２０２）。
【００６９】
次に、ダイナミック制御回路１８２は、血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしていない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしているのか否かを判断する（Ｓ２０３）。
【００７０】
血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしている場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は、平均サンプルデータ記憶部１８１から多人数平均データを取り出し、図５のフローチャートに示す手順で測定された血圧および血流速度を多人数平均データの血圧（通常は最高血圧１３０ｍｍＨｇ、最低血圧８５ｍｍＨｇ）および血流速度（通常は４３ｃｍ／Ｓ）と比較する。その結果、たとえば、血圧が多人数平均データの血圧よりも１０％上の場合にはその旨（「血圧状態＋１０％」）を表示部１５０に表示し、また、血流速度も多人数平均データの血流速度よりも１０％上の場合にはその旨（「血流状態＋１０％」）を表示部１５０に表示する。この場合、被験者の血圧と血流速度は健常者の血圧と血流速度に対して１０％上回っており、注意を要することが容易に把握できる（Ｓ２０４）。
【００７１】
血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしていない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、単に測定された血圧および血流速度を表示部１５０に表示するだけで、個人検体データや多人数平均データとの比較は行なわずに、図５のフローチャートに戻る。
【００７２】
なお、以上の実施形態では、心拍数を算出していないが、図７に示すように、血流速度が大きくなる周期Ｔを測定することによって、心拍数の算出も容易に行なうことができる。
【００７３】
血流速度と血流圧力は常時変化する。測定した血圧および血流速度を被験者自身の過去の血圧および血流速度と比較することによって、被験者の現在の状態が過去の状態に比較してどのように変化しているのかが容易に把握できる。血圧と血流速度は被験者独自の特徴を有している。被験者の血圧と血流速度を健常者の血圧と血流速度に対して比較することが適切でない場合がある。この場合、被験者自身の過去の血圧と血流速度との比較を行なうことによって体調の変化を正確に把握することができる。特に、被験者が疾病者の場合、過去のデータとの比較は、病気の治り具合、進行具合を把握する上で非常に有効である。
【００７４】
また、測定した血圧および血流速度を健常者の一般的な血圧および血流速度と比較することによって、被験者の現在の状態が健常者の状態と同じ状態であるのか異なる状態であるのかが容易に把握できる。
【００７５】
被験者の現在の状態と過去の状態の比較は、被験者の体調を判断するための参考になる。また、被験者の現在の状態と健常者の状態の比較は、被験者の健康状態を計る上で参考になる。
【００７６】
被験者の血圧、血流速度、体調の変化、健常者との比較結果などは瞬時に表示部に表示される。したがって、リアルタイムで被験者自身の状態を容易に知ることができる。
【００７７】
なお、本実施形態の血流圧力血流速度状態判定装置に、測定データを他のデータ処理装置に有線または無線で送受信する装置を備えれば、測定データのさらに詳しい解析を行なうことができるようになる。
【００７８】
また、本実施形態では、超音波振動子を動脈血管上の皮膚に密着する手段としてベルト自動加圧方法で説明したが、この方法に限定されるものではない。たとえば、測定器を手持ちで皮膚に押し付けて測定することもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 血流圧力血流速度状態判定装置、
１１０ 装置本体部、
１２０ ケース、
１３０ 腕ベルト、
１５０ 表示部、
１６０ 超音波センサ、
１６２ 送信振動子、
１６４ 受信振動子、
１７０ 波形整形部、
１７２ 受信回路、
１７４ 信号検波フィルタ処理回路、
１８０ 判定部、
１８１ 平均サンプルデータ記憶部、
１８２ ダイナミック制御回路、
１８４ サンプルホールド回路、
１８６ 周波数分析回路、
１８８ 数値検出回路、
１９０ 入力部、
２００ 送信回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法に係り、特に、超音波を用いて非侵襲で血流圧力と血流速度の状態が判定できる血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血流圧力（以下、血圧という）は、オシロメトリック法によって測定している。オシロメトリック法は次のような手順で血圧を測定する。
【０００３】
まず上腕にカフを巻き付け、空気を送り込んでカフを膨らませ、カフで上腕動脈を圧迫する。血流はカフによる上腕動脈の圧迫によって止まる。次に、カフに送り込んだ空気を徐々に開放して上腕動脈への圧迫圧力を少しずつ緩和する。カフの圧迫圧力よりも血圧が大きくなると上腕動脈の血液が流れ始める。血液が流れ始める前後のカフの圧力変動を圧脈波として測定する。圧脈波が急激に大きくなったときのカフの圧力を収縮期血圧（最高血圧）といい、圧脈波が急激に小さくなったときのカフの圧力を拡張期圧力（最低血圧）という。
【０００４】
オシロメトリック法は血圧が連続的に測定できないという欠点を有している。下記特許文献１は、オシロメトリック法の欠点を解消して血圧が連続的に測定できる構成を採用している。
【０００５】
また、従来、血流速度を測定する装置には光を用いるものや超音波を用いるものがある。下記特許文献２は、血流速度に関する情報を求め、血流速度に関する情報に応じて三次元音響システムを鳴動する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４７１９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２８０８３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、上記のような血圧の測定および血流速度の測定ができる装置は、被験者の心拍循環器の圧縮能力を測定するものであって、被験者の心拍循環器の平常の血圧および血流速度の状態を判定するものとは異なる。つまり、被験者の血圧および血流速度の状態が、一般的な人の血圧および血流速度の状態と比較して、良い状態であるのか、悪い状態であるのか、または、被験者自身の過去の血圧および血流速度の状態と比較して、良くなっているのか、悪くなっているのかを判定するものとは異なる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、超音波を用いて非侵襲で平常の血流圧力と血流速度の状態が判定できる血流圧力血流速度状態判定装置およびその判定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための血流圧力血流速度状態判定装置は、超音波センサ、波形整形部、判定部および表示部を有する。
【００１０】
超音波センサは被験者に密着して取り付けられ血管に向けて超音波を発信すると同時に血管からの反射波を受信する。波形整形部は超音波センサが受信した反射波の波形を整形して血流圧力および血流速度を判定し易くする。判定部は波形整形部が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する。血流圧力の状態の判定は整形した反射波の波形の最高波高値や最低波高値によって行い、血流速度の状態の判定は整形した反射波の波形形状によって行なう。表示部は判定部で判定された血流圧力および血流速度の状態を表示する。表示は過去のデータと測定時のデータを被験者にわかりやすいように数値で行なう。また、データ表示は外部の情報処理機器で行うこともできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、超音波を用いて非侵襲で物理的影響のない平常の血流圧力と血流速度の状態が判定できるので、自分の健康状態を容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置の外観図である。
【図２】図１に示した血流圧力血流速度状態判定装置の制御系のブロック図である。
【図３】被験者の動脈の位置を示す図である。
【図４】装置本体部を被験者の手首に装着したときの超音波センサと血管組織との位置関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】送信信号波形と受信信号波形を示す図である。
【図７】血圧と血流速度の時間変化を示す図である。
【図８】血圧および血流速度状態の判定結果の表示処理を示すフローチャートである。
【図９】血流速度波形が血管の状態によって異なることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置を詳細に説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を付す。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置の外観図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置１００は、装置本体部１１０、ケース１２０、腕ベルト１３０を備える。
【００１６】
装置本体部１１０は、後述する超音波センサ、波形整形部および判定部を内蔵し、血圧および血流速度の状態を表示する表示部１５０を備える。
【００１７】
ケース１２０は、装置本体部１１０の周囲を取り囲むように形成され、表示部１５０以外の部分で装置本体部１１０をしっかりと固定する。
【００１８】
腕ベルト１３０は、ケース１２０が取り付けられ、被験者の腕にケース１２０を装着する。腕ベルト１３０は、空気を自動加圧によって送り込んで膨らみ、ケース１２０の表面から被験者の腕側（表示部１５０の反対面）に露出する超音波センサを被験者の血管上に密着させる。超音波センサが被験者の血管上にきちんと密着していないと、高速血流成分がうまく検出できずにカットされてしまったり、血圧、血流速度が正確に測定できなくなってしまったりする。
【００１９】
したがって、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置を被験者に取り付ける場合は次のような手順で行なう。
【００２０】
まず、表示部１５０を見ることができるように腕ベルト１３０を被験者の腕に取り付ける。
【００２１】
次に、表示部１５０の反対面に露出する超音波センサが図３に示す尺骨動脈または橈骨動脈の血管に接触するようにケース１２０の位置を調整する。
【００２２】
そして、装置本体部１１０のスタートボタンを押すと自動的に腕ベルト１３０は空圧で膨張し、腕ベルト１３０を膨らませる。腕ベルト１３０が膨らむと、超音波センサが尺骨動脈または橈骨動脈の血管に適度な圧力で接触する。
【００２３】
この状態で血圧と血流速度の状態の判定を開始する。
【００２４】
図２は、図１に示した血流圧力血流速度状態判定装置の制御系のブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定装置１００は、装置本体部１１０に、表示部１５０、超音波センサ１６０、波形整形部１７０、判定部１８０、入力部１９０および送信回路２００を備えている。
【００２６】
表示部１５０は判定した血圧と血流速度の状態を表示する。たとえば、その表示は、「最高血圧１３０ｍｍＨｇ」、「最低血圧８０ｍｍＨｇ」、「血流速度４３ｃｍ／ｓ」、「血圧状態＋１０％」、「血流状態＋１０％」のように行なわれる。表示部１５０は表示された血圧と血流速度の状態を被験者が容易に見ることができるように装置本体部１１０の表面に設ける。
【００２７】
超音波センサ１６０は送信振動子１６２および受信振動子１６４を備える。
【００２８】
送信振動子１６２は血管（図３に示す尺骨動脈または橈骨動脈）に向けて超音波を発信するための振動子である。送信振動子１６２は超音波の進行方向が血管に対し所定の入射角になるように設定してある。
【００２９】
受信振動子１６４は被験者の血管からの反射波（エコー）を受信するための振動子である。被験者の血管からの反射波の周波数帯域は音波の性質から送信信号に対して偏移するため、受信振動子１６４は偏移された信号の帯域を受信できるようにしている。
【００３０】
波形整形部１７０は受信回路１７２および信号検波フィルタ処理回路１７４を備える。波形整形部１７０は超音波センサ１６０が受信した反射波の波形を整形してノイズ成分を除去する。
【００３１】
受信回路１７２は受信振動子１６４からの反射波を受信信号として処理する回路である。受信回路１７２は受信振動子１６４からの受信信号のダイナミックレンジ、ゲイン、エコーエンハンスなどを調整し、反射波の周波数を設定する。
【００３２】
信号検波フィルタ処理回路１７４は、受信回路１７２で処理された受信信号から血流によりドップラシフトされた信号部分、すなわちドップラ偏移を取り出すための回路である。より具体的には、信号検波フィルタ処理回路１７４は、受信信号に内部で生成した参照信号を掛け合わせ、ローパスフィルタを通すことにより、受信信号からドップラ偏移を取り出す。
【００３３】
判定部１８０は平均サンプルデータ記憶部１８１、ダイナミック制御回路１８２、サンプルホールド回路１８４、周波数分析回路１８６および数値検出回路１８８を備えている。
【００３４】
平均サンプルデータ記憶部１８１は被験者が過去に測定した血圧および血流速度のサンプルデータと健常者の平均的な血圧および血流速度のサンプルデータとを分けて記憶する。被験者が過去に測定した血圧および血流速度のサンプルデータは算出された被験者自身の血圧および血流速度に関する平均データ（個人検体データ）である。健常者の平均的な血圧および血流速度のサンプルデータは多人数の血圧および血流速度に関する平均データ（多人数平均データ）である。
【００３５】
個人検体データは、過去に被験者自身が測定した血圧および血流速度に関するデータの平均値であり、被験者が現在測定した血圧および血流速度に関するデータが個人検体データと比較してどのように変化しているかを計るために用いる。被験者が測定した血圧および血流速度に関するデータと個人検体データとを比較することによって、たとえば、その人の病気が悪化する方向に進んでいるのか、直る方向に進んでいるのかがわかる。
【００３６】
多人数平均データは、健常者の平均的な血圧および血流速度に関するデータの平均値であり、被験者が現在測定した血圧および血流速度に関するデータが多人数平均データと比較してどの程度ずれているかを計るために用いる。その人が測定した血圧および血流速度に関するデータと多人数平均データとを比較することによって、その人が健康体であるかどうかがわかる。
【００３７】
ダイナミック制御回路１８２は血流圧力血流速度状態判定装置１００を全体的に制御するものである。すなわち、ダイナミック制御回路１８２は超音波の送受信、受信信号処理、判定結果の表示、個人検体データや多人数平均データの入力を統括的に制御する。
【００３８】
サンプルホールド回路１８４は信号検波フィルタ処理回路１７４によって取り出されたドップラ偏移信号から所望の測定部分を取り出すための回路である。
【００３９】
周波数分析回路１８６は取り出されたドップラ偏移信号の周波数成分を分析し、ドップラシフト周波数を算出するための回路である。より具体的には、周波数分析回路１８６はフィルタ群からなるＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路を備える。
【００４０】
数値検出回路１８８は周波数分析回路１８６により得られたドップラシフト周波数から血圧と血流速度とを算出する回路である。より具体的には、数値検出回路１８８は、送信波の動脈に対する進入角度と送信波のパルス周波数とドップラシフト周波数とに基づいて血圧と血流速度とを算出する。なお、血圧と血流速度の算出は、超音波を利用した従来の公知の方法を用いて行なうので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４１】
入力部１９０は、血液測定によって得られた被験者の血圧と血流速度を入力するために設けたものである。入力部１９０は、被験者自身の血圧と血流速度を手入力するためのキー入力部と、あらかじめ外部において蓄積した多人数の平均的な血圧と血流速度を入力するための入力端子（不図示）とを備える。
【００４２】
送信回路２００は送信振動子１６２を駆動するための回路である。送信回路２００は、ダイナミック制御回路１８２で生成された送信タイミング信号に基づいて送信振動子１６２にパルス電圧を印加する。
【００４３】
次に、図３〜図７を参照しながら、本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法について説明する。
【００４４】
図３は被験者の手指から甲にかけての動脈の位置を示す図である。
【００４５】
図３に示すとおり、本実施形態では、被験者の皮膚表面に近く、測定し易い位置にある、尺骨動脈または橈骨動脈から血圧および血流速度を測定する。なお、上記の尺骨動脈または橈骨動脈に限らず、たとえば頚動脈、腋窩動脈、上腕動脈、大腿動脈、足背動脈、手首動脈などの動脈を用いて血圧および血流速度を測定することもできる。本実施形態では、尺骨動脈または橈骨動脈のいずれかの動脈から血圧および血流速度を測定する。なお、測定精度を高めるために尺骨動脈と橈骨動脈の両方の動脈を用いて血圧および血流速度を測定しても良い。また、尺骨動脈と橈骨動脈以外の複数の動脈を用いて血圧および血流速度を測定しても良い。
【００４６】
図４は装置本体部を被験者の手首に装着したときの超音波センサと血管組織との位置関係を示す図である。
【００４７】
図４に示すとおり、装置本体部１１０は腕ベルト１３０（図１参照）により手首の皮膚に密着して固定される。超音波センサ１６０を構成する送信振動子１６２および受信振動子１６４は、自動加圧具によって膨らんだ腕ベルト１３０により図の位置からさらに皮膚表面に圧接されて血管上で密着する。
【００４８】
そして、測定時には、皮膚と送信振動子１６２および受信振動子１６４とが密着した状態を保ちつつ血管に対して入射角θで超音波が発信される。ここで、入射角θは、血流圧力血流速度状態判定状態装置１００の最大検出可能流速、血管に対する超音波発信の入射角に起因する誤差などの要素を考慮して決定する。本実施形態では好ましい入射角として６０°程度を設定している。また、本実施形態では送信振動子１６２の発振周波数を３ＭＨｚとし、生体内を伝搬する音波の波長が０．０８５ｍｍ程度になるようにしている。
【００４９】
また、図４では送信振動子１６２および受信振動子１６４が各々分離されたものを示している。しかしながら、送信振動子１６２および受信振動子１６４を１つの振動子で兼ねても良い。
【００５０】
図５は本実施形態に係る血流圧力血流速度状態判定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、超音波センサ１６０を準備する。具体的には、図１および図４に示すように、装置本体部１１０を手首に装着し固定した状態で、送信振動子１６２と受信振動子１６４を血管上で密着させる（Ｓ１０１）。
【００５２】
次に、図２に示すダイナミック制御回路１８２は処理モードが入力モードか否かを判断する（Ｓ１０２）。処理モードが入力モードであれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は入力部１９０からの多人数平均データおよび個人検体データの入力を受け付ける。多人数平均データは、健常者の多人数の最高および最低血圧の平均値と健常者の多人数の血流速度の平均値である。多人数平均データは、年代や性別を問わずに採集した５００人程度の健常者の平均値であっても良く、より高精度の判定を行いたい場合には、年代および性別にしたがって採集した５００人程度の健常者の平均値であっても良い。多人数平均データの入力は入力部１９０に設けられている入力端子を用いる。入力された多人数平均データは平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される。
【００５３】
また、個人検体データは血流圧力血流速度状態判定装置１００を使用して測定する被験者自身の過去に測定された最高および最低血圧と血流速度である。個人検体データの入力は入力部１９０に設けられているキー入力部から行なう。キー入力部で入力した血圧と血流速度は、血圧と血流速度の状態を判定する際のデフォルト値となる。
【００５４】
処理モードが入力モードでなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、ダイナミック制御回路１８２は血圧と血流速度の判定を行なうために以下の処理を行う。
【００５５】
まず、送信処理が行われる（Ｓ１０４）。ダイナミック制御回路１８２は送信回路２００に超音波の発信を指令し、送信回路２００は送信振動子１６２を駆動し、送信振動子１６２から超音波を発信させる。超音波が発信されると超音波パルス信号が血管に向けて送信される。超音波パルス信号は図６に示すような送信信号波形が血管に射信される。超音波パルス信号は中心周波数が約３ＭＨｚで波長が約０．０８５ｍｍであることが好ましい。超音波パルス信号の繰り返し周期は、送信回路２００が送信振動子１６２に与える送信タイミング信号により数十〜数百μｓの範囲で調整することができる。
【００５６】
次に、受信処理が行なわれる（Ｓ１０５）。受信振動子１６４によって体組織血管などからの反射波が受信される。図６は送信信号波形と受信信号波形を示す図である。送信信号波形に示すような超音波を生体に向けて発信したときに、生体の一部から反射して帰ってくる受信信号は、図４および図６に示すように、送信振動子１６２からの距離が近い組織から受信振動子１６４に順番に届く。具体的には、皮膚から反射して帰ってくる皮膚信号、血管壁から反射して帰ってくる血管信号、血液の構成要素（赤血球、白血球、血小板など）から反射して帰ってくる血液信号、さらに、血管壁から反射して帰ってくる血管信号、血管よりも深いところに位置する体内組織から反射して帰ってくる体内組織信号の順番である。血液信号の振幅が他の皮膚信号、血管信号、体内組織信号に比較して小さいのは血液が流体だからである。
【００５７】
受信信号は受信回路１７２、信号検波フィルタ処理回路１７４、およびサンプルホールド回路１８４で処理される。受信回路１７２は、受信振動子１６４からの受信信号のダイナミックレンジ、ゲイン、エコーエンハンスなどを調整する。受信信号の強度は、図６の受信信号波形に示すように、生体の皮膚表面からの深度、部位などにより差がある。したがって、測定対象の血管の位置などに応じてダイナミックレンジ、ゲインなどを調整することにより、測定対象の信号を取り出すことができる。
【００５８】
取り出した測定対象の信号（図６では血液信号）から信号検波フィルタ処理回路１７４によってドップラ偏移が取り出される。具体的には、受信信号に信号検波処理フィルタ回路処理１７４の内部で生成された参照信号を掛け合わせ、ローパスフィルタを通すことにより、受信信号からドップラ偏移が取り出される。そして、取り出されたドップラ偏移からサンプルホールド回路１８４により所望の測定信号部分が取り出される。
【００５９】
次に、取り出された測定信号部分が周波数解析される（Ｓ１０６）。本実施形態では、ＦＦＴ回路でフーリエ変換が実行され、ドップラ偏移からドップラシフト周波数が算出される。
【００６０】
次に、血圧および血流速度が算出される（Ｓ１０７）。血流速度は、数値検出回路１８８において、発信周波数と、発信された超音波の血管に対する入射角と、算出されたドプラシフト周波数とに基づいて算出される。本実施形態の場合、健常者の血流速度は４３ｃｍ／Ｓ程度と測定された。血圧は、数値検出回路１８８において、算出された血流速度の大きさに基づいて求める。図７は、血圧と血流速度の時間変化を示す図である。図７に示すとおり、血流速度は、心臓の収縮によって急峻に立ち上がったのち、心臓の拡張に伴い徐々に低下する。このとき血流速度が最も小さくなるときの血流圧力が最低血圧Ｌになり、血流速度が最も大きくなるときの血流圧力が最高血圧Ｈになる。
【００６１】
算出された血圧および血流速度に関するデータが平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される（Ｓ１０８）。平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶される場合、このデータは個人検体データとして記憶されることになる。
【００６２】
次に、算出された血圧および血流速度に関するデータに基づいて血圧・血流速度の状態を判定し、判定結果を表示する（Ｓ１０９）。判定結果の表示処理は図８のサブルーチンフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
血圧および血流速度状態の判定結果の表示は図８のサブルーチンフローチャートに示す手順で行なわれる。
【００６４】
血圧および血流速度状態の判定は、平均サンプルデータ記憶部１８１に記憶されている個人検体データまたは多人数平均データとの比較によって行なわれる。
【００６５】
まず、ダイナミック制御回路１８２は、血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしているのか否かを判断する（Ｓ２０１）。血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしている場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は、平均サンプルデータ記憶部１８１から個人検体データを取り出し、図５のフローチャートに示す手順で測定された血圧および血流速度を個人検体データの血圧および血流速度と比較する。
【００６６】
その結果、たとえば、血圧が前回測定した血圧よりも１０％上昇している場合にはその旨（「血圧状態＋１０％」）を表示部１５０に表示し、また、血流速度が前回測定した血流速度よりも１０％上昇している場合にはその旨（「血流状態＋１０％」）を表示部１５０に表示する。また、過去に測定した血圧および血流速度が前回測定した血圧および血流速度の平均値よりも１５％上昇している場合にはその旨（「血圧状態＋１５％」、「血流状態＋１５％」）を表示部１５０に表示する。また、前回平均値と今回測定値を並列表示して比較表示することもできる。
【００６７】
この場合、被験者の血圧と血流速度が過去の血圧および血流速度から徐々に上昇していることが容易に把握できる。つまり、被験者自信の血圧と血流速度が過去の血圧と血流速度に対して上昇傾向にあるのか下降傾向にあるのか小康状態にあるのかが、表示部１５０に表示される数値を見れば容易に把握することができる。
【００６８】
したがって、被験者が病人であれば、病気の治り具合や進行具合を把握することができる。病気を治療中の場合、図９に示すように、血圧および血流速度を示す波形が、血管の状態（正常、準正常、閉塞ぎみ、閉塞）によって大きく異なるため、健常者の血圧および血流速度との比較をしただけでは、病気の治り具合や進行具合が把握できない。このため、被験者自身の過去の血圧および血流速度との比較をしている（Ｓ２０２）。
【００６９】
次に、ダイナミック制御回路１８２は、血圧および血流速度状態の判定を個人検体データとの比較で行なおうとしていない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしているのか否かを判断する（Ｓ２０３）。
【００７０】
血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしている場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ダイナミック制御回路１８２は、平均サンプルデータ記憶部１８１から多人数平均データを取り出し、図５のフローチャートに示す手順で測定された血圧および血流速度を多人数平均データの血圧（通常は最高血圧１３０ｍｍＨｇ、最低血圧８５ｍｍＨｇ）および血流速度（通常は４３ｃｍ／Ｓ）と比較する。その結果、たとえば、血圧が多人数平均データの血圧よりも１０％上の場合にはその旨（「血圧状態＋１０％」）を表示部１５０に表示し、また、血流速度も多人数平均データの血流速度よりも１０％上の場合にはその旨（「血流状態＋１０％」）を表示部１５０に表示する。この場合、被験者の血圧と血流速度は健常者の血圧と血流速度に対して１０％上回っており、注意を要することが容易に把握できる（Ｓ２０４）。
【００７１】
血圧および血流速度状態の判定を多人数平均データとの比較で行なおうとしていない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、単に測定された血圧および血流速度を表示部１５０に表示するだけで、個人検体データや多人数平均データとの比較は行なわずに、図５のフローチャートに戻る。
【００７２】
なお、以上の実施形態では、心拍数を算出していないが、図７に示すように、血流速度が大きくなる周期Ｔを測定することによって、心拍数の算出も容易に行なうことができる。
【００７３】
血流速度と血流圧力は常時変化する。測定した血圧および血流速度を被験者自身の過去の血圧および血流速度と比較することによって、被験者の現在の状態が過去の状態に比較してどのように変化しているのかが容易に把握できる。血圧と血流速度は被験者独自の特徴を有している。被験者の血圧と血流速度を健常者の血圧と血流速度に対して比較することが適切でない場合がある。この場合、被験者自身の過去の血圧と血流速度との比較を行なうことによって体調の変化を正確に把握することができる。特に、被験者が疾病者の場合、過去のデータとの比較は、病気の治り具合、進行具合を把握する上で非常に有効である。
【００７４】
また、測定した血圧および血流速度を健常者の一般的な血圧および血流速度と比較することによって、被験者の現在の状態が健常者の状態と同じ状態であるのか異なる状態であるのかが容易に把握できる。
【００７５】
被験者の現在の状態と過去の状態の比較は、被験者の体調を判断するための参考になる。また、被験者の現在の状態と健常者の状態の比較は、被験者の健康状態を計る上で参考になる。
【００７６】
被験者の血圧、血流速度、体調の変化、健常者との比較結果などは瞬時に表示部に表示される。したがって、リアルタイムで被験者自身の状態を容易に知ることができる。
【００７７】
なお、本実施形態の血流圧力血流速度状態判定装置に、測定データを他のデータ処理装置に有線または無線で送受信する装置を備えれば、測定データのさらに詳しい解析を行なうことができるようになる。
【００７８】
また、本実施形態では、超音波振動子を動脈血管上の皮膚に密着する手段としてベルト自動加圧方法で説明したが、この方法に限定されるものではない。たとえば、測定器を手持ちで皮膚に押し付けて測定することもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 血流圧力血流速度状態判定装置、
１１０ 装置本体部、
１２０ ケース、
１３０ 腕ベルト、
１５０ 表示部、
１６０ 超音波センサ、
１６２ 送信振動子、
１６４ 受信振動子、
１７０ 波形整形部、
１７２ 受信回路、
１７４ 信号検波フィルタ処理回路、
１８０ 判定部、
１８１ 平均サンプルデータ記憶部、
１８２ ダイナミック制御回路、
１８４ サンプルホールド回路、
１８６ 周波数分析回路、
１８８ 数値検出回路、
１９０ 入力部、
２００ 送信回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に密着して取り付けられ血管に向けて超音波を発信すると同時に当該血管からの反射波を受信する超音波センサと、
当該超音波センサが受信した反射波の波形を整形する波形整形部と、
当該波形整形部が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する判定部と、
当該判定部が判定した血流圧力および血流速度の状態を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記被験者が測定した血流圧力および血流速度に関するサンプルデータを記憶する平均サンプルデータ記憶部を備え、
前記判定部は、
前記波形整形部が整形した反射波の波形に関するデータを当該平均サンプルデータ記憶部に記憶されている個人検体データと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、
健常者の平均的な血流圧力および血流速度に関するサンプルデータを記憶する平均サンプルデータ記憶部を備え、
前記判定部は、
前記波形整形部が整形した反射波の波形に関するデータを当該平均サンプルデータ記憶部に記憶されている多人数平均データと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項４】
前記平均サンプルデータ記憶部に個人検体データまたは多人数平均データを入力する入力部を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項５】
前記超音波センサ、前記波形整形部、前記判定部および前記表示部を収容する装置本体部と、
当該装置本体部を収容するケースと、
当該ケースの表面から露出する前記超音波センサを前記被験者の血管上で密着させるため前記被験者に装着する腕ベルトと、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項６】
被験者に密着して超音波センサを取り付けるステップと、
当該超音波センサから血管に向けて超音波を発信すると同時に当該血管からの反射波を受信するステップと、
前記超音波センサが受信した反射波の波形を整形するステップと、
整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度を判定するステップと、
判定した血流圧力および血流速度の状態を表示するステップと、
を含むことを特徴とする血流圧力血流速度状態判定方法。
【請求項７】
前記血流圧力および血流速度を判定するステップは、
整形した反射波の波形に関するデータを平均サンプルデータと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の血流圧力血流速度状態判定方法。
【請求項８】
前記血流圧力および血流速度を判定するステップは、
整形した反射波の波形に関するデータを被験者サンプルデータと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定するステップを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の血流圧力血流速度状態判定方法。
【請求項１】
被験者に密着して取り付けられ血管に向けて超音波を発信すると同時に当該血管からの反射波を受信する超音波センサと、
当該超音波センサが受信した反射波の波形を整形する波形整形部と、
当該波形整形部が整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度の状態を判定する判定部と、
当該判定部が判定した血流圧力および血流速度の状態を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記被験者が測定した血流圧力および血流速度に関するサンプルデータを記憶する平均サンプルデータ記憶部を備え、
前記判定部は、
前記波形整形部が整形した反射波の波形に関するデータを当該平均サンプルデータ記憶部に記憶されている個人検体データと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、
健常者の平均的な血流圧力および血流速度に関するサンプルデータを記憶する平均サンプルデータ記憶部を備え、
前記判定部は、
前記波形整形部が整形した反射波の波形に関するデータを当該平均サンプルデータ記憶部に記憶されている多人数平均データと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項４】
前記平均サンプルデータ記憶部に個人検体データまたは多人数平均データを入力する入力部を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項５】
前記超音波センサ、前記波形整形部、前記判定部および前記表示部を収容する装置本体部と、
当該装置本体部を収容するケースと、
当該ケースの表面から露出する前記超音波センサを前記被験者の血管上で密着させるため前記被験者に装着する腕ベルトと、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血流圧力血流速度状態判定装置。
【請求項６】
被験者に密着して超音波センサを取り付けるステップと、
当該超音波センサから血管に向けて超音波を発信すると同時に当該血管からの反射波を受信するステップと、
前記超音波センサが受信した反射波の波形を整形するステップと、
整形した反射波の波形から血流圧力および血流速度を判定するステップと、
判定した血流圧力および血流速度の状態を表示するステップと、
を含むことを特徴とする血流圧力血流速度状態判定方法。
【請求項７】
前記血流圧力および血流速度を判定するステップは、
整形した反射波の波形に関するデータを平均サンプルデータと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の血流圧力血流速度状態判定方法。
【請求項８】
前記血流圧力および血流速度を判定するステップは、
整形した反射波の波形に関するデータを被験者サンプルデータと比較することによって血流圧力および血流速度の状態を判定するステップを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の血流圧力血流速度状態判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２０７３４４（Ｐ２０１０−２０７３４４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５３２１（Ｐ２００９−５５３２１）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（３９００１１８１１）コデン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（３９００１１８１１）コデン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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