血管形状測定装置および血管のコンプライアンス測定方法
【課題】生体の血管や人工の血管の複数方向から、血管の外径・変位を測定可能とし、生体の血管と人工血管とにおける各種情報の取得を実現する血管形状測定装置を提供する。また、このような血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法を提供する。
【解決手段】血管の上下両側で接触する二個の血管接触部の上下方向の変位を検出する上下方向測定装置１０と、血管の左右両側で接触する二個の血管接触部の左右方向の変位を検出する左右方向測定装置２０と、を備え、血管の上下方向および左右方向の外径および変位を検出する血管形状測定装置１００とした。また、血管形状測定装置が測定する血管の上下方向および左右方向の外径および変位を用いてコンプライアンスを算出する血管のコンプライアンス測定方法とした。
【解決手段】血管の上下両側で接触する二個の血管接触部の上下方向の変位を検出する上下方向測定装置１０と、血管の左右両側で接触する二個の血管接触部の左右方向の変位を検出する左右方向測定装置２０と、を備え、血管の上下方向および左右方向の外径および変位を検出する血管形状測定装置１００とした。また、血管形状測定装置が測定する血管の上下方向および左右方向の外径および変位を用いてコンプライアンスを算出する血管のコンプライアンス測定方法とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体から露出した拍動状態の血管から各瞬間毎の血管形状についての情報を取得するための血管形状測定装置、および、この血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の人工血管は、直径が４ｍｍ以上、長さが１００〜８００ｍｍ程度のものまで実用化されている。しかしながら直径が４ｍｍに満たない小径の人工血管は、血栓が発生しやすい等の問題があり、未だ実用化されていない。実用化に至らない原因は種々考えられるが、主に人工血管の特性が生体の血管の特性と相違している点にあると考えられる。
【０００３】
この血管の特性の一つにコンプライアンスがある。コンプライアンスは、血管の柔らかさの度合いを示すものである。そして人工血管と生体の血管とにおけるコンプライアンスの違いは、人工血管の血栓発生の一因になると考えられる。拍動流である生体の血流動体において、人工血管と生体の血管との間では、コンプライアンスが相違すると、血流が流れる際における血管の膨張、収縮の度合いも相違する。
【０００４】
このような場合、動きの少ない(即ち、コンプライアンスの小さい)人工血管や、生体の血管と人工血管との吻合箇所において、血栓が内壁に付着しやすくなると考えられる。従って、人工血管の開発には、コンプライアンスといった生体の血管の特性を知ることが必要である。また作製された人工血管を評価する際にも、その人工血管の特性を知る必要がある。
【０００５】
このような血管の特性を知る装置例として、例えば、特許文献１（特開平１−２５９８３６号公報、発明の名称「血管硬化度測定装置」）には、第１の従来技術が開示されている。
この第１の従来技術は、複数の感圧素子が設けられた脈波センサと、脈波センサを血管上の皮膚に押し当てる押圧手段と、皮膚に押圧された脈波センサから出力される血流による脈波信号に基づいて血管の硬化度を算出する演算手段と、を備える血管硬化度測定装置である。この血管硬化度測定装置では押し付け力を変えつつ多数の脈波信号を取得し、特に最大振幅を有する脈波信号が発生したときの押圧状態における脈波振幅と感圧素子位置との関係を求め、この関係を示す曲線に基づいて血管硬化度を算出する。
【０００６】
また他の装置例として、例えば、特許文献２（特開２００３−７０７５４号公報、発明の名称「血管の弾性測定装置」）には、第２の従来技術が開示されている。
この第２の従来技術は、血管の弾性を表す状態として、血管のある部分について測定された血圧と、血圧が測定された箇所の近傍部分における血管の内容量を測定する装置である。この装置では、血管内容量をＸ軸に、血圧をＹ軸にとって、時間毎にリサージュ図形を表示するというものであり、血管内容量の多少や血圧の高低により変化するリサージュ図形から血管の拡張・収縮を表す血管の弾性を測定する。
【０００７】
また他の装置例として、例えば、特許文献３（特開昭６３−３１７１３０号公報、発明の名称「血管内超音波トランスデューサを用いた動脈硬化度診断装置」）には、第３の従来技術が開示されている。
この第３の従来技術は、血圧を測定するための圧力センサと、超音波振動子が先端に設けられたカテーテルと、を有し、血管の径、脈拍に起因する血管の径の変化、および血管の壁の厚みを測定する動脈硬化度診断装置である。この動脈硬化度診断装置では、測定された状態に基づいて血管の硬化度が得られる。
【０００８】
また他の装置例として、例えば、特許文献４（特開２００５−３１２７４５号公報、発明の名称「血管状態測定装置、及び血管状態測定方法」）には、第４の従来技術が開示されている。
この第４の従来技術は、血管を生体から露出し、測定対象部分を囲み、閉空間を形成する閉空間形成部と、閉空間と連通され、閉空間の圧力を調整する圧力調整部と、圧力を計測する圧力計測部と、圧力調整部によって調整された圧力における、前記測定対象部分の状態を測定する状態測定部とを有しており、血管外部の圧力と血管の形状などを測定することによって、血管のコンプライアンスを測る血管状態測定装置である。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２５９８３６号公報
【特許文献２】特開２００３−７０７５４号公報
【特許文献３】特開昭６３−３１７１３０号公報
【特許文献４】特開２００５−３１２７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した特許文献１〜４記載の従来技術では、以下の（１）〜（５）のような問題を有するものであった。
（１）特許文献１記載の従来技術１では、脈波センサを皮膚の表面から押し付ける必要があり、測定可能な箇所が限定され、身体の深部に存在する血管等について、必要なデータを得ることが困難である。
【００１１】
（２）特許文献２記載の従来技術２では、パルスオキシメータを用いて血管の内容量が測定されているが、パルスオキシメータは指先に装着されるものであり、所望の場所に存在する局所的な測定を行うことが困難である。
【００１２】
（３）特許文献３記載の従来技術３では、カテーテルの先端に超音波振動子を設ける必要があるため、細い血管に対する測定は困難である。
【００１３】
（４）さらに、これら特許文献１、２、３記載の従来技術１、２、３では、血管の周りに存在する他の組織(例えば、筋組織)があることを前提とするものであって他の組織の影響を排除することは困難であり、血管単体の特性の測定精度が損なわれてしまうという問題がある。
加えて他の組織の存在を前提とする装置であることから、生体に接続される前の人工血管の特性について測定することは考慮されていない。
【００１４】
（５）さらに、特許文献４記載の従来技術４では、血管の周りに存在する他の組織の影響はなく、人工血管の特性について測定することを可能としているが、血管外部の圧力を調整し、さらに血管の状態を測定することを狭い空間内で実現することは困難である。また一方向のみから血管表面の変位を測定する場合は、血管の断面形状を把握することが難しい。
【００１５】
そこで、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、その目的は、測定対象が生体の血管であるか人工の血管であるかに拘わらず二以上の複数方向からの血管の外径・変位を測定可能として、生体の血管と人工血管とにおける各種情報の取得を実現する血管形状測定装置を提供することにある。また、このような血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に係る血管形状測定装置は、
血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する基準直径方向測定装置と、
血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する、少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置と、
を備え、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る血管形状測定装置は、
請求項１に記載の血管形状測定装置において、
前記基準直径方向が血管の表層面の下側から上側までの方向の上下方向であり、前記交差直径方向が上下方向に対して直交する方向の左右方向であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る血管形状測定装置は、
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部を有するＬ字状接触子と、
上下方向に移動するようにＬ字状接触子を支持するとともにＬ字状接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
Ｌ字状接触子の上下方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する上下方向センサ部を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る血管形状測定装置は、
請求項３に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部は平行ばねであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る血管形状測定装置は、
請求項３または請求項４に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結され、二個のセンサ部の上下方向の相対的な位置を決定する二個の位置調節部と、二個の位置調節部がそれぞれ固定される基準ベースと、を有する粗動部を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて回転接触子が回転移動するように支持するとともに回転接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
回転接触子の回転方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する左右方向センサ部を備え、
二本の回転接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項７に係る血管形状測定装置は、
請求項６に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部はＬ字状板ばねであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項８に係る血管形状測定装置は、
請求項６または請求項７に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結される二個のスライド部と、二個のスライド部の左右方向の相対的な位置を決定する位置調節部と、を有する粗動部を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項９に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項８の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
直線状の棒体である基準部を備え、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する共通基準孔を有し、その共通基準孔に挿通される基準部を回動軸として回動自在に支持されるとともに基準部の軸方向に移動自在に支持されることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１０に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項９の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向に沿って血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１１に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項１０の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記変位センサは、渦電流式変位センサであることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１２に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項１１の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置を挟むように両側に配置され、血管の位置を決定する二個の血管位置固定具を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１３に係る血管形状測定装置は、
請求項１２に記載の血管形状測定装置において、
前記血管位置固定具は、Ｊ字型に形成されたＪ字状曲げ部を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１４に係る血管形状測定装置は、
請求項１３に記載の血管形状測定装置において、
前記Ｊ字状曲げ部の先端に配置され、上下方向測定装置の血管接触部の最下位および左右方向測定装置の血管接触部の最下位よりも低い位置に最下位が形成された押し当て部を備えることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１５に係る血管形状測定装置は、
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に対して直角の折れ曲がり部の血管接触部を有する二本のＬ字状接触子と、
ケーシングに設けられ、上下方向に移動するように二本のＬ字状接触子をそれぞれ支持する支持部と、
二本のＬ字状接触子の血管接触部が近づくように二本のＬ字状接触子をそれぞれ付勢する二個のばね部と、
二本のＬ字状接触子にそれぞれ設けられ、ケーシングの突起部と当接して二本のＬ字状接触子の位置決めをする二個のストッパ部と、
二本のＬ字状接触子の上下方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれのばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項１６に係る血管形状測定装置は、
請求項２または請求項１５に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する二本の回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて二本の回転接触子が回転移動するようにそれぞれ支持する支持部と、
支持部が固定されるとともにケーシングの長孔部に沿って移動するように支持されるスライダと、
二本の回転接触子のそれぞれの血管接触部が近づくように付勢するばね部と、
二本の回転接触子の左右方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本の回転接触子は、スライダの移動によりケーシングから出没するとともに、ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００３２】
本発明の請求項１７に係る血管のコンプライアンス測定方法は、
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の血管形状測定装置を用いて血管の上下左右方向の外径および変位を測定し、血管形状測定装置が測定する血管の近傍を測定点として血圧を測定し、上下左右方向の外径、変位および血圧を用いて血管のコンプライアンスを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
以上のような本発明によれば、測定対象が生体の血管であるか人工の血管であるかに拘わらず二以上の複数方向からの血管の外径・変位を測定可能として、生体の血管と人工血管とにおける各種情報の取得を実現する血管形状測定装置を提供することができる。また、このような血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態の血管形状測定装置について図を参照しつつ説明する。図１は血管形状測定装置の使用を説明する説明図である。この血管形状測定装置１００は装置固定具２００により位置決めが容易になるように構成されている。この装置固定具２００は、例えば、多関節アームのようなものであって手術台３００付近に配置される。手術台３００の上には生体４００があり、予め切開部５００が形成されている。この切開部５００内には血管６００が露出しているものとする。血管形状測定装置１００はこの血管６００に直接接触して必要な情報を取得する。血管形状測定装置１００は後に詳述する上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を備えており、上下方向測定装置１０により血管６００の上下方向の位置および変位について測定し、また、左右方向測定装置２０により血管６００の左右方向の位置および変位について測定する。
【００３５】
続いて血管形状測定装置について図を参照しつつ説明する。図２は本形態の血管形状測定装置の説明図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は背面図である。血管形状測定装置１００は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）で示すように、上下方向測定装置１０、左右方向測定装置２０、基準部３０、血管位置固定具４０、血管位置固定具５０を備える。
【００３６】
上下方向測定装置１０は、血管６００（図１参照）の上下方向の外径および血管６００の移動に応じた上下方向の変位を検出する。
左右方向測定装置２０は、血管６００（図１参照）の左右方向の外径および血管６００の移動に応じた左右方向の変位を検出する。
【００３７】
基準部３０は、例えば丸棒であり、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０の共通基準孔に挿通され、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を移動自在となるように支持する。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、血管軸方向と略平行である基準部３０の軸方向（図２（ｂ）の左右への軸方向）へ移動自在であるが、これら上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を可能な限り近い位置に配置して、上下方向および左右方向の測定点を近づけている。また、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、この基準部３０を中心軸とする回転方向（図５（ａ）の回転方向）に移動自在であるが、特に血管６００に対して上下方向測定装置１０を横側から取り付けられるようにしている。
【００３８】
血管位置固定具４０は、上下方向測定装置１０に取り付けられ、また、血管位置固定具５０は、左右方向測定装置２０に取り付けられる。これら血管位置固定具４０，５０は、それらの間における血管６００の位置を決定する。したがって、これら血管位置固定具４０，５０の間において位置決めされた血管６００は、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０による血管６００の配置（位置決め）が最適となるような位置にあり、血管形状測定装置１００への血管６００の配置（位置決め）を容易にしている。
【００３９】
続いて、各部について説明する。まず、上下方向測定装置１０について図を参照しつつ説明する。図３は上下方向測定装置の説明図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図である。
上下方向測定装置１０は、大別して粗動部１１、上下方向センサ部１２を備えている。
【００４０】
粗動部１１は、さらに基準ベース１１１、二個の位置調節部１１２、一個の共通基準孔１１３を備える。
基準ベース１１１は、例えば板体や直方体であり、各構成部材が所定位置で取付固定されるようになされている。
位置調節部１１２は、先端の位置を直線移動させる各種の装置であり、例えばダイアルを回転（図３（ａ）の矢印ａ方向）させて位置調節を行うマイクロメータである。二個の位置調節部１１２が基準ベース１１１の左右に固定される。
共通基準孔１１３は、図３（ａ）でも示すように、基準ベース１１１の中央に設けられる貫通孔である。
【００４１】
上下方向センサ部１２は、二個のセンサベース１２１、二個の変位センサ１２２、二本のＬ字状接触子１２３、二個の支持ばね部１２４を備えている。ここに、一個のセンサベース１２１が有する一個の変位センサ１２２、一本のＬ字状接触子１２３、一個の支持ばね部１２４により一個のセンサ部が形成され、上下方向センサ部１２は、左右両側に二個のセンサ部を有するものである。
【００４２】
センサベース１２１は、図３（ａ）の正面からみてＬ字状の部材であり、粗動部１１の位置調節部１１２の先端に固定されている。センサベース１２１は、位置調節部１１２により上下方向（図３（ａ）の矢印ｂ方向）に移動する。
変位センサ１２２は、センサベース１２１に固定され、後述するがＬ字状接触子１２３の直上に位置するようになされる。
Ｌ字状接触子１２３は、長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部１２３ａを有する部材である。Ｌ字状接触子１２３は、支持ばね部１２４に取り付けられている。
支持ばね部１２４は、コ字状ばね１２４ａと平行リンク１２４ｂとを備える平行ばねであり、センサベース１２１に固定されている。この支持ばね部１２４は、Ｌ字状接触子１２３が通常は所定位置にあるように付勢するばね部として機能するとともに、Ｌ字状接触子１２３に上下方向への力が加えられたときにＬ字状接触子１２３が上下方向へ移動するように支持する支持部としても機能する。なお、Ｌ字状接触子１２３は上下方向のみならず左右方向にも移動するが、十分に小さい移動量であり、無視しても何ら差し支えなく、以下も単純に上下方向へ移動するものとして説明を進める。また、反対側のセンサ部も同等の機能を有するものであり、重複する説明を省略する。
【００４３】
左右のセンサ部の相違点は血管接触部１２３ａの高さである。粗動部１１により左右のセンサベース１２１を同じ高さにしたときに二個の血管接触部１２３ａの高さは所定径の血管６００の上下位置で接触するように設計されている。そして、粗動部１１を調整すれば、任意径の血管６００の上下位置に接触することができる。変位センサ１２２の計測範囲が狭いため、粗動部１１により計測範囲内に収めるようにして使用している。
そして、血管６００の収縮などにより二個の血管接触部１２３ａが上下方向に移動すればそのままＬ字状接触子１２３も同じ量だけ上下方向（図３（ａ）の矢印ｃ方向）に移動する。変位センサ１２２は、このＬ字状接触子１２３の上下方向の移動に応じて変化するＬ字状接触子１２３の上側先端の位置と、変位センサ１２２の先端の位置と、の間の距離を表す検出信号を出力する。なお、検出信号を用いる血管についての情報の取得方法については後述する。
【００４４】
続いて、左右方向測定装置２０について図を参照しつつ説明する。図４は左右方向測定装置の説明図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図である。
左右方向測定装置２０は、大別して粗動部２１、左右方向センサ部２２を備えている。
【００４５】
粗動部２１は、さらに基準ベース２１１、二個の位置調節部２１２、二個のスライド部２１３、一個の共通基準孔２１４を備える。
基準ベース２１１は、例えば板体や直方体であり、各構成部材が所定位置で取付固定されるようになされている。
位置調節部２１２は、スライド部２１３の位置を左右方向（図４（ａ）の矢印ｄ方向）に直線移動させる各種の装置であり、例えばダイアルを回転方向（図４（ａ）の矢印ｅ方向）に回転させて位置調節を行うマイクロメータである。
スライド部２１３は、図４（ｂ）の右側面から見てＬ字状に形成された部材であり、位置調節部２１２の位置調節により移動する。
共通基準孔２１４は、図４（ａ）でも示すように、基準ベース２１１の中央に設けられる貫通孔である。
【００４６】
左右方向センサ部２２は、二個のセンサベース２２１、二個の変位センサ２２２、二本の回転接触子２２３、二個の支持ばね部２２４を備えている。ここに、一個のセンサベース２２１が有する一個の変位センサ２２２、一本の回転接触子２２３、一個の支持ばね部２２４により一個のセンサ部が形成され、左右方向センサ部２２は、左右両側に二個のセンサ部を有するものである。
【００４７】
センサベース２２１は、図４（ａ）の正面から見てＬ字状の部材であり、粗動部２１のスライド部２１３の先端に固定されている。センサベース２２１は、位置調節部２１２の位置調節によりスライド部２１３とともに左右方向（図４（ａ）の矢印ｄ方向）に移動する。
変位センサ２２２は、センサベース２２１に固定され、後述するが回転接触子２２３の直上に位置するようになされる。
回転接触子２２３は、二辺の長尺の板体や丸棒・角棒（以下単に棒体という）が９０°の角度で連結されたＬ字状の部材であって、一方の棒体の先端に血管接触部２２３ａを有し、他方の棒体に変位センサ２２２が面するような部材である。回転接触子２２３は、支持ばね部２２４に取り付けられている。
支持ばね部２２４は、Ｌ字状に形成されたＬ字状板ばねであって回転接触子２２３の直角部を中心軸として回転するように取り付けられており、センサベース２２１に固定されている。この支持ばね部２２４は、回転接触子２２３が通常は所定位置にあるように付勢するばね部として機能するとともに、回転接触子２２３に回転力が加えられたときに回転接触子２２３が中心軸で回転するように支持する支持部としても機能する。なお、反対側のセンサ部も同等の機能を有するものであり、重複する説明を省略する。
【００４８】
左右のセンサ部の相違点は血管接触部２２３ａの左右方向の位置である。粗動部２１により左右のスライド部２１３を調節して二個の血管接触部２２３ａの左右位置は所定径の血管６００の左右位置で接触するように設計されている。そして、粗動部２１を調整すれば、任意径の血管６００の左右位置に接触することができる。変位センサ２２２の計測範囲が狭いため、粗動部２１により計測範囲内に収めるようにして使用している。
【００４９】
そして、血管６００の収縮などにより二個の血管接触部２２３ａが左右方向（図４（ａ）の矢印ｆ方向）に移動すればそのまま回転接触子２２３が中心軸で回転移動して変位センサ２２２に対向する箇所では上下方向（図４（ａ）の矢印ｇ方向）に回転移動し、変位センサ２２２と回転接触子２２３との距離が変化する。変位センサ２２２は、この回転接触子２２３の回転移動に応じて変化する回転接触子２２３の上側先端の位置と、変位センサ２２２の先端の位置と、の間の距離を表す検出信号を出力する。なお、検出信号を用いる血管の情報取得方法については後述する。
【００５０】
以上説明した上下方向測定装置１０（図３（ａ）参照）および左右方向測定装置２０（図４（ａ）参照）は、上下方向で血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状としている。これにより、生体内の奥にあって左右両側に切開部がある血管に対しても接触して測定することが可能となる。
【００５１】
続いて基準部３０について説明する。図５は基準部３０の説明図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図である。図５（ａ），（ｂ）では、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０も併せて図示されている。
基準部３０は、例えば丸棒であり、上下方向測定装置１０の共通基準孔１１３および左右方向測定装置２０の共通基準孔２１４に挿通される。これら共通基準孔１１３，２１４は、何れも上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する孔である。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、この基準部３０を回動軸とする回転方向（図５（ａ）では矢印ｈ方向）に回動自在に支持されるとともに血管の軸方向と略平行である基準部３０に沿って摺動されて軸方向（図５（ｂ）では矢印ｉ方向）に移動自在に支持される。特に上下方向測定装置１０を図５（ａ）のように矢印ｈ方向下側に回動させると、血管６００がその横側から血管接触部１２３ａ内へ配置（位置決め）されるため、血管６００の配置（位置決め）が簡単になるという利点がある。
【００５２】
続いて血管位置固定具４０，５０について説明する。図６は血管位置固定具４０の説明図、図７は血管位置固定具５０の説明図である。
図６に示す血管位置固定具４０は、上下方向測定装置１０の基準ベース１１１に取り付けられるものであり取付部４１、固定孔４２、棒体４３、Ｊ字状曲げ部４４、押し当て部４５を備える。取付部４１が基準ベース１１１に固定される。固定方法は固定孔４２にねじを挿通させて固定するなど各種方法を採用できる。棒体４３は取付部４１と連結されて一体に形成されており、上下方向に延びる部材である。Ｊ字状曲げ部４４は棒体４３と連結されて一体に形成されている。Ｊ字状曲げ部４３の下側には押し当て部４５が一体に形成されている。押し当て部４５は図６に示す半長円状としたり、あるいは図示しないが円形とすることができる。
【００５３】
また、図７に示す血管位置固定具５０は、左右方向測定装置２０のセンサベース２２１に取り付けられるものであり、取付部５１、固定孔５２、棒体５３、Ｊ字状曲げ部５４、押し当て部５５を備える。取付部５１がセンサベース２２１に固定される。固定方法は固定孔５２にねじを挿通させて固定するなど各種方法を採用できる。棒体５３は取付部５１と連結されて一体に形成されており、上下方向に延びる部材である。Ｊ字状曲げ部５４は棒体５３と連結されて一体に形成されている。Ｊ字状曲げ部５３の下側には押し当て部５５が一体に形成されている。押し当て部５５は図７に示す半長円状としたり、あるいは図示しないが円形とすることができる。
なお、血管位置固定具４０，５０の操作方法については後述する。
【００５４】
以上本形態の血管形状測定装置１００の構造について説明した。なお、上下方向測定装置１０の変位センサ１２２や左右方向測定装置２０の変位センサ２２２については特に種類を限定しないで説明した。しかしながら、変位センサとして特に渦電流式変位センサを採用すると良い。渦電流式変位センサの測定原理は、高周波磁界を利用するものであり、センサヘッド内部のコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、この磁界内に金属のＬ字状接触子や回転接触子があると、電磁誘導作用によって、Ｌ字状接触子や回転接触子の表面に磁束の通過と垂直方向の渦電流が流れて、センサコイルのインピーダンスが変化するため、この現象による発振状態の変化により、距離を測定する。このような変位センサを採用しても良い。
【００５５】
続いてこの血管形状測定装置１００を用いる血管についての情報取得方法について説明する。まず、血管の上下左右方向の外径の測定、血管の断面形状や面積の測定、およびこれら外径、断面形状、面積の変化の様子の把握について説明する。
【００５６】
まず予め上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０の原点合わせを行なう。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０に対してあらかじめ外径の分かっている円柱（図８の外径ＹＳ，ＸＳ）を血管接触部１２３ａや血管接触部２２３ａに接触した状態とする。
まず上下方向測定装置１０の位置調節部１１２を調節する。位置調節部１１２は目盛が入っているため、粗動量は容易に把握できる。そして、上下の血管接触部１２３ａの高さが円柱の外径と接する位置となるように調整する。これにより図８の血管の模式図におけるＹＳだけ上下の血管接触部１２３ａが離れた位置にあるように決定される。そしてこれらの位置が上下の血管接触部１２３ａの原点、つまり変位量が０の位置となる。
【００５７】
続いて左右方向測定装置２０の位置調節部２１２を調節する。位置調節部２１２は目盛が入っているため、粗動量は容易に把握できる。そして、左右の血管接触部２２３ａの位置が円柱の外径と接する位置となるように調整する。これにより図８の血管の模式図におけるＸＳだけ左右の血管接触部２２３ａが離れた位置にあるように決定される。そしてこれらの位置が左右の血管接触部２２３ａの原点、つまり変位量が０の位置となる。
【００５８】
続いて変位センサ１２２の出力電圧と、血管表面の変位量と、の関係を表す校正作業を行う。具体的には、上記した外径の分かっている円柱を移動ステージ等により位置を上下方向に移動させることで下側の血管接触部１２３ａの高さを上下方向に一定量変位させ、そのときの変位センサ１２２の出力電圧をグラフにプロットして、線形近似直線の傾きを係数にして一次式を算出する。具体例を図９の出力特性図に示す。この場合の係数は約２００μｍ／Ｖである。この図９の出力特性図によれば、変位センサ１２２の出力電圧が、例えば約６Ｖから約２Ｖへ変化した、つまり約４Ｖ変化したとき、距離が約７００μｍから約１５００μｍへ変化した、つまり約８００μｍの変位があったことが判定できる。このように変位センサ１２２の出力電圧から図８の下側のΔＹ１が算出されることとなる。また同様の手法により上側の血管接触部１２３ａから検出される上側のΔＹ２も算出されることとなる。なおΔＹ１ やΔＹ２がマイナスである場合は、ＹＳ よりも小さいことを表す。このような校正作業処理は、血管形状測定装置１０に接続されており、変位センサ１２２の出力電圧値を取得する信号処理装置が行う。
【００５９】
同様に変位センサ２２２の出力電圧と、血管表面の変位量と、の関係を表す校正作業を行う。具体的には、上記した外径の分かっている円柱を移動ステージ等により位置を左右方向に移動させることで左側の血管接触部２２３ａを左右方向に一定量変位させ、そのときの変位センサ２２２の出力電圧をグラフにプロットして、線形近似直線の傾きを係数にして一次式を算出する。例えば、図９で示したような特性図を取得することとなる。このように変位センサ２２２の出力電圧から左側の血管接触部２２３ａの図８の左側のΔＸ１が算出されることとなる。また同様の手法により変位センサ２２２の出力電圧から右側の血管接触部２２３ａの右側のΔＸ２も算出されることとなる。なおΔＸ１ やΔＸ２がマイナスである場合は、ＸＳ よりも小さいことを表す。このような処理は、血管形状測定装置１０に接続されており、変位センサ２２２の出力電圧値を取得する信号処理装置が行う。
このように出力電圧が測定できれば血管接触部１２３ａや血管接触部２２３ａの変位が算出される。
【００６０】
なお上記方法では、本来は（１）変位センサの出力電圧→（２）変位センサと接触子との距離→（３）血管表面の変位量の順で計算するところを、（２）を省略して（１）→（３）と計算している。変位センサの出力電圧に対する血管表層面の変位量の対応を求めている。このようにしてもセンサ出力電圧の変化量から外径を算出することが可能である。
このようにある出力電圧値を検出したときにその出力電圧値に対応する血管の変位が一意に決定されるため、容易に外径や変位を把握することができる。
【００６１】
続いて実際の測定処理について説明する。まず、血管形状測定装置１００の取付方法について説明する。
図１で示すように、予め生体４００に切開部５００を形成し、血管６００を露出させる。そして、装置固定具２００を操作して血管形状測定装置１００を血管６００の上側から下降させて、まず血管位置固定具４０、血管位置固定具５０に血管６００を固定することとなる。
【００６２】
この際、血管位置固定具４０の押し当て部４５および血管位置固定具５０の押し当て部５５を生体４００に当接させて押し当てる。これら押し当て部４５，５５の最下位は、それぞれが同じ高さであり、さらに上下方向測定装置１０の血管接触部１２３ａの最下位および左右方向測定装置２０の血管接触部２２３ａの最下位よりも十分に低い位置にあるため、上下方向測定装置１０の血管接触部１２３ａおよび左右方向測定装置２０の血管接触部２２３ａは下側にある生体４００よりも高い位置にあってに干渉されることなく自由に移動できる。
【００６３】
このような状況下で血管６００を血管を図６の矢印ｊ方向（図７では矢印ｋ方向）に移動させて血管位置固定具４０，５０内に血管６００を位置させて、血管６００が固定される。この場合、上下方向測定装置１０は図５（ａ）の二点鎖線で示すように基準部３０に対して回転させた位置に配置しておくことで、血管６００を配置しやすくする。ここで血管位置固定具４０，５０の開口は同じ側にあり、血管の配置（位置決め）は容易である。
【００６４】
続いて上下方向測定装置１０、左右方向測定装置２０、により血管６００の配置（位置決め）を行う。まず左右方向測定装置２０を上側から下側へ下降させて血管６００が左右の血管接触部２２３ａで挟まれた状態とし、続いて基準部３０を回転軸として上下方向測定装置１０を回転させることにより横方向から血管６００が配置されて上下の血管接触部１２３ａで挟まれた状態とする。このように血管６００の固定は容易である。
【００６５】
続いてこの血管形状測定装置１００を用いる各種情報の取得方法について説明する。
まず、血管の上下方向の径および変化の検出は以下の手法により行われる。上下方向測定装置１０の変位センサ１２２からの検出信号は、図示しない信号処理装置へ出力される。信号処理装置ではこの検出信号をＡ／Ｄ変換して、出力電圧値を求め、先にもとめた算出式から、上下方向と表層面との上側の交点における変位量ΔＹ１および上下方向と表層面との下側の交点における変位量ΔＹ２を算出する。
同様に、左右方向測定装置２０の変位センサ２２２からの検出信号は、図示しない信号処理装置へ出力される。信号処理装置ではこの検出信号をＡ／Ｄ変換して、出力電圧値を求め、先にもとめた算出式から、左右方向と表層面との左側の交点における変位量ΔＸ１および左右方向と表層面との右側の交点における変位量ΔＸ２を算出する。図８の血管の模式図からも明らかなように、これらＹＳ，ΔＹ１，ΔＹ２から上下方向の外径Ｙ０が、また、これらＸＳ，ΔＸ１，ΔＸ２から左右方向の外径Ｘ０が算出される。
【００６６】
ここでΔＹ１，ΔＹ２やΔＸ１，ΔＸ２は常時移動しているため、外径Ｙ０やＸ０を決定するには何らかの基準を必要とするが、例えば、外径Ｙ０やＸ０ は血圧の下限値が検出されたときにおける値ΔＹ１，ΔＹ２，ΔＸ１，ΔＸ２を用いて外径Ｙ０＝ＹＳ＋ΔＹ１＋ΔＹ２、外径Ｘ０＝ＸＳ＋ΔＸ１＋ΔＸ２ として算出する。なお、外径Ｙ０やＸ０の算出は血圧の下限値が検出されたときに限定するという主旨ではなく、他の判定手法にて外径Ｙ０やＸ０を決定するようにしても良い。
【００６７】
また、信号処理装置は、血管６００の断面を図８の点線による血管の模式図のように楕円形状であると仮定し、左右上下から得られる二方向の外径Ｘ０，Ｙ０から血管の断面形状を楕円または真円（Ｘ０＝Ｙ０）に近似して算出することができる。また、楕円・真円の血管断面積の算出も積分等周知の手法により容易に算出することができる。なお、この場合センサの上下方向・左右方向が、それぞれ楕円の長軸方向・短軸方向に合うように、目視によって測定装置全体の設置を行なうようにして、算出精度を高める。
【００６８】
続いて血管のコンプライアンスの測定について説明する。血管のコンプライアンスにはいくつか解釈があるが、本形態では血管伸展性Ｄ（Distensibility)というパラメータを用いて評価を行う。この評価では血圧を取得する必要があり、血圧を測るために、血管内に挿入して血圧を測定する血圧計（臨床で用いられる市販タイプの血圧計）を用いて血圧データを取得する。
【００６９】
血管伸展性Ｄは、血圧Ｐのときの血管の断面積をＡとし、血圧がΔＰ上がった時の断面積変化量をΔＡとすると次式のように表される。
【００７０】
［数１］
Ｄ＝（ΔＡ／Ａ）／ΔＰ
【００７１】
ここで、血圧がＰ０のときの上下方向、左右方向の血管の外径（例えば、上記のように血圧の下限値が検出されたとき）をＸ０、Ｙ０として基準とし、ここから血圧がΔＰ（下限値から上限値との差分値）変化したときの上下方向および左右方向それぞれの変化量をΔＸ（＝ΔＸ１＋ΔＸ２）、ΔＹ（＝ΔＹ１＋ΔＹ２）とすると、血管伸展性Ｄは、次式のように表される。
【００７２】
［数２］
Ｄ＝｛（Ｘ０＋ΔＸ）×（Ｙ０＋ΔＹ）−Ｘ０Ｙ０｝／Ｘ０Ｙ０／ΔＰ
【００７３】
このような処理を行うため、信号処理装置は、血圧計からサンプル時間毎の血圧データを取得し、また、同時に血管の変位量ΔＸ，ΔＹを連続して算出してサンプル時間毎の変位量ΔＸ，ΔＹを取得する。そして、信号処理装置は、血圧データが下限値を示すときと上限値を示すときの血圧の差分値を算出する。次に変位量ΔＸ，ΔＹを抽出し、血圧データが下限値を示すときの変位量ΔＸ，ΔＹを用いて上記式により外径Ｘ０，Ｙ０を決定し、さらに血圧データの下限値を示したときの変位量と血圧データが下限値を示したときの変位量との差分値である変位量ΔＸ，ΔＹを用いて上記数２を用いることで血管伸展性Ｄによるコンプライアンスを容易に取得することができる。
【００７４】
続いて、他の形態の血管形状測定装置１００’について図を参照しつつ説明する。図１０は他の形態の血管形状測定装置の斜視図である。図１１は、他の形態の血管形状測定装置の断面図であり、図１１（ａ）は上下方向測定装置の構成図、図１１（ｂ）は左右方向測定装置の構成図である。図１２は、他の形態の血管形状測定装置の操作の説明図であり、図１２（ａ）は上下方向測定装置の操作図、図１２（ｂ）は左右方向測定装置の操作図である。なお、図１２ではケーシングの上側を開放した図としている。
【００７５】
血管形状測定装置１００’は、図１０で示すように、ケーシング６０、上下方向測定装置７０、左右方向測定装置８０、ケーブル９０を備える。
ケーシング６０は、図１１で示すように、二個の突起部６１、二個のばね係止部６２、四個の支持部６３、二個の長孔部６４を備える。
上下方向測定装置７０は、二本のＬ字状接触子７１、二本のばね部７２、二個の変位センサ７３を備える。
左右方向測定装置８０は、二本の回転接触子８１、支持部８２、スライダ８３、ばね部８４と、二個の変位センサ８５を備えている。
【００７６】
まず図１１（ａ）に示す上下方向測定装置７０について説明する。
二本のＬ字状接触子７１は、何れも長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部７１ａを有する。なお、血管６００が入れられる開口付近には血管６００を傷つけないためのテーパ部７１ｂも形成されている。Ｌ字状接触子７１は、ストッパ部７１ｃが位置決め用に設けられている。血管接触部７１ａが下側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では左側）はケーシング６０の突起部６１に下側からストッパ部７１ｃが接触し、また、血管接触部７１ａが上側のＬ字状接触子（図１１（ａ）では右側）はケーシング６０の突起部６１に上側からストッパ部７１ｃが接触する。これにより２個の血管接触部７１ａの間はストッパ部７１ｃで決定される位置がホームポジションとなる。二本のＬ字状接触子７１は、ケーシング６０に設けられた孔である４個の支持部６３により、二本のＬ字状接触子７１の棒体の軸方向、つまり上下方向に移動するようにそれぞれ支持される。
【００７７】
ばね部７２は、二本のＬ字状接触子７１の血管接触部７１ａが近づくように二本のＬ字状接触子７１をそれぞれ付勢する。ばね部７２の一方はケーシング６０内のばね係止部６２に取り付けられる。血管接触部７１ａが下側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では左側）は上側方向に付勢され、血管接触部７１ａが上側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では右側）は下側方向に付勢される。
二個の変位センサ７３は、二本のＬ字状接触子７１の直上に配置され、Ｌ字状接触子７１の上下方向の位置をそれぞれ測定する。二個の変位センサ７３は、二本のＬ字状接触子７１に接触しているが、変位センサ７３の先端は弾性を有しており、二本のＬ字状接触子７１はさらに上側方向へも移動する。これら二個の変位センサ７３は、ケーブル９０（図１０参照）により図示しない信号処理装置に接続されている。
【００７８】
続いて、図１１（ｂ）に示す左右方向測定装置８０について説明する。
二本の回転接触子８１は、長尺の棒体の先端に血管接触部８１ａを有する。なお、血管６００が挿入される開口付近には血管６００を傷つけないためのテーパ部８１ｂも形成されている。
支持部８２は、二本の回転接触子８１が回転移動するようにそれぞれ支持する。
スライダ８３はこの支持部８２を軸支している。スライダ８３はケーシング６０の長孔部６４に挿通されており、上下方向に移動可能に支持されている。
ばね部８４は、二本の回転接触子８１の血管接触部８１ａが近づくようにそれぞれ付勢する。
二個の変位センサ８５は、二本の回転接触子８１の回転方向の位置をそれぞれ測定する。なお、スライダ８３により二本の回転接触子８１が上下方向に移動すると二個の変位センサ８５も同時に移動するため、二個の変位センサ８５と二本の回転接触子８１とは常に当接している。同時にばね部８４の付勢力により二本の回転接触子８１が二個の変位センサ８５に常に接触するように押し当てられている。これら二個の変位センサ８５は、ケーブルにより図示しない信号処理装置に接続されている。
【００７９】
続いて血管形状測定装置１００’の操作について説明する。
まず、上下方向測定装置７０に血管を配置する。ここで、左右方向測定装置８０をスライダ８３により上昇させて、図１２（ａ）で示すように、左右方向測定装置８０の血管接触部８１ａを上側へ引き込む。
【００８０】
続いて、上下方向測定装置７０上下の血管接触部７１ａを血管６００の横側から入れ込む。この場合、テーパ部７１ｂにより血管６００が傷つくことなく上下の血管接触部７１ａ内に取り付けられる。二本のＬ字状接触子７１は、ばね部７２の付勢力に抗して二個の血管接触部７１ａを、血管６００の軸方向に対して直交する直径方向であって血管６００の表層面の下側（生体側）から上側（センサ側）までの方向である上下方向と、血管の表層面と、の二交点で接触させるようにしており、血管６００を上下方向で挟みこむ。
【００８１】
続いて、スライダ８３を降ろして図１２（ｂ）で示すように左右方向測定装置８０の血管接触部８１ａを血管６００の上側から入れ込む。この場合、テーパ部８１ｂにより血管６００が傷つくことなく左右の血管接触部８１ａ内に配置される。二本の回転接触子８１は、ばね部８４の付勢力に抗して二個の血管接触部８１ａを、上下方向および血管６００の軸方向に対して直交する方向である左右方向と、血管６００の表層面と、の二交点で接触させるようにしており、血管６００を上下方向で挟みこむ。
血管６００の配置はこのように行われる。
【００８２】
そして、上下方向測定装置７０の二個の変位センサ７３は、血管接触部７１ａと連動して変位する二本のＬ字状接触子７１の上下方向の位置を、血管６００の表裏両側の血管接触部７１ａの位置を表す検出信号として出力する。同様に左右方向測定装置８０の二個の変位センサ８５は、血管接触部８１ａと連動して変位する二本の回転接触子８１の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部８１ａの位置を表す検出信号として出力する。ここで二個の変位センサ７３からの検出信号の出力電圧値と前述したΔＹ１，ΔＹ２ の値とを一意に対応させ、また、二個の変位センサ８５からの検出信号の出力電圧値とΔＸ１，ΔＸ２ の値を一意に対応させることで血管６００の上下左右方向の外径や変位を容易に算出することができる。
【００８３】
なお、血管の外径や変位に基づく形状や断面積の測定方法、コンプライアンスの測定方法は先に説明した形態で行う方法と同じであり、重複する説明を省略する。
このような形態としても本発明の説明は可能である。
【００８４】
以上本発明の血管形状測定装置について説明した。
なお、本発明では特に二方向の血管の外径および変位を求めるものとして説明した。しかしながら、上記構成に加えて別途上下方向測定装置や左右方向測定装置を一台づつ準備し、これら上下方向測定装置や左右方向測定装置を４５度傾斜させて用いれば、上下左右方向に加えて４５度傾斜方向の外径や変位を取得することも可能となって、四方向の血管の外径および変位を求めることも可能となる。
【００８５】
一般化すると、一個の基準直径方向測定装置と、一個以上の交差直径方向測定装置と、を準備する。
基準直径方向測定装置は、血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する。
交差直径方向測定装置は、血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する。
このような血管形状測定装置は、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出する。このような構成を採用しても良い。
【００８６】
以上説明した本発明の血管形状測定装置によれば、以下のような利点を有する。
（１）生体の血管の外径およびその変化が精度よくかつ高い応答性をもって得られる。
（２）二以上の方向の外径や変位を同時に測定することができるので、血管の断面形状や面積およびその変形の様子を把握することができる。
（３）血管形状測定装置が先端の血管接触部に向けてＶ形状をしているため、血管を生体から露出して測定するに際し、血管形状測定装置の血管接触部が生体の切開部の奥まで入れやすい。そのため血管を無理に外へ引っ張りだす必要がないので、血管を本来に近い状態で測定できる。
（４）血管位置固定具を設けたので、切開した箇所の底部にある血管を少し浮かすことができると共に、血管接触部と血管との位置関係を固定的に保つことができ、生体の呼吸等による切開部の動きの影響を受けない。
（５）血管内の血圧測定と組み合わせることにより、血圧と血管の断面積の相関関係が得られ、これにより血管のコンプライアンスを測定することができる。
（６）血管を周りの組織から切り離して測定するため、血管単体の特性を生体の状態で把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】血管形状測定装置の使用を説明する説明図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態の血管形状測定装置の説明図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は背面図である。
【図３】上下方向測定装置の説明図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図である。
【図４】左右方向測定装置の説明図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図である。
【図５】基準部の説明図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図である。
【図６】血管位置固定具の説明図である。
【図７】血管位置固定具の説明図である。
【図８】血管の模式図である。
【図９】変位−変位センサ電圧を表す特性図である。
【図１０】他の形態の血管形状測定装置の斜視図である。
【図１１】他の形態の血管形状測定装置の断面図であり、図１１（ａ）は上下方向測定装置の構成図、図１１（ｂ）は左右方向測定装置の構成図である。
【図１２】他の形態の血管形状測定装置の操作の説明図であり、図１２（ａ）は上下方向測定装置の操作図、図１２（ｂ）は左右方向測定装置の操作図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００：血管形状測定装置
１０：上下方向測定装置
１１：粗動部
１１１：基準ベース
１１２：位置調節部
１１３：共通基準孔
１２：上下方向センサ部
１２１：センサベース
１２２：変位センサ
１２３：Ｌ字状接触子
１２３ａ：血管接触部
１２４：支持ばね部
１２４ａ：コ字状ばね
１２４ｂ：平行リンク
２０：左右方向測定装置
２１：粗動部
２１１：基準ベース
２１２：位置調節部
２１３：スライド部
２１４：共通基準孔
２２：左右方向センサ部
２２１：センサベース
２２２：変位センサ
２２３：回転接触子
２２３ａ：血管接触部
２２４：支持ばね部
３０：基準部
４０： 血管位置固定具
４１：取付部
４２：固定孔
４３：棒体
４４：Ｊ字状曲げ部
４５：押し当て部
５０：血管位置固定具
５１：取付部
５２：固定孔
５３：棒体
５４：Ｊ字状曲げ部
５５：押し当て部
１００’：血管形状測定装置
６０：ケーシング
６１：突起部
６２：ばね係止部
６３：支持部
６４：長孔部
７０：上下方向測定装置
７１：Ｌ字状接触子
７１ａ：血管接触部
７１ｂ：テーパ部
７１ｃ：ストッパ部
７２：ばね部
７３：変位センサ
８０：左右方向測定装置
８１：回転接触子
８１ａ：血管接触部
８１ｂ：テーパ部
８２：支持部
８３：スライダ
８４：ばね部
８５：変位センサ
９０：ケーブル
２００：装置固定具
３００：手術台
４００：生体
５００：切開部
６００：血管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体から露出した拍動状態の血管から各瞬間毎の血管形状についての情報を取得するための血管形状測定装置、および、この血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の人工血管は、直径が４ｍｍ以上、長さが１００〜８００ｍｍ程度のものまで実用化されている。しかしながら直径が４ｍｍに満たない小径の人工血管は、血栓が発生しやすい等の問題があり、未だ実用化されていない。実用化に至らない原因は種々考えられるが、主に人工血管の特性が生体の血管の特性と相違している点にあると考えられる。
【０００３】
この血管の特性の一つにコンプライアンスがある。コンプライアンスは、血管の柔らかさの度合いを示すものである。そして人工血管と生体の血管とにおけるコンプライアンスの違いは、人工血管の血栓発生の一因になると考えられる。拍動流である生体の血流動体において、人工血管と生体の血管との間では、コンプライアンスが相違すると、血流が流れる際における血管の膨張、収縮の度合いも相違する。
【０００４】
このような場合、動きの少ない(即ち、コンプライアンスの小さい)人工血管や、生体の血管と人工血管との吻合箇所において、血栓が内壁に付着しやすくなると考えられる。従って、人工血管の開発には、コンプライアンスといった生体の血管の特性を知ることが必要である。また作製された人工血管を評価する際にも、その人工血管の特性を知る必要がある。
【０００５】
このような血管の特性を知る装置例として、例えば、特許文献１（特開平１−２５９８３６号公報、発明の名称「血管硬化度測定装置」）には、第１の従来技術が開示されている。
この第１の従来技術は、複数の感圧素子が設けられた脈波センサと、脈波センサを血管上の皮膚に押し当てる押圧手段と、皮膚に押圧された脈波センサから出力される血流による脈波信号に基づいて血管の硬化度を算出する演算手段と、を備える血管硬化度測定装置である。この血管硬化度測定装置では押し付け力を変えつつ多数の脈波信号を取得し、特に最大振幅を有する脈波信号が発生したときの押圧状態における脈波振幅と感圧素子位置との関係を求め、この関係を示す曲線に基づいて血管硬化度を算出する。
【０００６】
また他の装置例として、例えば、特許文献２（特開２００３−７０７５４号公報、発明の名称「血管の弾性測定装置」）には、第２の従来技術が開示されている。
この第２の従来技術は、血管の弾性を表す状態として、血管のある部分について測定された血圧と、血圧が測定された箇所の近傍部分における血管の内容量を測定する装置である。この装置では、血管内容量をＸ軸に、血圧をＹ軸にとって、時間毎にリサージュ図形を表示するというものであり、血管内容量の多少や血圧の高低により変化するリサージュ図形から血管の拡張・収縮を表す血管の弾性を測定する。
【０００７】
また他の装置例として、例えば、特許文献３（特開昭６３−３１７１３０号公報、発明の名称「血管内超音波トランスデューサを用いた動脈硬化度診断装置」）には、第３の従来技術が開示されている。
この第３の従来技術は、血圧を測定するための圧力センサと、超音波振動子が先端に設けられたカテーテルと、を有し、血管の径、脈拍に起因する血管の径の変化、および血管の壁の厚みを測定する動脈硬化度診断装置である。この動脈硬化度診断装置では、測定された状態に基づいて血管の硬化度が得られる。
【０００８】
また他の装置例として、例えば、特許文献４（特開２００５−３１２７４５号公報、発明の名称「血管状態測定装置、及び血管状態測定方法」）には、第４の従来技術が開示されている。
この第４の従来技術は、血管を生体から露出し、測定対象部分を囲み、閉空間を形成する閉空間形成部と、閉空間と連通され、閉空間の圧力を調整する圧力調整部と、圧力を計測する圧力計測部と、圧力調整部によって調整された圧力における、前記測定対象部分の状態を測定する状態測定部とを有しており、血管外部の圧力と血管の形状などを測定することによって、血管のコンプライアンスを測る血管状態測定装置である。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２５９８３６号公報
【特許文献２】特開２００３−７０７５４号公報
【特許文献３】特開昭６３−３１７１３０号公報
【特許文献４】特開２００５−３１２７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した特許文献１〜４記載の従来技術では、以下の（１）〜（５）のような問題を有するものであった。
（１）特許文献１記載の従来技術１では、脈波センサを皮膚の表面から押し付ける必要があり、測定可能な箇所が限定され、身体の深部に存在する血管等について、必要なデータを得ることが困難である。
【００１１】
（２）特許文献２記載の従来技術２では、パルスオキシメータを用いて血管の内容量が測定されているが、パルスオキシメータは指先に装着されるものであり、所望の場所に存在する局所的な測定を行うことが困難である。
【００１２】
（３）特許文献３記載の従来技術３では、カテーテルの先端に超音波振動子を設ける必要があるため、細い血管に対する測定は困難である。
【００１３】
（４）さらに、これら特許文献１、２、３記載の従来技術１、２、３では、血管の周りに存在する他の組織(例えば、筋組織)があることを前提とするものであって他の組織の影響を排除することは困難であり、血管単体の特性の測定精度が損なわれてしまうという問題がある。
加えて他の組織の存在を前提とする装置であることから、生体に接続される前の人工血管の特性について測定することは考慮されていない。
【００１４】
（５）さらに、特許文献４記載の従来技術４では、血管の周りに存在する他の組織の影響はなく、人工血管の特性について測定することを可能としているが、血管外部の圧力を調整し、さらに血管の状態を測定することを狭い空間内で実現することは困難である。また一方向のみから血管表面の変位を測定する場合は、血管の断面形状を把握することが難しい。
【００１５】
そこで、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、その目的は、測定対象が生体の血管であるか人工の血管であるかに拘わらず二以上の複数方向からの血管の外径・変位を測定可能として、生体の血管と人工血管とにおける各種情報の取得を実現する血管形状測定装置を提供することにある。また、このような血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に係る血管形状測定装置は、
血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する基準直径方向測定装置と、
血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する、少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置と、
を備え、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る血管形状測定装置は、
請求項１に記載の血管形状測定装置において、
前記基準直径方向が血管の表層面の下側から上側までの方向の上下方向であり、前記交差直径方向が上下方向に対して直交する方向の左右方向であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る血管形状測定装置は、
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部を有するＬ字状接触子と、
上下方向に移動するようにＬ字状接触子を支持するとともにＬ字状接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
Ｌ字状接触子の上下方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する上下方向センサ部を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る血管形状測定装置は、
請求項３に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部は平行ばねであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る血管形状測定装置は、
請求項３または請求項４に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結され、二個のセンサ部の上下方向の相対的な位置を決定する二個の位置調節部と、二個の位置調節部がそれぞれ固定される基準ベースと、を有する粗動部を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて回転接触子が回転移動するように支持するとともに回転接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
回転接触子の回転方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する左右方向センサ部を備え、
二本の回転接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項７に係る血管形状測定装置は、
請求項６に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部はＬ字状板ばねであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項８に係る血管形状測定装置は、
請求項６または請求項７に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結される二個のスライド部と、二個のスライド部の左右方向の相対的な位置を決定する位置調節部と、を有する粗動部を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項９に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項８の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
直線状の棒体である基準部を備え、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する共通基準孔を有し、その共通基準孔に挿通される基準部を回動軸として回動自在に支持されるとともに基準部の軸方向に移動自在に支持されることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１０に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項９の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向に沿って血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１１に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項１０の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記変位センサは、渦電流式変位センサであることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１２に係る血管形状測定装置は、
請求項２〜請求項１１の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置を挟むように両側に配置され、血管の位置を決定する二個の血管位置固定具を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１３に係る血管形状測定装置は、
請求項１２に記載の血管形状測定装置において、
前記血管位置固定具は、Ｊ字型に形成されたＪ字状曲げ部を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１４に係る血管形状測定装置は、
請求項１３に記載の血管形状測定装置において、
前記Ｊ字状曲げ部の先端に配置され、上下方向測定装置の血管接触部の最下位および左右方向測定装置の血管接触部の最下位よりも低い位置に最下位が形成された押し当て部を備えることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１５に係る血管形状測定装置は、
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に対して直角の折れ曲がり部の血管接触部を有する二本のＬ字状接触子と、
ケーシングに設けられ、上下方向に移動するように二本のＬ字状接触子をそれぞれ支持する支持部と、
二本のＬ字状接触子の血管接触部が近づくように二本のＬ字状接触子をそれぞれ付勢する二個のばね部と、
二本のＬ字状接触子にそれぞれ設けられ、ケーシングの突起部と当接して二本のＬ字状接触子の位置決めをする二個のストッパ部と、
二本のＬ字状接触子の上下方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれのばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項１６に係る血管形状測定装置は、
請求項２または請求項１５に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する二本の回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて二本の回転接触子が回転移動するようにそれぞれ支持する支持部と、
支持部が固定されるとともにケーシングの長孔部に沿って移動するように支持されるスライダと、
二本の回転接触子のそれぞれの血管接触部が近づくように付勢するばね部と、
二本の回転接触子の左右方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本の回転接触子は、スライダの移動によりケーシングから出没するとともに、ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする。
【００３２】
本発明の請求項１７に係る血管のコンプライアンス測定方法は、
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の血管形状測定装置を用いて血管の上下左右方向の外径および変位を測定し、血管形状測定装置が測定する血管の近傍を測定点として血圧を測定し、上下左右方向の外径、変位および血圧を用いて血管のコンプライアンスを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
以上のような本発明によれば、測定対象が生体の血管であるか人工の血管であるかに拘わらず二以上の複数方向からの血管の外径・変位を測定可能として、生体の血管と人工血管とにおける各種情報の取得を実現する血管形状測定装置を提供することができる。また、このような血管形状測定装置を用いる血管のコンプライアンス測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態の血管形状測定装置について図を参照しつつ説明する。図１は血管形状測定装置の使用を説明する説明図である。この血管形状測定装置１００は装置固定具２００により位置決めが容易になるように構成されている。この装置固定具２００は、例えば、多関節アームのようなものであって手術台３００付近に配置される。手術台３００の上には生体４００があり、予め切開部５００が形成されている。この切開部５００内には血管６００が露出しているものとする。血管形状測定装置１００はこの血管６００に直接接触して必要な情報を取得する。血管形状測定装置１００は後に詳述する上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を備えており、上下方向測定装置１０により血管６００の上下方向の位置および変位について測定し、また、左右方向測定装置２０により血管６００の左右方向の位置および変位について測定する。
【００３５】
続いて血管形状測定装置について図を参照しつつ説明する。図２は本形態の血管形状測定装置の説明図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は背面図である。血管形状測定装置１００は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）で示すように、上下方向測定装置１０、左右方向測定装置２０、基準部３０、血管位置固定具４０、血管位置固定具５０を備える。
【００３６】
上下方向測定装置１０は、血管６００（図１参照）の上下方向の外径および血管６００の移動に応じた上下方向の変位を検出する。
左右方向測定装置２０は、血管６００（図１参照）の左右方向の外径および血管６００の移動に応じた左右方向の変位を検出する。
【００３７】
基準部３０は、例えば丸棒であり、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０の共通基準孔に挿通され、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を移動自在となるように支持する。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、血管軸方向と略平行である基準部３０の軸方向（図２（ｂ）の左右への軸方向）へ移動自在であるが、これら上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０を可能な限り近い位置に配置して、上下方向および左右方向の測定点を近づけている。また、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、この基準部３０を中心軸とする回転方向（図５（ａ）の回転方向）に移動自在であるが、特に血管６００に対して上下方向測定装置１０を横側から取り付けられるようにしている。
【００３８】
血管位置固定具４０は、上下方向測定装置１０に取り付けられ、また、血管位置固定具５０は、左右方向測定装置２０に取り付けられる。これら血管位置固定具４０，５０は、それらの間における血管６００の位置を決定する。したがって、これら血管位置固定具４０，５０の間において位置決めされた血管６００は、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０による血管６００の配置（位置決め）が最適となるような位置にあり、血管形状測定装置１００への血管６００の配置（位置決め）を容易にしている。
【００３９】
続いて、各部について説明する。まず、上下方向測定装置１０について図を参照しつつ説明する。図３は上下方向測定装置の説明図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図である。
上下方向測定装置１０は、大別して粗動部１１、上下方向センサ部１２を備えている。
【００４０】
粗動部１１は、さらに基準ベース１１１、二個の位置調節部１１２、一個の共通基準孔１１３を備える。
基準ベース１１１は、例えば板体や直方体であり、各構成部材が所定位置で取付固定されるようになされている。
位置調節部１１２は、先端の位置を直線移動させる各種の装置であり、例えばダイアルを回転（図３（ａ）の矢印ａ方向）させて位置調節を行うマイクロメータである。二個の位置調節部１１２が基準ベース１１１の左右に固定される。
共通基準孔１１３は、図３（ａ）でも示すように、基準ベース１１１の中央に設けられる貫通孔である。
【００４１】
上下方向センサ部１２は、二個のセンサベース１２１、二個の変位センサ１２２、二本のＬ字状接触子１２３、二個の支持ばね部１２４を備えている。ここに、一個のセンサベース１２１が有する一個の変位センサ１２２、一本のＬ字状接触子１２３、一個の支持ばね部１２４により一個のセンサ部が形成され、上下方向センサ部１２は、左右両側に二個のセンサ部を有するものである。
【００４２】
センサベース１２１は、図３（ａ）の正面からみてＬ字状の部材であり、粗動部１１の位置調節部１１２の先端に固定されている。センサベース１２１は、位置調節部１１２により上下方向（図３（ａ）の矢印ｂ方向）に移動する。
変位センサ１２２は、センサベース１２１に固定され、後述するがＬ字状接触子１２３の直上に位置するようになされる。
Ｌ字状接触子１２３は、長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部１２３ａを有する部材である。Ｌ字状接触子１２３は、支持ばね部１２４に取り付けられている。
支持ばね部１２４は、コ字状ばね１２４ａと平行リンク１２４ｂとを備える平行ばねであり、センサベース１２１に固定されている。この支持ばね部１２４は、Ｌ字状接触子１２３が通常は所定位置にあるように付勢するばね部として機能するとともに、Ｌ字状接触子１２３に上下方向への力が加えられたときにＬ字状接触子１２３が上下方向へ移動するように支持する支持部としても機能する。なお、Ｌ字状接触子１２３は上下方向のみならず左右方向にも移動するが、十分に小さい移動量であり、無視しても何ら差し支えなく、以下も単純に上下方向へ移動するものとして説明を進める。また、反対側のセンサ部も同等の機能を有するものであり、重複する説明を省略する。
【００４３】
左右のセンサ部の相違点は血管接触部１２３ａの高さである。粗動部１１により左右のセンサベース１２１を同じ高さにしたときに二個の血管接触部１２３ａの高さは所定径の血管６００の上下位置で接触するように設計されている。そして、粗動部１１を調整すれば、任意径の血管６００の上下位置に接触することができる。変位センサ１２２の計測範囲が狭いため、粗動部１１により計測範囲内に収めるようにして使用している。
そして、血管６００の収縮などにより二個の血管接触部１２３ａが上下方向に移動すればそのままＬ字状接触子１２３も同じ量だけ上下方向（図３（ａ）の矢印ｃ方向）に移動する。変位センサ１２２は、このＬ字状接触子１２３の上下方向の移動に応じて変化するＬ字状接触子１２３の上側先端の位置と、変位センサ１２２の先端の位置と、の間の距離を表す検出信号を出力する。なお、検出信号を用いる血管についての情報の取得方法については後述する。
【００４４】
続いて、左右方向測定装置２０について図を参照しつつ説明する。図４は左右方向測定装置の説明図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図である。
左右方向測定装置２０は、大別して粗動部２１、左右方向センサ部２２を備えている。
【００４５】
粗動部２１は、さらに基準ベース２１１、二個の位置調節部２１２、二個のスライド部２１３、一個の共通基準孔２１４を備える。
基準ベース２１１は、例えば板体や直方体であり、各構成部材が所定位置で取付固定されるようになされている。
位置調節部２１２は、スライド部２１３の位置を左右方向（図４（ａ）の矢印ｄ方向）に直線移動させる各種の装置であり、例えばダイアルを回転方向（図４（ａ）の矢印ｅ方向）に回転させて位置調節を行うマイクロメータである。
スライド部２１３は、図４（ｂ）の右側面から見てＬ字状に形成された部材であり、位置調節部２１２の位置調節により移動する。
共通基準孔２１４は、図４（ａ）でも示すように、基準ベース２１１の中央に設けられる貫通孔である。
【００４６】
左右方向センサ部２２は、二個のセンサベース２２１、二個の変位センサ２２２、二本の回転接触子２２３、二個の支持ばね部２２４を備えている。ここに、一個のセンサベース２２１が有する一個の変位センサ２２２、一本の回転接触子２２３、一個の支持ばね部２２４により一個のセンサ部が形成され、左右方向センサ部２２は、左右両側に二個のセンサ部を有するものである。
【００４７】
センサベース２２１は、図４（ａ）の正面から見てＬ字状の部材であり、粗動部２１のスライド部２１３の先端に固定されている。センサベース２２１は、位置調節部２１２の位置調節によりスライド部２１３とともに左右方向（図４（ａ）の矢印ｄ方向）に移動する。
変位センサ２２２は、センサベース２２１に固定され、後述するが回転接触子２２３の直上に位置するようになされる。
回転接触子２２３は、二辺の長尺の板体や丸棒・角棒（以下単に棒体という）が９０°の角度で連結されたＬ字状の部材であって、一方の棒体の先端に血管接触部２２３ａを有し、他方の棒体に変位センサ２２２が面するような部材である。回転接触子２２３は、支持ばね部２２４に取り付けられている。
支持ばね部２２４は、Ｌ字状に形成されたＬ字状板ばねであって回転接触子２２３の直角部を中心軸として回転するように取り付けられており、センサベース２２１に固定されている。この支持ばね部２２４は、回転接触子２２３が通常は所定位置にあるように付勢するばね部として機能するとともに、回転接触子２２３に回転力が加えられたときに回転接触子２２３が中心軸で回転するように支持する支持部としても機能する。なお、反対側のセンサ部も同等の機能を有するものであり、重複する説明を省略する。
【００４８】
左右のセンサ部の相違点は血管接触部２２３ａの左右方向の位置である。粗動部２１により左右のスライド部２１３を調節して二個の血管接触部２２３ａの左右位置は所定径の血管６００の左右位置で接触するように設計されている。そして、粗動部２１を調整すれば、任意径の血管６００の左右位置に接触することができる。変位センサ２２２の計測範囲が狭いため、粗動部２１により計測範囲内に収めるようにして使用している。
【００４９】
そして、血管６００の収縮などにより二個の血管接触部２２３ａが左右方向（図４（ａ）の矢印ｆ方向）に移動すればそのまま回転接触子２２３が中心軸で回転移動して変位センサ２２２に対向する箇所では上下方向（図４（ａ）の矢印ｇ方向）に回転移動し、変位センサ２２２と回転接触子２２３との距離が変化する。変位センサ２２２は、この回転接触子２２３の回転移動に応じて変化する回転接触子２２３の上側先端の位置と、変位センサ２２２の先端の位置と、の間の距離を表す検出信号を出力する。なお、検出信号を用いる血管の情報取得方法については後述する。
【００５０】
以上説明した上下方向測定装置１０（図３（ａ）参照）および左右方向測定装置２０（図４（ａ）参照）は、上下方向で血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状としている。これにより、生体内の奥にあって左右両側に切開部がある血管に対しても接触して測定することが可能となる。
【００５１】
続いて基準部３０について説明する。図５は基準部３０の説明図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図である。図５（ａ），（ｂ）では、上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０も併せて図示されている。
基準部３０は、例えば丸棒であり、上下方向測定装置１０の共通基準孔１１３および左右方向測定装置２０の共通基準孔２１４に挿通される。これら共通基準孔１１３，２１４は、何れも上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する孔である。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０は、この基準部３０を回動軸とする回転方向（図５（ａ）では矢印ｈ方向）に回動自在に支持されるとともに血管の軸方向と略平行である基準部３０に沿って摺動されて軸方向（図５（ｂ）では矢印ｉ方向）に移動自在に支持される。特に上下方向測定装置１０を図５（ａ）のように矢印ｈ方向下側に回動させると、血管６００がその横側から血管接触部１２３ａ内へ配置（位置決め）されるため、血管６００の配置（位置決め）が簡単になるという利点がある。
【００５２】
続いて血管位置固定具４０，５０について説明する。図６は血管位置固定具４０の説明図、図７は血管位置固定具５０の説明図である。
図６に示す血管位置固定具４０は、上下方向測定装置１０の基準ベース１１１に取り付けられるものであり取付部４１、固定孔４２、棒体４３、Ｊ字状曲げ部４４、押し当て部４５を備える。取付部４１が基準ベース１１１に固定される。固定方法は固定孔４２にねじを挿通させて固定するなど各種方法を採用できる。棒体４３は取付部４１と連結されて一体に形成されており、上下方向に延びる部材である。Ｊ字状曲げ部４４は棒体４３と連結されて一体に形成されている。Ｊ字状曲げ部４３の下側には押し当て部４５が一体に形成されている。押し当て部４５は図６に示す半長円状としたり、あるいは図示しないが円形とすることができる。
【００５３】
また、図７に示す血管位置固定具５０は、左右方向測定装置２０のセンサベース２２１に取り付けられるものであり、取付部５１、固定孔５２、棒体５３、Ｊ字状曲げ部５４、押し当て部５５を備える。取付部５１がセンサベース２２１に固定される。固定方法は固定孔５２にねじを挿通させて固定するなど各種方法を採用できる。棒体５３は取付部５１と連結されて一体に形成されており、上下方向に延びる部材である。Ｊ字状曲げ部５４は棒体５３と連結されて一体に形成されている。Ｊ字状曲げ部５３の下側には押し当て部５５が一体に形成されている。押し当て部５５は図７に示す半長円状としたり、あるいは図示しないが円形とすることができる。
なお、血管位置固定具４０，５０の操作方法については後述する。
【００５４】
以上本形態の血管形状測定装置１００の構造について説明した。なお、上下方向測定装置１０の変位センサ１２２や左右方向測定装置２０の変位センサ２２２については特に種類を限定しないで説明した。しかしながら、変位センサとして特に渦電流式変位センサを採用すると良い。渦電流式変位センサの測定原理は、高周波磁界を利用するものであり、センサヘッド内部のコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、この磁界内に金属のＬ字状接触子や回転接触子があると、電磁誘導作用によって、Ｌ字状接触子や回転接触子の表面に磁束の通過と垂直方向の渦電流が流れて、センサコイルのインピーダンスが変化するため、この現象による発振状態の変化により、距離を測定する。このような変位センサを採用しても良い。
【００５５】
続いてこの血管形状測定装置１００を用いる血管についての情報取得方法について説明する。まず、血管の上下左右方向の外径の測定、血管の断面形状や面積の測定、およびこれら外径、断面形状、面積の変化の様子の把握について説明する。
【００５６】
まず予め上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０の原点合わせを行なう。上下方向測定装置１０および左右方向測定装置２０に対してあらかじめ外径の分かっている円柱（図８の外径ＹＳ，ＸＳ）を血管接触部１２３ａや血管接触部２２３ａに接触した状態とする。
まず上下方向測定装置１０の位置調節部１１２を調節する。位置調節部１１２は目盛が入っているため、粗動量は容易に把握できる。そして、上下の血管接触部１２３ａの高さが円柱の外径と接する位置となるように調整する。これにより図８の血管の模式図におけるＹＳだけ上下の血管接触部１２３ａが離れた位置にあるように決定される。そしてこれらの位置が上下の血管接触部１２３ａの原点、つまり変位量が０の位置となる。
【００５７】
続いて左右方向測定装置２０の位置調節部２１２を調節する。位置調節部２１２は目盛が入っているため、粗動量は容易に把握できる。そして、左右の血管接触部２２３ａの位置が円柱の外径と接する位置となるように調整する。これにより図８の血管の模式図におけるＸＳだけ左右の血管接触部２２３ａが離れた位置にあるように決定される。そしてこれらの位置が左右の血管接触部２２３ａの原点、つまり変位量が０の位置となる。
【００５８】
続いて変位センサ１２２の出力電圧と、血管表面の変位量と、の関係を表す校正作業を行う。具体的には、上記した外径の分かっている円柱を移動ステージ等により位置を上下方向に移動させることで下側の血管接触部１２３ａの高さを上下方向に一定量変位させ、そのときの変位センサ１２２の出力電圧をグラフにプロットして、線形近似直線の傾きを係数にして一次式を算出する。具体例を図９の出力特性図に示す。この場合の係数は約２００μｍ／Ｖである。この図９の出力特性図によれば、変位センサ１２２の出力電圧が、例えば約６Ｖから約２Ｖへ変化した、つまり約４Ｖ変化したとき、距離が約７００μｍから約１５００μｍへ変化した、つまり約８００μｍの変位があったことが判定できる。このように変位センサ１２２の出力電圧から図８の下側のΔＹ１が算出されることとなる。また同様の手法により上側の血管接触部１２３ａから検出される上側のΔＹ２も算出されることとなる。なおΔＹ１ やΔＹ２がマイナスである場合は、ＹＳ よりも小さいことを表す。このような校正作業処理は、血管形状測定装置１０に接続されており、変位センサ１２２の出力電圧値を取得する信号処理装置が行う。
【００５９】
同様に変位センサ２２２の出力電圧と、血管表面の変位量と、の関係を表す校正作業を行う。具体的には、上記した外径の分かっている円柱を移動ステージ等により位置を左右方向に移動させることで左側の血管接触部２２３ａを左右方向に一定量変位させ、そのときの変位センサ２２２の出力電圧をグラフにプロットして、線形近似直線の傾きを係数にして一次式を算出する。例えば、図９で示したような特性図を取得することとなる。このように変位センサ２２２の出力電圧から左側の血管接触部２２３ａの図８の左側のΔＸ１が算出されることとなる。また同様の手法により変位センサ２２２の出力電圧から右側の血管接触部２２３ａの右側のΔＸ２も算出されることとなる。なおΔＸ１ やΔＸ２がマイナスである場合は、ＸＳ よりも小さいことを表す。このような処理は、血管形状測定装置１０に接続されており、変位センサ２２２の出力電圧値を取得する信号処理装置が行う。
このように出力電圧が測定できれば血管接触部１２３ａや血管接触部２２３ａの変位が算出される。
【００６０】
なお上記方法では、本来は（１）変位センサの出力電圧→（２）変位センサと接触子との距離→（３）血管表面の変位量の順で計算するところを、（２）を省略して（１）→（３）と計算している。変位センサの出力電圧に対する血管表層面の変位量の対応を求めている。このようにしてもセンサ出力電圧の変化量から外径を算出することが可能である。
このようにある出力電圧値を検出したときにその出力電圧値に対応する血管の変位が一意に決定されるため、容易に外径や変位を把握することができる。
【００６１】
続いて実際の測定処理について説明する。まず、血管形状測定装置１００の取付方法について説明する。
図１で示すように、予め生体４００に切開部５００を形成し、血管６００を露出させる。そして、装置固定具２００を操作して血管形状測定装置１００を血管６００の上側から下降させて、まず血管位置固定具４０、血管位置固定具５０に血管６００を固定することとなる。
【００６２】
この際、血管位置固定具４０の押し当て部４５および血管位置固定具５０の押し当て部５５を生体４００に当接させて押し当てる。これら押し当て部４５，５５の最下位は、それぞれが同じ高さであり、さらに上下方向測定装置１０の血管接触部１２３ａの最下位および左右方向測定装置２０の血管接触部２２３ａの最下位よりも十分に低い位置にあるため、上下方向測定装置１０の血管接触部１２３ａおよび左右方向測定装置２０の血管接触部２２３ａは下側にある生体４００よりも高い位置にあってに干渉されることなく自由に移動できる。
【００６３】
このような状況下で血管６００を血管を図６の矢印ｊ方向（図７では矢印ｋ方向）に移動させて血管位置固定具４０，５０内に血管６００を位置させて、血管６００が固定される。この場合、上下方向測定装置１０は図５（ａ）の二点鎖線で示すように基準部３０に対して回転させた位置に配置しておくことで、血管６００を配置しやすくする。ここで血管位置固定具４０，５０の開口は同じ側にあり、血管の配置（位置決め）は容易である。
【００６４】
続いて上下方向測定装置１０、左右方向測定装置２０、により血管６００の配置（位置決め）を行う。まず左右方向測定装置２０を上側から下側へ下降させて血管６００が左右の血管接触部２２３ａで挟まれた状態とし、続いて基準部３０を回転軸として上下方向測定装置１０を回転させることにより横方向から血管６００が配置されて上下の血管接触部１２３ａで挟まれた状態とする。このように血管６００の固定は容易である。
【００６５】
続いてこの血管形状測定装置１００を用いる各種情報の取得方法について説明する。
まず、血管の上下方向の径および変化の検出は以下の手法により行われる。上下方向測定装置１０の変位センサ１２２からの検出信号は、図示しない信号処理装置へ出力される。信号処理装置ではこの検出信号をＡ／Ｄ変換して、出力電圧値を求め、先にもとめた算出式から、上下方向と表層面との上側の交点における変位量ΔＹ１および上下方向と表層面との下側の交点における変位量ΔＹ２を算出する。
同様に、左右方向測定装置２０の変位センサ２２２からの検出信号は、図示しない信号処理装置へ出力される。信号処理装置ではこの検出信号をＡ／Ｄ変換して、出力電圧値を求め、先にもとめた算出式から、左右方向と表層面との左側の交点における変位量ΔＸ１および左右方向と表層面との右側の交点における変位量ΔＸ２を算出する。図８の血管の模式図からも明らかなように、これらＹＳ，ΔＹ１，ΔＹ２から上下方向の外径Ｙ０が、また、これらＸＳ，ΔＸ１，ΔＸ２から左右方向の外径Ｘ０が算出される。
【００６６】
ここでΔＹ１，ΔＹ２やΔＸ１，ΔＸ２は常時移動しているため、外径Ｙ０やＸ０を決定するには何らかの基準を必要とするが、例えば、外径Ｙ０やＸ０ は血圧の下限値が検出されたときにおける値ΔＹ１，ΔＹ２，ΔＸ１，ΔＸ２を用いて外径Ｙ０＝ＹＳ＋ΔＹ１＋ΔＹ２、外径Ｘ０＝ＸＳ＋ΔＸ１＋ΔＸ２ として算出する。なお、外径Ｙ０やＸ０の算出は血圧の下限値が検出されたときに限定するという主旨ではなく、他の判定手法にて外径Ｙ０やＸ０を決定するようにしても良い。
【００６７】
また、信号処理装置は、血管６００の断面を図８の点線による血管の模式図のように楕円形状であると仮定し、左右上下から得られる二方向の外径Ｘ０，Ｙ０から血管の断面形状を楕円または真円（Ｘ０＝Ｙ０）に近似して算出することができる。また、楕円・真円の血管断面積の算出も積分等周知の手法により容易に算出することができる。なお、この場合センサの上下方向・左右方向が、それぞれ楕円の長軸方向・短軸方向に合うように、目視によって測定装置全体の設置を行なうようにして、算出精度を高める。
【００６８】
続いて血管のコンプライアンスの測定について説明する。血管のコンプライアンスにはいくつか解釈があるが、本形態では血管伸展性Ｄ（Distensibility)というパラメータを用いて評価を行う。この評価では血圧を取得する必要があり、血圧を測るために、血管内に挿入して血圧を測定する血圧計（臨床で用いられる市販タイプの血圧計）を用いて血圧データを取得する。
【００６９】
血管伸展性Ｄは、血圧Ｐのときの血管の断面積をＡとし、血圧がΔＰ上がった時の断面積変化量をΔＡとすると次式のように表される。
【００７０】
［数１］
Ｄ＝（ΔＡ／Ａ）／ΔＰ
【００７１】
ここで、血圧がＰ０のときの上下方向、左右方向の血管の外径（例えば、上記のように血圧の下限値が検出されたとき）をＸ０、Ｙ０として基準とし、ここから血圧がΔＰ（下限値から上限値との差分値）変化したときの上下方向および左右方向それぞれの変化量をΔＸ（＝ΔＸ１＋ΔＸ２）、ΔＹ（＝ΔＹ１＋ΔＹ２）とすると、血管伸展性Ｄは、次式のように表される。
【００７２】
［数２］
Ｄ＝｛（Ｘ０＋ΔＸ）×（Ｙ０＋ΔＹ）−Ｘ０Ｙ０｝／Ｘ０Ｙ０／ΔＰ
【００７３】
このような処理を行うため、信号処理装置は、血圧計からサンプル時間毎の血圧データを取得し、また、同時に血管の変位量ΔＸ，ΔＹを連続して算出してサンプル時間毎の変位量ΔＸ，ΔＹを取得する。そして、信号処理装置は、血圧データが下限値を示すときと上限値を示すときの血圧の差分値を算出する。次に変位量ΔＸ，ΔＹを抽出し、血圧データが下限値を示すときの変位量ΔＸ，ΔＹを用いて上記式により外径Ｘ０，Ｙ０を決定し、さらに血圧データの下限値を示したときの変位量と血圧データが下限値を示したときの変位量との差分値である変位量ΔＸ，ΔＹを用いて上記数２を用いることで血管伸展性Ｄによるコンプライアンスを容易に取得することができる。
【００７４】
続いて、他の形態の血管形状測定装置１００’について図を参照しつつ説明する。図１０は他の形態の血管形状測定装置の斜視図である。図１１は、他の形態の血管形状測定装置の断面図であり、図１１（ａ）は上下方向測定装置の構成図、図１１（ｂ）は左右方向測定装置の構成図である。図１２は、他の形態の血管形状測定装置の操作の説明図であり、図１２（ａ）は上下方向測定装置の操作図、図１２（ｂ）は左右方向測定装置の操作図である。なお、図１２ではケーシングの上側を開放した図としている。
【００７５】
血管形状測定装置１００’は、図１０で示すように、ケーシング６０、上下方向測定装置７０、左右方向測定装置８０、ケーブル９０を備える。
ケーシング６０は、図１１で示すように、二個の突起部６１、二個のばね係止部６２、四個の支持部６３、二個の長孔部６４を備える。
上下方向測定装置７０は、二本のＬ字状接触子７１、二本のばね部７２、二個の変位センサ７３を備える。
左右方向測定装置８０は、二本の回転接触子８１、支持部８２、スライダ８３、ばね部８４と、二個の変位センサ８５を備えている。
【００７６】
まず図１１（ａ）に示す上下方向測定装置７０について説明する。
二本のＬ字状接触子７１は、何れも長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部７１ａを有する。なお、血管６００が入れられる開口付近には血管６００を傷つけないためのテーパ部７１ｂも形成されている。Ｌ字状接触子７１は、ストッパ部７１ｃが位置決め用に設けられている。血管接触部７１ａが下側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では左側）はケーシング６０の突起部６１に下側からストッパ部７１ｃが接触し、また、血管接触部７１ａが上側のＬ字状接触子（図１１（ａ）では右側）はケーシング６０の突起部６１に上側からストッパ部７１ｃが接触する。これにより２個の血管接触部７１ａの間はストッパ部７１ｃで決定される位置がホームポジションとなる。二本のＬ字状接触子７１は、ケーシング６０に設けられた孔である４個の支持部６３により、二本のＬ字状接触子７１の棒体の軸方向、つまり上下方向に移動するようにそれぞれ支持される。
【００７７】
ばね部７２は、二本のＬ字状接触子７１の血管接触部７１ａが近づくように二本のＬ字状接触子７１をそれぞれ付勢する。ばね部７２の一方はケーシング６０内のばね係止部６２に取り付けられる。血管接触部７１ａが下側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では左側）は上側方向に付勢され、血管接触部７１ａが上側のＬ字状接触子７１（図１１（ａ）では右側）は下側方向に付勢される。
二個の変位センサ７３は、二本のＬ字状接触子７１の直上に配置され、Ｌ字状接触子７１の上下方向の位置をそれぞれ測定する。二個の変位センサ７３は、二本のＬ字状接触子７１に接触しているが、変位センサ７３の先端は弾性を有しており、二本のＬ字状接触子７１はさらに上側方向へも移動する。これら二個の変位センサ７３は、ケーブル９０（図１０参照）により図示しない信号処理装置に接続されている。
【００７８】
続いて、図１１（ｂ）に示す左右方向測定装置８０について説明する。
二本の回転接触子８１は、長尺の棒体の先端に血管接触部８１ａを有する。なお、血管６００が挿入される開口付近には血管６００を傷つけないためのテーパ部８１ｂも形成されている。
支持部８２は、二本の回転接触子８１が回転移動するようにそれぞれ支持する。
スライダ８３はこの支持部８２を軸支している。スライダ８３はケーシング６０の長孔部６４に挿通されており、上下方向に移動可能に支持されている。
ばね部８４は、二本の回転接触子８１の血管接触部８１ａが近づくようにそれぞれ付勢する。
二個の変位センサ８５は、二本の回転接触子８１の回転方向の位置をそれぞれ測定する。なお、スライダ８３により二本の回転接触子８１が上下方向に移動すると二個の変位センサ８５も同時に移動するため、二個の変位センサ８５と二本の回転接触子８１とは常に当接している。同時にばね部８４の付勢力により二本の回転接触子８１が二個の変位センサ８５に常に接触するように押し当てられている。これら二個の変位センサ８５は、ケーブルにより図示しない信号処理装置に接続されている。
【００７９】
続いて血管形状測定装置１００’の操作について説明する。
まず、上下方向測定装置７０に血管を配置する。ここで、左右方向測定装置８０をスライダ８３により上昇させて、図１２（ａ）で示すように、左右方向測定装置８０の血管接触部８１ａを上側へ引き込む。
【００８０】
続いて、上下方向測定装置７０上下の血管接触部７１ａを血管６００の横側から入れ込む。この場合、テーパ部７１ｂにより血管６００が傷つくことなく上下の血管接触部７１ａ内に取り付けられる。二本のＬ字状接触子７１は、ばね部７２の付勢力に抗して二個の血管接触部７１ａを、血管６００の軸方向に対して直交する直径方向であって血管６００の表層面の下側（生体側）から上側（センサ側）までの方向である上下方向と、血管の表層面と、の二交点で接触させるようにしており、血管６００を上下方向で挟みこむ。
【００８１】
続いて、スライダ８３を降ろして図１２（ｂ）で示すように左右方向測定装置８０の血管接触部８１ａを血管６００の上側から入れ込む。この場合、テーパ部８１ｂにより血管６００が傷つくことなく左右の血管接触部８１ａ内に配置される。二本の回転接触子８１は、ばね部８４の付勢力に抗して二個の血管接触部８１ａを、上下方向および血管６００の軸方向に対して直交する方向である左右方向と、血管６００の表層面と、の二交点で接触させるようにしており、血管６００を上下方向で挟みこむ。
血管６００の配置はこのように行われる。
【００８２】
そして、上下方向測定装置７０の二個の変位センサ７３は、血管接触部７１ａと連動して変位する二本のＬ字状接触子７１の上下方向の位置を、血管６００の表裏両側の血管接触部７１ａの位置を表す検出信号として出力する。同様に左右方向測定装置８０の二個の変位センサ８５は、血管接触部８１ａと連動して変位する二本の回転接触子８１の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部８１ａの位置を表す検出信号として出力する。ここで二個の変位センサ７３からの検出信号の出力電圧値と前述したΔＹ１，ΔＹ２ の値とを一意に対応させ、また、二個の変位センサ８５からの検出信号の出力電圧値とΔＸ１，ΔＸ２ の値を一意に対応させることで血管６００の上下左右方向の外径や変位を容易に算出することができる。
【００８３】
なお、血管の外径や変位に基づく形状や断面積の測定方法、コンプライアンスの測定方法は先に説明した形態で行う方法と同じであり、重複する説明を省略する。
このような形態としても本発明の説明は可能である。
【００８４】
以上本発明の血管形状測定装置について説明した。
なお、本発明では特に二方向の血管の外径および変位を求めるものとして説明した。しかしながら、上記構成に加えて別途上下方向測定装置や左右方向測定装置を一台づつ準備し、これら上下方向測定装置や左右方向測定装置を４５度傾斜させて用いれば、上下左右方向に加えて４５度傾斜方向の外径や変位を取得することも可能となって、四方向の血管の外径および変位を求めることも可能となる。
【００８５】
一般化すると、一個の基準直径方向測定装置と、一個以上の交差直径方向測定装置と、を準備する。
基準直径方向測定装置は、血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する。
交差直径方向測定装置は、血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する。
このような血管形状測定装置は、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出する。このような構成を採用しても良い。
【００８６】
以上説明した本発明の血管形状測定装置によれば、以下のような利点を有する。
（１）生体の血管の外径およびその変化が精度よくかつ高い応答性をもって得られる。
（２）二以上の方向の外径や変位を同時に測定することができるので、血管の断面形状や面積およびその変形の様子を把握することができる。
（３）血管形状測定装置が先端の血管接触部に向けてＶ形状をしているため、血管を生体から露出して測定するに際し、血管形状測定装置の血管接触部が生体の切開部の奥まで入れやすい。そのため血管を無理に外へ引っ張りだす必要がないので、血管を本来に近い状態で測定できる。
（４）血管位置固定具を設けたので、切開した箇所の底部にある血管を少し浮かすことができると共に、血管接触部と血管との位置関係を固定的に保つことができ、生体の呼吸等による切開部の動きの影響を受けない。
（５）血管内の血圧測定と組み合わせることにより、血圧と血管の断面積の相関関係が得られ、これにより血管のコンプライアンスを測定することができる。
（６）血管を周りの組織から切り離して測定するため、血管単体の特性を生体の状態で把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】血管形状測定装置の使用を説明する説明図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態の血管形状測定装置の説明図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は背面図である。
【図３】上下方向測定装置の説明図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図である。
【図４】左右方向測定装置の説明図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図である。
【図５】基準部の説明図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図である。
【図６】血管位置固定具の説明図である。
【図７】血管位置固定具の説明図である。
【図８】血管の模式図である。
【図９】変位−変位センサ電圧を表す特性図である。
【図１０】他の形態の血管形状測定装置の斜視図である。
【図１１】他の形態の血管形状測定装置の断面図であり、図１１（ａ）は上下方向測定装置の構成図、図１１（ｂ）は左右方向測定装置の構成図である。
【図１２】他の形態の血管形状測定装置の操作の説明図であり、図１２（ａ）は上下方向測定装置の操作図、図１２（ｂ）は左右方向測定装置の操作図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００：血管形状測定装置
１０：上下方向測定装置
１１：粗動部
１１１：基準ベース
１１２：位置調節部
１１３：共通基準孔
１２：上下方向センサ部
１２１：センサベース
１２２：変位センサ
１２３：Ｌ字状接触子
１２３ａ：血管接触部
１２４：支持ばね部
１２４ａ：コ字状ばね
１２４ｂ：平行リンク
２０：左右方向測定装置
２１：粗動部
２１１：基準ベース
２１２：位置調節部
２１３：スライド部
２１４：共通基準孔
２２：左右方向センサ部
２２１：センサベース
２２２：変位センサ
２２３：回転接触子
２２３ａ：血管接触部
２２４：支持ばね部
３０：基準部
４０： 血管位置固定具
４１：取付部
４２：固定孔
４３：棒体
４４：Ｊ字状曲げ部
４５：押し当て部
５０：血管位置固定具
５１：取付部
５２：固定孔
５３：棒体
５４：Ｊ字状曲げ部
５５：押し当て部
１００’：血管形状測定装置
６０：ケーシング
６１：突起部
６２：ばね係止部
６３：支持部
６４：長孔部
７０：上下方向測定装置
７１：Ｌ字状接触子
７１ａ：血管接触部
７１ｂ：テーパ部
７１ｃ：ストッパ部
７２：ばね部
７３：変位センサ
８０：左右方向測定装置
８１：回転接触子
８１ａ：血管接触部
８１ｂ：テーパ部
８２：支持部
８３：スライダ
８４：ばね部
８５：変位センサ
９０：ケーブル
２００：装置固定具
３００：手術台
４００：生体
５００：切開部
６００：血管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する基準直径方向測定装置と、
血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する、少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置と、
を備え、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の血管形状測定装置において、
前記基準直径方向が血管の表層面の下側から上側までの方向の上下方向であり、前記交差直径方向が上下方向に対して直交する方向の左右方向であることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部を有するＬ字状接触子と、
上下方向に移動するようにＬ字状接触子を支持するとともにＬ字状接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
Ｌ字状接触子の上下方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する上下方向センサ部を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部は平行ばねであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結され、二個のセンサ部の上下方向の相対的な位置を決定する二個の位置調節部と、二個の位置調節部がそれぞれ固定される基準ベースと、を有する粗動部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて回転接触子が回転移動するように支持するとともに回転接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
回転接触子の回転方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する左右方向センサ部を備え、
二本の回転接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部はＬ字状板ばねであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結される二個のスライド部と、二個のスライド部の左右方向の相対的な位置を決定する位置調節部と、を有する粗動部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項９】
請求項２〜請求項８の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
直線状の棒体である基準部を備え、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する共通基準孔を有し、その共通基準孔に挿通される基準部を回動軸として回動自在に支持されるとともに基準部の軸方向に移動自在に支持されることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１０】
請求項２〜請求項９の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向に沿って血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状であることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１１】
請求項２〜請求項１０の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記変位センサは、渦電流式変位センサであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１２】
請求項２〜請求項１１の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置を挟むように両側に配置され、血管の位置を決定する二個の血管位置固定具を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の血管形状測定装置において、
前記血管位置固定具は、Ｊ字型に形成されたＪ字状曲げ部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の血管形状測定装置において、
前記Ｊ字状曲げ部の先端に配置され、上下方向測定装置の血管接触部の最下位および左右方向測定装置の血管接触部の最下位よりも低い位置に最下位が形成された押し当て部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１５】
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に対して直角の折れ曲がり部の血管接触部を有する二本のＬ字状接触子と、
ケーシングに設けられ、上下方向に移動するように二本のＬ字状接触子をそれぞれ支持する支持部と、
二本のＬ字状接触子の血管接触部が近づくように二本のＬ字状接触子をそれぞれ付勢する二個のばね部と、
二本のＬ字状接触子にそれぞれ設けられ、ケーシングの突起部と当接して二本のＬ字状接触子の位置決めをする二個のストッパ部と、
二本のＬ字状接触子の上下方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれのばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１６】
請求項２または請求項１５に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する二本の回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて二本の回転接触子が回転移動するようにそれぞれ支持する支持部と、
支持部が固定されるとともにケーシングの長孔部に沿って移動するように支持されるスライダと、
二本の回転接触子のそれぞれの血管接触部が近づくように付勢するばね部と、
二本の回転接触子の左右方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本の回転接触子は、スライダの移動によりケーシングから出没するとともに、ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の血管形状測定装置を用いて血管の上下左右方向の外径および変位を測定し、血管形状測定装置が測定する血管の近傍を測定点として血圧を測定し、上下左右方向の外径、変位および血圧を用いて血管のコンプライアンスを算出することを特徴とする血管のコンプライアンス測定方法。
【請求項１】
血管の軸方向に対して直交する基準直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の基準直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する基準直径方向測定装置と、
血管の軸方向に対して直交するとともに基準直径方向と交差する交差直径方向と、血管の表層面と、の二交点で二個の血管接触部が接触し、二個の血管接触部の交差直径方向の変位を変位センサが検出して検出信号を出力する、少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置と、
を備え、基準直径方向測定装置および少なくとも一個以上の交差直径方向測定装置からそれぞれ出力される検出信号に基づいて血管の基準直径方向および少なくとも一以上の交差直径方向の外径および変位を検出することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の血管形状測定装置において、
前記基準直径方向が血管の表層面の下側から上側までの方向の上下方向であり、前記交差直径方向が上下方向に対して直交する方向の左右方向であることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に直角の折れ曲がり部の血管接触部を有するＬ字状接触子と、
上下方向に移動するようにＬ字状接触子を支持するとともにＬ字状接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
Ｌ字状接触子の上下方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する上下方向センサ部を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部は平行ばねであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結され、二個のセンサ部の上下方向の相対的な位置を決定する二個の位置調節部と、二個の位置調節部がそれぞれ固定される基準ベースと、を有する粗動部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて回転接触子が回転移動するように支持するとともに回転接触子が所定位置にあるように付勢する支持ばね部と、
回転接触子の回転方向の位置を測定する変位センサと、
支持ばね部および変位センサをそれぞれ固定するセンサベースと、
からなるセンサ部を左右一対有する左右方向センサ部を備え、
二本の回転接触子は、それぞれの支持ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の血管形状測定装置において、
前記支持ばね部はＬ字状板ばねであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向センサ部の二個のセンサ部がそれぞれ連結される二個のスライド部と、二個のスライド部の左右方向の相対的な位置を決定する位置調節部と、を有する粗動部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項９】
請求項２〜請求項８の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
直線状の棒体である基準部を備え、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向および左右方向に対してともに垂直な軸方向に貫通する共通基準孔を有し、その共通基準孔に挿通される基準部を回動軸として回動自在に支持されるとともに基準部の軸方向に移動自在に支持されることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１０】
請求項２〜請求項９の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置は、上下方向に沿って血管接触部の方向へ向かうに従ってＶ型に狭まる形状であることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１１】
請求項２〜請求項１０の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記変位センサは、渦電流式変位センサであることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１２】
請求項２〜請求項１１の何れか一項に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置および前記左右方向測定装置を挟むように両側に配置され、血管の位置を決定する二個の血管位置固定具を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の血管形状測定装置において、
前記血管位置固定具は、Ｊ字型に形成されたＪ字状曲げ部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の血管形状測定装置において、
前記Ｊ字状曲げ部の先端に配置され、上下方向測定装置の血管接触部の最下位および左右方向測定装置の血管接触部の最下位よりも低い位置に最下位が形成された押し当て部を備えることを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１５】
請求項２に記載の血管形状測定装置において、
前記上下方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に対して直角の折れ曲がり部の血管接触部を有する二本のＬ字状接触子と、
ケーシングに設けられ、上下方向に移動するように二本のＬ字状接触子をそれぞれ支持する支持部と、
二本のＬ字状接触子の血管接触部が近づくように二本のＬ字状接触子をそれぞれ付勢する二個のばね部と、
二本のＬ字状接触子にそれぞれ設けられ、ケーシングの突起部と当接して二本のＬ字状接触子の位置決めをする二個のストッパ部と、
二本のＬ字状接触子の上下方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本のＬ字状接触子は、それぞれのばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の上下両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本のＬ字状接触子の上下方向の位置を、血管の上下両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１６】
請求項２または請求項１５に記載の血管形状測定装置において、
前記左右方向測定装置は、ケーシング内に配置され、
長尺の棒体の先端に血管接触部を有する二本の回転接触子と、
血管接触部の左右方向の移動に応じて二本の回転接触子が回転移動するようにそれぞれ支持する支持部と、
支持部が固定されるとともにケーシングの長孔部に沿って移動するように支持されるスライダと、
二本の回転接触子のそれぞれの血管接触部が近づくように付勢するばね部と、
二本の回転接触子の左右方向の位置をそれぞれ測定する二個の変位センサと、
を備え、
二本の回転接触子は、スライダの移動によりケーシングから出没するとともに、ばね部の付勢力に抗して二個の血管接触部を血管の左右両側に接触させて血管を挟むようになされ、
二個の変位センサは、それぞれの血管接触部と連動して変位する二本の回転接触子の左右方向の位置を、血管の左右両側の血管接触部の位置を表す検出信号として出力することを特徴とする血管形状測定装置。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の血管形状測定装置を用いて血管の上下左右方向の外径および変位を測定し、血管形状測定装置が測定する血管の近傍を測定点として血圧を測定し、上下左右方向の外径、変位および血圧を用いて血管のコンプライアンスを算出することを特徴とする血管のコンプライアンス測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２３３２２６（Ｐ２００９−２３３２２６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５３１４（Ｐ２００８−８５３１４）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年１０月１日 日本人工臓器学会発行の「人工臓器 第３６巻 第２号 第４５回日本人工臓器学会大会予稿集」に発表
【出願人】（５９１０３７７１９）
【出願人】（５０４１７４５０４）
【出願人】（５０８０９４６７３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年１０月１日 日本人工臓器学会発行の「人工臓器 第３６巻 第２号 第４５回日本人工臓器学会大会予稿集」に発表
【出願人】（５９１０３７７１９）
【出願人】（５０４１７４５０４）
【出願人】（５０８０９４６７３）
【Ｆターム（参考）】
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