JP3091269B2 - Surface blood flow measurement device - Google Patents

Surface blood flow measurement device

Info

Publication number
JP3091269B2
JP3091269B2 JP03218729A JP21872991A JP3091269B2 JP 3091269 B2 JP3091269 B2 JP 3091269B2 JP 03218729 A JP03218729 A JP 03218729A JP 21872991 A JP21872991 A JP 21872991A JP 3091269 B2 JP3091269 B2 JP 3091269B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood flow
measurement
sensor
signal
surface blood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03218729A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0515501A (en
Inventor
哲朗 神谷
通雄 河合
洋二 城倉
健太 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP03218729A priority Critical patent/JP3091269B2/en
Publication of JPH0515501A publication Critical patent/JPH0515501A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3091269B2 publication Critical patent/JP3091269B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体皮膚や臓器の一定
面積の表面血流動態を定量的に無侵襲で測定を可能にす
る血流測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blood flow measuring apparatus capable of quantitatively and noninvasively measuring the surface blood flow dynamics of a certain area of a living skin or organ.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体の血流速度や血流量を計測する方法
は、古くからは、メスシリンダーによる平均血流量の測
定法や、色素希釈法などが開発されてきた。また最近で
は、放射性同位体希釈法や電磁血流計、超音波ドップラ
ー法、熱電対、熱勾配血流計、レーザードップラー法な
どが開発されている。
2. Description of the Related Art Methods for measuring the blood flow velocity and blood flow of a living body have long been developed, for example, a method of measuring an average blood flow using a measuring cylinder and a method of dye dilution. Recently, a radioisotope dilution method, an electromagnetic blood flow meter, an ultrasonic Doppler method, a thermocouple, a thermal gradient blood flow meter, a laser Doppler method, and the like have been developed.

【0003】メスシリンダー法は、血管を切断して流出
する血液量を測定する方法である。この方法は、例えば
皮膚であれば、メスなどを用いて一定の深度で切開を行
い出血量を測定するものである。しかし、この方法は被
験者に多大な苦痛を与えるので一般的ではなかった。色
素希釈法は、組織中に色素を注入し消失速度を測定する
方法であるが、用いる色素の生体への吸着等の影響で必
ずしも正確に測定が行われているとは限らない。この方
法も被験者に多大な苦痛を与えるので一般的には用いら
れなかった。
[0003] The graduated cylinder method is a method of measuring the amount of blood flowing out by cutting a blood vessel. In this method, for example, in the case of skin, an incision is made at a certain depth using a scalpel or the like, and the amount of bleeding is measured. However, this method was not common because it would cause significant pain to the subject. The dye dilution method is a method of injecting a dye into a tissue to measure the disappearance rate, but the measurement is not always performed accurately due to the influence of adsorption of a dye to a living body or the like. This method was also not generally used because it caused a great deal of pain to the subject.

【0004】最近開発された放射性同位体希釈法は、色
素希釈法に類似するが、極めて感度が高い方法の一つで
ある。しかし、トレーサーの消失時間内での連続した測
定は不可能である。また、実際の測定に関しても、研究
目的等の特殊例を除いて臨床ではあまり使用されていな
い。電磁血流計は、方形波駆動型の磁場を用いて流量の
定量化が飛躍的に改善されてきており、現在臨床的にも
よく用いられてきている。しかし外科手術的に測定肢体
血管を剥離し血流計のプローブの装着が必要であり、無
侵襲での測定は無理である。
[0004] The recently developed radioisotope dilution method is similar to the dye dilution method, but is one of the methods with extremely high sensitivity. However, continuous measurement within the tracer's disappearance time is not possible. In addition, actual measurements are not often used in clinical practice except for special cases such as research purposes. The electromagnetic blood flow meter has dramatically improved the quantification of the flow rate using a square-wave-driven magnetic field, and is now often used clinically. However, it is necessary to surgically exfoliate the blood vessels of the limb for measurement and to attach a probe of a blood flow meter, and non-invasive measurement is impossible.

【0005】以上の血流測定装置は、それぞれの測定原
理に違いがあり、機能的にも優れたものがあるが、最大
の問題点としては、生体侵襲を余儀無く強いられること
であった。そこで、これらの問題を解決するために超音
波ドップラー法、熱電対、熱勾配血流計、レーザードッ
プラー法等が開発されてきている。超音波ドップラー法
は、パルスドップラー法の開発により、幅広く用いられ
てきている。精度や分解能は、後述するレーザードップ
ラー法に劣るが、無侵襲性、簡便であることから臨床で
も多く用いられてきている。
[0005] The above-mentioned blood flow measuring devices have different measuring principles and are superior in function, but the biggest problem is that the invasion to the living body is forced. To solve these problems, an ultrasonic Doppler method, a thermocouple, a thermal gradient blood flow meter, a laser Doppler method, and the like have been developed. The ultrasonic Doppler method has been widely used due to the development of the pulse Doppler method. Although the accuracy and resolution are inferior to those of the laser Doppler method described later, they are widely used in clinical practice because they are noninvasive and simple.

【0006】熱電対、熱勾配血流計は、熱の表面移動速
度を感知するシステムであり、レスポンスがやや悪く詳
細なデータが取れない問題は有しているものの時間変化
に対して良好に反応する。レーザードップラー血流計
は、レーザー光が到達する部位に限定される為、眼底血
流や皮膚血流にしか応用されないが、時間、空間分解能
に優れ、電気的障害もなく、非常に優れたシステムであ
る。
A thermocouple and a thermal gradient blood flow meter are systems for sensing the surface moving speed of heat, and have a problem that the response is rather poor and detailed data cannot be obtained, but they respond satisfactorily to changes over time. I do. The laser Doppler blood flow meter is applied only to the fundus blood flow and skin blood flow because it is limited to the area where the laser beam reaches, but it has excellent temporal and spatial resolution, no electrical obstruction, and a very excellent system It is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の超音波
ドップラー法、熱電対、熱勾配血流計、及びレーザード
ップラー法等の測定機器は、センサ部分が1個の素子の
みから構成されているため、それぞれのセンサ部分を同
一部に固定装着する限り、時間軸変化に対して良好に反
応するが、血流速度軸の変化に対してはゼロ補正が出来
ないので定量性が乏しく、絶対評価が出来ないという問
題点があった。従って、各患者間または同一被験者にお
いての部位の違いによる血流変化に関するデータを取る
ことは不可能であった。
However, the measuring devices such as the ultrasonic Doppler method, the thermocouple, the thermal gradient blood flow meter, and the laser Doppler method described above have a sensor portion composed of only one element. Therefore, as long as each sensor part is fixedly attached to the same part, it responds well to changes in the time axis, but it cannot perform zero correction for changes in the blood flow velocity axis, so the quantitativeness is poor and absolute evaluation There was a problem that was not possible. Therefore, it was impossible to obtain data on changes in blood flow due to site differences between patients or within the same subject.

【0008】一部のレーザードップラー血流計には、セ
ンサ部分が複数になっているものがあるが、これはあく
までも測定部位の精度を上げる目的に使われており、上
記した問題点は依然存在する。また、従来の各血流測定
装置は、測定部位が点に近いこともあり、センサ先端の
設置圧の強さで出力に大きな変化を与える場合が多く、
これも定量性を欠く大きな原因の一つであった。
[0008] Some laser Doppler blood flow meters have a plurality of sensor portions, which are used only for the purpose of improving the accuracy of the measurement site, and the above-mentioned problems still exist. I do. In addition, the conventional blood flow measurement devices, the measurement site may be close to a point, often gives a large change in the output by the strength of the installation pressure at the sensor tip,
This was also one of the major reasons for lack of quantitativeness.

【0009】従って、本発明の目的は、無侵襲で表面血
流を定量的に且つ正確に測定することができる表面血流
測定装置を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surface blood flow measuring device capable of non-invasively measuring surface blood flow quantitatively and accurately.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体の表面
血流を検出して出力信号を発する入射レーザー光用ファ
イバーと反射レーザー光用ファイバーからなる複数のセ
ンサ素子を備えた、被検体に当接するセンサ部と、前記
センサ素子からの出力信号を所定の測定信号に変換する
信号変換部と、測定信号を測定値として表示する表示部
とを備えることを特徴とする表面血流測定装置を提供す
ることにより、上記目的を達成したものである。
According to the present invention, there is provided a filer for incident laser light for detecting a surface blood flow of a subject and generating an output signal.
A plurality of sensor elements each comprising an optical fiber and a fiber for reflected laser light, a sensor unit in contact with the subject, a signal conversion unit for converting an output signal from the sensor element into a predetermined measurement signal, and measuring the measurement signal. The above object has been achieved by providing a surface blood flow measuring device, comprising: a display unit for displaying a value as a value.

【0011】また、本発明の表面血流測定装置は、前記
センサ部被検体との接触面が0.1cm2 以上500cm
2 以下の接触面積を有していることが好ましい
In the surface blood flow measuring device according to the present invention, the contact surface of the sensor section with the subject may be 0.1 cm 2 or more and 500 cm or more.
It is preferable that the have a contact area of 2 or less.

【0012】[0012]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、センサ部を被
検体に充てることにより、被検体の表面血流に応じて各
センサ素子から出力信号が発せられ、該出力信号変換部
にて所定の測定信号に変換される。このとき、センサ部
には、センサ素子が複数設けられているから、一つの測
定部位で、同時に又は選択的に複数の箇所を測定でき、
各測定値の変動を平均化することにより、キャリブレー
ションが可能となり定量的に且つ正確に測定することが
できる。また、センサ設置部位のずれが生じても複数個
のセンサ素子の出力の平均化により、そのエリアの正確
なデータが得られる。
According to the first aspect of the present invention, an output signal is generated from each sensor element in accordance with the surface blood flow of the subject by allocating the sensor section to the subject, and the output signal converting section generates the output signal. It is converted into a predetermined measurement signal. At this time, since the sensor unit is provided with a plurality of sensor elements, a single measurement site can simultaneously or selectively measure a plurality of locations,
By averaging the fluctuation of each measured value, calibration becomes possible and quantitative and accurate measurement can be performed. In addition, even if the displacement of the sensor installation site occurs, accurate data of the area can be obtained by averaging the outputs of the plurality of sensor elements.

【0013】請求項5に記載の発明によれば、センサ部
における被検体の接触面を0.1cm 2 以上500cm2
下としているから、センサ部の設置圧を緩和して測定部
位に与える影響を小さくすることができる。尚、センサ
部の接触面積を0.1cm2 以上500cm2 以下に限定し
ている理由は、センサ部の面積が0.1cm2 未満では設
置圧を緩和するための充分な効果を得ることができず、
500cm2 を越える場合には大きすぎて装置として簡易
に機能できないからである。
According to the invention described in claim 5, the sensor section
The contact surface of the subject at 0.1 cm TwoMore than 500cmTwoLess than
Since the pressure is set lower, the installation pressure of the sensor
The effect on the position can be reduced. The sensor
0.1cm contact areaTwoMore than 500cmTwoLimited to
The reason is that the area of the sensor part is 0.1cmTwoLess than
It is not possible to obtain a sufficient effect to reduce the pressure,
500cmTwoIf it exceeds, it is too large and simple as a device
Because it cannot function.

【0014】[0014]

【実施例】以下に、添付図面を参照して、本発明の実施
例について詳細に説明する。 (第1実施例)図1は、本発明の第1実施例の概略構成
図である。本発明の第1実施例による表面血流測定装置
2は、レーザードップラの原理を用いたもので、センサ
素子として光ファイバー4が用いられており、この光フ
ァイバー4は、入射レーザー光用ファイバーと反射レー
ザー光用ファイバーからなり、一端部4aはセンサ部6
に、他端部4bは制御装置としてのマルチチャンネル8
を介して信号変換部10に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention. The surface blood flow measuring device 2 according to the first embodiment of the present invention uses the principle of laser Doppler, and uses an optical fiber 4 as a sensor element. The optical fiber 4 is composed of a fiber for incident laser light and a reflected laser. One end 4a is made of an optical fiber,
The other end 4b is a multi-channel 8 as a control device.
Is connected to the signal conversion unit 10 via the.

【0015】センサ部6には、複数の光ファイバー4、
例えば5個、10個、20個等の光ファイバー4のセン
サ素子としての各一端4aが適当な間隔に保持されてい
る。センサ部6の被検体への設置面は円又は楕円形状に
形成され、その面積は、0.1cm2 以上500cm2 以下
として測定部位に生じる設置圧が緩和されている。尚、
この実施例では、かかるセンサ部6の設置面積は、実用
上、1.5cm2 以上10cm2 以下の大きさに形成されて
いる。
The sensor section 6 includes a plurality of optical fibers 4,
For example, one end 4a as a sensor element of five, ten, twenty, etc. optical fibers 4 is held at appropriate intervals. The installation surface of the sensor unit 6 on the subject is formed in a circular or elliptical shape, and the area thereof is set to be 0.1 cm 2 or more and 500 cm 2 or less, so that the installation pressure generated at the measurement site is reduced. still,
In this embodiment, the installation area of the sensor section 6 is practically formed to a size of 1.5 cm 2 or more and 10 cm 2 or less.

【0016】センサ部の各センサ素子4aにおいて、レ
ーザーの入射光と反射光の間隔は、0.01〜10mmが
好ましくこの間隔を微調節することにより測定部位の深
度を調節することができる。通常、皮膚血流を測定する
目的では、0.05〜5mmが特に好ましい。また、上記
のマルチチャンネル8には、複数の光ファイバー4の他
端4bが接続されており、同時に、又は順次選択的に、
各光ファイバー4からの出力信号を取り出すようになっ
ている。
In each sensor element 4a of the sensor section, the interval between the incident light and the reflected light of the laser is preferably 0.01 to 10 mm, and the depth of the measurement site can be adjusted by finely adjusting the interval. Usually, for the purpose of measuring skin blood flow, 0.05 to 5 mm is particularly preferable. Further, the other end 4b of the plurality of optical fibers 4 is connected to the multi-channel 8, and simultaneously or sequentially selectively.
An output signal from each optical fiber 4 is taken out.

【0017】信号変換部10は、マルチチャンネル8に
接続された光ファイバー4へレーザー光を出力するレー
ザー発信機構12及び光ファイバー4からの出力を所定
の測定信号に変更する変換機構14とを備えている。レ
ーザー発信機構12は、レーザー16から出力されたレ
ーザー光を、その一部を透過し、他部を反射する一対の
半透明鏡18a、18bと、この半透明鏡18a、18
bと共に方形を形成する一対の反射鏡20a、20bと
が設けられており、一対の反射鏡20a、20bの間に
は、超音波シフタ22が配置されている。このような構
成によりレーザー16から発信されたレーザー光の一部
は、一対の半透明鏡18a、18bを通過してマルチチ
ャンネル8へ送られる。一方、半透明鏡18aにて反射
されたレーザー光の他部は、超音波シフタ22を介して
反射鏡20a、20bに反射された後、半透明鏡18b
を通過して変換機構14へ送られる。尚、反射鏡20b
と半透明鏡18bとの間にあるのは、フォトディテクタ
24aである。
The signal converter 10 includes a laser transmitting mechanism 12 for outputting a laser beam to the optical fiber 4 connected to the multi-channel 8, and a converting mechanism 14 for changing the output from the optical fiber 4 to a predetermined measurement signal. . The laser transmitting mechanism 12 includes a pair of translucent mirrors 18a and 18b that transmit a part of the laser light output from the laser 16 and reflect the other part, and the translucent mirrors 18a and 18b.
A pair of reflecting mirrors 20a and 20b which form a rectangle with the pair b are provided, and an ultrasonic shifter 22 is disposed between the pair of reflecting mirrors 20a and 20b. With such a configuration, a part of the laser light transmitted from the laser 16 is transmitted to the multi-channel 8 through the pair of translucent mirrors 18a and 18b. On the other hand, the other part of the laser light reflected by the translucent mirror 18a is reflected by the reflecting mirrors 20a and 20b via the ultrasonic shifter 22, and then reflected by the translucent mirror 18b.
And is sent to the conversion mechanism 14. The reflecting mirror 20b
A photodetector 24a is located between the mirror 18b and the translucent mirror 18b.

【0018】変換機構14は、半透明鏡18bを透過し
てきたレーザー光を受ける光路上に配置されたフォトデ
ィテクタ24b、差動アンプ26とを介してスペクトル
アナライザー28に導入するようになっている。即ち、
直接導入されたレーザー光の一部と光ファイバー4から
の出力信号として帰ってきた光の光路差によって生じる
スペクトルの変化を測定するのである。
The conversion mechanism 14 is adapted to be introduced into a spectrum analyzer 28 via a photodetector 24b and a differential amplifier 26 arranged on an optical path for receiving the laser beam transmitted through the translucent mirror 18b. That is,
The change in spectrum caused by the optical path difference between a part of the laser light directly introduced and the light returned as an output signal from the optical fiber 4 is measured.

【0019】スペクトルアナライザー28は、更に、測
定信号を測定値として表示する表示部としてのレコーダ
30に接続され、測定結果を記録紙等に記録するように
なっている。この第1の実施例による表面血流測定装置
2によれば、レーザー16から発信されたレーザー光の
一部はマルチチャンネル8に送られ、ここで、所定の光
ファイバー4に順次又は選択的に供給する。
The spectrum analyzer 28 is further connected to a recorder 30 as a display for displaying a measurement signal as a measurement value, and records the measurement result on a recording paper or the like. According to the surface blood flow measuring device 2 according to the first embodiment, a part of the laser light emitted from the laser 16 is sent to the multi-channel 8, where it is sequentially or selectively supplied to the predetermined optical fiber 4. I do.

【0020】そして、センサ部6が当接された測定部位
における血流速度に対応して、レーザーを媒体として出
力された出力信号は、マルチチャンネル8を介し、半透
明鏡18bで反射されて、変換機構14に導入され、ス
ペクトルアナライザ28にて、演算処理された後、測定
信号に変換されて、レコーダ30によって記録紙等に記
録される。そして、必要に応じてマルチチャンネル8に
て各センサ素子4aとしての光ファイバー4を選択する
ことにより異なる位置での測定値を得ることができる。
Then, an output signal output using a laser as a medium is reflected by a semi-transparent mirror 18b through a multi-channel 8 in accordance with the blood flow velocity at the measurement site where the sensor section 6 is in contact. After being introduced into the conversion mechanism 14 and subjected to arithmetic processing by the spectrum analyzer 28, it is converted into a measurement signal and recorded on a recording paper or the like by the recorder 30. Then, by selecting the optical fiber 4 as each sensor element 4a in the multi-channel 8 as needed, it is possible to obtain measured values at different positions.

【0021】反射光レーザーの演算処理は、具体的に
は、フォットディテクター超音波シフター、差動アン
プ、スペクトルアナライザーなどを介し、演算処理され
る。この実施例によれば、複数点での血流速度を測定で
きるため、定量的な測定を確実に行うことができる。ま
た、測定点を複数設けることにより、測定部位を点から
面へと広げ、装着部位のずれによる測定誤差を少なくす
ることができる。
Specifically, the calculation processing of the reflected light laser is performed through a photodetector ultrasonic shifter, a differential amplifier, a spectrum analyzer, and the like. According to this embodiment, since the blood flow velocity at a plurality of points can be measured, quantitative measurement can be reliably performed. Further, by providing a plurality of measurement points, the measurement site can be expanded from the point to the surface, and the measurement error due to the displacement of the mounting site can be reduced.

【0022】また、各センサ素子からの出力を独立して
解析することも可能で、簡易的には、各出力を平均化し
て血流量を示すことも可能である。また、応答センサを
選択し、局所的に出力させることも可能である。さら
に、各センサ素子からの出力は、それぞれマルチチャン
ネル化による血流速度プロフィル計測とともに測定面で
の流れの乱れ分析が可能であり、データを画像処理化す
ることも可能である。 〔第2実施例〕次に、図6及び図9を参照して、本発明
の第2実施例について説明するが、第1実施例と同一の
部分については同一の符号を付することによりその部分
の詳細な説明を省略する。
It is also possible to analyze the output from each sensor element independently, and simply to average each output to indicate the blood flow. It is also possible to select a response sensor and output it locally. Further, the output from each sensor element can be analyzed for flow turbulence on a measurement surface together with blood flow velocity profile measurement by multi-channeling, and data can be processed into an image. [Second embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 9. Detailed description of the parts will be omitted.

【0023】図6は本発明の第2実施例の概略構成図、
図9は第2実施例に用いられるセンサ部の平面図であ
る。第2実施例による表面血流測定装置32は、一つの
レーザー光源34と、該レーザー光源16に接続されレ
ーザー光が導入される7本の導入用光ファイバー36a
と、該導入用光ファイバー36aの先端部であるセンサ
素子4aが保持され被検体に当接するセンサ部6と、上
記各記センサ素子4aからの出力信号を導出する7本の
導出用光ファイバー36bと、各導出用光ファイバー3
6bに接続されて導出された出力信号をまとめて受光器
38に入力し、光加算平均して測定信号に変換する信号
変換機構14とを備えている。
FIG. 6 is a schematic structural diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a sensor unit used in the second embodiment. The surface blood flow measurement device 32 according to the second embodiment includes one laser light source 34 and seven introduction optical fibers 36a connected to the laser light source 16 and into which laser light is introduced.
A sensor section 6 that holds the sensor element 4a, which is the tip of the introduction optical fiber 36a, and abuts on the subject; and seven derivation optical fibers 36b that derive output signals from the sensor elements 4a. Each outgoing optical fiber 3
6b, a signal conversion mechanism 14 for collectively inputting the output signals derived and inputting the output signals to the photodetector 38, performing optical averaging and converting the signals into a measurement signal.

【0024】センサ部6には、図10に示すように、7
個のセンサ素子4aが略等間隔に配置されており、各セ
ンサ素子4a間の間隔Lが本実施例では約5mm、センサ
部6の直径Rは約16mmに設定されている。そして、レ
ーザー光源34から発せられた約15mWのレーザー光
は、7本の導入用光ファイバー36aに同時に分配さ
れ、センサ部6に等間隔に配置された各センサ素子4a
に導かれ、被検体に照射される(約1.5mWの出力と
なる)。被検体からの反射光はセンサ素子4aの導出用
光ファイバー36bを介して受光器38、解析回路28
からなる信号変換機構14に導入される。信号変換機構
14では、受光器38と解析回路28とが1つづ設けら
れており、解析回路28では、7つの反射レーザー光の
光加算されたドップラー信号が「加算平均血流信号」と
して出力される。
As shown in FIG.
The sensor elements 4a are arranged at substantially equal intervals, the distance L between the sensor elements 4a is set to about 5 mm in this embodiment, and the diameter R of the sensor section 6 is set to about 16 mm. Then, the laser light of about 15 mW emitted from the laser light source 34 is simultaneously distributed to the seven introduction optical fibers 36a, and each of the sensor elements 4a arranged at equal intervals in the sensor unit 6.
To irradiate the subject (output of about 1.5 mW). The reflected light from the subject passes through the optical fiber 36b for leading out the sensor element 4a, and the light receiver 38 and the analysis circuit 28
Is introduced into the signal conversion mechanism 14 comprising. In the signal conversion mechanism 14, one light receiver 38 and one analysis circuit 28 are provided. In the analysis circuit 28, the Doppler signal obtained by adding the seven reflected laser lights is output as the “added average blood flow signal”. You.

【0025】この第2実施例によれば、受光器で各セン
サ素子からの出力が加算平均されることから、上述の第
1実施例に加えて、測定誤差が殆どなく再現性の高い値
を得ることができる。また、一つの光源を共有する本実
施例の場合には、光ファイバーの性質上、極めて細くす
ることや、分配することが可能で、センサ部6における
センサ素子4aの数を増やすことが容易となる。 〔第3実施例〕図7及び図9を参照して、本発明の第3
実施例について説明するが、第1実施例と同一の部分に
ついては同一の符号を付することによりその部分の詳細
な説明を省略する。
According to the second embodiment, the outputs from the respective sensor elements are added and averaged by the photodetector. Therefore, in addition to the above-described first embodiment, a value with little measurement error and high reproducibility is obtained. Obtainable. In addition, in the case of the present embodiment in which one light source is shared, it is possible to make the optical fiber extremely thin or to be distributed due to the nature of the optical fiber, and it is easy to increase the number of sensor elements 4a in the sensor unit 6. . Third Embodiment Referring to FIGS. 7 and 9, a third embodiment of the present invention will be described.
Although the embodiment will be described, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of those portions will be omitted.

【0026】図7は本発明の第3実施例の概略構成図、
図9は第3実施例に用いられるセンサ部の平面図であ
る。第3実施例による表面血流装置42は、上述した第
2実施例と同様に、一つのレーザー光源34から導入さ
れたレーザー光は、7本の導入用光ファイバー34aに
分配される。センサ部6の各センサ素子4aに接続され
た導出用光ファイバー34bのそれぞれは独自に受光器
38、解析回路28に接続されており、各解析回路28
は加算平均回路44に接続されている。
FIG. 7 is a schematic structural diagram of a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a sensor unit used in the third embodiment. In the surface blood flow device 42 according to the third embodiment, similarly to the above-described second embodiment, laser light introduced from one laser light source 34 is distributed to seven introduction optical fibers 34a. Each of the lead-out optical fibers 34b connected to each sensor element 4a of the sensor section 6 is independently connected to a light receiver 38 and an analysis circuit 28, and each analysis circuit 28
Are connected to an averaging circuit 44.

【0027】即ち、各センサ素子4aにて導出された出
力信号をそれぞれ独自の受光素子38と解析回路28と
がそれぞれ解析し、各解析回路28から出力される測定
信号を加算平均回路44が加算平均し、加算平均血流信
号として出力する。 〔第4実施例〕図8及び図9を参照して、本発明の第4
実施例について説明するが、第1実施例と同一の部分に
ついては同一の符号を付することによりその部分の詳細
な説明を省略する。
That is, the output signal derived from each sensor element 4a is analyzed by its own light receiving element 38 and analysis circuit 28, respectively, and the measurement signal output from each analysis circuit 28 is added by the averaging circuit 44. It averages and outputs as an averaged blood flow signal. [Fourth Embodiment] Referring to FIGS. 8 and 9, a fourth embodiment of the present invention will be described.
Although the embodiment will be described, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of those portions will be omitted.

【0028】図8は本発明の第4実施例の概略構成図、
図9は第4実施例に用いられるセンサ部の平面図であ
る。第4実施例による表面血流装置52は、7つのレー
ザー光源16を設け、各レーザー光源34に導入用光フ
ァイバー4aを接続し、それぞれ独立にセンサー部6に
入射させ、各センサー素子4aからの出力は、それぞれ
7本の導出用光ファイバー4bに接続されているが、各
導出用光ファイバー4bが一つの受光器38に接続され
ている。
FIG. 8 is a schematic structural diagram of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a sensor unit used in the fourth embodiment. In the surface blood flow device 52 according to the fourth embodiment, seven laser light sources 16 are provided, the introduction optical fiber 4a is connected to each laser light source 34, and the laser light is independently incident on the sensor unit 6, and the output from each sensor element 4a is output. Are connected to seven outgoing optical fibers 4b, respectively, and each outgoing optical fiber 4b is connected to one light receiver 38.

【0029】即ち、第4実施例では、入射レーザー光源
は複数あるのに対して、受光器38と解析回路28とは
1つづ設けられており、解析回路28からは7本の反射
レーザー光の光加算されたドップラー信号が「加算平均
血流信号」として出力されるようになっている。 〔測定例1及び2〕以下に、図2〜図5を参照して、第
1実施例による測定例1及び2について説明する。
That is, in the fourth embodiment, while there are a plurality of incident laser light sources, one light receiver 38 and one analysis circuit 28 are provided, and the analysis circuit 28 outputs seven reflected laser light beams. The optically added Doppler signal is output as an “averaged blood flow signal”. [Measurement Examples 1 and 2] Hereinafter, measurement examples 1 and 2 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0030】図2〜図5は第1実施例に基づく測定結果
を示したグラフ図である。 (測定条件)レーザードップラー本体(ペリメド社 ペ
リフラックスPF3改造品) センサー部面積 2平方センチメートル センサー素子数 10個、略均等配置 測定時間 30秒 測定部位 測定例1:ヒト頬中心部 測定例2:ヒト前腕屈側部 測定温度 測定例1:25度/60% 湿度 測定例2:35度/60%、 20度/60% (測定結果)測定例1の条件下における測定結果を第2
図及び第3図に示す。第2図は1日目、第3図は2日目
に測定したもので、ヒトの頬での略同部位における測定
結果を示したものである。
FIGS. 2 to 5 are graphs showing measurement results based on the first embodiment. (Measurement conditions) Laser Doppler main unit (PeriMed Periflux PF3 remodeled product) Sensor area 2 square centimeters Number of sensor elements 10 Approximately equal arrangement Measurement time 30 seconds Measurement site Measurement example 1: Human cheek center Measurement example 2: Human forearm Bending side Measurement temperature Measurement example 1: 25 degree / 60% Humidity measurement example 2: 35 degree / 60%, 20 degree / 60% (Measurement result) The measurement result under the condition of measurement example 1 is second.
This is shown in the figure and FIG. FIG. 2 shows the measurement results on the first day and FIG. 3 shows the measurement results on the same part of the human cheek on the second day.

【0031】また、測定例2の条件下における測定結果
を第4図及び第5図に示す。第4図は35度/60%の
条件下で、第5図は20度/60%の条件下で、測定し
たもので、ヒトの腕での略同部位における測定結果を示
したものである。尚、第2図乃至第5図において、符号
1〜10で示される線分は各センサ素子からの出力平均
±標準偏差(30秒間)を示し、符号Nで示される線分
は全センサ素子の出力平均±標準偏差(30秒間)を示
している。
FIGS. 4 and 5 show the measurement results under the conditions of Measurement Example 2. FIG. FIG. 4 shows the measurement results under the condition of 35 degrees / 60%, and FIG. 5 shows the measurement results at substantially the same site on the human arm. . 2 to 5, the line segments indicated by reference numerals 1 to 10 indicate the average output ± standard deviation (30 seconds) from each sensor element, and the line segments indicated by reference sign N indicate the total number of sensor elements. The output mean ± standard deviation (30 seconds) is shown.

【0032】測定例1の結果からも明らかなように、1
0箇所に備えつけたセンサ素子4aの値はそれぞれ大き
く異なるが、10個のデータを平均化することにより安
定したデータを得ることができた。また2日目に再び同
部位を同条件下で測定した結果においても、10個のデ
ータを平均化することにより安定したデータを得ること
ができた。
As is clear from the results of Measurement Example 1, 1
Although the values of the sensor elements 4a provided at the zero point greatly differ from each other, stable data could be obtained by averaging ten data. On the second day, the same site was measured again under the same conditions. As a result, stable data could be obtained by averaging 10 data.

【0033】測定例2の結果からも明らかな様に、測定
条件を35度から20度に下げた時でも、個々のセンサ
素子からの出力を平均化することにより安定した血流に
関するデータを得ることができた。 〔測定例3〕以下に、添付図面の図10〜図11を参照
して、第3実施例による測定例3について説明する。
As is clear from the results of Measurement Example 2, even when the measurement condition is lowered from 35 degrees to 20 degrees, the data from the individual sensor elements are averaged to obtain stable data on the blood flow. I was able to. [Measurement Example 3] A measurement example 3 according to the third embodiment will be described below with reference to FIGS. 10 to 11 of the accompanying drawings.

【0034】図10及び図11は、本発明の第3実施例
に基づく測定結果を示したグラフ図である。センサ部6
には、導入用光ファイバー36aと導出用光ファイバー
36bとが接続されたセンサ素子4aは、中央に1箇所
を置き、周囲に5mm間隔で6点配置し、合計7点のセン
サ素子4aを配置している。
FIGS. 10 and 11 are graphs showing measurement results based on the third embodiment of the present invention. Sensor part 6
The sensor element 4a to which the optical fiber 36a for introduction and the optical fiber 36b for derivation are connected is placed at one place in the center and arranged at 6 points around the periphery at 5mm intervals, so that a total of 7 sensor elements 4a are arranged. I have.

【0035】測定部位はヒトの額の略中央と、そこを中
心として5mm上、5mm左、5mm右、5mm下の5箇所にて
測定した。該測定は、センサ部6を移動して行った。そ
の結果を図10及び図11に示した。図10及び図11
に示す各測定グラフは、それぞれのセンサ素子4aにお
ける出力値を示したものである。即ち、縦列のから
は各センサ素子4aを示し、横列は測定部位を示してい
る。従って、各グラフは、各測定部位におけるセンサ素
子4a毎の出力と時間的との関係を示したもので、縦軸
に出力横軸に時間を取ったものである。
The measurement was performed at approximately the center of the forehead of a human and at five points 5 mm above, 5 mm left, 5 mm right and 5 mm below the center. The measurement was performed by moving the sensor unit 6. The results are shown in FIG. 10 and FIG. 10 and 11
Each of the measurement graphs shown in Fig. 7 shows the output value of each sensor element 4a. That is, the vertical columns indicate the respective sensor elements 4a, and the horizontal columns indicate the measurement sites. Therefore, each graph shows the relationship between the output of each sensor element 4a at each measurement site and the time, with the vertical axis representing the output and the horizontal axis representing time.

【0036】図10及び図11の各最下段には7個のセ
ンサ素子4aによる値の加算平均を演算したグラフ図を
示した。尚、各部位における測定時間は4分間である。
上記グラフから明かなように、個々のセンサ素子4aか
ら出力される血流波形はそれぞれ異なっていることがわ
かる。典型的な例は、例えば、中央、5mm上、5mm
右、、、5mm下、等の血流波形である。これ
らの個別のデーターはとりも直さず従来の単一センサ素
子からの血流波形そのものを示しており、いかに従来の
測定機器が測定ポイントをずらすことによって、データ
ーの再現性が得られなかったかが理解できる。
The lowermost row of each of FIGS. 10 and 11 is a graph showing the calculated average of the values obtained by the seven sensor elements 4a. The measurement time at each site is 4 minutes.
As is clear from the graph, the blood flow waveforms output from the individual sensor elements 4a are different from each other. Typical examples are, for example, center, 5 mm above, 5 mm
Blood flow waveforms such as right, 5 mm down, etc. These individual data show the blood flow waveform itself from the conventional single sensor element without any correction, and understand how the reproducibility of the data could not be obtained by shifting the measurement points with the conventional measurement equipment it can.

【0037】一方、これらの個別データーを電気的に加
算平均することにより、最下段に示した如く、安定した
出力を得ることができた。即ち、測定部位の額のほぼ中
央と、そこを中心として5mm上、5mm左、5mm右、5mm
下の皮膚血流の加算平均値は殆ど変化が無いということ
が分かった。尚、第2及び第4の実施例についても上述
した測定例3と同様な測定を行ったところ、上述した測
定例3の加算平均のグラフと同様な結果が得られた。
On the other hand, by electrically adding and averaging these individual data, a stable output could be obtained as shown at the bottom. That is, approximately the center of the forehead of the measurement site and 5 mm above, 5 mm left, 5 mm right, 5 mm
It was found that the average value of the lower skin blood flow hardly changed. Note that the same measurement as in the above-described measurement example 3 was performed on the second and fourth examples, and a result similar to the graph of the averaging of the above-described measurement example 3 was obtained.

【0038】本発明は、上述した実施例及び測定例に限
定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能である。例えば、各導出光ファイバーより導
出された反射光は、同時にスキャニングすることに限ら
ず、順にスキャンニングするものであってもよい。各セ
ンサ素子からの出力を平均化し、キャリブレーションし
た後、任意に選択されたセンサ素子からの出力のベース
ライン補正を行い、定量性の高い血流変化を経時的に追
求することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and measurement examples, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, the reflected light derived from each derived optical fiber is not limited to scanning at the same time, and may be scanned sequentially. After averaging and calibrating the output from each sensor element, it is also possible to perform a baseline correction of the output from the arbitrarily selected sensor element to pursue a highly quantitative blood flow change over time. .

【0039】また、個々のセンサ素子からの出力を、経
時的に記録し、フーリエ変換等によって波形の周波数分
析を行い、パワースペクトルを得ることも可能である。
これによって表面血流の部分的な乱れを感知することも
できるし、血流量の変化を定量化することも可能になっ
た。更には、上述した実施例ではレーザードップラを測
定原理として用いた例について説明したが、これに限ら
ず、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
なお、レーザードップラー方式によれば、光ファイバー
を用いるためセンサ素子数を増やした時の構造を単純に
することが可能であり、好ましい。
It is also possible to record the output from each sensor element over time, perform a frequency analysis of the waveform by Fourier transform or the like, and obtain a power spectrum.
This has made it possible to sense partial disturbances in surface blood flow, and to quantify changes in blood flow. Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which laser Doppler is used as a measurement principle has been described. However, the present invention is not limited to this , and the present invention is not limited to this embodiment.
Incidentally, according to the laser Doppler method, it is possible to simplify the structure when increasing the number of sensor elements for using an optical fiber, preferred.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、センサ
部には入射レーザー光用ファイバーと反射レーザー光用
ファイバーからなる複数のセンサ素子が設けられている
から、表面血流を定量的に且つ正確に測定することがで
きる。請求項5に記載の発明によれば、センサ部におけ
る被検体との接触面積を0.1cm2 以上500cm2 以下
としているから、センサ部の設置圧を緩和して、設置圧
により生じる測定誤差を抑制し、表面血流を定量的に且
つ正確に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, a fiber for incident laser light and a fiber for reflected laser light are provided in the sensor portion .
Since a plurality of sensor elements made of fibers are provided, the surface blood flow can be quantitatively and accurately measured. According to the invention as set forth in claim 5, since the contact area with the subject in the sensor section is set to 0.1 cm 2 or more and 500 cm 2 or less, the installation pressure of the sensor section is relaxed, and the measurement error caused by the installation pressure is reduced. Thus, the surface blood flow can be quantitatively and accurately performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing measurement results based on a first example of the present invention.

【図3】 本発明の第1実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing measurement results based on the first example of the present invention.

【図4】 本発明の第1実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing measurement results based on the first example of the present invention.

【図5】 本発明の第1実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing measurement results based on the first example of the present invention.

【図6】 本発明の第2実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3実施例の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第4実施例の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 第2〜第4の実施例に用いられるセンサ部の
平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a sensor unit used in the second to fourth embodiments.

【図10】本発明の第3実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 10 is a graph showing measurement results based on a third example of the present invention.

【図11】本発明の第3実施例に基づく測定結果を示し
たグラフ図である。
FIG. 11 is a graph showing measurement results based on a third example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、32、42、52 本発明の表面血流測定装置 4 光ファイバー(センサ素子) 6 センサ部 8 制御装置 10 信号変換部 30 レコーダ(表示部) 2, 32, 42, 52 Surface blood flow measuring device of the present invention 4 Optical fiber (sensor element) 6 Sensor unit 8 Control device 10 Signal conversion unit 30 Recorder (display unit)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−25835(JP,A) 特開 昭63−21035(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/00 - 5/03 Continuation of front page (56) References JP-A-57-25835 (JP, A) JP-A-63-21035 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 5 / 00-5/03

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体の表面血流を検出して出力信号を
発する入射レーザー光用ファイバーと反射レーザー光用
ファイバーからなる複数のセンサ素子を備えた、被検体
に当接するセンサ部と、 前記センサ素子からの出力信号を所定の測定信号に変換
する信号変換部と、 測定信号を測定値として表示する表示部とを備えること
を特徴とする表面血流測定装置。
1. A fiber for incident laser light for detecting a surface blood flow of a subject and generating an output signal, and a fiber for reflected laser light.
A sensor unit provided with a plurality of sensor elements made of fibers, which comes into contact with the subject; a signal conversion unit that converts an output signal from the sensor element into a predetermined measurement signal; and a display unit that displays the measurement signal as a measurement value And a surface blood flow measuring device.
【請求項2】 前記センサ部と前記信号変換部との間に
は、前記複数のセンサ素子が接続され、且つ各センサ素
子への入力信号及び出力信号の取り出しを選択的に制御
する制御装置を備えることを特徴とする請求項1に記載
の表面血流測定装置。
2. A control device, wherein the plurality of sensor elements are connected between the sensor section and the signal conversion section, and the control apparatus selectively controls extraction of an input signal and an output signal to each sensor element. The surface blood flow measuring device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 レーザードップラー式血流測定形態であ
ることを特徴とする請求項1に記載の表面血流測定装
置。
3. The surface blood flow measuring apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a laser Doppler blood flow measuring mode.
【請求項4】 前記信号変換部は、測定信号を演算処理
し、画像解析する解析装置を備えていることを特徴とす
る請求項1に記載の表面血流測定装置。
4. The surface blood flow measurement device according to claim 1, wherein the signal conversion unit includes an analysis device that performs arithmetic processing on the measurement signal and performs image analysis.
【請求項5】記センサ部は被検体との接触面が0.
1cm2 以上500cm2 以下の接触面積を有することを特
徴とする請求項1に記載の表面血流測定装置。
5. A front Symbol sensor unit has a contact surface with the subject 0.
Surface blood flow measuring apparatus according to claim 1, characterized in that it has a contact area of 1 cm 2 or more 500 cm 2 or less.
JP03218729A 1990-08-31 1991-08-29 Surface blood flow measurement device Expired - Fee Related JP3091269B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03218729A JP3091269B2 (en) 1990-08-31 1991-08-29 Surface blood flow measurement device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-230250 1990-08-31
JP23025090 1990-08-31
JP03218729A JP3091269B2 (en) 1990-08-31 1991-08-29 Surface blood flow measurement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0515501A JPH0515501A (en) 1993-01-26
JP3091269B2 true JP3091269B2 (en) 2000-09-25

Family

ID=26522718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03218729A Expired - Fee Related JP3091269B2 (en) 1990-08-31 1991-08-29 Surface blood flow measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3091269B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4218327B2 (en) * 2002-11-29 2009-02-04 株式会社日立製作所 Biological information measuring device
JP5234470B2 (en) 2007-12-21 2013-07-10 独立行政法人国立高等専門学校機構 Laser Doppler blood flow measurement method and apparatus
WO2019039147A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 ソニー株式会社 Biological body optical measurement device
JP2019076641A (en) 2017-10-27 2019-05-23 ソニー株式会社 Measurement device and measurement method
WO2021060364A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 富士フイルム株式会社 Flow rate measurement device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0515501A (en) 1993-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leahy et al. Principles and practice of the laser-Doppler perfusion technique
EP0904011B1 (en) Apparatus for imaging microvascular blood flow
Holloway Jr et al. Laser Doppler measurement of cutaneous blood flow
Seifalian et al. Comparison of laser Doppler perfusion imaging, laser Doppler flowmetry, and thermographic imaging for assessment of blood flow in human skin
JP3303056B2 (en) Pressure waveform monitoring device
Ushakov et al. Pulse wave velocity measurement with multiplexed fiber optic Fabry–Pérot interferometric sensors
US7128714B1 (en) Non-contact waveform monitor
US3841314A (en) Pulse activity indicator
JP2013523362A (en) Apparatus and method for determining biological, chemical and / or physiological parameters in biological tissue
CN104027108A (en) Novel optical electrocardio and pulse comprehensive detection device
Fischer et al. Comparison of two laser Doppler flowmeters for the monitoring of dermal blood flow
US20150327779A1 (en) System and method for monitoring blood flow condition in region of interest in patient's body
Newson et al. Laser Doppler velocimetry: the problem of fibre movement artefact
Kernick et al. Characteristics of laser Doppler perfusion imaging in vitro and in vivo
JP3091269B2 (en) Surface blood flow measurement device
EP0629123B1 (en) Method and apparatus for determining a best positioned stress sensor portion
US5774223A (en) Optical measuring method and an optical measuring apparatus for determining the internal structure of an object
De Tommasi et al. Smart mattress based on fiber Bragg grating sensors for respiratory monitoring: A feasibility test
US6259936B1 (en) Apparatus for imaging blood flow in the microcirculation
CN103908239B (en) Contactless imaging system and formation method thereof
RU2636880C1 (en) Device for noninvasive measurement of blood microscirculation flow
JPH08182658A (en) Blood flow measuring method and blood flow measuring device
JP4739878B2 (en) Cerebral blood flow measuring device
Adil et al. Sleep monitoring using laser blood flowmeter
Munch et al. Photoelectric caliper for noncontact measurement of vascular dynamic strain in vitro

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees