DE112009001006T5

DE112009001006T5 - Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten

Info

Publication number: DE112009001006T5
Application number: DE112009001006T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Izumo-shi Kamei; Kohji Murata; Takahiko Chiba-shi Nakamura
Original assignee: Kamei Tsutomu Izumo; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Kamei Tsutomu Izumo; Seiko Instruments Inc
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2011-05-19
Also published as: WO2009151083A1; US9554769B2; JP2009297216A; US20110077533A1; JP5420860B2

Abstract

Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, umfassend
ein Durchblutungsmessteil, das den Wert der Durchflussgeschwindigkeit von Blut, das in einem Gefäßkanal eines menschlichen Patienten fließt, von außen desselben misst;
ein Blutdruckerfassungsteil, das den Blutdruckwert des Gefäßkanals erfasst; und ein Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten, welches das Vorhandensein oder Fehlen von Untersuchungsergebnissen über das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten bewertet oder den Grad von Schädigungen in weißer Hirnsubstanz durch Kopfuntersuchungen mit MRI bewertet, indem der an dem Blutdruckerfassungsteil erfasste Blutdruckwert und der Wert der Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit, wie auf der Basis des an dem Durchflussmessteil gemessenen Durchflusswertes bestimmt, verwendet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, insbesondere eine Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, indem der Zustand des Blutflusses in nicht-invasiver Art und Weise gemessen wird.
Hintergrund der Erfindung
In letzter Zeit ist die Aufmerksamkeit auf das Stoffwechselsyndrom konzentriert worden. Das Stoffwechselsyndrom erhöht die Häufigkeit verschiedener Thromboseerkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Hirninfarkt und ist deshalb ein gesellschaftliches Problem gewesen.
Es ist erkannt worden, dass Schädigungen an der weißen Hirnsubstanz und der nicht symptomatische Hirninfarkt, die durch chronische Ischämie im Anschluss an die Wiederherstellung von Hirnarteriolen verursacht werden, starke Risikofaktoren sind für das Auftreten von Hirninfarkt als eine der Erkrankungen in Bezug auf zerebrovaskuläre Krankheiten (nämlich das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten). Befunde über das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten können bei Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie erkannt werden. [Patentverweis 1].
Nachteilig ist jedoch, dass Kernspintomographieuntersuchungen mit einer langen Abtastzeit kostspielig und bewegungsempfindlich sind. Außerdem ist nachteilig, dass Kernspintomographiegeräte nicht mobil sind oder keine Bilder machen können, wenn zu untersuchende Personen aus Metall bestehende Stoffe, lebenserhaltende Apparate, Absauggeräte oder andere ähnliche Apparate tragen.
Verweise auf den Stand der Technik
Patentverweis

Patentverweis 1: JP-A-2007-105207

Abriss der Erfindung
Problem, das die Erfindung lösen soll
Basierend auf dem oben beschriebenen ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten mit einfachen Messeinheiten, die weniger Belastungen bei zu untersuchenden Personen verursachen.
Mittel zur Lösung des Problems
Eine Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten gemäß der Erfindung umfasst ein Durchflussmessteil, welches den Durchflusswert von Blut, das in dem Gefäßkanal eines menschlichen Patienten fließt, von außen desselben misst, ein den Blutdruckerfassungsteil, das den Blutdruckwert des Gefäßkanals erfasst, und ein Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten, welches das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten bewertet, indem der durch das Blutdruckerfassungsteil erfasste Blutdruckwert und der von dem Durchflussmessteil gemessene Durchflusswert verwendet werden. Erfindungsgemäß kann das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten ohne irgendwelche Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie bewertet werden.
Zusätzlich umfasst die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten gemäß der Erfindung ein Ausgabeteil, das den an dem Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten berechneten Anzeigewert ausgibt und anzeigt. Erfindungsgemäß kann das Ergebnis der Bewertung des Risikos zerebrovaskulärer Krankheiten in einer ohne weiteres verständlichen Art und Weise ausgedrückt werden.
Ferner beurteilt das Risikoberechnungsteil für zerebrovaskuläre Krankheiten in der erfindungsgemäßen Risikobewertungsvorrichtung für zerebrovaskuläre Krankheiten das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten, indem ein oder mehrere Maximalwerte der Durchblutungsgeschwindigkeit unter Werten der Durchblutungsgeschwindigkeit, die variabel über die Zeit sind, zusammen mit dem durch das Blutdruckerfassungsteil erfassten maximalen Wert des Blutdrucks verwendet werden. Erfindungsgemäß kann die Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit berechnet werden. Daher kann der Einfluss von Blutdruck ausgeschlossen werden.
Außerdem umfasst das Durchflussmessteil in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten noch ein Übertragungsteil, das eine ungedämpfte Welle von der Oberfläche des menschlichen Patienten aus zum Blut überträgt, ein Empfangsteil, das eine am Blut reflektierte Reflexionswelle von der übertragenen ungedämpften Welle empfängt, und ein Verhältniswellenform-Rechenteil, das den Durchflusswert des Blutes berechnet, indem die Frequenzschwankung der Reflexionswelle in zwei Richtungen, wie sie am Empfangsteil empfangen wird, verwendet wird. Erfindungsgemäß kann der Blutstrom genauer gemessen werden.
Zusätzlich beurteilt das Risikoberechnungsteil für zerebrovaskuläre Krankheiten in der erfindungsgemäßen Risikobewertungsvorrichtung für zerebrovaskuläre Krankheiten das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten in einer Anzahl von Graden. Erfindungsgemäß kann die Höhe des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten bewertet werden.
Vorteile der Erfindung
Mit diesen einfachen Messeinheiten kann das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten beurteilt werden. Weil die Vorrichtung eine mit weniger Belastungen für Patienten ist, die durch Personen ohne irgendeine spezielle Qualifikation bedienbar ist, können Benutzer die Vorrichtung in ihren Häusern und dergleichen aufstellen, um das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten einfach zu bewerten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die das Sensorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten schematisch veranschaulicht;
2 ist ein Blockdiagramm zur Beschreibung der Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten;
3 ist eine grafische Darstellung, die die Wellenform der Durchblutungsgeschwindigkeit wie sie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten erhalten wird, veranschaulicht;
4 sind Diagramme, die die Wechselbeziehung zwischen der Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” und den Ergebnissen von Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie (MRI) darstellen;
5 sind Diagramme, die die Wechselbeziehung zwischen der Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” und den Ergebnissen von Kopfuntersuchungen mit MRI darstellen;
6 ist eine Abbildung, die die Vergleichsergebnisse zwischen den Ergebnissen von Kopfuntersuchungen mit MRI und den Ergebnissen der einzelnen gemessenen Punkte darstellt.
Ausführungsart der Erfindung
(Zusammenfassung der Ausführungsart der Erfindung)
Die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten bei der vorliegenden Methode beurteilt das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten auf der Basis von bekannten Berechnungen, die Durchblutungsgeschwindigkeit und Blutdruck verwenden.
Die Durchblutungsgeschwindigkeit kann bestimmt werden, indem eine ungedämpfte Schallwelle zu dem Blutfluss übertragen wird und die Frequenzschwankung der reflektierten ungedämpften Welle (Doppler-Effekt) bestimmt wird. Als Blutdruck wird der Wert des Blutdruckes verwendet wie er mit allgemeinen Blutdruckmessgeräten gemessen wird.
Die maximale Durchblutungsgeschwindigkeit und der maximale Blutdruck unter den Werten, die wie oben beschrieben erhalten werden, werden in die folgenden Berechnungsformeln eingegeben, um die Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit durch die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten zu berechnen. Hierbei ist der Grund, weshalb die maximalen dieser Werte genutzt werden der, dass entsprechende Werte ohne weiteres unter solchen veränderlichen Werten erreicht werden können, da die Durchblutungsgeschwindigkeit bei dem maximalen Blutdruck ein Maximum erreicht.
Die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten kann bei der Methode die Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit in einer nicht-invasiven Art und Weise messen, um das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten basierend auf der Beziehung zwischen der Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit und den Daten von Kopfuntersuchungen mit MRI zu bewerten. Ferner kann die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten bei dieser Methode in kleiner Größe hergestellt werden, so dass Benutzer täglich zu Hause das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten in ihrem täglichen Leben erkennen können, um ihre Gesundheit in einer einfachen Weise zu kontrollieren.
(Einzelheiten der Ausführungsart der Erfindung)
1 ist eine Darstellung des Sensorteils der Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, die den Querschnitt des Sensorteils zusammen mit der Haut 51 und dem mit dem Sensorteil 1 angeordneten Gefäßkanal 52 veranschaulicht.
Das Sensorteil 1 ist ein die Durchblutungsgeschwindigkeit detektierender Sensor, der zum Beispiel an Handgelenken, Fingerspitzen und Armen des Menschen angebracht ist. Spezieller ist das Sensorteil 1 strukturell zum Beispiel in einer Beutelform ausgebildet, das auf eine Fingerspitze eines Benutzers gesetzt wird. Andererseits ist das Sensorteil 1 strukturell an einem Gurt befestigt, und der Gurt kann anschließend an Handgelenken oder Armen angebracht werden.
Außerdem kann das Sensorteil 1 und ein Meßsystem, die im Folgenden beschrieben werden, auch in einer Armbanduhr integriert sein. In diesem Fall wird die Armbanduhr zwischen dem Zeitmessungsmodus und dem Modus zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten geschaltet. Ein Benutzer mit der Armbanduhr um kann das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten durch den Modus zum Bewerten von zerebrovaskulären Krankheiten bewerten.
Das Sensorteil 1 enthält einen Basis bildenden Teil 13 und einen ersten Ultraschallsensor 11 einschließlich der Übertragungseinrichtung 111 und Empfangseinrichtung 112, einen zweiten Ultraschallsensor 12 einschließlich der Übertragungseinrichtung 121 und der Empfangseinrichtung 122. Die Übertragungseinrichtungen 111 und 121 bilden Wellenübertragungseinrichtungen, während die Empfangseinrichtungen 112 und 122 Wellenempfangseinrichtungen bilden.
Der Basis bildende Teil 13 besteht aus einem festen Stoff wie Kunstharz, um den ersten Ultraschallsensor 11 und den zweiten Ultraschallsensor 12 an vorgegebenen Positionen auf einer Außenfläche entlang einer Richtung mit den Körpern der Menschen in Kontakt zu halten.
Die einzelnen Einrichtungen, die den ersten Ultraschallsensor 11 und den zweiten Ultraschallsensor 12 bilden, bestehen alle aus piezoelektrischen Elementen, die bei Übertragung und Empfang von Schall sowie beim Messen der Durchblutungsgeschwindigkeit verwendet werden.
An dem ersten Ultraschallsensor 11 überträgt spezieller die Übertragungseinrichtung 111 eine ungedämpfte Ultraschallwelle (im Folgenden einfach als ungedämpfte Welle bezeichnet) in einen biologischen Organismus. Die ungedämpfte Welle wird an dem in dem Gefäßkanal 52 zirkulierenden Blutstrom reflektiert und anschließend mit der Empfangseinrichtung 112 empfangen.
Die Frequenz der reflektierten ungedämpften Welle ist veränderlich wegen des Doppler Effekts von einer Durchblutungsgeschwindigkeit. Durch Nutzung der Frequenzschwankung (Doppler-Frequenzverschiebung) kann die Durchblutungsgeschwindigkeit bestimmt werden.
An dem zweiten Ultraschallsensor 12 wird in ähnlicher Weise die von der Übertragungseinrichtung 121 übertragene ungedämpfte Welle an dem im Gefäßkanal 52 zirkulierenden Blutstrom reflektiert und anschließend mit der Empfangseinrichtung 122 empfangen.
Der erste Ultraschallsensor 11 und der zweite Ultraschallsensor 12 sind in vorgegebenen Winkeln an dem die Basis bildenden Teil 13 befestigt, um eine ungedämpfte Welle zu dem Gefäßkanal 52 in unterschiedlichen Richtungen zu übertragen. Auf diese Art und Weise kann der Winkel des Sensorteils 1 zu dem Gefäßkanal 52 berechnet werden, um die Durchblutungsgeschwindigkeit exakter zu berechnen.
Vorausgesetzt, dass der Winkel des ersten Ultraschallsensors 11 zu dem Gefäßkanal 52 als „θ” definiert ist, wird der Winkel des ersten Ultraschallsensors 11 zu dem zweiten Ultraschallsensor 12 als „α” definiert; wird die mit dem ersten Ultraschallsensor 11 detektierte Frequenzschwankung als Δf1 und die mit dem zweiten Ultraschallsensor 12 detektierte Frequenzschwankung als Δf2 definiert, wobei diese Schwankungen durch die folgenden Formeln (1) und (2) geliefert werden können. Δf1 = 2×v×cosθ×F ÷ c (1) Δf2 = 2×v×cos(θ + α)×F ÷ c (2)
In den Formeln (1) und (2) ist ”c” die Schallgeschwindigkeit in biologischen Organismen und beträgt etwa 1530 m/s. Ferner drückt „F” die Frequenz einer in biologische Organismen übertragene Schallwelle aus, während „v” eine Durchblutungsgeschwindigkeit ausdrückt. Auf der Basis der Formeln (1) und (2) wird „θ” durch die folgende Formel (3) ausgedrückt. tanθ = [Δf2 ÷ Δf1 – cos(θ + α + β)] ÷ c (3)
An den Außenflächen des ersten Ultraschallsensors 11 und des zweiten Ultraschallsensors 12 ist an deren Seiten ein Einstellteil zum Übertragen und Empfangen einer Ultraschallwelle angebracht. Das Einstellteil besteht aus Ultraschallwellen übertragenden Medien wie Kunstharz und bildet eine akustische Einstellschicht, die die Impedanz zwischen dem Sensorteil 1 und der Innenseite von biologischen Organismen einstellt. Spezieller besteht das Einstellteil vorzugsweise aus einem Medium auf einer Impedanzhöhe unmittelbar zwischen der Impedanz der Übertragungs- und Empfangseinrichtungen und der Impedanz des Inneren von biologischen Organismen.
Dadurch, dass die Änderung der Impedanz im Übertragungsweg einer wie oben beschriebenen Ultraschallwelle reduziert wird, kann die Ultraschallreflexion zwischen dem Sensorteil 1 und dem Inneren von biologischen Organismen verringert werden, um die Wirksamkeit einer Ultraschallübertragung zu verbessern.
Unter Verwendung des Blockdiagramms von 2 wird dann jetzt nachstehend die Systemstruktur der Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten in diesem Modus ein Sensorteil 1, ein Schaltungsteil 2, ein Rechenteil 3 und ein Ausgabeteil 4.
Weil das Sensorteil 1 bereits beschrieben ist, wird jetzt hier das Schaltungsteil 2, das Rechenteil 3 und das Ausgabeteil 4 beschrieben.
Das Schaltungsteil 2 ist ein Funktionsteil zum Steuern des Sensorteils 1 und Übertragen eines am Sensorteil 1 detektierten Signals zu dem Rechenteil 3. Das Schaltungsteil 2 umfasst eine Übertragungsschaltung 21, eine erste Empfangsschaltung 22, eine zweite Empfangsschaltung 23 und dergleichen.
Die Übertragungsschaltung 21 befindet sich mit der Übertragungseinrichtung 111 und der Übertragungseinrichtung 121 in Verbindung. Durch Steuerung dieser Einrichtungen erzeugt die Übertragungseinrichtung 21 eine ungedämpfte Welle. Die Frequenz einer von der Übertragungsschaltung 21 gesteuerten ungedämpften Welle liegt im Allgemeinen bei etwa 10 bis 20 MHz.
Kennzeichnend ist, dass das Auflösungsvermögen einer Ultraschallwelle höher ist, wenn die Frequenz der Ultraschallwelle höher ist. In diesem Fall jedoch wird der Abstand der Ultraschallwelle zum Eindringen in biologische Organismen kürzer. Wenn deren Frequenz niedriger ist, wird deren Abstand zum Eindringen in biologische Systeme länger, während deren Auslösungsvermögen geringer wird. Unter Berücksichtigung dieser charakteristischen Profile wird eine geeignete Frequenz ausgewählt.
Die erste Empfangsschaltung 22 befindet sich mit der Empfangseinrichtung 112 in Verbindung, um die reflektierte ungedämpfte Welle einer ungedämpften Welle, die von der Übertragungseinrichtung 111 ausgegeben wird, zur Ausgabe an das Rechenteil 3 zu empfangen.
Die zweite Empfangsschaltung 23 befindet sich mit der Empfangseinrichtung 122 in Verbindung, um die reflektierte ungedämpfte Welle einer von der Übertragungseinrichtung 121 ausgegebenen ungedämpften Welle zur Ausgabe an das Rechenteil 3 zu empfangen.
In der Abbildung nicht dargestellt, sind zwischen der Empfangseinrichtung 112 und dem Schaltungsteil 2 sowie zwischen der Empfangseinrichtung 122 und dem Schaltungsteil 2 Filter einzeln angeordnet, die arbeiten, damit die Aufnahme einer reflektierten Welle von Übertragungseinrichtungen mit Ausnahme der entsprechenden Übertragungseinrichtungen verhindert wird.
Das Rechenteil 3 umfasst ein Verhältniswellenform-Rechenteil 31, ein Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit, ein Risikobewertungsteil 33 und dergleichen.
Das Verhältniswellenform-Rechenteil 31 befindet sich in Verbindung mit der ersten Empfangsschaltung 22 und der zweiten Empfangsschaltung 23, um die Frequenz der mit den Empfangseinrichtungen 112, 122 detektierten ungedämpften Reflexionswelle zu erhalten. Indem die Frequenz mit der Frequenz von der Übertragungsschaltung 21 verglichen wird, können jeweils anschließend die Frequenzschwankungen, nämlich Δf1 und Δf2, in den Formeln (1) und (2) detektiert werden. Durch Substituieren dieser Werte in Formel (3) kann „θ” berechnet werden. Somit kann die Durchblutungsgeschwindigkeit „v” durch die Formeln (1) und (2) bestimmt werden, so dass die in 3 dargestellte Wellenform erhalten werden kann. In 3 drückt die horizontale Achse die Zeit aus, und die vertikale Achse drückt die Durchblutungsgeschwindigkeit (die Geschwindigkeit des Blutflusses) aus. Hierbei bilden das Sensorteil 1, das Schaltungsteil 2 und das Verhältniswellenform-Rechenteil 31 das Durchflussmessteil.
Das Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit erhält Daten über die Durchblutungsgeschwindigkeit von dem Verhältniswellenform-Rechenteil 31 und erhält zusätzlich Blutdruckdaten von dem Blutdruck-Messteil 6, um die Durchblutungsgeschwindigkeit zu berechnen.
Das Rechenteil 33 der Risikobewertung bildet ein Risikorechenteil für zerebrovaskuläre Krankheiten, um das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten unter Nutzung dieser Daten zu bewerten.
Ein Benutzer gibt am Blutdruck-Messteil 6 einen Wert ein, der durch Verwendung von allgemeinen Blutdruckmessgeräten gemessen wurde. Deshalb kann das Blutdruck-Messteil 6 mit Benutzerschnittstellen wie beispielsweise eine Tastatur zur Eingabe von numerischen Ziffern in das Rechenteil 3 ausgestattet sein. Andererseits kann sich das Rechenteil 3 durch eine Schnittstelle mit dem Blutdruckmessgerät in Verbindung befinden.
In diesem Modus befindet sich die Einrichtung in einer Struktur, so dass der maximale Blutdruck genutzt wird, um das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten zu bewerten wie es nachstehend beschrieben wird. Deshalb wird zumindest der maximale Druck als Blutdruckdaten eingegeben. Wie oben beschrieben ist, umfasst das Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit eine solche wie oben beschriebene Blutdruckerfassungseinheit.
Wie in 3 dargestellt ist, schlägt der an dem Verhältniswellenform-Rechenteil 31 detektierte Durchfluss dem Pulsschlag des Herzens folgend nach oben und unten.
Das Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit erhält den maximalen Durchfluss „V_max” von den Durchflussdaten, die vom Verhältniswellenform-Rechenteil 31 erhalten werden. Der maximale Durchfluss zur Erreichung von „V_max” ist ein beliebiger der detektierten maximalen Durchflüsse. Außerdem werden die maximalen Durchflüsse aus den Durchflussdaten zurück gewonnen. Durch anschließende Mittelwertbildung der Durchflüsse kann der sich ergebende Mittelwert als „V_max” verwendet werden.
Da verständlich ist, dass der Blutdruck ein maximaler Blutdruck ist, wenn der Blutdurchfluss „V_max” ist, definiert das Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit einen durch das Blutdruck-Messteil 6 erhaltenen maximalen Blutdruck als Blutdruck „P_max”, wenn „V_max” erhalten wird.
Weil in diesem Modus Durchblutungsgeschwindigkeit und Blutdruck getrennt gemessen werden, muss die Änderung der Durchblutungsgeschwindigkeit aufgrund einer Blutdruckmessung nicht berücksichtigt werden.
Wegen der Änderungen des Blutdurchflusses aufgrund der Druckbeaufschlagung von Armen und dergleichen beim Blutdruckmessen werden Blutdruck und Durchblutungsgeschwindigkeit vorzugsweise mit einem Zeitverzögerungsintervall gemessen wie es oben beschrieben ist.
An dem Rechenteil 32 der Durchblutungsgeschwindigkeit werden in der folgenden Formel (4) das auf diese Weise erhaltene „V_max” und „P_max” substituiert, um die Durchblutungsgeschwindigkeit ”V_U” je Druckeinheit zu berechnen. V_U = V_max ÷ P_max (4)
Bei Berechnung der Formel (4) werden die Maximalwerte von Durchblutungsgeschwindigkeit und Blutdruck genutzt. Der Grund ist, dass die Verwendung von solchen Maximalwerten eine schnelle Erfassung von entsprechender Durchblutungsgeschwindigkeit und Blutdruck ermöglicht. Speziell ist der Blutdruck bei der maximalen Durchblutungsgeschwindigkeit als maximaler Blutdruck definiert, weil der Blutdruck maximal ist, wenn die Durchblutungsgeschwindigkeit maximal ist.
Formel (4) ist eine Formel, die im Allgemeinen eingeführt wird, wenn die Werte nicht solche Maximalwerte sind. Wenn bei einer gewissen Durchblutungsgeschwindigkeit der Blutdruck bestimmt wird, werden diese Werte in der Formel (4) substituiert, um die Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit zu bestimmen.
Um das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten auf diese Weise zu bewerten, umfasst das Rechenteil 3 technische Ausrüstungen, zum Beispiel CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), ROM (Nur-Lese-Speicher), RAM (Direktzugriffsspeicher) und EEPROM (elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher).
Die CPU ist eine zentrale Verarbeitungseinheit für verschiedene Rechenprozesse, die das gesamte Rechenteil 3 steuert und die Übertragung und Annahme von Daten zwischen dem Schaltungsteil 2 und dem Ausgabeteil 4 entsprechend Programmen steuert, die in den ROM, RAM, EEPROM und dergleichen gespeichert sind.
ROM ist im Wesentlichen ein Nur-Lese-Speicher, der Parameter und Programme speichert, um mit dem Rechenteil 3 funktionell zu arbeiten. Unter Nutzung dieser Parameter und Programme setzt die CPU die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, wenn die Vorrichtung gestartet wird, in den Anfangszustand.
RAM ist ein Speichermedium, das als Speicher für direkten Zugriff geeignet ist. Damit die CPU das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten bewerten kann, stellt der RAM einen Bereich zum Erhalten und Speichern von Daten aus der Empfangsschaltung 22, der Empfangsschaltung 23, dem Blutdruck-Messteil 6 und dergleichen zur Verfügung und schafft außerdem einen Arbeitsbereich zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, indem die in diesen Bereichen gespeicherten Daten gespeichert werden.
EEPROM ist ein ROM, der in der Lage ist, Daten über elektrische Manipulationen in späteren Daten neu zu schreiben oder zu löschen.
In diesem Modus werden im EEPROM das OS (Betriebssystem) als ein Basisprogramm zum funktionellen Betreiben des Rechenteils 3, ein Berechnungsprogramm zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten und dergleichen gespeichert.
Die CPU besteht aus Programmausstattungen einzelner Funktionsteile wie beispielsweise ein Verhältniswellenform-Rechenteil 31, ein Durchblutungsgeschwindigkeits-Rechenteil 32 und ein Risikobewertungs-Rechenteil 33 für die Ausführung von Berechnungsprogrammen.
Zusätzlich kann das Rechenteil 3 auch aus einem Speichermedium von großer Kapazität wie einer Festplatte bestehen, um tägliche Daten der Durchblutungsgeschwindigkeit, Blutdruckdaten und den Indikatorwert eines Benutzers zu sammeln.
Das Rechenteil 3 kann zusätzlich noch aus Ein- und Ausgabe-Schnittstellen bestehen, um Durchblutungsgeschwindigkeitsdaten und Blutdruckdaten an einen externen Computer auszugeben oder um Daten und Programme von außen zu lesen.
Das Rechenteil 3 kann außerdem aus einer ein Speichermedium ansteuernden Vorrichtung bestehen, um ein externes Speichermedium, das aus Disketten, magnetooptischen Platten und Halbleiterspeichern besteht, anzusteuern, um auf diesen externen Speichermedien die Daten über Blutplättchenaktivierungsgrad und Durchblutungsdaten zu schreiben oder auf den externen Speichermedien geschriebene Daten und Programme zu lesen.
Diejenigen, die oben beschrieben sind, stellen nur ein Beispiel des Aufbaus der technischen Ausrüstung des Rechenteils 3 ohne Beschränkung an der Struktur des Rechenteils 3 dar. Das Rechenteil 3 kann in beliebigem Aufbau einschließlich Verhältniswellenform-Rechenteil 31, Durchblutungsgeschwindigkeits-Rechenteil 32 und Risikobewertungs-Rechenteil 33 zufrieden stellend sein.
Außerdem gibt das Sensorteil 1 analoge Daten aus, während das Rechenteil 3 digitale Daten verarbeitet. Deshalb sollten analoge Daten notwendigerweise abgefragt und auf einer bestimmten Stufe in digitale Daten umgewandelt werden. Strukturell kann die Umwandlung an dem Schaltungsteil 2 oder an dem Rechenteil 3 vorgenommen werden.
Anschließend wird jetzt das Ausgabeteil 4 nachstehend beschrieben. Das Ausgabeteil 4 ist mit einem in den Figuren nicht dargestellten Teil zur Anzeige von Ergebnissen ausgestattet, um die vom Risikobewertungs-Rechenteil 33 ausgegebenen Daten anzuzeigen. Zur ausführlicheren Beschreibung werden 4 und 5 verwendet. Das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten kann an dem Risikobewertungs-Rechenteil 33 bewertet werden. Die Anzeigevorrichtung besteht zum Beispiel aus einer Flüssigkristallanzeige, einer Plasma-Anzeige oder einem Datensichtgerät zum Anzeigen des Wertes eines Blutplättchenaktivierungsgrades in numerischer Darstellung. Ferner kann dessen Wert auch angezeigt werden, indem Diagramme oder Symbole verwendet werden.
4 ist eine Darstellung, die die Wechselbeziehung zwischen der Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” je Druckeinheit, wie durch die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten gemessen, und den durch Kopfuntersuchungen mit MRI erhaltenen Ergebnissen veranschaulicht. In 4 drückt die vertikale Achse die Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” je Druckeinheit entsprechend der Erfindung aus, während die horizontale Achse das Vorhandensein oder Fehlen von Untersuchungsergebnissen ausdrückt, die das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten durch Kopfuntersuchungen mit MRI (nicht symptomatischer Hirninfarkt oder Schädigungen in der weißen Hirnsubstanz) anzeigen. In einer Gruppe mit den Untersuchungsergebnissen der Kernspintomographie am Kopf ist „V_U” erheblich reduziert. Die Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit, wie sie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bestimmt ist, ändert sich in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen von Befunden in den Ergebnissen durch Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie. Folglich kann das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten bewertet werden.
5 ist eine Darstellung, die die Wechselbeziehung zwischen der Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” je Druckeinheit, wie sie durch die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten gemessen wird, und der durch Untersuchungen des Kopfes mit Kernspintomographie erhaltenen Ergebnisse veranschaulicht. In 5 drückt die vertikale Achse die Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” je Druckeinheit entsprechend der Erfindung aus, während die horizontale Achse die Grade von Hyperintensität der tiefen subkortikalen weißen Hirnsubstanz (DSWMH) ausdrückt (Grade von 0 bis 4, ein höherer Grad drückt fortgeschrittene Zustände der Krankheit aus) als eine von Schädigungen in der weißen Hirnsubstanz bei Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie, wobei die durchschnittliche „V_U” je Grad ausgedrückt ist. Bei einem höheren Grad von Hyperintensität der tiefen subkortikalen weißen Hirnsubstanz (DSWMH) ist „V_U” geringer. Wie es oben beschrieben ist, befindet sich die Durchblutungsgeschwindigkeit „V_U” je Druckeinheit wie durch Verwendung der Vorrichtung der Erfindung bestimmt, in einer Wechselbeziehung mit dem Grad von Hyperintensität der tiefen subkortikalen weißen Hirnsubstanz. Folglich kann das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten bei solchen Graden bewertet werden.
6 zeigt die Vergleichsergebnisse zwischen den Ergebnissen von Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie und den Ergebnissen von einzelnen gemessenen Elementen. Fälle, die bei Befunden über das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten (nicht symptomatischer Hirninfarkt oder Schädigungen in der weißen Hirnsubstanz) bei Kopfuntersuchungen mit Kernspintomographie beobachtet wurden, sind als „die Gruppe mit MRI Befunden” definiert. Nur das durch Verwendung der Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten in diesem Modus erhaltene Ergebnis korreliert bedeutend mit dem Vorhandensein oder Fehlen von MRI Befunden, korreliert jedoch durchaus nicht bedeutend mit den verbleibenden gemessenen Elementen. Somit wird der Nutzeffekt der Vorrichtung in der Figur demonstriert.
In diesem Modus wird außerdem eine Ultraschallwelle zum Messen der Durchblutungsgeschwindigkeit verwendet. Die Welle für eine solche Messung ist nicht auf eine Ultraschallwelle beschränkt. Die Messung kann auch durch Verwendung zum Beispiel von anderen Wellentypen wie Laser vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Sensorteil
11: Erster Ultraschallsensor
111: Übertragungseinrichtung
112: Empfangseinrichtung
12: Zweiter Ultraschallsensor
121: Übertragungseinrichtung
122: Empfangseinrichtung
13: Basis bildender Teil
2: Schaltungsteil
21: Übertragungsschaltung
22: Erste Empfangsschaltung
23: Zweite Empfangsschaltung
3: Rechenteil
31: Verhältniswellenform-Rechenteil
32: Durchblutungsgeschwindigkeits-Rechenteil
33: Risikobewertungs-Rechenteil
4: Ausgabeteil
51: Haut
52: Gefäßkanal
6: Blutdruckmessteil

Zusammenfassung
Die Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten umfasst ein Sensorteil 1, ein Schaltungsteil 2, ein Rechenteil 3 und ein Ausgabeteil 4, wobei das Schaltungsteil 2 ein Funktionsteil zum Steuern des Sensorteils 1 und zum Übertragen eines an dem Sensorteil 1 detektierten Signals zu dem Rechenteil 3 ist und eine Übertragungsschaltung 21, eine erste Empfangsschaltung 22, eine zweite Empfangsschaltung 23 und dergleichen umfasst. Die Übertragungsschaltung 21 befindet sich mit einer Übertragungseinrichtung 111 und einer Übertragungseinrichtung 121 in Verbindung, um diese Einrichtungen zum Erzeugen einer ungedämpften Welle zu steuern. Ein Verhältniswellenform-Rechenteil 31 befindet sich mit der ersten Empfangsschaltung 22 und der zweiten Empfangsschaltung 23 in Verbindung, um die Frequenz der reflektierten ungedämpften Welle, wie mit den Empfangseinrichtungen 112 und 122 detektiert, zu erhalten. Indem die Frequenz mit der Frequenz von der Übertragungsschaltung 21 verglichen wird, wird die Schwankung der Frequenz detektiert. Basierend auf diesen Werten kann die Durchblutungsgeschwindigkeit „v” bestimmt werden. Auf diese Art und Weise kann eine Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten mit weniger Belastungen für zu untersuchende Personen und mit einfachen Messeinrichtungen bereitgestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-105207 A [0004]

Claims

Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten, umfassend ein Durchblutungsmessteil, das den Wert der Durchflussgeschwindigkeit von Blut, das in einem Gefäßkanal eines menschlichen Patienten fließt, von außen desselben misst; ein Blutdruckerfassungsteil, das den Blutdruckwert des Gefäßkanals erfasst; und ein Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten, welches das Vorhandensein oder Fehlen von Untersuchungsergebnissen über das Risiko zerebrovaskulärer Krankheiten bewertet oder den Grad von Schädigungen in weißer Hirnsubstanz durch Kopfuntersuchungen mit MRI bewertet, indem der an dem Blutdruckerfassungsteil erfasste Blutdruckwert und der Wert der Durchblutungsgeschwindigkeit je Druckeinheit, wie auf der Basis des an dem Durchflussmessteil gemessenen Durchflusswertes bestimmt, verwendet werden.
Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Ausgabeteil, das den durch das Teil zur Risikoberechnung zerebrovaskulärer Krankheiten berechneten Anzeigewert ausgibt und anzeigt.
Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten an dem Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten bewertet wird, indem ein oder mehrere maximale Werte der Durchblutungsgeschwindigkeit unter den Durchblutungsgeschwindigkeitswerten, die über die Zeit veränderlich sind, und ein an dem Blutdruckerfassungsteil erfasster maximaler Blutdruckwert verwendet werden.
Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Durchflussmessteil ein Übertragungsteil, das eine ungedämpfte Welle von der Oberfläche des menschlichen Patienten zum Blut überträgt, ein Empfangsteil, das eine am Blut reflektierte Reflexionswelle von der übertragenen ungedämpften Welle empfängt, und ein Verhältniswellenform-Rechenteil umfasst, das den Wert der Durchblutungsgeschwindigkeit berechnet, indem die Frequenzschwankungen der Reflexionswelle in zwei Richtungen, wie an dem Empfangsteil empfangen, verwendet werden.
Vorrichtung zum Bewerten des Risikos von zerebrovaskulären Krankheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Teil zur Risikoberechnung von zerebrovaskulären Krankheiten das Risiko von zerebrovaskulären Krankheiten bei einer Anzahl von Graden bewertet.