JP2002291711A

JP2002291711A - 血流量計測装置及び血圧計

Info

Publication number: JP2002291711A
Application number: JP2001096297A
Authority: JP
Inventors: Sadako Honda; 禎子本田; Koji Morizaki; 弘司森崎; Yoshihiko Muraya; 慶孫村屋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】生体組織に流れる血液の流量を計測することが
できる血流量計測装置及びこの血流量の計測値を利用し
て血圧を測定する血圧計を提供すること。【解決手段】血流量計測装置Aは、少なくとも２つの異
なる波長の光で被検眼の眼底を照射する照射手段１０
と、眼底に照射された光の反射光を受光して電気信号に
変換する受光手段２０と、この受光手段２０の出力に基
づいて動脈の血流量等を演算する制御手段３０と、を備
えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体組織に流れる
血液の流量を計測する血流量計測装置及びこの計測した
血液の流量の計測値に基づいて血圧を測定する血圧計に
関する。

【０００２】

【従来の技術】人体の各器官に必要な物質を供給する血
液の流量を計測することは、非常に重要である。例え
ば、血液中の血中糖度が高くなり、眼球の網膜細胞への
動脈の流れに問題が生じると、ついに失明にいたること
はよく知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記血
流量を計測する装置はこれまで存在しなかった。本発明
は、上記問題点を解決するためになされたものであり、
生体組織に流れる血液の流量を計測することができる血
流量計測装置及びこの血流量の計測値を利用して血圧を
測定する血圧計を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、生体組織に光を照射し、生体組織を透過した光を利用し
て生体組織の血液の流量を計測する血流量計測装置であ
って、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽和度を算出する酸素
飽和度算出機能と、受光手段で受光した透過光、或いは
反射光により血管径を計測する血管径計測機能と、前記
算出した酸素飽和度及び計測した血管径に基づいて、血
管に流れる血液の流量を演算する血流量演算機能とを有
する制御手段と、を備えたことを特徴とする。請求項２
の発明は、生体組織に光を照射し、生体組織を透過した光を利用し
て生体組織の血液の流量を計測する血流量計測装置であ
って、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき、異なった波長による微分
信号より血液の流速を算出する流速算出機能と、受光手
段で受光した透過光、或いは反射光により血管径を計測
する血管径計測機能と、前記算出した血液の流速及び計
測した血管径に基づいて、血管に流れる血液の流量を演
算する血流量演算機能とを有する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。請求項３の発明は、生体組織に光を照射し、生体組織を透過した光を利用し
て生体組織の血圧を計測する血圧計であって、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽和度を算出する酸素
飽和度算出機能と、受光手段で受光した透過光、或いは
反射光により血管径を計測する血管径計測機能と、前記
算出した酸素飽和度及び計測した血管径に基づいて、血
管に流れる血液の流量を演算する血流量演算機能と、こ
の演算した血液の流量に基づいて、血圧を算出する血圧
算出機能と、を備えたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の血流量計測装置に
ついて、その基礎となる原理について説明し、その後、
この原理に対応させた具体的な血流量計測装置の構成及
びその動作について説明する。

【０００６】まず、本発明の血流量計測の原理について
説明する。図２は、血液が動脈の血管Z中を流れる様子
を模式的に示した模式図である。同図に示す血液の単位
時間当たりの流量は、以下の式で表される。

【数式１】

【０００７】ここで、上記血液の積算流量は、

【数式２】となり、上記（２）式より、血液の流量は、血液の流速
及び粒子数を求めれば良いことが分かる。

【０００８】以下、血液の流速を求める場合、及び血液
を構成する粒子の粒子数を求める場合に分けて説明す
る。まず、血液の流速を求める場合について説明する。
図３は、血液が動脈血管を脈打って流れる様子を模式的
に示した模式図である。同図（ａ）は、或る時刻t1の血
管の状態を、同図（ｂ）は、時刻t1から一定時間経過し
た後の時刻t2の血管の状態を示している。また、同図
中、Aは動脈の血管の或る任意の地点、A´はA点近傍に
位置する血管の部位、BはA点から離れた部位をそれぞれ
示しており、また、血液は図中の矢印の方向に流れてい
るとする。

【０００９】また、以下に述べる説明においては、動脈
の血管中を流れる血液を構成する粒子として酸化ヘモグ
ロビン（HbO₂）を考え、さらに血液の流速を求めるため
に酸素飽和度（SaO₂）を考えることとする。なお、酸素
飽和度（SaO₂）とは、血液中のトータルヘモグロビン
（全ヘモグロビン）に対する酸化ヘモグロビン（HbO₂）
の割合を示している。

【００１０】酸素飽和度（SaO₂）は、主に肺のヘモグロ
ビンの酸化機能により決まるが、動脈の血管中に一定の
値を有しているのではなく、血管中に一定の値からはず
れた所定の分布を有して存在していると理解される。そ
して、この分布の移動の時間的な割合が、血液の速度と
なる。いま、図３中、t１時において、A地点では酸素飽
和度（SaO₂）がｎ値を、A´地点では酸素飽和度（Sa
O₂）がｎ´値を、B地点では酸素飽和度（SaO₂）がｎ´
´値を示しているとすると、t１時にA地点に存在してい
た血液を構成する粒子群が、t２時においてはA´位置に
移動したことを示している。

【００１１】つまり、酸素飽和度（SaO₂）の値をA地点
で検出し、つぎにA´地点で検出すると、血液の流速v
(t)は、以下の式で求まる。

【数式３】

【００１２】より具体的には、上記２地点での酸素飽和
度（SaO₂）の測定は、図４に示す型となる。すなわち、
A地点を基準として酸素飽和度（SaO₂）を測定すれば、
酸素飽和度（SaO₂）の時間的分布は、A´地点において
は、（t２−t１）時間遅れて現れる。ここで、測定地点
がA点近傍のA´地点であれば、酸素飽和度（SaO₂）の分
布がそのまま移動していると考えて良い。

【００１３】この場合において、例えば、一度、A地点
での酸素飽和度（SaO₂）の分布を電子機器のメモリに記
録しておき、A´地点での酸素飽和度（SaO₂）の分布の
ずれから（t２−t１）の時間を求め、また、A及びA´地
点の間の距離は計測できるため、これにより血液の流速
を測定することができる。なお、A及びA´地点での両者
の酸素飽和度（SaO₂）の分布状況をメモリしておくこと
も可能である。また、単に両地点での酸素飽和度（Sa
O₂）のピーク値のずれを測定してもよく、また、任意の
特異点（変化のある地点）を測定してもよい。つまり、
少なくとも２地点で酸素飽和度（SaO₂）を検出して、そ
の時間的分布のずれから血液の流速ｖ（ｔ）を求めるこ
とができる。

【００１４】つぎに、血管中の酸素飽和度（SaO₂）を測
定する原理について説明する。いま、図５に示すよう
に、光を散乱する物質（（厚みD(t)、その時間的に変化
しない厚みをDo、厚みの時間的な変化部分f(t)として、
D(t)=Do+f(t)として表されるとする。）に波長λ、強度
Ioλの光を照射した際に、その物質を透過した光の強さ
Iλはクベルカ−ムンクの法則より、以下のように表さ
れる。

【数式４】

【００１５】また、上記光を散乱する物質をヘモグロビ
ンとすると、bλ・Sλ＞＞１と見なせることから、上記
（１１）式は、

【数式５】逆に、波長λの反射光強度Rλは、

【数式６】上記（１３）式を変形して、

【数式７】

【００１６】ここで、（１４）式の対数表現をとると、

【数式８】更に、上記（１５）式の時間微分をとると（その微分値
をｇλとして）、

【数式９】つまり、

【数式１０】で表される。ここで、Sλ＞＞Kλと考えられるから、

【数式１１】

【００１７】ここで、波長λにおける散乱係数Sλ、吸
収係数Kλについて考える。ヘモグロビンは酸化型と還
元型があり、散乱係数Sλは両者による違いは微小であ
るが、吸収係数Kλは、酸化型、或いは還元型により敏
感に効くとされ、吸収係数Kλは以下の式で表される。

【数式１２】

【００１８】（１９）式を（１８）式に代入すると、

【数式１３】（２０）式において、酸素飽和度（SaO2）は酸化ヘモグ
ロビン濃度により決まる未知数、

【数式１４】は、トータルヘモグロビン濃度とその時間変化量で、未
知数であるが掛け算になっており、２つの未知数として
よい。後の数字は、既知と考えて良いから、これによ
り、波長λを２つの波長にとり、２つの方程式から酸素
飽和度（SaO２）を求めれば、

【数式１５】を得ることができる。これが、反射式の２波長方式によ
る血液中の酸素飽和度（SaO₂）の測定原理である。

【００１９】ここで、更に詳しく、（２１）式までを説
明する。図５は、（１１）、（１２）、（１３）式で表
される前提となる生体組織の模式図で、入射光Ioλが、
脈打っている動脈に入射する際の様子を模式的に示した
模式図である。同図において、物質の厚さD(t)は、動脈
の血管の厚さを示している。ここで、血液中の場合、短
時間では、粒子の濃度が変わらないと考えられているか
ら、血管の厚さD(t)は、ある時刻の粒子数の変化で、動
脈の血管の容積に対応していると考えられる。また、f
(t)は、動脈の血管の変化部分に相当している。

【００２０】（１３）式の、Rλは、入射光は透過光以
外は反射していることに相当している。図６は、反射光
強度Rλの時間的変化を示している。（１８）式から
（２１）式の導き方は、異なる２つの波長（λ１,λ
２）であっても、微少な血管の変化分（ｄｆ（ｔ）／ｄ
ｔ）は変わらないこと、酸素飽和度（Sao₂）も同様であ
ること、散乱係数S1とS2は、酸化ヘモグロビンであって
も、還元ヘモグロビンであっても略同じである。このた
め、微少な血管の変化分（ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）が０でな
い限り、（２１）式より、酸素飽和度（Sao₂）は求める
ことができる。つまり、酸素飽和度（SaO₂）は、異なる
２波長の比（g2/g1）が決まれば、求めることができ
る。すなわち、酸素飽和度（SaO₂）と上記（g2/g1）と
は対応しており、酸素飽和度（SaO₂）の分布の速度のみ
の計測には、（g2/g1）の比の分布のみで十分である。

【００２１】つぎに、粒子数を求める場合について説明
する。血液中の粒子数は、粒子密度×容積で決まる。最
初に粒子密度を求める場合について説明する。これは、
（変動している粒子数）／（変動している容積）で求ま
る。

【００２２】図７は、動脈の血管のある時刻での脈打っ
ている様子を示している。この変化を、血管の容積H(t)
の変化として表すと、以下の式で表される。

【数式１６】ここで、上記H(t)は、以下のようにして求めることがで
きる。すなわち、ある動脈の血管について、テレビカメ
ラ等により、図７の上方から観察することにより、図８
の（ｂ）に示すように、その血管の血管径L(t)を計測す
る。

【００２３】

【数式１７】これにより、血管の容積は、

【数式１８】と表されから、

【数式１９】（３０）式との対応では、

【数式２０】である。そして、このh(t)が血管中の変動容積部分であ
る。なお、この場合、血管の厚さは薄いとしている。

【００２４】変動している粒子数の求め方一方、このh
(t)に対応して粒子数が変動していることを示している
式は、(１8)式のｆ(t)である。この積分型をとると、

【数式２１】ここで、Sλ、Kλについて考える。Sλは、HbO₂或いはH
bによっては変わらないが、両者のトータルヘモグロビ
ン濃度には比例していると考えられる。また、Kλは
（１９）式に示した通りである。トータルヘモグロビン
濃度は、粒子の密度に比例しており、（３５）式はつぎ
のように表される。密度をi(t)として

【数式２２】ここで、

【数式２３】整理すると、

【数式２４】ここで、A,B,S1,S2,A′,B′は全て定数であるため、以
上の式より求まる。

【００２５】つぎに、密度の求め方について説明する。
密度i(t)は、定義より、

【数式２５】（３５）′′と（３４）とをとりだせば、未知数i(t),f
(t)の２つのどちらかであるから数i(t)を求めることが
できる。整理すると、

【数式２６】 i(t)の正値を考えて、密度は、

【数式２７】と表される。また、定義により、粒子数M(t)は、

【数式２８】だから、（３０）、（３３）、（３７）を用いて整理す
ると、

【数式２９】となり、Lo,l(t),SaO₂,gλ(t)は、計測できる値であ
り、M(t)は求めることができる。

【００２６】以上述べたように、本発明の血流量計測装
置の理論においては、第１の波長及び第２の波長として
血液を透過した光を計測すれば、これらの波長の比より
酸素飽和度を算出し、この算出された酸素飽和度に基づ
いて血液の流速を求めることができる。また、上記のよ
うに血管の径を求めることができれば、これから血液の
粒子数を求めることができ、これら血液の流速及び粒子
数の値より血液の血流量を求めることができる構成とな
っている。

【００２７】つぎに、上記理論に基づいた、本願発明の
血流量計測装置の具体的な構成について図１を用いて説
明する。なお、本実施形態においては、計測の対象とし
て眼底の網膜に光を照射し、この反射光を利用して網膜
の血管に流れる血液の血流量を計測する場合について説
明する。

【００２８】同図に示すように、本発明の血流量計測装
置Aは、少なくとも２つの異なる波長の光で被検眼の眼
底を照射する照射手段１０と、眼底に照射された光の反
射光を受光して電気信号に変換する受光手段２０と、こ
の受光手段２０の出力に基づいて動脈の血流量等を演算
する制御手段３０と、を備えて構成されている。

【００２９】上記照射手段１０は、眼底Gに光を照射す
るためのもので、本実施形態においては、発光ダイオー
ド１１及び１２を用いて構成されており、この発光ダイ
オード１１は波長λ１、発光ダイオード１２は波長λ２
の波長の光を発光する。なお、上記波長λ１、λ２とし
ては、血液（酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビン）に
関する測定に適している６００〜９５０ｎｍの光を用い
る。

【００３０】受光手段２０は、上記照射手段１０から照
射された光が網膜Gで反射した反射光を受光して電気信
号に変換するもので、本実施形態においては、CCDイメ
ージングセンサ（以下、CCDイメージングセンサ２０と
呼ぶ。）が使用されている。

【００３１】上記照射手段１０及びCCDイメージングセ
ンサ２０との間の光路上には、光学系４０が配設されて
いる。この光学系４０は、上記照射手段１０の発光ダイ
オード１１及び１２から照射された光を照射対象である
網膜Gに照射するための透過型の照明用ハーフミラー４
１、この照明用のハーフミラー４１により網膜Gに照射
される照射光を拡散して網膜Gに照射する反射板４２及
び網膜Gからの反射光を結像してCCDイメージングセンサ
２０に照射する結像レンズ４３とを備えて構成されてい
る。

【００３２】制御手段３０は、CCDイメージングセンサ
２０からの出力信号（電気信号）に基づいて酸素飽和度
を算出する酸素飽和度算出機能と、上記イメージングセ
ンサ２０からの出力信号に基づいて、異なった波長によ
る微分信号より血液の流速を算出する流速算出機能と、
CCDイメージングセンサ２０で受光した反射光により生
体組織の皮膚表面近傍を流れる血管の血管径を計測する
血管径計測機能と、この算出した血管径に基づいて血液
の粒子数を算出する粒子数算出機能と、前記算出した血
液の流速及び粒子数に基づいて、動脈の血管に流れる血
液の流量を演算する血流量演算機能とを備えて構成され
ている。

【００３３】本実施形態においては、上記制御手段３０
として、マイクロコンピュータ（以下、マイクロコンピ
ュータ３０と呼ぶ。）が使用されており、このマイクロ
コンピュータ３０には、上述したCCDイメージングセン
サ２０、マイクロコンピュータ３０が行う処理プログラ
ム及びこの処理の過程で必要なデータが記憶されている
メモリ３５及びマイクロコンピュータ３０の演算結果を
表示する表示器５０が接続されている。

【００３４】上記のように構成されたマイクロコンピュ
ータ３０は、CCDイメージングセンサ２０からの出力信
号が入力インターフェイスを介して入力されると、この
入力された入力信号に基づいて必要なデータをメモリ３
５から取り込み、予めメモリ３５内に記憶された所定の
処理プログラムを実行処理して、血液の流量を求める。
また、上記マイクロコンピュータ３０には、CCDイメー
ジングセンサ２０からの出力信号を信号処理して眼底の
血管の画像を表示する画像表示機能を有している。

【００３５】つぎに、上記のように構成された血流量測
定装置Aの具体的な動作について説明する。まず、照射
手段１０の発光ダイオード１１及び１２を、眼底の網膜
Gに照射する。この網膜Gの照射は、それぞれ連続光であ
っても、パルス光であってもよく、また、用いる光源と
して赤外レーザ光であってもよい。なお、上記受光手段
及び光学系は、網膜G上の血管が分解できる波長に適合
するものであればよく、波長λ１、λ２の交互型のパル
ス光であれば一種類の光学系を、連続光なら２種類の光
学系を配置する構成とすることも可能である。

【００３６】上記照射手段１０の発光ダイオード１１か
ら照射された光は、透過型の照明用ハーフミラー４１を
介して、反射板４２に到達し、この反射板４２で拡散さ
れて、眼球に照射される。そして、上記眼球に照射され
た光は、網膜Gで反射し、該反射光は結像レンズ４３で
結像されて、CCDイメージングセンサ２０で受光され
る。また、このCCDイメージングセンサ２０で受光され
た反射光は電気信号に変換され、入力インターフェイス
を介してマイクロコンピュータ３０に入力される。

【００３７】ここで、上記マイクロコンピュータ３０の
処理手順を、フローチャートを用いて説明する。図９
は、CCDイメージングセンサ２０で受光した透過光によ
り血管径を計測する血管径計測機能を説明するためのフ
ローチャートである。本実施形態においては、ステップ
１で、照射手段１０により眼底に照射された光をCCDイ
メージングセンサ２０に取り込み、該CCDイメージング
センサ２０からの出力信号をマイクロコンピュータ３０
で演算処理して眼底のイメージ情報を作成し、図８
（ａ）に示すように、眼底のイメージとして表示器５０
に画像表示する。

【００３８】つぎに、ステップ２で、上記表示器５０に
表示された動脈の血管のイメージに基づいて血管径を測
定する。本実施形態においては、人間が表示器５０を確
認しながら血管径を測定する。具体的には、図８（ａ）
の一部を拡大した同図（ｂ）を用いて、血管径を測定す
るのであるが、この場合において、血管の伸びている方
向に直交する方向より径を計測することにより、血管径
L(t)、血管の変化しない部分の血管径Lo、血管の変化す
る部分の血管径ｌ(t)をそれぞれ計測する。そして、ス
テップ３で、上記計測した血管径の計測値を手動で入力
して、メモリ３５に記憶する。

【００３９】図１０は、上記CCDイメージングセンサ２
０で受光され、電気信号に変換された出力信号より酸素
飽和度を算出する酸素飽和度算出機能を説明するための
フローチャートである。

【００４０】同図に示すように、マイクロコンピュータ
３０は、発光ダイオード１１、１２からの波長λ１、λ
２の光が照射された血管の部位の酸素飽和度を算出す
る。具体的には、まず、ステップ１１で、入力インター
フェイスを介して発光ダイオード１１、１２からの光を
図８（ｂ）に示す血管の部位に照射した際の透過光のデ
ータを取り込んでメモリ３５に記憶する。

【００４１】つぎに、ステップ１２で、ステップ１１で
メモリ３５に記憶したそれぞれのデータに基づいて、酸
素飽和度（SaO₂）を算出する。この酸素飽和度（SaO₂）
の算出は、例えば、前述した酸素飽和度算出の理論に用
いられた式（２１）に必要なデータを、CCDイメージン
グセンサ２０で電気信号に変換された出力信号に基づい
てメモリ３５から取り込むとともに、予めメモリ３５内
に格納されたプログラムを実行処理して、酸素飽和度
（SaO₂）を算出することにより行う。そして、ステップ
１３では、この算出した酸素飽和度（SaO₂）をメモリ３
５に記憶する。

【００４２】つぎに、上記手順で算出された血管径及び
算出された酸素飽和度に基づいて、動脈の血管に流れる
血液の流量を演算する血流量演算機能について説明す
る。この手順は、図１１に示すマイクロコンピュータ３
０の血液の流量算出機能により実現される。具体的に
は、ステップ３１でメモリ３５に記憶された血管径に基
づいて、血液の粒子数を算出する。これは、上述した
（３９）式が、予めプログラム形式でメモリ３５に記憶
されており、このプログラムを実行処理することによ
り、血液の粒子数を算出する。

【００４３】次に、ステップ３２で、メモリ３５に記憶
された酸素飽和度に基づいて、血液の流速を算出する。
これは、上述した（３）式が、予めプログラム形式でメ
モリ３５に記憶されており、このプログラムを実行処理
することにより、血液の流速を算出する。そして、ステ
ップ３３で、これら算出した血液の粒子数及び流速の値
を予めメモリ３５に記憶された血流量算出用の処理プロ
グラムに代入して血流量を求める。具体的には、上述し
た（１）式が、予めプログラム形式でメモリ３５に記憶
されており、このプログラムを実行処理することによ
り、血流量を算出することができる。

【００４４】上述したように、本発明の血流量計測装置
Aによれば、眼底に光を照射することにより、例えば、
眼底検査とともに血流量を計測することができ、健康状
態を容易にチェックして管理することができるという効
果がある。

【００４５】以上、本発明の血流量計測装置Aの一実施
の形態について説明したが、上記血流量計測装置Aは、
請求項に記載の範囲内において種々に変更可能であっ
て、上記実施形態においては、血管径を計測する際に図
８(ｂ)の部分拡大画面を用いて血流量を計測したが、例
えば、図８（ａ）に示す全画面の全てを対象として自動
的にスキャニングし、全ての血管の血流量を計測するこ
とも可能である。

【００４６】この場合において、図８(a)に示す全画面
を、複数からなる小さい画面に分割し、図８(b)に示す
ように、一本の動脈の血管のみが表示されている画面を
抽出する。この場合において、動脈及び静脈の判別は、
動脈の脈動する動きにより行う。これにより、図８に示
す全画面を自動的にスキャニングすることにより、分割
された画面の条件に適合する動脈を抽出し、これら抽出
された動脈の血管の画面を用いて、上述した方法によ
り、血流量を測定することができる。さらにまた、予め
異なった波長の各々の面の必要な情報を或る時間メモリ
しておき、それらの値を順次用いて自動或いは手動で任
意点（２点間の演算により）の血液の流速、流量を求め
ることができる。また、上記以外にも、例えば、或る太
さの血管を抽出して血流量を計測する等の計測方法も可
能である。

【００４７】また、上記のように求めた血液の血管径、
酸素飽和度、粒子数、血液の流速或いは血液の流量等の
必要なデータをリアルタイムで出力することもでき、ま
た、最終的な血流量の値は、画面表示でもよいし、印字
による出力であっても構わない。

【００４８】つぎに、上述した血流量計測装置の理論を
利用して、血圧を測定する場合の理論について説明す
る。すなわち、動脈の血液の流量と血圧との間には、以
下の関係がある。

【数式３０】ここで、Pは血圧であり、Qiは、ある血管に流れ込む血
流量をQoは出ていく血液量を表している。

【数式３１】と表される。Vは容積を、つまり、圧力に対する容積変
化を表す。ここで、血中密度は短時間では変化しないた
め、圧力の変化は粒子数の変化に対応していると考えら
れ、

【数式３２】また、dVは、（３０）式のdh(t)に相当している。従っ
て、

【数式３３】 Δｈ（t）は（３３）式より求められる。また、Δｆ
（t）については、（３５）"と（３４）式からi(t)を消
去することにより求めることができる。

【００４９】すなわち、

【数式３４】以上より、Δｆ(t)は求めることができ、Qi、Qoは、血
液の流量であり、結局、血圧Pを求めることができる。

【００５０】上記理論に基づいて血圧を測定するには、
上述した血流量計測装置と同じ構成で血圧を測定するこ
とができる。すなわち、上記血流量計測装置における制
御手段３０のメモリ３５に、上記血圧を測定するのに必
要な計算式及び定数をプログラム形式で記憶しておき、
該プログラムを実行処理することにより血圧を測定する
ことができる。この結果、血液の流量を計測すると同時
に、血圧を測定することができ、健康管理の容易化を図
ることができるという効果がある。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明は、生体組織に光を照射
し、生体組織を透過した光を利用して生体組織の血液の
流量を計測する血流量計測装置であって、少なくとも２
つの異なる波長の光で計測の対象となる生体組織を照射
する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組
織からの透過光、或いは反射光を受光し、電気信号に変
換する受光手段と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽
和度を算出する酸素飽和度算出機能と、受光手段で受光
した透過光、或いは反射光により血管径を計測する血管
径計測機能と、前記算出した酸素飽和度及び計測した血
管径に基づいて、血管に流れる血液の流量を演算する血
流量演算機能とを有する制御手段と、を備えたことを特
徴とするため、制御手段の酸素飽和度算出機能で算出し
た酸素飽和度に基づいて、血液の流速を算出するととも
に、血管径計測機能で計測した血管径から血液の粒子数
を算出し、これら算出した血液の流速及び粒子数から血
流量演算機能を実行処理して血管に流れる血液の流量を
演算することができるという効果がある。

【００５２】請求項２の発明は、生体組織に光を照射
し、生体組織を透過した光を利用して生体組織の血液の
流量を計測する血流量計測装置であって、少なくとも２
つの異なる波長の光で計測の対象となる生体組織を照射
する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組
織からの透過光、或いは反射光を受光し、電気信号に変
換する受光手段と、受光手段の出力信号に基づき、異な
った波長による微分信号より血液の流速を算出する流速
算出機能と、受光手段で受光した透過光、或いは反射光
により血管径を計測する血管径計測機能と、前記算出し
た血液の流速及び計測した血管径に基づいて、血管に流
れる血液の流量を演算する血流量演算機能とを有する制
御手段と、を備えたことを特徴とするため、制御手段の
異なった波長による微分信号より血液の流速を算出する
とともに、血管径計測機能で計測した血管径から血液の
粒子数を算出し、これら算出した血液の流速及び粒子数
から血流量演算機能を実行処理して血管に流れる血液の
流量を演算することができるという効果がある。

【００５３】請求項３の発明は、生体組織に光を照射
し、生体組織を透過した光を利用して生体組織の血圧を
計測する血圧計であって、少なくとも２つの異なる波長
の光で計測の対象となる生体組織を照射する照射手段
と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過
光、或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手
段と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽和度を算出す
る酸素飽和度算出機能と、受光手段で受光した透過光、
或いは反射光により血管径を計測する血管径計測機能
と、前記算出した酸素飽和度及び計測した血管径に基づ
いて、血管に流れる血液の流量を演算する血流量演算機
能と、この演算した血液の流量に基づいて、血圧を算出
する血圧算出機能と、を備えたことを特徴とするため、
制御手段の酸素飽和度算出機能で算出した酸素飽和度に
基づいて、血液の流速を算出するとともに、血管径計測
機能で計測した血管径から血液の粒子数を算出し、これ
ら算出した血液の流速及び粒子数から血流量演算機能を
実行処理して血管に流れる血液の流量を演算し、この血
液の流量を用いて血圧を算出することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の血流量計測装置の構成を示す図であ
る。

【図２】動脈の血管中を血液が流れる様子を模式的に示
した模式図である。

【図３】血液が動脈の血管を脈打って流れる様子を模式
的に示した模式図である。

【図４】同上を示す別の模式図である。

【図５】入射光が脈打っている動脈に入射する際の様子
を模式的に示した模式図である。

【図６】反射光強度の時間的変化を示す模式図である。

【図７】動脈の血管の脈打っている様子を示す模式図で
ある。

【図８】眼底のイメージを表示した表示器を示す図であ
る。

【図９】制御手段の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図１０】制御手段の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図１１】制御手段の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

A 血流量計測装置 G 網膜１０照射手段１１発光ダイオード１２発光ダイオード２０ CCDイメージングセンサ（受光手段）３０マイクロコンピュータ４０光学系４１ハーフミラー４２反射板４３結像ミラー５０表示器

フロントページの続きＦターム(参考） 4C017 AA08 AA11 AA12 AB01 AC26 BC11 FF05 FF08 4C038 KK01 KL07 KX01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体組織に光を照射し、生体組織を透過し
た光を利用して生体組織の血液の流量を計測する血流量
計測装置であって、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽和度を算出する酸素
飽和度算出機能と、受光手段で受光した透過光、或いは
反射光により血管径を計測する血管径計測機能と、前記
算出した酸素飽和度及び計測した血管径に基づいて、血
管に流れる血液の流量を演算する血流量演算機能とを有
する制御手段と、を備えたことを特徴とする血流量計測
装置。
【請求項２】生体組織に光を照射し、生体組織を透過し
た光を利用して生体組織の血液の流量を計測する血流量
計測装置であって、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき、異なった波長による微分
信号より血液の流速を算出する流速算出機能と、受光手
段で受光した透過光、或いは反射光により血管径を計測
する血管径計測機能と、前記算出した血液の流速及び計
測した血管径に基づいて、血管に流れる血液の流量を演
算する血流量演算機能とを有する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする血流量計測装置。
【請求項３】生体組織に光を照射し、生体組織を透過し
た光を利用して生体組織の血圧を計測する血圧計であっ
て、少なくとも２つの異なる波長の光で計測の対象となる生
体組織を照射する照射手段と、上記生体組織に照射された光の生体組織からの透過光、
或いは反射光を受光し、電気信号に変換する受光手段
と、受光手段の出力信号に基づき酸素飽和度を算出する酸素
飽和度算出機能と、受光手段で受光した透過光、或いは
反射光により血管径を計測する血管径計測機能と、前記
算出した酸素飽和度及び計測した血管径に基づいて、血
管に流れる血液の流量を演算する血流量演算機能と、こ
の演算した血液の流量に基づいて、血圧を算出する血圧
算出機能と、を備えたことを特徴とする血圧計。