JP2003159250A

JP2003159250A - 血液レオロジー測定装置

Info

Publication number: JP2003159250A
Application number: JP2001382909A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Muramatsu; 博之村松; Norihiko Nakamura; 敬彦中村; Minao Yamamoto; 三七男山本; Masataka Araogi; 正隆新荻
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP3898047B2; US7147602B2; US20070191720A1; US20030032869A1; US8277388B2; US20060281995A1; US7959575B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、血液レオロジー測定を行う
ときに、被験者から採血すること無しに血液レオロジー
情報を簡便に計測できる非侵襲型血液レオロジー測定装
置であって、しかも小型で携帯可能な装置を提供するこ
とにある。【解決手段】本発明の血液レオロジー測定装置は、皮
膚面から波動を送受信して血管を流れる血流速をドップ
ラシフト信号として非侵襲的に検出する手段と、該手段
によって検出された血流速値の時間的変化から血液レオ
ロジーを解析する手段とからなる構成を基本とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に血液のサラ
サラ／ドロドロ度と称される流動性を表す血液レオロジ
ー測定装置にかかわり、特に動脈を流れる血流量を測定
し、人体組織の活動の基になる微小循環血流量を見極
め、健康の評価、疾患の診断、薬品の効果の評価等を行
う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の健康の評価、疾患の診断、人体へ
の薬品の効果の評価、食品の健全性・機能性の評価等を
行うために、血液レオロジーを計測して、その結果から
前記の評価や診断を行っていくことが従来から行われて
いる。従来の技術としては、専門雑誌「食品研究成果情
報，NO.11 1999年発行」に菊池佑二氏が「毛細血管モデ
ルを用いた全血流動性の測定」というタイトルで発表し
た方法、すなわち被検者から血液を採取し、リソグラフ
ィックな手法で製作されたマイクロチャネルアレイを用
いて、定圧下の血流の通過時間から血液レオロジーを計
測する方法が知られている。

【０００３】その方法は、先ず、被検者の肘部をアルコ
ール綿で消毒後、採血前に１ｍｌディスポシリンジと２
３Ｇディスポ注射針を用いて抗凝固剤としてヘパリン溶
液を５％量になるように入れておいた真空採血管を用い
て、肘静脈から採血を行う。次に、シリコンチップを用
いて作製された毛細血管モデル(マイクロチャネルアレ
イシリコンチップ)のマイクロチャネルが幅７μｍ、長
さ３０μｍ、深さ4.5μｍの大きさで8736本並列に並ん
でいるものを用意し、蒸留水、エタノール、液体中性洗
剤（商標名：ママレモン）の適当量の混合液(目安１:
１:0.3)中で超音波洗浄した後、血液レオロジー測定装
置（ＭＣ−ＦＡＮ）にセットする。そして、装置内の試
料用シリンダーを蒸留水で洗浄した後、生理食塩水に置
換し、この生理食塩水１００μｌを用いてマイクロチャ
ネルアレイ通過時間を２０ｃｍ水柱差で測定する。

【０００４】生理食塩水を測定した後、血液の測定を行
う。先ず、１ｍｌディスポシリンジに２３Ｇのディスポ
針を付け、さらに針先にポリエチレンチューブを１０ｃ
ｍ程度付けたものを用いて血液試料を２００〜３００μ
ｌ取り、ポリエチレンチューブの先端をシリンダーの底
まで入れて、残った生理食塩水を押し上げるように血液
試料を注入する。そして、シリンダー上端開口部からポ
リエチレンチューブを用いて血液を抜き取りながら１０
０μｌになるように調節し、生理食塩水の場合と同様に
血液１００μｌのマイクロチャネルアレイ通過時間を２
０ｃｍ水柱差で測定する。

【０００５】このようにして、求めた生理食塩水と採血
液のマイクロチャネルアレイ通過時間について、採血液
の通過時間を生理食塩水の通過時間で補正を行って、そ
の時間を全血通過時間として、血液レオロジーの指標と
している。例えば、全血通過時間が短いと、血液レオロ
ジーが低いため、毛細血管を血流が抵抗無く流れる。す
なわち、人体組織の活動の基になる微小循環血流量が多
くなるので、健康な体であることの証明になりうる。

【０００６】しかしながら、従来のようなマイクロチャ
ネルアレイを用いた血液レオロジー測定法では、どうし
ても被検者から血液を採取するために、注射針を用いて
肘部に針を刺し、採血を行わなければならない。従っ
て、食品成分の血液レオロジーへの影響をみるためのin
vivo試験を行うとしても、同じ人から１日何回も血液採
取を行うことができず、連続試験が困難であるという問
題がある。また、医療機関を離れて個人が自宅等で自ら
採血をして血液レオロジー測定を行おうとしても、従来
例のようなマイクロチャネルアレイを用いた一方法で
は、自宅に機器を置くこともできず、適切な処理もでき
ないため、医療機関でしか測定ができないという問題も
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、血液
レオロジー測定を行うときに、被験者から採血すること
無しに血液レオロジー情報を簡便に計測できる非侵襲型
血液レオロジー測定装置であって、しかも小型で形態可
能な装置を提供し、被検者に負担をかけないで医療機関
以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー
計測を可能にする手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の血液レオロジー
測定装置は、皮膚面から波動を送受信して血管を流れる
血流速をドップラシフト信号として非侵襲的に検出する
手段と、該手段によって検出された血流速値の時間的変
化から血液レオロジーを解析する手段とからなる構成を
基本とするものであり、小型で携帯が可能かつ被検者に
負担をかけないで医療機関以外であっても何時でも何処
でも簡単に血液レオロジー計測を可能にする。

【０００９】そこで、本発明の血液レオロジー測定装置
においては、生体表面から生体内部の血液循環に関する
情報を測定する測定部、前記測定部から検出された信号
を処理する信号処理部を有し、前記信号処理結果として
血液レオロジーに関する情報を提供することとした。

【００１０】また、前記測定部、前記信号処理部を一
体、あるいは別個に身体に携帯可能とし、連続あるいは
日常的に血液レオロジーに関する情報を測定可能とし
た。また、測定部によって測定される前記血液循環に関
する情報は血流によるドップラ効果に基づく血流速度変
化とした。また前記測定部は、超音波を送信、受信する
超音波センサとした。

【００１１】さらに、前記測定部は、脈波に関する情報
を検出するセンサとする構成や、測定データの補正のた
めに被測定者の性別などの個人情報を入力する入力装置
を有する構成とした。

【００１２】前記信号処理結果として、被測定者の血液
レオロジー測定結果をもとに、被測定者に適した生活習
慣に関する情報を被験者に知らせたり、測定された前記
血液レオロジーに関する情報を蓄積するデータ保存部を
有し、被測定者の日々の血液レオロジー情報を保存する
ことを可能とした。

【００１３】さらに前記測定部は、血圧計、あるいは脈
拍計に組み込まれ、血圧測定、あるいは脈拍測定に利用
することが出来る構成とした。

【００１４】また被測定者の日々の食生活情報を入力す
る入力手段を有し、前記血液レオロジーに関する情報か
ら、被測定者の食生活が被測定者に適しているか否かを
判定する判定手段を有し、前記判定手段による判定結果
を被測定者に知らせることも可能とした。

【００１５】また、測定される血液レオロジーに関する
情報の補正のために、生体表面に接し、前記測定部付近
における生体内部あるいは表面の温度を測定する温度測
定部を有する構成としたり、前記測定部は、測定時に発
熱し、測定部位の温度を上昇させることとした。

【００１６】また、前記測定部は、前記測定部を生体表
面に接触させて保持可能な保持部によって保持されてい
る構成や、前記測定部及び前記温度測定部が、外気から
は遮断されている構成としたり、前記保持部が断熱性を
有する部材、ゴムなどの弾力性を有する部材とした。ま
た、保持部の形状を指輪形状としたり、マウスの形状と
した。

【００１７】さらに、血流速値の時間的変化からの血液
レオロジー解析には、脈拍１拍分の最大血流速度を利
用するもの、脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の
積分値で割って行うもの、血流に反射して返ってくる
ドップラシフト強度波形を得、該ドップラシフト信号の
周波数成分毎の強度（ヒストグラム）を求め、該ヒスト
グラムにおいてしきい値以上の強度レベルの信号の内で
最高周波数又は該ヒストグラムにおいて低周波成分から
の積分値が全体の所定比率に達したときの最高周波数を
抽出し、該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）
を得て、血液レオロジー解析は該周波数波形における最
高周波数に基づいて行うもの、血液レオロジー解析は
前記周波数波形の１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の
最小値とを結ぶ線以上の部分の面積値で行うものであ
る。

【００１８】また、血管を流れる血流速を非侵襲的に検
出する手段は、指部の動脈に対して送受信される超音波
送受波器を採用したもの、指先部の動脈に対して送受信
される超音波送受波器を採用したものを含むものであ
る。

【００１９】更に本発明は、血流を検出する血管部の
温度を検出する手段による検出温度値により血管の膨張
収縮に基づく血流速の変化分を演算補償する手段とを備
え、血圧測定手段による検出血圧値で割ることにより血圧
に基づく変化分を演算補償する手段とを備えることで補
償機能を備えた血液レオロジー測定装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】血液レオロジーすなわち血液の流
動性は血液の粘性と密接な関係に有り、血流速度変化が
大きければ、血液の粘度が低い状態であるといえる。従
来の測定法は所定量の血液が所定水柱圧差でマイクロチ
ャネルアレイ通過する時間で測定し、基準となる生理的
食塩水との比較をするものであって、これは基本的に粘
性測定である。血液がサラサラであれば血液は血管内を
よく流れるはずであり、心臓のポンプ作用において送圧
力が作用してないタイミングでも血流は持続されるもの
と推察される。本発明の血液レオロジー測定装置の測定
原理は、脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間変化
の形が、血液のレオロジーと相関関係があるとの知見に
基づくものであり、この脈拍拍動時にあらわれる血流速
度変化から血液レオロジーを求めるものである。

【００２１】そして、本発明の血液レオロジー測定装置
は、皮膚面から波動を送受信して血管を流れる血流速を
ドップラシフト信号として非侵襲的に検出する手段と、
該手段によって検出された血流速値の時間的変化から血
液レオロジーを解析する手段とを基本構成とするもので
ある。皮膚面から体内に向けて放射される定周波数の波
動信号は体内物質に反射されて返ってくる。この反射波
動信号を受信してその中に含まれている血管を流れる血
流速を検出するのであるが、反射物質は血管内の血流に
特定されるものではない。血管内の血流であれば速度成
分を持って移動しているのでその反射波は波動の周波数
がドップラ効果によってシフトされるが、骨や血管とい
った速度成分を持たない静止物質の場合には定周波数の
まま反射されて返ってくる。

【００２２】また、速度成分をもつ物質としては着目し
ている血管内の血液に限らず多様な方向を向いている毛
細管内の血液やリンパ液など多種多様な物質が存在しそ
れらからの反射波が受信波には重畳されている。発信側
の周波数と同じ成分は静止物質からの反射であるからこ
れは容易に除去できる。本発明において検出したい物理
量は着目している血管内の血流速であるが、血管内の血
液の流れの平均流速は一般に最も周波数成分としてレベ
ルの高い信号が対応することで、その成分を抽出する。
この血流速検出には従来の超音波血流計の技術がそのま
ま適用できる。なお、血流速検出に用いる波動には超音
波が使用されるのが一般的であるが、レーザ等他の波動
を用いることも可能である。また、脈波波形も血液循環
動態を表す指標のひとつであり、脈波波形の立ち上がり
速度を測定したり、また血管径の変化速度を測定するこ
とでも血液レオロジーとの相関を得ることが出来ると考
えられる。

【００２３】次に本発明において検出された血流速値の
時間的変化から血液レオロジーを解析する手法について
説明する。図１に血流速度の脈拍拍動に伴う時間変化の
グラフを示した。血液レオロジーの特徴成分として、本
発明者は最大血流速度Ｖxを利用することで血液レオロ
ジーとの相関関係が確認できたが、また脈拍速度波形に
対するＶxの比Ｖnにおいても血液レオロジーと相関関係
にあるとの知見を得た。Ｖnは最大血流速度Ｖxを脈拍速
度波形の積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積
分値：図中の模様部分）で割ることによりこれを算出す
る。これが本発明における血液レオロジーを解析する第
１の手法である。

【００２４】Ｖn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積分値)‥‥‥‥（１）ここで、Ｃは補正係数である。本発明の装置はｉｎ−ｖ
ｉｖｏ測定であり、計測される血流速は血液レオロジー
のみに依存するものでは無く血管の太さや壁質、血圧と
いった条件にも依存するものであるため、該血流速情報
は血液レオロジーの相対測定ができるものの絶対測定が
出来ない。そこで、生理食塩水等の基準との比較による
絶対測定ができる従来方法と本発明の方法による測定を
並行する校正を実行して絶対値と対応させる補正量を得
ておくことが本発明の測定の前提として必要となる。な
お、式１のような補正せずに最大血流速度Ｖxを利用す
ることでも血液レオロジーとの相関関係があることが確
認されている。

【００２５】次に、本発明における血液レオロジーを解
析する第２の手法を説明する。体表に近接位置している
動脈に対峙させ超音波入射部と超音波検出部が対となっ
ている超音波センサを配置し、超音波入射部の超音波発
信器を9.6ＭＨz程度の一定周波数で励振し超音波を動脈
に向けて放射する。超音波検出部では体内で反射されて
返ってきた超音波信号を超音波受波器によって受信す
る。この受信信号には前述したように体内の様々な部分
で反射してきた超音波が含まれており、反射物が静止し
たものであれば反射波の周波数は入射波の周波数と変化
は無く、移動物であれば移動量に応じた周波数シフト
（ドップラシフト）を受けて反射されてくる。受信信号
の中からこのドップラシフトの強度を抽出し、その時間
的経過を取得する。図２の波形図がそれであり、これを
ドップラシフト強度波形と呼ぶ。入力波形周波数の1/50
00以上のサンプリングレートを用いてドップラシフト強
度波形を測定する。

【００２６】具体的には、ドップラシフト強度波形を求
めるときに、入力波形周波数が9.6ＭＨzのときは、サン
プリングレートを1.92ｋＨz以上にする。これは1.92ｋ
Ｈz以下だとドップラシフト強度波形から周波数波形を
再現することができないためである。入力波形周波数が
9.6ＭＨzのときに、1.92ｋＨz以上でサンプリングした
ドップラシフト強度波形は、最低0.96ｋＨz以下のドッ
プラシフト強度の強度変化の周波数成分が測定できてい
る。この周波数成分から周波数波形を求めればドロドロ
値のレオロジーを求めることができる。本発明ではこの
ドップラシフト強度信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
することにより、周期性を示す周波数の強度分布（ヒス
トグラム）を求める。

【００２７】周波数波形を解析するためには、遅くとも
250ｍｓ毎(８Ｈz)のデータが必要である。これは、心拍
数の最大値を240拍（運動時の心拍数に対応）と仮定し
たときのレートであり、通常は、23.22ｍｓ毎のデータ
を用いて周波数の時間変化解析を行っている。これは25
0ｍｓに対して十分速いレートである。また、ドップラ
シフト強度波形を求めるサンプリングレートとＦＦＴを
行うときに用いるサンプリングデータの個数の関係は、
測定している人の脈拍数と密接な関係があり、例えば、
60拍の脈拍を打っている人を測定する場合を考えると、
ドップラシフト強度波形が再現できる限界のサンプリン
グ周波数(1.92kHz)を用いる場合、ＦＦＴの個数を1000
個以下にしないと脈拍に応じた周波数波形を得ることが
できない。また、脈拍の最高感度を90拍、120拍と上げ
ていくと、ＦＦＴの個数は600個、500個と減らさない
と、脈拍に応じた周波数波形を得ることができない。こ
の関係を示したグラフが図３である。ＦＦＴの個数を25
6個程度にしておけば、脈拍が上がろうが、サンプリン
グレートが上がろうが、ほとんど関係無いことが確かめ
られたので一般にはＦＦＴの個数を256個程度とするこ
とにした。

【００２８】本発明では周波数成分から周波数波形を求
める方法として、次の二つの方法を採用した。その１つ
がしきい値指定方法であり、もう１つが割合比較方法で
ある。まず、しきい値指定方法であるが、その手順は周波数成分を求めるためにドップラシフト強度信号
のＦＦＴを行う。ＦＦＴにより算出された周波数のパワースペクトル
値をあるしきい値と比較する。しきい値より大きいパワースペクトル値を持つ周波
数を抽出する。抽出した周波数の中で最も高い周波数を、周波数波
形を作る周波数成分として選ぶ。この最も高い周波数は
体内反射物質の内で最も移動速度の速いものからの反射
波であり、これは筋肉等の動きである場合もあるが一般
には着目する動脈内を流れる血流速に対応するものと解
することができる。各時点のドップラシフト強度信号に対してステップ
〜の作業を繰り返すことにより、周波数波形を作成
する。ここで、周波数波形の時間分解能は、ドップラシ
フト強度波形のサンプリングレートとＦＦＴ個数の積に
なる。

【００２９】このようにして得られた周波数波形が図４
である。一般には、10000をしきい値として周波数波形
を作成するようにしている。この波形は血流速情報から
得られる脈拍波形（図１参照）と類似したものとなって
いる。

【００３０】次にもう１つの周波数成分から周波数波形
を求める方法、割合比較方法であるが、その手順は周波数成分を求めるためにドップラシフト強度波形
のＦＦＴを行う。ＦＦＴにより算出された周波数のパワースペクトル
値の合計を求める。低い周波数のパワースペクトル値から順に、パワー
スペクトル値を足していく。足したものをパワースペクトル値の合計で割って、
割合を出す。この割合をある設定した割合と比較する。比較した結果、この割合が設定した割合よりも大き
くなったときに足し込んだパワースペクトル値を持つ周
波数を、周波数波形を作る周波数成分として選ぶ。各時点のドップラシフト強度信号に対してステップ
〜の作業を繰り返すことにより、周波数波形を作成
する。ここで、周波数波形の時間分解能は、ドップラシ
フト強度波形のサンプリングレートとＦＦＴ個数の積に
なる。

【００３１】このような手順によって図４と同様の周波
数波形が得られる。この方法はしきい値指定方法が高周
波ノイズの影響を受け易いことに鑑みて試みられた方法
であり、高周波ノイズを除去するために高周波域を捨て
るようにしたものである。ここでの割合設定値に絶対的
な意味はなく、一般には、80％（0.8）を割合設定値と
して周波数波形を作成している。この方法による周波数
波形は高周波ノイズの影響を受け難い反面、精度的には
しきい値指定方法に劣るので、高周波ノイズについては
非現実的な高周波成分を拾わないように対処することで
しきい値指定方法を採用するのがよい。

【００３２】本発明における血液レオロジーを解析する
第２の手法は、図５のＡに示すように、得られた周波数
波形における最高周波数を特定し、これを用いてレオロ
ジーを求めるようにするものである。これは血液がサラ
サラであれば血流は流れ易く最高血流速度は高くなると
の予測に基いている。一般には３拍分程度の最高周波数
値の平均を採るようにするが、図４に示したように周波
数波形が低周波成分を含み脈拍毎の最高周波数が変動す
ることがある。最高周波数が脈拍毎にシフトするような
ときは長い脈拍周期でサンプルを採るようにしてすると
よい。

【００３３】本発明における血液レオロジーを解析する
第３の手法は、周波数波形から１拍の脈拍波形を採りそ
の面積値を出しそれによってレオロジーを求めるように
するものである。これは血液がサラサラであれば心臓の
ポンプ作用で送圧力がかかってないタイミングでも血液
は慣性力でそれなりに流れることが予測されることか
ら、１拍分の積分値も多くなるであろうとの予測に基づ
く。ただし、０に近い低流速情報には静脈等の他の速度
情報が少なからず含まれていることも予測されるため、
本発明では図５のＢに示すように、１脈拍波形の最小値
と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積を
算出させるようにした。

【００３４】本発明の血液レオロジー測定は体内での実
際の血管内の血流情報に基づくものであるため、その検
出血流信号は体温に基づく血管の膨張収縮や血圧の影響
を受けて変動する。すなわち、体温が上昇すれば血管は
膨張して太くなり血液は流れ易くなって血流速は高くな
るが、これは血液レオロジーとは無関係の要素である。
また、血圧値が変動するということは流路に作用するポ
ンプ圧が変わることに相当しそれに応じて流量（血流
速）が変動する。これも血液レオロジーとは無関係の要
素に基づく血流変動である。そこで、本発明ではそれら
の値を別途検出してそれに基づく変動分を補償する構成
を採用するようにした。

【００３５】

【実施例１】以下、添付図面を参照して、本発明の１実
施例に係る血液レオロジー測定装置について説明する。
これは図１に示した最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の
積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積分値）で
割ることにより算出する本発明における第１の血液レオ
ロジー解析手法によるものである。図６は、本実施例に
使用する血液レオロジー測定装置の実施例の外観上の構
成を示す図である。図６−Ａに示すように、血液レオロ
ジー測定装置は、指輪部１、信号処理部２の２つに分け
られて構成されている。図６−Ｂは実施例１について、
図６−Ａ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。図６
−Ｂに示すように、指輪部１の内側に超音波センサ部３
が存在する。図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪内部の
透過図を図７に示す。超音波センサ部３には、超音波入
射部31と超音波検出部32が指６の腹の部分に取りつけら
れている。そして、指６の中にある動脈５は指６の腹部
の両脇を通って指先に伸びているので、この動脈の血液
の流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出
部32は動脈を狙って、正確に超音波が入射できるように
図６−Ｂに示すように指６の腹の中心から左にずれた部
分に取りつけられている。これによって、確実に動脈か
らの反射を捕らえることができ血流の測定精度があが
る。実施例１では左にずれて取りつけているが、右側の
動脈を狙って、右にずれて取りつけても効果は同じであ
る。

【００３６】実施例１の血液レオロジー測定装置は指輪
部１を指６に装着し、信号処理部２を腕に装着しておく
ことにより、常時携帯が可能である。また、信号処理部
２も指輪部１と同様に指６に装着してもよい。信号処理
部２と、指輪部１に設置された超音波入射部31と超音波
検出部32は、導線により接続されており、この導線を介
して信号処理部２から駆動用量圧信号が超音波入射部31
に入力され、超音波検出部32では計測された電圧信号が
信号処理部２に入力される。

【００３７】実施例１の血液レオロジー測定装置の信号
処理部２の内部構成と、信号処理部２と指輪部１内部の
超音波センサ部３の接続状態を示すブロック図を図８に
示す。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受
信部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成され
ている。実施例１の駆動部21は超音波入射部31に設置さ
れたＰＺＴを振動させ、超音波を動脈５に向けて入射す
るための駆動電圧を送信する。受信部22は超音波検出部
32に設置されたＰＺＴが超音波を受信した時に発生する
電圧を受信する。

【００３８】信号演算部23は、内部に備えた記憶領域
(図示省略)に記憶されている処理プログラムを実行する
ことによって、血液レオロジーの測定に関する各種処理
を実行し、その処理結果を出力部24に出力する。また、
信号演算部23は、超音波入射部31から発せられた超音波
の周波数と、超音波検出部32で受信された超音波の周波
数を比較する事により、血流のドップラ効果を算出す
る。そして、周波数の変化より動脈６を流れる血流速度
算出し、その速度の時間変化を求める。さらに、脈拍の
拍動時にあらわれる血流速度の時間変化の形が、血液の
レオロジーと相関関係があり、この脈拍拍動時にあらわ
れる血流速度変化から血液レオロジーを求めている。例
えば、血流変化が大きければ、血液の粘度が低い状態で
あるといえる。

【００３９】次に、本実施例の血液レオロジー計測方法
について説明する。図１に血流速度の脈拍拍動に伴う時
間変化のグラフを示した。血液レオロジーの特徴成分と
して、最大血流速度Ｖｘがあげられる。次式に示すよう
に補正係数Ｃ１を用いて最大血流速度Ｖｘを補正し、Ｖ
１とする。

【００４０】Ｖｌ＝Ｃ１×Ｖｘ最大血流速度Ｖｘとマイクロチャネルアレイを用いて求
めた全血通過時間が６０ｓｅｃの血液レオロジーを持つ
人に対して、本発明の血液レオロジー計測方法を適用し
脈拍速度波形を求め、Ｖ１が６０になるように補正係数
Ｃ１を求めた場合、同じ人の全血通過時間が３５ｓｅｃ
に変化したとき、先に求めたＣ１を用いて式１からＶｌ
を求めると、３５の値を示した。

【００４１】また、脈拍速度波形に対する最大血流速度
Ｖxの比Ｖnが血液レオロジーと相関関係にあり、Ｖnは
最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形の積分値で割ることに
より算出する。即ち、式１に従うものとして算出する。
式１は前記のようにＶn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積
分値)である。

【００４２】因みに従来方法のマイクロチャネルアレイ
を用いて求めた全血通過時間が60secの血液レオロジー
を持つ人に対して、本実施例の血液レオロジー計測方法
を適用し脈拍速度波形を求め、式１のＶnが60になるよ
うに補正係数Ｃを求めた場合、同じ人の全血通過時間が
35secに変化したとき、先に求めたＣを用いて式１から
Ｖnを求めたところ、±８％の誤差で35の値を示した。
Ｖ１でもＶｎでも血液レオロジーとの相関を見出すこと
ができたため、どちらの手法で解析を行っても良い。

【００４３】

【実施例２】本発明の実施例２は先の実施例１に体温補
償手段を備えるようにしたものである。本血液レオロジ
ー測定装置を指に嵌めた形態は図６と同様である。ま
た、図９は、図６−Ｂに示すＢ方向からみた指輪部１の
透過図を示したものである。実施例２の血液レオロジー
測定装置は、実施例１と同様に、指輪部１、信号処理部
２の２つに分けられて構成されており、図９に示すよう
に、指輪部１の内側に超音波センサ部３と温度センサ７
が存在する。また、温度センサ７も、動脈５付近の温度
を測定するため、超音波センサ部と同様に、指６の腹の
中心から左にずれた部分に取りつけられている。これに
よって、確実に動脈からの反射を捕らえることができ血
流の測定精度があがる。実施例２では左にずれて取りつ
けているが、右側の動脈を狙って、右にずれて取りつけ
ても効果は同じである。

【００４４】実施例２の血液レオロジー測定装置は指輪
部１を指６に装着し、信号処理部２を腕に装着すること
により、常時携帯が可能である。また、信号処理部２も
指輪部１と同様に指６に装着してもよい。信号処理部２
と、指輪部１に設置された超音波入射部31と超音波検出
部32、及び温度センサ部７は、導線により接続されてい
る。この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号
が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測
された電圧信号が信号処理部２に入力される。また、こ
の導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部
２に出力される。

【００４５】実施例２の血液レオロジー測定装置の信号
処理部２の内部構成と、信号処理部２と指輪部１内部の
超音波センサ部３、及び温度センサ７の接続状態を示す
ブロック図を図10に示す。図示するように、信号処理部
２は、駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24、
温度受信部25によって概略構成されている。実施例１と
の差異は温度センサ７と温度受信部25が増設され、信号
演算部23における演算処理で温度補償演算がなされる点
であり、この実施例では血流速度を算出するときに、温
度受信部25が受信した指部６の動脈５付近の温度を用い
て、血流速度を補正する。指部６の動脈５は温度変化に
敏感であり、低温になると動脈が収縮し、血流速度が下
がるため、温度センサによる体温情報に基き血管の膨張
収縮に起因する血流変化分を補償することでより正確に
血流レオロジーに対応した情報を得ることができる。

【００４６】この実施例２に示したように、血流速度を
算出するときに温度を測定し、その温度で血流速度を補
正して算出することにより、そこから求められる脈拍速
度波形を用いて補正係数Ｃを決定した場合、Ｖnを求め
る計算において、±５％の誤差で血液レオロジーを求め
ることができた。温度補償を行わない実施例１のものが
±８％の誤差であったのと比較して３％の精度の向上を
確認できた。また、一般的に、温度が低い状態では血管
が収縮し、抹消への血液の流れが極端に悪くなる。逆に
暖めると、一定の循環状態が形成されるようになる。体
温（３６℃）前後まで暖めれば、温度の影響は受けにく
いと考えられる。そのため、発熱体を測定部位付近に設
けることで測定部位周辺の血管を膨張させると、再現性
よく、正確に血流変化を測定することが可能となり、ひ
いては血液レオロジーに関する情報を正確に評価するこ
とが可能となる。

【００４７】発熱体として、ヒーターなどを使用するこ
ともできるし、測定部として超音波を送信するためにPZ
Tなどの圧電素子を使用している場合には、圧電素子自
体が発熱するために、これを利用することも可能であ
る。さらに、正確に温度を測定する、あるいは発熱体の
熱を効果的に伝達させるためには、指輪部１が熱を伝え
にくい材質であることが望ましく、セラミックスなどが
適している。また、一般的に脈拍数が上昇すると血流速
度も上昇するため、脈拍数が平常時より大きく上昇した
場合などに、脈拍数を測定し、この脈拍数によって補正
（たとえば血流速度を脈拍数で割る等）することでさら
に測定精度を向上させることも可能である。脈拍数は、
各脈拍ごとに図１における血流速度のピークの時間的間
隔を測定し、その逆数とすることで測定可能である。

【００４８】

【実施例３】図11は、本発明の第３の実施例である血液
レオロジー測定装置の外観上の構成を示す図である。こ
の実施例は図１に示した最大血流速度Ｖxを脈拍速度波
形の積分値（脈拍１周期における脈拍速度波形の積分
値）で割ることにより算出する本発明における第１の血
液レオロジー解析手法によるものである点では先の実施
例１と同様であるが、基本的に血流計測位置が指の第１
関節より先の指先部分である点で相違する。図11に示す
ように、血液レオロジー測定装置は、マウス型血液レオ
ロジー測定装置11に信号処理部２が内蔵される構成であ
る。

【００４９】図12は実施例３について、図11上のＡ−
Ａ’断面を図示したものである。図12に示すように、マ
ウス型血液レオロジー測定装置11の上部に超音波センサ
部３が存在する。超音波センサ部３には、超音波入射部
31と超音波検出部32が指先61の腹の部分に当るように、
取りつけられている。そして、指先61の中にある動脈５
は指先61の腹部を通っているので、この動脈５の血液の
流れを計測するために、超音波入射部31と超音波検出部
32は(毛細動脈を含む)動脈５を狙って、正確に超音波が
入射できるように図12に示すように指先61の腹の中心部
分に取りつけられている。

【００５０】また、図13は、図11上のＢ−Ｂ’断面を図
示したものである。図13に示すように、指先61の腹の中
心部が超音波センサ部３に来るようにくぼみをつけてい
る。これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえる
ことができ血流の測定精度があがる。実施例３では装置
の形態をマウス型としたが、これに限らず指で握れるも
のならば、実施例３のように指先に当接する位置にセン
サを設置することによって、血液レオロジー測定装置に
することができる。

【００５１】実施例３の血液レオロジー測定装置は信号
処理部２がマウス型血液レオロジー測定装置11に内蔵さ
れているため、携帯が可能である。信号処理部２と、マ
ウス型血液レオロジー測定装置11に設置された超音波入
射部31と超音波検出部32は、導線により接続されてお
り、この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号
が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測
された電圧信号が信号処理部２に入力される。

【００５２】実施例３の血液レオロジー測定装置の信号
処理部２の内部構成と、マウス型血液レオロジー測定装
置11内部の信号処理部２と超音波センサ部３の接続状態
を示すブロック図は実施例１の図８と基本的に同じであ
る。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信
部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成されて
いる。実施例３の駆動部21は超音波入射部31に設置され
たＰＺＴを振動させ、超音波を動脈５に向けて入射する
ための駆動電圧を送信する。受信部22は超音波検出部32
に設置されたＰＺＴが超音波を受信した時に発生する電
圧を受信する。信号演算部23は、内部に備えた記憶領域
(図示省略)に記憶されている処理プログラムを実行する
ことによって、血液レオロジーの測定に関する各種処理
を実行し、その処理結果を出力部24に出力する。

【００５３】また、信号演算部23は、超音波入射部31か
ら発せられた超音波の周波数と、超音波検出部32で受信
された超音波の周波数を比較する事により、血流のドッ
プラ効果を算出する。そして、周波数の変化より動脈５
を流れる血流速度を算出し、その速度の時間変化を求め
る。さらに、脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間
変化の形が、血液のレオロジーと相関関係があり、この
脈拍拍動時にあらわれる血流速度変化から血液レオロジ
ーを求めている。

【００５４】本実施例の血液レオロジー計測方法である
が、これも式１に従うものとして算出する。脈拍速度波
形に対する最大血流速度Ｖxの比Ｖnが血液レオロジーと
相関関係にあり、Ｖnは最大血流速度Ｖxを脈拍速度波形
の積分値で割ることにより算出する。式１は前記のよう
にＶn=Ｃ×Ｖx/(脈拍速度波形の積分値)である。因み
に従来方法のマイクロチャネルアレイを用いて求めた全
血通過時間が60secの血液レオロジーを持つ人に対し
て、本実施例の血液レオロジー計測方法を適用し脈拍速
度波形を求め、式１のＶnが60になるように補正係数Ｃ
を求めた場合、同じ人の全血通過時間が35secに変化し
たとき、先に求めたＣを用いて式１からＶnを求めたと
ころ、±８％の誤差で35の値を示した。

【００５５】また、Ｖ１＝Ｃ×Ｖｘとしても一定の相関
関係が確認されたため、どちらの手法で解析しても良
い。

【００５６】

【実施例４】図14は、本発明の第４の実施例のマウス型
血液レオロジー測定装置11の断面図を示す図である。こ
の実施例４の血液レオロジー測定装置は、実施例３と同
様に、マウス型血液レオロジー測定装置11に信号処理部
２が内蔵されている構成であるが、図14に示すように、
マウス型血液レオロジー測定装置11の内側に超音波セン
サ部３と温度センサ７が設置され、体温補償手段を備え
るようにしたものである。また、実施例３と同様に、超
音波センサ部３には、超音波入射部31と超音波検出部32
が指先61の腹の部分に当るように、取りつけられてい
る。そして、指先61の中にある動脈５は指先61の腹部を
通っているので、この動脈の血液の流れを計測するため
に、超音波入射部31と超音波検出部32は動脈５を狙っ
て、正確に超音波が入射できるように図14に示すように
指先61の腹の中心部分に取りつけられている。そして、
温度センサ７も、動脈５付近の温度を測定するため、超
音波センサ部３と同様に、指先61の腹の中心部分に取り
つけられている。これによって、確実に動脈５からの反
射を捕らえることができ血流の測定精度があがる。

【００５７】温度センサ部７は、信号処理部２と、マウ
ス型血液レオロジー測定装置11に設置された超音波入射
部31と超音波検出部32と同様導線により接続されてい
る。この導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号
処理部２に出力される。

【００５８】実施例４の血液レオロジー測定装置の信号
処理部２の内部構成と、マウス型血液レオロジー測定装
置11内部の信号処理部２と超音波センサ部３の接続状態
を示すブロック図は実施例２の図10と基本的に同じであ
る。図示するように、信号処理部２は、駆動部21、受信
部22、信号演算部23、出力部24によって概略構成されて
いる。実施例３との差異は温度センサ７と温度受信部25
が増設され、信号演算部23における演算処理で温度補償
演算がなされる点であり、この実施例では血流速度を算
出するときに、温度受信部25が受信した指部６の動脈５
付近の温度を用いて、血流速度を補正する。指部６の動
脈５は温度変化に敏感であり、低温になると動脈が収縮
し、血流速度が下がるため、温度センサによる体温情報
に基き血管の膨張収縮に起因する血流変化分を補償する
ことでより正確に血流レオロジーに対応した情報を得る
ことができる点は実施例２と同様である。

【００５９】この実施例４によって血流速度を算出する
ときに温度を測定し、その温度で血流速度を補正して算
出することにより、そこから求められる脈拍速度波形を
用いて補正係数Ｃを決定した場合、Ｖnを求める計算に
おいて、±４％の誤差で血液レオロジーを求めることが
できた。温度補償を行わない実施例３のものが±８％の
誤差であったのと比較して４％の精度の向上を確認でき
た。

【００６０】

【実施例５】図15−Ａは、本発明の第５実施例である腕
時計型血液レオロジー測定装置12の外観図、図15−Ｂは
腕時計型血液レオロジー測定装置12の測定状態を示す図
である。図16は図15−Ｂ上のＡ−Ａ’断面を図示したも
のである。

【００６１】実施例５の血液レオロジー測定装置は、腕
時計型血液レオロジー測定装置12に信号処理部２（図示
せず）が内蔵されている構成である。また、図16に示す
ように、腕時計内側に超音波センサ部３と温度センサ７
が存在する。また、実施例４と同様に、超音波センサ部
３には、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹
の部分に当るように、取りつけられている。そして、指
先61の中にある動脈５は指先５の腹部を通っているの
で、この動脈５の血液の流れを計測するために、超音波
入射部31と超音波検出部32は動脈５を狙って、正確に超
音波が入射できるように指先61の腹の中心部分に当るよ
うに、取りつけられている。そして、温度センサ７も、
動脈５付近の温度を測定するため、超音波センサ部３と
同様に、指先61の腹の中心部分に取りつけられている。
これによって、確実に動脈５からの反射を捕らえること
ができ血流の測定精度があがる。

【００６２】温度センサ７は図16に示すように、超音波
センサ部３より指先ではなく、手のひら側にある。これ
は、温度センサ７が超音波センサ部３より、より指先の
方に設置すると、指先が当らずに、正確な温度が測れな
いことがおこるためである。

【００６３】実施例５の血液レオロジー測定装置は、信
号処理部２が腕時計型血液レオロジー測定装置12に内蔵
されているため、常時携帯が可能である。信号処理部２
と、腕時計型血液レオロジー測定装置12に設置された超
音波入射部31と超音波検出部32、及び温度センサ部７
は、導線により接続されている。この導線を介して信号
処理部２から駆動用電圧信号が超音波入射部31に入力さ
れ、超音波検出部32では計測された電圧信号が信号処理
部２に入力される。また、この導線を介して、温度セン
サ７の温度信号が信号処理部２に出力される。出力は腕
時計の表示画面に出力することができる。

【００６４】実施例５の腕時計血液レオロジー測定装置
12の信号処理部の内部構成と、腕時計型血液レオロジー
測定装置12内部の信号処理部２、超音波センサ部３、及
び温度センサ７の接続状態を示すブロック図は基本的に
図10と同じである。図示するように、信号処理部２は、
駆動部21、受信部22、信号演算部23、出力部24、温度受
信部25によって概略構成されている。

【００６５】本実施例の血液レオロジー計測方法が式１
に従うものとして算出されるものである点、体温検出値
に基づく温度補償が行われる点は実施例２、実施例４の
ものと同様である。

【００６６】

【実施例６】図17は、本発明の第６の実施例である血液
レオロジー測定装置の指サック型血液レオロジー測定装
置13の外観の構成図を、図18は図17上のＡ−Ａ’断面を
図示したものである。この実施例６の血液レオロジー測
定装置は、指サック型血液レオロジー測定装置13と信号
処理部２に分けられて構成されている。図18に示すよう
に、指サック型血液レオロジー測定装置13の内側に超音
波センサ部３と温度センサ７が存在する。

【００６７】実施例４と同様に、超音波センサ部３に
は、超音波入射部31と超音波検出部32が指先61の腹の部
分に当るように、取りつけられている。そして、指先61
の中にある動脈５は指先61の腹部を通っているので、こ
の動脈の血液の流れを計測するために、超音波入射部31
と超音波検出部32は動脈５を狙って、正確に超音波が入
射できるように指先61の腹の中心部分に当るように、取
りつけられている。

【００６８】そして、温度センサ７も、動脈付近の温度
を測定するため、超音波センサ部３と同様に、指先61の
腹の中心部分に取りつけられている。これによって、確
実に動脈５からの反射を捕らえることができ血流の測定
精度があがる。

【００６９】実施例６の血液レオロジー測定装置は、指
サック型血液レオロジー測定装置13を指先に装着し、信
号処理部２（図示せず）を腕に携帯することにより、常
時携帯、常時計測が可能である。また、信号処理部２を
指サック型血液レオロジー測定装置13に内蔵することも
できる。

【００７０】信号処理部２と、指サック型血液レオロジ
ー測定装置13に設置された超音波入射部31と超音波検出
部32、及び温度センサ部７は、導線により接続されてい
る。この導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号
が超音波入射部31に入力され、超音波検出部32では計測
された電圧信号が信号処理部２に入力される。また、こ
の導線を介して、温度センサ７の温度信号が信号処理部
２に出力される。

【００７１】実施例６の指サック型血液レオロジー測定
装置13の信号処理部２の内部構成と、腕時計型血液レオ
ロジー測定装置12内部の信号処理部２、超音波センサ部
３、及び温度センサ７の接続状態を示すブロック図は基
本的に図10と同様である。

【００７２】本実施例の血液レオロジー計測方法が式１
に従うものとして算出されるものである点、体温検出値
に基づく温度補償が行われる点は実施例２、実施例４及
び実施例５のものと同様である。

【００７３】なお、本実施例で説明した指サック型の血
液レオロジー測定装置においても、後述する図２５のよ
うなカフ構造を設けて、血圧変化による血流速度変化、
ひいては血液レオロジーの変化を補正することが可能で
ある。

【００７４】

【実施例７】以下に実施例７乃至実施例10について説明
するが、これらの実施例に関しては５人の被検者の測定
データをとり比較検討を行った。各実施例の説明に入る
前に５人の被検者について最高血圧、最低血圧、マイク
ロチャネルアレイによる全血通過時間計測値を食前と食
後に測定した基礎データを表１に示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】次に本発明の第７の実施例である血液レオ
ロジー測定装置について説明する。この実施例は血流速
検出部として図６、図７に示したような指輪型センサを
用い、血液レオロジーの解析法として第２の手法すなわ
ち周波数波形から最高周波数を採用したものである。こ
の実施例７を用いて５人の測定を行い、血液レオロジー
を示す最高周波数と該最高周波数を最高血圧値で割り戻
した値を得た。これを表２に示す。

【００７７】

【表２】

【００７８】このデータをグラフ表示したものが図19で
あり、Ａが最高周波数とマイクロチャネルとの対応、Ｂ
が最高血圧値で割り戻した値とマイクロチャネルとの対
応である。この結果を見ると、Ａのグラフから、指位置
での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法
のデータ（ドップラシフト強度情報から周波数ヒストグ
ラムを得、更に周波数波形を得てその最高周波数）を採
用したこのデータは血圧値の高いＤ氏のデータを除き個
人差を考慮すること無く、相関関係がとられていること
が分かる。その関係は線形ではなく破線で示したように
二次曲線の関係として把握できる。第１の血液レオロジ
ーの解析法のデータの場合には採血してマイクロチャネ
ルアレイによる測定で個人の補正値Ｃを求めておくこと
が必要であったのに比べ、本実施例では直接測定が可能
であることの意義は大きい。また、Ｂのグラフから、指
位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロジーの解
析法のデータを血圧値で割り戻したものは血圧値の高い
Ｄ氏のデータを含め、個人差を考慮すること無く、相関
関係がとられていることが分かる。その関係は線形では
なく破線で示したように二次曲線の関係として把握でき
る。この実施例は血圧による変動分をよく補正している
ことが分かり、高血圧、低血圧である人については特に
有効な補償法であるといえる。

【００７９】

【実施例８】本発明の第８の実施例である血液レオロジ
ー測定装置は、血流速検出部として図11乃至図13に示し
たようなマウス型センサを用いて指先動脈の血流速を検
出し、血液レオロジーの解析法として第２の手法すなわ
ち周波数波形から最高周波数を採用したものである。こ
の実施例８を用いて５人の測定を行い、血液レオロジー
を示す最高周波数と該最高周波数を最高血圧値で割り戻
した値を得た。これを表３に示す。

【００８０】

【表３】

【００８１】このデータをグラフ表示したものが図20で
あり、Ａが最高周波数とマイクロチャネルとの対応、Ｂ
が最高血圧値で割り戻した最高周波数値とマイクロチャ
ネルとの対応である。この結果を見ると、Ａのグラフか
ら、指先位置での動脈血流情報を基に第２の血液レオロ
ジーの解析法によるデータを採用したものは血圧値の高
いＤ氏のデータを除き個人差を考慮すること無く、相関
関係がとられていることが分かる。その関係はこの実施
例では線形の関係として把握できる。本実施例では実施
例７と同様補正値Ｃを求めておく必要なしに直接測定が
可能である。また、Ｂのグラフから、指位置での動脈血
流情報を基に第２の血液レオロジーの解析法のデータを
採用したこのデータは血圧値の高いＤ氏のデータを含
め、個人差を考慮すること無く、相関関係がとられてい
ることが分かる。その関係は破線で示したように線形の
関係として把握できる。この実施例は血圧による変動分
をよく補償していることが分かり、この実施例において
も血圧値で割り戻す処理は高血圧、低血圧である人につ
いて有効な補償法である。

【００８２】

【実施例９】本発明の第９の実施例である血液レオロジ
ー測定装置は、血流速検出部として図６、図７に示した
ような指輪型センサを用い、血液レオロジーの解析法と
して第３の手法すなわち周波数波形から１脈拍分の面積
を採用したものである。この実施例９を用いて５人の測
定を行い、血液レオロジーを示す１脈拍分の面積と該１
脈拍分の面積を最高血圧値で割り戻した値を得た。これ
を表４に示す。

【００８３】

【表４】

【００８４】このデータをグラフ表示したものが図21で
あり、Ａが１脈拍分の面積とマイクロチャネルとの対
応、Ｂが最高血圧値で割り戻した１脈拍分の面積値とマ
イクロチャネルとの対応である。この結果を見ると、Ａ
のグラフから、指位置での動脈血流情報を基に第３の血
液レオロジーの解析法のデータ（ドップラシフト強度情
報から周波数ヒストグラムを得、更に周波数波形を得て
その１脈拍分の面積）を採用したこのデータは血圧値の
高いＤ氏のデータを除き個人差を考慮すること無く、相
関関係がとられていることが分かる。その関係は破線で
示したように線形の関係として把握できる。本実施例で
は個人の補正値Ｃを求めておくことが必要でなく直接測
定が可能であることが分かる。また、Ｂのグラフから、
指位置での動脈血流情報を基に第３の血液レオロジーの
解析法のデータを血圧値で割り戻したものは血圧値の高
いＤ氏のデータを含め、個人差を考慮すること無く、相
関関係がとられていることが分かる。その関係はやはり
線形の関係として把握できる。この実施例は血圧による
変動分をよく補正していることが分かり、高血圧、低血
圧である人については特に有効な補償法であるといえ
る。

【００８５】

【実施例１０】図２２は指輪部１のうち、指６の腹部と
接触する部位を平坦化させ、指６と指輪部１との隙間に
シリコンゴムなどの弾性体９０を設けた説明図である。
指先の動脈５の位置は図２２における角度θが１０度か
ら８０度程度の位置にあり、指輪部１が完全な円筒形状
をしていると、測定部１０１の位置あわせが困難なもの
となる。そのため、図２２のような形状とし、指６の腹
部があたる部位を特定させ、さらに腹部を基準として測
定部１０１を配置しておくことで、測定部１０１を的確
に動脈５付近に位置合わせすることが可能となり、測定
の再現性、信頼性を向上させることが可能となる。

【００８６】また、指６と指輪部１には空間が生じにく
く、使用時には測定部１０１、温度センサ７が指６の皮
膚と密着して外気に触れない状態が望ましい。このため
には、指輪部１をシリコンゴム等の弾性体９０、一定の
圧力で締め付けられるような構成にしたり、あるいは指
輪部１の内周にシリコンゴム等のシートを貼り付けて皮
膚と密着させても良い。

【００８７】図２３は弾性体９０を別の位置に設け、温
度センサ７を設けた場合の図２２の指輪部１をＤ方向か
らみた透視図である。弾性体９０を測定部１０１及び温
度センサ７をはさむように設け、指輪部１を指６に取り
付けることで、温度センサ７が外気に触れなくなり、外
気の影響を受けにくくすることが可能となり、ひいては
血液レオロジーの評価精度を向上させることが可能とな
る。

【００８８】弾性体９０の材質としては、生体に接触し
て使用するため、皮膚のかぶれなどを考慮すると、生体
との適合性が良いシリコンゴムなどが適している。

【００８９】

【実施例１１】図２４は、実施例４の血液レオロジー測
定装置に入力部５０を設けた構成を示す説明図である。
一般的に、指先の血流速度は性別、血圧値によって差が
あり、同じレオロジー（全血通過時間）の場合でも女性
は男性に比べて遅く、また血圧が高いほど血流速度は速
くなる傾向である。この性別、血圧による差を補正する
ことで、前述の血流速度と血液レオロジーの相関が良く
なり、本発明の血液レオロジー測定装置の信頼性が向上
する。

【００９０】入力部５０によって、性別、血圧値を入力
することによって、最適な補正係数を使用して、より正
確な血液レオロジーの測定が可能となる。また、入力部
５０によって、被験者の食生活情報（何時何を食べた
か、など）を入力することを可能にし、得られた血液レ
オロジーに関する情報とあわせて、その人の食生活、日
常生活（例えば、食前、食後に測定することによって）
がその人にとって適当なものであるかを判断することが
可能となる。また、入力部は時計型でなくてもよく、携
帯電話などの入力部を持った機器からの通信によっても
入力することが可能である。

【００９１】

【実施例１２】図２５は、実施例２の血液レオロジー測
定装置の指輪部１の代わりに、指に装着可能なカフ８０
の内周に測定部１０１を設けた構成の説明図である。

【００９２】カフ８０は伸縮可能な袋状をしており、内
周８１、及び外周８２からなり、空気層６０を有する。
空気層６０はチューブ７１と接続され、図示しない圧力
印加部から所定の圧力を空気層６０に加えることが可能
である。

【００９３】一般的に非侵襲の血圧計は、カフによって
動脈を加圧し、血流が流れ始めた（コロトコフ音が聞こ
え出す）ところの圧力を最高血圧、一定の血流が流れ始
める（コロトコフ音が消滅する）圧力が最低血圧とされ
る。測定部１０１によって血流速度を測定することでこ
の最高、最低血圧の測定を行うとともに、血液レオロジ
ーの値も測定する。

【００９４】血圧測定と同時に血液レオロジーを測定、
評価することで、そのときの圧力も正確に把握すること
が可能となり、血圧測定と同時に、血圧の個人差による
血液レオロジーの誤差をより正確に補正することが可能
となる。

【００９５】本実施例では血圧計における血圧測定と同
時に血液レオロジーを測定したが、図１の波形のピーク
の時間間隔を測定して脈拍計として使用することも可能
である。また、カフは指先に配置して、指先の毛細血管
付近の血圧を利用することも可能である。

【００９６】

【実施例１３】図２６は実施例４の血液レオロジー測定
装置において、測定部を指先（図示省略）に設けた構成
を示す説明図である。血液レオロジーが高い（粘性が
高い）状態が慢性的に継続すると、動脈硬化など、きわ
めて危険な健康状態に陥る可能性が高くなる。

【００９７】そのため、血液レオロジーを常時測定し、
血液レオロジーが高い（粘性が高い）状態を保った場合
や、血液レオロジーが所定の値以下となった場合には、
LEDなどの検知部８５によって使用者に警告を出した
り、図２６のように、表示部８４に水分補給、生活改善
（睡眠不足など）を促す表示をすることで、上記のよう
な状態を回避することが可能となる。

【００９８】

【実施例１４】図２７は、実施例４の血液レオロジー測
定装置において、測定部を指先（図示省略）に設けた構
成を示す説明図である。図２７は日々の血液レオロジー
のトレンドを表示部８４に表示した状態の説明図であ
る。血液レオロジーは、睡眠時間、食生活、運動の有無
などの日常生活によって変化し、血液レオロジーの変化
を見ることで、その人の生活が健康かどうか判断するこ
とが可能となり、動脈硬化などの循環器系の病気の予防
につなげることができる。

【００９９】血液レオロジーは日々変化し、一回測定す
るだけではその人の健康状態を判断することが難しい。
そのため、例えば食前の血液レオロジー、食後の血液レ
オロジーを１週間分測定するなどすると、その人の健康
状態の把握がより正確に行うことが可能となる。また、
血液レオロジーを改善する食品、例えば納豆、黒酢、ト
マトジュース、青汁などを継続的に摂取した場合の効果
を確認することも可能となる。

【０１００】図２８は、測定した血液レオロジーの値
を、無線を通じて端末に送信し、そのデータをもとに、
その人の健康状態を判断し、診断結果を転送する様子を
示す説明図である。図２８において、転送先の端末は省
略する。８６はアンテナである。血液レオロジーの値
の変化はわずかであったり、測定する時間、体調によっ
て変化するため、測定されたデータを端末に転送し、医
師などの専門家がデータから診断して、使用者に生活に
ついてのアドバイス（例えば、血液レオロジーを改善す
る食品についてのアドバイス、睡眠時間、運動時間につ
いてのアドバイス）を返送することで、健康状態を誤っ
て認識する恐れを回避することができ、より正確にその
人の血液レオロジー状態の評価、ひいてはその人の健康
状態を評価、診断することが可能となる。

【０１０１】

【発明の効果】本発明の血液レオロジー測定装置は、皮
膚面から波動を送受信して血管を流れる血液の流速をド
ップラシフト信号の形態で検出する手段と、該手段によ
って検出された血流速値の時間的変化から血液レオロジ
ーを解析する手段とからなるものであるから、装置の小
型化が実現できると共に、測定が非侵襲的に行えること
から被検者に負担をかけないで医療機関以外であっても
何時でも何処でも簡単に血液レオロジー計測を可能とす
る。

【０１０２】また、血流速値の時間的変化からの血液レ
オロジー解析は脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の
積分値で割って行うものである本発明の血液レオロジー
測定装置は、計測される血流速が血液レオロジーのみに
依存するものでは無く血管の太さや壁質、血圧といった
条件にも依存するものであるけれど、生理的食塩水等の
基準との比較による絶対測定ができる従来方法と本発明
の方法による測定を並行する校正を実行して絶対値と対
応させる補正量を得ておけば、本装置によって血液レオ
ロジーの絶対測定が可能である。

【０１０３】皮膚面から波動を送受信して血管を流れる
血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する手段
と、該ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度（ヒス
トグラム）を求める手段と、該ヒストグラムにおいてし
きい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数又は該
ヒストグラムにおいて低周波成分からの積分値が全体の
所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手段と、
該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）を得る手
段とを備え、血液レオロジー解析は該周波数波形におけ
る最高周波数に基いて行うことを特徴とする血液レオロ
ジー測定装置と、前記周波数波形の１脈拍波形の最小値
と次の脈拍波形の最小値とを結ぶ線以上の部分の面積値
で行うことを特徴とする本発明の血液レオロジー測定装
置は、装置の小型化が実現できると共に、測定が非侵襲
的に行えることから被検者に負担をかけないで医療機関
以外であっても何時でも何処でも簡単に血液レオロジー
計測を可能とするだけでなく、従来方法と本発明の方法
による測定を並行する校正を実行して絶対値と対応させ
る補正量を得る必要がなく、本装置によって直接血液レ
オロジーの絶対測定が可能である。

【０１０４】血管を流れる血流速を検出する手段として
指先部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を、
あるいは指部の動脈に対して送受信される超音波送受波
器を採用した本発明の血液レオロジー測定装置は、測定
部位が指であるので血流速測定部を小型化できる。

【０１０５】また、本発明の血液レオロジー測定装置
は、血管部の温度を検出する手段と該手段による検出温
度値により血管の膨張収縮に基づく血流速の変化分を演
算補償する手段とを備えることにより、精度よく血液レ
オロジーを測定することができる。

【０１０６】また、本発明の血液レオロジー測定装置
は、血圧測定手段と該手段による検出血圧値で割ること
により血圧に基づく変化分を演算補償する手段とを備え
ることにより、精度よく血液レオロジーを測定すること
ができる。

【０１０７】本発明によれば、保持部の構造を、前記指
輪を軸方向に直交する面で切断した場合の切断面の上下
が識別可能な指輪形状をしており、前記測定部は、前記
円筒の軸を中心として、鉛直下方向を０度としたとき、
１０度から８０度の位置に配置されている構造にした。
これにより、動脈を正確に狙って超音波を入射すること
かでき、血流速度の測定精度、ひいては血液レオロジー
の正確な評価が可能となる。

【０１０８】また、本発明によれば、血液レオロジーの
測定装置に、センサ部をそれらが指に接するように指輪
の内周部に組み込み、超音波の信号処理部と共に常時携
帯して測定可能としたため、一日の生活中の血液レオロ
ジー変化を連続的な変化として評価することが可能とな
り、循環器系の疾患（心筋梗塞など）の予防につなげる
ことができる。

【０１０９】また、本発明によれば、血液レオロジーの
測定装置における測定部をカフに組み込むことで、血圧
測定と同時に血液レオロジーが測定できるばかりか、得
られた血圧値で補正することにより、より精度の高い血
液レオロジー情報を提供することが可能となり、循環器
系疾患の予防につなげることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の血液レオロジー解析法を説明す
る図である。

【図２】本発明の超音波受波器が受信した信号のドップ
ラシフト強度波形を示す図である。

【図３】ドップラシフト強度信号を高速フーリエ変換す
る際のＦＦＴ個数と脈拍最高感度との関係を示すグラフ
である。

【図４】ドップラシフト強度信号から抽出した本発明の
周波数波形を示す図である。

【図５】Ａは周波数波形から抽出する本発明の第２の血
液レオロジー解析法を説明する図であり、Ｂは本発明の
第３の血液レオロジー解析法を説明する図である。

【図６】本発明の実施例１（実施例２）の説明図で、Ａ
は指に装着した指輪型血液レオロジー測定装置を示し、
ＢはＡ上のＡ−Ａ’断面を図示したものである。

【図７】本発明の実施例１の説明図で、図６−Ｂに示す
Ｂ方向からみた指輪内部の透過図である。

【図８】実施例１（実施例３，４，５）の血液レオロジ
ー測定装置の信号処理部の内部構成と、信号処理部と指
輪部内部の超音波センサ部の接続状態を示すブロック図
である。

【図９】本発明の実施例２の説明図で、図６−Ｂに示す
Ｂ方向からみた指輪内部の透過図である。

【図１０】実施例２（実施例４，５，６）の血液レオロ
ジー測定装置の信号処理部の内部構成と、信号処理部と
指輪部内部の超音波センサ部、及び温度センサの接続状
態を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施例３（実施例４）である血液レ
オロジー測定装置の外観上の構成を示す図である。

【図１２】実施例３について、図11上のＡ−Ａ’断面を
図示したものである。

【図１３】実施例３について、図11上のＢ−Ｂ’断面を
図示したものである。

【図１４】実施例４のマウス型血液レオロジー測定装置
の断面図を示す図で、図11上のＡ−Ａ’断面を図示した
ものである。

【図１５】Ａは本発明の第５実施例である腕時計型血液
レオロジー測定装置の外観図、Ｂは腕時計型血液レオロ
ジー測定装置の測定状態を示す図である。

【図１６】第５実施例である腕時計型血液レオロジー測
定装置の図15−Ｂ上のＡ−Ａ’断面を図示したものであ
る。

【図１７】本発明の第６の実施例である血液レオロジー
測定装置の指サック型血液レオロジー測定装置の外観の
構成図である。

【図１８】本発明の第６の実施例の図17上のＡ−Ａ’断
面を図示したものである。

【図１９】本発明の第７の実施例のデータをグラフ表示
したものである。

【図２０】本発明の第８の実施例のデータをグラフ表示
したものである。

【図２１】本発明の第９の実施例のデータをグラフ表示
したものである。

【図２２】本発明の第１０の実施例を図示したものであ
る。

【図２３】本発明の第１０の実施例を図示したものであ
る。

【図２４】本発明の第１１の実施例を図示したものであ
る。

【図２５】本発明の第１２の実施例を図示したものであ
る。

【図２６】本発明の第１３の実施例を図示したものであ
る。

【図２７】本発明の第１４の実施例を図示したものであ
る。

【図２８】本発明の第１５の実施例を図示したものであ
る。

【符号の説明】

１指輪部２信号処理部３超音波センサ部５動脈６指７温度センサ 11 マウス型血液レオロジー測定装置 12 腕時計型血液レオロジー測定装置 13 指サック型血液レオロジー測定装置 21 駆動部 22 受信部 23 信号演算部 24 出力部 25 温度受信部 31 超音波入射部 32 超音波検出部 50 入力部 60 空気層 61 指先 71 チューブ 80 カフ 81 内周 82 外周 84 表示部 85 検知部 86 アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本三七男千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者新荻正隆千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内Ｆターム(参考） 4C017 AA10 AA11 AA16 AB03 AC23 FF30 4C038 KK00 KL00 KL05 KM00 KX02 KY03 KY04 4C301 AA03 DD01 DD02 DD10 EE13 GA01 GA20 JB17 JB18 JB30 JB34 JC20 LL05 4C601 DD03 DD07 DE01 EE11 GA01 JB34 JB46 JB49 JB51 JB52 LL01 LL05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体外部から生体内部の血液循環情報を
測定する測定部と、前記測定部から測定された情報を処理する情報処理部を
有し、前記情報処理結果として血液レオロジーに関す
る情報を提供することを特徴とする血液レオロジー測
定装置。
【請求項２】請求項１に記載の血液レオロジー測定装
置において、前記測定部、前記情報処理部を一体、あるいは個々に携
帯可能とし、連続あるいは日常的に血液レオロジーに関
する情報を提供可能としたことを特徴とする血液レオロ
ジー測定装置。
【請求項３】前記血液循環情報は、１拍分の最高血流
速度であることを特徴とする請求項１または２に記載の
血液レオロジー測定装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の血液
レオロジー測定装置において、前記血液循環情報は血流によるドップラ効果に基づく血
流速度であることを特徴とする血液レオロジー測定装
置。
【請求項５】前記測定部は、超音波を送信、受信する
超音波センサであることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項６】被測定者の個人情報を入力するデータ入
力部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
かに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項７】前記被測定者の血液レオロジーに関する
情報をもとに、被測定者に適した生活習慣情報を被験者
に知らせることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項８】測定された前記血液レオロジーに関する
情報を蓄積するデータ保存部を有し、該データ保存部に
蓄積したデータから被測定者の日々の血液レオロジーの
変化を評価することを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項９】更に、圧力測定部を有することを特徴と
する請求項１乃至８のいずれかに記載の血液レオロジー
測定装置。
【請求項１０】カフを有し、前記カフの締め付け圧力
を調整する機構、及び前記圧力を測定する圧力測定部を
有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記
載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１１】前記圧力により得られた血液レオロジ
ーに関する情報を演算補正することを特徴とする請求項
９または１０に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１２】前記測定部によって得られた血液循環
に関する情報から脈拍数を導出し、前記脈拍数によって
前記血液レオロジーに関する情報を演算補正することを
特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の血液レ
オロジー測定装置。
【請求項１３】前記個人情報は食品に関する情報であ
ることを特徴とする請求項６に記載の血液レオロジー測
定装置。
【請求項１４】前記測定部は所定のタイミングで測定
を行い、所定の血液レオロジーの値になったら、被測定
者に検知させることを特徴とする請求項１乃至１３のい
ずれかに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１５】前記測定部付近における生体内部ある
いは生体表面の温度を測定する温度測定部を有すること
を特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の血液
レオロジー測定装置。
【請求項１６】前記測定部付近における生体内部ある
いは生体表面の温度を上昇させる温度上昇部を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の血
液レオロジー測定装置。
【請求項１７】前記温度上昇部と、前記測定部が同一
であることを特徴とする請求項１６に記載の血液レオロ
ジー測定装置。
【請求項１８】前記測定部は、前記測定部を生体表面
に接触させて保持可能な構造（以下、保持構造）によっ
て保持されていることを特徴とする請求項１乃至１７の
いずれかに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項１９】前記保持構造は断熱性を有する部材で
あることを特徴とする請求項１８に記載の血液レオロジ
ー測定装置。
【請求項２０】前記保持構造は、ゴムなどの弾力性を
有する部材であることを特徴とする請求項１８または１
９に記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項２１】前記測定部は、指先の毛細血管での血
流速度変化を測定することを特徴とする請求項３に記載
の血液レオロジー測定装置。
【請求項２２】前記保持構造は円筒の指輪形状をして
おり、前記測定部が前記指輪の内周部分に生体に接する
ように組み込まれていることを特徴とする請求項１８乃
至２０のいずれかに記載の血液レオロジー測定装置。
【請求項２３】前記測定部が、手のひらと同じ面にあ
たる指の腹の部分から、指先から見て右もしくは左のど
ちらかにずれて生体と接するように前記指輪の内周部に
組み込まれていることを特徴とする請求項２２に記載の
血液レオロジー測定装置。
【請求項２４】前記温度測定部は、手のひらと同じ面
にあたる指の腹の部分から、指先から見て右もしくは左
のどちらかにずれて生体と接するように前記指輪の内周
部に組み込まれていることを特徴とする請求項２２に記
載の血液レオロジー測定装置。
【請求項２５】前記保持構造は、前記指輪を軸方向と
直交する面で切断した場合の切断面が上下の識別可能な
指輪形状をしており、前記測定部は、前記円筒の軸を中
心として、切断面における下方向を０度としたとき、１
０度から８０度の位置に配置されていることを特徴とす
る請求項２２乃至２４のいずれかに記載の血液レオロジ
ー測定装置。
【請求項２６】皮膚面から波動を送受信して血管を流
れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する
手段と、該手段によって検出されたOLE_LINK1血流速値
の時間的変化から血液レオロジーを解析するOLE_LINK1
手段とからなる血液レオロジー測定装置。
【請求項２７】血流速値の時間的変化からの血液レオ
ロジー解析は脈拍１拍分の最大血流速度を脈拍速度の積
分値で割って行うものである請求項２６に記載の血液レ
オロジー測定装置。
【請求項２８】皮膚面から波動を送受信して血管を流
れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する
手段と、該ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度
（ヒストグラム）を求める手段と、該ヒストグラムにお
いてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数
又は該ヒストグラムにおいて低周波成分からの積分値が
全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手
段と、該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）を
得る手段とを備え、血液レオロジー解析は該周波数波形
における最高周波数に基いて行うことを特徴とする血液
レオロジー測定装置。
【請求項２９】血管を流れる血流速を検出する手段は
指先部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採
用した請求項２６乃至２８のいずれかに記載の血液レオ
ロジー測定装置。
【請求項３０】皮膚面から波動を送受信して血管を流
れる血液の流速をドップラシフト信号の形態で検出する
手段と、該ドップラシフト信号の周波数成分毎の強度
（ヒストグラム）を求める手段と、該ヒストグラムにお
いてしきい値以上の強度レベルの信号の内で最高周波数
又は該ヒストグラムにおいて低周波成分からの積分値が
全体の所定比率に達したときの最高周波数を抽出する手
段と、該抽出周波数の時間的変化波形（周波数波形）を
得る手段とを備え、血液レオロジー解析は前記周波数波
形の１脈拍波形の最小値と次の脈拍波形の最小値とを結
ぶ線以上の部分の面積値で行うことを特徴とする血液レ
オロジー測定装置。
【請求項３１】血管を流れる血流速を検出する手段は
指部の動脈に対して送受信される超音波送受波器を採用
した請求項２６、２７、２８又は３０に記載の血液レオ
ロジー測定装置。
【請求項３２】血流を検出する血管部の温度を検出す
る手段と、該手段による検出温度値により血管の膨張収
縮に基づく血流速の変化分を演算補償する手段とを備え
た請求項２６乃至３１のいずれかに記載の血液レオロジ
ー測定装置。
【請求項３３】血圧測定手段と、該手段による検出血
圧値で割ることにより血圧に基づく変化分を演算補償す
る手段とを備えた請求項２８乃至３２のいずれかに記載
の血液レオロジー測定装置。