JP2008206900A - 血液の流動性評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計測条件の再現性を高める。
【解決手段】人差し指の指先Ｍをセットする指先セット台３１と、セットされた指先の腹側の皮膚の表面に下方から圧迫を加える加圧手段と、圧迫を加えた部分の皮膚に光を照射してその光の吸収度合いを光学的に計測する光学的検出手段と、圧迫を加えた時点からの光学的検出手段の計測データにより皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出する演算手段と、演算結果に基づて血液の流動性を評価する内容を表示する表示手段とを備えると共に、指先セット台の周囲に手のひら載置台８０を備え、手のひら載置台の左右の載置面８０Ｌ、８０Ｒを、中指から小指を載せる側が人差し指をセットする側よりも上側となるように傾斜面で構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、外部から簡単に血液の流動性（主に血液の粘性）を評価することのできる血液の流動性評価装置に関するものである。

例えば、血液の粘性を客観的に知ることで、健康維持に役立てたいという要望が最近では強い。しかし、血液の粘性を知るためには、一般的には採血して検査しなくてはならず、簡単には実施できない。

従来、血液の粘性を知るためではないが、生体の末梢循環状態を客観的に測定することにより、心臓の機能や血圧、動脈の硬化状態などを評価する試みがなされている。特許文献１に記載のこの種の装置は、生体の所定部位を虚血させるために該所定部位を押圧する押圧装置と、押圧装置の押圧が解除されたときに生体の所定部位に対する血液の復帰量を光学的に検出する血液復帰量検出装置と、血液復帰量検出装置により検出された血液の復帰量の変化を所定の時間軸に沿って経時的にグラフ表示する血液復帰量表示手段と、を具備しており、虚血状態から復帰する際の血流の戻りの速さにより、機能の評価を行うようにしている。

しかし、特許文献１に記載の技術のように、圧迫を解除したときの血流変化を測定するものの場合、圧迫解除時には全ての血管系に血液が一斉に充満することになるので、たとえ光の波長や光学素子の間隔を最適化したとしても、動脈系と毛細血管系の完全な区別が難しい。また心臓から送り出される血液の圧力、いわゆる血圧の影響を受け、血圧は刻々と変化するため校正は困難である。さらに血圧は心臓の鼓動に応じ脈動するので脈動成分を除去せねばならないが、除去は困難である。従って、血液の粘性評価のためには毛細血管系だけの血流データが欲しいにも拘わらず、計測したデータの中には動脈等の余計な情報が含まれてしまうため、感度の良い粘性評価を行うことは無理であった。

そこで、それを改善して感度の良い粘性評価を実現できるものとして、特許文献２に、被験者の指先等の皮膚の表面に加圧袋帯を巻いて圧迫を加えることにより、皮膚下の毛細血管内の血液を周囲に流出させると共に、圧迫を加えた皮膚に発光素子から光を照射して、その光の吸収度合いを受光素子の受光光量として計測することにより、毛細血管内の血液量の変化を光学的に測定し、圧迫を加えてからの毛細血管内の血液量の時間変化を求めることにより、血液の流動性を評価する技術が提案されている。

特開平１１−８９８０８号公報 特開２００６−６８４９１号公報

しかし、特許文献２に記載のものは、加圧袋帯を指先等の皮膚の表面に巻き付け、加圧袋帯に導入するエアの圧により圧迫を加えるものであるので、光学的に測定するポイントが不安定で、計測条件の再現性が低く、測定の精度をあまり上げられないことが分かった。

本発明は、上記事情を考慮し、計測条件の再現性を高めることができて、測定精度の向上を図れるようにした血液の流動性評価装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の血液の流動性評価装置は、被験者の片方の手の１本の指先の腹側の皮膚の表面を被測定面とするために、該１本の指先をその腹側を下にしてほぼ水平に遮光状態でセットすることのできる指先セット台と、該指先セット台にセットされた前記１本の指先の腹側の皮膚の表面に下方から圧迫を加える加圧手段と、該加圧手段により圧迫を加えた部分の皮膚に光を照射してその光の吸収度合いを光学的に計測する光学的検出手段と、前記加圧手段により圧迫を加えた時点からの前記光学的検出手段の計測データにより皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出する演算手段と、該演算手段による演算結果に基づて血液の流動性を評価する内容を表示する表示手段と、を備えることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の血液の流動性評価装置であって、前記指先セット台の周囲に、前記片方の手の１本の指先を前記指先セット台にセットした状態で、その片方の手のひらの少なくとも他の指側の部分を載せる手のひら載置台を設けたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の血液の流動性評価装置であって、前記片方の手の１本の指先が人差し指の指先であり、前記手のひら載置台は、その人差し指の指先を前記指先セット台にセットした状態で、他の指を含めた手のひら全体を載置可能なものとして構成されていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３に記載の血液の流動性評価装置であって、前記手のひら載置台の上面が、前記人差し指のセット位置を基準にして、中指から小指を載せる側が人差し指をセットする側よりも上側となるような傾斜面で構成されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載の血液の流動性評価装置であって、前記手のひら載置台の傾斜面の傾斜角度を５°〜３０°の範囲に設定したことを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の血液の流動性評価装置であって、前記手のひら載置台が、左手用と右手用の両方設けられていることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の血液の流動性評価装置であって、前記加圧手段として、前記被測定面を硬質の押圧面で押圧する押圧子と、押圧および押圧を解放するために前記押圧子を前記被測定面に略垂直に接近離間する方向に直線移動させる押圧駆動装置と、を備えると共に、前記光学検出手段として、前記押圧子に装備され、前記皮膚の表面を押圧する押圧面を構成する透明板を前面に有するケースの内部に、前記押圧面にて押圧している皮膚の表面に光を照射する発光素子と皮膚の表面からの反射光を受光する受光素子とを収容した光学センサを備え、前記演算手段が、前記受光素子の受光データに基づいて皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出することを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項７に記載の血液の流動性評価装置であって、前記被測定面が、被験者の手の１本の指先の先端の骨のない部分の腹側の部分の指の軸線に対して傾斜した先端面であり、前記指先セット台の前方には、指先の先端を突き当てることで前記被測定面を前記押圧子に対して位置決めする突当壁が設けられ、その被測定面に向けて、前記押圧子が接近離間するように前記押圧駆動装置が前記セットされる指の軸線に対して斜めの角度を持って装備されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、指先セット台に、測定部位である１本の指先の腹側を下にしてほぼ水平にセットして、その状態でその指先の腹側の皮膚の表面に下方から圧迫を加えるので、安定した状態で指先の被測定面に圧迫を加えることができ、計測条件の再現性を高めることができて、測定精度を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、手のひら載置台の上に測定側の手のひらを載せることにより、指先セット台の上にセットした指先の腹側の回転方向の位置を一定に決めることができる。従って、圧迫を加えるポイントの再現性を高めることができ、測定精度の向上に寄与することができる。

請求項３の発明によれば、人差し指の指先の腹側の皮膚を被測定面として、測定側の手のひら全体を手のひら載置台の上に載せるようにしたので、加圧手段に対する被測定面（人差し指の指先の腹側の皮膚の表面）の位置決めをより再現性よく安定して行うことができ、さらに信頼性の高い血液の流動性評価を行うことができる。

請求項４の発明によれば、人差し指の内側への曲がりを補正しながら、指先セット台の上に人差し指の腹側を適正にセットすることができる。即ち、人の左右の手の人差し指の指先は、指先の上下面の各幅方向の中心を結んだ線が、腹側が多少内側に向くように、わずかに傾斜している傾向にあることが、発明者らの研究の結果、認められた。

従って、被測定者が自由に人差し指を指先セット台の上にセットすると、指先が指の軸線（指のほぼ断面中心を指の長手方向に結んだ線）周りに多少とも回転した状態で載ることになり、そうなると、被測定面に対する加圧ポイントが適正な腹側の幅方向の中心位置からずれるおそれが出てくる。そこで、加圧手段の方を、予測される指先の回転角度に合わせて、最初から指の真下ではなく、左右方向の斜め下方から圧迫を加えられるようにすることが考えられる。

しかし、そうすると、左手用と右手用とで、加圧手段の傾斜方向を違えなくてはならず、実用的でない。そこで、本発明では左右どちらの手の人差し指を指先セット台にセットする場合にも、加圧手段の位置を共通化できるように、手のひら載置台に傾斜を持たせた。このようにすることにより、人差し指の指先の腹側の幅方向の中心位置を、加圧手段による加圧ポイントとして適正に位置決めすることができ、再現性の良い計測ができるようになる。

請求項５の発明によれば、手のひら載置台の傾斜面の傾斜角度を５°〜３０°の範囲に設定したので、多くの人の人差し指の腹側を適正に加圧手段に対して位置決めすることができる。

請求項６の発明によれば、手のひら載置台を左手用と右手用の両方設けているので、左右いずれの手の指先に対しても、適正位置に対しての測定を実施することができる。

請求項７の発明によれば、透明板の平坦な硬質の表面で皮膚の表面を局部的に圧迫するので、血液の流動性を評価する上で有効なバラツキの少ないデータを収集することができて、信頼性の高い血液流動性評価を行うことができる。

請求項８の発明によれば、指先を適正に位置決めすることができ、計測条件の再現性を高めることができる。また、太い動脈のない指先の特に骨のない部分を測定対象部位とするので、脈動の影響を受けにくい毛細血管の血流抵抗を測定することができる。

以下、本発明の実施形態の内容を図面を参照しながら説明する。
図１は実施形態の血液粘性測定装置（血液の流動性評価装置）の原理説明図で、（ａ）は指先と光学センサの関係を示す側面図、（ｂ）は光学センサを指先の皮膚に押圧させたときの状態を示す断面図、図２は実施形態の装置の制御系の概略構成を示すブロック図、図３は同装置の機械的な構成を示す側面図、図４は同装置の指先挿入側から見た正面図、図５は光学センサの詳細構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＶｃ−Ｖｃ矢視断面図、図６は同装置における測定動作の内容を示すタイムチャート、図７は例として、測定部位である左手の人差し指の指先の曲がりの傾向を示す図で、（ａ）は左手の上から見た平面図、（ｂ）は親指を除く４本の指の指先側から見た正面図、図８はその指先の曲がりを補正するための原理の説明図、図９は手のひら載置台に手のひらを載せたときの指先セット台の上の人差し指の指先の向きを示す挿入側から見た正面図である。

この血液粘性測定装置では、図１に示すように、被測定面（つまり、測定のための押圧を加えるべき皮膚の表面）を、片方の手（図示例では左手）の人差し指の指先Ｍの先端の骨のない部分の腹側の部分の指の軸線（（指のほぼ断面中心を指の長手方向に結んだ線））に対して傾斜した先端面としており、その先端面に対向させて、光学センサ１０（後述の押圧子に取り付けられている）を配設している。

そして、その指先の先端面を適正にセットするために、図３、図４に示すように、被測定者の左手または右手の１本の指先（本例では人差し指の指先）Ｍを、その腹側を下にしてほぼ水平に遮光状態でセットすることのできる指先セット台３１を設けている。この指先セット台３１の上には、指先ガイド３２が設けられ、それら全体が遮光カバー３３で覆われている。また、指先セット台３１の前方には、指先Ｍの先端を突き当てることで指先の先端面（被測定面）を後述する押圧子５１に対して適正に位置決めするための突当壁３４が設けられている。なお、遮光カバー３３や指先ガイド３２等は、測定時点で遮光性を確保できるものでありさえすればよい。

また、被測定面に対して垂直に押圧接触できるように押圧子５１を設けており、その押圧子５１を、押圧および押圧を解放するために被測定面に対して略垂直に接近離間する方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に直線移動できるように、押圧駆動装置５０を、指の軸線に対して斜めの角度θを持って配備している。この場合の押圧駆動装置５０としては、エアシリンダを利用してもよいが、ここでは、永久磁石５３と駆動コイル５２を組み合わせた電磁式のアクチュエータを用いている。従って、駆動コイル５２に流す電流に応じて押圧力を制御できる。

なお、押圧駆動装置５０の傾斜角度θは、例えば、約３０度〜８０度の範囲に入っていれば概ね好ましく、より好ましくは約５５度程度であるのがよい。

そして、押圧駆動装置５０によって矢印Ａ、Ｂ方向に直線移動させられる押圧子５１の先端面に、皮膚色の変化を測定するための光学センサ１０を装備している。光学センサ１０は、皮膚の表面を押圧する押圧面が、測定部位の皮膚の表面に対して垂直な方向から押圧するように取り付けられている。

光学センサ１０は、図１、図５に示すように、皮膚の表面を押圧する押圧面を構成する透明板１７を前面に有する遮光ケース１５の内部に、押圧面にて押圧している皮膚の表面に光Ｈａを照射する発光素子１１と、皮膚の表面（毛細血管Ｍａ）からの反射光Ｈｂを受光する受光素子１２とを収容したものである。この場合、発光素子１１と受光素子１２の距離を規制することで、反射光を求める対象の深さを決めるようにしている。つまり、毛
細血管域の血液吸光特性が最も顕著に現れる距離を設定するようにしている。

使用する光の種類としては、波長４３５ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光と、波長８５０ｎｍ〜１１５０ｎｍの赤外光を想定している。前者の場合、発光素子１１と受光素子１２の距離は３ｍｍ〜７ｍｍくらいに設定し、後者の場合、発光素子１１と受光素子１２の距離は３ｍｍ以下くらいに設定する。赤外光の場合に発光素子１１と受光素子１２の間の距離を小さくする理由は、赤外光は浸透深さが深くなるので、素子間の距離を小さくして浸透深さを浅くするためである。つまり、皮膚下の僅かの深さ（例えば、０．３ｍｍ〜０．９ｍｍくらいの深さ）の毛細血管域の血液吸光特性を調べるためである。

また、光学センサ１０において重要なことは、発光素子１１の光が直接受光素子１２入らないようにすることである。そのために、発光素子１１を受光素子１２より一段下げた位置に配置し、発光素子１１と受光素子１２との間に遮光壁１３を設けている。また、これら素子１１、１２は、回路基板１６上に搭載している。なお、遮光ケースの上面には、透明板１７の表面に並べてノイズキャンセル用の電極１９を設けている。

次に制御系について説明する。
この血液粘性測定装置は、図２に示すように、光学センサ（血流センサ）１０や押圧駆動装置５０の他に、制御装置１００、押圧駆動装置５０の駆動回路１０１、発光素子駆動回路１１１、受光信号増幅回路１１２、血液粘性演算回路（演算手段）１１３、表示器（表示手段）１１４、スイッチ１１０、脈拍センサ１２０などを備えている。押圧駆動装置５０は、制御装置１００からの制御信号により駆動回路１０１を介して駆動制御される。発光素子１１は発光素子駆動回路１１１によって駆動制御され、受光素子１２の信号は受光信号増幅回路１１２によって増幅された上で、血液粘性演算回路１１３に入力される。血液粘性演算回路１１３は、受光素子１２の受光データに基づいて皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出し、表示器１１４が、その演算結果に基づく血液の流動性の評価内容を表示する。

また、制御装置１００は、測定動作を実行するために、スイッチ１１０からの入力信号や脈拍センサ１２０からの脈拍信号に応じて、押圧駆動装置５０や発光素子１１、受光素子１２、血液粘性演算回路１１３などを制御する。即ち、後述するように、指先に対する最大圧での押圧を被験者の脈拍以上の間隔にわたり継続して行い、押圧開始から終了までの受光素子１２の受光データを収集した後、押圧解放状態に戻し、それを１回の測定動作として、その測定動作を複数回、所定の時間間隔で行い、複数回の測定動作で得た受光素子１２の受光データを演算回路１１３に処理させて、血液の流動性を評価し、その内容を表示させる。また、制御装置１００は、押圧駆動装置５０を制御することにより、各測定動作の前に、押圧子５１により、測定対象の皮膚を軽く叩く予備動作を数回繰り返させる。

次に手のひら載置台８０について説明する。
図３、図４に示すように、指先セット台３１の周囲には、片方の手の人差し指を指先セット台３１にセットした状態で、他の指を含めたその片方の手の手のひら全体を載せることのできるような手のひら載置台８０が設けられている。この実施形態では、左手用と右手用を兼ねた両手用の手のひら載置台８０が設けられている。

この手のひら載置台８０は、その上面が、人差し指の指先Ｍのセット位置（指先セット台３１の位置）を基準にして、中指から小指を載せる側が人差し指をセットする側よりも上側となるような傾斜面で構成されており、左右に羽根を広げたような形状をなしている。基準となる中央の凹部分８０Ｃを中心とすると、その凹部分８０Ｃから左側に主に左手を載せる載置面８０Ｌが設けられ、右側に主に右手を載せる載置面８０Ｒが設けられてい
る。この場合の各載置面の傾斜角度は５°〜３０°の範囲に設定されている。

なぜ、このように主に左手を載せる載置面８０Ｌと、主に右手を載せる載置面８０Ｒを、水平に対して傾斜させているかというと、その理由は、人差し指の内側への曲がりを補正しながら、指先セット台３１の上に人差し指の腹側を適正にセットするためである。

その点について解説する。
図７に左手ＬＨの例を示す。５本の指（親指、人差し指、中指、薬指、小指）をＦ１〜Ｆ５で示すと、人の左右の手の人差し指Ｆ２の指先は、指先の上下面の各幅方向の中心を結んだ線が、腹側が多少内側（左点の場合は右側、右手の場合は左側）に向くように、わずかな角度α１だけ傾斜している傾向にあることが、発明者らの研究の結果、認められた。

従って、被測定者が自由に人差し指Ｆ２を指先セット台３１の上にセットすると、指先が指の軸線（指のほぼ断面中心を指の長手方向に結んだ線）周りに角度α１だけ回転した状態で載ることになる。そうなると、被測定面に対する加圧ポイントが適正な腹側の幅方向の中心位置（指先の腹側の一番下側に膨らんだ部分）からずれるおそれが出てくる。そこで、図８に示すように、指を載せる台ＫＤ側を、人差し指Ｆ２の指先の回転角度α１を打ち消す角度α２だけ傾斜させること、または、加圧手段である押圧駆動装置５０の方を、予測される指先の回転角度に合わせて、最初から指の真下ではなく、左右方向の斜め下方から圧迫を加えられるようにすることが考えられる。

しかし、後者のように押圧駆動装置５０の方を傾斜させると、左手用と右手用とで、押圧駆動装置５０の傾斜方向を違えなくてはならず、実用的でない。そこで、本実施形態では、左右どちらの手の人差し指を指先セット台３１にセットする場合にも、押圧駆動装置５０の位置を共通化できるように、図９に示すように、手のひら載置台８０に角度α２の傾斜を持たせている。

このように中指Ｆ３から小指Ｆ５側の手のひらを載せる部分（主に左手ＬＨを載せる載置面８０Ｌ、および、主に右手を載せる載置面８０Ｒ）を傾斜させることにより、人差し指Ｆ２の指先の腹側の幅方向の中心位置を、押圧駆動装置５０の押圧子５１による加圧ポイントとして適正に位置決めすることができ、再現性の良い計測ができるようになる。

次に、血液の粘性測定の原理について述べる。
皮膚下の浅い位置には毛細血管があり、深い位置には動脈や静脈がある。皮膚に圧迫力が加わった場合、動脈や静脈は流路径が大きいので、血液が急速に他の部分へ流出してしまうが、毛細血管は流路径が小さく流路抵抗が大きいので、ゆっくりと血液が周囲へ流出する。また、毛細血管が圧迫された場合、血管流路が更に狭められるので、赤血球の集合化や変形能低下といった粘性の変化の影響で、さらに流出量が減っていくことになる。

この血液流出の時間変化（速さ）は、血流抵抗（その一つの要素として血液の粘度がある）に依存する。そこで、本実施形態では、毛細血管内からの血液流出の時間変化を光学的に検出することにより、血流抵抗の一要素である粘性を推定することにしている。

次に上述の血液粘性測定装置を用いた測定方法について説明する。
測定する場合は、まず、指先セット台３１の上に人差し指Ｍ（Ｆ１）を挿入して載せ、上から指先押さえ３２と遮光カバー３３を被せる。その際、左手で測定する場合は、左手ＬＨの手のひらの全体を手のひら載置台８０の上に軽く載せる。そうすると、中指Ｆ３〜小指Ｆ５側は、主に左手用の載置面８０Ｌに載るので、人差し指Ｆ１の曲がりが補正された状態で、被測定面（人差し指Ｆ１の指先の腹側の先端面）が押圧駆動装置５０の押圧子
５１に正面に適正に対面する。また、脈拍センサ１２０を脈拍を計測できる別の部位にセットする。その状態でスイッチ１１０をＯＮする。そうすると、制御装置１００が一連の動作を実行する。

そのときの動作と信号の推移を図６に示す。
スイッチを入れると、まず、予備動作を行い、次いで本番の測定動作を行う。予備動作と本番の測定動作を一つの組として、それを４回繰り返す。図において、一番上の信号は押圧ＯＮの信号、その下は押圧駆動装置５０に入力する電流レベルの信号（押圧力に比例）、その下は押圧方向と逆に加える退避信号、その下は受光素子１２による検出波形、その下は脈拍を示している。最初の回の前に一度、退避信号をＯＮし、押圧駆動装置５０を初期化する。

次に、押圧子５１により測定対象の皮膚を軽く叩く予備動作を数回繰り返してから、本番の測定動作として、最大圧まで押圧力を加える。この際、所定の押圧解放状態（本例では、皮膚の表面に対して押圧面が非接触の状態を指すが、皮膚の色が変化しない程度の所定圧力以下で押圧面が皮膚に接触している状態であってもよい）から、予め決められた短時間内（０．５ｓｅｃ以内）に最大圧となるように、押圧子５１の硬質の押圧面（光学センサ１０の透明板１７の表面）を指先の皮膚の表面に局部的に押し当て、それにより皮膚下の毛細血管内の血液を周囲に流出させる。

その際、圧迫を加えて毛細血管内の血液量の変化を光学的に測定するタイミングを、被験者の脈拍と同期させる。押圧動作の立ち上げのタイミングＴ１、Ｔ２は、脈拍のピークＰ１に同期させてもでもよいし、脈拍の谷部Ｐ２に同期させてもよい。いずれの場合も、毎回の測定動作において、同じタイミングで行いさえすればよい。

そして、押圧動作と共に、押圧面の内部に装備した発光素子１１から当該押圧面により押圧している皮膚の表面に光を照射して、その反射光を押圧面の内部に装備した受光素子１２で受光し、その受光データを収集する。ここで、圧迫時の最大圧は、被験者の最高血圧以上に設定するのが望ましい。例えば、１５０ｍｍＨｇ〜３００ｍｍＨｇの範囲に設定する。その理由は、最大血圧以上で押さないと、脈動の影響が出やすいからである。但し、あまり強く押すと、肉の変形が戻らないので、好ましくない。なお、人によって最高血圧は異なるので、圧迫時の最大圧（圧迫圧）を固定的に決めておくのではなく、被験者の最高血圧に応じて圧迫時の最大圧（圧迫圧）を調整できるようにしておくこともできる。そうすれば、無理に大きな圧迫を加えることがなく、被験者に対する負担を減らすこともできる。

最大圧による圧迫は、被験者の脈拍以上の間隔にわたり継続して行う。例えば、１０秒間位継続して行い、その後、押圧駆動装置５０に退避方向の駆動信号を一瞬入力して、皮膚の押圧を解放する。

圧迫開始から終了までの受光素子１２の受光データを収集した後、押圧解放状態に戻し、それを１回の測定動作として、その測定動作を複数回、所定の時間間隔で行い、複数回（図示例では４回）の測定動作で得た受光素子の受光データを処理することにより、血液の流動性を評価する。複数回のデータを採集するのは、測定の偶然性の影響を排除するためであり、４回の受光データのうち、１回目の測定データは不安定になりやすいため、それを捨てた残り３回分の平均値で評価する。但し、測定の安定性と有効性を判断するため、突飛なデータは除外するものとする。

原理的には、次の流れで評価することになる。
例えば、血液量が多いと、光の吸収が大となり、受光光量が少くなる。また、血液量が
少いと、光の吸収が小となり、受光光量が多くなる。従って、受光光量が多ければ、光の吸収が少ないということであるから、血液量が少、即ち、圧迫で血が逃げやすい、つまり「血液粘度低」であると評価する。また、受光光量が少なければ、光の吸収が多いということであるから、血液量が多、即ち、圧迫で血が逃げにくい、つまり「血液粘度高」と評価する。

この場合、指先の皮膚の表面に圧迫を加えたときの毛細血管内からの血液流出の時間変化に基づいて血流抵抗の評価を行うので、毛細血管よりも更に深い位置にある動脈や静脈等の血流の影響を受けずに、感度良く血液の流動性（主に血液の粘性）を評価することができる。

つまり、動脈や静脈は元々血管抵抗が毛細血管に比べて低く、圧迫を加えた時には急速に血液が流出するので、それらの影響を受けずに、毛細血管系に残る血液の流出のみの測定が可能であり、それに基づいて精度良く血液の流動性（主に粘性）を評価することができる。特に皮膚下残存血液量の変化を、ヘモグロビンによる光の吸収を利用して外部から光学的に測定するようにしているので、測定構造の簡略化が図れる。

しかも、本実施形態では、硬質の押圧面を皮膚の表面に局部的に押し当てることによって、所定の押圧解放状態から短時間で最大圧に到達させるので、特許文献２に記載の技術のように柔軟な加圧袋体に加圧エアを導入して締め付けるのと違って、瞬間的に皮膚の限られた部位に圧迫を加えることができる。従って、血液の流動性を評価する上で有効なバラツキの少ないデータを収集することができて、信頼性の高い血液流動性評価を行うことができる。

また、圧迫時の最大圧を被験者の最高血圧以上とするので、体内で自然に行われている血液の循環を部分的に停止させ、圧迫部分にある血管内の血液を周囲に確実に排出させることができ、測定精度の向上に寄与することができる。

また、複数回の測定データに基づいて評価を下すので、それだけバラツキの少ない精度の高い評価を行うことができる。

また、測定動作の前に予備の押圧動作（複数回の軽い叩き動作）を行うので、測定者の緊張をほぐすことができ、被験者に心理的な準備を促すことができる。つまり、急な押圧による驚きを少しでも軽減する効果がある。但し、叩く回数が多すぎたり、叩く強さが強すぎると、血の巡りが良くなることにより、逆に測定データが変わってしまうおそれがあるので、叩く回数や強さは実験値等に応じて設定するのがよい。

また、叩き動作により、押圧箇所の皮膚の自然状態への戻りを促進する効果が得られ、測定データのバラツキの軽減に寄与することができる。即ち、人間の皮膚は少しの圧力でも変形し、元に戻るのに時間がかかる。変形量が大きいほど（測定動作時には変形が大きくなる）、戻り時間は大きくなる。変形している皮膚面は、そうでないときと、光の反射状態が異なるため、血液流動特性の測定データが異なってくる。そこで、データの再現性を増すためには、できるだけ皮膚の変形が無くなった状態で測定するのがよい。皮膚の変形は、再度変形しない程度の軽さで複数回叩くと戻りやすい。従って、本発明のように測定前に軽く皮膚面を叩くようにすることにより、測定データの再現性を高めることができる。

また、この予備動作の際に、皮膚に押圧面が接触して軽く圧迫を加えるので、そのときの反射光の強度を予備測定して、本測定時の信号増幅ゲインを調整するのに役立てることもできる。

また、この予備動作を、押圧駆動系統の円滑動作の準備運動とすることができる。特に押圧駆動系統にエアシリンダを使用した場合、長時間不使用状態にあると動作が安定しない場合があり、それを防止するために予備動作を役立てることができる。

また、本実施形態では、太い動脈のない指先の特に骨のない部分を測定対象部位とするので、脈動の影響を受けにくい毛細血管の血流抵抗を測定することができるし、透明板１７の平坦な表面により皮膚の表面を押圧するので、皮膚色の変化を精度よく光学的に捉えることができる。また、光学センサ１０の光の届く深さを制限しているので、皮膚下の毛細血管より深い位置にある動脈等の血流の影響を極力排することができて、高感度に血液の流動性を評価することができる。

また、脈拍に同期して測定動作を行うので、脈動による測定結果のバラツキを抑制できる。つまり、毛細血管を通過する血液は心拍（脈拍）に同期した動きを持っており、指を押圧した時は、指の心臓側に近い血管では血圧に逆らって血液が戻されることになるので、血圧の高いときと低いときでは血液の逃げる量が違ってくる。このため、血圧の高くなる脈の立ち上がりのときと、血圧の低くなる脈の立ち下がりのときとで、血液の逃げる量に違いが出る。従って、測定の再現性を高めるためには、常に脈拍に同期したタイミングで押圧と解放を行うのがよく、そうすることにより、測定結果から脈動に伴う血管内圧の変動成分を除去することができ、それにより測定結果のバラツキが軽減し、測定精度を高めることができる。

また、指先セット台３１に、人差し指Ｆ１（Ｍ）の腹側を下にしてほぼ水平にセットして、その状態で、その指先の腹側の皮膚の表面に下方から圧迫を加えるので、安定した状態で指先の被測定面に圧迫を加えることができ、計測条件の再現性を高めることができて、測定精度を向上させることができる。

また、手のひら載置台８０の上に測定側の手のひら全体を載せるので、指先セット台３１の上にセットした指先の腹側の回転方向の位置を一定に決めることができ、圧迫を加えるポイントの再現性を高めることができる。特に、手のひら載置台８０に適当な傾斜を持たせることにより、上述のように、人差し指Ｆ２の内側への曲がりの傾向を是正することができるので、左手であるか右手であるかに拘わらず、再現性の良い計測ができるようになる。手のひら載置台８０には、左手用の部分と右手用の部分の両方を設けているので、左右いずれの手の指先に対しても、適正位置に対しての測定を実施することができる。

なお、光学センサ１０を取り付けた部分を首振りできる構造にすることで、指の表面に真っ直ぐに押圧面が当たるようにすることができる。

本発明の実施形態の血液粘性測定装置（血液の流動性評価装置）の原理説明図で、（ａ）は指先と光学センサの関係を示す側面図、（ｂ）は光学センサを指先の皮膚に押圧させたときの状態を示す断面図である。 同装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 同装置の機械的な構成を示す側面図である。 同装置の指先挿入側から見た正面図である。 同装置における光学センサの詳細構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＶｃ−Ｖｃ矢視断面図である。 同装置における測定動作の内容を示すタイムチャートである。 測定部位の例として、測定部位である左手の人差し指の指先の曲がりの傾向を示す図で、（ａ）は左手の上から見た平面図、（ｂ）は親指を除く４本の指の指先側から見た正面図である。 その指先の曲がりを補正するための原理の説明図である。 実施形態の装置の手のひら載置台に左手の手のひらを載せたときの指先セット台の上の人差し指の指先の向きを示す挿入側から見た正面図である。

符号の説明

１０ 光学センサ
１１ 発光素子
１２ 受光素子
１７ 透明板
３１ 指先セット台
３４ 突当壁
５０ 押圧駆動装置
５１ 押圧子
８０ 手のひら載置台
８０Ｌ 主に左手の手のひらを載せる載置面
８０Ｒ 主に左手の手のひらを載せる載置面
１１３ 血液粘性演算回路（演算手段）
１１４ 表示器（表示手段）
Ｍ 指先
Ｆ２ 人差し指

Claims (8)

1. 被験者の片方の手の１本の指先の腹側の皮膚の表面を被測定面とするために、該１本の指先をその腹側を下にしてほぼ水平に遮光状態でセットすることのできる指先セット台と、
   該指先セット台にセットされた前記１本の指先の腹側の皮膚の表面に下方から圧迫を加える加圧手段と、
   該加圧手段により圧迫を加えた部分の皮膚に光を照射してその光の吸収度合いを光学的に計測する光学的検出手段と、
   前記加圧手段により圧迫を加えた時点からの前記光学的検出手段の計測データにより皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出する演算手段と、
   該演算手段による演算結果に基づて血液の流動性を評価する内容を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする血液の流動性評価装置。
2. 請求項１に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記指先セット台の周囲に、前記片方の手の１本の指先を前記指先セット台にセットした状態で、その片方の手のひらの少なくとも他の指側の部分を載せる手のひら載置台を設けたことを特徴とする血液の流動性評価装置。
3. 請求項２に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記片方の手の１本の指先が人差し指の指先であり、前記手のひら載置台は、その人差し指の指先を前記指先セット台にセットした状態で、他の指を含めた手のひら全体を載置可能なものとして構成されていることを特徴とする血液の流動性評価装置。
4. 請求項３に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記手のひら載置台の上面が、前記人差し指のセット位置を基準にして、中指から小指を載せる側が人差し指をセットする側よりも上側となるような傾斜面で構成されていることを特徴とする血液の流動性評価装置。
5. 請求項４に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記手のひら載置台の傾斜面の傾斜角度を５°〜３０°の範囲に設定したことを特徴とする血液の流動性評価装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記手のひら載置台が、左手用と右手用の両方設けられていることを特徴とする血液の流動性評価装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記加圧手段として、前記被測定面を硬質の押圧面で押圧する押圧子と、押圧および押圧を解放するために前記押圧子を前記被測定面に略垂直に接近離間する方向に直線移動させる押圧駆動装置と、を備えると共に、
   前記光学検出手段として、前記押圧子に装備され、前記皮膚の表面を押圧する押圧面を構成する透明板を前面に有するケースの内部に、前記押圧面にて押圧している皮膚の表面に光を照射する発光素子と皮膚の表面からの反射光を受光する受光素子とを収容した光学センサを備え、
   前記演算手段が、前記受光素子の受光データに基づいて皮膚下の毛細血管内の血液量の時間変化を算出することを特徴とする血液の流動性評価装置。
8. 請求項７に記載の血液の流動性評価装置であって、
   前記被測定面が、被験者の手の１本の指先の先端の骨のない部分の腹側の部分の指の軸線に対して傾斜した先端面であり、
   前記指先セット台の前方には、指先の先端を突き当てることで前記被測定面を前記押圧子に対して位置決めする突当壁が設けられ、
   その被測定面に向けて、前記押圧子が接近離間するように前記押圧駆動装置が前記セットされる指の軸線に対して斜めの角度を持って装備されていることを特徴とする血液の流動性評価装置。

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