JP2011177571A - 血管内皮機能検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体の一部に巻回されたカフの膨張によって血管径の測定に支障が発生することがない血管内皮機能検査装置を提供する。
【解決手段】血管内皮機能検査装置３０によれば、生体１４の肘付近を受けてそれを支持する肘支持部材８６と、生体１４の手背を受けてそれを支持する手背支持部材８８とが備えられて、検査測定中において生体１４の前腕部に巻回されたカフ７４を空間に浮かすようにされていることから、カフ７４の膨張による前腕部の動きが好適に抑制されるので、そのカフ７４の膨張に関連した前腕部の動きに起因してセンサ保持装置１０によって支持されている超音波プローブ１２とそれが当てられている上腕動脈２０との間に相対移動が発生することが防止され、安定した血管画像が得られて血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体の一部の皮膚上に配置された超音波プローブの放射面から超音波を放射することによりその生体の血管の内皮機能を検査する血管内皮機能検査装置に関するものである。

反応性充血時における血管径の増加率などで代表される内皮機能は、動脈硬化の進行度と密接に関係することから、その動脈硬化症を早期に発見するなどのために、非侵襲で簡便な検査方法が提案されている。たとえば特許文献１に記載されたものがそれである。

これによれば、ロボットアームの先端部に支持された超音波プローブが被検者の上腕部に対して押し当てられ、安静時の血管画像と前腕が阻血された後の血管画像とが採取されるとともに、安静時の血管径ｄに対する拡張時の血管径ｄmax の増加率或いはＦＭＤ値（＝１００×（ｄmax −ｄ）／ｄ）が算出され、動脈硬化の評価に用いられる。

特開２００３−２４５２８０号公報

ところで、上記のような血管内皮機能検査装置において、カフ等による阻血解放後や、薬剤による血流変化後、温熱による血流変化後において、たとえば生体の一部の皮膚上に配置された超音波プローブの放射面を放射することによりその生体の血管の断面形状が測定される。しかし、生体の体動、生体の一部たとえば前腕部に巻回されたカフにより阻血されるとき、皮膚がそのカフの圧迫によって引っ張られたり、カフの膨張によって前腕に動きが発生したりして、ロボットアームなどのセンサ保持装置によって支持されている超音波プローブとそれが当てられている生体の一部に隣接した部位の動脈たとえば上腕動脈との間に相対移動が発生して血管画像が変動し、血管径の測定に支障が発生するという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、生体の一部に巻回されたカフの膨張によって血管径の測定に支障が発生することがない血管内皮機能検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、生体の一部の皮膚上に配置された超音波プローブの放射面から超音波を放射することによりその皮膚下の血管の内皮機能を検査する血管内皮機能検査装置であって、(a) 超音波プローブに検出された前記超音波の反射波に基づいて前記血管の断面画像を生成する断面画像生成手段と、(b) 阻血解放後の前記断面画像内において、阻血前の血管の位置を基準とする予め設定された範囲内で血管を探索する血管位置探索手段と、(c) その血管位置探索手段によって探索された血管径を算出する血管算出手段とを、含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明の血管内皮機能検査装置によれば、 (a) 超音波プローブに検出された前記超音波の反射波に基づいて前記血管の断面画像を生成する断面画像生成手段と、(b) 阻血解放後の前記断面画像内において、阻血前の血管の位置を基準とする予め設定された範囲内で血管を探索する血管位置探索手段と、(c) その血管位置探索手段によって探索された血管径を算出する血管径算出手段とが含まれることから、カフの膨張によって皮膚が引っ張られたり前腕が動いて血管画像が変化したとしても、上記血管位置探索手段によって血管位置が探索されて、血管径算出手段によりその血管の内径が算出されるので、血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

本発明の一実施例の血管内皮機能検査装置の構成を概略説明する図である。 図１のセンサ保持装置の先端部において、超音波アレイを保持する自在継手およびストッパ装置の構成を拡大して説明する図である。 図１のフランジ部を備えた超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血前の安静状態を示している。 図１のフランジ部を備えた超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血中の状態を示している。 図１のフランジ部を備えた超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血解放後の状態を示している。 フランジ部が備えられていない超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血前の安静状態を示している。 フランジ部が備えられていない超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血中の状態を示している。 フランジ部が備えられていない超音波アレイを用いて内皮機能を検査する状態を示す図であって、カフによる阻血解放後の状態を示している。 図１の血管内皮機能検査装置を用いて内皮機能を検査するに際して、ベット上の被測定者の腕を支持するための支持部材および手背支持部材の位置を示す図である。 図１および図９に示す高さ調節機能を有する手背支持部材の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例の血管内皮機能検査装置を説明する図である。 本発明の他の実施例の血管内皮機能検査装置を説明する図である。 本発明の他の実施例の超音波プローブの先端部を説明する図であって、図３に相当する図である。 本発明の他の実施例の超音波プローブの先端部を説明する図であって、図３に相当する図である。 図１の実施例の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図１の実施例の電子制御装置の制御作動の要部を説明する、横断面画像すなわち短軸画像を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例のセンサ保持装置１０に保持された超音波プローブ（超音波探触子）１２を用いて被検出体である生体１４の上腕１６の皮膚１８の上からその皮膚１８直下に位置する血管２０の横断面画像（短軸画像）或いは縦断面画像（長軸画像）を測定する血管画像測定装置２２を備えた血管内皮機能検査装置３０を説明する正面図である。

上記超音波プローブ１２は、生体情報を検出するためのセンサとして機能するものであって、たとえば圧電セラミックスから構成された多数個の超音波振動子が一列に配列されることにより構成された１列または互いに平行な２列の超音波アレイを含む先端部２４が、３軸駆動機構２６を介してプローブ本体２８に備えられている。

血管内皮機能検査装置３０は、所謂マイクロコンピュータから構成された電子制御装置３２と、モニタ画面表示装置３４と、入力操作装置であるキーボード３６およびマウス３７、超音波駆動制御回路３８とを備えており、電子制御装置３２は、超音波駆動制御装置３６から駆動信号を供給して超音波プローブ１２の先端部２４にある超音波アレイから超音波を放射させ、その先端部２４の超音波アレイにより検知された超音波反射信号を受けてその超音波反射信号の処理を行うことによって、皮膚１８下の超音波画像を発生させ、モニタ画面表示装置３４に表示させる。先端部２４の下端面が、超音波を放射する放射面Ｓに対応している。また、電子制御装置３２は、血管２０の横断面画像（短軸画像）を生成させるに際しては、上記超音波アレイを血管２０に対して直交する位置となるように３軸位置決め機構２６を駆動することによりに位置決めさせ、血管２０の縦断面画像（長軸画像）を生成させるに際しては、上記超音波アレイを血管２０に対して平行となるように３軸位置決め機構２６に位置決めさせる。

上記超音波駆動制御回路３８は、電子制御装置３２からの指令に従って、上記超音波アレイを構成する一列に配列された多数個の超音波振動子のうち、その端から、一定数の超音波振動子群毎に所定の位相差を付与しつつ１０ＭＨｚ程度の周波数で同時駆動するビームフォーミング駆動することにより超音波振動子の配列方向において収束性の超音波ビームを血管２０に向かって順次放射させ、その放射毎の反射波を受信して電子制御装置３２へ入力させる。また、上記超音波アレイの放射面には、その超音波振動子の配列方向に直交する方向に超音波ビームを収束させるための音響レンズが設けられている。

電子制御装置３２は、上記超音波アレイにより検出された反射波に基づいて超音波断面画像を合成し、皮膚１８下における血管２０の横断面画像（短軸画像）を生成させ、或いは血管２０の縦断面画像（長軸画像）を生成させて、モニタ画面表示装置３４に表示させる。また、その画像から、血管２０の径或いは内皮径（内膜径）が算出される。また、血管内皮機能を評価するために、虚血反応性充血後のＦＭＤ（血流依存性血管拡張反応）を表す血管の内皮径（内膜径）の変化率（％）［＝１００×（ｄmax −ｄ）／ｄ］（但し、ｄは安静時の血管内皮径、ｄmax は阻血解放後の最大血管内皮径）を算出する。また、上記血管内皮径が検出されると、血管２０の正確な流通断面積が算出され、たとえば超音波ドプラー装置により検出される血流速度を用いて正確な血流量が算出される。

上記超音波プローブ１２は、三次元空間内の所望の位置すなわち所定の位置において被検出体である生体１４の上腕１６の皮膚１８の上からその皮膚１８直下に位置する血管２０を変形させない程度に軽く接触させる状態でセンサ保持装置１０に所望の姿勢で保持されるようになっている。上記超音波プローブ１２の先端部２４の端面と皮膚１８との間には、通常、超音波の減衰、境界面における反射や散乱を抑制して超音波画像を明瞭とするためのよく知られたゼリー等のカップリング剤が介在させられる。このゼリーは、たとえば寒天等の高い割合で水を含むゲル状の吸水性高分子であって、空気よりは固有インピーダンス（＝音速×密度）が十分に高く大きく超音波送受信信号の減衰を抑制するものである。また、そのゼリーに換えて、水を樹脂製袋内に閉じ込めた水袋、オリーブ油、グリセリン等が用いられ得る。

上記センサ保持装置１０は、机、台座等に位置固定に設けられ、垂直な回動軸心Ｃ方向に形成された嵌合穴４０を備えた基台４２と、その嵌合穴４０内に相対回転可能に嵌合された嵌合軸４４を備え、基台４２に対して垂直な回動軸心Ｃまわりに回動可能に設けられた回動部材４６と、その回動部材４６に固定された第１固定リンク４８ａを含む４つのリンク４８ａ乃至４８ｄから成る第１リンク機構４８と、第１リンク機構４８の先端部に固定された第１固定リンク５０ａとして含む４つのリンク５０ａ乃至５０ｄから成る第２リンク機構５０と、この第２リンク機構５０の先端部において固定されて超音波プローブ１２を回曲自在に連結してそれを支持する自在継手５２と、操作レバー５４の非操作によって前記自在継手５２の回曲を常時固定し、操作レバー５４の操作にしたがって常時固定されていた回曲を許容すなわち固定状態を解放するストッパ装置５６とを備えている。

上記第１リンク機構４８は、互いに平行な１対の第１固定リンク４８ａおよび第１可動リンク４８ｂと、平行４辺形を構成するようにそれら１対の第１固定リンク４８ａおよび第１可動リンク４８ｂの両端部にそれぞれ回動可能に連結された互いに平行な１対の第１回動リンク４８ｃおよび４８ｄとを備え、その第１可動リンク４８ｂが前記回動軸心Ｃを含む面内で移動するように第１固定リンク４８ａが前記回動部材４６に固定されている。そして、この第１リンク機構４８には、上記第１可動リンク４８ｂに負荷される荷重に抗する方向成分の推力を発生させる第１付勢装置として機能する第１コイルスプリング４９が設けられている。この第１コイルスプリング４９は、第１回動リンク４８ｃと第１固定リンク４８ａとの連結点と、第１回動リンク４８ｄと第１可動リンク４８ｂとの連結点との間に張設されており、この第１コイルスプリング４９により発生させられている第１可動リンク４８ｂを上方へ引き上げる方向のモーメントと、第１可動リンク４８ｂに負荷される荷重により発生させられている第１可動リンク４８ｂを下方へ引き下げる方向のモーメントとが略相殺されるようになっている。

上記第２リンク機構５０は、互いに平行な１対の第２回動リンク５０ｃおよび５０ｄと、平行４辺形を構成するようにそれら一対の第２回動リンク５０ｃおよび５０ｄの両端部にそれぞれ回動可能に連結された１対の第２固定リンク５０ａおよび第２可動リンク５０ｂとを備え、その第２可動リンク５０ｂが前記回動軸心Ｃを含む面内で移動するようにその第２固定リンク５０ａが第１可動リンク４８ｂに略直交する姿勢で固定されている。そして、この第２リンク機構５０には、第２可動リンク５０ｂに負荷される荷重に抗する方向成分の推力を発生させる第２付勢装置として機能する第２コイルスプリング５１が設けられている。この第２コイルスプリング５１は、第２回動リンク５０ｃと第２固定リンク５０ａとの連結点と、第２回動リンク５０ｄと第１可動リンク５０ｂとの連結点との間に張設されており、この第２コイルスプリング５１により発生させられている第２可動リンク５０ｂを上方へ引き上げる方向のモーメントと、第２可動リンク５０ｂに負荷される荷重により発生させられている第２可動リンク５０ｂを下方へ引き下げる方向のモーメントとが略相殺されるようになっている。このような第１コイルスプリング４９および第２コイルスプリング５１の相殺作用により、超音波プローブ１２が三次元空間内の所望の位置に停止するか或いはゆっくりと下降する程度に保持され、血管２０を変形させない程度で超音波プローブ１２の先端部２４がゼリー等のカップリング剤を介して面接触状態で軽く密着させられるようになっている。

上記自在継手５２は、図２に拡大して示すように、基端部が第２可動リンク５０ｂに固定され且つ球状に形成された先端部５８を備えた第１連結部材５２ａと、その第１連結部材５２ａの球状の先端部５８が摺動可能に嵌め入れられた嵌合穴６０を備え、その球状の先端部５８の球心Ｂまわりに相対回曲可能に連結された第２連結部材５２ｂとを備え、超音波プローブ１２が所望の姿勢で保持されるようになっている。

前記ストッパ装置５６は、第２連結部材５２ｂに設けられた一対の案内穴６２、６４によって球状の先端部５８に対して接近離隔可能に案内された操作レバー５４と、その操作レバー５４を球状の先端部５８に対して押圧する押圧スプリング６６とを備え、常時は、操作レバー５４の非操作状態ではその操作レバー５４が押圧スプリング６６によって球状の先端部５８に対して押圧されることにより前記自在継手５２の回曲が阻止されて常時固定されるが、その操作レバー５４が押圧スプリング６６の付勢力に抗して操作されることによりその操作レバー５４が球状の先端部５８から離隔されると、前記自在継手５２の固定が解放され、その回曲が許容されるようになっている。図１の１点鎖線は、超音波プローブ１２が上昇させられた状態を示している。

図３に示すように、超音波プローブ１２の下端部である先端部２４には、検査中の皮膚１８の移動に拘わらず放射面Ｓと皮膚１８との間にゼリー等のカップリング剤７６を介在させるために、フランジ部７０が上記放射面Ｓの外周部において放射面から離れる方向に突き出して設けられている。このフランジ部７０によって、フランジ部７０の皮膚１８に対向する保持面７２と皮膚１８との間に十分な量のカップリング剤が保持される。前記血管内皮機能を評価するために、虚血反応性充血後のＦＭＤ（血流依存性血管拡張反応）を表す血管径の変化率（％）が求められるときには、前腕に巻回されたカフ７４の圧迫によって一定時間の間阻血された後、そのカフ７４の解放によって阻血が終了させられたときの血管径の変化が超音波プローブ１２を用いて得られる短軸画像から求められるが、上記カップリング剤７６の十分な量とは、図４に示すように上記カフ７４の圧迫によって皮膚１８が引っ張られたあと、図５に示すようにカフ７４の解放によって皮膚１８の引張が戻されたとき、超音波プローブ１２の放射面Ｓと皮膚１８との間にカップリング剤７６が存在して超音波を殆ど減衰なく伝播可能な量が存在している状態を意味する。

図６、図７、図８は、上記フランジ部７０を備えない超音波プローブ１２の場合を示している。図６はカフ７４による圧迫前の状態を示し、図７はカフ７４による圧迫によって皮膚１８が引っ張られた状態を示し、図８はカフ７４の解放によって皮膚１８の引張が戻された状態を示している。皮膚１８の引張が戻されたときには、超音波プローブ１２の放射面Ｓと皮膚１８との間のカップリング剤７６が塑性変形して超音波の伝播経路に空気が含まれ、超音波の減衰が顕著に発生する。

被測定者である生体１４は、図９に示すように、腕を側方へ突き出した状態でベッド８０上に仰臥状態で横たわる。虚血反応性充血後のＦＭＤの測定精度を確保するためには、腕を自然な状態すなわちリラックスした状態で載置することが重要である。このため、本実施例では、水平な支持面（頂面或いは天面）８２を有する支持台８４が設けられ、生体１４の前腕部と上腕部との間の肘を受けてそれを支持する肘支持部材８６と、生体１４の手背を受けてそれを支持する手背支持部材８８とが、上記支持台８４の支持面８２上で水平方向に位置変更可能に載置される。これら肘支持部材８６および手背支持部材８８は、永久磁石或いは電磁石による磁気的吸着力、接触面に発生させられ或いは供給された負圧による吸着力、上記支持面８２に貫通させた長穴を通した固定具による締着力等によって支持台８４の支持面８２上で固定される。

上記肘支持部材８６は、略水平な肘受面９０を備えたブロック状の部材である。上記手背支持部材８８は、図１０に示すように、互いに平行な基板９２および受板９４と、回転操作に応じて高さを調節するための高さ調節用ハンドル９６を備えてそれら基板９２および受板９４に設けられたパンタグラフ状のリンク機構９８とを有する高さ調節装置１００を備えている。受板９４には、手背を受けるために傾斜した受面１０２が設けられている。上記肘支持部材８６および手背支持部材８８は、前腕に巻回されたカフ７４と支持台８４の支持面８２との間に十分な空間が形成されるようにそれらの高さが設定されるとともに、さらに手背支持部材８８の高さは生体１４の手が自然でリラックスできるように調節される。

本実施例の血管内皮機能検査装置３０によれば、生体１４の前腕部と上腕部との間の肘を受けてそれを支持する肘支持部材８６と、生体１４の手背を受けてそれを支持する手背支持部材８８とが備えられて、検査測定中において生体１４の前腕部に巻回されたカフ７４を空間に浮かすようにされていることから、カフ７４の膨張による前腕部の動きが好適に抑制されるので、そのカフ７４の膨張に関連した前腕部の動きに起因してセンサ保持装置１０によって支持されている超音波プローブ１２とそれが当てられている上腕動脈２０との間に相対移動が発生することが防止され、安定した血管画像が得られて血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

また、本実施例の血管内皮機能検査装置３０によれば、肘支持部材８６および手背支持部材８８は、水平な支持面８２を有する支持台８４のその支持面８２上に配置されて、水平方向において移動可能に配置されることから、ベット８０上に横たわる測定者の体型に合わせて、腕が自然な姿勢となるように肘支持部材８６および手背支持部材８８を最適な位置に位置させることができ、リラックスした状態で血管内皮機能を検査することができる。

また、本実施例の血管内皮機能検査装置３０によれば、手背支持部材８８には、その受面１０２の高さを調節する高さ調節装置１００が備えられていることから、ベット８０上に横たわる測定者の体型に合わせて、腕が自然な姿勢となるように手背支持部材８８の高さを最適な位置に位置させることができ、リラックスした状態で血管内皮機能を検査することができる。

また、本実施例の血管内皮機能検査装置３０によれば、検査中のカフ７４の膨張による皮膚１８の移動に拘わらず超音波プローブ１２の放射面Ｓとその皮膚１８との間にカップリング剤７６を介在させるために、超音波プローブ１２の放射面Ｓの周囲に設けられてその皮膚１８に対向する保持面７２を有することから、カフ７４の膨張によって皮膚１８が引っ張られても、超音波プローブ１２の放射面Ｓと皮膚１８との間にゼリー等のカップリング剤７６が確実に介在させられるので、安定した血管画像が得られて血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

また、本実施例の血管内皮機能検査装置３０によれば、超音波プローブ１２の先端部２４には放射面Ｓから離れる方向であってカフ７４から離れる方向に突き出す金属板材製或いは樹脂板材製のフランジ部７０が設けられ、保持面７２は、そのフランジ部７０の皮膚１８に対向する側に設けられたものであることから、カフ７４の膨張によって皮膚１８が引っ張られても、超音波プローブ１２の放射面Ｓと皮膚１８との間にゼリー等のカップリング剤７６が確実に介在させられるので、安定した血管画像が得られて血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間で共通する機能或いは構成の部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図１１の実施例に示す血管内皮機能検査装置１０８では、肘支持部材８６がブロック状の部材ではなく、手背支持部材８８の高さ調節装置１００と同様の高さ調節装置１１０を備えている点、手背支持部材８８が生体１４の手背を受けたときにその生体の手によって把持されるためのベルト１１２を備えている点が相違し、他の構成は図１以下の血管内皮機能検査装置３０と同様である。

図１１に示すように、肘支持部材８６は、互いに平行な基板１１４および受板１１６と、回転操作に応じて高さを調節するための高さ調節用ハンドル１１８を備えてそれら基板１１４および受板１１６に設けられたパンタグラフ状のリンク機構１１８とを有する高さ調節装置１１０を備えている。また、手背支持部材８８の受板９４には、その傾斜した受面１０２で手背を受けたときに生体の手によって把持される環状のベルト１１２が固定されている。

本実施例の血管内皮機能検査装置１０８によれば、手背支持部材８８の高さ調節装置１００と同様の高さ調節装置１１０が肘支持部材８６にも備えられていることから、ベット８０上に横たわる測定者の体型に合わせて、腕が自然な姿勢となるように手背支持部材８８の高さを一層容易に最適な位置に位置させることができ、リラックスした状態で血管内皮機能を検査することができる。

また、本実施例の血管内皮機能検査装置１０８によれば、手背支持部材８８には、生体１４の手背を受けたときにその生体の手によって把持されるための環状のベルト１１２が取り付けられていることから、測定中の生体１４の手および腕が安定し、一層安定した血管画像が得られて血管径の測定精度が高められる。

図１２の実施例に示す血管内皮機能検査装置１２０では、肘支持部材８６および手背支持部材８８が載置された水平な支持面８２を有する支持台８４が、高さ調節可能に構成されている点、手背支持部材８８にはベルト１１２が取り付けられている点で図１以下の血管内皮機能検査装置３０と相違し、他は同様に構成されている。

図１２に示すように、支持台８４は、基板１２２と、水平な支持面８２として機能する上面を有する天板１２４と、基板１２２に立設された管状部材１２６と天板１２４の下面に固定されてその管状部材１２６に挿入された軸状部材１２８とその軸状部材１２８を管状部材１２６に固定するために管状部材１２６に螺合された止めねじ１３０とを有する伸縮調節可能な支柱１３２とから構成されている。止めねじ１３０によって軸状部材１２８を管状部材１２６に固定する位置を変更することにより、天板１２４の高さが調節される。

本実施例の血管内皮機能検査装置１２０によれば、肘支持部材８６および手背支持部材８８が載置された水平な支持面８２を有する支持台８４が高さ調節可能に構成されていることから、ベット８０上に横たわる測定者の体型に合わせて、腕が自然な姿勢となるように手背支持部材８８の高さを一層容易に最適な位置に位置させることができ、リラックスした状態で血管内皮機能を検査することができる。

図１３および図１４は、超音波プローブ１２の先端部２４に、カップリング剤７６の保持面７２を設けるための変形例を示している。図３乃至図５に示す実施例のフランジ部７０はカフ７４から離れる方向に突き出した形状であったが、図１３および図１４に示す実施例では、先端部２４の下面中心部に位置する放射面Ｓを中心とする円形の保持面７２が設けられている。図１３では、円形の金属板或いは樹脂板から構成されたフランジ部１３４が放射面Ｓから離れる方向に突き出した状態で超音波プローブ１２の先端部２４に設けられている。このフランジ部１３４の皮膚１８との対向面に、放射面Ｓを中心とする円形の保持面７２が設けられている。図１４では、超音波プローブ１２の先端部２４の下端縁に円形の大径部１３６が設けられ、その大径部１３６の皮膚１８との対向面に、放射面Ｓを中心とする円形の保持面７２が設けられている、本実施例によれば、放射面Ｓを中心とする円形の保持面７２と皮膚１８との間に十分な量のカップリング剤７６が確実に介在させられることから、阻血のためのカフ７４の膨張によって皮膚１８が引っ張られた後、カフ７４の圧迫が解放された皮膚１８が阻血前の位置に復帰しても、超音波プローブ１２の放射面Ｓと皮膚１８との間にゼリー等のカップリング剤７６が確実に存在しているので、安定した血管画像が得られて血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

図１５は、前記電子制御装置３２の制御作動の要部であって、阻血解放後の動脈の内皮径（内膜径）を測定するための血管径横断面画像すなわち短軸画像内における血管探索作動を説明するフローチャートである。図１５において、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、超音波プローブ１２からの超音波受信信号（血管２０からの超音波反射波）に基づいてその短軸画像が生成される。本実施例では、Ｓ１が断面画像生成手段に対応している。図１６の(a) は、阻血前の安静時における短軸画像であり、血管２０を示す画像が基準点Ｘとして記憶されている。図１６の(b) は阻血中における短軸画像であり、カフ７４による圧迫のために皮膚１８が引っ張られたりして、血管２０を示す画像が上記基準点Ｘからずれた位置に表示される。図１６の(c) 、(d) 、(e) は、上記Ｓ１において生成された短軸画像の例を示している。

Ｓ２では、動脈すなわち血管２０の安静時の位置を示す上記基準点Ｘが短軸画像に表示される。上記図１６の(c) 、(d) 、または(e) はこの状態を示している。次いで、Ｓ３において、短軸画像の血管内に上記基準点Ｘが位置しているか否かが判断される。このＳ３の判断が肯定される場合は、図１６の(c) に示す短軸画像であるため、Ｓ８において、予め記憶された血管内径算出アルゴリズムにしたがって、基準点Ｘを囲む血管２０の内膜径が算出される。本実施例では、上記Ｓ８が血管径算出手段に対応している。

しかし、上記Ｓ３の判断が否定される場合は、上記図１６の(d) に示すような血管の外部近傍に基準点Ｘが位置している短軸画像であるため、Ｓ４において、その基準点Ｘに基づく所定の探索範囲内で血管の有無が探索される。この所定の探索範囲は、図１６では１点鎖線で示されており、静脈や腱などの画像が存在しないことが予想され、専ら動脈の存在が予測される予め設定された領域である。本実施例では、上記Ｓ４が血管位置探索手段に対応している。

そして、Ｓ５において、その探索範囲内に血管が存在したか否かが判断される。このＳ５の判断が肯定される場合は、Ｓ７において、図１６の(f) に示すように上記基準点Ｘが上記存在が判定された血管内に移動させられる。次いで、Ｓ８において、予め記憶された血管内径算出アルゴリズムにしたがって、基準点Ｘを囲む血管２０の内膜径が算出される。しかし、上記Ｓ５の判断が否定される場合は、Ｓ６において、図１６の(g) に示すように手動入力装置であるマウス３７の操作に従って上記基準点Ｘが断面画像に表示された血管内に移動させられた後、上記Ｓ７以下が実行される。

本実施例によれば、(a) 超音波プローブ１２に検出された超音波の反射波に基づいて血管２０の断面画像を生成する断面画像生成手段Ｓ１と、(b) 阻血解放後の前記断面画像内において、阻血前の血管２０の位置を基準とする予め設定された範囲内で血管を探索する血管位置探索手段Ｓ４と、(c) その血管位置探索手段Ｓ４によって探索された血管の径を算出する血管径算出手段Ｓ８とが含まれることから、カフ７４の膨張によって皮膚が引っ張られたり前腕が動いて血管画像が変化したとしても、上記血管位置探索手段Ｓ４によって血管位置が探索されて、血管径算出手段Ｓ８によりその血管の内径ｄが算出されるので、血管径の測定に支障が発生することが好適に解消される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用され得る。

たとえば、前述の図１および図１２の実施例では高さが固定の肘支持部材８６と高さが可変の手背支持部材８８とが用いられ、図１１の実施例ではいずれも高さが可変の肘支持部材８６および手背支持部材８８が用いられていたが、高さがいずれも固定の肘支持部材８６および手背支持部材８８が用いられたり、高さが可変の肘支持部材８６と高さが固定の手背支持部材８８とが用いられたりしてもよい。

また、前述の図１、図１１、図１２の実施例において、肘支持部材８６および手背支持部材８８は支持台８４の支持面８２上に移動可能に設けられていたが、肘支持部材８６および手背支持部材８８の一方が移動可能に設けられ且つ他方が位置固定に設けられていてもよい。

また、前述の図１、図１１、図１２の実施例において、肘支持部材８６は生体１４の前腕部と上腕部との間の肘を受けていたが、上腕部の肘側部分や前腕部の肘側部分などの肘付近を受けるものであっても差し支えない。

また、前述の図１の実施例において、超音波プローブ１２を保持するために２つのリンク機構４８、５０から構成されたセンサ保持装置１０が用いられていたが、伸縮アーム、ロボットアームなどを備えた他の構成のセンサ保持装置が用いられてもよい。

また、前述の実施例の高さ調節装置１００、１１９は、パンタグラフ型リンク機構から構成されていたが、伸縮ロッドから高さ調節可能に構成されたものなどであってもよい。

また、前述の図１、図１１、図１２の実施例において、生体１４は、ベッド８０上で仰臥状態したで測定されていたが、椅子に腰掛けたリラックス状態で測定されてもよい。

なお、上述したのは、あくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：超音波プローブ
１４：生体
１８：皮膚
３０：血管内皮機能検査装置
７０：フランジ部
７２：保持面
７４：カフ
７６：カップリング剤
８２：支持面
８４：支持台
８６：肘支持部材
８８：手背支持部材
１００、１１９：高さ調節装置
１１２：ベルト
Ｓ１：断面画像生成手段
Ｓ４：血管位置探索手段
Ｓ８：血管径算出手段
Ｓ：放射面

Claims (1)

1. 生体の一部の皮膚上に配置された超音波プローブの放射面から超音波を放射することにより該皮膚下の血管の内皮機能を検査する血管内皮機能検査装置であって、
   超音波プローブに検出された前記超音波の反射波に基づいて前記血管の断面画像を生成する断面画像生成手段と、
   阻血解放後の前記断面画像内において、阻血前の血管の位置を基準とする予め設定された範囲内で血管を探索する血管位置探索手段と、
   該血管位置探索手段によって探索された血管径を算出する血管径算出手段と
   を、含むことを特徴とする血管内皮機能検査装置。

Images