JP2014204879A - 頭蓋内圧測定装置及び頭蓋内圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定者に負担なくリアルタイムに頭蓋内圧を測定することを可能にする頭蓋内圧測定装置及び頭蓋内圧測定方法を提供する。【解決手段】頭蓋内圧測定装置１は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波センサー１０と、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波センサー２０と、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、演算部３０は、式（１）ないし（４）に基づいて頭蓋内圧ＩＣＰを演算する。ＩＣＰ＝α?ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β…（１）式（１）において、Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ…（２）式（２）において、ΔＶ＝δ?ｅｘｐ（ε?ＣＳＰＬ）…（３）ΔＰ＝ζ?１０ＥＲＳＰＬ／２０…（４）α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。【選択図】図１

Description

本発明は、頭蓋内圧測定装置及び頭蓋内圧測定方法に関する。

人間の頭部には、脳をはじめ多くの器官や神経が集中しており、この部位における生体情報を測定することは、健康管理、疾病予防の観点から大変意義深い。特に頭蓋内圧（ＩＣＰ、または頭蓋内圧ともいう）は、生体恒常性によって常に一定に保たれており、頭蓋内圧が亢進、または低下してしまうと、場合によって生命に関わる重篤な疾病を引き起こすことが知られている。また、頭蓋内圧は、脳損傷、脳卒中、頭蓋内出血等の治療や診断を行う際の指標として使用されている。このため、頭蓋内圧測定方法の確立は、特に重要な意義が見出されている。

従来の頭蓋内圧測定方法としては、頭蓋骨の直下に圧電センサーを入れる方法（特許文献１、非特許文献１、２）と、側脳室に直接チューブを差し込んでそこから立ち上がる水柱の圧を測る方法（特許文献２、非特許文献３）が一般的に知られている。しかし、上記の手法はいずれも、頭蓋骨に穿孔し、内部にセンサーやチューブを設置する必要があり、被測定者の侵襲性が高く、また、測定中には絶対安静を要するものであった。また、頭蓋内圧は、一度の瞬間値のみによって測定、評価することが困難で、ある程度の時間をかけて連続値を測定することが一般的である。そうした際に、被測定者に菌の感染が起こる危険性があるため、これに対する対策についても考慮する必要があった。このため、被測定者の負担の少ない、即ち侵襲性の低い頭蓋内圧の測定技術が数多く研究されてきた。

これまで報告されてきた頭蓋内圧測定方法として、例えば、被測定者の頭蓋骨内に造影剤を注入し、ＮＭＲ測定によって測定する技術について報告がある（特許文献３）。また、被測定者の頭蓋骨内に造影剤を注入し、その部位に微細な泡を発生させ、その低周波応答を取得し、共振周波数を解析する技術について報告がある（特許文献４）。また、被測定者の眼球に赤外線をあて、反射光のＦＴ−ＩＲ分析を行うことで、頭蓋内圧測定を行う技術について報告がある（特許文献５〜７）。更に、脳周辺の部位から、生体情報を非侵襲的に検出する技術として、外耳道内脈波を測定する技術について報告がある（特許文献８〜１５）。また、動脈血圧と中大脳動脈の血流について音響データを測定し、それらの非線形相関を取ることで頭蓋内圧の算出を行う報告がある（特許文献１６）。また、医学的な動物実験では、猫の外耳道圧波、動脈圧波、頭蓋内圧波の同時記録から、血圧上昇時には外耳道圧の振幅が増大し、頭蓋内圧上昇時には動脈圧波から外耳道圧波への伝播時間が短くなること（非特許文献４）、犬の（外耳道内圧波の主成分である）動脈圧波と頭蓋内圧波の測定から、伝達関数上にノッチが現れ、それが脳内圧（脳脊髄液圧）変化の影響を受けていることが分かっている（非特許文献５）。

特表２００８−５３９８１１号公報 特開平５−３００８８０号公報 特開２００１−３４６７６７号公報 特開２００６−２３０５０４号公報 特表２００２−５１３３１０号公報 特開２００７−３０１２１５号公報 特表２００８−５４３３５２号公報 特開平８−８４７０４号公報 特開２０００−１２１４６７号公報 特表２００４−５２８１０４号公報 特開２００６−１０２１６３号公報 特表２００６−５０５３００号公報 特開２００８−２３７８４７号公報 特開２０１０−１７３１７号公報 特開２０１０−１８７９２８号公報 特表２００６−５２６４８７号公報

Neurosurgery. 2003 Mar;52(3):619-23; discussion 623. Korean J Cerebrovasc Dis. 2002 Mar;4(1):52-57. Korean. Neurologia medico-chirurgica 29(6), 484-489, 1989-06-15 慶応医学, Vol.72(6), pp.497-509, 1995. J. Neurosurg Pediatrics, Vol.2, pp.83-94, 2008.

しかし、頭蓋内圧の測定は、救急医療の現場において使用される可能性がある。この場合は、装置が簡素であり、かつ非侵襲である必要がある。しかし、特許文献３〜４は、頭蓋骨に薬剤注入用の穿孔をする必要があり、手術を要し侵襲製がある点、及び、感染症の危険性が残る点で課題があった。また、人に関する生体情報をセンサーによって測定する場合には、単純な物理情報や化学情報だけでなく、一つの物理量で記述できない複合量である場合や、数値で表せない状態であることが知られている。このため、被測定者から正確に情報を得るためには、得られたデータの詳細な解析を要する。しかし、特許文献５〜１５には、こうした開示がなく、正確なデータを得られるか不明なままであるという課題があった。また、開示された測定方法では、定性的なデータしか得ることができず、被測定者の定量的な数値を得ることができないという課題があった。また、データの取得に磁気や音波の刺激を与える必要があり、こうした機器が被測定者周辺に設置する必要があるため、被測定者の姿勢変化に伴うリアルタイムの頭蓋内圧データを動的に取得する事が困難であるという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明によれば、非侵襲的であり、かつ簡便な装置を用いることによって、被測定者に負担なくリアルタイムに頭蓋内圧を測定することを可能にする頭蓋内圧測定装置及び頭蓋内圧測定方法を提供することができる。

［適用例１］
本適用例に係る頭蓋内圧測定装置は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波センサーと、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波センサーと、前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び前記外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算部と、を含み、前記演算部は、下記の式（１）ないし（４）に基づいて前記頭蓋内圧ＩＣＰを演算する、頭蓋内圧測定装置である。
ＩＣＰ＝α×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β …（１）
式（１）において、
Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ …（２）
式（２）において、
ΔＶ＝δ×ｅｘｐ（ε×ＣＳＰＬ） …（３）
ΔＰ＝ζ×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４）
式（１）ないし（４）において、α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。

本適用例によれば、非侵襲的であり、かつ簡便な装置で測定できる頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとに基づいて頭蓋内圧ＩＣＰを測定できるので、被測定者に負担なくリアルタイムに頭蓋内圧ＩＣＰを測定することを可能にする頭蓋内圧測定装置を実現できる。

［適用例２］
上述の頭蓋内圧測定装置において、前記頸動脈波センサーは、側面の少なくとも一部が蛇腹構造である密閉容器と、前記密閉容器内の音圧レベルを前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出するマイクロフォンと、を含むことが好ましい。

これによって、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬを精度よく検出できる。したがって、頭蓋内圧ＩＣＰを精度よく測定できる頭蓋内圧測定装置を実現できる。

［適用例３］
上述の頭蓋内圧測定装置において、前記外耳道脈波センサーは、外耳道を密閉して密閉空間を形成する密閉部と、前記密閉空間内の音圧レベルを前記外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出するマイクロフォンと、を含むことが好ましい。

これによって、外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬを精度よく検出できる。したがって、頭蓋内圧ＩＣＰを精度よく測定できる頭蓋内圧測定装置を実現できる。

［適用例４］
上述の頭蓋内圧測定装置において、前記演算部による演算結果に関する情報を表示する表示部をさらに含むことが好ましい。

これによって、演算結果に関する情報（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を使用者に知らせることができる。

［適用例５］
上述の頭蓋内圧測定装置において、前記演算部による演算結果に関する情報を通信出力する通信部をさらに含むことが好ましい。

これによって、演算結果に関する情報（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を、通信回線を介して使用者に知らせることができる。

［適用例６］
上述の頭蓋内圧測定装置において、前記演算部による演算結果に関する情報を音声出力する音声出力部をさらに含むことが好ましい。

これによって、演算結果に関する情報（（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を使用者に知らせることができる。

［適用例７］
本適用例に係る頭蓋内圧測定方法は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波検出工程と、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波検出工程と、前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び前記外耳道脈波音圧レベ
ルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算工程と、を含み、前記演算工程において、下記の式（１）ないし（４）に基づいて前記頭蓋内圧ＩＣＰを演算する、頭蓋内圧測定方法である。
ＩＣＰ＝α×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β …（１）
式（１）において、
Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ …（２）
式（２）において、
ΔＶ＝δ×ｅｘｐ（ε×ＣＳＰＬ） …（３）
ΔＰ＝ζ×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４）
式（１）ないし（４）において、α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。

本適用例によれば、非侵襲的であり、かつ簡便な装置で測定できる頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとに基づいて頭蓋内圧を測定できるので、被測定者に負担なくリアルタイムに頭蓋内圧を測定することを可能にする、頭蓋内圧測定方法を実現できる。

本実施形態に係る頭蓋内圧測定装置１の構成例を示す機能ブロック図である。 頸動脈波センサー１０の構成例を示す図である。 外耳道脈波センサー２０の構成例を示す図である。 本実施形態に係る頭蓋内圧測定方法を説明するためのフローチャートである。 、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと累積発生確率ｐとの関係を表すグラフである。 頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと頭蓋内体積変化ΔＶとの関係を表すグラフである。 エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの実測値とロジットＬｏｇｉｔとの関係を表すグラフである。 エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅと頭蓋内圧ＩＣＰとの関係を表すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．頭蓋内圧測定装置
図１は、本実施形態に係る頭蓋内圧測定装置１の構成例を示す機能ブロック図である。

本実施形態に係る頭蓋内圧測定装置１は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波センサー１０と、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波センサー２０と、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算部３０と、を含んで構成されている。また、図１に示される例では、頭蓋内圧測定装置１は、Ａ／Ｄコンバーター７０を含んで構成されている。

頸動脈波センサー１０は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する。頸動脈波センサー１０が検出した頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬは、Ａ／Ｄコンバーター７０
を介して演算部３０に入力される。

図２は、頸動脈波センサー１０の構成例を示す図である。図２に示される頸動脈波センサー１０は、側面の少なくとも一部が蛇腹構造である密閉容器１１と、密閉容器１１内の音圧レベルを頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出するマイクロフォン１２と、を含んで構成されている。また、図２に示される例では、頸動脈波センサー１０は、固定帯１３を含んで構成されている。

密閉容器１１は、外部圧力がかかっていないときには一定の容積を保持し、外部圧力の変化が容器の形状の一定方向の変化になる形状が好ましい。図２に示される例では、密閉容器１１は、小径部１１１、大径部１１２及び上面部１１３を有している。小径部１１１は、略円筒状に構成され、底面が開口している。小径部１１１の底面の開口は、マイクロフォン１２で塞がれる。大径部１１２は、小径部１１１よりも大きな外径の略円筒状に構成され、小径部１１１と連続して設けられている。大径部１１２の側面の一部は、蛇腹状に構成された蛇腹部１１２１で構成されている。大径部１１２の上面は、上面部１１３で塞がれている。上面部１１３は、略円形に構成されている。頸動脈波を検出する際には、上面部１１３は、頸動脈付近の頸部に接するように取付けられる。本実施形態においては、密閉容器１１はポリエチレン製の容器であり、肉厚は約０．２ｍｍ、上面部１１３の直径は約１１ｍｍである。

マイクロフォン１２は、音圧を取得するための音孔１２１を有している。音孔１２１の先端が密閉容器１１の内部になるように、密閉容器１１とマイクロフォン１２とは結合される。マイクロフォン１２としては、例えば、コンデンサーエレクトレットマイクロフォンを採用してもよい。

固定帯１３は、頸動脈波センサー１０を頸部に固定するための帯である。固定帯１３は、伸縮性を有することが好ましい。

図１に戻り、外耳道脈波センサー２０は、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する。外耳道脈波センサー２０が検出した外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬは、Ａ／Ｄコンバーター７０を介して演算部３０に入力される。

図３は、外耳道脈波センサー２０の構成例を示す図である。図３に示される外耳道脈波センサー２０は、外耳道を密閉して密閉空間を形成する密閉部２１と、密閉空間内の音圧レベルを外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出するマイクロフォン２２と、を含んで構成されている。

密閉部２１は、外耳道を密閉する。密閉部２１は、略半球状に構成され、マイクロフォン２２が有する音孔２２１と連通する音孔２１１が設けられている。密閉性を高めるために、密閉部２１にはワセリンが塗布されてもよい。外耳道脈波を検出する際には、音孔２１１は、外耳道と連通するように取付けられる。

マイクロフォン２２は、音圧を取得するための音孔２２１を有している。音孔２２１の先端が密閉部２１の音孔２１１と連通するように、密閉部２１とマイクロフォン２２とは結合される。マイクロフォン２２としては、例えば、コンデンサーエレクトレットマイクロフォンを採用してもよい。

図１に戻り、演算部３０は、頸動脈波センサー１０で検出された頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び外耳道脈波センサー２０で検出された外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する。頭蓋内圧ＩＣＰの演算方法の詳細については、「２．
頭蓋内圧測定方法」の項で後述される。

本実施形態に係る頭蓋内圧測定装置１によれば、非侵襲的であり、かつ簡便な装置で測定できる頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとに基づいて頭蓋内圧ＩＣＰを測定できるので、被測定者に負担なくリアルタイムに頭蓋内圧ＩＣＰを測定することを可能にする頭蓋内圧測定装置１を実現できる。

また、図２に示される頸動脈波センサー１０を用いることによって、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬを精度よく検出できる。したがって、頭蓋内圧ＩＣＰを精度よく測定できる頭蓋内圧測定装置１を実現できる。

また、図３に示される外耳道脈波センサー２０を用いることによって、外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬを精度よく検出できる。したがって、頭蓋内圧ＩＣＰを精度よく測定できる頭蓋内圧測定装置１を実現できる。

図１に戻り、頭蓋内圧測定装置１は、演算部３０による演算結果に関する情報を表示する表示部４０をさらに含んで構成されていてもよい。これによって、演算結果に関する情報（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を使用者に知らせることができる。表示部４０としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、電気泳動ディスプレイなど、種々の公知の表示装置を採用できる。

頭蓋内圧測定装置１は、演算部３０による演算結果に関する情報を通信出力する通信部５０をさらに含んで構成されていてもよい。これによって、演算結果に関する情報（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を、通信回線を介して使用者に知らせることができる。通信回線としては、有線無線を問わず種々の公知の通信回線を採用できる。

頭蓋内圧測定装置１は、演算部３０による演算結果に関する情報を音声出力する音声出力部６０をさらに含んで構成されていてもよい。これによって、演算結果に関する情報（頭蓋内圧ＩＣＰ、頭蓋内圧ＩＣＰが正常に測定できているか否かの判定結果など）を使用者に知らせることができる。音声出力部６０は、スピーカーを含んで構成されていてもよい。

２．頭蓋内圧測定方法
図４は、本実施形態に係る頭蓋内圧測定方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る頭蓋内圧測定方法は、上述の頭蓋内圧測定装置１を用いて行われる。

本実施形態に係る頭蓋内圧測定方法は、頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波検出工程（ステップＳ１００）と、外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波検出工程（ステップＳ１０２）と、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算工程（ステップＳ１０４）と、を含んでいる。

頸動脈波検出工程（ステップＳ１００）においては、頸動脈波センサー１０が頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する。

外耳道脈波検出工程（ステップＳ１０２）においては、外耳道脈波センサー２０が外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する。

なお、図４においては頸動脈波検出工程（ステップＳ１００）を行った後に外耳道脈波
検出工程（ステップＳ１０２）を行う例について示されているが、頸動脈波検出工程（ステップＳ１００）と外耳道脈波検出工程（ステップＳ１０２）とは並行して行うことが好ましい。

演算工程（ステップＳ１０４）においては、演算部３０が頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する。

演算工程（ステップＳ１０４）において、演算部３０は、下記の式（１）ないし（４）に基づいて頭蓋内圧ＩＣＰを演算する。

ＩＣＰ＝α×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β …（１）
式（１）において、
Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ …（２）
式（２）において、
ΔＶ＝δ×ｅｘｐ（ε×ＣＳＰＬ） …（３）
ΔＰ＝ζ×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４）
式（１）ないし（４）において、α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。

３．数式の根拠
以下においては、上述の式（１）ないし（４）の根拠と定数α、β、γ、δ、ε及びζの設定方法について説明する。

３−１．頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと累積発生確率ｐとの関係
ロジスティックモデルにおいて、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ［ｄＢ］の累積発生確率ｐは、以下の式（５）で表される。

ｐ＝１／（１＋ｅｘｐ（−（ＣＳＰＬ−Ｍ）／Ｓ）） …（５）

式（５）において、Ｍは中央値（累積発生確率ｐが０．５となる値）であり、Ｓは広がりパラメータ（累積発生確率ｐが０．２７から０．５まで、あるいは０．５から０．７３までとなる幅）である。

図５は、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと累積発生確率ｐとの関係を表すグラフである。横軸は頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ［ｄＢ］、縦軸は累積発生確率ｐを表す。また、実測値を黒点で表し、上述の式（５）に基づくロジスティック曲線を灰色線で表す。

図５に示される実測値は、４９名の健常者における頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬの実測値（データ数２１１１個）である。図５に示される実測値に基づいて、式（５）における中央値Ｍ＝１２８．８９２［ｄＢ］、広がりパラメータＳ＝１．８０８［ｄＢ］とした。これによって、実測値に対するロジスティック曲線の当てはまり度を表す決定係数Ｒ^２（相関係数の二乗）は０．９５４５となり、高い相関を示した。

３−２．頭蓋内体積変化ΔＶと累積発生確率ｐとの関係
ロジスティックモデルにおいて、頭蓋内体積変化ΔＶと累積発生確率ｐとの関係は以下の式（６）で表される。

ｌｏｇ（ｐ／（１−ｐ））＝ａ＋ｂ×ｌｏｇ（ΔＶ） …（６）

式（６）において、ａ及びｂは定数である。

文献「From Cerebrospinal Fluid Pulsation to Noninvasive Intracranial Compliance and Pressure Measured by MRI Flow Studies」（Noam Alperin et al.;Current
Medical Imaging Reviews, 2006, 2, p117-129）によれば、寝た姿勢における頭蓋内体積変化ΔＶの平均値は０．５５［ｍｌ］であり、標準偏差は０．１２［ｍｌ］である。頭蓋内体積変化ΔＶが正規分布であるものと仮定すると、頭蓋内体積変化ΔＶ＝０．５５−０．２１＝０．４３［ｍｌ］での累積発生確率ｐ＝０．１５８６であり、頭蓋内体積変化ΔＶ＝０．５5+０．２１＝０．６７［ｍｌ］での累積発生確率ｐ＝０．８４１３である。これらの関係から式（６）の定数ａ及びｂを求めると、ａ＝４．５５３５９、ｂ＝７．６１６７８となる。

３−３．頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと頭蓋内体積変化ΔＶとの関係
式（５）及び式（６）から、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと頭蓋内体積変化ΔＶとの関係を指数近似回帰すると、以下の式（３ａ）となる。

ΔＶ＝０．００００４６１×ｅｘｐ（０．０７２６×ＣＳＰＬ） …（３ａ）

上述の式（３）と対比すると、δ＝０．００００４６１、ε＝０．０７２６となる。

図６は、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬと頭蓋内体積変化ΔＶとの関係を表すグラフである。横軸は頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ［ｄＢ］、縦軸は頭蓋内体積変化ΔＶ［ｍｌ］を表す。図６に示されるように、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬから頭蓋内体積変化ΔＶを推定できることが確認できた。

３−４．外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬと頭蓋内圧変化ΔＰとの関係
文献「Inner ear pressure changes following square wave intracranial or ear canal pressure manipulation in the same guinea pig.」（Thalen et al.:Eur Arch Otorhinolaryngol. 2002 Apr;259(4):174-9.）によれば、豚を用いた実験によって、頭蓋内圧変化ΔＰは外耳道内に伝搬することが分かっている。

外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬ［ｄＢ］と頭蓋内圧変化ΔＰ［Ｐａ］との関係は以下の式（４ａ）で表される。

ΔＰ＝２．８２８４２７×０．００００２×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４ａ）

上述の式（４）と対比すると、ζ＝２．８２８４２７×０．００００２となる。ここで、２．８２８４２７は外耳道脈波音を正弦波と仮定した場合の実効値を振幅の２倍（peak
to peakの高さ）に変換するための係数であり、０．００００２はヒトの最小可聴音圧レベルである２０［μＰａ］と０［ｄＢ］との対応をとるための係数である。

３−５．エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅと頭蓋内体積変化ΔＶ及び頭蓋内圧変化ΔＰとの関係
頭蓋内の等価的なバネ定数、すなわち、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅ［ｃｍＨ_２Ｏ／ｍｌ］は、頭蓋内体積変化ΔＶ［ｍｌ］及び頭蓋内圧変化ΔＰ［Ｐａ］を用いて、以下の式（２ａ）で定義される。

Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／９８．０６８０６ …（２ａ）

上述の式（２）と対比すると、γ＝９８．０６８０６となる。ここで、９８．０６８０６は、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの単位を［ｃｍＨ_２Ｏ／ｍｌ］に変換するための係数である。

３−６．エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの実測値とロジスティックモデル
図７は、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの実測値とロジットＬｏｇｉｔとの関係を表すグラフである。横軸はエラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅ［ｃｍＨ_２Ｏ／ｍｌ］、縦軸はロジットＬｏｇｉｔ（対数オッズ）を表す。ロジットＬｏｇｉｔは、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの累積発生確率ｐを用いて、以下の式（７）で定義される。

Ｌｏｇｉｔ＝ｌｏｇ（ｐ／（１−ｐ）） …（７）

図７に示される実測値は、４９名の健常者における、頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬの実測値及び外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬの実測値と式（２ａ）から求めたエラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅの実測値（データ数２１１１個）である。図７に示される実測値に基づいて、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅのロジスティックモデルは以下の式（８）及び式（９）で表される。決定係数Ｒ^２は０．９６８６となり、高い相関を示した。

ｌｏｇ（ｐ／（１−ｐ））＝３．４４０８×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋３．９８６６ …（８）
ｐ＝１／（１＋ｅｘｐ（−（ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）−１．１５８６）／０．２９１）） …（９）

３−７．エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅと頭蓋内圧ＩＣＰとの関係
健常者における寝ている状態（側臥位）での頭蓋内圧ＩＣＰの平均値は、１２．６［ｃｍＨ_２Ｏ］であると知られている。また、健常者における寝ている状態（側臥位）での頭蓋内圧ＩＣＰの範囲は７〜１８［ｃｍＨ_２Ｏ］であることが知られている。当該範囲内に頭蓋内圧ＩＣＰの測定データの９９．８％が含まれるためには、標準偏差を１．８［ｃｍＨ_２Ｏ］とすればよい。したがって、頭蓋内圧ＩＣＰの平均値を１２．６［ｃｍＨ_２Ｏ］、標準偏差を１．８［ｃｍＨ_２Ｏ］と仮定した。この場合における頭蓋内圧ＩＣＰのロジスティックモデルは、頭蓋内圧ＩＣＰの累積発生確率ｐを用いて以下の式（１０）及び式（１１）で表される。

ｐ＝１／（１＋ｅｘｐ（−（ＩＣＰ−１２．５９９７８）／１．０７８７６）） …（１０）
ｌｏｇ（ｐ／（１−ｐ））＝−１１．６８＋０．９２７×ＩＣＰ …（１１）

したがって、式（８）及び式（１１）から、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅと頭蓋内圧ＩＣＰとの関係は、以下の式（１ａ）で表される。

ＩＣＰ＝３．７８５１×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋１６．９８２ …（１ａ）

上述の式（１）と対比すると、α＝３．７８５１、β＝１６．９８２となる。

図８は、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅと頭蓋内圧ＩＣＰとの関係を表すグラフである。横軸はエラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅ［ｃｍＨ_２Ｏ／ｍｌ］、縦軸は頭蓋内圧ＩＣＰ［ｃｍＨ_２Ｏ］を表す。図８に示されるように、エラスタンスＥｌａｓｔａｎｃｅから頭蓋内圧ＩＣＰを推定できることが確認できた。

３−８．まとめ
以上の検討及び実験結果から、本実施形態においては、以下の式（１ａ）ないし式（４ａ）に基づいて頭蓋内圧ＩＣＰを演算して求める。

ＩＣＰ＝３．７８５１×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋１６．９８２ …（１ａ）
式（１ａ）において、
Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／９８．０６８０６ …（２ａ）
式（２ａ）において、
ΔＶ＝０．００００４６１×ｅｘｐ（０．０７２６×ＣＳＰＬ） …（３ａ）
ΔＰ＝２．８２８４２７×０．００００２×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４ａ）

以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…頭蓋内圧測定装置、１０…頸動脈波センサー、１１…密閉容器、１２…マイクロフォン、１３…固定帯、２０…外耳道脈波センサー、２１…密閉部、２２…マイクロフォン、３０…演算部、４０…表示部、５０…通信部、６０…音声出力部、７０…Ａ／Ｄコンバーター、１１１…小径部、１１２…大径部、１１３…上面部、１２１…音孔、２１１…音孔、２２１…音孔、１１２１…蛇腹部

Claims (7)

1. 頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波センサーと、
   外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波センサーと、
   前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び前記外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算部と、
   を含み、
   前記演算部は、下記の式（１）ないし（４）に基づいて前記頭蓋内圧ＩＣＰを演算する、頭蓋内圧測定装置。
   ＩＣＰ＝α×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β …（１）
   式（１）において、
   Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ …（２）
   式（２）において、
   ΔＶ＝δ×ｅｘｐ（ε×ＣＳＰＬ） …（３）
   ΔＰ＝ζ×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４）
   式（１）ないし（４）において、α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。
2. 請求項１に記載の頭蓋内圧測定装置において、
   前記頸動脈波センサーは、
   側面の少なくとも一部が蛇腹構造である密閉容器と、
   前記密閉容器内の音圧レベルを前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出するマイクロフォンと、
   を含む、頭蓋内圧測定装置。
3. 請求項１又は２に記載の頭蓋内圧測定装置において、
   前記外耳道脈波センサーは、
   外耳道を密閉して密閉空間を形成する密閉部と、
   前記密閉空間内の音圧レベルを前記外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出するマイクロフォンと、
   を含む、頭蓋内圧測定装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の頭蓋内圧測定装置において、
   前記演算部による演算結果に関する情報を表示する表示部をさらに含む、頭蓋内圧測定装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の頭蓋内圧測定装置において、
   前記演算部による演算結果に関する情報を通信出力する通信部をさらに含む、頭蓋内圧測定装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の頭蓋内圧測定装置において、
   前記演算部による演算結果に関する情報を音声出力する音声出力部をさらに含む、頭蓋内圧測定装置。
7. 頸動脈波を頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬとして検出する頸動脈波検出工程と、
   外耳道脈波を外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬとして検出する外耳道脈波検出工程と、
   前記頸動脈波音圧レベルＣＳＰＬ及び前記外耳道脈波音圧レベルＥＲＳＰＬに基づいて、頭蓋内圧ＩＣＰを演算する演算工程と、
   を含み、
   前記演算工程において、下記の式（１）ないし（４）に基づいて前記頭蓋内圧ＩＣＰを演算する、頭蓋内圧測定方法。
   ＩＣＰ＝α×ｌｏｇ（Ｅｌａｓｔａｎｃｅ）＋β …（１）
   式（１）において、
   Ｅｌａｓｔａｎｃｅ＝（ΔＰ／ΔＶ）／γ …（２）
   式（２）において、
   ΔＶ＝δ×ｅｘｐ（ε×ＣＳＰＬ） …（３）
   ΔＰ＝ζ×１０^{ＥＲＳＰＬ／２０} …（４）
   式（１）ないし（４）において、α、β、γ、δ、ε及びζは定数である。