JP4739945B2 - 血液粘度測定装置 - Google Patents
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Description
生体の表面から血管内の血液の流れ方向に沿って(血液の流れ方向を含む角度で)第1の超音波を非侵襲に照射する手段Aと、
前記第1の超音波が前記生体に入射した後、前記血液を経由して前記生体の外部に出射された第2の超音波を受信する手段Bと、
前記血流によって前記第1の超音波と前記第2の超音波との間で生じたドップラー効果による、前記第1の超音波の第1の周波数と、前記第2の超音波の第2の周波数との差Δfの時間的変化を測定する手段Cと、
前記差Δfの時間的変化を測定する手段Dと、
前記差Δfの時間的変化に基づいて、前記血管内における前記血液の流速分布を測定する手段Eと、
前記流速分布の時間的変化に基づいて前記血液の粘度を測定する手段Fと、
を具備する血液粘度測定装置を提供する。
脈の拍動を検出する手段と、
前記拍動の間隔と前記流速分布の時間的変化とを同期させる手段と、を具備する。
血液の流動は心臓によって引き起こされたものであるから、流速の時間変化は拍動に呼応して繰り返される。したがって、このような構成によれば、拍動に呼応した繰り返しデータからの平均値の取得などを利用し、より正確にかつ簡便な解析手法を得ることができるというメリットがある。
さらに、前記手段Fは、前記境界層の厚さの時間的変化に基づいて前記血液の粘度を測定するのが好ましい。
まず、本発明の血液粘度測定装置の理解を容易にすべく、超音波のドップラー効果を利用した血流(血液の流速)測定装置について説明する。血液の流れ(血流)は超音波のドップラー効果によって測定できることがよく知られている。図1は、超音波のドップラー効果を利用した最も簡単な構成を有する従来の血流測定装置の構成を示す図である。
で求められる。
ここで、血管内の血液の流速分布の、拍動による時間的変化(時間遷移)を示す図を図2に示す。この図2は上記非特許文献2の60頁に記載されている。
定数aを用いて、
上記と同様にして、差d2、d3・・・を求め、これらを時間tに対してプロットすると、図4で示される曲線2が得られる。また、粘度の異なる血液について同じ径の血管および測定条件を用い(即ち、異なる粘度の疑似血液、同じ疑似血管径および同じ測定条件を用い)、境界層の厚さδを求めて時間tに対してプロットすると、例えば図4で示される曲線1および3が得られる。そして、上記式(5)に基づいて、上記曲線1〜3の傾きから血液の粘度μを求めることができる。なお、図4は、異なる粘度の血液のd値の時間遷移を示す図である。
上記のような考えに基づいて完成された本発明の血液粘度測定装置の一実施の形態の構成を図5に示す。図5は、本発明の血液粘度測定装置の一実施の形態の構成を概念的に示すブロック図である。
ピエゾ素子を含む発信器12から照射される第1の超音波が入射する角度(即ち、図5中の矢印Rで示される血液の流れ方向に対する角度)θが45度となるように、発信器12を被験者の頸動脈上に固定し、発信器12に発振器12aより5,000kHzの電気信号を印可して第1の超音波を照射した。
図6においては、プロットを、式(6)
図6には3本の非連続な曲線が示されているが、それぞれが拍動に対応している。即ち、図6では3回の拍動に対応したd値の変化を表している。本実施例においては、図6に示していない拍動を加えて合計20拍動分の測定を行い、式(7):
一方、上記と同一の被験者から採血を行い、マルヤス工業(株)製のビスコティック粘度計により血液の粘度を測定したところ、0.048poiseであった。
これらの結果、上記式(7)から、αの値は74.8×104{=16.4×104 /(0.048)-2}であった。
上記本発明の血液粘度測定装置1による血液の粘度測定の正確性を、以下のようにして評価した。即ち、上記実施例と同一の方法で同一のα値を用いて測定した、異なる被験者の血液の粘度を、マルヤス工業(株)製ビスコティック粘度計を用いて測定した、上記異なる被験者から採取した血液の粘度(in vitro)に対して、プロットした。この結果を図7に示した。
2・・・表皮
4・・・血管
10・・・血液粘度測定装置
12、102・・・発信器
14、104・・・受信器
16、106・・・ミキサ
18・・・スペクトラムアナライザ
20・・・ADコンバータ
22・・・PC
24・・・制御装置
100・・・血流測定装置
108・・・演算装置
Claims (3)
- 生体の表面から血管内の血液の流れ方向に沿って第1の超音波を非侵襲に照射する手段Aと、
前記第1の超音波が前記生体に入射した後、前記血液を経由して前記生体の外部に出射された第2の超音波を受信する手段Bと、
前記血流によって前記第1の超音波と前記第2の超音波との間で生じたドップラー効果による、前記第1の超音波の第1の周波数と、前記第2の超音波の第2の周波数との差Δfの分布を測定する手段Cと、
前記差Δfの時間的変化を測定する手段Dと、
前記差Δfの時間的変化に基づいて、前記血管内における前記血液の流速分布を測定する手段Eと、
前記流速分布の時間的変化に基づいて前記血液の粘度を測定する手段Fと、
脈の拍動を検出する手段と、
前記拍動の間隔と前記流速分布の時間的変化とを同期させる手段と、
を具備する血液粘度測定装置。 - 前記手段Eが、前記流速分布として、前記流速分布に近似される前記血管内における境界層の厚さを測定する、請求項1記載の血液粘度測定装置。
- 前記手段Fが、前記境界層の厚さの時間的変化に基づいて前記血液の粘度を測定する、請求項2記載の血液粘度測定装置。
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