JP5069878B2

JP5069878B2 - 静脈検査装置

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Publication number: JP5069878B2
Application number: JP2006197388A
Authority: JP
Inventors: 一樹玉村; 豊山崎; 基晴山田; 典朗大山; 勝志小田
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2008022995A

Description

本発明は、静脈検査装置に関し、特に、静脈瘤や深部静脈血栓症などの静脈疾患の診断における用途に適した静脈検査装置に関する。

静脈疾患には、例えば静脈弁不全に起因する静脈瘤や深部静脈血栓症などがある。これらを検査するための従来の方法に、筋ポンプ脈波法に基づくものがある（例えば非特許文献１および非特許文献２参照）。筋ポンプ脈波法では、下肢にエアープレチスモグラフセンサ、ストレンゲージまたはフォトプレチスモグラフセンサを装着された被検者が立位または座位の状態で自ら足関節運動を行うこと（自動運動）で得られる筋ポンプ作用により、静脈血の駆出を行う。なお、筋ポンプ作用は、検査者の圧迫および開放（他動運動）でも実現することができる。静脈血の駆出の完了後、自動運動または他動運動を停止する。運動を停止すると、静脈血が静脈に再充満する。この検査方法では、静脈血の駆出量および再充満時間を指標として用いて、静脈疾患の診断を行う。

筋ポンプ脈波法には、様々なプローブが応用可能であり、使用するプローブによって様々なタイプの脈波法を実現することができる。その代表的な例としては、前述したエアープレチスモグラフセンサ、ストレンゲージまたはフォトプレチスモグラフセンサを使用するものがある。

また、静脈疾患の検査方法には、電極を被検者に装着して、生体におけるインピーダンスの変化を計測するインピーダンスプレチスモグラフを応用することもある。例えば特許文献１に記載された検査方法では、被検者の体勢を変化させることによりて下肢の筋肉に負荷をかけることにより筋ポンプ作用を生じさせ、下肢深部静脈中の静脈血を体内に循環させ、下肢に予め装着された電極により下肢のインピーダンス変化を計測する。
特開２００３−２４５２５９号公報 Shukichi S., Tomita T., Endo I., et al., "Functional segmental plethysmography: A new venous function test (Preliminary Report)", J Cardiovasc Surg(Torino), 1968, no.9, pp.87-98 岩田博英、平井正文、「フォトプレチィスモグラフィ」、脈管学、Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．５、ｐｐ．３２９−３３２

筋ポンプ脈波法にインピーダンスプレチスモグラフを応用することも可能であるが、その場合には、次のような問題が生じ得る。すなわち、インピーダンスプレチスモグラフでは、被検者に装着された一対の電極間に微弱な電流を流すことにより、静脈の状態変化に起因する非常に小さな電気抵抗変化を検出することができる一方で、筋肉の状態変化に起因する非常に大きな電気抵抗変化も検出することができる。このため、検出の精度は、計測中の被検者の体勢変化などに影響されやすく、したがって、筋ポンプ脈波法における筋ポンプ作用にも影響され得る。しかも、上記従来の筋ポンプ脈波法では、自動運動による筋ポンプ作用も他動運動による筋ポンプ作用も、運動の仕方、例えば運動の強度や速度などに個人差が生じやすいため、再現性が低い。よって、自動運動または他動運動により静脈血の駆出を行う場合、インピーダンス変化の計測結果に基づいて静脈の状態を精確に検査することは困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、静脈血駆出動作の再現性を向上させ、ひいては、静脈疾患の検査結果の信頼性を向上させることができる静脈検査装置を提供することを目的とする。

本発明の静脈検査装置は、被検者身体の特定部位に、一定の間隔を開けて一対の電極を装着して静脈を検査する静脈検査装置において、前記一対の電極と前記一対の電極間の前記特定部位とを覆って前記特定部位に装着され、前記特定部位の静脈を圧迫するカフと、前記カフの圧迫圧を繰り返し加減圧することにより前記特定部位の静脈血駆出状態を生成して前記繰り返し加減圧を終了する圧力調整部と、前記繰り返し加減圧の終了後の前記特定部位のインピーダンス変化を、前記一対の電極により計測する計測部と、を備える構成を採る。

本発明によれば、静脈血駆出動作の再現性を向上させ、ひいては、静脈疾患の検査結果の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る静脈検査装置の構成を示す図である。静脈検査装置は、本体１と、カフ３と、電極部５と、カフ３を本体１に接続するエア管２と、電極部５を本体１に接続するコード４とを備えている。本体１は、制御部６と、インピーダンス変換部７と、圧力調整部８と、キーパネル部９と、表示部１０と、電源部１１とを備えている。

電源部１１は、本体１内の各部の動作に必要な電源電力を供給する。キーパネル部９は、静脈検査前または静脈検査中に検査者の入力操作により様々な情報を受け付ける。表示部１０は、静脈検査における計測結果の表示、キーパネル部９から入力された情報の表示、または検査者へのメッセージの表示を行う。

電極部５は、一対の通電用電極５ａと、一対の計測用電極５ｂとを含む。これらの電極はいずれも、本実施の形態では、例えば座位状態の被検者の下肢に装着される。具体的には、通電用電極５ａは、膝付近と、足の甲付近とに装着され、二つの計測用電極５ｂは、二つの通電用電極５ａの間に、一定の間隔を開けて装着される。なお、計測用電極５ｂの装着間隔は、適正な計測感度が得られる間隔、例えば約１０ｃｍに設定される。

カフ３は、下肢の静脈を圧迫する圧迫具として、一対の計測用電極５ｂと、計測用電極５ｂの間の下肢の部分とを覆うように下肢に巻き付けて装着される。これにより、静脈血が駆出される個所のインピーダンス変化を正確に計測することができる。カフ３は、内部への空気の導入および内部からの空気の排出により、カフ圧、つまり下肢の静脈の圧迫圧を変えることができる。

圧力調整部８は、ポンプ８ａと、排気弁８ｂと、圧力センサ８ｃとを備えている。ポンプ８ａは、エア管２を介してカフ３内に空気を導入する。ポンプ８ａの駆動および停止は、制御部６から入力されるポンプ制御信号により制御される。排気弁８ｂは、カフ３内の空気をエア管２を介して外部に排出する。排気弁８ｂの開閉は、制御部６から入力される弁制御信号により制御される。圧力センサ８ｃは、カフ３のカフ圧を継続的に計測し、計測されたカフ圧を制御部６に出力する。

インピーダンス変換部７は、通電用電極５ａに給電することにより下肢に通電する。また、インピーダンス変換部７は、計測用電極５ｂにより下肢のインピーダンスを継続的に計測し、計測されたインピーダンスを制御部６に出力する。

制御部６は、本体１内の各部を制御する。特に、制御部６は、ポンプ８ａを駆動および停止させるポンプ制御信号を生成してポンプ８ａに出力し、排気弁８ｂを開閉させる弁制御信号を生成して排気弁８ｂに出力する。すなわち、制御部６と圧力調整部８との組み合わせにより、圧力制御部が構成される。

また、制御部６は、ポンプ制御信号、弁制御信号、ならびにインピーダンス変換部７および圧力センサからそれぞれ入力された計測結果を取得し、内部に記録する。これにより、例えば、下肢のインピーダンス変化が計測される。なお、望ましくは、これらの情報を、波形に変換して表示部１０に表示できるような形式で記録する。

さらに、制御部６は、演算部６ａを備える。演算部６ａは、計測されたインピーダンス変化から、下肢の静脈の容積変化を算出する。また、演算部６ａは、算出された容積変化に基づいて、下肢の静脈に静脈血が再充満する時間（再充満時間Ｔ）、下肢の静脈から駆出される静脈血の量（静脈血駆出量ΔＶ）、下肢の静脈に静脈血が貯留する速度（貯留速度ＶＦＩ）などを算出する。

次いで、本実施の形態の静脈検査装置において実行される一連の処理について、図２および図３を用いて説明する。図２は、静脈検査装置の動作の一例を示すフロー図であり、図３は、静脈検査装置の動作に伴って変動するインピーダンス、カフ圧、弁制御信号およびポンプ制御信号のそれぞれの波形を示す図である。

まず、ステップＳ１０１では、制御部６が、キーパネル部９を介して入力された被検者情報を受信して、内部に記録する。

ステップＳ１０２では、インピーダンス変換部７が、通電用電極５ａへの給電を開始して、計測用電極５ｂによりインピーダンス（基底インピーダンスＺ０）を計測する。計測された基底インピーダンスＺ０は、インピーダンス変換部７から制御部６に送られ、制御部６内に記録される。なお、通電用電極５ａへの給電および計測用電極５ｂによるインピーダンス計測は、この一連の処理が終了するまで継続され、継続的に計測されるインピーダンスは全て、インピーダンス変換部７から制御部６に送られる。

ステップＳ１０３では、制御部６が、インピーダンス変換部７から継続的に送られてくるインピーダンスを、安静時のインピーダンス波形として記録し始める。

ステップＳ１０４では、制御部６が、ポンプ８ａを駆動させるポンプ制御信号と、排気弁８ｂを閉じる弁制御信号とをそれぞれポンプ８ａおよび排気弁８ｂに出力する。ポンプ８ａおよび排気弁８ｂは、それに従って作動し、ポンプ８ａは、カフ３内に空気を導入し、排気弁８ｂは閉じる。これにより、図３に示すように、カフ圧は０ｍｍＨｇから急速に上昇して５０ｍｍＨｇとなり、カフ３による下肢の静脈の圧迫が開始される。そして、所定時間経過後、制御部６が、ポンプ８ａの駆動を停止させるポンプ制御信号をポンプ８ａに出力する。ポンプ８ａは、それに従って、カフ３内への空気の導入を停止する。

ここで、カフ３による静脈圧迫を１回行うための時間の長さを圧迫期間Ｔ１とし、静脈圧迫を１回解除するための時間の長さを解除期間Ｔ２とすると、ポンプ８ａを駆動してカフ３に空気を導入する時間の長さは、圧迫期間Ｔ１よりも短い。一方、排気弁８ｂを閉じる時間の長さは圧迫期間Ｔ１と同じであり、排気弁８ｂを開く時間の長さは解除期間Ｔ２と同じである。よって、カフ圧が加圧されて５０ｍｍＨｇになった後、残りのわずかな期間だけカフ圧が５０ｍｍＨｇに維持されてから、カフ圧の減圧が開始される。また、解除期間Ｔ２において、カフ圧が減圧されて０ｍｍＨｇになった後、残りのわずかな期間だけカフ圧が０ｍｍＨｇに維持されてから、カフ圧の加圧が開始される。

なお、本実施の形態では、カフ圧の最大値が予め５０ｍｍＨｇに設定されているが、この値は、検査条件や被検者情報、被検者の体勢などに応じて変更可能である。また、カフ圧の最大値は、動脈は圧迫されず静脈のみが圧迫されるような値、例えば４０〜９０ｍｍＨｇに設定される。

また、圧迫期間Ｔ１および解除期間Ｔ２は、例えば１秒間に予め設定される。また、圧迫期間Ｔ１および解除期間Ｔ２は個別に設定可能である。例えば、圧迫期間Ｔ１を５秒間とし、解除期間Ｔ２を１秒間とすることができる。圧迫期間Ｔ１を５秒間とした場合、例えば、最初の１秒間で加圧によりカフ圧を急速に最大値まで到達させ、その後の４秒間においてカフ圧を最大値に維持することができる。あるいは、最初の４秒間で加圧によりカフ圧をゆっくりと最大値まで到達させ、その後の１秒間においてカフ圧を最大値に維持することができる。ただし、これらの期間の長さは、例えば検査条件や被検者情報、被検者の体勢などに応じて変更可能である。

そして、ステップＳ１０５では、制御部６が、排気弁８ｂを開く弁制御信号を排気弁８ｂに出力する。排気弁８ｂは、これに従って開く。これにより、図３に示すように、カフ圧は５０ｍｍＨｇから急速に低下して０ｍｍＨｇとなり、カフ３による下肢の静脈の圧迫が解除される。

ステップＳ１０６では、制御部６が、インピーダンス変換部７から継続的に送られてくるインピーダンスを、加減圧時のインピーダンス波形として記録する。なお、加減圧時のインピーダンス波形の開始時点は、１回目の加圧が開始した瞬間であり、一方、加減圧時のインピーダンス波形の終了時点は、最終回の減圧が終了してカフ圧が０ｍｍＨｇに戻った瞬間（図３中のタイミングＡ）である。

ステップＳ１０７では、制御部６が、ステップＳ１０４、１０５での加減圧の回数が、予め設定されている値、すなわち設定加減圧回数に達したか否かを判断する。これまでに行われた加減圧の回数が設定値に達した場合はステップＳ１０８に進み、設定値に未だ達していない場合はステップＳ１０４に戻って、ステップＳ１０４〜１０７を繰り返す。

ここで、設定加減圧回数は、加減圧の繰り返しにより下肢の静脈血駆出状態が生成されるように、設定される。約１０〜３０回加減圧を繰り返すと、安定した静脈血駆出状態を得ることができるため、好ましくは、加減圧回数を１０〜３０回に設定し、より好ましくは２０回に設定する。なお、この値は、検査条件や被検者情報、被検者の体勢などに応じて変更可能である。よって、静脈駆出状態を生成することができるのであれば、加減圧を繰り返す回数が１０回未満であってもよい。

そして、ステップＳ１０８では、制御部６が、インピーダンス変換部７から継続的に送られてくるインピーダンスを、静脈貯留時のインピーダンス波形として記録し始める。なお、静脈貯留時のインピーダンス波形の開始時点は、最終回の減圧が終了してカフ圧が０ｍｍＨｇに戻った瞬間（図３中のタイミングＡ）である。

ステップＳ１０９では、制御部６が、インピーダンス波形が飽和したか否かを判断する。インピーダンス波形の飽和とは、静脈貯留時のインピーダンス波形において、インピーダンスが基底インピーダンスＺ０に戻ったことを表す。制御部６は、この判断を行うために、インピーダンス変換部７から継続的に送られてくるインピーダンスを常時監視するか、あるいは、制御部６の内部に記録されている静脈貯留時のインピーダンス波形を常時監視する。インピーダンス波形が飽和した時点で、静脈貯留時のインピーダンス波形が終了する。

ステップＳ１１０では、演算部６ａが、計測結果の換算を行う。より具体的には、まず、静脈貯留時のインピーダンス波形の開始時点と終了時点との間のインピーダンスの変化ΔＺａ［Ω］を算出する。この値は、静脈血駆出量を表している。そして、次の式（１）を用いて、このインピーダンス変化の値として表された静脈血駆出量ΔＺａ［Ω］を、静脈の容積変化の値として表された静脈血駆出量ΔＶ［ｍｌ］に換算する。
ΔＶ＝ρ×（Ｌ／Ｚ０）^２×ΔＺａ・・・（１）
ここで、Ｌは計測用電極５ｂ間の距離［ｃｍ］、ρは抵抗率［Ω・ｃｍ］である。

さらに、演算部６ａは、タイミングＡからタイミングＢまでの時間の長さを算出する。算出された時間の長さは、再充満時間Ｔである。また、タイミングＡからタイミングＢまでの静脈貯留速度ＶＦＩも算出される。これは、タイミングＡからタイミングＢまでのインピーダンス変化を表す線分の傾きとして表される。タイミングＢは、タイミングＡ以降のインピーダンス変化が、ΔＺａの値の９０％に達した時点として設定される。なお、タイミングＢは、再充満時間Ｔおよび静脈貯留速度ＶＦＩに基づく静脈疾患の診断をより正確に行うために設定されるものであり、適宜変更可能である。

算出された静脈血駆出量ΔＶ、再充満時間Ｔおよび静脈貯留速度ＶＦＩを用いて静脈疾患の診断を行う場合、それぞれのパラメータについて予め設定された正常値と比較することにより、例えば次のように静脈疾患を診断することができる。

まず、被検者の静脈血駆出量ΔＶ、再充満時間Ｔおよび静脈貯留速度ＶＦＩがいずれも正常値と同じとなった場合は、被検者の下肢は健常肢であると診断することができる。また、静脈血駆出量ΔＶが正常値と同じまたは正常値よりも小さく、再充満時間Ｔが正常値よりも小さく、且つ、静脈貯留速度ＶＦＩが正常値よりも大きくまたは小さい場合は、被検者の下肢に弁不全または静脈瘤が生じていると診断することができる。また、静脈血駆出量ΔＶが正常値よりも小さく、再充満時間Ｔが正常値よりも小さく、且つ、静脈貯留速度ＶＦＩが正常値と同じ場合は、被検者は深部静脈血栓症を発症していると診断することができる。なお、この診断の結果は、それぞれの正常値の設定により変更され得る。また、図４（ａ）には、何らかの静脈疾患が発症している可能性のある下肢についての、インピーダンス変化の波形が示されており、図４（ｂ）には、健常肢についてのインピーダンス変化の波形が示されている。

以上のように、本実施の形態によれば、被検者の下肢に圧迫具を装着し、圧迫具の圧迫圧を反復的に加減圧しながら圧迫具で下肢の静脈を圧迫して、下肢の静脈血を駆出するため、自動運動または他動運動に比べて筋ポンプ作用の再現性を向上させることができ、よって、インピーダンス変化の計測精度を向上させることができ、ひいては、静脈疾患の検査結果の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。ただし、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記実施の形態において説明した構成や構造、用途などは一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更および修正が可能であることは明らかである。

本発明の一実施の形態に係る静脈検査装置の構成図本発明の一実施の形態に係る静脈検査装置における動作を示すフロー図図３の動作において変動するインピーダンス、カフ圧、弁制御信号およびポンプ制御信号のそれぞれの波形を示す図（ａ）インピーダンス変化の波形の一例を示す図（ｂ）インピーダンス変化の波形の他の例を示す図

符号の説明

１本体
２エア管
３カフ
５電極部
５ａ通電用電極
５ｂ計測用電極
６制御部
６ａ演算部
７インピーダンス変換部
８圧力調整部
８ａポンプ
８ｂ排気弁
８ｃ圧力センサ

Claims

被検者身体の特定部位に、一定の間隔を開けて一対の電極を装着して静脈を検査する静脈検査装置において、
前記一対の電極と前記一対の電極間の前記特定部位とを覆って前記特定部位に装着され、前記特定部位の静脈を圧迫するカフと、
前記カフの圧迫圧を繰り返し加減圧することにより前記特定部位の静脈血駆出状態を生成して前記繰り返し加減圧を終了する圧力調整部と、
前記繰り返し加減圧の終了後の前記特定部位のインピーダンス変化を、前記一対の電極により計測する計測部と、
を備えることを特徴とする静脈検査装置。
前記計測部により計測されたインピーダンス変化を、血液量の変化に換算する演算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、加減圧を１０〜３０回繰り返して前記静脈血駆出状態を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、加減圧を２０回繰り返して前記静脈血駆出状態を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、前記カフ内に空気を導入するポンプと、前記カフ内の空気を排出する排気弁と、を備え、
前記ポンプの駆動および停止ならびに前記排気弁の開閉をそれぞれ制御して、前記カフのカフ圧を加減圧する制御部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、所定の第１の期間内に、前記カフのカフ圧を第１の所定値から第２の所定値まで加圧し、前記所定の第１の期間に続く所定の第２の期間内に、前記カフのカフ圧を前記第２の所定値から前記第１の所定値まで減圧する、
ことを特徴とする請求項５記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、加圧により前記所定の第１の期間の途中で前記カフのカフ圧を前記第２の所定値に到達させ、その後、前記所定の第１の期間の残りにおいて前記カフのカフ圧を前記第２の所定値に維持する、
ことを特徴とする請求項６記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、減圧により前記所定の第２の期間の途中で前記カフのカフ圧を前記第１の所定値に到達させ、その後、前記所定の第２の期間の残りにおいて前記カフのカフ圧を前記第１の所定値に維持する、
ことを特徴とする請求項６記載の静脈検査装置。
前記第１の所定値は０ｍｍＨｇであり、前記第２の所定値は４０〜９０ｍｍＨｇである、
ことを特徴とする請求項６記載の静脈検査装置。
前記第１の所定値は０ｍｍＨｇであり、前記第２の所定値は５０ｍｍＨｇである、
ことを特徴とする請求項６記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、前記カフのカフ圧を、所定値まで加圧して、前記所定値に維持してから、減圧する、
ことを特徴とする請求項５記載の静脈検査装置。
前記所定値は４０〜９０ｍｍＨｇである、
ことを特徴とする請求項１１記載の静脈検査装置。
前記所定値は５０ｍｍＨｇである、
ことを特徴とする請求項１１記載の静脈検査装置。
前記圧力調整部は、前記カフのカフ圧を、所定値まで減圧して、前記所定値に維持してから、加圧する、
ことを特徴とする請求項５記載の静脈検査装置。
前記所定値は０ｍｍＨｇである、
ことを特徴とする請求項１４記載の静脈検査装置。