JPS6220817B2 - - Google Patents
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- JPS6220817B2 JPS6220817B2 JP57099263A JP9926382A JPS6220817B2 JP S6220817 B2 JPS6220817 B2 JP S6220817B2 JP 57099263 A JP57099263 A JP 57099263A JP 9926382 A JP9926382 A JP 9926382A JP S6220817 B2 JPS6220817 B2 JP S6220817B2
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- blood flow
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- circuit
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- coefficient
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- Expired
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- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 3
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 9
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000008321 arterial blood flow Effects 0.000 description 5
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Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、動脈血流を血管の弾性要素に流れる
血流と、そこからさらに末梢側へ流れる血流に分
離し得る血流測定装置に関するものである。
血流と、そこからさらに末梢側へ流れる血流に分
離し得る血流測定装置に関するものである。
従来から、ウインドケツセル理論により動脈系
を第１図に示す弾性モデルとして考え、弾性要素
の血液量（その容積に対応する）をＱ、その部分
の血圧をＰ、弾性要素のコンプライアンスをＣと
して、dQ＝CdPなる関係からＣを求める解析が
行われ、動脈硬化の診断等臨床上も応用されてい
るが、前述の弾性モデルに対する血流を主体にし
たアプローチはなされていなかつた。
を第１図に示す弾性モデルとして考え、弾性要素
の血液量（その容積に対応する）をＱ、その部分
の血圧をＰ、弾性要素のコンプライアンスをＣと
して、dQ＝CdPなる関係からＣを求める解析が
行われ、動脈硬化の診断等臨床上も応用されてい
るが、前述の弾性モデルに対する血流を主体にし
たアプローチはなされていなかつた。
よつて、本発明は動脈系のより完全な診断を可
能にするために任意の血管位置における動脈血流
を血管の弾性要素に出入する血流（弾性血流）と
末梢血流もしくは末梢側へ向う血流（末梢側血
流）とに分離し得る血流測定装置を提供すること
を目的とする。
能にするために任意の血管位置における動脈血流
を血管の弾性要素に出入する血流（弾性血流）と
末梢血流もしくは末梢側へ向う血流（末梢側血
流）とに分離し得る血流測定装置を提供すること
を目的とする。
本発明は、第１図に示す前述の弾性系モデル
が、特に末梢血管近辺において血流を電流に対応
させると第２図に示す如き電気回路に置換し得る
との想定を基に前記の目的を解決した。即ち、第
１図においてBF1：動脈血流、Ｑ：血液量、Ｃ：
コンプライアンス、R2：末梢血管抵抗として BF1＝BFC＋BF2＝ｄＱ／ｄｔ＋Ｑ／ＣＲ２…(1) が成立するものとし、第２図においてBF1を電流
i1、Ｑを電荷ｑ、Ｃを静電容量ｃそしてR2を電気
抵抗r2に対応させると、 i1＝ｉC＋i2＝ｄｑ／ｄｔ＋ｑ／ｃｒ２ …(2) となる。そしてi1を血流計から求め、ｑを血管の
容積脈波計によりｑ＝βＶ（Ｖ：血管容積、β：
係数）として求めると、式(2)は i1＝αｄＶ／ｄｔ＋βＶ（α：cr2β） …(3) となる。この式(3)は一階線型微分方程式の解法に
より となり、Ｖ及びi1が決定されると、α及びβは一
義的に定まることになる。換言すれば、血流信号
i1の波形と容積脈波信号Ｖに係数βを乗算した信
号（βＶ）及びＶの時間微分信号に係数αを乗算
した信号（αｄＶ／ｄｔ）の加算信号波形とを一致させ るようにα及びβを設定することにより、弾性血
流に対応する電気信号αｄＶ／ｄｔ及び末梢側血流に対 応する電気信号βＶが分離して検出されることに
なる。
が、特に末梢血管近辺において血流を電流に対応
させると第２図に示す如き電気回路に置換し得る
との想定を基に前記の目的を解決した。即ち、第
１図においてBF1：動脈血流、Ｑ：血液量、Ｃ：
コンプライアンス、R2：末梢血管抵抗として BF1＝BFC＋BF2＝ｄＱ／ｄｔ＋Ｑ／ＣＲ２…(1) が成立するものとし、第２図においてBF1を電流
i1、Ｑを電荷ｑ、Ｃを静電容量ｃそしてR2を電気
抵抗r2に対応させると、 i1＝ｉC＋i2＝ｄｑ／ｄｔ＋ｑ／ｃｒ２ …(2) となる。そしてi1を血流計から求め、ｑを血管の
容積脈波計によりｑ＝βＶ（Ｖ：血管容積、β：
係数）として求めると、式(2)は i1＝αｄＶ／ｄｔ＋βＶ（α：cr2β） …(3) となる。この式(3)は一階線型微分方程式の解法に
より となり、Ｖ及びi1が決定されると、α及びβは一
義的に定まることになる。換言すれば、血流信号
i1の波形と容積脈波信号Ｖに係数βを乗算した信
号（βＶ）及びＶの時間微分信号に係数αを乗算
した信号（αｄＶ／ｄｔ）の加算信号波形とを一致させ るようにα及びβを設定することにより、弾性血
流に対応する電気信号αｄＶ／ｄｔ及び末梢側血流に対 応する電気信号βＶが分離して検出されることに
なる。
次に本発明を図示の実施例を基に説明する。
第３図において、１は血管の容積変化を電気信
号として検出する光電式、インピーダンス式等の
容積脈波計である。２は血流量を電気信号として
検出する電磁式、超音波式等の血流計である。
号として検出する光電式、インピーダンス式等の
容積脈波計である。２は血流量を電気信号として
検出する電磁式、超音波式等の血流計である。
１０は解析部であり、容積脈波計１で検出され
た容積脈波信号Ｖの係数βを設定する例えば利得
調整可能な増幅器を利用した係数設定回路１１
と、容積脈波信号Ｖの時間についての微分回路１
２と、その微分信号ｄＶ／ｄｔの係数αを設定する例え ば同様に利得調整可能な増幅器を利用した係数設
定回路１３と、両設定回路１１，１３の出力信号
の加算回路１４と、その加算出力信号と血流計２
で検出された血流信号i1とを比較して係数α及び
βを設定させるための例えば2chのオツシロスコ
ープを利用した比較装置１５と、βＶを末梢側血
流そしてαｄＶ／ｄｔを弾性血流として表示或は記録す る出力装置１６とから構成される。
た容積脈波信号Ｖの係数βを設定する例えば利得
調整可能な増幅器を利用した係数設定回路１１
と、容積脈波信号Ｖの時間についての微分回路１
２と、その微分信号ｄＶ／ｄｔの係数αを設定する例え ば同様に利得調整可能な増幅器を利用した係数設
定回路１３と、両設定回路１１，１３の出力信号
の加算回路１４と、その加算出力信号と血流計２
で検出された血流信号i1とを比較して係数α及び
βを設定させるための例えば2chのオツシロスコ
ープを利用した比較装置１５と、βＶを末梢側血
流そしてαｄＶ／ｄｔを弾性血流として表示或は記録す る出力装置１６とから構成される。
以上説明した構成の血流測定装置の動作をその
測定結果の信頼性を裏付けるためにダイコクネズ
ミについて侵襲的に測定した場合について第３図
（脈波の１波のみを示す）を参照して説明する。
測定結果の信頼性を裏付けるためにダイコクネズ
ミについて侵襲的に測定した場合について第３図
（脈波の１波のみを示す）を参照して説明する。
容積脈波計１としては電気インピーダンス式プ
レチスモグラフを用い、注射針型電極を腹側の尾
動脈に刺入れ、容積脈波信号としてインピーダン
ス信号Ｚを解析部１０へ供給した。血流計２とし
ては体外型電磁血流計を用い、尾動脈に直列にチ
ユーブを挿入してそのチユーブにプローブを装着
し、検出した血流信号i1をオツシロスコープを利
用した比較装置１５へ供給した。したがつて、イ
ンピーダンス信号Ｚは係数βを乗算される一方
で、微分されて係数αを乗算され、それぞれβＺ
及びαｄＶ／ｄｔとして加算回路１４並びに記録計を利 用した出力装置１６に供給される。これにより、
比較装置１５には血流信号i1（第４図、ａ）及び
加算信号αｄＺ／ｄｔ＋βＺ（第４図、ｂ）が表示さ れ、一方出力装置１６にはαｄＺ／ｄｔ及びβＺが描記 された（第４図、ｃ及びｄ）。ここで、血流信号
i1の立上り時即ちαｄＶ／ｄｔが零の時点でβを調整し
て i1とβＺのレベルを一致させ、次にαを調整して
互の波形のピーク値を一致させると、第４図から
明らかなように血流信号i1の波形と加算信号αｄＺ／ｄ
ｔ ＋βＺの波形はほぼ一致した。即ち、冒頭で想定
したように本発明によりi1に相当する動脈血流
BF1をαｄＺ／ｄｔに相当する弾性血流及びβＺに相当
す る末梢側血流へ分離することが可能になつた。ま
たαｄＺ／ｄｔの平均レベルは零であり、流入血流と流 出血流は等量になつていることが分る。
レチスモグラフを用い、注射針型電極を腹側の尾
動脈に刺入れ、容積脈波信号としてインピーダン
ス信号Ｚを解析部１０へ供給した。血流計２とし
ては体外型電磁血流計を用い、尾動脈に直列にチ
ユーブを挿入してそのチユーブにプローブを装着
し、検出した血流信号i1をオツシロスコープを利
用した比較装置１５へ供給した。したがつて、イ
ンピーダンス信号Ｚは係数βを乗算される一方
で、微分されて係数αを乗算され、それぞれβＺ
及びαｄＶ／ｄｔとして加算回路１４並びに記録計を利 用した出力装置１６に供給される。これにより、
比較装置１５には血流信号i1（第４図、ａ）及び
加算信号αｄＺ／ｄｔ＋βＺ（第４図、ｂ）が表示さ れ、一方出力装置１６にはαｄＺ／ｄｔ及びβＺが描記 された（第４図、ｃ及びｄ）。ここで、血流信号
i1の立上り時即ちαｄＶ／ｄｔが零の時点でβを調整し
て i1とβＺのレベルを一致させ、次にαを調整して
互の波形のピーク値を一致させると、第４図から
明らかなように血流信号i1の波形と加算信号αｄＺ／ｄ
ｔ ＋βＺの波形はほぼ一致した。即ち、冒頭で想定
したように本発明によりi1に相当する動脈血流
BF1をαｄＺ／ｄｔに相当する弾性血流及びβＺに相当
す る末梢側血流へ分離することが可能になつた。ま
たαｄＺ／ｄｔの平均レベルは零であり、流入血流と流 出血流は等量になつていることが分る。
無襲撃的測定を行う臨床応用の１例として、電
磁血流計を手首のとう骨動脈に装着し、インピー
ダンスプレチスモグラフを指の付け根に装着し
た。第５図は、この場合の第４図に対応する波形
を示す。ただし、血流及び容積脈波の測定点間で
動脈が分岐し、また血管から離間しているため
に、末梢血流βＺ及び弾性血流αｄＺ／ｄｔとの相対的 な関係は明確に得られるが、絶対値は測定されな
い。ただし、臨床上の有効性の障害とはならな
い。
磁血流計を手首のとう骨動脈に装着し、インピー
ダンスプレチスモグラフを指の付け根に装着し
た。第５図は、この場合の第４図に対応する波形
を示す。ただし、血流及び容積脈波の測定点間で
動脈が分岐し、また血管から離間しているため
に、末梢血流βＺ及び弾性血流αｄＺ／ｄｔとの相対的 な関係は明確に得られるが、絶対値は測定されな
い。ただし、臨床上の有効性の障害とはならな
い。
尚、出力装置１６で表示のみを行わせる場合、
比較装置１５のオツシロスコープを切換により又
は対応するチヤネル数にして兼用させることもで
きる。さらに、比較装置１５は差動メータとして
構成することもでき、或はマイクロプロセツサと
して両波形の偏差を計算させて、両波形が一致す
るように計算結果に応じて係数α，βを自動設定
させることもできる。出力装置１６はプリンタと
して測定結果を数値的にプリントアウトさせるこ
とも考えられる。その他、本発明は解析部１０或
は回路部分１１〜１４のみを独立ユニツトとする
か、又は容積脈波計１及び血流計２を含めたユニ
ツトとして実用化できる。
比較装置１５のオツシロスコープを切換により又
は対応するチヤネル数にして兼用させることもで
きる。さらに、比較装置１５は差動メータとして
構成することもでき、或はマイクロプロセツサと
して両波形の偏差を計算させて、両波形が一致す
るように計算結果に応じて係数α，βを自動設定
させることもできる。出力装置１６はプリンタと
して測定結果を数値的にプリントアウトさせるこ
とも考えられる。その他、本発明は解析部１０或
は回路部分１１〜１４のみを独立ユニツトとする
か、又は容積脈波計１及び血流計２を含めたユニ
ツトとして実用化できる。
要するに本発明の範囲内で種々の実施形態が考
えられる。本発明は、末梢血管の解析に限らず、
動脈系について第２図の電気回路の回路要素に大
きなインダクタンス或は集中定数回路成分が入つ
てこない範囲で予め波形の変形を見込んでおく等
により広く応用可能である。
えられる。本発明は、末梢血管の解析に限らず、
動脈系について第２図の電気回路の回路要素に大
きなインダクタンス或は集中定数回路成分が入つ
てこない範囲で予め波形の変形を見込んでおく等
により広く応用可能である。
以上、本発明により動脈系を静電容量及び電気
抵抗の等価回路に置換して考えることにより、動
脈血流を弾性要素に出入する血流と末梢側血流特
に末梢血流とに分離することが可能になり、従来
のコンプライアンスの測定と相俟つて動脈系の解
析がより精密に行われ、動脈硬化、脳血栓の予防
等臨床上の意義も大きいと言える。
抵抗の等価回路に置換して考えることにより、動
脈血流を弾性要素に出入する血流と末梢側血流特
に末梢血流とに分離することが可能になり、従来
のコンプライアンスの測定と相俟つて動脈系の解
析がより精密に行われ、動脈硬化、脳血栓の予防
等臨床上の意義も大きいと言える。
第１図はウインドケツセルのモデル、第２図は
末梢血管近辺における電気等価回路、第３図は本
発明の実施例を示すブロツク回路図、第４図及び
第５図は第３図による装置の検出波形を示す。 １……容積脈波計、２……血流計、１０……解
析部、１１，１３……係数設定回路、１２……微
分回路、１４……加算回路、１５……比較装置、
１６……出力装置。
末梢血管近辺における電気等価回路、第３図は本
発明の実施例を示すブロツク回路図、第４図及び
第５図は第３図による装置の検出波形を示す。 １……容積脈波計、２……血流計、１０……解
析部、１１，１３……係数設定回路、１２……微
分回路、１４……加算回路、１５……比較装置、
１６……出力装置。
Claims (1)
- １ 容積脈波信号の係数設定回路と、前記信号の
微分回路と、その微分出力信号の係数設定回路
と、前記両係数設定回路の出力信号の加算回路
と、その加算出力信号と血流信号とを比較するた
めの比較装置と、前記両係数設定回路用の出力装
置とを有することを特徴とする血流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099263A JPS58216034A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 血流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099263A JPS58216034A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 血流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216034A JPS58216034A (ja) | 1983-12-15 |
| JPS6220817B2 true JPS6220817B2 (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=14242811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57099263A Granted JPS58216034A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 血流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216034A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997016114A1 (fr) * | 1995-11-01 | 1997-05-09 | Seiko Epson Corporation | Appareil pour mesurer l'etat d'un organisme vivant |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP57099263A patent/JPS58216034A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58216034A (ja) | 1983-12-15 |
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