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指尖脈波解析装置及びこれを用いた血管内皮機能評価システム

国内特許コード P120007389
整理番号 H21-S09
掲載日 2012年4月23日
出願番号 特願2010-059907
公開番号 特開2011-189080
登録番号 特許第5504477号
出願日 平成22年3月16日(2010.3.16)
公開日 平成23年9月29日(2011.9.29)
登録日 平成26年3月28日(2014.3.28)
発明者
  • 北島 勲
出願人
  • 国立大学法人富山大学
発明の名称 指尖脈波解析装置及びこれを用いた血管内皮機能評価システム
発明の概要 【課題】血管内皮機能測定に適用できる高い再現性と凡用性に優れた指尖脈波解析装置の提供を目的とする。
さらには、本装置を用いた血管内皮機能評価システムの提供も目的とする。
【解決手段】上腕に装着され、駆血及び開放するための加圧手段と、指先に装着される指尖プローブと、当該指尖プローブに設けたセンサーを用いて指尖血流変化量を光学的に測定できる光学的脈波検出手段を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



最近、動脈硬化検査法として血流依存性血管拡張反応(FMD)が注目されている。

ここでFMD(flow-mediated dilation:血流依存性血管拡張反応)とは、血管はアセチルコリン受容体からのシグナル伝達により、アルギニンから合成された一酸化窒素(NO)を介して血管が拡張する。

また、血管は機械的刺激や「shear stress:ずり応力」にも応答して血管内皮細胞よりNOが産性され、血管が拡張する。

近年、駆血開放後に血管内の血流増加により強力なshear sressが生じ、その後、一過性に血管が拡張する現象が明らかにされ、FMDと命名された。

すなわち、FMDはNO依存性の一過性血管拡張反応と理解されている。

FMDにより血管内皮細胞から産生される一酸化窒素等の血管拡張物質に反応する血管拡張性が診断できる。

FMDを利用した検査方法としては上腕動脈の血管超音波検査で血管径変化を直接計測する方法を用いる。

しかし、FMDの上腕動脈拡張率を超音波で測定する機器(BAUS:Brachial Artery Ultrasound)は、超音波による血管内径側定を原理とするため、内径描出が一定とならず、個人差が大きく再現性も乏しい。

また、超音波エコー検査者の技量に依存するところが大きく超音波検査機器が高額(数千万円)である問題があった。

そこで、最近、FMD計測に関して、上腕動脈拡張率をエコーで測定するというデータの不安定と高額なエコー機器を使用しない上腕駆血解放後の血管拡張反応を指尖の毛細血管の圧変化でとらえるPAT技術による新しいFMD測定法が開発されている。

ここで、PAT(Peripheral Arterisl Tonometry:末梢動脈圧計側器)とは、上腕駆血開放後の血管拡張反応を指尖の末梢動脈拍動の血流量の変化として検出するものである。 例えば、非特許文献1に、上腕動脈駆血解放後の血管拡張反応に対して、指尖の血流量変動を圧変化として検出する方法が開示されている。

また、PAT技術に関して特許文献1~3が存在する。

PATでも動脈硬化の判定が可能である報告もある(三上正俊、鍵谷昭文、小澤禎治:加圧脈波による動脈硬化診断。日本臨床生理学会雑誌35:9-18,2005)。

しかし、PAT技術によりこれまでに商品化されている機器(エンドパッド2000、Itamer社(イスラエル))は、上腕の駆血部分が手動になっており、加圧が一定でなく不安定で、駆血できているかの判断は、検者の波形による主観的判断に依存し、手動で適宣、再加圧している。

指尖脈圧の駆血前後の指尖血流量を脈圧の比率(駆血後/駆血前)で計算するため、変化率が大きく出る。

また、指尖血管圧測定プローブが1回限りの「使い捨て」であり、ランニングコストが非常に高い問題を有している。

さらには次のような課題もあった。

一般に、指尖脈波の振幅は、指尖部をセンサーに圧着させる圧力によって変化する。最適な圧力でセンサーに圧着させると、大きな振幅のきれいな脈波をセンシングすることができるが、圧力が弱すぎると、振幅が小さくノイズ成分が大きくなり、圧力が強すぎると、逆に血流が阻害されて、振幅が小さくなる。

最適な圧力は、指の太さや、血管の硬さにより異なるので、バネ式の一般のプローブでは、圧力が弱すぎたり、強すぎたりするために、脈波が精度良く取れない場合がある。

また、バネ式のプローブでは、15分間の測定を続けて指先を圧迫し続けるために、脈波の振幅が減衰してしまうこともある。

産業上の利用分野



本発明は糖尿病患者、動脈硬化発症前診断、メタボリックシンドローム検診等、血管柔軟性を検査するのに効果的な指尖脈波解析装置及びこれを用いた血管内皮機能評価システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
上腕に装着され、駆血及び開放するための加圧手段と、指先に装着される指尖プローブと、当該指尖プローブに設けたセンサーを用いて指尖血流変化量を光学的に測定できる光学的脈波検出手段を有し、
前記指尖プローブは、指尖部とセンサーとの間に最適圧力が負荷されるように調整可能な装着圧力調整手段を有する脈波解析装置を用いて、
左右の手の指尖部に前記指尖プローブをそれぞれ装着し、
一方の上腕に前記加圧手段を装着し、前記加圧手段で一方の上腕を加圧する前の両方の指尖部から検知された指尖脈波の振幅を合致させるように係数処理する係数処理手段を有し、
前記両方の指尖部のうち、駆血及び開放する側の指尖部から検知されたデータを前記係数処理手段を用いて係数処理した後のデータを駆血側データとし、
他方の指尖部から検知されたデータを前記係数処理手段を用いて係数処理した後のデータを対照側データとし、
前記駆血側データと対照側データとから得られる両方の脈波ピーク値,脈波の収縮期圧に占める反射波成分の割合であるAI値及び加速度脈波の脈波特徴量AGのうち、いずれか1つ以上を用いて比較評価する評価手段を有することを特徴とする血管内皮機能評価システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010059907thum.jpg
出願権利状態 登録
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