JPH02128755A

JPH02128755A - 体肢血液比抵抗計測装置

Info

Publication number: JPH02128755A
Application number: JP63284689A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shimazu; 秀昭嶋津; Hiroshi Ito; 寛志伊藤; Kenichi Yamakoshi; 憲一山越
Original assignee: Japan Medical Dynamic Marketing Inc
Current assignee: Japan Medical Dynamic Marketing Inc
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1990-05-17
Also published as: JPH0426848B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、医用や保健、スポーツ等に用いられる計測装
置に関し、特に血液の比抵抗を非観血的に計測するのに
用いられる装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の体肢血液比抵抗計測手段としては、人体から少量
の血液を採取し、直接この血液の比抵抗を測定すること
が、広く行なわれている。

また、最近開発された体肢血液比抵抗計測手段では、体
肢に複数の電極を巻きつけ、電導性液体に没入させたの
ち、体肢の血圧脈動による容積変化に伴う上記体肢およ
び上記液体のアドミッタンス変化を、上記液体の比抵抗
を徐々に変（１，させつつ測定し、これにより体肢を流
れる血液の比抵抗を判定することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のような従来のように採血して血液比抵
抗を測定する手段では、測定の度に被検者から採血を行
なわなければならず、被検者に苦痛を与えるという問題
があり、また、被検者の血液の比抵抗の変化していく状
況を測定することが難しいという問題点がある。

また、前述のアドミッタンス変化から比抵抗を測定する
手段では、被検者の体肢を電導性液に浸さなければなら
ず、このため測定部位も指等の比較的細い部分に限られ
るという問題点がある。

本発明は、上述のような問題点を解決しようとするもの
で、被検者から採血することなく、また、体肢を濡らす
ことなく、体肢および体肢を取り囲むタンク内の電導性
液体の容積変化に伴う同体肢および同液体のアドミッタ
ンスまたはインピーダンスの変化を測定することにより
、血液の比抵抗を簡便かつ連続的に計測できるようにし
た、体肢血液比抵抗計測装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明の体肢血液比抵抗計
測装置は、剛性外筒と同外筒の内方に配設された可撓性
内筒とをそなえて、上記の外筒と内筒との間に液量調節
式液体収容部を形成されるとともに上記内筒の内方に体
肢受入部を形成されたタンクからなり、上記の外筒およ
び内筒が、いずれも電気絶縁性の材質で構成されて、上
記液体が電導性を有し、かつ、上記外筒においてその長
手方向に互いに離隔して取付けられｔ；複数の外部電極
と、同外部電極から内方へ突出した支持部材と、同支持
部材の先端に支持されて上記内筒の内面へ露出した体肢
接触用内部電極と、上記外部電極の相互間における上記
液体および上記内部電極の相互間における上記体肢のイ
ンピーダンスまたはアドミッタンスを測定する手段とが
設けられ、上記支持部材が、その突出方向において伸縮
すべく、筒状案内部と同筒状案内部に摺動可能に嵌装さ
れた棒状部とで構成されて、上記の筒状案内部および棒
状部の一方と他方とに上記の外部電極および内部電極を
それぞれ結合されたことを特徴としている。

〔作　　用）上述の本発明の体肢血液比抵抗計測装置では、可撓性内
筒の内方における体肢受入部に体肢が挿入されると、体
肢内の血管の血圧脈動による体肢の容積変化に伴って、
外筒と内筒との間における液体収容部の液量が変化する
。

このようにして液量の変化した電導性の液体および体肢
のアドミッタンスまたはインピーダンス変化が、上記外
筒に取付けられた複数の外部電極間と上記内筒に取付け
られた複数の内部電極間とで同時に測定されることによ
り、上記内部電極間における体肢を流れる血液の比抵抗
が間接的に計測されるようになる。

〔実　施　例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての体肢血液比
抵抗計測装置について説明すると、第１図はその模式的
縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視矢視面断面図３
図は第２図の部分拡大図、第４図は測定中の体肢および
電解液の容積およびアドミッタンス変化を示す模式図で
ある。

第１．２図に示すように、ペース部材ｌＯ上に剛性外筒
１１が設置されるとともに、同外筒１１の内方に可撓性
内筒１２が配設されて、同内筒１２の両端のフランジ状
端部１２ａ、Ｘ２ｂの周縁は、外筒１１の端部内面に液
密に取付けられている。

このようにして、外筒１１と内筒１２との間に、液量調
節式液体収容部１３が形成され、同液体収容部１３は、
電解液タンク１４に連通されている。

すなわち、液体収容部１３内には、電導性の液体として
の電解液Ｗ′が供給されるようになっており、この電解
液としては、生理食塩水または、これにより低濃度の食
塩水などが用いられる。

また、電解液タンク１４の気相部にはプレッシャーコン
トローラ１５が接続されており、液体収容部１３内の液
圧を検知するセンサー１６からの検知信号に応じてプレ
ッシャーコントローラ１５から電解液タンク１４内へ作
動圧が供給されることにより、上記液圧を所定値に保つ
制御が行なわれるようになっている。すなわち、電解液
タンク１４とプレッシャーコントローラ１５およびセン
サー１６とにより液圧調節手段が構成される。

外筒１１はアクリル樹脂などの電気絶縁性材質で構成さ
れており、内筒１２は内方に体肢Ａを受入れるための体
肢受入れ部Ｂを有するゴムチューブのごとき可撓部材と
して構成されている。そして、外筒１１の内周部には、
その長手方向に互いに離隔するように、一対の電流印加
用外部電極１７畠、１７ｂと同電極１７ｓ、１７ｂの相
互間における４ｆｌＩの電圧検出用外部電極１８１．　
ｌ　８　ｂ＋　１８　ｅ。

１８ｄとが配設され、内筒１２の内周部にも、その長手
方向に互いに離隔するように、対をなす内部電流印加電
極２１＊、２１ｂ七同電極２１ａ、２１１＋の相互間に
おける４個の内部電圧検出電極２２！。

２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとが、各々内筒１２の周方向に
沿って４個ずつ、外部電極１７ａ、１８ｍ、１８ｂ。

１８ｃ、１８４，１７ｂと長手方向について対応するよ
うに、各符号２１ｉ、２２ｓ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ
。

２１ｂで示す順に配設され、これらの電極は、アドミッ
タンスまたはインピーダンスを測定、記録する計測器１
９の所要の端子に接続され得るようになっている。

また、各内部電極は、第３ｒ！！ＪＪこ示すように、絶
縁材からなる支持部材２３によって外筒１１の内面外部
電極のある位置１２に支持されており、この支持部材２
３は、その突出方向において伸縮すべく筒状案内部２３
ａと同筒状案内部２３１に摺動可能に嵌装された棒状部
２３ｂとで構成される。

そして、筒状案内部２３１の後端は各外部電極Ｉ７畠、
１７ｂ、１８ｓ、〜１８ｄに結合され、棒状部２３ｂの
前端は内筒１２における各内部電極の２１ｓ。

２１ｂ、２２ｉ〜２２ｄの位置に結合され、長手方向に
ついて対応する各外部電極１７　ｓ、　１７　ｂ、ＩＩ
ｓ〜１８ｄと各内部電極２１ａ、２１ｂ、２２ｔ〜２２
４との位置がずれないようになっており、半径方向には
伸縮可能で、体肢の容積変化を防げないようになってい
る。

なおベース部材１０の両端部には、それぞれ体肢Ａのた
めの受は部２０ａ、２０ｂが設けられている。

そして、各外部電極１７！、ｌ　７ｂ、１８１〜１８ｄ
および各内部電極２１ｘ、２　ｌｂ、２１ａ〜２２ｄと
計測器１９を接続する配線には、対応する各外部電極１
７ａ、１７ｂ、１８＊　〜１８ｄと各内部電極２１ｍ。

２１ｂ、２２ｘ〜２２ｄとの導通および遮断を行なうス
イッチ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられてい
る。また、液体収容部１３には電解液Ｗ′の濃度調節機
構２５、電解液Ｗ′の比抵抗測定装置２６および、液体
収容部１３内の電解液攪拌用ポンプ２７が接続されてい
る。

上述の構成を持つ体肢血液比抵抗計測装置を用いて、体
肢Ａを流れる血液の比抵抗を測定する際には、まず、第
１の方法では、液体収容部１３に適量の電解液Ｗ′が供
給され、ついで、体肢Ａが体肢受入れ部Ｂに挿入された
後、スイッチ２４１゜２４ｂ、２４ｃが開の状態、すな
わち、各外部電極１７暑、１７ｂ、１　Ｂ！〜１８ｄお
よび各内部電極２１！。

２１ｂ、２２ｓ〜２２ｄとで独立してアドミッタンス（
またはインピーダンス）が測定される状態で、電流印加
用外部電極１７ｓ、１７ｂ間、および電流印加用内部電
極２１ｓ、２１ｂ間に所要の交流定電流が流される。そ
して、プレッシャーコントローラ１５によって、液体収
容部内は、内筒１２が体肢と十分密着し、かつ、体肢内
の血管を圧閉したい程度の圧力に調整される。

このような準備操作が行なわれてから、電圧検出用外部
電極１８ｂ、１８ｃの相互間における電解液Ｗ′アドミ
ッタンス（またはインピーダンス）と、電圧検出用内部
電極２２ｂ、２２ｃの相互間における体肢Ａアドミッタ
ンス（またはインピーダンス）の測定が計測器１９によ
り行なわれる。

このとき、体肢Ａおける血管の血圧脈動により、体肢Ａ
の容積は変化する。すなわち、第４図に示すように、電
圧検出用外部電極１８ｂ、１８ｃあるいは電圧検出用内
部電極２２ｂ、２２ｃで挟まれた区間りについてみたと
き、区間りにおける電解液Ｗ′の体積をＶｓ、血管の容
積すなわち血液の容積をｖｂ１体肢Ａのアドミッタンス
をＹｓ、ＹｂおよびＹｔとすると、血圧脈動により、上
記の各値は以下のように変化する。

初め容積が（Ｖ　、＋　Ｖ　、）であった区間りにおけ
る体肢Ａに血液が流れ込むと、Ｖｔは血液等の流入に関
係なく常に一定と考えられるので、体肢Ａの容積は血液
の流入量ΔＶだけ増加し、（ｖ　ｂ＋　ｖ　＋＋ΔＶ）
になる。また、体肢Ａも含めた区間りの容積は外筒１２
が剛性材からなるがゆえに常に一定であり、体肢Ａの容
積の増加分ΔＶは、区間り内の電解液Ｗ′がΔＶだけ減
少することでうめあわされることになる。つまり体肢Ａ
内の血液増加量と電解液Ｗ′の減少量は等しい。

そして上述の容積変化に住い体肢Ａおよび電解液Ｗ′の
アドミッタンスも変化する。このとき電圧検出用内部電
極２２ｂ、２２ｃにおいて測定されるアドミッタンス変
化をΔＹ、とすると、上述のごとく体肢Ａの組織込は常
に一定であり、Ｙ、は変化したい、つまり体肢Ａの容積
変化ΔＶはすべて血液量の変化に起因するため、ΔＹｋ
、血液の比抵抗Ｐ１および区間りの長さａを用いて次式
のように表わされる。

ＪＡＹ　ｌ　−ｐｂ−ｔ”−ｌ　Δｙ。

また、ΔＶは電解液Ｗ′のアドミッタンス変化ΔＹｓお
よび比抵抗Ｐ、を用いて八Ｖ　ｌ−ｐ、−ａ”−Ｉ　ＡＹ、１と表わされる。そして、上述の２式より次の式が導かれ
る。

すなわち、計測器１９によって電圧検出用外部電極ＩＪ
Ｈ，１８ｃ相互間のアドミッタンス変化の振幅と、電圧
検出用内部電極２２ｂ、２２ｃ相互間のアドミッタンス
変化の振幅とを測定したのち、液体収容部１３内の電解
液Ｗ′を比抵抗測定装置２６に導入し、Ｗ′の比抵抗Ｐ
、を測定すれば、Ｐ、が上記関係式を用いて算出される
のである。

次に本装置を用いた第２の血液比抵抗測定法について説
明すると、まず、スイッチ２４１〜２４ｃを閉じて、各
外部電極と各内部電極とを導通させ、各外部電極と１７
１，１７ｂ、１８ａ〜１８ｄと各内部電極２１＆、２１
ｂ、２２ａ　〜２２ｄとの合成されたアドミッタンス（
またはインピーダンス）が計測器１９によって測定され
る状態で、前述の第１の方法と同様の準備操作が行なわ
れる。

そして、電圧検出用外部電極１８ｂ、１８ｃの相互間に
おける電解液Ｗ′のアドミッタンス（またはインピーダ
ンス）と、電圧検出用内電極２２ｂ。

２２ｃ相互間における体肢Ａのアドミッタンス（または
インピーダンス）との和の測定が計測器１９により行な
われる。

このとき、計測器１９によって測牢されるアドミッタン
スＡＹとするとＹは上述の符号を用いて、Ｙ寓Ｙｂ＋Ｙ
、＋Ｙ。

と表わされる。また、血液流入による体肢Ａの容積変化
をΔＶとすると、第１の方法と同様の原理から、電解液
Ｗ′の減少量は一Δ■であり、−ΔＶ”ｐ＊＊１”＊Δ
Ｙｓ Δｖｗｚｐ、ａｔ”−ＡＹトの関係式から、血液流入のアドミッタンスＹ′とし、そ
の変化分をＡＹとするとが導かれる。

すなわち、Ｐｂ−Ｐ−であるならば、上式において常に ΔＹ３０が成り立ち、測定されるアドミッタンスは体肢の血圧脈
動による変化つまり振幅がみられなくなるのである。し
たがって測定に際しては、計測器１９を用いて、電圧検
出用外部電極１８ａ〜１８４と電圧検出用内部電極２２
ａ〜２２ｄとのアドミッタンスの和すなわちＹを測定し
たがら、電解液Ｗ′の濃度調節機構２５によりＷ′の濃
度を少しずつ変えてゆき、また、電解液攪拌用ポンプ２
７によりＷ′の濃度が常に均一になるように調整する操
作が行なわれる。

そして、アドミッタンスの脈動の拶幅すなわちΔＹが消
失する、あるいはΔＹが最小となるようにＷ′の濃度を
調節する。ΔＹが消失または最小になったならば、濃度
の調節を止め、電解液Ｗ′を比抵抗測定装置２６に導入
し、Ｐ、を測定する。

このとき、Ｐ　ｓ”　／’　ｈであるので、Ｐｈの値が
決定されるのである。

また、本実施例では、２通りの方法ともアドミッタンス
変化から、血液比抵抗を測定するが、インピーダンスが
アドミッタンスの逆数として求められるので、インピー
ダンス変化からも、はとんど同様の操作で血液比抵抗を
測定することができる。

このようにして、本実施例では、従来のように被検者か
ら採血する必要がないため、被検者に苦痛を与えること
なく血液の比抵抗を測定することができ、また、比抵抗
の変化していく状況を簡便かつ連続的に測定することが
可能である。また、被検者の体肢を電導性液に浸す必要
がないため、測定部位が限定されないという利点がある
。

さらに、本装置は、スイッチ２４ａ〜２４ｄが開の状態
で外部電極１７易、１７ｂ、１８ａ〜１８ｄのみで測定
を行なうならば、最近開発された、体肢の容積や血圧等
を測定するのに用いられる体肢容積測定装置として用い
ることができる。

（発明の効果〕以上詳述したように、本発明の体肢血液比抵抗測定によ
れば、次のような効果ないし利点が得られる。

（１）被検者から採血する必要がないため、被検者に苦
痛を与えることなく血液の比抵抗を測定することができ
る。

（２）血液の比抵抗が変化していく状況を簡便かつ連続
的に測定することができる。

（３）被検者の体肢を電導性液に浸す必要がないため、
測定部位が限定されないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての体肢血液比抵抗計測
装置を示す模式的縦断面図、第２図は第１図のト］矢視
横断面図、第３図は第２図の部分拡大図、第４図は測定
中の体肢および電解液の容積およびアドミッタンス変化
を示す模式図である。１０・・ベース部材、１１・−外筒、１２・・内筒、１
２ｓ＋１２ｂ・・フランジ状端部、１３・・液体収容部
、１４・・電解液タンク、１５・・プレッシャーコント
ロール、１６９・センサー１７畠、１７ｂ・・電流印加
用外部電極、Ｉｔｓ、ｌｌｂ。１８ｃ、１８ｄ・・電圧検出用外部電極、１９・・計測
器、２０ｇ、２０１＋・＊受は部、２１ｓ、２１ｂ・・
電流印加用内部電極、２２ｓ、２２に、２２ｃ、Ｂｄ・
・電圧検出用内部電極、２３・・支持部材、２３１・・
筒状案内部、２３ｂ・・棒状部、２４為。２４ｂ、２４ｃ、２４４・・スイッチ、２５拳豊濃度調
節機構、２６・・比抵抗測定装置、２７・・電解液攪拌
用ポンプ、Ａ・・体肢、Ｂ・・体肢受入れ部、Ｗ′・・
電解液。代理人　弁理士　飯　沼　義　彦同　安達同　阿部英幸功第図第図革図手続補正書平成元年７月２８日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）剛性外筒と同外筒の内方に配設された可撓性内筒
とをそなえて、上記の外筒と内筒との間に液量調節式液
体収容部を形成されるとともに上記内筒の内方に体肢受
入部を形成されたタンクからなり、上記の外筒および内
筒が、いずれも電気絶縁性の材質で構成されて、上記液
体が電導性を有し、かつ、上記外筒においてその長手方
向に互いに離隔して取付けられた複数の外部電極と、同
外部電極から内方へ突出した支持部材と、同支持部材の
先端に支持されて上記内筒の内面へ露出した体肢接触用
内部電極と、上記外部電極の相互間における上記液体お
よび上記内部電極の相互間における上記体肢のインピー
ダンスまたはアドミッタンスを測定する手段とが設けら
れ、上記支持部材が、その突出方向において伸縮すべく
、筒状案内部と同筒状案内部に摺動可能に嵌装された棒
状部とで構成されて、上記の筒状案内部および棒状部の
一方と他方とに上記の外部電極および内部電極がそれぞ
れ結合されたことを特徴とする、体肢血液比抵抗計測装
置。
（２）上記支持部材が絶縁材で形成されて、上記の外部
電極と内部電極との導通および遮断を行なうスイッチが
設けられた、請求項（１）に記載の体肢血液比抵抗計測
装置。
（３）上記液体収容部に、同液体収容部内の液圧を調節
しうる液圧調節手段が接続された、請求項（１）または
（２）に記載の体肢血液比抵抗計測装置。