JPH10328152A - 電磁血流計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検体に対して大きな負担を強いることなく、容
易でしかも正確な血流速の測定を可能にする。 【解決手段】測定部本体２を検体αの体表面に押圧配置
し、測定部本体２の検体当接面２ａに設けた測定溝６内
に、検体体表面付近の測定対象血管βを入り込ませる。
そして、血流検出部３から測定溝６の内面の略垂線方向
に沿って測定用磁束Ｃを発生させ、測定溝６内を流れる
血流に起因して生じる測定用磁束Ｃの変動を検知するこ
とで、血流速を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療現場等におい
て、検体の血流を測定するのに用いられる電磁血流計に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、血流を定量的に測定すること
が可能な血流計として、電磁血流計がある。電磁血流計
は測定対象血管を貫通する測定用磁束を発生させ、血流
によって生じる測定用磁束の変動を検出することで血流
を測定するようになっており、血流の流速変化に起因し
て起こる微妙な磁束の変動を測定することで血流を正確
に定量測定することが可能となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁血流計では、検体（患者）の体表面を切開して測定
対象血管を検体から取り出したうえで血流を測定しなけ
ればならず、測定時に検体（患者）に苦痛を伴う操作が
必要となり、検体に対する負担が大きく、むやみに測定
することができないという問題があった。これは、次の
ような理由によっている。

【０００４】従来の電磁血流計を構成する磁束発生コイ
ルは、磁心の周囲に鋼線等を手巻きにより巻回すること
で形成されており、構造的に小型化が困難であった。そ
のため、このような構成の磁束発生コイルを備えた電磁
血流計では、測定者が簡単に持ち運びすることができ
ず、据え置きに近い状態でしか測定することができなか
った。

【０００５】測定時にこのような制限のある電磁血流計
で血流を測定しようとすれば、電磁血流計に測定対象血
管を搬入する必要があり、そのためには、検体（患者）
の体表面を切開して測定対象血管を検体から取り出さね
ばならなかった。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑み、検体
（患者）の体表面を切開して測定対象血管を検体から取
り出すといった検体に対して大きな負担を強いることな
く、容易に測定できるようにすることを課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願出願人は、このよう
な電磁血流計の血流検出部を構成するのに適した薄膜フ
ラックスゲート磁気センサを特開平８−２０１０６１号
等により先に提案している。本発明は、このような薄膜
フラックスゲート磁気センサを用いたうえで、さらに改
良を加えて電磁血流計を構成することで、上記課題を解
決している。

【０００８】すなわち、本発明は、検体の体表面に押圧
配置され、その検体当接面には、検体に対する押圧によ
り検体体表面付近の測定対象血管が入り込む測定溝を有
する測定部本体と、前記測定溝の内面の略垂線方向に沿
って測定用磁束を発生させ、測定溝内を流れる血流によ
って生じる測定用磁束の変動を検知する血流検出部とを
有して電磁血流計を構成して、上述した課題を解決して
いる。

【０００９】なお、前記血流検出部は、互いに逆巻きに
パターン形成されて測定溝の内面の略垂線方向に沿って
測定用磁束を発生させる第１，第２の励振コイルパター
ンと、測定用磁束の変動により誘起電圧信号を発生させ
る受信コイルパターンと、これらコイルパターンの磁心
となる高透磁率薄膜パターンとを、基板上にパターン形
成したものであるのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の
形態の電磁血流計１を検体αに装着した状態を示す側面
図であり、図２は電磁血流計１を構成する血流検出部３
の構成を示す平面図であり、図３は電磁血流計１の回路
構成を示すブロック図である。

【００１１】この電磁血流計１は、検体αの体表面に押
圧配置される測定部本体２と、測定部本体２に設けられ
た血流検出部３と、血流検出部３を駆動して得られる出
力を信号処理する信号処理部４と、測定部本体２を検体
αの体表面に締結する締結帯５とを有している。

【００１２】測定部本体２は検体αの検出部位（腕等）
に装着可能な大きさを備えた略直方体形状の箱体からな
っている。測定部本体２の検体当接面２ａの幅方向中央
には測定溝６が形成されている。測定溝６の検体当接面
２ａの両端にわたって形成されており、溝両端は開放さ
れている。また、測定溝６の内幅は、検体αの体表面近
くにある測定対象血管βの直径より若干広くなってい
る。検体当接面２ａと測定溝６とが接する角部７は、外
側に多少突出しており、突出した角部７の先端には、検
体αに対する当たり（物理的衝撃）を緩和するアールが
付けられている。

【００１３】血流検出部３は薄板フラックスゲート磁気
センサからなっており、測定溝６の互いに対向する内面
のうちの一方の内面に貼着されている。血流検出部３は
図２に示すように、ガラス基板等の基板８を備えてい
る。基板８上には、矩形パターンからなり、それぞれコ
イルパターンの磁心（コア）となる一対の高透磁率材料
薄膜パターン９Ａ，９Ｂが互いに若干の間隔を開けて形
成されている。高透磁率材料薄膜パターン９Ａ，９Ｂを
構成する材料としては、例えばパ―マコイを使用するこ
とができる。

【００１４】基板８上には、各高透磁率林料薄膜パター
ン９Ａ，９Ｂを囲んで、互いに逆巻きのスパイラルパタ
ーンを有する励振コイルパターン１０Ａ，１０Ｂが形成
されている。励振コイルパターン１０Ａ，１０Ｂは、銅
（Ｃｕ）等の低抵抗材料からなっている。

【００１５】基板８上には、各励振コイルパターン１０
Ａ，１０Ｂを取り囲むように、銅（ＣＵ）等の低抵抗材
料薄膜配線からなる受信コイルパターン１１が形成され
ている。

【００１６】これらの各コイルパターン９Ａ，９Ｂ，１
１のうち、受信コイルパターン１１の両端は、基板８に
設けられたパッド（図示省略）に導かれ、また、各励振
コイルパターン１０Ａ，１０Ｂは互いに連続したパター
ンによって形成されており、その両端についても同様に
基板８に互いに個別に設けられたパッド（図示省略）に
導かれている。

【００１７】ここで、各コイルパターン１０Ａ，１０
Ｂ，１１の引き出し線を含めたパターンにおいて、平面
図上で交差しているパターン領域は、各コイルパターン
１０Ａ，１０Ｂ，１１の間にＳｉＯ₂等の絶縁膜を介在
させて互いに絶縁分離している。

【００１８】このように構成された血流検出部３は、次
のようにして血流を測定する。すなわち、励振コイルパ
ターン１０Ａ，１０Ｂに交流電流を流すことにより、基
板８の厚み方向に沿って互いに逆向きの磁界が作用し、
さらには、高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂの内部には
その厚み方向に沿って互いに逆向きの測定用磁束が発生
する。そして、このようにして発生する互いに逆向きの
測定用磁束により受信コイルパターン１１には起電力が
発生する。

【００１９】ここで、励振コイルパターン１０Ａ，１０
Ｂに流す交流電流量を高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂ
が磁気的に飽和するのに十分な量としでおけば、起電力
は、高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂの膜厚方向、つま
り、基板８に直交する方向の外部磁界に比例した値とな
る。そこで、基板８の平面方向と平行な方向（互いに逆
向きに形成された測定用磁束に対して直交する方向）に
血流がくるように測定対象血管βを配置すると、血流に
よって測定用磁束が変動し、それによって受信コイルパ
ターン１１に生じる起電力も変化する。そのため、起電
力の変化を調べることで、血流の流速を精度よく検出す
ることができる。具体的には、検出コイルパターン１１
に発生する起電力は次の式により算出することができ
る。

【００２０】ｅ＝Ｂｄｖ… ｅ：起電力 Ｂ：高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂ内に発生する測定
用磁束の磁束密度 ｄ：測定対象血管βの直径 ｖ：血流の平均流速 信号処理部４は、測定部本体２内に組み込まれており、
図３のブロック図に示すように、励振コイルパターン１
０Ａ，１０Ｂに励振用の交流電流ｇを供給する励振器１
２と、受信コイルパターン１１で発生した起電力信号ｅ
を増幅する信号増幅器１３と、信号増幅器１３で増幅さ
れた起電力信号ｅ’から信号成分のみを取り出す同期検
波器１４と、起電力信号ｅ’から高周波ノイズ成分を除
去するローパスフィルタ１５とから構成されている。

【００２１】以下、電磁血流計１を用いた血流の測定操
作を説明する。まず、交流電流ｇの供給量を、高透磁率
薄膜パターン９Ａ，９Ｂが磁気的に飽和するのに十分な
量となるように予め調整しておく。そして、このような
初期設定を行ったのち、まず、測定部本体２を検体（患
者）αの測定部位（腕等）に当てつける。このとき、測
定部位の体表面付近にある測定対象血管βの上方位置
に、血管βに沿って測定溝６が位置するように測定部本
体２を配置する。このようにして測定部本体２を測定部
位に配置したのち、締結帯５を検体αに締結することに
よって測定部本体２を測定部位に対してある程度押し付
けたに固定する。

【００２２】すると、測定部本体２の検体当接面２ａが
検体αの体表面に陥没した状態で配置され、測定部本体
２の角部７が測定対象血管βを挟んでその両側の体表面
に食い込み、測定対象血管βは測定溝６内に入り込んだ
状態になる（図１参照）。なお、このとき、角部７には
アールが付けられているので、角部７が検体体表面に食
い込んでも、検体（患者）に苦痛をほとんど感じさせな
い。

【００２３】この状態で電磁血流計１を駆動する。すな
わち、励振器１２から励振コイルパターン１０Ａ，１０
Ｂに励振用の交流電流ｇを供給する。すると、基板８の
厚み方向に沿って互いに逆向きの磁界が作用し、さらに
は、高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂの内部にはその厚
み方向に沿って互いに逆向きの測定用磁束Ｃが発生す
る。血流検出部３は測定溝６の内面に沿って配設されて
いるために、発生した測定用磁束Ｃは、測定溝６の内面
のほぼ垂線に沿って、測定対象血管βをその径方向に貫
通した形で形成されることになる。

【００２４】ここで、交流電流ｇの供給量は、高透磁率
薄膜パターン９Ａ，９Ｂが磁気的に飽和するのに十分な
量となるように予め調整されている。そのため、測定用
磁束Ｃは、測定溝６内を流れる測定対象血管βの血流速
に比例して変動し、受信コイルパターン１１には、測定
用磁束Ｃの変動に比例した起電力信号ｅが発生する。

【００２５】このようにして受信コイルパターン１１に
発生した起電力信号ｅは信号処理部４に入力される。信
号処理部４では、入力された起電力信号ｅを信号増幅器
１２で増幅したのち、同期検波器１４で同期検波を行っ
て、増幅した起電力信号ｅ’から信号成分のみを取り出
し、さらに、ローパスフィルタ１５で高周波ノイズ成分
を除去したのち、信号処理部４の外部に出力する。この
ようにして信号処理部４から出力される出力信号Ｅは血
流の流速に比例して変化するため、出力信号Ｅの信号レ
ベルを図示しない検出器で検出し、その検出値と、高透
磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂ内に発生する測定用磁束Ｃ
の磁束密度Ｂと、測定対象血管βの直径ｄとを、上記
式を変形した次の式に代入することで、測定対象血管
βの血流の平均流速ｖを正確に測定することができる。

【００２６】ｖ＝Ｅ／Ｂｄ… このように、電磁血流計１では、検体（患者）αの体表
面を切開して測定対象血管βを検体αから取り出すとい
った検体αに対して大きな負担を強いることなく、測定
部本体２を検体αの体表面に押圧配置するだけで、測定
対象血管βの血流速を正確に測定することができる。

【００２７】ところで、上記した電磁血流計１では、血
流検出部３を、図２に示すように、互いに隣接配置した
一対の高透磁率薄膜パターン９Ａ，９Ｂそれぞれを囲ん
で、励振コイルパターン１０Ａ，１０Ｂを形成し、さら
に、励振コイルパターン１０Ａ，１０Ｂを囲んで受信コ
イルパターン１１を形成して構成していた。しかしなが
ら、本発明の血流検出部はこのような構成に限るもので
はなく、図４に示すように、リング形状の高透磁率薄膜
パターン２１を備えて血流検出部２０を構成してもい。

【００２８】この血流検出部２０では、リング状の高透
磁率薄膜パターン２１と、その周囲を巻回する励振コイ
ルパターン２２および受信コイルパターン２３Ａ，２３
Ｂとを基板２４上にパターン形成して構成されている。
また、この血流検出部２０の励振コイルパターン２２は
すべて同じ向きに巻回されており、さらには、受信コイ
ルパターン２３Ａ，２３Ｂは、差動コイル、すなわち、
高透磁率薄膜パターン２１の図４中の左右半分づつに分
かれて、それぞれ互いに逆向きに巻回され、かつ互いに
直列に接続された一対のコイルパターンから構成されて
いる。

【００２９】このように構成された血流検出部２０で
は、基板２４の平面方向（図中左右方向）に沿って測定
用磁束Ｃ’が発生する。そのため、血流検出部２０を測
定部本体２に組み込む場合には、測定溝６の内面の垂線
方向に沿って測定用磁束Ｃ’を発生させるために、基板
２４が測定溝６の内面の垂線方向と平行になるように血
流検出部２０を測定部本体２内に配置する必要がある。

【００３０】また、上述した電磁血流計１では、信号処
理部４を測定部本体２に組み込んで構成していたが、信
号処理部４は、血流検出部３に接続した状態で測定部本
体２の外部に配置してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検体（患
者）の体表面を切開して測定対象血管を検体から取り出
すといった検体に対して大きな負担を強いることなく、
測定部本体を検体の体表面に押圧配置するだけで、測定
対象血管の血流速を正確に測定することができ、従来に
比べて血流測定が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電磁血流計を検体
に装着した状態を示す側面図である。

【図２】実施の形態の電磁血流計を構成する血流検出部
の構成を示す平面図である。

【図３】実施の形態の電磁血流計の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図４】血流検出部の変形例を示す平面図である。

【符号の説明】

２ 測定部本体 ２ａ 検体当接面 ３ 血流検出部 ４ 信号処理部 ６ 測定溝 ８ 基板 ９Ａ， ９Ｂ 高透磁率薄膜パターン １０Ａ,１０Ｂ 励振コイルパターン １１
受信コイルパターン ２０ 血流検出部 ２１ 高透磁率
薄膜パターン ２２ 励振コイルパターン ２３Ａ，２３Ｂ 受信コイルパターン α 検体 β 測定対象血
管 Ｃ 測定用磁束 ｅ 起電力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体の体表面に押圧配置され、その検体
   当接面には、検体に対する押圧により検体体表面付近の
   測定対象血管が入り込む測定溝を有する測定部本体と、 前記測定溝の内面の略垂線方向に沿って測定用磁束を発
   生させ、測定溝内を流れる血流によって生じる測定用磁
   束の変動を検知する血流検出部とを有することを特徴と
   する電磁血流計。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁血流計であって、 前記血流検出部は、互いに逆巻きにパターン形成されて
   測定溝の内面の略垂線方向に沿って測定用磁束を発生さ
   せる第１，第２の励振コイルパターンと、測定用磁束の
   変動により誘起電圧信号を発生させる受信コイルパター
   ンと、これらコイルパターンの磁心となる高透磁率薄膜
   パターンとを、基板上にパターン形成したものであるこ
   とを特徴とする電磁血流計。