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    公开号:WO1988002234A1
    申请号:PCT/JP1987/000705
    申请日:1987-09-25
    公开日:1988-04-07
    发明作者:Naoki Kageyama；Hiroji Kuchiwaki；Junki Ito；Nobumitsu Sakuma；Yukio Ogura
    申请人:Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.；
    IPC主号:A61B5-00
    专利说明:
    [0001] 明 柳 頭蓋 内圧 の 測定装置 技 術 分 野
    [0002] 本 発 明 は 、 超 音波 を利 用 し て 頭蓋 内 圧 を 測定 す る 装置 に 係 わ り 、 特 に 頭蓋 内 圧 を 頭蓋 の 外 よ り 非侵襲的 か つ 安 全 に 測定 す る の に 好適 な 測定装置 に 関 す る 。
    [0003]
    [0004] 被検生体 の 頭蓋腔 の 容積 は 、 健康 な 正常 時 に お い て は 各 被検生体個有 の 一 定 の 容積 を 保有 し て い る が、 た と え ば脳腫蕩 ， 血腫等 の 病変 や そ の 他頭 内 の 疾患 が発生 す る と 増加 し 、 そ の 増加量 が正 常時 の 約 1 0 % 以 上 に な る と 頭蓋 内 圧 が 上昇 し て 頭蓋 内 圧亢進 が 引 き 起 こ さ れ 、 各種 の 病態 が 発生 す る と い わ れ て い る 。 こ れ ら 各種 の 病態 像 の 解 明 及 び 適確 な 治療方法 の 決定 に は 、 頭蓋 内 圧亢進 の 病理的 な 解 明 を 必要 と す る が 、 現状 で は 、 そ の 解 明 の 手 段及 び方法 に つ い て 各 方面で 研究 さ れ て い る に も か か わ ら ず充 分 と は い え な い 。 し か し 解 明 上 も っ と も 重要 な 手 段 の 1 つ は 頭蓋 内 圧 の 測定 で あ り 、 こ の た め 従来 力、 ら 多 種 の 頭蓋 内 圧 の 測定 が研究 さ れ か つ 試 み ら れ て い る 。 た と え ば水 を 封入 し た ラ テ ッ ク ス . バ ル ー ン を頭蓋 内 の 硬 膜 上 も し く は 脳室 内 に 挿入 し 、 バ ル ー ン 内 の 水圧 を 測定 す る こ と に よ り 頭蓋 内 圧 を 得 る ラ テ ッ ク ス . バ ル ー ン 法 ， 頭蓋骨を 一部開孔 し 、 骨窓を作 っ て 硬膜 を露出 さ せ 、 そ の 硬膜上 に ス ト レ イ ン ゲ ー ジ を接触 さ せて 頭蓋 内圧 の 変 化 を 、 ス ト レ イ ン ゲ一 ジ に 接繞 し た 勖ひ ず み 計 の ひ ずみ 量 の 変化量 に お き か え 測定す る E D P 測定法な ど が あ る し 力、 し 、 こ れ ら の 方法 に よ る 頭蓋内圧 の 測定 は 、 い ず れ も 頭蓋を侵襲す る 方法で あ る た め 、 必然的 に 開頭手術を 伴 い ， セ ン サ ー を頭蓋内 に 設置 し て おか な け れば な ら な い た め 、 感染の 危険性や 、 入院 し て 安静 に し て い る 必要 な どが あ り 患 者 の 健康状態 の 維持及 び社会的経済 的負 担 の 大 き さ 等 の 面で 問題が あ る 。 一方、 非侵襲的 な 安全 な 方法 と し て 電気的共振回路 を ィ ン ダ ク タ お よ び キ ャ ノヽ' シ タ で 搆成 し 、 頭蓋内圧に よ つ て 変位す る ベ ロ ー ズ ま た は ダ イ ヤ フ ラ ム に よ り 一方の 値を変化 さ せ て 共振周 波数を 変化 さ せ 、 こ れ を頭皮上か ら 測定す る チ レ メ ト リ ー 方式 が あ る 。 し か し 本方式 も 圧縮媒体 と し て 空気 を 使用 す る た め 、 こ れ が頭皮 • 頭蓋骨間 に あ る 場合 に ば温度 の 影響 を受 け や す く 、 ま た 測定 の 目 盛 り は便別 に 必要 で あ り 精 度 も 実用 的 な 段階 に は ほ ど 遠 い 実状で あ る 。 こ の よ う に 従来 は頭蓋 内圧 を 非侵襲的 に 、 かつ脳内 に 悪影響を 与え る こ と な く 、 偉頼度が高 く し か も 簡便 に 測定で き る 装置 は提供 さ れて お ら ず、 そ の 実現が待望 さ れ て い た 。
    [0005] 前記 の 如 く 従来の 頭蓋内圧 の 測定 は 、 頭蓋内 圧亢進 の 解明 及 び 治療上最 も 重要な 手段 の 1 つ で あ り な が ら ほ と ん ど 頭蓋を侵襲す る 方法 で 行 わ れ る た め 、 測定時 に お け る 安全性及 び信頼性を満足 し 、 力、つ 患 者 の 社会的， 柽済 的負 担 が小 さ い 方法 と そ の 装 置 を 得 る こ と が で き ず 、 一 方 、 非侵襲 的 な 方法 に よ る 測定 に お い て も 精度 ， 価格 と も 実用 段 階 に 至 っ て お ら ず 、 目 下各方面 に お い て 研究 お よ び 開発 が進 め ら れ て い る 状態 で あ る 。
    [0006] 本発 明 は 前記 従来技術 の 問題点 を解 消 せ ん と す る も の で あ っ て 、 頭蓋 内 圧 を 頭蓋外 よ り 非侵襲的 に 脳 内 部 に 悪 影 響 を 与 え る こ と な く 、 安全 か つ 高 い 信頼度 で 簡便 に 測 定 で き る 装 置 を 提供 す る こ と を 目 的 と す る 。
    [0007] 発 明 の 開 示
    [0008] 本究 明 の 頭蓋 内 圧 の 測定装置 に お い て 第 1 の 発 明 は 、 パ ル サ ー に 接続 さ れ 、 超音波パ ル ス を 被検生体 の 頭蓋外 よ り 内 部 に 入射 し 、 こ の 入射波 の エ コ ー を 受信 す る 探触 ， 子 と 、 レ シ ー バ ー を 介 し 増幅 さ れ た 前記探触子 で 受信 し た 該 エ コ ー を A Z D 変 換 す る A Z D 変換装 置 と 、 該 A Z D 変 換装 置 の 出 力 値 よ り 頭蓋 内 の 多 重反 射 に よ る 干 渉 波 形 を 含 む 範 囲 を 抽 出 し 、 そ の 抽 出 し た 範 囲 を 周 波数 解析 し て 、 前記 干渉波 の 要素波間 の 時間差 を 演算 し 、 出 力 す る 演 算装 置 と を 備 え た こ と を 特徴 と し 、 ま た 第 2 の 発 明 は 、 パ ル サ ー に 接続 さ れ 、 超 音波パ ル ス を 被検生 体 の 頭 蓋外 よ り 内 部 に 入 射 し 、 こ の 入射波 の エ コ ー を 受信 す る 探触 子 と 、 レ シ — バ ー を 介 し 増幅 さ れ た 前記探触子 で 受 信 し た 該 ヱ コ 一 に 頭蓋 内 の 多 重反射 に よ る 干渉波 を 含 む 時間幅 で ゲ ー ト を か け 、 ゲ — ト 内 波形 を 出 力 す る ゲ ー ト 回 路 と 、 該 ゲ ー ト 回 路 か ら 前 記 出 力 波 形 を A ノ D 変換 す る A / D 変換装置 と 、 こ の A Z D 変 換装 置 の 出 力 値 を 周 波数解折 し 、 前記干渉波 の 要素波間の 時間差を 演箕 し 、 出力 す る 演算装置 と を備え た こ と を特徴 と す る 。
    [0009] 第 1 お よ び第 2 の 発 明 の 上記 し た 特徴 ば、 本願発明 者 等 に よ っ て 確認 さ れ た 頭蓋内圧 と 硬膜 の 厚 さ と の 相関関 係を 利 用 し 、 硬膜 の ]！: さ お よ び そ の 変化 （厚 さ ひず み ） を測定す る こ と に よ り 前記相 関関係か ら 頭蓋 内 圧お よ び そ の 変化 を測定す る こ と が で き る 関係 を利 用 し た も の で あ る 。
    [0010] 硬膜 の 厚 さ お よ び そ の 変化 の 測定 は 、 第 1 お よ び第 2 の 発 明 と も 前記 の 如 ぐ干渉波 の 要素波間 の 伝播時間差 を 演箕 し 、 そ の 出力値を利用 し て行わ れ る 。 こ の要素波間 の 伝播時間差 の 出 力 は 、 ま ず任意 の ト リ ガ ー パ ル ス を ト リ ガ 一 信号 と し て 、 ノ、' ル サ 一 に 接繞 さ れ 、 被検生体 の 頭 蓋外 に 接置 し て い る 深触子に 、 該パ ル サ ー に て 、 送信パ ル ス を発信す る 。 前記探触子 で は 、 前記パ ル サ ー よ り 送 信 さ れ た 送信パ ル ス を超音波パ ル ス に 変換 し 頭蓋内 に 入 射 す る 。 こ の 場合、 前記探触子 は前記超音波パ ル ス の 波 連長が 、 頭蓋内 の 硬膜及び ク モ 膜等 の 薄膜状組織 の 約 2 倍以 上 に な る よ う な 超音波パ ル ス を 発す る よ う に 選定 さ さ れて い る 。 つ い で 超音波が頭蓋内 に 入射 さ れ る と 、 入 射波 は 頭蓋内 の 頭蓋骨 ， 硬膜等 の 超音波 の 音響的境界面 と な る 各組織境界面で多 重反射 し 、 こ の 多 重反射波 は 透 過損失お よ び反射損失を受 け な が ら 多 重反射波同 志で 干 渉 し 合 い 、 そ の 干渉反射波の エ コ ー が探触子 に 受信 さ れ る 。 こ の 受信 ヱ コ 一 の 干渉波形 を搆成 し て い る 上記各組 織境界 面 の 反射波 を 本発 明 に お い て は 要素波 と 称 し て 說 明 す る 。 そ し て 第 1 の 発 明 に お い て は 受信 さ れ た エ コ ー は レ シ 一 ノ 一 に 送 ら れ て 増幅 さ れ 、 こ の 増幅 さ れ た ェ コ 一 は 、 A ノ D 変換装置 に 送 ら れ 、 A ノ D 変換 さ れ て 、 そ の 出 力 値 が演算装置 に 送 ら れ る 。 演 箕 li. お い て は 、 頭蓋 内 の 多 重反射 に よ る 前記 干涉反射波 形 の デ ジ タ ル値 を 舍 む 範 囲 の デ ー タ を 抽 出 し 、 こ の デ 一 夕 を 周 波数解圻 し て 、 前 記干渉波 の 要素波 間 の 伝播 時間差 を 出 力 す る 。
    [0011] ま た '、 第 2 の 発 明 に お い て は 、 探触子 に 受信 さ れ た ェ コ 一 は レ シ 一 ノ 一 に 送 ら れ増幅 さ れ た の ち ゲ一 ト 回 路 に 送 ら れ る 。 一 方 、 ゲ ― ト 回 路 に は 前記 ト リ ガ パ ル ス が送 ら れ 、 そ の ノヽ' ノレ ス を ト リ ガ 信号 と し て パ ル ス の 立 ち 上 が ¾ よ り 任意 の 時 間遅延 さ せ 、 か つ 任意 の 時間幅 で 前記 レ シ 一 バ ー を 介 し て 送 ら れ た 受信 ェ コ 一 に 前記干渉反射 波 を 舍 む よ う に ゲ ー ト を か け ゲ ー ト 内 波形 を 出 力 す る 。 こ の 出 力 波 形 は A / D 変換装 置 に 送 ら れ 、 A D 変 換 さ れ て 、 そ の 出 力 値が演箕装置 に 送 ら れ る 。 演 ¾ ¾ ¾. ^ い て は 、 周波数分析等 の 解折手段 に よ り 、 前記干涉反射 波 の 要素波 間 の fe 時'間差 を 出 力 す る
    [0012] こ の よ う に 第 1 , 第 2 の 発 明 と も 前記 要素波 間 の 伝播 時間差 を 演算 し て 出 力 す る 測定装置 と し た こ と に よ り 、 硬膜 の 厚 さ お よ び そ の 変化 を 測定す る こ と 力く で き 、 同 時 に 後述 す る 本発 明 の 実施例 に お い て さ ら に 説 明 す る 前 記 頭蓋 内 圧 と 硬膜 の 厚 さ と の 相 関 関係 よ り 頭蓋 内圧 お よ び そ の 変化 を 非侵襲的 に 安全 か つ 簡便 に 測定 す る こ と が で き る 。
    [0013] ま た前記演算装置 に C R T 等 の 表示装置， プ リ ン タ ー デ ィ ス ク 等の 記録装置を接続す る に よ り 、 前記測定 値力 表示 ま た は記録 さ れ る 力、 ら 、 %断お よ び診療情報 と し て 一層 便利 に 利 用 す る こ と が で き る
    [0014] 図面 の 簡単 な 説 明
    [0015] 図面 は い ずれ も 本発明 に孫 わ る 説 明 図で 、 第 1 図及 び 第 2 図 は第 1 の 発 明 に係わ り 、 第 1 図 は頭蓋内圧 の 測定 装置 の 一例 を示 す構成図 、 第 2 図 は各作用 段階 に お け る 出 力パ ル ス を示す 動作説 明 図、 第 3 図及 び 第 4 図 は第 2 の 発明 に係 わ り 、 第 3 図 は頭蓋 内圧 の 測定装置の 構成例 を 示す 図 、 第 4 図 は そ の 各作用 段階 に お け る 出力 パ ル ス を示 す動作説 明 図 、 第 5 図 は ケ プ ス ト フ ム 折 の ァ iレ ゴ リ ズ ム を 示 す 図、 第 6 図 は ケ プ ス 卜 ラ ム 解折 の 適用 を検 証す る た め に行 つ た実験装置を示 す 図、 第 Ί 図 ば第 6 図 の 実験装置に お け る ァ ク JJ ル扳 の 底面反射波形を示す図 第 8 図 は第 7 図 と 同 じ で た だ し 隙間 （油膜厚 さ ） が 0 . 3
    [0016] «I の と き の 反射波形を示す図、 第 9 図 は第 6 図の実験装
    [0017] ，置 に お け る 周波数分圻結果を 示す図、 第 1 0図 は異 な る 探 触子を 使用 し た 場合に け る 周 波数分折結果を示す図、 第 1 1図 は 第 6 図 の 実験装置に お い て 隙間を 0 . 1 n に し た と き の 油膜 J よ 遅延時間を示 す 第 1 2図 は第 1 1図 と 同 じ く 隙間を 0 . 5 « に し た と き φ 図、 第 1 3図 はケ プ ス ト ラ ム 解折 に よ り 求 め た 油膜厚 さ と 真 の 値 と の 比較図で あ る 。 第 1 4図 は犬を使用 し た 実験装置 の ブ 口 ッ ク ダ イ ヤ グ ラ ム 、 第 15図 は第 14図 に お け る 探触子 の 当 接部 の 説 明 図 、 第 16図 は 第 15図 に 示 す 探触子 の デ ィ レ イ 材表面 の 反射 ェ コ ー （ S エ コ ー ） を 示 す 図 、 第 17図 は 第 15図 に 示 す 各境 界 カ、 ら の 反射 エ コ ー （ S ' エ コ ー ， B o エ コ ー ） を 示 す 図 、 第 18図 は第 16図 お よ び 第 17図 の よ う な 干渉反射 ェ コ 一 を ケ プ ス ト ラ ム 解圻 し た 頭蓋 内 圧 が 0 « H 2 O 時 の 結 果 を 示 す 図 、 第 19図 は 第 18図 と 同 じ で 頭 蓋 内 圧 650 «« H 2 0 時 の 結果 を 示 す 図 、 第 20図 は ア ク リ ル板 を 介 さ ず 直 接 頭蓋 骨上 に 当 接 し た 場合 の S エ コ ー を 示 す 図 、 第 21 図 は 第 20図 と 同 様 に S ' エ コ ー お よ び B 0 エ コ ー を 示 す 図 、 第 22図 は 第 20図 お よ び 第 21図 の よ う な 干渉反 射 ェ コ 一 を ケ プ ス ト ラ ム 解折 し た 頭蓋 内 圧 力く 0 » H 2 O 時 の 結 果 を 示 す 図 、 第 23図 は 第 22図 と 同 様 に 頭蓋 内 圧 が 300 «« H z O 時 の 結果 を 示 す 図 、 第 24図 は 第 14図 に 示 す 実験 に お い て 求 め た 頭蓋 内 圧 と 硬膜 の 厚 さ ひ ずみ と の 閩係 を 示 す 図 で あ る 。
    [0018] 発 明 を 実施 す る た め の 最良 の 形態
    [0019] 本発 明 の う ち 第 1 の 発 明 の 実施例 を 第 1 図 お よ び 第 2 図 を 参照 し て 説 明 す る 。 第 1 図 は装置 の 構成 を 示 す 図 、 第 2 図 は 各 作用 段 階 に お け る 出 力 パ ル ス を 示 す 勣作説 明 図 で あ る 。 図 に お い て 1 は ノ、' ル ザ 一 で 、 被検生体 M の 頭 蓋骨上 に 当 接 さ れ て い る 探触孑 2 に 接繞 さ れ て お り 、 第 2 図 （ に 示 す 内 部 ト リ ガ ノヽ ' ル ス T の 立 ち 上 が り と 同 時 に 探触子 2 に 対 し て 第 2 図 （b) に 示 す よ う な 送信パ ル ス V , を 発信 す る 。 探触子 2 は 、 こ の 送信パ ル ス V t を超音波バ ル ス に変 襖 し 、 そ の 超音波パ ル ス を 頭蓋内 に 入射す る 。 こ の 場合、 探触子 2 は 、 前記超音波パ ル ス の 波連長が頭蓋内 の 硬膜 及び ク モ 膜等 の 薄膜扰組織 の 約 2 倍以上 に な る よ う な 趫 音波パ ル ス を発す る よ う に選定 さ れて い る 。
    [0020] 頭蓋内 に 入射 さ れ た超音波パ ル ス は 、 頭蓋骨， 硬膜等 の 音響的境界面 と な る 各組織境界面で多 重反射 し、 同時 に 前記各境界面で 透過損 失 お よ び反射損失を受 け な が ら 多 重反射波間で干渉 し 合 い 、 そ の 干渉反射波 の エ コ ー が 探触子 2 に受信 さ れ る 。 3 は レ シ ー バ ー で 、 採触子 2 で 受信 し た 前記干渉反射波を含む エ コ ー を増幅 し 、 第 2 図 (c) に 示す エ コ ー V 2 を 岀 カ す る 。
    [0021] 5 は A ノ D 変換器で 、 前記 レ シ ー バ ー 3 よ り 出 力 す る 前記干渉波を含む 增幅 さ れ た エ コ ー が入力 さ れ 、 そ の ヱ コ ー を 前記パ ル ス T を ト リ ガ ー 信号 と し て A Z D 変換 し 、 第 2 図（d) に 示 す よ う な デ ジ タ ル波形信号 D t を出 力 す る 。 デ ジ タ ル波形信号 D t は演算装置 6 に 送 ら れ、 前記干涉 波 の デ ジ タ ル波形を 含む範囲 の デ ー タ を 抽 出 し 、 こ の デ ー タ を F F T ァ ノレ ゴ リ ズ ム 等に よ る 周波数分折 に よ り 、 前記干渉波を構成 す る 要素波間の 時間差が演算 さ れ る 。
    [0022] つ ぎ に第 2 の 発明 の 実施例を 、 第 3 図お よ び第 4 図を 参 照 し て 説 明 す る 。 第 3 画 は装置の 構成を示す 図、 第 4 図 は各作用 段階 に お け る 出力パ ル ス を示す動作説 明図 で あ る 。 図中 、 第 1 図 お よ び第 2 図 と 同 一符号 は同 じ も の を 示 し 、 ま た 前記第 1 の 発 明 の 実施例 の 説 明 中 、 第 2 図 (c) に 示 す エ コ ー V 2 を 出力 す る ま で の 説 明 は 、 第 1 図 を 第 3 図 に 、 第 2 図 を 第 4 図 に 置 き 換 え る ほ か は 同 一 で あ る 。 4 は ゲ ー ト 回 路 で 、 該 回 路 に は レ シ ー ノぺ '一 3 か ら 出 力 さ れ る エ コ ー V 2 と 前記 内 部 ト リ ガ パ ル ス T が入力 さ れ 、 エ コ ー V 2 に パ ノレ ス T を ト リ ガ 信号 と し て ノヽ' ル ス T の 立 ち 上 が り よ り 任意 の 時 間遅延 さ せ か つ 任意 の 時間幅 で レ シ ー ノベ'一 3 よ り 送 ら れ た ヱ コ ー V 2 に 前記干渉反射 波 を 含 む よ う に ゲ ー 卜 が か け ら れ 、 第 4 図（d) に 示 す よ う な ゲ ー ト 内 波形 V 3 を 出 力 す る 。 5 ' は A Z D 変換器 で 、 前記ゲ ー ト 回 路 4 よ り 出 力 す る ゲ ー ト 内 波形 V 3 が 入力 さ れ 、 そ の ゲ ー ト 内 波形 V 3 を 前記パ ル ス T を ト リ ガ 信 号 と し て A D 変 換 し 、 第 2 図 （e) に 示 す よ う な デ ジ タ ル 波形信号 D を 出 力 す る 。 デ ジ タ ル波形 偉号 D は 演算装置 6 ' に 送 ら れ 、 F F T ア ル ゴ リ ズ ム に よ る 周 波数分折 に よ り 前 記 干渉波 を 構成 す る 要素波間 の 時 間差 が演算 さ れ る 。
    [0023] 前記 の 如 く 、 第 1 お よ び 第 · 2 の 発 明 と も 演 算 さ れ た 要 素波 間 の 時 間差 の う ち 、 頭蓋 内 圧 の 変動 に 伴 っ て 変化 す る も の 若 し く は 、 年齢 ， 性別 な ど の 項 目 で 分類 さ れ た 硬 膜 の 平均値 と の 照 合 な ど に よ つ て 硬膜 の 往復 の 伝播 時 間 の み を 抽 出 し て 硬膜 の 厚 さ を 求 め 、 個体別 の 正 常時 に 測 定 し た 硬膜 の 厚 さ 若 し く は 前記平均値 と の 比 （ 硬膜 の 厚 さ ひ ず み ） を 算 出 し 、 こ の 値 を 、 年齢別 ， 性別 な ど の 項 目 で 分類 さ れ た 硬膜 の 厚 さ ひ ず み と 頭蓋 内 圧 と の 相 関式 に 代 入 す る こ と に よ つ て 頭蓋 内圧 を 算 出 す る こ と が で き る 。 こ れ ら の 演箕結果 は表 ^ ¾ 8 に 送 ら れ て 表示 す る と 共 に 記録装置 7 に も 送 ら れて、 記録 さ れ る 。
    [0024] 前記ゲ ー ト 回路を有 し な い 第 1 の 発 明 は 、 一般に 演箕 デ ー タ を C P U の メ モ リ か ら 取 り 出 し 、 い つ た ん C R Τ に 呼び 出 し て 抽 出 す る か ら そ の 分演箕時間が力ヽカヽ る こ と に な る が 、 ゲ ー ト 回路を柽な い だ け 波形に ひ ずみが少 な い 効果があ る 。 こ れ に 対 し ゲ一 ト 回路を 有 す る 第 2 の 発 明 は 、 ゲ ー ト 回 路を 介 し た 出力波形が 、 A Z D 変換装置 で A Z D 変換 さ れ た 出力値を そ の ま ま 演箕す れ ' よ い 力、 ら 、 ゲ 一 ト 幅 の 大小 に も よ る が そ れ だ け メ モ リ も 小容量 で よ く 操作 が簡単にな る 効果を有す る 。
    [0025] ま た 前記 1 -お よ び 第 2 の 発明 に お い て は 、 ト リ ガ 信 号 と し てノ、' ル サ ー 1 の 内部 ト リ ガパ ル ス T を使用 し たが こ れ を被検生体 M に 接続 し た 心電計 よ り 得 ら れ る 電図 の R 波 の 発生 ご と に 、 R 波 の ピ ー ク 位置 よ り 任意 の 時間 ( た と え ば 8 0 m s e c〜 1 0 0 m s e c ) 遅 ら せ 、 ϋ ' し た パ ル ス を 出 力 す る 心電計 ト リ ガ装置を設 け て そ の 出 力 パ ル ス を使 用 し て も よ い 。
    [0026] こ の よ う に 本発 明 （ 以下第 1 お よ び 第 2 の 発 明 を い う ） に 係わ る 装置に よ る 測定 は 、 頭蓋 内圧 と 硬膜 の 厚 さ と の 間 に あ る 相 関関係を利用 し 、 硬膜 の 厚 さ の変化情報を得 る こ と に よ り 頭蓋 内圧お よ び そ の 変化 を知 る こ と が で き る よ う に し た も の で あ る 。
    [0027] 前記装置 に よ る 測定 の 前提 と な つ て い る 頭蓋内圧 と 硬 膜 の 厚 さ と の 相 関関係を 検証す る た め 、 生体 を使用 し た 下記 の 実験 を 行 っ た 。 被検生体 は 体重約 10kgの 雑種成 犬 で 、 左頭 頂部 に 骨窓 を作 り 無 色透 明 な 塩化 ビ ニ ー ル板 を は め て 、 頭蓋 内 圧 の 変化 に よ る 硬膜 内 静脈 の 状態 の 変化 を 観察 し 写真撮影 し た も の で あ る 。 頭蓋 内圧亢進 は 大槽 内 生 理 食塩水注入 に よ っ て 生 じ さ せ 、 頭 蓋 内 圧 を 上 昇前 ' の 0 « H 2 0 か ら 700 « H 2 O ま で 上 昇 さ せ た 。 そ の 結果 、 頭蓋 内 圧 の 上舁 前 は 、 硬膜 内 静脈 は か な り 鮮 明 で 血流 の 乱 れ も な い が 、 頭蓋 内 圧 の 上 昇 に 伴 っ て 硬膜 内 静脈 が徐 々 に 狭窄 し 、 約 600 «ι Η 2 Ο に お い て 完全 に 狭 窄 し て 全 く 血流 が観察 さ れ な い 。 一方 、 頭蓋 内 圧下降 時 で は 600 « H 2 0 以 下 に 下 が っ て も 硬膜 内 静脈 は 狭窄 し た ま ま の 状 態 で 、 約 200 « H 2 0 に 前後 ま で 下 降 し た と き 血流 が 再 開 さ れ る 。 こ の 硬膜 内 静脈 の 狭窄現象 の 発 生 は 、 硬膜 が圧 縮 さ れ て 厚 さ が薄 く な つ た こ と を 示 し て お り 、 こ の 変化 は 頭 蓋 内 圧 の 上 昇 に 伴 っ て そ'の 度 合 い が 増 し 約 600 mm H 2 0 を 境 に し て そ れ以 上 の 上昇 で は ほ と ん ど 変化 し な い こ と を 示 し 両 者間 に 相 関 関係 が あ る こ と が立証 さ れ た 。
    [0028] と こ ろ で 、 上述 し た よ う に 本発 明 に よ る 測定 は 硬膜 の 厚 さ ひ ず み と 、 頭蓋 内圧 と の 前記相 関関係 を も と に 、 硬 膜 の 厚 さ を 測定 す る こ と に よ っ て 、 頭蓋 内 圧 を 得 る も の で あ る が 、 硬膜 の 厚 さ の 郷.定 に つ い て は 地震波解折 の 分 野 で 、 直接波 と 他 の 経路 の 波 を 近似 的 に 分離 す る 目 的 で 考案 さ れ た ケ プ ス ト ラ ム 法 を 薄膜多 重反 射波 の 分解 に 応 用 し て 行 う 。 本実施例 で 用 い た ケ プ ス ト ラ ム 解圻 の ァ ノレ ゴ リ ズ ム を 第 5 図 に 示す 。 頭蓋骨 と 硬膜 の 境界 よ り 得 ら れ る 反射波 は 、 頭蓋骨 と 硬膜 と の 境界で の 反射波 （基本波） と 硬膜内 で の 多 重反 射波 と の 干渉波 と な っ て い る 。 境界か ら の 干涉反射波 を X (t) , 基本波を b (t) , 反射強度を a i， 遅延時間を r £ と す る と 、 X (t) は次式で 表わ さ れ る 。
    [0029] X (t) b ( t + (1)
    [0030] (1) 式 の 両辺を フ ー リ ェ 交換 し た結果を 次式で 示す
    [0031] n j 2 7Γ f
    [0032] x ff) = B (f) ∑ a (2)
    [0033] i = 0 た だ し 、 x (f) , B (f) は各 々 、 x (t)， (t) の フ ー リ エ 変換 で あ る 。
    [0034] (2)式 よ り 、 X (f) の パ ヮ 一-ス ぺ ク ト ル ί X (f) ί は B (f) の ノ、' ワ ー ス ぺ ク ト ル I B (f) を用 い て （3) 式 の よ う に 表わ さ れ る 。
    [0035] n n
    [0036] I X(f) t =！ B(f) I∑ ∑ a £ · a ^cos { 2 ^ f ( r i + て ) } 'は)
    [0037] i=0 k=0
    [0038] (3) 式 の 対数を と る と （4) 式 の よ う に な り 、 基本波の パ ヮ 一 ス ぺ ク ト ル で あ る 周波数系列 と 遅延時間差に 対応す る 周 波数軸上 の-ケ フ レ ン シ 一 を も つ 周波数系列 に 分難す る こ と が で き る 。
    [0039] ， n n ヽ log ί X(f) [ = log I B(f) I + log ∑ ∑ a a ic cos [2 π f ( ) }
    [0040] =0 k=0 ノ
    [0041] •(4) し た が っ て 、 （4) 式 を さ ら に フ ー リ エ 変換 し ケ プ ス ト ラ ム を 求 め る こ と に よ り 、 ケ フ レ ン シ 一軸上 で 遅延 時 間 の ケ フ レ ン シ 一 系 列 が求 め ら れ 、 薄膜 の 音波 が わ か っ て お れ ば そ の 厚 さ を 知 る 事 が で き る 。 ，
    [0042] よ っ て 頭蓋 内 圧 と 薄膜 の 厚 さ の 閔係 よ り 、 本法 を 用 い て 硬膜 の 厚 さ を 測定 す る こ と に よ っ て 、 頭蓋 内 圧 を 得 る 事 力 で き る 。
    [0043] つ ぎ に 前 記 ケ プ ス ト ラ ム 法 の 検証 を 行 う た め 、 第 6 図 に 示 す 様 な 実験 を 行 っ た 。 厚 さ 5 m mの ァ ク リ ル板 9 と 厚 さ 5 0 « の ポ リ ス チ ロ ー ル ブ α ッ ク 1 0の 間 に 、 同 じ 厚 さ ί の 2 枚 の シ ッ ク ネ ス ゲ ー ジ 1 1を は さ み 、 そ の 隙 間 に 空 気 が 混入 し な い よ う に マ シ ン 油 1 2で 油膜 を つ く り 、 油膜 モ デ ゾレ と し た 。
    [0044] 使用 し た フ ' ロ ー ブ 1 3は 5 Μ Η 2 分割 型 プ ロ ー ブ で あ り 、 ァ ク リ ル 板 9 に 瞬 間接着材 で 固定 し た 。
    [0045] 第 7 図 に ア ク リ ル板 9 の 底板反 射波形 （ 基本 波 形 ） を 、 第 8 図 に = 0 . 3 « 時 の 反射波形 を 示 す 。 油膜 内 多 重反 射波 が互 い に 干渉 し 合 っ て い る た め 、 波形 が変形 し 全 体 の 振幅 が変化 し て い る 事 が わ 力、 る 。
    [0046] シ ッ ク ネ ス ゲ ー ジ 1 1 の 厚 さ を 0 . 1 〜 0 « の 範 囲 で 変化 さ せ 、 油膜 の 厚 さ を 変 え て 各 々 の 反 射波 を l O n s e cで サ ン プ リ ン グ し 、 第 3 図 で 示 し た ア ル ゴ リ ズ ム に よ り F F T ケ プ ス ト ラ ム 解折 を 行 っ た 。
    [0047] 本検証実験 に 使用 し た 5 M H 2 分割型 プ ロ ー ブ 並 び に 、 後述 の 動物実験 の 際使用 し た 5 M H 2 分割 型 プ ロ ー ブ の 周 波数分折結果を 第 9 図お よ び第 10図に 示す 。 各 々 の 中 心周波数 は 4.9 M H z 及び 5.4 M H 2 で あ り 、 周波数蒂 域 は約 2 〜 7 M H z 及 び 1 〜 9 M H z の 範囲に制限 さ れ て い る こ と 力くわ か る 。
    [0048] サ ン プ リ ン グ定理 よ り 、 波形 の も つ 周波数帯域 の 上限 値を W ( M H z ) と す る と 、 波形信号を檁本化す る の に 最小必要 な サ ン プ リ ン グ ダ ィ ム Δ t ( s e c ) は 、 次式で 求 め ら れ る 。
    [0049] 1
    [0050] 厶 t = (5)
    [0051] 2 W 本実験で は 、 厶 t = 7.1 x 10 - 8 ( s e c ) で あ る の で 今回 用 い た サ ン プ リ ン グ タ ィ ム し 0 X 10" 8 (sec) は十分 で あ る と い る 。 - 第 11図 に =0 I n の 反射波形 の F F T ケ プ ス ト ラ ム 結 果を 、 第 12図 に =0.5 « の F F T ケ ブ ス ト ラ ム 結果を云 す 。
    [0052] 本結果 は 、 タ イ ム ウ ィ ン ド ウ と し て （6) 式 に 示 す ハ ミ ン グ ウ イ ン ド ウ ， ケ ブ ス ト ラ ム ウ イ ン ド ウ と し て ） 式に 示 す ノヽ ニ ン グ ウ イ ン ド ウ 及び （ 式 に 示す ハ ニ ン グ デ ジ タ ル フ ィ ル タ を用 い た も の で あ る 。 ノヽ ニ ン グ ウ イ ン ド ウ は ケ フ' ス ト ラ ム 結果に 重み付 け を行 い 、 ハ ニ ン グ デ ジ タ ル フ イ スレ タ は ケ ブ ス ト ラ ム 結果を平滑化 す る 役割が あ る 。
    [0053] H A M (n) = 0,54 - 0.46cos ( 2 n % / ( N - 1 ) ) … {6) W„ A N (n) = 0.5 - 0.5cos ( 2 η π / ( N - 1 ) ) … ）
    [0054] C ' (n) = 0.25 C ( n - 1 ) + 0.5 C (n) + 0.25 C ( n + 1 ) - (8) 第 11図 に お よ び 第 12図 よ り 、 各 ケ プ ス ト ラ ム の ピ ー ク に お け る ケ フ レ ン シ 一値 は 、 各 々 150nsec , 690nsec で あ る こ と 力 わ か り 、 こ れ が （1) 式 中 に お け る 遅延 時 間 て i に 相 当 す る 。
    [0055] 第 11図 お よ び 第 12図 中 の 各 ケ プ ス ト ラ ム の ピ ー ク に お け る ケ フ レ ン シ 一値 、 す な わ ち 油膜 に よ る 遅延 時 間 て i は 、 干 涉反射波 の 要素波 間 の 時 間差 （ 超音波 が油膜 を 往 復 し た 時 間） に 相 当 す る 。 し た が っ て そ の 値 に 油膜 中 で の 超 音波 の 音速 を か け た も の が ビ ー ム 路程 と な り 、 油膜 厚 は ビ ー ム 路程 を 2 で 割 る こ と に よ り 求 め ら れ る 。
    [0056] ケ プ ラ ス ト ム 解圻 に よ り 求 め た 遅延 時間 よ り 計算 し た 油膜厚 を c e p と し 、 シ ッ ク ネ ス ゲ ー ジ の 厚 さ を 油-膜厚 の 真 値 true と し て 、 比較 し た も の を 第 13図 に 示 す 。
    [0057] た だ し 、 マ シ ン 油 の 音速 を 1400 m / s e c と し て 計算 し た 。 両者 は 非 常 に 良 く 一 致 し て お り 、 誤差 は約 ± I 0 m で あ る 。 こ の よ う に ケ プ ス ト ラ ム 解析 は 、 2 つ 以 上 の 波 が 干渉 し て い る 際 の 各 々 の 遅延時間 を 分解 す る こ と に 有効 で あ る 。 し た 力 つ て 、 音速 が 予 め わ か っ て い れ ば 、 本法 を用 い る こ と に よ っ て 、 通常 の 方法 で は 測定 で き な い よ う な 薄膜 の 厚 さ を 測定 で き る 。
    [0058] つ ぎ に 前記実験装 置 に お い て 行 っ た 検証 が 、 生 体 に 対 し て 適用 で き る か否 か の 妥 当 性 を 検 討 す る た め 犬 を 使用 し て 下記 の 実験を 行 っ た 。
    [0059] 実験 に は 、 体重約 10kg前後 の 雑種成犬 を 用 い た 。 2 % ( W / V ) 塩酸 モ ル ヒ ネ を 5 〜 6 m £ 筋 肉 注 射 し て 基礎 庥酔 の 後 , チ ア ミ ラ ル ー ソ ジ ゥ ム （ t h i a m y i a 1 sodium) ¾· 100 〜 150mg 静脈 内投与 に よ り 導入寐酔を行い 、 気管内 挿入管下 に 腹臥位で 、 頭部を 東大脳研式犬用 定位脳手術 台 に 固定 し た 。 必要に応 じ て 、 60分前後ご と に チ ア ミ ラ ル ー ソ ジ ゥ ム を 10〜 15m g追加投与 し て 維持麻酔を 施 し 、 自 発 自 然呼吸下 に よ つ て 実験 を行 っ た 。
    [0060] 実験装置の プ ロ ッ ク ダ イ ャ グ ラ ム を第 14図に 示す。 図 に お い て 15はノ、。 ル サ 一 、 16は レ シ ー ノ、' 一 で 、 超音波 プ 口 ー ブ に 17に 電気 的信号を送受す る 装置、 17の 超音波 プ ロ ー ブ は パ ル サ ー 15よ り 送 ら れ た電気信号 を超音波 に 変換、 及び受信 し た 超音波を電気信号 に 変換す る セ ン サ 一 で あ る 。
    [0061] 19は ウ ェ ー ブ メ モ リ ー で 、 受信波 ( ア ナ ロ グ信号） を 高速 A Z D 変換す る 装置 、 20は ノヽ ' ソ コ ン ， C R T , フ Ώ ツ ビ 一 デ ィ ス ク ， X — Y プ ロ ッ タ 一 か ら な り 、 ゥ エ ー ブ メ モ リ ー 19に よ っ て デ ジ タ ル化 さ れ た受信波形を処理 し 、 解折， モ ニ タ ー 記録す る 処理装置、 21ば E D P セ ン サ 一 で 、 硬膜外よ り 頭蓋内圧 を 電気信号 に変換す る セ ン サ 一 、 22は呼吸 セ ン サ ー で 、 呼吸を温度変化 と し て と ら ぇ 、 呼吸変化 を電気信号 に 変換す る セ ン サ ー 、 23は血 圧 セ ン サ 一 で 、 全身 血圧を モ ニ タ ー す る た め の も の で 、 血圧を 電気信号 に変換す る セ ン サ 一 、 24は心電計 で 心電 波形を 出 力 し 、 ま た 心電図 の R 波 よ り 任意 の 時間遅 ら せ て ト リ ガ ー 信号を 発信す る 装置、 25は ァ ン ブ で E D P セ ン サ ー 21、 呼吸 セ ン サ ー 22、 血圧 セ ン サ ー 23、 心電計 24 よ り 送 ら れ て き た 各信号 を 増幅 す る 装 置 、 26は ペ ン レ コ ー ダ 一 で ア ン プ 25に よ っ て 増幅 さ れ た 、 心電波形， 呼 吸 波形， 全 身血圧波形及 び ， E D P セ ン サ ー 頭蓋 内圧波形 を 連続記録 す る 装置 で あ る 。
    [0062] 測定 は 、 超 音波 に よ る 頭蓋 内圧 の 他 に 、 E D P セ ン サ 一 21に よ る 頭蓋 内 圧， 全 身 血圧， 心電 図， 呼 吸 を モ ニ タ 一 し た 。 E D P セ ン サ ー 21に よ る 頭蓋 内 圧 は 、 E D P セ ン サ ー 21を 右頭部 に 装着 し 、 硬膜外圧 と し て 測定 し た 。 全 身 血圧 は 、 内 径 2 « , 長 さ 約 400 « の カ テ ー テ ル を 右 股動脈 よ り 胸部大動脈 へ 留置 し 、 カ テ ー テ ル先端型圧力 計 を 用 い て 測定 し た 。 心電 図 は 四 肢 に 設置 し た 電極 よ り 心電 計 に よ っ て 測定 し た 。 呼吸 モ ニ タ ー は 、 気管揷管 チ ユ ー ブ の 先端 に 取 付 け た サ ー ミ ス タ ブ ロ ー ブ に よ っ て 測 定 し た 。
    [0063] 超音波 に よ る 実験 は 以 下 の よ う に し て 行 っ た 。
    [0064] 第 14図 に お い て 、 心電計 24の ト リ ガ ー ノヽ。 ノレ ス を 、 心電 図 の R 波 の ビ ー ク よ り 80msec遅 ら せ て 発信 す る よ う に 調 整 し シ ス テ ム 全体 を 心電計 ト リ ガ 一 で 起動 し た 。
    [0065] 実験 は 、 大槽 内 生 理食塩 水注入 に て 0 « H 2 0 〜 650 M H Z O の 範 囲 で 頭蓋 内 圧亢進 を 生 じ せ し め 、 2 つ の モ デ ル に つ い て 行 っ た 。 1 つ は 、 第 15図 に 示 す よ う に 頭蓋 骨 27の 一 部 を 除 去 し て 厚 さ t = 5 ■« の ァ ク リ ル 扳 28を 硬 膜 29に 密着 さ せ て 固定 し 、 5 M H z デ ィ レ イ 付 プ ロ ー ブ を用 い て 行 っ た ァ ク リ ノレ板 モ デ ル で あ り 、 も う 1 つ は 、 5 M H z 分 割型 プ ロ ー ブ を 頭蓋骨 27上 に 固定 し 、 頭蓋骨 7上 よ り 測定を行 っ た も の で あ る 。 レ シ一 ノ ー 16に よ つ て 受信 し た 反射波を ゥ ヱ ー ブ メ モ リ 19に 入力 し 、 10msec の 間隔 で サ ン プ リ ン グ を 行 い G P — I B ィ ン タ ー フ ェ 一 ス を介 し て パ ソ コ ン に転送 し 、 硬膜内で の 多 重反射 を 含 む 干渉波 の デ ジ タ ル値を舍 む デ ー タ を抽 出 し て 解圻を行 つ た 。
    [0066] 15図 に 示 し た ァ ク リ ル扳 モ デ ル に よ る 実験 に お い て 、 基本波形 と な る デ ィ レ イ 材 1了 a 表面反射 （ S エ コ ー ） 及 び 頭蓋 内圧 （ I C P ) が 300 « H 2 O 時 の 受信波形を各 々 第 16図及び 第 17図 に示す。 デ ィ レ イ 材 17 a 表面 と ァ ク リ ル扳 2 &と の 境界 か ら の 反射波 （ S ' エ コ ー ) と 、 ァ ク リ ル板 28と 硬膜 29の 境界付近 よ り 反射 す る 干 .涉反射波 （ B 0 エ コ ー 2 と は 完全 に 分離 し て お り 、 S ェ コ 一 と S ' ェ コ 一 の 形 状 の 差 は ほ と ん ど な い 。 一方、 B 0 エ コ ー は硬膜
    [0067] 29内 の 多 重反射 に よ り 干渉を起 こ し 、 S コ 一 と は 形状 が 異 つ て い る こ と が わ か る 。
    [0068] S ェ コ 一 を基本波形 b (t) と し 、 S ' ェ コ 一及び B 0 ヱ コ ー を反射波形 X (t) と し て 、 ケ プ ス ト ラ ム 解折 を行 っ た 結果 の 例 を第 18図お よ び第 19図 に 示す 。 第 18図 ば頭蓋内 圧が 0 β H 2 0 ， 第 19図 は頭蓋内 圧が 650 am H 2 0 の 結果 で あ り 、 各 々 ピ ー ク 上 の 数字 ば、 各 ピ ー ク 位置の ケ フ レ ン シ 一値を 表 わ し て い る 。
    [0069] 最初 の ピ ー ク の ケ フ レ ン シ一値 は頭蓋内 圧 に関係 な く —定で あ り 、 デ ィ レ イ 材 17 a 表面か ら ァ ク リ ル扳 28と 硬 膜 29の 境界面 ま で の 往復 の 伝播時間 を表わ し て い る 。 2 番 目 の ビ ー ク の ケ フ レ ン シ 一 値 と 最 初 の ピ ー ク の ケ フ レ ン シ ー 値 と の 差 は 硬膜 29に よ る 遅延時間 で あ り 、 超音波 が硬膜 29中 を 往復 し た 時間 に 相 当 す る 。
    [0070] ァ ク リ ル板 28の 音速 を 2730 m s ec , 硬膜 29の 音 速 を
    [0071] 1620 m / s ec と し て 、 各 ケ フ レ ン シ 一 値 よ り 計算 す る と 、 ァ ク リ スレ板 28の 厚 さ は 5. 01 « と な り 実際 の 厚 さ 5 ™ と 非 常 に 良 く 対応 し て い る 。 硬膜 29の 厚 さ は 各 々 227 m (頭 蓋 内 圧 0 « Η 2 Ο ) , 138 頭蓋 内 圧 650πΐ(π Η 2 Ο ) と 計算 さ れ 、 頭蓋 内 圧 の 上 舁 に 伴 っ て 薄 く な つ て い る こ と 力 わ 力、 る 。
    [0072] 次 に 、 頭蓋骨 27上 よ り 実験 を 行 っ た 結果 に つ い て 述 べ る 。
    [0073] 基本 波形 b (t) を 第 20図 に 、 反 射波形 X (t) を 第 21図 に 示 す 。 使用 し た プ ロ ー ブ は 5 M H z 分割型 で あ る 。
    [0074] 頭蓋 骨 27は 外板， 板間層 ， 内 板 と 3 層 構 造 に な っ て お り 、 各 々 の 境 界 よ り 超音波 は 反 射 す る 。 犬 の 場合 、 頭蓋 骨 27が薄 く 各層 の 境界 か ら の 反 射波 は 分 解 し な い 。 し た が っ て 、 各 反 射波 と 硬膜 29 で の 多 重反 射波 と は 干渉 し 合 い 、 反射波 形 は 第 21図 の よ う に 複雑 な 形 状 に な る 。
    [0075] 頭 蓋骨 27上 よ り の 実験 に お け る 反射波形 の F F T ケ プ ス ト ラ ム 結 果 の 例 を第 22図及 び 第 23図 に 示 す 。 第 22図 は 頭蓋 内 圧 （ I C P ) 力く 0 « H 2 O , 第 23図 は 頭蓋 内 圧 が 300 « H 2 0 の 結果 で あ り 、 各 ピ ー ク 上 の 数字 は 各 ピ ー ク 位 置 の ケ フ レ ン シ 一 値 を 表 わ し て い る 。
    [0076] 第 1 及 び 第 2 の ー ク は 頭蓋 内 圧 に 関係 な く あ る 一 定 の ケ フ レ ン シ 一 値を示 し 、 頭蓋骨 2 7の 扳 間層 及び内板 と 硬膜 2 9の 境界 ま で の 往復 の 伝播時間 を表わ し て い る 。 ま た 、 第 3 ビー ク と 第 2 ピ ー ク の ケ フ レ ン シ 一 値 の 差 は 、 硬膜 2 9中 を 超音波 が往復 し た 時間 に あ た る 。
    [0077] 硬膜 2 9の 音速 よ り 各 々 硬膜 の 厚 さ を計箕す る と 、 各 々 1 7 0 m (頭蓋内 圧 0 ∞ H 2 0 ) , 1 3 8 ' m (頭蓋内圧 3 0 0 M H 2 0 ) と な り 、 ア ク リ ル板 モ デ ル結果 と 同様 に頭蓋 内 圧 の 上 昇 に 伴 っ て薄 な る こ と がわ か る 。
    [0078] 硬膜 2 9の 厚 さ は個体 に よ っ て 多 少 ば ら つ き が あ る た め 頭蓋内 圧 と 硬膜 の 厚 さ の 関係 は俪体 に よ っ て 変わ っ て し ま う 。 そ こ で 、 頭蓋内圧の 上昇 に 伴 う 硬膜 の 厚 さ の 変化 量を頭蓋 内圧を上昇 さ せ号 前 の 硬膜 の 厚 さ （ 正常時 の 硬 膜 の 厚 さ） で 割 っ た 値を硬膜 の 厚 さ ひ ずみ と し 、 こ れ と 頭蓋内圧 の 関係 を求め た 。
    [0079] 頭蓋内 圧基礎値 P 時 の 硬膜 の 厚 さ を D (P 頭蓋内圧を 上昇 す る 前 の 硬膜 の 厚 さ を D o と す る と 、 硬膜の 厚 さ ひ ず み s (P) は 次式で 表わ さ れ る 。
    [0080] D (P) - D 0
    [0081] s (P) 二 (9)
    [0082] D 0 頭蓋 内圧上 昇時 に お け る ァ ク リ ル板 モ デ ル及 び頭蓋骨 上か ら の ケ プ ス ト ラ ム 結果よ り 、 （9) 式 に よ っ て 求め た硬 膜厚 さ ひ ず み s と 頭蓋内圧基礎値 （ I C P ) と の 関係を 第 2 4図 に 示す 。 s が食 の 値を と つ て い る の は 、 （9)式 に よ り わ か る よ う に 硬膜が頭蓋内 圧 の 上昇 に よ っ て 圧縮 さ れ て い る た め で あ る 。 約 5 0 0 « H 2 O ま で は 頭蓋 内 圧 の 上昇 に 伴 っ て 、 硬膜 の 厚 さ ひ ず み も 緩 や か に 増加 す る が， そ れ以 後 は あ る 一定 値 に 漸近 し て 行 く こ と が わ 力、 る 。 そ し て こ の 傾 向 は 前記 硬膜 内 静脈 の 狭窄実験 に お け る 現 象 と よ く 一 致 し て い る 。 こ の こ と は 同 時 に 硬膜 の 厚 さ ひ ず み s を 測定 す る こ と に よ っ て 頭蓋 内 圧基礎値を 知 る こ と が で き る が 、 測定 で き る 限 界値 が存在 す る こ と も 表 わ し て い る 。
    [0083] 硬膜 の 厚 さ ひ ず み s を 求 め る た め に は 、 正常 時 の 基準 と な る 硬膜 の 厚 さ を 知 っ て お く 必要 が あ る 。 し か し 、 硬 膜 の 厚 さ は 、 個体 差， 年 齢差， 測定部位 に よ る 差 が あ る か ら 各 個体 固有 の 正 常 時 の 硬膜 の 厚 さ は 血圧， 体重 な ど と 同 様 に 定期 的 に 測定 す る こ と が必要 で 、 そ う す る こ と に よ り 信頼性 の 高 い 診断情 報 、 つ ま り 頭蓋 内 圧 の 経時 的 な 推移 と 、 最新 の 情報 と の 両方 が得 ら れ 、 診療 お よ び 治 療 に 対 す る 情報 と と も に 、 病変 に 対 す る 予 防情 報 と す る こ と 力く で き る 。
    [0084] 上 述 の 如 く 本発 明 に 係 わ る 装 置 に よ る 頭蓋 内 圧 の 測定 は 成 犬 を 使用 し て 行 っ た も の で あ る が 、 こ れ を 人体 に 適 用 す る に 当 っ て は 頭蓋 や 脳 髄膜 の 形 状 お よ び 大 き さ の 差 を 考慮 す る 必要 が あ る 。 例 え ば頭蓋 骨 に つ い て み る と 、 犬 は そ の 頭蓋容積 お よ び 曲 率 と も 小 さ く し か も 内 側面 に お お き い 凹 凸 が あ る が、 人 間 の 場合 は 頭蓋容積 お よ び 曲 率 と も 大 き く し か も 内 側 の 凹 凸 は き わ め て 小 さ い 力、 ら 、 探触 子 の 当 接 が用 意 に な る と と も に 超音波 の 入射 お よ び 反射 が 円 滑 に 行 わ れ る よ う に な る 。 ま た 、 硬膜 の 厚 さ お よ び そ の 変化量に つ い て み る と 、 犬 の 場合硬膜 の 厚 さ が 約 0 . 2 «m で あ る の に対 し て人間 の 場合 は約 1 . 0 π で 、 頭 蓋内圧 の 変化 に 伴 う 硬膜の 厚 さ の 変化量 は 同 じ 比率で 変 化す る と す れ ば約 5 倍に な る 。 こ れ は本装置に よ る 頭蓋 内 圧 の 測定が 、 硬膜 の 厚 さ の 変化量 と 頭蓋 内圧 と の 相 関 関係 を 利 用 し て行わ れ る も の で あ り 、 人間 の場合 の 方が そ れ だ け精度よ く 測定す る こ と が で き る こ と を示 し て い る 。
    [0085] と こ ろ で 本発明 に 係わ る 装置 に よ る 測定を人体に適用 す る に 当 っ て は、 安全性に 全 く 問題 の な い こ と が前提 と な る 。 こ れ は測定時 に 頭蓋内に 入射 さ れ る 超音波が 、 人 体 に 如何 に 影響を及ぼす力、 と い う 問題で あ る が、 こ の 問 題 に 蘭 し て は次 の よ う に 報告が さ れて い る 。 す な わ ち 染 色体 に 対す る 超音波の 及 ぼ す 影響 に つ い て ば、 平均 出 力 5 0 0 m W Z c m 2， ピ ー ク 出力 5 0 W ノ c m 2 の 超音波を 、 分裂 前期 の 人 の 末梢 リ ン パ球に 6 0分 間照射 し た が全 く 影響が な く 、 同 様 に 赤血球流血， 培養細胞増殖， 妊娠中 の 胎児 に 対す る 影響 に つ い て ば、 平均 出力約 6 0 0 m W / c m 2 以 下で は全 く そ の 危険性 が な く 安全 で あ る こ と が確認 さ れ て い る 。 こ れに 対 し て 本実施例 に お け る 超音波 の 平均出 力 ば約 0 . 1 m W / c m 2 で あ り 、 人体 に対す る 影響 は な く 適用 に 当 っ て の 安全性 に は 全 く 問題が な い と い え る 。
    [0086] 以上説 明 し た よ う に 本発 明 は 、 探触子 よ り 被検生体 φ 頭蓋外 よ り 内部 に 入射 し 、 頭蓋内 で発生 す る 多 重反射 し た 干渉波の エ コ ー を 、 演算装置 に よ り 周波数分析 し 、 前
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    [0094] 0/.8df/lDd 0/88 O
    权利要求:
    Claims
    WO 88/02234 PCT/JP87/00705
    2 4
    請 求 の 範 囲
    パ ル ザ 一 に 接続 さ れ 、 超音波パ ル ス を被検生体 の 頭 蓋外 よ り 内部 に 入射 し 、 こ の 入射波 の エ コ ー を受信 す る 探触子 と 、 レ シ ー バ ー を介 し 増幅 さ れ た 前記探触子 で 受信 し た 該 ェ コ 一 を A / D 変換す る A Z D 変換装置 と 、 該 A Z D 変換装置の 岀カ値 よ り 頭蓋内 の 多重反射 に よ る 干渉波形を舍む範囲を抽 出 し 、 そ の 抽 出 し た範 囲 を周波数解折 し て 、 前記干渉波 の 要素波間 の 時間差 を演算 し 、 出力 す る 演算装置 と を備 え た 頭蓋 内圧測定
    2. パ ル サ ー に 接続 さ れ、 超音波パ ル ス を被検生体 の 頭
    蓋外 よ り 内部に 入射 し 、 こ の 入射波 の エ コ ー を受信 ず る 探触子 と 、 レ シ ー バ ー を 介 し て増幅 さ れ た 前記探触 子 で 受信 し た 該 エ コ ー に頭蓋内 の 多 重反射 に よ る 干渉 波 を 舍む 時間幅で ゲ ー ト をか け 、 ゲ ー ト 内波形を出 力 す る ゲ ー ト 回路 と 、 該ゲ ー ト 回路か ら の前記出 力 波 ^ を A Z D 変換す る A Z D 変換装置 と 、 こ の A ノ D 変換 装置 の 出 力 値 を周波数解折 し 、 前記干渉波の 要素波間 の 時間差を 演算 し 、 出力 す る 演箕装置 と を 備え た頭蓋 内 圧 の 測定装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP61/227139||1986-09-27||
    JP22713986A|JPH053290B2|1986-09-27|1986-09-27||EP87906218A| EP0327645B1|1986-09-27|1987-09-25|Apparatus for measuring intracranial pressure|
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    DE19873750372| DE3750372D1|1986-09-27|1987-09-25|Gerät zur messung des intrakraniellen druckes.|
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