[go: up one dir, main page]

JP7592266B2 - 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム - Google Patents

血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7592266B2
JP7592266B2 JP2021070849A JP2021070849A JP7592266B2 JP 7592266 B2 JP7592266 B2 JP 7592266B2 JP 2021070849 A JP2021070849 A JP 2021070849A JP 2021070849 A JP2021070849 A JP 2021070849A JP 7592266 B2 JP7592266 B2 JP 7592266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
pulse wave
gas
maximum
gas bag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021070849A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022165497A (ja
Inventor
勝利 田上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Human Link Corp
Original Assignee
Human Link Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Human Link Corp filed Critical Human Link Corp
Priority to JP2021070849A priority Critical patent/JP7592266B2/ja
Priority to EP22791303.5A priority patent/EP4327896A1/en
Priority to US18/556,217 priority patent/US20240261174A1/en
Priority to PCT/JP2022/002827 priority patent/WO2022224518A1/ja
Publication of JP2022165497A publication Critical patent/JP2022165497A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7592266B2 publication Critical patent/JP7592266B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H9/00Pneumatic or hydraulic massage
    • A61H9/005Pneumatic massage
    • A61H9/0078Pneumatic massage with intermittent or alternately inflated bladders or cuffs
    • A61H9/0092Cuffs therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/02007Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A61B5/02116Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave amplitude
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02141Details of apparatus construction, e.g. pump units or housings therefor, cuff pressurising systems, arrangements of fluid conduits or circuits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02225Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02233Occluders specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H9/00Pneumatic or hydraulic massage
    • A61H9/0007Pulsating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4011Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the lower limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4017Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the upper limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5005Control means thereof for controlling frequency distribution, modulation or interference of a driving signal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2209/00Devices for avoiding blood stagnation, e.g. Deep Vein Thrombosis [DVT] devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A63B2024/0093Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/008Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters
    • A63B21/0085Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters using pneumatic force-resisters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2208/00Characteristics or parameters related to the user or player
    • A63B2208/05Characteristics or parameters related to the user or player the user being at least partly surrounded by a pressure different from the atmospheric pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00Characteristics of used materials
    • A63B2209/10Characteristics of used materials with adhesive type surfaces, i.e. hook and loop-type fastener
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2230/00Measuring physiological parameters of the user
    • A63B2230/04Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
    • A63B2230/06Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
    • A63B2230/062Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only used as a control parameter for the apparatus

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

本発明は、血管の柔軟性を増すことを目的とする血管トレーニング技術に関し、特には、血管の柔軟性の改善の評価も含む血管トレーニング技術に関する。
血流を制限することにより筋力を増すトレーニングである血流制限トレーニングが知られている。その起源となるのは、日本では「加圧トレーニング(登録商標)」なる名称で知られている、トレーニング法である。特許第2670421号の成立をきっかけとして広く普及したその血流制限トレーニングは、以下のような原理で筋肉を肥大させる。
筋肉を肥大させるために行う一般的なトレーニングは、例えば、重量物を用いた運動によって筋肉に負荷をかけ、ダメージを与えるというものである。ダメージを受けた筋肉は、脳に対してダメージを受けたことを伝える。そうすると、脳は、筋肉を回復させるために成長ホルモンを分泌する。成長ホルモンは、血流に乗り、ダメージを受けた筋肉に届く。成長ホルモンを受け取った筋肉は、ダメージを受ける直前の筋肉よりも僅かに大きな状態にまで回復する。これがいわゆる超回復である。トレーニングによってダメージを受ける度に筋肉は僅かずつ肥大していく。これが、一般的なトレーニングにより筋肉が肥大する原理である。
他方、これとは別の機序で筋肉を肥大させるトレーニングとして、血流制限トレーニングというものがある。血流制限トレーニングを実施する場合、被験者の四肢の適当な部位、例えば基端近辺をベルト(空圧式のカフのようなものである場合もある)で締付ける。その締付け力が適切であると、四肢の表面から見て深いところにある動脈は殆ど閉塞しないが、動脈に比して浅いところにある静脈は幾らか閉塞した状態になる。
そうすると、動脈を通じて血液が供給されるが、静脈を通じて血液が排出されにくくなるという状態が生じた四肢には、平常時よりも多くの血液が貯まる(プーリングされる)ことになる。貯まった血液は、通常では血液が流れない四肢の毛細血管にまで流れ込む。
血流制限トレーニングを行っていないときにおいて、通常では血液が流れない毛細血管にまで血液が流れ込む典型的な場合は、運動をしている場合である。つまり、血流制限トレーニングを行うと、血流制限トレーニング中に、仮に被験者がまったく運動を行っていなかったとしても、四肢の血流に関して言えば、運動をしているのと同じ状態が再現される。このとき筋肉は、激しい運動をしているからダメージを受けているといわば勘違いし、一般的なトレーニングを実施した場合と同様に、脳に対してダメージを受けたことを伝える。以後の経緯は、一般的なトレーニングの場合と同じである。ダメージを受けたことを筋肉から伝えられた脳は、一般的なトレーニングを実施した場合と同様に成長ホルモンを分泌する。これにより、血流制限トレーニングを行う度に超回復を繰返して、筋肉は徐々に肥大していく。
これが血流制限トレーニングにより筋肉が肥大する原理である。
血流制限トレーニングは、血流阻害による負荷を筋肉に与えることにより筋肉の増強を行うものであるため、筋肉を増強するにあたって、運動が不要となるという大きな利点を有する。これは、例えば、運動を行うのが困難な障害を持つ者や老齢者にも筋肉の肥大を生じさせることができる、ということを意味する。また、血流制限トレーニングは、血流阻害による負荷を筋肉に与えることにより筋肉に与える負荷の総量を補償することができるので、運動と組み合わせる場合には、運動による負荷を従来よりも減らせるという利点をもっている。この利点は、筋肉に行わせる運動量を減少させることにより、関節や筋肉の損傷のおそれを減少させられる、トレーニング期間を短縮できるようになるといった効果を生む。
上述したが如き利点を持つ血流制限トレーニングは、既に述べたように筋肉の肥大を目的として発展してきた。しかしながら、その発展の最中、筋肉の肥大とは異なる効果が見いだされた。
その効果は、血流制限トレーニングに不可欠な血流の阻害によってもたらされる、血管の柔軟性が向上するという効果である。そのような効果が生じる機序を以下に述べるが、その前に、血管が柔軟性を獲得するための一般的な機序についてまず説明する。
心臓の拍動により血流が動脈に間欠的に流れ込む。血流は血管の弛緩収縮と共に血管内を流れる。柔らかでしなやかな血管内ほど流速は低く、動脈硬化が生じている等の理由で硬くなっている血管内ほど流速は速い。ちなみに、その様子は、脈波を通じて観察することができる。脈波とは、心臓の拍動に伴って末梢血管系に生じる血圧又は体積の変化である。
心臓の収縮期に排出される血流は血管の内壁を押し広げながら流れる。そのとき、血管内皮をこするような応力が発生する。これを一般に「ずり応力」と呼んでいる。このずり応力は、血管が柔軟な程大きい。血管が柔軟な程流速が低くなるのは、ずり応力の反作用が血管の内壁から血流にはたらくことによって、血流の運動エネルギーを奪うためである。血管が柔軟で有る程、血管の中を心臓から押し出された血液の塊が通過しようとするときに血管径は大きく変化するので、血管における血圧又は体積の変化は大きく現れる。つまり、血管が柔軟である程、脈波振幅は大きく現れる。
ところで、ずり応力が血管内皮に加わると、血管内皮細胞が活性化されNO(一酸化窒素)が産生されるといわれている。血管内皮にずり応力がはたらくことによってNOが生じる機序の説明は省略するが、NOは血管平滑筋に作用し弛緩させることが分かっている。したがって、NOが産出されそのはたらきによって血管が柔軟性を増すと、血流によって生じるずり応力が更に大きくなりさらに多くのNOが生じることになるので、血管の柔軟性が益々高まるという好ましい循環が生まれることになる。
ここで、話を血流制限トレーニングに戻す。
血流制限トレーニングを行うと、上述したように、四肢の動脈には血流が流れるものの、静脈からは血流が排出されにくい状態が生じ、通常時よりも多い血液が四肢に貯まる。血流制限トレーニングを終了するとき四肢の基端付近のベルトを弛める。そうすると、四肢に貯まっていた血液は、勢いよく静脈から排出され、流れが悪くなっていた動脈中の血液も勢いを増して流れ出す。それにより、血管の内壁には大きなずり応力が生じ、多くのNOが産出されることになる。
また、血流制限トレーニングを行いつつ、例えば、軽い運動を行ったとする。その運動は、ダンベルを用いたカールのようなものでも良いし、手を握ったり開いたりを繰り返すグーパー運動のような軽いものでも良い。いずれにせよ、運動を行うと、ベルトが取付けられた部分における四肢の筋肉が太くなったり細くなったりすることによって、ベルトが四肢に与える締め付け力が変化する。これによって、血流が動脈、静脈内を流れる速さが、速くなったり遅くなったりを繰り返す。血流の流れる速さが速くなったとき、多くのNOが産出されることになる。
このように、血流制限トレーニングを行うと、通常時よりも多くのNOが生じることは既に公知である。また、血流制限トレーニングを行ったときに通常時よりも多く生じるNOによって血管が柔軟性を増すことも既に公知である。通常、NOの半減期は3~6秒であり、NOによって血管が柔軟性を増す期間はそれ程長くは無いが、血流制限トレーニング下では血流の阻害によって血中の酸素濃度が低下しているため、NOの半減期は3~6秒よりも長くなっている。したがって、血流制限トレーニング下で、主に四肢において生じたNOは、血流にのって、身体の中において四肢から遠く離れた部位にも及び、理想的には全身の血管の柔軟性を増すことになる。
このように、血流制限トレーニングは血管の柔軟性を増すという効果がある。動脈硬化等により血管柔軟性が失われると、NOの産生が悪くなるので、血管が益々柔軟性を失うという悪循環がおきる。血流制限トレーニングを普段から行っていれば、動脈硬化の予防が期待できる。
血管の柔軟性が増すと、血圧が下がる可能性が極めて高い。したがって、血流制限トレーニングには、現在、薬剤に頼るしか治療方法の無い高血圧の改善を実現できる可能性がある。また、血管の柔軟性を増すことにより、滞っている毛細血管への血流が良くなるので、栄養や酸素の供給による健康増進や美容効果にも期待がもてる。
特許5255722号公報
ところで、血流制限トレーニングを血管の柔軟性を増すことを目的として実施する場合(そのような目的で用いられる血流制限トレーニングを、この出願では、「血管トレーニング」或いは「血管トレーニング方法」と称する。)、被験者が血管トレーニング方法を継続的に続けるためのモチベーションを得るには、血管トレーニング方法の実施の結果、被験者の血管がどの程度柔軟性を獲得したのかということを知るのが有用である。
しかしながら、現在のところ、血管トレーニング方法の実施の結果、血管がどの程度柔軟性を獲得したのかということを被験者が知ることを可能とする技術は存在していない。
本願は、血管トレーニング方法の実施の結果、血管がどの程度柔軟性を獲得したのかということを被験者が知ることを可能とする技術を提供することをその課題とする。
上述の課題を解決するために、本願発明者は、以下の発明を提案する。
本願発明は、被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、の組合せにより、血管の柔軟性を高める血管トレーニングシステムを構成する、血管トレーニング装置である。
この血管トレーニング装置は、前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有している。
そして、その前記制御部は、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、被験者の血管の状態を評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、を実行するようになっている。
この血管トレーニング装置は、緊締具、圧力変動装置、及び脈波測定装置との組合せで血管トレーニングシステムを構成するためのものである。
本願発明による血管トレーニング装置と組合せて用いられる緊締具は、四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、ベルトに設けられたガス袋、を有する。かかる緊締具は、例えば、血圧の測定に一般的に用いられるカフと同様のもの、また、血流制限トレーニング方法に用いられる空圧式のベルトと同様のものとすることもできる。緊締具は1つのみでよく、また緊締具が取付けられる四肢は、一般的には腕である。緊締具の幅や長さはそれが取付けられる四肢に応じて、適当に選択される。
本願発明の血管トレーニング装置と組合せて用いられる圧力変動装置は、緊締具が備えるガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定するためのものである。具体的には、ポンプ、弁等によって構成することができる。ガス袋内に注入される気体は、これには限られないが一般的には空気である。
本願発明の血管トレーニング装置と組合せて用いられる脈波測定装置は、四肢の緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成するものである。脈波振幅が測定されるのは、緊締具が固定された部位の近辺かそれよりもその四肢の末端側である。これは、緊締具による締付けの効果が及ぶ動脈の脈波を脈波測定装置によって検出可能とするためである。なお、上述の圧力変動装置もそうであるが、脈波測定装置は、それらの構成の少なくとも一部が血管トレーニング装置の一部として、血管トレーニング装置に含まれていても構わない。
この血管トレーニング装置は、血管トレーニングの効果を生じる血管トレーニングを実施するだけでなく、血管トレーニングの前後の血管の柔軟性の変化の程度を評価することができるようになっている。つまり、本願の血管トレーニング装置は、血管トレーニング装置の側面と、血管の柔軟性の評価装置としての側面とを併せ持ったものである。本願発明の血管トレーニング装置は、1つの装置でそれら2つの側面を賄うものである点で、本来であればそれら目的に応じて複数の装置を準備すべき被験者(又は、被験者に対して血管トレーニング方法の実施を行う(或いは施術する)施術者)にとって便利であり、また、コスト面でも有利である。
なお、上述したように、本願発明の血管トレーニング装置は、血管トレーニング装置と、血管の柔軟性の評価装置とを1つにまとめたものではあるが、それが実行する処理は、血管トレーングを行った後に、血管の柔軟性の評価を行うという処理には限られない。血管トレーニング装置は、かかる処理に加えて、評価の必要のないときには血管トレーニングに必要な処理のみを実行できるようになっていても良い。
この血管トレーニング装置は、脈波測定装置から脈波データを受取る機能、及び圧力変動装置を制御する機能を備えた制御部と、データを記録する記録部と、を有している。そして、本願発明の血管トレーニング装置の制御部は、以下に説明する、前処理、施術処理、後処理、及び評価処理という4つの処理を、連続して実行するようになっている。
前処理は、簡単にいうと、血流制限トレーニング方法を実行する前における血管の柔軟性を測定する処理である。施術処理は、血流制限トレーニング方法を実行する処理である。後処理は、血流制限トレーニング方法を実行した後における血管の柔軟性を測定する処理である。そして、評価処理は、前処理で測定した血流制限トレーニング方法を実行する前における血管の柔軟性と、後処理で測定した血流制限トレーニング方法を実行した後における血管の柔軟性とに基づいて、被験者の血管がどの程度柔軟性を獲得したかを評価する処理である。
以下、上述の4つの処理について順番に説明する。
制御部が実行する前処理は、ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを圧力変動装置に実行させるように圧力変動装置を制御するとともに、第1フェーズが実行されている間に脈波測定装置から脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前最大脈波振幅が生じたときのガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前最大脈波振幅、及び最大脈波圧を、記録部に記録するというものである。
上述したように前処理は、施術処理が実行される前の、言い換えれば平常時の被験者の血管の柔軟性を測定するものである。したがって、前処理は、被験者が安静な状態で実行される。
前処理では、脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにしてガス袋内の気体の圧力を変化させながら、脈波振幅の計測を複数回(例えば、1秒に数回~数十回程度の多数回)行う。そして、制御部は、第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定してそれを記録する。例えば、第1フェーズが実行されている時間帯の少なくとも一部において、ガス袋内の気体の圧力が、脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして、直線的に下がるとする。そのとき、脈波振幅は徐々に大きくなり、どこかの時点で最大となって、その後徐々に小さくなる。脈波振幅は、上に凸の放物線状のグラフを描く。例えば、その脈波振幅を前処理で生じた最大脈波振幅である前最大脈波振幅として特定し、その前最大脈波振幅が生じたときのガス袋内の気体の圧力を、最大脈波圧として特定する。
脈波振幅は、ガス袋内の空気圧が、概ね、被験者の最高血圧と最低血圧との中間点付近となったときに最大となる。脈波振幅が、上に凸の放物線状のグラフを描く理由は以下の通りである。
血管壁にはそもそも、血管の中を流れる血管から外側に向けて力がはたらいている。これが血圧である。血圧は通常、被験者が安静にしているのであれば一定である。
その状態で、ガス袋により四肢が外側から加圧される。ここでは、一例として、ガス袋内の気体の圧力を除圧していくことを考える。ガス袋内の気体を除圧していく過程において、血管壁に対して外側からかかる力が徐々に小さくなっていく。最初は、ガス袋内の気体の圧力が大きいから、血管に外側からはたらく力は血圧よりも大きい。したがって、このとき血管壁には、内向きの力がはたらいた状態となっている。ガス袋内の気体の圧力が下がっていくと、血管壁に対して外側からかかる力が小さくなっていき、その力はやがて血液が内側から血管壁を外側に押す力と釣り合う。つまり、血管壁において、血圧とガス袋内の気体の圧力が釣り合った状態となる。この状態では、血管壁にテンションがまったく入っていない状態となる。更に、ガス袋内の気体の圧力が下がっていくと、血管壁に対して外側からかかる力よりも、血液が血管壁を外側に押す力の方が大きくなるから、血管壁には、外向きの力がはたらいた状態となる。血管壁にはたらく外向きの力は、ガス袋内の気体の圧力が更に小さくなるに連れて、徐々に大きくなっていく。
このように、血管壁にはたらくテンションは、最初は内向きに大きく、その後だんだん小さくなってやがて0になり、そしてその後だんだん外向きに大きくなっていく。テンションがはたらいていないときの血管壁は、外向きの力と内向きの力とが互いに打ち消しあった、まったくテンションの入っていない状態である。血管壁がゴムのような弾性体でできているところを想像して欲しい。例えば、伸び切ったゴムを更に伸ばすには、伸びていないゴムを伸ばすのよりも大きな力を必要とする。血管壁に、内向きでも外向きでも力がはたらいているのであれば、血流の塊が血管を通過しようとするときに、血管壁はそれ程大きく外側に膨らむことができず、血管壁の膨張によって生じる血圧の瞬間的な低下もそれ程起こらない。他方、血管壁にかかっているテンションが0なのであれば、血流の塊が血管壁を通過しようとするときに、血管壁は大きく外側に膨らみ、血管壁の膨張によって生じる血圧の瞬間的な低下は大きくなる。したがって、ガス袋内の気体の圧力を徐々に下げていくと、脈波振幅は徐々に大きくなり、ある時点で最大となった後に小さくなっていくのである。脈波振幅に関する上に凸のグラフは、ガス袋内の気体の圧力を、最大脈波振幅が生じると想定される圧力を跨ぐようにして加圧していくときにも、同様に現れる。もっといえば、最大の脈波振幅が生じるときの圧力を跨ぐようにしてガス袋内の気体の圧力を変化させたのであれば、ガス袋内の気体の圧力をどのように変化させたとしてもガス袋内の気体の圧力がどこかの時点で最大脈波圧を跨ぐから、ガス袋内の気体の圧力が最大脈波圧となった時点で前最大脈波振幅が現れる。
この説明から明らかなように、前最大脈波振幅を特定するということは、被験者の安静時の血管にテンションが入っていない状態、つまり、その被験者の血管壁が持つ本来の弾性に基づいて生じうる(つまり、被験者の血圧の高低を無視した)最大の脈波振幅を特定するということである。また、最大脈波圧を特定するということは、被験者の血管にテンションがはいっていない状態が生じたときのガス袋内の気体の圧力を特定する、ということである。
制御部は、特定された前最大脈波振幅、及び最大脈波圧を、記録部に記録する。
なお、上述の説明では、血管壁に生じるテンションが0になるのは、血圧とガス袋内の気体の圧力とが釣り合うときであると説明した。しかしながら、この説明は若干正確性を欠く場合がある。というのは、本願発明の血管トレーニング装置と組合せて用いられる緊締具は、緊締具を四肢に取付けた状態で(ガス袋内の気体の圧力が常圧であったとしても)緊締具が四肢の所定の部位にある程度の締付け力(例えば、30mmHgかそれ以下の締付け力:これを装着圧と称する。)を与えることがあるので、そのような場合にはガス袋内の空気圧に装着圧を足したものが緊締具が四肢に実際に与える締付け力となるからである。つまり、そのようなことも考慮するのであれば、血管壁に生じるテンションが0になるのは、血圧とガス袋内の気体の圧力とが釣り合うときというよりも、血圧と「ガス袋内の気体の圧力、或いは緊締具が四肢に与える締付け力」とが釣り合うとき、というのが正確である。
次いで、制御部が、前処理に続けて実行する施術処理は、記録部に記録された最大脈波圧に対して所定の演算を実行して最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、ガス袋内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを圧力変動装置に実行させるように圧力変動装置を制御するという処理である。
施術処理は、上述したように、被験者に対して、血流制限トレーニングを実行するものである。施術処理を実行するとき、制御部は、緊締具が被験者の四肢に対して適切な締め付け力を与えるように、圧力変動装置にガス袋内の気体の圧力を調節させる。気体の圧力は、施術圧以下であり、30mmHg以上の範囲である。
ガス袋内の気体の圧力をこの範囲に保つのは以下の理由による。
施術処理は、被験者の血管に流れる血流を適切な範囲に制限することによって、NOの産出量を増大させ、それにより血管の柔軟性を増すことを目的とする。上述したように、前最大脈波振幅が生じるときのガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧は、被験者の血管壁にテンションが入っていないときのガス袋内の気体の圧力である。したがって、本来、ガス袋内の気体の圧力を最大脈波圧にすると、血管壁にテンションが入っていない状態、つまり、前最大脈波振幅が生じて、血管壁が最も血流からの力によって変形する状態が生じるので、産出されるNOの量が最大となる。しかしながら、血管壁にテンションが入っていない状態において被験者は、場合によっては普段は感じられない血管の振動を自ら感じる場合がある。この現象は、ドクドクという脈動を被験者が感じるというかたちで顕在化し、被験者は、ちょっとした恐怖心や、場合によっては痛みを感じることがある。そこで、本願発明では、制御部が、最大脈波圧に対して所定の演算を実行して最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求め、それを施術処理が実行されるときに実行される第2フェーズにおけるガス袋内の気体の圧力の上限とすることとしている。これにより、被験者は、上述した恐怖心や痛みを感じることがない。施術圧を求めるために最大脈波圧に対して行う演算は、例えば、最大脈波圧からある圧力(例えば10~50mmHg)を減じるとか、最大脈波圧に0から1の間の所定の値(例えば、0.6~0.9)を乗じるといったものとすることができる。他方、第2フェーズを実行するときにおけるガス袋内の気体の圧力の下限は、本願では、30mmHgとされる。この値は、被験者の四肢の血管において十分なNOを発生させるような血流制限を行うために必要な最低限の圧力を規定したものである。したがって、ガス袋内の気体の圧力の下限を30mmHgとすることにより、被験者の血管内で十分な量のNOが産出されることになる。
なお、施術処理が実行されているとき、被験者は、安静を保ち続けても良いし、上述したグーパー運動のような軽い運動を行っても良い。もちろん、軽い運動を行った方が、既に述べた理由により、NOの産出が促進される。
第2フェーズにおいて、ガス袋内の気体の圧力が上述の範囲に保たれる時間は1分から15分間の間の所定の時間長さとする。この時間長さの下限を1分間とするのは、血流制限トレーニング方法の実施の前後での血管の柔軟性の変化を引き起こすに十分な時間だからである。第2フェーズにおいて、ガス袋内の気体の圧力が上述の範囲に保たれる時間の上限は、本願発明では15分とする。これ以上長時間四肢への加圧を行うと、被験者の身体への負担が大きくなり過ぎることがあるし、また、被験者が退屈することがあるからである。
第2フェーズが実行されるときにおける上述した1分間から15分間の間の所定の時間の間のうち、ガス袋内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間の割合が50%以上に保たれ、且つ、ガス袋内の気体の圧力が30mmHg未満である時間が50%以下に保たれる。これは、ガス袋内の気体の圧力が、30mmHg以上の範囲と、30mmHg未満の範囲を行き来するように変動しても良い、ということを意味する。変動しても良いということは、つまり、変動しなくても良いということである。また、ガス袋内の気体の圧力が30mmHgを超える時間帯が上述した1分間から15分間の間の所定の時間のうちの100%、つまりすべての時間帯を占めても良い。これらの点については、後述する。
第2フェーズでは、上述の時間が経過した後、ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる。これにより、四肢に貯まっていた血液は、静脈から流れ出す。これにより、3~6秒のNOの半減期を考慮しても(低酸素化ではNOの半減期は3~6秒よりももっと長い可能性がある。)、被験者の四肢から全身に向けてNOが供給されることになり、被験者の例えば全身の血管の柔軟性が増す。もちろん、30mmHgであるから、ガス袋内の気体の圧力を常圧まで下げても良い。
施術処理に続けて制御部が実行する後処理は、施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、記録部に記録された最大脈波圧以上であり、記録部に記録された最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを圧力変動装置に実行させるように圧力変動装置を制御するとともに、第3フェーズが実行されている間に脈波測定装置から脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、後最大脈波振幅を記録部に記録する、というものである。
上述したように後処理は、施術処理が実行された後の血管の柔軟性を測定するものである。したがって、後処理は、被験者が安静な状態で実行される。
後処理では、施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間ガス袋内の気体の圧力は、以下に説明する2種類のいずれかとなるように制御される。
そして、第3フェーズが実行されている間、第1フェーズで行われたのと同じようにして、制御部は、脈波測定装置から脈波データを複数回(例えば、1秒に数回~数十回程度の多数回)受付ける処理を行い、第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定する。後最大脈波振幅は、前最大脈波振幅と同様に、制御部によって、記録部に記録される。
ここで、第3フェーズにおいて、施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間の時間帯で脈波データを受け取る処理を行うのは、施術処理が終了してから45秒が経過した時点から、施術処理が終了してから100秒が経過した時点の間に、後最大脈波振幅が生じることが多いからである。したがって、第3フェーズにおいて、脈波振幅を測定すべき時間帯を上述のような範囲に設定しておけば、大抵の場合、正しい後最大脈波振幅を測定することが可能となる。もっとも、被験者によっては、上述の始点と終点の間の範囲よりも前、或いは後に、後最大脈波振幅が生じることもあり得るので、始点を施術処理が終了してから45秒が経過した時点よりも前に、また、終点を施術処理が終了してから100秒が経過した時点よりも後に設定することも可能である。例えば、前記始点は、前記施術処理が終了してから5秒が経過して40秒が経過していない所定のタイミングに設定することができる。他方、前記終点は、前記施術処理が終了してから120秒が経過して200秒が経過していない所定のタイミングで設定しておくことができる。このような範囲で始点と終点を設定しておけば、正しい後最大脈波振幅を確実に測定することができるようになる。
始点と終点との間の時間帯において、ガス袋内の気体の圧力は、以下に説明する2種類のいずれかとなるように制御される。
1つ目は、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理である。そして2つ目は、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧以上であり、記録部に記録された最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である。
上述したように、前処理で特定された前最大脈波振幅は、ガス袋内の気体の圧力が最大脈波圧であるときに測定される、血管壁にテンションが入っていない状態での脈波振幅である。したがって、前処理で測定された前最大脈波振幅と比較される対象となる、後処理で測定されるべき脈波振幅は本来、血管壁にテンションが入っていない状態での脈波振幅であるべき、というのが道理である。上述の道理を踏まえると、後処理における第3フェーズが実行されるときにおけるガス袋内の気体の圧力は、前処理で特定された最大脈波圧とされるべきである。
しかしながら、施術処理では血流制限トレーニングが実行され、それにより実際に運動が行われたときと同様に、10mmHg内外、最大でも20mmHg程度の血圧の上昇が生じることが予想され、且つかかる血圧の上昇が生じたときには、その血圧の上昇分だけ、血管壁にテンションが入らない状態を作るためのガス袋内の気体の圧力が大きくなる。例えば、施術処理が実行されている間に上述したグーパー運動を被験者が行っただけでも、被験者の血圧は幾らか上昇することがあり、血圧が上昇すると、血管壁にテンションが入らない状態を作るためのガス袋内の気体の圧力はその分だけ大きくなる。
ガス袋内の気体の圧力を、上述した1つ目の制御によって、記録部に記録された最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させるようにすると、変化させられたガス袋内の気体の圧力の中に、血管壁のテンションが0となる圧力がかなりの確率で含まれている。これは、血管壁が0のときにおいて最大となる脈波振幅(つまり、後最大脈波振幅)をキャッチできる確率がかなり高い、ということを示している。したがって、このようなガス袋内の気体の圧力の変化は、前最大脈波振幅と比較される対象となる後最大脈波振幅を特定するために有効である。より確実に後最大脈波振幅を検出しようとするのであれば、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±20mmHgの範囲で変化させるようにすればよい。
また、ガス袋内の気体の圧力を、上述した2つ目の制御によって、記録部に記録された最大脈波圧以上であり、記録部に記録された最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つようにすると、そのときのガス袋内の気体の圧力は、血管壁にかかるテンションが0となる圧力ではないかもしれないが、血管壁にかかるテンションが0となる圧力から、最大でも20mmHgしか離れていない。そうすると、血管壁にかかるテンションが仮に0でないとしても、始点から終点までの時間帯の間において血管壁にかかるテンションは小さい状態が保たれる。血管壁にかかるテンションが小さければ、脈波振幅は大きく現れるので、したがって、このようなガス袋内の気体の圧力の変化は、前最大脈波振幅と比較される対象となる後最大脈波振幅を特定するために有効である。なお、2つ目の制御が行われる場合、ガス袋内の気体の圧力は、上述した上限と下限との間で一定に保たれても良いし、上限と下限との間で変化させられてもよい。
そして、本願発明の血管トレーニング装置の制御部は、最後に、評価処理を実行する。評価処理は、前処理で測定した血流制限トレーニング方法を実行する前における血管の柔軟性と、後処理で測定した血流制限トレーニング方法を実行した後における血管の柔軟性とに基づいて、被験者の血管がどの程度柔軟性を獲得したかを評価する処理である。
評価処理は、後処理終了直後に実行されるようになっていても良いし、後処理終了後であって、その直後でないタイミング、例えば、評価処理の実行を促す入力が血管トレーニング装置に対して行われたときに実行されるようになっていても構わない。
評価処理では例えば、前処理で記録部に記録された前最大脈波振幅をP、後処理で記録部に記録された後最大脈波振幅をPとした場合に、P/Pや或いは、(P-P)/Pを計算して得られた結果を、評価結果とすることができる。上述したように、前最大脈波振幅と後最大脈波振幅とは程近い状態で測定したものであるため、それらを上述の演算式に示したように比較することには意味がある。
上述するように、脈波測定装置は、四肢の緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する。前記脈波測定装置は、前記ガス袋の内部の気体の圧力を前記パラメータとして測定できるようにされていてもよい。これは、いわゆるカフ脈波の測定を本願発明で採用する、ということを意味する。この場合、脈波が測定される場所は、緊締具が取付けられた四肢のうちの緊締具が取付けられた部分、ということとなる。
他方、指先、手首その他の箇所で脈波を測定する装置が公知或いは周知であるというか、市販もされている。そのような装置で脈波測定することも可能であり、そのような脈波の測定手法を本願発明で採用するのであれば、脈波が測定される箇所は緊締具が取付けられた四肢のうち緊締具が取付けられた部分には限られない、ということになる。
制御部は、前処理を以下のようにして実行するようになっていても良い。
前記制御部は、前記前処理において、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして下がるようにする処理を前記圧力変動装置に実行させることを含む処理である前記第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録するようになっていてもよい。
既に説明したように、前処理における第1フェーズは、ガス袋内の気体の圧力を前最大脈波振幅がどこかの圧力で生じる範囲で変化させるが、この変化は、前最大脈波振幅が生じると想定される範囲よりも上の圧力から、下の圧力へと圧力を下げるような変化とすることができる。ガス袋内の気体の除圧は、弁を開放するだけで滑らかに実現可能であるが、ポンプによる気体の加圧を滑らかに行うのは難しい。したがって、このような気体の除圧(例えば、圧力の直線的な減少)を第1フェーズで採用することにより、前最大脈波振幅と最大脈波圧とを正確に把握することができるようになる。なお、この場合には、圧力変動装置がガス袋内の気体の圧力を下げている間において現れた最大となった脈波振幅を前最大脈波振幅として特定し、そのときのガス袋内の気体の圧力を、最大脈波圧として特定する。
或いは、制御部は、前記前処理において、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして下がるようにする処理を前記圧力変動装置に実行させ、次いで前記ガス袋内の気体の圧力を所定の一定の圧力に5秒から15秒維持することを含む処理である前記第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に最大となった脈波振幅である仮前最大脈波振幅と、前記仮前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定し、且つ5秒から15秒維持される前記ガス袋内の気体の一定の圧力が、前記最大脈波圧となるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記ガス袋内の気体の一定の圧力が前記最大脈波圧に保たれている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記ガス袋内の気体の一定の圧力が前記最大脈波圧に保たれている間に最大となった脈波振幅を前最大脈波振幅として特定するようになっており、特定した前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録するようになっていてもよい。
直前で述べた例では、第1フェーズにおいて、前最大脈波振幅が生じると想定される範囲よりも上の圧力から、下の圧力へと圧力を下げるようにガス袋内の気体の圧力を変化させ、そしてその過程で現れた最大の脈波振幅を、前最大脈波振幅として特定するとともに、そのときのガス袋内の気体の圧力を最大脈波圧として特定した。しかしながら、この例では、直前に述べた例と同様に、第1フェーズにおいて、前最大脈波振幅が生じると想定される範囲よりも上の圧力から、下の圧力へと圧力を下げるようにガス袋内の気体の圧力を変化させ、そしてその過程で現れた最大の脈波振幅が生じたときのガス袋内の気体の圧力を最大脈波圧として特定するものの、そのときの脈波振幅を前最大脈波振幅とはせずに仮前最大脈波振幅とする。仮前最大脈波振幅は、記録部に記録させてもよいが、必ずしもその必要はない。
この例では、最大脈波圧が特定された後の第1フェーズで、一旦下がったガス袋内の気体の圧力を、ガス袋内の気体の圧力が最大脈波圧となるまで上げ、その状態で5秒から15秒間一定に保ちながら、脈波振幅の測定を行う。そして、そのガス袋内の気体の圧力が最大脈波圧に保たれている期間内に現れた最大の脈波振幅を、改めて前最大脈波振幅として採用する。なぜ、このような処理を行うかというと、脈波のピークは、心臓の拍動のタイミングでしか、つまり大抵の場合、1秒内外に1回しか生じないところ、前最大脈波振幅が生じると想定される範囲よりも上の圧力から、下の圧力へと圧力を下げるようにガス袋内の気体の圧力を変化させている間に最大の脈波振幅が生じたタイミングが、脈波測定装置が脈波についてのパラメータをサンプリングするタイミングと一致しないことがあり、正確性を欠くおそれが存在するからである。例えば、脈波測定装置が、1秒間に数回から数十回のタイミングで間欠的に脈波振幅を測定するものであったとすると、脈波測定装置が脈波についてのパラメータをサンプリングするタイミングの合間に最大の脈波振幅が生じたタイミングが入ってしまうと、その前後のタイミングでサンプリングされた最大脈波振幅を前最大脈波振幅とするのが不適切である場合がある。
他方、ガス袋内の気体の圧力を最大脈波圧に保った状態で生じた脈波振幅の中で最大となったものを、前最大脈波振幅とするのであれば、血管壁にテンションが入っていない状態で複数回サンプリングされた脈波振幅の中で最大のものは、正しく平常時の被験者にとっての最大の脈波振幅である可能性が極めて高いから、前最大脈波振幅とするのに相応しい。この例では、このようにして決定された前最大脈波振幅と、最大脈波圧とが、記録部に記録される。
上述したように、施術処理が実行されるときにおける第2フェーズでは、1分間から15分間の間の所定の時間の間、ガス袋内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理が実行される。
ここで、前記制御部は、前記施術処理において、1分間から15分間の間の所定の時間の間中、前記ガス袋内の気体の圧力を一定に保つ処理である前記第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するようになっていてもよい。このとき、第2フェーズが実行される上記の1分間から15分間の間から選択される時間帯の間において、ガス袋内の気体の圧力は、30mmHg以上、施術圧以下の圧力に、継続して保たれることとなる。したがって、この場合には、第2フェーズが実行される上記の1分間から15分間の間から選択される時間帯のうちの100%が、ガス袋内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上に保たれる時間帯となる。ガス袋内の気体の圧力が30mmHg以上に保たれ続ければ、血管壁に入るテンションは通常時よりも幾らか小さくなるので、血流によって血管壁との間に生じるずり応力は大きくなりやすい。それにより、施術処理が実行される場合において生じるNOの生産が促進されることになる。
また、前記制御部は、前記施術処理において、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である第1時間帯と、前記ガス袋内の気体の圧力が30mmHg未満である第2時間帯とが、1回あたりの第1時間帯が15秒間から35秒間、1回あたりの第2時間帯が15秒間から35秒間に亘るようにして、交互に繰り返す処理である前記第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するようになっていてもよい。
第2フェーズを実行する場合に、ガス袋内の気体の圧力が30mmHg以上である第1時間帯と、30mmHg未満である第2時間帯とが交互に繰り返されることにより、ユーザの四肢には、連続してアームカールやレッグカールを行っているときによく似た、血流の阻害と、阻害された血流の促進の繰返しが生じる。それにより、血管の内壁と血流との間で大きなずり応力が生じるため、施術処理が実行される場合において生じるNOの生産が促進されることになる。一回あたりの第1時間帯を15秒以上とするのは、その程度の時間血流の制限を行わないと、血管トレーニングの効果が生じにくく、また、一回あたりの第1時間帯を35秒以下とするのは、それ以上の時間血流の制限を行っても、効果の向上より被験者の体力的負担が大きくなりがちであるからである。1回あたりの第2時間帯の長さを15秒間から35秒間とするのは、血流の阻害と阻害との間のインターバルは、血管トレーニングの効果と被験者の身体の負担との兼ね合いを考慮すると、血流の阻害の時間と同程度とするのが良い場合が多いからである。
上述したように、前処理で特定された前最大脈波振幅は、ガス袋内の気体の圧力が最大脈波圧であるときに測定されるが、血管壁にテンションが入っていない状態での脈波振幅である。
したがって、前処理で測定された前最大脈波振幅と比較される対象となる、後処理で測定される脈波振幅である後最大脈波振幅は、血管壁にテンションが入っていない状態での脈波振幅であるべき、というのが道理である。少なくとも、後最大脈波振幅が測定されるときにおいて血管壁に入っているテンションは、通常時よりもある程度小さくなっているべきである。
それを踏まえて、本願発明の制御部は、後処理を既に述べた2つの処理のいずれかとして実行する。1つ目は、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理である。そして2つ目は、ガス袋内の気体の圧力を、記録部に記録された最大脈波圧以上であり、記録部に記録された最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である。
1つ目の処理が実行されるとき、制御部は以下のようなものとされていても良い。
前記制御部は、前記後処理において、前記始点から前記終点までの間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも10mmHg以上大きく、20mmHg大きい圧力以下の範囲から、前記最大脈波圧よりも少なくとも10mmHg低い圧力の範囲まで、直線的に減じる処理である前記第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前記後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録するようになっていてもよい。
この場合、始点におけるガス袋内の気体の圧力は、最大脈波圧より10mmHg以上大きく、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の所定の圧力である。上述したように、後最大脈波振幅が生じるときのガス袋内の気体の圧力は、施術処理によって被験者の血圧が大きくなったことに伴い、最大脈波圧よりも、10mmHg程度、最大でも20mmHg程度大きくなっていることが多いので、上述したように始点におけるガス袋内の気体の圧力を設定するとともに、そこから最大脈波圧よりも10mmHg以上小さい所定の圧力までガス袋内の気体の圧力を下げてやることとすれば、後最大脈波振幅をかなりの確率で捉えることが可能となる。
始点から終点まで時間が経過する間、上述の2つの圧力の間で、ガス袋内の気体の圧力を直線的に減じる。このとき、ガス袋内の気体の圧力が直線的に減じられる間に、血管壁にかかる力は、最初は内向きで、やがて0になり、そこを超えると外向きになる。繰り返しになるが、血管壁にかかる力が0のときは、血管壁にテンションは入っていない。後処理における第3フェーズにおいて、ガス袋内の気体の圧力を上述のように直線的に減じることにすると、血管壁にかかるテンションが0になるのは一瞬(或いは短時間)であるが、その前後の時間帯では、血管壁にかかるテンションはある程度小さい。そのような第3フェーズが実行されているときに測定される脈波振幅のうち最大のものは、前最大脈波振幅と比較される対象となる、後最大脈波振幅として特定されるものとして相応しい。
2つ目の処理が実行されるとき、制御部は以下のようなものとされていても良い。
前記制御部は、前記後処理において、前記始点から前記終点までの間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上、前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲で一定に保つ処理である前記第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前記後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録するようになっていてもよい。
ガス袋内の気体の圧力をこの範囲で一定に保つこととすれば、後処理において後最大脈波振幅を測定するために脈波振幅を測定している間中ずっと、血管壁に入るテンションを0かそれに近い状態に保つことが可能となる。
本願発明者は、また、以下のような血管トレーニングシステムをも本願発明の一態様として提案する。この血管トレーニングシステムの効果は、本願発明による血管トレーニング装置の効果に同じである。
一例となる血管トレーニングシステムは、被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、を備えている、血管トレーニングシステムである。
そして、この血管トレーニングシステムは、前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有している。
そして、前記制御部は、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、被験者の血管の状態を評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、を実行するようになっている。
本願発明者は、また、以下のような血管トレーニング方法をも本願発明の一態様として提案する。この血管トレーニング方法の効果は、本願発明による血管トレーニング装置の効果に同じである。
一例となるのは、被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、の組合せにより、血管の柔軟性を高める血管トレーニングシステムを構成する、血管トレーニング装置であり、前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有しているものの、前記制御部が実行する方法である。
この血管トレーニング方法は、前記制御部が実行する、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、被験者の血管の状態を評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、を含む。
本発明の第1実施形態による血管トレーニングシステムの全体構成を示す図。 図1に示した血管トレーニングシステムに含まれる加圧用ベルトを示す斜視図。 図1に示した血管トレーニングシステムに含まれる血管トレーニング装置のハードウェア構成図。 図1に示した血管トレーニングシステムに含まれる血管トレーニング装置の制御回路のハードウェア構成を示す図。 制御回路内に形成される機能ブロックを示すブロック図。 図1に示した血管トレーニングシステムにおける前処理が実行されるときにおけるガス袋内の空気の圧力を示すタイムチャート。 図1に示した血管トレーニングシステムにおける前処理が実行されるときにおけるガス袋内の空気の圧力と脈波振幅の関係を示すグラフ。 図1に示した血管トレーニングシステムにおける他の例の前処理が実行されるときにおけるガス袋内の空気の圧力と脈波振幅の関係を示すグラフ。 図1に示した血管トレーニングシステムにおける施術処理が実行されるときにおけるガス袋内の空気の圧力を示すタイムチャート。 図1に示した血管トレーニングシステムにおける後処理が実行されるときにおけるガス袋内の空気の圧力を示すタイムチャート。 血管トレーニングシステムの試作機によって前処理、施術処理、後処理を実施した場合の被験者の脈波振幅を示す図。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による、血管トレーニングシステムの全体を示している。
この血管トレーニングシステムは、血管トレーニング装置1と、図2にその詳細を示した加圧用ベルト2とを備えている。加圧用ベルト2は、本願でいう緊締具に該当する。
まず、加圧用ベルト2の構成から説明する。
加圧用ベルト2は、血管トレーニング装置1の制御下で、それが取付けられた被験者の四肢に対して、例えば、駆血である血液の制限を生じさせるような締め付け力を与えるものである。この実施形態では、加圧用ベルト2が取付けられる四肢は、被験者の腕であるものとするが、四肢は脚であっても構わない。
加圧用ベルト2は1つ存在すれば良い。両腕に対して加圧用ベルト2を固定するのであれば加圧用ベルト2は2つ存在する。このように、加圧用ベルト2は、必要な数だけ準備することができる。これには限られないが、この実施形態では、1つの加圧用ベルト2が、血管トレーニングシステムに含まれるものとする。
加圧用ベルト2は、血圧計に含まれるカフと同様に構成することができ、或いはKAATSU JAPAN 株式会社が製造販売する加圧トレーニング(登録商標)用の装置である加圧マスター(商標)に付属する、空圧式ベルトと同様に構成することができる。
一例となる加圧用ベルト2の構成について説明する。
加圧用ベルト2は、ベルト形状に形成された細長い緊締帯8を備えている。緊締帯8は、好ましくはその長さ方向に事実上伸びない素材、例えば適当な糸で織られた織布でできており、その長さは、加圧用ベルト2が取付けられることが予定された腕における所定の部位、例えば腕の付根付近の所定の部位の周囲を一周して幾らか余裕がある程度となっている。
緊締帯8の幅は、それを腕の付根付近の所定の部位に取付けたときに筋腹に掛からない程度細く、また緊締帯8が腕に喰い込み被験者に痛みを与えることがない程度に太い、そのような適当な幅とされている。もっとも、緊締帯8の幅はもっと広くてもよく、それが腕に取付けられたときに筋腹にかからないことも必ずしも必須でない。
緊締帯8の例えば内面には、400mmHg程度の空気圧に耐えることが可能な素材で構成された、気密なガス袋2Xが取り付けられている。ガス袋2Xは天然ゴムの如き伸びる素材でできていても良いが、実質的に伸びない樹脂等によりできていても良い。ガス袋2Xは、例えば樹脂製の管である連結管2Yと連通状態で接続されており、連結管2Yを介して、血管トレーニング装置1にその基端が接続される管である例えばゴムでできたゴムチューブ3の先端と接続されるようになっている。ガス袋2Xは、本願発明におけるガス袋に相当する。この実施形態におけるガス袋2Xは、緊締帯8の内面に設けられているが、袋状の緊締帯8の内部に配されても良い。
緊締帯8の内側には、また、加圧用ベルト2の緊締帯8を被験者の腕の所定位置に巻き付けたときに緊締帯8が作ったループの径を固定する固定部2Zが設けられている。これが可能な限り固定部2Zの構成は問わないが、この実施形態における固定部2Zは、これには限られないが面ファスナである。緊締帯8を図2の下側から被験者の腕に巻き付け、固定部2Zを緊締帯8の外面に固定させることにより、緊締帯8が作ったループの径が固定されることになる。
加圧用ベルト2は、被験者の腕の適宜の部分に固定された状態で血管トレーニング装置1により、ゴムチューブ3を介してそのガス袋2X内に空気を出し入れされる。その空気の圧により、加圧用ベルト2は、それが取付けられた被験者の腕に対して適正な圧の締め付け力を与えることになる。
次に、血管トレーニング装置1について説明する。
血管トレーニング装置1の具体的な構成は、図1、図3、図4に示される。
血管トレーニング装置1は、被験者の腕に巻き付けた加圧用ベルト2のガス袋2Xに空気を送り込み、加圧用ベルト2に被験者の腕を締め付けさせる機能を有する。それにより、血管トレーニング装置1は、被験者の腕に適切な締付け力を与えることで、例えば腕の動脈に駆血を生じさせたり、駆血を解除したりすることができる。
また、血管トレーニング装置1は、後述するように被験者の加圧用ベルト2が取付けられた腕の脈波振幅を検出する機能を有している。
また、血管トレーニング装置1は、後述するように、前処理、施術処理、後処理、及び評価処理を実行する機能を有している。
この実施形態の血管トレーニング装置1は、必ずしもこの限りではないが、図1に示したように、中空とされた例えば樹脂製の箱であるケーシング1Xに種々の部品を取付け、或いは内蔵させて構成されている。
血管トレーニング装置1のケーシング1Xには、ボタン、ダイヤルなどの適宜の形態の操作部16が設けられている。操作部16は、その操作によりデータを生成するものである。操作部16は制御回路12に接続されており、必要なデータを、制御回路12に入力できるようになっている。操作部16の操作により、後述する、前処理、施術処理、後処理、及び評価処理からなる一連の処理(評価有りモード)を開始させたり、終了させたりすることができるようになっている。なお、この実施形態における血管トレーニング装置1は、上述の4つの処理のうち、評価処理を省略した、前処理、施術処理からなる一連の処理(評価無しモード)を実行することができるようになっていてもよい。
操作部16からは、評価有りモードと、評価無しモードのいずれかを選択して開始させるために必要なデータの入力を、少なくとも行えるようになっている。
ケーシング1Xには、表示部17が設けられている。この表示部17は、文字又は画像を表示するものであり、ディスプレイ、例えばLCD(液晶ディスプレイ)にて構成されている。表示部17には、例えば、操作部16の操作にて入力された内容や、これには限られないがこの実施形態では、被験者の血管が施術の前後でどれだけ柔軟性を獲得したかということを示す情報である評価情報が表示されるようになっている。もちろん、表示部17には、現在実行されているモードの別や、現在実行されているモードにおいて更に現在実行されている処理が前処理、施術処理、後処理、及び評価処理のうちのどれか、といった情報を表示することもできる。
表示部17は、後述する制御回路12で生成されたデータに基づいて、適当な表示を行うようになっている。なお、表示部17にタッチパネルの機能を与えることも可能である。そうすることにより、操作部16の機能の少なくとも一部を表示部17が担えることになる。操作部16を省略して、操作部16の機能のすべてをタッチパネルの機能を持つ表示部17に担わせることも可能である。
血管トレーニング装置1には、上述のとおり、図3に示すようにして、被験者の腕の少なくとも一方に装着される加圧用ベルト2が接続できるようになっている。
加圧用ベルト2は、接続部材としての管であるゴムチューブ3を介して、必要なときに、血管トレーニング装置1に接続されるようになっている。ゴムチューブ3は、基本的には、加圧用ベルト2の個数に対応して必要であり、この実施形態では加圧用ベルト2が1つであるから1本のみとなっている。ゴムチューブ3の一端が加圧用ベルト2のガス袋2Xに連結管2Yを介して接続され、ゴムチューブ3の他端が血管トレーニング装置1に接続される。ゴムチューブ3の先端部には、公知或いは周知の弁付きカプラ9が取り付けられており、この弁付きカプラ9に対して加圧用ベルト2のガス袋2Xが接続されている。
血管トレーニング装置1は、図3に示すように、加圧ポンプ11を備えている。加圧ポンプ11は、エアポンプである。加圧ポンプ11は、上述のようにして加圧用ベルト2に接続されたゴムチューブ3と接続され、ゴムチューブ3を介して加圧用ベルト2のガス袋2Xに空気を送り込み、ガス袋2X中の空気を排気することができるようになっている。加圧ポンプ11は、ガス袋2X内の空気を排気するための図示せぬ弁を備えていてもよく、この実施形態ではそうされている。これには限られないが、この実施形態では、ガス袋2X内に注入され排気される気体は空気である。
この実施形態における加圧ポンプ11はケーシング1Xに内蔵されているが、加圧ポンプ11はケーシング1X外、或いは血管トレーニング装置1外に、血管トレーニング装置1とは別物として存在していても構わない。
血管トレーニング装置1は、また、圧力計測部13を備えている。圧力計測部13は、気体の圧を測定できるセンサにより構成されている。圧力計測部13は、ゴムチューブ3内の空気の圧を測定することにより、ガス袋2Xの圧を間接的に測定するものであり、それにより更に間接的に、加圧用ベルト2がその時点で被験者の腕に与えている圧を測定するものとなっている。必ずしもこの限りではないが、この実施形態の圧力計測部13は、ゴムチューブ3から枝分かれした枝管と接続され、枝管内の空気の圧を測定することで、間接的にガス袋2X内の気体(この実施形態では、空気である。)の圧力を測定するようになっている。圧力計測部13は、計測した空気の圧についてのデータである圧力データを生成するようになっている。
圧力計測部13は、また、制御回路12と接続されている。圧力計測部13が生成した圧力データは、制御回路12に送られるようになっている。制御回路12は、圧力データを、後述するようにして加圧ポンプ11の制御のために用いるようになっている。制御回路12は、また、後述するようにして、圧力データから被験者の脈波(脈波振幅)を検出するようになっている。圧力データは、連続して生成され、略実時間で制御回路12へ送られるようになっている。圧力データは、例えば、1秒間に数回から数十回生成されるようにすることができる。圧力データの生成の回数(例えば、単位時間あたりの圧力データの生成の回数)は、例えば、後述する前処理において滑らかに空気を抜くのにかける時間(本願で言う第1フェーズが実行される時間)の長さに応じて決定することができる。その時間が短ければ、1秒あたりの圧力データを生成する回数を多くすべきである。1秒あたりの圧力データを生成する回数を多くすればする程、ガス袋2X内の空気の圧力の変動に基づいて脈波振幅を測定する、より詳細には、最大となったその瞬間の脈波振幅を測定することをより確実に行えるようになる。とはいえ、一般には、1秒間に数十回程度圧力データが生成されるのであれば、その目的は概ね達成可能であるので、一般にそれよりも多くの数圧力データを生成する必要は無い。なお、後述する前処理、施術処理、後処理のそれぞれで1秒あたりの圧力データが生成される回数を変更することも可能ではあるが、この実施形態では、これには限られないが、その回数は上記3つの処理のすべてにおいて同一としている。
なお、この実施形態では、制御回路12が被験者の脈波振幅を測定するようになっていることで、制御回路12が本願発明における脈波測定装置を兼ねるようになっているが、脈波測定装置は、ケーシング1X外、或いは血管トレーニング装置1外に、血管トレーニング装置1とは別物として存在していても構わない。例えば、この実施形態で緊締具8が巻き付けられる部位よりも四肢の末端側にあたる部位である手首で、脈波を計測する脈波測定装置(例えば、光電脈波法で脈波振幅を測定する装置)が、数十年前から公知或いは周知である。そのような脈波測定装置をこの実施形態で用い、脈波測定装置から脈波振幅についての脈波振幅データを制御回路12に入力することとすれば、制御回路12における脈波振幅を検出する機能は省略することができる。このように、この実施形態では、脈波振幅は、四肢の緊締具8が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で測定される。また、脈波振幅の測定は、上述したように、ガス袋2X内の空気の圧力を測定することにより求めることができる。つまり、光電脈波方法で脈波振幅を測定する場合のように、測定の対象となるパラメータは、脈波振幅そのものである必要はなく、他のパラメータを介して間接的に脈波振幅が測定されても良い。
この実施形態の血管トレーニング装置1は、また、必須ではないが、比例バルブ15を備えている。比例バルブ15は、ゴムチューブ3内の空気の圧力を比例調整可能な制御バルブである。比例バルブ15の存在により、仮に被験者が動くことにより加圧用ベルト2が取付けられた腕の筋肉の太さに変動が生じる等したとしても、加圧用ベルト2に掛かる加圧力がPID(Proportional-Integral-Differential Control)制御により一定の範囲に保持されるようになっている。必ずしもこの限りではないが、この実施形態の比例バルブ15は、圧力計測部13が接続されたのとは更に別の、ゴムチューブ3の基端側から枝分かれした枝管と接続され、当該枝管内の空気の圧を調整するようになっている。比例バルブ15は、制御回路12に接続されており、制御回路12からのデータにより動作の制御がされる。もっとも、比例バルブ15は、加圧ポンプ11の一部と捉えることも可能である。比例バルブ15に、例えば、ガス袋2Xから空気を抜く役割を担わせることが可能である。その場合にはガス袋2X内の空気の圧力は、圧力を上げる加圧ポンプ11と圧力を下げる比例バルブ15による協働によって制御されることになる。
血管トレーニング装置1が備える制御回路12はコンピュータであり、血管トレーニング装置1全体の制御を司るものである。例えば、制御回路12は、加圧ポンプ11(及び比例バルブ15)の駆動を制御する。また、制御回路12は、後述するようにして被験者の血管の柔軟性の評価を行うようになっている。
血管トレーニング装置1の制御回路12は、図4に示したハードウェアを含む。制御回路12に含まれるハードウェアは、演算装置であるCPU101、CPU101が実行すべき処理を決定するプログラム及び当該プログラムを実行するために必要なデータを記録したROM102、CPU101がプログラムを実行する場合の作業空間を提供するRAM103、外部機器とCPU101等を接続するインタフェース104である。また、CPU101、ROM102、RAM103、インタフェース104は、バス105により相互に接続されている。ROM102に含まれるプログラム及びデータには、制御回路12の内部に、後述する機能ブロックを生成するために必要なコンピュータプログラムやデータが少なくとも含まれる。かかるコンピュータはそれ単体で後述する機能ブロックを生成するものであっても良いし、OSその他の他のプログラムとの協働により機能ブロックを生成するものであっても良い。RAM103には、様々なデータが記録されるが、RAM103の機能は、後述する補助記録部18が兼ねてもよいし、補助記録部18の機能をRAM103が兼ねても良い。また、制御回路12は、HDD(hard disk drive)その他の大容量記録媒体を備えていてもよく、大容量記録媒体に、ROM102、RAM103の機能の少なくとも一部を担わせるようになっていても良い。インタフェース104には、圧力計側部13、加圧ポンプ11、比例バルブ15、操作部16、表示部17、及び補助記録部18が接続されている。
上述のプログラムを実行することにより制御回路12の中には、図5に示したような機能ブロックが生成される。
生成される機能ブロックは、入力部12A、出力部12B、制御部12C、圧力制御部12D、最大脈波圧特定部12E、脈波測定部12F、及び記録部12Gである。記録部の12G以外の何らかの情報処理を行う機能ブロック、例えば、制御部12C、圧力制御部12D、最大脈波圧特定部12E、脈波測定部12Fは、上述したCPU101により実現され、或いはそれらが実行する各処理はCPU101が実行する処理によって実現される。
入力部12Aは、制御回路12に対する外部からのデータの入力を受付けるものである。入力部12Aは受付けたデータを、適宜の機能ブロックに送るようになっている。例えば、入力部12Aは、操作部16から入力されたデータを受取り、それを制御部12Cに送るようになっている。入力部12Aは、また、圧力計測部13から圧力データを受取り、それを圧力制御部12D、最大脈波圧特定部12E、及び脈波測定部12Fに送るようになっている。
入力部12Aには、後述する補助記録部18から、これも後述する前最大脈波振幅データ、後最大脈波振幅データ、最大脈波圧データが送られてくる場合がある。これを受取った入力部12Aは、それら前最大脈波振幅データ、後最大脈波振幅データ、又は最大脈波圧データを制御部12Cへと送るようになっている。
制御部12Cは、血管トレーニング装置1の全体を制御するものである。制御部12Cは、かかる制御を操作部16から入力されたデータに基づいて行う。制御部12Cが行うかかる制御は、血管トレーニング装置1の電源のオン、オフの切換えや、評価有りモード、評価無しモードの開始と終了、それら各モードが実行されているときにおける、後述する前処理、施術処理、後処理、評価処理(これらのうち後処理と評価処理は、評価無しモードのときには省略される。)の開始、終了の処理等である。制御部12Cは、評価有りモード、又は評価無しモードを開始する場合には、その旨を示すデータを圧力制御部12Dや脈波測定部12Fに送るようになっている。
また、制御部12Cは、前処理、施術処理、後処理のそれぞれを実行する際に、前処理、施術処理、後処理のそれぞれの処理を行う際にガス袋2X内の空気圧をどのように維持するべきであるかということを示す時間と圧力の関数(或いはタイムチャート)のデータである圧力制御データを、圧力制御部12Dに対して送るようになっている。圧力制御データは、制御部12Cが有するデータを記録するための図示を省略の機能ブロックに記録されていても良いが、上述した補助記録部18に記録されていても良い。その場合、制御部12Cは、必要に応じて補助記録部18に記録されていた圧力制御データを読み出して、それを圧力制御部12Dに対して送るようになっている。
制御部12Cは、前処理を実行するときに用いられる圧力制御データの一部と、施術処理と、後処理とを実行するときに用いられる圧力制御データを生成する機能を有している。生成された圧力制御データは、出力部12Bを介して一旦補助記録部18に送られ、必要に応じて制御部12Cによって読み出されてから圧力制御部12Dに送られるようになっていても良いし、生成された段階で圧力制御部12Dに送られるようになっていても良い。制御部12Cは、前処理を実行するときに用いられる圧力制御データの一部と、施術処理と、後処理とを実行するときに用いられる圧力制御データを生成する場合、最大脈波圧(後述)を特定するデータである最大脈波圧データを利用する。この実施形態では、最大脈波圧データは記録部12Gに記録されているので、制御部12Cは必要に応じて記録部12Gから最大脈波圧データを読み出すようになっている。
また、制御部12Cは、後述するように、前処理と後処理が実行されているときに、脈波測定部12Fから、脈波振幅を特定するデータである脈波データを受取る場合がある。それを受取った制御部12Cは、脈波データを出力部12Bに送るようになっている。
制御部12Cは、また、記録部12Gから2つで対となった前最大脈波振幅データと後最大脈波振幅データとを受取る場合がある。それらを受取った制御部12Cは、それら2つのデータに基づいて被験者の血管の柔軟性の評価結果を示す評価データを生成する機能を有している。評価データを生成したら、制御部12Cは、それを出力部12Bへと送るようになっている。
圧力制御部12Dは、加圧ポンプ11を制御することにより、加圧用ベルト2に設けられたガス袋2X内の空気の圧力を制御し、それにより加圧用ベルト2が被験者の腕に与える圧を制御するものである。以上の機能は、前処理、施術処理、後処理が実行されているときのすべてで発揮される。前処理、施術処理、後処理のそれぞれにおける加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力の制御は、それら3つの処理のそれぞれが実行される前に圧力制御部12Dが制御部12Cから受取った圧力制御データに倣って実施されることになる。
圧力制御部12Dは、上述したように、入力部12Aから圧力データを受け付けるようになっており、受付けたその圧力データにより、その時点における加圧用ベルト2に設けられたガス袋2X内の空気の圧力を略実時間でモニタリングするようになっている。圧力制御部12Dは、図示を省略のタイマを備えておりタイマにより特定されるその時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を、上述した圧力制御データによって特定される圧力に保つように加圧ポンプ11を駆動させるためのデータである第1制御データを生成するようになっている。この第1制御データを受取ると、その第1制御データにしたがって、加圧ポンプ11は駆動し、ガス袋2X内の空気の圧を適宜変更し、或いは維持するようになっている。
また、圧力制御部12Dは、後述する比例バルブ15を制御するための第2制御データを生成するようになっている。後述するようにして第2制御データを受取った比例バルブ15は、第2制御データによる指示にしたがって後述したように駆動するようになっている。圧力制御部12Dは生成した第1制御データ及び第2制御データを、出力部12Bに送るようになっている。第1制御データ、第2制御データの生成の仕方の詳細については追って述べる。なお、比例バルブ15が存在しない場合には当然に圧力制御部12Dは、第2制御データを生成する機能を必要としない。
脈波測定部12Fは、入力部12Aから圧力データを受取るようになっている。圧力データは、それが生成されたら略実時間で脈波測定部12Fに届くようになっている。圧力データは、前処理と後処理が実行されているときに、圧力計測部13から脈波測定部12Fに送られるようになっている。脈波測定部12Fは、圧力データから例えばノイズを除去する等の公知或いは周知の処理を行った後に、圧力データに重畳されている被験者の脈波振幅を検出し、更に検出した脈波振幅から脈波振幅が最大となったタイミングと、その時点における脈波振幅を検出することができるようになっている。前処理が実行されているときに最大となった脈波振幅が前最大脈波振幅であり、後処理が実行されているときに最大となった脈波振幅が後最大脈波振幅である。前処理が実行されている間において発生した前最大脈波振幅の脈波振幅を特定するデータである前最大脈波振幅データと、後処理が実行されている間において発生した後最大脈波振幅の脈波振幅を特定するデータである後最大脈波振幅データとは、例えば、前処理が終了した時点と、後処理が終了した時点とに生成され、脈波測定部12Fから記録部12Gへと送られるようになっている。それにより、記録部12Gには、前最大脈波振幅データと、後最大脈波振幅データとが記録されるようになっている。
また、前処理において脈波振幅が最大となったタイミングを示すデータであるタイミングデータは、脈波測定部12Fから最大脈波圧特定部12Eへと送られるようになっている。この実施形態では、脈波測定部12Fは、後述するスタート圧決定処理が実行される場合においても、脈波振幅が最大となったタイミングとその時点における脈波振幅を検出し、最大となった脈波振幅を特定する脈波データを制御部12Cへと送るようになっている。
最大脈波圧特定部12Eは、前処理が実行されているときにおいて、前最大脈波振幅が生じたときのガス袋2X内の空気の圧力である最大脈波圧を特定するデータである最大脈波圧データを生成する機能を有する。最大脈波圧特定部12Eが機能するのは、つまり最大脈波圧を特定するのは、前処理が実行されている場合である。上述したように、最大脈波圧特定部12Eは、入力部12Aから圧力データを受取るようになっている。最大脈波圧特定部12Eは、脈波測定部12Fと同様、圧力計測部13が生成した圧力データを、圧力データが生成されてから略実時間で受け取るようになっている。最大脈波圧特定部12Eは、圧力制御部12Dと同様に、圧力データに基づいて、ガス袋2X内の空気の圧力をモニタリングする。他方、最大脈波圧特定部12Eは、上述したように、タイミングデータを脈波測定部12Fから受取るようになっている。最大脈波圧特定部12Eは、タイミングデータで特定されたタイミングにおけるガス袋2X内の空気の圧力を、脈波振幅が最大となったときの、言い換えれば前最大脈波振幅が生じたときのガス袋2X内の空気の圧力である最大脈波圧として特定するようになっている。最大脈波圧を特定したら、最大脈波圧特定部12Eは、最大脈波圧を示す最大脈波圧データを生成し、最大脈波圧データを記録部12Gへと送るようになっている。
記録部12Gは、データを記録する記録媒体であり、この実施形態では例えば、RAM103により実現される。記録部12Gに記録されるデータには、前最大脈波振幅データ、後最大脈波振幅データ、最大脈波圧データが少なくとも含まれる。
出力部12Bは、制御回路12から外部へのデータの出力を行うものである。出力部12Bは受付けたデータを、適宜の制御回路12の外部の機器に送るようになっている。
上述したように、出力部12Bは、制御部12Cから被験者の血管の柔軟性に関する評価結果を示す評価データを受取る場合がある。かかる評価データを受取った場合、出力部12Bは、評価データを表示部17に表示するための、例えば文字を含んだ画像についての画像データを生成する機能を有している。生成された画像データは、出力部12Bから表示部17へと送られるようになっている。画像データを受取った表示部17は、画像データに基づく画像を表示する。
出力部12Bは、また、圧力制御部12Dから第1制御データ及び第2制御データを受取る場合がある。出力部12Bは、第1制御データを受取った場合はそれを加圧ポンプ11へ、第2制御データを受取った場合はそれを比例バルブ15へ、それぞれ送るようになっている。第1制御データを受取った加圧ポンプ11はそれにしたがって駆動するようになっており、第2制御データを受取った比例バルブ15はそれにしたがって駆動するようになっている。
出力部12Bは、また、上述したように、制御部12Cから圧力制御データを受取る場合がある。圧力制御データを受取ったら、出力部12Bは、圧力制御データを補助記録部18に送るようになっている。補助記録部18は例えばRAM103の一部であって、データの記録を行う機能を有しており、少なくとも圧力制御データが記録される。補助記録部18には、他のデータ、例えば、操作部16で行われた操作の履歴や、異常発生の履歴等適宜のデータが記録されても良い。
さらに、血管トレーニング装置1には、この血管トレーニング装置1を構成する制御回路12、圧力計測部13、比例バルブ15、操作部16、表示部17、補助記録部18等を駆動させるためのバッテリ22が取り付けられている。バッテリ22は公知、周知のものでよく、またこの実施形態におけるその機能、用法等も公知、周知のものであるから、その詳しい説明を省略する。
次に、この血管トレーニングシステムの使用方法及び動作について説明する。
まず、医師、トレーナーその他の施術者が、血管トレーニング装置1の操作部16に含まれるパワースイッチを操作して電源をオンにし血管トレーニング装置1を起動させる。操作部16から入力されたデータは、インタフェース104、入力部12Aを介して制御部12Cに送られる。このデータを受取った制御部12Cが、血管トレーニング装置1の電源をオンにする。
血管トレーニング装置1の電源をオンにするのと前後して、施術者は、被験者の一方の腕の基端付近の所定の位置に加圧用ベルト2を固定する。加圧用ベルト2を固定する場合には、ガス袋2Xが腕に当接するようにする。加圧用ベルト2は図2の下側から腕に巻き付けられ、緊締帯8の外側面に固定部2Zを固定することにより、被験者の腕に着脱自在に固定される。ただし、この状態では、加圧用ベルト2は腕に対してごく緩く取付けられている。この状態で、加圧用ベルト2をチューブ3によって、血管トレーニング装置1と接続する。これにより、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力が、血管トレーニング装置1によって制御可能となる。
この後、血管トレーニングと、被験者の血管の柔軟性がどの程度増したかという評価とを行うために、前処理、施術処理、後処理が、この順で連続して実行されるが、前処理に先立って、予備処理が実行される。もっとも、予備処理は、必須ではない。
予備処理は、簡単にいうと、加圧用ベルト2が被験者の腕に与える後述する装着圧を適宜の大きさに調整する、という処理である。
予備処理を実行する場合、施術者は、操作部16を操作することによって、予備処理を実行することを示すデータを入力する。このデータは、操作部16から、インタフェース104、入力部12Aを介して制御部12Cに送られる。これを受取った制御部12Cは、予備処理を実行することを示すデータと、予備処理を行う際にガス袋2X内の空気圧をどのように維持するべきであるかということを示す時間と圧力の関数のデータである圧力制御データを、補助記録部18から読出す。この圧力制御データは、制御部12Cが生成したものではなく、補助記録部18に当初から記録され続けたままとなっているものである。圧力制御データは、補助記録部18から読み出され、インタフェース104、入力部12Aを介して制御部12Cに至り、制御部12Cから圧力制御部12Dに対して送られる。
圧力制御部12Dは、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力が受取った圧力制御データで指定された通りとなるように、第1制御データを生成する。生成された第1制御データは、出力部12Bを介して加圧ポンプ11に送られ、加圧ポンプ11が駆動する。加圧ポンプ11は第1制御データの制御下で、加圧用ベルト2のガス袋2Xに空気を送り、まず、ガス袋2X内の空気の圧力を、一般的には10mmHg~15mmHg程度、例えば13mmHg程度の比較的低い圧力とする。このときに加圧用ベルト2が腕に与える小さな締付け力は、加圧用ベルト2の腕周りの回転を防止するために有用である。
この実施形態において、制御部12Cから圧力制御部12Dへと送られる圧力制御データは、「予備処理が開始されてから数秒以内にガス袋2X内の空気の圧力を13mmHg程度にまで上昇させる」という指示である。この実施形態におけるガス袋2X内の空気量は、ガス袋2X内の空気の圧力が一旦13mmHg程度にまで上昇したら、そのまま維持される。つまり、ガス袋2X内の空気の圧力が13mmHgに達したら、加圧ポンプ11は、予備処理が終了するまで駆動を停止する。
ガス袋2X内の空気の圧力を13mmHgに上げるまでの処理は、次のようなものである。簡単にいうと、圧力制御部12Dは、加圧用ベルト2に設けられたガス袋2X内の空気の圧を略実時間でモニタリングしながら、加圧ポンプ11に、ガス袋2Xに空気を注入する、空気を排気する、空気の注入も排気もせず両処理を停止する、のいずれかの動作を行わせる。圧力計測部13は所定の時間間隔(この実施形態では例えば、1秒間に数回から数十回となるような時間間隔)で、その時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を示す圧力データを生成し続け、生成した圧力データを、インタフェース104、入力部12Aを介して、圧力制御部12Dに送り続ける。受取った圧力データにより、圧力制御部12Dは、その時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を把握することができる。これが13mmHgを下回っているのであれば、圧力制御部12Dは、ガス袋2X内に空気を供給せよという内容の第1制御データを生成し、それを出力部12B、インタフェース104を介して加圧ポンプ11に送る。そうすると加圧ポンプ11は、ガス袋2X内に空気を供給するから、ガス袋2X内の空気の圧力は上昇する。この処理が続くことによりガス袋2X内の空気の圧力は上昇していく。圧力計測部13が生成した圧力データが示すガス袋2X内の空気の圧力が13mmHgを示したら、圧力制御部12Dは、加圧ポンプ11を停止させることを内容とする第1制御データを生成して、それを加圧ポンプ11に送る。そうすると加圧ポンプ11は停止する。万が一、圧力計測部13が生成した圧力データが示すガス袋2X内の空気の圧力が13mmHgを超えた数値を示したら、圧力制御部12Dは、ガス袋2X内の空気抜く動作を加圧ポンプ11に行わせることを内容とする第1制御データを生成して、それを加圧ポンプ11に送る。そうすると、加圧ポンプ11は、例えば図示せぬ弁を開放するなどしてガス袋2X内の空気を抜くから、ガス袋2X内の空気の圧力は下がる。このようにして、圧力制御部12Dにより、ガス袋2X内の空気の圧力は13mmHgに到達し、維持される。なお、ガス袋2X内の空気を抜く処理を、加圧ポンプ11でなく比例バルブ15に行わせることも可能である。このような圧力制御部12Dによる圧力の制御の方法は、前処理、施術処理、後処理のいずれの場合においても同様である。
この状態で、施術者は、被験者の所定の部位に装着された加圧用ベルト2による腕の締め付け具合を調整し、加圧用ベルト2が被験者の腕に与える加圧力が、上述の13mmHgの空気圧も含めて、例えば40mmHg程度の、予め決定された所定の締め付け力となるように調整する。このとき、ガス袋2X内の空気の圧力に基づく締付け力を除いた加圧用ベルト2が腕に与える装着圧は、この場合には27mmHg程度となる。このようにして調整された上述の13mmHgの圧力は、装着圧となる。装着圧は、加圧用ベルト2が被験者の腕に与える初期の圧であり、以後のガス袋2X内の空気の圧の変動によって加圧用ベルト2が被験者の腕に与えることになる圧の所謂0点となるものである。装着圧は13mHg程度とする必要はなく、もっと大きくすることも、もっと小さくすることも可能である。例えば、被験者が仰臥位を採り腕を床の上に伸ばすなど、加圧用ベルト2が被験者の腕から脱落するおそれが無い姿勢を採るのであれば、装着圧は0mmHgでも構わない。
現時点における装着圧の確認は、例えば、以下のようにすることができる。上述したように、この実施形態では、圧力計測部13は、圧力データを圧力制御部12Dに送り続ける。それにより、圧力制御部12Dは、その時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を常に把握することが可能となる。加えて、この実施形態では、圧力制御部12Dは、圧力データによって把握されたその時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を示すデータを、制御部12Cに送り続ける。この処理は、圧力制御部12Dが、圧力計測部13から受付けた圧力データを制御部12Cへと転送する処理として実現されてもよい。いずれにせよ、制御部12Cは、圧力制御部12Dと同様に、ガス袋2X内の空気の圧力を把握できるようになる。そのデータを受取った制御部12Cはその時点のガス袋2X内の空気の圧力を示す数値を特定するデータを生成し、それを出力部12Bに送る。出力部12Bは、その数値を表示部17に表示させるための画像データを生成し、その画像データを、インタフェース104を介して表示部17へ送る。これを受取った表示部17には、その画像データに基づく画像が表示されることになる。
以上により、予備処理が実行されているとき、表示部17には、ガス袋2X内の空気の圧力が、略実時間で表示され続けることになる。施術者は、表示部17に表示されたその時点におけるガス袋2X内の空気の圧力が、適切な値、これには限られないがこの実施形態では40mmHgとなるように、加圧用ベルト2の締め付け具合を調整する。上述したように、ガス袋2X内の空気の圧力が13mmHgに上げられた後においては、加圧ポンプ11はその状態で駆動を止めている。したがって、加圧用ベルト2を締め付ければ、緊締帯8と腕との間で押しつぶされたガス袋2X内の空気の圧力は上がり、逆に加圧用ベルト2を緩めればガス袋2X内の空気の圧力は下がる。加圧用ベルト2の締付けの程度に応じて変化する表示部17に表示された数値を見ながら、施術者は、加圧用ベルト2の締め付け具合を調整する。
加圧用ベルト2の締め付け具合の調整が終わったら、施術者は、操作部16を操作して、予備処理を終了する。予備処理を終了することを示すデータは、予備処理を実行するときのデータと同様にして制御部12Cへ送られる。制御部12Cは、予備処理を終了せよとの指示を、圧力制御部12Dへと送る。その指示を受取った圧力制御部12Dは、ガス袋2X内の空気の圧力が例えば常圧となるまでガス袋2X内の空気を抜くことを内容とする第1制御データを生成し、それを加圧ポンプ11へと送る。それを受取った加圧ポンプ11は、ガス袋2X内の空気を抜く。これにより予備処理は終了する。
この状態で、施術者は、評価有りモード又は評価無しモードのいずれかを開始するための操作を、操作部16に対して行う。評価無しモードは、評価有りモードとの間で、評価有りモードにおける後述する後処理と評価処理が無くなっただけ、つまり以下に説明する施術処理が終了した時点で終了するという違いしか無いので、ここでは評価有りモードの実行が選択されたものとして以下話を進める。
評価有りモードを実行する場合、検査者は、操作部16を操作することによって、評価有りモードを実行することを示すデータを入力する。このデータは、操作部16から、インタフェース104、入力部12Aを介して制御部12Cに送られる。
この実施形態における制御部12Cは、この後、順に、前処理、施術処理、後処理、そして評価処理を続けて自動的に実行する。ただし、評価処理は、後処理の後連続的に実行される必要はない。後処理終了から時間を空けてから、例えば、施術者が操作部16を操作した場合に評価処理が実行されるようになっていても良い。
評価有りモードを実行することを示すデータを受取った制御部12Cは、評価有りモードのうちの前処理における前段部分を実行することを示すデータを圧力制御部12D、及び脈波測定部12Fへと送る。また、制御部12Cは、前処理における前段の処理である、後述するスタート圧決定処理を実行する際にガス袋2X内の空気圧をどのように維持するべきであるかということを示す時間と圧力の関数のデータである圧力制御データを、補助記録部18から読出す。この圧力制御データも、制御部12Cが生成したものではなく、補助記録部18に当初から記録され続けたままとなっているものである。圧力制御データは、予備処理の場合と同様に、補助記録部18から読み出され、制御部12Cから圧力制御部12Dに対して送られる。
それにより、前処理の一部であるスタート圧決定処理が開始されるが、それは以下のようなものである。後処理でもそうであるが、スタート圧決定処理を含む前処理が実行されている間、被験者は安静状態を保つ。
スタート圧決定処理は、後述する前処理の後段を開始する場合における、ガス袋2X内の空気の圧力の初期値を決定するための処理である。
図6(A)に前処理のタイムチャートを示す。図6(A)において横軸はスタート圧決定処理が開始された時点からの経過時間を、縦軸は加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力をそれぞれ示している。図6(A)に示したタイムチャートのうち、Sの符号が付されている部分が、スタート圧決定処理が実行されている時間帯である。
この実施形態におけるスタート圧決定処理では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、図6(A)に示したように、段階的に徐々に上げられていく。ガス袋2Xの空気の圧力が経時的にこのように変化する(段階的に徐々に上げられていく)ようにするというのが、制御部12Cが生成して圧力制御部12Dに送ったスタート圧決定処理における圧力制御データの内容である。ただし、この実施形態におけるスタート圧決定処理時の圧力制御データは、ガス袋2X内の空気の圧力を何段階目まで上げていくのかまでは特定していない。この点については後述する。
ガス袋2X内の空気の圧力は、スタート圧決定処理の最初の時点では例えば0mmHgであり、数秒で所定の圧力まで上げられ、1段階目の加圧がなされる。そのときのガス袋2X内の空気の圧力は、被験者の動脈の血管壁にテンションが入らなくなると思しき圧力よりも、幾らか、例えば30mmHg程度低い圧力とすることができる。既に説明したように、被験者の動脈の血管壁にテンションが入らなくなるのは、被験者の腕に被験者の平均血圧程度の圧力をかけた場合である。したがって、例えば予め被験者の血圧を測定しておいて、被験者の平均血圧よりも幾らか低い圧力を、上述の1段階目における圧力として設定することも可能である。被験者の平均血圧についてのデータの入力を操作部16から行えるようにしておけば、それを受取った制御部12Cが、被験者の平均血圧に応じて1段階目の圧力を決定し、それを考慮したスタート圧決定処理時における圧力制御データを生成するようにすることも可能である。この場合も圧力制御データは一旦補助記録部18に記録され、必要に応じて制御部12Cに読み出されるようにすることができる。1段階目の加圧における圧力は、被験者の平均血圧によらず、施術者の知識、経験等に基づいて決定することも可能であるし、平均血圧としてあり得る血圧よりも30mmHg程度低い圧として固定的に設定することも可能である。
1段階目の加圧は所定の時間、例えば10秒間、同じ圧力のまま継続する。その後、1段階目の加圧が終了し、数秒でガス袋2X内の空気の圧力は、比較的小さい圧力、例えば、15mmHgまで落とされる。以下もそうであるが、各段階の加圧が終了した後、ガス袋2X内の空気の圧力は0mmHgまで落とされても良い。次いで、2段階目の加圧が行われる。2段階目の加圧は、1段階目の加圧の直後に行われ、15mmHgだったガス袋2X内の空気の圧力は、数秒で所定の圧力まで上げられる。2段階目におけるガス袋2X内の空気の圧力は、1段階目のガス袋2X内の空気の圧力より、幾らか例えば10mmHg程高くされる。2段階目の加圧は、所定の時間、一般には1段階目の加圧と同じ10秒間、同じ圧力のまま継続する。その後、2段階目の加圧が終了する。同様に、3段階目の加圧、4段階目の加圧……が、必要な回数だけ繰り返し実行される。「必要な回数」については、追って述べる。
上述したように、被験者の動脈の血管壁には血圧による内圧(外向きの圧力)がかかっている。対して、腕に対して外側から圧力をかけると、その圧力は動脈の血管壁に対して外圧(内向きの圧力)として作用する。内圧と外圧とが釣り合うと、血管壁にテンションがかかっていない状態が生じる。心臓の拍動により動脈には脈波が生じているが、脈波振幅は血管壁にテンションがかかっていないときに最大となり、それより内圧が大きくても小さくても、脈波振幅は小さくなる。大雑把にいえば、横軸に加圧用ベルト2が腕に与える圧力を取り、縦軸に脈波振幅を取れば、脈波振幅は、加圧用ベルト2が腕に与える圧力が血管壁にかかる内圧と釣り合う大きさとなったときを頂点とする、上に凸の放物線となる。
上述のように階段状にガス袋2X内の空気の圧力を上げていくと、いつかは加圧用ベルト2が腕に与えている圧力が、血管壁にかかっている内圧を超える。その圧力を探し出すのがスタート圧決定処理の目的である。
スタート圧決定処理が実行されている間、上述したように圧力データが脈波測定部12Fに常時、繰り返し入力されている。したがって、脈波測定部12Fは、その時点における脈波振幅を常にモニタリングしている状態となる。圧力データには、加圧ポンプ11によるガス袋2Xへの空気の注入や排気による大きな空気の圧力の変化に加えて、被験者の脈波の脈波振幅によって生じる非常に微小な空気の圧力の変動のデータが乗っている。圧力データを受取った脈波測定部12Fは、圧力データに乗ったその微小な空気の圧力の変動のデータから脈波振幅を検出する。1段階目の腕の加圧が同じ圧力で継続しているときは、基本的には、或いは理想的には、脈波振幅は同じままである。2段階目、3段階目……の加圧が実行されているときでもそうである。脈波測定部12Fは、1段階目の加圧がなされているときの脈波振幅を検出し、2段階目、3段階目……の加圧がなされているときの脈波振幅をも検出する。上述したように、段階を重ねる毎に徐々に大きくなっていく加圧用ベルト2の腕に対する締め付け圧が血管壁にかかっている内圧に迫っていくに連れて脈波振幅は大きくなっていき、締め付け圧が血管壁にかかっている内圧を超えると脈波振幅は小さくなる。ある段階で、その前の段階よりも脈波振幅が小さくなったら、脈波測定部12Fは、その時点におけるガス袋2X内の空気の圧力を特定するデータ(図6(A)でいえば、4段階目の加圧が行われたときのガス袋2X内の空気圧に対応するデータ)を生成し、生成したそのデータを制御部12Cへ送るようになっている。
上述の説明から明らかなように、仮に、このデータによって特定される圧力がガス袋2X内の空気の圧力として設定されると、加圧用ベルト2が腕に加える圧力が、被験者の動脈における脈波振幅が最大となる(動脈の血管壁にテンションが入らなくなる)圧力を必ず超えることになる。
その前の段階よりも脈波振幅が小さくなった段階のガス袋2X内の空気の圧力を特定するデータを脈波測定部12Fから制御部12Cが受取ると、制御部12Cはスタート圧決定処理を終了する旨のデータを生成してそのデータを圧力制御部12Dへ送る。これを受取ると圧力制御部12Dは、スタート圧決定処理を終了する。つまり、次の段階の加圧を行わなくなる。つまり、「必要な回数」の加圧が終了する。
この実施形態では、スタート圧決定処理が終了したら、制御部12Cは、自動的に連続して、前処理の後段を開始する。前処理の後段は、被験者の安静時における、血管壁にテンションが入っていない状態での脈波振幅を特定するための処理である。
前処理が実行されるとき、制御部12Cは、前処理の後段を実行する旨の情報を、圧力制御部12Dと、最大脈波圧特定部12E、及び脈波測定部12Fへと送る。制御部12Cは、また、前処理の後段と、施術処理と、後処理とを実行する場合にそれぞれ使用される3つの圧力制御データを生成し、それを出力部12Bを介して補助記録部18に送る。そして、改めて、補助記録部18から前処理の後段で用いる圧力制御データを読み出して、それを圧力制御部12Dへ送る。このときの圧力制御データは、後述するようなものである。
図6(A)に示したタイムチャートのうち、Bの符号が付されている部分が、前処理が実行されている時間帯である。
この実施形態における前処理の後段では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、図6(A)に示したように、例えば3から5秒程度で急激に上げられてから、滑らかに徐々に下げられていく。滑らかにガス袋2X内の空気の圧力が下がっていく時間帯を含む前処理の全体、つまり、図6(A)においてSとBの符号が付された時間帯が、本願で言う第1フェーズが実行されている状態である。ガス袋2Xの空気の圧力が経時的にこのように変化する(一旦急激に上げられた後徐々に下げられていく)ようにするというのが、制御部12Cが生成して圧力制御部12Dに送った前処理の後段における圧力制御データの内容である。ガス袋2X内の空気の圧力を滑らかに下げるのに要する時間は、例えば、30秒から60秒程度であるが、90秒程度かけても良い。もっとも、ガス袋2X内の空気を滑らかに下げるのに要する時間は、ガス袋2Xの容量によっても変化するので、その長さに重要な意味はない。
前処理の後段の最初の時点(ガス袋2X内の空気の圧力が滑らかに下げられて行くときの最初の時点)におけるガス袋2X内の空気の圧力は、スタート圧決定処理のときにおける最後の段階(この実施形態では4段階目)で実行された圧力に等しい。上述したようにスタート圧決定処理では、その前の段階よりも脈波振幅が小さくなった段階のガス袋2X内の空気の圧力を特定するデータが脈波測定部12Fから制御部12Cへと送られているから、このデータによって特定される圧力が、前処理の最初の時点の圧力となるように、制御部12Cは圧力制御データを生成する。
前処理の後段では、ガス袋2X内の空気の圧力は、最初の時点の圧力から滑らかに徐々に下げられる。ガス袋2X内の空気の圧力は、加圧用ベルト2が腕に与える締付け力が、被験者の動脈における脈波振幅が最大となる(動脈の血管壁にテンションが入らなくなる)圧力を下回るまで下げられる。つまり、前処理の後段で行われる圧力の変化は、脈波振幅が最大となる圧力を跨ぐものとなる。上述のように、前処理の後段の最初の時点におけるガス袋2X内の空気の圧力は、加圧用ベルト2が腕に加える圧力が、被験者の動脈における脈波振幅が最大となる(動脈の血管壁にテンションが入らなくなる)圧力を必ず超えている。したがって、ガス袋2X内の空気の圧力を、脈波振幅が最大となる(動脈の血管壁にテンションが入らなくなる)圧力を必ず下回るところまで下げれば、前処理において変化する加圧用ベルト2が腕に与える圧力は、脈波振幅が最大となる圧力を必ず跨ぐこととなる。前処理におけるガス袋2X内の気体の最低の圧力は、例えば常圧とすることもできるし、スタート圧決定処理における最初の第1段階の圧力とすることもできる。この実施形態では、基本的に後者を採用しているが、余裕を見て、後者の圧力よりも若干低い圧までガス袋2X内の空気の圧力を下げるようにしてもよく、この実施形態ではそうしている。なお、同様に、圧力の大きい方向にも余裕を見るのであれば、前処理の後段の最初の時点、つまり滑らかに下がり始める最初の時点におけるガス袋2X内の空気の圧力は、スタート圧決定処理の最後の段階でガス袋2X内の空気に付与された圧力よりも若干、例えば10mmHg程度高くすることも可能である。
前処理の後段が実行されている間、より詳細には、少なくともガス袋2X内の空気の圧力が滑らかに下げられている時間帯では、圧力データが脈波測定部12Fに常時、繰り返し入力されている。したがって、脈波測定部12Fは、その時点における脈波振幅を常にモニタリングしている状態となる。上述したように、心臓の拍動により動脈には脈波が生じているが、脈波振幅は血管壁にテンションがかかっていないときに最大となり、それより内圧が大きくても小さくても、脈波振幅は小さくなる。ガス袋2X内の空気の圧力を下げていくと、脈波振幅は、図7に示したように、ガス袋2X内の空気の圧力がある値になるまで大きくなっていき、その後小さくなる、上に凸の放物線状のグラフを描く。前処理の後段では、このグラフは、右側から左側に描かれることになる。
脈波測定部12Fは、脈波振幅が最大となった時点(図7のXの時点)の脈波振幅を特定するデータである脈波データを生成する。脈波データは、脈波測定部12Fから記録部12Gへ送られる。この脈波データは、前処理の後段で現れた最大の脈波振幅である前最大脈波振幅を特定する前最大脈波振幅データである。記録部12Gに送られた前最大脈波振幅データは、記録部12Gに記録される。
他方、脈波測定部12Fは、脈波振幅が最大となったタイミングを特定するデータを最大脈波圧特定部12Eに送る。これを受取った最大脈波圧特定部12Eは、前処理の後段において脈波振幅が最大となった時点におけるガス袋2X内の空気の圧力である最大脈波圧を特定するデータである最大脈波圧データを生成する。生成された最大脈波圧データは、最大脈波圧特定部12Eから記録部12Gへ送られる。記録部12Gは、最大脈波圧データを記録する。
都合、記録部12Gには、前最大脈波振幅データと、最大脈波圧データとが記録されることになる。
以上のようにして前処理の後段が終了する。これにより、前処理が終了する。
なお、この実施形態では、前処理を実行する際にガス袋2X内の空気の圧力を下げる方向で変化させたが、これを上げる方向に変化させることも可能である(図6(B))。とはいえ、実際上、ガス袋2Xに空気を注入する処理とガス袋2Xから空気を排気する処理では、後者の方が圧力の変化を滑らかなものとし易い。したがって、後者を採用した方が、前処理時に特定される最大脈波圧データを正確なものとし易くなる。
なお、前処理は、図8に示したようなものとすることができる。この場合、前最大脈波圧の決定の方法が、上述した場合と異なる。
この場合における前処理で実行される処理は、上述した前段Sと後段Bについては、上述した例とは変わらない。後段Bでは、上述した例と同じ処理により、前最大脈波振幅と、最大脈波圧とが求められる。ただし、図8に示したタイムチャートを用いる例では、後段Bで求められる前最大脈波振幅は、仮の前最大脈波振幅(仮前最大脈波振幅)に過ぎず、真の前最大脈波振幅は、後段Bの後に更に続く、Cの符号が付された処理(以後、「定圧処理」と称する。)が実行されている間に求められる。定圧処理Cは、図6(A)のタイムチャートの後に連ねることもでき(図8(A))、図6(B)のタイムチャートの後に連ねることもできる(図8(B))。
図8の後段Bにおいて、Xの符号が付されたタイミングが、仮前最大脈波振幅が観測されたタイミングである。そのときのガス袋2X内の空気の圧力が、最大脈波圧である。
図8に示された、定圧処理Cは、後段Bで求められた最大脈波圧にガス袋2X内の空気の圧力を保つ、というものである。最大脈波圧にガス袋2X内の空気の圧力が保たれる時間は、例えば5~15秒程度、好ましくは10秒程度である。定圧処理Cを実行するために必要なそのような圧力制御データが、制御部12Cで生成され、一旦補助記録部18に記録されるか否かはさておき、制御部12Cから圧力制御部12Dへと供給されている。
図8に示した例では、定圧処理Cが行われている間中、制御部12Cから送られてきた脈波データに基づいて、脈波測定部12Fにおいて脈波振幅がモニタリングされる。この場合、定圧処理Cが行われている間、加圧用ベルト2が腕に与える締め付け力は一定であり、したがって血管壁に入っているテンションは一定で有り続けるため、被験者が安静を保つ限り、基本的には測定される脈波振幅は一定であるはずである。しかしながら、脈波のピークは、心臓の拍動のタイミングでしか、つまり大抵の場合1秒内外に1回しか生じないため、定圧処理Cが行われている間において脈波のピークが生じたタイミングが、1秒間に数回から数十回脈波測定部12Fで行われるサンプリングのタイミングにぴったりと合ったときの脈波振幅は、そうでないときの脈波振幅よりも大きく現れる。定圧処理Cで、ガス袋2X内の空気の圧力を最大脈波圧に保った状態で、例えば、10秒間の間に10回程度の脈波振幅をサンプリングすれば、そのうちの最大の脈波振幅は、安静時における、且つう血管壁にテンションが入っていない状態の被験者の前最大脈波振幅として正しい値になる可能性が極めて高い。
他方、上述した仮前最大脈波振幅は、最大脈波圧が生じたタイミング1回のみのサンプリングで決定されるので、場合によっては正確性を欠く場合がある。定圧処理Cを実行することにより、そのような不具合を解消することができる。
次いで、施術処理が実行される。
この実施形態では、前処理が終了したら、制御部12Cは、自動的に連続して、施術処理を開始する。施術処理は、血流制限トレーニング方法を実施する処理である。施術処理が実施されるとき被験者は、安静を保っても良いし、グーパー運動その他の軽い運動を行っても良い。
施術処理が実行されるとき、制御部12Cは、施術処理を実行する旨の情報を、圧力制御部12Dへと送る。制御部12Cは、また、施術処理を実行する場合における、先に生成されていた圧力制御データを補助記録部18から読出し、それを圧力制御部12Dへ送る。このときの圧力制御データは、後述するようなものである。
施術処理で用いられる圧力制御データを制御部12Cが生成する場合、制御部12Cは、記録部12Gに記録されていた最大脈波圧データを読出し、最大脈波圧データで特定される最大脈波圧に対して所定の演算を実行して、最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求める。施術圧は、施術処理が実行されているときにおけるガス袋2X内の空気の圧力の上限となる圧力である。施術圧は、例えば、最大脈波圧からある圧力(例えば10~50mmHg)を減じて求められる圧力とか、最大脈波圧に対して0.6~0.9の値を乗算して得られる圧力とすることができる。
施術処理では第2フェーズが実行される。第2フェーズは、1分間から15分間の間の所定の時間の間、ガス袋2X内の空気の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後ガス袋内の空気の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である。
第2フェーズにおけるガス袋2内の圧力を、図9(A)、(B)、(C)に示す。図9の記載方法は、図6に倣っている。
図9(A)の例では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、例えば、3から5秒程度で急激に上げられ、その後その圧力が少なくとも1分、長ければ15分、好ましくは5分から10分、この実施形態ではこれには限られないが例えば5分間保たれ、その後数秒程度で圧力が、例えば常圧まで下げられる。圧力が一定とされているときのガス袋2X内の空気の圧力は、この実施形態では、最大脈波圧に対して0.8の値を乗算して得られる圧力となっている。この圧力は施術圧であって、図9(A)の例では、ガス袋2X内の空気の圧力は、施術処理の最初と最後の部分を除き、施術圧に保たれることになっている。この例では、圧力が一定に保たれている時間帯の始まりの時点が第2フェーズの始まりであり、圧力が一定に保たれている時間帯の終わりの時点が第2フェーズの終わりである。この例では、第2フェーズが実行されている間中、ガス袋2X内の空気の圧力が一定であり、ガス袋2X内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間帯が、第2フェーズが実行されている時間帯の100%を占めている。
図9(B)の例では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、例えば、3から5秒程度で急激に上げられ、その後、図9(A)の例と同様の時間帯の間、施術圧を上側のピークとし、30mmHgよりも高く且つ上側のピークよりも低い圧力を下側のピークとして、上側のピークと下側のピークとの間を、上下するようになっている。この例では、最初の上側のピークが第2フェーズの始まりであり、最後の下側のピークが第2フェーズの終わりである。この例では、第2フェーズが実行されている間にガス袋2X内の空気の圧力が変動することになるが、この例においても、ガス袋2X内の気体の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上である時間帯が、第2フェーズが実行されている時間帯の100%を占めている。この例では、動脈の血流の制限と、開放が交互に起こるので、血管の柔軟性の獲得の効果が大きくなる。
図9(C)の例では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、例えば、3から5秒程度で急激に上げられる。その後、図9(A)の例と同様の時間帯の間、施術圧に所定の時間保たれた後、3から5秒でガス袋2X内の空気の圧力は急激に下げられ、30mmHgよりも低い圧力が所定の時間保たれる。上側の30mmHgよりも高い一定の圧力が保たれる時間帯を第1時間帯、下側の30mmHgよりも低い一定の圧力が保たれる時間帯を第2時間帯と称するのであれば、その後、第1時間帯と第2時間帯が複数回ずつ繰り返される。1回あたりの第1時間帯が継続する時間は、15秒間から35秒間の間の所定の長さとする。また、1回あたりの第2時間帯が継続する時間は、15秒間から35秒間の間の所定の長さとする。第1時間帯と第2時間帯とを交互に繰り返す回数は、第1時間帯、第2時間帯それぞれの長さと、第2フェーズが実行される始点から終点までの長さとに基づいて決定される。なお、この例では、最初の第1時間帯が開始される時点が第2フェーズの始まりであり、最後の第1時間帯が終了される時点が第2フェーズの終わりである。各第1時間帯における一定の圧力はこの実施形態では同じとされているが、これはこの限りではない。また、各第2時間帯における一定の圧力はこの実施形態では同じとされているが、これはこの限りではない。また、各第1時間帯の長さはこの実施形態では同じとされているが、これはこの限りではない。また、各第2時間帯の長さはこの実施形態では同じとされているが、これはこの限りではない。更に、この実施形態では、第1時間帯の長さは、第2時間帯の長さよりも短くなっているがこれはこの限りではない。例えば、すべての第1時間帯の長さとすべての第2時間帯の長さとは、同じとすることができる。
第2フェーズが終了するときは、最後の第1時間帯が終了したら、3から5秒で、ガス袋2X内の空気圧が30mmHg未満の圧力まで下げられる。この例では、第2フェーズが実行されている間にガス袋2X内の空気の圧力が変動し、第1時間帯では、ガス袋2X内の空気の圧力が、施術圧以下であり30mmHg以上となり、第2時間帯では、ガス袋2X内の空気の圧力が30mmHg未満となる。そして、この例では、第2フェーズにおいて、すべての第1時間帯を合わせた時間長さが占める割合が50%以上、すべての第2時間帯を合わせた時間長さがが占める割合が50%以下となるようにする。この例でも、動脈の血流の制限と、開放が交互に起こるので、血管の柔軟性の獲得の効果が大きくなる。
図9(A)~(C)に示したいずれの例においても、施術処理によって、被験者の四肢には、ガス袋2Xから締め付け力が与えられ、それにより血流制限トレーニングが実行されることになる。
四肢に締め付けを与える時間を1分以上とするのは、一酸化窒素の放出に基づく加圧前後の血管の柔軟性の変化を引き起こすに最低限必要な時間だからである。この時間を15分以下とするのは、被験者の身体の負担を抑制するためである。本願発明者が行った実験によると、この時間が5分程度あれば、一酸化窒素の放出に基づく血管の柔軟性の獲得に十分であることがわかっている。
四肢の締め付けを解除するときに、ガス袋2X内の空気圧をどこまで下げるかは開放された血流の流れにより血管の柔軟性の変化を生じさせることができる範囲で、且つ30mmHgよりも低い範囲で適当に決定すれば良い。この実施形態では、常圧までガス袋2X内の空気の圧力を下げることとしているが、余り意味がないものの、四肢の締め付けが解除された段階でも20mmHg程度の空気の圧力がガス袋2X内に残存していても構わない。
施術処理では、脈波振幅の測定は行う必要はない。
この実施形態では、ガス袋2X内の空気の圧力を常圧まで戻して施術処理が終了する。
なお、施術処理が実行される場合には、被験者は四肢を締め付けられた状態のまま軽いトレーニングを行っても良い。軽いトレーニングの例は、グーパー運動である。そうすることで、血液中の一酸化窒素をより増加させ、前処理と後処理が実行されている時点における血管の柔軟性の変化をより大きくさせられる。この場合、加圧用ベルト2は血管トレーニング装置1と接続されたままの状態となっている。その状態で被験者が運動すると、腕の筋肉が太くなり、ガス袋2X内の空気の圧力が高まり、図9(A)、(B)、(C)のタイムチャートに示した圧力から外れるおそれがある。そのような場合には圧力制御部12Dが第2制御データを生成し比例バルブ15を駆動させることでガス袋2X内の圧を一定に保つことができる。より具体的には、制御部12Cの指示にしたがって第2制御データを生成した圧力制御部12Dが、第2制御データを出力部12Bを介して比例バルブ15に送る。比例バルブ15は、第2制御データを受取り、それに基づいて上述の処理を実行する。このような処理が必要ないのであれば、比例バルブ15は不要である。比例バルブ15が存在しない場合において被験者が軽い運動を行うと、仮に、施術処理に用いられる圧力制御データが図9(A)の例に示したような一定の圧力にガス袋2X内の気体の圧力を保つようなものであったとしても、加圧用ベルト2が四肢に与える締め付け力は上下する。また、図9(C)に示した例でも、本来は一定であるべき第1時間帯と第2時間帯におけるガス袋2X内の空気の圧力に変動が生じる。しかしながら、そのような、予定された締め付け力から外れた、ガス袋2X内の空気の圧力の変動は許容される。そのような締め付け力の変動があった場合、図9(B)で説明したのと同様の理由で、つまり、血流の制限と開放が繰り返されることにより、予定されていたよりも血管の柔軟性が高まることすら期待できるからである。
この実施形態では、施術処理が終了したら、制御部12Cは、自動的に、後処理を開始する。後処理では、後最大脈波振幅の測定がなされる。
後処理が実行されるとき、制御部12Cは、後処理を実行する旨の情報を、圧力制御部12Dへと送る。制御部12Cは、また、後処理を実行する場合における、先に生成されていた圧力制御データを補助記録部18から読出し、それを圧力制御部12Dへ送る。このときの圧力制御データは、後述するようなものである。
後処理が実施される場合、第3フェーズが実行される。第3フェーズは、施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間の時間帯において、ガス袋2X内の気体の圧力を、最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、最大脈波圧以上であり、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である。
つまり、第3フェーズは、始点から終点までの間の時間帯におけるガス袋2X内の空気の圧力が、以下の2通りのうちのいずれかに制御される。
1つ目は、ガス袋2X内の気体の圧力を、最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理である。そして2つ目は、ガス袋内の気体の圧力を、最大脈波圧以上であり、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である。
始点は、施術処理が終了してから45秒が経過していない時間帯から適宜選択することができる。終点は施術処理が終了してから100秒が経過した後の時間帯から適宜選択することができる。つまり、施術処理が終了してから45秒が経過してから100秒が経過するまでの時間帯は必ず、ガス袋2X内の空気の圧力が上述の2通りの処理で説明したいずれかの状態に保たれ、その間の時間帯においては脈波振幅が測定されることになる。これは、施術処理が終了してから45秒が経過した時点から、施術処理が終了してから100秒が経過した時点の間に、後最大脈波振幅が生じることが多いからである。余裕を見るのであれば、例えば、始点は、施術処理が終了してから5秒が経過して40秒が経過していない所定のタイミングに設定することができる。他方、終点は、施術処理が終了してから120秒が経過して200秒が経過していない所定のタイミングで設定しておくことができる。このような範囲で始点と終点を設定しておけば、正しい後最大脈波振幅を確実に測定することができるようになる。
後処理で用いられる圧力制御データを制御部12Cが予め生成する場合、最大脈波圧が必用となる。したがって、制御部12Cは、記録部12Gに記録されていた最大脈波圧データを読出し、第3フェーズにおける圧力制御データを生成する。第3フェーズにおける圧力制御データを生成する場合には、例えば、前処理が開始される前の所定のタイミングで操作部16を操作することによって、施術者が入力したデータも用いられる場合がある。
後処理が実行されるとき、制御部12Cは、後処理を実行する旨の情報を、圧力制御部12Dと、脈波測定部12Fへと送る。制御部12Cは、また、後処理を実行する場合における圧力制御データを生成してそれを圧力制御部12Dへ送る。このときの圧力制御データは、後述するようなものである。
図10に後処理の時間帯のタイムチャートの例を示す。横軸、縦軸は図6に同じである。
後処理では、加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、図10(A)に示したように、後処理において、始点から終点までの間、ガス袋2X内の気体の圧力を、記録部12Gに記録されていた最大脈波圧以上、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲で一定に保つものとすることができる。これは、第3フェーズについての上述した2つの処理のうちの、2つ目の一例である。図10(A)のタイムチャートにおける水平部分の左端に対応する時点が始点であり、右端に対応する時点が終点である。
図10(A)に示したように、ガス袋2X内の空気の圧力を、最大脈波圧以上、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲で一定に保つと、そのときのガス袋2X内の空気の圧力は、血管壁にかかるテンションが0となる圧力ではないかもしれないが、血管壁にかかるテンションが0となる圧力から、最大でも20mmHgしか離れていない状態が保たれることになる。なぜなら、施術処理では血流制限トレーニングが実行され、それにより実際に運動が行われたときと同様に血圧が上昇しているから、それに応じて、血管壁にテンションが入らない状態を作るためのガス袋2X内の空気の圧力を大きくする必要が生じることが予想されるものの、血圧の上昇は多くの場合は10mmHg内外、最大でも20mmHg程度であるからである。したがって、つまり、後処理において最大脈波振幅が現れるときのガス袋2X内の空気の圧力は、最大脈波圧と最大脈波圧より20mmHg高い圧力との間に存在するのであるから、ガス袋2X内の空気の圧力を、最大脈波圧以上、最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲で一定に保つと、ガス袋2X内の空気の圧力は、血管壁にかかるテンションが0となる圧力から、最大でも20mmHgしか離れていない状態が保たれるのである。
そうすると、血管壁にかかるテンションが仮に0でないとしても、始点から終点までの時間帯の間において血管壁にかかるテンションは小さい状態が保たれる。血管壁にかかるテンションが小さければ、脈波振幅は大きく現れるので、したがって、このようなガス袋2X内の気体の圧力の変化は、前最大脈波振幅と比較される対象となる後最大脈波振幅を特定するために有効である。なお、図10(A)で示された例では、始点と終点との間の時間帯において、ガス袋2X内の空気圧は一定に保たれているが、これはこの限りではない。例えば、この場合において、ガス袋2X以内の空気圧は、これによる利益は特に無いものの、最大脈波圧と、それよりも20mmHg大きい圧力の間で変動させられても良い。
また、後処理における加圧用ベルト2のガス袋2X内の空気の圧力は、図10(B)に示したように、始点から終点までの間、ガス袋2X内の気体の圧力を、記録部12Gに記録されていた最大脈波圧を基準として、最大脈波圧を跨ぐようにして、最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理としても良い。図10(B)で示した例では、より詳細には、最大脈波圧よりも10mmHg以上大きく、且つ20mmHg大きい圧力以下のから、最大脈波圧よりも20mmHg以上下の圧力まで、直線的に減じるようにしている。これは、第3フェーズについての上述した2つ目の処理の一例である。図10(B)のタイムチャートにおける長時間にわたってなだらかに右側に下っている部分の左端に対応する時点が始点であり、右端に対応する時点が終点である。
上述したように、後最大脈波振幅が生じるときのガス袋内の圧力は、施術処理によって被験者の血圧が大きくなったことに伴い、最大脈波圧よりも10mmHg程度、最大でも20mmHg程度大きくなっていることが多いので、上述したように始点におけるガス袋内の気体の圧力を設定するとともに、そこから最大脈波圧よりも10mmHg以上小さい所定の圧力までガス袋内の圧力を下げてやることとすれば、後最大脈波振幅をかなりの確率で捉えることが可能となる。始点での空気の圧力、最大脈波圧よりも20mmHg高くすれば、後最大脈波振幅を確実に捉えられる。
始点から終点まで時間が経過する間、上述の2つの圧力の間で、ガス袋2X内の気体の圧力を直線的に減じる。このとき、ガス袋2X内の気体の圧力が直線的に減じられる間に、血管壁にかかる力は、最初は内向きで、やがて0になり、そこを超えると外向きになる。繰り返しになるが、血管壁にかかる力が0のときは、血管壁にテンションは入っていない。後処理における第3フェーズにおいて、ガス袋2X内の気体の圧力を上述のように直線的に減じることにすると、血管壁にかかるテンションが0になるのは一瞬(或いは短時間)であるが、その前後の時間帯では、血管壁にかかるテンションはある程度小さい。そのような第3フェーズが実行されているときに測定される脈波振幅のうち最大のものは、前最大脈波振幅と比較される対象となる、後最大脈波振幅として特定されるものとして相応しい。ガス袋2X内の空気の圧力を滑らかに下げるのに要する時間は、第1フェーズにおいてガス袋2X内の空気の圧力を滑らかに下げるのに要する時間と同様に、それ程重要ではないが、例えば、第1フェーズにおいてガス袋2X内の空気の圧力を滑らかに下げるのに要する時間と同程度とすることができる。 後処理が実行されている間、より詳細には、始点から終点までの時間帯において、圧力データが脈波測定部12Fに常時、繰り返し入力されている。したがって、脈波測定部12Fは、その時点における脈波振幅を常にモニタリングしている状態となる。施術処理による血流制限トレーニングの影響と、施術処理の終了による静脈の開放によって生じる血流の増進とによって血液内で増える一酸化窒素の影響によって、血管壁の柔軟性は刻々と変化し、それに基づき、脈波振幅も変化する。
脈波測定部12Fは、脈波振幅が最大となった時点の脈波振幅である後最大脈波振幅を特定するデータである後最大脈波振幅データを生成する。後最大脈波振幅データは、脈波測定部12Fから記録部12Gへ送られ、記録部12Gに記録される。
以上のようにして、後処理が終了する。
これには限られないがこの実施形態では後処理に続けて、評価処理が実行される。評価処理は、被験者の血管の柔軟性が、施術処理の前後でどの程度増したかを評価するものである。
後処理が終わると、制御部12Cは、記録部12Gに記録されていた、評価有りモードを施術された被験者についての一対の前最大脈波振幅データと、後最大脈波振幅データとを読みだす。それら両データによって特定される前最大脈波振幅と後最大脈波振幅とに基づいて所定の演算を行うことによって、制御部12Cは、被験者の血管の柔軟性が、施術処理の前後でどの程度増したかを評価する評価データを生成する。
評価処理では例えば、前処理で記録部12Gに記録された前最大脈波振幅をP、後処理で記録部12Gに記録された後最大脈波振幅をPとした場合に、P/Pや或いは、(P-P)/Pを計算して得られた結果を、評価結果とすることができる。いずれも数値が大きいほど、被験者の血管の柔軟性が、施術処理の前後で大きく増したことを示す。
制御部12Cは生成した評価データを、出力部12Bへと送る。出力部12Bは、 評価データを受取ったら、評価データを表示部17に表示するための、例えば文字を含んだ画像についての画像データを生成し、それを表示部17へと送る。画像データを受取った表示部17は、画像データに基づく画像を表示する。それを見れば、その被験者の血管の柔軟性が血流制限トレーニングの前後でどれだけ改善したのかということについての評価結果がわかる。
評価データは、制御部12Cから補助記録部18に送られて、後の利用のために、例えば、被験者を識別するデータ(氏名、ID等)とともに、補助記録部18に記録されても良い。
この実施形態では、前処理、施術処理、後処理において、複数のタイムチャートを含む、複数の圧力制御データの例を説明したが、前処理、施術処理、後処理における例示した各圧力制御データは、前処理、施術処理、後処理のそれぞれで任意に選択して組み合わせることができる。
参考までに、試作機を用いて被験者の脈波振幅を測定した実験例を図11に示す。
図11中Tがガス袋2X内の空気の圧力のタイムチャート、Wが脈波振幅である。タイムチャート中、T1が前処理、T2が施術処理、T3が後処理である。
前処理における脈波振幅よりも後処理における脈波振幅が大きいことが見て取れる。当然に、後最大脈波振幅の方が、前最大脈波振幅よりも大きい。
試験の条件は以下の通りである。前処理T1では、図6(A)に示したタイムチャートを、施術処理T2では図9(A)で示したタイムチャートを、後処理T3では、図10(B)に示したタイムチャートをそれぞれ選択した。装着圧は18mmHg、施術処理におけるガス袋2X内の空気の圧力は、最大脈波圧の0.6倍で一定、施術処理における最大脈波圧の0.6倍で一定とされた加圧時間は5分間、施術処理では被験者は安定状態を保った。
1 血管トレーニング装置
2 加圧用ベルト
3 ゴムチューブ
8 緊締帯
9 弁付きカプラ
11 加圧ポンプ
12 制御回路
12A 入力部
12B 出力部
12C 制御部
12D 圧力制御部
12E 最大脈波圧特定部
12F 脈波測定部
12G 記録部
15 比例バルブ
16 操作部
17 表示部
18 補助記録部
22 バッテリ

Claims (13)

  1. 被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、
    前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、
    四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、
    の組合せにより、血管の柔軟性を高める血管トレーニングシステムを構成する、血管トレーニング装置であって、
    前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有しており、
    前記制御部は、
    前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、
    前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg以下まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、
    前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、
    前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、前記施術処理の前後で前記被験者の血管の柔軟性がどの程度増したかを評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、
    を実行するようになっている、
    血管トレーニング装置。
  2. 前記制御部は、前記前処理において、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして下がるようにする処理を前記圧力変動装置に実行させることを含む処理である前記第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  3. 前記制御部は、前記前処理において、前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして下がるようにする処理を前記圧力変動装置に実行させ、次いで前記ガス袋内の気体の圧力を所定の一定の圧力に5秒から15秒維持することを含む処理である前記第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記圧力変動装置が前記ガス袋内の気体の圧力を下げている間に最大となった脈波振幅である仮前最大脈波振幅と、前記仮前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定し、且つ5秒から15秒維持される前記ガス袋内の気体の一定の圧力が、前記最大脈波圧となるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記ガス袋内の気体の一定の圧力が前記最大脈波圧に保たれている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記ガス袋内の気体の一定の圧力が前記最大脈波圧に保たれている間に最大となった脈波振幅を前最大脈波振幅として特定するようになっており、特定した前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  4. 前記制御部は、前記施術処理において、前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して0.6~0.9を乗算した値を前記施術圧として決定し、前記ガス袋内の気体の圧力を前記施術圧に保つ処理である前記第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  5. 前記制御部は、前記施術処理において、1分間から15分間の間の所定の時間の間中、前記ガス袋内の気体の圧力を一定に保つ処理である前記第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  6. 前記制御部は、前記施術処理において、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である第1時間帯と、前記ガス袋内の気体の圧力が30mmHg未満である第2時間帯とが、1回あたりの第1時間帯が15秒間から35秒間、1回あたりの第2時間帯が15秒間から35秒間に亘るようにして、交互に繰り返す処理である前記第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  7. 前記制御部は、前記後処理において、前記始点から前記終点までの間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上、前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲で一定に保つ処理である前記第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前記後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  8. 前記制御部は、前記後処理において、前記始点から前記終点までの間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも10mmHg以上大きく、20mmHg大きい圧力以下の範囲から、前記最大脈波圧よりも少なくとも10mmHg低い圧力の範囲まで、直線的に減じる処理である前記第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前記後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録するようになっている、
    請求項1記載の血管トレーニング装置。
  9. 前記始点は、前記施術処理が終了してから5秒が経過して40秒が経過していない所定のタイミングである、
    請求項1から8のいずれかに記載の血管トレーニング装置。
  10. 前記終点は、前記施術処理が終了してから120秒が経過して200秒が経過していない所定のタイミングである、
    請求項1から9のいずれかに記載の血管トレーニング装置。
  11. 前記脈波測定装置は、前記ガス袋の内部の気体の圧力を前記パラメータとして測定できるようにされている、
    請求項1~10のいずれかに記載の血管トレーニング装置。
  12. 被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、
    前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、
    四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、
    を備えている、血管トレーニングシステムであって、
    前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有しており、
    前記制御部は、
    前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、
    前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、
    前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、
    前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、前記施術処理の前後で前記被験者の血管の柔軟性がどの程度増したかを評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、
    を実行するようになっている、
    血管の柔軟性を高める血管トレーニングシステム
  13. 被験者の四肢のいずれかの所定の部位に巻き付けることのできる長さとされたベルト、前記ベルトを四肢の所定の部位に巻き付けた状態で固定する固定部材、四肢の所定の部位に巻き付けられた前記ベルトが、前記固定部材により固定された状態で、その内部に気体を充填することにより、四肢の所定の部位を締付けることで、四肢の所定の部位に所定の締め付け圧を与える、前記ベルトに設けられたガス袋、を有する緊締具と、
    前記ガス袋内の気体の圧を所望の圧に設定することができるようにされた圧力変動装置と、
    四肢の前記緊締具が固定された部位の近辺、或いはそこよりもその四肢の末端側で、動脈の脈波の大きさの変動にしたがって変動する所定のパラメータを測定し当該パラメータに基づいて脈波振幅についての脈波データを生成する脈波測定装置と、
    の組合せにより、血管の柔軟性を高める血管トレーニングシステムを構成する、血管トレーニング装置であり、
    前記脈波測定装置から前記脈波データを受取るようになっているとともに、前記圧力変動装置を制御するようになっている制御部と、データを記録する記録部と、を有している前記血管トレーニング装置の、前記制御部が実行する血管トレーニング方法であって、
    前記制御部が実行する、
    前記ガス袋内の気体の圧力を脈波振幅が最大となると想定される範囲を跨ぐようにして変化させることを少なくとも含む処理である第1フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第1フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を少なくとも行うことにより、前記第1フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である前最大脈波振幅と、前記前最大脈波振幅が生じたときの前記ガス袋内の気体の圧力である最大脈波圧を特定して、前記前最大脈波振幅、及び前記最大脈波圧を、前記記録部に記録する前処理と、
    前記記録部に記録された前記最大脈波圧に対して所定の演算を実行して前記最大脈波圧よりも小さい圧力である施術圧を求めるとともに、1分間から15分間の間の所定の時間の間、前記ガス袋内の気体の圧力が、前記施術圧以下であり30mmHg以上である時間が50%以上、30mmHg未満である時間が50%以下となる割合で保ち、その後前記ガス袋内の気体の圧力を30mmHg未満まで減じる処理である第2フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御する、前記前処理に続けて実行される、施術処理と、
    前記施術処理が終了してから45秒が経過していない所定のタイミングである始点と、前記施術処理が終了してから少なくとも100秒が経過した後の所定のタイミングである終点との間、前記ガス袋内の気体の圧力を、前記記録部に記録された前記最大脈波圧を跨ぐようにして、前記最大脈波圧の少なくとも±10mmHgの範囲で変化させる処理か、又は、前記記録部に記録された前記最大脈波圧以上であり、前記記録部に記録された前記最大脈波圧よりも20mmHg大きい圧力以下の範囲に保つ処理である第3フェーズを前記圧力変動装置に実行させるように前記圧力変動装置を制御するとともに、前記第3フェーズが実行されている間に前記脈波測定装置から前記脈波データを複数回受付ける処理を行うことにより、前記第3フェーズが実行されている間に最大となった脈波振幅である後最大脈波振幅を特定して、前記後最大脈波振幅を前記記録部に記録する、前記施術処理に続けて実行される、後処理と、
    前記記録部に記録された前記前最大脈波振幅と、前記後最大脈波振幅とを用いて、前記施術処理の前後で前記被験者の血管の柔軟性がどの程度増したかを評価する、前記後処理が実行された後に実行される評価処理と、
    を含む、血管トレーニング方法。
JP2021070849A 2021-04-20 2021-04-20 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム Active JP7592266B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021070849A JP7592266B2 (ja) 2021-04-20 2021-04-20 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム
EP22791303.5A EP4327896A1 (en) 2021-04-20 2022-01-26 Blood vessel training device, method, blood vessel training system
US18/556,217 US20240261174A1 (en) 2021-04-20 2022-01-26 Blood vessel training device, method, blood vessel training system
PCT/JP2022/002827 WO2022224518A1 (ja) 2021-04-20 2022-01-26 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021070849A JP7592266B2 (ja) 2021-04-20 2021-04-20 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022165497A JP2022165497A (ja) 2022-11-01
JP7592266B2 true JP7592266B2 (ja) 2024-12-02

Family

ID=83723456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021070849A Active JP7592266B2 (ja) 2021-04-20 2021-04-20 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240261174A1 (ja)
EP (1) EP4327896A1 (ja)
JP (1) JP7592266B2 (ja)
WO (1) WO2022224518A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008099842A (ja) 2006-10-18 2008-05-01 Toshiaki Nakajima 治療システム、治療装置、制御方法
JP2014028109A (ja) 2012-06-28 2014-02-13 Kaatsu Japan株式会社 加除圧制御システム及びその制御方法並びに血管強化方法
WO2017082274A1 (ja) 2015-11-11 2017-05-18 有限会社ヒューマンリンク 適正圧決定装置、適正圧決定システム、適正圧を決定する方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2670421B2 (ja) 1993-11-22 1997-10-29 株式会社ベストライフ 筋力トレーニング方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008099842A (ja) 2006-10-18 2008-05-01 Toshiaki Nakajima 治療システム、治療装置、制御方法
JP2014028109A (ja) 2012-06-28 2014-02-13 Kaatsu Japan株式会社 加除圧制御システム及びその制御方法並びに血管強化方法
WO2017082274A1 (ja) 2015-11-11 2017-05-18 有限会社ヒューマンリンク 適正圧決定装置、適正圧決定システム、適正圧を決定する方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4327896A1 (en) 2024-02-28
US20240261174A1 (en) 2024-08-08
JP2022165497A (ja) 2022-11-01
WO2022224518A1 (ja) 2022-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008292568B2 (en) Pressurizing muscle-training device, and pressurizing muscle-training belt
JP4839179B2 (ja) 治療システム、治療装置、制御方法
JP6548177B2 (ja) 適正圧決定装置、適正圧決定システム、適正圧を決定する方法
CA2721798C (en) Training apparatus, control segment for training, and control method
TWI381865B (zh) Pressure training device and control method
JP4921983B2 (ja) トレーニング装置、トレーニングシステム、並びに制御方法
WO2017117305A1 (en) Apparatus and method for promoting wound healing
JP2008167786A5 (ja)
JP7592266B2 (ja) 血管トレーニング装置、方法、血管トレーニングシステム
CN113507883B (zh) 血管内皮功能的评价装置、方法、血管内皮功能的评价系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241023

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7592266

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150