DEIM Forum 2016 G7-2
超音波ドップラー法を用いて計測した個人の末梢血管血流速度の時系
列データ解析
竹内 裕之 児玉 直樹
高崎健康福祉大学 健康福祉学部医療情報学科 〒370-0033 群馬県高崎市中大類町 37-1
E-mail: {htakeuchi, kodama}@takasaki-u.ac.jp
あらまし 超音波ドップラー法による血流計を在宅で用い，日常の生活環境において末梢血管の血流速度を日毎粒度で計測 し，時系列的に蓄積したデータと個人の生活習慣データとの関係を遅延相関分析した．その結果，①気温の高い夏季期間に血流 速度が増加する，②血流速度と睡眠時間の間に有意な正の相関がみられる，③血流速度と運動（歩数）の間には正の相関と負の 相関がみられる場合がある，④血行改善チャレンジであるごぼう茶摂取が有効なケースがある，ことなどが判った．これらによ り，在宅での超音波ドップラー血流計測は，特に冷え性など血液循環系の不安を持つ個人にとって一つの有用な健康管理手段に なる可能性が示唆された． キーワード 超音波ドップラー, 末梢血管血流速度, 遅延相関分析, 時系列データ解析
1. は じ め に
ウ ェ ア ラ ブ ル デ バ イ ス に よ り リ ア ル タ イ ム で 生 活 環 境 に お け る 個 人 の 生 体 情 報 や 運 動 量 を 計 測 し ， Bluetooth な ど の 無 線 技 術 に よ り ス マ ー ト フ ォ ン に デ ー タ を 伝 送 し て 個 人 健 康 管 理 を 行 う シ ス テ ム の 開 発 が 進 ん で い る [1]．こ れ ら の 膨 大 な 量 の デ ー タ（ ビ ッ グ デ ー タ ） は ク ラ ウ ド に 蓄 積 さ れ ， 何 ら か の 処 理 を し て シ ス テ ム ユ ー ザ の 健 康 管 理 に 役 立 つ 情 報 を 提 供 す る こ と が 期 待 さ れ て い る ． 最 近 の 国 際 学 会 の 潮 流 と し て も ， m(mobile)Health や p(personalized)Health と い っ た 概 念 が 浸 透 し て い る [2]．一 方 ，生 体 情 報 を 無 侵 襲 で 簡 便 に 取 得 す る 手 段 と し て 超 音 波 や 光 （ 近 赤 外 光 ） を 用 い た 計 測 が 注 目 さ れ て い る ． 図 １ は 1998 年 に 行 わ れ た 厚 生 科 学 研 究 「 医 療 機 器 ・ 情 報 シ ス テ ム の 動 向 に 関 す る 調 査 研 究 」報 告 書 [3]か ら 抜 粋 し た 在 宅 医 療 支 援 シ ス テ ム の イ メ ー ジ 図 で あ る が ， 在 宅 で の 超 音 波 を 用 い た 体 内 情 報 取 得 ， 近 赤 外 光 を 用 い た 脳 機 能 計 測 な ど が 描 か れ て い る ． 本 研 究 で は ， 生 活 環 境 に お け る 個 人 健 康 管 理 の １ 項 目 と し て ， 無 侵 襲 で 取 得 で き る 生 体 情 報 で あ る 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 法 に よ る 末 梢 血 管 血 流 速 度 を 採 り あ げ た ．血 流 速 度 を 含 む 末 梢 血 管 に お け る 血 流 動 態 は ， 特 に 女 性 に 多 い 冷 え 性 と の 関 連 [4] や 動 脈 硬 化 な ど 多 く の 生 活 習 慣 病 と の 関 わ り も あ り ， 近 年 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 法 を 用 い た 簡 便 な 血 流 計 が 臨 床 の 現 場 で も 用 い ら れ て い る ． 本 研 究 で は ， こ の よ う な 超 音 波 血 流 計 を 在 宅 で 用 い ， 日 常 の 生 活 環 境 に お い て 末 梢 血 管 の 血 流 速 度 を 日 毎 粒 度 で 計 測 し ， 時 系 列 的 に 蓄 積 し た デ ー タ と 個 人 の 生 活 習 慣 デ ー タ と の 関 係 を ，遅 延 相 関 分 析 法 [5] に よ り 解 析 し た ． そ の 結 果 に 基 づ き ， 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 法 を 用 い た 在 宅 で の 末 梢 血 管 血 流 速 度 計 測 の 個 人 健 康 管 理 の １ 手 段 と し て の 可 能 性 に つ き 検 討 し た ． 図 １ 在 宅 医 療 支 援 シ ス テ ム の イ メ ー ジ （ 参 考 文 献 [3]よ り 抜 粋 ）2. 研 究 方 法
2.1. 被 験 者
本 研 究 の 被 験 者 は ， 自 覚 症 状 と し て 冷 え 性 に 悩 む 本 研 究 実 施 時 21~22 歳 の 女 性 6 名 で あ る ． 被 験 者 A は 2012 年 ， B は 2013 年 ， C， D は 2014 年 ， E, F は 2015 年 の そ れ ぞ れ 6 月 1 日 か ら 11 月 30 日 ま で の 夏 季 ～ 秋 季 の 期 間 に か け て ほ ぼ 毎 日 デ ー タ を 取 得 し た ．2.2. データ取 得 方 法
2.2.1. 末 梢 血 管 血 流 速 度
末 梢 血 管 血 流 速 度 計 測 に は Hadeco 社 製 の ポ ケ ッ ト 型 超 音 波 血 流 計（ ES-100V3）を 用 い た ．計 測 原 理 は 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 法 で ， 周 波 数 8MHz の ペ ン 型 プ ロ ー ブ を ，超 音 波 ゼ リ ー を 塗 布 し た 対 象 部 位 に 当 て 計 測 す る ． 図 ２ は 手 首 の 橈 骨 動 脈 を 対 象 と し た デ ー タ 取 得 時 の 写 真 で あ る ． ド ッ プ ラ ー 音 が 最 大 に な る プ ロ ー ブ 位 置 と角 度 を 探 し ， モ ニ タ ー 上 で ド ッ プ ラ ー 信 号 波 形 が 安 定 し た 状 態 で ， 最 高 ， 平 均 ， 最 低 血 流 速 度 ， 心 拍 数 な ど を 記 録 し た ．計 測 は そ れ ぞ れ 被 験 者 の 自 宅 で 実 施 し た ． 図 ２ 手 首 の 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 の 計 測 橈 骨 動 脈 を 対 象 に し た 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 法 に よ る 血 流 計 測 の 報 告 例 は い く つ か あ る [6,7]が ， 本 研 究 の よ う に 長 期 に 亘 り 時 系 列 デ ー タ を 取 得 し 解 析 し た 例 は な い ．
2.2.2. 生 活 習 慣 デ ー タ
生 活 習 慣 と し て の 歩 数 は ，２ 名 の 被 験 者 A, B は 歩 数 計（ オ ム ロ ン：Walking Style）を 携 帯 し て 計 測 し ，他 の 4 名 の 被 験 者 C, D, E, F は リ ス ト バ ン ド 型 の 活 動 量 計 （ JAWBONE UP-24）を 装 着 し ，専 用 ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 用 い て 自 己 の ス マ ー ト フ ォ ン と Bluetooth イ ン タ ー フ ェ ー ス で 連 動 さ せ 計 測・記 録 し た（ 図 ３ ）．ま た 睡 眠 時 間 は ，2 名 の 被 験 者 A, B は 自 己 の 判 断 で 実 測 値 を 記 録 し ， 他 の 4 名 C, D, E, F は や は り リ ス ト バ ン ド 型 活 動 量 計 に よ り 専 用 ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 用 い て 自 己 の ス マ ー ト フ ォ ン と 連 動 さ せ 記 録 し た ．さ ら に 被 験 者 C は ， 末 梢 血 管 に お け る 血 流 改 善 を 目 的 と し て 市 販 の 「 ご ぼ う 茶 」 を 毎 日 摂 取 し ， 意 識 的 に １ 日 の 摂 取 量 を 変 化 さ せ て そ の 値 を 就 寝 時 に 記 録 し た ． 図 ３ ス マ ー ト フ ォ ン と 連 動 し た リ ス ト バ ン ド 型 活 動 量 計 に よ る 歩 数 ， 睡 眠 時 間 デ ー タ の 取 得2.3. 遅 延 相 関 分 析
遅 延 相 関 分 析 法 は ，「 生 活 習 慣 の 蓄 積 が 健 康 状 態 に 変 化 を も た ら し ， そ の 影 響 は 時 間 遅 れ を も っ て 現 れ る こ と が あ る 」 と い う 極 め て シ ン プ ル な モ デ ル を ベ ー ス と し て い る ． 図 ４ に 示 す よ う に ， 健 康 状 態 h と 生 活 習 慣 e の 個 々 の 時 系 列 デ ー タ 間 に は 相 関 が 見 ら れ な く て も ， 生 活 習 慣 デ ー タ の 蓄 積 や そ の 健 康 状 態 へ の 影 響 の 遅 延 を 考 慮 す る と し ば し ば 健 康 状 態 の 変 化 と の 間 に 相 関 が み ら れ る こ と が あ る [5]． 図 ４ 遅 延 相 関 分 析 法 す な わ ち ， 健 康 状 態 の 変 化 ， m n nmh
h
h
=
−
∆
(１ ) と 生 活 習 慣 デ ー タ の 蓄 積 ， j i i ij te
e
e
e
=
+
−1+
・・・
+
(２ ) の 間 に ，遅 延 期 間 s = n – i ≧ 1 を 考 慮 す る と 時 系 列 デ ー タ 間 に 隠 れ て い た 相 関 を あ ぶ り だ す こ と が で き る ． 相 関 の 評 価 に は 次 式 で 表 さ れ る 時 系 列 デ ー タ 間 の ピ ア ソ ン の 積 率 相 関 係 数 を 用 い る ．)
(
)
(
)
,
(
)
,
(
ij t nm ij t nm ij t nme
SD
h
SD
e
h
Cov
e
h
r
∆
∆
=
∆
(３ ) こ こ で ， r は 相 関 係 数 ， SD(⊿ hn m)は ⊿ hn mの 時 系 列 対 象 区 間 に お け る 標 準 偏 差 ，SD(et ij)は eti jの 時 系 列 対 象 区 間 に お け る 標 準 偏 差 ， Cov(⊿ hn m, eti j) は ⊿ hn mと et ijの 共 分 散 で あ る ． 本 研 究 で は ， 健 康 状 態 h と し て 橈 骨 動 脈 に お け る 最 高 血 流 速 度 ， 生 活 習 慣 e と し て 睡 眠 時 間 ， 歩 数 な ど の時 系 列 デ ー タ に つ い て ， n - m, i - j, s を パ ラ メ ー タ と し て 式 (３ )の ピ ア ソ ン の 積 率 相 関 係 数 を 評 価 し ， 相 関 係 数 の 絶 対 値 が 最 大 と な る (n - m, i - j, s)の セ ッ ト ((n - m)ma x, (i - j)ma x, sma x)を 決 定 し ，そ の 条 件 下 で の 散 布 図 を 評 価 し た ． 歩 行 な ど の 運 動 が 末 梢 循 環 に 及 ぼ す 影 響 を 調 べ た 研 究 は 過 去 に も あ る [8]が ，本 研 究 の よ う に 時 系 列 デ ー タ を 基 に 相 関 を 求 め た 例 は な い ．
3. 解 析 結 果
3.1. 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の時 系 列 変 化
6 名 の 被 験 者 に お け る ， 夏 季 ～ 秋 季 に か け た 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 日 毎 粒 度 の 時 系 列 デ ー タ を 図 ５ に 示 す ． デ ー タ は 最 高 血 流 速 度 ， 平 均 血 流 速 度 ， 最 低 血 流 速 度 を そ れ ぞ れ 記 録 し て い る ． 被 験 者 A, B, C, E の 4 名 に お い て は ， 日 々 の デ ー タ 分 散 に 重 な っ て ７ 月 ～ ９ 月 の 間 に 共 通 し た 血 流 速 度 の 増 加 傾 向 が 観 測 さ れ て い る ． こ れ は ， 気 温 が 高 い 夏 季 に 深 部 体 温 を 下 げ る 体 温 調 節 機 能 が 働 い て い る 結 果 と 考 え る こ と が で き る ． 被 験 者 D に お い て も ， そ れ ほ ど 顕 著 で は な い が ， 夏 季 に 増 加 し 秋 季 に 向 か っ て 減 少 す る 傾 向 が み ら れ る ． ま た 被 験 者 F に お い て は ，秋 季 に 向 か っ て 減 少 す る 傾 向 の み が み ら れ る ． 6 被 験 者 の 時 系 列 デ ー タ の 夏 季 ～ 秋 季 に か け た そ れ ぞ れ の 平 均 値 を 表 １ に 示 す ．橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 に は ， 明 瞭 な 個 人 差 が 観 測 さ れ て い る ．3.2. 睡 眠 時 間 と橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の相 関
6 被 験 者 に お け る ， ６ 月 １ 日 ～ ８ 月 ３ １ 日 の 夏 季 1 シ ー ズ ン の 時 系 列 デ ー タ を 対 象 に ， 睡 眠 時 間 と 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 の 間 の 遅 延 相 関 分 析 を 行 っ た ． 1 シ ー ズ ン の 時 系 列 デ ー タ を 対 象 と す る 理 由 に つ い て は ， 他 報 [9]を 参 照 さ れ た い ． 分 析 は ， n – m =1~10, i – j = 0~9, s = 1~3 の 範 囲 で パ ラ メ ー タ を 変 化 さ せ て 実 行 し ， そ の 結 果 を 表 ２ に 示 し た ． 相 関 係 数 が 最 大 と な る パ ラ メ ー タ 条 件 は ， 6 被 験 者 で そ れ ぞ れ 異 な る も の の ， 被 験 者 B, C, D に お い て は 1%水 準 で ， 被 験 者 A, E, F に お い て は 5%水 準 で ， 睡 眠 時 間 と 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 間 に す べ て 有 意 な 正 の 相 関 が み ら れ た ． す な わ ち ， 睡 眠 を 長 時 間 と る こ と に よ り 血 流 速 度 が 速 く な る と い う 共 通 し た 傾 向 が 観 測 さ れ た ． 一 例 と し て ， 最 も 相 関 係 数 が 大 き か っ た 被 験 者 C に つ い て の 散 布 図 を 図 ６ に 示 す ．3.3. 歩 数 と橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の相 関
6 被 験 者 に お け る ，や は り ６ 月 １ 日 ～ ８ 月 ３ １ 日 の 夏 季 １ シ ー ズ ン の 時 系 列 デ ー タ を 対 象 に ， 歩 数 と 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 の 間 の 遅 延 相 関 分 析 を 行 っ た ． 分 析 に お け る パ ラ メ ー タ 変 化 範 囲 は ， 前 節 で 述 べ た の と 同 じ で あ る ．結 果 を 表 ３ に 示 し た ．被 験 者 B, C, F に お い て は 有 意 な 正 の 相 関 ， 被 験 者 A, D に お い て は 有 意 な 被 験 者 A B C D E F 最 高 血 流 速 度 最 低 血 流 速 度 平 均 血 流 速 度図 ５ 6 被 験 者 の 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 時 系 列 デ ー タ 表 １ 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 半 年 間 の 時 系 列 デ ー タ 平 均 値 （ 対 象 デ ー タ 期 間 ： 6/1~11/30） 表 ２ 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 と 睡 眠 時 間 の 遅 延 相 関 分 析 結 果 （ 対 象 デ ー タ 期 間 ： 6/1~8/31） 図 ６ 被 験 者 C に お け る 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 変 化 と 睡 眠 時 間 の 散 布 図 表 ３ 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 変 化 と 歩 数 の 遅 延 相 関 分 析 結 果 （ 対 象 デ ー タ 期 間 ： 6/1~8/31） 負 の 相 関 が み ら れ ，被 験 者 E に お い て は 有 意 な 相 関 は み ら れ な か っ た ． 即 ち ， 歩 行 （ 運 動 ） の 多 い さ と 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 間 に は ， 個 人 に よ っ て 異 な る 傾 向 が 観 測 さ れ て い る ．有 意 な 正 の 相 関 が み ら れ た 被 験 者 C と 有 意 な 負 の 相 関 が み ら れ た 被 験 者 A に お け る 散 布 図 を そ れ ぞ れ ， 図 ７ と ８ に 示 す ． 図 ７ 被 験 者 C に お け る 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 変 化 と 歩 数 の 散 布 図 図 ８ 被 験 者 A に お け る 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 変 化 と 歩 数 の 散 布 図
3.4. ごぼう茶 摂 取 チャレンジ効 果
被 験 者 C は 末 梢 血 管 の 血 流 改 善 を 目 的 と し て ，市 販 の 「 ご ぼ う 茶 」 を 毎 日 摂 取 し た ． 摂 取 量 を 意 識 的 に 変 化 さ せ て 取 得 し た 時 系 列 デ ー タ に つ い て ， 摂 取 量 と 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 の と の 間 の 遅 延 相 関 分 析 を 行 っ た ． 対 象 と し た デ ー タ は ， ６ 月 １ 日 ～ ８ 月 ３ １ 日 の 夏 季 １ シ ー ズ ン の 時 系 列 デ ー タ で ， 分 析 に お け る パ ラ メ ー タ 範 囲 は こ れ ま で と 同 様 で あ る ．パ ラ メ ー タ 条 件 n – m = 10， i – j = 3， s = 3 で 相 関 係 数 は 最 大 （ r = 0.342） と な り ， 有 意 な 正 の 相 関 が み ら れ た ． こ の と き の 散 布 図 を 図 ９ に 示 す ． 散 布 図 に は ， ４ 日 間 の ご ぼ う 茶 摂 取 量 が 1000 ml（ １ 日 当 た り 250 ml） 前 後 を 境 と し て ， 血 流 速 度 の 変 化 が プ ラ ス に な る 確 率 が 顕 著 に 増 加 す る と い う 特 徴 が み ら れ た ．こ の 結 果 は ，被 験 者 C に お い て は 毎 日 250 ml の ご ぼ う 茶 を ４ 日 間 摂 取 し 続 け る こ と に よ り ， 末 梢 血 流 状 態 が 改 善 さ れ る こ と を 示 唆 し て い る ． な お ， こ こ で 得 ら れ た 結 果 は ， あ く ま で も 被 験 者 C の 個 人 の 時 系 列 デ ー タ に 基 づ き 得 ら れ た 個 人 に つ い n = 74 r = 0.358 p < 0.01 n = 74 r = 0.379 p < 0.01 n = 77 r = -0.38 p < 0.01て の 効 果 を 示 す も の で 一 般 性 は な い ． 図 ９ 被 験 者 C に お け る 橈 骨 動 脈 の 最 高 血 流 速 度 変 化 と ご ぼ う 茶 摂 取 量 の 散 布 図
4. 考 察
4.1. 血 流 速 度 の時 系 列 変 化
被 験 者 A, B, C, E の 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 の 時 系 列 変 化 （ 図 ５ ） に お い て ， 夏 季 に 速 度 が 顕 著 に 大 き く な る 傾 向 が 観 測 さ れ た が ， こ れ は 以 下 に 述 べ る 生 体 に 備 わ る 体 温 調 節 機 能 と し て 解 釈 す る こ と が で き る ． 橈 骨 動 脈 は 手 の 小 動 脈 へ と 分 岐 し ， さ ら に 細 動 脈 か ら 皮 膚 毛 細 血 管 へ と 繋 が っ て い る ． 気 温 の 高 い 夏 季 に 深 部 体 温 が 上 が る と ， 細 動 脈 が 拡 張 し て 皮 膚 毛 細 血 管 に 流 す 血 液 量 を 増 や し 熱 を 体 外 に 放 出 し よ う と す る ． ま た ， 逆 に 気 温 の 低 い 季 節 に 深 部 体 温 が 下 が る と ， 細 動 脈 は 収 縮 し て 皮 膚 毛 細 血 管 の 血 流 を 抑 え て 熱 を 逃 が さ な い よ う に す る ． し た が っ て ， 気 温 が 高 く な る ７ 月 頃 か ら 手 の 細 動 脈 は 拡 張 し ， そ の 結 果 ， 大 本 の 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 が 高 く な り ， 最 も 気 温 の 高 い ８ 月 頃 に ピ ー ク と な る ． そ の 後 ， 秋 に 向 か っ て 気 温 が 下 が り 細 動 脈 が 収 縮 す る こ と に よ り ， 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 は 低 く な っ て い る と 考 え ら れ る ．4.2. 睡 眠 と橈 骨 動 脈 の血 流 速 度
遅 延 相 関 分 析 で 相 関 係 数 の 絶 対 値 が 最 大 と な る パ ラ メ ー タ は 異 な る も の の ， 6 被 験 者 す べ て に お い て ， 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 は 睡 眠 時 間 と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 を 示 し た （ 表 ２ ）． 一 般 的 に 睡 眠 中 は 副 交 感 神 経 の 働 き が 優 位 と な っ て 全 身 の 血 管 が 拡 張 し ， ま た 成 長 ホ ル モ ン が 分 泌 さ れ る た め に 血 中 脂 肪 の 代 謝 も 促 さ れ 血 流 （ 血 行 ） が 良 く な る ． し か し ， 睡 眠 不 足 が 続 く と 血 管 が 収 縮 し た 状 態 が 長 く な り ， 成 長 ホ ル モ ン の 分 泌 ， 血 中 脂 肪 の 代 謝 も 抑 制 さ れ て 血 流 （ 血 行 ） が 悪 く な る と い わ れ て い る ． 表 ２ に 示 さ れ て い る 睡 眠 を 長 く と る こ と に よ り 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 が 高 く な る と い う 共 通 し た 傾 向 は ， こ の 説 明 と 整 合 が と れ る も の で あ る ． こ の 場 合 は ， 橈 骨 動 脈 の 血 流 に 限 ら ず ， 全 身 の 血 流 が 改 善 さ れ て い る と 解 釈 す べ き で あ ろ う ． な お ， 相 関 係 数 の 絶 対 値 が 最 大 と な る パ ラ メ ー タ が 6 被 験 者 で 異 な る の は ， 遺 伝 的 体 質 お よ び そ の 他 の 生 活 習 慣 の 差 異 に 基 づ く 個 人 差 と 考 え ら れ る が ， そ の 究 明 は 今 後 の 課 題 で あ る ．4.3. 運 動 と橈 骨 動 脈 の血 流 速 度
6 被 験 者 中 ，被 験 者 B, C お よ び F に お い て は 橈 骨 動 脈 の 血 流 速 度 と 歩 数 の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 が み ら れ , 被 験 者 A お よ び D に お い て は 逆 に 有 意 な 負 の 相 関 が み ら れ た ．ま た 被 験 者 E に お い て は 有 意 な 相 関 は み ら れ な か っ た ． 一 般 に 歩 行 や ウ ォ ー キ ン グ の よ う な 有 酸 素 運 動 に よ っ て 筋 肉 量 は 増 え ， 骨 格 筋 ポ ン プ 機 能 の 上 昇 に よ り 全 身 の 血 液 循 環 が 良 く な り 血 流 速 度 は 高 く な る こ と が 期 待 さ れ る ．し か し ，被 験 者 A お よ び D に お い て は ， む し ろ 低 く な る 傾 向 が み ら れ た ． こ の 原 因 と し て ， 未 だ 全 く の 仮 説 で は あ る が ， 生 体 に 備 わ る 血 流 配 分 機 能 が 関 係 し て い る 可 能 性 が 考 え ら れ る ． 即 ち ， 被 験 者 に と っ て 強 度 の 大 き い 歩 行 や ウ ォ ー キ ン グ 習 慣 に よ り 特 に 大 腿 筋 肉 が 増 強 さ れ ， そ ち ら へ の 血 流 配 分 が 大 き く な る こ と に よ り ， 掌 へ の 血 流 配 分 が 抑 制 さ れ る 可 能 性 で あ る ． こ れ ら は ， 生 活 習 慣 や 体 格 ・ 体 質 な ど に よ り 個 人 差 が 大 き く 出 て く る こ と が 予 想 さ れ ， 今 後 の さ ら な る 研 究 課 題 で あ る ． い ず れ に し て も ， 運 動 と 血 流 の 関 係 は 睡 眠 と 血 流 の 関 係 に 比 べ て 複 雑 で あ る こ と を ， 研 究 結 果 は 示 唆 し て い る ．4.4. 個 人 健 康 管 理 手 法 としての可 能 性
被 験 者 が 6 人 と 少 な く ， デ ー タ 解 析 結 果 も 不 明 な 点 は 未 だ 多 い が ，日 毎 粒 度 で 時 系 列 的 に 末 梢 血 流 速 度（ 本 研 究 で は 橈 骨 動 脈 が 対 象 ） を 計 測 す る こ と で ， 個 人 毎 に ， １ ） 体 温 調 節 機 能 の 可 視 化 ， ２ ） 睡 眠 と 血 行 の 関 係 把 握 ， ３ ） 例 え ば 「 ご ぼ う 茶 摂 取 」 の よ う な 血 行 改 善 チ ャ レ ン ジ 効 果 の 確 認 ， な ど が で き る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た ． 今 後 さ ら に 被 験 者 数 を 増 や し ， ケ ー ス ス タ デ ィ を 積 み 重 ね る 必 要 が あ る が ， 在 宅 で も 使 用 可 能 な 無 侵 襲 ・ 簡 便 性 を 備 え た 超 音 波 ド ッ プ ラ ー 血 流 計 測 は ， 冷 え 性 な ど 特 に 血 液 循 環 系 の 不 安 を 持 つ 個 人 に と っ て 一 つ の 有 用 な 健 康 管 理 手 段 に な り う る も の と 考 え ら れ る ．5. ま と め
6 人 の 「 冷 え 性 」 に 悩 み を も つ 被 験 者 を 対 象 に ， ポ ケ ッ ト 型 超 音 波 血 流 計 を 在 宅 で 用 い て 手 首 の 橈 骨 動 脈 血 流 速 度 を 日 毎 粒 度 で 半 年 間 計 測 ・ 取 得 し た デ ー タ を 基 に ， 睡 眠 、 運 動 な ど 生 活 習 慣 と の 関 係 を 分 析 し た 結 果 を 以 下 に ま と め る ． （ １ ） 6 被 験 者 中 4 被 験 者 に お い て ， 気 温 の 高 い 夏 季 期 間 に 血 流 速 度 の 顕 著 な 増 加 が 観 測 さ れ ， 生 体 に 備 わ る 深 部 体 温 調 節 機 能 の 現 れ と 考 え ら れ た ． n = 73 r = 0.342 p < 0.01（ ２ ） 6 被 験 者 す べ て に お い て ， 血 流 速 度 と 睡 眠 時 間 の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 が み ら れ ， 睡 眠 に よ る 血 液 循 環 の 改 善 効 果 と 考 え ら れ た ． （ ３ ）血 流 速 度 と 歩 数 の 間 に ，3 被 験 者 で 有 意 な 正 の ， 2 被 験 者 で 負 の 相 関 が み ら れ ， 1 被 験 者 で は 有 意 な 相 関 が み ら れ な か っ た ． 未 だ 全 く の 仮 説 で は あ る が ， 原 因 と し て 運 動 に よ る 血 液 循 環 の 改 善 と 筋 肉 へ の 血 流 配 分 の 兼 ね 合 い に よ る 可 能 性 が 考 え ら れ た ． （ ４ ） 1 被 験 者 が 試 み た 継 続 的 「 ご ぼ う 茶 」 摂 取 に よ り 血 流 速 度 が 高 く な る 有 意 な 相 関 が み ら れ た ． こ れ ら の 結 果 に よ り ， 在 宅 で の 超 音 波 に よ る 末 梢 血 管 血 流 計 測 は ， 特 に 「 冷 え 性 」 に 悩 む 個 人 の 健 康 管 理 の １ 手 段 と し て 有 効 で あ る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た ． 謝 辞 本 研 究 に ご 協 力 い た だ い た 6 人 の 被 験 者 （ 高 崎 健 康 福 祉 大 学 健 康 福 祉 学 部 医 療 情 報 学 科 ４ 年 生（ 当 時 ））に 深 く 感 謝 し ま す ． な お ， 本 研 究 は 文 部 科 学 省 科 研 費 （ 課 題 番 号 ： 26350868） の 助 成 を 受 け て い る ． ま た ， 日 本 デ ー タ ベ ー ス 学 会 と 日 立 製 作 所 に よ る 日 立 HiRDB ア カ デ ミ ッ ク 制 度 の 適 用 を 受 け て い る ．
参 考 文 献
[1] E. Kantoch, P. Augustyniak, M. Markiewicz and D. Prusak, “Monitoring Activities of Daily Living Based on a Wearable Wireless Body Sensor Network”, Proc. 36t h Annual International Conference of the IEEE EMBS, pp. 586-589, 2014.
[2] B. C. Zapata, A. H. Ninirola, J. L. Fernandez-Aleman, and A. Toval, “Assessing the Privacy Policies in Mobile Personal Health Records”, Proc. 36t h Annual International Conference of the IEEE EMBS, pp. 4956-4959, 2014. [3] テ ク ノ ・ ヘ ル ス ・ コ ミ ュ ニ ケ ア ・ フ ォ ー ラ ム , 平 成 9 年 度 厚 生 科 学 研 究 費 , “医 療 機 器・ 情 報 シ ス テ ム の 動 向 に 関 す る 調 査 研 究 ― 21 世 紀 に 向 け た 医 療 機 器・情 報 シ ス テ ム 開 発 の 在 り 方 に 関 す る 研 究 ” ― 報 告 書 , 1998. [4] 西 川 桃 子 , 我 部 山 キ ヨ 子 ， ” 冷 え 症 の 定 義 , 測 定 , 特 徴 お よ び 妊 婦 の 冷 え 症 に 関 す る 文 献 レ ビ ュ ー と 今 後 の 研 究 の 方 向 性 ”, 京 都 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科 人 間 健 康 科 学 系 専 攻 紀 要 健 康 科 学（ 6）, pp. 57-65, 2009. [5] 竹 内 裕 之 , 児 玉 直 樹 , ”生 活 習 慣 と 健 康 状 態 に 関 す る 時 系 列 デ ー タ 解 析 手 法 の 開 発 ”, DEWS 論 文 集 E1-5, 2008. [6] 宮 内 喜 男 ， 駒 井 康 伸 ， 山 形 高 志 ， 前 野 幹 幸 ， 永 井 彰 ，伊 藤 元 彦 ，“高 齢 患 者 に お け る 末 梢 循 環 障 害 と そ の 早 期 診 断 法 の 検 討 ”, IRYO 48(10), pp. 789-794, 1994. [7] 前 田 順 一 ， 竹 宮 隆 , “レ ー ザ ー 組 織 血 流 計 及 び 双 方 向 性 超 音 波 血 流 計 に よ る 位 置 負 荷 ― 末 梢 循 環 応 答 の 分 析 ”， 体 力 科 学 39, pp. 106-113, 1990. [8] 片 岡 幸 雄 , 武 田 直 子 , 佐 野 裕 司 , “若 年 者 お よ び 中 高 年 者 に お け る 60 分 間 の 普 通 歩 お よ び 速 歩 が 血 圧 お よ び 末 梢 循 環 に 及 ぼ す 影 響 ”, 千 葉 大 学 教 育 学 部 研 究 紀 要 49(Ⅲ )：自 然 科 学 編 , pp. 75-83, 2001. [9] H. Takeuchi, N. Kodama and S. Takahashi,
“Time-series Data Analysis of Long-term Home Blood Pressure Measurements in Relation to Lifestyle”, Proc. 15t h World Congress on Health and Biomedical Informatics, pp. 751-755, 2015.
