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JPS5836529A - 静脈及び動脈血流及び排液障害を無侵襲で検出する測定装置 - Google Patents

静脈及び動脈血流及び排液障害を無侵襲で検出する測定装置

Info

Publication number
JPS5836529A
JPS5836529A JP57003245A JP324582A JPS5836529A JP S5836529 A JPS5836529 A JP S5836529A JP 57003245 A JP57003245 A JP 57003245A JP 324582 A JP324582 A JP 324582A JP S5836529 A JPS5836529 A JP S5836529A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
skin
measuring
radiation
venous
drainage
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.)
Pending
Application number
JP57003245A
Other languages
English (en)
Inventor
フラデイミア・ブラツク
フオルカ−・ウイ−ナ−ト
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6122437&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS5836529(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS5836529A publication Critical patent/JPS5836529A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • A61B5/02416Measuring pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は身体における末梢静脈排液障害及び動脈血流障
害の計量測定を行なう測定装置に関するものである。臨
床的に、本発明は一方において物理的な圧迫下(これは
#!部における主要な静脈の血液循環状況と密接な相関
関係にある。)における皮膚の血液循環の変動を客観的
に検出することを可能とし、さらに他方において、末梢
における静脈流のつまり(血橙症)を検査するために用
いられる。
慢性静脈不良(CV工)は心臓弁の機能不全に起因する
末梢静脈排液障害によって特徴付けられている。ここに
おける用語CV工は第−期及び第二期静脈瘤の両者の後
遺症を含む。
CV工の臨床像は多種多様である。これらとしては、血
管の変形(コロナ 7レペクタチカ パッジ2ンタリ、
c = corona phlabectatica 
paraplan−taris 、皮膚静脈における小
静脈瘤膨張、毛細管アル2albaなど)、浮鵬、皮膚
変化(たとえば過多もしくは脱色素沈着)及び皮膚病巣
として表われる。
下記の主観的なかつ単なる記述的なCV工の分類は臨床
Kfiって有用である。
ステーゾ■:コロナ フレペクタチヵ /ぐラグランク
リス、 ステーノミl:コロナ 7レベクタチカの有無を伴う過
多鳴しくけ脱色素沈着、 ステージI:進行中または治癒済の静脈瘤潰瘍。
しかしながら、前述した各ステージにおける疾病の分類
は実際の静脈障害を発見するためには役立九ず、正確な
診断を行なうためには測定手段にたよらざるを得ない。
過去10年間において脈管学の測定技術分野において大
きな進歩が達成されている。現在の技術分野によれば、
下記の種々のテスト方法が末梢静脈疾病の計測に利用さ
れている。 (IChringer @t al、  
: ・・vanoseムbflv Bst。
rung@n ’ 、  F、  1nke Verl
ag、 Stuttg!Lrtp 1979)1、 静
脈圧測定 (静脈動力測定) 2、容積測定 (fレシスモグ2フイ=plethys
mography ) 3.7し一ダ2フイ= phlebography (
及び等方性フレーグラフィ)、 46  放射性ヨウ素フィブリノrン テスト、5、 
サーモダラフイ。
特に、静脈不良の程度を客観的に計測することができる
という理由から、無侵襲かつ動的な静脈圧測定として知
られる測定技術が過去数年において広範囲の臨床に用い
られてきた。
人体の任意の場所にお叶る静脈圧は複合して変化し、こ
の結果、水平姿勢において、局部液圧(うつ自圧)によ
る静止液及び膨張に対する血管壁の抵抗(進管の緊張)
が見られる。血流が開始されると、心拍出量及び末梢部
分の抵抗に依存するレベルの自流圧が前記基礎圧力に加
えられる。
最後に1この静脈圧、こめ圧力は水平の安靜贅勢にお叶
る全静脈システムを通じてほぼ同レベルかつほとんど一
定であるが、前記静脈圧は立ち上った姿勢においては他
の要因すなわち流体静力学圧と結合される。これは数学
的には測定レベルと流体静力学的な無変化なレベル、す
なわちこれはほぼ第4左肋間のレベルとほぼ同一である
が、との差に対応する。
末梢部における容積及び静脈圧はCV工によって増加す
る。、1!73年にたとえばスレシラス(テhue・−
1us )は前記客積と圧力との棗好な対応を示しく前
述した参考例の第4624−ゾ及び第232図を参照)
、を九末梢皮下静脈における動的な圧力測定は従ってO
VXの計測に用いられることを示しえ。
今h1静脈圧測定は一般には以下の手法によって行なわ
れている。
穿刺盲管が足の背面静脈内に挿入され、次にポリエチレ
ンチェープが盲管と電子圧力コンバータとを接続するた
めに盲管に装着される。適当な姿勢がとられ良状態で、
盲管は皮膚に固着される。
そして安静時の圧力P・が記鎌装置(通常罵0Gfaツ
タ)K記鎌される。その後、所定の運動!ロダラムが奥
行される(これはIs秒間KIO回O足の屈自もしくは
10回のつま先立ちが好適であると示唆されている)。
筋肉構造(ふくらはぎ及び足首の筋肉の筋肉1yf@官
としての)により末梢部分から排出される血液量は前記
運動に従つて増加し、これはひざ関節における末端の圧
力及び容積の減少として表われる。初期圧力(安静時の
圧力)からの減少は運動プログ2人が行なわれている間
記録される。最低圧力はPm1nとして示される。そし
て次に脚が固定保持される。再充満段階(期間to)の
間、圧力は再びPa1nからP。
へ増加する。この記録され九期関t・は前記圧力差、j
 P = F、 −Pm1nと同様KCV工診断におけ
る考慮対象となる。
健康な被検者の圧力変化の様相とは異なり、静脈疾病に
冒された被検者においては小さな圧力降下ΔP及び短い
再充満期間という症候を示す。前述した従来技術である
静脈圧測定での欠点は侵後性があり、被検者に対して苦
痛を与え、高価な(滅菌穿刺器具)、測定時間が長くま
た併発病(血腫、静脈炎)を引起す可能性があるという
ことにある。これらの理由によって、前述した従来装置
は一般には通常の測定手法としては用いることができな
かった。
一方、デレシスモダラフイCvxの計測とじて無侵襲の
技術である。これは検査される全領域の容積O随伴運動
変動を記鎌するととによって末梢の区分における血液量
の急速な変化を計量的に検出するための手法である。水
デレシスモグラフは伝達媒質として水を用い、これは末
梢部分に密着して配置され、通常fムの〆イヤ7ラムに
よって末梢部分と隔てられている。また空気プレシスモ
ダラフは弾性のある空気を密封し九袖筒を利用するもの
である。検査部分の容積変化は前記袖筒内の空気圧変化
を4h九らす。さらに水銀歪r−ノを用い九デレシスモ
プラ7においては、周辺の測定が行なわれ、容積変化に
関する結論はこれらの測定に基づいて推測される。さら
に身体のある部分における自流量の変化は電気的な抵抗
の変化と対応することが知られている。電子レオグラフ
ィ(rh・Ography )及びインピーダンスダレ
シソグラフィとして知られる手法はこの効果に基づくも
のである。これらの手法においてはいくつかの金属接触
子が皮膚に密着される。
光電fvシソ1”574 (たとえばムeta D*r
matovenar(5tockho1.m ) I 
 S O(111)Q)、PP、、263−269ま九
はPhya、 M@(1,Biol、19 (1974
)PP、317−328)  として知られる手法にお
いては、脈搏が検査される(心拍作用に対応する周辺の
自流容積の変化)。多くの場合において、指先またはつ
ま先が光源によって透照され、透過もしくは反射光量が
検出され、これは心拍リズムに対応して周期的に変化す
る。この方法によれば、たとえば、毎分の心拍ビート数
を無侵襲で知ることが可能となる。
しかしながら、前述したいずれのゾレシスモグラフ手法
によっても前述した各参考例に記載されているような各
種の欠点を有しており、この結果、副作用の発生、測定
精度が低い、反復性に欠けるそして取り扱いが容易でな
いなどの理由から臨床的に受入れられるまでには至って
いない。これらの理由によってデレシスモグラフ手法は
無侵襲の静脈圧測定として広範囲に用いられ−までに至
らないのが現状である。
超音波ドラグラ手法もまた静脈の崩液力学を計測する九
めの無侵襲の計量手法である。この手法においては、血
流速度が時間の関数として記録される。しかしながら、
これは0VIK関する計量的な情報を得るために用いる
ことはできない。
最終的には、グレ?グラフィ、放射性ヨウ素フィブリノ
ダンテスト及びサーモグラフィによる侵襲手法が身体の
相当量の緊張により特殊な臨床診断においてのみ用いら
れるようになったが、これらは複雑かつ高価な装置を必
要としまた極めて限定され九情報を得るに止っている。
これらは静脈撫橙症の診断においては成功を納めたが、
しかしながらaV工の計量測定には用いることができな
かった。
CV工は大量移送静脈系領域における静脈排液障害すな
わち大血液循環系の損傷によると一般には考えられてい
る。しかしながら他方において、毛細管網における微細
血液循環系の損傷も存在することは知られていない、、
ati工の全ての症状は従って皮膚及び皮下組織に存す
るのである。
動脈血流障害において、皮膚の色及び静脈の充満は身体
の適当な部分の位置を変化することによって特定の顔に
従った変化を示す(Widmer :’ Arteri
*11θDurchblvtuagastBrung 
in darPraXi@ ’ 、  H6Hubne
r Verlag、  1 g 72参照)。
今日において物理学者によりこのよりな診断は視覚によ
って行なわれるようになってきた。しかしながら、この
ような診断は主観的でありまた外部の検査環境九とえば
採光環境などによって大きく影響を受ける。
本発明の目的は身体末梢における周辺排液及び血流障害
を検出するために静脈及び動脈の皮膚血管における干満
を無侵襲で客観的にかつ計量的に測定することのできる
改良された測定装置を提供することにある。
本発明における無侵襲の光反射レオグラフィ(LRR)
手法は適当に選択された放射スペクトルを有する複数の
放射源と皮膚の維管束網目組織からの反射光を受波する
光検出器とによって皮膚を透照する放射量を検出針側し
またこれと同時に皮膚温度を測定するととくよって達成
される。
以下に図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明
する。
測定ヘッド1は検査対象となる手足に容易に固着できる
ように小型軽量とすることが良い。また、皮膚への圧迫
が皮膚血管による自流への圧力を与えこれによって測定
結果を歪めることを防ぐためにヘッドの固着による皮膚
への圧力を極力除去することが必要である。さらに1こ
の測定ヘッドは被検者への固着後に行なわれる運動中に
被検者の動きを肪げるものであってはならない。
光反射レオグラフィは身体のあらゆる位置において適用
可能である。この点、たとえばゾレシスモグラ7手法は
このような要求を満足することはできない。
第1図において示し九夾施例において、LRR測定ヘッ
ドはpvo材から製作されている。この測定ヘッドの外
形はほぼ30ミリメートルであシまたこの要素8.9及
び10を含む全重量はわずかに10グラムにすぎない。
測定ヘッドは皮膚の選択された検査位置に市販の箔リン
グによって固着され、この箔リングはその両111面に
接着剤が設けられており、これはシーメンス社製オーダ
ーA23フ35フ91300として製造されている。こ
のようなリングは通常FiOG電極を固定するために用
いられている。このリングは最初測定ヘッドlの面4に
固定され次に測定ヘッドlが皮膚に固着される。
測定ヘッドは複数の開口部を有する。複線電気ケーブル
が開口部3を通って挿入され測定ヘッド1を電子計測回
路に接続する。測定ヘッド1の背面はカバー2によって
閉止されている。
受波器9(半導体光ダイオードもしくは光トランジスタ
)が測定ヘッド1の中心軸上で開口部6内に固定されて
いる。
好ましくは3個(少なくとも2個)またはそれ以上の放
射源8(半導体レーデダイオードまたはLEDとして知
られる光放出ダイオード)が前期受波器9の周囲Kll
状に開口部5内に配置されている。これらの放射源は各
形式に応じて選択的にその放射特性が定められ、これら
はスイクトラムの近赤外または可視領域におりて放射作
用を行なう。そしてこれらは外光による乱れから測定結
果を保護するために調整される。さらに、これらの放射
源は測定精度に悪影響を及ぼすことを防止するためにい
かなる熱をも発生させるようなものであってはならない
放射源8及び受波器9にはそれぞれレンズを設けること
が好適である。このレンズ構造によって放射線は集束さ
れ、この結果、放出され九選択的な光放射は一方におい
て皮膚の深部にまで達することができ、他方において、
受波器は皮膚の維管束網目組織からの反射散乱放射量を
検出することができる。(これは皮膚表面からの反射と
は異なる。) 受渡器9の周囲に環状に設けられた複数の放射源8を用
いることは従来の光電グレシスモグラフ記録装置とは異
なり皮膚に対して温度上昇を与えることなく一様な皮膚
の透照を得ることができる。
最後に、時々刻々の皮膚温度を測定するために小さな温
度センサ10が測定ヘッドlに設けられている。これは
開口部7内に設置されている。
このような測定はこうした状況において新規であり九た
従来より知られている脈管学測定技術(たとえばK11
n、 Waechr、 34 (1956) p。
356参照)すなわち皮膚温度に実質的に意存する静脈
排液障害の程度を診断する技術を考慮し九場合において
もこのような測定方法が従来のものと異なり全く新たで
あることは疑いない。
本発明に基づく光電計測装置の一例が第2図に示されて
いる。第2図のブロック図において、参照符号は以下′
−意味する。
ll 交番波発生器(たとえばF、=10KHz)12
 低周波数の干渉を抑制するための7・イΔスフイルタ 13 放射源8を対称的に調整するための変調調整器 
 2 14 受波器9によって検出された測定信号の増幅器 15 バンドイスフィルタ(放射線の選択的検出) 16 復調器 17 干渉を抑制するために限界周波数を調整するロー
ノぐスフィルタ(運動によるアーチパクト(陰(1)、
呼吸または心拍に基づく測定信号の干渉変調などの干渉
) 18 目盛決めユニット、零調整ユニット19 測定信
号のための計測回路(たとえばプロッタ)この回路は皮
膚反射による動的変化を記録するものであ秒、以下に説
明するノ量うメータRo、Rwax、  切 などの計
測及びデシタル表示をコンピュータにより処理する02
0  @度噌ンサ10から供給された測定信号の処理及
び増幅を行なう手段 21 アナログ−デシタルコンバータ 22 皮膚温度デシタル表示ユニット 23 運動プログラムのための同期クロックユニット 24 運動プログラムを補助するための視覚信号発生器 2s 運動プログラムを補助するための聴覚信号発生器
本発明に基づく無侵襲の光反射レオグラフィ(LRR)
手法は侵襲静脈圧測定と類似した手法により行なわれ以
下のステツブを含む。
測定ヘッドは被検者が好ましくは脚をぶら下げた状態で
座った姿勢において内側の足首から適当な距離(たとえ
ば10 ts )の位置において楽にした脚の内@に固
着される。
この測定ヘッドは両側面に接着剤を有する竺述したリン
グを用いることによ妙所定位置にかつ再使用可能に固定
される。電子計測回路は目盛決めユニット18及びこれ
に対応する電子手段によってその後に自動的に目盛決め
される。安静時における圧力p、と同様に、静止時のR
oでの皮膚反射敬がLRR手法によって記録される。こ
の時測定ヘッド1の下方領域における検査される皮膚の
温度もまた自動的に測定される。
記録ユニット(好ましくはプロッタ)は押しがタンによ
り始動され、LRR曲線が記録される。
ついで、被検者には運動プログラムが蘇される。
このプロダラムを行なうためK、被検者は同期クロック
ユニット23,24.25からの視覚的及び聴覚的信号
に追従し、IIs秒間で10回を越えない糧度の足首の
背面屈曲を行なう。また、他の運動プロダラムももちろ
ん可能である。そして次に脚は再び楽に休んだ状11に
ぶら下げられる。この運動プロダラム(足首血流Iング
)紘皮膚自管を空にする作用を行ない、これによって皮
膚での反射量は増加し皮膚の色は育白くなる。この皮膚
反射における賓化は記録ユニツ)Kよって記録される。
圧力Pm1nにおけると同様に1 皮膚反射REIIa
!量が記録される。運動プロダラムが終了し丸後、静脈
は通常の場合動脈自流によってのみ充満され、この時、
皮膚反射は安静時のR・における反射量と#1ぼ同一の
値まで減少する。静脈不良がある場合には、付加的な静
脈逆流が存し、これKよって崖管はより早く充満される
こととなる。
充満時間t・及び皮膚反射量の差J R= R11i&
X −R・は共にプロットされ九LRRIlllI(第
3から第5図参jl)によって読み取られ或いは他の可
能な計測要因(たとえば運動プロダラム完了後における
皮膚反射の減少勾配)などからも読み取ることができ、
これらはさらにコンピユータ化された計量ユニットの助
けを借シて電子的に求めることも可能である。
第3図には健康な婦人によるテスト結果のLRR曲線が
示されている。
測定は右のふくらはぎにおいて行なわれ、この時の皮膚
温度は32℃であった。この場合において、皮膚反射量
の差ΔRは図における電圧差200mVに対応し、また
充満時間はto=SO秒であった。
第4図は男性のテスト結果によるLRR曲線を示す。左
脚(左図)は健康であり、T=32.8℃であり、右脚
(右図)は第1期静脈瘤を示す。左脚に対しては、ΔR
C!240 mV、 t* ”:345秒、また右脚に
対しては、ΔR=150 mV 、t@ 功2G秒を示
す。特に、・短い充満時間t・は疾病を有する脚の診断
を行なう際の特有の徴候である。
最後に1第5図はステージIOV工に冒された患者の検
査結果を示す。皮膚温度はこの例において以下のAラメ
ータを含む。
第1i&図:テーktn=sx’c(冷)ΔFkx41
6mV ; t、 =30秒。
第sb図:   =33℃(正常)  cv34QmV
;  ==25秒。
第5c図:=35℃(暖)  α45Qmマ: =19
秒。
第5a図:=39℃(暖)  e!Mt3110 m 
V ;  =11秒。
各種実験例はLRR手法の結果と従来の侵襲静脈圧測定
の結果との間に嵐好な一致が得られることを示し、従来
知られまた用いられてい先手法における欠点が今回の手
法によって除去されることが理解されよう。
本発明に基づく測定装置が動脈自流障害の検査に利用さ
れる場合、測定ヘッドはまず検査される被検体の部分に
装着され次に前述し光測定が行なわれるが、この時被検
者は同時に位置テストなるものを同時に実行する(たと
えば傾斜テスト、ム1ion test Ratsah
ow test ) 。測定領域一時々刻刻変化しなが
ら供給される皮膚自流4LRR手法によれば従来一般に
用いられてい九視覚による観察と比べて極めて高精度に
行なうことができ、この結果、血流障害に関する結論を
正確に描き出すことを可能とする。
他の検査、九とえば下肢の末梢領域における動脈血流障
害に関係する検査を行なう場合においても、本発明の測
定装置において2個もしくはそれ以上の測定ヘッドを電
子計測回路に同時に装着するととによって良好外測定を
行なうことができる。
これは皮膚の正常Km流が供給されている部分と充分な
供給が与えられていない部分との間の測定値の差によっ
て診断を行なうことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る測定ヘッドの好適な実施例を示す
正面図及びその縦断面図、 第2図は本発明における電子的な処理計測回路のブロッ
ク図、 第3.4,5図は本発明によるいくつかの測定結果を示
す特性図である。 1・・・光測定ヘッド、  8・・・放射源、9・・・
受渡器、     lO・・・温度センサ、13・・・
変調調整器、   1G・・・復調器、18・・・目盛
決めユニット、 19・・・計測回路、 23・・・同期クロックユニット。 図面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書(方式) 昭和57年7月8日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願 第3245号 2、発明の名称 静脈及び動脈血流及び排液障害を無侵襲で検出する測定
装置3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 住所  西ドイツ国 5100アーヂエン34 バッヮ
イデ14氏名  フラディミア ブラック (国n>  チェコスロバキア国 昭和57年6月11日 (発送日 昭和57年6月29
日)(3)委任状及びその訳文          各
1通7、補正の内容 別紙のとおり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) a、  各末梢部分の皮膚に向けて放射作用を
    行なう複数の放射源と、 b、皮膚の維管束網目組織からの反射散乱放射量を測定
    する丸めの受渡器と、 C2皮膚温を同時に測定するための温度センナと、 d0反射散乱量と皮膚温度との変動経過を時間の関数と
    して検出及び記録する電子計@回路と、を含み、各末梢
    部分にお秒る靜脈或いは動脈への血流の干満をその変動
    経過に従って時間の関数として検出可能とし、身体末梢
    の外縁排液及び血流障害を無侵襲にて検出する測定装置
    。 (2、特許請求の範囲(1)記載の装置において、検査
    される皮膚部分に固着される光測定ヘッド(1)が設け
    られ、該光測定ヘッドはその中央開口部(6)に受波器
    (9)を有しさらKその付加開口部(5,7)に前記受
    波器の周囲に褒状に放射源(8)及び小さな温度センナ
    (10)が配置されていることを特徴とする測定装置。 (3)特許請求の範囲(1)まえは(2)のいずれかに
    記載の装置において、放射源(8)はスペクトラムの近
    赤外及び可視領域の放射作用を行ないかつ皮膚に対して
    熱的な歪を与えないように選択的な放射作用を行なう放
    射器から成ることを特徴とする測定装置。 (4)  特許請求の範囲(1)から(3)のいずれか
    に記載の装置において、放射源(8)及び受波器(9)
    には共に適当に一体化された集束レンズが設けられてい
    ることを特徴とする測定装置。 (5)特許請求の範囲(2)から(4)のいずれかに記
    載の装置において、測定ヘッド(1)は平担なかつ環状
    のハウジング内に収納されており、該ノ1ウゾングは好
    ましくはほぼ30ミリメートル程度の外径を有し両面に
    接着剤が設けられた市販の箔によって皮膚の検査部分に
    固着できることを特徴とする測定装置。 (−特許請求の範囲(1)から(5)のいずれかに記載
    の装置において、電子継続回路は単一または複数の同一
    の測定ヘッドからの信号に基づいて静脈または動脈排液
    及び血流障害を検査するために物理的なパラメータがグ
    ラフ或いは分析値として出力できることを特徴とする測
    定装置。 (7)特許請求の範囲(1)から(6)のいずれかに記
    載の装置において、電子計測回路は被検者に所定の運動
    プログラムを行なわせる九めに視覚的または聴覚的に前
    記faミグラム実行を補助する同期ブロックエニット(
    23,24,25)を含むことを特徴とする測定装置。 (8)特許請求の範囲(1)から(1)のいずれかに記
    載の装置において、電子計測回路は測定ヘッド(1)か
    ら供給される温度信号を計測し皮膚の検査部の温度をデ
    ジタル的に表示するための要素(20,21,22)を
    含むことを特徴とする測定装置。
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