NL1016633C2 - Method and device for determining at least one property of a biological fluid. - Google Patents
Method and device for determining at least one property of a biological fluid. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1016633C2 NL1016633C2 NL1016633A NL1016633A NL1016633C2 NL 1016633 C2 NL1016633 C2 NL 1016633C2 NL 1016633 A NL1016633 A NL 1016633A NL 1016633 A NL1016633 A NL 1016633A NL 1016633 C2 NL1016633 C2 NL 1016633C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- biological fluid
- impedance
- measuring
- fluid
- electrodes
- Prior art date
Links
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 title claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
- G01N27/07—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
- G01N33/03—Edible oils or edible fats
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
Werkwijze en inrichting voor het bepalen van ten minste een eigenschap van een biologische vloeistof 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bepalen van ten minste een eigenschap van een biologische vloeistof.Method and device for determining at least one property of a biological fluid. The present invention relates to a method and device for determining at least one property of a biological fluid.
Vloeistoffen hebben in het algemeen een bepaalde viscositeit die wordt bepaald door de ratio tussen de 10 "shear stress" en "shear rate". Alle vloeistoffen worden rheologisch gekarakteriseerd door de manier waarop deze ratio verandert met veranderingen van de shear rate. Voor zogeheten Newtonse vloeistoffen geldt dat de shear stress evenredig is met de shear rate in laminaire stromingen, 15 met andere woorden de viscositeit is constant. Men spreekt van niet-Newtoniaans gedrag van een vloeistof, indien de viscositeit ervan varieert, afhankelijk van de shear rate. De wet van Poiseuille refereert ook alleen aan vloeistoffen waarvan de viscositeit constant blijft 20 bij verschillende mate van (laminaire) flow. Voor vloeistoffen met een niet-Newtoniaans gedrag is deze wet echter niet zondermeer toepasbaar. Alleen als een vloeistof uit kleine deeltjes van gelijke grootte bestaat en de vloeistof homogeen is, zal een vloeistof zich Newtoni-25 aans gedragen. Vloeistoffen die bestaan uit moleculen van een zekere grootte of uit een hoge concentratie van in suspensie zijnde partikels (zoals bijvoorbeeld rode bloedcellen in het bloed) zullen zich in meer of mindere mate niet-Newtoniaans gedragen. In het algemeen zijn de 30 meeste biologische vloeistoffen van een dergelijke aard; het zijn suspensies van cellen of van proteïnen of andere macromoleculen, die verschillend van grootte zijn en elkaar beïnvloeden, zoals bijvoorbeeld door vanderWaals krachten, in het bijzonder bij lagere shear rate. Hier-35 door verandert de viscositeit.Liquids generally have a certain viscosity that is determined by the ratio between "shear stress" and "shear rate". All liquids are rheologically characterized by the way this ratio changes with changes in the shear rate. For so-called Newtonian liquids, the shear stress is proportional to the shear rate in laminar flows, in other words the viscosity is constant. One speaks of non-Newtonian behavior of a liquid if its viscosity varies depending on the shear rate. The Poiseuille law also only refers to liquids whose viscosity remains constant with varying degrees of (laminar) flow. However, this law is not automatically applicable to liquids with a non-Newtonian behavior. Only if a liquid consists of small particles of equal size and the liquid is homogeneous, will a liquid behave Newtoni-25. Liquids consisting of molecules of a certain size or from a high concentration of suspended particles (such as, for example, red blood cells in the blood) will behave to a greater or lesser extent non-Newtonian. In general, most biological fluids are of such a nature; they are suspensions of cells or of proteins or other macromolecules, which are different in size and influence each other, such as for example by VanderWaals forces, in particular at a lower shear rate. This changes the viscosity.
Het is bekend om de viscositeit van biologische vloeistoffen te meten door middel van zogeheten "cone plate" viscosimeters, waarbij de shear rate kan worden 2 ingesteld en de shear stress wordt berekend; de ratio tussen beide parameters geeft dan de viscositeit aan. Het op deze wijze meten van de viscositeit van biologische vloeistoffen is echter een bewerkelijke en tijdrovende 5 procedure.It is known to measure the viscosity of biological fluids by means of so-called "cone plate" viscosimeters, in which the shear rate can be set and the shear stress is calculated; the ratio between the two parameters then indicates the viscosity. However, measuring the viscosity of biological fluids in this way is a laborious and time-consuming procedure.
Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het bepalen van ten minste een eigenschap van een stromende biologische vloeistof, waarbij de hiervoor genoemde bezwaren ten 10 minste worden verminderd.The object of the present invention is to provide a method for determining at least one property of a flowing biological fluid, wherein the aforementioned drawbacks are at least alleviated.
Dit doel wordt door de uitvinding bereikt door een werkwijze, omvattende: (a) het gedurende een bepaalde tijd opwekken van een elektrisch wisselspanningsveld met een bepaalde 15 frequentie in de biologische vloeistof; (b) het gedurende de bepaalde tijd meten van een meetsignaal van de elektrische impedantie tussen ten minste twee punten in de biologische vloeistof; en (c) het vergelijken van het meetsignaal met een 20 vooraf bepaalde relatie tussen de gemeten impedantie en de eigenschappen van de vloeistof, waarbij de biologische vloeistof geen bloed is. Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen op eenvoudige en betrouwbare wijze diverse eigenschappen van een stromende biologische 25 vloeistof, anders dan bloed, worden bepaald.This object is achieved by the invention by a method, comprising: (a) generating an electric alternating voltage field at a certain time in the biological fluid; (b) measuring an electrical impedance measurement signal between at least two points in the biological fluid during the determined time; and (c) comparing the measurement signal with a predetermined relationship between the measured impedance and the properties of the fluid, wherein the biological fluid is not blood. With the method according to the invention, various properties of a flowing biological fluid, other than blood, can be determined in a simple and reliable manner.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze omvat deze verder het tijdens de impedantiemeting bepalen van de temperatuur van de biologische vloeistof, waarbij het meetsignaal wordt vergeleken met een vooraf 30 bepaalde relatie tussen de gemeten impedantie, de temperatuur en de eigenschappen van de vloeistof. Op deze wijze kan een relatie worden bepaald tussen temperatuursveranderingen van de biologische vloeistof en de gemeten elektrische impedantie en kan worden gecorrigeerd voor de 35 temperatuur.In a special embodiment of the method, it further comprises determining the temperature of the biological fluid during impedance measurement, wherein the measurement signal is compared with a predetermined relationship between the measured impedance, the temperature and the properties of the fluid. In this way a relationship can be determined between temperature changes of the biological fluid and the measured electrical impedance and can be corrected for the temperature.
De werkwijze volgens de uitvinding is geschikt voor het bepalen van verschillende eigenschappen van diverse biologische vloeistoffen anders dan bloed. Hier- ! > e ^ ^ _ .<v.The method according to the invention is suitable for determining different properties of various biological fluids other than blood. Here- ! > e ^ ^ _. <v.
3 bij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan speeksel, slijm, of melk. Bij voorkeur omvat de biologische vloeistof olie.3, for example, saliva, mucus, or milk. Preferably the biological fluid comprises oil.
De onderhavige uitvinding wordt toegelicht aan 5 de hand van de bijgaande figuren, waarin figuur 1 een schematische weergave van een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; figuur 2 twee grafieken toont waarin het geme-10 ten impedantiegignaal is uitgezet als functie van de tijd. A: gemeten impedantiesignaal (ZO); B: gemeten impedantieverandering (delta Z).The present invention is explained with reference to the accompanying figures, in which figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the device according to the invention; Figure 2 shows two graphs in which the measured impedance signal is plotted as a function of time. A: measured impedance signal (ZO); B: measured impedance change (delta Z).
figuur 3 een detail van de in figuur 1 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 15 uitvinding toont, waarbij een biologische vloeistof met een aantal partikels is aangegeven; en figuur 4 twee andere voorkeursuitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding toont.figure 3 shows a detail of the preferred embodiment of the device according to the invention shown in figure 1, wherein a biological fluid is indicated by a number of particles; and figure 4 shows two other preferred embodiments of the device according to the invention.
In figuur 1 wordt een meetcel getoond. Een 20 vloeistof stroomt door een buis, die op twee punten voorzien is van twee spanningselectroden. De spannings-electroden zijn verbonden net een instelbare wisselstroom bron. Tussen de spanningselectroden bevinden zich twee meetelectroden, bijvoorkeur van platina, waarmee de 25 impedantie in de stromende vloeistof wordt gebruikt. De meetsignalen worden verzameld in ee acquisitiemiddel.A measuring cell is shown in Figure 1. A liquid flows through a tube which is provided with two voltage electrodes at two points. The voltage electrodes are connected to an adjustable alternating current source. Between the voltage electrodes there are two measuring electrodes, preferably of platinum, with which the impedance in the flowing liquid is used. The measurement signals are collected in a means of acquisition.
In bloed is een goede correlatie gevonden tussen de viscositeit en bepaalde elektrische impedantie-karakteristieken, gemeten bij verschillende frequenties 30 tussen 1 kHz en 5000 kHz (zie PCT/NLOO/00378, en de Nederlandse octrooiaanvrage nummer 1016247). In bloed wordt de hogere impedantie bij lagere shear rate vooral toegeschreven aan het optreden van "rouleaux"-formatie tussen de rode bloedcellen. Een gevolg hiervan kan zijn 35 dat de geordende opstelling die aanwezig is tussen de rode bloedcellen in de stroomrichting bij een hogere shear rate, bij een lagere shear rate steeds minder aanwezig is. De meer willekeurige positie en configuratie 4 van de erythrocyten, welke daarbij nog wordt versterkt door een reversibel netwerk van de in het bloed aanwezige macromoleculen, bij de lagere stroomsnelheid heeft een verstoring van het geïnduceerde elektrische veld tot 5 gevolg, wat zich uit in een meting van een hogere impedantie .In blood, a good correlation was found between the viscosity and certain electrical impedance characteristics, measured at different frequencies between 1 kHz and 5000 kHz (see PCT / NLOO / 00378, and Dutch patent application number 1016247). In blood, the higher impedance at lower shear rate is mainly attributed to the occurrence of "rouleaux" formation between the red blood cells. A consequence of this may be that the ordered arrangement present between the red blood cells in the flow direction at a higher shear rate, becomes less and less present at a lower shear rate. The more random position and configuration 4 of the erythrocytes, which is thereby further enhanced by a reversible network of the macromolecules present in the blood, at the lower flow rate results in a disturbance of the induced electric field, which results in a measurement of a higher impedance.
In een olie speelt "rouleaux"-formatie zoals bij bloed geen rol. De in de olie aanwezige macromoleculen oefenen invloed uit op elkaar, bijvoorbeeld in de 10 vorm van vanderWaalse krachten, waardoor zij elkaar aantrekken en met elkaar kunnen associëren. Daarnaast zullen asymmetrische moleculen met een bepaalde lengte en 3-dimensionale structuur zich onder invloed van een hogere shear rate op een speciale manier ordenen. De mate van 15 ordening zal invloed hebben op de viscositeit, en dit zal zich uiten in een verandering van de elektrische impedan-tie-karakteristieken. Hoe beter de ordening van de macromoleculen in de stroomrichting, des te lager de viscositeit en des te lager de gemeten elektrische impedantie.In an oil, "rouleaux" formation, like blood, plays no role. The macromolecules present in the oil exert an influence on each other, for example in the form of VanderWaal forces, whereby they attract each other and can associate with each other. In addition, asymmetric molecules with a certain length and 3-dimensional structure will organize themselves in a special way under the influence of a higher shear rate. The degree of ordering will influence the viscosity, and this will manifest itself in a change of the electrical impedance characteristics. The better the arrangement of the macromolecules in the flow direction, the lower the viscosity and the lower the measured electrical impedance.
20 Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen verschillende eigenschappen van biologische vloeistoffen worden bepaald. In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de te bepalen eigenschap, de viscositeit van de biologische vloeistof. De gevonden relatie 25 tussen het gemeten impedantiesignaal en de viscositeit van de vloeistof kan bijvoorbeeld gebruikt worden bij het aanpassen van de viscositeit van de olie door middel van het toevoegen van viscositeitsverlagende stoffen, zodanig dat bijvoorbeeld de optimale viscositeit kan worden 30 bepaald bij een bepaalde shear rate. De shear rate wordt in het algemeen bepaald door 4 x de gemiddelde stroomsnelheid van de vloeistof te delen door de straal van de buis, waardoor de vloeistof stroomt. Anderzijds kan, wanneer het niet mogelijk is viscositeitsverlagende 35 vloeistoffen toe te voegen, een zodanige stroomsnelheid van de biologische vloeistof, zoals bijvoorbeeld olie, of een zodanige omvang van de buis worden gekozen, dat er een shear rate ontstaat waarbij de viscositeit het laagst i ' 1 ’ 5 is. Hierdoor zal bijvoorbeeld het transport van olie over grote afstanden door grote buizen minder energie kosten. Ook kunnen op deze wijze bijvoorbeeld de viscositeits-eigenschappen van olie als smeermiddel worden verbeterd 5 bij gebruik in motoren. Niet alleen een verlaging van de energiebehoefte, maar ook een vermindering van slijtage zijn derhalve het gevolg van de viscositeitsoptimalise-ring.With the method according to the invention, different properties of biological fluids can be determined. In a preferred embodiment of the invention, the property to be determined comprises the viscosity of the biological fluid. The relationship between the measured impedance signal and the viscosity of the liquid can be used, for example, to adjust the viscosity of the oil by adding viscosity-lowering substances, such that, for example, the optimum viscosity can be determined at a certain shear rate. The shear rate is generally determined by dividing 4 times the average flow rate of the fluid by the radius of the tube, through which the fluid flows. On the other hand, if it is not possible to add viscosity-reducing liquids, such a flow rate of the biological fluid, such as for example oil, or such a size of the tube can be chosen that a shear rate is obtained with the viscosity being the lowest. 1 'is 5. As a result, for example, the transport of oil over large distances through large tubes will require less energy. Also in this way, for example, the viscosity properties of oil as a lubricant can be improved when used in engines. Not only a reduction in the energy requirement, but also a reduction in wear are therefore the result of the viscosity optimization.
In een andere voorkeursuitvoeringsvorm volgens 10 de uitvinding omvat de eigenschap van de biologische vloeistof de mate van zuiverheid van die vloeistof. Bepaalde verontreinigingen in de biologische vloeistof, met een bepaalde grootte en consistentie, kunnen met de werkwijze volgens de uitvinding worden gedetecteerd waar-15 door de zuiverheid in de vloeistof voortdurend gecontroleerd kan blijven. Kleine partikels (kleiner dan 100 micrometer) met een andere impedantie dan olie zullen zich manifesteren als een plotselinge verandering van het impedantiesignaal (zie figuur 2B). De grootte van deze 20 verandering hangt af van het verschil in specifieke impedantie tussen het partikel en de biologische vloeistof, zoals bijvoorbeeld olie. Bij het passeren van luchtpartikels zal bijvoorbeeld een grote uitslag plaatsvinden in het gemeten impedantiesignaal, door de aanzien-25 lijk hogere specifieke weerstand van lucht ten opzichte van olie of een andere biologische vloeistof. De verandering van het gemeten impedantiesignaal zal minder groot zijn bij het passeren van partikels met een andere consistentie, zoals bijvoorbeeld in het geval van kleine 30 solide aggregaten waarvan de specifieke weerstand in mindere mate verschilt van de specifieke weerstand van de biologische vloeistof. Het gemeten impedantiesignaal zal daarom niet alleen aangeven of er partikels passeren, zoals bijvoorbeeld luchtbellen, maar zal ook door middel 35 van de karakteristieken van de gemeten impedantie bij verschillende frequenties inzicht geven in de consistentie van deze partikels. Op deze wijze kan bijvoorbeeld worden bepaald of er sprake is van luchtverontreiniging 6 door bijvoorbeeld een lekkage in het buizensysteem, of van solide verontreiniging door een ander materiaal dan de biologische vloeistof zelf. In beide gevallen zal de behandeling van het probleem zeer verschillend zijn. Bij 5 aanwijzingen voor solide aggregaten zal bijvoorbeeld gedacht kunnen worden aan een bepaalde vorm van filtering, en bij de aanwezigheid van lucht zal er naar een lekkage in het buizensyteem gezocht moeten worden. Bij kennis van een continue stroomsnelheid van de vloeistof 10 zal de totale tijd van de verandering van het impedantie-signaal bovendien informatie verschaffen over de doorsnede van de partikels evenwijdig aan de lijn tussen de meetelektroden (zie figuur 3).In another preferred embodiment according to the invention, the property of the biological fluid comprises the degree of purity of that fluid. Certain impurities in the biological fluid, with a certain size and consistency, can be detected with the method according to the invention, whereby the purity in the fluid can be constantly monitored. Small particles (smaller than 100 micrometres) with an impedance other than oil will manifest as a sudden change in the impedance signal (see Figure 2B). The magnitude of this change depends on the difference in specific impedance between the particle and the biological fluid, such as, for example, oil. When passing air particles, for example, a large deflection will occur in the measured impedance signal, due to the considerably higher specific resistance of air to oil or another biological fluid. The change in the measured impedance signal will be less marked when passing particles with a different consistency, such as, for example, in the case of small solid aggregates whose specific resistance differs to a lesser extent from the specific resistance of the biological fluid. The measured impedance signal will therefore not only indicate whether particles pass, such as, for example, air bubbles, but will also provide insight into the consistency of these particles through the characteristics of the measured impedance at different frequencies. In this way it can be determined, for example, whether there is air pollution 6 due to, for example, a leak in the pipe system, or solid pollution from a material other than the biological fluid itself. In both cases the treatment of the problem will be very different. With indications for solid aggregates, a certain form of filtering may be envisaged, for example, and in the presence of air a leakage in the pipe system will have to be sought. With knowledge of a continuous flow rate of the liquid 10, the total time of the change of the impedance signal will moreover provide information about the cross-section of the particles parallel to the line between the measuring electrodes (see Figure 3).
Bij voorkeur ligt de bepaalde frequentie van de 15 wisselspanning tussen 1 en 5000 kHz. De gemiddelde gemeten elektrische impedantie bij verschillende frequenties tussen 1 en 5000 kHz zal een impedantie-karakteristiek opleveren voor een bepaald vloeistof, aan de hand waarvan bij een bepaalde gemeten impedantiesignaal een uitspraak 20 kan worden gedaan over de vloeistof.The determined frequency of the alternating voltage is preferably between 1 and 5000 kHz. The average measured electrical impedance at different frequencies between 1 and 5000 kHz will give an impedance characteristic for a specific liquid, on the basis of which a specific measured impedance signal can be used to make a statement about the liquid.
De uitvinding betreft en verschaft verder een inrichting voor het bepalen van ten minste een eigenschap van een stromende biologische vloeistof, omvattende; middelen voor het gedurende een bepaalde tijd 25 opwekken van een elektrisch wisselspanningsveld met een bepaalde frequentie in de biologische vloeistof; middelen voor het meten van de elektrische impedantie tussen ten minste twee punten in de biologische vloeistof; en 30 een met de meetmiddelen verbindbare registra tie- inrichting voor het registreren van de gemeten elektrische impedantie en/of impedantieverandering van de biologische vloeistof.The invention further relates to and provides a device for determining at least one property of a flowing biological fluid, comprising; means for generating an electric alternating voltage field with a certain frequency in the biological fluid for a specific time; means for measuring the electrical impedance between at least two points in the biological fluid; and a recording device connectable to the measuring means for recording the measured electrical impedance and / or impedance change of the biological fluid.
Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen 35 op eenvoudige en betrouwbare wijze diverse eigenschappen van een biologische vloeistof worden bepaald.With the device according to the invention, various properties of a biological fluid can be determined in a simple and reliable manner.
In een bijzonder geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting 101'-or 7 tevens middelen voor het meten van de temperatuur van de biologische vloeistof, zoals bijvoorbeeld een thermometer, om te bepalen bij welke temperatuur de impedantie wordt gemeten.In a particularly suitable embodiment of the device according to the invention, the device 101 'or 7 also comprises means for measuring the temperature of the biological fluid, such as for example a thermometer, to determine at which temperature the impedance is measured.
5 De inrichting volgens de uitvinding kan worden gebruikt voor het bepalen van diverse eigenschappen van diverse biologische vloeistoffen, anders dan olie. In een bijzonder geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting omvat de biologische vloeistof olie.The device according to the invention can be used for determining various properties of various biological liquids, other than oil. In a particularly suitable embodiment of the device, the biological fluid comprises oil.
10 In een bijzonder geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting omvat deze verder een holle buis voor het transporteren van de biologische vloeistof, waarin de spanningopwekmiddelen en de meetmiddelen zijn aangebracht (zie figuur 1). De transportbuis heeft bijvoorkeur een 15 hoge elektrische weerstand. Om ervoor te zorgen dat de vloeistof die door de buis stroomt een laminair stroomprofiel zal hebben, komt bij voorkeur de lengte van de transportbuis overeen met ten minste 12 maal de doorsnede daarvan. Wanneer bijvoorbeeld sprake is van een groot 20 buizensysteem waardoor de biologische vloeistof wordt getransporteerd kan de inrichting, omvattende de holle transportbuis waarin de spanningopwekmiddelen en meetmiddelen zijn aangebracht, als een tijdelijke meetinrichting geïntroduceerd worden in de grote buis (zie figuur 4A).In a particularly suitable embodiment of the device, it further comprises a hollow tube for transporting the biological fluid, in which the voltage generating means and the measuring means are arranged (see figure 1). The transport tube preferably has a high electrical resistance. To ensure that the liquid flowing through the tube will have a laminar flow profile, the length of the transport tube preferably corresponds to at least 12 times the diameter thereof. If, for example, there is a large tube system through which the biological fluid is transported, the device, comprising the hollow transport tube in which the voltage generating means and measuring means are arranged, can be introduced into the large tube as a temporary measuring device (see figure 4A).
25 De richting van de transportbuis zal dan zodanig geplaatst moeten worden dat deze parallel aan de stroomrichting van de biologische vloeistof loopt. De meetinrichting kan op meerdere plaatsen binnen de grote diameter van een transportbuis worden aangebracht zodat bij -30 voorbeeld de viscositeit op verschillende plaatsen binnen een grotere diameter bepaald kan worden. De shear rate varieert namelijk bij niet-Newtoniaanse vloeistoffen niet lineair met de straal over de afstand van de wand tot het centrum van de buis, zodat bij buizen met grote diameters 35 verschillen aanwezig kunnen zijn in de viscositeit op verschillende plaatsen binnen de grote diameter. Met behulp van de inrichting volgens de uitvinding kan over de gehele diameter een viscositeitsprofiel worden be- 8 paald. In het geval van een klein buizensysteem kunnen de spanningsopwekmiddelen en meetmiddelen ook opgenomen worden als geïntegreerd onderdeel van deze smallere buizen.The direction of the transport tube will then have to be positioned such that it runs parallel to the flow direction of the biological fluid. The measuring device can be arranged at several locations within the large diameter of a transport tube so that, for example, the viscosity can be determined at different locations within a larger diameter. Namely, in the case of non-Newtonian liquids, the shear rate does not vary linearly with the radius over the distance from the wall to the center of the tube, so that with tubes with large diameters differences may be present in the viscosity at different places within the large diameter. With the aid of the device according to the invention, a viscosity profile can be determined over the entire diameter. In the case of a small tube system, the voltage generating means and measuring means can also be included as an integrated part of these narrower tubes.
5 In een andere bijzonder geschikte uitvoerings vorm van de inrichting zijn de spanningopwekmiddelen en meetmiddelen aangebracht op een drager. Deze drager, met de daarop aangebrachte spanningopwekmiddelen en meetmiddelen kan bijvoorbeeld, evenwijdig aan de stroomrichting 10 in een stromende vloeistof worden gebracht, waarbij de elektrische impedantie kan worden gemeten (zie figuur 4B). De elektrische veldlijnen zullen min of meer parallel aan de gemiddelde stroomrichting van de te onderzoeken vloeistof lopen. Door het opwekken van een wissel-15 spanningsveld met frequenties tussen 1 kHz en 5000 kHz zal de impedantie van een biologische vloeistof tussen twee punten in die vloeistof kunnen worden bepaald. Een dergelijke uitvoeringsvorm van de inrichting heeft als voordeel dat deze op verschillende plaatsen te gebruiken 20 is binnen een eventueel kilometers lang buizensysteem.In another particularly suitable embodiment of the device, the voltage generating means and measuring means are arranged on a carrier. This carrier, with the voltage generating means and measuring means arranged thereon, can be introduced into a flowing liquid parallel to the direction of flow 10, wherein the electrical impedance can be measured (see figure 4B). The electric field lines will run more or less parallel to the average flow direction of the fluid to be examined. By generating an alternating voltage field with frequencies between 1 kHz and 5000 kHz, the impedance of a biological fluid between two points in that fluid can be determined. Such an embodiment of the device has the advantage that it can be used at different locations within a possibly kilometer-long pipe system.
Bij voorkeur is er ook in dit geval kennis van een constante stroomsnelheid of een overeenkomstig stroomprofiel, aangezien de shear rate in belangrijke mate zelf de viscositeit bepaald, zodat kennis van deze factor inzicht 25 kan geven in de viscositeitseigenschappen van de te onderzoeken vloeistof. Ook een dergelijke drager kan voorzien zijn van middelen voor meten van de temperatuur, zoals bijvoorbeeld een thermometer, ingebouwd voor permanente bepaling van de temperatuur in de stromende vloei-30 stof.Preferably also in this case there is knowledge of a constant flow rate or a corresponding flow profile, since the shear rate itself largely determines the viscosity, so that knowledge of this factor can provide insight into the viscosity properties of the liquid to be investigated. Such a carrier can also be provided with means for measuring the temperature, such as for instance a thermometer, built in for permanent determination of the temperature in the flowing liquid.
De spanningsopwekmiddelen omvatten bij voorkeur ten minste een stel met een wisselspanningsbron verbonden spanningselelektroden. Hiermee kan op eenvoudige wijze een wisselspanningveld tussen twee punten in de vloeistof 35 worden aangelegd.The voltage generating means preferably comprises at least one set of voltage electrodes connected to an alternating voltage source. An alternating voltage field can hereby be applied between the two points in the liquid in a simple manner.
Om op eenvoudige manier de impedantie van de biologische vloeistof tussen de twee punten te bepalen omvatten de meetmiddelen bij voorkeur ten minste een stel 9 met de registratie-inrichting verbindbare meetelelektro-den.To determine the impedance of the biological fluid between the two points in a simple manner, the measuring means preferably comprise at least one set of measuring electrodes connectable to the recording device.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting zijn de elektroden circulair, en gemaakt van een 5 goed geleidend materiaal, bij voorkeur platina. Om een homogeen elektrisch veld te garanderen wordt de afstand tussen de elektroden zodanig gekozen dat deze ten minste overeenkomt met twee maal de doorsnede van de buis waardoor de biologische vloeistof stroomt. Door middel van 10 het opwekken van een wisselspanning met frequenties tussen de 1 kHz en 5000 kHz tussen twee punten in de biologische vloeistof via de spanningopwekelektroden zal via de meetelektroden continu een impedantie (ZO) gemeten kunnen worden van de biologische vloeistof die de meete-15 lektroden passeert (zie figuur 2B). Eveneens kan een continue registratie plaatsvinden van de verandering van het impedantiesignaal (delta Z) (figuur 2A).In a preferred embodiment of the device, the electrodes are circular and made of a highly conductive material, preferably platinum. To ensure a homogeneous electric field, the distance between the electrodes is chosen such that it corresponds at least to twice the diameter of the tube through which the biological fluid flows. By means of generating an alternating voltage with frequencies between 1 kHz and 5000 kHz between two points in the biological fluid via the voltage generating electrodes, it will be possible to continuously measure an impedance (ZO) of the biological fluid that the measuring 15 via the measuring electrodes. electrodes passes (see Figure 2B). A continuous recording of the change in the impedance signal (delta Z) can also take place (Figure 2A).
De spannings- en meetelektrodes zijn bij voorkeur in de stroomrichting van de biologische vloeistof op 20 onderling regelmatige afstand van elkaar aangebracht.The voltage and measuring electrodes are preferably arranged at mutually regular spacing in the flow direction of the biological fluid.
De registratie-inrichting is verder bij voorkeur ingericht om afhankelijk van de gemeten impedantie en/of impedantieverandering, en eventueel de temperatuur van de biologische vloeistof, een factor te bepalen die 25 de eigenschappen van de biologische vloeistof weergeeft. Op deze wijze kan afhankelijk van de gemeten impedantie direct informatie worden verkregen over de gewenste eigenschap van de biologische vloeistof, bij voorkeur de viscositeit van de vloeistof.The recording device is furthermore preferably adapted to determine a factor which reflects the properties of the biological liquid, depending on the measured impedance and / or change in impedance, and optionally the temperature of the biological fluid. In this way, depending on the measured impedance, direct information can be obtained about the desired property of the biological fluid, preferably the viscosity of the fluid.
30 In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting omvat de eigenschap van de biologische vloeistof de mate van zuiverheid van die vloeistof.In another preferred embodiment of the device, the property of the biological fluid comprises the degree of purity of that fluid.
1U f ' 3 3*·1U f '3 3 * ·
Claims (21)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1016633A NL1016633C2 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Method and device for determining at least one property of a biological fluid. |
| PCT/NL2001/000837 WO2002040982A1 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-19 | Method and apparatus for determining at least one property of a biological liquid |
| AU2002222785A AU2002222785A1 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-19 | Method and apparatus for determining at least one property of a biological liquid |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1016633A NL1016633C2 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Method and device for determining at least one property of a biological fluid. |
| NL1016633 | 2000-11-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1016633C2 true NL1016633C2 (en) | 2002-05-22 |
Family
ID=19772408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1016633A NL1016633C2 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Method and device for determining at least one property of a biological fluid. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2002222785A1 (en) |
| NL (1) | NL1016633C2 (en) |
| WO (1) | WO2002040982A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8525533B2 (en) | 2010-09-16 | 2013-09-03 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Conductivity detector for fluids |
| JP6107054B2 (en) * | 2012-10-30 | 2017-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid transport device |
| GB201813114D0 (en) * | 2018-08-10 | 2018-09-26 | Aber Instruments Ltd | Analysis of a test sample |
| RU2753465C1 (en) * | 2021-03-01 | 2021-08-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Device for measuring conductivity and impedance of electrolyte and biological fluids solutions |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1914795A1 (en) * | 1969-03-22 | 1970-10-01 | Weyl Detlef H | Device for the continuous determination of viscosity and acid number |
| NL7501004A (en) * | 1974-02-28 | 1975-09-01 | Petrolite Corp | DC SYSTEM FOR CONDUCTIVITY MEASUREMENTS. |
| GB2260407A (en) * | 1991-10-10 | 1993-04-14 | Christopher Barnes | Contactless measurement of physical parameters of samples |
| US5526808A (en) * | 1990-10-04 | 1996-06-18 | Microcor, Inc. | Method and apparatus for noninvasively determining hematocrit |
| US5583432A (en) * | 1994-04-11 | 1996-12-10 | Sci-Nostics Limited | Electrical method and apparatus for non-contact determination of physical and/or chemical properties of a sample, particularly of blood |
| US5603333A (en) * | 1993-01-07 | 1997-02-18 | Academisch Ziekenhuis Utrecht | Impedance catheter and catheterization system in which it is used for measuring the electrical impedance in blood vessels |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2127156B (en) * | 1982-03-18 | 1987-01-07 | Wescor Inc | Electrical conductivity device for detecting mastitis in dairy cows |
| US5697366A (en) * | 1995-01-27 | 1997-12-16 | Optical Sensors Incorporated | In situ calibration system for sensors located in a physiologic line |
-
2000
- 2000-11-17 NL NL1016633A patent/NL1016633C2/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-11-19 AU AU2002222785A patent/AU2002222785A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-19 WO PCT/NL2001/000837 patent/WO2002040982A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1914795A1 (en) * | 1969-03-22 | 1970-10-01 | Weyl Detlef H | Device for the continuous determination of viscosity and acid number |
| NL7501004A (en) * | 1974-02-28 | 1975-09-01 | Petrolite Corp | DC SYSTEM FOR CONDUCTIVITY MEASUREMENTS. |
| US5526808A (en) * | 1990-10-04 | 1996-06-18 | Microcor, Inc. | Method and apparatus for noninvasively determining hematocrit |
| GB2260407A (en) * | 1991-10-10 | 1993-04-14 | Christopher Barnes | Contactless measurement of physical parameters of samples |
| US5603333A (en) * | 1993-01-07 | 1997-02-18 | Academisch Ziekenhuis Utrecht | Impedance catheter and catheterization system in which it is used for measuring the electrical impedance in blood vessels |
| US5583432A (en) * | 1994-04-11 | 1996-12-10 | Sci-Nostics Limited | Electrical method and apparatus for non-contact determination of physical and/or chemical properties of a sample, particularly of blood |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| F.G. VAN LUIJK, ET AL.: "Betrouwbare en nauwkeurige conductiviteitsmetingen in de industrie", POLYTECHNISCH TIJDSCHRIFT, ELECTROTECHNIEK, ELEKTRONICA., vol. 25, no. 7, 3 April 1970 (1970-04-03), (NIRIA) STAM TIJDSCHRIFTEN B.V. RIJSWIJK., NL, pages 262 - 266, XP002174539 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2002222785A1 (en) | 2002-05-27 |
| WO2002040982A1 (en) | 2002-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI94646C (en) | Dielectrophoretic determination of microorganisms and other particles | |
| Dinic et al. | Pinch‐off dynamics and extensional relaxation times of intrinsically semi‐dilute polymer solutions characterized by dripping‐onto‐substrate rheometry | |
| Gregory et al. | Monitoring of aggregates in flowing suspensions | |
| WO2001005511A1 (en) | Electrodes for generating and analysing dielectrophoresis | |
| US8087284B2 (en) | Method and apparatus for measuring particle characteristics through mass detection | |
| Jaffe et al. | An ultrasensitive vibrating probe for measuring steady extracellular currents | |
| Qin et al. | Effects of particle's off-axis position, shape, orientation and entry position on resistance changes of micro Coulter counting devices | |
| WO2010079844A1 (en) | Flow path device, complex dielectric constant measurement device, and dielectric cytometry device | |
| Treweek et al. | Size distributions of flocculated particles: application of electronic particle counters | |
| EP0874983B1 (en) | Method and apparatus for determination of hemoglobin content of individual red blood cells | |
| NL1016633C2 (en) | Method and device for determining at least one property of a biological fluid. | |
| Ong et al. | Slurry flow velocity, concentration and particle size measurement using flow noise and correlation techniques | |
| Nikbakht et al. | Fibre suspensions in Hagen–Poiseuille flow: Transition from laminar plug flow to turbulence | |
| Yamamoto et al. | A laser light scattering in situ system for counting aggregates in blood platelet aggregation | |
| NO309246B1 (en) | Method of measuring the amount of a liquid in a liquid mixture | |
| Kayode et al. | A new technique for monitoring alum sludge conditioning | |
| Tatum et al. | 3D particle image velocimetry of the flow field around a sphere sedimenting near a wall: Part 1. Effects of Weissenberg number | |
| Cho et al. | Measurements of effective sizes and diffusivities of nano-colloids and micro-particles | |
| Lee et al. | Characterizations of nanospheres and nanorods using resistive-pulse sensing | |
| Antonova et al. | Experimental evaluation of mechanical and electrical properties of RBC suspensions under flow. Role of RBC aggregating agent | |
| Seaman et al. | Theoretical bases for the role of erythrocyte sedimentation rate, plasma viscosity and zeta sedimentation ratio measurements in clinical medicine | |
| Kabengele | Identification of flow patterns for coarse particles transported in a non-Newtonian carrier using electrical resistance tomography | |
| Walters et al. | Anomalous extensional-flow effects in the use of commercial viscometers | |
| Jain et al. | Microcontroller-Based System For Water Quality Monitoring Using Electronic Sensors | |
| Qin et al. | A novel light fluctuation spectrum method for in-line particle sizing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20130601 |