JP2001046360A - 血液特性測定方法およびその装置 - Google Patents

血液特性測定方法およびその装置

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JP2001046360A JP11227378A JP22737899A JP2001046360A JP 2001046360 A JP2001046360 A JP 2001046360A JP 11227378 A JP11227378 A JP 11227378A JP 22737899 A JP22737899 A JP 22737899A JP 2001046360 A JP2001046360 A JP 2001046360A
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重則 岸森
Yoji Hasebe
洋治 長谷部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過率の極めて低い採血液を光学的手段を用
いて直接測定し、緊急の医療措置を要する患者の血液特
性を極めて短時間で測定可能とした血液特性測定技術を
提供する。 【解決手段】 容器保持手段2に挿入された試験容器1
に点灯回路5により、内蔵するクロックが発する同期信
号でもって、第1の発光源LD1と第2の発光源LD2
とを交互に点灯し、試験容器1内のサンプルS(血液を
含む被測定液)に赤外光と赤色可視光とを交互に投射さ
せる。このとき光センサPSにより、試験容器1内を交
互に透過する透過光12cと12dの光量を電気信号と
して検出し、信号処理部6によりその各光量の経時的変
化を測定し、この測定値を各透過率の経時的変化に変換
するとともに、この測定結果に基づいて演算処理部11
により、サンプルSの血液特性値を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、血液検査に利用
される血液の特性を測定する方法およびその装置に関
し、さらに詳細には、試験管等の透明容器内に収容され
た血液中の赤沈(赤血球沈降速度)や、血小板凝集能を
光学的に測定する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】血液の特性の一つである赤沈の従来の測
定方法としては、垂直に保持された一定規格の試験容器
に非凝固化した血液を満たして静置し、血球の沈降によ
って生ずる血球層の高さ(赤血球の沈降高さ)を静置か
ら1時間後に人が記録して、沈降の遅速を判断する方式
のウェスターグレン法が標準的に用いられている。
【0003】また従来の血小板凝集能の測定方法として
は、多血小板血漿(均一に血小板が浮遊して白濁した血
漿)に凝集惹起物質を加えると、血小板は互いにくっつ
き合い、ついには大きな凝集塊となるが、これに伴って
濁った血漿が澄んでくるので、この濁りの変化を光学的
に測定するBornの吸光度法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
赤沈測定方法では赤血球が沈降するまで時間がかかり、
測定開始から終了まで1時間以上を要し、緊急の処置を
要するような場合には適さない。
【0005】また、従来の血小板凝集能の測定方法で
は、採血後に多血小板血漿を分離し、その後に凝集惹起
物質を加えて測定せねばならず、この場合も緊急の処置
を要するような場合には適さない。
【0006】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、試験容器
内に収容された血液について光学的手段を用いて、極め
て短時間で容易に、赤沈や血小板凝集能等の血液特性を
測定することができる測定方法およびその装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の血液特性測定方法は、その内部にサンプル
(血液を含む被測定液)たとえば赤沈測定の場合は抗凝
固剤と採血液、血小板凝集能測定の場合は凝集惹起物質
と採血液を満たした直後から試験容器にピーク発光波長
の異なる複数の光を順繰りに投射し、このとき前記試験
容器内を順繰りに透過した複数の光の光量変化を電気的
に検出し、この複数の検出値をある演算式でもって一つ
の演算値とし、この演算値の経時的変化からサンプルの
赤沈や血小板凝集能等の血液特性を測定することを特徴
とする。
【0008】また、本発明の血液特性測定装置は、サン
プルが収容された試験容器を保持する容器保持手段と、
前記試験容器にピーク発光波長の異なる複数の光を投射
する投光手段と、所定の同期信号でもって前記ピーク発
光波長の異なる複数の光を順繰りに点灯させる点灯回路
と、前記試験容器を挟んで前記投光手段に対向して設け
られ、前記投光手段から前記試験容器内を順繰りに透過
した光を受光して光電変換する受光手段と、前記受光手
段の出力を前記所定の同期信号でもって検波する同期検
波器と、前記検波により得られる複数の測定値を処理し
て一つの演算値に変換する変換回路と、前記一つの演算
値を取り込んで、血液の特性値に変換するための演算処
理部とを備えてなることを特徴とする。
【0009】本発明によれば、赤沈測定の場合でも、血
小板凝集能測定の場合でも、サンプルを収容した試験容
器を、容器保持手段に差し込むと同時に測定を開始でき
る、いいかえれば採血してすぐに赤沈測定あるいは血小
板凝集能測定が可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
【0011】実施形態1 本発明に係る血液特性測定装置を図1に示す。この装置
は、試験容器1内に収容された血液の特性、具体的には
赤沈や血小板凝集能を測定するものであって、試験容器
1を立てる容器保持手段2、投光手段3、受光手段4、
前記投光手段3の点灯回路5、測定手段である信号処理
部6、血液特性値演算手段である演算処理部11を主要
部として構成されている。
【0012】容器保持手段2は、樹脂材料等からなる上
板2a、中板2b、底板2cと、この上板2a、中板2
b、底板2cを各々ほぼ水平に保持するための四本の支
柱2dで構成され、試験容器1は、上板2aと中板2b
に明けられた試験容器1よりも少し大きめの穴に差し込
むことにより、ほぼ垂直に保持される。
【0013】投光手段3は、サンプル(赤沈測定液や血
小板凝集能測定液)が収容された試験容器1に対してピ
ーク発光波長の異なる二種類の光(投射光)12a、1
2bを投射するためのもので、第1の発光源(主光源)
LD1と第2の発光源(補助光源)LD2、この第1の
発光源LD1からの投射光12aは透過させるが、第2
の発光源LD2からの投射光は透過せず反射させるダイ
クロイックミラーDMとを備える。
【0014】発光源LD1としては、赤外光好適にはピ
ーク発光波長が950nmの赤外発光ダイオードや赤外
発光レーザーダイオード等が用いられ、また発光源LD
2としては、可視光好適にはピーク発光波長が640n
mの赤色発光ダイオードや、赤色発光レーザーダイオー
ド等が用いられる。
【0015】受光手段4は、試験容器1内を透過する第
1の発光源LD1からの透過光12cと、第2の発光源
LD2からの透過光12dとを受光するもので、試験容
器1を挟んで投光手段3に対向して配置され、試験容器
1内のサンプルSを透過して到達する二種類の透過光1
2cと12dとを感知する光センサPSと、前記二種類
の透過光12cと12dとを前記光センサに収束させる
対物レンズLとを備える。
【0016】点灯回路5は、内蔵するクロックが発する
所定の同期信号でもって、上記第1の発光源LD1と第
2の発光源LD2とを交互(順繰り)に点灯し、上記試
験容器1にピーク発光波長が950nmの赤外光とピー
ク発光波長が640nmの赤色可視光とを交互に投射す
る。
【0017】信号処理部6は、光センサPSの受光量を
電気的に検出して、この検出値の経時的変化を測定する
もので、アナログアンプ7、同期検波器8、変換器9を
備えている。
【0018】同期検波器8は、光センサPSで検出した
光量値が、第1の発光源LD1からのものか、あるいは
第2の発光源LD2からのものかを検波するもので、上
記点灯回路5の同期信号に基づき検波する。
【0019】変換器9は、上記二つの検波信号すなわち
赤外光透過信号と赤色可視光透過信号とを各々の透過率
に変換するものである。
【0020】演算処理部11は、上記変換器9で演算
(変換)された赤外光の透過率T1と赤色可視光の透過
率T2とを、A/D変換して取り込み、血液のある特性
値を算出する。
【0021】しかして、以上のように構成された血液特
性測定装置を用いて赤沈を測定する場合、容器保持手段
2に挿入された試験容器1内に収容された採血液に、ク
エン酸ナトリウム溶液等の抗凝固剤を添加すると同時に
点灯回路5により、内蔵するクロックが発する同期信号
でもって、第1の発光源LD1と第2の発光源LD2と
を交互に点灯し、試験容器1内のサンプルS(採血液と
抗凝固剤の混合液)に赤外光と赤色可視光とを交互に投
射させる。
【0022】このとき光センサPSにより、試験容器1
内を交互に透過する透過光12cと12dの光量を電気
信号として検出し、信号処理部6によりその各光量の経
時的変化を測定し、この測定値を各透過率の経時的変化
(図3参照)に変換するとともに、この測定結果に基づ
いて演算処理部11により、サンプルSの赤沈を算出す
【0023】このとき、赤沈値を算出するための演算式
は、一例として下記の式が用いられる。すなわち、 赤沈値=K1{(1−K2・T1/T2)T2−A} ここに、K1、K2、Aは定数
【0024】つぎに、本発明の血液特性測定装置を用い
て血小板凝集能を測定する場合を説明する。
【0025】この場合は、容器保持手段2に挿入された
試験容器1内に収容された採血液にADP(adeno
sine diphosphate)等の凝集惹起物質
を添加すると同時に測定を開始する。測定動作は、赤沈
測定の時と全く同様であり、説明を省略する。
【0026】サンプルS(採血液と凝集惹起物質の混合
液)の血小板凝集能の値を算出するためには、赤沈値を
算出する時の演算式と同様な演算式が適用される。
【0027】実施形態2 本実施形態は、上述した実施形態1の投光手段を改変し
たもので、図4を基に説明する。
【0028】実施形態1においては、試験容器1を挟ん
で二つの発光源LD1とLD2に対して、一つの受光手
段4を配置し、したがって第1の発光源LD1からの透
過光12cと第2の発光源LD2からの透過光12dと
を、一つの光センサPSで受光していたが、本実施形態
においては、二つの発光源LD1とLD2に対して、二
つの受光手段4、4’が各々使用される。
【0029】すなわち、試験容器1を挟んで第1の発光
源LD1と第1の受光手段4が対抗配置され、その光軸
と直角方向に第2の発光源LD2と第2の受光手段4’
が対抗配置されている。(図4参照。なお、図4におい
て試験容器1の中心軸は、紙面と垂直方向に描かれてい
る)
【0030】第1の発光源LD1と第2の発光源LD2
の投射光12a、12bは、各々真っ直ぐに投射される
ので、投光手段3としては、実施形態1に用いられたダ
イクロイックミラーDMは不用で、第1の発光源LD1
と第2の発光源LD2のみである。
【0031】実施形態1と同様に発光源LD1として
は、赤外光好適にはピーク発光波長が950nmの赤外
発光ダイオードや赤外発光レーザーダイオード等が用い
られ、また発光源LD2としては、可視光好適にはピー
ク発光波長が640nmの赤色発光ダイオードや、赤色
発光レーザーダイオード等が用いられる。
【0032】第1の受光手段4は、試験容器1内を透過
する第1の発光源LD1からの光(透過光)12cを受
光し、第2の受光手段4’は、同じく試験容器1内を透
過する第2の発光源LD2からの光(透過光)12dを
受光するもので、各々透過光を収束する対物レンズL
1、L2と、この収束された透過光を感知する光センサ
PS1、PS2とを備える。
【0033】その他の構成は、信号処理部6の構成にお
いて、受光手段4、4’の数に合わせてアナログアンプ
7の数が増加しただけで、実施形態1と全く同様であ
り、説明を省略する。
【0034】光センサPS1、PS2としては、実施形
態1と同様にフォトダイオードやフォトトランジスタが
使用される。
【0035】以上のように構成された本実施形態の装置
を用いて、血液特性を測定する場合、容器保持手段2に
挿入された試験容器1内に収容された採血液に、抗凝固
剤(赤沈測定の場合)か凝集惹起物質(血小板凝集能測
定の場合)を添加すると同時に、点灯回路5により内蔵
するクロックが発生する同期信号でもって、第1の発光
源LD1と第2の発光源LD2とを交互に点灯し、試験
容器1に赤外光と赤色可視光とを交互に投射させる。
【0036】このとき、試験容器1を交互に透過した透
過光12c、12dは、各々集光レンズL1、L2によ
り光センサPS1、PS2に到達して光電変換され、信
号処理部6においてアナログアンプ7、7’により増幅
された後、同期検波器8で検波される。その後の動作
は、実施形態1と同様であるので説明を省略する。
【0037】なお上述した実施形態はあくまでも本発明
の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに
限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能
である。
【0038】たとえば、上記実施形態1および2におい
て、ピーク発光波長の異なる発光源を二ケ用いている
が、この発光源の数を三ケあるいはそれ以上備えても良
い。そして、たとえば三ケの場合の発光源としては、赤
外光と赤色可視光と青色可視光が好適に用いられる。
【0039】また、実施形態2において、第1の発光源
に赤外光を、第2の発光源に赤色可視光を配置している
が、この逆に配置しても良い。
【0040】また、上記実施形態1および2において、
投光手段と受光手段とは、試験容器の垂直軸方向の1ケ
所に配置されているが、それより上か下の位置にもう1
ケ所あるいはそれ以上に、投光手段と受光手段を備えて
も良く、こうすることにより、サンプルの経時的変化を
さらに捉えやすくなる。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の血液特性
測定方法によれば、試験容器にピーク発光波長の異なる
複数の発光源からの光を投射して、このとき試験容器
(サンプル)を透過した透過光を光センサで検出するこ
とにより、測定感度が上がり、したがって透過率の低い
採血液を直接測定することができるため、従来の測定方
法よりはるかに早く血液特性を測定可能で、迅速な措置
が必要な医療現場において非常に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態1である血液特性測定装
置の概略を示す構成ブロック図である。
【図2】同実施形態1における投射光の発光タイミング
と、投射光が試験容器内のサンプル中を透過する場合の
透過光の光電変換出力と、その信号処理部における検波
波形とを示す線図である。
【図3】同実施形態1において、複数の投射光(赤外光
と赤色可視光)が試験容器内のサンプル中を順繰りに透
過する場合の透過光の光量の経時的変化を示す線図であ
る。
【図4】本発明に係る実施形態2である血液特性測定装
置の概略を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
1 試験容器 2 容器保持手段 2a 上板 2b 中板 2c 底板 2d 支柱 3 投光手段 4、4’ 受光手段 5 点灯回路 6 信号処理部 7、7’ アナログアンプ 8 同期検波器 9 変換器 10 A/D変換器 11 演算処理部 12a、12b 投射光 12c、12d 透過光 LD1 第1の発光源 LD2 第2の発光源 L 対物レンズ L1、L2 対物レンズ DM ダイクロイックミラー PS 光センサ PS1、PS2 光センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷部 洋治 大阪府枚方市大峰元町2丁目16番1号 株 式会社センテック内 Fターム(参考) 4C038 KK00 KL07 KM00 KX01 KX02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 血液を含む被測定液が収容された試験容
    器にピーク発光波長の異なる複数の光を順繰りに投射
    し、このとき前記試験容器内を透過した複数の光の光量
    を電気的に検出し、この複数の検出値を所定の演算式で
    もって一つの演算値とし、この演算値の経時的変化から
    血液の特性値を測定することを特徴とする血液特性測定
    方法。
  2. 【請求項2】 前記血液を含む被測定液が、抗凝固剤と
    血液との混合液であることを特徴とする請求項1に記載
    の血液特性測定方法。
  3. 【請求項3】 前記血液を含む被測定液が、凝集惹起物
    質と血液との混合液であることを特徴とする請求項1に
    記載の血液特性測定方法。
  4. 【請求項4】 血液を含む被測定液が収容された試験容
    器に、ピーク発光波長の異なる複数の光を順繰りに投射
    する投光手段と、前記試験容器を挟んで前記投光手段に
    対向して設けられ、前記試験容器内を透過した複数の光
    を受光して光電変換する受光手段と、この受光手段の出
    力より得られる複数の検出値を所定の演算式でもって一
    つの演算値とする信号処理部と、前記一つの演算値を取
    り込んで、血液の特性値に変換するための演算処理部と
    を備えてなることを特徴とする血液特性測定装置。
  5. 【請求項5】 前記投光手段が、ピーク発光波長の異な
    る複数の発光源と、所定の同期信号でもって前記ピーク
    発光波長の異なる複数の発光源を順繰りに点灯させる点
    灯回路とを備えてなることを特徴とする請求項4に記載
    の血液特性測定装置。
  6. 【請求項6】 前記ピーク発光波長の異なる複数の発光
    源が、赤外光と可視光との組合せから構成されたことを
    特徴とする請求項4または5に記載の血液特性測定装
    置。
  7. 【請求項7】 前記投光手段が、主光源と、前記主光源
    とその各々がピーク発光波長の異なる複数の補助光源
    と、前記主光源は透過させ、前記複数の補助光源は各々
    反射させる、前記複数の補助光源と同数のダイクロイッ
    クミラーとを備えてなり、前記主光源および前記複数の
    補助光源の光路を同一になるように配置したことを特徴
    とする請求項4または5に記載の血液特性測定装置。
  8. 【請求項8】 前記主光源が赤外光からなり、前記複数
    の補助光源が可視光からなることを特徴とする請求項7
    に記載の血液特性測定装置。
  9. 【請求項9】 前記発光源が、各々発光ダイオードある
    いはレーザダイオードからなることを特徴とする請求項
    4から8のいずれか一つに記載の血液特性測定装置。
  10. 【請求項10】 前記信号処理部が、前記受光手段の出
    力より得られる複数の検出値を前記所定の同期信号でも
    って検波する同期検波器と、前記検波により得られる複
    数の測定値を処理して一つの演算値に変換する変換回路
    とを備えてなることを特徴とする請求項4から9のいず
    れか一つに記載の血液特性測定装置。
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