JP2004020542A

JP2004020542A - 凝集反応測定方法およびその装置

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Publication number: JP2004020542A
Application number: JP2002180274A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Kishimori; 岸森　重則; Yoji Hasebe; 長谷部　洋治
Original assignee: SENTEKKU KK; Sefa Technology Inc; Sentec Co Ltd Japan
Current assignee: SENTEKKU KK; Sefa Technology Inc; Sentec Co Ltd Japan
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】少量の試料で血液の凝集反応測定ができる凝集反応測定装置を提供する。
【解決手段】液体試料Ｓが収容された試験容器Ｔを水平に保持する保持手段１と、上記試験容器Ｔに光を投射する投光手段２と、試験容器Ｔを透過する光を受光して光電変換する受光手段３と、受光手段３で受光される光量から液体試料Ｓの凝集反応を測定する演算手段４とを有している。そして、上記投光手段２と試験容器Ｔとの間に、上記試験容器Ｔの内径ＬＴと同じ幅寸法の貫通穴５１を有するスリット５を上記試験容器Ｔに対応する位置に配してなり、このスリット５を通して上記試験容器Ｔに光を投光するように構成している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は凝集反応測定装置に関し、より詳細には試験管等の透明容器内に収容された液体試料の凝集反応を光学的に測定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、臨床検査の分野においては血液の凝集反応の測定として、血球等が血漿と分離し始めるまで（初期分離）の状態や、初期分離後の分離の経過や、沈降後における血球の分量などを測定している。
【０００３】
このような、血液の凝集反応の測定においては、試験管やキャピラリ管などの透明な試験容器内に血液試料を収容し、この試験容器を垂直に保持して、この状態で血液中の血球等が凝集して血球等が沈降する様子を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の手法では以下のような問題がありその改善が望まれていた。
【０００５】
すなわち、試験容器を垂直に保持するため、試験容器内にある程度まとまった量の血液試料が必要となる。しかも、試験容器の深さ寸法に応じて血沈値やヘマトクリット（血液中の赤血球の容積比）の測定に長時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、試験容器を垂直にして上記測定を行う場合、血液試料の液面での表面張力の影響をうけて正確な測定ができないという問題がある。
【０００７】
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、短時間に少量の試料で血液の凝集反応測定ができる凝集反応測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の凝集反応測定方法は、液体試料が収容された筒状の試験容器を水平状に保持して、前記試験容器に光を投射し、このとき前記試験容器内を透過した光を電気的に検出して、この検出値の経時的変化から前記液体試料の凝集反応を測定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の凝集反応測定測定装置は、液体試料が収容された試験容器を水平に保持する保持手段と、前記試験容器に光を投射する投光手段と、前記試験容器を透過する光を受光して光電変換する受光手段と、前記受光手段で受光される光量から前記液体試料の凝集反応を測定する演算手段とを有してなる凝集反応測定装置であって、前記投光手段と試験容器との間に、前記試験容器の内径とほぼ同じ幅寸法の貫通穴を有するスリットを前記試験容器に対応する位置に配してなり、このスリットを通して前記試験容器に光を投光するように構成してなることを特徴とする。
【００１０】
そして、その好適な実施態様として、前記投光手段は、波長の異なる光を投射する複数の光源と、前記光源の点滅状態を制御する点滅制御手段とを有してなり、前記演算手段は前記点滅制御手段に同期して光源毎にその受光量を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、他の好適な実施態様として、前記試験容器と受光手段との間に所定の幅寸法の貫通穴を有するスリットを配し、前記試験容器を透過する光のうちの一部のみを前記受光手段に受光させることを特徴とする。
【００１２】
【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。
【００１３】
実施形態１
図１は本発明に係る凝集反応測定装置の概略構成を示しており、図１（ａ）はその正面図を、また図１（ｂ）は平面図を示している。
【００１４】
本発明に係る凝集反応測定装置は、血液試料の凝集反応測定に好適に用いられる測定装置であって、液体試料（本実施形態では血液試料）Ｓが収容された試験容器（たとえばキャピラリー管）Ｔを水平状態で保持する保持手段１と、上記試験容器Ｔに光を投射する投光手段２と、上記試験容器Ｔを透過する光を受光して光電変換する受光手段３と、上記受光手段３で受光される光量から上記液体試料の凝集反応を測定する演算手段４と、上記投光手段２と試験容器Ｔとの間に設けられた投光用スリット（スリット）５を主要部として構成される。
【００１５】
上記保持手段１は、図示のように横向きに寝かせた試験容器Ｔを所定の測定位置で水平に保持する保持装置１１であって、本実施形態では、この保持装置１１は上下一組の把持部１１ａ，１１ｂでもって上記試験容器Ｔを上下から挟み込んで保持する構造を備えて構成される。上記把持部１１ａ，１１ｂのうち少なくともいずれか一方は上方（または下方）に退避可能に構成され、上記試験容器Ｔを着脱自在に保持する構造とされる。
【００１６】
投光手段２は、上記試験容器Ｔに向けて光Ｌ１を投射する光源２１と、該光源２１から投射された光Ｌ１を上記試験容器Ｔに向かって水平に入射する光Ｌ２に変換するためのレンズ２２とを主要部として構成される。なお、上記光源２１としては、たとえば発光ダイオードや熱陰極型水銀ランプなど発光波長の異なる光源が好適に採用される。
【００１７】
受光手段３は、受光した光を光電変換する光センサ（たとえばフォトダイオード）３１で構成される。そして、上記試験容器Ｔと光センサ３１との間には試験容器Ｔを通過することによって拡散する光Ｌ３の向きを再び水平方向に変換するレンズ（たとえばシリンドリカルレンズ）３２と、このレンズ３２を経て水平に向かう光Ｌ３を上記光センサ３１に収束させるレンズ３３とが設けられている。
【００１８】
演算手段４は、上記光センサ３１で光電変換された電気信号を処理するための制御プログラムを搭載してなるマイクロコンピュータ（図示せず）で構成され、上記光センサ３１で光電変換された電気信号を基に試験容器Ｔを透過した光の光量分布を検出し、この光量分布から試験容器Ｔ内の血液試料の状態を測定する（詳細は後述する）。そして、その測定結果は、図示しない出力手段（たとえばＣＲＴやＴＦＴの表示装置やプリンタなどの印字装置）に出力される。
【００１９】
投光用スリット５は、貫通穴５１を有する板状の部材５２で構成され、上記貫通穴５１が上記試験容器Ｔの測定位置に対応して配されている。より詳細には、上記貫通穴５１は、図１（ａ）に示すように、その上下方向の幅寸法が上記試験容器Ｔの内径ＬＴとほぼ同じ幅寸法とされており、上記レンズ２２を介して投射される光Ｌ２が試験容器Ｔ内の液体試料Ｓに照射されるように、試験容器Ｔの内径に臨んで配置されている。
【００２０】
また、この貫通穴５１は、図１（ｂ）に示すように、その水平方向の位置が試験容器Ｔのほぼ中央部に位置するように配置される。これは、後述する凝集反応測定にあたり、血液試料の液面や試験容器Ｔの下部の蓋Ｃの影響を受けないようにするためである。
【００２１】
次に、この凝集反応測定装置の演算手段４における測定処理の手法について図２に基づいて説明する。
【００２２】
図２（ａ）は試験容器Ｔを上記測定位置に保持したときの試験容器Ｔ内の血液試料Ｓの経時変化の様子をモデル化して示している。つまり、測定位置に保持された試験容器Ｔ内では時間の経過により血球等が凝集して血漿と分離するが、試験容器Ｔを水平に保持した当初においては未だ血漿との分離が十分に行われず図２（ａ）の符号イに示すような状態を呈し、その後次第に血漿との分離が始まり図２（ａ）の符号ロに示すような状態となり、更なる時間の経過により凝集した血球が試験容器Ｔ内に沈殿して図２（ａ）の符号ハに示すような状態となる。
【００２３】
なお、ここで図中の符号Ｓ１は血漿を、また符号Ｓ２は血球成分を示している。この図２（ａ）に示されるように、血球等の凝集が進行し血球等の沈降が進むと、これにともなって試験容器Ｔの上部に光の透過率が高い血漿Ｓ１が多く現れる。
【００２４】
本発明の凝集反応測定装置は、このような血液試料Ｓの経時的変化の様子を、光源２１から試験容器Ｔに照射した光の透過光を上記光センサ３１で受光して、その強弱の度合いに応じて血液試料Ｓの状態を検出・測定する。
【００２５】
具体的には、上記演算手段４は、図２（ｂ）に示すように、光センサ３１で受光した光の光量が所定値ｘに満たない場合には血液試料Ｓは上記図２（ａ）の符号イの状態にあると判断し、また受光した光量が所定値ｘを超えてｙに満たない場合には血液試料Ｓは上記図２（ａ）の符号ロの状態にあると判断し、さらに受光した光量が上記ｙを超える場合には血液試料Ｓは図２（ａ）の符号ハの状態にあると判断する。なお、ここで上記所定値ｘ，ｙの値はいずれも経験値などに基づいて任意に設定可能であるが、少なくともこれら所定値の間にはｘ＜ｙの関係が成立する。
【００２６】
そして、このように血液試料Ｓの凝集反応が測定されると、上記演算手段４は上記制御プログラムの設定に基づいて測定結果を上記出力手段に出力する。具体的には、たとえば、光センサ３１で受光した光量が測定開始から上記各所定値ｘ，ｙに到達するまでの所要時間ｔ１，ｔ２や、血液試料Ｓが現在上記イ，ロ，ハのいずれの状態にあるか、さらに血液試料Ｓが上記ハの状態にある場合には、透過光の光量分布から血漿Ｓ２と血球成分Ｓ４の境界面の位置を検出して血球成分Ｓ４（または血漿Ｓ２）の分量やこれらの配分比率などを演算して、それらの結果を所定の出力フォーマットに変換して上記出力手段に出力する。
【００２７】
このように本発明の凝集反応測定装置によれば、試験容器Ｔを水平に保持して凝集反応測定が行われるので、試験容器Ｔを垂直に保持して測定する場合に比べ微小な血液量（たとえば２５μｌ以下の血液）で凝集反応測定を行うことができ。その上、血沈値やヘマトクリットの推定を短時間（たとえば２〜１５分程度）で行うことができるので、これにともない、既存の血液分析器のサンプル吸入部に組み込んで自動化に適した凝集反応測定装置を提供できる。
【００２８】
また、試験容器Ｔを水平に保持して凝集反応測定を行うので、液体試料Ｓの液面や試験容器Ｔの下部の蓋の影響を受けない中央部分で凝集反応の測定を行うことができる。
【００２９】
実施形態２
次に、本発明の第二の実施形態を図３に基づいて説明する。この第二の実施形態は、上記試験容器Ｔと受光手段４との間に所定の幅寸法の貫通穴６１を有する受光用スリット（スリット）６を配して構成される以外は、上記実施形態１と同様の構成よりなるので、実施形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
上記受光用スリット６は、上記試験容器Ｔを透過する光のうちの一部のみを上記光センサ３１に受光させるために設けられたスリットであって、たとえば図３（ａ）の場合、この受光用スリット６の貫通穴６１は試験容器Ｔの上半分を透過した光のみを光センサ３１に受光させるように構成されている。つまり、上記貫通穴６１を上記試験容器Ｔの中心より上方に位置するように設けることによって血液試料の初期分離の状態を上記光センサ３１で測定可能にしたものであり、これによりヘマトクリット（血液中の赤血球の容積比）の影響が少ない血液の凝集経緯の測定を可能が可能となる。
【００３１】
また、図３（ｂ）の場合、上記受光用スリット６の貫通穴６１は試験容器Ｔの中央部分を透過した光のみを光センサ３１に受光させるように構成されている。つまり、上記貫通穴６１は上記試験容器Ｔの中心付近に設けられ、これにより上記光センサ３１で上記初期分離後における血球等の沈降状態を測定することが可能となる。
【００３２】
実施形態３
次に、本発明の第三の実施形態を図４に基づいて説明する。この第三の実施形態は、試験容器Ｔに波長の異なる光を投射して、血液試料Ｓの分離状態の測定を可能に構成したものであって、複数（図示例では２個）の光源２１ａ，２１ｂと、これら光源２１ａ，２１ｂの点滅状態を制御する点滅制御手段７とを有している。
【００３３】
具体的には、上記光源２１ａ，２１ｂには図示のようにフィルタ８ａ，８ｂが設けられる。各フィルタ８ａ，８ｂは、それぞれ異なる特定の周波数の光のみを透過するように構成され、各フィルタ８ａ，８ｂを透過した光が上記試験容器Ｔに照射される。より詳細には光源２１ａから放射された光はフィルタ８ａおよびダイクロイックミラー９を透過して上記レンズ２２に導かれて試験容器Ｔに照射される。一方、光源２１ｂから放射された光はフィルタ８ｂを介して上記ダイクロイックミラー９の鏡面９１で反射されてレンズ２２に導かれ、試験容器Ｔに照射される。なお、図示しないが本実施形態においても投光用フィルタ６が用いられるのは上記実施形態１と同様である。
【００３４】
上記点滅制御手段７は、上記光源２１ａ，２１ｂの点灯／消灯を制御するコントローラであって、本実施形態では高い周波数で上記光源２１ａ，２１ｂを交互に点灯させる制御を実行する。また、これら光源２１ａ，２１ｂの制御信号は上記演算手段４側にも出力される。
【００３５】
一方、上記演算手段４は、このようにして高い周波数で交互に点灯する光源２１ａ，２１ｂからの光を選別して測定できるように、図示のような同期検波回路１０ａ，１０ｂを備えている。これら同期検波回路１０ａ，１０ｂは、上記点滅制御手段７から出力される制御信号に基づいて上記光センサ３１から出力される電気信号（光電変換信号）を検波する回路であって、上記光源２１ａが点灯中における光センサ３の出力信号は光源２１ａに対応する同期検波回路１０ａに、また光源２１ｂが点灯中の光センサ３の出力信号は光源２１ｂに対応する同期検波回路１０ｂに取り込まれた後、上記演算手段４に対して出力され演算手段４において上記実施形態１と同様の処理が実行される。なお、図中の符号１１は光センサ３１の出力信号を増幅する増幅器を示している。
【００３６】
このように、この第三の実施形態では、演算手段４において異なる波長の透過光の受光量が検出できるので、上記フィルタ８ａ，８ｂで透過可能に設定された波長の光に感応する液中成分の分離状況を測定することが可能となる。
【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、本発明はこれら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、上述した実施形態では、本発明の凝集反応測定装置を血液試料Ｓの凝集反応検査に用いたが、血液以外の他の液体試料の凝集反応測定にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、液体試料が収容された試験容器を水平に保持した状態で試験容器に光を投射し、その透過光を受光手段で受光してその光量から液体試料の凝集反応を測定しているので、試験容器を垂直に保持して測定を行う場合に比べて微小な液体試料で凝集反応測定を行うことが可能となり、乳幼児とか症状の重い病人でも多くの血液を抜かなくても測定ができて、病状の判定ができる。
【００４０】
また、試験容器を水平に保持して凝集反応測定を行うので、液体試料の液面での表面張力の影響を受けない中央部分で凝集反応測定を行うことができる。
【００４１】
また、光源として波長の異なる光を投射する複数の光源を用い、これらを交互に点滅させてその際に受光手段で受光される光量を測定することにより、異なる波長に感応する成分の分離状態を測定することも可能である。
【００４２】
また、試験容器を水平に保持して測定できるので、既存の血液分析器に組み込んで自動化でき、赤沈測定などが連続して行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る凝集反応測定装置の概略構成を示す説明図であり、図１（ａ）はその正面図を、図１（ｂ）は平面図を示している。
【図２】同凝集反応測定装置の動作を説明する説明図であって、図２（ａ）は試験容器Ｔを上記測定位置に保持したときにおける試験容器内の血液試料の経時変化の様子をモデル化して示しており、図２（ｂ）は受光手段で受光される光量変化を示している。
【図３】同凝集反応測定装置の改変例を示す説明図であり、図３（ａ）は血液の初期分離の状態を検出する際の構成を、また図３（ｂ）は初期分離後の血球等の沈降状態を測定する構成を示している。
【図４】同凝集反応測定装置の他の改変例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　　　　保持手段
２　　　　　　　　投光手段
３　　　　　　　　受光手段
４　　　　　　　　演算手段
５　　　　　　　　投光用スリット（スリット）
６　　　　　　　　受光用スリット（スリット）
７　　　　　　　　点滅制御手段
８ａ，８ｂ　　　　フィルタ
９　　　　　　　　ダイクロイックミラー
１０ａ，１０ｂ　　同期検波回路
Ｓ　　　　　　　　血液試料（液体試料）
Ｔ　　　　　　　　試験容器

Claims

液体試料が収容された筒状の試験容器を水平状に保持して、前記試験容器に光を投射し、このとき前記試験容器内を透過した光を電気的に検出して、この検出値の経時的変化から前記液体試料の凝集反応を測定することを特徴とする凝集反応測定方法。
液体試料が収容された試験容器を水平に保持する保持手段と、前記試験容器に光を投射する投光手段と、前記試験容器を透過する光を受光して光電変換する受光手段と、前記受光手段で受光される光量から前記液体試料の凝集反応を測定する演算手段とを有してなる凝集反応測定装置であって、
前記投光手段と試験容器との間に、前記試験容器の内径とほぼ同じ幅寸法の貫通穴を有するスリットを前記試験容器に対応する位置に配してなり、このスリットを通して前記試験容器に光を投光するように構成してなることを特徴とする凝集反応測定装置。
前記投光手段は、波長の異なる光を投射する複数の光源と、前記光源の点滅状態を制御する点滅制御手段とを有してなり、前記演算手段は前記点滅制御手段に同期して光源毎にその受光量を検出することを特徴とする請求項２に記載の凝集反応測定装置。
前記試験容器と受光手段との間に所定の幅寸法の貫通穴を有するスリットを配し、前記試験容器を透過する光のうちの一部のみを前記受光手段に受光させることを特徴とする請求項２または３に記載の凝集反応測定装置。