JP2017133918A - Body fluid viscosity measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、体液の粘性を計測する体液粘性測定装置に関する。 The present invention relates to a bodily fluid viscosity measuring apparatus that measures the viscosity of bodily fluids.
体液の粘性を計測することは、健康状態を知る上で有効である。例えば、人の場合、脱水状態になっていたり、心筋梗塞や脳梗塞等を患っていたりすると、血液の粘性が上昇することが確認されている。
体液の粘性の計測には様々な方法があり、その具体例が例えば特許文献1、2に記載されている。特許文献1には、基準粘度を有する基準流体と粘度を測定しようとする測定対象流体とを管の両側からそれぞれ注入し、管に一定間隔で連結された複数のカウンティングチャンネルのうち、測定対象流体が流れ込んだ数によって、測定対象流体の粘性を計測する方法が開示されている。特許文献2には、電気伝導率測定から電解質溶液の粘性率を求める方法が開示されている。
Measuring the viscosity of bodily fluids is effective in knowing the health condition. For example, in the case of a person, it has been confirmed that the viscosity of blood rises when it is dehydrated or suffers from myocardial infarction, cerebral infarction, or the like.
There are various methods for measuring the viscosity of a body fluid, and specific examples thereof are described in
しかしながら、特許文献1、2に記載の方法では、一回の計測操作によって導出される粘性の値が1つのみであるため、計測誤差を考慮して粘性を求めるためには、粘性を複数回計測することが必要であった。そのため、体液の粘性を正確に計測するには、粘性の計測を複数回繰り返すこと、及び、複数回の計測を行える量の体液を用意することを要するという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、微量の試料を使った一回の計測操作によって、独立した複数回の計測操作で得られる電気伝導率及び粘性の測定値を得ることができる体液粘性測定装置を提供することを目的とする。
However, in the methods described in
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to obtain measured values of electrical conductivity and viscosity obtained by a plurality of independent measurement operations by a single measurement operation using a small amount of sample. An object of the present invention is to provide a body fluid viscosity measuring device.
前記目的に沿う本発明に係る体液粘性測定装置は、流路を流れる体液の電気伝導率及び粘性を計測する体液粘性測定装置であって、前記流路に設けられ、外部の交流電源に接続される第1の導電部と、前記流路に設けられ、該流路内の前記体液を介して前記第1の導電部に電気的に接続される第2の導電部と、前記第2の導電部に接続された出力端子から出力される電気信号の大きさから前記体液の電気伝導率及び粘性を算出する演算手段とを備え、前記第1、第2の導電部は、合わせて少なくとも3つあって、それぞれ前記体液の流れに沿って前記流路の異なる位置で該体液に接触する。 The bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention that meets the above object is a bodily fluid viscosity measuring device that measures electrical conductivity and viscosity of a bodily fluid flowing through a flow path, and is provided in the flow path and connected to an external AC power source. A first conductive part, a second conductive part provided in the flow path and electrically connected to the first conductive part via the body fluid in the flow path, and the second conductive Computing means for calculating the electrical conductivity and viscosity of the bodily fluid from the magnitude of the electrical signal output from the output terminal connected to the part, wherein the first and second conductive parts are at least three in total. Thus, each body fluid comes into contact with the body fluid at a different position along the flow of the body fluid.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記第1、第2の導電部は、前記体液の流れに沿って交互に配置されているのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that the first and second conductive portions are alternately arranged along the flow of the bodily fluid.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記第1、第2の導電部の配置ピッチは一定であるのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention, it is preferable that the arrangement pitch of the first and second conductive portions is constant.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記流路の幅は、前記体液が毛細管現象によって流れる大きさであるのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention, it is preferable that the width of the flow path is a size in which the bodily fluid flows by capillary action.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記第2の導電部は複数あって、該複数の第2の導電部は一つの前記出力端子に接続されるのが好ましい。 In the body fluid viscosity measurement device according to the present invention, it is preferable that there are a plurality of the second conductive parts, and the plurality of second conductive parts are connected to one output terminal.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記流路の前記第1、第2の導電部の配置領域の下流側で、前記体液に試薬液を合流させて、該体液及び該試薬液の混合液の粘性を所定の値に調整する液供給機構と、前記混合液の電気伝導率及び電解質濃度を計測する濃度導出手段とを更に備えるのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention, a reagent solution is merged with the bodily fluid on the downstream side of the arrangement region of the first and second conductive portions of the flow path, and the mixed solution of the bodily fluid and the reagent solution It is preferable to further include a liquid supply mechanism that adjusts the viscosity of the liquid mixture to a predetermined value and a concentration derivation unit that measures the electrical conductivity and the electrolyte concentration of the mixed liquid.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記演算手段は、前記濃度導出手段が計測した前記混合液の電解質濃度を用いて前記体液の粘性を算出するのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that the calculating means calculates the viscosity of the bodily fluid using the electrolyte concentration of the mixed liquid measured by the concentration deriving means.
本発明に係る体液粘性測定装置において、それぞれ、前記流路、合わせて少なくとも3つの前記第1、第2の導電部及び前記出力端子を有する電極ユニットP、Qが設けられ、該電極ユニットPの該流路の出側は、該電極ユニットQの該流路の入り側に、前記体液から特定の物質を取り除くトラップを介して接続され、前記演算手段は、前記電極ユニットP、Qを流れる前記体液の電気伝導率及び粘性をそれぞれ算出するのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention, electrode units P and Q each having at least three of the first and second conductive portions and the output terminal are provided. The exit side of the flow path is connected to the entrance side of the flow path of the electrode unit Q via a trap that removes a specific substance from the body fluid, and the computing means flows through the electrode units P and Q. It is preferable to calculate the electrical conductivity and viscosity of the body fluid, respectively.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記流路及び合わせて少なくとも3つの前記第1、第2の導電部を有するチップと、前記チップが装着される被装着体とが設けられ、前記被装着体には、装着された前記チップの前記第1の導電部を前記交流電源に接続する第1の回路と、装着された該チップの前記第2の導電部を前記出力端子に接続する第2の回路とが設けられているのが好ましい。 In the bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention, the flow path and a chip having at least three first and second conductive parts in total, and a mounted body to which the chip is mounted, are provided, and the mounted body The body includes a first circuit for connecting the first conductive portion of the mounted chip to the AC power source, and a second circuit for connecting the second conductive portion of the mounted chip to the output terminal. The circuit is preferably provided.
本発明に係る体液粘性測定装置において、前記流路、合わせて少なくとも3つの前記第1、第2の導電部及び前記出力端子を有する電極ユニットRと前記電極ユニットRと同じ構造の電極ユニットSとが設けられ、前記演算手段は、粘性が判明している標準サンプル液を前記電極ユニットSの流路に流して算出した前記標準サンプル液の粘性を基に、前記体液を前記電極ユニットRの前記流路に流して算出した前記体液の粘性を補正するのが好ましい。 In the body fluid viscosity measuring device according to the present invention, the flow path, the electrode unit R having at least three of the first and second conductive portions and the output terminal, and the electrode unit S having the same structure as the electrode unit R, The calculation means is configured to flow the body fluid of the electrode unit R based on the viscosity of the standard sample solution calculated by flowing a standard sample solution whose viscosity is known through the flow path of the electrode unit S. It is preferable to correct the viscosity of the bodily fluid calculated through the flow path.
本発明に係る体液粘性測定装置は、流路に設けられた第1の導電部と、流路に設けられ、流路内の体液を介して第1の導電部に電気的に接続される第2の導電部とを備え、第1、第2の導電部が、合わせて少なくとも3つあって、それぞれ体液の流れに沿って流路の異なる位置で体液に接触するので、体液が流路を進行するのに伴って、出力端子から出力される電気信号の大きさが変わることとなる。よって、異なる大きさの電気信号でそれぞれ体液の電気伝導率及び粘性を算出することができ、独立した複数回の計測操作で得られる電気伝導率及び粘性値の測定値を一回の計測操作で得ることが可能である。 The bodily fluid viscosity measuring device according to the present invention includes a first conductive part provided in the flow path and a first conductive part provided in the flow path and electrically connected to the first conductive part via the body fluid in the flow path. Two conductive parts, and there are at least three first and second conductive parts in total, each contacting the body fluid at a different position along the flow of the body fluid, so that the body fluid passes through the flow path. As the signal travels, the magnitude of the electrical signal output from the output terminal changes. Therefore, it is possible to calculate the electrical conductivity and viscosity of body fluids with electrical signals of different magnitudes, and to measure the electrical conductivity and viscosity values obtained by multiple independent measurement operations in a single measurement operation. It is possible to obtain.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1、図2、図3(A)に示すように、本発明の一実施の形態に係る体液粘性測定装置10は、流路11に設けられ、外部の交流電源Vに入力端子40を介して接続される第1の導電部12、13、14、流路11に設けられた第2の導電部15、16、17、18、及び、第2の導電部15、16、17、18に接続された出力端子19から出力される電気信号の大きさから、流路11を流れる体液Fの電気伝導率及び粘性(以下同じ)を計測する装置である。以下、詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3 (A), a bodily fluid
粘性の計測対象である体液Fは、電解質溶液であり、例えば、人の血液、髄液、汗、唾液、涙である。
体液粘性測定装置10は、図1、図2に示すように、交流電源Vにスイッチ20を介して接続される電極ユニット21を備えている。電極ユニット21は、図1、図2、図3(A)に示すように、流路11が設けられ、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18を具備するチップ22と、チップ22が装着される被装着体23を有している。
The body fluid F that is a viscosity measurement target is an electrolyte solution, such as human blood, spinal fluid, sweat, saliva, and tears.
The bodily fluid viscosity measuring
チップ22は、図2、図3(A)に示すように、前後に長い矩形状の板材24及び上側に板材24が固定された前後に長い板状のベース部材25を備えている。
板材24には、底面側に板材24の長手方向に沿って凹部26が形成され、板材24の上面から凹部26の一側にかけて形成された開口部27及び板材24の上面から凹部26の他側にかけて形成された開口部28が設けられている。本実施の形態では、開口部27が体液Fの導入口、開口部28が体液Fの排出口であるが、開口部28を体液Fの導入口、開口部27を体液Fの排出口として利用してもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3A, the
In the
チップ22の流路11は、板材24の底面をベース部材25の上面に接触させて固定することで板材24の凹部26の開口がベース部材25の上面で塞がれて形成されている。流路11は親水性を有し、流路11の幅は、体液Fが毛細管現象によって流路11内を移動できる大きさであり、例えば、10μm〜500μmの範囲である。そのため、開口部27から体液Fが導入されると、体液Fが毛細管現象によって流路11内を開口部27側(一側)から開口部28側(他側)に進行し、流路11内には一側から他側に向かって層流が生じる。
The
本実施の形態では、シルウェット(Silwet)を含有したPDMS(ジメチルポリシロキサン)によって板材24を形成し、流路11の親水性を確保しているが、親水性処理は、これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
ベース部材25の上面には、第1の導電部12、13、14をそれぞれ有する導線32、33、34及び第2の導電部15、16、17、18をそれぞれ有する導線35、36、37、38が設けられている。なお、本実施の形態では、ベース部材25がガラスによって形成されているが、これに限定されない。
そして、導線35(導線32〜34、36〜38についても同じ)は、図2、図3(A)に示すように、第2の導電部15(導線32〜34、36〜38については、それぞれ第1の導電部12〜14及び第2の導電部16〜18)が流路11内に配されていればよく、本実施の形態のように、ベース部材25の左端から右端に渡って、導線35全体が、ベース部材25の上面に密着している必要はない。
例えば、図3(B)に示すように、第2の導電部15を流路11の上側に固定して、ベース部材25から離れるように導線35を配線してもよいし、図3(C)に示すように、一端が流路11内に配されるように導線35を配線してもよい。これらは、導線32〜34、36〜38についても同じである。
And the conducting wire 35 (same also about conducting wires 32-34, 36-38), as shown to FIG. 2, FIG. 3 (A), about the 2nd electroconductive part 15 (about conducting wires 32-34, 36-38, Each of the first
For example, as shown in FIG. 3B, the second
流路11においては、図1、図2に示すように、体液Fの流れに沿って、第2の導電部15、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18が順に並べられている(即ち、第1の導電部及び第2の導電部は、体液の流れに沿って交互に配置されている)。
従って、開口部27に導入された体液Fは、流路11内を進みながら、第2の導電部15、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18に順に接触し、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18は、体液Fの流れに沿って流路11の異なる位置で体液Fに接触する。
In the
Therefore, the bodily fluid F introduced into the
また、第2の導電部15、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18の配置ピッチは一定である。よって、開口部27から導入された体液Fは、一定の時間間隔で、第2の導電部15、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18に順に到達する。
The second
体液Fは電気伝導性を有するため、開口部27から導入された体液Fが第2の導電部15を通過して第1の導電部12まで達し、流路11の開口部27から第1の導電部12までの領域全体に体液Fが存在する状態になった際、第2の導電部15は、流路11内の体液Fを介して、第1の導電部12に電気的に接続される。その後、体液Fが第2の導電部16まで達した際には、第2の導電部16が、体液Fを介して、第1の導電部12及び第2の導電部15に電気的に接続される。そして、体液Fが第2の導電部18まで達した際には、全ての第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18が、体液Fを介して電気的に接続される。
Since the bodily fluid F has electrical conductivity, the bodily fluid F introduced from the opening 27 passes through the second
被装着体23は、図1、図2に示すように、内側にチップ22が嵌め込まれる枠部39を備えている。枠部39には、交流電源Vに接続される入力端子40と、入力端子40から3つに枝分かれした導線を有する回路41(第1の回路)が、左側に設けられ、出力端子19と、出力端子19から4つに枝分かれした導線を有する回路42(第2の回路)が、右側に設けられている。
枠部39の内側にチップ22が嵌め込まれる(即ち、被装着体23に、チップ22が装着される)ことによって、チップ22は、第1の導電部12、13、14が回路41を介して入力端子40に接続され、第2の導電部15、16、17、18が回路42を介して出力端子19に接続される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the mounted
When the
即ち、複数の第2の導電部15、16、17、18は回路42に接続され、回路42は第2の導電部15、16、17、18を一つの出力端子19に接続する。以下、特に記さない限り、チップ22は被装着体23に装着されているものとする。
出力端子19には、図1に示すように、スイッチ43を介して、演算手段44が接続されている。演算手段44は、出力端子19から出力される電流(電気信号の一例)の値から体液Fの粘性を算出する。なお、スイッチ43は、図1に示すように、演算手段44の接続先を、電極ユニット21の出力端子19から、較正(校正)用の基準抵抗44aに切り替えることができる。
That is, the plurality of second
As shown in FIG. 1, the
演算手段44は、出力端子19からの電流値から、入力端子40、出力端子19間のインピーダンス(本実施の形態では、合成抵抗値)を求め、体液Fの電気伝導率及び粘性を導出する。演算手段44によって算出された体液Fの電気伝導率及び粘性は、図示しない記憶媒体に記憶される。
入力端子40、出力端子19間のインピーダンスの大きさは、流路11内を流れる体液Fの電気伝導率及び粘性と、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の体液Fを介した接続状態によって決定される。
The calculation means 44 obtains the impedance (in this embodiment, the combined resistance value) between the
The magnitude of the impedance between the
よって、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の体液Fを介した接続状態が分かれば、入力端子40、出力端子19間のインピーダンスから体液Fの粘性を求めることができる。なお、入力端子40、出力端子19間のインピーダンスと体液Fの粘性に相関関係があることは、例えば、Walden則によって知られている。
Therefore, if the connection state of the first
開口部27に導入され流路11を進む体液Fの先頭部が開口部28に向かって進むのに従って、体液Fの先頭部は、第2の導電部15、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18を順に通過し、入力端子40、出力端子19間のインピーダンスは段階的に小さくなり、出力端子19から出力される電流値(以下、単に「出力電流値」とも言う)は段階的に上昇する。
As the leading portion of the body fluid F introduced into the
出力電流値の段階的な上昇は、体液Fの先頭部が、第1の導電部12、第2の導電部16、第1の導電部13、第2の導電部17、第1の導電部14及び第2の導電部18のいずれかに達し、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の体液Fを介した接続状態が変わることを意味する。
演算手段44は、出力電流値の上昇を検出可能であるので、出力電流値の段階的な上昇を基に第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の体液Fを介した接続状態を検知することができる。よって、演算手段44は、入力端子40、出力端子19間のインピーダンスから体液Fの電気伝導率及び粘性を求めることが可能である。
The stepwise increase in the output current value is caused by the first portion of the body fluid F being the first
Since the calculating means 44 can detect an increase in the output current value, the first
ここで、演算手段44は、出力電流値が段階的に上昇するたびに、出力電流値を基に体液Fの電気伝導率及び粘性を算出する。よって、所定量(第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の全てが流路11内の体液Fで電気的に接続される量)の体液Fを開口部27から導入することによって、演算手段44は、体液Fについて、電気伝導率及び粘性を複数回算出可能である。
Here, the calculation means 44 calculates the electrical conductivity and viscosity of the body fluid F based on the output current value every time the output current value increases stepwise. Therefore, the body fluid F of a predetermined amount (amount in which all of the first
そして、演算手段44は、算出した複数の粘性値(本実施の形態では粘性率)を基に、体液Fの最終的な粘性値を得る。例えば、算出した複数の粘性値の平均を最終的な粘性値にすることができる。そして、算出された各粘性値に所定以上の差がある場合や、出力電流値が所定の時間間隔で段階的に上昇しない場合、演算手段44は、異常ありを意味する信号を出力するように設計されている。
本実施の形態では、出力電流値が段階的に6回上昇することから、演算手段44は、体液Fの電気伝導率及び粘性を6回算出する。
Then, the calculation means 44 obtains the final viscosity value of the body fluid F based on the calculated plurality of viscosity values (in this embodiment, the viscosity coefficient). For example, the average of a plurality of calculated viscosity values can be used as the final viscosity value. When there is a difference greater than or equal to the calculated viscosity value or when the output current value does not increase step by step at a predetermined time interval, the calculation means 44 outputs a signal indicating that there is an abnormality. Designed.
In the present embodiment, since the output current value rises six times stepwise, the calculation means 44 calculates the electrical conductivity and viscosity of the body fluid F six times.
本実施の形態では、図1に示すように、演算手段44が主として2つの電気回路45、46によって構成されているが、電気回路の数は2つである必要はない。
また、本実施の形態では、第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18が合わせて7つであるが、第1、第2導電部は合わせて少なくとも3つあればよい。これは、第1、第2の導電部が合わせて少なくとも3つあれば、出力電流値が段階的に上昇し、体液の電気伝導率及び粘性値を少なくとも2つの異なる出力電流値から算出することができるためである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the calculation means 44 is mainly configured by two
In the present embodiment, the first
また、本実施の形態においては、電極ユニット21が1つのみであったが、図4に示すように、2つの電極ユニット48、49(電極ユニットP、Q)を設けることも可能である。電極ユニット48、49はそれぞれ、基本的に電極ユニット21と同じ構造を備え、流路11、及び合わせて7つ(即ち、合わせて少なくとも3つ)の第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18、及び出力端子19を有している。
In the present embodiment, only one
電極ユニット48の流路11の出側(他側)は、電極ユニット49の流路11の入り側(一側)に、体液Fから特定の物質(例えば、体液Fが血液の場合、特定の物質は血球)を取り除くトラップ50を介して接続されている。なお、電極ユニット48、49において、電極ユニット21と同様の構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する(以下同じ)。
The exit side (the other side) of the
従って、電極ユニット48の開口部27から導入された体液Fは、電極ユニット48の流路11を通過し、トラップ50で特定の物質が取り除かれた後、電極ユニット49の流路11を流れる。そのため、図示しない演算手段は、電極ユニット48の出力端子19からの出力電流値を基に、特定の物質が取り除かれていない体液Fの粘性を算出し、電極ユニット49の出力端子19からの出力電流値を基に、特定の物質が取り除かれた体液F(例えば、血球が除去された血漿を含む血液)の電気伝導率及び粘性を算出する。
Therefore, the bodily fluid F introduced from the
また、図5に示すように、流路11の第1の導電部12、13、14及び第2の導電部15、16、17、18の配置領域の下流側で、体液Fに試薬液を合流させて、体液F及び試薬液の混合液の粘性を所定の値に調整する液供給機構52を設けてもよい。
図5に示す例では、電極ユニット49の下流側に、電極ユニット49の流路11の出側に流路11の入り側が接続された電極ユニット51が設けられ、電極ユニット49の流路11と電極ユニット51の流路11の接続領域に、液供給機構52が管を介して連結されている。
Further, as shown in FIG. 5, the reagent solution is applied to the body fluid F on the downstream side of the arrangement region of the first
In the example shown in FIG. 5, an
電極ユニット51は、基本的に電極ユニット21と同じ構造を備え、液供給機構52は、例えば、ポンプ及び電磁弁を有して構成可能である。
液供給機構52は、例えば、体積比で体液Fの略20倍の蒸留水(試薬液の一例、以下、単に「水」とも言う)を、電極ユニット49、51の間で、体液Fに合流させて、体液F及び水の混合液の粘性率を水と同レベルにする。電極ユニット51の出力端子19には、出力端子19からの出力電流値を基に電極ユニット51の流路11を流れる混合液の電解質濃度を計測する図示しない濃度導出手段が接続されている。濃度導出手段は、例えば、ソフトウェアプログラムがインストールされた電子計算機によって構成可能である。
The
For example, the
演算手段は、濃度導出手段から、濃度導出手段が計測した電解質濃度を取得可能であり、濃度導出手段が計測した混合液の電解質濃度を用いて体液Fの粘性を算出する。
ここで、インピーダンスを基に体液の粘性を算出する計算式には、その体液の電解質濃度が必要である。この点、体液の電解質濃度の値は体液の種類ごとに一定範囲であり、ばらつきが小さい。よって、計算式に電解質濃度の予め定められた値を代入すれば、電解質濃度を計測せずとも、対象とする体液の粘性を算出することができる。但し、電解質濃度をより正確に算出する観点においては、計測した電解質濃度を計算式に代入して粘性を算出するのが好ましい。
The calculation means can acquire the electrolyte concentration measured by the concentration derivation means from the concentration derivation means, and calculates the viscosity of the body fluid F using the electrolyte concentration of the mixed liquid measured by the concentration derivation means.
Here, the calculation formula for calculating the viscosity of the body fluid based on the impedance requires the electrolyte concentration of the body fluid. In this regard, the value of the electrolyte concentration of the body fluid is within a certain range for each type of body fluid, and variation is small. Therefore, by substituting a predetermined value of the electrolyte concentration into the calculation formula, the viscosity of the target body fluid can be calculated without measuring the electrolyte concentration. However, from the viewpoint of calculating the electrolyte concentration more accurately, it is preferable to calculate the viscosity by substituting the measured electrolyte concentration into the calculation formula.
また、図6に示すように、電極ユニット21と同じ構造の2つの電極ユニット53、54(電極ユニットR、S)を設け、電極ユニット53の流路11に体液Fを流し、電極ユニット54の流路11に粘性が判明している標準サンプル液を流して、算出した体液Fの粘性を補正することもできる。
演算手段は、電極ユニット54の流路11に流した標準サンプル液の粘性及び電極ユニット53の流路11に流した体液Fの粘性をそれぞれ算出し、算出した標準サンプル液の粘性(具体的には、算出した標準サンプル液の粘性と、粘性が判明していた標準サンプル液の粘性の差)を基に、算出した体液Fの粘性を補正する。計測時の温度など環境の違いにより、算出される体液Fの粘性には多少の誤差が生じることが考えられるため、標準サンプル液の粘性を基に、算出した体液Fの粘性を補正するのは、より正確な粘性を得る上で好適である。更に、例えばサーミスター素子などの温度測定手段を電極ユニット上に設置して計測時の温度を記録し、より正確を期すこともできる。
In addition, as shown in FIG. 6, two
The calculation means calculates the viscosity of the standard sample liquid that has flowed through the
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
本実験においては、合わせて7つの第1、第2の導電部を有する電極ユニットを採用し、流路にショ糖を加えて粘度を上げた食塩水(以下、単に「食塩水」とも言う)を流した。図7、図8に、計測された出力電流の時間軸に対する推移を示す。なお、図8のグラフは、図7のグラフの一部を拡大したものであり、図8には、段階的に上昇する出力電流それぞれに対応する合成抵抗の値を記している。
図7、図8より、段階的に上昇する出力電流の各上昇値が略同じであること、並びに、出力電流が5〜6秒間隔で段階的に上昇したことが確認できた。その結果、段階的に上昇する出力電流それぞれから電気伝導率及び粘性を算出できることが分かる。
なお、図7において、Dは食塩水を導入した時点を示し、Wは流路に水を流して食塩水を洗い流した時点を示す。
Next, an experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described.
In this experiment, an electrode unit having a total of seven first and second conductive portions was adopted, and a saline solution (hereinafter also simply referred to as “saline solution”) whose viscosity was increased by adding sucrose to the flow path. Shed. 7 and 8 show the transition of the measured output current with respect to the time axis. The graph of FIG. 8 is an enlarged view of a part of the graph of FIG. 7, and FIG. 8 shows the value of the combined resistance corresponding to each of the output currents that increase stepwise.
From FIG. 7 and FIG. 8, it was confirmed that each increase value of the output current that increases stepwise is substantially the same, and that the output current increased stepwise at intervals of 5 to 6 seconds. As a result, it can be seen that the electric conductivity and viscosity can be calculated from each of the output currents that increase in stages.
In FIG. 7, D indicates a point in time when the saline solution is introduced, and W indicates a point in time when the salt solution is washed away by flowing water through the flow path.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、体液が毛細管現象によって進む流路の代わりに、体液がポンプあるいは重力によって進む流路を採用してもよい。但し、毛細管現象によって体液が進行する流路を採用した場合、粘性を計測するために要する体液の量を少なくすることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, instead of a flow path in which body fluid travels by capillary action, a flow path in which body fluid travels by a pump or gravity may be employed. However, when a flow path through which body fluid proceeds by capillary action is employed, the amount of body fluid required to measure viscosity can be reduced.
また、本実施の形態では交流電源から入力端子に与えられる交流電圧の周波数が単一で一定であるが、入力端子に周波数が異なる複数の交流電圧を与えることもできる。入力端子に周波数が異なる交流電圧を与える場合、演算手段は、各周波数のインピーダンスを求めて体液の粘性を算出することとなる。
そして、体液が流れるのに伴ってインピーダンスが変化する構成であれば、第1、第2の導電部が体液の流れに沿って交互に配置されている必要はない。更に、第1、第2の導電部の配置ピッチは一定でなくてもよい。
また、第2の導電部が複数個ある場合、複数の第2の導電部を、一つの出力端子に接続する必要はなく、それぞれ別個の出力端子に接続してもよい。複数の第2の導電部をそれぞれ別個の出力端子に接続する場合、各出力端子からの出力電流値を基に別個の粘性が算出される。
In the present embodiment, the frequency of the AC voltage applied from the AC power source to the input terminal is single and constant, but a plurality of AC voltages having different frequencies can also be applied to the input terminal. When an AC voltage having a different frequency is applied to the input terminal, the calculation means calculates the impedance of each frequency and calculates the viscosity of the body fluid.
If the impedance changes as the body fluid flows, the first and second conductive parts do not need to be arranged alternately along the body fluid flow. Furthermore, the arrangement pitch of the first and second conductive portions may not be constant.
In addition, when there are a plurality of second conductive portions, the plurality of second conductive portions do not need to be connected to one output terminal, and may be connected to separate output terminals. When connecting a plurality of second conductive parts to separate output terminals, separate viscosities are calculated based on output current values from the respective output terminals.
10:体液粘性測定装置、11:流路、12〜14:第1の導電部、15〜18:第2の導電部、19:出力端子、20:スイッチ、21:電極ユニット、22:チップ、23:被装着体、24:板材、25:ベース部材、26:凹部、27、28:開口部、32〜38:導線、39:枠部、40:入力端子、41、42:回路、43:スイッチ、44:演算手段、44a:基準抵抗、45、46:電気回路、48、49:電極ユニット、50:トラップ、51:電極ユニット、52:液供給機構、53、54:電極ユニット、F:体液、V:交流電源 10: body fluid viscosity measuring device, 11: flow path, 12-14: first conductive part, 15-18: second conductive part, 19: output terminal, 20: switch, 21: electrode unit, 22: chip, 23: Mounted object, 24: Plate material, 25: Base member, 26: Recessed part, 27, 28: Opening part, 32-38: Conductor, 39: Frame part, 40: Input terminal, 41, 42: Circuit, 43: Switch, 44: Calculation means, 44a: Reference resistance, 45, 46: Electric circuit, 48, 49: Electrode unit, 50: Trap, 51: Electrode unit, 52: Liquid supply mechanism, 53, 54: Electrode unit, F: Body fluid, V: AC power supply
Claims (10)
前記流路に設けられ、外部の交流電源に接続される第1の導電部と、
前記流路に設けられ、該流路内の前記体液を介して前記第1の導電部に電気的に接続される第2の導電部と、
前記第2の導電部に接続された出力端子から出力される電気信号の大きさから前記体液の電気伝導率及び粘性を算出する演算手段とを備え、
前記第1、第2の導電部は、合わせて少なくとも3つあって、それぞれ前記体液の流れに沿って前記流路の異なる位置で該体液に接触することを特徴とする体液粘性測定装置。 A bodily fluid viscosity measuring device for measuring electrical conductivity and viscosity of bodily fluid flowing through a flow path,
A first conductive portion provided in the flow path and connected to an external AC power source;
A second conductive portion provided in the flow path and electrically connected to the first conductive section via the body fluid in the flow path;
Calculating means for calculating the electrical conductivity and viscosity of the body fluid from the magnitude of the electrical signal output from the output terminal connected to the second conductive part,
There are at least three of the first and second conductive portions in total, and each body fluid viscosity measuring device is in contact with the body fluid at a different position of the flow path along the flow of the body fluid.
The body fluid viscosity measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the electrode unit R and the electrode unit each include the flow path, the first and second conductive portions, and the output terminal. The electrode unit S having the same structure as R is provided, and the calculation means is based on the viscosity of the standard sample liquid calculated by flowing a standard sample liquid whose viscosity is known through the flow path of the electrode unit S. The bodily fluid viscosity measuring apparatus, wherein the bodily fluid viscosity corrected by flowing the bodily fluid through the flow path of the electrode unit R is corrected.
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