JP5093357B2 - 血球変形能計測装置 - Google Patents
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Description
血球径よりも広い幅の上流テラスから血球径よりも狭い幅のゲートへ向けて血液を流し、当該血液中の血球の変形能を計測する血球変形能計測装置であって、
前記上流テラス及び前記ゲートを通過する血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記上流テラス又は前記ゲートを通過する血球の速度を算出する速度算出手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記ゲートを通過する血球の体積を算出する体積算出手段と、
前記血球の速度及び前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出する変形能算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(1)又は式(2)を満たすD1又はD2を算出することを特徴とする。
D2=1/(S×V)/(1/(S0×V0)) …(2)
(但し、
α:所定の係数
S:前記上流テラス又は前記ゲートを通過する血球の速度
V:前記ゲートを通過する血球の体積
S0:所定の基準血液を前記上流テラス又は前記ゲートへ通過させたときの当該血液中の血球の速度
V0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときの当該血液中の血球の体積)
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の血球変形能計測装置であって、
前記速度算出手段は、前記血球の速度として、前記血球が前記ゲートを通過するのに要する通過時間の逆数を算出することを特徴とする。
前記撮影手段によって得られた血流画像を表示画面に表示する血流画像表示手段を有することを特徴とする。
前記ゲートは複数であり、
前記速度算出手段により得られた血球の速度がゼロである前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出する閉塞状態算出手段を備え、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの閉塞割合及び前記体積算出手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
前記閉塞状態算出手段は、前記血球の体積別に当該体積の血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出し、
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(3)を満たすD1を算出することを特徴とする。
(但し、
α2:所定の係数
C:前記ゲートの閉塞割合
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積)
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の血球変形能計測装置であって、
複数の前記ゲートは、血流方向に複数配設されるとともに血流方向上流側から下流側に向けて除々に狭くなるように複数の異なる幅に形成されるか、或いは血流方向に直交する方向に複数配設されるとともに複数の異なる幅で形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの幅のうち最大のものを最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
複数の前記ゲートは幅毎に複数の組を形成しており、
前記閉塞状態算出手段は、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を前記ゲートの幅別に求め、当該閉塞割合が最大となる前記ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートにおける当該血球の閉塞位置での当該ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(4)又は式(5)を満たすD2又はD3を算出することを特徴とする。
D3=L/L0 …(5)
(但し、
β:所定の係数
L:前記ゲートの最大閉塞幅
L0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときに、当該血液中の血球で閉塞されたゲートにおける当該血球の体積別の最大閉塞幅のうち、血球の体積が式(4)におけるVであるときの値
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積)
前記の課題を解決するために、請求項11に記載の発明は、
血球径より狭い幅に形成された複数のゲートへ血液を流し、当該血液中の血球の変形能を計測する血球変形能計測装置であって、
前記ゲートを通過する血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出する閉塞状態算出手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積を算出する体積算出手段と、
前記ゲートの閉塞割合及び前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出する変形能算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記閉塞状態算出手段は、前記血球の体積別に当該体積の血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出し、
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(3)を満たすD1を算出することを特徴とする。
(但し、
α2:所定の係数
C:前記ゲートの閉塞割合
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積)
請求項13に記載の発明は、請求項11又は12に記載の血球変形能計測装置であって、
前記撮影手段によって得られた血流画像を表示画面に表示する血流画像表示手段を有することを特徴とする。
複数の前記ゲートは、血流方向に複数配設されるとともに血流方向上流側から下流側に向けて除々に狭くなるように複数の異なる幅に形成されるか、或いは血流方向に直交する方向に複数配設されるとともに複数の異なる幅で形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの幅のうち最大のものを最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
複数の前記ゲートは幅毎に複数の組を形成しており、
前記閉塞状態算出手段は、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を前記ゲートの幅別に求め、当該閉塞割合が最大となる前記ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートにおける当該血球の閉塞位置での当該ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする。
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(4)又は式(5)を満たすD2又はD3を算出することを特徴とする。
D3=L/L0 …(5)
(但し、
β:所定の係数
L:前記ゲートの最大閉塞幅
L0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときに、当該血液中の血球で閉塞されたゲートにおける当該血球の体積別の最大閉塞幅のうち、血球の体積が式(4)におけるVであるときの値
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積)
続いて、血球変形能計測装置1の動作について、主に図4を参照して説明する。図4は、血球変形能計測装置1による変形能計測のフローチャートである。
ここで、αは、予め行われた計測試験で設定された所定の係数であり、より詳細には、他の装置で計測された赤血球の変形能を正として、血球変形能計測装置1で算出された赤血球の速度S及び血球の体積Vから当該変形能が算出されるよう設定された係数である。なお、予め行われた計測試験において、血球の速度Sと体積Vとの積S×Vに対してαが一定とならない場合には、αを当該積S×Vに対するルックアップテーブルとすればよい。
D2=1/(S×V)/(1/(S0×V0)) …(2)
ここで、
S0:所定の基準血液を上流テラス25b又はゲート25aへ通過させたときの当該血液中の血球の速度、
V0:所定の基準血液をゲート25aへ通過させたときの当該血液中の血球の体積であり、所定の基準血液とは、標準的な健康度の血液である。
続いて、上記実施の形態に係る血球変形能計測装置1の第1の変形例としての血球変形能計測装置1Aについて説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
ここで、βは、予め行われた計測試験で設定された所定の係数であり、上述の式(1)におけるαと同様に設定された係数である。
ここで、T0は、所定の基準血液中の血球がゲート25aを通過するのに要する通過時間である。
続いて、上記実施の形態に係る血球変形能計測装置1の第2の変形例としての血球変形能計測装置1Eについて説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
ここで、α2は、予め行われた計測試験で設定された所定の係数であり、より詳細には、他の装置で計測された赤血球の変形能を正として、血球変形能計測装置1Eで算出された赤血球の体積V及び閉塞割合Cから当該変形能が算出されるよう設定された係数である。なお、予め行われた計測試験において、体積Vに関する閉塞割合Cの積分値に対してα2が一定とならない場合には、当該積分値に対するルックアップテーブルとすればよい。
ここで、α2Aは、予め行われた計測試験で設定された所定の係数であり、上述の式(3)におけるα2と同様に設定された係数である。
続いて、上記実施の形態に係る血球変形能計測装置1Eの第3の変形例としての血球変形能計測装置1Fについて説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
ここで、βは、予め行われた計測試験で設定された所定の係数であり、上述の式(3)におけるα2と同様に設定された係数である。
ここで、L0は、所定の基準血液をゲート25aFへ通過させたときに、当該血液中の血球で閉塞されたゲート25aFにおける当該血球の体積別の最大閉塞幅Lのうち、血球の体積が式(4)におけるVであるときの値であり、所定の基準血液とは、標準的な健康度の血液である。
続いて、上記実施の形態に係る血球変形能計測装置1Eの第4の変形例としての血球変形能計測装置1Bについて説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
続いて、上記実施の形態に係る血球変形能計測装置1Eの第5の変形例としての血球変形能計測装置1Cについて説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
3 TVカメラ(撮影手段)
7、7A、7E パソコン(血流画像表示手段)
8 ディスプレイ(表示画面)
25、25A、25B、25C、25E、25F 流路部
25a ゲート
25b 上流テラス
70、70A 演算処理部(速度算出手段、体積算出手段、変形能算出手段)
70E 演算処理部(速度算出手段、体積算出手段、変形能算出手段、閉塞状態算出手段、閉塞割合算出手段、閉塞幅検出手段)
S 血球の速度
T 通過時間
V 血球の体積
C 閉塞割合
L 最大閉塞幅
Claims (17)
- 血球径よりも広い幅の上流テラスから血球径よりも狭い幅のゲートへ向けて血液を流し、当該血液中の血球の変形能を計測する血球変形能計測装置であって、
前記上流テラス及び前記ゲートを通過する血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記上流テラス又は前記ゲートを通過する血球の速度を算出する速度算出手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記ゲートを通過する血球の体積を算出する体積算出手段と、
前記血球の速度及び前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出する変形能算出手段と、
を備えることを特徴とする血球変形能計測装置。 - 前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(1)又は式(2)を満たすD1又はD2を算出することを特徴とする請求項1に記載の血球変形能計測装置。
D1=α/(S×V) …(1)
D2=1/(S×V)/(1/(S0×V0)) …(2)
(但し、
α:所定の係数
S:前記上流テラス又は前記ゲートを通過する血球の速度
V:前記ゲートを通過する血球の体積
S0:所定の基準血液を前記上流テラス又は前記ゲートへ通過させたときの当該血液中の血球の速度
V0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときの当該血液中の血球の体積) - 前記速度算出手段は、前記血球の速度として、前記血球が前記ゲートを通過するのに要する通過時間の逆数を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の血球変形能計測装置。
- 前記撮影手段によって得られた血流画像を表示画面に表示する血流画像表示手段を有することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の血球変形能計測装置。
- 前記ゲートは複数であり、
前記速度算出手段により得られた血球の速度がゼロである前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出する閉塞状態算出手段を備え
前記変形能算出手段は、前記ゲートの閉塞割合及び前記体積算出手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の血球変形能計測装置。 - 前記閉塞状態算出手段は、前記血球の体積別に当該体積の血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出し、
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(3)を満たすD1を算出することを特徴とする請求項5に記載の血球変形能計測装置。
D1=α2/∫CdV …(3)
(但し、
α2:所定の係数
C:前記ゲートの閉塞割合
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積) - 複数の前記ゲートは、血流方向に複数配設されるとともに血流方向上流側から下流側に向けて除々に狭くなるように複数の異なる幅に形成されるか、或いは血流方向に直交する方向に複数配設されるとともに複数の異なる幅で形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの幅のうち最大のものを最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の血球変形能計測装置。 - 複数の前記ゲートは幅毎に複数の組を形成しており、
前記閉塞状態算出手段は、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を前記ゲートの幅別に求め、当該閉塞割合が最大となる前記ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の血球変形能計測装置。 - 前記ゲートは血流方向下流側に向けて狭くなる幅に形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートにおける当該血球の閉塞位置での当該ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の血球変形能計測装置。 - 前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(4)又は式(5)を満たすD2又はD3を算出することを特徴とする請求項7から9のいずれか一項に記載の血球変形能計測装置。
D2=β×L/V …(4)
D3=L/L0 …(5)
(但し、
β:所定の係数
L:前記ゲートの最大閉塞幅
L0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときに、当該血液中の血球で閉塞されたゲートにおける当該血球の体積別の最大閉塞幅のうち、血球の体積が式(4)におけるVであるときの値
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積) - 血球径より狭い幅に形成された複数のゲートへ血液を流し、当該血液中の血球の変形能を計測する血球変形能計測装置であって、
前記ゲートを通過する血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出する閉塞状態算出手段と、
前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積を算出する体積算出手段と、
前記ゲートの閉塞割合及び前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出する変形能算出手段と、
を備えることを特徴とする血球変形能計測装置。 - 前記閉塞状態算出手段は、前記血球の体積別に当該体積の血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を算出し、
前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(3)を満たすD1を算出することを特徴とする請求項11に記載の血球変形能計測装置。
D1=α2/∫CdV …(3)
(但し、
α2:所定の係数
C:前記ゲートの閉塞割合
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積) - 前記撮影手段によって得られた血流画像を表示画面に表示する血流画像表示手段を有することを特徴とする請求項11又は12に記載の血球変形能計測装置。
- 複数の前記ゲートは、血流方向に複数配設されるとともに血流方向上流側から下流側に向けて除々に狭くなるように複数の異なる幅に形成されるか、或いは血流方向に直交する方向に複数配設されるとともに複数の異なる幅で形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートの幅のうち最大のものを最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出すことを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載の血球変形能計測装置。 - 複数の前記ゲートは幅毎に複数の組を形成しており、
前記閉塞状態算出手段は、前記血球で閉塞された前記ゲートの閉塞割合を前記ゲートの幅別に求め、当該閉塞割合が最大となる前記ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積算出手段が算出した前記最大閉塞幅に対応する前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載の血球変形能計測装置。 - 前記ゲートは血流方向下流側に向けて狭くなる幅に形成されており、
前記閉塞状態算出手段は、前記撮影手段によって得られた血流画像から、前記血球で閉塞された前記ゲートにおける当該血球の閉塞位置での当該ゲートの幅を最大閉塞幅として検出し、
前記変形能算出手段は、前記ゲートの最大閉塞幅及び前記体積手段が算出した前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積から、前記血球の変形能を算出することを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載の血球変形能計測装置。 - 前記変形能算出手段は、前記血球の変形能として、以下の式(4)又は式(5)を満たすD2又はD3を算出することを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項に記載の血球変形能計測装置。
D2=β×L/V …(4)
D3=L/L0 …(5)
(但し、
β:所定の係数
L:前記ゲートの最大閉塞幅
L0:所定の基準血液を前記ゲートへ通過させたときに、当該血液中の血球で閉塞されたゲートにおける当該血球の体積別の最大閉塞幅のうち、血球の体積が式(4)におけるVであるときの値
V:前記ゲートを閉塞させた前記血球の体積)
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