JPH0320697B2 - - Google Patents
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- JPH0320697B2 JPH0320697B2 JP59078582A JP7858284A JPH0320697B2 JP H0320697 B2 JPH0320697 B2 JP H0320697B2 JP 59078582 A JP59078582 A JP 59078582A JP 7858284 A JP7858284 A JP 7858284A JP H0320697 B2 JPH0320697 B2 JP H0320697B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/06—Measuring blood flow
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
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- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、血液中の超音波伝播速度と血液の温
度により、血液の血液容積を算出する血球容積の
測定方法及びその装置に関するものである。 〔従来技術〕 従来、血球容積を測定する方法としては、ヘマ
トクリツト法が用いられているが、血液をウイン
トローベ管（Wintrobe管）や毛細管に移し変え
て遠心分離を行なう為、測定結果が判るまでに時
間がかかり、また、遠心後、赤血球層の高さをス
ケールを用いて全血液の何％に当るかを調べる
為、大量に連続的に測定することは難しいという
欠点があつた。 一方、本発明のような、超音波伝播速度が溶液
の成分及び温度に依存すると言う原理に基づき、
血液中の超音波伝播速度及び温度を同時に測定
し、血液容積を算出すると言う測定方法や装置は
末だ知られておらず、全く新規なものである。 〔発明の目的〕 本発明は、上記のような現状の問題点に鑑み、
迅速且つ簡便に血球容積を測定する方法あるいは
装置を提供することを目的としたもので、種々検
討の結果、溶液中における超音波伝播速度がその
溶液の成分及び温度に依存すると言う原理の応用
により、血液中の血球容積を測定し得る事実を見
出し、鋭意研究を進めて本発明を完成させるに至
つたものである。 〔発明の構成〕 即ち本発明は、血液中の一定間隔L0に、超音
波のパルス波を反射波の受信後一定時間Z0経過す
る毎にｎ＋１回繰返して送信するのに要する時間
ｔを測定し、下記の式 Ｖ＝（2nL0）／（ｔ−nZ0） より求めた超音波伝播速度Ｖと、該血液温度より
演算して該血液中の血球容積を算出することを特
徴とする血球容積測定方法、および、超音波送受
波器、該超音波送受波器と一定の伝播距離を保つ
て支持される反射板、およびび温度センサーより
なり血液内に支持されるセンサー部と、前記超音
波送受波器と反射板の間で超音波のパルス波を繰
返し送受信させて測定した血液中の超音波伝播時
間と該伝播距離と伝播回数とから該超音波伝播速
度を演算する超音波回路と、前記温度センサーか
らの電圧信号を温度情報に変換する温度測定回路
と、超音波伝播速度と血液温度より血液中の血球
容積を演算する多次多項式及び予め決定された多
次多項式の定数を記憶させた記憶回路と、該記憶
回路より多次多項式及びその定数を読み取り、前
記超音波回路及び温度測定回路より入力された信
号に基づいて血液中の血球容積を演算処理する
CPUとから基本的に構成されることを特徴とす
る血球容積測定装置である。 以下図面等を参照して本発明を詳細に説明す
る。 第１図は、本発明による装置の１実施例を示す
ブロツク図である。血液に超音波送受波器４と反
射板３と温度センサー５を組み込んだセンサー部
２が浸されている。反射板３と超音波送受波器４
との間隔L0は、センサー部２によつて固定され
ていて、間隔L0の２倍の2L0が超音波伝播距離と
なる。L0は、あらかじめL0設定器６に設定され
ている。超音波回路は、シングアラウンド回路８
で構成されており、第３図のａのように、超音波
のパルス波２０が超音波送受波器４より血液１内
に送信され、反射板３にて反射し、再び超音波送
受波器４で、第３図ｂの超音波パルス波２１が受
信される。受信後次の超音波パルス波が送信され
るまでの一定時間２３をZ0秒とすると、受信後Z0
秒経過して再び超音波送受波器４より第３図ａの
超音波パルス波２２が送信される。第３図ｃのよ
うにパルス波２０からパルス波２４まで送信をｎ
＋１回繰返したときの時間２５をｔとして測定す
ることで、血液中の超音波伝播速度Ｖを下記の式
で計算する。 Ｖ＝（ｔ−nZ0）／（2nL0） 受信後次のパルス波を送信するまでの一定時間
Z0秒はあらかじめ第１図のZ0設定器７によつて設
定されている。 本発明におけるような測定装置では、一定間隔
L0、即ち超音波の通過する距離は高々数10mm程
度であるため誤差を生じ易いが、上記のように超
音波のパルスをｎ＋１回繰返して送信することに
より、超音波の通過距離を間隔L0のｎ倍に高め、
結果として誤差を抑えて測定精度を高めることが
可能になる。 しかし一方では、受信された超音波のパルス波
２１の信号がシングアラウンド回路８を通過し
て、次の超音波パルス波２２が送信されるまでに
は遅延時間があり、この遅延時間はシングアラウ
ンド回路８の温度状態等に応じて変動するパルス
波２１の受信から次のパルス波２２の送信までの
一定時間２３を別途に設定しない場合は、超音波
伝播速度Ｖの計算式中でZ0は遅延時間に等しくな
り、超音波伝播速度Ｖが変動、即ち誤差を生ずる
ことになる。例えば、測定装置の電源投入時と時
間経過後との遅延時間の差が10-6秒である場合、
送受信を1001回繰返した時には10-3秒の差にな
り、超音波伝播速度Ｖは2L0×103m／sec変動す
ることになる。これは、超音波送受波器４と反射
板３の一定間隔L0が50mmの場合100m／sec、L0が
10mmでは20m／secとなり、血液中における音速
1500m／sec余に比べてかなり大きな値であり、
測定精度に悪影響を与える。 このような問題を解決するため、パルス波の受
信から次のパルス波の送信までの時間間隔を、温
度等の影響による遅延時間の変動より長い一定の
時間Z0秒として、予め強制的に設定しておくこと
によつて、送受信の繰返しサイクルで生じる超音
波伝播速度Ｖの変動を防止している。なお、Z0秒
は間隔L0、繰返しサイクルｎ、測定精度、測定
装置の温度環境等によつても異なるが、２×10-6
〜0.5秒程度とするのが適切であり、また、シン
グアラウンド回路８より、超音波伝播速度Ｖの情
報がゲート回路１１を通りCPU１２に入る。 第１図の温度センサー５の電圧変化を温度測定
回路９によつて温度情報に変換し、Ａ／Ｄコンバ
ーター回路１０でデジタル信号に変換し、ゲート
回路１１を通り、温度情報がCPU１２に入る。 本発明では、記憶回路１３に血液中の温度Ｔと
超音波伝播速度Ｖから血液容積を求める関数Ｆ
（Ｔ，Ｖ）の１例として多次多項式の定数を記憶
させている。一般に多次多項式は、 Ｆ＝ 〓ijk ai Tj Vk (i,j,k:o……n) で与えられる。この多次多項式の決定は、各溶液
ごとに行なわれている。多次多項式の１例の９元
連立方程式 Ｆ＝a0＋a1T＋a2BV＋a3T2＋a4TV＋a5V2＋ a6FT2V＋a7TV2＋a8T2V2 に各条件の温度、超音波伝播速度、ヘマトクリツ
ト法による血液容積値を代入して係数aiを求め、
記憶回路１３にaiを記憶させている。記憶回路１
３より係数aiをCPU１２が読み取り、温度情報
と超音波伝播速度Ｖの情報を血球容積を求める関
数Ｆ（Ｔ，Ｖ）に代入し、演算処理を行なう。演
算より求められた血球容積値は、ゲート回路１１
を通り、アンプ回路１４に入り、表示回路１５に
て表示される。 〔発明の効果〕 本発明に従うと、血液中の血球容積が連続且つ
迅速に測定できる上に、従来のヘマトクリツト法
に比べて、短時間で簡単に測定できる。更に、測
定中の振動、温度の変動、液の移動等の影響を受
けずに測定を行なうことができ、血液容積の測定
方法及び測定装置として好適である。 次に、本発明の一例となる血球容積値と、ヘマ
トクリツト法による血球容積値との比較を行な
う。 別表１に示した本発明による装置を用いて測定
した血液の温度と超音波伝播速度、及びヘマトク
リツト法で測定した血球容積値のデータより、係
数aiを求めた結果を別表２に示した。別表３は、
本発明の装置を用いて測定した血球容積の値とヘ
マトクリツト法で測定した値を列記したもので、
本発明による血液容積測定法が従来のヘマトクリ
ツト法による血液容積と一致していることを示し
ている。 〔実施例〕 以下、図面に従つて１実施例を説明する。第２
図は、センサー部２を示したものであり、センサ
ー部２を血液の中へ浸す。ケーブル１６を通つて
電気信号が送られ、超音波送受波器４より超音波
が送信され、反射板３で反射され、超音波送受波
器４で受信され、ケーブル１６を電気信号として
送られる。超音波送受波器４は、保持具１８によ
つて反射板３との距離を一定に保たれ、ケーブル
１６はケーブル押え１７によつて固定されてい
る。第２図ｂにおいて保持具１８は、超音波送受
波器４と反射板３を支持する部分と、ケーブル１
６に近接する保持部１９とが角度を有する屈曲形
保持具である。第２図ｃは第２図ａのＡ−A′の
断面より超音波送受波器４の方向を見た図であ
り、温度センサー５は、保持具１８に組み込まれ
ている。
度により、血液の血液容積を算出する血球容積の
測定方法及びその装置に関するものである。 〔従来技術〕 従来、血球容積を測定する方法としては、ヘマ
トクリツト法が用いられているが、血液をウイン
トローベ管（Wintrobe管）や毛細管に移し変え
て遠心分離を行なう為、測定結果が判るまでに時
間がかかり、また、遠心後、赤血球層の高さをス
ケールを用いて全血液の何％に当るかを調べる
為、大量に連続的に測定することは難しいという
欠点があつた。 一方、本発明のような、超音波伝播速度が溶液
の成分及び温度に依存すると言う原理に基づき、
血液中の超音波伝播速度及び温度を同時に測定
し、血液容積を算出すると言う測定方法や装置は
末だ知られておらず、全く新規なものである。 〔発明の目的〕 本発明は、上記のような現状の問題点に鑑み、
迅速且つ簡便に血球容積を測定する方法あるいは
装置を提供することを目的としたもので、種々検
討の結果、溶液中における超音波伝播速度がその
溶液の成分及び温度に依存すると言う原理の応用
により、血液中の血球容積を測定し得る事実を見
出し、鋭意研究を進めて本発明を完成させるに至
つたものである。 〔発明の構成〕 即ち本発明は、血液中の一定間隔L0に、超音
波のパルス波を反射波の受信後一定時間Z0経過す
る毎にｎ＋１回繰返して送信するのに要する時間
ｔを測定し、下記の式 Ｖ＝（2nL0）／（ｔ−nZ0） より求めた超音波伝播速度Ｖと、該血液温度より
演算して該血液中の血球容積を算出することを特
徴とする血球容積測定方法、および、超音波送受
波器、該超音波送受波器と一定の伝播距離を保つ
て支持される反射板、およびび温度センサーより
なり血液内に支持されるセンサー部と、前記超音
波送受波器と反射板の間で超音波のパルス波を繰
返し送受信させて測定した血液中の超音波伝播時
間と該伝播距離と伝播回数とから該超音波伝播速
度を演算する超音波回路と、前記温度センサーか
らの電圧信号を温度情報に変換する温度測定回路
と、超音波伝播速度と血液温度より血液中の血球
容積を演算する多次多項式及び予め決定された多
次多項式の定数を記憶させた記憶回路と、該記憶
回路より多次多項式及びその定数を読み取り、前
記超音波回路及び温度測定回路より入力された信
号に基づいて血液中の血球容積を演算処理する
CPUとから基本的に構成されることを特徴とす
る血球容積測定装置である。 以下図面等を参照して本発明を詳細に説明す
る。 第１図は、本発明による装置の１実施例を示す
ブロツク図である。血液に超音波送受波器４と反
射板３と温度センサー５を組み込んだセンサー部
２が浸されている。反射板３と超音波送受波器４
との間隔L0は、センサー部２によつて固定され
ていて、間隔L0の２倍の2L0が超音波伝播距離と
なる。L0は、あらかじめL0設定器６に設定され
ている。超音波回路は、シングアラウンド回路８
で構成されており、第３図のａのように、超音波
のパルス波２０が超音波送受波器４より血液１内
に送信され、反射板３にて反射し、再び超音波送
受波器４で、第３図ｂの超音波パルス波２１が受
信される。受信後次の超音波パルス波が送信され
るまでの一定時間２３をZ0秒とすると、受信後Z0
秒経過して再び超音波送受波器４より第３図ａの
超音波パルス波２２が送信される。第３図ｃのよ
うにパルス波２０からパルス波２４まで送信をｎ
＋１回繰返したときの時間２５をｔとして測定す
ることで、血液中の超音波伝播速度Ｖを下記の式
で計算する。 Ｖ＝（ｔ−nZ0）／（2nL0） 受信後次のパルス波を送信するまでの一定時間
Z0秒はあらかじめ第１図のZ0設定器７によつて設
定されている。 本発明におけるような測定装置では、一定間隔
L0、即ち超音波の通過する距離は高々数10mm程
度であるため誤差を生じ易いが、上記のように超
音波のパルスをｎ＋１回繰返して送信することに
より、超音波の通過距離を間隔L0のｎ倍に高め、
結果として誤差を抑えて測定精度を高めることが
可能になる。 しかし一方では、受信された超音波のパルス波
２１の信号がシングアラウンド回路８を通過し
て、次の超音波パルス波２２が送信されるまでに
は遅延時間があり、この遅延時間はシングアラウ
ンド回路８の温度状態等に応じて変動するパルス
波２１の受信から次のパルス波２２の送信までの
一定時間２３を別途に設定しない場合は、超音波
伝播速度Ｖの計算式中でZ0は遅延時間に等しくな
り、超音波伝播速度Ｖが変動、即ち誤差を生ずる
ことになる。例えば、測定装置の電源投入時と時
間経過後との遅延時間の差が10-6秒である場合、
送受信を1001回繰返した時には10-3秒の差にな
り、超音波伝播速度Ｖは2L0×103m／sec変動す
ることになる。これは、超音波送受波器４と反射
板３の一定間隔L0が50mmの場合100m／sec、L0が
10mmでは20m／secとなり、血液中における音速
1500m／sec余に比べてかなり大きな値であり、
測定精度に悪影響を与える。 このような問題を解決するため、パルス波の受
信から次のパルス波の送信までの時間間隔を、温
度等の影響による遅延時間の変動より長い一定の
時間Z0秒として、予め強制的に設定しておくこと
によつて、送受信の繰返しサイクルで生じる超音
波伝播速度Ｖの変動を防止している。なお、Z0秒
は間隔L0、繰返しサイクルｎ、測定精度、測定
装置の温度環境等によつても異なるが、２×10-6
〜0.5秒程度とするのが適切であり、また、シン
グアラウンド回路８より、超音波伝播速度Ｖの情
報がゲート回路１１を通りCPU１２に入る。 第１図の温度センサー５の電圧変化を温度測定
回路９によつて温度情報に変換し、Ａ／Ｄコンバ
ーター回路１０でデジタル信号に変換し、ゲート
回路１１を通り、温度情報がCPU１２に入る。 本発明では、記憶回路１３に血液中の温度Ｔと
超音波伝播速度Ｖから血液容積を求める関数Ｆ
（Ｔ，Ｖ）の１例として多次多項式の定数を記憶
させている。一般に多次多項式は、 Ｆ＝ 〓ijk ai Tj Vk (i,j,k:o……n) で与えられる。この多次多項式の決定は、各溶液
ごとに行なわれている。多次多項式の１例の９元
連立方程式 Ｆ＝a0＋a1T＋a2BV＋a3T2＋a4TV＋a5V2＋ a6FT2V＋a7TV2＋a8T2V2 に各条件の温度、超音波伝播速度、ヘマトクリツ
ト法による血液容積値を代入して係数aiを求め、
記憶回路１３にaiを記憶させている。記憶回路１
３より係数aiをCPU１２が読み取り、温度情報
と超音波伝播速度Ｖの情報を血球容積を求める関
数Ｆ（Ｔ，Ｖ）に代入し、演算処理を行なう。演
算より求められた血球容積値は、ゲート回路１１
を通り、アンプ回路１４に入り、表示回路１５に
て表示される。 〔発明の効果〕 本発明に従うと、血液中の血球容積が連続且つ
迅速に測定できる上に、従来のヘマトクリツト法
に比べて、短時間で簡単に測定できる。更に、測
定中の振動、温度の変動、液の移動等の影響を受
けずに測定を行なうことができ、血液容積の測定
方法及び測定装置として好適である。 次に、本発明の一例となる血球容積値と、ヘマ
トクリツト法による血球容積値との比較を行な
う。 別表１に示した本発明による装置を用いて測定
した血液の温度と超音波伝播速度、及びヘマトク
リツト法で測定した血球容積値のデータより、係
数aiを求めた結果を別表２に示した。別表３は、
本発明の装置を用いて測定した血球容積の値とヘ
マトクリツト法で測定した値を列記したもので、
本発明による血液容積測定法が従来のヘマトクリ
ツト法による血液容積と一致していることを示し
ている。 〔実施例〕 以下、図面に従つて１実施例を説明する。第２
図は、センサー部２を示したものであり、センサ
ー部２を血液の中へ浸す。ケーブル１６を通つて
電気信号が送られ、超音波送受波器４より超音波
が送信され、反射板３で反射され、超音波送受波
器４で受信され、ケーブル１６を電気信号として
送られる。超音波送受波器４は、保持具１８によ
つて反射板３との距離を一定に保たれ、ケーブル
１６はケーブル押え１７によつて固定されてい
る。第２図ｂにおいて保持具１８は、超音波送受
波器４と反射板３を支持する部分と、ケーブル１
６に近接する保持部１９とが角度を有する屈曲形
保持具である。第２図ｃは第２図ａのＡ−A′の
断面より超音波送受波器４の方向を見た図であ
り、温度センサー５は、保持具１８に組み込まれ
ている。
【表】
【表】
【表】
第１図は、本発明による装置の実施例を示すブ
ロツク図で、第２図ａ、第２図ｂは、本発明によ
る装置で用いる超音波送受信部を示し、第２図ｃ
は、第２図ａのＡ−A′断面より超音波送受波器
の方向を見た図で温度センサーの実施例を示す。
第３図は、シングアラウンド方式を説明する為の
図である。 図中、１は血液、２はセンサー部、３は反射
板、４は超音波送受波器、８はシングアラウンド
部、９は温度測定回路、１１はゲート回路、１２
はCPU、１５は表示回路……である。
ロツク図で、第２図ａ、第２図ｂは、本発明によ
る装置で用いる超音波送受信部を示し、第２図ｃ
は、第２図ａのＡ−A′断面より超音波送受波器
の方向を見た図で温度センサーの実施例を示す。
第３図は、シングアラウンド方式を説明する為の
図である。 図中、１は血液、２はセンサー部、３は反射
板、４は超音波送受波器、８はシングアラウンド
部、９は温度測定回路、１１はゲート回路、１２
はCPU、１５は表示回路……である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 血液中の一定間隔L0に、超音波のパルス波
を反射波の受信後一定時間Z0経過する毎にｎ＋１
回繰返して送信するのに要する時間ｔを測定し、
下記の式 Ｖ＝（2nL0）／（ｔ−nZ0） より求めた超音波伝播速度Ｖと、該血液温度より
演算して該血液中の血球容積を算出することを特
徴とする血球容積測定方法。 ２ 超音波送受波器、該超音波送受波器と一定の
伝播距離を保つて支持される反射板、及び温度セ
ンサーよりなり血液内に支持されるセンサー部
と、前記超音波送受波器と反射板の間で超音波の
パルス波を繰返し送受信させて測定した血液中の
超音波伝播時間と該伝播距離と伝播回数とから該
超音波伝播速度を演算する超音波回路と、前記温
度センサーからの電圧信号を温度情報に変換する
温度測定回路と、超音波伝播速度と血液温度より
血液中の血球容積を演算する多次多項式及び予め
決定された多次多項式の定数を記憶させた記憶回
路と、該記憶回路より多次多項式及びその定数を
読み取り、前記超音波回路及び温度測定回路より
入力された信号に基づいて血液中の血球容積を演
算処理するCPUとから基本的に構成されること
を特徴とする血球容積測定装置。 ３ 血液内に支持される超音波送受波器と一定の
伝播距離を保つて支持される反射板を組み込んだ
保持具において、該超音波送受波器と該反射板を
支持する部分と、ケーブルに近接する保持部とが
角度を有する屈曲形保持具を特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の血球容積測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078582A JPS60222725A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 血球容積測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078582A JPS60222725A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 血球容積測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222725A JPS60222725A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH0320697B2 true JPH0320697B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=13665899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078582A Granted JPS60222725A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 血球容積測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60222725A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4659457B2 (ja) * | 2002-08-28 | 2011-03-30 | セパレーション テクノロジー，インコーポレーティッド | 赤血球指数の超音波測定のための方法及び装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4567481B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2010-10-20 | セイコーインスツル株式会社 | 非侵襲式血液分析測定装置、及び血液測定方法 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59078582A patent/JPS60222725A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4659457B2 (ja) * | 2002-08-28 | 2011-03-30 | セパレーション テクノロジー，インコーポレーティッド | 赤血球指数の超音波測定のための方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60222725A (ja) | 1985-11-07 |
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