JPH05302921A - 赤血球変形能測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤血球の変形能を正確に測定する。 【構成】 赤血球の通過を制御する孔部を多数有するフ
ィルタが下端に張設され、内部に溶媒が満たされた測定
管を、赤血球が分散媒に懸濁された試料液内に浸漬さ
せ、この測定管内を負圧とすることにより前記測定管内
に試料液を導き、その立上り時に生じた測定管内の圧力
と試料液圧力との差圧をもとに赤血球の変形能を求め
る。このための装置は、赤血球が分散媒に懸濁された試
料液を満たした容器と、吸引ポンプと、下端に赤血球の
通過を制御する孔部を多数有するフィルタが取付けられ
るとともに前記試料液内に浸漬され、他端が前記吸引ポ
ンプに接続された測定管と、前記吸引管の圧力と前記試
料液の圧力差を検出する微小差圧検出器と、前記吸引ポ
ンプによる吸引開始直後に前記差圧検出器で検出された
差圧の立上り時の変化から赤血球変形能を求める演算部
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤血球変形能測定方法お
よび測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤血球は良く知られているように末梢組
織への酸素供給という重要な生理機能を営むものであ
る。ところで、赤血球はその直径８ミクロンよりも細い
３−５ミクロンの直径を有する毛細血管を通過するため
にその形態を変形させる。そしてこの変形能はストレス
により劣化するのを初め、心筋こうそく、糖尿病など各
種の疾病により劣化することが知られている。

【０００３】この変形能を測定する方法は従来、各種提
案されており、その一つとして、赤血球の直径よりも小
さな径を有する多数の孔が形成されたポリカーボネート
薄膜よりなるフィルタ（商品名ニュークリポア（Ｎｕｃ
ｌｅｐｏｒｅ））を通して赤血球を含む血液を流し、流
し始めてから一定時間後のフィルタ前後の差圧を測定す
るものがある。

【０００４】この方法を実現するために提案されている
従来の装置の一例を図４に示す。容器２１に入れられた
試料液２２が吸引ポンプ２６で吸引されることにより上
から下へ落下しながら流れる管経路２３の途中にフィル
タ２５をホルダ２４で保持し、フィルタ２５の上流側と
下流側から圧力導管２７、２８で圧力を導き、差圧計２
９で圧力差を測定し、その測定信号を増幅器３０で増幅
し、記録計３１で記録するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らの研究によれば、この従来の方法では変形能を必ずし
も正確に測定できていない可能性があることが判明し
た。すなわち、従来の差圧検出は、当初は生理的食塩水
を流しておき、赤血球を流した後の一定時間後の差圧を
観察している。この前提として、分散媒としての生理的
食塩水に赤血球が一様に懸濁されていること、フィルタ
に対して赤血球が均等に達するようになっていること、
赤血球よりもかなり大きな白血球が完全に除去されてい
ることなどの諸条件が満たされている必要がある。しか
し、これらは従来行われているものでは必ずしも十分に
達成されていない。

【０００６】例えば、上述した従来例の測定装置では、
図４から明らかなように、フィルタ２５の直径に比較し
てかなり細い直径を有する管２３をその上流側および下
流側に連結し、それらから圧力導管で差圧計２９に圧力
を引出し、差圧を求めている。このため、細い管からこ
れよりもはるかに直径の大きいフィルタ部へ移行する際
に流れが乱されて生理的食塩水から試料液へ移行する部
分で両者が混りあい、境界部が不明確になって生理的食
塩水から血液へ明確には変化せず、正確な差圧の立上が
りが得られていない。また、従来は測定管の途中にフィ
ルタが設けられているため、測定ごとに行われるフィル
タの交換が煩雑で測定効率を低下させている。

【０００７】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたもので、赤血球の変形能を正確かつ効率
的に測定することのできる測定方法およびそのための装
置を提供すること目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる赤血球変
形能測定方法は、赤血球の通過を制御する孔部を多数有
するフィルタが下端に張設され、内部に溶媒が満たされ
た測定管を、赤血球が溶媒に懸濁された試料液内に浸漬
させ、この測定管内を負圧とすることにより前記測定管
内に試料液を導き、その立上り時に生じた測定管内の圧
力と試料液圧力との差圧をもとに赤血球の変形能を求め
るようにしたものである。

【０００９】試料液を流したときの差圧ΔＰと、分散媒
のみを流したときの差圧ΔＰo との比を求めるようにす
るとよい。

【００１０】また、本発明にかかる赤血球変形能測定装
置は、赤血球が溶媒に懸濁された試料液を満たした容器
と、吸引ポンプと、下端に赤血球の通過を阻止する孔部
を多数有するフィルタが取付けられるとともに前記試料
液内に浸漬され、他端が前記吸引ポンプに接続された測
定管と、前記吸引管の圧力と前記試料液の圧力差を検出
する微小差圧検出器と、前記吸引ポンプによる吸引開始
直後に前記差圧検出器で検出された差圧の立上り時の変
化から赤血球変形能を求める演算部とを備えたものであ
る。

【００１１】この装置において、測定管がフィルタ径と
ほぼ同じ径の内径を有する直管をなしているとよい。

【００１２】また、この装置には測定管、吸引ポンプ、
圧力導管内の気泡を除去するための溶媒供給管、排出管
が弁とともに設けられているとよい。

【００１３】さらに、フィルタはカートリッジ形式とな
っているとよい。

【００１４】

【作用】本発明にかかる赤血球変形能測定方法および装
置では、赤血球が分散媒に懸濁された試料液中に、下端
にフィルタが張設された測定管を浸漬し、吸引すること
により、赤血球をフィルタ面に導いている。このため、
赤血球は流れを乱されること無くフィルタに一様に接す
るようになるため、差圧の立上りを安定に観測すること
が可能となる。

【００１５】試料液を流したときの差圧と分散媒のみを
流したときの差圧の比を求めると、フィルタの特性のば
らつきが相殺され、フィルタ特性に依存しない変形能を
表わす量が得られる。

【００１６】測定管がフィルタ径とほぼ同じ径の内径を
有する直管をなしていると吸引した試料液の流れが安定
となり、測定精度を向上させることができる。

【００１７】また、測定管、吸引ポンプ、圧力導管内の
気泡を除去するための溶媒供給管、排出管が弁とともに
設けられていると、測定の上で有害な気泡を除去するこ
とができ、さらに測定精度を向上させることができる。

【００１８】さらに、フィルタをカートリッジ化するこ
とにより交換効率を向上させ、自動化に適したものとす
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図１は本発明にかかる赤血球変形能測定装
置の概略構造を示す構成図である。

【００２１】直管状の測定管１の先端部にはフィルタカ
ートリッジ２が取付けられ、このフィルタカートリッジ
２は容器３に満たされた血液の懸濁液４の中に浸漬され
ている。フィルタは例えば直径５ミクロンの孔を多数有
する厚さ１０ミクロンのポリカーボネート膜である。

【００２２】測定管１の他端部には２本の管が接続され
ており、一方は吸引ライン５として弁ＳＶ３を介して注
射器ポンプ６に接続されている。また、他方の管は負側
圧力導管７として圧力計９の負圧側に接続されている。
容器３内には測定管１の他に正側圧力導管８の先端部が
浸漬されており、この正側圧力導管８は圧力計９の正圧
側に接続されている。この圧力計は例えば、ダイヤフラ
ムを力集積素子として用い、その変位を差動容量の変化
により検出するようにしたものである。

【００２３】さらに、生理的食塩水供給タンク１０が設
けられており、ここから、生理的食塩水が供給ライン１
１および弁ＳＶ１を介して圧力計９の正圧側他端へ、供
給ライン１２および弁ＳＶ２を介して圧力計９の負圧側
他端へ、パージライン１３および弁ＳＶ５を介して注射
器ポンプ６に接続されている。この注射器ポンプ６から
は弁ＳＶ４およびドレインライン１４により生理的食塩
水および吸引された血液がドレインタンク１５に排出さ
れるようになっている。

【００２４】図２は測定管１、フィルタカートリッジ
２、圧力導管７，８、容器３の関係を示す説明図であ
る。例えば、測定管１の直径は８ｍｍ、負側圧力導管７
は直径３ｍｍとなっている。

【００２５】この装置を用いて赤血球変形能を測定する
手順を図３を参照して説明する。

【００２６】まず、準備段階としてフィルタカートリッ
ジ２を測定管１に取付ける。ただし、このときは本物の
フィルタである必要は必ずしも無く、ダミーであっても
良い。次に弁ＳＶ１を開いて圧力計９の正圧側および正
側圧力導管８を生理的食塩水で満たし、弁ＳＶ２、ＳＶ
３、ＳＶ４を開いて圧力計９の負圧側、負側圧力導管
８、測定管１、吸引ライン５、ドレインライン１４を生
理的食塩水で満たす。このとき注射器ポンプ６は未吸引
状態にしておく。次にＳＶ３、ＳＶ４を閉じ、ＳＶ５を
解放した上で注射器ポンプ６を吸引状態として注射器ボ
ンプ６内に生理的食塩水を満たす。そして、ＳＶ５を閉
じ、ＳＶ４を解放し、注射器ポンプ６内の生理的食塩水
を排出させることにより内部の気泡が共に除去される。
以上で必要な箇所が生理的食塩水で満たされ、準備が完
了する。

【００２７】次に、準備段階でダミーフィルタを使用し
ていた場合には正式のフィルタを取り付ける（図３
（ａ））。このとき、フィルタ上部の空間が生理的食塩
水で充填されるよう、必要な弁操作を行う（図３
（ｂ））。

【００２８】一方、試料液４が容器３内に準備され、フ
ィルタ２がこの試料液内に浸漬される（図３（ｃ））。

【００２９】次に、ＳＶ４、ＳＶ５を閉じ、ＳＶ３を解
放しておき、注射器ポンプ６を吸引すると容器内の試料
液４がフィルタ２を通って測定管の中に流入する（図３
（ｃ））。試料液内に含まれる赤血球がフィルタ２の孔
を通過するときに示す抵抗により圧力計には差圧が現れ
る。この差圧データは増幅器で増幅された後、データレ
コーダ等により記録される。このデータが解析されるこ
とにより赤血球の変形能が求められる。

【００３０】測定終了後、フィルタ２が取り外され、測
定管１内に吸引された血液が落下除去される（図３
（ｄ））。吸引した血液が注射器６にまで達していると
きには、まずＳＶ３とＳＶ５を閉じてＳＶ４を開き、注
射器６を駆動させることにより注射器内の血液をドレイ
ン１５に排出することができる。そしてＳＶ４を閉じ、
ＳＶ３とＳＶ５を解放することによりタンク１０から生
理的食塩水を測定管１に導いてつぎの測定のための洗浄
が行われる。

【００３１】このような測定装置では、予め一様に懸濁
された血液にフィルタが安定かつ一様に接し、かつ通過
するため、特に立上り時の差圧を正確に検出することが
できる。

【００３２】また、フィルタが測定管の下端に装着され
る形式となっているため、フィルタ交換が容易であり、
特にカートリッジ化することにより自動フィルタ交換、
自動測定への対処も容易となる。

【００３３】別の実施例として、変形能に対応した量と
してフィルタの差圧そのものを使用する代わりに、同じ
フィルタに溶媒だけを流したときの差圧に対する相対値
を使用するものを以下に示す。すなわちこの方法ではΔ
Ｐの代わりにΔＰ／ΔＰ0 を、変形能の指標とする。

【００３４】ここで、 ΔＰ ：試料液を流したときのフィルタの差圧 ΔＰ0 ：同一のフィルタに溶媒だけ流したときの差圧 である。このようにすることについての理論を次に説明
するフィルタの穴を試料液の溶媒は、層流で流れてい
る。流れが層流の時、流量と差圧の関係は、ハーゲンポ
アズユの式として知られる次の式で表される。

【００３５】 ここで、 μ：溶媒の粘性係数 ｌ：フィルタの膜の厚み ｄ：フィルタの穴の径 ｑ：一つの穴を流れる流量 である。

【００３６】この式から分かるように、同一の流量が流
れても、溶媒の粘性係数、穴の径、長さ（ここでは、フ
ィルタの厚さに相当する）が異なると、フィルタに生じ
る差圧は違って来る。

【００３７】一方、溶媒だけ流したときの関係は同様に
して で表される。ここで、 ｑ0 ：溶媒だけ流したときの一つの穴を流れる流量
（１）、（２）式から が得られる。

【００３８】ここで（ｑ−ｑ0 ）は、血球が穴を通過す
るときに滞るために、血球が存在しない穴に回り込んで
来た溶媒の流量増加分であり、これはとりもなおさず血
球が穴を通過するときの難易度すなわち変形能の依存し
た量である。

【００３９】（３）式からわかるようにμ、ｌ、ｄの影
響はない。したがって、この相対値を用いることによ
り、使用するフィルタのばらつきに依存しない変形能を
表す量を得ることができる。なお、赤血球変形能測定装
置としてはΔＰとΔＰ0 を記憶し、（３）式の演算を行
う演算部を備えればよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、赤血球
が溶媒に懸濁された試料液中に、下端にフィルタが張設
された測定管を浸漬し、吸引することにより、赤血球を
フィルタ面に導いているため、赤血球は流れを乱される
こと無くフィルタに拡散して一様に接するようになるた
め、差圧の立上りを安定に観測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる赤血球変形能測定装置の概略構
造を示す構成図。

【図２】直管、フィルタカートリッジ、圧力導管、容器
の関係を示す説明図。

【図３】赤血球変形能の測定のための手順を示す説明
図。

【図４】従来の赤血球変形能測定装置の構成を示す構成
図。

【符号の説明】

１ 測定管 ２ フィルタ ３ 試料液容器 ６ 注射器ポンプ ９ 圧力計

フロントページの続き (71)出願人 591083336 株式会社ビー・エム・エル 東京都杉並区高円寺南１丁目34番５号 (72)発明者 藤 野 武 彦 福岡県春日市春日公園６−１ 九州大学健 康科学センター内 (72)発明者 山 脇 ▲しゅう▼ 太 東京都世田谷区玉堤一丁目19番４号 株式 会社司測研内 (72)発明者 賀 羽 常 道 東京都世田谷区玉堤一丁目19番４号 株式 会社司測研内 (72)発明者 渡 辺 稔 東京都港区芝大門一丁目１番30号 野村マ イクロ・サイエンス株式会社内 (72)発明者 星 尾 明 則 東京都港区芝大門一丁目１番30号 野村マ イクロ・サイエンス株式会社内 (72)発明者 丸 山 昭 治 埼玉県川越市的場1361番地の１ 株式会社 ビー・エム・エル総合研究所内 (72)発明者 丹 羽 正 弘 埼玉県川越市的場1361番地の１ 株式会社 ビー・エム・エル総合研究所内 (72)発明者 鈴 木 順 一 埼玉県川越市的場1361番地の１ 株式会社 ビー・エム・エル総合研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤血球の通過を制御する孔部を多数有する
   フィルタが下端に張設され、内部に溶媒が満たされた測
   定管を、赤血球が分散媒に懸濁された試料液内に浸漬さ
   せ、この測定管内を負圧とすることにより前記測定管内
   に試料液を導き、その立上り時に生じた測定管内の圧力
   と試料液圧力との差圧をもとに赤血球の変形能を求める
   赤血球変形能測定方法。
2. 【請求項２】前記試料液を前記フィルタを通して流した
   ときに得られる差圧ΔＰと前記分散媒のみを前記フィル
   タを通して流したときに得られる差圧ΔＰとの比から赤
   血球の変形能を求めることを特徴とする請求項１に記載
   の赤血球変形能測定方法。
3. 【請求項３】赤血球が分散媒に懸濁された試料液を満た
   した容器と、 吸引ポンプと、 下端に赤血球の通過を制御する孔部を多数有するフィル
   タが取付けられるとともに前記試料液内に浸漬され、他
   端が前記吸引ポンプに接続された測定管と、 前記吸引管の圧力と前記試料液の圧力差を検出する微小
   差圧検出器と、 前記吸引ポンプによる吸引開始直後に前記差圧検出器で
   検出された差圧の立上り時の変化から赤血球変形能を求
   める演算部とを備えた赤血球変形能測定装置。
4. 【請求項４】測定管がフィルタ径とほぼ同じ径の内径を
   有する直管をなしていることを特徴とする請求項３に記
   載の赤血球変形能測定装置。
5. 【請求項５】測定管、吸引ポンプ、圧力導管内の気泡を
   除去するための分散媒供給管、排出管が弁とともに設け
   られたことを特徴とする請求項４に記載の赤血球変形能
   測定装置。
6. 【請求項６】前記演算部は前記試料液を前記フィルタを
   通して流したときに得られる差圧ΔＰと前記分散媒のみ
   を前記フィルタを通して流したときに得られる差圧ΔＰ
   との比から赤血球の変形能を求めるものであることを特
   徴とする請求項３に記載の赤血球変形能測定装置。
7. 【請求項７】前記フィルタは前記測定管下端に着脱自在
   のカートリッジの形態をなしていることを特徴とする請
   求項３に記載の赤血球変形能測定装置。