JPH05312803A - 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】 フィルタ部に流れる液体が分散媒のみから赤
血球が分散媒に懸濁された試料液へと一様かつ急激に変
化するように、前記試料液を前記フィルタを通して流し
た時のフィルタの上流側と下流側との差圧の立上り時の
変化を高感度の圧力計を用いて求め、この差圧変化に基
づいて赤血球の変形能を測定する。このための装置は、
赤血球の通過を制御する径の孔部を多数有するフィルタ
と、このフィルタの上流側および下流側にそれぞれフィ
ルタ直径とほぼ同じ内径を有する管部が設けられた測定
管と、前記上流側および下流側における差圧を検知する
高感度圧力計と、検知された差圧をもとに赤血球変形能
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。フィルタとしては例えば直径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
膜が使用される。

【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５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５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
塩水から血液へ急に変化せず正確な差圧の立上りが得ら
れていない。

【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、フィルタ部に流れる液体が分散媒のみ
から赤血球が分散媒に懸濁された試料液へと一様かつ急
激に変化するように、前記試料液を前記フィルタを通し
て流した時のフィルタの上流側と下流側との差圧の立上
り時の変化を高感度の圧力計を用いて求め、この差圧変
化に基づいて赤血球の変形能を測定するようにしたもの
である。

【０００９】この場合、赤血球変形能は、差圧の初期
値、あるいは差圧の初期値が現われた後における差圧変
化の微分係数から求めることができる。さらに、試料液
を流す前に、試料液の流路内の気泡を予め除去する過程
をさらに備えるとよい。

【００１０】また、本発明にかかる赤血球変形能測定装
置は、赤血球の通過を制御する径の孔部を多数有するフ
ィルタと、このフィルタの上流側および下流側にそれぞ
れフィルタ直径とほぼ同じ内径を有する管部が設けられ
た測定管と、この上流側および下流側における差圧を検
知する高感度差圧計とを備えたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明では、分散媒のみから試料液への移行が
一様かつ急激に行なわれるようにするとともに、高感度
の差圧計を用い、試料液をフィルタに流した際の差圧の
立上りの変化を測定することにより、赤血球の変形能を
求めている。これは、立上りが安定している場合にはそ
の立上り部分に赤血球変形能を表わす情報が現われてい
るという発見に基づくものである。すなわち、立上り時
に流れ始めた赤血球はフィルタに次々に捕捉されるが、
このときの捕捉から通過に至る過程における抵抗が変形
能を代表しているとの考えである。このためには安定な
差圧の立上りを得る必要があり、試料液の通路から気泡
を除去しておくこと、フィルタの直径とその上流側およ
び下流側の管の径をほぼ同じとすることが有効である。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は本発明にかかる赤血球変形能測定装
置のうちのフィルタ部近傍の概略構造を示す構成図であ
る。なお、他の部分は従来の図５と同じであるので、説
明を省略する。

【００１４】図１によれば、測定管１の途中にフィルタ
２が保持されている。この測定管は径が一様の直管とな
っており、したがって、フィルタ径Ｄ２、その上流側の
管内径Ｄ１ａ、下流側管内径Ｄ１ｂはそれぞれほぼ等し
い。このようなフィルタ近傍の構造では、試料液が安定
に流れるため、差圧の立上りがきわめて安定に現われる
こととなる。なお、測定管の上流側をセルサスペンショ
ン部、下流側をセルリア部と一般に称される。本発明で
はこれらセルサスペンション部とセルリア部が同じ径で
かつ直線上に配置されている点に特徴がある。

【００１５】ところで、立上り時の感度を上げるために
は、試料液の流量を増加させる、試料液中の赤血球
の濃度を増加させる、測定系の感度を増加させる、な
どが考えられるが、この実施例ではとを適用し、特
に、図における増幅器感度は従来よりも大きく上昇させ
られている。

【００１６】このようにして得られた波形を図２に示
す。

【００１７】同図によれば、測定前には各種ノイズによ
る脈動が見られるが、試料液を流し始めた時点ｔ１から
差圧Ｐは急激に立上り、時点ｔ２で初期値ＲＣＦ１を示
す。発明者らの研究によれば、この立上り部分で得られ
た初期値ＲＣＦ１は赤血球変形能に密接に関係している
ので、この値をもとに赤血球変形能を求めることができ
る。

【００１８】また、図２から明らかなように、差圧にお
いては一旦急激に初期値ＲＣＦ１に達した後、立上りの
傾きが変化して差圧が緩やかに上昇し、最大値ＲＣＦ２
に達した後にはむしろ低下していることがわかるが、こ
の上昇時の傾き（微分係数）がまた赤血球の変形能にき
わめて関係が深いことが発明者らの研究により判明して
いる。

【００１９】これらの値は記録データを解析する処理装
置（図示せず）により処理され、変形能を表わすデータ
として取り出される。

【００２０】本発明の他の実施例を図３を参照して説明
する。

【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。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。例えば、測定管１の直径は８ｍｍ、圧
力導管７、８は直径３ｍｍとなっている。また、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。

【００２２】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。

【００２３】この装置を用いて赤血球変形能を測定する
手順を図４を参照して説明する。

【００２４】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ポ
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。

【００２５】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４
（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４
（ｂ））。

【００２６】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４（ｃ））。

【００２７】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４
（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。

【００２８】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４
（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。

【００２９】このような測定装置では、気泡除去が容易
であるとともに、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。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、試料液
をフィルタを通して流した時のフィルタの上流側と下流
側との差圧の立上り時の変化を高感度の圧力計を用いて
求めているので、従来得られなかった正確な赤血球変形
能を得ることが可能となる。また、本発明によれば、測
定管に保持されたフィルタ直径と、フィルタの上流側お
よび下流側の管内径とをほぼ同じに選択しているため、
乱流の発生がなく、きわめて安定な差圧の立上り部分の
測定が可能となる。

【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一部の
概略構造を示す構成図。

【図２】図１に示したフィルタ近傍の構造を用いて高感
度の差圧測定を行った様子を示すグラフ。

【図３】本発明にかかる赤血球変形能測定方法の他の実
施例を適用するために使用される装置の概略構造を示す
構成図。

【図４】赤血球変形能の測定のための手順を示す説明
図。

【図５】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 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 東京都渋谷区千駄ヶ谷５丁目21番３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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルタ部に流れる液体が分散媒のみから
   赤血球が分散媒に懸濁された試料液へと一様かつ急激に
   変化するように、前記試料液を前記フィルタを通して流
   した時のフィルタの上流側と下流側との差圧の立上り時
   の変化を高感度の圧力計を用いて求め、この差圧変化に
   基づいて赤血球の変形能を測定するようにした赤血球変
   形能測定方法。
2. 【請求項２】試料液の流入開始後現れる差圧の初期値を
   もとに赤血球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】差圧の初期値が現われた後における差圧変
   化の微分係数をもって赤血球変形能とすることを特徴と
   する請求項１に記載の赤血球変形能測定方法。
4. 【請求項４】試料液を流す前に、試料液の流路内の気泡
   を予め除去する過程をさらに備えた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。
5. 【請求項５】赤血球の通過を制御する径の孔部を多数有
   するフィルタと、 このフィルタの上流側および下流側にそれぞれフィルタ
   直径とほぼ同じ内径を有する管部が設けられた測定管
   と、 前記上流側および下流側における差圧を検知する高感度
   圧力計と、 検知された差圧をもとに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。