JPH10508700A - 粒子特性の計測 - Google Patents

粒子特性の計測

Info

Publication number
JPH10508700A
JPH10508700A JP8515581A JP51558196A JPH10508700A JP H10508700 A JPH10508700 A JP H10508700A JP 8515581 A JP8515581 A JP 8515581A JP 51558196 A JP51558196 A JP 51558196A JP H10508700 A JPH10508700 A JP H10508700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
frequency
medium
frequencies
transducers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8515581A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3537824B2 (ja
Inventor
コリングズ,アンソニー・フランシス
バジェノフ,ニコラス
キューザック,ピーター・ジョン
Original Assignee
コモンウェルス・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ・オーガニゼイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コモンウェルス・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ・オーガニゼイション filed Critical コモンウェルス・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ・オーガニゼイション
Publication of JPH10508700A publication Critical patent/JPH10508700A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3537824B2 publication Critical patent/JP3537824B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • G01N29/032Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015Attenuation, scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024Mixtures
    • G01N2291/02416Solids in liquids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/102Number of transducers one emitter, one receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 媒体中の浮遊粒子の特性の計測の為の方法と装置が開示されている。一実施例では、サンプリングされた赤血球の変形特性が計測される。パルス発生器(40)は、受信変換器(36)によって受信される超音波をサンプル媒体(15)中に送る発信変換器(35)に狭い方形パルスを提供する。変換器(36)からの出力信号は、増幅器(41)によって増幅され、次いで信号演算を受ける。サンプルの音波吸収度が算出され、周波数で目盛りされる。周波数で目盛りされた吸収度のプロットの傾きは、赤血球の変形特性の尺度を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子特性の計測発明の分野 本発明は、個体又は液体の媒体中に浮遊した粒子の特性の計測に関する。本発 明は、特に全体の又は細分化された血液中に浮遊した赤血球の変形性能の計測に 適用される。発明の技術背景 買血が反対されているために無料で献血しているような国でも、血液型を決め たり、色々な病気に対して審査したり、貯蔵手段として血液を冷凍したりする必 要があり、医療システムに使用する血液入手も含めて実質的に費用が発生する。 一単位(450ml)の血液を供給する実費を推定すると、250オーストラリ アドル程であり、また350万人の人口を有したオーストラリアのシドニーのよ うな市では、毎年約300,000単位の血液が使われている。この関連で、要 語の『血液』は、血液や血液状の又は塩水溶液中の赤血球の懸濁液を含む血液派 生液に関連して使用される。そのような血液状又は血液派生液は、心臓切開手術 や自動車事故犠牲者や難産や同様な医療処置に対して実質的に需要がある。 貯蔵される血液の性能は、血液サンプル中の赤血球の『寿命』に依るところが 大きい。医学要語で赤血球の悪い状態とは、変形能力の欠除、逆の言い方では「 脆性」として知られているものである。平均的な赤血球は、7.5μmの直径で 、毛細血管(3μmと細い)を抹消へと通過して行くためには容易に変形しなけ ればならない。変形ができないと言うことは、循環効率を悪化させることになる 。異常な変形性能は、鎌状血球貧血や糖尿病と形を変えた病気に結びついている 。かくして、人の血液の僅かなサンプルについて素早く計測して、赤血球の変形 性能を決めることで血液の状態を判定できることは有益なことである。 赤血球の変形性能は、訓練された運動選手の適応レベルと共に高まり、かくし て赤血球の変形性能を早く計測できると言うことは適応度の評価を助ける有用な 道具となろう。 血液の『貯蔵寿命』に関する限り、人によって、またサンプルによってかなり の幅がある。幾つかの例では、劣化は3日から6日で始まり、また他の例では、 10週間たっても状態の目立ったロスが無い。適当なテスト管理様式が無い状態 では、幾つかの単位の血液は、もし使用されずにこのような期間が経過した時、 廃棄されるまでに通常は3週間から7週間保管されている。 血液サンプルの有効性についての実効コストを削減するために、貯蔵血液の製 造コストをより長期間に渡って、多分2ケ月に渡って割賦償還するようにするの が大いに望まれるところである。もし貯蔵期間が延長されれば、割賦償還期間も 延長される。特定の血液サンプルが或る適切な最小限の状態より良い状態なのか どうかを決定し得る簡単で有効なテストが利用できれば、貯蔵期間を延長できる 。もしそのようなテストが利用できれば、一番早く劣化するサンプルの『貯蔵寿 命』に基づいて全ての血液サンプルを廃棄する代わりに、実際に劣化してしまっ た血液サンプルのみがすぐに廃棄されるようになろう。 血液に係る特定な問題は、一度サンプルが無菌容器内にシールされるとその無 菌状態の維持が大いに望まれる点である。従って、無菌状態に維持されなければ ならない血液や他のその種の液体に関して低コストのテスト方法を提供するには 、ともかくテストはシールを破らずにシール容器に適用されることが大いに望ま しい。このようにすれば、サンプルの中味を汚染する可能性は回避されよう。 注意深く構成された小室内に保持された懸濁液に超音波信号を通すことによっ て、液体懸濁の赤血球の可撓性を計測することは、オーストラリア特許第557 ,258号(本願発明者の一人によって発明され、本願出願人に譲渡されている )から知ることができる。赤血球の変形性能は、周波数による超音波エネルギー の吸収変化を使用して計測される。赤血球壁は、機械的な弛緩時間をそれらの変 形性能に関連させており、また超音波が血液中に伝播されると、弛緩作用で壁を 変形させる時に幾分エネルギーが咳収される。α/ fとf(ここでαは吸収係数 であり、fは周波数である)の間には、近似したリニアな関係がある。 所望の結果を供するために、周波数毎に、更に幾つかの異なった周波数で幾つ かの計測を行わなければならず、その方法は比較的時間のかかるものである。更 に、手間のかかるインピーダンスのマッチングが個々の周波数毎に実施されなけ ればならない。そのための装置の費用は、約4万〜5万オーストラリアドルであ り、実施計測時間は、商業血液銀行や病院で使用するには余りにも長い2時間の オーダーとなっている。 図14は、上述の従来技術に従って計測される異なった条件の5つの血液サン プルに対してα/ f対fのプロットを示している。 従来技術の方法では、血液は特別の小室内に配置されなければならない。従っ て、サンプルをテストするために、特定の血液サンプルを取り囲んでいる無菌バ リヤーを破る必要がある。従って、そのサンプルが満足なものであることが判っ た場合、サンプルを再包装して再度殺菌する必要がある。当然、この再度の殺菌 は、この従来技術の方法の実施コストを実質的に増大する。この理由に依って、 上述のオーストラリア特許に開示された方法は実際には使われず、何ら商業上成 功を納めずに、代わりに実験室での研究道具に留まっている。発明の開示 本発明の目的は、媒体中の浮遊粒子の特性を検出する方法であって、商業上適 用できるように十分に早く実施される方法を提供することで、上述の困難を実質 的に克服又は改善するものである。 本発明の一局面では、媒体中の浮遊粒子の変形性能を計測する方法が開示され ており、該方法は: 隔設された一対の超音波変換器の間に上記媒体を配置し、 上記変換器の一つに或る範囲の周波数から成る又は含む入力電気信号を送って 上記媒体中に超音波信号を伝搬させ、 上記変換器の他方によって上記超音波信号を受信し、結果としての出力電気信 号を発生し、 上記出力電気信号を演算して周波数の関数として粒子に対するn個の吸収係数 値を算出し(αn(fn))、各周波数によって吸収係数値を目盛り(αn(fn)/ fn)、上記のn点の内の少なくても2点について、周波数で目盛りされた吸収値 間の差と各周波数間の差との比率を計算する(Δ((fn)/ f)1,2/ Δ f1,2)各工程から構成されていることを特徴としている。 一つの好適な形で、入力信号は、一方の変換器に送られている間に上記範囲の 周波数の一端から他端へ掃引された掃引信号である。 もう一つの別の好適な形で、入力信号は、高調波量が所望の範囲の周波数を含 んだ方形パルスである。 本方法が無菌状態でシールされたフレキシブル壁容器の血液に関連して使用さ れる場合、例えば、容器は好ましくは、超音波透過材から成る窓手段が各々変換 器間に配置されている。 本発明の別の局面では、媒体中の浮遊粒子の変形性能を計測する装置が開示さ れており、該装置は: 間に上記媒体のサンプルが配置される一対の対向し隔設された超音波変換器と 、 或る範囲の周波数を含む入力電気信号を上記変換器の一方に送って上記媒体中 に超音波信号を伝播させ、伝播された信号が上記変換器の他方によって受信され て出力電気信号を発生するようにした信号発生器と、 上記出力電気信号を受信して周波数の関数として粒子に対するn個の吸収係数 値を算出し(αn(fn))、各周波数によって吸収係数値を目盛り(αn(fn)/ fn)、上記のn点の内の少なくても2点に対して、周波数で目盛りされた吸収値 間の差と各周波数間の差との比率を算出する(Δ(α(f)/f)1,2/Δf1,2)信号演算 手段と、から構成されていることを特徴としている。 無菌でシールされた液体サンプルに対する特定の関係には、超音波透過材から 成る窓手段から形成された又は含んだフレキシブル壁容器が開示されている。 本発明の更に別の局面に依ると、赤血球の変形性能の計測に使用するシリンジ が開示されており、該シリンジは、中腔の筒の一端に接続された中腔針と、上記 筒内にその他方端から延びているプランジャーとから構成されており、更に筒の 針端部近傍の内部に配置された第1変換器と、プランジャーに担持された第2変 換器とから構成されており、プランジャーは血液のサンプルを吸い上げるのに使 用され、その後に変換器は変形性能を決め得る赤血球の音波吸収度を計測するの に使用されることを特徴としている。 本発明の更に別の局面に依ると、浮遊赤血球の音波吸収度を計測する方法が開 示されており、該方法は: 一対の超音波変換器の間に上記赤血球を配置し、上記変換器の一方に入力電気 信号を送って、或る範囲の周波数を有した超音波信号を媒体中に伝播し、 上記変換器の他方によって上記超音波信号を受信して、結果としての出力電気 信号を発生し、 一つ又は複数の周波数に対して吸収係数αを算出するために、上記出力信号を 演算する各工程から構成されており、上記吸収係数は、変換器間の間隔に逆比例 し、また上記出力電気信号の振幅の自然対数に比例することを特徴としている。図面の説明 本発明の幾つかの実施例を、図面を参照にして説明する。 図1は、第1実施例のテスト装置の電気回路の回路線図であり、 図2は、血液サンプル袋の概略斜視図であり、 図3は、第1実施例のテスト装置に通される図2の袋を図示した概略斜視図で あり、 図4は、図3のテスト装置を通った概略長手中央配置の横断面図であり、 図5は、第2実施例に係る開状態のテスト装置の概略斜視図であり、 図6は、血液や類似液体の袋を収容した装置を示した図5の同様図であり、 図7は、図5及び図6の装置と共に使用するテスト回路のブロック線図であり 、 図8から図11は、図5から図7の装置によって得られたテスト結果のプロッ トであり、 図12と図13は、各々第3実施例のテスト中のシリンジの斜視図とそれを通 った長手横断面図であり、 図14は、周波数に対する周波数目盛りの吸収率の従来技術のプロットである 。発明を実施するための最良の形態 第1実施例の構成は、幾つかの周波数の各々において労力集約的な計測を行う 代わりに、掃引発振器を使用してこれによって大きな範囲の周波数をカバーする 一回の計測でデータを発生させられるようにするものである。従って、好適な実 施例の電気回路1は、可変周波数の発振器4の形をとっており、その出力は、好 ましくはほぼ0から100MHzの間の範囲で発生される。周波数範囲が大きけ れば大きい程、引き続き算出される変形性能値における信頼性が大きくなる。こ の信号は増幅器6に送られて、その出力は第1変換器7に接続されている。変換 器7は、好ましくは圧電変換器であるが、他の変換器も使用される。 第1変換器7によって発生された超音波信号は、血液サンプル8を通って第2 変換器9によって受信される。第2変換器9の出力は、増幅器10によって増幅 され、次いで信号演算装置13への入力を形成する。 受信信号の振輻は、次によって伝達信号のものに関連している: 但し、Arecは受信信号の振幅であり、Kは変換器の複合の電気−圧力係数と 受信器の増幅利得であり、Aelecは、発信変換器側の電気信号の振幅であり、α (f)は(周波数依存の)吸収係数であり、dは変換器7、9間の距離である。 次いで、いずれの周波数でも吸収係数α(f)は次ぎのように算出される: 各種の周波数における受信信号の振幅から吸収係数α(f)は次のように算出 される: 但し、dは変換器間の距離であり、Arec(f)は各周波数における受信信号の 振幅であり、C(f)は各周波数における変換器、増幅器、ケーブル、波形状に 対する修正関数である。修正関数C(f)は、基準媒体として(例えば)蒸留水 を使用して得られる。次いで α(f)/fは受信信号における各周波数で算出 さ れる。次いでこの量は、次のように周波数の直線関数に対応されている。 但し、mは最も適合した線の傾きであり、bはずれである。線の傾きは血液サン プルにおける赤血球の変形性能の尺度になる。 図2に示されているように、血液サンプル8は、プラスチック袋15内に収容 されている。袋15は、従来のPVCや他の生物学的に許容可能なプラスチック 材から形成される。袋15は、好ましくはPVDF(ポリフッ化ビニリデン)の ような低超音波吸収材や実質的に『超音波を通す』と思われる素材から製造され る。更に、素材の厚さは、特定の超音波周波数に対してλ/4で最適化される。 代わりに、吸収式スペクトル方法が使用される場合は、λ/4から有意味に分岐 した厚さが使用され、袋におけるその吸収に対する修正は回旋関数によって行わ れる。代わりに、袋15が超音波不透過材から形成されている場合、2つの対向 した超音波透過窓16(仮想線で図示されている)を設けることができる。 図3に見られるように、各変換器7、9の作用面が対応した正面18と面一と なるように第1と第2の変換器7、8を対向正面18に搭載した2つのハウジン グ17間に袋5が通される。更に、好ましくは正面18には各々隔設され且つ対 応真空ライン20に接続された幾つかの隔設開口19が設けられる。 図4に示すように、真空ライン20は、袋15がハウジング17間を通る時に 窓16のシート材が変換器7、9の作用面と密接状態に保持されるように真空ポ ンプ21に接続されている。一対の電線22は、変換器7、9を図1の電気回路 1に接続している。 さて、本発明の第2実施例を図5から図7を参照にして説明する。図5と図6 のテスト装置30は、4脚32上に搭載されたほぼ矩形状の台31から構成され ている。台31には蓋33が蝶番連結されている。図6に示された閉鎖位置では 、蓋33と台31の底34とは実質的に平行となっている。底34の中央には、 蓋33の中央に搭載された受信用変換器36に面向するように変換器35が搭載 されている。一般に、変換器はPZT−4(鉛ジルコニウムチタン酸塩化合物) を使用した圧電変換器となっている。 図6に示されているように、プラスチック袋15に収容された血液サンプル8 は、袋15がテスト装置30から或る程度突き出るように底34と蓋33の間に 留め”clamped”られる。これで、袋15は蓋33と底34の間の容積より多く 充満していることが明らかである。従ってこれで、袋15のプラスチック材が変 換器35、38に確実に当接しており、また2つの変換器35、36間の領域の 血液中には気泡等が確実に存在していない。好ましくは、変換器35、36と袋 15の間で良好な超音波結合を確保するように変換器35、36近傍の袋15の 外面を濡らすべく超音波結合液が使用される。好ましい結合液は蒸留水である。 代替例として、テスト装置は、円形又は半球状底部を有することができる。( 例えば、非血液パックについての計測等で)小容量に対しては小室付きインサー トを組込むこともできる。 さて図7を見るに、図5と図6のテスト装置30に接続された電子装置が概略 的に図7に示されている。発信変換器35は、内部インピーダンスの適応回路を 介してパルス発信器40に接続されている。受信変換器36は、出力が蓄積形オ シロスコープのような高速アナログ−デジタル変換器(ADC)42(500M S/sまでサンプリングする)に接続された非常に低いノイズの広帯域増幅器4 1に接続されている。オシロスコープ42のデジタル出口は、データ記録と、高 速フーリエ変換及び解析を含む信号処理とを目的としてパーソナルコンピュータ 43に接続されている。 サンプリング用オシロスコープ42は、好ましくは、発信変換器35の後壁か らのエコーや同様な反射から生ずる信号を排除するように受信変換器36からの 出力を時間ゲート制御する。一般に5ボルトのオーダーの受信信号の振幅は、袋 15及びその中身の超音波吸収係数を算出するのに使用される。 短パルスは広領域の周波数を含んでおり、また非常に短いパルスは非常に広い 帯域幅を有している。パルス幅は、好ましくは10ns以下でなければならない と決められており、パルスは1ns以下の立上り時間を有している。 受信波形のスペクトルは、その受信波形のサンプルを高速フーリエ変換するこ とで算出される。受信波形の振幅スペクトルは、媒体の周波数に依存した吸収率 を表す一組の振幅を発生させながら変換器やケーブルや増幅器の変換関数から解 析される。 変換器35、41の非理想関数と、計測システムにおける他の歪みの影響は周 波数領域で実施される解析によって除去される。 図7に示されているように、パルス発信器40の電気出力A(f)は、変換器 ターミナルにおいて利用可能であり、増幅器の出力B(f)はオシロスコープ4 2によってサンプリングされる。 発信変換器35の変換関数X1(f)は、そのターミナルにおける電圧A(f )を幾らかの周波数依存歪みを持った正面上の速度に変換する。媒体の変換関数 T(f)は、速度を圧力に変換する媒体の周波数独立の体積弾性率βと、周波数 と距離の関数として圧力の振幅を減じる媒体の吸収率M(f)とから構成されて いる。小室15の入力側での圧力 P0(f)は、小室の出力側における圧力の ように媒体における吸収率によって減衰される。 計測システムの全体の変換関数は、次のようになっている: M(f)を求めて整理すると: 計測の目的は、α(f)を引き出してそれを役立つ形に表す: そうなるために、変換関数X1(f),X2(f),G(f)が決められなけれ ばならない。βとM(f)が判っていて、例えばβ’とM'(f)とすれば、X1 (f),X2(f)及びG(f)の組合わせは次から決められる: 但し、A'(f)及びB'(f)は、小室における媒体T’に対して各々計測され た入力及び出力の電圧であり、T'(f)=β'・e- α'(f)・dは媒体T’の変換関 数である。β’とα’の両方共、多数の媒体に対して刊行されたデータ(例えば 、Ka y,G.W.C.and Lady,T.H.,Tables of Physjcal and Chemical Constants,Longm an Scientific & Technical)に見出されよう。もし変換関数が時間不変量であ れば、次にこの値は、変換器やケーブルや増幅器に対する補償を行うために次に 使用される実測以前に算出される: もし電気入力電圧A(f)が時間不変量で、小室における媒体(原則的に媒体 の質量に依る負荷作用)によって影響されなければ、次にA'(f)はA(f) に次のように等しくなる: 上記等式の右側の要素は、2つのはっきりしたグループに集約される。B(f) 及びβは、計測されている媒体に関連しており、T(f)及びB'(f)は、基準媒体 に関連している。基準媒体に関連した要素は、計測ごとに変化せず、それで単一 の修正関数C(f)として共に集約される。 修正関数は次のようになっている: それで媒体に対する吸収関数は次のように算出される: 図8は、水の媒体を通過する受信パルスの代表的な時間に対するトレースを表 している。受信データは、フーリエ領域に変換され、次いで変換器と増幅器の変 換関数を説明するために解析される。次いで吸収係数は、周波数の関数で算出さ れ、次いで周波数で目盛りされる。周波数目盛りの吸収係数の初期部分の傾きは 、次に基準値として得られる。図9は、水に対する周波数目盛りの吸収係数の例 を示している。 同様なプロセスがテスト中の赤血球に対して実施される。幾つかのサンプルが 取り出され、平均化される。図10と図11は、各々鮮血と熱で硬くなった血液 に対する周波数目盛りの吸収係数を周波数でプロットしたものを示している。熱 で硬くなった血液は、或る時間50℃の処理を受けて赤血球の脆弱化を起こして エージングの模擬実験を行う鮮血によつて構成されている。5つの実験例に渡っ て、鮮血の傾の平均値は、2.5(×10-13)であり、熱で硬化された血液に 対する5つの同様なサンプルでは、傾きの平均値は2.1(×10-13)であっ た。 血液サンプルを更に長期間貯蔵しておいたり、又は輸血に使用するのに充分に 新しいかどうかを決めるのは、時間経過中に集められた幾組かの観測データに基 づいている。この場合は、2.3未満の値は廃棄される。 上述した2つの実施例では、赤血球の状態の決定を1分未満で行うことができ 、病院や血液銀行等で商業上利用するのにその方法論及び装置は良く適合してい る。かくして、各単位の血液は、個々に且つ早くテストされ、この方法が無けれ ば捨てられていたかも知れない許容し得る血液を大いに救済することになる。 さて図12と図13を見ると、テストシリンジ45が本発明の第3実施例を構 成している。シリンジ45は、ほぼ従来通りの針46と、筒47とプランジャー 48を有している。しかし、環状の発信変換器35は、筒47の針端部に配置さ れ、円盤状受信変換器36は、プランジャー48上に担持されている。シリンジ 45は血液サンプルを採取するのに使われ、針46を上にして、プランジャー4 8を針46に向けて移動して筒47内に入っていた気泡を除去するのは当業者に は明らかなことである。この準備段階を経て変換器35、36は、筒47内に収 容された血液の特性を計測するのに使用される。一般に、筒47の容積は約3m lである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バジェノフ,ニコラス オーストラリア2076ニュー・サウス・ウェ ールズ州 ワールーンガ、ハルシオン・ア ベニュー14番 (72)発明者 キューザック,ピーター・ジョン オーストラリア2079ニュー・サウス・ウェ ールズ州 マウント・コラー、コラー・ロ ード10番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 媒体に浮遊した粒子の変形特性を計測する方法であって: 隔設された一対の超音波変換器の間に上記媒体を配置し、 上記変換器の一つに或る範囲の周波数から成る又は含む入力電気信号を送って 上記媒体中に超音波信号を伝搬させ、 上記変換器の他方によって上記超音波信号を受信し、結果としての出力電気信 号を発生し、 上記出力電気信号を演算して周波数の関数として粒子に対するn個の吸収係数 値を算出し(αn(fn))、各周波数によって吸収係数値を目盛り(αn(fn)/fn )、上記のn点の内の少なくても2点について、周波数で目盛りされた吸収値間 の差と各周波数間の差との比率を計算する(Δ((fn)/ f)1,2/ Δf1,2)各工 程から構成されていることを特徴とする媒体に浮遊した粒子の変形特性を計測す る方法。 2. 入力信号は、上記範囲の周波数の一端から他端へ掃引された周波数掃引 信号である請求の範囲第1項記載の方法。 3. 入力信号は、高調波量が所望の範囲の周波数を含んだ方形パルスである 請求の範囲第2項記載の方法。 4. 方形パルスは、10ns以下のパルス幅を有している請求の範囲第3項記 載の方法。 5. 方形パルスは、1ns以下の立上がり時間を有している請求の範囲第4項 記載の方法。 6. 更に上記算出された比率を基準値と比較して粒子が所望の変形特性を有 しているか否かを決定する工程から構成さるている上記請求の範囲のいずれか一 つに記載の方法。 7. 上記粒子は、赤血球である上記請求の範囲のいずれか一つに記載の方法 。 8. 媒体中に浮遊された粒子の変形性能を計測する装置であって: 間に上記媒体のサンプルが配置される一対の対向し隔設された超音波変換器と 、 或る範囲の周波数を含む入力電気信号を上記変換器の一方に送って上記媒体中 に超音波信号を伝播させ、伝播された信号が上記変換器の他方によって受信され て出力電気信号を発生するようにした信号発生器と、 上記出力電気信号を受信して周波数の関数として粒子に対するn個の吸収係数 値を算出し(αn(fn))、各周波数によって吸収係数値を目盛り(αn(fn)/fn)、 上記のn点の内の少なくても2点に対して、周波数で目盛りされた吸収値間の差 と各周波数間の差の比率を算出する(Δ(α(f)/f)1,2/ Δf1,2)信号演算手 段と、から構成されていることを特徴とする媒体中に浮遊された粒子の変形性能 を計測する装置。 9. 信号発生器は、上記範囲の周波数の一端から他端へ掃引された周波数掃 引信号を発生する請求の範囲第8項記載の装置。 10. 信号発生器は、高調波量が所望の範囲の周波数を含んだ方形パルスを 発生する請求の範囲第8項記載の装置。 11. 方形パルスは、10ns以下のパルス幅を有している請求の範囲第10 項記載の装置。 12. 方形パルスは、1ns以下の立上がり時間を有している請求の範囲第1 1項記載の装置。 13. 上記信号演算手段は、粒子が所望の変形特性を有しているか否かを決 定するために上記算出された比率が比較される基準値を更に記憶する請求の範囲 第8項から第12項のいずれか一つに記載の装置。 14. 上記粒子は、赤血球である請求の範囲第8項から第13項のいずれか 一つに記載の装置。 15. 浮遊した赤血球の変形性能の計測に使用するシリンジであって、中腔 の筒の一端に接続された中腔針と、上記筒内にその他方端から延びているプラン ジャーとから構成されており、更に筒の針端部近傍の内部に配置された第1変換 器と、プランジャーに担持された第2変換器とから構成されており、プランジャ ーは血液のサンプルを吸い上げるのに使用され、その後に変換器は変形性能を決 め得る赤血球の音波吸収度を計測するのに使用されることを特徴とするシリンジ 。 16. 浮遊赤血球の音波吸収度を計測する方法であって: 一対の超音波変換器の間に上記赤血球を配置し、 上記変換器の一方に入力電気信号を送って、或る範囲の周波数を有した超音波 信号を媒体中に伝播し、 上記変換器の他方によって上記超音波信号を受信して、結果としての出力電気 信号を発生し、 一つ又は複数の周波数に対して吸収係数αを算出するために、上記出力信号を 演算する各工程から構成されており、上記吸収係数は、変換器間の間隔に逆比例 し、また上記出力電気信号の振幅の自然対数に比例することを特徴とする浮遊赤 血球の音波吸収度を計測する方法。 17. 上記入力電気信号は、高調波量が所望の範囲の周波数を含んだ方形パ ルスである請求の範囲第16項記載の方法。 18. 上記周波数の範囲は、10MHzの最も高い下方限界と40MHzの 最も低い上方限界を有している請求の範囲第17項記載の方法。
JP51558196A 1994-11-09 1995-11-09 粒子特性の計測 Expired - Fee Related JP3537824B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU9349 1994-11-09
AUPM9349A AUPM934994A0 (en) 1994-11-09 1994-11-09 Particle property measurement
PCT/AU1995/000747 WO1996015446A1 (en) 1994-11-09 1995-11-09 Particle property measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10508700A true JPH10508700A (ja) 1998-08-25
JP3537824B2 JP3537824B2 (ja) 2004-06-14

Family

ID=3783864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51558196A Expired - Fee Related JP3537824B2 (ja) 1994-11-09 1995-11-09 粒子特性の計測

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5952560A (ja)
EP (1) EP0791174A4 (ja)
JP (1) JP3537824B2 (ja)
AU (1) AUPM934994A0 (ja)
WO (1) WO1996015446A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506607A (ja) * 2002-08-28 2006-02-23 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
JP2008170390A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Yamaguchi Univ 血液細胞の力学的特性計測システム

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6391541B1 (en) * 1999-05-28 2002-05-21 Kurt E. Petersen Apparatus for analyzing a fluid sample
US8815521B2 (en) 2000-05-30 2014-08-26 Cepheid Apparatus and method for cell disruption
US6818185B1 (en) 1999-05-28 2004-11-16 Cepheid Cartridge for conducting a chemical reaction
US9073053B2 (en) 1999-05-28 2015-07-07 Cepheid Apparatus and method for cell disruption
EP1352228A2 (en) * 2000-12-18 2003-10-15 E.I. du Pont de Nemours and Company Method and apparatus for ultrasonic sizing of particles in suspensions
US6604408B2 (en) * 2001-03-02 2003-08-12 Matec Instrument Companies, Inc. Device for use in determining characteristics of particles dispersed in a medium, and method therefor
WO2003019174A1 (en) * 2001-08-27 2003-03-06 Bertrust S.R.O. The acoustical methods and apparatus for identification and selective treatment of a cellular system
EP1517140A3 (en) * 2003-03-19 2005-04-06 TF Instruments GmbH Method and device for diagnostic investigation of biological samples
CA2522755A1 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Drexel University Acoustic blood analyzer for assessing blood properties
US7892188B2 (en) * 2003-10-22 2011-02-22 Hemosonics, Llc Method and apparatus for characterization of clot formation
US7856881B2 (en) * 2005-03-22 2010-12-28 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Determining average mechanical properties of constituent particles of a sample of material using ultrasound
US8448499B2 (en) 2008-12-23 2013-05-28 C A Casyso Ag Cartridge device for a measuring system for measuring viscoelastic characteristics of a sample liquid, a corresponding measuring system, and a corresponding method
DK2555704T3 (da) 2010-04-08 2019-08-05 Hemosonics Llc Visning af hæmostatiske parametre
WO2012065151A1 (en) * 2010-11-14 2012-05-18 University Of Utah Research Foundation Ultrasonic method and system for determining tissue pathology
US10017726B2 (en) 2010-11-14 2018-07-10 Utah State University Ultrasonic method with short pulses for monitoring monolayers of cultured cells
WO2013105987A2 (en) 2011-02-15 2013-07-18 Hemosonics, Llc Characterization of blood hemostasis and oxygen transport parameters
CN103649751B (zh) 2011-02-15 2017-03-29 海默索尼克斯有限公司 用于评估止血的装置、系统和方法
US20120294767A1 (en) 2011-05-19 2012-11-22 Hemosonics Llc Portable hemostasis analyzer
US10653345B2 (en) * 2014-08-29 2020-05-19 Fresenius Kabi Deutschland Gmbh Blood processing apparatus comprising a holder device for a measurement device
US10175225B2 (en) 2014-09-29 2019-01-08 C A Casyso Ag Blood testing system and method
EP3612838A2 (en) 2017-04-20 2020-02-26 Hemosonics, LLC Disposable system for analysis of hemostatic function

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3779070A (en) * 1971-11-23 1973-12-18 Autometrics Co Particle size and percent solids monitor
US4202215A (en) * 1978-10-26 1980-05-13 Kurt Orban Company, Inc. Sonic pulse-echo method and apparatus for determining attenuation coefficients
JPS57550A (en) * 1980-06-03 1982-01-05 Fujitsu Ltd Identification systm for specimen
JPS5855850A (ja) * 1981-09-30 1983-04-02 Fujitsu Ltd 反射超音波による媒体特性測定方法
AU557256B2 (en) * 1981-12-21 1986-12-18 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ultra sonic wave-energy absorption to measure red blood cell flexibility
FR2554238B1 (fr) * 1983-10-28 1986-02-28 Labo Electronique Physique Appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore
DE3438798A1 (de) * 1984-10-23 1986-04-24 Löffler, Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe Verfahren und vorrichtung zum messen der feststoffkonzentration und der korngroessenverteilung in einer suspension mittels ultraschall
FR2579765B1 (fr) * 1985-03-29 1988-05-06 Labo Electronique Physique Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore
FR2579763B1 (fr) * 1985-03-29 1987-04-10 Labo Electronique Physique Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore
US5121629A (en) * 1989-11-13 1992-06-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for determining particle size distribution and concentration in a suspension using ultrasonics
AU3499493A (en) * 1992-02-27 1993-09-13 Epimed Ag Device for guiding a puncture device and its use with a hand-held appliance for locating blood vessels
FR2707112B1 (fr) * 1993-06-28 1995-10-13 Fabre Pierre Cosmetique Dispositif de mesure des propriétés rhéologiques d'un tissu mou par échographie.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506607A (ja) * 2002-08-28 2006-02-23 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
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
JP2008170390A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Yamaguchi Univ 血液細胞の力学的特性計測システム

Also Published As

Publication number Publication date
US5952560A (en) 1999-09-14
WO1996015446A1 (en) 1996-05-23
EP0791174A1 (en) 1997-08-27
AUPM934994A0 (en) 1994-12-01
EP0791174A4 (en) 2002-10-16
JP3537824B2 (ja) 2004-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10508700A (ja) 粒子特性の計測
US5739432A (en) Ultrasonic characterization of single drops of liquids
De Jong et al. Higher harmonics of vibrating gas-filled microspheres. Part two: Measurements
Ma et al. A preliminary engineering design of intravascular dual-frequency transducers for contrast-enhanced acoustic angiography and molecular imaging
CA2497157C (en) Methods and apparatus for ultrasonic determination of red blood cell indices
Dunn et al. Nonlinear ultrasonic wave propagation in biological materials
Bui et al. Experimental broadband ultrasonic transducers using PVF2 piezoelectric film
Kondo et al. New tissue mimicking materials for ultrasound phantoms
Payne Medical and industrial applications of high resolution ultrasound
Wang et al. Photoacoustic dual-mode microsensor based on PMUT technology
Baddour et al. The fluid and elastic nature of nucleated cells: Implications from the cellular backscatter response
US11573205B2 (en) Multimodal characterization of a fluid using a single droplet
Bloomfield et al. Membrane hydrophone phase characteristics through nonlinear acoustics measurements
CN110824017A (zh) 一种软材料声学参数的测量方法
Aymé et al. Cavitation induced by asymmetric, distorted pulses of ultrasound: A biological test
AU702735B2 (en) Particle property measurement
Buiochi et al. Measurement of viscosity using wave mode conversion
CA1272283A (en) Apparatus and method for, ultrasonically inspecting articles for internal defects
Keskinoğlu et al. Ultrasound based noninvasive real-time cell proliferation process monitoring
Hauptmann et al. Statistical reverberation method for ultrasonic measurements in liquid polymeric systems
Sapozhnikov et al. P2C-2 A New PVDF Membrane Hydrophone for Measurement of Medical Shock Waves
Gammell et al. Time delay spectrometry for hydrophone calibrations below 1 MHz
US20100016763A1 (en) Intraluminal fluid property status sensing system and method
Singh et al. A piezoelectric bone hydrophone for medical ultrasound applications
Hayakawa et al. Acoustic characteristics of PVA gel

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees