JPS584301B2 - 生物体の液体量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生物体の液体量測定装置に係り、特に生体液の
新規な採取方法な含む生物体の液体量測定装置に関する
。

以下の説明は、主として歯根周囲炎の治療に関してのも
のであるが、本発明はこの様な用途にのみ限定されるも
のではない。

歯根炎とは一般に、歯を取り囲む歯茎ならびに骨質を侵
す病気のことである。

その最も普通のタイプ、慢性歯根周囲炎はきわめて油断
がならない。

この歯根周囲炎は、歯茎と歯の継目に微生物の小さなコ
ロニが形成した時に生じ、このコロニが増大するに従っ
て、これら微生物が有毒成分を出し、これが歯茎の炎症
を生じさせる。

歯茎の炎症とバクテリヤの生成物が結合して、歯茎と歯
の間の自然のシールを破壊し、ポケットを作って、その
中にバクテリヤが侵入する。

このような炎症が続くと、骨質支承体がなくなって歯が
グラグラするにいたるが、不幸なことにこの種の病気は
治療の容易な初期には発見が容易でない。

初期治療が行なわれない主な原因の１つは、この病気の
初期徴候な発見する感度の高い客観的な方法がなかった
ことである。

すなわち、従来は、毛細管等で取出した歯茎液を吸水性
の紙に移し、これを第１図に示す様に顕微鏡１５で観察
し顕微鏡のグリッド１４を利用して紙の含水部分の面積
から液体量を算出する（第２図）しかなかった。

しかしながら、取扱う液体量が少く蒸発に伴う測定誤差
も著しくなる。

このため、測定は迅速に行う必要があるが、上記の様な
従来方法によれば採取から測定に至るまでに手間どるた
めこの間に液体が蒸発してしまい望ましい測定状態が得
られなくなり、また測定自体が視覚的なものであるため
濡れている部分とそうでなく部分の判別が難かしく正確
さに欠けていた。

本発明は、以上の従来技術の欠点を除去しようとして成
されたものであり、生体液の採取及びその量の測定を迅
速且つ正確に行うことができる生物体の液体量測定装置
を提供することを目的とする。

以下本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明する
。

第１〜４図について述べる。

第３図及び第４図は、本発明に係る歯茎液の採取方法を
示すものである。

すなわち、本発明によれば、歯１１と歯茎１２０間から
ペーパストリップ１０を歯茎亀裂の奥まで挿入し数秒乃
至数分放置する。

次に、ピンセット１３でペーパストリップ１０を取出し
、このペーパストリップ１０の先端１０Ａに生体液を採
取する。

この生体液の量を迅速且つ適確に測定するための装置を
第５図から第８図に示す。

同各図において、１６はディジタル読み出し装置であっ
て、電流のマイクロアンペア値を示す。

１７は高周波ソリッドステート発振回路（約１１０キロ
サイクル）である。

１８は発振回路１７に対する制御された直流２４Ｖ電源
であり、１９は、比較的小さなペーパーストリップ１０
を２個の電極２０と２１の間に保持する装置であり、電
極２１は固定されているが調整可能であり、電極２０は
可動であって、レバー２２によって操作され、２３にお
いて読み出し装置１６の一方の側面に枢着されている。

この電極の構造は、蒸発を少なくして、より大きな再現
性をうるようにしてある。

更にまた、この電極は、紙以外の材料、たとえば非常に
小さな生物学的組織の試料を保持できる形状とすること
ができる。

この実施態様においては、２個の電極２１と２２が正確
に平行に、同じ圧力で接することが重要である。

従って、下方の固定電極２１はガラス、エボキン樹脂の
ブロック２７または同等の部材の中心に置かれ、このブ
ロックがベースプレート２８の上に支承されている。

このベースプレート２８は、パネル３０から下に延びて
このベースプレートにネジ係合する４個のネジ２９によ
って支承されているので、ブロック２７は、パネル３０
の開口３１の中に、その上面３２がパネル３０の上面と
同一水準となるように保持される。

固定電極２１と可動電極２０の接触面は、ネジ２９によ
って調整することができ、また背後から強い光を当てる
ことによって電極の接合面を見て確めることができる。

この装置は、電源コード２４で供給される交流１１０ボ
ルトで作動され、またこの装置全体はきれいなキャビネ
ット３３の中に載置され、その上側パネル３０がその一
部を成して、前記の電極２０と２１およびディジタル読
み出しメータ１６が図に示すようにこのパネル３０の上
に載置されている。

２個の電極２０と２１は非常に陽極酸化されたアルミニ
ウムであるから、これらの電極は相互に完全な絶縁体を
成し、これらの電極の間のペーパーストリップ１０と共
に、第６図に示すごとき可変コンデンサ２５を成してい
る。

このコンデンサは２個の導電体部材すなわち電極２０と
２１から成り、これらの電極が強い陽極酸化によって相
互に絶縁され、またペーパーストリップによって分離さ
れており、このペーパーストリップがコンデンサの誘電
体を成している。

これらの電極２０と２１ならびにペーパーストリップ１
０（完全に乾いた状態）から成るコンデンサ２５は約５
ピコファラッド（１０−９フアラッド）の容量である。

このペーパーストリップが歯茎液を含んで湿っている場
合、（ａ）誘電体（ペーパーストリップ）の“Ｑ”が変
化し、また（ｂ）ペーパーの相対誘電定数“Ｅｒ”が変
化する。

これらファクタのいずれも発振同路１７の中のコンデン
サ２５の容量を変化させ、ストリップの完全に乾いた状
態から完全にぬれた状態まで容量は約５ピコファラッド
（乾燥状態）から１５ピコファラッド（湿った状態）ま
で変化する。

“ Ｑ”の変化は発振の振幅の変化を生じる（乾燥時か
ら湿潤時に４倍となる）。

誘電定数Ｅｒの変化は発振の周波数を変化させる（乾燥
状態の１１０ＫＨｚから湿った状態のＫＨｚまで）。

発振の振幅変化は湿潤状態から湿った状態へのはるかに
大きな変動を反映するのであるから、この振幅変化が用
いられ、これは主としてトランジスタ２Ｎ３５６６（２
６）におけるベースバイアス電流の変動となる（乾いた
状態から湿った状態まで約１００マイクロアンペアの変
化）。

デイジタルメータ１６の上で読まれるのはこのバイアス
電流であって、歯茎液の容積、ならびにその結果として
の乾燥度または湿潤度はメータに示された電流変動に反
映している。

歯茎液容積の比例変動はベース電流の比例変動に反映し
ている。

このようにして、前記の技術は、歯根周囲炎の指数とし
ての歯茎液容積の有効なまた便利な測定法を専門家に与
えるものである。

本発明の装置の主たる利点は次のごとくである：一（ａ
）この装置を用いて非常に小さなペーパーストリップ１
０の上の液体の微小量を測定することができる。

この微小容積とは、マイクロリッタの１０−１〜１０−
２の範囲、すなわち１リットル（１０００ｃｃ）の百万
分の１の１／１０〜１／１００の範囲である。

（ｂ）コンデンサ２５は２個の陽極化された電極２１と
２２から成り、これらの電極は強く陽極酸化されている
ので相互に完全に絶縁されているが、それ自身は導体で
あって、小さなペーパーストリップ１０から成る誘電体
によって分離され、その誘電率（ＱファクタおよびＥｒ
ファクタ）はペーパーストリップの含む液体の微小容積
によって変化し、この変化はデイジタルマイクロ電流計
１６の上に反映されるほどに大きく、また電流変化はス
トリップ１０の液体容積に比例している。

（ｃ）電極の間のストリップに対する圧力は極わめて重
要であり、装置の使用期間中一定でなければならないか
ら可動電極２０はバネ３４によってストリップ１０に力
を加え、このようにして装置の使用期間中一定の圧力を
生じる。

（ｄ）本装置はペーパーストリップのサイズならひに水
分の微小変化を補償するため、調整口下能電位差計の形
でゼロ化装置３５を含んでいる。

しかし本装置の信頼度と再現性をうるため、ストリップ
をあらかじめ包装する際にはこれらの要因については充
分の注意を払わなければならない。

第７図に示す給電系統は２４で示すごとき交流１１０ボ
ルト電源から、変圧器３６を通り、次に通常のトランジ
スタ回路１８を通る。

この回路１８は第６図に示す電子回路に対して影響する
回線電圧変動その他の要因にもかかわらず装置の再現性
と安定性をうるため調整電流を供給するものである。

この実施態様における電力供給は＋１５ボルト“Ａ”、
−１５ボルト“Ｂ”およびアース“Ｃ”で行なわれこれ
ら３本の導線はそれぞれ第６図において同様の符号で示
されている。

Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ７４１のごとき複数の集積回路■．
Ｃ．３７が発振回路１７からの信号な受けて、ミリアン
ペア計の形のテイジタル読み出しメータ１６に対してト
ランジスタ２６の出力に応じて信号を送り、このトラン
ジスタ２６はもちろん電極２０と２１ならびにペーパー
ストリップ１０の容量作用によって制御される。

しかしながら、基本的なエレクトロニクス回路は通常の
ものであるから、これ以上の説明の必要はないものと考
える。

第９図はペーパーストリップ１０の好ましい形を示した
もので、この場合３８で示すようにその一端に近い所で
横方向に曲げられている。

更に末端４０から、他端４２とへたたった点４１までペ
ーパーストリップの上に縦方向のリッジ３９が作られて
おり、その先に残された部分４３は歯茎の亀裂の中に挿
入し、更に電極２０と２１の間に挿入する部分である。

縦方向リッジまたはシワ３９はペーパーストリップの操
作を容易にし、使用中にこれが曲がらないようにする。

ペーパーストリップは通常ピンセットで４４の部分をは
さんで操作するからである。

また横方向折り目３８があるので、通常のピンセットで
このペーパーストリップを操作して歯茎亀裂の中に挿入
させやすく、更にストリップが支承面の上に置かれてい
る時、ピンセットで末端４０をつかむことができる。

本発明の装置は歯茎亀裂液の測定の場合について説明し
たがマイクロビュレット、マイクロピペット、注射器、
ループその他類似のものの目盛り定めにも用いることが
できる。

またこの装置の電極を取り替えれば、ペーパーストリッ
プ以外のもの、たとえば織物の微小液量を測定すること
もできる。

更にまた本発明の装置は、人間のストレスその他の生理
的現象の最も好ましい測定値である汗を測定するのに用
いることができる。

コンタクトレンズの出現以来、レンズが目に合うかどう
かを決定するため微小量の涙を測定することが望ましく
なっている。

何故ならば涙が無いことはコンタクトレンズをはめる場
合の大きな障害になることがわかったからである。

従って、本発明の装置はコンタクトレンズの使用者の選
定に用いることができよう。

充分なだ液を出さない人は入れ歯をつげるのに困難があ
り、従って歯科医はだ液量の少ない患者を選定できるこ
とが大切である。

従って本発明の装置によってだ液量を測定できることは
選定技術として重要である。

また本装置は人体の組織の中の結合水とゆるく結合した
水とを区別するのに用いて、カリエスにかかりやすい人
とカリエスにかかった人とを区別する治療器として用い
ることができる。

まとめて言えば、前記メータは非常に少量の液体を測定
する必要のある分野において用いるのに特に適している
。

たとえば本発明の装置は１マイクロリッタまでの液体容
量を小数第２位の精度で測定することができる。

この程度の信頼度と再現度をもって、前述のごときマイ
クロ計器を目盛り定めするのに用いることができる。

本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。

本発明の実施の態様をまとめて説明すれば次の通りであ
る。

（１）特許請求の範囲１による装置において、前記回路
中にトランジスターを含み、前記の可変コンテンサはこ
のトランジスターのベースに接続されることによって前
記メータはこのベースにおけるミリアンペア電流を示す
ようにした装置。

（２）前記ペーパーストリップ上の液体量を示すように
する手段を含む特許請求の範囲記載の装置。

（３）特許請求の範囲、前項１または２による装置にお
いて、前記のペーパーストリップの上に一定圧を加える
手段は、両端の中間において枢着された前記可動電極と
、この可動電極とケーシングとの間において作用して前
記可動電極と固定電極を相互に押圧する調整可能バネ手
段とを含むようにした装置。

（４）前項２または３による装置において、前記ジョー
の係合面の間の平行関係を調整する手段を含み、この手
段は、前記固定電極を載置して上方に延びるようにした
絶縁ブロックと、前記ブロックの下側面に固着されたベ
ースプレートと、前記ベースプレートを前記ケーシング
の上側パネルにネジ込み固着する複数の調整可能載置ネ
ジとを含み、前記ネジを調整することによって前記可動
電極の係合面に対して前記固定ネジの位置を一般範囲内
で変化させるようにした装置。

（５）ケーシングと、調整された電源と、前記電源に接
続した回路と、前記回路の中に作動的に接続されたティ
ジタル読み出しメータとを含むペーパーストリップ上の
液体の定量測定用装置において、前記回路の中の可変コ
ンデンサであってこのコンテンサは一対のプレートとこ
れらプレートの間に係合する誘電体ストリップとを含み
、このストリップは液体を受けることのできるペーパー
ストリップから成りこの液体量が前記コンデンサーの容
量を変化させるようにした可変コンデンサと、前記コン
デンサを前記のディジタル読み出しメータに作動的に接
続し前記メータが前記ペーパーストリップ上の液体量を
示すようにする手段。

（６）前項５による可変コンデンサにおいて、前記ジョ
ーの係合面の間の平行関係を調整する手段を含み、この
手段は、前記固定電極を載置して上方に延びるようにし
た絶縁ブロックと、前記ブロックの下側面に固着された
ベースプレートと、前記ベースプレートを前記ケーシン
グの上側パネルに固着するための複数の調整可能載置ネ
ジとを含み、前記調整ネジを調整することによって可動
電極の接触面に対する前記固定電極の位置を一定範囲内
で変化させるようにした可変コンデンサ。

（７）前項のいずれかによる装置において、前記ペーパ
ーストリップは平面において大体長方形を成し、このス
トリップの一端はストリップに対して横方向に作られた
折り目によって他端部分に対して折り曲げられ、このよ
うにして前記一端にピンセットの係合するタブを作り、
また前記ストリップの一端から、他端より一定間隔の所
まで縦方向に延びるリブを前記ストリップの上に形成し
てこのストリップを強化しその操作を容易にした装置。

（８）液体の定量測定用可変コンデンサの中に誘電体と
して用いられるペーパーストリップにおいて、このスト
リップは平面に見た場合に大体長方形を成し、このスト
リップの一端はストリップに対して横方向に形成された
折り目によってストリップの他端部分に対して折り曲げ
られて、ストリップの前記一端にピンセットの係合する
タブを備え、またタブの前記一端から、他端より一定間
隔のところまでストリップ上を縦方向に延びるリブを備
えてストリップを強化しその操作を容易にしたペーパー
ストリップ。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の測定方法を示す図、第３図及
び第４図はこの発明に係る測定方法を示す図、第５図は
本発明による装置の透視図、第６図は本発明の装置の電
子回路図、第７図は前記電子回路の電力供給部を示す回
路図、第８図は本発明の装置の上側パネル断面図であっ
てジョーの載置状態を示す図、第９図はペーパーストリ
ップの好ましい形の透視図である。 １０・・・・・・ペーパーストリップ、１１・・・・・
・歯、１２・・・・・・歯茎、１３・・・・・・ピンセ
ット、１４・・・・・・グリッド、１５・・・・・・拡
大鏡または顕微鏡、１６・・・・・・読出しメータ、１
７・・・・・・発振回路、１８・・・・・・供給電力調
整回路、１９・・・・・・ストリップ保持装置（コンデ
ンサー）、２０・・・・・・可動電極、２１・・・・・
・固定電極、２４・・・・・・Ａ．Ｃ．電源、２５・・
・・・・コンデンサ、２６・・・・・・トランジスター
、２７・・・・・・絶縁ブロック、２８・・・・・・ベ
ースプレート、２９・・・・・・固定ネジ、３０・・・
・・・ケーシングの上側プレート、３４・・・・・・バ
ネ、３７・・・・・・Ｉ．Ｃ．、３８・・・・・・折り
目、３９・・・・・・リブ、４４・・・・・・タブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生物体に付着させ必要量の生体液を採取すべくその
   先端に含水させるように細長小片としたペーパストリッ
   プと、 前記ペーパストリップを載置する一面を有する固定電極
   と、 この固定電極の前記而と平行になる一面を有し前記固定
   電極に対して弾性的に付勢され前記ペーパストリップを
   一定の押圧力で保持するようにした可動電極と、 前記固定及び可動電極の間に前記ペーパストリップを挾
   持することによって形成されるコンデンサを発振周波数
   を変化させる一要素として有する発振器とを具え、 この発振器の発振周波数から前記ペーパストリップの含
   水率を計測するようにして成る生物体の液体量測定装置
   。