RU2489088C2 - Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application - Google Patents
Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489088C2 RU2489088C2 RU2009148222/14A RU2009148222A RU2489088C2 RU 2489088 C2 RU2489088 C2 RU 2489088C2 RU 2009148222/14 A RU2009148222/14 A RU 2009148222/14A RU 2009148222 A RU2009148222 A RU 2009148222A RU 2489088 C2 RU2489088 C2 RU 2489088C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blood
- cylinder
- intensity
- floating
- stop
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к реологии крови (гематология, физиология, биофизика, клиническая гемореология), а именно к биомеханическим свойствам крови.The invention relates to blood rheology (hematology, physiology, biophysics, clinical hemorheology), and in particular to the biomechanical properties of blood.
Известны устройства для определения вязкости жидкости, в частности крови, состоящие из двух соосных цилиндров, из которых внешний цилиндр неподвижный, а внутренний свободно плавает в жидкости (крови), находящейся между цилиндрами:Known devices for determining the viscosity of a liquid, in particular blood, consisting of two coaxial cylinders, of which the outer cylinder is stationary, and the inner one freely floats in the liquid (blood) located between the cylinders:
1. В.Н.Захарченко, Авторское свидетельство СССР №16851818/П, 1965 г., Б №4.1. V.N.Zakharchenko, USSR Copyright Certificate No. 16851818 / P, 1965, B No. 4.
2. Н.А.Добровольский и др., Авторское свидетельство СССР №779862 1980 г.2. N. A. Dobrovolsky et al. USSR Author's Certificate No. 779862 1980
В конструкции В.Н.Захарченко крутящий момент задается вращением цилиндрической мешалки, опущенной в вязкую жидкость, передающую крутящий момент и находящуюся в свободноплавающем цилиндре. Измеряемой величиной является время одного оборота свободноплавающего цилиндра. Недостатками этого устройства являются:In the design of V.N.Zakharchenko, the torque is set by the rotation of a cylindrical mixer, lowered into a viscous fluid that transmits torque and is located in the free-floating cylinder. The measured value is the time of one revolution of the floating cylinder. The disadvantages of this device are:
1. Необходимость жесткой термостабилизации, так как вязкость передающей момент жидкости зависит от температуры.1. The need for rigorous thermal stabilization, since the viscosity of a moment-transmitting fluid depends on temperature.
2. Трудности точного измерения времени одного оборота, особенно при низких, (порядка 1 с-1) и высоких (более 100 с-1) скоростях сдвига при работе с кровью.2. Difficulties in accurately measuring the time of one revolution, especially at low (about 1 s -1 ) and high (over 100 s -1 ) shear rates when working with blood.
3. Невозможность одновременного определения вязких и агрегационных параметров крови.3. The inability to simultaneously determine the viscous and aggregation parameters of the blood.
4. Необходимость периодической замены передаточной жидкости.4. The need for periodic replacement of the transfer fluid.
В устройстве Н.А.Добровольского свободноплавающий электропроводящий стакан вращается под действием вращающегося магнитного поля статора двигателя, находящегося снаружи неподвижного внешнего цилиндра.In N.A.Dobrovolsky’s device, a free-floating electrically conductive cup rotates under the action of a rotating magnetic field of a motor stator located outside a stationary external cylinder.
Недостатки устройства Н.А.Добровольского:The disadvantages of the device N.A.Dobrovolsky:
1. Невозможность точного задания скорости сдвига при их низких значениях (порядка 1 с-1).1. The inability to accurately set the shear rate at their low values (about 1 s -1 ).
2. Невозможность измерять агрегационные (микрореологические) параметры крови.2. Inability to measure aggregation (micro-rheological) parameters of blood.
Изобретение направлено на расширение возможностей метода вискозиметрии путем одновременного измерения не только всех вискозиметричиских параметров, характеризующих микрореологические свойства крови, но и измерение параметров, характеризующих кинетику агрегации эритроцитов, гидродинамическую прочность эритроцитарных агрегатов различного размера. Устройство позволяет получать кривые течения крови, как зависимость среднего размера эритроцитарных агрегатов от напряжения сдвига или вязкости крови. Это достигается тем, что с наружной стороны внешнего цилиндра установлены источник света и фотоприемник для измерения интенсивности обратно рассеянного света от слоя крови, а с наружной стороны внешнего цилиндра расположен датчик, выполненный с возможностью регистрации момента остановки вращения внутреннего цилиндра, а процессор выполнен с возможностью изменения частоты вращения внешнего цилиндра, фиксации датчиком момента остановки свободноплавающего цилиндра и проведения измерений интенсивности рассеянного света и расчета вязких и агрегационных свойств крови.The invention is aimed at expanding the capabilities of the method of viscometry by simultaneously measuring not only all viscometric parameters characterizing the micro-rheological properties of blood, but also measuring parameters characterizing the kinetics of aggregation of red blood cells, the hydrodynamic strength of erythrocyte aggregates of various sizes. The device allows you to obtain curves of blood flow, as the dependence of the average size of red blood cells from shear stress or blood viscosity. This is achieved by the fact that a light source and a photodetector for measuring the intensity of backscattered light from the blood layer are installed on the outer side of the external cylinder, and a sensor is arranged on the outside of the external cylinder that is capable of detecting the stopping moment of rotation of the inner cylinder, and the processor is configured to change the rotational speed of the outer cylinder, fixing the stop moment of the free-floating cylinder with the sensor and measuring the intensity of the scattered light and calculating the viscous x and aggregation properties of blood.
Способ одновременного измерения вязких и агрегационных свойств крови заключается в приведении во вращение свободноплавающего цилиндра посредством магнитного поля статора, измерении интенсивности обратного светорассеяния в момент его остановки и регистрации кривой изменения интенсивности во времени, вычислении и построении кривых кажущейся вязкости крови, напряжения сдвига, среднего размера, скорости и времени образования эритроцитарных агрегатов посредством процессора, отличающийся тем, что свободноплавающий цилиндр является внутренним и установлен с зазором во внешнем цилиндре, который приводят во вращение с частотой, задаваемой частотой тока статора, при этом внутренний цилиндр вращается в противоположном направлении, измеряют частоту тока статора до остановки внутреннего цилиндра при достижении баланса моментов сил, создаваемых магнитным полем статора и момента вязких сил крови на стенке свободноплавающего внутреннего цилиндра, момент его остановки фиксируют датчиком для формирования управляющего сигнала проведения измерений интенсивности обратного светорассеяния и частоты тока статора. Источник света формирует луч света, который рассеивается текущей в зазоре между цилиндрами кровью, причем фотоприемником регистрируется только та часть рассеянного света, которая направлена под углом 180° относительно падающего луча (обратное светорассеяние). Автоматически измеряемые по встроенной программе величины обрабатываются компьютером в соответствии с калибровкой прибора эталонными ньютоновскими жидкостями с известной вязкостью. В соответствии с Программами управляющий компьютер строит кривые течения крови: ηa=ηa(γ),τ=τ(γ), τ(γ)=<N>(γ), где ηa - кажущаяся вязкость, τ - напряжение сдвига, γ - скорость сдвига,<N> - средний размер агрегатов. Вычисляются все параметры, рекомендуемые Реологическим обществом.A method for simultaneously measuring the viscous and aggregation properties of blood consists in bringing the free-floating cylinder into rotation by means of the stator magnetic field, measuring the intensity of backscattering at the moment of its stop and registering the intensity change curve over time, calculating and plotting the curves of apparent blood viscosity, shear stress, average size, the speed and time of formation of red blood cell aggregates by means of a processor, characterized in that the free-floating cylinder is morning and installed with a gap in the outer cylinder, which is rotated with a frequency specified by the frequency of the stator current, while the inner cylinder rotates in the opposite direction, measure the frequency of the stator current until the inner cylinder stops when the balance of the moments of forces created by the stator magnetic field and the moment is reached viscous forces of blood on the wall of a free-floating inner cylinder, the moment of its stop is fixed by a sensor to form a control signal for measuring the intensity scattering and stator current frequencies. The light source forms a beam of light that is scattered by blood flowing in the gap between the cylinders, and only that part of the scattered light that is directed at an angle of 180 ° relative to the incident beam is recorded by the photodetector (back light scattering). Automatically measured values using the built-in program are processed by a computer in accordance with the calibration of the instrument with standard Newtonian liquids with a known viscosity. In accordance with the Programs, the control computer constructs the blood flow curves: η a = η a (γ), τ = τ (γ), τ (γ) = <N> (γ), where η a is the apparent viscosity, τ is the shear stress , γ is the shear rate, <N> is the average size of the aggregates. All parameters recommended by the Rheological Society are calculated.
Преимущество предложенного в Заявке «Устройства» и «Способа» состоит в следующем:The advantage of the proposed "Application" and "Method" is as follows:
1. Полнота описания макро и микрореологических свойств крови.1. The completeness of the description of macro and micro-rheological properties of blood.
2. Значительное сокращение времени определения всех гемореологических параметров крови.2. A significant reduction in the time of determination of all hemorheological parameters of the blood.
3. Точное задание необходимой скорости сдвига, как необходимого условия стандартизации измерений.3. The exact task of the necessary shear rate, as a necessary condition for the standardization of measurements.
4. Полная автоматизация измерений от введения пробы крови до распечатки протокола с результатами.4. Full automation of measurements from the introduction of a blood sample to print a protocol with the results.
5. Простота пользования прибора, не требующая высокой квалификации оператора.5. Ease of use of the device, not requiring high qualification of the operator.
6. Возможность расширения параметров, характеризующих суспензионную стабильность крови путем введения дополнительной программы: измерения деформационной способности эритроцитов и тиксотропии крови.6. The possibility of expanding the parameters characterizing the suspension stability of blood by introducing an additional program: measuring the deformation ability of red blood cells and blood thixotropy.
Перечень фигурList of figures
На фиг.1 представлена блок-схема устройства.Figure 1 presents a block diagram of a device.
Устройство содержит внешний прозрачный цилиндр (1), вставленный в стакан (2), находящийся на оси шагового двигателя (3). Внутренний цилиндр (4), свободно плавающий в анализируемой пробе крови (5), может вращаться под воздействием магнитного поля статора (6). С наружной стороны внешнего цилиндра (1) расположены источник света (7) и фотоприемник (8) причем фотоприемником регистрируется только та часть рассеянного света, которая направлена под углом 180° относительно падающего луча (обратное светорассеяние), а также датчик (9), регистрирующий момент остановки вращения внутреннего цилиндра (4).The device contains an external transparent cylinder (1) inserted into the glass (2) located on the axis of the stepper motor (3). The inner cylinder (4), freely floating in the analyzed blood sample (5), can rotate under the influence of the magnetic field of the stator (6). A light source (7) and a photodetector (8) are located on the outer side of the outer cylinder (1); moreover, only that part of the scattered light that is directed at an angle of 180 ° relative to the incident beam (back light scattering), as well as a sensor (9) are detected by the photodetector moment of stopping rotation of the inner cylinder (4).
На Фиг.2 представлен график зависимости кажущейся вязкости крови от логарифма среднего размера эритроцитарных агрегатов Ln<N> до (1 и 2) и после (11 и 21) плазмафереза.Figure 2 presents a graph of the apparent viscosity of the blood from the logarithm of the average size of erythrocyte aggregates Ln <N> before (1 and 2) and after (1 1 and 2 1 ) plasmapheresis.
На Фиг.3 показаны кривые течения крови и эритроцитарных агрегатов в стандартных Кессоновских координатах
Способ одновременного измерения вязких и агрегационных свойств крови описан на примерах конкретного исполнения:A method for measuring viscous and aggregation properties of blood at the same time is described with specific examples:
Пример 1. Кровь стабилизированная Трилоном Б помещается в кювету устройства (Фиг.1). В соответствии с программой последовательно задаются скорости сдвига (γ) от 1 до 125 обратных секунд измеряется интенсивность обратного светорассеяния (I) и частота генератора при остановке внутреннего цилиндра. На Фиг.2 хорошо видна линейная зависимость между измеренной кажущейся вязкостью крови и логарифмом среднего размера агрегатов, что подтверждается существующей теорией. Эта зависимость не нарушается при проведении больному процедуры плазмафереза.Example 1. Blood stabilized by Trilon B is placed in the cuvette of the device (Figure 1). In accordance with the program, shear rates (γ) are sequentially set from 1 to 125 reverse seconds, the intensity of backscattering (I) and the frequency of the generator when the inner cylinder is stopped are measured. Figure 2 clearly shows a linear relationship between the measured apparent blood viscosity and the logarithm of the average size of the aggregates, which is confirmed by the existing theory. This dependence is not violated during the patient's plasmapheresis procedure.
Пример 2. Кровь в соответствии с Примером 1 подвергается той же процедуре исследования. На Фиг.3 видно, что течение эритроцитарных агрегатов полностью соответствует эмпирическому закону Кессона, который установлен для крови еще в 60-х годах прошлого века, что подтверждает возможность исследования кривой течения крови, как зависимость размеров агрегатов от напряжения сдвига.Example 2. Blood in accordance with Example 1 undergoes the same test procedure. Figure 3 shows that the flow of erythrocyte aggregates is fully consistent with the empirical law of Caisson, which was established for blood back in the 60s of the last century, which confirms the possibility of studying the curve of blood flow, as the dependence of the size of the aggregates on shear stress.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148222/14A RU2489088C2 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148222/14A RU2489088C2 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009148222A RU2009148222A (en) | 2011-06-27 |
RU2489088C2 true RU2489088C2 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=44738828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148222/14A RU2489088C2 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2489088C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569173C1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Viscosimeter |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH611027A5 (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-15 | Sydney Hospital | Torsion viscosimeter |
SU779862A1 (en) * | 1978-11-14 | 1980-11-15 | Ленинградское Специальное Конструкторское Бюро Московского Научно-Производственного Объединения "Нефтехимавтоматика" | Rotary viscosimeter |
US4643021A (en) * | 1984-10-30 | 1987-02-17 | Bertin & Cie | Method and apparatus for measuring the rheological characteristics of a fluid, in particular of a biological fluid such as blood |
RU2038578C1 (en) * | 1992-07-21 | 1995-06-27 | Владимир Анатольевич Гончаров | Micro-viscosimeter |
RU2149403C1 (en) * | 1996-08-23 | 2000-05-20 | Курский государственный медицинский университет | Device for measurement of blood parameters |
RU40110U1 (en) * | 2004-04-12 | 2004-08-27 | Тютрин Иван Илларионович | BLOOD STUDY DEVICE |
RU2403569C2 (en) * | 2008-04-01 | 2010-11-10 | Лев Алексеевич Квартальнов | Device for measuring aggregation state and deformation state of erythrocytes and method of using said device |
-
2009
- 2009-12-25 RU RU2009148222/14A patent/RU2489088C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH611027A5 (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-15 | Sydney Hospital | Torsion viscosimeter |
SU779862A1 (en) * | 1978-11-14 | 1980-11-15 | Ленинградское Специальное Конструкторское Бюро Московского Научно-Производственного Объединения "Нефтехимавтоматика" | Rotary viscosimeter |
US4643021A (en) * | 1984-10-30 | 1987-02-17 | Bertin & Cie | Method and apparatus for measuring the rheological characteristics of a fluid, in particular of a biological fluid such as blood |
RU2038578C1 (en) * | 1992-07-21 | 1995-06-27 | Владимир Анатольевич Гончаров | Micro-viscosimeter |
RU2149403C1 (en) * | 1996-08-23 | 2000-05-20 | Курский государственный медицинский университет | Device for measurement of blood parameters |
RU40110U1 (en) * | 2004-04-12 | 2004-08-27 | Тютрин Иван Илларионович | BLOOD STUDY DEVICE |
RU2403569C2 (en) * | 2008-04-01 | 2010-11-10 | Лев Алексеевич Квартальнов | Device for measuring aggregation state and deformation state of erythrocytes and method of using said device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Инженерная реология. Тема 4. Составитель В.В.Ильиных, Учебно-методический комплекс, Кемеровский технологический институт, КемТИПП, 2005, найдено в Интернет 07.03.2012, http://gendocs.ru/v23089/ильиных_в.в._инженерная_реология. LELIEVRE J.C. et al. Presentation of a clinical hemoviscosimeter. J Mai Vase. 1993; 18(2): 153-6, Реферат в PubMed: PMID: 8350018. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569173C1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Viscosimeter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009148222A (en) | 2011-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2713878B1 (en) | Optical thromboelastography system and method for evaluation of blood coagulation metrics | |
US3587295A (en) | Coagulation and viscosity test apparatus and method | |
Ponjavic et al. | In situ viscosity measurement of confined liquids | |
JP4385049B2 (en) | Blood cell deformability measuring device | |
US7005107B2 (en) | Apparatus for determining the speed of sedimentation of blood and other parameters correlated thereto | |
Yoshida et al. | Efficacy assessments in ultrasonic spinning rheometry: Linear viscoelastic analysis on non-Newtonian fluids | |
CN104535421B (en) | Detecting instrument and method for performance of cross-linked polymer gel | |
Baskurt et al. | Measurement of red blood cell aggregation in disposable capillary tubes | |
EP2467701B1 (en) | Dynamic light scattering based microrheology of complex fluids with improved single-scattering mode detection | |
JP2010060544A (en) | Method and device for measuring viscosity and particle size distribution using brown particle | |
RU2489088C2 (en) | Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application | |
Harvey et al. | Optical coherence tomography velocimetry in controlled shear flow | |
CN207280981U (en) | A kind of portable crude oil water containing analytical equipment | |
Lattuada et al. | Thermophoresis in self-associating systems: Probing poloxamer micellization by opto-thermal excitation | |
RU2677703C1 (en) | Analyte in blood plasma concentration measurement method | |
JPH07248315A (en) | Density measuring device | |
Nelson et al. | An ultrasound velocity and attenuation scanner for viewing the temporal evolution of a dispersed phase in fluids | |
RU2522718C2 (en) | Inertial viscosity gage | |
RU2362152C2 (en) | Research method for structure trasformation processes in liquids | |
JP2006153535A (en) | Measuring method of dynamic physical properties and measuring instrument therefor | |
RU2454655C1 (en) | Oscillatory shift metre | |
KR20150137188A (en) | Process for Measuring Viscosity | |
RU2456576C2 (en) | Method of measuring viscosity and apparatus for realising said method | |
RU2403569C2 (en) | Device for measuring aggregation state and deformation state of erythrocytes and method of using said device | |
RU2569173C1 (en) | Viscosimeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20120815 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20121012 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130721 |