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血液情報の測定方法及び装置

国内特許コード P130009940
整理番号 S2012-0439-N0
掲載日 2013年9月27日
出願番号 特願2012-028231
公開番号 特開2013-164372
登録番号 特許第5901012号
出願日 平成24年2月13日(2012.2.13)
公開日 平成25年8月22日(2013.8.22)
登録日 平成28年3月18日(2016.3.18)
発明者
  • 迫田 大輔
  • 高谷 節雄
出願人
  • 国立大学法人 東京医科歯科大学
発明の名称 血液情報の測定方法及び装置
発明の概要 【課題】血漿層における反射光のみを抽出して、血液成分を機械的又は化学的処理によって分離することなく、ヘマトクリットに依存しない血漿成分のみの情報を非侵襲的且つ連続的に得ることにより、溶血(血漿遊離ヘモグロビン濃度)や血液凝固度(血栓)などの血液情報を得ることを可能にする。
【解決手段】血液10中の血漿(層)12と屈折率が異なる透明な材料で形成されたフローセル40中を流れる血液10の該フローセル40との境界面に90度より浅い角度で斜め方向から第1の測定光30を入射し、前記フローセル40と血液10の境界面で正反射された光32を分光して、その吸収スペクトルから血漿成分の情報(血漿の屈折率Np)を得る。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要


人工的な循環回路によって体外に導かれた血液の溶血や血液凝固度を非侵襲的且つ連続的に測定することが望まれている。特に、透析におけるヘモグロビンモニタリングは、除水効率を見る指標として重要であるが、現在の連続ヘモグロビンモニタは信頼を得られていない。



又、全ての血液循環系デバイスにおいて血液凝固リスクがあり、光によって血漿成分情報を抽出することで、抗凝固薬剤効果や血漿遊離ヘモグロビンなどを連続モニタリングすることは、頻繁な採血を必要としない低侵襲治療、そして患者と医療従事者双方にとって労働負担が少ない治療となるために必要不可欠な技術である。



従来の血液情報を測定する技術として、特許文献1には、フローセルを透過した光から血液や尿などの試料液中に含まれる粒子(血球、細胞など)の形態情報、吸光情報などの特徴パラメータを得る粒子分析装置が記載されている。



又、特許文献2には、透過光センサと散乱光センサとを互いに直角になるように配置し、透過光センサは、キュットの中を通る透過経路に沿う光を受光し、散乱光センサは、透過経路に対して90度に散乱した光を受光するようにし、散乱信号と透過信号との比を求めることにより、血液流の総ヘモグロビンあるいは赤血球の濃度を測定する技術が記載されている。



又、特許文献3には、透過光センサと散乱光センサを平行に配置した血液の分光光分析技術が記載されている。



又、特許文献4には、所定の試薬を添加した検体からの散乱光量値を所定の時間間隔で取得し、該散乱光量値の経時変化に基づいて凝固終了点を検出するようにした血液凝固分析装置が記載されている。



又、特許文献5には、血液試料からの散乱光を受光し、血液試料に凝固用試薬が添加された後の散乱光量の時間的変化における飽和を測定して凝固時間を算出するようにした血液凝固測定装置が記載されている。



又、発明者らは、非特許文献1、2で、血液内光伝搬のモンテカルロ・シミュレーション法を提案している。

産業上の利用分野


本発明は、血液情報の測定方法及び装置に係り、特に、ヘマトクリットに依存することなく、血漿成分のみの情報を非侵襲的且つ連続的に得ることが可能な、溶血(血漿遊離ヘモグロビン濃度)や血液凝固度(血栓)などの血液情報を測定するための方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
血漿と屈折率が異なる透明な材料で形成されたフローセル中を流れる血液の該フローセルとの境界面に90度より浅い角度で斜め方向から第1の測定光を入射し、
前記フローセルと血液の境界面で正反射された光を分光して、その吸収スペクトルから血漿成分の情報を取得することを特徴とする血液情報の測定方法。

【請求項2】
前記血漿成分の情報が血漿の屈折率であることを特徴とする請求項1に記載の血液情報の測定方法。

【請求項3】
前記反射された光が、前記境界面からの全反射光であることを特徴とする請求項1又は2に記載の血液情報の測定方法。

【請求項4】
前記フローセルを流れる血液のレイノルズ数又は流量を、所定の範囲とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の血液情報の測定方法。

【請求項5】
前記境界面にあてる第1の測定光の波長が600nm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の血液情報の測定方法。

【請求項6】
前記境界面に対する第1の測定光の入射角度が45度以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の血液情報の測定方法。

【請求項7】
透明な材料で形成されたフローセルの血液流路と平行な側壁と垂直に第2の測定光を入射した時に、該フローセルの血液流路を透過し、その反対側から出射する透過光を分光して、その吸収スペクトルから血球及び血漿成分の情報を取得し、請求項1乃至6のいずれかに記載の測定方法で取得した血漿成分の情報と比較することで血球の情報を得ることを特徴とする血液情報の測定方法。

【請求項8】
血液流路側を底面とする台形状とされたフローセルの側壁の一方の斜面に前記第1の測定光を入射して請求項1乃至6のいずれかに記載の測定方法による血漿成分の測定を行うと共に、同じフローセルの血液流路と平行な側壁と垂直に前記第2の測定光を入射して請求項7に記載の測定方法による血球及び血漿成分の測定を行うことを特徴とする血液情報の測定方法。

【請求項9】
請求項1乃至6のいずれかに記載の測定方法による血漿成分の測定と、請求項7に記載の測定方法による血球及び血漿成分の測定を交互に行うことを特徴とする請求項8に記載の血液情報の測定方法。

【請求項10】
血液流路の一つの側壁が、外側に一対の斜面を有する、血漿と屈折率が異なる透明な材料で形成されたフローセルと、
該フローセルの一方の斜面から第1の測定光を入射するための第1の光源と、
前記フローセルの血液流路と血液の境界面で反射され、該フローセルの他方の斜面から出射する反射光を分光して、その吸収スペクトルから血漿成分の情報を得るための第1の分光手段と、
を備えたことを特徴とする血液情報の測定装置。

【請求項11】
前記透明な材料が、ガラス、プラスチック及び/又はパラフィンであることを特徴とする請求項10に記載の血液情報の測定装置。

【請求項12】
フローセルの血液流路と平行な側壁と垂直に第2の測定光を入射するための第2の光源と、
前記フローセルの血液流路を透過し、その反対側から出射する透過光を分光して、その吸収スペクトルから血球及び血漿成分の情報を取得するための第2の分光手段と、
該第2の分光手段で取得した血球及び血漿成分の情報を、前記第1の分光手段で取得した血漿成分の情報と比較して、血球の情報を得るための計算手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項10又は11に記載の血液情報の測定装置。

【請求項13】
前記第1及び/又は第2の光源が白色光源であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれかに記載の血液情報の測定装置。

【請求項14】
前記フローセルの一つの側壁が、血液流路側を底面とする台形状とされ、前記血漿成分の情報を得るためのフローセルと、前記血球及び血漿成分の情報を得るためのフローセルが共通とされていることを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の血液情報の測定装置。

【請求項15】
前記血漿成分の情報を得るためのフローセルと、前記血球及び血漿成分の情報を得るためのフローセルが独立して設けられていることを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の血液情報の測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012028231thum.jpg
出願権利状態 登録
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