JP6409574B2 - 生体試料用インピーダンス測定装置および生体試料用インピーダンス測定システム - Google Patents
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Description
該生体試料保持部に保持された前記生体試料と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記生体試料に交番電圧が印加されることによって得られる前記生体試料のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定時間および/または測定周波数を制御する測定条件制御部と、
を備える生体試料用インピーダンス測定装置を提供する。
前記測定条件制御部における測定時間の制御では、前記測定部における測定間隔を制御することができる。
前記測定条件制御部における測定時間の制御では、前記測定部における測定終了のタイミングを制御することもできる。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記生体試料保持部における温度を制御する温度制御部を備えることも可能である。
前記生体試料保持部では、前記生体試料が収容された容器を保持することにより生体試料を保持することができる。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記生体試料保持部に前記生体試料を自動的に供給する生体試料供給部を備えることも可能である。
また、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記生体試料保持部に1種または2種以上の薬剤を自動的に供給する薬剤供給部を備えることも可能である。
また、前記容器には、予め1種または2種以上の薬剤が収容しておくことも可能である。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置を用いて測定可能な前記生体試料としては、血液成分を含有する生体試料を挙げることができる。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記測定部において測定されたインピーダンスの時間的変化から、血液の状態変化を解析する血液状態解析部を備えることが可能である。
また、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記測定部の精度の管理を行う精度管理部を備えることも可能である。
更に、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記生体試料保持部を動かすための駆動機構を備えることも可能である。
この場合、前記駆動機構は、前記生体試料保持部に保持された前記生体試料にかかる重力の方向を変化させる方向へ前記生体試料保持部を動かすような構成としてもよい。
加えて、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置には、前記生体試料保持部の内部の撹拌を行う撹拌機構を備えることも可能である。
該生体試料保持部に保持された前記生体試料と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記生体試料に交番電圧が印加されることによって得られる前記生体試料のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定時間および/または測定周波数を制御する測定条件制御部と、
前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを表示する表示部と、
ユーザーが操作するためのユーザーインターフェースと、
を備える生体試料用インピーダンス測定システムを提供する。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定システムには、前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを記憶する記憶部を備えることも可能である。
1.生体試料用インピーダンス測定装置1
(1)生体試料保持部2
(a)容器21
(b)容器保持部22
(2)印加部3
(a)電極31a、31b
(b)接続部32
(3)測定部4
(4)測定条件制御部5
(5)温度制御部6
(6)生体試料供給部7
(7)薬剤供給部8
(8)生体試料S
(9)血液状態解析部9
(10)精度管理部10
(11)駆動機構11
(12)サンプル待機部12
(13)撹拌機構13
2.生体試料用インピーダンス測定システム100
(1)表示部101
(2)ユーザーインターフェース102
(3)記憶部103
図1は、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1の概念を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1は、大別して、生体試料保持部2と、印加部3と、測定部4と、測定条件制御部5と、を少なくとも備える。また、必要に応じて、温度制御部6、生体試料供給部7、薬剤供給部8、血液状態解析部9、精度管理部10、駆動機構11、サンプル待機部12、撹拌機構13などを備えることもできる。以下、各部について詳細に説明する。
生体試料保持部2は、測定対象の生体試料が保持される部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この生体試料保持部2の数は特に限定されず、測定対象の生体試料の量や種類、或いは測定目的などに応じて、一又は複数の生体試料保持部2を自由に配置することができる。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、生体試料保持部2として容器21を用いる場合、その具体的な形態は特に限定されず、測定対象の生体試料Sを保持可能であれば、円筒体、断面が多角(三角、四角或いはそれ以上)の多角筒体、円錐体、断面が多角(三角、四角或いはそれ以上)の多角錐体、或いはこれらを1種または2種以上組み合わせた形態など、生体試料Sの状態や種類などに応じて自由に設計することができる。
本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、生体試料保持部2として容器保持部22を用いる場合、その具体的な形態は特に限定されず、測定対象の生体試料Sが収容された容器21を保持可能であれば、自由に設計することができる。
印加部3は、生体試料保持部2に保持された生体試料Sと接触する一対の電極31a、31bに、交番電圧を印加する部位である。印加部3は、測定を開始すべき命令を受けた時点または生体試料用インピーダンス測定装置1の電源が投入された時点を開始時点として、一対の電極31a、31bに電圧を印加する。より具体的には、印加部3は、設定される測定間隔または後述する測定条件制御部5において制御された測定間隔ごとに、電極31a、31bに対して、設定される周波数または後述する測定条件制御部5において制御された周波数の交流電圧を印加する。
電極31a、31bは、測定時に生体試料Sと接触し、生体試料Sに必要な電圧を印加するために用いられる。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、電極部31a、31bの数は、生体試料Sのインピーダンスを測定することが可能であれば特に限定されず、一対以上の電極を自由に配置することができる。
接続部32は、印加部3および/または測定部4と電極31a、31bとを、電気的に接続する部位である。接続部32の具体的な形態は特に限定されず、印加部3および/または測定部4と電極31a、31bとを電気的に接続することが可能であれば、自由な形態に設計することができる。接続部32の一態様について、図3を参照しながら説明する。
測定部4は、印加部3により生体試料Sに交番電圧が印加されることによって得られる生体試料Sのインピーダンスを測定する部位である。具体的には、測定を開始すべき命令を受けた時点または生体試料用インピーダンス測定装置1の電源が投入された時点を開始時点として、電極31a、31b間における生体試料Sのインピーダンスを測定する。
測定条件制御部5は、測定部4における測定時間および/または測定周波数を制御する部位である。
温度制御部6は、生体試料保持部2における温度を制御する部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この温度制御部6は必須の部位ではないが、測定対象の生体試料Sを測定に最適な状態に保つためには、備えることが好ましい。
生体試料供給部7は、生体試料保持部2に生体試料Sを自動的に供給する部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この生体試料供給部7は必須の部位ではないが、各工程をオートマチックに行うためには、備えることが好ましい。
薬剤供給部8は、生体試料保持部2に1種または2種以上の薬剤を自動的に供給する部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この薬剤供給部8は必須の部位ではないが、各工程をオートマチックに行うためには、備えることが好ましい。
本技術で測定対象とすることが可能な生体試料Sは、特に限定されず、自由に選択することができる。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1では、特に液体状またはゲル状の生体試料のインピーダンスを好適に測定することができる。液体状の生体試料Sの具体例としては、全血、血漿、またはこれらの希釈液および/または薬剤添加物などの血液成分を含有する生体試料Sなどを挙げることができる。
血液状態解析部9は、測定部4において測定されたインピーダンスの時間的変化から、血液の状態変化を解析する部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この血液状態解析部9は必須の部位ではないが、生体試料Sとして血液成分を含有する生体試料を用いる場合には、血液状態解析部9を設けることで、血液の状態変化を検出することができる。
精度管理部10は、測定部4の精度管理を行う部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この精度管理部10は必須の部位ではないが、精度管理部10を設けることで、測定部4での測定精度を向上させることができる。
駆動機構11は、様々な目的に応じて、生体試料保持部2を動かすために用いる。例えば、測定対象として、沈降成分を含有する生体試料Sを用いる場合、生体試料保持部2に保持された生体試料Sにかかる重力の方向を変化させる方向へ生体試料保持部2を動かすことで、沈降成分の沈降により、測定値に影響が生じるのを防ぐことができる。
サンプル待機部12は、分取した生体試料Sを測定前に待機させる部位である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、このサンプル待機部12は必須の部位ではないが、測定を円滑に行うために備えることが可能である。
撹拌機構13は、生体試料保持部2の内部の撹拌を行う機構である。より詳しくは、生体試料保持部2の内部に保持された生体試料S自体の撹拌、生体試料Sと試薬などの薬剤との撹拌を行うための機構である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1において、この撹拌機構13は必須の部位ではないが、例えば、生体試料Sに沈降性成分が含まれる場合や、測定時に試薬などの薬剤を添加する場合などには、備えることが好ましい。より具体的には、例えば、生体試料Sとして血液を用いる場合、撹拌機構13によって血液を撹拌することで、赤血球の沈降(血沈)を防止することができる。
ステップ1では、予め、試薬Rが保持された生体試料保持部2へ、測定目的の生体試料Sを注入する。生体試料保持部2への試薬Rは、前述した薬剤供給部8によって予め自動的に生体試料保持部2へ注入しておくこともできるし、予め試薬Rが保持されたカートリッジを生体試料保持部2として用いることも可能である。
ステップ2では、生体試料保持部2の所定の位置から生体試料Sおよび/または試薬Rを吸引する。図5に示す例では、吸引を、生体試料保持部2の底部において行っているが、吸引位置はこれに限定されず、生体試料Sの種類、状態などに応じて、予めパラメータを設定しておき、吸引位置の自動制御を行うことも可能である。
ステップ3では、ステップ2で吸引した生体試料Sおよび/または試薬Rを、生体試料保持部2の所定の位置から吐出する。図5に示す例では、吐出を生体試料保持部2の中央部分で行っているが、吐出位置はこれに限定されず、生体試料Sの種類、状態などに応じて、予めパラメータを設定しておき、吐出位置の自動制御を行うことも可能である。
図6は、本技術に係る生体試料用インピーダンス測定システム100の概念を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る生体試料用インピーダンス測定システム100は、大別して、生体試料保持部2と、印加部3と、測定部4と、測定条件制御部5と、表示部101と、ユーザーインターフェース102と、を少なくとも備える。また、必要に応じて、温度制御部6、生体試料供給部7、薬剤供給部8、血液状態解析部9、精度管理部10、駆動機構11、記憶部103などを備えることもできる。以下、各部について詳細に説明する。なお、生体試料保持部2、印加部3、測定部4、測定条件制御部5、温度制御部6、生体試料供給部7、薬剤供給部8、血液状態解析部9、精度管理部10、駆動機構11については、前述した生体試料用インピーダンス測定装置1と同一であるため、ここでは説明を割愛する。
表示部101は、測定部4において測定されたインピーダンスのデータを表示する部位である。表示部101では、測定部4において測定されたインピーダンスの数値データをそのまま表示することもできるが、例えば、グラフ化して表示することも可能である。図7に、表示部101に表示されるデータの一例を示す。
ユーザーインターフェース102は、ユーザーが操作するための部位である。ユーザーは、ユーザーインターフェース102を通じて、前記本技術に係る生体試料用インピーダンス測定装置1の各部位にアクセスすることができる。
記憶部103は、測定部4において測定されたインピーダンスのデータを記憶する部位である。記憶部103では、測定部4において測定されたインピーダンスのデータをそのまま記憶することもできるが、測定部4において測定されたインピーダンスのデータを用いて、生体試料Sの物性などを解析し、解析したデータを記憶することも可能である。
(1)生体試料を保持する一又は複数の生体試料保持部と、
該生体試料保持部に保持された前記生体試料と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記生体試料に交番電圧が印加されることによって得られる前記生体試料のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定時間および/または測定周波数を制御する測定条件制御部と、
を備える生体試料用インピーダンス測定装置。
(2)前記測定条件制御部における測定時間の制御では、前記測定部における測定間隔を制御する(1)記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(3)前記測定条件制御部における測定時間の制御では、前記測定部における測定終了のタイミングを制御する(1)または(2)に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(4)前記生体試料保持部における温度を制御する温度制御部を備える(1)から(3)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(5)前記生体試料保持部では、前記生体試料が収容された容器を保持することにより生体試料を保持する(1)から(4)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(6)前記生体試料保持部に前記生体試料を自動的に供給する生体試料供給部を備える(5)記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(7)前記生体試料保持部に1種または2種以上の薬剤を自動的に供給する薬剤供給部を備える(5)または(6)に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(8)前記容器には、予め1種または2種以上の薬剤が収容されている(5)または(6)に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(9)前記生体試料は、血液成分を含有する(1)から(8)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(10)前記測定部において測定されたインピーダンスの時間的変化から、血液の状態変化を解析する血液状態解析部を備える(9)記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(11)前記測定部の精度の管理を行う精度管理部を備える(1)から(10)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(12)前記生体試料保持部を動かすための駆動機構を備える(1)から(11)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(13)前記駆動機構は、前記生体試料保持部に保持された前記生体試料にかかる重力の方向を変化させる方向へ前記生体試料保持部を動かす(12)記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(14)前記生体試料保持部の内部の撹拌を行う撹拌機構を備える(1)から(12)のいずれか一に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
(15)生体試料を保持する一又は複数の生体試料保持部と、
該生体試料保持部に保持された前記生体試料と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記生体試料に交番電圧が印加されることによって得られる前記生体試料のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定時間および/または測定周波数を制御する測定条件制御部と、
前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを表示する表示部と、
ユーザーが操作するためのユーザーインターフェースと、
を備える生体試料用インピーダンス測定システム。
(16)前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを記憶する記憶部を備える(15)記載の生体試料用インピーダンス測定システム。
Claims (13)
- 血液を保持する一又は複数の生体試料保持部と、
該生体試料保持部に保持された前記血液と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記血液に交番電圧が印加されることによって得られる前記血液のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定周波数を血液の状態変化に応じて自動的に制御する測定条件制御部と、
を備え、
前記血液の状態変化が血液の凝固、フィブリン形成、フィブリン塊形成、血餅形成、血液の凝集、赤血球の沈降、血餅収縮、溶血またはフィブリノリジスの場合、前記インピーダンスを測定する周波数帯域として1kHz〜50MHzが自動的に選択され、
前記血液の状態変化が赤血球の連銭形成の場合、前記インピーダンスを測定する周波数帯域として500kHz〜25MHzが自動的に選択される、生体試料用インピーダンス測定装置。 - 前記生体試料保持部における温度を制御する温度制御部を備える請求項1に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記生体試料保持部では、前記血液が収容された容器を保持することにより前記血液を保持する請求項1又は2に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記生体試料保持部に前記血液を自動的に供給する生体試料供給部を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記生体試料保持部に1種または2種以上の薬剤を自動的に供給する薬剤供給部を備える請求項1から4のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記容器には、予め1種または2種以上の薬剤が収容されている請求項3に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記測定部において測定されたインピーダンスの時間的変化から、前記血液の状態変化を解析する血液状態解析部を備える請求項1から6のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記測定部の精度の管理を行う精度管理部を備える請求項1から7のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記生体試料保持部を動かすための駆動機構を備える請求項1から8のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記駆動機構は、前記生体試料保持部に保持された前記血液にかかる重力の方向を変化させる方向へ前記生体試料保持部を動かす請求項9記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 前記生体試料保持部の内部の撹拌を行う撹拌機構を備える請求項1から10のいずれか一項に記載の生体試料用インピーダンス測定装置。
- 血液を保持する一又は複数の生体試料保持部と、
該生体試料保持部に保持された前記血液と接触する一対の電極に、交番電圧を印加する印加部と、
該印加部により前記血液に交番電圧が印加されることによって得られる前記血液のインピーダンスを測定する測定部と、
前記測定部における測定周波数を血液の状態変化に応じて自動的に制御する測定条件制御部と、
前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを表示する表示部と、
ユーザーが操作するためのユーザーインターフェースと、
を備え、
前記血液の状態変化が血液の凝固、フィブリン形成、フィブリン塊形成、血餅形成、血液の凝集、赤血球の沈降、血餅収縮、溶血またはフィブリノリジスの場合、前記インピーダンスを測定する周波数帯域として1kHz〜50MHzが自動的に選択され、
前記血液の状態変化が赤血球の連銭形成の場合、前記インピーダンスを測定する周波数帯域として500kHz〜25MHzが自動的に選択される、生体試料用インピーダンス測定システム。 - 前記測定部において測定されたインピーダンスのデータを記憶する記憶部を備える請求項12記載の生体試料用インピーダンス測定システム。
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