JP6812424B2 - 血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法 - Google Patents

血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法に関する。
従来から、救急治療における心肺蘇生や、循環補助、呼吸補助を行うため、経皮的心肺補助法（ＰＣＰＳ：ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｓｕｐｐｏｒｔ）による治療が行われている。この経皮的心肺補助法とは、体外循環によって、一時的に心肺機能の補助・代行を行う方法である。
人工心肺など体外循環を伴う治療においては、血液は空気等の異物に接触しやすい環境下にあるため、活性化によって凝固して血栓を形成しやすい。このため、治療中、ヘパリンなどの抗凝固剤を血液中に投与して血栓の形成を抑制している。一方で、抗凝固剤を過剰に投与してしまうと、不正出血や脳出血などの原因となる。このため、血液凝固検査を行って血液の固まりやすさを検査し、その結果に基づいて抗凝固剤の投与量を調整することが望ましい。
血液凝固検査の方法としては、比較的簡単かつ短時間で検査結果が得られる活性化凝固時間（ＡＣＴ：Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｃｌｏｔｔｉｎｇ Ｔｉｍｅ）を測定する方法が挙げられる。活性化凝固時間を測定する方法によれば、凝固促進剤を添加して活性化させた血液の凝固時間を測定することによって血液の固まりやすさの指標を得ることができる。
例えば、下記特許文献１には、細いチューブ状の試験管の中に配置した血液に凝固促進剤を添加し、血液を試験管の中で流動させて、その流動特性を観測することによって活性化凝固時間を測定する方法が開示されている。
米国特許第５３０２３４８号
しかしながら、血液の活性化凝固時間は刻々と変化するため、治療中、活性化凝固時間を複数回に亘って測定する必要がある。活性化凝固時間の測定を人の手作業で行うと、測定時間の間隔に誤差が生じてしまい、正確な活性化凝固時間の変化を測定できなくなる場合がある。また、活性化凝固時間の測定に用いる試験管は、試験管内で血液が一度凝固してしまうと次の測定では別の試験管に取り替える必要があるため単回の測定しかできない。
また、治療に必要な血液検査は、凝固検査に限られず、例えば、グルコース等の血液中の成分検査がある。このような血液中の成分検査についても同様に、経時的な変化を測定し、その結果に基づいてインシュリン等の薬剤の投与量を調整することが望ましい。
そこで、本発明は、血液検査を所望の間隔およびタイミングで自動的に複数回繰り返して血液の状態の経時的変化を測定することによって患者の状態の経時的測定を可能とし、血栓等の形成を防止するとともに、薬剤の過剰投与を防止することができる血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する血液検査システムは、血液を検査するための血液検査システムであって、血液を含む流体が流通する主流路と、前記主流路に洗浄液を供給する供給部と、血液検査を行う複数の検査部と、前記主流路から分岐して、前記複数の検査部に血液を導流する複数の分岐流路と、前記主流路を介して生体から血液を吸引して前記複数の分岐流路へ導流する吸引部と、前記複数の分岐流路から分岐し、前記主流路と連通して、前記複数の分岐流路から前記流体の少なくとも一部を排出する複数の排出流路と、前記主流路と前記複数の分岐流路との連通状態を選択的に切り替え可能な第１切り替え部と、前記複数の検査部と前記複数の分岐流路とを連通する複数の検査流路と、前記複数の分岐流路の各々に接続され、前記分岐流路からの流路を前記排出流路または前記検査流路に切り替える複数の第２切り替え部と、前記血液検査システムの動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記複数の検査部による血液検査に際して、前記主流路と前記複数の分岐流路のうちの一の分岐流路および前記複数の検査流路のうちの一の検査流路とを連通させて、前記複数の検査部のうちの未だ検査を行っていない一の検査部に血液を導流する。
上記目的を達成する血液検査システムの制御方法は、主流路に洗浄液を供給する供給部と、血液検査を行う複数の検査部と、生体から血液を吸引して前記主流路から分岐する複数の分岐流路へ導流する吸引部と、前記複数の分岐流路から分岐し、前記主流路と前記複数の分岐流路との連通状態および前記主流路と流体を排出可能な複数の排出流路との連通状態を選択的に切り替え可能な第１切り替え部と、前記複数の検査部と前記複数の分岐流路とを連通する複数の検査流路と、前記複数の分岐流路の各々に接続され、前記分岐流路からの流路を前記排出流路または前記検査流路に切り替える複数の第２切り替え部と、を制御する血液検査システムの制御方法である。当該制御方法は、前記主流路に前記洗浄液を供給しながら前記主流路から流体を排出して前記主流路内を洗浄する洗浄工程と、前記主流路と前記複数の分岐流路のうちの一の分岐流路および前記複数の検査流路のうちの一の検査流路とを連通させて、前記複数の検査部のうちの一の検査部により血液を検査する一の検査工程と、前記複数の検査部のうちの未だ検査を行っていない他の検査部により血液を検査する他の検査工程と、を有する。
上記のように構成した血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法によれば、未だ検査を行っていない検査部のうちから一の検査部を選択して検査を行う制御をすることができる。当該制御によって、血液検査を所望の間隔およびタイミングで自動的に複数回繰り返して行うことができるため、活性化凝固時間等の血液の状態の経時的変化を測定することができる。また、単回使用の検査部を使用することができるため、より簡便かつ短時間で検査を行なうことができる。これにより、血栓等の形成を防止するとともに、抗凝固剤等の薬剤の過剰投与を防止して患者への負担を軽減することができる。
第１実施形態に係る血液検査システムの全体を概略的に示す図である。 第１実施形態に係る血液検査システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。 図３（Ａ）は、第１実施形態に係る検査部を示す概略図であり、図３（Ｂ）は、第１実施形態に係る測定装置を示す概略図である。 図４（Ａ）は、変形例１に係る検査部を示す概略図であり、図４（Ｂ）は、変形例１に係る測定装置を示す概略図である。 図５（Ａ）は、変形例２に係る検査部を示す概略図であり、図５（Ｂ）は、変形例１に係る測定装置を示す概略図である。 第２実施形態に係る血液検査システムの全体を概略的に示す図である。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る血液検査システム１０を説明する。
第１実施形態に係る血液検査システム１０は、例えば、人工心肺装置を使用して肺や心臓を補助しながら手術を行っている際中に、血液検査を所定の間隔で自動的に行うことによって血液の状態を認識するための情報を得るものである。本実施形態では、血液検査として、活性化凝固時間（ＡＣＴ）（以下、単に「凝固時間」と称する。）を測定する凝固検査を例に挙げて説明する。
図１に示すように、血液検査システム１０は、血液やフラッシュ液（洗浄液に相当）等の流体が流通する経路を形成するカテーテル１００と、カテーテル１００にフラッシュ液を供給する供給部２１０と、流体を吸引する吸引ポンプ（吸引部に相当）２２０と、流体の流れの方向を切り替えるバルブ２３０と、血液の凝固検査を行う複数の検査部３００と、血液検査システム１０各部の動作を制御する制御部４００と、を有している。血液検査システム１０は、カテーテル１００内の流体中に含まれる血液の濃度を検出するセンサーＳと、カテーテル１００に配置される分岐コネクタＣと、廃棄する流体を貯留する廃液タンクＴと、検査部３００による検査結果の計測および計測結果の表示をする測定装置Ｍ１と、をさらに有している。以下、各部の構成について詳細に説明する。
カテーテル１００は、生体に穿刺される採血針１１０と、採血針１１０の基端側に接続されて流体を流通する主流路１２１を形成する第１チューブ１２０と、主流路１２１から分岐して、検査部３００に血液を導流する複数の分岐流路１３１を形成する第２チューブ１３０と、主流路１２１から流体の少なくとも一部を排出する排出流路１４１を形成する第３チューブ１４０と、主流路１２１と複数の分岐流路１３１との連通状態および主流路１２１と排出流路１４１との連通状態を選択的に切り替え可能な切り替え部１５０と、を有している。
採血針１１０は、血管に穿刺される中空の針１１２と、針１１２の基端側に配置される採血針ハブ１１４とを有している。針１１２は、先端に鋭利な針先を有している。採血針１１０は、例えば、金属や樹脂材料から形成することができる。
第１チューブ１２０は、採血針ハブ１１４と接続可能な接続部１２２を備えている。第１チューブ１２０、第２チューブ１３０および第３チューブ１４０は、例えば、ウレタン、ポリウレタン、シリコン、塩化ビニル等の公知の樹脂により形成することができる。
主流路１２１は、接続部１２２を介して第１チューブ１２０と採血針ハブ１１４とを接続した状態で、採血針１１０と、後述する供給部２１０のフラッシュ液保持部２１２と、切り替え部１５０との間を流体が流通可能な流路を構成している。
主流路１２１は、採血針１１０と連通する第１主流路１２１ａと、第１主流路から分岐コネクタＣを介して分岐する第２主流路１２１ｂおよび第３主流路１２１ｃとを有している。第２主流路１２１ｂは、供給部２１０のフラッシュ液保持部２１２に連通している。第３主流路１２１ｃは、切り替え部１５０と連通している。
分岐流路１３１および排出流路１４１は、主流路１２１の第３主流路１２１ｃから分岐している。第３主流路１２１ｃと、分岐流路１３１および排出流路１４１との間には、切り替え部１５０が配置されている。
分岐流路１３１は、切り替え部１５０を介して、検査部３００と第３主流路１２１ｃとを連通する。分岐流路１３１は、検査部３００と同じ数だけ複数個設けられている。一の分岐流路１３１は、一の検査部３００と連通している。本実施形態では、分岐流路１３１および検査部３００の数は、それぞれ８個としている。なお、分岐流路１３１および検査部３００の数は、特に限定されず、所望の検査回数等に応じて適宜変更可能である。
排出流路１４１は、切り替え部１５０を介して、廃液タンクＴと第３主流路１２１ｃとを連通する。
切り替え部１５０は、電磁弁等の公知の切り替え弁により構成されている。切り替え部１５０は、複数の分岐流路１３１および排出流路１４１のうちから一の流路を択一的に選択し、一の分岐流路１３１または排出流路１４１を第３主流路１２１ｃと連通した状態に切り替える。これにより、切り替え部１５０は、第３主流路１２１ｃへ導流された流体を、一の分岐流路１３１または排出流路１４１に導流する。
供給部２１０は、フラッシュ液を保持するフラッシュ液保持部２１２と、フラッシュ液保持部２１２からフラッシュ液をカテーテル１００に供給する供給ポンプ２１４とを備えている。
フラッシュ液保持部２１２は、フラッシュ液等の医療用の液体を保持する医療用バッグである。フラッシュ液は、例えば、生理食塩水を使用することができる。
供給ポンプ２１４は、第２主流路１２１ｂに配置されて、フラッシュ液保持部２１２から供給されたフラッシュ液を第１主流路１２１ａおよび第３主流路１２１ｃへ向けて導流する。
吸引ポンプ２２０は、第３主流路１２１ｃに配置されて、第１主流路１２１ａまたは第２主流路１２１ｂから第３主流路１２１ｃへ向けて流体を導流する。
バルブ２３０は、第１主流路１２１ａに配置され、流体の流れの方向や流量を調整する。
検査部３００は、分岐流路１３１から導流された血液の凝固検査を行う。検査部３００は、図３（Ａ）に示すように、血液の凝固時間を計測する凝固時間測定器３１０を備えている。複数の凝固時間測定器３１０のうちの一の凝固時間測定器３１０は、複数の分岐流路１３１のうちの一の分岐流路１３１に接続されている。
凝固時間測定器３１０は、凝固促進剤を混合して活性化した血液の粘性を測定することによって凝固時間を計測する粘性測定モジュールである。凝固時間測定器３１０は、血液を活性化させて凝固を促進する凝固促進剤３１２と、検査棒３１４と、凝固促進剤３１２および検査棒３１４が収容された試験管３１６と、を有している。
凝固促進剤３１２は、例えば、珪素、セライト、カオリン、ガラス等を使用することができる。検査棒３１４は、例えば、鉄製の棒を使用することができる。試験管３１６は、例えば、円筒形で上端が開口した細長い容器である。
センサーＳは、例えば、発光素子と受光素子とを備える公知の光センサーにより構成されている。センサーＳは、第１主流路１２１ａに配置され、第１主流路１２１ａ内の流体中に含まれる血液の濃度を検出する。血液検査に際して、主流路１２１内のフラッシュ液による洗浄状態や血液による置換状態を判断する判断基準となる血液の濃度のしきい値を予め定めておく。しきい値は、主流路１２１がフラッシュ液で満たされたことを判断する基準である第１しきい値と、主流路１２１が血液で満たされたことを判断する基準である第２しきい値とがある。
分岐コネクタＣは、第１主流路１２１ａを第２主流路１２１ｂおよび第３主流路１２１ｃに分岐する。分岐コネクタＣは、例えば、Ｔ字コネクタにより構成することができる。
測定装置Ｍ１は、図３（Ｂ）に示すように、血液の凝固時間を測定する凝固時間測定装置として公知のものを使用することができる。本実施形態に係る測定装置Ｍ１は、複数の凝固時間測定器３１０の試験管３１６を計測位置に保持する複数の試験管保持部Ｍ１１と、試験管３１６を駆動して回動させる駆動部Ｍ１２と、検査棒３１４の動きを検知する検知部Ｍ１３と、計測結果を表示する表示部Ｍ１４と、術者が所定の入力操作を行なう操作部Ｍ１５と、を有している。
制御部４００は、入出力部４１０、記憶部４２０および演算部４３０を備えており、各部は信号を送受信する電気配線などを介して相互に接続されている。
入出力部４１０は、切り替え部１５０、供給ポンプ２１４、吸引ポンプ２２０、検査部３００およびセンサーＳの各部に接続されている。記憶部４２０は、ＲＯＭやＲＡＭから構成し、供給ポンプ２１４の初期供給圧力、吸引ポンプ２２０の初期吸引圧力、血液の濃度のしきい値などのデータを予め記憶する。
演算部４３０は、ＣＰＵを主体に構成され、検査部３００における検査情報、センサーＳにより検出されたデータなどを受信する。演算部４３０は、記憶部４２０から読み出したデータおよび入出力部４１０から受信したデータを基に切り替え部１５０による流路の切り替え方向、供給ポンプ２１４の供給圧力、吸引ポンプ２２０の吸引圧力などを算出する。
算出データを基にした制御信号は、切り替え部１５０、供給ポンプ２１４、吸引ポンプ２２０、検査部３００の各部に送信する。このようにして、制御部４００は、検査部３００による血液検査に際して、主流路１２１と一の分岐流路１３１または排出流路１４１とを選択的に連通した状態と、主流路１２１と選択された一の分岐流路１３１または排出流路１４１以外の流路との連通を遮断した状態とに、切り替え部１５０を動作させて振り分ける。
（血液検査システムの制御方法）
以下、第１実施形態に係る血液検査システム１０の制御方法について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る血液検査システム１０の制御方法を示す図である。
第１実施形態に係る血液検査システム１０の制御方法は、図２に示すように、概して、主流路１２１をフラッシュ液で満たして流路内を洗浄する洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）と、検査開始まで待機状態を維持する待機工程（ステップＳ３０、Ｓ４０）と、フラッシュ液で満たされた主流路１２１を生体から採取した血液で置換する血液置換工程（ステップＳ５０、Ｓ６０）と、一の検査部３００によって血液を検査する一の検査工程（ステップＳ７０、Ｓ８０）と、上記工程（ステップＳ１０〜Ｓ８０）を繰り返して未使用の他の検査部３００によって血液を検査する他の検査工程（ステップＳ９０）とを有している。以上の制御により、複数の検査部３００によって複数の検査結果を得る。以下、各工程について詳細に説明する。
まず、洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）において、制御部４００は、供給ポンプ２１４を作動させて、主流路１２１にフラッシュ液を供給する。これと同時に、制御部４００は、切り替え部１５０を作動させて、主流路１２１と排出流路１４１とを連通する弁を開弁して、フラッシュ液の一部とともに主流路１２１内の空気や血液等の残渣を排出流路１４１から廃液タンクＴへ排出する（ステップＳ１０）。ここで、切り替え部１５０は、排出流路１４１を選択して開弁しているため、主流路１２１と複数の分岐流路１３１とを連通する弁は、閉弁した状態となる。主流路１２１内がフラッシュ液に置換されるまでフラッシュ液の供給を続ける。主流路１２１内がフラッシュ液に置換されると、主流路１２１内の洗浄が完了する。
ここで、制御部４００は、センサーＳから送信されるデータを基に主流路１２１内がフラッシュ液に置換されたか否かを判断する。具体的には、センサーＳが検出する第１主流路１２１ａ内の血液の濃度が予め定めた第１しきい値に到達するまでは、主流路１２１内がフラッシュ液に満たされていないと判断し、洗浄動作（ステップＳ１０）を継続する（ステップＳ２０：ＮＯ）。主流路１２１内の血液の濃度が予め定めた第１しきい値に到達したら、主流路１２１内がフラッシュ液に置換されたと判断し、次の工程へ移行する（ステップＳ２０：ＹＥＳ）。
次に、待機工程（ステップＳ３０、Ｓ４０）において、制御部４００は、供給ポンプ２１４を停止し、切り替え部１５０を作動させて、主流路１２１と排出流路１４１とを連通する弁を閉弁する（ステップＳ３０）。これにより、主流路１２１と他の流路との連通を閉鎖して、主流路１２１内がフラッシュ液で満たされた待機状態を維持する。洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）から一の検査を開始するまでの間や、一の検査から次の検査を開始するまでの間は、主流路１２１内がフラッシュ液で満たされた待機状態にして待機する（ステップＳ４０：ＮＯ）。これにより、血液等の残渣が主流路１２１内に滞留することを阻止し、主流路１２１内で血栓等が形成されることを防止することができる。所定時間が経過して検査を開始する際は、次の工程に移行する（ステップＳ４０：ＹＥＳ）。
検査を開始する際は、まず血液置換工程（ステップＳ５０、Ｓ６０）を行う。制御部４００は、供給ポンプ２１４を停止し、吸引ポンプ２２０を作動させて、生体に留置されている採血針１１０から血液を吸引して主流路１２１内に血液を導流する。この際、制御部４００は、主流路１２１と排出流路１４１とを連通する弁を開弁した状態を維持し、主流路１２１内のフラッシュ液を廃液タンクＴへ排出する。また、制御部４００は、バルブ２３０を切り替えて、第１主流路１２１ａにおける流体の流れを、採血針１１０へ向かう方向から吸引ポンプ２２０へ向かう方向へと切り替える。主流路１２１内がフラッシュ液から血液に置換されるまで血液の導流を続ける。
ここで、制御部４００は、センサーＳから送信されるデータを基に主流路１２１内がフラッシュ液から血液に置換されたか否かを判断する。具体的には、主流路１２１内の血液の濃度が予め定めた第２しきい値に到達するまでは、主流路１２１内が血液に置換されていないと判断し、血液の導流を続ける（ステップＳ６０：ＮＯ）。センサーＳが検出する第１主流路１２１ａ内の血液の濃度が予め定めた第２しきい値に到達した後、所定時間血液の導流を続ける。これにより、主流路１２１内の血液の濃度が第２しきい値に到達したら、主流路１２１内がフラッシュ液から血液に置換されたと判断し、次の工程へ移行する（ステップＳ６０：ＹＥＳ）。
次に、一の検査工程（ステップＳ７０、Ｓ８０）において、制御部４００は、供給ポンプ２１４を停止し、吸引ポンプ２２０を作動させた状態を維持したまま、切り替え部１５０を作動させて、主流路１２１と一の分岐流路１３１とを連通する弁を開弁する（ステップＳ７０）。本実施形態では、分岐流路１３１および検査部３００の数は、それぞれ８個としているため、８個の分岐流路１３１のうち、一の分岐流路１３１を選択する。
次に、制御部４００は、凝固時間測定器３１０を用いて、試験管３１６内へと流入した血液の凝固検査を行う（ステップＳ８０）。術者は、予め分岐流路１３１と接続された状態の試験管３１６を測定装置Ｍ１の試験管保持部Ｍ１１に配置しておく。主流路１２１と一の分岐流路１３１とを連通する弁を開弁すると、一の分岐流路１３１を介して血液が一の検査部３００が備える一の凝固時間測定器３１０の試験管３１６内へと流入する。
次に、測定装置Ｍ１を駆動して凝固時間を測定する。術者は、試験管保持部Ｍ１１に配置されている試験管３１６の数や試験条件等のデータを操作部Ｍ１５によって予め入力しておく。まず、制御部４００は、駆動部Ｍ１２を作動して、血液が流入した試験管３１６を加振し、血液と凝固促進剤３１２とを混合して検査を開始する。さらに、駆動部Ｍ１２を作動して、試験管３１６を円筒軸周りに回動させる。血液の凝固が進むと血液の粘度が増すため、試験管３１６内の検査棒３１４が試験管３１６の回動に合わせて徐々に回動を始める。次に、検知部Ｍ１３を作動して、検査棒３１４の回動を検知する。検査を開始したときから検査棒３１４の回動を検知したときまでの時間が凝固時間として表示部Ｍ１４に表示される。なお、血液の凝固検査中は、ヒーター等によって試験管３１６内の温度を体温に近い３７度程度に保つことが好ましい。
次に、他の検査工程（ステップＳ９０）において、制御部４００は、洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）、待機工程（ステップＳ３０、Ｓ４０）を行い、待機状態にする。他の検査を開始する際は、血液置換工程（ステップＳ５０、Ｓ６０）を行い、主流路１２１内を新たな血液で満たす。検査部３００は、この血液を使用して、血液の凝固検査を行う。
本実施形態に係る単回使用の凝固時間測定器３１０では、検査によって試験管３１６内の血液が凝固するため、再度同じ凝固時間測定器３１０を使用することはできない。このため、制御部４００は、切り替え部１５０を作動させて、主流路１２１と他の分岐流路１３１とを連通する弁を開弁して、未だ検査を行っていない未使用の検査部３００により血液の凝固検査を行う。
制御部４００は、洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）、待機工程（ステップＳ３０、Ｓ４０）、血液置換工程（ステップＳ５０、Ｓ６０）を残りの未使用の検査部３００に対してそれぞれ行い（ステップＳ９０：ＮＯ）、全ての検査部３００において測定が完了すると、８つの凝固時間を検査結果として得る（ステップＳ９０：ＹＥＳ）。得られた全ての検査結果は、表示部Ｍ１４にまとめて表示される。表示方法は、特に限定されないが、例えば、横軸に時間、縦軸に凝固時間の検査結果の値をプロットする。これにより、術者は、凝固時間の経時的な変化を視覚的に素早く読み取ることができる。
以上の制御により得られた検査結果に基づいて、治療中に患者に投与するヘパリン等の抗凝固剤の量を調整する。
以上のように、本実施形態に係る血液検査システム１０は、供給部２１０と、複数の検査部３００と、検査部３００に血液を導流する複数の分岐流路１３１と、血液を分岐流路１３１へ導流する吸引部２２０と、主流路１２１から流体の一部を排出する排出流路１４１と、主流路１２１と複数の分岐流路１３１との連通状態および主流路１２１と排出流路１４１との連通状態を選択的に切り替え可能な切り替え部１５０と、当該システム各部の動作を制御する制御部４００と、を有している。さらに、制御部４００は、検査部３００による血液検査に際して、主流路１２１と複数の分岐流路１３１のうちの一の分岐流路１３１とを連通させて、複数の検査部３００のうちの未だ検査を行っていない一の検査部３００に血液を導流する。
このように構成された血液検査システム１０によれば、未だ検査を行っていない検査部３００のうちから一の検査部３００を選択して血液の凝固検査を行う制御をすることができる。当該制御によって、血液の凝固時間を所望の間隔およびタイミングで自動的に複数回繰り返して測定することができるため、凝固時間の経時的変化を測定することができる。また、単回使用の検査部３００を使用することができるため、より簡便かつ短時間で検査を行なうことができる。これにより、血栓の形成を防止するとともに、抗凝固剤の過剰投与を防止して患者への負担を軽減することができる。
また、排出流路１４１は、主流路１２１から分岐しており、切り替え部１５０は、主流路１２１と、複数の分岐流路１３１のうちの一の分岐流路１３１または排出流路１４１とを連通した状態に切り替える。主流路１２１と一の分岐流路１３１とを連通した状態で、一の検査部３００により血液の凝固検査を行うことができる。また、主流路１２１と排出流路１４１とを連通した状態にすることによって、フラッシュ液によって主流路１２１内の洗浄を行うことができる。これにより、切り替え部１５０は、カテーテル１００内の洗浄状態と、検査部３００によって血液検査を行う状態とを容易に切り替えることができる。
また、主流路１２１内の流体中に含まれる血液の濃度を検出するセンサーＳをさらに有するため、主流路１２１内がフラッシュ液で満たされている状態にあるのか、あるいは血液で満たされた状態にあるのかを容易に認識することができる。これにより、カテーテル１００内の洗浄が完了したことを確認するとともに、血液の凝固検査を開始するタイミングを確認することができる。
また、複数の検査部３００は、分岐流路１３１から導流された血液の凝固時間を計測する凝固時間測定器３１０を含むため、血液の凝固検査をより円滑に行うことができる。
また、凝固時間測定器３１０は、凝固促進剤３１２を混合して活性化した血液の粘性を測定することによって凝固時間を計測する粘性測定モジュールであるため、より短時間で正確な凝固時間を測定することができる。
本実施形態に係る血液検査システム１０の制御方法によれば、主流路１２１にフラッシュ液を供給しながら主流路１２１から流体を排出して主流路１２１内を洗浄する洗浄工程（ステップＳ１０、Ｓ２０）と、主流路１２１と複数の分岐流路１３１のうちの一の分岐流路１３１とを連通させて、複数の検査部のうちの一の検査部により血液を検査する一の検査工程（ステップＳ７０、Ｓ８０）と、複数の検査部３００のうちの未だ検査を行っていない他の検査部３００により血液を検査する他の検査工程（ステップＳ９０）と、を有している。
このように構成された血液検査システム１０の制御方法によれば、検査を開始する前に主流路１２１内の空気や血液等の残渣を排出することができるため、血液検査のために新鮮な血液を採取することができる。また、未だ検査を行っていない検査部３００のうちから一の検査部３００を選択して血液の凝固検査を行う制御をすることができる。当該制御によって、血液の凝固時間を所望の間隔およびタイミングで自動的に複数回繰り返して測定することができるため、凝固時間の経時的変化を測定することができる。また、単回使用の検査部３００を使用することができるため、より簡便かつ短時間で検査を行なうことができる。これにより、血栓の形成を防止するとともに、抗凝固剤の過剰投与を防止して患者への負担を軽減することができる。
〈検査部および測定装置の変形例１〉
以下、変形例１に係る検査部および測定装置について図４（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。図４（Ａ）は、変形例１に係る検査部５００を示す概略図であり、図４（Ｂ）は、変形例１に係る測定装置Ｍ２を示す概略図である。検査部５００および測定装置Ｍ２以外の構成は、前述した第１実施形態と同様なので、その説明を省略する。
検査部５００は、凝固時間測定器５１０を備えている。凝固時間測定器５１０は、凝固促進剤を添加した血液を流動させて活性化した血液の流動特性を測定することによって凝固時間を計測する流動測定モジュールである。
変形例１に係る凝固時間測定器５１０は、図４（Ａ）に示すように、血液を活性化させて凝固を促進する凝固促進剤５１２と、平らな上面を備える基板５１４と、基板５１４の上面に配置され、血液が流動可能な細管５１６と、を有している。
凝固促進剤５１２は、細管５１６の内壁の一部に塗布されている。凝固促進剤５１２は、前述した第１実施形態と同様のものを使用することができる。
細管５１６は、一端に血液を流入可能な流入口５１６ａと、他端に血液を排出可能な排出口５１６ｂと、を備えている。流入口５１６ａは、一の分岐流路１３１に接続されている。排出口５１６ｂは、後述する排液流路Ｍ２３に連通されている。なお、細管５１６とは別に、流入口５１６ａおよび／または排出口５１６ｂと連通し、血液の凝固前粘度測定、圧力測定や不要な血液の排出などを行うための管をさらに設けてもよい。
細管５１６は、外側からセンサーや視認等で細管５１６内の血液を認識できる材料、例えば、透明な樹脂やガラス等の材料から形成されている。
測定装置Ｍ２は、図４（Ｂ）に示すように、複数の凝固時間測定器５１０を計測位置に保持する複数の保持部Ｍ２１と、細管５１６内の血液を排出口５１６ｂから吸引する吸引ポンプＭ２２と、排出口５１６ｂと吸引ポンプＭ２２とを連通する排液流路Ｍ２３と、血液の流動特性を検知する検知部Ｍ２４と、計測結果を表示する表示部Ｍ２５と、術者が所定の入力操作を行なう操作部Ｍ２６と、を有している。
次に、図２を参照して、変形例１に係る検査部５００を備える血液検査システムの制御方法について説明する。変形例１に係る血液検査システムの制御方法は、血液の凝固検査を行う（ステップＳ８０）工程のみが前述した第１実施形態と異なり、他の工程は同様なので説明を省略する。
血液の凝固検査を行う工程（ステップＳ８０）において、まず、血液が一の分岐流路１３１を介して細管５１６の流入口５１６ａに流入する。次に、吸引ポンプＭ２２を作動して、排出口５１６ｂ側から細管５１６内を吸引することにより、陰圧を利用して血液を細管５１６内に引き込む。
細管５１６内に流入した血液は、流入口５１６ａから排出口５１６ｂへ向かって流動し、細管５１６の内壁に配置された凝固促進剤５１２と混合される。これにより、血液は徐々に粘性を増し、流動特性が変化する。検知部Ｍ２４を作動して、血液の流動特性を測定し、解析処理等により凝固時間を計測する。計測により得られた凝固時間は、表示部Ｍ２５に表示される。なお、流入口５１６ａ側および排出口５１６ｂ側のそれぞれに吸引ポンプを設けることによって、血液が細管５１６内を流入口５１６ａと排出口５１６ｂとの間を往復流動するように構成してもよい。また、前述した第１実施形態と同様に血液の凝固検査中は、ヒーター等によって凝固時間測定器５１０内の温度を体温に近い３７度程度一定に保つことが好ましい。
以上のように、変形例１に係る検査部５００の凝固時間測定器５１０は、凝固促進剤５１２が配置された細管５１６内で血液の流動特性を測定することによって凝固時間を計測する流動測定モジュールである。これにより、より簡単かつ短時間で血液の凝固時間を測定することができる。
〈検査部および測定装置の変形例２〉
以下、変形例２に係る検査部について図５（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。図５（Ａ）は、変形例２に係る検査部６００を示す概略図であり、図５（Ｂ）は、変形例２に係る測定装置Ｍ３を示す概略図である。
変形例２に係る検査部６００は、変形例１に係る複数の凝固時間測定器５１０に加えて、分岐流路１３１から導流された血液の血糖値を測定する複数の血糖値測定器６１０をさらに備えている。
変形例２に係る測定装置Ｍ３は、血液の凝固時間を測定する凝固時間測定装置と、血液中の血糖値を測定する血糖値測定装置の両方の機能を兼ね備えている。血糖値測定装置は、グルコース等の血液に含まれる成分を分析する血液成分分析装置を例示して説明する。
血糖値測定器６１０は、図５（Ａ）に示すように、分岐流路１３１と接続する接続部６１１と、接続部６１１が設けられた筐体６１２と、筐体６１２の内部に配置され、酵素剤や校正液を含む試薬６１４と、を有している。
測定装置Ｍ３は、図５（Ｂ）に示すように、複数の凝固時間測定器５１０および複数の血糖値測定器６１０をそれぞれ計測位置に保持する複数の第１保持部Ｍ３１ａおよび複数の第２保持部Ｍ３１ｂと、凝固時間測定器５１０の細管５１６内の血液を排出口５１６ｂ側から吸引する吸引ポンプＭ３２と、凝固時間測定器５１０の細管５１６内の血液の流動を検知する第１検知部Ｍ３３と、血液中のグルコース濃度を検知する第２検知部Ｍ３４と、計測結果を表示する表示部Ｍ３５と、術者が所定の入力操作を行なう操作部Ｍ３６と、を有している。
第１検知部Ｍ３３は、前述した変形例１に係る検知部Ｍ２４と同様の構成を備えている。第２検知部Ｍ３４は、血液中のグルコースが反応して生成した過酸化水素が電気化学的に分解されることによって生じる電流を測定し、グルコース濃度に換算することによって血液中の血糖値を検知する。
以上のように、変形例２に係る血液検査システムは、前述した第１実施形態と同様の構成により、血液の凝固時間および血糖値を所望の間隔およびタイミングで自動的に複数回繰り返して測定することができるため、凝固時間および血糖値の経時的変化を測定することができる。
また、変形例２に係る検査部６００は、分岐流路１３１から導流された血液の血糖値を測定する血糖値測定器６１０を備えている。これにより、血液の血糖値を測定することができるため、術中に血糖値を最適な状態に近づける管理を行うことができる。
＜第２実施形態＞
図６を参照して、第２実施形態に係る血液検査システム２０を説明する。図６は、第２実施形態に係る血液検査システム２０の全体を概略的に示す図である。
第２実施形態に係る血液検査システム２０は、図６に示すように、分岐流路１３１から分岐する複数の排出流路７４１および複数の検査流路７６１と、第１切り替え部（切り替え部に相当）７５１および第２切り替え部（切り替え部に相当）７５２の２つの切り替え部とを備えている点で、前述した第１実施形態と異なる。なお、前述した第１実施形態と同一の機能を有する部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。
排出流路７４１は、前述した第１実施形態に係る排出流路１４１と同様の構成を有し、同様の機能を備えているが、各分岐流路１３１にそれぞれ配置されている点で前述した第１実施形態と異なる。これにより、主流路１２１および分岐流路１３１から流体を排出可能に構成されている。排出流路７４１の数は、分岐流路１３１の数と同じである。
検査流路７６１は、第２切り替え部７５２を介して、複数の検査部３００と複数の分岐流路１３１とを連通する。検査流路７６１は、各検査部３００まで血液を導流する。
第１切り替え部７５１は、主流路１２１に接続され、主流路１２１からの流路を一の分岐流路１３１に切り替える。第１切り替え部７５１は、前述した第１実施形態に係る切り替え部１５０と同様の構成を有し、同様の機能を備えている。
第２切り替え部７５２は、分岐流路１３１に接続され、分岐流路１３１からの流路を排出流路７４１または検査流路７６１に切り替える。これにより、第２切り替え部７５２は、分岐流路１３１へ導流された流体を排出流路７４１または検査流路７６１に導流する。
以上のように、第２実施形態に係る血液検査システム２０は、主流路１２１および分岐流路１３１から流体の少なくとも一部を排出する排出流路７４１と、主流路１２１と複数の分岐流路１３１との連通状態を選択的に切り替え可能な第１切り替え部７５１と、分岐流路１３１と排出流路７４１または検査流路７６１との連通状態を選択的に切り替え可能な第２切り替え部７５２と、を有している。
このように構成された血液検査システム２０によれば、分岐流路１３１が排出流路７４１と、検査流路７６１とに分かれているため、第２切り替え部７５２によって、より高精度に血液とそれ以外の流体の導流を分けることができる。これにより、より純度が高い血液を検査部３００まで導流することができる。
以上、実施形態および変形例を通じて本発明に係る血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法を説明したが、本発明は実施形態および変形例において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
例えば、血液検査システムにより行う血液検査は、血液の凝固検査や血糖値の測定等の成分検査に限られず、生化学的検査などの血液を利用して病状などを調べる臨床検査が広く含まれる。
また、検査部は、血液凝固時間測定器や血糖値測定器を備える構成に限られず、例えば、乳酸値、ｐＨやＯ２、Ｋ＋等を測定する血液ガス分析器や電解質測定器、血圧を測定する血圧測定器などの他の測定器を備える構成としてもよい。
また、血液検査システムが備える供給ポンプ、吸引ポンプ、バルブの配置や数は特に限定されず、適宜変更可能である。
また、血糖値測定器を使用する測定装置は、血液成分分析装置の機能を備える構成に限定されず、グルコース等の血液に含まれる成分と反応した試薬の色の変化に基づいて血糖値を分析する比色式血糖測定装置などの機能を備えることができる。比較的安価な単回使用の試薬を使用することによって、治療費を抑えることができる。
本出願は、２０１６年５月１８日に出願された日本国特許出願第２０１６−０９９７５５号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
１０、２０ 血液検査システム、
１００、２００ カテーテル、
１２０ 第１チューブ、
１２１ 主流路、
１３０ 第２チューブ、
１３１ 分岐流路、
１４０ 第３チューブ、
１４１、７４１ 排出流路、
１５０ 切り替え部、
７５１ 第１切り替え部（切り替え部）、
７５２ 第２切り替え部（切り替え部）、
２１０ 供給部、
２１２ フラッシュ液保持部、
２１４ 供給ポンプ、
２２０ 吸引ポンプ（吸引部）、
２３０ バルブ、
３００、５００、６００ 検査部、
４００ 制御部、
３１０、５１０ 血液凝固時間測定器、
６１０ 血糖値測定器、
Ｓ センサー。

Claims (6)

  1. 血液を検査するための血液検査システムであって、
    血液を含む流体が流通する主流路と、
    前記主流路に洗浄液を供給する供給部と、
    血液検査を行う複数の検査部と、
    前記主流路から分岐して、前記複数の検査部に血液を導流する複数の分岐流路と、
    前記主流路を介して生体から血液を吸引して前記複数の分岐流路へ導流する吸引部と、
    前記複数の分岐流路から分岐し、前記主流路と連通して、前記複数の分岐流路から前記流体の少なくとも一部を排出する複数の排出流路と、
    前記主流路と前記複数の分岐流路との連通状態を選択的に切り替え可能な第１切り替え部と、
    前記複数の検査部と前記複数の分岐流路とを連通する複数の検査流路と、
    前記複数の分岐流路の各々に接続され、前記分岐流路からの流路を前記排出流路または前記検査流路に切り替える複数の第２切り替え部と、
    前記血液検査システムの動作を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記複数の検査部による血液検査に際して、前記主流路と前記複数の分岐流路のうちの一の分岐流路および前記複数の検査流路のうちの一の検査流路とを連通させて、前記複数の検査部のうちの未だ検査を行っていない一の検査部に血液を導流する、血液検査システム。
  2. 前記主流路内の流体中に含まれる血液の濃度を検出するセンサーをさらに有する、請求項１に記載の血液検査システム。
  3. 前記複数の検査部は、前記複数の分岐流路から導流された血液の凝固時間を計測する凝固時間測定器を含む、請求項１または２に記載の血液検査システム。
  4. 前記凝固時間測定器は、凝固促進剤を混合した血液の粘性を測定することによって凝固時間を計測する粘性測定モジュールまたは前記凝固促進剤が配置された細管内で血液の流動特性を測定することによって凝固時間を計測する流動測定モジュールである、請求項３に記載の血液検査システム。
  5. 前記複数の検査部は、前記複数の分岐流路から導流された血液の血糖値を測定する血糖値測定器を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の血液検査システム。
  6. 主流路に洗浄液を供給する供給部と、血液検査を行う複数の検査部と、生体から血液を吸引して前記主流路から分岐する複数の分岐流路へ導流する吸引部と、前記複数の分岐流路から分岐し、前記主流路と前記複数の分岐流路との連通状態および前記主流路と流体を排出可能な複数の排出流路との連通状態を選択的に切り替え可能な第１切り替え部と、前記複数の検査部と前記複数の分岐流路とを連通する複数の検査流路と、前記複数の分岐流路の各々に接続され、前記分岐流路からの流路を前記排出流路または前記検査流路に切り替える複数の第２切り替え部と、を制御する血液検査システムの制御方法であって、
    前記主流路に前記洗浄液を供給しながら前記主流路から流体を排出して前記主流路内を洗浄する洗浄工程と、
    前記主流路と前記複数の分岐流路のうちの一の分岐流路および前記複数の検査流路のうちの一の検査流路とを連通させて、前記複数の検査部のうちの一の検査部により血液を検査する一の検査工程と、
    前記複数の検査部のうちの未だ検査を行っていない他の検査部により血液を検査する他の検査工程と、を有する、血液検査システムの制御方法。
JP2018518170A 2016-05-18 2017-04-19 血液検査システムおよび血液検査システムの制御方法 Active JP6812424B2 (ja)

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