JP3461618B2 - 血液凝固時間測定方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は血液凝固時間測定方法及
び装置に関し、特に圧力検出器を使用した血液凝固時間
測定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液の凝固時間を測定する方法には種々
の方法が提案されているが、特に実用化されている方法
には大別して散乱光度法と磁気センサー法がある。散乱
光度法は図１に示すように血液を収容するための試験管
（キュベット）１にレーザ光源等の光源２から集光レン
ズ３を経て光を当て、その散乱光を後方散乱光センサー
４または前方散乱光センサー５により検出する。なお６
は透過光の反射を防ぐ吸収管である。凝固時間の測定に
当たり、まず一定量の血液を試験管１に収容し、一定量
の試薬をピペット（図示せず）に吸引させてこれを試験
管１中の血液に混合し、混合時点から散乱光を散乱光セ
ンサ４または５により測定を開始する。血液の凝固が進
むにつれて、散乱光はある時点で急激に増大しついに飽
和するので、その最も傾斜の大きいところ（微分値が極
大）等適宜な基準で定めた時間を以って凝固時間とす
る。一方磁気センサー法は、図２のように一定直径の試
験管７の内部に鋼球９を挿入し、それを外部に配置した
磁石８により一定箇所に浮かせ、また鋼球９を挟んで光
源１２と受光部１３を対向して配置する。これとは別に
試験管７の上方に光源１０と受光部１１を配置して試薬
センサーとする。凝固時間の測定に当たり、まず一定量
の血液を試験管７に収容し、一定量の試薬をピペット
（図示せず）に吸引させてこれを試験管７中に添加する
と、そのレベルが光源１０と受光部１１とにより検知さ
れて血液と試薬の混合と時間のカウントが自動的に始ま
り、試験管７は図示しない昇降装置により繰り返し上下
動される。血液と試薬は鋼球９により混合され、反応凝
固の進行につれて血液の粘度が増し、ある時点で急激に
粘度が増大するので、鋼球９はもはや静止できずに上下
振動するに至り、鋼球９が光源１２と受光部１３の光通
路からはずれてカウントが停止される。この停止までの
時間またはそれを適宜に補正した時間を凝固時間と定義
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、散乱光
度法では、散乱光の量が検体の色や濁りに左右されるの
で検体ごとに測定値の変動が起きやすく、全血液は使用
できず、全血液から濁りを除去するように遠心分離等の
前処理をして血漿を抽出したものを使用する必要があ
り、また外来光により測定値が影響され易く、さらに試
薬と検体が少量では検出ができないなどの問題点があ
る。一方磁気センサー法では、透明ガラス容器７の内径
と肉厚の精度が直接測定値に影響を与えるので精密なガ
ラス容器を必要とする問題があり、また試料と検体が少
量では検出ができない問題があり、さらに検体により精
度が不安定になるので同様に血液を精製する必要があ
り、さらにまた使用後にスチールボールと試験管を焼却
廃棄する際に、両者を分離する作業が必要となる面倒が
ある。したがって、本発明の目的は、全血液をそのまま
使用できる簡便な測定法及び装置を提供するにある。本
発明の他の目的は精度が高いが安価な測定法及び装置を
提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、血液に血液凝
固試薬を添加して混合液を形成し、ポンプを使用して前
記混合液中に先端を浸したチップに前記混合液を繰り返
して吸入排出させながら前記ポンプ内の圧力を連続して
測定し、測定した圧力値が急激に上昇し始める部分の圧
力測定値を用いて前記血液凝固試薬の添加時点から測定
した凝固時間を決定することを特徴とする血液凝固時間
測定方法を提供する。本発明はまた、血液と血液凝固試
薬を収容する検体反応槽と、前記反応槽に挿入自在で且
つ着脱自在のチップと、前記チップに結合されたピスト
ン−シリンダ式ポンプと、前記ピストンを往復運動させ
る動力手段と、前記ポンプ内の圧力を測定する圧力検出
器と、前記圧力測定値が急激に上昇し始める部分から血
液凝固時間を決定する手段とからなる血液凝固時間測定
装置を提供する。特に、前記ピストンをボールネジとボ
ールネジ連動板とよりなる往復運動生成手段を介して動
力手段であるモータに結合する簡単で安価な機構が採用
できる。

【０００５】

【作用】本発明では、ポンプによりチップに血液と凝固
試薬の混合液を繰り返して注入させながらポンプに設置
されている圧力検知器の圧力値を監視することにより凝
固状態を検知することができる。吸入排出時に読み取ら
れた圧力値を用いて圧力変動を監視し、圧力値のピーク
値を取出してプロットすると図５のような経時変化が得
られるので、圧力が急激に変化する時点をグラフから読
み取るとか、またはマイコンに記憶させた圧力値データ
を利用して自動計算させると血液凝固時間を容易に決定
できる。

【０００６】

【実施例の説明】以下図３を参照して本発明の好ましい
実施例を詳しく説明する。図３において１１はラバーヒ
ータを張った恒温槽であり、その中に設置されている温
度検知器Ｈの値を基に例えば標準温度３７±０．５℃を
保つようにコンピュータにより制御されている。この恒
温槽１１にはチップ保温槽Ｃが設けてあり、その中には
未使用の清浄なチップ１３が挿入されている。更に恒温
槽１１には血液凝固測定試薬を収容する試験管等の試薬
槽Ｔと、検体血液を収容し且つ血液凝固反応を実施する
ための検体反応槽１２とが設けてあり、これらの槽Ｃ、
Ｔ、１２はすべてほぼ同一温度に保たれている。恒温槽
１１の上方にはモータＭを固定した図示しない水平移動
・昇降装置が配置されており、以下に説明するモータＭ
を含む吸入排出機構を支持して保温槽Ｃ、試薬槽Ｔ及び
反応槽１２の間を移動及び昇降できるようになってい
る。検体反応槽１２には垂直にチップ１３が挿入され
る。チップ１３の下端部は検体反応槽１２の血液内に侵
入している。チップ１３の上端部にはシリンダ１８とピ
ストン１４よりなるポンプが設置されており、シリンダ
１８は昇降装置の一部に固定されている。シリンダ１８
にはその内部の圧力を検知する圧力検知器Ｓが設置され
ている。ポンプのピストン１４にはボールネジ１５とボ
ールネジ連動板１６が接続されている。ボールネジ１５
はカップリング１７を介してモータＭが接続されてい
る。すなわち、モータＭはボールネジ１５を回転させる
ことにより、ボールネジ連動板１６が連動して上下動す
る。連動板１６の上下運動によりこれに接続されている
ピストン１４のピストンが繰り返して上下動することに
より、シリンダ１８内の空気が吐出吸引されるから、こ
れに応じてチップ１３は検体反応槽１２の血液と血液凝
固測定試薬を攪拌すると同時にチップ１３内に混合液を
繰り返して吸入排出する。シリンダ１８に設置されてい
る圧力検知器Ｓは凝固状態を検知することができる。吸
入排出機構の作働により、圧力変動を監視すると、凝固
が進行して粘性が高くなり、それに対応して圧力値も高
くなって来るので、圧力値が急激に高くなった時を凝固
したと判断できる。別法として、ボールネジ連動板１６
に複数のピストン１４、シリンダ１８、及びセンサーＳ
を取りつけ、それに対応して複数のチップ１３、試薬槽
Ｔ及び検体反応槽１２を設けると複数の検体を同時に試
験しても良い。

【０００７】次に本発明の方法と装置の動作を説明す
る。図示しない水平移動・昇降装置を作働して、まず上
記の吸入排出機構をチップ保温槽Ｃに移動させて、保温
されたチップ１３をシリンダ１８の下端に固定する。な
お、この工程は自動でも良いし手動でも良い。自動の場
合にはチップ保温槽Ｃを座標状に配列しておき、そこに
一個ずつチップを挿入しておき、自動割り付け手段等に
より順にチップを取り出す。次に吸入排出装置はチップ
１３を試薬槽Ｔに移動させ、試薬槽Ｔ中でチップ１３に
血液凝固測定試薬を吸入し、吸入排出装置は更にチップ
１３を図示のように検体反応槽１２中に移動させ試薬を
その中に吐出する。次いで、モータＭを駆動すると、軸
１７が回転し、ボールネジ１５とボールネジ連動板１６
により上下往復運動に変換され、ピストン１４とシリン
ダ１８を通して血液と試薬の混合物をチップ１３内に繰
り返して吸引排出する。

【０００８】上記の動作を継続しながらシリンダ１８に
設置されている圧力検知器Ｓの値を監視することにより
凝固状態を検知することができる。吸入排出機構の作働
により、吸入時に読み取られた圧力値を用いて圧力変動
を監視すると、圧力値は吸引排出に対応して図４のよう
に波動になるが、判定の目的には×で示したピーク値の
実を取出して図５のようにプロットするだけで充分であ
り、これらをマイコンによる簡単な計算にかけると血液
凝固時間を容易に決定できる。初期の段階では粘性が低
いために圧力値の変化が見られないが、凝固が進行して
来ると粘性が高くなり、圧力値も高くなって来るので開
始時の圧力値と比較して圧力値が急激に高くなった時を
凝固したと判断できる。例えば、一般に、従来手作業と
肉眼観察で行われていた凝固時間の判定は熟練者の場合
には比較的正確であり、かつ標準化されているので、そ
れとの対比上好ましいベースラインから２０％上昇した
時に凝固点と判断すると良い。

【０００９】本発明の圧力検知器による凝固時間測定方
法及び装置によると、全血液がそのまま利用でき、判定
に要する時間が短時間で済む。検体の色や濁り、外来光
は関係がなく従って凝固時間だけが正確に再現性よく検
出でき、また肉眼による観察ができる。実測によると従
来の機械的な方法の半分以下のばらつきである。更に、
血液及び試薬の量は微量で充分である。血液量と試薬量
の割合は一定であるから、微量で検出できるほど採血量
も試薬量も少なくて良いので有利である。またチップ材
料はプラスチックで製造すれば良いので従来の磁気検知
器法とは違い検査終了時の廃棄が簡単である。次に本発
明を実際に血液の凝固時間の測定に適用した例を示す。

【００１０】測定例 図３に示した装置を使用して血液の凝固時間を測定し
た。検体としては被検者から採取した血液をそのまま使
用し、また市販の較正用標準液２４μｌ、市販の血液凝
固試薬２００μｌを使用した。試薬を検体血液に注入し
た瞬間から時間の計測を開始し、吸入排出を繰り返し
た。圧力のピーク（相対値）をプロットしたものが図５
である。凝固時間は圧力がベースラインから２０％以上
上昇した点を凝固時間点とした。反復して試験したとこ
ろばらつきは約１．３％であった。

【００１１】なお、従来の散乱光法では試薬は通常２５
０μｌ程度、従来の磁気検知器法では試薬は通常２００
μｌ程度であるから本発明の方法は微量で良いことが分
かる。

【００１２】

【発明の効果】本発明は血液凝固時間を圧力検知器で検
知するため、測定値が検体の色や濁りや、外部の光や、
試験管の寸法精度に依存せず、更に検体により測定値が
不安定になる欠点もなく、全血液での試験が可能になる
ので全体の検査時間が大幅に短縮される。本発明による
と微量の血液が精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光散乱法による血液凝固時間測定装置を
示す概念図である。

【図２】従来の磁気検知器法による血液凝固時間測装置
を示す概念図である。

【図３】本発明の圧力検知器法による血液凝固時間測定
装置を示す。

【図４】本発明の装置を使用した場合の圧力センサの圧
力値と時間の関係を示すグラフである。

【図５】本発明の装置を使用した場合の圧力センサの圧
力値ピーク値と時間の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１：恒温槽 １２：検体反応槽（血液槽） １３：チップ １４：ピストン １５：ボールネジ １６：ボールネジ連動板 １７：カップリング １８：シリンダ Ｃ：チップ保温槽 Ｔ：試薬槽 Ｍ：モータ Ｓ：圧力検知器 Ｈ：温度検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−137761（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/86

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液に血液凝固試薬を添加して混合液を
   形成し、ポンプを使用して前記混合液中に先端を浸した
   チップに前記混合液を繰り返して吸入排出させながら前
   記ポンプ内の圧力を連続して測定し、測定した圧力値が
   急激に上昇し始める部分の圧力測定値を用いて前記血液
   凝固試薬の添加時点から測定した凝固時間を決定するこ
   とを特徴とする血液凝固時間測定方法。
2. 【請求項２】 血液と血液凝固試薬との混合物を収容す
   る検体反応槽と、前記反応槽に挿入自在で且つ着脱自在
   のチップと、前記チップに結合されたピストン−シリン
   ダ式ポンプと、前記ピストンを往復運動させる動力手段
   と、前記ポンプ内の圧力を測定する圧力検出器と、前記
   圧力測定値が急激に上昇し始める部分から血液凝固時間
   を決定する手段とからなる血液凝固時間測定装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンはボールネジとボールネジ
   連動板とよりなる往復運動生成手段を介して動力手段で
   あるモータに結合されている、請求項２の血液凝固時間
   測定装置。
4. 【請求項４】 前記血液凝固試薬は試薬槽に収容され、
   前記試薬槽と前記検体反応槽と前記チップとは恒温槽に
   収容されている、請求項２又は３の血液凝固時間測定装
   置。