CN1390302A - 双立管/单毛细管粘度计 - Google Patents

Abstract

一种用于测量血液粘度的血液粘度测量系统和方法,监测在两个相对运动的来自病人循环血的血液柱的高度变化,给定的是血液从中流过的毛细管尺寸,在一定范围剪切力尤其是低剪切力的范围上确定血液粘度。该系统包括管子装置(一次性或非一次性的),该管子装置包括一对立管连接在立管之间(或形成一个立管的一部分)的预定尺寸的毛细管以及用于控制血液从病人身上循环流进立管的阀门机构。相应的传感器监测在每个立管中的血液柱的运动,并且相关的微处理器与毛细管的预定尺寸一起来分析这些运动以确定病人循环血的粘度。可选的系统和方法只监测两个相对运动的血液柱的一个,同时检测运动血液柱的另一个的单个高度位置。与血液从中流过的毛细管的尺寸一起从那个数据确定在一定范围剪切力尤其是低剪切力的范围上的血液粘度。

Description

双立管/单毛细管粘度计

技术领域

本发明一般地涉及一种用于测量液体粘度的设备和方法，更具体地说，本发明涉及一种用于测量生物体内在较一定范围剪切力上的血液粘度。

背景技术

确定血液粘度的重要性是众所周知的。Yarnell等人在1991年3月的Circulation，Vol.83，No.3上的文章“Fibrogen，Viscosity and WhiteBlood Cell Count Are Major Risk Factors for Ischemic Heart Disease”；Tangney等人在1997年的American Journal for Clinical Nutrition，65：36-40上的文章“Postprandial Changes in Plasma and Serum Viscosity andPlasma Lipids and Lipoproteins After an Acute Test Meal”；Leonhardt等人在1977年的Atherosclerosis，28，29-40上的文章“Studies of PlasmaViscosity in Primary Hyperlipoproteinaemia”；Seplowitz等人在1981年的Atherosclerosis，38，89-95上的文章“Effects of Lipoproteins on PlasmaViscosity”；Rosenson等人在1990年的Gastroenterology，Vol.98，No.5上的文章“Hyperviscosity Syndrome in a Hypercholesterolemic Patientwith Primary Biliary Cirrhosis”；Lowe等人在1997年的British Journalof Hematology，96，168-171上的文章“Blood Viscosity Events：theEdinburgh Artery Study”；Koenig等人在1988年11月的Angiology，TheJournal of Vascular Diseases上的文章“Blood Theology Associated withCardiovascular Risk Factors and Chronic Cardiovascular Diseases：Resultsof an Epidemiologic Cross-Section Study”；Hell等人在1989年6月的Angiology，The Journal of Vascular Diseases上的文章“Importance ofBlood Viscoelasticity in Arteriosclerosis”；Delanois在1973年3月的Medical and Biological Engineering，Vol.11，No.2上的文章“ThermalMethod for Continuous Bloodvelocity Measurements in Large BloodVessels，and Cardiac-Output Determination”；Nerem等人在1985年的Handbook of Bioengineering，Chapter 21上的文章“Fluid Mechanics inAtherosclerosis”。

已经做了许多努力来研制用于确定血液粘度的设备和方法。Litt等人在1988年的Biorheology，25，697-712上的文章“Theory and Designof Disposable Clinical Blood Viscometer”；Cooke等人在1988年的Journal of Clinical Pathology 41，1213-1216上的文章“AutomatedMeasurement of Plasma Viscosity by Capillary Viscometer”；Jimenez和Kostic在1994年1月的Rev.Seientific Instruments 65，Vol 1上的文章“ANovel Computerized Viscometer/Rheometer”；John Harkness在1963年8月10日的The Lancet上280-281页的文章“A New Instrument for theMeasurement of Plasma-Viscosity”；Pringle等人在1965年5月22日的The Lancet上1086-1089页上的文章“Blood Viscosity and Raynaud’sDisease”；Walker等人在1976年9月Medical and Biological Engineering的551-557页的文章“Measurement of Blood Viscosity Using aConicylindrical Viscometer”。

一份参考文件即Qamar等人在1999年Am Heart J 138(4)：705-709的The Goldman Algorithm Revisited：Prospective Evaluation fo aComputer-Derived Algorithm Versus Unaided Physician Judgment inSuspected Acute Myocardial Infraction讨论了使用Goldman Algorithm用于为急性心肌梗塞提供指征。The Goldman Algorithm主要是利用了从病人病史、物理检查和入院(急诊室)心电图中得到的事实来提供AMI指示。

另外，有一些专利涉及了血液粘度的测量设备和方法，例如US3342063(Smythe等人)；3720097(Kron)；3999538(Philpot，Jr)；4083363(Philpot)；4149405(Ringrose)；4165632(Weber等人)；4517830(Gunn，deceased等人)；4519239(Kiesewetter等人)；4554821(Kiesewetter等人)；4585127(Kron等人)4884577(Merrill)；4947678(Hori等人)；581415(Esvan等人)；5257529(Taniguchi等人)；5271398(Schlain等人)；以及5447440(Davis等人)。

Smythe’的063专利披露了一种用于根据在装有该血样的导管中所检测的压力测量血样粘度的设备。Kron’的097专利披露了采用流量计、压力源和压力传感器来确定血液粘度的方法和设备。Philpot’538专利披露了一种通过在预定时间段内在恒定压力下从血管抽取血液并从所抽取的血液量中确定血液粘度的方法。Philpot’363专利披露了一种使用中空针、用于通过中空针从静脉血管中抽取和收集血液的装置、负压测量装置和定时装置来确定血液粘度的设备。Ringrose’的405专利披露了一种用于通过将血样放置在载体上，并且使一束光照射穿过该血样然后在以给定频率和幅度使载体振动的同时检测所反射的光的方法Weber’的632专利披露一种方法和设备，用于通过用毛细管测量元件将血液抽进容器中，然后使血液以恒定流速通过所述管子返回，然后把毛细管的端部之间的压差直接与血液粘度相关联以此来确定血液流动性。Gunn’的830专利披露了一种用于确定血液粘度的设备，该设备采用了透明的中空管、在其一端处的针、在其另一端处用于产生出真空以抽取预定量的柱塞以及有孔的配重部件，该配重部件可以在管子内移动并且可以在重力的作用下以作为血液粘度的函数的速率移动。Kiesewetter’的239专利披露了一种用于用由一种通道结构组成的测量室来确定悬浮液，主要是血液的流动剪应力的设备，所述通道构造模拟了生物内的毛细通道的自然微循环。Kiesewetter’的821专利披露了另一种用于确定流体尤其是血液的粘度的设备，该设备包括与流速测量装置结合使用的流动回路的两根平行支管，所述流速测量装置用于测量在其中一个支管中的流动以确定血液粘度。Kron’的127专利披露了一种用于在大范围的剪切率上确定血样的血液粘度的设备和方法。Merrill’的577专利披露了一种使用与装有多孔床的腔室流体相通的中空柱以及用于测量该中空柱中的血液流速的装置来确定血样的血液粘度的设备和方法。Hori’的678专利披露了一种用于通过在血流中设置温度传感器并且刺激血液以引起粘度变化来测量血液中的粘度变化的方法。Esvan’的415专利披露了一种设备，该设备根据转动的驱动元件和装有血样的被驱动元件的相对滑动来检测出血样粘度的变化。Taniguchi’的529专利披露了一种用于确定液体例如血样的粘度的设备和方法，它使用了一对通过细管连接在一起的竖直对准的管子同时使用压力传感器来测量内管的压力随着通过时间的改变和血液流速的变化。Bedingham’328专利披露了一种血管内血液参数感测系统，该系统使用了导管和具有多个用于测量体内特定血液参数的传感器(例如，O₂传感器，CO₂传感器等)的探针。Schlain’的398专利披露一种血管内方法和设备，用来检测对血液参数传感器不利的管壁效应并且用来移动这些传感器以减小或消除该管壁效应。Davis’440专利披露了一种用于进行各种与试样流体例如血液的粘度中的变化相对应的化验的设备。

用于流体的粘度测量方法和装置通常是众所周知的。参见例如美国专利：1810992(Dallwitz-Wegner)；2343061(Irany)；2696734(Brunstrum等人)；2700891(Shafer)；2934944(Eolkin)；3071961(Heigl等人)；3277694(Cannon等人)；3286511(Harkness)；3435665(Tzentis)；3520179(Reed)；3604247(Gramain等人)；3666999(Moreland，Jr.等人)；3680362(Geerdes等人)；3699804(Gassmann等人)；3713328(Aritomi)；3782173(Van Vessem等人)；3864962(Stark等人)；3908441(Virloget)；3952577(Hayes等人)；3990295(Renovanz等人)；4149405(Ringrose)；4302965(Johnson等人)；4426878(Price等人)；4432761(Dawe)；4616503(Plungis等人)；4637250(Irvine，Jr.等人)；4680957(Dodd)；4680958(Ruelle等人)；4750351(Ball)；4856322(Langrick等人)；4899575(Chu等人)；5142899(Park等人)；5222497(Ono)；5224375(You等人)；5257529(Taniguchi等人)；5327778(Park)；以及5365776(Lehmann等人)。

下面的美国专利披露了粘度或流量测量装置，或使用光学监测的液位检测装置：美国专利Nos.3908441(Virloget)；5099698(Kath等人)；5333497(Br nd Dag A.等人)。Virloget’的441专利披露了一种供粘度计使用的装置，该装置使用光电检测来检测透明管中的液面；Kath’698专利披露了一种用于光学扫描旋转式流量计并且确定其中浮子的位置的设备。Br nd Dag A.’的497专利披露了一种用于通过电荷耦合器件(CCD)来连续测量两个立管的液体流速的方法和设备。

美国专利No.5421328(Bedingham)披露了一种血管内血液参数检测系统。

法定发明登记H93(Matta等人)披露了一种用于测量测试流体的伸展粘度的设备和方法，它使用电影或录象摄象机来在受测流体的滴落。

下面文献描述了红细胞的形变度和/或用来确定该可变形性的装置：Ogura等人在1991年8月的IEEE Transactions on BiomedicalEnigeering，Vol.38，No.8的文章“Measurement of Human Red Blood CellDeformability Using a Single Micropore on a Thin Si3N4 Film”；1993年的Pall Biomedical Products Corporation上的文章“the Pall BPF4 HighEfficiency Leukocyte Removal Blood Processing Filter System”。

最近在 www.hevimet.freeserve.co.uk上宣传了一种被称为“Hevimet40”的装置。Hevimet 40装置被叙述成是一种全血及血浆的粘度计，它记录了由于重力而通过毛细管下落的血样的弯液面。虽然Hevimet 40装置对于一些全血或血浆粘度的测定来说一般地是适用的，但是看来它似乎存在几个显著的缺点。例如，其中Hevimet 40装置看起来似乎需要使用抗凝剂。而且，该装置依靠以下假设，血样的循环特性在3个小时的周期上与病人的循环血一样。那个假设并不完全成立。

尽管存在上述技术，但是仍然需要一种用于在一定范围的剪切力上获得生物体内血液的粘度并且能够在短时间内提供这种数据的设备和方法。

发明概述

因此，本发明的一般目的在于提供一种用于满足所述需要的设备和方法。

本发明另一个目的在于提供一种粘度测量设备以及用于在一定范围的剪切率上尤其在低剪切率下确定出循环血的粘度的方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于无须直接测量压力、流量和体积就能确定生物的循环血的粘度(例如体内血液粘度测量)的设备和方法。

本发明还有一个目的在于在短时间内提供生物循环血的粘度的指示。

本发明还有一个目的在于提供一种用于测量生物循环血的粘度并且侵入力最小的设备和方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于测量生物循环血的粘度的设备和方法，该设备不需要使用抗凝剂或其它化学药物或生物活性药物。

本发明还有一个目的在于提供一种用于测量生物血液粘度的设备和方法，该设备不需要使血液暴露于空气或氧气。

本发明还有一个目的在于提供一种用于在将输送装置(例如针)连接到，例如插入进，病人上时在将血液转移到所述输送装置的同时确定循环的血液粘度的设备和方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于测量生物的循环血液粘度的设备和方法，该设备包括一种一次性部分，用于保持消毒环境、容易使用以及反复测试。

本发明还有一个目的在于提供一种用于确定血液触变点的血液粘度测量设备和方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于确定循环血的屈服应力的设备和方法。

而且本发明的另一个目的在于提供一种用于检测循环血液粘度，以评估医药品等改变生物的循环血的血液粘度效果的设备和方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于检测病人循环血的粘度同时消除静脉压的效应的设备和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于利用渐减的压力差来检测处于多个剪切率下的流体运动的设备，包括：流体源，设置在水平参考位置上方；流阻器，具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述流体源流体连通；立管，其一个端部连接在所述流阻器的所述第二端部上，而另一个端部暴露于大气压，所述立管相对于所述水平参考位置成大于零度的角度设置；以及传感器，用来在所述流体从所述流体源流动穿过所述流阻器并且进入到所述立管时，通过处在多个剪切率下的所述立管来检测由所述渐减压力差引起的流体运动。

根据本发明的另一个目的提供一种用于利用渐减的压力差来在多个剪切率上确定非牛顿型流体的粘度的设备，所述设备包括：非牛顿型流体源，设置在水平参考位置上方；毛细管，具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述非牛顿型流体源连接；立管，其一个端部连接在所述毛细管的所述第一端部上，并且另一个端部暴露于大气压，所述立管所述立管相对于所述水平参考位置成大于零度的角度设置；以及传感器，用来在所述非牛顿型流体从所述非牛顿型流体源流动穿过所述流阻器并且进入到所述立管时，通过处在多个剪切率下的所述立管来检测由所述渐减压力差引起的非牛顿型流体运动；并且所述传感器产生出随着时间变化的非牛顿型流体运动相关数据；以及计算机，它与所述传感器连接，用来根据所述随着时间变化的非牛顿型流体运动相关数据计算出所述非牛顿型流体的粘度。

根据本发明的另一个目的提供一种用于对生物中的循环血进行粘度测量(例如实时地)的设备。所述设备包括：管腔，设置成与生物的血管系统连接；一对管子，具有与管腔连接的相应第一端部用来接收来自生物的循环血，并且所述管子对中的一个包括具有一些已知参数的毛细管；阀门，用来控制循环血从生物的血管系统到管子对的流动；以及分析器，它与阀门连接，用来控制阀门以让血液流进管子对，于是在管子对中的每个管中的血液相对于该管采取相应的初始位置，所述分析器还被设置成用来操纵阀门以使管子对与生物的血管系统隔离并且用来将管子对连接在一起，从而使血液在所述管子对中的位置变化，所述分析器还被设置成用来监测在所述其中一个管子中的血液位置变化并且用来检测在另一个管子中的至少一个血液位置从而用来计算其上的粘度。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于确定生物的循环血液粘度的方法(例如，实时地)。所述方法包括以下步骤：(a)提供通向生物的循环血的通道以形成循环血的输入流动；(b)将循环血的输入流分成第一流动通道和第二流动通道，所述输入流的相应部分流进这些通道，其中所述第一或第二流动通道中的一个包括具有一些已知参数的通道部分；(c)使所述第一和第二流动通道与所述输入流隔开并且将第一和第二流动通道连接在一起，从而在每个流动通道中的血液位置会改变；(d)监测在所述第一和第二流动通道中的一个中的血液位置随着时间的变化；(e)检测在所述第一和第二流动通道中的另一个中的至少一个血液位置；(f)根据血液位置变化并且根据所述通道部分的所选已知参数来计算出所述循环血的粘度。

根据本发明的还有一个方面，提供一种用于实现对生物中的循环血的粘度测量(例如，实时地)的设备。所述设备包括：管腔，设置成与生物的血管系统连接；一对管子，具有相应的第一端部和第二端部，所述第一端部通过具有一些已知参数的毛细管连接在一起；阀门，用来控制循环血从生物的血管系统到管子对的流动，所述阀门与所述管子对中的一个的第二端部连接；以及分析器，它与阀门连接，用来控制所述阀门以让血液流进所述管子对，因此在管子对中的每一个中的血液相对于该管采取相应的初始位置。所述分析器还被设置用来操纵阀门以使所述管子对与生物的血管隔开，从而使血液在所述管子对中的位置变化。分析器还设置用来监测在所述其中一个管子中的血液位置变化并且用来检测在所述另一个管子中的至少一个血液位置，从而用来以此为根据计算出该血液的粘度。

根据本发明的还有另一个方面，提供一种用于(例如实时地)确定生物循环血液粘度的方法。该方法包括以下步骤：(a)提供通向生物的循环血的通道以形成循环血的输入流动；(b)通过具有一些已知参数的通道将输入流引入连接在一起的管子对的一个端部，所述输入流穿过所述管子对的第一个，穿过所述通道并且进入所述管子对的第二个的第一部分，从而在第一和第二管子中形成相应的血液柱；(c)使所述相应血液柱与所述输入流隔离开，从而使每个血液柱中的血液位置变化；(d)监测在所述相应血液柱中的血液位置随着时间的变化；(e)检测在所述血液柱的另一个中的至少一个血液位置；并且(f)根据所述血液位置变化、所述至少一个血液位置并且根据所述通道的所选已知参数来计算出循环血的粘度。

附图的简要说明

在通过参照下面详细说明同时结合附图来考虑将更好地理解本发明的其它目的和许多预期的优点，其中：

图1为双立管/单毛细管粘度计(DRSC)的方框图；

图2为DRSC粘度计的一个实施方案的前视图，描述了用于血液接收装置相应壳体以及分析器/输出部分，所述壳体的门是打开的；

图2A为图2的DRSC粘度计的实施方案的前视图，但是用单点检测器来代替其中一个血液柱液面检测器；

图3为图2的实施方案的侧视图；

图4为正好在进行粘度测试运行之前DRSC粘度计的功能图；

图5为DRSC粘度计在粘度测试运行期间的功能图；

图6描述了在DRSC粘度计的立管中的流体的相应血液柱在粘度测试运行期间的曲线图；

图7A-7C分别描述DRSC粘度计的阀门机构正好在粘度测试运行之前，和粘度测试期间的工作；

图8为用于DRSC粘度计的方框图，该粘度计采用各种类型的传感器来检测在每个立管中的血液柱的运动；

图9A-9B包括DRSC粘度计的操作的流程图；

图10A描述了对于一定范围的剪切率而绘制的病人的循环血的粘度的曲线图；

图10B描述了对于剪切率的对数而绘制的病人的循环血的粘度对数的曲线图；

图11描述了血液接收装置的毛细管和立管部分的实施方案；

图12为沿着图11的直线12-12剖开的局部剖视图；

图13为第二更优选的双立管/单毛细管(DRSC)粘度计的方框图；

图14为DRSC粘度计的第二实施方案的前视图，描述了用于血液接收装置的相应壳体以及分析器/输出部分，图中所述壳的门是打开的；

图14A为图14的DRSC粘度计的实施方案的前视图，但是用单点检测器来代替其中一个血液柱液面检测器；

图15为DRSC粘度计的第二实施方案正好在进行粘度测试运行之前的功能图；

图16为DRSC粘度计的第二实施方案在粘度测试运行期间的功能图；

图17A-17C分别描述DRSC粘度计的第二实施方案的阀门机构正好在粘度测试运行之前和粘度测试期间的操作；

图18为用于DRSC粘度计的第二实施方案的方框图，该粘度计采用各种类型的传感器来检测在每个立管中的血液柱的运动；

图19A-19B包括DRSC粘度计的第二实施方案的操作的流程图；

图20描述了用于DRSC粘度计的第二实施方案的血液接收装置的毛细管和立管部分的实施；并且

图21为沿着图20的直线21-21剖开的局部剖视图。

优选实施方案的详细说明

本发明的其中一个关键的新颖性是利用渐减的压力差检测处于多个剪切率的流体的运动。这可以从图16中最清楚地看出，该图显示出位于水平参考位置(h_ref)上方的流体源(例如，通过循环血输送装置26输入生物的循环血)。该图还描述了流阻器(例如毛细管52)，其一个端部与流体源流体相通(例如通过立管R1)，并且其另一个端部与暴露于大气压的立管(R2)连接。如将在下面所详细说明的一样，当阀门机构46打开，流体一开始以高速从流体源中移动穿过流阻器并且流到立管的上面，然后由于渐减压力差的缘故在一定范围的剪切率上减速。传感器(例如血液柱液面检测器56)在多个剪切率下检测这个运动。当将这个高度比时间数据与流阻器的参数一起提供给计算机(例如处理器)时，可以确定出流体在多个剪切率上的粘度。这对于确定非牛顿型流体的粘度来说是重要的。本发明申请披露这个装置的几种应用，用来确定一种示例性非牛顿型流体：生物循环血液的粘度。

如上所述，本申请是1997年8月28日申请的题目为“粘度测量设备和使用方法”的共同未决申请No.08/919906(现在为美国专利No.6019735)的部分延续，该申请受让给和本发明相通的受让人并且其全文在这里被引用作为参考。对于测量生物的包括全血在内的循环血的粘度来说，如在A.S.N.08/919906(现在为美国专利No.6019735)所披露的设备和方法是优选的。为了消除在低剪切率下的静脉压影响，那个设备和方法可以采用给生物施加袖套或其它合适装置的方法。

图1中的20处一般地显示出消除了在低剪切率下的压力以便测量出生物的包括全血在内的循环血的粘度的可选设备和方法。双立管/单毛细管(DRSC)粘度计20基本上包括血液接收装置22和分析器/输出部分24。病人通过循环血输送装置26例如针、IV(静脉注射)针、留置导管等或任意等同的能够从病人身上将循环血输送给DRSC粘度计20的装置与DRSC粘度计20连接。如将在下面所详细描述的一样，分析器/输出部分24设有用来将粘度信息以及其它信息显示给操作人员的显示器28。该分析器/输出部分24还可以将该信息提供给其它其它合适的输出装置30例如数据记录仪32、其它计算机34、打印机36、绘图仪38、远程计算机/存储器40，提供给互联网42或其它在线服务器44。

血液接收装置22基本上包括在一侧上与第一立管R1连接并且在另一侧上通过毛细管52与第二立管R2连接的阀门机构46。毛细管52具有小而均匀的内径，例如60mm长，内径为0.8mm。当循环血输送装置26(下面为“CBCM 26”)与该血液接收装置22连接时，如将在下面详细描述的一样，阀门机构46控制着血液流进接收装置22。每个立管R1和R2优选为相同的尺寸(例如12英寸长，内径为2mm)。

应该理解的是，血液接收装置22可以是一次性的，也可以非一次性的。如将在下面所详细描述的一样，在血液接收装置22是一次性的情况中，组成部件(阀门机构46、立管R1和R2以及毛细管52)可拆卸地固定在血液接收装置外壳中，该外壳在粘度测试运行期间可以快速方便地插入使用，并且很容易被拆卸以便丢弃；然后将另一个一次性血液接收装置22插入，以备下一次粘度测试运行使用。另一方面，在血液接收装置22是非一次性的情况中，组成部件(阀门机构46、立管R1和R2以及毛细管52)可以就地彻底地进行清洗以备下一次粘度测试运行使用。

应该理解的是，毛细管52不必是细长的管子，而是可以包括多种结构例如盘绕的毛细管。

分析器/输出部分24主要包括第一血液柱液面检测器54、第二血液柱液面检测器56、处理器58、显示器28、条形码阅读器78、环境控制装置80以及第一电池B1和第二后备电池B2。第一血液柱液面检测器54监测着第一立管R1中的血液液面，而第二血液柱液面检测器56监测着第二立管R2中血液液面。如在下面所详细描述的一样，处理器58(例如“386”微处理器或更高，或任意的等同装置)设置用来分析来自检测器54/56的数据并且从中计算出血液粘度。另外，处理器58还控制着用于将粘度信息和其它信息提供给操作人员以及其它输出装置30的显示器28。如在下面所详细描述的一样，处理器58还根据来自检测器54/56的数据控制阀门机构46。电池B1将所有必需的能源提供给分析器/输出部分24，并且电池B2用作后备电源。条形码阅读器78和环境控制装置80将在下面进行说明。

如在图2和3中更清楚地显示出的一样，DRSC粘度计20的优选实施方案包括装在相应外壳60和62中的血液接收装置22和分析器/输出部分24，每个外壳可拆卸地固定在共同的框架，例如普通的静脉输液架(IV)杆48上。采用这样的构形，分析器/输出部分24可以采取倾斜的方向(参见图3)，以便于操作和观察显示器。但是，应该理解的是，相应的外壳结构是示例性的，在不限制本发明的范围的情况下可以采取其它结构。

显示器28可以包括任意合适的普通装置例如LED(电致发光显示器)或使得文本和图形都能看到的LCD(液晶显示器)。该显示器28的分辨率优选为800×600VGA或更高。另外，虽然该优选实施方案采用了触摸屏显示器，其中结合有：

图形显示61指令和/或数据显示65(它还包括显示为“RUNTEST”命令行显示；例如“TESTING”，“TEST IN PROGRESS”等)

字母数字键盘68

紧急停止按钮70

电池状态指示器72A和72B，以及

功能按钮74

但是应该理解的是，在本发明的最广义的范围内可以采用任意等效的显示装置。因此，通过显示器28可以设置任意个用户界面和按钮。因而本发明20并不限于图2中所示的实施方案。而且，如在任意普通的面向对象的操作系统，例如MicrosoftWINDOWS中可实现的一样，可以操纵显示器28以最小化或最大化，或者平铺任意特定的图形或文本屏幕。

下外壳60包括血液接收装置22和两个血液柱液面检测器54和56。在该优选的实施方案中，每个血液柱液面检测器54/56包括LED(发光二极管)阵列64和位于每个立管R1和R2的两个相对侧面上的CCD66(电荷耦合器件)。当血液柱液面检测器54/56正在操作时，每个LED阵列64照亮了其相应的立管R1或R2，并且根据在血液柱中是否有流体，在CCD66中的各个像素要么检测来自LED阵列64的光(血液柱中没有流体，从而使得光能够穿过立管)，要么检测不出光(存在流体，并且阻隔了来自LED阵列64的光通过)。每个CCD66的像素数据通过普通的配线(未示出)输送给分析器/输出部件24以便给处理器58使用。另外，如果电池装在分析器/输出外壳62中的话，则从电池B1/B2通过这些配线可以提供LED阵列64和CCD66的能源。

在血液接收装置22是一次性的情况中，它可拆卸地固定在外壳60中，从而一旦测试运行完成和或要对新病人测试，则所有管腔(例如，管子50、毛细管52、立管R1和R2以及阀门机构46)可以容易/迅速地拆除、丢弃和插入新的装置。例如，托架(图2)可以用来可拆卸地固定立管R1和R2的上面部分和立管R1和R2的下面部分；阀门机构46包括紧贴地安装进位于外壳60的底壁中的开口(未示出)中的端口49。血液柱液面检测器54/56优选与外壳60是不可拆卸的。门76(它可以竖直地或水平地铰接在外壳60上)设置用来在测试运行期间建立黑暗的环境。门76还支承着上述条形码阅读器78。该条形码阅读器78自动地读取设在其中一个立管(例如，R2)上的条形码(未示出)。该条形码包含有关毛细管52的特征(例如其长度和直径)和立管R1和R2的特征的所有预定数据。该信息被传送给处理器58，然后该处理器用该信息来确定粘度，如在下面所详细描述的一样。条形码阅读器78通过上述的配线将该信息传送给处理器58。应该理解的是，条形码阅读器78的位置(在门76上)只是示例性的，并且其它在该装置内的位置包含在本发明的范围内。

应该理解的是，托架47不会以任何方式干扰血液柱液面检测，因为在每个对应的在粘度测试运行期间正在被监测的立管中的血液移动在上下托架47对之间中。

门76还支承着环境控制装置80(例如加热器、风扇和/或恒温器)，从而当门关闭以便准备进行测试时，加热(或冷却)毛细管52，并且在整个测试运行期间将它保持在与病人相同的温度和环境下。在运行之前，获取病人的温度并且由操作人员输入该温度(通过触摸屏显示器28)。然后环境控制装置80运行以实现和保持该温度。应该理解的是，在本发明的最广义的范围内还包括在运行期间将整个血液接收装置22实现并保持在病人温度下的环境控制装置80。由分析器/输出装置24通过上述配线(未示出)将电源提供给条形码阅读器78和温度控制装置80。

在图11-12中显示出血液接收装置22的一个示例性实施方式。具体地说，立管R1和R2(例如注模件)具有插入在阀门机构46(例如单个3通停止旋塞阀)的相应端口(未示出)中的整体弯管50A和50B。在将立管R2的弯管部分50B插进其相应的阀门机构端口中之前，将具有内部毛细管52的毛细管插入件53设置在立管R2内部。如在图12中最清楚地显示出的一样，毛细管插入件53包括锥形入口55和锥形出口57，以在循环血从阀门机构穿过弯管50B并且上升进入立管R2时使任何紊流最小化。

电池B1/B2可以包括12V直流、4安培小时的电池、或者任意等同的电源(例如在普通笔记本计算机中使用的电池，例如锂离子电池)。显示器28为DRSC粘度计20中的每个电池提供状态指示器72A/72B。具体地说，当DRSC粘度计20以电池B1为动力进行运转时，两个电池指示器72A/72B出现在显示器28上。但是，一旦电池B1耗尽，则电池B1指示器72A消失，并且电池B2指示器72B闪烁以警告操作人员DRSC粘度计20现在以电池B2为动力进行运转，并且需要对电池B1进行重新充电。

或者，可以对图2的实施方案进行改变，从而只使用一个血液柱液面检测器56来监测一个血液柱的液面，同时使用单点检测器954来从另一个血液柱的液面中获得数据点。具体地说，如图2A中所示，已经用单点检测器954来代替其中一个血液柱液面检测器54。该改进基于血液柱高度(即，h1(t)和h2(t))比时间数据的对称性(参见图6)。只要监测两个血液柱82/84其中一个(参见图4)，就可以通过使用来自那个血液柱中的单个高度点来产生出用于另一个血液柱的高度比时间数据。优选的方法/装置用来监测在立管R2中出现的上升血液柱84并且用来检测在立管R1中的血液柱82的最初粘度测试运行液面(即h_1i，如在下面所详细描述的一样)。因此，在本发明的最广义的范围内可以(1)监测两个移动的血液柱(图2)，或者(2)监测其中一个移动血液柱同时从另一个移动的血液柱检测出一个点(图2A)。

具体地说，单点检测器954可以包括(但不限于)LED964和光电检测器966，如在下面所详细描述的一样，它们检测血液柱的具体液面例如h_1i。

使用DRSC粘度计20进行粘度测定的构想在于，监测来自病人循环血的两个相对移动的血液柱的高度变化并且给出血液必须从中通过的毛细管的尺寸。DRSC粘度计20通过操纵阀门机构46以首先在相应的立管R1和R2中的两个血液柱82和84之间建立最优的间距(图4)。一旦建立好，则DRSC粘度计20通过其阀门机构46将这两个血液柱82/84连接在一起，并且使得它们能够到达平衡同时监测两个血液柱82/84的运动(图5)。

具体地说，如图4中所示，使得来自病人的连续血流能够从CBCM26流动穿过阀门机构46，然后进入到两个立管R1和R2。在该流动期间，血液柱液面检测器54/56监测每个相应血液柱的高度。当最优间距实现时，即当立管R1中的血液柱到达h_1i并且立管R2中的血液柱到达h_2i时，阀门机构46使来自CBCM26的血流停止并且同时将血液柱连接在一起(图5)。因此，在立管R1中的血液柱下落并且在立管R2中的血液柱朝着最终的平衡值h_∞(如在下面所述一样，这个数值实际上是被称为“Δh”的偏差)攀升。如将在下面所述一样，对于血液粘度测定来说重要的是这些相对移动的血液柱的检测值，它们也被称为“h₁(t)”和“h₂(t)”(图5)。在图6中显示出h₁(t)和h₂(t)的曲线图。

应该理解的是，最优间距即h_1i-h_2i以及毛细管52的尺寸避免了血液柱在粘度测试运行的最后出现任何振荡。换句话说，如图6中所示，这两个因素用来使每个h_1i-h_2i曲线在粘度测试运行的结束时有平坦的表观。

图7A-7C描述了阀门机构46怎样建立预测试运行血液柱(图4)和测试运行血液柱(图5)的典型顺序。阀门机构46包括单个3通停止旋塞阀。该阀门可以包括有电磁线圈(例如500mA电磁线圈，或者由阀门驱动装置86表示的步进电机等)，它由处理器58脉冲馈电以沿着正确方向操纵阀门。具体地说，处理器58通过向电磁线圈发出正或负脉冲来控制阀门的转动。例如，为了接收一开始流进DRSC粘度计20的病人循环血，阀门驱动装置86将阀门配置成使得循环血能够通过相应的管路13和14进入两个立管R1和R2(图7A)。血液柱液面检测器54/56在这时正在监测它们相应的血液柱82和84。如果首先到达血液柱的预测试液面h_1i，则处理器58向阀门驱动装置86发出正脉冲以切断到立管R1的流动(图7B)  或者，如果首先到达血液柱的预测试液面h_2i时，则处理器58发出负脉冲以切断到立管R2的流动同时继续让循环血流进立管R1(未示出)。最后，为了将两个立管R1和R2连接在一起同时使它们与病人的循环血流隔离，处理器58控制阀门驱动装置86到图7C中所示的位置。

对于单点检测器954(图2A)而言，在设备20的操作期间，随着阀门机构46打开，血液向上流到立管R1同时光电检测器966继续检测来自LED964的光。一旦血液柱82的顶部阻碍了来自LED964的光，则光电检测器966通知操纵阀门机构46的处理器58阻止血液进一步流进立管R1。定义为h_1i的这个血液柱液面在立管R1中形成用于粘度测试运行的血液柱的最初启动点，即当粘度测试开始时在立管R1的血液柱从这个液面h_1i开始下落。由于光电检测器966的位置处于在参考液面上方的预定位置h_1i处(图2)，所以光电检测器966动作以验证在立管R1中的血液柱已经到达初始位置h_1i。

或者，如上所述，可以使用血液柱液面检测器来检测在第一立管R1中的下落的血液柱，并且可以使用单点检测器954来检测立管R2中的上升血液柱的初始粘度测试运行位置h_2i。因此，在本发明的最广义的范围内可以包括使用一个血液柱液面检测器来监测在一个立管中的血液柱的位置变化并且使用单点检测器来检测在另一个立管中的血液柱的单点。应该理解的是，通过单点检测器954可以检测血液柱的任意一个点。优选的点是粘度测试运行的初始血液柱液面，即h_1I和h_2i。但是，可以检测出血液柱中的任意其它点以便产生出对应的高度比时间数据/曲线。

如图8中所示，在本发明的最广义范围内可以包括任意其它用来检测立管R1和R2中血液柱82/84的运动的装置和/或方法(或者只是检测其中一个血液柱的运动同时检测另一个血液柱的单点)，因而不限于LED阵列64/CCD66布置，也不限于血液柱液面检测器54/56或单点检测器。实际上，本发明包括了下面类型的物理检测值(在图8中由“SENSOR1”和“SENSOR2”表示)：

d(重量)/dt：对于每个流体柱使用重量检测装置作为传感器检测到的每个流体柱的重量相对于时间的变化；例如，w₁(t)-w₂(t)；

d(压力)/dt：使用位于每个流体柱顶部处的压力传感器检测到的，每个流体柱的压力相对于时间的变化；例如，p₁(t)-p₂(t)；

行程时间：声音信号(例如超声波)从位于每个流体柱上方的传感器发出并且反射后返回到该传感器所花费的时间；例如，行程时间₁(t)-行程时间₂(t)；

d(体积)/dt：每个流体柱的体积相对于时间的变化；例如，V₁(t)-V₂(t)；

d(位置)/dt：使用数字摄象机检测出的每个流体柱的位置变化；例如，Pos₁(t)-Pos₂(t)；以及

d(质量)/dt：每个流体柱的质量相对于时间的变化；例如，m₁(t)-m₂(t)。

图9A-9B包括用于确定病人循环血流的粘度的DRSC粘度计20的详细操作的流程图。该测试运行的整个时间用CCDs66大约为3分钟。当CCDs66的像素值不再变化，则DRSC20确定已经到达Δh，从而测试运行终止。

如上所述，使用DRSC粘度计20进行的粘度测定的构想在于，监测来自病人循环血的两个相对移动的血液柱的高度变化，并且给出其中一个血液柱必须从中通过的毛细管的尺寸。

可以使用多个数学模型作为用于从粘度计20和(如将在下面所述的粘度计120)获得的数据的曲线拟合模型，例如幂次律模型、Casson模型、Carreau模型、Herschel-Bulkley模型、Powell-Eyring模型、Cross模型、Carreau-Yasuda模型。在本发明的最广义范围范围可以包括所有这些模型。下面的说明利用了幂次律模型，并且只是以实施例的方式使用，而不是以限制的方式使用。因此，本领域普通技术人员可以用任意上述曲线拟合模型代替下述示例性的幂次律模型。

具体地说，对于非牛顿型流体如血液而言，粘度随着剪切率而变化，但是在毛细管内的Hagen-Poiseuille流仍然保持为定常的或准定常的层流。对于正好与非牛顿幂次律粘度模型相关的流体而言，毛细管压降和流速的关系如下： $\mathrm{\Δ}{P}_c=\frac{{4\mathrm{kL}}_c{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^n}{{\mathrm{\φ}}_c}=\frac{{4\mathrm{kL}}_c}{{\mathrm{\φ}}_c}{\left|\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}\right|}^n-------\left(1\right)$ 其中剪切率 通过下式与毛细管流速相关： $\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}=\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}$ 其中幂定律粘度被定义为： $\mathrm{\μ}=k{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^{n-1}---\left(3\right)$ 并且其中

ΔP_c＝毛细管压降(Pa)

L_c＝毛细管的长度(m)

Q＝体积流速(m³/s)

k＝稠度指数(在毛细管粘度计中使用的常数)-这是测定的；

n＝幂定律指数(在毛细管粘度计中使用的另一个常数)-这是测定的；

φ_c＝毛细管直径(m)

μ＝流体粘度(厘泊，CP)

＝剪切率(s^-1)

由于作为非牛顿型流体的血液正好具有幂定律粘度模型的特征。所以等式(1)可以重新写成： $\mathrm{\ρg}(h_1-h_2)=\frac{4k{L}_c}{{\mathrm{\φ}}_c}{\{2\left(\frac{3n+1}{n}\right)\·\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_r^2}{{\mathrm{\φ}}_c^3}\right)\left(\frac{\mathrm{dh}}{\mathrm{dt}}\right)\}}^n+\mathrm{\Δh\ρg}---\left(4\right)$ 其中

ρ＝血液流体密度；

g＝万有引力常数；

h₁＝立管R1中的血液柱的瞬时高度；

h₂＝立管R2中的血液柱的瞬时高度；

ψ_c＝毛细管的内径；

ψ_r＝立管的内径，其中ψ_c＜＜＜ψ_r；

Δh＝由于血液的屈服应力而导致的偏移，差并且是血液的特性。

应该注意的是毛细管L_c的长度假设较大，从而可以忽略立管R1和R2以及连接流体部件中的任何摩擦力。另外，立管R1和R2的直径是相等的。

通过在等式(4)的两边对时间进行积分，从而消除了确定

的必要，这得出下式： $h_1-h_2-\mathrm{\Δh}=-{\{\left(\frac{n-1}{n}\right)\mathrm{\αt}+{(\mathrm{\Δh}-h_0)}^{\frac{n-1}{n}}\}}^{\frac{n}{n-1}}-----\left(5\right)$ 其中

在t＝0下h₀＝h₁(t)-h₂(t)，即h₀＝h_1i-h_2i；并且 $\mathrm{\α}=-\frac{1}{2}{\left(\frac{4k{L}_c}{\mathrm{\ρg}{\mathrm{\φ}}_c}\right)}^n\left(\frac{n}{3n+1}\right)\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_c^3}{{\mathrm{\φ}}_r^2}\right)---\left(6\right)$

为了确定粘度，必须根据测试运行数据使用曲线拟合来确定k和n的数值。具体地说，采取以下程序：

1)进行测试运行并且获得所有的h₁(t)和h₂(t)数据；

2)通过数据来拟合曲线以获得h₁(t)和h₂(t)的符号表达式；

3)确定所有h₁(t)-h₂(t)数据以及Δh；

4)假设幂定律参数k和n的数值；

5)计算出所有数据点的随动误差数值：

6)总计所有数据点的误差数值；

7)迭代以确定使误差总和最小的k和n的数值；并且

8)在等式(2)和(3)中使用所确定的k和n数值来计算出粘度。

图10A描述了病人循环血的粘度比剪切率范围的曲线图，并且图10B描述了粘度比剪切率的对数图。应该理解的是，在这些图面中所描述的曲线在数学上是等同的，并且上述DRSC粘度计确保了比现有技术更高的精确度。

在立管R1和R2的顶部处可以使用一种组合的手柄/过滤器组件(未示出)。该组件使得处于大气压力下的惰性气体能够引入到相应流体柱上方的立管R1和R2中。另外，该组件用作一种手柄，用来在使用一次性血液接收装置22时插入和拆除血液接收装置22。

还应该理解的是，在血液接收装置22中的许多部件的位置只是以实施例的方式而不是以限制方式显示出。例如，毛细管52可以水平地或垂直地设置；阀门机构46不必位于在立管R1和R2的弯管部分50A/50B处。在本发明的最广义范围内可以包括各个部件在血液接收装置22中的各种位置而不会偏离本发明。实际上，在下面描述的下一个实施方案采取了这样的各种位置。

在图13-21中显示出上述DRSC粘度计的更优选实施方案120。该用于所有意图和目的的该第二实施方案120与第一实施方案20相同，除了阀门机构46的位置、抽空机构101的使用、毛细管52的位置和在血液接收装置中所使用的必需血液体积。因此，控制着该第二实施方案的操作的等式(即等式1-7)和涉及血液柱液面的时间响应和粘度(即图6、10A和10B)都是类似的并且在这里将不再重复。因此，结构的共同细节以及实施方案120的操作将不再赘述。另外，如上面相对于实施方案20所描述的一样，在实施方案120中使用的毛细管52不必是细长的管子，而是可以包括多种结构例如盘绕的毛细管。

如在图13中可以看出，实施方案120包括血液接收装置122和分析器/输出部分24。和上述血液接收装置22一样，该血液接收装置122可以是一次性的或是可重复使用的。作为一次性血液接收装置122的实施例而言，摩擦配合型接头147(参见图14)可拆卸地将立管R2的顶端固定进外壳60中同时阀门机构46在立管R1的顶部处摩擦配合进外壳60中。因此，为了拆除该一次性血液接收装置122，操作人员只需要解除接头147和阀门机构46的摩擦配合。

血液接收装置122包括现在位于立管R1的顶部处的阀门机构46和已经位于在两个立管R1和R2之间的毛细管52。另外，已经将抽空机构101添加到该血液接收装置122中。抽空机构101使得能够收回第一血液试样以到达血液接收装置122，以便进行随后的血液分析(例如，红细胞比容研究)。但是，应该理解的是，抽空机构101不形成粘度测定的任何部分，并且不会以任何方式妨碍DRSC粘度计120在根据相对于实施方案20所述来确定血液粘度中的操作。实际上，如将在下面所述的一样，抽空机构101在粘度测试运行开始之前与阀门机构46脱开。

抽空机构101包括可以通过抽空器驱动装置109来定位的抽空器107。在图15、16、17A-17B和流程图19A-19B中描述了抽空机构101的操作。具体地说，如在图17A中最清楚地显示出的一样，当检测器103(例如，光电检测器、光电眼等)检测出来自(借助于CBCM26)病人的输入血液的第一或初始部分时，检测器103使促动抽空器驱动装置109的微处理器58做好准备去驱动抽空器107朝向阀门机构46上的穿刺装置111(例如，针，图15)，该穿刺装置刺穿抽空器107的可刺穿表面。同时，处理器58命令阀门驱动装置86使阀门配置在第一位置中(如图17A中所示)。因此，输入血流的第一或初始部分被捕捉在抽空器107中。在经过固定时间t_f之后，处理器58命令抽空器驱动装置109使抽空器107与穿刺装置111脱离。随着输入血流的该初始被捕捉在抽空器107中，操作人员就可以将抽空器107从驱动装置109上拆卸下来然后提供给设置在现场或设置在远处的单独分析机构。

在处理器58命令抽空器驱动装置109使抽空器107与穿刺装置111脱开的同时，处理器58还命令阀门驱动装置86使阀门移动进第二位置(图17B)。因此，输入血流进入立管R2的顶部，沿着立管R2向下流，穿过毛细管52并向上进入立管R1。血液柱液面检测器54和56监测着在每个立管中的血液柱。当血液柱液面检测器56检测到预定的液面h_sv时，它通知处理器58。该h_sv是对应与血液准确体积的准确数值，从而当在立管R2中的血液柱到达h_2i时(图17B和图17C)，在立管R1中的血液柱将处于h_1i。因此，当血液柱液面检测器56检测到已经到达h_sv时，处理器58促动阀门驱动装置86使阀门转动进第三位置(图17C)，从而使两个血液柱与输入血流隔开同时开始粘度测试运行。该粘度测试运行与上面相对于实施方案20所述的一样，因而在这里不再重复。

或者，如前所述，图14的实施方案可以进行改变，从而可以只使用一个血液柱液面检测器56来监测一个血液柱的液面同时使用单点检测器954来从另一个血液柱的液面中获得数据点。具体地说，可以使用血液柱液面检测器56来检测在第一立管R1中的下落血液柱，并且可以使用单点检测器954来检测在立管R2中的上升血液柱的预定液面h_sv。因此，在本发明的最广义范围内可以包括使用一个血液柱液面检测器来监测在一个立管中血液柱的位置变化，并且使用单点检测器来检测在另一个立管中的血液柱的单点。应该理解的是，可以通过单点检测器954检测处血液柱的任意一个点。优选的点是用于粘度测试运行的初始血液柱液面，即h_1i或h_sv。但是可以检测出在血液柱中的其它点以便产生出对应的高度比时间的数据/曲线。

在图20-21中显示出血液接收装置122的一个示例性实施方式。具体地说，立管R1和R2(例如注模件)具有插入在毛细管元件153的相应端部中的整体弯管50A和50B。具体地说，毛细管元件153的每个端部形成在弯管50A和50B的每个端部上面滑动的贴身套筒。如在图21中最清楚显示出的一样，毛细管元件153包括锥形入口155和锥形出口157，用来在循环血从弯管50A的端部流进毛细管元件153然后进入弯管50B并且上升进入立管R2时使任何紊流最小化。

应该指出的是，所有在这里所述的“血液接收”装置主要是各个部件例如立管等的各种组合的示例，它可以采取那些在这里特定描述的形式之外的各种其它形式。

如图18中所示，在本发明的最广义范围内可以包括任意其它用来检测立管R1和R2中血液柱运动的装置和/或方法(或者只是检测其中一个血液柱的运动同时检测另一个血液柱的单点)，因而不限于LED阵列64/CCD66布置，也不限于血液柱液面检测器54/56。实际上，本发明覆盖了下面类型的物理检测值(在图18中由“SENSOR1”和“SENSOR2”表示)：

d(重量)/dt：对于每个流体柱使用重量检测装置作为传感器检测到的每个流体柱的重量相对于时间的变化；例如，w₁(t)-w₂(t)；

d(压力)/dt：使用位于每个流体柱顶部处的压力传感器检测到的每个流体柱的压力相对于时间的变化；例如，p₁(t)-p₂(t)；

行程时间：声音信号(例如超声波)从位于每个流体柱上方的传感器发出然后反射而返回到该传感器所花费的时间；例如，行程时间₁(t)-行程时间₂(t)；

d(体积)/dt：每个流体柱的体积相对于时间的变化；例如，V₁(t)-V₂(t)；

d(位置)/dt：使用数字摄象机检测出的每个流体柱的位置变化；例如，Pos₁(t)-Pos₂(t)；以及

d(质量)/dt：每个流体柱的质量相对于时间的变化；例如，m₁(t)-m₂(t)。

CCDs66可以是任意普通的装置。从San Jose，CA.的ScanVision有限公司可以得到一种特别合适的CCD。那个CCD其像素分辨率为300dpi-83μ。该ScanVision有限公司的CCD采用了普通的CCD捕获软件。LED阵列64可以用包括光纤线在内的多种光源来实现。

另外，外壳60的门76可以构成为沿着外壳60的底部铰接从而能够下摆，以便获得到血液接收装置22或122的通道。

应该理解的是，在本发明20和120的最广义范围内可以包括辅助压力(例如压力源，如泵)作为用于在测试运行期间使血液柱82/84运动的动力，与环境大气反向为每个立管R1和R2通气。

还应该理解的是，虽然显示器28设有有效的装置用来将粘度数据传输给用户，但是DRSC粘度计20和120的最广义范围不需要显示器28。相反，只要可以将粘度数据提供给任意输出装置30，就可以满足本发明的目的。另外，应该理解的是，在实施方案20和120中的分析器/输出部分24可以通过任意笔记本个人计算机来实现，并且不会以任何方式受到图2-3所示的方案限制。

相应实施方案20和120的血液接收装置22和122通常被设置成位于低于病人心脏的位置处。通过这样做，重力有助于静脉压将循环血输送给血液接收装置22/122，但是这还防止血液在早期悬挂和粘度测试运行期间回流进病人。

应该理解的是，在实施方案20使用了可重复使用的血液接收装置22的情况中，或者在实施方案120使用了可重复使用的血液接收装置122的情况中，可以分别去掉在图9B和19B中的步骤“插入一次性部件”。

应该注意的是，如前所述，优选的方法/装置是用血液柱液面检测器56监测上升的血液柱84，这与监测下落的血液柱82相反，因为在监测下落血液柱82时会遇到大量的噪音。该上升柱84给出了更干净的监测信号，因此是优选要监测的血液柱。但是，在本发明的最广义范围内可以包括在通过血液柱液面检测器56监测下落血液柱时，采用过滤或补偿该噪音的装置。

还应该注意的是，DRSC粘度计20和120可以用来确定其它非牛顿型流体(例如油、涂料、化妆品等)的粘度，而不限于生物流体例如血液。

不用进一步地详细说明，上面的说明将因此完全地说明了我们的发明，而在各种应用条件下可以通过应用当前或将来的知识很容易适应情况应用该发明。

Claims (121)

1.一种用于利用渐减的压力差来检测处于多个剪切率下的流体运动的设备，包括：

流体源，设置在水平参考位置上方；

流阻器，具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述流体源流体连通；

立管，其一个端部连接在所述流阻器的所述第二端部，而另一个端部暴露于大气压，所述立管相对于所述水平参考位置成大于零度的角度设置；以及

传感器，用来在所述流体从所述流体源流动穿过所述流阻器并且进入到所述立管时，通过处在多个剪切率下的所述立管来检测由所述渐减压力差引起的流体运动。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述流阻器包括毛细管。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述立管相对于所述水平参考位置垂直地设置。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述流体是一种非牛顿型流体。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述流体沿着立管向上的运动包括有上升流体柱，并且其中所述传感器监测所述上升流体柱的高度随时间的变化，所述高度被定义为所述上升流体柱的顶部和所述水平参考位置之间的距离。

6.如权利要求5所述的设备，还包括计算机，所述计算机与所述传感器连接，并且其中所述计算机根据所述上升流体柱的高度随时间的变化来计算出流体的粘度。

7.一种用于利用渐减的压力差来在多个剪切率上确定非牛顿型流体的粘度的设备，所述设备包括：

非牛顿型流体源，设置在水平参考位置上方；

毛细管，具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述非牛顿型流体源连接；

立管，其一个端部连接在所述毛细管的所述第一端部上，并且另一个端部暴露于大气压，所述立管所述立管相对于所述水平参考位置成大于零度的角度设置；以及

传感器，用来在所述非牛顿型流体从所述非牛顿型流体源流动穿过所述流阻器并且进入到所述立管时，通过处在多个剪切率下的所述立管来检测由所述渐减压力差引起的非牛顿型流体运动，所述传感器产生出与非牛顿型流体随时间的运动相关的数据；以及

计算机，它与所述传感器连接，用来根据所述与随时间变化的非牛顿型流体运动相关数据计算出所述非牛顿型流体的粘度。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述立管相对于所述水平参考位置垂直地设置。

9.如权利要求7所述的设备，其中所述非牛顿型流体是生物的循环血，并且所述非牛顿型流体源是生物的血管系统。

10.一种用于对生物中的循环血进行粘度测量的设备，所述设备包括：

管腔，设置成与生物的血管系统连接；

一对管子，具有与管腔连接的相应第一端部用来接收来自生物的循环血，并且所述管子对中的一个包括具有一些已知参数的毛细管；

阀门，用来控制循环血从生物的血管系统到管子对的流动；

以及分析器，它与阀门连接，用来控制阀门以让血液流进管子对，于是在管子对中的每一个中的血液相对于该管采取相应的初始位置，所述分析器还被设置成用来操纵阀门以使管子对与生物的血管系统隔离并且用来将管子对连接在一起，从而血液使所述管子对中的位置改变化，所述分析器还设置成用来监测在所述其中一个管子中的血液位置变化并且用来检测在另一个管子中的至少一个血液位置，从而以此为根据计算血液的粘度。

11.如权利要求10所述的设备，其中，被设置用来检测在所述管子中的另一个中的至少一个血液位置的所述分析器包括监测在所述管子中的另一个中的血液位置变化。

12.如权利要求10所述的设备，其中所述设备适用于实时地对生物的循环血进行粘度测量。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述管子的每一个具有第二端部，并且因此所述设备另外包括用于使所述管子对的所述第二端部通向周围大气的装置。

14.如权利要求12所述的设备，其中所述分析器检测所述管子对的重量随时间的变化，以实现所述对血液位置变化的监测。

15.如权利要求12所述的设备，其中所述相应的初始位置包括第一血液柱相对于所述管子对中一个的第一预测试位置和第二血液柱相对于所述管子对中另一个的第二预测试位置，所述第一预测试位置和所述第二预测试位置彼此不同。

16.如权利要求15所述的设备，其中所述管子对竖直朝上，并且其中所述第一预测试位置包括所述第一血液柱的第一初始高度，并且所述第二预测试位置包括所述第二血液柱的第二初始高度。

17.如权利要求16所述的设备，其中所述分析器检测所述第一和第二血液柱的柱高变化。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述分析器通过检测发射的信号朝向每个所述血液柱的顶部的行程时间来检测所述柱高变化。

19.如权利要求18所述的设备，其中所述发射信号为声音信号。

20.如权利要求16所述的设备，其中所述分析器包括用于检测所述第一和第二血液柱的柱高变化的数字摄象机。

21.如权利要求16所述的设备，其中所述分析器检测所述第一和第二血液柱的压力随时间的变化，以实现所述对血液位置变化的监测。

22.如权利要求12所述的设备，其中所述分析器检测所述管子对的血液体积的变化，以实现所述对血液位置变化的监测。

23.如权利要求12所述的设备，还包括环境控制装置，所述环境控制装置在所述分析器将所述管子对连接在一起的期间将所述毛细管中的血液保持在与生物温度基本上相同的温度下。

24.如权利要求23所述的设备，其中所述环境控制装置在所述分析器将所述管子对连接在一起的期间将所述管子对中的血液保持在与生物温度基本上相同的温度下。

25.如权利要求15所述的设备，其中所述管子对中血液的所述各个初始位置通过所述分析器的操作来建立。

26.如权利要求16所述的设备，其中所述第一初始高度和所述第二初始高度通过所述分析器的操作来建立。

27.如权利要求15所述的设备，其中血液在所述管子对中的所述位置变化包括所述第一和第二血液柱沿着相对的方向运动，并且其中所述分析器确定所述各个液面之间的差值。

28.如权利要求16所述的设备，其中所述血液在所述管子对中的所述位置变化包括血液柱从所述第一初始高度开始下落以及血液柱从所述第二初始高度开始上升，所述分析器监测所述上升血液柱的血液位置变化并且从所述下落的血液柱中检测所述至少一个血液位置。

29.如权利要求28所述的设备，其中所述至少一个血液位置是所述第一初始高度。

30.如权利要求16所述的设备，其中所述分析器确定所述血液柱的所述高度随着时间的差值，即h₁(t)-h₂(t)，其中h₁(t)为所述第一血液柱的所述高度，而h₂(t)为所述第二血液柱的所述高度。

31.如权利要求30所述的设备，其中所述分析器在监测血液位置变化一段时间之后检测出所述血液柱的所述高度的偏移，即Δh。

32.如权利要求31所述的设备，其中所述分析器采用h₁(t)-h₂(t)和Δh来计算出粘度，从而确定出稠度指数k和幂定律指数n，如由下式给出： $h_1-h_2-\mathrm{\Δh}=-{\{\left(\frac{n-1}{n}\right)\mathrm{\αt}+{(\mathrm{\Δh}-h_0)}^{\frac{n-1}{n}}\}}^{\frac{n}{n-1}}$ 其中 $\mathrm{\α}=-\frac{1}{2}{\left(\frac{4k{L}_c}{\mathrm{\ρg}{\mathrm{\φ}}_c}\right)}^n\left(\frac{n}{3n+1}\right)\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_c^3}{{\mathrm{\φ}}_r^2}\right)$ 并且其中

h₀＝h₁(0)-h₂(0)；

L_c＝毛细管的长度；

ψ_c＝毛细管的内径；

ψ_r＝立管的内径，其中ψ_c＜＜＜ψ_r；

ρ＝血液密度；并且

g＝万有引力常数。

33.如权利要求32所述的设备，其中所述分析器利用所述在下面等式中确定的数值n和k计算出所述粘度μ： $\mathrm{\μ}=k{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^{n-1}$ 其中 $\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}=\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}$ 并且其中

Q＝在所述毛细管中的体积流速；

φ_c＝毛细管直径；

＝剪切率。

34.如权利要求12所述的设备，其中所述分析器操纵所述阀门，以使所述管子对与生物的血管系统隔离，同时将所述管子对连接在一起。

35.如权利要求12所述的设备，其中所述分析器包括用于所述管子对的每一个的相应监视器，所述相应监视器中的每一个监测在所述相应管子中的血液位置变化。

36.如权利要求35所述的设备，其中所述相应监视器包括相应的发光阵列和电荷耦合器件(CCDs)。

37.如权利要求36所述的设备，其中所述相应发光阵列中每一个包括多个以直线方式布置的多个发光二极管，用于沿着所述管子的长度照亮相应的管子。

38.如权利要求10所述的设备，其中所述分析器包括：

监视器，用来监测在其中一个所述管子中的血液位置变化；以及

检测器，用来检测在所述管子中的另一个中的至少一个血液位置。

39.如权利要求38所述的设备，其中所述监视器包括发光阵列和电荷耦合器件(CCDs)。

40.如权利要求39所述的设备，其中所述相应发光阵列中每一个包括多个以直线方式布置的多个发光二极管，用于沿着所述管子的长度照亮相应的管子。

41.如权利要求38所述的设备，其中所述检测器包括发光二极管和光电检测器。

42.如权利要求12所述的设备，其中所述管子对是一次性的。

43.如权利要求12所述的设备，其中所述阀门机构是一次性的。

44.一种用于确定生物的循环血液粘度的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供通向生物的循环血的通道以形成循环血的输入流动；

(b)将循环血的输入流分成第一流动通道和第二流动通道，所述输入流的相应部分流进这些通道，其中所述第一或第二流动通道中的一个包括具有一些已知参数的通道部分；

(c)使所述第一和第二流动通道与所述输入流隔开，并且将第一和第二流动通道连接在一起，从而使每个流动通道中的血液位置会变化；

(d)监测在所述第一和第二流动通道中的一个中的血液位置随时间的变化；

(e)检测在所述第一和第二流动通道中的另一个中的至少一个血液位置；

(f)根据血液位置变化并且根据所述通道部分的所选已知参数来计算出所述循环血的粘度。

45.如权利要求44所述的方法，其中所述检测在所述第一和第二流动通道的另一个中的至少一个血液位置的步骤包括监测在所述第一和第二流动通道的另一个中的血液位置变化，并且其中所述计算粘度的步骤包括根据在所述第一和第二流动通道的每一个中的所述血液位置变化并且根据所述通道部分的所选已知参数来计算粘度。

46.如权利要求45所述的方法，其中所述计算所述循环血的粘度的步骤是实时地进行的。

47.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二血液柱的柱高随着时间的变化。

48.如权利要求44所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随着时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二血液柱的至少一个的柱高随时间的变化。

49.如权利要求47所述的方法，其中所述第一和第二血液柱通向周围大气。

50.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二循环血柱的重量随时间的变化。

51.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测发射信号朝向每一个所述血液柱的顶部的行程时间。

52.如权利要求51所述的方法，其中所述发射信号为声音信号。

53.如权利要求47所述的方法，其中通过数字摄象机来监测所述柱高。

54.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二血液柱的压力随时间的变化。

55.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二循环血柱的质量随着时间的变化。

56.如权利要求46所述的方法，其中所述第一和第二流动通道包括处于竖立位置中的相应血液柱，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测在所述第一和第二流动通道中的血液位置变化。

57.如权利要求46所述的方法，还包括在所述监测在所述第一和第二流动通道中的血液位置变化的步骤期间将所述通道部分的温度保持在与生物温度基本相同的温度上的步骤。

58.如权利要求57所述的方法，其中所述保持温度的步骤包括在所述监测在所述第一和第二流动通道中的血液位置变化的步骤期间将所述第一和第二流动通道的温度保持在与生物温度基本相同的温度上的步骤。

59.如权利要求47所述的方法，其中所述将所述循环血输入流分成第一流动通道和第二流动通道的步骤包括建立用于所述第一血液柱的第一预测试液面和用于所述第二血液柱的第二预测试液面，所述第一和第二预测试液面彼此不同。

60.如权利要求59所述的方法，其中所述计算粘度的步骤包括确定所述第一和第二流体柱的所述高度随着时间的差值，即h₁(t)-h₂(t)，其中h₁(t)为所述第一血液柱的所述高度，而h₂(t)为所述第二血液柱的所述高度。

61.如权利要求60所述的方法，其中所述计算粘度的步骤还包括检测出所述第一和第二血液柱的所述高度的偏移，即Δh。

62.如权利要求61所述的方法，其中所述计算粘度的步骤还包括采用h₁(t)-h₂(t)和Δh来确定出稠度指数k和幂定律指数n，如由下式给出： $h_1-h_2-\mathrm{\Δh}=-{\{\left(\frac{n-1}{n}\right)\mathrm{\αt}+{(\mathrm{\Δh}-h_0)}^{\frac{n-1}{n}}\}}^{\frac{n}{n-1}}$ 其中 $\mathrm{\α}=-\frac{1}{2}{\left(\frac{4k{L}_c}{\mathrm{\ρg}{\mathrm{\φ}}_c}\right)}^n\left(\frac{n}{3n+1}\right)\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_c^3}{{\mathrm{\φ}}_r^2}\right)$ 并且其中

h₀＝h₁(0)-h₂(0)；

L_c＝所述通道部分的长度；

ψ_c＝所述通道部分的内径；

ψ_r＝所述第一或第二流体柱的直径，其中ψ_c＜＜＜ψ_r；

ρ＝血液密度；并且

g＝万有引力常数。

63.如权利要求62所述的方法，其中所述计算粘度μ的步骤还包括利用在下面等式中确定的数值n和k： $\mathrm{\μ}=k{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^{n-1}$ 其中 $\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}=\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}$ 并且其中

Q＝在所述通道部分中的体积流速；

φ_c＝通道部分直径；

＝剪切率。

64.一种用于实现对生物中的循环血的粘度测量的设备，所述设备包括：

管腔，设置成与生物的血管系统连接；

一对管子，具有相应的第一端部和第二端部，所述第一端部通过具有一些已知参数的毛细管连接在一起；

阀门，用来控制循环血从生物的血管系统到管子对的流动，所述阀门与所述管子对中的一个的第二端部连接；以及

分析器，它与阀门连接，用来控制所述阀门以让血液流进所述管子对，因此在管子对中的每一个中的血液相对于该管采取相应的初始位置，所述分析器还被设置用来操纵阀门以使所述管子对与生物的血管隔开，从而使血液在所述管子对中的位置变化，分析器还设置用来监测在所述其中一个管子中的血液位置变化并且用来检测在所述另一个管子中的至少一个血液位置，从而用来根据其上计算出该血液的粘度。

65.如权利要求64所述的设备，其中被设置用来检测在所述管子中的另一个中的至少一个血液位置的所述分析器包括监测在所述管子中的另一个中的血液位置变化。

66.如权利要求65所述的设备，其中所述设备适用于实时地对生物的循环血进行粘度测量。

67.如权利要求66所述的设备，其中所述管子的每一个具有第二端部，并且因此所述设备另外包括用于使所述管子对的所述第二端部通向周围大气的装置。

68.如权利要求66所述的设备，其中所述分析器检测所述管子对的重量随时间的变化，以实现所述管子对的血液位置变化的监测。

69.如权利要求66所述的设备，其中所述相应的初始位置包括第一血液柱相对于所述管子对中一个的第一预测试位置和第二血液柱相对于所述管子对中另一个的第二预测试位置，所述第一预测试位置和所述第二预测试位置彼此不同。

70.如权利要求69所述的设备，其中所述管子对竖直朝上，并且其中所述第一预测试位置包括所述第一血液柱的第一初始高度，并且所述第二预测试位置包括所述第二血液柱的第二初始高度。

71.如权利要求70所述的设备，其中所述分析器检测所述第一和第二血液柱的柱高变化。

72.如权利要求71所述的设备，其中所述分析器通过检测发射的信号朝向每个所述血液柱的顶部的行程时间来检测所述柱高变化。

73.如权利要求72所述的设备，其中所述发射信号为声音信号。

74.如权利要求70所述的设备，其中所述分析器包括用于检测所述第一和第二血液柱的柱高变化的数字摄象机。

75.如权利要求70所述的设备，其中所述分析器检测所述第一和第二血液柱的压力随时间的变化来实现所述对血液位置变化的监测。

76.如权利要求66所述的设备，其中所述分析器检测所述管子对的血液体积的变化来实现所述对血液位置变化的监测。

77.如权利要求66所述的设备，还包括环境控制装置，所述环境控制装置在所述分析器将所述管子对连接在一起的期间将所述毛细管中的血液保持在与生物温度基本上相同的温度下。

78.如权利要求77所述的设备，其中所述环境控制装置在所述分析器将所述管子对连接在一起的期间将所述管子对中的血液保持在与生物温度基本上相同的温度下。

79.如权利要求69所述的设备，其中所述管子对中血液的所述各个初始位置通过所述分析器的操作来建立。

80.如权利要求70所述的设备，其中所述第一初始高度和所述第二初始高度通过所述分析器的操作来建立。

81.如权利要求69所述的设备，其中血液在所述管子对中的所述位置变化包括所述第一和第二血液柱沿着相对的方向运动，并且其中所述分析器确定在所述各个液面之间的差值。

82.如权利要求70所述的设备，其中所述血液在所述管子对中的所述位置变化包括血液柱从所述第一初始高度开始下落以及血液柱从所述第二初始高度开始上升，所述分析器监测所述上升血液柱的血液位置变化并且从所述下落的血液柱中检测所述至少一个血液位置。

83.如权利要求82所述的设备，其中所述至少一个血液位置是所述第一初始高度。

84.如权利要求70所述的设备，其中所述分析器确定所述血液柱的所述高度随时间的差值，即h₁(t)-h₂(t)，其中h₁(t)为所述第一血液柱的所述高度，而h₂(t)为所述第二血液柱的所述高度。

85.如权利要求84所述的设备，其中所述分析器在监测血液位置变化一段时间之后检测出所述血液柱的所述高度的偏移，即Δh。

86.如权利要求85所述的设备，其中所述分析器采用h₁(t)-h₂(t)和Δh来计算出粘度，从而确定出稠度指数k和幂定律指数n，如由下式给出： $h_1-h_2-\mathrm{\Δh}=-{\{\left(\frac{n-1}{n}\right)\mathrm{\αt}+{(\mathrm{\Δh}-h_0)}^{\frac{n-1}{n}}\}}^{\frac{n}{n-1}}$ 其中 $\mathrm{\α}=-\frac{1}{2}{\left(\frac{4k{L}_c}{\mathrm{\ρg}{\mathrm{\φ}}_c}\right)}^n\left(\frac{n}{3n+1}\right)\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_c^3}{{\mathrm{\φ}}_r^2}\right)$ 并且其中

h₀＝h₁(0)-h₂(0)；

L_c＝毛细管的长度；

ψ_c＝毛细管的内径；

ψ_r＝立管的内径，其中ψ_c＜＜＜ψ_r；

ρ＝血液密度；并且

g＝万有引力常数。

87.如权利要求86所述的设备，其中所述分析器利用所述在下面等式中确定的数值n和k计算出所述粘度μ： $\mathrm{\μ}=k{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^{n-1}$ 其中 $\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}=\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}$ 并且其中

Q＝在所述毛细管中的体积流速；

φ_c＝毛细管直径；＝剪切率。

88.如权利要求66所述的设备，其中所述分析器包括用于所述管子对的每一个的相应监视器，所述相应监视器中的每一个监测在所述相应管子中的血液位置变化。

89.如权利要求88所述的设备，其中所述相应监视器包括相应的发光阵列和电荷耦合器件(CCDs)。

90.如权利要求89所述的设备，其中所述相应发光阵列中每一个包括多个以直线方式布置的多个发光二极管，用于沿着所述管子的长度照亮相应的管子。

91.如权利要求64所述的设备，其中所述分析器包括：

监视器，用来监测在其中一个所述管子中的血液位置变化；以及

检测器，用来检测在所述管子中的另一个中的至少一个血液位置。

92.如权利要求91所述的设备，其中所述监视器包括发光阵列和电荷耦合器件(CCDs)。

93.如权利要求92所述的设备，其中所述相应发光阵列中每一个包括多个以直线方式布置的多个发光二极管，用于沿着所述管子的长度照亮相应的管子。

94.如权利要求91所述的设备，其中所述检测器包括发光二极管和光电检测器。

95.如权利要求66所述的设备，其中所述管子对是一次性的。

96.如权利要求66所述的设备，其中所述阀门机构是一次性的。

97.如权利要求64所述的设备，其中所述分析器还包括有容器，所述容器收集来自生物血管系统的循环血流的初始部分。

98.如权利要求97所述的设备，其中所述分析器还包括在所述阀门的输入端口附近的检测器，用来检测来自生物血管系统的循环血流的初始部分。

99.如权利要求98所述的设备，其中所述阀门使所述容器与所述生物的血管系统分隔开，同时将所述管子对连接在生物的血管系统上。

100.如权利要求88所述的设备，其中所述相应监视器中的一个检测在所述管子对中一个的预定液面，以便所述分析器使所述管子对与生物的血管系统分开。

101.一种用于确定生物循环血液粘度的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供通向生物的循环血的通道以形成循环血的输入流动；

(b)通过具有一些已知参数的通道将输入流引入一对连接在一起的管子的一个端部中，所述输入流穿过所述管子对的第一个，穿过所述通道并且进入所述管子对的第二个的第一部分，从而在第一和第二管子中形成相应的血液柱；

(c)使所述相应血液柱与所述输入流分隔开，从而使每个血液柱中的血液位置变化；

(d)监测在其中一个所述血液柱中的血液位置随着时间的变化；

(e)检测在所述血液柱的另一个中的至少一个血液位置；并且

(f)根据所述血液位置变化、所述至少一个血液位置并且根据所述通道的所选已知参数来计算出循环血的粘度。

102.如权利要求101所述的方法，其中所述检测在所述第一和第二流动通道的另一个中的至少一个血液位置的步骤包括监测在所述第一和第二流动通道的另一个中的血液位置变化，并且其中所述计算粘度的步骤包括根据在所述所述血液柱的每一个中的所述血液位置变化并且根据所述通道的所述所选已知参数来计算粘度。

103.如权利要求102所述的方法，其中所述计算所述循环血的粘度的步骤是实时地进行的。

104.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随着时间的变化的步骤包括监测所述相应血液柱的柱高随时间的变化。

105.如权利要求101所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述相应血液柱的至少一个的柱高随时间的变化。

106.如权利要求104所述的方法，其中所述管子对的一个端部通向周围大气。

107.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述第一和第二循环血柱的重量随时间的变化。

108.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测发射信号朝向每一个所述血液柱的顶部的行程时间。

109.如权利要求108所述的方法，其中所述发射信号为声音信号。

110.如权利要求104所述的方法，其中通过数字摄象机来监测所述柱高。

111.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述相应血液柱的压力随时间的变化。

112.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测所述相应循环血柱的质量随时间的变化。

113.如权利要求103所述的方法，其中所述相应的血液柱处于竖立位置中，并且所述监测血液位置随时间的变化的步骤包括监测在所述相应血液柱的体积随时间的变化。

114.如权利要求103所述的方法，还包括在所述监测在所述相应血液柱中的血液位置变化的步骤期间将所述通道部分的温度保持在与生物温度基本相同的温度上的步骤。

115.如权利要求114所述的方法，其中所述保持温度的步骤还包括在所述监测在所述相应血液柱中的血液位置变化的步骤期间将所述相应血液柱的温度保持在与生物温度基本相同的温度上的步骤。

116.如权利要求104所述的方法，其中所述将所述循环血输入流引入管子对中的一个端部的步骤包括建立用于所述第一血液柱的第一预测试液面和用于所述第二血液柱的第二预测试液面，所述第一和第二预测试液面彼此不同。

117.如权利要求116所述的方法，其中所述计算粘度的步骤包括确定所述第一和第二流体柱的所述高度随着时间的差值，即h₁(t)-h₂(t)，其中h₁(t)为所述第一液柱的所述高度，而h₂(t)为所述第二液柱的所述高度。

118.如权利要求117所述的方法，其中所述计算粘度的步骤还包括检测出所述第一和第二液柱的所述高度的偏移，即Δh。

119.如权利要求118所述的方法，其中所述计算粘度的步骤还包括采用h₁(t)-h₂(t)和Δh来确定出稠度指数k和幂定律指数n，如由下式给出： $h_1-h_2-\mathrm{\Δh}=-{\{\left(\frac{n-1}{n}\right)\mathrm{\αt}+{(\mathrm{\Δh}-h_0)}^{\frac{n-1}{n}}\}}^{\frac{n}{n-1}}$ 其中 $\mathrm{\α}=-\frac{1}{2}{\left(\frac{4k{L}_c}{\mathrm{\ρg}{\mathrm{\φ}}_c}\right)}^n\left(\frac{n}{3n+1}\right)\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_c^3}{{\mathrm{\φ}}_r^2}\right)$ 并且其中

h₀＝h₁(0)-h₂(0)；

L_c＝通道的长度；

ψ_c＝通道的内径；

ψ_r＝所述第一或第二流体柱的内径，其中ψ_c＜＜＜ψ_r；

ρ＝血液密度；并且

g＝万有引力常数。

120.如权利要求119所述的方法，其中所述计算粘度μ的步骤还包括利用在下面等式中确定的数值n和k： $\mathrm{\μ}=k{\left|\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}\right|}^{n-1}$ 其中 $\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}=\left(\frac{3n+1}{n}\right)\frac{8Q}{{\mathrm{\π\φ}}_c^3}$ 并且其中

Q＝在所述通道中的体积流速；

φ_c＝通道直径；＝剪切率。

121.如权利要求101所述的方法，其中所述提供通向生物循环血的通道的步骤包括将限定量的所述循环血的输入流初始部分收集进容器中。

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