JPH0664068B2 - 流動媒質の粘性状態の変遷時間の測定方法及び同方法を実施するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、流動媒質の粘性状態の変遷時間の測定方法に
関し、特に、検査対象の流動媒質を含むカップの底には
強磁性ボールが配置され、このボールが外部磁界の影響
下で周期的に駆動され、流動媒質の粘性状態の変遷によ
るボールの変遷動作が検知されることを特徴とする血液
等の凝固時間を決定する方法に関する。勿論、本発明は
この方法を導入した装置に関する。

「従来の技術」 このような方法は、特に欧州特許第９０１９２号に記載
され、駆動されるボールがカップの平坦な水平底を自由
に移動できる。カップに注入されて、試薬が添加された
血漿等の流動媒質の粘性状態の変遷が発生した時には、
カップの内容物による粘度が増加するので、ボールが内
方に向いた曲線上を移動する。この放射状の移動が公知
の手段によって検知される。

「発明が解決しようとする課題」 従って、計測精度は、非常に小型のカップの中央方向へ
のボールの放射移動が、満足に評価して検知することが
困難である物理量であるので、改良の余地を残してい
る。このような測定の再現度は、特に基礎現象の複雑さ
から、良好でない。

「課題を解決するための手段」 従って、本発明の目的は、公知の欠点を克服し、特に精
度、信頼性及び再現度が従来の計測装置より優れた流動
媒質の粘性状態の変遷時間の測定方法を提供することで
ある。

更に、本発明の目的は、実務的に自動で、ヒトの介入が
人件費を上昇させないで最小に減少できるこのような方
法を挿入した装置を提供することである。

本発明の目的は、強磁性ボールは、各周期中に常に同じ
運行路を通り、この動作の振幅幅及び周波数が検知され
る事実によって特徴付けられる。

研究（検査）対象の流動媒質が粘度を増加した粘性状態
の変遷を実施する時、例えば流動媒質が最適な試薬の添
加後凝固する血漿である時には、ボールの移動が制動さ
れ、その周期動作が突然減少するように停止する。この
振幅の減少が検知され、変遷が実施された時に時刻を決
定する役割を果たす。

ボールが各周期で常に同一の通路をたどる事実は、周期
従って当該熟練者によって容易に操作できる周波数或は
振幅及び電気信号値の変化を検知することに十分である
ので、高精度測定及び良好な再現性となることが理解さ
れる。更に、このような検知は、非常に小型のボールの
中央方向の逃げを検知することからなるものより明らか
に容易で、少ない誤差率が得られる。

有利には、ボールの動作が垂直面における振子運動であ
る。上記欧州特許のようなカップに亙るウエル形成面に
おけるボールのこのような動きは、もはや殆どでたらめ
でなく、更に測定精度が増加する。

好ましくは、振子運動を制御する外部磁界の周期及び強
度が調整される。

この磁界の周波数は、ボールの固有共振数に合わせられ
ることが有利であり、その強度調整が研究される流動媒
質によって発生される撹拌力の変化を起こさせる。

好ましくは、粘性状態の変遷時間の決定が上述したよう
に比重測定に関連している。同じユニットにおけるこれ
ら２個の装置の関連は操作数を単純化している。種々の
関連部材が例えば温度調整器、供給装置或はマン／マシ
ンインタフェースの少なくとも部分のような２種の目的
用に使用できるので、原価を下げることが可能である。
これら要素は、もし要望されたならば、同一装置に組込
まれた種々の測定カップに共通である。

更に、光学濃度測定及び粘性状態の変遷時間の決定に対
するこのような関連は、本発明の特に有利な実施例にお
いて、もし、これら測定の第１段階で使用された光線が
後に特定されるボールの運行路と遭遇し、第２段階の役
割を果たしたらば、価値のあるものとなる。実際、ボー
ルの発振（振り子運動）は、これら振子の振幅を決定す
るために容易に使用される比重計の検知器の照度の変化
に起因する。

従って、例えばフォトダイオードである同じ光線及び検
知器が粘性状態の変遷時間及び光学濃度の測定用に使用
してもよい。

本発明を移植した装置に関する限り、後に特定される強
磁性ボールを含むようになっているカップの底は、最低
点が中央にある上方向き凹曲線の運行路を持つことが有
利である。

従って、運行路の最高点から転がされたボールが本発明
の振子（発振）運動を伴っていることが理解される。し
かし、このような運動は、研究流動媒質の粘性によって
迅速に減衰する。従って、本発明の装置は、特別の運行
路の各側に配置された２個の磁極を有利に備え、各磁極
には、周期或は強度調整電流が周期的及び交互に供給さ
れる手段と同様に電磁コイルが巻回されている。

この配列は、ボールの振子運動を維持する機能から離れ
て、このような運動の周期及び力を調整することが可能
であり、これが前述のように有利である。更に、前記欧
州特許の装置にある回転部材を省略できたことが明らか
に利点であり、注目される。

更に、特別の磁極が有利にＵ字状の磁性胴体で終端し、
この胴体の各脚には、磁気回路を閉塞して磁気漏洩を最
小にさせるようにコイルが巻回されている。

本発明の有利な実施例装置においては、ボールの振子幅
の変動を検知でき、この検知手段は、好ましくは、ボー
ルの位置関数として隠蔽時間が変化するように設け、そ
の後、この隠蔽に対応した光学信号を例えばフォトダイ
オードによって電気信号に変換することによって、ボー
ルの振子幅の変動を容易に検知している。

好ましくは、本発明のカップは、運行路の端部に、光線
が通過する相互に略平行な平坦透明面を各々持ってい
る。従って、この運行路は、検出器に入射する光線が無
歪み或は無損失でカップを透過できる比重計として同時
に併用できる。

しかし、この点に関連して、本発明の特定の有利な形態
によれば、ボール用の凹曲線運行路は、ボールの通路が
比重計の光線を遮蔽するように配置され、この光線の遮
蔽を電気信号に変換する手段を備えている。ここで、用
語「遮蔽」は、ボールが光線を遮ることを意味してい
る。要は、ボールは、振子運動の周期を決定するため
に、振子運動を容易に使用される電気信号に変換して、
カップ内の流動媒質の物理状態の変遷時間を測定するこ
とである。

好ましくは、測定精度を増加させるために、ボールの運
行路は、ボールが運行路の最低点に来た時に、比重計の
検知器を照明する光線がボールの頂上部とほぼ接するよ
うに装置内に配置されている。従って、この光線の遮蔽
時間（速度）は、０（秒）から、ボールが運行路の最高
点の１つに来た時に到達する最大値まで変化でき、最大
値の２０％が貴重な精度を得るために十分である。

本発明によるボールを含むカップの底には、前述のよう
に、最低点が中央にある上方向き凹曲線の運行路が形成
されている。この点は、仏国特許第２，４６５，２２７
号及び第２，５６６，９０８号に記載され、会社ＩＳＡ
ＢＩＯＬＯＧＩＥ及びＢＥＨＲＩＮＧから市販され、平
底に環状溝を備えた従来技術のカップから異なってい
る。

有利には、このカップは、底に形成された運行路の方向
に略平行六面体の細長いボウル（深いはち）を形成し、
その上部に試薬導入用の開口したオリフィスを具備して
いる。即ち、このボウルは互いに近接し、その距離がボ
ールの直径よりも僅かに大きい２つの対向した大きな面
と運行路の各端側に２個の対向する小さな面を持ち、運
行路はボールの直径の数倍の長さである。

本発明の一実施例においては、ボウルの底に形成された
運行路は、ボールを案内する溝が形成された円弧面でよ
い。

他の実施例においては、ボウルの底は、各側でボウルの
大きい面（大側壁）に各々接続され、好ましくは、これ
ら大側壁面に直交する軸線を持つ自転面である。従っ
て、ボールが自量でかく形成された溝の子午線に沿って
振子運動できる。

この面は、円筒状、円環状或は類似の面及び上方に開口
したＶ断面を持つ表面でよい。

好ましくは、本発明のカップの下部ボウルの対向面が相
互に平行でなくてよく、対称垂直軸線に関して約３°の
角度傾いている。

本発明のカップの導入オリフィスは、例えば、円筒形、
円錐形或は平行六面体でよく、平行六面体の場合、その
側壁の内角面は、試薬が残らないように、丸まってい
る。

本発明のこのようなカップは、例えば最適なプラスチッ
ク材から一体に成型され種々のカップのブロック或は組
立体の部分を形成することが有利である。

「実施例」 以下に、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

本発明の装置については、通常試薬が添加される血漿の
凝固時間を決定する場合の操作モードを説明している。
しかし、この装置は、当該熟練者の範囲内にある種々の
変形例に要求される他の目的にも使用できる。

図面に示す凝固計は、好適なプラスチック材から作られ
てもよい通常平行六面体の透明カップ１を備えている。
このカップ１は、強磁性ボール２が含まれ、通常の試薬
が添加される検査対象の血液が注がれる。更に、このカ
ップ１は、横断方向に延長し、その底にボール２用の運
行路４を持つ平坦な空所３を備えている。

この運行路４は、カップ１の対称垂直面を横断する方向
に延長し、輪郭がカップ１の対称垂直面を中心とする半
径Ｒの円弧面であって、円弧面の最低点がこの垂直面に
配置される。要は、ボール２は、運行路４の最高点から
転がる時に、運行路４の湾曲半径Ｒに依存する周期Ｔ_０
の振り子運動を伴うことである。最終的に、ボール２の
直径が空所３の幅より僅かに小さく、運行路４にはカッ
プ１の底に溝５が形成されている。

運行路４の各側のカップ１の外側には、Ｕ状の磁性胴体
７の端部を形成する２個の磁極６ａ及び６ｂが配置され
ている。この胴体７の各脚にはコイル８ａ，８ｂが巻回
されている。

この凝固計と関連する光学比重計は詳細に説明しない。
この比重計は、カップ１の各側に、発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）９と、前側に光学帯域フィルタ１１が配置された
受光フォトダイオード１０とを備えている。対応の光線
１２は、ボール２が運行路４の最低点に来た時に、ボー
ル２とほぼ接するように照射される。

非制限的実施例の方法による特定の実施例においては、
例えば、最大光線強度（波長）が約４８０nmであるＬＥ
Ｄ９には、約５００nmまでの光線を透過（ろ過）できる
フィルタ１１を通して、数キロヘルツでチョップ（オン
オフ）された正規電流がマイクロプロセッサから供給さ
れる。このＬＥＤ９は、光線がカップ１及びプラズマを
透過するように一直線に配置されたフォトダイオード１
０を照明する。フォトダイオード１０によって送られた
情報は、ＬＥＤ９からのチョップ信号のみを保持させる
フィルタを経由してマイクロプロセッサに供給される。

更に、カップ１において、前述したように、比重計の光
線１２はボール２が運行路４の最低点に来た時に、ボー
ル２とほぼ接するように装置内に配置されることが好ま
しい。

この装置の操作モードは次の通りである。通常試薬が添
加された検査対象の血液は、光線１２が横切れるレベル
まで注がれる。

コイル８ａ，８ｂには電流が交互に供給されて、ボール
２が固有の発振数に近い周期Ｔの振子運動を運行路４上
で実行する。血液が凝固した時には、その振子の振幅が
突然減少し、この減少の発生時刻の決定から凝固時間の
決定が可能となる。ボール２の周期運動が停止した時刻
を決定してから、比重計の光線１２が運行路４の最低点
にあるボール２と略正接していることが理解される。要
は、ボール２は、振子運動中に部分的に光線１２を遮光
し、点線２′で示す最高点にきた時に光路を最大限に遮
光する。ボール２が最高点にきた時には、貴重な測定精
度が得られるように、光線１２の照射面の遮光度が２０
％で十分である。

カップ１内に血液即ちプラズマが凝固した時には、ボー
ル２の停止を検知する受光フォトダイオード１０の出力
が供給される最適な電子回路が必要である。このような
回路は当該熟練者が簡単に設計できるので詳述しない。

第１図及び第２図に示すカップの変形例が第３〜８図を
参照して以下に説明される。

第３〜７図における各カップ２０は、種々のカップの組
立体即ちブロック１３の部分を形成している。カップ２
０は、下部に、２個の対面した近接側壁２１及び２２
と、ボール４０用の運行路を形成した底３０と、近接側
壁２１及び２２の対岸距離より長い対岸距離で対面配置
された２個の遠隔側壁２１′及び２２′とを持ってい
る。

側壁２１及び２２は、相互に略平行であるが、特に、ボ
ウルの対称Ｖの垂直軸線（或は対称面II）に関して僅か
に傾斜或は平行である。同様に、側壁２１′及び２２′
は、相互に略平行であるが、即ち、対称Ｖの垂直軸線に
関して僅かに傾斜或は平行である。有利には、これら側
壁２１及び２２と、側壁２１′及び２２′は、側壁間の
空間がボウルの頂上から底にかけて狭くなるように、軸
線Ｖに対して僅かに傾斜している。対称Ｖの垂直軸線に
対するこれら側壁の傾斜角度は、３°以下が有利であ
り、１°以下が好ましい。

底３０の凹面が振り子面である場合においては、振り子
面Ｕの軸線がボウルの対称面IIの垂直面に直交してい
る。この凹面は、前述のように円弧面或は円環面である
ことが有利である。

カップ２０は、ピペットで試薬を導入する漏斗１４を上
部に持っている。有利には、この漏斗１４は、軸線Ｖに
対して僅かに傾斜した対面側壁４１，４２及び４３，４
４の上部に開口しているのが好ましい。

勿論、側壁４１／４３，４１／４４，４２／４３及び４
２／４４間の角は、直角でなくてもよく、丸まっている
ことが好ましい。実際、カップは、略長方柱である対面
側壁４１，４２及び４３，４４で形成される導入オリフ
ィス１４を上部に持つことが要求される。このような配
列は、ピペットによる一種以上の試薬の導入を容易にさ
せ、一方鋭利端の存在が表面張力減少によって試薬が下
部に流れるのを防止するであろう。種々の湾曲角によっ
ては導入される種々の試薬の配置が容易に同定できる。

第８図に示す変形例においては、導入装置１４が円筒或
は円錐台状でよい。

カップの組立体１３は、第３図及び第４図に示すよう
に、少なくとも１つの同定手段６０を持ってもよい。こ
の同定手段は、例えば第６図に示すように、西暦年のよ
うなカレンダ表示６１、月のようなカレンダ表示６２、
カップブロックの製造者の略号或は標本章の浮き彫り６
３或はこのブロックの識別手段６４であってもよい。

更に、カップのブロック１３は、第６図の数字１〜８に
示すように例えば数字、アルファベット、平仮名或はカ
タカナ等の表示を備えて、ブロックの各カップを区別し
てもよい。

各カップ２０或は各ブロック１３は、好適な材料、特に
ガラス或はプラスチック材から作られてもよい。好まし
くは、各カップ或は各ブロックは、第５図の参照レベル
７０で特に射出成型技術を使用してプラスチック材から
作られる。

本発明のカップ２０のブロック或は組１３は、自動或は
半自動分析器に使用されてもよい。自動分析器が一連の
種々の測定を実現する時には、単一の分離ボウル１０を
使用することが好ましく、従って、自動分析器が緊急性
時に種々の資料を迅速に測定できる。実際、市販の自動
分析器は、通常２個のピペット操作によって操作され、
市販の２種類の試薬の導入が可能である。本発明のカッ
プ２０の上部で鋭利端がないことは、即ち２個のピペッ
ト操作を効率的に実行することが可能である。

本発明では種々の変形例が可能である。例えば、比重計
の検出器を使用する代わりに、誘導性、容量性或は光電
性センサが使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法を移植した装置の概略垂直断
面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は種々
のカップの組立体の部分を形成する本発明のカップの底
面図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第５図は第４
図のＶ−Ｖ線断面図、第６図はカップ組立体の平面図、
第７図は第６図に示すカップ組立体の側面図、第８図は
本発明の分離カップの斜視図である。 １……カップ、２……強磁性ボール、４……運行路、５
……溝、６ａ，６ｂ……磁極（外部磁界）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭50−14919（ＪＰ，Ｂ２) 欧州特許出願公開169794（ＥＰ，Ａ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査される流動媒質を含むカップの底には
   強磁性ボールが配置され、このボールが外部磁界の影響
   下で周期的往復運動に駆動され、前記流動媒質の粘性状
   態の変遷によるボールの変遷動作が検知され、このボー
   ルは、各周期中に常に同じ運行路を通り、この動作の振
   幅及び周波数が検知される、特に血液等の凝固時間を決
   定するための流動媒質の粘性状態の変遷時間の測定方
   法。
2. 【請求項２】前記外部磁界の励起周波数が前記ボールの
   固有共振数に合わせられる特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
3. 【請求項３】前記粘性状態の変遷時間の決定は比重測定
   に関連しているとともに、前記比重測定に使用された光
   線が前記ボールの通路を臨んで、前記粘性状態の変遷時
   間を決定する特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】前記カップの底は、前記ボール用の上方に
   凹曲線の運行路を持つとともに、前記カップは、前記運
   行路の方向に略平行六面体の細長ボールの上部に試薬導
   入用の開口したオリフィスを設けた特許請求の範囲第１
   項記載の方法を導入した装置。
5. 【請求項５】前記運行路の各端側には、２個の磁極が配
   置され、各磁極には、周期及び強度を調整可能な電流が
   周期的及び交互に供給される手段を具備し、前記磁極が
   Ｕ字状磁性体の胴体で終端し、この胴体の各脚に電磁コ
   イルが巻回される特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. 【請求項６】前記ボールの振子幅の変動を検知する手段
   を備えるとともに、該手段は、ボールの位置の関数とし
   て遮光時間が変化するように設け、この遮光時間を電気
   信号に変換する手段と、この電気信号の利用手段とを備
   えた特許請求の範囲第５項記載の装置。
7. 【請求項７】前記カップは、運行路の各端部で、前記光
   線が通過する相互に略平行な平坦透明面を備えた特許請
   求の範囲第６項記載の装置。
8. 【請求項８】さらに、比重計を備えるとともに、前記運
   行路は、前記ボールの運行路が前記比重計の光線を横切
   るように配置され、この光線の遮蔽を電気信号に変換す
   る手段を備えた特許請求の範囲第５項記載の装置。
9. 【請求項９】前記カップは、前記ボールが運行路の最低
   点に来た時に、前記比重計の検知器を照明する前記光線
   がボールの頂上部にほぼ接するように配置した特許請求
   の範囲第８項記載の装置。