JPH09505146A - 赤血球沈降速度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 血液サンプルの赤血球の沈降速度、ＥＳＲ値、を測定する装置であって、該装置は血液サンプルを受ける測定セル（３）、このセル内の血液サンプルの静電容量（Ｃ）を測定するために前記測定セルと接続した電気的手段（４−６）、血液サンプルのヘマトクリットを測定する手段（１０−１２、１５）及び血液サンプルの静電容量（Ｃ）及びヘマトクリット（Ｈ）の関数としてＥＳＲ値を表す経験関係式を用いてＥＳＲ値を測定する方法。

Description

【発明の詳細な説明】 赤血球沈降速度測定装置 本発明は赤血球沈降速度（ＥＳＲ）をＥＳＲ値とＥＳＲ値が測定される血液サ ンプルの電気的に測定した定量との実験関係式を用いて測定することに関する。 ＥＳＲ値の測定は通常の診断過程の一つである。通常、最初にＥＳＲ値は抗凝 固処理された患者の血液のサンプルを細い透明な管内に吸入させ、これにより管 は所定位置まで血液サンプルで満たされ、その後このサンプルを特定の時間、通 常１時間静置し、その後赤血球の沈降によって形成された血漿の無色の上澄みの 柱の高さを測定する。沈降時間が１時間であれば、ＥＳＲ値はミリリッターの単 位でこの柱の高さと等しくなる。 この方法にはＥＳＲ値が得られる迄にかなりの時間を要するという欠点があり 、本発明の目的は少量の血液で迅速にＥＳＲ値を測定することである。 この目的のために本発明のＥＳＲ値測定装置は本願の独立クレームに記載され ている特徴を有する。本願の従属クレームには本発明の装置の好ましい態様の特 徴が記載されている。 従来から知られているように、血液の電気的インピーダンスは血漿抵抗、赤血 球内部の流体抵抗及び赤血球膜の静電容量によって定められる。 血液のＥＳＲ値は血液の電気的インピーダンスのパラメーター、特に赤血球膜 の静電容量と関連性があり、且つ別の手段として迅速なＥＳＲ値の測定はインピ ーダンスの測定に基づいて行うことがで きるということが判明した。 本発明を添付の図面を参照し以下に詳しく説明する。 図１は血液のヘマトクリットを測定するのに使用する粒子カウンターを有する 本発明の第１の態様の略図である。 図２はヘマトクリットが血液のインピーダンスから測定される本発明の第２の 態様を示す略図である。 図３は図２の態様の変型例を示す略図である。 図１では抗凝固材が添加されたＥＳＲ値が測定される血液サンプルが試験管（ １）のような好適な容器に導入される。試験管（１）のサンプル内に延びた管（ ２）は外方の２つの電極（４）及びこの電極の間に位置する２つの内方の電極（ ５）からなる４つの電極が設けられた測定セル（３）に連結されている。装置を 使用する際、血液は前記測定セル内の試験管（１）から吸引され、電流が測定セ ル（３）内の血液を介して外方の電極（４）によって流される。その後、２つの 内方の電極（５）間に生じる電圧が測定され、符号（６）で示した回路部品によ って公知の方法によって血液の電気的インピーダンスが測定される。 例えば電流を３つの異なる周波数（１番高い周波数が１番低い周波数の数倍に なる）で外方電極（４）に供給しても良く、これにより血液の静電容量Ｃと血漿 の抵抗Ｒが同時に決定され且つ同時に赤血球の内部抵抗による誤差を除去する。 また別の方法として２つの周波数の電流だけで前記Ｃ及びＲを測定する公知の方 法も使用可能である。 血液は管（２）と測定セル（３）を介してポンプ（７）によって 搬送される。血液が公知の電気式血球カウンターの一部を形成する非常に狭く且 つ短い通路（１０）を介して通過する前に血液を希釈するために測定セル（３） の下流に位置する管内に溜め部（９）から液状希釈剤が別のポンプ（８）によっ て供給される。この血球カウンターは通路（１０）の対向側部に位置し赤血球を カウントし血液のヘマトクリットを測定する電気回路に接続された一対の電極（ １１）からなる。 サーミスタのような温度感知器（１３）が測定セルに連結され且つ測定セル内 の血液の温度を測定する電気回路（１４）に接続されている。 血液のＥＳＲ値の測定は下記に詳述する実験関係式を使用して電気回路（１５ ）によって行われる。ディスプレー（１６）がＥＳＲ値を表示する。電気回路（ １５）はインピーダンス測定回路（６）、ヘマトクリット測定回路（１４）及び 温度測定回路からの入力信号を処理する。 血液サンプル測定セル（３）に吸入される前に予め定められた比較的少量の液 状希釈剤を血液サンプルに加えて僅かに希釈するのが好ましい。前記希釈剤の量 は厳密に定める必要はなく、希釈される血液の容量を越えなければよい。希釈剤 と希釈される血液の容量比は１対４乃至１対２であるのが好ましい（抗凝固剤の 容量は希釈剤の容量に含まれる）。 血液への希釈剤の添加はポンプ（９）によって希釈剤用溜め部（９）から行っ てもよい。また別に以下に詳述するように別個のポンプを設けてもよい。 少量の希釈剤を添加することは希釈された血液に生じる且つ高ＥＳＲ値の測定 の正確性に影響を与えることが判明している飽和を防ぐ上で有効である。また少 量の希釈剤を加えるということはＥＳＲ測定回路（１５）の正確性を増すための 要件となることが判明しているので、重要である。高い範囲のＥＳＲ値を厳密に 測定する必要が無い場合、希釈剤の添加を省略してもよい。 グリシン（モノアミノ酢酸）水溶液のような低電導性希釈剤を使用するのが好 ましい。赤血球の容量の変化を避けるために前記希釈剤は等張性であるべきで、 ヘマトクリットの測定は希釈されていない血液で行われなければならない。 当然、ヘマトクリットを測定するのに使用される分の血液サンプルは必ずしも 測定セルを通過させる必要はなく、この血液サンプルを別のラインを介して前記 血球カウンターに供給してもよい。 図２に示す実施態様では、別個の２つのポンプ（２３）が試験管（１）から細 い管（２２）を介して正確に測定された容量の血液と希釈剤用受け部（２４）か ら正確に測定された容量の希釈剤を吸引し、これら血液と希釈剤を容器（２５） に供給するために設けられており、この容器内で血液と希釈剤が図示していない 好適な混合装置によって混合される。上述の実施態様のようにポンプ（７）が管 （２）を介して希釈された血液を一対の外方に位置する電極（４）と一対の内方 に位置する電極（５）が設けられた測定セル内に供給する。これらの電極はイン ピーダンス測定回路（６）に接続されており、このインピーダンス測定回路はＥ ＳＲ測定回路（１５）に出力を供給する。このＥＳＲ測定回路は温度測定回路（ １４）の出力 も受け、ディスプレー（１６）を作動させる。 図３は測定セル（３）に供給された希釈血液サンプルを測定セル（３）内に供 給する手段の変型例を示す。この変型部分を除いては、図３の態様は図２に示す 態様と同じである。 この場合、患者からの血液サンプルが蓋（３７）を有する特別の円筒状試験管 （３６）内に採取され、この蓋を介して中空の針を挿通させてもよい。血液サン プルが採取される前に試験管（３６）は予め定められた容量の希釈剤及び抗凝固 剤で満たされている。血液サンプルが採取された後、試験管（３６）は光源（３ ９）及びスケール（４１）上の感光性部材列（４０）からなるレベル指示器（４ ０）と連動するホルダー（３８）内に置かれる。レベル指示器（３９−４１）に 接続された計算回路が試験管（３６）内の希釈されたサンプルの総容量と希釈度 を測定する。回路（４２）の出力がＥＳＲ値測定回路（１５）（図３には示して いないので、図２を参照のこと）に供給される。 また密閉された試験管を用いて所望の希釈度が得られるようにすることも可能 であり、前記試験管は予め定められた容量の希釈剤（抗凝固剤を含む）で予め満 たされており、試験管の内部は部分真空下にある。血液サンプルが採取されると 圧力が平衡になるまで、即ち所定の容量の血液が導入されるまで、血液は前記試 験管内に流入するようになる。 試験管（３６）内の希釈された血液は中空針（４３）及び管（２）を介して測 定セルに供給される。 図２及び図３に示す実施態様では、血液のヘマトクリットは電極 （４、５）によるインピーダンス測定から決定され、図１の実施態様と同じよう にＥＳＲ値は実験関係式を用いて測定される。ＥＳＲ値測定に使用される関係式 の例をいくつか下記に示す。 下記の例から明かなように前記関係式の殆どは３つの異なる周波数における血 液の電気インピーダンスの測定に基づいており、要求される正確性によって、前 記測定はいくぶん複雑になる。以下に詳述する測定は（１）異なるサンプル温度 の補正、（２）ヘマトクリットの測定及び（３）ＥＳＲ値の測定の３つの工程か らなる。 測定されたインピーダンスの温度の補正は下記の実験式 Ｚ₀=Ｚ_t［１＋ｃ（ｔ−ｔ₀）］ を用いて行われ、上記式中Ｚ₀は特定の参照温度ｔ₀に関連する温度ｔで測定され た特定のインピーダンス値Ｚ_tの正常化された値であり前記参照温度のために次 の経験式が設定された。定数ｃはインピーダンスの温度依存性のための定数であ り、この依存性は電流の周波数によって若干変動する。 ヘマトクリットＨは図１の実施態様で示したように血球カウンターによって測 定される。図２の実施態様では容量パーセントで表されるヘマトクリットＨは異 なる周波数で測定された抵抗及びこれらの抵抗の比からなる実験関係式を用いて 算出され、前記関係式は以下のように表され 上記式中温度が２６°Ｃでは定数Ｃ₁は−０．０２２３、定数ｃ₂は０．２００、 定数ｃ₃は１２２．８、定数ｃ₄は−１７２．２そして定数ｃ₅は５１．３であり 、Ｒ₁，Ｒ₂及びＲ₃は周波数１００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ及び１２００ｋＨｚで 測定されたＥＤＴＡで抗凝固化された血液の抵抗を示す。 大まかなＥＳＲ値は下記の実験式 で算出され、式中Ｃは希釈された血液の静電容量、Ｈ₂は容量パーセントで表さ れるヘマトクリットであり、血液が凝固するのを防ぐためにくえん酸が添加され た場合、３７°Ｃで定量ｃ₆は０．９８、定量ｃ₇は１、そしてｃ₈は−７．１４ である。 血漿の抵抗Ｒを下記の実験関係式を用いて算出すれば、より正確なＥＳＲ値が 得られ、 上記式中、定数ｃ₉は０．２０７、定数ｃ₁₀は２、そして定数ｃ₁₁は４．６２で ある。 また希釈された血液が測定セル（３）内に吸引され安定状態になった後の２つ の経過時間の後測定された静電容量間の差△Ｃが測定され且つヘマトクリットの 補正が行われた場合、より正確なＥＳＲ値が得られる。その際、下記の経験式を 使用することができ、 上記式中、Ｃは２番目の経過時間で測定された静電容量であり、△Ｃの測定時間 が血液が吸入されてから２秒及び９０秒経過後であり、血液がＥＤＴＡで抗凝固 化され且つ血液３部に対して０．１ｍｏｌ／ｌの塩類液１部で希釈され、前記測 定が２６°Ｃで行われた場合、定数ｃ₁₂は０．０６４６、定数ｃ₁₃は０．０１６ ６、定数ｃ₁₄は０．４１４、定数ｃ₁₅は１．８３６、定数ｃ₁₆は０．２８３、定 数ｃ₁₇は−０．００６６、定数ｃ₁₈は０．３９７そして定数ｃ₁₉は−１８．２７ である。 もし図２の装置が白血球及びまたは赤血球などの少なくとも１種類の血球の数 を供給する血球カウンターを有するかあるいは連動するのであれば、ＥＳＲ値は 次の関係式 を用いて算出され、上記式中、Ｂは血液１０^-12リッター当たりの赤血球の数で あり、血液がＥＤＴＡで抗凝固化され且つ血液３部に対して０．１ｍｏｌ／ｌの 塩類液１部で希釈され、測定が２６°Ｃで行われた場合、定数ｃ₂₀は−０．０７ ８、定数ｃ₂₁は０．０８４ 、定数ｃ₂₂は−０．４６３、定数ｃ₂₃は１．９７３、定数ｃ₂₄は−０．０１０８ 、定数ｃ₂₅は−０．２６７、定数ｃ₂₆は１．９７４そして定数ｃ₂₇は−１１．０ ３である。 赤血球の内部の流体の抵抗はＥＳＲ値の測定には影響を与えないということが 判明しているので、ここでは考慮しない。 上記経験関係式の種々の定数は既に知られているＥＳＲ値の血液サンプルから 容易に定めることができる。 本発明による方法及び装置を用いたＥＳＲ値の測定は１ｍｌあるいはそれ以下 の比較的少量の血液サンプルのみを必要とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，ＦＩ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＮＯ，ＲＵ，ＵＳ (72)発明者 ツァオ、チアンクシアン 英国、シェフィールド エス10 27エフ、 グロソップ ロード、ロイヤル ハラムシ ェア ホスピタル、メディカル フィジッ クス アンド クリニカル エンジニアリ ング デパートメント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．血液サンプルの赤血球沈降速度、ＥＳＲ値を測定する装置において、血液サ ンプルを受ける室を有する測定セル（３）、このセルで受けられた血液サンプル の静電容量Ｃを測定するために前記セルに連動した電気的手段（４−６）、血液 サンプルのヘマトクリットを測定するための手段（１０−１２、１５）及び血液 サンプルの前記静電容量Ｃ及びヘマトクリットＨの関数としてＥＳＲ値を表す実 験的関係式を用いてＥＳＲ値を測定する電気的手段（１５）によって特徴づけら れる装置。 ２．前記関係式は下記式で表され、 上記式中、Ｉｎ（ＥＳＲ）はｍｍ／ｈで表されるＥＳＲ値の自然対数であり、Ｃ は測定セル内の血液の静電容量であり、Ｈは容量パーセントで表される血液のヘ マトクリット値であり、ｃ₆、ｃ₇及びｃ₈は定数であることを特徴とする請求項 １記載の装置。 ３．静電容量Ｃを測定するための前記電気的手段（４−６）は、血液サンプルの 血漿の電気的抵抗Ｒを測定する手段を含み、前記関係式は下記式で表され、 上記式中、ｃ₉、ｃ₁₀及びｃ₁₁は定数であることを特徴とする請求項１または２ 記載の装置。 ４．ＥＳＲ値を測定する前記電気的手段（１５）は前記測定セル（３）で受けら れた血液の温度ｔを測定する手段と連動しており、前記関係式は温度ｔ₀からの 前記ｔの偏差を補正するための関数としてＲを含み、前記温度ｔ₀のために前記 定数が定められたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の装置。 ５．ヘマトクリットＨを測定するための前記手段はＥＳＲ値を測定前記電気的手 段（１５）に接続している電気血球カウンター（１０−１２）からなることを特 徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の装置。 ６．前記測定セル内の血液サンプルの静電容量Ｃを測定するための前記測定セル （３）に接続している前記電気的手段（４−６）は前記測定セル内の血液サンプ ルを介して流れる３つの異なる周波数の電流における血液サンプルの抵抗Ｃ及び 血液サンプルの血漿の抵抗Ｒ双方を測定する手段を含み且つ血液サンプルのヘマ トクリットを測定する前記手段は前記測定値ＲからヘマトクリットＨを測定する 電気的手段からなることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の装置。 ７．前記関係式は血液サンプルが前記測定セル内に導入された後、２つの異なる 時間で測定された血液の静電容量の違い△Ｃを含むことを特徴とする請求項１乃 至６いずれか１項記載の装置。 ８．前記関係式は下記の式で表され、 上記式中、Ｃは前記２つの異なる時間の内、後の時間で測定された静電容量であ り、ｃ₁₂、ｃ₁₃、ｃ₁₄、ｃ₁₅、ｃ₁₆、ｃ₁₇、ｃ₁₈及びｃ₁₉は定数であることを特 徴とする請求項７記載の装置。 ９．血球カウンターがＥＳＲ値を測定するための前記電気的手段（１５）と連動 し、且つ前記関係式は血液サンプルの単位体積当たりの白血球の数及びまたは赤 血球の数などの１つまたはそれ以上の種類の血球の数を含むことを特徴とする請 求項１乃至８いずれか１項記載の装置。 １０．血液サンプルが測定セル（３）に導入される前に血液サンプルを好ましく はこの血液サンプルの容量を越えない程度の容量の希釈剤で希釈する装置によっ て特徴づけられる請求項１乃至９いずれか１項記載の装置。 １１．血液サンプルを測定セル（３）に導入する工程、前記測定セル内の血液サ ンプルの静電容量Ｃを測定する工程ζ血液サンプルのヘマトクリットを測定する 工程及び血液サンプルの静電容量Ｃ及びヘマトクリットＨの関数としてＥＳＲ値 を表す実験関係式を用いてＥＳＲ値を電気的手段によって測定する工程とからな る血液サンプルの赤血球の沈降速度、ＥＳＲ値を測定する方法。 １２．血液サンプルが測定セル（３）に導入された後、２つの異なる時間で血液 の静電容量の違い△Ｃを測定し、前記関係式はこの違いを含むことを特徴とする 請求項１１に記載の方法。 １３．血液サンプルは前記測定セルに導入される前に予め定められた容量の希釈 剤で希釈され、この希釈剤の容量は好ましくは希釈される前の血液サンプルの容 量を越えないことを特徴とする請求項１１または１２記載の方法。