血液粘度測定装置
【課題】採血管内の採取血液を移し替える操作を省略できて、血液を採取したのち非常に短い時間で血液の粘度測定を開始することのできる血液粘度測定装置を提供する。
【解決手段】この発明の血液粘度測定装置３０は、中に粘度測定用落体２が封入された採血管１と、前記採血管１を保持する保持手段３１と、前記保持手段３１の上下反転操作を可能にする反転手段３３と、前記採血管１内を落下する落体２の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段３２とを備えることを特徴とする。
【解決手段】この発明の血液粘度測定装置３０は、中に粘度測定用落体２が封入された採血管１と、前記採血管１を保持する保持手段３１と、前記保持手段３１の上下反転操作を可能にする反転手段３３と、前記採血管１内を落下する落体２の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段３２とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、血液を採取したのち非常に短い時間で血液の粘度測定を開始することを可能ならしめる血液粘度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人の血液の粘度に関して非常に関心が高まっている。例えば、一般に「ドロドロ血液」では健康状態が良くない状態であるとされ、これを「サラサラ血液」にするために効果のある食品や成分の紹介が新聞やテレビ等で多く行われている。このような血液の粘度特性を把握することができれば、血液疾患の予測が可能になったり、病気を早期に発見することも可能になると言われている。
【０００３】
従来、血液の粘度を測定するために内部に鋼球が入ったシリンジで採血し、鋼球を磁力を用いてシリンジ内の上方位置に上昇させた後、鋼球を落下させてこの落下する鋼球の落下終端速度を測定することにより血液の粘度を求める落球式血液粘度測定装置が公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
また、流体の粘度を測定する装置としては、流体を満たした円筒状測定容器内を落下する円柱状落体の落下終端速度を測定することにより流体の粘度を求める落体式粘度測定装置が公知である（特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許４３８８８２３号公報
【特許文献２】特開平８−２１９９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の血液粘度測定装置では、シリンジ内部の鋼球を外部から磁力によってシリンジ内の上方位置に上昇させるが、この場合離れた位置から粘性のある血液流体内を移動させなければならず、非常に強い磁力を必要とする。また、鋼球が落下する際にシリンジの内壁に接触する場合が多く、このために精度高い粘度測定を行うことができないという問題もあった。
【０００６】
また、血液は、空気に触れると凝固作用によって徐々に凝固していくことから、通常の血液検査においては採取血液に抗凝固剤を添加している。この抗凝固剤の添加は、成分分析にはそれほど影響しないが、血液の状態を評価する粘度測定には大きく影響する。そのため、血液の粘度を測定するためには、抗凝固剤を添加せず、且つ血液の凝固が始まらないように血液を採取してから３分以内に粘度測定を完了するのが望ましい。
【０００７】
しかるに、上記特許文献２に記載の粘度測定装置では、血液の粘度測定に際し、採血管内に採取した血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作を要するために、血液を採取してから３分を超えないまでも、粘度測定開始までに少なからず時間を要するものとなっていた。また、採取血液の測定容器内への移し替えの際に、採取血液の空気との接触機会が増大して血液凝固を促進させることも懸念されるところである。
【０００８】
このような背景から、血液を採取してから粘度測定を開始するに至るまでの時間の短縮及び空気との接触の防止ができ、容易に落体の落下を開始できる手段、方法の開発が求められていた。
【０００９】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、採血管内の採取血液を移し替える操作を省略できて、血液を採取したのち空気との接触を最小限にとどめ、非常に短時間で血液の粘度測定を開始でき、採血管内の落体を容易に落下させることを可能ならしめる血液粘度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００１１】
［１］中に粘度測定用落体が封入された採血管と、
前記採血管を保持する保持手段と、
前記保持手段の上下反転操作を可能にする反転手段と、
前記採血管内を落下する落体の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段とを備えることを特徴とする血液粘度測定装置。
【００１２】
［２］前記採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備える前項１に記載の血液粘度測定装置。
【００１３】
［３］前記粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている前項２に記載の血液粘度測定装置。
【００１４】
［４］前記粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている前項２に記載の血液粘度測定装置。
【００１５】
［５］前記保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に前記固定手段が固定されたものからなる前項２〜４のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１６】
［６］前記検出手段は、前記保持手段に固定されている前項１〜５のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１７】
［７］前記保持手段にヒーターが配設されている前項１〜６のいずれか１項に記載された血液粘度測定装置。
【００１８】
［８］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されている前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１９】
［９］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記密封栓の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されている前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００２０】
［１０］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面又は／及び前記密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、前記粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するものである前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【発明の効果】
【００２１】
［１］の発明では、採血管の中に粘度測定用落体が封入されているから、この採血管内に血液を採取した後は、この採血管をそのまま保持手段に装着して該保持手段を反転手段により上下反転させるだけで粘度測定を開始することができ、血液の粘度測定に際し従来技術のように採血管内の採取血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作をする必要がないので、この血液粘度測定装置を用いれば、血液を採取したのち非常に短時間で（速やかに）血液の粘度測定を開始することができる。従って、この発明の血液粘度測定装置を用いれば、血液の粘度測定を精度高く行うことが可能となる。
【００２２】
［２］の発明では、採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備えているから、落体の落下開始を正確に制御することができ、これにより血液の粘度測定をより精度高く行うことができる。
【００２３】
［３］の発明では、粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、固定手段として電磁石が用いられた構成が採用されており、十分な固定力でもって落体を採血管の一端側に確実に固定することができる。また、このような簡易な構成で落体の固定が可能となるので、装置として小型化を図ることができると共にコストも低減できる。
【００２４】
［４］の発明では、粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、固定手段として電磁石が用いられた構成が採用されており、十分な固定力でもって落体を採血管の一端側に確実に固定することができる。また、このような簡易な構成で落体の固定が可能となるので、装置として小型化を図ることができると共にコストも低減できる。
【００２５】
［５］の発明では、保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に固定手段が固定されたものからなる構成を採用しているから、保持手段の反転操作中における落体の落下移動を確実に防止できる（落体を採血管の一端側に確実に固定できる）と共に、粘度測定装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
［６］の発明では、検出手段は保持手段に固定されているから、より精度の高い粘度測定を行い得る。
【００２７】
［７］の発明では、保持手段にヒーターが配設されているから、一定の温度条件の中での血液の粘度測定が可能になる。
【００２８】
［８］の発明では、有底管体の底面壁の内面の中央部に略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されているから、採血管内の該受容凹部において略針状落体を安定状態に保持することができ、これにより粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。また、有底管体の底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されているから、略針状落体を有底管体の底面壁の受容凹部にスムーズにかつ確実に誘導案内することができる。
【００２９】
［９］の発明では、密封栓の内面の中央部に略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されているから、採血管内の該受容凹部において略針状落体を安定状態に保持することができ、これにより粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。また、密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されているから、略針状落体を密封栓の内面の受容凹部にスムーズにかつ確実に誘導案内することができる。
【００３０】
［１０］の発明では、有底管体の底面壁の内面又は／及び密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するから、有底管体の底面壁の内面又は／及び密封栓の内面において落体を安定状態に保持することが可能となる。これにより、粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
この発明に係る血液粘度測定装置（３０）の一実施形態を図１に示す。この血液粘度測定装置（３０）は、中に粘度測定用落体（２）が封入された血液粘度測定用採血管（１）、保持手段（３１）、検出手段（３２）、反転手段（３３）及び固定手段（３４）を備えてなる。
【００３２】
前記採血管（１）は、図１に示すように、合成樹脂からなる有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に有底管体（３）の内部空間に粘度測定用落体（２）が封入されたものからなる。本実施形態では、前記粘度測定用落体（２）は略針状に形成されている。前記密栓された有底管体（３）の内部空間は、減圧状態になるように減圧処理されている。
【００３３】
前記略針状落体（２）は、金属製錘（１２）を中に封入した合成樹脂製の略針状体（１１）からなる。本実施形態では、図４に示すように、有底円筒状の合成樹脂製の略針状体（１１）の内部に金属製錘（１２）が配置されると共に略針状体（１１）の上部開口端にキャップ（１３）が嵌合されてなる略針状落体（２）が用いられている。
【００３４】
また、図１に示すように、前記有底管体（３）の底面（２１）の上面に合成樹脂からなる底部（２２）が接合されることによって有底管体（３）の底面壁（２３）が形成されている。前記底部（２２）の上面の中央部に前記略針状落体（２）の一端部を受容し得る受容凹部（４）が形成されている。この受容凹部（４）は、前記底部（２２）の上面の中央部に円柱形状の孔が穿設されて形成されたものである。更に、前記底部（２２）の上面（即ち底面壁（２３）の内面）は、その周縁部から中央部の受容凹部（４）に向かって上から下に傾斜する傾斜面（５）に形成されている。
【００３５】
前記保持手段（３１）は、前記採血管（１）を保持する手段であり、本実施形態では、両端が開口された円筒状の筒状体（４１）の長さ方向の一端が固定手段（３４）で封止されたものが保持手段（３１）として用いられている。この保持手段（３１）の他端の開口部からその内部空間に前記採血管（１）を挿入配置し得るものとなされている。また、前記保持手段（３１）の筒状体（４１）の内部にヒーター（図示しない）が配置されている。このヒーターは、前記保持手段（３１）で保持した採血管（１）内の血液の温度を所定温度に維持するためのものである。
【００３６】
前記固定手段（３４）は、前記採血管（１）内の落体（２）を採血管（１）の長さ方向の一端側に固定するための手段である。本実施形態では、前記固定手段（３４）として電磁石が用いられている。即ち、電磁石（３４）のスイッチをＯＮにした状態では、電磁石（３４）から発せられる磁力により、金属製錘（１２）を内包した落体（２）を採血管（１）内の長さ方向の一端側に固定した状態を維持することができる。即ち、電磁石（３４）のスイッチをＯＮにしておけば、その磁力により、図２（ロ）に示すように、粘度測定のために採血管（１）を１８０度回転させて上下反転状態にしても略針状落体（２）は受容凹部（４）内に安定状態に保持固定される。
【００３７】
また、前記保持手段（３１）を構成する筒状体（４１）には、前記採血管（１）内を落下する落体（２）の落下終端速度を検出する検出手段（３２）が取り付けられている。本実施形態では、検出手段（３２）として、相互に離間して配置された一対の磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）及び計測装置（図示しない）が用いられている。即ち、図１に示すように、上側の磁気センサー（３２Ａ）は保持手段（３１）の上方位置に配置される一方、下側の磁気センサー（３２Ｂ）は前記上側の磁気センサー（３２Ａ）より下の位置で且つ上側の磁気センサー（３２Ａ）と所定間隔をあけて配置されている。前記計測装置は、前記磁気センサー（３２Ｂ）からの検知信号を受けたのちもう一方の磁気センサー（３２Ａ）からの検知信号を受けるまでの時間を計測する装置である（図２（ハ）参照）。この計測装置により、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）からもう一方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間を計測することができる。なお、前記「落下終端速度」とは、流体中を等速度落下運動をしているときの速度のことである。
【００３８】
また、前記反転手段（３３）は、土台部（４２）と、該土台部（４２）の上面から上方に向けて延ばされた棒状の枢支手段（４３）（４３）とを備えている。前記保持手段（３１）の筒状体（４１）の外周面の高さ方向の中間位置から相互対向状態に一対の軸部（４４）（４４）が外方に向けて突設形成されており、これら軸部（４４）（４４）がそれぞれ前記枢支手段（４３）（４３）の上端部に穿設された軸受け孔（４５）（４５）に挿入配置されることによって、前記保持手段（３１）が前記反転手段（３３）によって回転自在に枢支されている。
【００３９】
次に、上記構成からなる血液粘度測定装置（３０）を用いた血液の粘度測定方法の一例について説明する。
【００４０】
まず、図３に示すように、ホルダ（２７）の先端部に貫通状態に固定された針（２８）を人体の皮膚（２９）に刺し入れた後、前記採血管（１）をホルダ（２７）内に挿入していくことによって前記針（２８）を前記密封栓（６）に貫通せしめて該針（２８）の先端を採血管（１）の内部空間内に配置せしめる。この時、採血管（１）の内部空間は減圧状態になっているので採血管（１）の内部に血液（６０）が採血される。
【００４１】
次に、図２（イ）に示すように、内部に血液（６０）が採血された採血管（１）を前記測定装置（３０）の保持手段（３１）の上端開口部からその内部に挿入していき、前記採血管（１）の底面壁（２３）が前記固定手段（３４）に当接する状態に挿入嵌合せしめる。この時、前記略針状落体（２）は、採血管（１）内を落下していき底面壁（２３）の傾斜面（５）に誘導案内されて、略針状落体（２）の一端部が受容凹部（４）内に嵌まり込むので、前記略針状落体（２）は該受容凹部（４）によって安定状態に保持される。
【００４２】
次の反転操作の前に、前記固定手段（３４）である電磁石のスイッチをＯＮにして該電磁石からの磁力によって、金属製錘（１２）を内包した落体（２）を採血管（１）内の長さ方向の一端側の受容凹部（４）内に固定した状態を維持する。
【００４３】
次いで、図２（ロ）に示すように、保持手段（３１）を１８０度回転させて上下反転させることによって採血管（１）を上下反転状態にしてこの状態を維持する。この時、前記電磁石（３４）からの磁力により、前記略針状落体（２）は受容凹部（４）内に安定状態に保持固定されている（落下しない）。
【００４４】
しかる後、電磁石（３４）のスイッチをＯＦＦにすると、採血管（１）内の受容凹部（４）内に保持されていた略針状落体（２）が落下する（図２（ハ）参照）。この時、略針状落体（２）は、採血管（１）内の血液（６０）中を鉛直下方向に向けて安定状態に落下する。しかして、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）を通過した時に計測装置は該磁気センサー（３２Ｂ）からの検知信号を受け、その後落体（２）がもう一方の磁気センサー（３２Ａ）を通過した時に計測装置は該磁気センサー（３２Ａ）からの検知信号を受け、これらにより、計測装置は、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）から他方の他方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間を算出する。求められた落下時間と磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）間の距離とから落体（２）の落下終端速度Ｕｔを算出する。
【００４５】
次に、前記得られた落体（２）の落下終端速度Ｕｔを用いて血液粘度を求める方法について説明する。
【００４６】
図１０は、略針状落体（２）が落下している時の状態を示す概念図であり、図１１は、落下する略針状落体（２）が押し退ける血液（６０）の移動方向を示す速度断面図である。これら図１０、図１１において、「Ｌ」は略針状落体（２）の長さ、「ｋＲ」は略針状落体（２）の半径、「Ｒ」は有底管体（３）の半径であり、また（５０）は落下する落体により押し退けられる落体周囲の流体要素としての微小円柱殻であり、「ｒ」は微小円柱殻の内半径、「ｒ＋ｄｒ」は微小円柱殻の外半径、「Ｌ」は微小円柱殻の長さである。
【００４７】
略針状落体（２）の落下速度が０．１×１０-3ｍ／ｓ〜０．１８ｍ／ｓと非常に小さく、血液と落体の間および血液と有底管体内壁面の間には滑りが発生せず、血液は非圧縮性であり、管内流動は層流であるという条件（仮定）の下で、有底管体（３）に満たされた血液の中央を略針状落体（２）が落下終端速度Ｕｔで落下すると、図１０に示すように、微小円柱殻（５０）の上面及び下面にはそれぞれ圧力ｐ1、ｐ2が働き、内側面及び外側面にはそれぞれ剪断応力τ、τ＋ｄτが働く。また、血液は等速落下運動をしているので、運動量増加速度は０となる。従って、このときの微小円柱殻（５０）に働く力の釣り合いから以下の関係式＜１＞が成り立つ。
【００４８】
【数１】
【００４９】
但し、△ｐ＝ｐ1−ｐ2 （△ｐ＜０）である。
【００５０】
また、このとき、落体（２）の壁面と有底管体（３）の内壁面には滑りが生じないと仮定しているので、速度に関する境界条件として以下の関係式＜２＞が成り立つ。
【００５１】
【数２】
【００５２】
また、落体（２）の壁面と有底管体（３）の内壁面との間に形成される環状流路を単位時間当たりに通過する血液の量は落体（２）が押し退ける血液の量と等しいので、以下の関係式＜３＞が成り立つ。
【００５３】
【数３】
【００５４】
さらに、落体（２）の壁面において、重力、浮力、圧力及び粘性力が釣り合っているので、以下の関係式＜４＞が成り立つ。
【００５５】
【数４】
【００５６】
以上の式＜１＞〜＜４＞に、血液の構成方程式（Ｎｅｗｔｏｎ流体の構成方程式）である式＜５＞を連立させることによって、血液の粘度を解析することができる。即ち、血液は、凝固する前の状態であればＮｅｗｔｏｎ流体であるから、式＜１＞〜＜４＞にＮｅｗｔｏｎ流体の構成方程式である式＜５＞を連立させることによって、血液の粘度を解析することができる。
【００５７】
【数５】
【００５８】
式＜５＞において、τは剪断応力、γ（ガンマ）は剪断速度、μ（ミュー）は血液の粘度である。
【００５９】
上記構成の血液粘度測定装置（３０）によれば、採血管（１）の中に粘度測定用落体（２）が封入されているから、この採血管（１）内に血液を採取した後は、この採血管（１）をそのまま保持手段（３１）に装着して該保持手段（３１）を反転手段（３３）により上下反転させるだけで粘度測定を行うことができ、血液の粘度測定に際し従来技術のように採血管内の採取血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作をする必要がないので、この血液粘度測定装置（３０）を用いれば、血液を採取したのち非常に短時間で血液の粘度測定を開始することができる。従って、この発明の血液粘度測定装置（３０）を用いれば、血液の粘度測定を精度高く行うことが可能となる。また、採血管内の採取血液を別の測定容器内に移し替える操作を省略できるので、採取血液の空気との接触を極力回避し得て、血液凝固の進行を緩和できる利点もある。
【００６０】
この発明において、前記保持手段（３１）としては、前記実施形態の構成のものに特に限定されるものではなく、前記採血管（１）を保持し得る手段であればどのような手段であっても良い。
【００６１】
また、前記反転手段（３３）も前記実施形態の構成のものに特に限定されるものではなく、前記保持手段（３１）の上下反転操作を可能ならしめる手段であればどのような手段であっても良い。
【００６２】
また、前記実施形態では、固定手段（３４）として電磁石が用いられているが、特にこのような構成のものに限定されるものではなく、前記採血管（１）内の落体（２）を該採血管（１）の長さ方向の一端側に固定し得る手段であればどのような手段であっても良い。
【００６３】
また、前記実施形態では、検出手段（３２）は保持手段（３１）に固定された構成が採用されているが、特にこのような形態のものに限定されるものではない。例えば、前記検出手段（３２）は前記枢支手段（４３）に固定された構成であっても良い。
【００６４】
また、前記実施形態では、検出手段（３２）として、一対の磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）及び計測装置が用いられているが、特にこのような構成のものに限定されるものではなく、落下する落体（２）の落下終端速度を検出できる手段であればどのようなものでも良い。
【００６５】
また、前記実施形態では、落体（２）の落下終端速度を測定することにより血液の粘度を求めているが、これに代えて落体（２）の落下加速度を測定することにより血液の粘度を求めるようにしても良い。このような落体（２）の落下加速度を測定する検出手段（３２）としては、上下方向（落体の落下方向）に離間して配置された３つ以上の磁気センサー及び計測装置からなる構成等が挙げられる。
【００６６】
また、前記実施形態では、採血管（１）の受容凹部（４）は、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面に形成されていたが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように受容凹部（４）は前記密封栓（６）の内面に形成されていても良い。即ち、図５に示す実施形態では、前記密封栓（６）の内面の中央部に前記略針状落体（２）の少なくとも一部を受容し得る受容凹部（４）が形成されると共に、前記密封栓（６）の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部（４）に向かって下から上に傾斜する傾斜面（５）に形成されている。
【００６７】
また、前記採血管（１）としては、図６に示すような構成を採用することもできる。即ち、この採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記粘度測定用落体（２）は、略針状本体部（５１）の一端部に該本体部（５１）の軸線に対して直交する状態に平板部（５２）が連接されたものからなり、該平板部（５２）における非連接面が平坦面に形成されて平坦面部（５３）を備えている。また、図７の詳細図に示すように、前記粘度測定用落体（２）の略針状本体部（５１）の内部に金属製錘（１２）が配置されていると共に、前記略針状本体部（５１）の上部開口端にキャップ（１３）が嵌合されている。
【００６８】
図６に示す構成の採血管（１）では、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体（２）は、その少なくとも一部に平坦面部（５３）を有するから、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面において落体（２）を安定状態に保持することが可能となり（図８（イ）参照）、これにより粘度測定に際し採血管（１）を上下反転させた時に採血管（１）内の落体（２）を鉛直下方向に向けて安定状態に落下させることができる（図８（ロ）（ハ）参照）。
【００６９】
また、前記血液粘度測定用採血管（１）としては、図９に示すような構成を採用することもできる。即ち、図９（イ）に示す血液粘度測定用採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に半球状の粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記半球状の落体（２）の一部に平坦面部（５３）を有している。また、図９（ロ）に示す血液粘度測定用採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に円錐状の粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記円錐状の落体（２）の一部（円錐の底面）に平坦面部（５３）を有している。
【００７０】
これら図９（イ）（ロ）に示す構成の採血管（１）では、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体（２）は、その少なくとも一部に平坦面部（５３）を有するから、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面において落体（２）を安定状態に保持することが可能となり、これにより粘度測定に際し採血管（１）を上下反転させた時に採血管（１）内の落体（２）を鉛直下方向に向けて安定状態で落下させることが可能となる。
【００７１】
この発明において、前記採血管（１）の有底管体（３）を構成する素材は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂を用いるのが好ましい。この場合には、有底管体（３）の内面への血液のこびり付きを十分に防止することができるので、血液の粘度測定をより精度高く行うことができる。
【００７２】
また、前記落体（２）を構成する合成樹脂（例えば略針状体（１１）を構成する合成樹脂）としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂を用いるのが好ましい。この場合には、落体（２）の表面への血液のこびり付きを確実に防止することができ、従って血液の粘度測定をより精度高く行うことができる利点がある。なお、合成樹脂からなる略針状体（１１）の表面に、気泡が付着するのを防止するためのコーティング層が形成されても良い。このような気泡付着防止コーティング層としては、例えば親水性コーティング層を例示できる。また、前記金属製錘（１２）は、塊状、粒体、粉体等どのような形態であっても良い。
【００７３】
なお、前記実施形態では、落体（２）として、金属製錘（１２）を中に封入した合成樹脂製の落体を用いているが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体を用いても良い。
【００７４】
前記略針状落体（２）の大きさとしては、特に限定されないものの、より少量の血液量での粘度測定を可能にすると共に粘度測定の精度を向上させる観点から、外径（ｍ1、ｍ2）が０．５〜３ｍｍ、長さ（Ｌ）が５〜１００ｍｍの範囲に設定されるのが好ましい。図４において、ｍ1＝ｍ2、ｍ1＞ｍ2、ｍ1＜ｍ2、いずれの関係が成立する構成であっても良い。
【００７５】
なお、前記落体（２）の密度とは、見かけ密度を意味するものであり、落体（２）の質量を落体の体積（空隙部を含めた体積）で除した値である。
【実施例】
【００７６】
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
【００７７】
＜実施例１＞
４５歳の男性の血液を図１に示す血液粘度測定用採血管（１）内に採取した後、図１に示す構成からなる血液粘度測定装置（３０）を用いて前項で説明した手順に従って血液の粘度測定を行った。採血管（１）の内径は８ｍｍ、長さは９０ｍｍであり、採血管（１）の内容量は５ｍＬであった。略針状落体（２）の長さ（Ｌ）は２０ｍｍ、上方側の外径（ｍ1）は２．０ｍｍ、下方側の外径（ｍ2）は２．０ｍｍであった。また、略針状落体（２）の密度は１．４６０ｇ／ｃｍ3であった。また、採取した血液の密度は１．０５７１ｇ／ｃｍ3であった。採血管（１）内の血液の温度が３７．０℃になるようにヒーターを制御して測定を行った。
【００７８】
略針状落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）から他方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間は０．２１９秒であり、これより求められた落体（２）の落下終端速度Ｕｔは１５．４ｃｍ／秒であった。
【００７９】
式＜１＞〜式＜４＞の４式とＮｅｗｔｏｎ流体の構成方程式＜５＞とを連立させて血液の粘度μを算出した。その結果、この血液の粘度μは６．２９ｍＰａ・ｓｅｃであることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明の血液粘度測定装置では、採血管の中に粘度測定用落体が封入されているから、この採血管内に血液を採取した後は、この採血管をそのまま保持手段に装着して該保持手段を上下反転させるだけで粘度測定を行うことができ、このように血液を採取したのち非常に短時間で血液の粘度測定を開始することができるので、血液の粘度測定を精度高く行うことができて、血液疾患の予測や病気の早期発見に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明に係る血液粘度測定装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】（イ）は採血管を保持手段に装着した状態、（ロ）は保持手段を１８０度回転させて採血管を上下反転させた状態、（ハ）は落体を落下させた途中状態、をそれぞれ示す図である。
【図３】採血管を用いた採血状態を示す模式図である。
【図４】略針状落体の一実施形態を示す断面図である。
【図５】採血管の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】採血管のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の採血管で用いた落体の拡大断面図である。
【図８】（イ）は図６の採血管を保持手段に装着した状態、（ロ）は保持手段を１８０度回転させて採血管を上下反転させた状態、（ハ）は落体を落下させた途中状態、をそれぞれ示す図である。
【図９】（イ）（ロ）いずれも採血管のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】略針状落体が落下している時の状態を示す概念図である。
【図１１】落下する略針状落体が押し退ける血液の移動方向を示す速度断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…血液粘度測定用採血管
２…粘度測定用落体
３…有底管体
４…受容凹部
５…傾斜面
６…密封栓
１１…略針状体
１２…金属製錘
２３…底面壁
３０…血液粘度測定装置
３１…保持手段
３２…検出手段
３３…反転手段
３４…固定手段
４１…筒状体
５３…平坦面部（落体の）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、血液を採取したのち非常に短い時間で血液の粘度測定を開始することを可能ならしめる血液粘度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人の血液の粘度に関して非常に関心が高まっている。例えば、一般に「ドロドロ血液」では健康状態が良くない状態であるとされ、これを「サラサラ血液」にするために効果のある食品や成分の紹介が新聞やテレビ等で多く行われている。このような血液の粘度特性を把握することができれば、血液疾患の予測が可能になったり、病気を早期に発見することも可能になると言われている。
【０００３】
従来、血液の粘度を測定するために内部に鋼球が入ったシリンジで採血し、鋼球を磁力を用いてシリンジ内の上方位置に上昇させた後、鋼球を落下させてこの落下する鋼球の落下終端速度を測定することにより血液の粘度を求める落球式血液粘度測定装置が公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
また、流体の粘度を測定する装置としては、流体を満たした円筒状測定容器内を落下する円柱状落体の落下終端速度を測定することにより流体の粘度を求める落体式粘度測定装置が公知である（特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許４３８８８２３号公報
【特許文献２】特開平８−２１９９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の血液粘度測定装置では、シリンジ内部の鋼球を外部から磁力によってシリンジ内の上方位置に上昇させるが、この場合離れた位置から粘性のある血液流体内を移動させなければならず、非常に強い磁力を必要とする。また、鋼球が落下する際にシリンジの内壁に接触する場合が多く、このために精度高い粘度測定を行うことができないという問題もあった。
【０００６】
また、血液は、空気に触れると凝固作用によって徐々に凝固していくことから、通常の血液検査においては採取血液に抗凝固剤を添加している。この抗凝固剤の添加は、成分分析にはそれほど影響しないが、血液の状態を評価する粘度測定には大きく影響する。そのため、血液の粘度を測定するためには、抗凝固剤を添加せず、且つ血液の凝固が始まらないように血液を採取してから３分以内に粘度測定を完了するのが望ましい。
【０００７】
しかるに、上記特許文献２に記載の粘度測定装置では、血液の粘度測定に際し、採血管内に採取した血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作を要するために、血液を採取してから３分を超えないまでも、粘度測定開始までに少なからず時間を要するものとなっていた。また、採取血液の測定容器内への移し替えの際に、採取血液の空気との接触機会が増大して血液凝固を促進させることも懸念されるところである。
【０００８】
このような背景から、血液を採取してから粘度測定を開始するに至るまでの時間の短縮及び空気との接触の防止ができ、容易に落体の落下を開始できる手段、方法の開発が求められていた。
【０００９】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、採血管内の採取血液を移し替える操作を省略できて、血液を採取したのち空気との接触を最小限にとどめ、非常に短時間で血液の粘度測定を開始でき、採血管内の落体を容易に落下させることを可能ならしめる血液粘度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００１１】
［１］中に粘度測定用落体が封入された採血管と、
前記採血管を保持する保持手段と、
前記保持手段の上下反転操作を可能にする反転手段と、
前記採血管内を落下する落体の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段とを備えることを特徴とする血液粘度測定装置。
【００１２】
［２］前記採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備える前項１に記載の血液粘度測定装置。
【００１３】
［３］前記粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている前項２に記載の血液粘度測定装置。
【００１４】
［４］前記粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている前項２に記載の血液粘度測定装置。
【００１５】
［５］前記保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に前記固定手段が固定されたものからなる前項２〜４のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１６】
［６］前記検出手段は、前記保持手段に固定されている前項１〜５のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１７】
［７］前記保持手段にヒーターが配設されている前項１〜６のいずれか１項に記載された血液粘度測定装置。
【００１８】
［８］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されている前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００１９】
［９］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記密封栓の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されている前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【００２０】
［１０］前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面又は／及び前記密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、前記粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するものである前項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【発明の効果】
【００２１】
［１］の発明では、採血管の中に粘度測定用落体が封入されているから、この採血管内に血液を採取した後は、この採血管をそのまま保持手段に装着して該保持手段を反転手段により上下反転させるだけで粘度測定を開始することができ、血液の粘度測定に際し従来技術のように採血管内の採取血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作をする必要がないので、この血液粘度測定装置を用いれば、血液を採取したのち非常に短時間で（速やかに）血液の粘度測定を開始することができる。従って、この発明の血液粘度測定装置を用いれば、血液の粘度測定を精度高く行うことが可能となる。
【００２２】
［２］の発明では、採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備えているから、落体の落下開始を正確に制御することができ、これにより血液の粘度測定をより精度高く行うことができる。
【００２３】
［３］の発明では、粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、固定手段として電磁石が用いられた構成が採用されており、十分な固定力でもって落体を採血管の一端側に確実に固定することができる。また、このような簡易な構成で落体の固定が可能となるので、装置として小型化を図ることができると共にコストも低減できる。
【００２４】
［４］の発明では、粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、固定手段として電磁石が用いられた構成が採用されており、十分な固定力でもって落体を採血管の一端側に確実に固定することができる。また、このような簡易な構成で落体の固定が可能となるので、装置として小型化を図ることができると共にコストも低減できる。
【００２５】
［５］の発明では、保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に固定手段が固定されたものからなる構成を採用しているから、保持手段の反転操作中における落体の落下移動を確実に防止できる（落体を採血管の一端側に確実に固定できる）と共に、粘度測定装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
［６］の発明では、検出手段は保持手段に固定されているから、より精度の高い粘度測定を行い得る。
【００２７】
［７］の発明では、保持手段にヒーターが配設されているから、一定の温度条件の中での血液の粘度測定が可能になる。
【００２８】
［８］の発明では、有底管体の底面壁の内面の中央部に略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されているから、採血管内の該受容凹部において略針状落体を安定状態に保持することができ、これにより粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。また、有底管体の底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されているから、略針状落体を有底管体の底面壁の受容凹部にスムーズにかつ確実に誘導案内することができる。
【００２９】
［９］の発明では、密封栓の内面の中央部に略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されているから、採血管内の該受容凹部において略針状落体を安定状態に保持することができ、これにより粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。また、密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されているから、略針状落体を密封栓の内面の受容凹部にスムーズにかつ確実に誘導案内することができる。
【００３０】
［１０］の発明では、有底管体の底面壁の内面又は／及び密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するから、有底管体の底面壁の内面又は／及び密封栓の内面において落体を安定状態に保持することが可能となる。これにより、粘度測定の際に採血管内の落体を安定状態に落下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
この発明に係る血液粘度測定装置（３０）の一実施形態を図１に示す。この血液粘度測定装置（３０）は、中に粘度測定用落体（２）が封入された血液粘度測定用採血管（１）、保持手段（３１）、検出手段（３２）、反転手段（３３）及び固定手段（３４）を備えてなる。
【００３２】
前記採血管（１）は、図１に示すように、合成樹脂からなる有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に有底管体（３）の内部空間に粘度測定用落体（２）が封入されたものからなる。本実施形態では、前記粘度測定用落体（２）は略針状に形成されている。前記密栓された有底管体（３）の内部空間は、減圧状態になるように減圧処理されている。
【００３３】
前記略針状落体（２）は、金属製錘（１２）を中に封入した合成樹脂製の略針状体（１１）からなる。本実施形態では、図４に示すように、有底円筒状の合成樹脂製の略針状体（１１）の内部に金属製錘（１２）が配置されると共に略針状体（１１）の上部開口端にキャップ（１３）が嵌合されてなる略針状落体（２）が用いられている。
【００３４】
また、図１に示すように、前記有底管体（３）の底面（２１）の上面に合成樹脂からなる底部（２２）が接合されることによって有底管体（３）の底面壁（２３）が形成されている。前記底部（２２）の上面の中央部に前記略針状落体（２）の一端部を受容し得る受容凹部（４）が形成されている。この受容凹部（４）は、前記底部（２２）の上面の中央部に円柱形状の孔が穿設されて形成されたものである。更に、前記底部（２２）の上面（即ち底面壁（２３）の内面）は、その周縁部から中央部の受容凹部（４）に向かって上から下に傾斜する傾斜面（５）に形成されている。
【００３５】
前記保持手段（３１）は、前記採血管（１）を保持する手段であり、本実施形態では、両端が開口された円筒状の筒状体（４１）の長さ方向の一端が固定手段（３４）で封止されたものが保持手段（３１）として用いられている。この保持手段（３１）の他端の開口部からその内部空間に前記採血管（１）を挿入配置し得るものとなされている。また、前記保持手段（３１）の筒状体（４１）の内部にヒーター（図示しない）が配置されている。このヒーターは、前記保持手段（３１）で保持した採血管（１）内の血液の温度を所定温度に維持するためのものである。
【００３６】
前記固定手段（３４）は、前記採血管（１）内の落体（２）を採血管（１）の長さ方向の一端側に固定するための手段である。本実施形態では、前記固定手段（３４）として電磁石が用いられている。即ち、電磁石（３４）のスイッチをＯＮにした状態では、電磁石（３４）から発せられる磁力により、金属製錘（１２）を内包した落体（２）を採血管（１）内の長さ方向の一端側に固定した状態を維持することができる。即ち、電磁石（３４）のスイッチをＯＮにしておけば、その磁力により、図２（ロ）に示すように、粘度測定のために採血管（１）を１８０度回転させて上下反転状態にしても略針状落体（２）は受容凹部（４）内に安定状態に保持固定される。
【００３７】
また、前記保持手段（３１）を構成する筒状体（４１）には、前記採血管（１）内を落下する落体（２）の落下終端速度を検出する検出手段（３２）が取り付けられている。本実施形態では、検出手段（３２）として、相互に離間して配置された一対の磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）及び計測装置（図示しない）が用いられている。即ち、図１に示すように、上側の磁気センサー（３２Ａ）は保持手段（３１）の上方位置に配置される一方、下側の磁気センサー（３２Ｂ）は前記上側の磁気センサー（３２Ａ）より下の位置で且つ上側の磁気センサー（３２Ａ）と所定間隔をあけて配置されている。前記計測装置は、前記磁気センサー（３２Ｂ）からの検知信号を受けたのちもう一方の磁気センサー（３２Ａ）からの検知信号を受けるまでの時間を計測する装置である（図２（ハ）参照）。この計測装置により、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）からもう一方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間を計測することができる。なお、前記「落下終端速度」とは、流体中を等速度落下運動をしているときの速度のことである。
【００３８】
また、前記反転手段（３３）は、土台部（４２）と、該土台部（４２）の上面から上方に向けて延ばされた棒状の枢支手段（４３）（４３）とを備えている。前記保持手段（３１）の筒状体（４１）の外周面の高さ方向の中間位置から相互対向状態に一対の軸部（４４）（４４）が外方に向けて突設形成されており、これら軸部（４４）（４４）がそれぞれ前記枢支手段（４３）（４３）の上端部に穿設された軸受け孔（４５）（４５）に挿入配置されることによって、前記保持手段（３１）が前記反転手段（３３）によって回転自在に枢支されている。
【００３９】
次に、上記構成からなる血液粘度測定装置（３０）を用いた血液の粘度測定方法の一例について説明する。
【００４０】
まず、図３に示すように、ホルダ（２７）の先端部に貫通状態に固定された針（２８）を人体の皮膚（２９）に刺し入れた後、前記採血管（１）をホルダ（２７）内に挿入していくことによって前記針（２８）を前記密封栓（６）に貫通せしめて該針（２８）の先端を採血管（１）の内部空間内に配置せしめる。この時、採血管（１）の内部空間は減圧状態になっているので採血管（１）の内部に血液（６０）が採血される。
【００４１】
次に、図２（イ）に示すように、内部に血液（６０）が採血された採血管（１）を前記測定装置（３０）の保持手段（３１）の上端開口部からその内部に挿入していき、前記採血管（１）の底面壁（２３）が前記固定手段（３４）に当接する状態に挿入嵌合せしめる。この時、前記略針状落体（２）は、採血管（１）内を落下していき底面壁（２３）の傾斜面（５）に誘導案内されて、略針状落体（２）の一端部が受容凹部（４）内に嵌まり込むので、前記略針状落体（２）は該受容凹部（４）によって安定状態に保持される。
【００４２】
次の反転操作の前に、前記固定手段（３４）である電磁石のスイッチをＯＮにして該電磁石からの磁力によって、金属製錘（１２）を内包した落体（２）を採血管（１）内の長さ方向の一端側の受容凹部（４）内に固定した状態を維持する。
【００４３】
次いで、図２（ロ）に示すように、保持手段（３１）を１８０度回転させて上下反転させることによって採血管（１）を上下反転状態にしてこの状態を維持する。この時、前記電磁石（３４）からの磁力により、前記略針状落体（２）は受容凹部（４）内に安定状態に保持固定されている（落下しない）。
【００４４】
しかる後、電磁石（３４）のスイッチをＯＦＦにすると、採血管（１）内の受容凹部（４）内に保持されていた略針状落体（２）が落下する（図２（ハ）参照）。この時、略針状落体（２）は、採血管（１）内の血液（６０）中を鉛直下方向に向けて安定状態に落下する。しかして、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）を通過した時に計測装置は該磁気センサー（３２Ｂ）からの検知信号を受け、その後落体（２）がもう一方の磁気センサー（３２Ａ）を通過した時に計測装置は該磁気センサー（３２Ａ）からの検知信号を受け、これらにより、計測装置は、落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）から他方の他方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間を算出する。求められた落下時間と磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）間の距離とから落体（２）の落下終端速度Ｕｔを算出する。
【００４５】
次に、前記得られた落体（２）の落下終端速度Ｕｔを用いて血液粘度を求める方法について説明する。
【００４６】
図１０は、略針状落体（２）が落下している時の状態を示す概念図であり、図１１は、落下する略針状落体（２）が押し退ける血液（６０）の移動方向を示す速度断面図である。これら図１０、図１１において、「Ｌ」は略針状落体（２）の長さ、「ｋＲ」は略針状落体（２）の半径、「Ｒ」は有底管体（３）の半径であり、また（５０）は落下する落体により押し退けられる落体周囲の流体要素としての微小円柱殻であり、「ｒ」は微小円柱殻の内半径、「ｒ＋ｄｒ」は微小円柱殻の外半径、「Ｌ」は微小円柱殻の長さである。
【００４７】
略針状落体（２）の落下速度が０．１×１０-3ｍ／ｓ〜０．１８ｍ／ｓと非常に小さく、血液と落体の間および血液と有底管体内壁面の間には滑りが発生せず、血液は非圧縮性であり、管内流動は層流であるという条件（仮定）の下で、有底管体（３）に満たされた血液の中央を略針状落体（２）が落下終端速度Ｕｔで落下すると、図１０に示すように、微小円柱殻（５０）の上面及び下面にはそれぞれ圧力ｐ1、ｐ2が働き、内側面及び外側面にはそれぞれ剪断応力τ、τ＋ｄτが働く。また、血液は等速落下運動をしているので、運動量増加速度は０となる。従って、このときの微小円柱殻（５０）に働く力の釣り合いから以下の関係式＜１＞が成り立つ。
【００４８】
【数１】
【００４９】
但し、△ｐ＝ｐ1−ｐ2 （△ｐ＜０）である。
【００５０】
また、このとき、落体（２）の壁面と有底管体（３）の内壁面には滑りが生じないと仮定しているので、速度に関する境界条件として以下の関係式＜２＞が成り立つ。
【００５１】
【数２】
【００５２】
また、落体（２）の壁面と有底管体（３）の内壁面との間に形成される環状流路を単位時間当たりに通過する血液の量は落体（２）が押し退ける血液の量と等しいので、以下の関係式＜３＞が成り立つ。
【００５３】
【数３】
【００５４】
さらに、落体（２）の壁面において、重力、浮力、圧力及び粘性力が釣り合っているので、以下の関係式＜４＞が成り立つ。
【００５５】
【数４】
【００５６】
以上の式＜１＞〜＜４＞に、血液の構成方程式（Ｎｅｗｔｏｎ流体の構成方程式）である式＜５＞を連立させることによって、血液の粘度を解析することができる。即ち、血液は、凝固する前の状態であればＮｅｗｔｏｎ流体であるから、式＜１＞〜＜４＞にＮｅｗｔｏｎ流体の構成方程式である式＜５＞を連立させることによって、血液の粘度を解析することができる。
【００５７】
【数５】
【００５８】
式＜５＞において、τは剪断応力、γ（ガンマ）は剪断速度、μ（ミュー）は血液の粘度である。
【００５９】
上記構成の血液粘度測定装置（３０）によれば、採血管（１）の中に粘度測定用落体（２）が封入されているから、この採血管（１）内に血液を採取した後は、この採血管（１）をそのまま保持手段（３１）に装着して該保持手段（３１）を反転手段（３３）により上下反転させるだけで粘度測定を行うことができ、血液の粘度測定に際し従来技術のように採血管内の採取血液を粘度測定装置の測定容器内に移し替える操作をする必要がないので、この血液粘度測定装置（３０）を用いれば、血液を採取したのち非常に短時間で血液の粘度測定を開始することができる。従って、この発明の血液粘度測定装置（３０）を用いれば、血液の粘度測定を精度高く行うことが可能となる。また、採血管内の採取血液を別の測定容器内に移し替える操作を省略できるので、採取血液の空気との接触を極力回避し得て、血液凝固の進行を緩和できる利点もある。
【００６０】
この発明において、前記保持手段（３１）としては、前記実施形態の構成のものに特に限定されるものではなく、前記採血管（１）を保持し得る手段であればどのような手段であっても良い。
【００６１】
また、前記反転手段（３３）も前記実施形態の構成のものに特に限定されるものではなく、前記保持手段（３１）の上下反転操作を可能ならしめる手段であればどのような手段であっても良い。
【００６２】
また、前記実施形態では、固定手段（３４）として電磁石が用いられているが、特にこのような構成のものに限定されるものではなく、前記採血管（１）内の落体（２）を該採血管（１）の長さ方向の一端側に固定し得る手段であればどのような手段であっても良い。
【００６３】
また、前記実施形態では、検出手段（３２）は保持手段（３１）に固定された構成が採用されているが、特にこのような形態のものに限定されるものではない。例えば、前記検出手段（３２）は前記枢支手段（４３）に固定された構成であっても良い。
【００６４】
また、前記実施形態では、検出手段（３２）として、一対の磁気センサー（３２Ａ）（３２Ｂ）及び計測装置が用いられているが、特にこのような構成のものに限定されるものではなく、落下する落体（２）の落下終端速度を検出できる手段であればどのようなものでも良い。
【００６５】
また、前記実施形態では、落体（２）の落下終端速度を測定することにより血液の粘度を求めているが、これに代えて落体（２）の落下加速度を測定することにより血液の粘度を求めるようにしても良い。このような落体（２）の落下加速度を測定する検出手段（３２）としては、上下方向（落体の落下方向）に離間して配置された３つ以上の磁気センサー及び計測装置からなる構成等が挙げられる。
【００６６】
また、前記実施形態では、採血管（１）の受容凹部（４）は、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面に形成されていたが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように受容凹部（４）は前記密封栓（６）の内面に形成されていても良い。即ち、図５に示す実施形態では、前記密封栓（６）の内面の中央部に前記略針状落体（２）の少なくとも一部を受容し得る受容凹部（４）が形成されると共に、前記密封栓（６）の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部（４）に向かって下から上に傾斜する傾斜面（５）に形成されている。
【００６７】
また、前記採血管（１）としては、図６に示すような構成を採用することもできる。即ち、この採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記粘度測定用落体（２）は、略針状本体部（５１）の一端部に該本体部（５１）の軸線に対して直交する状態に平板部（５２）が連接されたものからなり、該平板部（５２）における非連接面が平坦面に形成されて平坦面部（５３）を備えている。また、図７の詳細図に示すように、前記粘度測定用落体（２）の略針状本体部（５１）の内部に金属製錘（１２）が配置されていると共に、前記略針状本体部（５１）の上部開口端にキャップ（１３）が嵌合されている。
【００６８】
図６に示す構成の採血管（１）では、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体（２）は、その少なくとも一部に平坦面部（５３）を有するから、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面において落体（２）を安定状態に保持することが可能となり（図８（イ）参照）、これにより粘度測定に際し採血管（１）を上下反転させた時に採血管（１）内の落体（２）を鉛直下方向に向けて安定状態に落下させることができる（図８（ロ）（ハ）参照）。
【００６９】
また、前記血液粘度測定用採血管（１）としては、図９に示すような構成を採用することもできる。即ち、図９（イ）に示す血液粘度測定用採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に半球状の粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記半球状の落体（２）の一部に平坦面部（５３）を有している。また、図９（ロ）に示す血液粘度測定用採血管（１）は、有底管体（３）の上端開口部が弾性体からなる密封栓（６）によって密栓されると共に前記有底管体（３）の内部に円錐状の粘度測定用落体（２）が封入されてなり、前記有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成される一方、前記円錐状の落体（２）の一部（円錐の底面）に平坦面部（５３）を有している。
【００７０】
これら図９（イ）（ロ）に示す構成の採血管（１）では、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面が平坦面に形成されると共に、粘度測定用落体（２）は、その少なくとも一部に平坦面部（５３）を有するから、有底管体（３）の底面壁（２３）の内面において落体（２）を安定状態に保持することが可能となり、これにより粘度測定に際し採血管（１）を上下反転させた時に採血管（１）内の落体（２）を鉛直下方向に向けて安定状態で落下させることが可能となる。
【００７１】
この発明において、前記採血管（１）の有底管体（３）を構成する素材は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂を用いるのが好ましい。この場合には、有底管体（３）の内面への血液のこびり付きを十分に防止することができるので、血液の粘度測定をより精度高く行うことができる。
【００７２】
また、前記落体（２）を構成する合成樹脂（例えば略針状体（１１）を構成する合成樹脂）としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂を用いるのが好ましい。この場合には、落体（２）の表面への血液のこびり付きを確実に防止することができ、従って血液の粘度測定をより精度高く行うことができる利点がある。なお、合成樹脂からなる略針状体（１１）の表面に、気泡が付着するのを防止するためのコーティング層が形成されても良い。このような気泡付着防止コーティング層としては、例えば親水性コーティング層を例示できる。また、前記金属製錘（１２）は、塊状、粒体、粉体等どのような形態であっても良い。
【００７３】
なお、前記実施形態では、落体（２）として、金属製錘（１２）を中に封入した合成樹脂製の落体を用いているが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体を用いても良い。
【００７４】
前記略針状落体（２）の大きさとしては、特に限定されないものの、より少量の血液量での粘度測定を可能にすると共に粘度測定の精度を向上させる観点から、外径（ｍ1、ｍ2）が０．５〜３ｍｍ、長さ（Ｌ）が５〜１００ｍｍの範囲に設定されるのが好ましい。図４において、ｍ1＝ｍ2、ｍ1＞ｍ2、ｍ1＜ｍ2、いずれの関係が成立する構成であっても良い。
【００７５】
なお、前記落体（２）の密度とは、見かけ密度を意味するものであり、落体（２）の質量を落体の体積（空隙部を含めた体積）で除した値である。
【実施例】
【００７６】
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
【００７７】
＜実施例１＞
４５歳の男性の血液を図１に示す血液粘度測定用採血管（１）内に採取した後、図１に示す構成からなる血液粘度測定装置（３０）を用いて前項で説明した手順に従って血液の粘度測定を行った。採血管（１）の内径は８ｍｍ、長さは９０ｍｍであり、採血管（１）の内容量は５ｍＬであった。略針状落体（２）の長さ（Ｌ）は２０ｍｍ、上方側の外径（ｍ1）は２．０ｍｍ、下方側の外径（ｍ2）は２．０ｍｍであった。また、略針状落体（２）の密度は１．４６０ｇ／ｃｍ3であった。また、採取した血液の密度は１．０５７１ｇ／ｃｍ3であった。採血管（１）内の血液の温度が３７．０℃になるようにヒーターを制御して測定を行った。
【００７８】
略針状落体（２）が一方の磁気センサー（３２Ｂ）から他方の磁気センサー（３２Ａ）の位置まで落下するのに要した時間は０．２１９秒であり、これより求められた落体（２）の落下終端速度Ｕｔは１５．４ｃｍ／秒であった。
【００７９】
式＜１＞〜式＜４＞の４式とＮｅｗｔｏｎ流体の構成方程式＜５＞とを連立させて血液の粘度μを算出した。その結果、この血液の粘度μは６．２９ｍＰａ・ｓｅｃであることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明の血液粘度測定装置では、採血管の中に粘度測定用落体が封入されているから、この採血管内に血液を採取した後は、この採血管をそのまま保持手段に装着して該保持手段を上下反転させるだけで粘度測定を行うことができ、このように血液を採取したのち非常に短時間で血液の粘度測定を開始することができるので、血液の粘度測定を精度高く行うことができて、血液疾患の予測や病気の早期発見に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明に係る血液粘度測定装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】（イ）は採血管を保持手段に装着した状態、（ロ）は保持手段を１８０度回転させて採血管を上下反転させた状態、（ハ）は落体を落下させた途中状態、をそれぞれ示す図である。
【図３】採血管を用いた採血状態を示す模式図である。
【図４】略針状落体の一実施形態を示す断面図である。
【図５】採血管の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】採血管のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の採血管で用いた落体の拡大断面図である。
【図８】（イ）は図６の採血管を保持手段に装着した状態、（ロ）は保持手段を１８０度回転させて採血管を上下反転させた状態、（ハ）は落体を落下させた途中状態、をそれぞれ示す図である。
【図９】（イ）（ロ）いずれも採血管のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】略針状落体が落下している時の状態を示す概念図である。
【図１１】落下する略針状落体が押し退ける血液の移動方向を示す速度断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…血液粘度測定用採血管
２…粘度測定用落体
３…有底管体
４…受容凹部
５…傾斜面
６…密封栓
１１…略針状体
１２…金属製錘
２３…底面壁
３０…血液粘度測定装置
３１…保持手段
３２…検出手段
３３…反転手段
３４…固定手段
４１…筒状体
５３…平坦面部（落体の）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に粘度測定用落体が封入された採血管と、
前記採血管を保持する保持手段と、
前記保持手段の上下反転操作を可能にする反転手段と、
前記採血管内を落下する落体の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段とを備えることを特徴とする血液粘度測定装置。
【請求項２】
前記採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備える請求項１に記載の血液粘度測定装置。
【請求項３】
前記粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている請求項２に記載の血液粘度測定装置。
【請求項４】
前記粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている請求項２に記載の血液粘度測定装置。
【請求項５】
前記保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に前記固定手段が固定されたものからなる請求項２〜４のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記保持手段に固定されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項７】
前記保持手段にヒーターが配設されている請求項１〜６のいずれか１項に記載された血液粘度測定装置。
【請求項８】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項９】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記密封栓の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項１０】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面又は／及び前記密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、前記粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項１】
中に粘度測定用落体が封入された採血管と、
前記採血管を保持する保持手段と、
前記保持手段の上下反転操作を可能にする反転手段と、
前記採血管内を落下する落体の落下終端速度又は落下加速度を検出する検出手段とを備えることを特徴とする血液粘度測定装置。
【請求項２】
前記採血管内の落体を該採血管の一端側に固定する固定手段をさらに備える請求項１に記載の血液粘度測定装置。
【請求項３】
前記粘度測定用落体は、金属製錘を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている請求項２に記載の血液粘度測定装置。
【請求項４】
前記粘度測定用落体は、磁性体を中に封入した合成樹脂製の落体からなり、前記固定手段として電磁石が用いられている請求項２に記載の血液粘度測定装置。
【請求項５】
前記保持手段は、両端が開口された筒状体の一端側の開口部に前記固定手段が固定されたものからなる請求項２〜４のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記保持手段に固定されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項７】
前記保持手段にヒーターが配設されている請求項１〜６のいずれか１項に記載された血液粘度測定装置。
【請求項８】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記底面壁の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって上から下に傾斜する傾斜面に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項９】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に略針状の粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記密封栓の内面の中央部に前記略針状落体の少なくとも一端部を受容し得る受容凹部が形成されると共に、前記密封栓の内面は、その周縁部から中央部の受容凹部に向かって下から上に傾斜する傾斜面に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【請求項１０】
前記採血管は、有底管体の上端開口部が密封栓によって密栓されると共に前記有底管体の内部に粘度測定用落体が封入されたものからなり、前記有底管体の底面壁の内面又は／及び前記密封栓の内面が平坦面に形成されると共に、前記粘度測定用落体は、その少なくとも一部に平坦面部を有するものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の血液粘度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１２７４７１（Ｐ２００７−１２７４７１Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１９１３０（Ｐ２００５−３１９１３０）
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【出願人】（０００００００５５）アサヒビール株式会社 (535)
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【出願人】（０００００００５５）アサヒビール株式会社 (535)
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