レーザ光回折法に基づいた血液粘性の非侵襲観測法に関する研究

基于激光衍射法的血液粘度无创观测方法研究

基本信息

批准号：
17700428
负责人：
佐藤隆幸
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

血液粘性の上昇は赤血球の凝集現象によって引き起こされることが知られている。これまでの採血による測定では患者への負担だけでなく,実際の人体内の赤血球凝集体直径がしばしば注射針の内径を上回ることから,被検体の状態を変容させる恐れがある。日常的なセルフチェックが望ましい指標であることからも,非侵襲的な測定が実現されることが強く望まれる。これまで光学的手法による測定法を検討してきた。しかし,生体組織における光の強散乱特性に由来して,測定範囲が極めて浅部に限定されるという問題に至った。非侵襲的に血液内情報を得るためには,少なくとも皮膚-血管壁という生体組織を経なければならない。このため,測定を音響的手法に切り替えるための測定システムの変更を検討した。組織からのエネルギー反射散乱のパターン解析によって粘性推定を行うという原理には変更はない。しかし,音響的手法とするために信号取得ツ-ルを超音波センサアレイとし,血流の上流及び下流にセンサを配置する必要がある。これに従い,多チャンネル信号の高速処理システムを構成した。また実験を重ねていくために必要な血液試料については,光学的な疑似生体組織ではなく,音響的特例を疑する必要がある。このため種々の食糧粉の中で,吸水後サイズが赤血球により近くなるものを選定した。そして,疑似血液中の吸水後固形成分が40%(=血液中の赤血球割合)となるような試料を調整した。この血液試料を疑似血管とするシリコンチューブ内に満たし,超音波センサアレイの配置について検討した。つまり,センサの並び方向と流れ方向の角度を平行とするか直角とするかという問題である。現在のところこの角度を直角としているが,信号取得システムが高速化された場合には並行とすることによって情報取得が広範囲となり,確度の高い粘性推定が可能となると考えられる。

众所周知，血液粘度增加是由红细胞的凝集现象引起的。传统的采血测量不仅给患者带来负担，而且还存在改变受试者状况的风险，因为人体内红细胞聚集体的直径常常超过注射针的内径。由于日常自检是一个理想的指标，因此强烈希望实现非侵入性测量。到目前为止，我们已经考虑了使用光学方法的测量方法。然而，由于光在生物组织中的强散射特性，测量范围仅限于极浅的区域。为了非侵入性地获取血液中的信息，至少需要穿过皮肤和血管壁。为此，我们考虑改变测量系统，将测量切换为声学方法。通过分析组织的能量反射和散射模式来估计粘度的原理保持不变。然而，为了使用声学方法，需要使用超声波传感器阵列作为信号采集工具，并将传感器放置在血流的上游和下游。据此构建了多通道信号的高速处理系统。另外，对于重复实验所需的血液样本，有必要怀疑它们是声学特例，而不是光学伪生命组织。为此，我们在各种食品面粉中选择了一种吸水后尺寸更接近红细胞的面粉。然后，制备样品使得模拟血液中吸水后的固体含量为40％(＝血液中红细胞的百分比)。将该血液样本填充到用作伪血管的硅管中，并研究超声波传感器阵列的放置。换句话说，问题是传感器布置方向与流动方向之间的角度应该是平行还是垂直。目前，该角度被设定为直角，但如果信号采集系统加速，则认为通过使其平行，可以在更宽的范围内获取信息，从而可以高精度地估计粘度。