專利名稱：微芯片、血液特性解析系統(tǒng)及血液特性解析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微芯片、血液特性解析系統(tǒng)及血液特性解析方法。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，隨著對(duì)健康重視程度的提高，作為健康的指標(biāo)(barometer)的血液流 動(dòng)性及血球變形能力等血液特性也越來(lái)越多地受到了關(guān)注。例如，血液流動(dòng)性也被稱為暢 通度(寸，寸，度)等，流動(dòng)性越高、越順暢，則代表越健康。作為用來(lái)考察上述血液特性的血液特性解析裝置，已知有使血液、血球在微細(xì)的 溝槽中通過(guò)，以使血液特性數(shù)值化的裝置(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1 6)。其中，特別是在專利文獻(xiàn)1、2記載的血液特性解析裝置中，從消除各個(gè)解析間存 在的偏差以獲得一般性的解析結(jié)果的觀點(diǎn)考慮，可將多個(gè)微細(xì)流路設(shè)置成矩陣狀來(lái)解析血 液特性。此外，在專利文獻(xiàn)3、4記載的血液特性解析裝置中，從使人體的血液流動(dòng)接近于 血管內(nèi)的狀態(tài)，以將血液特性準(zhǔn)確地?cái)?shù)值化的觀點(diǎn)考慮，可使流路形狀存在偏差。具體而 言，在專利文獻(xiàn)3記載的裝置中，縮小了部分流路在血流方向上的流路寬度；在專利文獻(xiàn)4 記載的裝置中，在部分流路中設(shè)置了多個(gè)障礙物。然而，就人體而言，即使血管中含有多個(gè)具有同樣大小、形狀的障礙物，但經(jīng)過(guò)血 液的碰撞，也可能在血流方向發(fā)生大小、形狀的改變?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)2專利文獻(xiàn)3專利文獻(xiàn)4專利文獻(xiàn)5專利文獻(xiàn)6
日本特開(kāi)2006-145345號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)2005-洸56；34號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)平2-130471號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)2004-4002號(hào)公報(bào) 日本特表2006-501449號(hào)公報(bào) 日本特開(kāi)2005-164296號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在上述專利文獻(xiàn)3記載的裝置中，流路內(nèi)的障礙物在血流方向上呈一致的 形狀(血流方向上相鄰的障礙物之間呈相同形狀)，因此無(wú)法完全再現(xiàn)人體的復(fù)雜狀態(tài)，從 而無(wú)法模擬血管內(nèi)部而進(jìn)行準(zhǔn)確的血液特性解析。本發(fā)明鑒于上述背景而完成，目的在于提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠更準(zhǔn)確地模 擬血管內(nèi)部并對(duì)血液特性進(jìn)行解析的微芯片、血液特性解析系統(tǒng)及血液特性解析方法。解決問(wèn)題的方法權(quán)利要求1所述的發(fā)明涉及一種微芯片，其用于血液特性解析，并設(shè)置于用于測(cè)量血液特性的血液特性解析系統(tǒng)中，其中，該微芯片具備使血液通過(guò)的多條流路，在這多條流路中，僅部分流路的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè) 第1障礙物，所述第1障礙物局部地改變血流方向，所述多個(gè)第1障礙物中，所述血流方向上相鄰的障礙物之間的形狀互不相同。權(quán)利要求2所述的發(fā)明涉及一種微芯片，其用于血液特性解析，并設(shè)置于用于測(cè) 量血液特性的血液特性解析系統(tǒng)中的微芯片，其中，該微芯片具備使血液通過(guò)的多條流路，在這多條流路中，僅部分流路的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè) 第2障礙物，所述第2障礙物局部地改變血流方向，所述多個(gè)第2障礙物具有任意形狀。權(quán)利要求3所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1或2所述的微芯片，其中，用于劃定所述多條流路中除上述部分流路以外的其它部分流路的壁面上，沿血流 方向以恒定間隔設(shè)置有多個(gè)第3障礙物，所述第3障礙物局部地改變血流方向，所述多個(gè)第3障礙物具有彼此相同的形狀。權(quán)利要求4所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，所述障 礙物突起地設(shè)置于流路的內(nèi)部。權(quán)利要求5所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，所述多 條流路從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)其內(nèi)壁部截面變寬或變窄。權(quán)利要求6所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，平坦地 形成用于劃定所述多條流路中未設(shè)置上述障礙物的流路的壁面。權(quán)利要求7所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，用于劃 定所述多條流路的壁面的截面形狀為圓形。權(quán)利要求8所述的發(fā)明涉及一種用于測(cè)量血液特性的血液特性解析系統(tǒng)，該系統(tǒng) 具備權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的微芯片；拍攝所述微芯片的所述多條流路內(nèi)的血液流動(dòng)的拍攝裝置；對(duì)利用所述拍攝裝置得到的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性的解析裝置。權(quán)利要求9所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求8所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述解析裝置對(duì)所述多條流路中指定流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液 特性。權(quán)利要求10所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求8所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述解析裝置分別對(duì)所述多條流路中所述部分流路內(nèi)的拍攝圖像和該部分流路 以外的流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較。權(quán)利要求11所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求8 10中所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述拍攝裝置拍攝所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的血液流動(dòng)和該部分流路 以外的流路內(nèi)的血液流動(dòng)。權(quán)利要求12所述的發(fā)明涉及一種血液特性解析方法，其使用權(quán)利要求1 7中任 一項(xiàng)所述的微芯片來(lái)解析血液特性，該方法包括
拍攝工序，拍攝所述微芯片的所述多條流路內(nèi)的血液流動(dòng)；解析工序，對(duì)通過(guò)所述拍攝工序得到的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性。權(quán)利要求13所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求12所述的血液特性解析方法，其中，在所述解析工序中，對(duì)所述多條流路中的指定流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算 出血液特性。權(quán)利要求14所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求12所述的血液特性解析方法，其中，在所述解析工序中，分別對(duì)所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的拍攝圖像和該部 分流路以外的流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較。權(quán)利要求15所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求12 14中任一項(xiàng)所述的血液特性解析方 法，其中，在所述拍攝工序中，拍攝所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的血液流動(dòng)和該部分 流路以外的流路內(nèi)的血液流動(dòng)。發(fā)明的效果根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，由于在所述多條流路中，僅部分流路的用于劃定該 流路的壁面上沿血流方向設(shè)置了多個(gè)局部地改變血流方向的第1障礙物，因此，在該部分 流路和除該部分流路以外的其它流路中會(huì)產(chǎn)生流路形狀的偏差。這樣一來(lái)，可通過(guò)對(duì)無(wú)障 礙物的血管和有障礙物的血管這兩者進(jìn)行比較來(lái)準(zhǔn)確地解析血液特性。此外，權(quán)利要求1還具有下述技術(shù)特征在多個(gè)第1障礙物中，使在血流方向上相 鄰的障礙物之間形成互不相同的形狀。這是由于，在人體的血管中產(chǎn)生的多個(gè)障礙物(血 栓等)并不會(huì)保持相同的形狀，有時(shí)會(huì)因新的血液流動(dòng)而發(fā)生移動(dòng)、形狀變化等，因此，通 過(guò)形成互不相同的形狀，可實(shí)現(xiàn)更加接近于人體血管的狀態(tài)。這樣一來(lái)，與在血流方向上相 鄰的障礙物之間的形狀相同的情況相比較，能夠在血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下 進(jìn)行血液特性的解析。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠進(jìn)行模擬血管內(nèi)部的準(zhǔn)確的血液特性解析。根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，由于在所述多條流路中，僅部分流路的用于劃定該 流路的壁面上沿血流方向設(shè)置了多個(gè)局部地改變血流方向的第2障礙物，因此，在該部分 流路和除該部分流路以外的其它流路中會(huì)產(chǎn)生流路形狀的偏差。這樣一來(lái)，可通過(guò)對(duì)無(wú)障 礙物的血管和有障礙物的血管這兩者進(jìn)行比較來(lái)準(zhǔn)確地解析血液特性。此外，權(quán)利要求2還具有下述技術(shù)特征多個(gè)第2障礙物具有任意形狀。這是由 于，在人體的血管中產(chǎn)生的多個(gè)障礙物(血栓等)并不會(huì)保持相同的形狀，有時(shí)會(huì)因新的血 液流動(dòng)而發(fā)生移動(dòng)、形狀變化等，因此，通過(guò)形成任意形狀，可實(shí)現(xiàn)更加接近于人體血管的 狀態(tài)。這樣一來(lái)，與形成具有規(guī)則性的障礙物的情況相比，能夠在血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi) 狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠進(jìn)行模擬血管內(nèi)部的準(zhǔn)確的血液特性解析。根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，由于在所述多條流路中，在用于劃定除上述部分流 路以外的其它部分流路的壁面上沿血流方向以恒定間隔設(shè)置有多個(gè)局部地改變血流方向 的第3障礙物，且多個(gè)第3障礙物具有彼此相同的形狀，因此，可使血液流動(dòng)接近于血管內(nèi) 產(chǎn)生了血栓的狀態(tài)，并且能夠?qū)τ裳ㄒ鸬难髯兓M(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，由于障礙物突起地設(shè)置于流路的內(nèi)部，因此，能夠在使血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析。根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，由于多條流路的內(nèi)壁部截面從血流方向上游側(cè)至下 游側(cè)變寬或變窄，因此，能夠使血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)。從而，可進(jìn)行模擬血管內(nèi)部 的更準(zhǔn)確的血液特性解析。根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)明，由于平坦地形成用于劃定多條流路中未設(shè)置所述障 礙物的流路的壁面，因此，能夠使血液流動(dòng)接近于正常血管內(nèi)的狀態(tài)。從而，可通過(guò)對(duì)無(wú)障 礙物的血管和有障礙物的血管這兩者進(jìn)行比較來(lái)對(duì)血液特性進(jìn)行更為準(zhǔn)確的解析。根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)明，由于用于劃定多條流路的壁面的截面形狀為圓形， 因此，能夠在使血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析。根據(jù)權(quán)利要求8、12所述的發(fā)明，由于對(duì)微芯片的多條流路內(nèi)的血液流動(dòng)進(jìn)行拍 攝，對(duì)拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性，因此，能夠拍攝到微芯片中流動(dòng)著的血液的狀 態(tài)，并能夠計(jì)計(jì)算出血液特性。根據(jù)權(quán)利要求9、13所述的發(fā)明，由于對(duì)所述多條流路中的指定流路內(nèi)的拍攝圖 像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性，因此，與對(duì)各流路中的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特 性的情況相比，可使解析變得容易。根據(jù)權(quán)利要求10、14所述的發(fā)明，由于分別對(duì)多條流路中的所述部分流路內(nèi)的拍 攝圖像和該部分流路以外的流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較， 因此，能夠?qū)缪苤挟a(chǎn)生了血栓、粥樣硬化等情況下的血液特性進(jìn)行解析。根據(jù)權(quán)利要求11、15所述的發(fā)明，由于拍攝所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的 血液流動(dòng)和該部分流路以外的流路內(nèi)的血液流動(dòng)，因此，與僅拍攝其中任何一個(gè)的情況相 比，可使血液特性的解析變得容易。


圖1是顯示本發(fā)明的血液特性解析系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示微芯片的圖，(a)為平面圖，(b)為側(cè)面分解圖，(c)為(a)的部分放大 圖。圖3是用來(lái)說(shuō)明微芯片的流路的圖，上側(cè)的圖為平面圖，下側(cè)的圖為側(cè)面圖。圖4是用來(lái)說(shuō)明微芯片的流路的平面圖。圖5是用來(lái)說(shuō)明微芯片的流路的平面圖。圖6是用來(lái)說(shuō)明微芯片的流路的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是顯示本實(shí)施方式中的血液特性解析系統(tǒng)1的整體結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，在血液特性解析系統(tǒng)1中，血液從供給槽10通向微芯片(過(guò)濾器)2 后，導(dǎo)入到排出槽11，血液特性解析系統(tǒng)1根據(jù)該過(guò)程中獲得的信息來(lái)測(cè)量血液特性。具體而言，血液特性解析系統(tǒng)1主要具備微芯片2、拍攝微芯片2內(nèi)的血液流動(dòng)的 TV攝像機(jī)3、基于利用TV攝像機(jī)3拍攝的血流圖像而測(cè)量血液特性的計(jì)算機(jī)7、以及顯示血 流圖像的顯示器8。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中的血液特性解析系統(tǒng)1中還具備通過(guò)混合器12與流路相連的多個(gè)溶液瓶13等，用來(lái)使生理鹽水、生理活性物質(zhì)等液體與血液混合并 導(dǎo)入到微芯片2。于是，壓差控制部14通過(guò)控制泵15來(lái)調(diào)整微芯片2前后的壓差，使得與 生理鹽水、生理活性物質(zhì)等液體混合后的血液(以下稱其為血液)僅以所要求的量在微芯 片2內(nèi)流動(dòng)。另外，上述的混合器12、泵15、以及供給槽10的閥IOa等由程序控制部16實(shí) 行統(tǒng)一控制。如圖2所示，微芯片2由矩形的玻璃平板20和底板21疊合而形成。玻璃平板20形成為平板狀，覆蓋著底板21的內(nèi)側(cè)面(圖2(b)中的上側(cè)的面)。底板21的兩端部具有凹部210、211，這些凹部210、211之間具有多個(gè)溝槽部
212，· · · ο其中，凹部210的底面具有與供給槽10連通的貫通口 210a，與玻璃平板20之間形 成積存血液的上游側(cè)積存部22。同樣地，凹部211的底面具有與排出槽11連通的貫通口 211a，與玻璃平板20之間 形成積存血液的下游側(cè)積存部23。此外，多個(gè)溝槽部212，...被設(shè)置成相對(duì)于凹部210與凹部211的連線方向(圖 中的X方向)平行延伸、并形成被沿上述X方向延伸的平臺(tái)部213隔開(kāi)的狀態(tài)。上述多個(gè) 溝槽部212，...交錯(cuò)地與凹部210或凹部211連通，從而在其與玻璃平板20之間形成用于 使血液從上游側(cè)積存部22流入的上游側(cè)血液回路M和用于使血液流入下游側(cè)積存部23 的下游側(cè)血液回路25。如圖2(c)及圖3所示，在平臺(tái)部213的上端部，沿X方向排列有多個(gè)基本呈六角 形狀的提部214，...，其頂面與玻璃平板20抵接。在上述多個(gè)提部214，...彼此之間形成有出入口(gate) 215，在各出入口 215與玻 璃平板20之間沿著與X方向垂直的方向(以下稱其為Y方向)形成有流通血液的微細(xì)流 路沈。需要指出的是，在本實(shí)施方式中，形成流路沈(出入口 215)的提部214的側(cè)面在Y 方向上延伸，由此，流路26的內(nèi)壁部(設(shè)置有后述障礙物S的情況下，指其根基(基端)部 分)在血流方向(Y方向)上的截面相同，在本實(shí)施方式中，其截面形狀呈矩形。此外，雖然 沒(méi)有特殊限制，但所形成的出入口 215的寬度比血液中的血球、例如紅血球的血球直徑(約 Sum)窄。其中，雖然沒(méi)有特殊限制，但在圖2中的假想線A-A、B-B所示位置處截?cái)嗔髀飞?及上游側(cè)血液回路24、下游側(cè)血液回路25的情況下，流路沈的截面積比上游側(cè)血液回路 24及下游側(cè)血液回路25的內(nèi)部截面積小。更具體而言，流路沈的截面形狀采取適應(yīng)于紅 血球的形狀(中間為凹陷的圓盤(pán)形狀，截面形狀為扁平的橢圓形)并成為扁平的長(zhǎng)方形，該 流路沈的截面尺寸采取小于紅血球的尺寸。由此，可觀察到紅血球邊改變其本身的形狀邊 通過(guò)毛細(xì)血管等細(xì)血管的狀態(tài)，并且能夠模擬性地再現(xiàn)血管中的血液的暢通度。以下，針對(duì)提部214及流路沈進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)施方式中的多個(gè)提部214，...由第1提部214A、第2提部214B構(gòu)成。其中，第1提部214A沿X方向與1個(gè)或2個(gè)其它的第1提部214A相鄰地設(shè)置。 在第1提部214A之間的相對(duì)面、即用來(lái)劃定流路沈的壁面上，設(shè)置有多個(gè)局部地改變血流 方向的障礙物(第1障礙物)S，...。這些障礙物S，...向流路沈的內(nèi)部突起，并且沿著 Y方向排列有多個(gè)障礙物S，...，該Y方向上相鄰的障礙物S之間的形狀互不相同。由此， 存在于第1提部214A的彼此之間的流路沈(以下稱其為障礙物流路26K)中呈下述狀態(tài)在血流方向(Y方向)上設(shè)置有多個(gè)形狀不同的障礙物S，...。需要指出的是，在本實(shí)施方 式中，第1提部214A的側(cè)面中除與其它第1提部214相對(duì)的面以外的側(cè)面平坦地形成。并 且，從血流方向(Y方向)的上游側(cè)到下游側(cè)，第1提部214A中的多個(gè)障礙物S，...越來(lái)越 大。另一方面，與下述面相對(duì)地設(shè)置第2提部214B，所述面是與第1提部214A中的障 礙物S相反一側(cè)的面、或是其它第2提部214B的側(cè)面。該第2提部214B的整個(gè)側(cè)周面平 坦地形成，由此，存在于第2提部214B和在X方向上相鄰的其它提部214(第1提部214A 或第2提部214B)之間的流路沈(以下稱其為比較流路^B)中呈未設(shè)置障礙物S的狀態(tài)， 換言之，用于劃定流路^B的壁面平坦地形成。在上述微芯片2中，由供給槽10導(dǎo)入的血液積存于上游側(cè)積存部22，并自上游側(cè) 血液回路M經(jīng)過(guò)流路沈、下游側(cè)血液回路25，然后，積存于下游側(cè)積存部23，再?gòu)呐懦霾?11排出。更具體而言，如圖3(a)所示，在流路沈內(nèi)流通的血液中的血球、例如紅血球首先 通過(guò)位于出入口 215上游的入口區(qū)A，然后，邊發(fā)生變形邊通過(guò)出入口 215的內(nèi)部區(qū)B，最 后，通過(guò)位于出入口 215下游的出口區(qū)C。需要說(shuō)明的是，作為上述微芯片2中底板21的制造方法，可列舉例如下述方法等 使用光致抗蝕劑“SU-8”等在硅等基板上對(duì)底板21的陰模形狀的模具進(jìn)行圖案化，然后利 用該模具對(duì)聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷等進(jìn)行模塑成形，再進(jìn)行脫模。其中，在本實(shí)施例中，作為微芯片，均以玻璃制芯片為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以使 用樹(shù)脂制芯片作為微芯片。此時(shí)，芯片的底板和/或蓋板(力〃一平板)也可以通過(guò)注射 溶融樹(shù)脂而進(jìn)行的注塑成形來(lái)進(jìn)行成形。在上述微芯片2的前后設(shè)置有壓力傳感器El、E2，該壓力傳感器El、E2將測(cè)定的 各個(gè)壓力P1、P2輸出至壓差控制部14(參見(jiàn)圖1)。TV攝像機(jī)3為例如數(shù)字式CXD攝像機(jī)，且是具有足以拍攝血液流動(dòng)的分辨率的高 速攝像機(jī)。如圖1所示，該TV攝像機(jī)3與微芯片2中的玻璃平板20相對(duì)地設(shè)置，分別隔著 玻璃平板20對(duì)在障礙物流路26A及比較流路^B中通過(guò)的血液的流動(dòng)進(jìn)行拍攝。其拍攝 范圍是包含多個(gè)出入口 215中的入口區(qū)A 出口區(qū)C(參見(jiàn)圖3(a))的范圍。其中，該拍攝 范圍只要是包含各出入口 215中的入口區(qū)A、內(nèi)部區(qū)B、出口區(qū)C中的至少1個(gè)區(qū)域在內(nèi)的 范圍即可。由TV攝像機(jī)3獲得的血流圖像被輸出到計(jì)算機(jī)7，同時(shí)被顯示在顯示器8上。 其中，對(duì)于上述TV攝像機(jī)3并無(wú)特殊限制，其是能夠拍攝動(dòng)態(tài)影像的攝像機(jī)。計(jì)算機(jī)7與TV攝像機(jī)3相連，具備由上述TV攝像機(jī)3所輸出的圖像信息計(jì)算出 血液特性的運(yùn)算處理部70。該運(yùn)算處理部70是本發(fā)明中的解析裝置，分別對(duì)障礙物流路 26A和比較流路^B中的TV攝像機(jī)3的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)血液特性加以比較。需要 說(shuō)明的是，所述血液特性是指與血液的流動(dòng)性有關(guān)的特性值，例如血液中血球的速度、血液 的凝聚能力等。另外，所述凝聚能力是用于表征血球滯留、結(jié)合為團(tuán)塊狀(集塊狀)的凝聚 現(xiàn)象產(chǎn)生的容易程度的定量值，并以由滯留的血球形成的血球滯留部中所含的各血球種的 面積、個(gè)數(shù)、面積比、或個(gè)數(shù)比來(lái)表示。作為這樣的運(yùn)算處理部70，可使用以往公知的運(yùn)算處 理工具。顯示器8與計(jì)算機(jī)7相連，用以顯示由TV攝像機(jī)3輸出的拍攝圖像以及由計(jì)算機(jī) 7計(jì)算出的血液特性。
以下，針對(duì)測(cè)量血液特性時(shí)血液特性解析系統(tǒng)1的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行說(shuō)明。首先，在使血液流向微芯片2的同時(shí)，用TV攝像機(jī)3對(duì)流路沈內(nèi)的血流進(jìn)行拍攝。 具體而言，程序控制部16使作為測(cè)量對(duì)象的血液注入到供給槽10，同時(shí)，根據(jù)需要向溶液 瓶13中添加生理鹽水等。接著，程序控制部16將指定的壓差作用于微芯片2，使血液流向 該微芯片2，另一方面，TV攝像機(jī)3分別對(duì)障礙物流路2隊(duì)及比較流路^B內(nèi)的血流進(jìn)行拍 攝。然后，由計(jì)算機(jī)7對(duì)拍攝圖像進(jìn)行圖像處理，并分別計(jì)算出障礙物流路26A及比較 流路^B中的血液特性，然后，使計(jì)算結(jié)果及拍攝圖像本身顯示在顯示器8上。并且，此時(shí) 計(jì)算機(jī)7通過(guò)計(jì)算障礙物流路26A中的血液特性和比較流路26B中的血液特性的差異(差 分)來(lái)對(duì)兩者的血液特性加以比較，并顯示出比較結(jié)果。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式中的血液特性解析系統(tǒng)1，在多條流路沈中，僅部分障 礙物流路26A的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè)局部地改變血流方向的 障礙物S，因此，在該障礙物流路26A和除此之外的比較流路^B中，會(huì)產(chǎn)生流路形狀的偏 差。由此，通過(guò)將無(wú)障礙物的血管和有障礙物的血管這兩者加以比較，即可對(duì)血液特性做出 準(zhǔn)確的解析。此外，多個(gè)障礙物S中，血流方向上相鄰的障礙物S之間的形狀互不相同，因此，與 血流方向上相鄰的障礙物S之間的形狀相同的情況相比較時(shí)，就能夠在使血液流動(dòng)更接近 于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析。由此，相比于現(xiàn)有技術(shù)，可進(jìn)行模擬血管內(nèi)部的準(zhǔn)確的血液特性解析。此外，對(duì)于多條流路沈中的障礙物流路26A和比較流路^B內(nèi)的拍攝圖像分別進(jìn) 行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較，因此，能夠?qū)缪苤挟a(chǎn)生了血栓、粥樣硬化等 情況下的血液特性進(jìn)行解析。另外，通過(guò)TV攝像機(jī)3對(duì)多個(gè)障礙物流路26A和比較流路^B內(nèi)的血液流動(dòng)進(jìn)行 拍攝，并與僅拍攝其中任何一個(gè)的情況相比較，則可使血液特性的解析變得容易。需要指出的是，在上述實(shí)施方式中，針對(duì)第1提部214A、第2提部214B中的多個(gè) 障礙物S從血流方向(Y方向)的上游側(cè)至下游側(cè)變得越來(lái)越大的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但如圖 4所示，也可以采取從上游側(cè)到下游側(cè)越來(lái)越小的構(gòu)成。設(shè)想這是人體的血管狀態(tài)中，血流 上游方向的障礙物大的情況，因此可以對(duì)這種情況下的血管狀態(tài)進(jìn)行解析。此外，如圖5所 示，血流方向上相鄰的障礙物S之間的形狀互不相同的情況下，也可以使其形狀呈不規(guī)則 變化。設(shè)想這是人體的血管狀態(tài)中，障礙物的大小在血流方向具有不規(guī)則的狀態(tài)，因此可以 對(duì)這種情況下的血管狀態(tài)進(jìn)行解析。另外，上面針對(duì)血流方向上相鄰的障礙物S之間的形狀互不相同的情況進(jìn)行了說(shuō) 明，但如圖6(a)所示，也可以使各障礙物S具有任意形狀。即使是這種情況，也可以獲得與 上述實(shí)施方式相同的效果。另外，上面針對(duì)流路沈的內(nèi)壁部在血流方向(Y方向)上具有同樣截面的情況進(jìn) 行了說(shuō)明，但如圖6(b)所示，可以使截面從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)變寬或變窄。截面 從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)變寬的情況下，可設(shè)想人體的血管狀態(tài)為從血流方向的上游 側(cè)至下游側(cè)越來(lái)越寬的情況進(jìn)行解析。此外，截面從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)變窄的情 況下，可設(shè)想人體的血管狀態(tài)為從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)其截面越來(lái)越窄的情況進(jìn)行解析。上述情況中，能夠在血液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析，并 且，能夠進(jìn)行觀測(cè)因血管寬度的改變所引起的血流變化。另外，上面針對(duì)微芯片2中形成有障礙物流路2隊(duì)、比較流路26B作為存在于多個(gè) 提部214之間的流路沈的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但與障礙物流路26A組合設(shè)置的流路的種類并 不限于比較流路沈丄例如，如圖6(c)所示，可以在設(shè)置障礙物流路^A的同時(shí)設(shè)置下述 流路^C 在壁面上以恒定間隔設(shè)置有形狀彼此相同的同型障礙物(第3障礙物)Sd的流 路；也可以在設(shè)置障礙物流路26k的同時(shí)設(shè)置該流路26C和比較流路^B。此外，還可以使 各種流路沈的至少一部分不形成截面形狀相同的矩形流路，而是形成下述任意流路如圖 6(b)、(d)所示，截面形狀從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)變寬(或變窄)的流路26(參見(jiàn)圖 6(b))、截面形狀為圓形的流路26 (參見(jiàn)圖6(d))、以及截面形狀為圓形且從上游側(cè)至下游 側(cè)變寬(或變窄)的流路沈等。其中，用于劃定流路沈的壁面上以恒定間隔設(shè)置有同型 障礙物Sd的情況下，可設(shè)想血管內(nèi)產(chǎn)生血栓的情況并進(jìn)行解析，并且能夠進(jìn)行觀測(cè)因血栓 引起的流動(dòng)變化。此外，使用于劃定流路26的壁面的截面形狀為圓形的情況下，能夠在血 液流動(dòng)更接近于血管內(nèi)狀態(tài)的情況下進(jìn)行血液特性的解析。另外，上面針對(duì)分別對(duì)多條流路沈中的障礙物流路2隊(duì)內(nèi)的拍攝圖像、比較流路 26B內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以對(duì)指定流路內(nèi) 的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性。在此情況下，可使解析變得容易。此外，可以同時(shí)進(jìn)行利用TV攝像機(jī)3的拍攝和血液特性的計(jì)算，但也可以在拍攝 時(shí)由存儲(chǔ)裝置(無(wú)圖示)將血流圖像存儲(chǔ)下來(lái)，待全部的拍攝結(jié)束后再計(jì)算出血液特性。在 此情況下，可根據(jù)需要而適當(dāng)改變拍攝條件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)凝聚等現(xiàn)象的更準(zhǔn)確的把握。此外，針對(duì)其它方面，本發(fā)明也并不受限于上述實(shí)施方式及其變形例，本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該能夠進(jìn)行適當(dāng)變更。符號(hào)說(shuō)明
1血液特性解析系統(tǒng)
2微芯片
3 TV攝像機(jī)(拍攝裝置)
26流路
26A障礙物流路(部分流路)
26B比較流路(未設(shè)置障礙物的流路)
26C流路(其它的部分流路)
70運(yùn)算處理部(解析裝置)
S障礙物(第1障礙物、第2障礙物)
Sd同型障礙物(第3障礙物)
權(quán)利要求
1.一種微芯片，其用于血液特性解析，并設(shè)置于用于測(cè)量血液特性的血液特性解析系 統(tǒng)中，其中，該微芯片具備使血液通過(guò)的多條流路，在所述多條流路中，僅部分流路的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè)第 1障礙物，所述第1障礙物局部地改變血流方向，所述多個(gè)第1障礙物中，所述血流方向上相鄰的障礙物之間的形狀互不相同。
2.—種微芯片，其用于血液特性解析，并設(shè)置于用于測(cè)量血液特性的血液特性解析系 統(tǒng)中，其中，該微芯片具備使血液通過(guò)的多條流路，在所述多條流路中，僅部分流路的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè)第 2障礙物，所述第2障礙物局部地改變血流方向， 所述多個(gè)第2障礙物具有任意形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微芯片，其中，用于劃定所述多條流路中除上述部分流路以外的其它部分流路的壁面上，沿血流方向 以恒定間隔設(shè)置有多個(gè)第3障礙物，所述第3障礙物局部地改變血流方向， 所述多個(gè)第3障礙物具有彼此相同的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中， 所述障礙物突起地設(shè)置于流路的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，從血流方向的上游側(cè)至下游側(cè)，所述多條流路的內(nèi)壁部的截面變寬或變窄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中，平坦地形成用于劃定所述多條流路中未設(shè)置所述障礙物的流路的壁面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的微芯片，其中， 用于劃定所述多條流路的壁面的截面形狀為圓形。
8.一種血液特性解析系統(tǒng)，其用于測(cè)量血液特性， 該系統(tǒng)包括權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的微芯片；拍攝所述微芯片的所述多條流路內(nèi)的血液流動(dòng)的拍攝裝置；對(duì)利用所述拍攝裝置得到的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性的解析裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述解析裝置對(duì)所述多條流路中指定流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述解析裝置分別對(duì)所述多條流路中所述部分流路內(nèi)的拍攝圖像和該部分流路以外 的流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10中任一項(xiàng)所述的血液特性解析系統(tǒng)，其中，所述拍攝裝置拍攝所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的血液流動(dòng)和該部分流路以外 的流路內(nèi)的血液流動(dòng)。
12.—種血液特性解析方法，該方法使用權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的微芯片來(lái)解析 血液特性，該方法包括拍攝工序，拍攝所述微芯片的所述多條流路內(nèi)的血液流動(dòng)； 解析工序，對(duì)通過(guò)所述拍攝工序得到的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血液特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的血液特性解析方法，其中，在所述解析工序中，對(duì)所述多條流路中的指定流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析并計(jì)算出血 液特性。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的血液特性解析方法，其中，在所述解析工序中，分別對(duì)所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的拍攝圖像和該部分流 路以外的流路內(nèi)的拍攝圖像進(jìn)行解析，并對(duì)它們的血液特性進(jìn)行比較。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14中任一項(xiàng)所述的血液特性解析方法，其中，在所述拍攝工序中，拍攝所述多條流路中的所述部分流路內(nèi)的血液流動(dòng)和該部分流路 以外的流路內(nèi)的血液流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠更準(zhǔn)確地模擬血管內(nèi)部對(duì)血液特性進(jìn)行解析。為此，本發(fā)明提供一種被設(shè)置于用于測(cè)量血液特性的血液特性解析系統(tǒng)1中的用于血液特性解析的微芯片2，其中，該微芯片2具備使血液通過(guò)的多條流路26，...，在這多條流路26，...中，僅部分障礙物流路26A的用于劃定該流路的壁面上沿血流方向設(shè)置有多個(gè)障礙物S，...，這多個(gè)障礙物S，...局部地改變血流方向，所述多個(gè)障礙物S，...中，所述血流方向Y上的相鄰障礙物S之間的形狀互不相同。
文檔編號(hào)G01N33/49GK102099689SQ200980128400
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者平原義朗, 高間正彰 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社