(57)【要約】  本発明は、従来と比較して血管内をより正確に模して血液特性を解析することである。そのために、血液特性を計測する血液特性解析システム１に備えられる血液特性解析用のマイクロチップ２は、血液を通過させる複数の流路２６，…を備え、これら複数の流路２６，…のうち、障害物流路２６Ａのみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する障害物Ｓ，…が血流方向Ｙに複数設けられており、複数の障害物Ｓ，…のうち、血流方向Ｙに隣り合う障害物Ｓ同士では、互いに形状が異なるようにしている。
2010010805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液特性を計測する血液特性解析システムに備えられる血液特性解析用のマイクロチップであって、
血液を通過させる複数の流路を備え、
これら複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第１の障害物が血流方向に複数設けられており、
前記複数の第１の障害物のうち、前記血流方向に隣り合う障害物同士では、互いに形状が異なることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
血液特性を計測する血液特性解析システムに備えられる血液特性解析用のマイクロチップであって、
血液を通過させる複数の流路を備え、
これら複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第２の障害物が血流方向に複数設けられており、
前記複数の第２の障害物は、ランダムな形状を有することを特徴とするマイクロチップ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路を除く他の一部の流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第３の障害物が血流方向に一定間隔で複数設けられており、
前記複数の第３の障害物は、互いに同一形状を有していることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記障害物は、流路の内部に突起して設けられていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路の内壁部は、血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広くなる、或いは狭くなることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路のうち、前記障害物の設けられていない流路を画定する壁面は、平坦に形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路を画定する壁面は、断面が円形状であることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項８】
血液特性を計測する血液特性解析システムであって、
請求項１〜７の何れか一項に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップの前記複数の流路内における血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段による撮影画像を解析して血液特性を算出する解析手段と、
を備えることを特徴とする血液特性解析システム。
【請求項９】
請求項８記載の血液特性解析システムにおいて、
前記解析手段は、
前記複数の流路のうち、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出することを特徴とする血液特性解析システム。
【請求項１０】
請求項８記載の血液特性解析システムにおいて、
前記解析手段は、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較することを特徴とする血液特性解析システム。
【請求項１１】
請求項８〜１０の何れか一項に記載の血液特性解析システムにおいて、
前記撮影手段は、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける血液の流れを撮影することを特徴とする血液特性解析システム。
【請求項１２】
請求項１〜７の何れか一項に記載のマイクロチップを用いて血液特性を解析する血液特性解析方法であって、
前記マイクロチップの前記複数の流路内における血液の流れを撮影する撮影工程と、
前記撮影工程による撮影画像を解析して血液特性を算出する解析工程と、
を有することを特徴とする血液特性解析方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の血液特性解析方法において、
前記解析工程では、
前記複数の流路のうち、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出することを特徴とする血液特性解析方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の血液特性解析方法において、
前記解析工程では、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較することを特徴とする血液特性解析方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の何れか一項に記載の血液特性解析方法において、
前記撮影工程では、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける血液の流れを撮影することを特徴とする血液特性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ、血液特性解析システム及び血液特性解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、健康に対する関心の高まりとともに、健康のバロメータとして血液の流動性や血球の変形能などの血液特性が注目されるようになっている。例えば、血液の流動性はサラサラ度などとも称されており、流動性が高くサラサラであるほど健康であることを意味している。【０００３】
このような血液特性を調べる血液特性解析装置としては、微細な溝に血液や血球を通過させて、血液特性を数値化する装置が知られている（例えば、特許文献１〜６参照）。【０００４】
このうち、特に特許文献１、２記載の血液特性解析装置では、解析毎のばらつきを無くして解析結果を一般化する観点から、微細な流路をアレイ状に複数配設して血液特性を解析するようになっている。【０００５】
更に、特許文献３、４記載の血液特性解析装置では、人体の血液の流れを血管内の状態に近づけて血液特性を正確に数値化する観点から、流路形状にばらつきを持たせている。より詳細には、特許文献３記載の装置では、一部の流路で血流方向に流路幅を狭めており、特許文献４記載の装置では、一部の流路に複数の障害物を配列している。【０００６】
ところで、人体においては、血管中の障害物は、仮に同一の大きさ、形状のものが複数あっても、血液がぶつかることで血流方向に大きさや形状が変化することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１４５３４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５６３４号公報
【特許文献３】特開平２−１３０４７１号公報
【特許文献４】特開２００４−４００２号公報
【特許文献５】特表２００６−５０１４４９号公報
【特許文献６】特開２００５−１６４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３記載の装置では、流路内の障害物が血流方向に一様の形状となっており（血流方向に隣り合う障害物同士が同一形状となっており）、人体の複雑な状態を再現しきれていないため、血管内を模した正確な血液特性の解析を行うことができない。【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、従来と比較して血管内をより正確に模して血液特性を解析することのできるマイクロチップ、血液特性解析システム及び血液特性解析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、血液特性を計測する血液特性解析システムに備えられる血液特性解析用のマイクロチップであって、
血液を通過させる複数の流路を備え、
これら複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第１の障害物が血流方向に複数設けられており、
前記複数の第１の障害物のうち、前記血流方向に隣り合う障害物同士では、互いに形状が異なることを特徴とする。【００１１】
請求項２記載の発明は、血液特性を計測する血液特性解析システムに備えられる血液特性解析用のマイクロチップであって、
血液を通過させる複数の流路を備え、
これら複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第２の障害物が血流方向に複数設けられており、
前記複数の第２の障害物は、ランダムな形状を有することを特徴とする。【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路を除く他の一部の流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第３の障害物が血流方向に一定間隔で複数設けられており、
前記複数の第３の障害物は、互いに同一形状を有していることを特徴とする。【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記障害物は、流路の内部に突起して設けられていることを特徴とする。【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて
前記複数の流路の内壁部は、血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広くなる、或いは狭くなることを特徴とする。【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路のうち、前記障害物の設けられていない流路を画定する壁面は、平坦に形成されていることを特徴とする。【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のマイクロチップにおいて、
前記複数の流路を画定する壁面は、断面が円形状であることを特徴とする。【００１７】
請求項８記載の発明は、血液特性を計測する血液特性解析システムであって、
請求項１〜７の何れか一項に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップの前記複数の流路内における血液の流れを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段による撮影画像を解析して血液特性を算出する解析手段と、
を備えることを特徴とする。【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の血液特性解析システムにおいて、
前記解析手段は、
前記複数の流路のうち、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出することを特徴とする。【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載の血液特性解析システムにおいて、
前記解析手段は、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較することを特徴とする。【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項８〜１０の何れか一項に記載の血液特性解析システムにおいて、
前記撮影手段は、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける血液の流れを撮影することを特徴とする。【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載のマイクロチップを用いて血液特性を解析する血液特性解析方法であって、
前記マイクロチップの前記複数の流路内における血液の流れを撮影する撮影工程と、
前記撮影工程による撮影画像を解析して血液特性を算出する解析工程と、
を有することを特徴とする。【００２２】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の血液特性解析方法において、
前記解析工程では、
前記複数の流路のうち、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出することを特徴とする。【００２３】
請求項１４記載の発明は、請求項１２記載の血液特性解析方法において、
前記解析工程では、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較することを特徴とする。【００２４】
請求項１５記載の発明は、請求項１２〜１４の何れか一項に記載の血液特性解析方法において、
前記撮影工程では、
前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける血液の流れを撮影することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第１の障害物が血流方向に複数設けられているので、当該一部の流路と、これ以外の流路とで、流路形状にばらつきが生じる。従って、障害物がない血管と、障害物がある血管との両者を比較することにより、正確に血液特性を解析することができる。【００２６】
また、複数の第１の障害物のうち、血流方向に隣り合う障害物同士では、互いに形状が異なるよう構成している。これは、人体の血管に発生した複数の障害物（血栓など）は同じ形状を保つことはなく、新たな血液の流れによって、移動したり、形状が変化したりすることがあるので、互いに形状が異なるように構成して、より人体の血管の状態に近づけたものである。これにより、血流方向に隣り合う障害物同士で形状が同じになっている場合と比較して、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。【００２７】
よって、従来と比較して、血管内を模した正確な血液特性の解析を行うことができる。【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、複数の流路のうち、一部の流路のみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第２の障害物が血流方向に複数設けられているので、当該一部の流路と、これ以外の流路とで、流路形状にばらつきが生じる。従って、障害物がない血管と、障害物がある血管との両者を比較することにより、正確に血液特性を解析することができる。【００２９】
また、複数の第２の障害物はランダムな形状を有するよう構成している。これは、人体の血管に発生した複数の障害物（血栓など）は同じ形状を保つことはなく、新たな血液の流れによって、移動したり、形状が変化したりすることがあるので、形状がランダムとなるように構成して、より人体の血管の状態に近づけたものである。これにより、障害物が規則性を有して形成される場合と比較して、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。【００３０】
よって、従来と比較して、血管内を模した正確な血液特性の解析を行うことができる。【００３１】
請求項３記載の発明によれば、複数の流路のうち、前記一部の流路を除く他の一部の流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する第３の障害物が血流方向に一定間隔で複数設けられており、複数の第３の障害物は、互いに同一形状を有しているので、血液の流れを、血管内に血栓が生じた状態に近づけることができ、また、血栓による流れの変化を観測することができる。【００３２】
請求項４記載の発明によれば、障害物は流路の内部に突起して設けられているので、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。【００３３】
請求項５記載の発明によれば、複数の流路の内壁部は血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広くなる、或いは狭くなるので、血液の流れが血管内の状態にいっそう近づく。従って、血管内を模したより正確な血液特性の解析を行うことができる。【００３４】
請求項６記載の発明によれば、複数の流路のうち、前記障害物の設けられていない流路を画定する壁面は平坦に形成されているので、血液の流れを正常な血管内での状態に近づけることができる。従って、障害物がない血管と、障害物がある血管との両者を比較することにより、より正確に血液特性を解析することができる。【００３５】
請求項７記載の発明によれば、複数の流路を画定する壁面は、断面が円形状であるので、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。【００３６】
請求項８，１２記載の発明によれば、マイクロチップの複数の流路内における血液の流れを撮影し、撮影画像を解析して血液特性を算出するので、マイクロチップに流れている血液の状態を撮影することができ、血液特性を算出することができる。【００３７】
請求項９，１３記載の発明によれば、前記複数の流路のうち、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出するので、各流路における撮影画像を解析して血液特性を算出する場合と比較して、解析を容易化することができる。【００３８】
請求項１０，１４記載の発明によれば、複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較するので、例えば血管中に血栓や粥状硬化が生じた場合などにおける血液特性の解析を行うことができる。【００３９】
請求項１１，１５記載の発明によれば、前記複数の流路のうち、前記一部の流路と、当該一部の流路以外の流路とにおける血液の流れを撮影するので、何れか一方のみを撮影する場合と比較して、血液特性の解析を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る血液特性解析システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】マイクロチップを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は分解側面図、（ｃ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図３】マイクロチップの流路を説明するための図であり、上側の図は平面図、下側の図は側面図である。
【図４】マイクロチップの流路を説明するための平面図である。
【図５】マイクロチップの流路を説明するための平面図である。
【図６】マイクロチップの流路を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００４２】
図１は、本実施の形態における血液特性解析システム１の全体構成を示すブロック図である。
【００４３】
この図に示すように、血液特性解析システム１は、血液を供給槽１０からマイクロチップ（フィルタ）２に通して排出槽１１へ導き、その過程で取得される情報から血液特性を計測するものである。
【００４４】
具体的には、血液特性解析システム１は、主に、マイクロチップ２と、マイクロチップ２内の血液の流れを撮影するＴＶカメラ３と、ＴＶカメラ３で撮影された血流画像に基づいて血液特性を計測するパソコン７と、血流画像を表示するディスプレイ８とを備えている。なお、本実施の形態における血液特性解析システム１には、生理食塩水や生理活性物質などの液体を血液と混合してマイクロチップ２に導けるよう、ミクサー１２を介して流路に連結された複数の溶液びん１３等が更に具備されている。そして、生理食塩水や生理活性物質などの液体と混合した血液（以下、血液という）は、差圧制御部１４がポンプ１５を制御してマイクロチップ２前後の差圧を調整することにより、マイクロチップ２内を所望量だけ流れるようになっている。また、上述のミクサー１２やポンプ１５の他、供給槽１０のバルブ１０ａ等は、シーケンス制御部１６によって統合制御されている。
【００４５】
マイクロチップ２は、図２に示すように、矩形状のガラス平板２０及びベース板２１を重ね合わせて形成されている。
【００４６】
ガラス平板２０は、平板状に形成されており、ベース板２１の内側面（図２（ｂ）では上側の面）を覆っている。
【００４７】
ベース板２１は、両端部に窪み部２１０，２１１を、これら窪み部２１０，２１１の間に複数の溝部２１２，…を有している。
【００４８】
このうち、窪み部２１０は、供給槽１０と連通する貫通口２１０ａを底面に有しており、血液を貯留する上流側貯留部２２をガラス平板２０との間に形成している。
【００４９】
同様に、窪み部２１１は、排出槽１１と連通する貫通口２１１ａを底面に有しており、血液を貯留する下流側貯留部２３をガラス平板２０との間に形成している。
【００５０】
また、複数の溝部２１２，…は、窪み部２１０と窪み部２１１とを結ぶ方向（図中のＸ方向）に対して平行に延在するよう配設され、上述のＸ方向に延在するテラス部２１３によって仕切られた状態となっている。これら複数の溝部２１２，…は、互い違いに窪み部２１０、または窪み部２１１に連通しており、これにより、上流側貯留部２２から血液を流入させる上流側血液回路２４と、下流側貯留部２３に血液を流入させる下流側血液回路２５とを、ガラス平板２０との間に形成している。
【００５１】
テラス部２１３の上端部には、図２（ｃ）や図３に示すように、略六角形状の土手部２１４，…がＸ方向に複数配列されており、頂面でガラス平板２０に当接している。
【００５２】
これら複数の土手部２１４，…は互いとの間にゲート２１５を形成しており、各ゲート２１５は、Ｘ方向の直交方向（以下、Ｙ方向とする）に血液を流す微細な流路２６を、ガラス平板２０との間に形成している。なお、本実施の形態においては、流路２６（ゲート２１５）を形成する土手部２１４の側面はＹ方向に延在しており、これにより、流路２６の内壁部（後述の障害物Ｓが設けられている場合には、その基端部分）は血流方向（Ｙ方向）に断面が一様となっており、本実施の形態においては、断面形状が矩形状となっている。また、特に限定はされないが、ゲート２１５の幅は血液中の血球、例えば赤血球の血球径（約８μｍ）よりも狭く形成されている。なお、特に限定はされないが、図２の仮想線Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂに示す位置で流路２６や上流側血液回路２４、下流側血液回路２５を切断した場合に、流路２６は上流側血液回路２４や下流側血液回路２５の内部よりも断面積が狭くなっている。より詳細には、流路２６の断面形状は赤血球の形状（真ん中が窪んだ円盤形状であり、断面が扁平な楕円形状）に合わせて扁平な長方形をなしており、この流路２６の断面のサイズは赤血球のサイズより小さくなっている。これにより、毛細血管などの細い血管を赤血球が自身の形状を変形させながら通過していく状態が観察でき、また、血管中での血液のさらさら度を模擬的に再現することができる。
【００５３】
ここで、土手部２１４や流路２６について、より詳細に説明する。
【００５４】
本実施の形態における複数の土手部２１４，…は、第１土手部２１４Ａと、第２土手部２１４Ｂとから構成されている。
【００５５】
このうち、第１土手部２１４Ａは、１つまたは２つの他の第１土手部２１４ＡとＸ方向に隣り合うよう配設されている。第１土手部２１４Ａ同士の対向面、つまり流路２６を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する障害物（第１の障害物）Ｓ，…が複数設けられている。これら障害物Ｓ，…は、流路２６の内部に向かって突起するとともに、Ｙ方向に沿って複数配列されており、当該Ｙ方向に隣り合う障害物Ｓ同士で互いに形状が異なっている。これにより、第１土手部２１４Ａ同士の間に介在する流路２６（以下、障害物流路２６Ａとする）には、形状の異なる障害物Ｓ，…が血流方向（Ｙ方向）に複数設けられた状態となっている。なお、本実施の形態においては、第１土手部２１４Ａの側面のうち、他の第１土手部２１４との対向面以外の側面は、平坦に形成されている。また、第１土手部２１４Ａにおける複数の障害物Ｓ，…は、血流方向（Ｙ方向）の上流側から下流側に向かって大きくなっている。
【００５６】
一方、第２土手部２１４Ｂは、第１土手部２１４Ａにおける障害物Ｓとは反対側の面や、他の第２土手部２１４Ｂの側面に対向して配設されている。この第２土手部２１４Ｂは側周面全体が平坦に形成されており、これにより、第２土手部２１４Ｂと、Ｘ方向に隣り合う他の土手部２１４（第１土手部２１４Ａまたは第２土手部２１４Ｂ）との間に介在する流路２６（以下、比較流路２６Ｂとする）には、障害物Ｓが設けられていない状態となっており、換言すれば、流路２６Ｂを画定する壁面は平坦に形成されている。
【００５７】
以上のマイクロチップ２においては、供給槽１０から導入された血液は上流側貯留部２２で貯留され、上流側血液回路２４から流路２６、下流側血液回路２５を通過した後、下流側貯留部２３に貯留されて排出槽１１から排出されることとなる。そして、より詳細には、図３（ａ）に示すように、流路２６を流れる血液中の血球、例えば赤血球は、まずゲート２１５上流の入口領域Ａを通った後、ゲート２１５の内部領域Ｂを変形しながら通過し、最後にゲート２１５下流の出口領域Ｃを通過することとなる。
【００５８】
なお、このようなマイクロチップ２におけるベース板２１の製造方法としては、例えば、シリコン等の基板上にベース板２１のネガ形状の型をフォトレジスト「ＳＵ−８」等でパターニングした後、この型を用いてポリジメチルシロキサンやシリコン等をモールド成型して離型する方法などが挙げられる。
【００５９】
なお本実施例ではマイクロチップは何れもガラス製のチップを例に説明したが、マイクロチップとしては樹脂製のチップであっても良い。その場合、チップのベース板及び又はカバー平板は溶融樹脂を射出して行う射出成形によって成形しても良い。
【００６０】
以上のマイクロチップ２の前後には、圧力センサＥ１、Ｅ２が設けられており、この圧力センサＥ１、Ｅ２は、計測した各圧力Ｐ１、Ｐ２を差圧制御部１４へ出力するようになっている（図１参照）。
【００６１】
ＴＶカメラ３は、例えばデジタルＣＣＤカメラであり、血液の流れを撮影するのに十分な解像度を有した高速カメラである。このＴＶカメラ３は、図１に示すように、マイクロチップ２におけるガラス平板２０に対向して設置され、障害物流路２６Ａ及び比較流路２６Ｂを通過する血液の流れをそれぞれガラス平板２０越しに撮影する。その撮影範囲は、複数のゲート２１５における入口領域Ａ〜出口領域Ｃ（図３（ａ）参照）を含む範囲となっている。但し、この撮影範囲は、各ゲート２１５における入口領域Ａ、内部領域Ｂ、出口領域Ｃのうちの少なくとも１つの領域を含む範囲であればよい。ＴＶカメラ３によって得られた血流画像は、パソコン７に出力されるとともに、ディスプレイ８に表示されるようになっている。なお、このようなＴＶカメラ３は、特に限定はされないが、動画が撮影可能なカメラである。
【００６２】
パソコン７は、ＴＶカメラ３と接続されており、当該ＴＶカメラ３が出力した画像情報から血液特性を算出する演算処理部７０を備えている。この演算処理部７０は、本発明における解析手段であり、障害物流路２６Ａと、比較流路２６ＢとにおけるＴＶカメラ３の撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較するようになっている。なお、血液特性とは、血液の流動性に関する特性値であり、例えば血液中の血球の速度や血液の凝集能などである。更に、凝集能とは、血球が滞留して集塊状に結合する凝集現象の発生しやすさを表す定量値であり、滞留した血球からなる血球滞留部に含まれる各血球種の面積、個数、面積割合、又は個数割合などで表される。このような演算処理部７０としては、従来公知のものを用いることができる。
【００６３】
ディスプレイ８は、パソコン７と接続されており、ＴＶカメラ３が出力した撮影画像や、パソコン７によって算出された血液特性を表示するようになっている。
【００６４】
続いて、血液特性を計測する際の血液特性解析システム１の動作について説明する。
【００６５】
まずマイクロチップ２へ血液を流しつつ、流路２６内の血流をＴＶカメラ３で撮影する。より詳細には、シーケンス制御部１６が供給槽１０へ計測対象の血液を注入させつつ、必要に応じて溶液びん１３へ生理食塩水等を加えさせる。そして、シーケンス制御部１６がマイクロチップ２に所定の差圧を作用させて当該マイクロチップ２に血液を流す一方、障害物流路２６Ａ及び比較流路２６Ｂ内の血流をＴＶカメラ３がそれぞれ撮影する。
【００６６】
次に、パソコン７が撮影画像を画像処理することによって障害物流路２６Ａ及び比較流路２６Ｂの血液特性をそれぞれ算出した後、算出結果や撮影画像そのものをディスプレイ８に表示させる。また、このときパソコン７は障害物流路２６Ａでの血液特性と、比較流路２６Ｂでの血液特性との差分を算出することにより、両者の血液特性を比較して、比較結果を表示する。
【００６７】
以上のように、本実施の形態における血液特性解析システム１によれば、複数の流路２６のうち、障害物流路２６Ａのみの当該流路を画定する壁面には、血流の方向を局所的に変更する障害物Ｓが血流方向に複数設けられているので、当該障害物流路２６Ａと、これ以外の比較流路２６Ｂとで、流路形状にばらつきが生じる。従って、障害物がない血管と、障害物がある血管との両者を比較することにより、正確に血液特性を解析することができる。
【００６８】
また、複数の障害物Ｓのうち、血流方向に隣り合う障害物Ｓ同士では、互いに形状が異なるので、血流方向に隣り合う障害物Ｓ同士で形状が同じになっている場合と比較して、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。
【００６９】
よって、従来と比較して、血管内を模した正確な血液特性の解析を行うことができる。
【００７０】
また、複数の流路２６のうち、障害物流路２６Ａと、比較流路２６Ｂとにおける撮影画像をそれぞれ解析して、血液特性を比較するので、例えば血管中に血栓や粥状硬化が生じた場合などにおける血液特性の解析を行うことができる。
【００７１】
また、ＴＶカメラ３は複数の障害物流路２６Ａと、比較流路２６Ｂとにおける血液の流れを撮影するので、何れか一方のみを撮影する場合と比較して、血液特性の解析を容易化することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態においては、第１土手部２１４Ａ、第２土手部２１４Ｂにおける複数の障害物Ｓは、血流方向（Ｙ方向）の上流側から下流側に向かって大きくなることとして説明したが、例えば図４に示すように、上流側から下流側に向かって小さくなるように構成しても良い。これは人体の血管の状態において、障害物が血流の上流方向に障害物が大きい場合を想定しており、このような場合の血管の状態を解析することができる。また、図５に示すように、血流方向に隣り合う障害物Ｓ同士で互いに形状が異なる限りにおいて、形状が不規則に変化することとしても良い。これは人体の血管の状態において、障害物の大きさが血流方向において不規則にある状態を想定しており、このような場合の血管の状態を解析することができる。
【００７３】
また、血流方向に隣り合う障害物Ｓ同士は互いに形状が異なることとして説明したが、図６（ａ）に示すように、各障害物Ｓがランダムな形状を有することとしても良い。この場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、流路２６の内壁部は血流方向（Ｙ方向）に断面が一様であることとして説明したが、図６（ｂ）に示すように、血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広くなる、或いは狭くなることとしても良い。血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広くなる場合には、人体の血管の状態が、血流方向の上流側から下流側に向かって広くなる場合を想定して解析できる。また、血流方向の上流側から下流側に向かって断面が狭くなる場合には、人体の血管の状態が血流方向の上流側から下流側に向かって断面が狭くなる場合を想定して解析できる。これらの場合には、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができ、また、血管幅の変化による流れの変化を観測することができる。
【００７５】
また、マイクロチップ２には、複数の土手部２１４の間に介在する流路２６として、障害物流路２６Ａ、比較流路２６Ｂが形成されることとして説明したが、障害物流路２６Ａと併設される流路の種類は比較流路２６Ｂに限定されない。例えば、図６（ｃ）に示すように、壁面に互いに同一形状の同型障害物（第３の障害物）Ｓｄが一定間隔で設けられた流路２６Ｃを、障害物流路２６Ａと併設することとしても良いし、当該流路２６Ｃと比較流路２６Ｂとを、障害物流路２６Ａと併設することとしても良い。更に、各種類の流路２６の少なくとも一部を、断面形状が一様に矩形状の流路ではなく、図６（ｂ），（ｄ）に示すように、血流方向の上流側から下流側に向かって断面が広く（または狭く）なる形状の流路２６（図６（ｂ）参照）や、断面が円形となる形状の流路２６（図６（ｄ）参照）、断面が円形で、かつ上流側から下流側に向かって広く（または狭く）なる形状の流路２６等のうち、何れかとしても良い。ここで、流路２６の画定壁面に同型障害物Ｓｄが一定間隔で設けられる場合には、血管内に血栓が生じた場合を想定して解析を行うことができ、また、血栓による流れの変化を観測することができる。また、流路２６を画定する壁面の断面形状を円形状とする場合には、血液の流れを血管内の状態にいっそう近づけて、血液特性を解析することができる。
【００７６】
また、複数の流路２６のうち、障害物流路２６Ａ、比較流路２６Ｂにおける撮影画像をそれぞれ解析して血液特性を算出することとして説明したが、所定の流路における撮影画像を解析して、血液特性を算出することとしても良い。この場合には、解析を容易化することができる。
【００７７】
また、ＴＶカメラ３による撮影と血液特性の算出とを並行して行っているが、撮影時には記録手段（図示せず）に血流画像を記録しておき、全ての撮影が完了した後に血液特性を算出するようにしてもよい。この場合、必要に応じて撮影条件を適宜変化させることができ、凝集等の現象の把握をいっそう正確に行うことが可能になる。
【００７８】
また、その他の点についても、本発明は上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１  血液特性解析システム
２  マイクロチップ
３  ＴＶカメラ（撮影手段）
２６  流路
２６Ａ  障害物流路（一部の流路）
２６Ｂ  比較流路（障害物の設けられていない流路）
２６Ｃ  流路（他の一部の流路）
７０  演算処理部（解析手段）
Ｓ  障害物（第１の障害物，第２の障害物）
Ｓｄ  同型障害物（第３の障害物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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