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高速高精度電気インピーダンス計測による非侵襲血管内異物の検出

利用高速、高精度电阻抗测量进行无创血管内异物检测

基本信息

批准号：
13780691
负责人：
根武谷吾
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、電気インピーダンス法を用いて頸動脈および静脈中に飛来する栓子を、無侵襲検出するための基礎検討を行った。検討事項は、「高感度検出のための電極配置」、「血栓のインピーダンス周波数特性」、「Bluetoothによる測定装置の無線化」であった。(1)高感度検出のための電極配置:従来のアレイ電極配置よりも高感度検出が可能な、ガード電極付リング電極配置を提案し、その検出感度を調べた。実験は、2mS/cmの食塩水を満たした250mm角アクリル水槽の側面に電極を設置し、直径3.9mmのプラスチックビーズ(模擬栓子)を、糸で電極中心軸上に固定して電気インピーダンスを測定した(測定周波数100kHz、付加電流1mArms)。ガード電極付リング電極のインピーダンス変化率は、アレイ電極配置に比べて、末梢静脈までの距離(2〜5mm)において最大約35倍、頸動脈までの距離(18mm)において最大約3倍程度増加することがわかった。(2)血栓のインピーダンス周波数特性:豚血液の凝固に伴う電気インピーダンス特性の変化を測定し、凝固血液の検出が可能かどうかを検討した。Ag-AgCl4電極を配置した測定用セルに、採取後2分経過した豚血液を100ml入れ、血液凝固過程における電気インピーダンスの周波数特性変化を測定した。測定周波数は、100kHzから1MHzまで100kHz毎とした。血液採取後の時間経過にともない、インピーダンスの大きさが増加し、位相が遅れていくことがわかった。インピーダンスの大きさの変化は、100kHzで最大であり、位相遅れでは、1MHzで最大であった。この結果を考慮して、5mm角の血栓通過時のインピーダンス変化を、両周波数について測定したところ、明確な変化が認められた。(3)Bluetoothによる測定装置の無線化:無拘束測定を目的として、Bluetoothによる測定装置の無線化を行った。通信精度を評価したところ、16bit×14,000個の既知データを5回無線送信時の通信誤り率が0%であり、安定した測定データ通信が実現できることがわかった(通信距離を6m:通信速度9600bps)。

This study is to investigate the basis for the detection of emboli and non-invasions in the carotid artery and vein using the electrical detection method. The discussion items include "Electrode Configuration for High Sensitivity Detection,""Frequency Characteristics of Thrombus Detection," and "Wireless Measurement of Bluetooth Device." (1)High sensitivity detection and electrode configuration: from the previous detection electrode configuration, high sensitivity detection is possible, from the previous detection electrode configuration, from the previous detection electrode configuration, from the previous detection sensitivity adjustment. The electrode on the bottom surface of the water tank with an angle of 250mm and a diameter of 3.9 mm was set up. The electrode was fixed on the center axis and the current was measured (the measurement frequency was 100kHz and the applied current was 1mArms). The change rate of the electrode configuration was 35 times higher than that of the electrode configuration, the distance between the distal vein (2 ~ 5mm) and the carotid artery (18mm), and the distance between the proximal vein and the carotid artery was 3 times higher than that of the electrode configuration. (2)Thrombus frequency characteristics: blood coagulation associated with electrical characteristics of the change in the detection of blood coagulation possible change in the detection of blood coagulation Ag-AgCl4 electrode configuration for measurement, 2 minutes after the sample was taken, 100ml of blood was injected, and the frequency characteristics of the blood coagulation process were measured. The measured frequency is 100kHz, 1MHz, 100kHz. The time after the blood sample was taken was increased, and the phase was increased. The maximum frequency is 100kHz and the maximum frequency is 1MHz. The results were taken into account, and the 5mm angle thrombus passed through the time of the change, the number of cycles, the determination of the change, and the identification of the change. (3) Wireless Bluetooth measurement device: Unconstrained measurement purpose, wireless Bluetooth measurement device. For evaluation of communication accuracy, the communication error rate of 16bit×14,000 known data is less than 0% when 5-loop wireless transmission is performed, and stable measurement data communication is achieved (communication distance is 6m: communication speed is 9600bps).