特許 5674006 赤血球モニター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5674006

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月18日

(54)【発明の名称】赤血球モニター

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20150129BHJP

   A61B 5/05 20060101ALI20150129BHJP

   A61M 1/14 20060101ALI20150129BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20150129BHJP

   G01N 33/49 20060101ALI20150129BHJP

   G01N 15/00 20060101ALI20150129BHJP

   G01N 27/02 20060101ALI20150129BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/22 B

   A61B5/05 B

   A61M1/14 500

   A61M1/36

   G01N33/49 F

   G01N15/00 B

   G01N27/02 E

【請求項の数】6

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2010-196423(P2010-196423)

(22)【出願日】2010年9月2日

(65)【公開番号】特開2012-52944(P2012-52944A)

(43)【公開日】2012年3月15日

【審査請求日】2013年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】304021831

【氏名又は名称】国立大学法人 千葉大学

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】独立行政法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101890

【弁理士】

【氏名又は名称】押野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100098268

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 豊

(72)【発明者】

【氏名】武居 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】山根 隆志

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０７６１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８１４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８１６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０９２８６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／２４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８−３３／９８

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

血液が流れている空間の周囲に設置されている複数の電極の間に、所定の周波数の交流電圧が印加された場合の複数の電極間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、前記インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスから赤血球の界面における接触抵抗を特定する接触抵抗特定手段と、前記接触抵抗特定手段により特定された接触抵抗を用いて、赤血球の界面における電気二重層容量を特定する電気二重層容量特定手段とを備えた赤血球モニター。

【請求項2】

接触抵抗特定手段は、インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスから、血液が流れている空間内で、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における接触抵抗を特定し、
電気二重層容量特定手段は、前記接触抵抗特定手段により特定された接触抵抗を用いて、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における電気二重層容量を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の赤血球モニター。

【請求項3】

インピーダンス計測手段は、複数の電極の間に印加される交流電圧の周波数を順次切り換えながら、各周波数の交流電圧が印加された場合の複数の電極間のインピーダンスを計測し、
接触抵抗特定手段は、前記インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスの中から、実数成分が最大になるインピーダンス及び実数成分が最小になるインピーダンスを探索し、赤血球の界面における接触抵抗として、前記最大の実数成分と前記最小の実数成分との差分を算出し、
電気二重層容量特定手段は、前記インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスの中から、虚数成分が最大になるインピーダンスを探索し、そのインピーダンスが前記インピーダンス計測手段により計測される際に印加された交流電圧の周波数と前記接触抵抗から、赤血球の界面における電気二重層容量を特定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤血球モニター。

【請求項4】

電気二重層容量特定手段により特定された電気二重層容量が所定の下限容量より小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨を認定する凝集状態変化認定手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の赤血球モニター。

【請求項5】

複数の電極が人工心臓の動脈送血管の周囲に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の赤血球モニター。

【請求項6】

複数の電極が手術用又は透析用の体外循環回路の周囲に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の赤血球モニター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば、埋込み型の人工心臓、または、手術用の人工心肺装置や人工透析装置等の体外循環回路に適用されて、赤血球の凝集状態の変化を検知する赤血球モニター及び赤血球のモニタリング方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

初めて臨床試験が開始された第一世代の人工心臓は、大型の拍動式であったが、種々の改良が施されることで、今日では、非接触小型回転式の人工心臓（第三世代の人工心臓）が主流になってきている。
第三世代の人工心臓は、日本の機械工学分野において得意とされている非接触軸受け技術が適用されているが、既に、臨床応用段階に入っており、在宅治療を行うことができるところまできている。

【0003】

しかし、このような第三世代の人工心臓においても、血栓や溶血が生じることがあるという大きな問題点を有している。
即ち、血流のせん断速度がごく低い場合、赤血球が人工心臓に滞留することで血栓（血液凝固）が生じることがある。もし、血栓が生じると脳梗塞等の発生や人工心臓の停止を招く恐れがある。
一方、血流のせん断速度がかなり高い場合、赤血球が破壊され易くなり溶血を招くことがある。

【0004】

したがって、血栓や溶血の発生を防止するためには、血圧や血流速度の動的な制御が必要不可欠である。万一、血栓や溶血が生じたときには、速やかに血栓や溶血を検知して、適切な処置を施す必要がある。
しかしながら、現時点では、血液検査により血液の状態を調べることは可能であるが、血栓や溶血をリアルタイム、かつ正確に検知できる赤血球モニターは開発されていない。そのため、迅速、かつ、正確に血栓や溶血の発生を検知することは極めて困難であるのが実情である。

【0005】

なお、以下の特許文献１には、血栓が生じると血管内の局所的なヘマトクリック値が増加することで、血栓の形成の成長に伴って赤血球の吸光度が上昇し、反射光の強度が低下することに着目している血液特性測定プローブ（赤血球モニター）が開示されている。
即ち、この血液特性測定プローブでは、近赤外光を血液中に照射して、その血液に対する近赤外光の反射光強度を測定することにより、血栓の形成状況を計測するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】再表２００７−１０５８０５号公報（段落番号［０００５］）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の赤血球モニターは以上のように構成されているので、近赤外光を血液中に照射して、その血液に対する近赤外光の反射光強度を測定すれば、血栓の形成状況を計測することができる。しかし、血液に対する近赤外光の照射角度によっては、近赤外光の反射光が散乱するなどの現象が生じるため、その反射光の強度を正確に測定することができず、血栓の形成状況の計測精度が劣化することがある課題があった。
また、血液に対する近赤外光の反射光強度を測定することができても、血栓以外の要因で反射光強度が変化する場合も考えられるし、その反射光強度から血栓の表面積（血栓の大きさ）を物理的に計測するものでもないため、血栓の形成状況を正確に把握することが困難である課題があった。

【0008】

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、赤血球の界面における電気二重層容量が赤血球の表面積の関数となることに着目し、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知することができる赤血球モニター及び赤血球のモニタリング方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明に係る赤血球モニターは、赤血球の界面における電気二重層容量に基づき、赤血球の凝集状態の変化を検知するようにしたものである。

【0010】

この発明に係る赤血球モニターは、血液が流れている空間の周囲に設置されている複数の電極の間に、所定の周波数の交流電圧が印加された場合の複数の電極間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスから赤血球の界面における接触抵抗を特定する接触抵抗特定手段とを設け、電気二重層容量特定手段が接触抵抗特定手段により特定された接触抵抗を用いて、赤血球の界面における電気二重層容量を特定するようにしたものである。

【0011】

この発明に係る赤血球モニターは、接触抵抗特定手段が、インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスから、血液が流れている空間内で、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における接触抵抗を特定し、電気二重層容量特定手段が、接触抵抗特定手段により特定された接触抵抗を用いて、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における電気二重層容量を特定するようにしたものである。

【0012】

この発明に係る赤血球モニターは、インピーダンス計測手段が、複数の電極の間に印加される交流電圧の周波数を順次切り換えながら、各周波数の交流電圧が印加された場合の複数の電極間のインピーダンスを計測し、接触抵抗特定手段が、インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスの中から、実数成分が最大になるインピーダンス及び実数成分が最小になるインピーダンスを探索し、赤血球の界面における接触抵抗として、前記最大の実数成分と前記最小の実数成分との差分を算出し、電気二重層容量特定手段が、インピーダンス計測手段により計測された複数の電極間のインピーダンスの中から、虚数成分が最大になるインピーダンスを探索し、そのインピーダンスがインピーダンス計測手段により計測される際に印加された交流電圧の周波数と前記接触抵抗から、赤血球の界面における電気二重層容量を特定するようにしたものである。

【0013】

この発明に係る赤血球モニターは、電気二重層容量特定手段により特定された電気二重層容量が所定の下限容量より小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨を認定する凝集状態変化認定手段を設けるようにしたものである。

【0014】

この発明に係る赤血球モニターは、複数の電極が人工心臓の動脈送血管の周囲に設置されているようにしたものである。

【0015】

この発明に係る赤血球モニターは、複数の電極が手術用又は透析用の体外循環回路の周囲に設置されているようにしたものである。

【0016】

この発明に係る赤血球のモニタリング方法は、赤血球の界面における電気二重層容量に基づき、赤血球の凝集状態の変化を検知するようにしたものである。

【0017】

この発明に係る赤血球のモニタリング方法は、血液が流れている空間の周囲に設置されている複数の電極の間に、所定の周波数の交流電圧が印加された場合の複数の電極間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測処理ステップと、インピーダンス計測処理ステップで計測された複数の電極間のインピーダンスから赤血球の界面における接触抵抗を特定する接触抵抗特定処理ステップと、接触抵抗特定処理ステップで特定された接触抵抗を用いて、赤血球の界面における電気二重層容量を特定する電気二重層容量特定処理ステップとを備えるようにしたものである。

【発明の効果】

【0018】

この発明によれば、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知し、ひいては血栓を予兆の段階で検知することができる効果がある。
また、構成によっては、赤血球の凝集状態が変化している位置を特定することができることもある効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施の形態１による赤血球モニターを示す構成図である。

【図2A】周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す側面図（複数の赤血球が塊になっていない状態）である。

【図2B】周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す側面図（複数の赤血球が塊になっている状態）である。

【図2C】周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す断面図（複数の赤血球が塊になっていない状態）である。

【図2D】周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す断面図（複数の赤血球が塊になっている状態）である。

【図3】この発明の実施の形態１による赤血球のモニタリング方法（赤血球モニターの処理内容）を示すフローチャートである。

【図4】赤血球が血漿中に存在する場合の電気抵抗の種類を示す説明図である。

【図5】Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットの一例を示す説明図である。

【図6A】血液を所定速度（２．６２５×１０^-６ｍ^３/ｓ）で流して、インピーダンスＺを計測した場合の実験結果を示す説明図である。

【図6B】血液を所定速度（６．５６２５×１０^-６ｍ^３/ｓ）で流して、インピーダンスＺを計測した場合の実験結果を示す説明図である。

【図7】血漿と赤血球が混在している動脈送血管１の内部における電気的成分を示す等価回路である。

【図8】インピーダンス計測部３により生成されるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを示す説明図である。

【図9】この発明の実施の形態２による赤血球モニターを示す構成図である。

【図10】周囲にＭ個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す断面図である。

【図11】この発明の実施の形態２による赤血球のモニタリング方法（赤血球モニターの処理内容）を示すフローチャートである。

【図12】血漿と赤血球が混在している動脈送血管１の内部における電気的成分を示す等価回路である。

【図13】インピーダンス計測部１２により生成されるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを示す説明図である。

【図14】赤血球の凝集状態が変化している位置を示す説明図である。

【図15】赤血球の凝集状態が変化している位置を示す交点Ｎｄが存在しない場合を示す説明図である。

【図16】赤血球の凝集状態が変化している位置を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による赤血球モニターを示す構成図である。
図２Ａ及び図２Ｂは周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す側面図であり、図２Ｃ及び図２Ｄは周囲に２個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す断面図である。
図１及び図２Ａ〜図２Ｄにおいて、人工心臓の動脈送血管１は患者の血管と接続されており、周囲には２個の電極２_１，２_２が設置されている。
図２Ａ及び図２Ｃは、複数の赤血球１１が塊になっていない状態を示しており、図２Ｂ及び図２Ｄは、複数の赤血球１１が塊になっている状態を示している。

【0021】

インピーダンス計測部３は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、２個の電極２_１，２_２の間に印加される交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を順次切り換えながら、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを計測（インピーダンスＺの実数成分であるレジスタンスＲと、インピーダンスＺの虚数成分であるリアクタンスＸを計測）する処理を実施する。
このように、インピーダンス計測部３が、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎを順次切り換えながら、電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを計測する方法は、一般に“インピーダンス・スペクトロスコピー法”と呼ばれている。
なお、インピーダンス計測部３はインピーダンス計測手段を構成している。

【0022】

接触抵抗特定部４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、インピーダンス計測部３により計測されたインピーダンスＺ（各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ）の中から、レジスタンスＲが最大であるインピーダンスＺ_Ｒｍａｘ（レジスタンスが「Ｒ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔ」であるインピーダンス）を探索するとともに、レジスタンスＲが最小であるインピーダンスＺ_Ｒｍｉｎ（レジスタンスが「Ｒ_ｐｗ」であるインピーダンス）を探索する処理を実施する。ただし、Ｒ_ｐｗ，Ｒ_ｃｔの内容は後述する。
また、接触抵抗特定部４はインピーダンスＺ_ＲｍａｘのレジスタンスＲ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔからインピーダンスＺ_ＲｍｉｎのレジスタンスＲ_ｐｗを減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔ（＝（Ｒ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔ）−Ｒ_ｐｗ）を算出する処理を実施する。
なお、接触抵抗特定部４は接触抵抗特定手段を構成している。

【0023】

電気二重層容量特定部５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、インピーダンス計測部３により計測されたインピーダンスＺ（各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ）の中から、リアクタンスＸが最大であるインピーダンスＺ_Ｘｍａｘを探索する処理を実施する。
また、電気二重層容量特定部５はインピーダンス計測部３によりインピーダンスＺ_Ｘｍａｘが計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎ（以下、この周波数ｆ_ｎを「周波数ｆ_ｍａｘＣ」と称する）と、接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_ｃｔとから、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを特定する処理を実施する。
なお、電気二重層容量特定部５は電気二重層容量特定手段を構成している。

【0024】

凝集状態変化認定部６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電気二重層容量特定部５により特定された電気二重層容量Ｃ_ｄｌが予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨（即ち、赤血球が凝集している旨）を認定して、その認定結果を出力する処理を実施する。なお、凝集状態変化認定部６は凝集状態変化認定手段を構成している。
認定結果提示部７は例えば液晶表示器やスピーカなどから構成されており、凝集状態変化認定部６から出力された認定結果の表示や音声出力を行う。

【0025】

図１の例では、赤血球モニターの構成要素である電極２_１，２_２、インピーダンス計測部３、接触抵抗特定部４、電気二重層容量特定部５、凝集状態変化認定部６及び認定結果提示部７のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、赤血球モニターの構成要素の一部（例えば、インピーダンス計測部３、接触抵抗特定部４、電気二重層容量特定部５、凝集状態変化認定部６及び認定結果提示部７）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。

【0026】

例えば、インピーダンス計測部３、接触抵抗特定部４、電気二重層容量特定部５、凝集状態変化認定部６及び認定結果提示部７を１つのコンピュータで構成する場合、インピーダンス計測部３、接触抵抗特定部４、電気二重層容量特定部５、凝集状態変化認定部６及び認定結果提示部７の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図３はこの発明の実施の形態１による赤血球のモニタリング方法（赤血球モニターの処理内容）を示すフローチャートである。

【0027】

次に動作について説明する。
この実施の形態１では、赤血球モニターが人工心臓における赤血球の凝集状態（血栓が発生する予兆の段階）を検知する例を説明する。
この赤血球モニターは、人工心臓の動脈送血管１（例えば、直径が１０ｍｍ程度の管路）を流れる血液中の赤血球の表面積を把握することで、複数の赤血球が塊になって流れている状態（血液が凝固している状態）であるか否かを判別するものである。

【0028】

ここで、図４は赤血球が血漿中に存在する場合の電気抵抗の種類を示す説明図である。
図４において、抵抗Ｒ１は赤血球１１の内部の電気抵抗であり、Ｒ２は血漿１２の電気抵抗である。
また、Ｒ３は赤血球１１と赤血球１１の接触界面における電気抵抗であり、Ｒ４は赤血球１１と血漿１２の接触界面における電気抵抗である。
さらに、Ｒ５は赤血球１１と電極２_１の接触界面における電気抵抗であり、Ｒ６は血漿１２と電極２_２の接触界面における電気抵抗である。

【0029】

人工心臓の動脈送血管１の周囲に設置されている２個の電極２_１，２_２に直流電圧を印加して、電極２_１，２_２間の抵抗を測定しても、電気抵抗Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれを区別することができないが、２個の電極２_１，２_２に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を順次切り換えながら、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを計測（インピーダンスＺの実数成分であるレジスタンスＲと、インピーダンスＺの虚数成分であるリアクタンスＸを計測）すれば、電気抵抗Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれを区別することができる。

【0030】

これらの電気抵抗Ｒ１〜Ｒ６の中で、赤血球の内部の電気抵抗Ｒ１と、血漿の電気抵抗Ｒ２とは、緩和時間が短く応答速度が速い特性を有しているが、電気抵抗Ｒ３〜Ｒ６は、緩和時間が長く応答速度が遅い特性を有している。
一般的には、赤血球と赤血球の接触界面における電気抵抗Ｒ３は、赤血球と血漿の接触界面における電気抵抗Ｒ４よりも小さい場合が多く、赤血球の界面における電気抵抗成分である接触抵抗Ｒ_ｃｔのみを抽出することができる（接触抵抗Ｒ_ｃｔの抽出方法は後述する）。

【0031】

また、赤血球が誘電体である場合、赤血球の界面には電気抵抗の他に、電気二重層容量が形成される。
動脈送血管１の周囲に設置されている電極２_１，２_２は金属であるため、一般的には、電極２_１，２_２の界面における電気二重層容量は無視することができ、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌのみを抽出することができる（電気二重層容量Ｃ_ｄｌの抽出方法は後述する）。

【0032】

ここで、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌは、赤血球の表面積の関数となるものである。
したがって、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを抽出し、その電気二重層容量Ｃ_ｄｌが小さければ、赤血球の表面積が小さいことになるため、血液の凝固が生じていると考えられる。
即ち、複数の赤血球が凝固（凝集）していると、複数の赤血球の表面同士がくっついて、複数の赤血球がバラバラの状態で流れている場合の赤血球の個数よりも赤血球の個数が少なくなって、赤血球の表面が減少する。そのため、複数の赤血球が凝固している場合、複数の赤血球が凝固していない場合（複数の赤血球がバラバラの状態で流れている場合）の赤血球の表面積の総和と比較し、複数の赤血球の体積の総和が同じであっても、赤血球の表面積の総和が小さくなる。
一方、その電気二重層容量Ｃ_ｄｌが大きければ、赤血球の表面積が大きいことになるため、血液の凝固が生じていないと考えられる。
これにより、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌ及び赤血球の表面積は、血液凝固が生じているか否かの指標とすることができる。

【0033】

以下、図１の赤血球モニターの処理内容を具体的に説明する。
まず、インピーダンス計測部３は、２個の電極２_１，２_２の間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎをｆ_１（例えば、ｆ_１＝１ＭＨｚ）に設定し（図３のステップＳＴ１）、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）を２個の電極２_１，２_２の間に印加する（ステップＳＴ２）。
インピーダンス計測部３は、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）を印加すると、２個の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺとして、そのインピーダンスＺの実数成分であるレジスタンスＲと、そのインピーダンスＺの虚数成分であるリアクタンスＸを計測する（ステップＳＴ３）。
インピーダンス計測部３は、その計測結果である電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを例えば内部のメモリに記録する（ステップＳＴ４）。

【0034】

インピーダンス計測部３は、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺの計測が完了すると、２個の電極２_１，２_２の間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎをｆ_２（例えば、ｆ_２＝１．０５ＭＨｚ）に高める変更を行って（ステップＳＴ６）、周波数ｆ_２の交流電圧Ｖ（ｆ_２）を２個の電極２_１，２_２の間に印加する（ステップＳＴ２）。
インピーダンス計測部３は、周波数ｆ_２の交流電圧Ｖ（ｆ_２）を印加すると、２個の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺとして、そのインピーダンスＺの実数成分であるレジスタンスＲと、そのインピーダンスＺの虚数成分であるリアクタンスＸを計測する（ステップＳＴ３）。
インピーダンス計測部３は、その計測結果である電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを例えば内部のメモリに記録する（ステップＳＴ４）。

【0035】

インピーダンス計測部３は、周波数ｆ_Ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_Ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺの計測が完了するまで、ステップＳＴ２〜ＳＴ６の処理を繰り返し実施する。
即ち、インピーダンスＺの計測回数がＮ回に到達するまで、ステップＳＴ２〜ＳＴ６の処理を繰り返し実施する（ステップＳＴ５）。

【0036】

インピーダンス計測部３は、周波数ｆ_Ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_Ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺの計測が完了すると、図５に示すように、内部のメモリに記録にしている各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺを複素平面（横軸：レジスタンスＲ、縦軸：リアクタンスＸ）上にプロットすることで、その複素平面上に描かれるインピーダンスＺの軌跡であるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成する（ステップＳＴ７）。
図５はＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットの一例を示す説明図であり、渦巻き状のＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットが生成される。

【0037】

ここで、図６Ａ及び図６Ｂは血液を異なる速度（２．６２５×１０^-６ｍ^３/ｓ、及び、６．５６２５×１０^-６ｍ^３/ｓ）で流して、インピーダンスＺを計測した場合の実験結果を示す説明図である。
図６Ａ及び図６Ｂの実験結果は、赤血球の表面積の相違や血液が流れる速度の相違で、生成されるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットの形状が変化することを表している。
図６Ａ及び図６Ｂにおいて、φは赤血球の表面積であり、φ＝０．６とφ＝０．３の場合を示している。

【0038】

図７は血漿と赤血球が混在している動脈送血管１の内部における電気的成分を示す等価回路である。
図７において、Ｒ_ｐｗは血漿の電気抵抗（上記の電気抵抗Ｒ２に相当する）であり、Ｒ_ｃｔは赤血球の界面における接触抵抗（上記の電気抵抗Ｒ３に相当する）である。
また、Ｃ_ｄｌは赤血球の界面における電気二重層容量（上記の電気抵抗Ｒ４に相当する）である。
さらに、Ｌは赤血球と電極の接触界面におけるインダクタンス（上記の電気抵抗Ｒ５に相当する）であり、Ｒ_Ｌは血漿と電極の接触界面における電気抵抗（上記の電気抵抗Ｒ６に相当する）である。
なお、Ｚ_ＦはインダクタンスＬ及び電気抵抗Ｒ_Ｌの直列回路と接触抵抗Ｒ_ｃｔからなる並列回路のファラデーインピーダンスである。

【0039】

動脈送血管１の内部における電気的成分が図７の等価回路で表される場合、インピーダンス計測部３により計測されるインピーダンスＺは、下記の式（１）のように表される。

【0040】

【数1】

ただし、ｊは虚数単位、ωは交流の角振動数である。

【0041】

また、動脈送血管１の内部における電気的成分が図７の等価回路で表される場合、インピーダンス計測部３により生成されるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットは、図８に示すようなプロットになる。

【0042】

【数2】

ただし、ａ_１，ａ_２，ａ_Ｘは電気抵抗に関する定数、ｆ_ｍａｘＣはリアクタンスＸが最大であるインピーダンスＺ_Ｘｍａｘが計測される際に印加された交流電圧Ｖの周波数である。
また、ｆ_ｍａｘＬはインダクタンスＬが最大であるインピーダンスＺ_Ｌｍａｘが計測される際に印加された交流電圧Ｖの周波数である。

【0043】

ここでは、インピーダンス計測部３が２個の電極２_１，２_２の間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎを段階的に高めていく例を示したが、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎを段階的に下げていくようにしてもよい。
また、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎの間隔は、等間隔でもよいし、不等間隔でもよい。
例えば、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎの間隔を不等間隔とする場合、レジスタンスＲが最大になるインピーダンスＺ_Ｒｍａｘ、レジスタンスＲが最小になるインピーダンスＺ_Ｒｍｉｎや、リアクタンスＸが最大になるインピーダンスＺ_Ｘｍａｘが計測される可能性が高いと考えられる周波数ｆ_ｎの付近の間隔を、これらのインピーダンスが計測される可能性が低いと考えられる周波数ｆ_ｎの付近の間隔よりも狭くする態様が考えられる。

【0044】

接触抵抗特定部４は、インピーダンス計測部３がＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成すると、そのＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺのレジスタンスＲを比較し、レジスタンスＲが最大であるインピーダンスＺ_Ｒｍａｘを探索する（ステップＳＴ８）。
図８の例では、レジスタンスＲが最大であるインピーダンスＺ_Ｒｍａｘとして、レジスタンスが「Ｒ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔ」であるインピーダンスが探索される。

【0045】

次に、接触抵抗特定部４は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺのレジスタンスＲを比較し、レジスタンスＲが最小であるインピーダンスＺ_Ｒｍｉｎを探索する（ステップＳＴ９）。
図８の例では、レジスタンスＲが最小であるインピーダンスＺ_Ｒｍｉｎとして、レジスタンスが「Ｒ_ｐｗ」であるインピーダンスが探索される。

【0046】

接触抵抗特定部４は、インピーダンスＺ_ＲｍａｘとインピーダンスＺ_Ｒｍｉｎを探索すると、そのインピーダンスＺ_ＲｍａｘのレジスタンスＲ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔから、インピーダンスＺ_ＲｍｉｎのレジスタンスＲ_ｐｗを減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔを算出する（ステップＳＴ１０）。
Ｒ_ｃｔ＝（Ｒ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔ）−Ｒ_ｐｗ （６）

【0047】

ここでは、接触抵抗特定部４が、インピーダンスＺ_ＲｍａｘのレジスタンスＲ_ｐｗ＋Ｒ_ｃｔから、インピーダンスＺ_ＲｍｉｎのレジスタンスＲ_ｐｗを減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔを算出する方法を示したが、これは一例に過ぎず、他の方法で、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔを特定するようにしてもよい。
例えば、過去の接触抵抗Ｒ_ｃｔの算出結果や実験結果などに基づいて、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺと、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔとの対応関係を示すマップを予め作成し、接触抵抗特定部４が、当該マップを参照して、インピーダンス計測部３により計測されたインピーダンスＺから、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔを特定するようにしてもよい。

【0048】

電気二重層容量特定部５は、インピーダンス計測部３がＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成すると、そのＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺのリアクタンスＸを比較し、リアクタンスＸが最大であるインピーダンスＺ_Ｘｍａｘを探索する（ステップＳＴ１１）。
図８の例では、リアクタンスＸが最大であるインピーダンスＺ_Ｘｍａｘとして、周波数ｆ_ｍａｘＣの交流電圧Ｖ（ｆ_ｍａｘＣ）が印加された場合に計測されたインピーダンスが探索される。

【0049】

電気二重層容量特定部５は、インピーダンスＺ_Ｘｍａｘを探索すると、インピーダンス計測部３によりインピーダンスＺ_Ｘｍａｘが計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_ｍａｘＣ）の周波数ｆ_ｍａｘＣと、接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_ｃｔとを上記の式（３）に代入して、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを算出する（ステップＳＴ１２）。

【0050】

ここでは、電気二重層容量特定部５が、インピーダンス計測部３によりインピーダンスＺ_Ｘｍａｘが計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_ｍａｘＣ）の周波数ｆ_ｍａｘＣと、接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_ｃｔとを上記の式（３）に代入して、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを算出する方法を示したが、これは一例に過ぎず、他の方法で、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを特定するようにしてもよい。
例えば、過去の電気二重層容量Ｃ_ｄｌの算出結果や実験結果などに基づいて、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔと電気二重層容量Ｃ_ｄｌの対応関係を示すマップを予め作成し、電気二重層容量特定部５が、当該マップを参照して、接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_ｃｔから、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを特定するようにしてもよい。

【0051】

凝集状態変化認定部６は、電気二重層容量特定部５が電気二重層容量Ｃ_ｄｌを算出すると、その電気二重層容量Ｃ_ｄｌと予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈを比較する。
ただし、下限容量Ｃｌ_ｔｈは、実験等により得られる閾値であるが、例えば、統計的に血栓が形成される確率が３０％や５０％、あるいは、８０％以上の電気二重層容量Ｃ_ｄｌを閾値とする態様が考えられる。
凝集状態変化認定部６は、電気二重層容量Ｃ_ｄｌと下限容量Ｃｌ_ｔｈを比較して、その電気二重層容量Ｃ_ｄｌが下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合（ステップＳＴ１３）、赤血球の表面積が小さいので、赤血球の凝集状態に変化がある旨（赤血球が凝集している旨）を認定して、その認定結果を出力する（ステップＳＴ１４）。

【0052】

ここでは、凝集状態変化認定部６は、１個の下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されて、１個の下限容量Ｃｌ_ｔｈと電気二重層容量Ｃ_ｄｌを比較するものについて示したが、値が異なる複数個の下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されて、複数個の下限容量Ｃｌ_ｔｈと電気二重層容量Ｃ_ｄｌを比較するようにしてもよい。
例えば、統計的に赤血球の凝集が問題となる確率が１０％以上の電気二重層容量に相当する下限容量Ｃｌ_ｔｈ，１と、統計的に赤血球の凝集が問題となる確率が８０％以上の電気二重層容量に相当する下限容量Ｃｌ_ｔｈ，２とが設定されている場合、凝集状態変化認定部６が、下限容量Ｃｌ_ｔ，１、Ｃｌ_ｔｈ，２と電気二重層容量Ｃ_ｄｌを比較する。
そして、凝集状態変化認定部６は、電気二重層容量Ｃ_ｄｌ＜下限容量Ｃｌ_ｔｈ，２であれば、赤血球の凝集状態に大きな変化がある旨を認定して、その認定結果を出力し、下限容量Ｃｌ_ｔｈ，２≦電気二重層容量Ｃ_ｄｌ＜下限容量Ｃｌ_ｔｈ，１であれば、赤血球の凝集状態に小さな変化がある旨を認定して、その認定結果を出力するようにする。

【0053】

認定結果提示部７は、凝集状態変化認定部６から赤血球の凝集状態に変化がある旨を示す認定結果を受けると、その認定結果を示すメッセージ等をディスプレイに表示する。あるいは、その認定結果を示すメッセージ等をスピーカから音声出力する（ステップＳＴ１５）。
なお、認定結果提示部７は、凝集状態変化認定部６から認定結果を受けなければ、赤血球の凝集状態に変化がない旨を示すメッセージ等をディスプレイに表示する。あるいは、赤血球の凝集状態に変化がない旨を示すメッセージ等をスピーカから音声出力する。あるいは、メッセージ等の表示や音声出力を行わない。

【0054】

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、人工心臓の動脈送血管１の周囲に設置されている２個の電極２_１，２_２の間に、周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺを計測するインピーダンス計測部３と、インピーダンス計測部３により計測された電極２_１，２_２間のインピーダンスＺから赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_ｃｔを特定する接触抵抗特定部４とを設け、電気二重層容量特定部５が接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_ｃｔを用いて、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを特定するように構成したので、その電気二重層容量Ｃ_ｄｌから赤血球の表面積を把握することができるようになり、その結果、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知し、ひいては血栓を予兆の段階で検知することができる効果を奏する。

【0055】

また、この実施の形態１によれば、電気二重層容量特定部５により特定された電気二重層容量Ｃ_ｄｌが予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨を認定して、その認定結果を出力する凝集状態変化認定部６を設けるように構成したので、電気二重層容量Ｃ_ｄｌと赤血球の表面積との対応関係が分からないユーザでも、赤血球の凝集状態に変化があることを速やかに認識することができる効果を奏する。

【0056】

また、この実施の形態１によれば、２個の電極２_１，２_２が人工心臓の動脈送血管１の周囲に設置されているように構成したので、人工心臓における赤血球の凝集状態の変化を検知することができる効果を奏する。

【0057】

なお、この実施の形態１では、予め下限容量Ｃｌ_ｔｈが凝集状態変化認定部６に設定されているものについて示したが、その下限容量Ｃｌ_ｔｈの設定を受け付けるマンマシンインタフェース部（例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなど）を実装し、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、その下限容量Ｃｌ_ｔｈを適宜設定するようにしてもよい。

【0058】

これにより、赤血球の凝集が問題となる確率が少しでもあれば、凝集状態変化認定部６から赤血球の凝集状態に変化がある旨の認定結果が出力されることをユーザが希望する場合、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、例えば、統計的に赤血球の凝集が問題となる確率が１０％以上の電気二重層容量Ｃ_ｄｌが下限容量Ｃｌ_ｔｈとなるように設定すればよい。
一方、赤血球の凝集が問題となる確率がかなり高いときに限り、凝集状態変化認定部６から赤血球の凝集状態に変化がある旨の認定結果が出力されることをユーザが希望する場合、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、例えば、統計的に赤血球の凝集が問題となる確率が９０％以上の電気二重層容量Ｃ_ｄｌが下限容量Ｃｌ_ｔｈとなるように設定すればよい。

【0059】

実施の形態２．
上記実施の形態１では、動脈送血管１の周囲に２個の電極２_１，２_２が設置されているものを示したが、動脈送血管１の周囲にＭ（Ｍ≧３）個の電極２_１，２_２，・・・，２_Ｍが設置されていてもよい。
この実施の形態２では、Ｍ個の電極２_１，２_２，・・・，２_Ｍを動脈送血管１の周囲に設置することにより、動脈送血管１内で、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における電気二重層容量を特定する例を説明する。

【0060】

図９はこの発明の実施の形態２による赤血球モニターを示す構成図である。
図１０は周囲にＭ個の電極が設置されている人工心臓の動脈送血管を示す断面図である。
図９及び図１０において、人工心臓の動脈送血管１は患者の血管と接続されており、周囲にはＭ個の電極２_１，２_２，・・・，２_Ｍが設置されている。
電極選択部１１はＭ個の電極２_１〜２_Ｍの中から、インピーダンス計測部１２による計測対象の２個の電極２_ｉ，２_ｊを順次選択する切換スイッチである。

【0061】

インピーダンス計測部１２は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部１１により選択された２個の電極２_ｉ，２_ｊの間に印加される交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を順次切り換えながら、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_ｉ，２_ｊ間のインピーダンスＺ_ｉ，ｊを計測（インピーダンスＺ_ｉ，ｊの実数成分であるレジスタンスＲ_ｉ，ｊと、インピーダンスＺの虚数成分であるリアクタンスＸ_ｉ，ｊを計測）する処理を実施する。
例えば、電極選択部１１により選択された２個の電極が電極２_ｉと電極２_ｊである場合、Ｚ_ｉ，ｊは電極２_ｉと電極２_ｊの間のインピーダンスとなる。
例えば、Ｍ＝１２であれば、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせが６６通りになるため、６６通りのインピーダンスＺ_ｉ，ｊを計測する。
なお、電極選択部１１及びインピーダンス計測部１２からインピーダンス計測手段が構成されている。

【0062】

接触抵抗特定部１３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、インピーダンス計測部１２により計測されたインピーダンスＺ_ｉ，ｊから、血液が流れている動脈送血管１内で、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を特定する処理を実施する。
即ち、接触抵抗特定部１３はインピーダンス計測部１２により計測されたインピーダンスＺ_ｉ，ｊ（各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_ｉ，２_ｊ間のインピーダンスＺ_ｉ，ｊ）の中から、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}（レジスタンスが「Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}」であるインピーダンス）を探索するとともに、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最小であるインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}（レジスタンスが「Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}」であるインピーダンス）を探索する処理を実施する。
また、接触抵抗特定部１３はインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}からインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}を減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}（＝（Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}）−Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}）を算出する処理を実施する。
なお、接触抵抗特定部１３は接触抵抗特定手段を構成している。

【0063】

電気二重層容量特定部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、接触抵抗特定部１３より特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を用いて、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を特定する処理を実施する。
即ち、電気二重層容量特定部１４はインピーダンス計測部１２により計測されたインピーダンスＺ_ｉ，ｊ（各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合の電極２_ｉ，２_ｊ間のインピーダンスＺ_ｉ，ｊ）の中から、リアクタンスＸ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}を探索する処理を実施する。
また、電気二重層容量特定部１４はインピーダンス計測部１２によりインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎ（以下、この周波数ｆ_ｎを「周波数ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}」と称する）と、接触抵抗特定部４により特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}とから、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を算出する処理を実施する。
なお、電気二重層容量特定部１４は電気二重層容量特定手段を構成している。

【0064】

凝集状態変化認定部１５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電気二重層容量特定部１４により特定された電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨を認定して、その認定結果を出力するとともに、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報を出力する処理を実施する。
なお、凝集状態変化認定部１５は凝集状態変化認定手段を構成している。

【0065】

認定結果提示部１６は例えば液晶表示器やスピーカなどから構成されており、凝集状態変化認定部１５から出力された認定結果の表示や音声出力を行うとともに、赤血球の凝集状態が変化している位置の表示を行う。

【0066】

図９の例では、赤血球モニターの構成要素である電極２_１，２_２，・・・，２_Ｍ、電極選択部１１、インピーダンス計測部１２、接触抵抗特定部１３、電気二重層容量特定部１４、凝集状態変化認定部１５及び認定結果提示部１６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、赤血球モニターの構成要素の一部（例えば、電極選択部１１、インピーダンス計測部１２、接触抵抗特定部１３、電気二重層容量特定部１４、凝集状態変化認定部１５及び認定結果提示部１６）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。

【0067】

例えば、電極選択部１１、インピーダンス計測部１２、接触抵抗特定部１３、電気二重層容量特定部１４、凝集状態変化認定部１５及び認定結果提示部１６を１つのコンピュータで構成する場合、電極選択部１１、インピーダンス計測部１２、接触抵抗特定部１３、電気二重層容量特定部１４、凝集状態変化認定部１５及び認定結果提示部１６の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１１はこの発明の実施の形態２による赤血球のモニタリング方法（赤血球モニターの処理内容）を示すフローチャートである。

【0068】

次に動作について説明する。
電極選択部１１は、例えば、インピーダンス計測部１２の指示の下、Ｍ個の電極２_１〜２_Ｍの中から、インピーダンス計測部１２による計測対象の２個の電極２_ｉ，２_ｊを順次選択し、２個の電極２_ｉ，２_ｊをインピーダンス計測部１２と電気的に接続する（ステップＳＴ２１）。
例えば、Ｍ個の電極２_１〜２_Ｍの中から、下記の順番で、２個の電極２_ｉ，２_ｊを選択して、２個の電極２_ｉ，２_ｊをインピーダンス計測部１２と電気的に接続する。
（電極２_１＋電極２_２）→（電極２_１＋電極２_３）→・・・→（電極２_１＋電極２_Ｍ）
→（電極２_２＋電極２_３）→（電極２_２＋電極２_４）→・・・→（電極２_２＋電極２_Ｍ）
：
→（電極２_Ｍ−１＋電極２_Ｍ）
例えば、Ｍ＝１２であれば、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせは６６通りになる。

【0069】

インピーダンス計測部１２は、電極選択部１１が２個の電極２_ｉ，２_ｊを選択することで（この段階では、説明の便宜上、電極選択部１１が電極２_１，２_２を選択しているものとする）、電極２_１及び電極２_２と電気的に接続されると、２個の電極２_１，２_２の間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎをｆ_１（例えば、ｆ_１＝１ＭＨｚ）に設定し（ステップＳＴ２２）、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）を２個の電極２_１，２_２の間に印加する（ステップＳＴ２３）。
インピーダンス計測部１２は、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）を印加すると、２個の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ_１，２として、そのインピーダンスＺ_１，２の実数成分であるレジスタンスＲ_１，２と、そのインピーダンスＺ_１，２の虚数成分であるリアクタンスＸ_１，２を計測する（ステップＳＴ２４）。
インピーダンス計測部１２は、計測結果である電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ_１，２を例えば内部のメモリに記録する（ステップＳＴ２５）。

【0070】

インピーダンス計測部１２は、周波数ｆ_１の交流電圧Ｖ（ｆ_１）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺの計測が完了すると、２個の電極２_１，２_２の間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎをｆ_２（例えば、ｆ_２＝１．０５ＭＨｚ）に高める変更を行って（ステップＳＴ２７）、周波数ｆ_２の交流電圧Ｖ（ｆ_２）を２個の電極２_１，２_２の間に印加する（ステップＳＴ２３）。
インピーダンス計測部１２は、周波数ｆ_２の交流電圧Ｖ（ｆ_２）を印加すると、２個の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ_１，２として、そのインピーダンスＺ_１，２の実数成分であるレジスタンスＲ_１，２と、そのインピーダンスＺ_１，２の虚数成分であるリアクタンスＸ_１，２を計測する（ステップＳＴ２４）。
インピーダンス計測部１２は、計測結果である電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ_１，２を例えば内部のメモリに記録する（ステップＳＴ２５）。

【0071】

インピーダンス計測部１２は、周波数ｆ_Ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_Ｎ）が印加された場合の電極２_１，２_２間のインピーダンスＺ_１，２の計測が完了するまで、ステップＳＴ２３〜ＳＴ２７の処理を繰り返し実施する。
即ち、インピーダンスＺ_１，２の計測回数がＮ回に到達するまで、ステップＳＴ２３〜ＳＴ２７の処理を繰り返し実施する（ステップＳＴ２６）。

【0072】

次に、電極選択部１１は、２個の電極２_１，２_３を選択する（ステップＳＴ２１）。
インピーダンス計測部１２は、電極選択部１１が２個の電極２_１，２_３を選択すると（ステップＳＴ２１）、２個の電極２_１，２_２が選択された場合と同様にして、電極２_１，２_３間のインピーダンスＺ_１，３を計測して、そのインピーダンスＺ_１，３を例えば内部のメモリに記録する。
即ち、インピーダンス計測部１２は、２個の電極２_ｉ，２_ｊについて、電極選択部１１により全ての組み合わせが選択されるまで、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２７の処理を繰り返し実施する（ステップＳＴ２８）。
これにより、例えば、Ｍ＝１２であれば、全部で６６通りのインピーダンスＺ_１，２，Ｚ_１，３，・・・，Ｚ_{Ｍ−１，Ｍ}が計測されて、これらのインピーダンスＺ_１，２，Ｚ_１，３，・・・，Ｚ_{Ｍ−１，Ｍ}が例えば内部のメモリに記録される。

【0073】

インピーダンス計測部１２は、インピーダンスＺ_１，２，Ｚ_１，３，・・・，Ｚ_{Ｍ−１，Ｍ}の計測が完了すると、図５に示すように、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、内部のメモリに記録にしている各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺ_ｉ，ｊを複素平面（横軸：レジスタンスＲ_ｉ，ｊ、縦軸：リアクタンスＸ_ｉ，ｊ）上にプロットすることで、その複素平面上に描かれるインピーダンスＺ_ｉ，ｊの軌跡であるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成する（ステップＳＴ２９）。

【0074】

ここで、図１２は血漿と赤血球が混在している動脈送血管１の内部における電気的成分を示す等価回路である。
図１２において、Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}は電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している血漿の電気抵抗（上記の電気抵抗Ｒ２に相当する）であり、Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}は電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している赤血球の界面における接触抵抗（上記の電気抵抗Ｒ３に相当する）である。
また、Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}は電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している赤血球の界面における電気二重層容量（上記の電気抵抗Ｒ４に相当する）である。
さらに、Ｌ_ｉ，ｊは電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している赤血球と電極２_ｉ，２_ｊの接触界面におけるインダクタンス（上記の電気抵抗Ｒ５に相当する）であり、Ｒ_{Ｌ−ｉ，ｊ}は電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している血漿と電極２_ｉ，２_ｊの接触界面における電気抵抗（上記の電気抵抗Ｒ６に相当する）である。
なお、Ｚ_{Ｆ−ｉ，ｊ}はインダクタンスＬ_ｉ，ｊ及び電気抵抗Ｒ_{Ｌ−ｉ，ｊ}の直列回路と接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}からなる並列回路のファラデーインピーダンスである。

【0075】

動脈送血管１の内部における電気的成分が図１２の等価回路で表される場合、インピーダンス計測部１２により計測されるインピーダンスＺ_ｉ，ｊは、下記の式（１１）のように表される。

【0076】

【数3】

ただし、ｊは虚数単位、ωは交流の角振動数である。

【0077】

また、動脈送血管１の内部における電気的成分が図１２の等価回路で表される場合、インピーダンス計測部１２により生成されるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットは、図１３に示すようなプロットになる。

【0078】

【数4】

ただし、ａ_{１−ｉ，ｊ}，ａ_{２−ｉ，ｊ}，ａ_{Ｘ−ｉ，ｊ}は電気抵抗に関する定数、ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}はリアクタンスＸ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される際に印加された交流電圧Ｖの周波数である。
また、ｆ_{ｍａｘＬ−ｉ，ｊ}はインダクタンスＬ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｌｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される際に印加された交流電圧Ｖの周波数である。

【0079】

ここでは、インピーダンス計測部１２が２個の電極２_ｉ，２_ｊの間に印加する交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎを段階的に高めていく例を示したが、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎを段階的に下げていくようにしてもよい。
また、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎの間隔は、等間隔でもよいし、不等間隔でもよい。
例えば、交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）の周波数ｆ_ｎの間隔を不等間隔とする場合、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最大になるインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最小になるインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}や、リアクタンスＸ_ｉ，ｊが最大になるインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される可能性が高いと考えられる周波数ｆ_ｎの付近の間隔を、これらのインピーダンスが計測される可能性が低いと考えられる周波数ｆ_ｎの付近の間隔よりも狭くする態様が考えられる。

【0080】

接触抵抗特定部１３は、インピーダンス計測部１２が電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成すると、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせに対応するＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺ_ｉ，ｊのレジスタンスＲ_ｉ，ｊを比較し、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}を探索する（ステップＳＴ３０）。
図１３の例では、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}として、レジスタンスが「Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}」であるインピーダンスが探索される。

【0081】

次に、接触抵抗特定部１３は、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせに対応するＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺ_ｉ，ｊのレジスタンスＲ_ｉ，ｊを比較し、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最小であるインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}を探索する（ステップＳＴ３１）。
図１３の例では、レジスタンスＲ_ｉ，ｊが最小であるインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}として、レジスタンスが「Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}」であるインピーダンスが探索される。

【0082】

接触抵抗特定部１３は、インピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}とインピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}を探索すると、そのインピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}から、インピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}を減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を算出する（ステップＳＴ３２）。
Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}＝（Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}）−Ｒ_{ｐｗ−ｉ，ｊ} （１６）
これにより、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}が算出される。

【0083】

ここでは、接触抵抗特定部１３が、インピーダンスＺ_{Ｒｍａｘ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}＋Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}から、インピーダンスＺ_{Ｒｍｉｎ−ｉ，ｊ}のレジスタンスＲ_{ｐｗ−ｉ，ｊ}を減算することで、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を算出する方法を示したが、これは一例に過ぎず、他の方法で、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を特定するようにしてもよい。
例えば、過去の接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}の特定結果や実験結果などに基づいて、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺ_ｉ，ｊと、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}との対応関係を示すマップを予め作成し、接触抵抗特定部１３が、当該マップを参照して、インピーダンス計測部１２により計測されたインピーダンスＺ_ｉ，ｊから、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を特定するようにしてもよい。

【0084】

電気二重層容量特定部１４は、インピーダンス計測部１２が電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを生成すると、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせに対応するＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを参照して、各周波数ｆ_ｎの交流電圧Ｖ（ｆ_ｎ）が印加された場合のインピーダンスＺ_ｉ，ｊのリアクタンスＸ_ｉ，ｊを比較し、リアクタンスＸ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}を探索する（ステップＳＴ３３）。
図１３の例では、リアクタンスＸ_ｉ，ｊが最大であるインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}として、周波数ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}の交流電圧Ｖ（ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}）が印加された場合に計測されたインピーダンスが探索される。

【0085】

電気二重層容量特定部１４は、インピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}を探索すると、インピーダンス計測部１２によりインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}）の周波数ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}と、接触抵抗特定部１３により特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}とを上記の式（１３）に代入して、電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を算出する（ステップＳＴ３４）。
これにより、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が特定される。

【0086】

ここでは、電気二重層容量特定部１４が、インピーダンス計測部１２によりインピーダンスＺ_{Ｘｍａｘ−ｉ，ｊ}が計測される際に印加された交流電圧Ｖ（ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}）の周波数ｆ_{ｍａｘＣ−ｉ，ｊ}と、接触抵抗特定部１３により特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}とを上記の式（１３）に代入して、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を算出する方法を示したが、これは一例に過ぎず、他の方法で、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を特定するようにしてもよい。
例えば、過去の電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}の算出結果や実験結果などに基づいて、赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}と電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}の対応関係を示すマップを予め作成し、電気二重層容量特定部１４が、当該マップを参照して、接触抵抗特定部１３により特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}から、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を特定するようにしてもよい。

【0087】

凝集状態変化認定部１５は、電気二重層容量特定部１４が電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を特定すると、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、当該電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}と予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈを比較する。
凝集状態変化認定部１５は、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}と下限容量Ｃｌ_ｔｈを比較して、その電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合（ステップＳＴ３５）、電極２_ｉと電極２_ｊの間に存在している赤血球の表面積が小さいので、赤血球の凝集状態に変化がある旨（赤血球が凝集している旨）を認定して、その認定結果を出力する（ステップＳＴ３６）。
また、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、電極選択部１１により選択された２個の電極２_ｉ，２_ｊを示す情報を出力する。

【0088】

ここでは、凝集状態変化認定部１５は、１個の下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されて、１個の下限容量Ｃｌ_ｔｈと電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を比較するものについて示したが、図１の凝集状態変化認定部６と同様に、値が異なる複数個の下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されて、複数個の下限容量Ｃｌ_ｔｈと電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を比較するようにしてもよい。
また、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの距離が長くなる程、電気二重層容量特定部１４により特定される電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が小さくなる傾向があるため、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊ毎に下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されるようにしてもよい。
即ち、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの距離が長い程、小さな下限容量Ｃｌ_ｔｈが設定されるようにしてもよい。

【0089】

認定結果提示部１６は、凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態に変化がある旨を示す認定結果を受けると、その認定結果を示すメッセージ等をディスプレイに表示する。あるいは、その認定結果を示すメッセージ等をスピーカから音声出力する（ステップＳＴ３７）。
その際、凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、電極選択部１１により選択された２個の電極２_ｉ，２_ｊを示す情報を受けると、２個の電極２_ｉ，２_ｊの間の位置を表示する。例えば、２個の電極２_ｉ−電極２_ｊを結ぶ線分Ｌ_ｉ−ｊを表示する。
これにより、ユーザは、赤血球の凝集状態が変化している位置が、電極２_ｉと電極２_ｊの間にあることを認識することができる。

【0090】

なお、認定結果提示部１６は、凝集状態変化認定部１５から認定結果を受けなければ、赤血球の凝集状態に変化がない旨を示すメッセージ等をディスプレイに表示する。あるいは、赤血球の凝集状態に変化がない旨を示すメッセージ等をスピーカから音声出力する。あるいは、メッセージ等の表示や音声出力を行わない。

【0091】

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、接触抵抗特定部１３が、インピーダンス計測部１２により計測されたインピーダンスＺ_ｉ，ｊから、血液が流れている動脈送血管１内で、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を特定し、電気二重層容量特定部１４が、接触抵抗特定部１３より特定された接触抵抗Ｒ_{ｃｔ−ｉ，ｊ}を用いて、流れている位置が異なる複数の赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を特定するように構成したので、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}から流れている位置が異なる複数の赤血球の表面積を把握することができるようになり、その結果、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知することができるとともに、赤血球の凝集状態が変化している位置を特定することができる効果を奏する。

【0092】

また、この実施の形態２によれば、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、電気二重層容量特定部１４により特定された電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が予め設定された下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さい場合、赤血球の凝集状態に変化がある旨を認定して、その認定結果を出力するとともに、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報を出力する凝集状態変化認定部１５を設けるように構成したので、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}と赤血球の表面積との対応関係が分からないユーザでも、赤血球の凝集状態に変化があることを速やかに認識することができるとともに、赤血球の凝集状態が変化している位置を速やかに認識することができる効果を奏する。

【0093】

さらに、この実施の形態２によれば、Ｍ個の電極２_１〜２_Ｍが人工心臓の動脈送血管１の周囲に設置されているように構成したので、人工心臓における赤血球の凝集状態の変化を正確に検知することができる効果を奏する。

【0094】

なお、この実施の形態２では、予め下限容量Ｃｌ_ｔｈが凝集状態変化認定部１５に設定されているものについて示したが、その下限容量Ｃｌ_ｔｈの設定を受け付けるマンマシンインタフェース部（例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなど）を実装し、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、その下限容量Ｃｌ_ｔｈを適宜設定するようにしてもよい。

【0095】

これにより、赤血球の凝集が問題とされる確率が少しでもあれば、凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態に変化がある旨の認定結果が出力されることをユーザが希望する場合、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、例えば、統計的に赤血球の凝集が問題とされる確率が１０％以上の電気二重層容量Ｃ_ｄｌが下限容量Ｃｌ_ｔｈとなるように設定すればよい。
一方、赤血球の凝集が問題とされる確率がかなり高いときに限り、凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態に変化がある旨の認定結果が出力されることをユーザが希望する場合、ユーザがマンマシンインタフェース部を操作して、例えば、統計的に赤血球の凝集が問題とされる確率が９０％以上の電気二重層容量Ｃ_ｄｌが下限容量Ｃｌ_ｔｈとなるように設定すればよい。

【0096】

また、この実施の形態２では、凝集状態変化認定部１５が、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、電極選択部１１により選択された２個の電極２_ｉ，２_ｊを示す情報を出力すると、認定結果提示部７が、赤血球の凝集状態が変化している位置として、２個の電極２_ｉ，２_ｊの間の位置を表示するようにしているが、以下に示すように、赤血球の凝集状態が変化している位置を更に具体的に表示するようにしてもよい。

【0097】

人工心臓の動脈送血管１には、上述したように、Ｍ個の電極２_１〜２_Ｍが設置されているが、例えば、Ｍ＝１２であれば、２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせが６６通りになり、電極選択部１１により選択される２個の電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせ毎に、電気二重層容量特定部１４が、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を算出するので、全部で６６通りの電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}を算出する。
したがって、この場合、凝集状態変化認定部１５は、６６通りの電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}と下限容量Ｃｌ_ｔｈを比較し、どの組み合わせの電極２_ｉ，２_ｊのときに、その電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなるかを特定する。

【0098】

凝集状態変化認定部１５は、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせの数が少なくとも２個以上ある場合、赤血球の凝集状態が変化している位置の具体的な特定処理を実施する。ただし、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせの数が１個である場合、赤血球の凝集状態が変化している位置の具体的な特定処理を実施せず、上記の通り、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊを示す情報を出力する。
以下、赤血球の凝集状態が変化している位置の具体的な特定処理を説明する。

【0099】

例えば、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせの数が２個であり、電極２_１−電極２_５の組み合わせと、電極２_４−電極２_Ｍの組み合わせが、下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせであるとすると、図１４に示すように、電極２_１と電極２_５を結ぶ線分Ｌ_１−５と、電極２_４−電極２_Ｍを結ぶ線分Ｌ_４−Ｍとの交点Ｎｄが、赤血球の凝集状態が変化している位置であるとして特定する。
この場合、凝集状態変化認定部１５は、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、交点Ｎｄの位置を示す座標情報を認定結果提示部１６に出力する。
ここでは、凝集状態変化認定部１５が、交点Ｎｄの位置を示す座標情報を出力しているが、交点Ｎｄの位置を示す座標情報の代わりに、線分Ｌ_１−５と線分Ｌ_４−Ｍの交点Ｎｄが“凝集状態の変化位置である”旨を示すフラグ情報を出力するようにしてもよい。

【0100】

認定結果提示部１６は、凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、交点Ｎｄの位置を示す座標情報を受けると、赤血球の凝集状態が変化している位置として、交点Ｎｄの位置を表示する（図１４を参照）。この場合、認定結果提示部１６は、更に、電極２_１と電極２_５を結ぶ線分Ｌ_１−５、及び、電極２_４−電極２_Ｍを結ぶ線分Ｌ_４−Ｍに関する情報を凝集状態変化認定部１５から受け取り、これらの線分に関する情報を表示しても良い。
凝集状態変化認定部１５から赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、交点Ｎｄの位置を示す座標情報ではなく、線分Ｌ_１−５と線分Ｌ_４−Ｍの交点Ｎｄが“凝集状態の変化位置である”旨を示すフラグ情報を受けているときは、認定結果提示部１６が、線分Ｌ_１−５と線分Ｌ_４−Ｍの交点Ｎｄを特定して、その交点Ｎｄの位置を表示する。
これにより、ユーザは、赤血球の凝集状態が変化している位置の概略的な位置（２個の電極の間の位置）ではなく、具体的な位置（交点Ｎｄの位置）を認識することができる。

【0101】

ただし、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせの数が２個である場合でも、下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせが、例えば、電極２_２−電極２_４の組み合わせと、電極２_５−電極２_Ｍの組み合わせであるような場合、図１５に示すように、電極２_２と電極２_４を結ぶ線分Ｌ_２−４と、電極２_５−電極２_Ｍを結ぶ線分Ｌ_５−Ｍとが交わらない。
このような場合、凝集状態変化認定部１５は、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す情報として、電極２_２，２_４を示す情報と、電極２_５，２_Ｍを示す情報とを認定結果提示部１６に出力する。

【0102】

ここでは、電気二重層容量Ｃ_{ｄｌ−ｉ，ｊ}が下限容量Ｃｌ_ｔｈより小さくなる電極２_ｉ，２_ｊの組み合わせの数が２個であるときに、赤血球の凝集状態が変化している位置の具体的な特定処理を実施するものについて示したが、その組み合わせの数が２個以上であればよく、例えば、その組み合わせの数が３個である場合、図１６に示すように、複数個の交点Ｎｄ_１，Ｎｄ_２が現れることがある。更に、組み合わせの数が４個以上の多数であり、複数個の交点Ｎｄ_１，Ｎｄ_２，Ｎｄ_３，Ｎｄ_４等が現れることがある。
このような場合には、凝集状態変化認定部１５が、複数個の交点Ｎｄ_１，Ｎｄ_２等を示す座標情報を認定結果提示部１６に出力する。
この出力に基づく表示を認定結果提示部１６が行う場合、複数個の交点Ｎｄ_１，Ｎｄ_２等を示す座標情報に基づき生成された画像（即ち、赤血球を含む血液が流れる管の断面図、及び、その管の断面図内で複数個の交点Ｎｄ_１，Ｎｄ_２等を結んだ画像）を表示することにより、赤血球の凝集状態が変化している部分の形状（即ち、凝集状態の赤血球の形状）を把握しやすいように表示しても良い。
更に、例えば上述のような１２個の電極２_１〜２_Ｍが設置されており、６６通りの電極の組み合わせがある場合、６６通りの電極の組み合わせの各々につき、赤血球を含む血液が流れる管が延びる方向における複数個所につき、赤血球の凝集状態が変化している位置の特定（複数個の交点の特定）を行って、赤血球の凝集状態が変化している位置を示す座標情報を出力し、その情報に基づき、赤血球の凝集状態が変化している部分の形状の立体的な表示を行うことも可能である。

【0103】

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、２個又はＭ個の電極２が人工心臓の動脈送血管１の周囲に設置されているものを示したが、２個又はＭ個の電極２が手術用又は透析用の体外循環回路の周囲に設置されているようにしてもよい。
このように、２個又はＭ個の電極２が手術用又は透析用の体外循環回路の周囲に設置されている場合、その体外循環回路における赤血球の凝集状態を迅速かつ正確に検知することができる効果を奏する。
したがって、赤血球モニターは、埋込み型の人工心臓や体外循環回路などに応用可能な技術であるが、本発明を更に発展させることによって、例えば、飛行機内等で発症するエコノミークラス症候群を未然に防止する技術にも応用できる可能性がある。

【0104】

参考の形態．
上記実施の形態１〜３では、赤血球の界面における電気二重層容量Ｃ_ｄｌを特定することで、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知する赤血球モニターについて示したが、特許（特許第０３７７２２３７号）に開示されている技術を当該赤血球モニターに適用するようにしてもよい。

【0105】

特許第０３７７２２３７号には、多次元多点測定によって、液体、気体、固体が混じっている混相流内において、液体や気体内の固体の濃度分布や、液体内の気体分布を可視化計測する技術が開示されている。
即ち、計測対象物の外周に多数の電極を配置させて、各電極間のキャパシタンスやインピーダンスを測定し、画像再構成法を利用して、その測定結果から固体や気体の濃度分布を画像化する技術が開示されている。

【0106】

人工心臓の動脈送血管１又は体外循環回路の周囲にＭ個の電極２を配置して、特許第０３７７２２３７号に開示されている技術を当該赤血球モニターに適用すれば、各電極間のキャパシタンスやインピーダンスの測定結果から、赤血球の濃度分布を画像化することができる。

【0107】

尚、赤血球の界面における電気二重層容量の特定は、前述の各実施の形態に記載されたものには限られず、例えば、様々な条件等を考慮した実験や算出等により、複数の電極間のインピーダンスと電気二重層容量の対応関係を示すマップを作成しておき、このマップを使用して電気二重層容量を特定する形態、その他の形態が取られ得る。即ち、本発明は、赤血球の界面における電気二重層容量が赤血球の表面積の関数となることに着目し、赤血球の界面における電気二重層容量に基づき、赤血球の凝集状態の変化を迅速かつ正確に検知する点にその特徴を有するものである。

【符号の説明】

【0108】

１ 人工心臓の動脈送血管、２_１，２_２，・・・，２_Ｍ 電極、３，１２ インピーダンス計測部（インピーダンス計測手段）、４，１３ 接触抵抗特定部（接触抵抗特定手段）、５，１４ 電気二重層容量特定部（電気二重層容量特定手段）、６，１５ 凝集状態変化認定部（凝集状態変化認定手段）、７，１６ 認定結果提示部、１１ 電極選択部（インピーダンス計測手段）。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】