JP2002122537A - 近赤外分光法を用いた血液分析法および血液分析装置 - Google Patents
近赤外分光法を用いた血液分析法および血液分析装置Info
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 迅速且つ高精度に血液中の化学成分および理
化学的特性の分析を行える血液分析法および血液分析装
置を提供する。 【解決手段】 先ず、近赤外装置１のスリットからの７
００ｎｍ〜１１００ｎｍ域の分光した近赤外光を光ファ
イバー７を介してセラミック板に照射し、スペクトル測
定の基準物質であるセラミック板の透過光強度を測定す
る。次に、セラミック板に換えて、ウォータバスなどで
所定の温度に調整した血液試料入り採血管４を収納部５
に入れ、同様の手順で血液試料の透過光強度を測定す
る。次に、コンピュータ２の画面に、波長に対して吸光
度をプロットしたいわゆる近赤外吸収スペクトルを表示
させるとともに、検量線を用いてスペクトルデータから
化学成分および理化学的特性に関する情報を抽出する。
化学的特性の分析を行える血液分析法および血液分析装
置を提供する。 【解決手段】 先ず、近赤外装置１のスリットからの７
００ｎｍ〜１１００ｎｍ域の分光した近赤外光を光ファ
イバー７を介してセラミック板に照射し、スペクトル測
定の基準物質であるセラミック板の透過光強度を測定す
る。次に、セラミック板に換えて、ウォータバスなどで
所定の温度に調整した血液試料入り採血管４を収納部５
に入れ、同様の手順で血液試料の透過光強度を測定す
る。次に、コンピュータ２の画面に、波長に対して吸光
度をプロットしたいわゆる近赤外吸収スペクトルを表示
させるとともに、検量線を用いてスペクトルデータから
化学成分および理化学的特性に関する情報を抽出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤血球、ヘマトク
リット、ヘモグロビン、総タンパク質、総コレステロー
ルおよび血糖などの血液の化学成分および理化学的特性
（以下、目的特性と呼ぶ）を分析する血液分析方法とそ
の装置に関する。
リット、ヘモグロビン、総タンパク質、総コレステロー
ルおよび血糖などの血液の化学成分および理化学的特性
（以下、目的特性と呼ぶ）を分析する血液分析方法とそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、血液中の目的特性を知るには、採
取した血液を遠心分離により血漿と赤血球に分離し、上
澄み液の血漿を血液自動分析機などにかけて行われてい
る。
取した血液を遠心分離により血漿と赤血球に分離し、上
澄み液の血漿を血液自動分析機などにかけて行われてい
る。
【０００３】また、簡易的な分析法としては、特表平５
-５０６１７１号公報および特表平７-５０３８６３号公
報に開示される方法が知られている。これらの方法はい
ずれも人体から採血することなく、指や耳などに近赤外
線を照射し、反射光スペクトルなどを測定することで血
液中の成分、例えば血中グルコース濃度を知るようにし
たものである。
-５０６１７１号公報および特表平７-５０３８６３号公
報に開示される方法が知られている。これらの方法はい
ずれも人体から採血することなく、指や耳などに近赤外
線を照射し、反射光スペクトルなどを測定することで血
液中の成分、例えば血中グルコース濃度を知るようにし
たものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】血液を血漿と赤血球に
分離して上澄み液の血漿を自動分析する方法は、迅速性
に欠け、また分析には多くの試薬を使用するとともに熟
練を必要とするので、採血現場で未熟練者が行う血液の
分析法としては問題がある。
分離して上澄み液の血漿を自動分析する方法は、迅速性
に欠け、また分析には多くの試薬を使用するとともに熟
練を必要とするので、採血現場で未熟練者が行う血液の
分析法としては問題がある。
【０００５】一方、特表平５-５０６１７１号公報およ
び特表平７-５０３８６３号公報に開示される方法にあ
っては、簡易的ではあるが血液を直接測定していないた
め、ノイズが多く、測定精度において問題がある。
び特表平７-５０３８６３号公報に開示される方法にあ
っては、簡易的ではあるが血液を直接測定していないた
め、ノイズが多く、測定精度において問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は簡易的ではあっ
ても高精度に血液中の目的特性の分析を行える血液分析
法および血液分析装置を提供することを目的とする。
ても高精度に血液中の目的特性の分析を行える血液分析
法および血液分析装置を提供することを目的とする。
【０００７】上記目的を達成するため本発明に係る血液
分析法は、透光性の採血管または採血袋内の血液に、外
部から採血管または採血袋を通して光を照射し、該採血
管または採血袋内の血液からの散乱反射光、散乱透過光
あるいは透過反射光を光センサーで検出して血液の近赤
外吸収スペクトルを測定し、この測定値を、同様の方法
により測定したスペクトルから予め作成した検量線に代
入することで、血液の化学成分または理化学的特性を知
るようにした。
分析法は、透光性の採血管または採血袋内の血液に、外
部から採血管または採血袋を通して光を照射し、該採血
管または採血袋内の血液からの散乱反射光、散乱透過光
あるいは透過反射光を光センサーで検出して血液の近赤
外吸収スペクトルを測定し、この測定値を、同様の方法
により測定したスペクトルから予め作成した検量線に代
入することで、血液の化学成分または理化学的特性を知
るようにした。
【０００８】従来の近赤外分光法では、波長域として１
１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光を用いているた
め、光路長が０．１〜２ｍｍの特殊な水晶製の試料セル
を用意する必要がある。このため、洗浄・乾燥・試料の
充填などの操作が面倒で、時間を要し、更に光路長が狭
いことから試料の不均一さや夾雑物の存在が測定結果に
大きく影響を及ぼしてしまう。しかしながら、近赤外光
であっても７００ｎｍ〜１１００ｎｍの短波長域の近赤
外光は、長波長域（１１００ｎｍ〜２５００ｎｍ）に比
較して１０〜１００倍ほど透過力が大きく、短波長域の
近赤外光を用いれば光路長を１〜２ｃｍ程度にすること
ができ、採血管または採血袋に入れたまま血液の分析を
行うことができる。
１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光を用いているた
め、光路長が０．１〜２ｍｍの特殊な水晶製の試料セル
を用意する必要がある。このため、洗浄・乾燥・試料の
充填などの操作が面倒で、時間を要し、更に光路長が狭
いことから試料の不均一さや夾雑物の存在が測定結果に
大きく影響を及ぼしてしまう。しかしながら、近赤外光
であっても７００ｎｍ〜１１００ｎｍの短波長域の近赤
外光は、長波長域（１１００ｎｍ〜２５００ｎｍ）に比
較して１０〜１００倍ほど透過力が大きく、短波長域の
近赤外光を用いれば光路長を１〜２ｃｍ程度にすること
ができ、採血管または採血袋に入れたまま血液の分析を
行うことができる。
【０００９】近赤外光を対象物（血液）に照射すると、
対象物に含まれる各種分子により特定の波長のみがその
分子数に比例して吸収される。そして、分子構造（分子
の種類）により吸収される光の波長が異なる。血液のよ
うに多種成分が含まれるものでは、吸収が重なりあった
複雑な吸収現象が起こる。吸光度（光の吸収される度合
い）を波長ごとにプロットすることにより近赤外吸収ス
ペクトルが得られる。この近赤外吸収スペクトルを用い
て定量分析を行うには、目的特性の値（濃度或いは特性
値）とスペクトルデータとを関係づける関係式（検量
線）が必要となる。通常検量線は、目的特性値が既知な
試料のスペクトルを測定し、そのスペクトルデータと目
的特性値に基づいて、重回帰分析、主成分回帰分析、Ｐ
ＬＳ回帰分析などのケモメトリックス（chemometrics）
の手法により作成することができる。
対象物に含まれる各種分子により特定の波長のみがその
分子数に比例して吸収される。そして、分子構造（分子
の種類）により吸収される光の波長が異なる。血液のよ
うに多種成分が含まれるものでは、吸収が重なりあった
複雑な吸収現象が起こる。吸光度（光の吸収される度合
い）を波長ごとにプロットすることにより近赤外吸収ス
ペクトルが得られる。この近赤外吸収スペクトルを用い
て定量分析を行うには、目的特性の値（濃度或いは特性
値）とスペクトルデータとを関係づける関係式（検量
線）が必要となる。通常検量線は、目的特性値が既知な
試料のスペクトルを測定し、そのスペクトルデータと目
的特性値に基づいて、重回帰分析、主成分回帰分析、Ｐ
ＬＳ回帰分析などのケモメトリックス（chemometrics）
の手法により作成することができる。
【００１０】また、上記目的を達成するため本発明に係
る血液分析装置は、透光性の採血管または採血袋の収納
部を形成したブロックと、光源または試料からの光から
近赤外光を分光する分光器と近赤外光を検出する光セン
サーを備えた近赤外装置と、前記光源あるいは前記分光
器から発せられた近赤外光を収納部内の採血管または採
血袋まで導くとともに採血管または採血袋内の血液から
の散乱反射光、散乱透過光あるいは透過反射光を前記分
光器を経てあるいは直接前記光センサーまで導く導光手
段と、前記近赤外装置にスペクトルの測定指令を出力す
るとともにその測定値を予め作成した検量線に代入して
被測定血液の目的特性（化学成分または理化学的特性）
を算出する制御手段とを備える構成とした。
る血液分析装置は、透光性の採血管または採血袋の収納
部を形成したブロックと、光源または試料からの光から
近赤外光を分光する分光器と近赤外光を検出する光セン
サーを備えた近赤外装置と、前記光源あるいは前記分光
器から発せられた近赤外光を収納部内の採血管または採
血袋まで導くとともに採血管または採血袋内の血液から
の散乱反射光、散乱透過光あるいは透過反射光を前記分
光器を経てあるいは直接前記光センサーまで導く導光手
段と、前記近赤外装置にスペクトルの測定指令を出力す
るとともにその測定値を予め作成した検量線に代入して
被測定血液の目的特性（化学成分または理化学的特性）
を算出する制御手段とを備える構成とした。
【００１１】前記光源としてはタングステンハロゲンラ
ンプ等のメタルハライドランプ(白色光源)が高輝度のた
め好ましい。また光センサーとしてはコンパクト化が容
易で今後広く用いられる可能性があるダイオードアレイ
が考えられる。
ンプ等のメタルハライドランプ(白色光源)が高輝度のた
め好ましい。また光センサーとしてはコンパクト化が容
易で今後広く用いられる可能性があるダイオードアレイ
が考えられる。
【００１２】また、光源として分光した近赤外光を用い
る場合には、光センサーとして現在一般的に使用されて
いるシリコン検出器または硫化鉛検出器を用いることが
好ましい。また、導光手段としては、光ファイバー（単
線）または光ファイバーバンドル（光ファイバーを束ね
たもの）が好ましい。更に前記ブロックに、採血管また
は採血袋内の血液を所定の温度に安定化せしめるための
温度制御手段を設けることで、高精度の測定が可能とな
る。
る場合には、光センサーとして現在一般的に使用されて
いるシリコン検出器または硫化鉛検出器を用いることが
好ましい。また、導光手段としては、光ファイバー（単
線）または光ファイバーバンドル（光ファイバーを束ね
たもの）が好ましい。更に前記ブロックに、採血管また
は採血袋内の血液を所定の温度に安定化せしめるための
温度制御手段を設けることで、高精度の測定が可能とな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明に係る血液分析法を実施する装置の
一例の全体図、図２は同装置で基準物質を分析している
状態を示す部分拡大断面図、図３は同装置で血液を分析
している状態を示す部分拡大断面図である。
する。図1は本発明に係る血液分析法を実施する装置の
一例の全体図、図２は同装置で基準物質を分析している
状態を示す部分拡大断面図、図３は同装置で血液を分析
している状態を示す部分拡大断面図である。
【００１４】本発明の血液分析方法を実施するための血
液分析装置は、図１に示すように、分散型近赤外装置１
と、制御するコンピュータ２を備え、分散型近赤外装置
１内には光源からの白色光から近赤外光を分光する分光
器と近赤外光を検出する光センサーが内蔵され、また近
赤外装置1にはアルミニウム製のブロック３が付設され
ている。
液分析装置は、図１に示すように、分散型近赤外装置１
と、制御するコンピュータ２を備え、分散型近赤外装置
１内には光源からの白色光から近赤外光を分光する分光
器と近赤外光を検出する光センサーが内蔵され、また近
赤外装置1にはアルミニウム製のブロック３が付設され
ている。
【００１５】このブロック３には透光性の採血管４を装
填可能とした収納部５が形成され、収納部５の上面は開
放され、この開放された部分からのノイズ光の入射を防
ぐためのキャップ６が配置されている。
填可能とした収納部５が形成され、収納部５の上面は開
放され、この開放された部分からのノイズ光の入射を防
ぐためのキャップ６が配置されている。
【００１６】また、収納部５の内側面には一端が前記近
赤外装置1内の分光器につながる光ファイバー7の他端が
臨み、収納部５の内側面で光ファイバー７の他端と対向
する位置には一端が近赤外装置1内の光センサーにつな
がる光ファイバー８の他端が臨んでいる。そして、前記
光ファイバー７、８は蛇腹チューブ９で保護されてい
る。
赤外装置1内の分光器につながる光ファイバー7の他端が
臨み、収納部５の内側面で光ファイバー７の他端と対向
する位置には一端が近赤外装置1内の光センサーにつな
がる光ファイバー８の他端が臨んでいる。そして、前記
光ファイバー７、８は蛇腹チューブ９で保護されてい
る。
【００１７】更に、ブロック３の下面には、採血管４内
の血液を所定の温度に安定化せしめるためのパネルヒー
タなどの加熱装置１０が設けられ、この加熱装置１０を
コントローラ１１で制御するようにしている。
の血液を所定の温度に安定化せしめるためのパネルヒー
タなどの加熱装置１０が設けられ、この加熱装置１０を
コントローラ１１で制御するようにしている。
【００１８】以上の分析装置を用いた試料血液のスペク
トル測定手順を以下に述べる。まず、アルミニウムブロ
ック３の収納部５内にスペクトル測定の基準物質である
セラミック板１２をセットし、その上に遮光用キャップ
６をかぶせる。次に、制御用コンピュータ２を操作し
て、セラミック板１２の透過光強度を測定する。すなわ
ち、近赤外装置１のスリットからの７００ｎｍ〜１１０
０ｎｍ域の分光した近赤外光を光ファイバー７を介して
セラミック板１２に照射し、セラミック板１２を拡散透
過した光を光ファイバー８を介して近赤外装置１内の光
センサーで検出する。
トル測定手順を以下に述べる。まず、アルミニウムブロ
ック３の収納部５内にスペクトル測定の基準物質である
セラミック板１２をセットし、その上に遮光用キャップ
６をかぶせる。次に、制御用コンピュータ２を操作し
て、セラミック板１２の透過光強度を測定する。すなわ
ち、近赤外装置１のスリットからの７００ｎｍ〜１１０
０ｎｍ域の分光した近赤外光を光ファイバー７を介して
セラミック板１２に照射し、セラミック板１２を拡散透
過した光を光ファイバー８を介して近赤外装置１内の光
センサーで検出する。
【００１９】近赤外装置１は約０．５秒間で所定の波長
域を掃引可能であり、通常５０回程度の掃引を行い、得
られたスペクトルを平均化して各波長におけるセラミッ
ク板１２の透過光強度を測定する。
域を掃引可能であり、通常５０回程度の掃引を行い、得
られたスペクトルを平均化して各波長におけるセラミッ
ク板１２の透過光強度を測定する。
【００２０】次に、セラミック板１２に換えて、ウォー
タバスなどで所定の温度に調整した血液試料入り採血管
４を収納部５に入れ、同様の手順で血液試料の透過光強
度を測定する。
タバスなどで所定の温度に調整した血液試料入り採血管
４を収納部５に入れ、同様の手順で血液試料の透過光強
度を測定する。
【００２１】次に、制御用コンピュータ２で式（１）で
示す吸光度を算出し、制御用コンピュータ２の画面に、
波長に対して吸光度をプロットしたいわゆる近赤外吸収
スペクトルを表示させる。 Ａ（λ）＝ｌｏｇ｛Ｅｒ（λ）／Ｅｓ（λ）｝ （１） ここで、Ａ（λ） ：波長λｎｍにおける吸光度 Ｅｒ（λ）：波長λｎｍにおけるセラミック板を透過し
た光の強度 Ｅｓ（λ）：波長λｎｍにおける血液試料を透過した光
の強度
示す吸光度を算出し、制御用コンピュータ２の画面に、
波長に対して吸光度をプロットしたいわゆる近赤外吸収
スペクトルを表示させる。 Ａ（λ）＝ｌｏｇ｛Ｅｒ（λ）／Ｅｓ（λ）｝ （１） ここで、Ａ（λ） ：波長λｎｍにおける吸光度 Ｅｒ（λ）：波長λｎｍにおけるセラミック板を透過し
た光の強度 Ｅｓ（λ）：波長λｎｍにおける血液試料を透過した光
の強度
【００２２】図４に拡散透過方式で測定した山羊の動脈
血と静脈血の近赤外吸収スペクトル、図５に拡散反射方
式で測定した山羊の静脈血の近赤外吸収スペクトルを示
す。各スペクトルとも、９７０ｎｍの水の吸収バンドが
観察される。静脈血では還元型ヘモグロビンで観察され
る７６０ｎｍの吸収バンドが見られる。血液試料中の目
的特性による吸収バンドを明瞭に見ることはできない
が、これらの目的特性に関する情報も同スペクトルに含
まれており、ここで、スペクトルデータから各目的特性
に関する情報を抽出するには、それらを関連付ける検量
線が必要となる。以下に、血液試料の目的特性、例えば
ヘモグロビン濃度を測定するための検量線の作成手順に
ついて述べる。
血と静脈血の近赤外吸収スペクトル、図５に拡散反射方
式で測定した山羊の静脈血の近赤外吸収スペクトルを示
す。各スペクトルとも、９７０ｎｍの水の吸収バンドが
観察される。静脈血では還元型ヘモグロビンで観察され
る７６０ｎｍの吸収バンドが見られる。血液試料中の目
的特性による吸収バンドを明瞭に見ることはできない
が、これらの目的特性に関する情報も同スペクトルに含
まれており、ここで、スペクトルデータから各目的特性
に関する情報を抽出するには、それらを関連付ける検量
線が必要となる。以下に、血液試料の目的特性、例えば
ヘモグロビン濃度を測定するための検量線の作成手順に
ついて述べる。
【００２３】（１）ヘモグロビン濃度にバラッキのある
血液試料を少なくとも１００検体準備する。 （２）血液試料を採血管４に採取し、ウォータバスで品
温を所定の温度に整えた後、前述した方法により血液試
料の近赤外吸収スペクトルを測定する。この操作を検体
数だけ繰り返す。 （３）各血液試料のヘモグロビン濃度を公知の手法によ
り求める。 （４）分析したヘモグロビン濃度を、対応するスペクト
ルデータファイルに入力する。 （５）ヘモグロビン濃度を付したスペクトルデータを検
量作成用と評価用に２分割する。 （６）必要に応じて近赤外吸収スペクトルの前処理とし
て検量線作成用スペクトルデータにＭＳＣ処理、微分処
理などを施す。 （７）前処理を施した検量線作成用スペクトルデータを
用いて、ケモメトリックスの手法、例えば、重回帰分
析、主成分回帰分析、ＰＬＳ回帰分析等の手法により検
量線の侯補となる関係式（回帰式）を複数作成する。 （８）検量線作成に使用しなかった検量線評価用スペク
トルデータを用いて、前項で作成された関係式の性能を
誤差の標準偏差（ＳＥＰ）により評価する。標準偏差
（ＳＥＰ）が最も小さいものをルーチン分析時の検量線
として採用する。
血液試料を少なくとも１００検体準備する。 （２）血液試料を採血管４に採取し、ウォータバスで品
温を所定の温度に整えた後、前述した方法により血液試
料の近赤外吸収スペクトルを測定する。この操作を検体
数だけ繰り返す。 （３）各血液試料のヘモグロビン濃度を公知の手法によ
り求める。 （４）分析したヘモグロビン濃度を、対応するスペクト
ルデータファイルに入力する。 （５）ヘモグロビン濃度を付したスペクトルデータを検
量作成用と評価用に２分割する。 （６）必要に応じて近赤外吸収スペクトルの前処理とし
て検量線作成用スペクトルデータにＭＳＣ処理、微分処
理などを施す。 （７）前処理を施した検量線作成用スペクトルデータを
用いて、ケモメトリックスの手法、例えば、重回帰分
析、主成分回帰分析、ＰＬＳ回帰分析等の手法により検
量線の侯補となる関係式（回帰式）を複数作成する。 （８）検量線作成に使用しなかった検量線評価用スペク
トルデータを用いて、前項で作成された関係式の性能を
誤差の標準偏差（ＳＥＰ）により評価する。標準偏差
（ＳＥＰ）が最も小さいものをルーチン分析時の検量線
として採用する。
【００２４】拡散反射方式で測定した血液の２次微分ス
ペクトルを用いＰＬＳ回帰分析を行った結果を表１に示
す。
ペクトルを用いＰＬＳ回帰分析を行った結果を表１に示
す。
【００２５】
【表１】
【００２６】ヘモグロビン（Ｈｂ）測定用の検量線の公
知の手法による値とＮ１Ｒ測定値の間の相関係数は０．
９９、標準偏差（ＳＥＣ）は０．２６％である。また、
別のデータセットを用いて行う検量線評価時の標準誤差
（ＳＥＰ）は０．２８％である。ルーチン分析の場合、
このＳＥＰの値の誤差をもって測定が行われることにな
る。
知の手法による値とＮ１Ｒ測定値の間の相関係数は０．
９９、標準偏差（ＳＥＣ）は０．２６％である。また、
別のデータセットを用いて行う検量線評価時の標準誤差
（ＳＥＰ）は０．２８％である。ルーチン分析の場合、
このＳＥＰの値の誤差をもって測定が行われることにな
る。
【００２７】ルーチン分析の場合、例えばヘモグロビン
（Ｈｂ）測定には次のような検量線を用いる。 Ｈｂ（％）＝Ｆ１・ｑ１＋Ｆ２・ｑ２＋Ｆ３・ｑ３＋Ｆ４・ｑ４ （２） ここで、Ｆｉ＝ΣＡ（λ）・Ｗｉ（λ） Ｆｉ：ｉ次のファクター（但し、ｉ＝１〜４） Ａ（λ）：血液の原スペクトル（λｎｍにおける吸光
度）。 Ｗｉ（λ）：ｉ次のローデング・ウェイト（但し、ｉ＝
１〜４） ｑｉ：ｉ次の回帰係数（但し、ｉ＝１〜４）
（Ｈｂ）測定には次のような検量線を用いる。 Ｈｂ（％）＝Ｆ１・ｑ１＋Ｆ２・ｑ２＋Ｆ３・ｑ３＋Ｆ４・ｑ４ （２） ここで、Ｆｉ＝ΣＡ（λ）・Ｗｉ（λ） Ｆｉ：ｉ次のファクター（但し、ｉ＝１〜４） Ａ（λ）：血液の原スペクトル（λｎｍにおける吸光
度）。 Ｗｉ（λ）：ｉ次のローデング・ウェイト（但し、ｉ＝
１〜４） ｑｉ：ｉ次の回帰係数（但し、ｉ＝１〜４）
【００２８】回帰係数ｑｉ、およびローデング・ウェイ
トＷｉ（λ）は目的特性に応じて決定される定数である
ので、各波長における吸光度から、式（２）を用いてヘ
モグロビン（Ｈｂ）の濃度を算出できる。ヘマトクリッ
トおよび酸素をはじめ他の目的特性についても、同様の
方法により定量分析が可能である。
トＷｉ（λ）は目的特性に応じて決定される定数である
ので、各波長における吸光度から、式（２）を用いてヘ
モグロビン（Ｈｂ）の濃度を算出できる。ヘマトクリッ
トおよび酸素をはじめ他の目的特性についても、同様の
方法により定量分析が可能である。
【００２９】現場などにおけるルーチン分析において
は、血液のヘモグロビン濃度に関する分析手順は次のよ
うになる。但し、前述した検量線が近赤外装置１又は制
御用コンピュータ２に記憶されているものとする。
は、血液のヘモグロビン濃度に関する分析手順は次のよ
うになる。但し、前述した検量線が近赤外装置１又は制
御用コンピュータ２に記憶されているものとする。
【００３０】（１）近赤外装置１の電源を入れ、安定化
した後、基準セラミック板１２を用いて基準スペクトル
を測定する。 （２）採血管４に入った血液試料をウォータバスで所定
の温度に調整する。 （３）温度の調整を行った血液試料入りの採血管４をア
ルミニウムブロック３の収納部５に装填し、制御用コン
ピュータ２を操作して分散型近赤外装置１にスペクトル
測定をさせる。 （４）スペクトル測定後、制御用コンピュータ２は記憶
している検量線と得られたスペクトルに基づいてヘモグ
ロビン濃度を算出し、ヘモグロビン濃度を画面に表示す
る。 （５）試料の数だけ、（２）〜（４）の装置を繰り返
す。（３）および（４）の操作に要する時間は３０秒程
度である。
した後、基準セラミック板１２を用いて基準スペクトル
を測定する。 （２）採血管４に入った血液試料をウォータバスで所定
の温度に調整する。 （３）温度の調整を行った血液試料入りの採血管４をア
ルミニウムブロック３の収納部５に装填し、制御用コン
ピュータ２を操作して分散型近赤外装置１にスペクトル
測定をさせる。 （４）スペクトル測定後、制御用コンピュータ２は記憶
している検量線と得られたスペクトルに基づいてヘモグ
ロビン濃度を算出し、ヘモグロビン濃度を画面に表示す
る。 （５）試料の数だけ、（２）〜（４）の装置を繰り返
す。（３）および（４）の操作に要する時間は３０秒程
度である。
【００３１】血液のヘモグロビン（Ｈｂ）およびヘマト
クリット含量をルーチン分析した場合の公知の手法によ
る値とＮＩＲ値の関係をそれぞれ図６および図７に示
す。
クリット含量をルーチン分析した場合の公知の手法によ
る値とＮＩＲ値の関係をそれぞれ図６および図７に示
す。
【００３２】なお上述の実施の形態においては、拡散透
過法を用いた血液の目的特性の測定した場合について説
明した。しかし、拡散反射法あるいは透過反射法を用い
ることも可能である。もちろん、これらの場合、光ファ
イバーの配置は異なってくる。
過法を用いた血液の目的特性の測定した場合について説
明した。しかし、拡散反射法あるいは透過反射法を用い
ることも可能である。もちろん、これらの場合、光ファ
イバーの配置は異なってくる。
【００３３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
採血管、採血袋等の透明容器に入れたままで血液の目的
特性値を測定できるので、採血現場で血液の主要成分に
関する情報を容易に得ることができる。これにより、現
場における栄養診断あるいは健康診断などが実現する。
採血管、採血袋等の透明容器に入れたままで血液の目的
特性値を測定できるので、採血現場で血液の主要成分に
関する情報を容易に得ることができる。これにより、現
場における栄養診断あるいは健康診断などが実現する。
【図１】本発明に係る血液分析法を実施する装置の一例
の全体図
の全体図
【図２】同装置で基準物質を分析している状態を示す部
分拡大断面図
分拡大断面図
【図３】同装置で血液を分析している状態を示す部分拡
大断面図
大断面図
【図４】拡散透過方式で測定した動脈血および静脈血の
近赤外吸収スペクトル図
近赤外吸収スペクトル図
【図５】拡散反射方式で測定した静脈血の近赤外吸収ス
ペクトル図
ペクトル図
【図６】血液ヘモグロビン（Ｈｂ）の近赤外分光法によ
る測定例を示す図
る測定例を示す図
【図７】血液ヘマトクリットの近赤外分光法による測定
例を示す図
例を示す図
１…分散型近赤外装置、２…コンピュータ、３…ブロッ
ク、４…採血管、５…収納部、６…遮光用キャップ、
７、８…光ファイバー、９…蛇腹チューブ、１０…加熱
装置、１１…コントローラ、１２…基準用セラミック
板。
ク、４…採血管、５…収納部、６…遮光用キャップ、
７、８…光ファイバー、９…蛇腹チューブ、１０…加熱
装置、１１…コントローラ、１２…基準用セラミック
板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G045 AA01 CA25 CA26 DA51 FA25 FA29 GC10 GC11 JA01 JA07 2G059 AA01 BB04 BB13 CC18 DD13 DD16 DD20 EE01 EE02 EE12 HH01 HH02 HH06 JJ05 JJ06 JJ17 JJ26 KK01 KK04 MM02 MM03 MM12 PP04 4C038 KK10 KL07 KM01 KX02
Claims (8)
- 【請求項1】 透光性の採血管または採血袋内の血液
に、外部から採血管または採血袋を通して光を照射し、
該採血管または採血袋内の血液からの散乱反射光、散乱
透過光あるいは透過反射光を光センサーで検出して血液
の近赤外吸収スペクトルを測定し、この測定値を、同様
の方法により測定したスペクトルから予め作成した検量
線に代入することによって、血液の化学成分または理化
学的特性を知ることを特徴とする近赤外分光法を用いた
血液分析法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の血液分析法において、
前記採血管または採血袋内の血液に照射される近赤外光
の波長は７００ｎｍ〜１１００ｎｍであることを特徴と
する近赤外分光法を用いた血液分析法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の血液分析法において、
前記検量線は重回帰分析、主成分回帰分析、ＰＬＳ回帰
分析などのケモメトリックスの手法により作成されるこ
とを特徴とする近赤外分光法を用いた血液分析法。 - 【請求項４】 透光性の採血管または採血袋の収納部を
形成したブロックと、光源または試料からの光から近赤
外光を分光する分光器と近赤外光を検出する光センサー
を備えた近赤外装置と、前記光源あるいは前記分光器か
ら発せられた近赤外光を収納部内の採血管または採血袋
まで導くとともに採血管または採血袋内の血液からの散
乱反射光、散乱透過光あるいは透過反射光を前記分光器
を経てあるいは直接前記光センサーまで導く導光手段
と、前記近赤外装置にスペクトルの測定指令を出力する
とともに測定したスペクトルを予め作成した検量線に代
入して被測定血液の化学成分または理化学的特性を算出
する制御手段とを備える血液分析装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の血液分析装置におい
て、前記光源としてタングステンハロゲンランプ等の白
色光源を用い、光センサーとしてダイオードアレイを用
いたことを特徴とする血液分析装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の血液分析装置におい
て、前記光源として分光した近赤外光を用い、光センサ
ーとしてシリコン検出器または硫化鉛検出器を用いたこ
とを特徴とする血液分析装置。 - 【請求項７】 請求項４記載の血液分析装置において、
前記導光手段は光ファイバーまたは光ファイバーバンド
ルであることを特徴とする血液分析装置。 - 【請求項８】 請求項４に記載の血液分析装置におい
て、前記ブロックは採血管または採血袋内の血液を所定
の温度に安定化せしめるための温度制御手段を備えるこ
とを特徴とする血液分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316330A JP4054853B2 (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 近赤外分光法を用いた血液分析法 |
| US09/810,639 US6791674B2 (en) | 2000-10-17 | 2001-03-16 | Analytical method and apparatus for blood using near infrared spectroscopy |
| EP20010302661 EP1199554A3 (en) | 2000-10-17 | 2001-03-22 | Analytical method and apparatus for blood using near infrared spectroscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316330A JP4054853B2 (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 近赤外分光法を用いた血液分析法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122537A true JP2002122537A (ja) | 2002-04-26 |
| JP4054853B2 JP4054853B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=18795298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000316330A Expired - Lifetime JP4054853B2 (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 近赤外分光法を用いた血液分析法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6791674B2 (ja) |
| EP (1) | EP1199554A3 (ja) |
| JP (1) | JP4054853B2 (ja) |
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| JP2009085824A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Kawasumi Lab Inc | 血漿色調識別装置及び血液成分分離装置 |
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| JP2016523373A (ja) * | 2013-07-02 | 2016-08-08 | レーザー− ウント メディツィン−テヒノロギー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ベルリン | 変形可能な容器内の物質の濃度を求める方法 |
| CN105842190A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-10 | 浙江中烟工业有限责任公司 | 一种基于谱回归的近红外模型转移方法 |
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| WO2020136833A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | パイオニア株式会社 | 総蛋白質量測定装置及び総蛋白質量測定方法 |
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| US6770883B2 (en) * | 2002-01-30 | 2004-08-03 | Beckman Coulter, Inc. | Sample level detection system |
| CN1297229C (zh) * | 2004-07-27 | 2007-01-31 | 天津大学 | 脉搏阻抗谱血糖或其他血液成分的无创检测装置及其检测方法 |
| JP2009533157A (ja) | 2006-04-12 | 2009-09-17 | プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド | 空隙のない埋め込み型密閉構造 |
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