【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近赤外光の生体内透過特性を利用して血中グルコースの濃度を測定し、血液中の総ヘモグロビン量に対するグリコヘモグロビンの割合を算出するための、血液分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生活習慣病が医療費の増大の大きな要因として挙げられ、その克服が課題となっている。生活習慣病の中でも、糖尿病は自己健康管理が望まれる軽度の疾患も含めると日本では１３００万人とも言われ、特に注目されている。特に加齢とともに糖尿病の頻度は増加し、６０歳をこえると男性でも女性でも糖尿病の頻度は１５％程度となる。糖尿病にはインシュリン依存の１型と非インシュリン依存の２型糖尿病がある。日本では食べ過ぎ、運動不足、肥満体質が主な原因の２型糖尿病の割合が多い。２型糖尿病は、血糖値が高くても無症状なので放置されやすく、合併症が起きて初めて糖尿病と分かるケースが多い。したがって、適切な早期の診断や日常的な病態の把握、及び食事、運動などの生活習慣の改善により、糖尿病ではあっても、病気の進行を阻止し、質の高い生活を送ることを可能とすることが望まれている。このためには医療機関と連携した糖尿病の自己健康管理が極めて重要となっている。
【０００３】
糖尿病は、血液中のグルコース濃度を指標とし、血液中のグルコース濃度がブドウ糖負荷試験などによる診断で概ね空腹時で１２６ｍｇ／ｄｌ以上、食後２時間で ２００ｍｇ／ｄｌ以上と診断される。血中のグルコース濃度を求めるにはグルコースオキシダーゼを用いる方法などがある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、血液中のグルコース濃度は食事などの影響を大きく受けるため、日常の健康管理のためには必ずしも適切な指標とはならない場合もあった。また、インシュリンを注射する必要のある１型糖尿病では血糖値の自己測定（ＳＭＢＧ）を行い血糖値を適切な値にコントロールすることが重要であるが、２型糖尿病では必要ない。むしろ、最近では健康診断の血液検査の測定項目としてグリコヘモグロビン（以下ＨｂＡ１ｃと記す）の総ヘモグロビンに対する割合を導入し、糖尿病の進行状態判定の指標として用い、ＨｂＡ１ｃの割合が７％以下、できれば６％以下とすることが望ましいというように健康管理項目として用いられるようになっている。
【０００４】
ＨｂＡ１ｃはヘモグロビンのヘム蛋白の末端にグルコースが非酵素的に結合したものである。赤血球の寿命は２〜３ヶ月程度であるため、ＨｂＡ１ｃの割合は一ヶ月間程度の血液中グルコースの平均的な濃度を反映していることが知られている。したがってＨｂＡ１ｃ濃度は食事等によって大きく変化するグルコース濃度とは異なり高血糖値の状態の長期的な指標として用いられるようになっている。そのため検査時にたまたま血糖値が低いような初期の糖尿病でも発見しやすい。
【０００５】
通常、ＨｂＡ１ｃ濃度は血液を採取し高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）でヘモグロビンを分画し、ＨｂＡ分画領域に現れるＨｂＡ１ｃの分画分として決めている（例えば特許文献２参照）。また、最近では抗原抗体反応などを利用した小型の分析装置も普及し始めているが、血液を採取することは変わらない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６２３５３号公報（第４−６頁、図２）
【特許文献２】
特開２００２−０３１６２６号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、ＨｂＡ１ｃの濃度を求めるためには血液を採取しなければならなかった。しかしながら、血液採取を行うことは感染の危険や苦痛を伴うため好ましくない。比較的軽度の糖尿病患者あるいは糖尿病と診断されなくとも高血糖値を示す人では日常の健康管理のためにＨｂＡ１ｃの値を管理することが重要であるが、顕著な症状が現れるまではなかなか病院に行くことはせず、治療開始が遅れることが多々あった。このような観点から、血液を採取することなく、自宅でも測定可能な光学的手段のような非侵襲的に血中のＨｂＡ１ｃの濃度を求めることの出来る手段が望まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の血液分析装置は下記記載の手段を採用する。
波長の異なる第１の近赤外光と第２の近赤外光とを時間的に交互に生体に照射するための二つの光源を有する照射手段と、前記生体を透過して外部に出射される第１の近赤外光及び第２の近赤外光の透過光強度を検出する検出手段とを備え、前記第１の近赤外光の透過光強度の変化から生体中のヘモグロビンによる近赤外光の吸収により生じる透過光の脈波を検出し、前記第２の近赤外光の透過光強度の変化から生体中のグルコースによる近赤外光の吸収により生じる脈波を検出し、前記ヘモグロビンの吸収による脈波の大きさを参照信号として、ヘモグロビンに結合したグルコースの吸収による脈波の信号から血液中の総ヘモグロビン量に対するグリコヘモグロビンの割合を算出することを特徴とする。
また、前記第１の近赤外光の発光波長は７００ｎｍから９００ｎｍであり、前記第２の近赤外光の発光波長は１１００ｎｍから１３００ｎｍであることを特徴とする。
また、前記第１の近赤外光の発光波長は７００ｎｍから９００ｎｍであり、前記第２の近赤外光の発光波長は１５００ｎｍから１７００ｎｍであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の最適な実施形態を説明する。本実施形態における血液分析装置は、波長の異なる第１の近赤外光と第２の近赤外光とを時間的に交互に生体に照射するための二つの光源を有する照射手段と、前記生体を透過して外部に出射される第１の近赤外光及び第２の近赤外光の透過光強度を検出する検出手段とを備えている。前記照射手段は波長の異なる二つの近赤外光を発行するＬＥＤ１、ＬＥＤ２と、ＬＥＤドライバー１２と、ハーフミラー３とを有する。ＬＥＤ１は第１の近赤外光の光源であり、発光波長８００ｎｍの発光ダイオードである。ＬＥＤ２は第２の近赤外光の光源であり、発光波長１３００ｎｍの発光ダイオードである。ＬＥＤ１とＬＥＤ２とはＬＥＤドライバー１２から交互に送られてくる出力によって第１の近赤外光と第２の近赤外光とを交互に発光し、この第１の近赤外光と第２の近赤外光とはハーフミラー３で同一光軸に重ねられ、生体組織４としての手の指に入射される。入射されたそれぞれの近赤外光は生体組織４を通過した後、前記検出手段としての受光用のフォトダイオード５に入射され電気信号に変換される。この電気信号はプリアンプ６で増幅された後、バンドパスフィルター７で高周波のノイズ成分及びドリフトや体動に伴い生じる直流成分が除かれ、信号成分のみが出力される。前記信号成分はＡＤコンバータ８でデジタル化されＬＥＤ１、ＬＥＤ２の発光タイミングに同期してマルチプレクサ９でそれぞれ、メモリーＡ１０、メモリーＢ１１に振り分けられ記憶される。ＡＤコンバータ８のサンプリング周波数は脈動の周波数に比べて１０倍程度に取れば十分であり２０Ｈｚ程度で良い。サンプリング時間は１０秒間とし、その後ＣＰＵ１３はメモリＡ１０、メモリーＢ１１より数値を読み出し、数値演算を行い第１の近赤外光、第２の近赤外光のそれぞれの波長について吸光度を計算し、規格化した吸光度の差分からＨｂＡ１ｃの量を求めディスプレイ１４に表示する。
【００１０】
以下、本発明の原理を説明する。ヘモグロビン分子はＦｅ原子を中心にしてα鎖２つ、β鎖２つの合計４つのヘム蛋白からなる巨大たんぱく質である。たんぱく質はグルコースの存在下でグルコースと結合しグリケーション（糖化）されることが知られている。ヘモグロビンもグルコースが結合することによってＨｂＡ１ｃとなる。このときグルコースはヘモグロビンのβ鎖の末端に非酵素的に結合している。ヘム蛋白の分子量は１ユニットで約１６０００である。一方、グルコースの分子量は約１８０である。ヘモグロビンは血液中に通常１６ｇ／ｄｌの割合で含まれている。これから簡単な計算で、たとえば総ヘモグロビンに対するＨｂＡ１ｃの割合が１０％の人の血液中には、通常の血漿中に含まれるグルコースとは別に８ｍｇ／ｄｌ程度のグルコースがヘモグロビン中に含まれていることになる。
【００１１】
心臓から送り出された動脈血はその時間的に変動する血圧に依存して末梢の毛細血管を拡張，収縮させ、いわゆる脈動を生じさせる。近赤外光は生体組織を透過しやすいが、ヘモグロビンによりある程度吸収される。この脈動に伴い血液の容積が変化し、したがって入射された第１の近赤外光の吸収量がヘモグロビンの量に依存して微弱に変化するため、透過光強度を検出することにより、ヘモグロビン量を推定できる。
【００１２】
グルコースは血液中、細胞間質および細胞に含まれているが、末梢毛細血管の周辺組織においてほぼ均一に分布していると考えられ、したがって、末消毛細血管の拡張に伴ってグルコースの濃度は変化しないとみなしてよい。また、近赤外域に光の吸収を持つ水、アルブミン、グロブリン等についても同様に濃度は変化しないとみなしてよい。ところが、赤血球中のヘモグロビンについては赤血球が末梢毛細血管内に局在して存在しているため、末梢毛細血管の拡張に伴い末梢血管中のヘモグロビン量は増加することになる。したがってヘモグロビンの吸収に合せた波長の第１の近赤外光で透過光を測定すると受光した信号には血液の脈動に伴う脈波が見られる。このとき同時にグルコースの吸収に合わせた波長の第２の近赤外光で吸光度を測定すると、ヘモグロビンに余分に含まれているグルコースすなわちＨｂＡ１ｃ中のグルコースによる分だけ光の吸収の多い信号が得られる。すなわち、血漿、細胞間質，細胞中に単体で存在しているグルコースは脈動が生じても濃度は変化しないため近赤外光の吸収は一定で検出光に脈動は見られないが、ＨｂＡ１ｃ中のグルコースに依存した第２の近赤外光の吸収が脈動を引き起こすことになるのである。
【００１３】
脈動による透過光の変調においては、変調の程度は個人差や循環系の状態によって様々である。しかし、脈動による透過光の変調は微少量であり、線形とみなせるので、絶対量がほぼ一定であるヘモグロビンによる変調量との比をとれば、グルコースの濃度を算出することができる。
この余分に検出されたグルコースはヘモグロビンに結合していたものであるから、このグルコースの量から逆にグルコースと結合したヘモグロビンすなわちＨｂＡ１ｃの濃度を求めることが出来る。
【００１４】
以下グルコースの濃度を導出する計算式を説明する。
第２の近赤外光の波長λＧ におけるグルコースのモル吸光係数をＡＧとする。第１の近赤外光の波長λＨにおけるヘモグロビンのモル吸光係数をＡＨとする。波長λＨの光は生体を透過することにより主にヘモグロビンにより吸収され
ｅｘｐ（−ＡＨ・ＭＨ・ｄ）
だけ減衰する。ここに生体組織４の等価的な厚みをｄ、ヘモグロビンのモル濃度をＭＨとする。脈動により時間の関数として等価的にδｄ（ｔ）だけ厚みが変化すると仮定すると減衰割合は
ｅｘｐ（−ＡＨ・ＭＨ・（ｄ＋δｄ（ｔ）））
となり、
ｅｘｐ（−ＡＨ・ＭＨ・δｄ（ｔ））
だけ脈動による変調成分が重畳される。同様に第２の近赤外光でのグルコースの吸収に関してはグルコースのモル濃度をＭＧとして波長λＧに対して
ｅｘｐ（−ＡＧ・ＭＧ・δｄ（ｔ））
だけ脈動による変調成分が重畳される。どちらも微小量であるから近似して
−ＡＨ・ＭＨ・δｄ（ｔ）
−ＡＧ・ＭＧ・δｄ（ｔ）
したがって両者の比を取れば
ＭＧ・ＡＧ／ＭＨ・ＡＨ
となり、吸収係数ＡＧ、ＡＨは知られているから比の値から濃度を算出できることになる。これらの量から逆に総ヘモグロビンに対するＨｂＡ１ｃの割合を求めることが出来る。
【００１５】
なお、血液中には酸素化されたオキシヘモグロビンと酸素化されていないデオキシヘモグロビンとがありそれぞれ吸収スペクトルが異なる。したがって酸素飽和度に依存しないヘモグロビンによる吸収を検出するための第１の近赤外光の波長としてはオキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンの等吸収点である７８０ｎｍ近傍である７００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲が適切である。また、グルコースの吸収を検出するための第２の近赤外光の波長としては、複数あり、本発明では１２５０ｎｍ近傍である１１００ｎｍ〜１３００ｎｍの範囲、あるいは１６００ｎｍ近傍である１５００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲を用いることが好ましい。
【００１６】
血液中や組織には水、アルブミン、グロブリン、尿素、チトクロームなどの物質があり、これらの物質によっても近赤外光は吸収されることが良く知られている。ヘモグロビンの吸収を決める第１の近赤外光の波長８００ｎｍではほとんどヘモグロビンによる吸収が主のためこれらの生体物質による吸収は無視できる。本発明で用いたグルコースの吸収を決める第２の近赤外光の波長１２５０ｎｍ、１６００ｎｍではこれらの生体物質による吸収を考慮して、クラスター分析など一般の統計的手法を用いて演算処理することは言うまでもない。貧血などでヘモグロビン量が標準とは大きく異なる患者などに対しては、実測データに基づき補正項として計算式に加えることで、さらに精度を向上させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上、本発明の血液分析装置は、血液を採取することなく総ヘモグロビンに対する血中のＨｂＡ１ｃの割合を非侵襲的に求めることができる。したがって糖尿病患者に負担をかけることなく病気の進行あるいは治癒の状態を知ることができるため、生活習慣の改善の効果を容易に知ることが出来る。特に、糖尿病の管理が必要な高齢者や介護を必要とする人の在宅での健康管理に用いることが出来る。また、在宅でも容易に測定が出来るため、病院に行かなくても済み、医療費の削減に寄与することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ
２ ＬＥＤ
３ ハーフミラー
４ 生体組織
５ フォトダイオード
６ プリアンプ
７ バンドパスフィルター
８ ＡＤコンバータ
９ マルチプレクサ
１０ メモリーＡ
１１ メモリーＢ
１２ ＬＥＤドライバー
１３ ＣＰＵ
１４ ディスプレイ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a blood analyzer for measuring blood glucose concentration using near-infrared light transmission characteristics in a living body and calculating the ratio of glycated hemoglobin to the total amount of hemoglobin in blood. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, lifestyle-related diseases have been cited as a major factor in the increase in medical expenses, and overcoming them has been an issue. Among lifestyle-related diseases, diabetes is said to have 13 million people in Japan including mild diseases for which self-health management is desired, and is particularly attracting attention. In particular, the frequency of diabetes increases with aging, and after the age of 60, the frequency of diabetes in men and women is about 15%. Diabetes includes insulin-dependent type 1 and non-insulin-dependent type 2 diabetes. In Japan, the proportion of type 2 diabetes mainly due to overeating, lack of exercise, and obesity is high. Type 2 diabetes is easy to be neglected because it is asymptomatic even if the blood sugar level is high, and it is often the case that diabetes can be identified only when complications occur. Therefore, it is possible to prevent the progression of the disease and achieve a high quality of life, even in the case of diabetes, through appropriate early diagnosis, grasping the daily conditions, and improving lifestyle such as diet and exercise. It is desired to do. For this purpose, self-health management of diabetes in cooperation with medical institutions is extremely important.
[0003]
Diabetes is diagnosed with glucose concentration in blood as an index, and the glucose concentration in blood is generally 126 mg / dl or more on an empty stomach and 200 mg / dl or more 2 hours after a meal after diagnosis by a glucose tolerance test or the like. There is a method using glucose oxidase to determine the glucose concentration in blood (for example, see Patent Document 1). However, since the glucose concentration in blood is greatly affected by diet and the like, it may not always be an appropriate index for daily health management. In type 1 diabetes requiring injection of insulin, it is important to control the blood sugar level to an appropriate value by performing self-measurement of blood sugar level (SMBG), but not in type 2 diabetes. Rather, recently, the ratio of glycated hemoglobin (hereinafter, referred to as HbA1c) to the total hemoglobin is introduced as a measurement item of a blood test in a health check, and is used as an index for determining the progress of diabetes. % Is desirable, and it is used as a health management item.
[0004]
HbA1c is non-enzymatically bound to the end of hemoglobin heme protein. Since the life span of red blood cells is about 2 to 3 months, it is known that the ratio of HbA1c reflects the average concentration of glucose in blood for about 1 month. Therefore, the HbA1c concentration is used as a long-term index of a state of a high blood sugar level, unlike the glucose concentration which greatly changes depending on a meal or the like. For this reason, it is easy to detect even early stage diabetes that happens to have low blood sugar level at the time of examination.
[0005]
Normally, the HbA1c concentration is determined as a fraction of HbA1c that appears in the HbA fractionation region by collecting blood and fractionating hemoglobin by high performance liquid chromatography (HPLC) (for example, see Patent Document 2). In recent years, small analyzers utilizing antigen-antibody reactions have begun to spread, but blood sampling is still the same.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-162353 (page 4-6, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-031626 (page 3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, blood had to be collected to determine the concentration of HbA1c. However, collecting blood is not preferable because it involves a risk of infection and pain. It is important to manage HbA1c levels for daily health management in patients with relatively mild diabetes or those who have high blood sugar levels without being diagnosed with diabetes. She did not go and often started treatment late. From such a viewpoint, a means that can non-invasively determine the concentration of HbA1c in blood, such as an optical means that can be measured at home without collecting blood, has been desired.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the blood analyzer of the present invention employs the following means.
Irradiating means having two light sources for irradiating a living body with first near-infrared light and second near-infrared light having different wavelengths alternately over time, and transmitted through the living body and emitted outside. Detecting means for detecting the transmitted light intensity of the first near-infrared light and the second near-infrared light. Detecting a pulse wave of transmitted light generated by absorption of infrared light, detecting a pulse wave generated by absorption of near infrared light by glucose in a living body from a change in transmitted light intensity of the second near infrared light, The ratio of glycated hemoglobin to the total amount of hemoglobin in the blood is calculated from the pulse wave signal due to the absorption of glucose bound to hemoglobin, using the magnitude of the pulse wave due to the absorption of hemoglobin as a reference signal.
The emission wavelength of the first near-infrared light is from 700 nm to 900 nm, and the emission wavelength of the second near-infrared light is from 1100 nm to 1300 nm.
The emission wavelength of the first near-infrared light is from 700 nm to 900 nm, and the emission wavelength of the second near-infrared light is from 1500 nm to 1700 nm.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an optimal embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The blood analyzer according to the present embodiment has irradiation means having two light sources for irradiating a living body with first near-infrared light and second near-infrared light having different wavelengths alternately in time, Detecting means for detecting the transmitted light intensity of the first near-infrared light and the second near-infrared light which pass through the living body and are emitted to the outside; The irradiating means includes LEDs 1 and 2 that emit two near-infrared lights having different wavelengths, an LED driver 12, and a half mirror 3. The LED 1 is a first near-infrared light source, and is a light emitting diode having a light emission wavelength of 800 nm. The LED 2 is a second near-infrared light source, and is a light emitting diode having a light emission wavelength of 1300 nm. The LED 1 and the LED 2 alternately emit the first near-infrared light and the second near-infrared light by the output alternately sent from the LED driver 12, and the first near-infrared light and the second near-infrared light The near-infrared light is superimposed on the same optical axis by the half mirror 3 and is incident on a finger as a living tissue 4. After each of the incident near-infrared light passes through the living tissue 4, the incident near-infrared light is incident on a light-receiving photodiode 5 as the detection means, and is converted into an electric signal. After the electric signal is amplified by the preamplifier 6, the band-pass filter 7 removes the high-frequency noise component and the DC component generated due to drift and body movement, and outputs only the signal component. The signal components are digitized by the AD converter 8 and distributed to and stored in the memories A10 and B11 by the multiplexer 9 in synchronization with the light emission timings of the LEDs 1 and 2 respectively. It is sufficient if the sampling frequency of the AD converter 8 is set to be about 10 times the frequency of the pulsation, and may be about 20 Hz. The sampling time is 10 seconds, and then the CPU 13 reads out the numerical values from the memories A10 and B11, performs a numerical operation, calculates the absorbance for each wavelength of the first near-infrared light and the second near-infrared light, and sets the standard. The amount of HbA1c is determined from the difference between the converted absorbances and displayed on the display 14.
[0010]
Hereinafter, the principle of the present invention will be described. The hemoglobin molecule is a giant protein consisting of a total of four heme proteins, two α chains and two β chains, centered on the Fe atom. It is known that proteins bind and glycate (saccharify) glucose in the presence of glucose. Hemoglobin also becomes HbA1c by binding glucose. At this time, glucose is non-enzymatically bound to the terminal of the β chain of hemoglobin. Heme protein has a molecular weight of about 16,000 per unit. On the other hand, glucose has a molecular weight of about 180. Hemoglobin is usually contained in blood at a rate of 16 g / dl. From this simple calculation, for example, in the blood of a human having a HbA1c ratio of 10% of the total hemoglobin, about 8 mg / dl of glucose is contained in the hemoglobin in addition to the glucose contained in normal plasma. become.
[0011]
Arterial blood pumped from the heart expands and contracts peripheral capillaries depending on the blood pressure that fluctuates over time, causing so-called pulsation. Near-infrared light is easily transmitted through living tissue, but is absorbed to some extent by hemoglobin. The volume of blood changes due to the pulsation, and therefore, the absorption amount of the incident first near-infrared light slightly changes depending on the amount of hemoglobin. Therefore, by detecting the intensity of transmitted light, the amount of hemoglobin is detected. Can be estimated.
[0012]
Glucose is contained in blood, cell stroma and cells, but is considered to be distributed almost uniformly in the peripheral tissues of peripheral capillaries. It may be assumed that it does not change. Similarly, the concentration of water, albumin, globulin, and the like having light absorption in the near infrared region may be regarded as not changing. However, as for hemoglobin in red blood cells, since red blood cells are localized in peripheral capillaries, the amount of hemoglobin in peripheral blood vessels increases with expansion of peripheral capillaries. Therefore, when the transmitted light is measured with the first near-infrared light having a wavelength corresponding to the absorption of hemoglobin, a pulse wave accompanying blood pulsation can be seen in the received signal. At this time, when the absorbance is measured simultaneously with the second near-infrared light having a wavelength adjusted to the absorption of glucose, a signal having a large amount of light absorption can be obtained by the amount of glucose extra contained in hemoglobin, that is, glucose in HbA1c. . That is, the concentration of glucose present alone in plasma, interstitium, and cells does not change even if pulsation occurs, so that absorption of near-infrared light is constant and pulsation is not observed in detection light. The absorption of the second near-infrared light dependent on glucose causes pulsation.
[0013]
In the modulation of transmitted light by pulsation, the degree of modulation varies depending on individual differences and the state of the circulatory system. However, the modulation of the transmitted light due to the pulsation is very small and can be regarded as linear, so that the glucose concentration can be calculated by taking the ratio with the modulation amount due to hemoglobin whose absolute amount is almost constant.
Since the excess glucose is bound to hemoglobin, the concentration of hemoglobin bound to glucose, that is, HbA1c can be determined from the amount of glucose.
[0014]
A calculation formula for deriving the glucose concentration will be described below.
The molar absorption coefficient of glucose in a wavelength lambda G of the second near-infrared light is A G. The molar extinction coefficient of hemoglobin at the wavelength lambda H of the first near-infrared light is A H. Light having a wavelength of λ H is mainly absorbed by hemoglobin by transmitting through a living body, and exp (−A H · M H · d)
Only attenuate. Here, the equivalent thickness of the living tissue 4 is d, and the molar concentration of hemoglobin is MH . Equivalently decay rate as the assumed thickness only .delta.d (t) varies as a function of time by pulsation exp (-A H · M H · (d + δd (t)))
Becomes
exp (-A H · M H · δd (t))
Only the modulation component due to the pulsation is superimposed. Similarly exp molar concentration of glucose with respect to the absorption of glucose at the second near-infrared light to the wavelength lambda G as M G (-A G · M G · δd (t))
Only the modulation component due to the pulsation is superimposed. Since both are very small amounts, they can be approximated by -A H・ M H・ δd (t)
-A G · M G · δd ( t)
Therefore, taking the ratio of the two M G · A G / M H · A H
Since the absorption coefficients A G and A H are known, the concentration can be calculated from the value of the ratio. Conversely, the ratio of HbA1c to total hemoglobin can be determined from these amounts.
[0015]
It should be noted that oxygenated oxyhemoglobin and nonoxygenated deoxyhemoglobin are present in blood and have different absorption spectra. Therefore, as the wavelength of the first near-infrared light for detecting absorption by hemoglobin independent of oxygen saturation, a range of 700 nm to 900 nm, which is near 780 nm, which is an equal absorption point of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin, is appropriate. . In addition, there are a plurality of wavelengths of the second near-infrared light for detecting the absorption of glucose, and in the present invention, the range of 1100 nm to 1300 nm which is near 1250 nm or the range of 1500 nm to 1700 nm which is near 1600 nm is used. Is preferred.
[0016]
There are substances such as water, albumin, globulin, urea, and cytochrome in blood and tissues, and it is well known that these substances also absorb near-infrared light. At the wavelength of 800 nm of the first near-infrared light that determines the absorption of hemoglobin, absorption by these biological substances is negligible because absorption by hemoglobin is mainly caused. At the wavelengths of 1250 nm and 1600 nm of the second near-infrared light that determines the absorption of glucose used in the present invention, it is not possible to perform arithmetic processing using a general statistical method such as cluster analysis in consideration of the absorption by these biological substances. Needless to say. For a patient whose hemoglobin amount is significantly different from the standard due to anemia or the like, the accuracy can be further improved by adding a correction term to the calculation formula based on the actually measured data.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the blood analyzer of the present invention can non-invasively determine the ratio of HbA1c in blood to total hemoglobin without collecting blood. Therefore, it is possible to know the progress of the disease or the state of healing without imposing a burden on the diabetic patient, so that the effect of improving the lifestyle can be easily known. In particular, it can be used for home health management of elderly people who need diabetes management and those who need nursing care. In addition, since measurement can be easily performed even at home, it is not necessary to go to a hospital, which can contribute to reduction of medical expenses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 LED
2 LED
Reference Signs List 3 Half mirror 4 Living tissue 5 Photodiode 6 Preamplifier 7 Bandpass filter 8 AD converter 9 Multiplexer 10 Memory A
11 Memory B
12 LED driver 13 CPU
14 Display
