JP2017205204A - Hematocrit value measuring device and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To further increase hematocrit value measurement accuracy.SOLUTION: A hematocrit value measuring device includes a first light source 1 (1-1) for irradiating a light of a first wavelength λA onto a biological tissue 303 including a blood vessel 301, a second light source 1 (1-2) for irradiating a light of a second wavelength λB different from the first wavelength λA onto the biological tissue 303 including the blood vessel 301, and a light detector 2 for detecting light volume of the light of the first wavelength λA and the light of the second wavelength λB diffused and propagated in the biological tissue 303 and emitted to the outside as diffuse reflection light volume. The light of the first wavelength λA is a light of a wavelength exhibiting main absorption to hemoglobin, and the light of the second wavelength λB is a light of a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient to hemoglobin and water.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、血管を流れる血液中の赤血球の体積割合をヘマトクリット値として測定するヘマトクリット値測定装置および方法に関する。   The present invention relates to a hematocrit value measuring apparatus and method for measuring a volume ratio of red blood cells in blood flowing through a blood vessel as a hematocrit value.

従来より、生体情報を検知するための装置としてウェアラブルセンサシステムが用いられている。このウェアラブルセンサシステムでは、様々なセンサをシャツや手首、上腕部などに装着して、時々刻々変化する生体情報をモニタリングできる。   Conventionally, a wearable sensor system has been used as a device for detecting biological information. In this wearable sensor system, various sensors can be attached to a shirt, wrist, upper arm, etc., and biological information that changes from moment to moment can be monitored.

図15にウェアラブルセンサシステムの一例を示す。このウェアラブルセンサシステム100は、手首に血流センサ101、衣類に電極を備える心電位センサ102、耳にヘマトクリット値センサ103を備えている。ヘマトクリット値センサ103は、血管を流れる血液中の赤血球の体積割合をヘマトクリット値として検出する。   FIG. 15 shows an example of a wearable sensor system. The wearable sensor system 100 includes a blood flow sensor 101 on the wrist, a cardiac potential sensor 102 having electrodes on clothing, and a hematocrit value sensor 103 on the ear. The hematocrit value sensor 103 detects the volume ratio of red blood cells in the blood flowing through the blood vessel as a hematocrit value.

ヘマトクリット値センサ103で検出されるヘマトクリット値でわかる有害事象として、日常生活では、熱中症による脱水症状(暑熱環境下における人の脱水症状)がもたらすヘマトクリット値の上昇、腎疾患による貧血がもたらすヘマトクリット値の低下が挙げられる。また、体外循環装置である人工透析装置では、除水による血圧低下によるヘマトクリット値の低下や、人工心臓では、血液抗凝固剤による出血によるヘマトクリット値の上昇が知られている。   As an adverse event recognized by the hematocrit value detected by the hematocrit value sensor 103, in daily life, an increase in hematocrit value caused by dehydration symptoms due to heat stroke (dehydration symptoms of people in a hot environment), and a hematocrit value caused by anemia due to kidney disease Decrease. Further, it is known that an artificial dialysis apparatus which is an extracorporeal circulation apparatus has a decrease in hematocrit value due to blood pressure decrease due to water removal, and an artificial heart has an increase in hematocrit value due to bleeding by a blood anticoagulant.

このようなヘマトクリット値の測定には、通常では、ミクロヘマトクリット遠心分離法、血液ガス分析装置等を用いることが一般である。この一般的な方法では、検査に採血を伴うため、連続的な測定(モニタリング)が困難である。このような課題に対して、近赤外光を使って採血せずに血液状態を把握するセンサ技術が知られている。この近赤外光を使ったセンサ技術は、臨床上重要な知見を与えうるモニタリングに有効であり、水の吸光度がヘモグロビンの吸光度に比べ大きい波長、ヘモグロビンの吸光度が水の吸光度に比べ大きい波長の2つの波長を利用して推定する方法が利用される。   In general, such a hematocrit value is measured by using a microhematocrit centrifugal method, a blood gas analyzer, or the like. In this general method, since blood is collected in the test, continuous measurement (monitoring) is difficult. In order to solve such a problem, a sensor technique for grasping a blood state without collecting blood using near infrared light is known. This sensor technology using near-infrared light is effective for monitoring that can provide clinically important knowledge.The absorbance of water has a wavelength that is greater than that of hemoglobin, and the absorbance of hemoglobin is greater than that of water. A method of estimating using two wavelengths is used.

例えば、図16に示すように、透析チューブ201に対する非観血ヘマトクリット測定として、2つの近赤外発光ダイオード(LED)202,203(光源)の異なる波長810nm、1300nmの散乱光をフォトダイオード204,205(光検出器)で検出して、赤血球と血漿の等吸収点からの差分により、血液206中のヘマトクリット値を推定する方法がある(例えば、非特許文献1参照)。ダイオード202,203やフォトダイオード204,205には、波長域に応じて、シリコン、GaAlAsやInGaAsP等の材料が用いられる。本方式では光が伝搬する光路長の定義がチューブの物理サイズから可能であることから、2点での計測結果から、所定の比例係数により、拡散反射光量とヘマトクリット値の関係式を求めることができる。   For example, as shown in FIG. 16, as non-invasive hematocrit measurement for the dialysis tube 201, scattered light of different wavelengths 810 nm and 1300 nm of two near-infrared light emitting diodes (LEDs) 202 and 203 (light source) are converted into photodiodes 204, There is a method of detecting a hematocrit value in blood 206 based on a difference from the isosbestic points of red blood cells and plasma detected by 205 (light detector) (for example, see Non-Patent Document 1). Materials such as silicon, GaAlAs, and InGaAsP are used for the diodes 202 and 203 and the photodiodes 204 and 205 according to the wavelength range. In this method, the optical path length through which light propagates can be defined from the physical size of the tube, so the relational expression between the diffuse reflection light quantity and the hematocrit value can be obtained from the measurement results at two points using a predetermined proportional coefficient. it can.

一方、生体組織への適用では、脈動による動脈の膨張(拡張)・収縮を利用して、所定の光波長における拡散透過光強度の平均値と山・谷の比を計測して、生体組織に関する信号を除外して動脈血と相間のある信号を計測することと、光が伝搬する光路長を正規化するために、異なる2波長の拡散透過光強度の比を取った上で、統計的に求めた所定の係数と拡散反射光強度比によって構成される多項式でヘマトクリット値を推定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in the application to biological tissue, the average value of diffuse transmitted light intensity at a predetermined light wavelength and the ratio of peak / valley are measured using the expansion (expansion) / contraction of the artery due to pulsation, In order to measure the signal that is in phase with arterial blood by excluding the signal and to normalize the optical path length through which the light propagates, it is calculated statistically after taking the ratio of the diffuse transmitted light intensity of two different wavelengths. A method of estimating a hematocrit value with a polynomial constituted by a predetermined coefficient and a diffuse reflection light intensity ratio is known (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1に示された方法では、組織水分量の変動が課題であり、生体組織に含まれている水分量の比率(組織水分比率)の変動の影響によって、測定されるヘマトクリット値の精度が低下する。このことから、前述の2波長に加えて、多波長で水分比率の差異に対応するヘマトクリット値を推定する手法が知られている(例えば、特許文献2参照)。また、皮膚温による水吸収特性がもたらす測定誤差を低減するために、皮膚の温度を制御してヘマトクリット値を推定する手法も知られている(例えば、特許文献3参照)。   In the method disclosed in Patent Document 1, variation in tissue water content is an issue, and the accuracy of the hematocrit value measured due to the effect of variation in the ratio of water content (tissue water ratio) contained in living tissue. Decreases. From this, in addition to the above-mentioned two wavelengths, there is known a method for estimating a hematocrit value corresponding to a difference in water ratio at multiple wavelengths (see, for example, Patent Document 2). In addition, in order to reduce measurement errors caused by water absorption characteristics due to skin temperature, a method for estimating a hematocrit value by controlling the skin temperature is also known (see, for example, Patent Document 3).

特表平09−508291号公報Japanese National Patent Publication No. 09-508291 特表2004−523320号公報JP-T-2004-523320 特表2003−533261号公報Special table 2003-533261 gazette

江國翔太、山海嘉之、”キャリブレーションを必要としない光学的手法による非侵襲・連続的ヘマトクリット計測”、IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems、Vol.135, No.4, pp.387-395.Shota Ekuni, Yoshiyuki Sankai, “Non-invasive and continuous hematocrit measurement by optical method without calibration”, IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems, Vol.135, No.4, pp.387-395 .

しかしながら、従来の生体組織に対するヘマトクリット値測定装置では、ヘマトクリット値や組織水分比率に対しても、光吸収と光散乱は依存することが知られており、特に光散乱は波長に依存するため、異なる2波長の比を取っても、組織水分量や光散乱による誤差を完全には除外することができず、ヘマトクリット値の測定精度を高めることが困難であるという課題があった。   However, it is known that the conventional hematocrit value measuring device for living tissue depends on the light absorption and light scattering also with respect to the hematocrit value and the tissue moisture ratio. Even if the ratio of the two wavelengths is taken, errors due to the amount of tissue water and light scattering cannot be completely excluded, and there is a problem that it is difficult to increase the measurement accuracy of the hematocrit value.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ヘマトクリット値の測定精度をさらに高めることが可能なヘマトクリット値測定装置および方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a hematocrit value measuring apparatus and method capable of further increasing the measurement accuracy of the hematocrit value.

このような目的を達成するために本発明は、血管(301)を流れる血液中の赤血球の体積割合をヘマトクリット値として測定するヘマトクリット値測定装置(10)において、血管(301)を含む生体組織(303)に対して第1の波長(λA)の光を照射する第1の光源(1−1)と、血管(301)を含む生体組織(303)に対して第1の波長(λA)とは異なる第2の波長(λB)の光を照射する第2の光源(1−2)と、生体組織(303)内を拡散伝搬して外部へ出射される第1の波長(λA)の光および第2の波長(λB)の光の光量を拡散反射光量として検出する光検出器(2)とを備え、第1の波長(λA)の光および第2の波長(λB)の光のうち1つは、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光であることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention provides a hematocrit value measuring device (10) for measuring a volume ratio of red blood cells in blood flowing through a blood vessel (301) as a hematocrit value. 303) a first light source (1-1) for irradiating light of a first wavelength (λA) to the living body tissue (303) including a blood vessel (301), and a first wavelength (λA) Is a second light source (1-2) that emits light of a different second wavelength (λB), and light of the first wavelength (λA) that is diffused and propagated through the living tissue (303) and emitted to the outside. And a photodetector (2) that detects the amount of light of the second wavelength (λB) as the amount of diffusely reflected light, of the light of the first wavelength (λA) and the light of the second wavelength (λB) One is characterized by light having a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water.

本発明では、第1の光源(1−1)から血管(301)を含む生体組織(303)に対して第1の波長(λA)の光を照射し、第2の光源(1−2)から血管(301)を含む生体組織(303)に対して第2の波長(λB)の光を照射する。この照射される第1の波長(λA)の光と第2の波長(λB)の光とは波長が異なっている。また、第1の波長(λA)の光および第2の波長(λB)の光のうち1つは、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光とされている。例えば、第1の波長(λA)の光をヘモグロビンに主要な吸収を呈する波長の光とし、第2の波長(λB)の光をヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光とする。なお、本発明において、ヘモグロビンの光吸収係数をμaHb、水の光吸収係数をμawとした場合、等しい光吸収係数とはμaHb≒μawのことを意味する。また、ヘモグロビンの光吸収係数を等価光吸収係数γμaHb、水の光吸収係数を等価光吸収係数ημawとした場合、γμaHb≒ημawのことを意味する。 In the present invention, the first light source (1-1) irradiates the biological tissue (303) including the blood vessel (301) with the light having the first wavelength (λA), and the second light source (1-2). To the biological tissue (303) including the blood vessel (301) is irradiated with light having the second wavelength (λB). The irradiated light of the first wavelength (λA) and the light of the second wavelength (λB) are different in wavelength. In addition, one of the light of the first wavelength (λA) and the light of the second wavelength (λB) is light having a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water. For example, light having the first wavelength (λA) is light having a wavelength that exhibits major absorption in hemoglobin, and light having the second wavelength (λB) is light having a wavelength that exhibits the same light absorption coefficient between hemoglobin and water. . In the present invention, when the light absorption coefficient of hemoglobin is μ aHb and the light absorption coefficient of water is μ aw , the equal light absorption coefficient means μ aHb ≈μ aw . Further, the equivalent optical absorption coefficient of light absorption coefficient of hemoglobin Ganmamyu AHB, if the light absorption coefficient of water was equivalent light absorption coefficient Itamyu aw, refers to a γμ aHb ≒ ημ aw.

本発明では、第1の波長(λA)の光および第2の波長(λB)の光のうち1つをヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光とするので、このヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光の拡散反射光量の変動から生体組織(303)に含まれている水分量の比率を組織水分比率として算出し、この算出した組織水分比率を用いて他方の波長の光の拡散反射光量の変動から算出されるヘマトクリット値を補正するようにして、生体組織(303)に含まれる水分量の影響を排除した真のヘマトクリット値を推定するようにし、ヘマトクリット値の測定精度をさらに高めることが可能となる。   In the present invention, one of the light of the first wavelength (λA) and the light of the second wavelength (λB) is light having a wavelength that exhibits the same light absorption coefficient between hemoglobin and water. The ratio of the amount of water contained in the living tissue (303) is calculated as the tissue moisture ratio from the variation in the amount of diffusely reflected light of the light having the same light absorption coefficient, and the calculated tissue moisture ratio is used to calculate the other By correcting the hematocrit value calculated from the variation in the amount of diffusely reflected light of the wavelength of the light, the true hematocrit value that excludes the influence of the amount of water contained in the biological tissue (303) is estimated, and the hematocrit value It is possible to further increase the measurement accuracy.

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。   In the above description, as an example, constituent elements on the drawing corresponding to the constituent elements of the invention are indicated by reference numerals with parentheses.

以上説明したように、本発明によれば、第1の波長の光および第2の波長の光のうち1つをヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長とすることにより、光ヘマトクリット値の測定精度をさらに高めることが可能となる。   As described above, according to the present invention, an optical hematocrit value is obtained by setting one of the first wavelength light and the second wavelength light to a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water. It is possible to further increase the measurement accuracy.

図1は、本発明の実施の形態に係るヘマトクリット値測定装置の要部の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a hematocrit value measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、光源から皮膚に対して光(近赤外光)を照射した状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which light (near infrared light) is applied to the skin from a light source. 図3は、拍動による血管の拡張・収縮時の血球の光吸収変化および血中の水の光吸収変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing changes in light absorption of blood cells and changes in light absorption of water in blood when blood vessels are expanded and contracted due to pulsation. 図4は、ヘモグロビン(Hb)と水(water)の光級数係数の波長依存性(分光スペクトル)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the wavelength dependence (spectral spectrum) of the light series coefficients of hemoglobin (Hb) and water (water). 図5は、生体組織中の光路を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an optical path in a living tissue. 図6は、生体組織中の光路を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing an optical path in a living tissue. 図7は、波長800nmの場合のヘマトクリット値Hおよび組織水分比率Fwに対する拡散反射光量差ΔRdの検出位置依存性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the detection position dependence of the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H and the tissue moisture ratio Fw when the wavelength is 800 nm. 図8は、波長1000nmの場合のヘマトクリット値Hおよび組織水分比率Fwに対する拡散反射光量差ΔRdの検出位置依存性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the detection position dependence of the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H and the tissue moisture ratio Fw when the wavelength is 1000 nm. 図9は、波長800nmの検出位置3mmにおけるヘマトクリット値Hに対する拡散反射光量差ΔRdを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H at a detection position of 3 mm with a wavelength of 800 nm. 図10は、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の選択を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining selection of wavelengths that exhibit the same light absorption coefficient between hemoglobin and water. 図11は、波長1400nmの場合のヘマトクリット値Hおよび組織水分比率Fwに対する拡散反射光量差ΔRdの検出位置依存性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the detection position dependence of the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H and the tissue moisture ratio Fw when the wavelength is 1400 nm. 図12は、λ=1200〜1300nm近傍における等価光吸収係数の波長依存性を模式的に表した図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing the wavelength dependence of the equivalent light absorption coefficient in the vicinity of λ = 1200 to 1300 nm. 図13は、波長1300nmの場合のヘマトクリット値Hおよび組織水分比率Fwに対する拡散反射光量差ΔRdの検出位置依存性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the detection position dependence of the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H and the tissue moisture ratio Fw when the wavelength is 1300 nm. 図14は、波長1300nm近傍の検出位置3mmにおけるFwに対する拡散反射光量差ΔRdを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to Fw at a detection position of 3 mm near a wavelength of 1300 nm. 図15は、ウェアラブルセンサシステムの一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a wearable sensor system. 図16は、透析チューブに対する非観血ヘマトクリット測定を説明する図である。FIG. 16 is a diagram for explaining noninvasive hematocrit measurement on a dialysis tube.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態に係るヘマトクリット値測定装置の要部の構成を示す図である。このヘマトクリット値測定装置10は、血管301を含む生体組織303に対して皮膚302側から第1の波長λAの光(近赤外光)を照射する第1の光源1(1−1)と、血管301を含む生体組織303に対して皮膚302側から第1の波長λAとは異なる第2の波長λBの光(近赤外光)を照射する第2の光源1(1−2)と、生体組織303内を拡散伝搬して外部へ出射される第1の波長λAの光および第2の波長λBの光の光量を拡散反射光量として検出する光検出器2と、ヘマトクリット値算出処理部3とを備えている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a hematocrit value measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The hematocrit value measuring apparatus 10 includes a first light source 1 (1-1) that irradiates a living tissue 303 including a blood vessel 301 with light having a first wavelength λA (near infrared light) from the skin 302 side; A second light source 1 (1-2) that irradiates the living tissue 303 including the blood vessel 301 with light (near infrared light) having a second wavelength λB different from the first wavelength λA from the skin 302 side; A light detector 2 that detects the amount of light of the first wavelength λA and the light of the second wavelength λB that are diffused and propagated through the living tissue 303 as a diffuse reflected light amount; and a hematocrit value calculation processing unit 3 And.

このヘマトクリット値測定装置10において、第1の波長λAの光はヘモグロビンに主要な吸収を呈する波長の光とされ、第2の波長λBの光はヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光とされている。また、ヘマトクリット値算出処理部3は、第1の拡散反射光量変動観測部31と、第2の拡散反射光量変動観測部32と、ヘマトクリット値算出部33と、組織水分比率算出部34と、ヘマトリック値推定部35とを備えおり、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。   In this hematocrit value measuring apparatus 10, the light having the first wavelength λA is light having a wavelength that exhibits major absorption in hemoglobin, and the light having the second wavelength λB has light having a wavelength that exhibits the same light absorption coefficient between hemoglobin and water. It is said to be light. In addition, the hematocrit value calculation processing unit 3 includes a first diffuse reflection light amount variation observation unit 31, a second diffuse reflection light amount variation observation unit 32, a hematocrit value calculation unit 33, a tissue moisture ratio calculation unit 34, and a hematic. The value estimation unit 35 is provided, and is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program that realizes various functions in cooperation with the hardware.

第1の拡散反射光量変動観測部31は、血管301の拡張時と伸縮時の第1の波長λAの光の拡散反射光量の変動ΔRd(λA)を観測し、第2の拡散反射光量変動観測部32は、血管301の拡張時と伸縮時の第2の波長λBの光の拡散反射光量の変動ΔRd(λB)を観測する。拡散反射光量の変動ΔRdについては後述する。   The first diffuse reflection light quantity fluctuation observation unit 31 observes the fluctuation ΔRd (λA) of the diffuse reflection light quantity of the light of the first wavelength λA when the blood vessel 301 is expanded and contracted, and the second diffuse reflection light quantity fluctuation observation. The unit 32 observes a variation ΔRd (λB) in the amount of diffusely reflected light of the light having the second wavelength λB when the blood vessel 301 is expanded and contracted. The fluctuation ΔRd of the diffuse reflected light amount will be described later.

ヘマトクリット値算出部33は、第1の拡散反射光量変動観測部31によって観測された第1の波長λAの光の拡散反射光量の変動ΔRd(λA)より血管301を流れる血液のヘマトクリット値Hを算出する。組織水分比率算出部34は、第2の拡散反射光量変動観測部32によって観測された第2の波長λBの光の拡散反射光量の変動ΔRd(λB)より生体組織303に含まれている水分量の比率を組織水分比率Fwとして算出する。ヘマトリック値推定部35は、ヘマトクリット値算出部33によって算出されたヘマトクリット値Hを組織水分比率算出部34によって算出された組織水分比率Fwを用いて補正することによって生体組織303に含まれる水分量の影響を排除した真のヘマトクリット値Hctを推定する。   The hematocrit value calculation unit 33 calculates the hematocrit value H of the blood flowing through the blood vessel 301 from the variation ΔRd (λA) of the diffuse reflection light amount of the light having the first wavelength λA observed by the first diffuse reflection light amount variation observation unit 31. To do. The tissue moisture ratio calculating unit 34 includes the amount of moisture contained in the living tissue 303 based on the variation ΔRd (λB) of the diffuse reflection light amount of the light having the second wavelength λB observed by the second diffuse reflection light amount variation observation unit 32. Is calculated as the tissue moisture ratio Fw. The hematic value estimation unit 35 corrects the hematocrit value H calculated by the hematocrit value calculation unit 33 using the tissue moisture ratio Fw calculated by the tissue moisture ratio calculation unit 34, thereby correcting the amount of moisture contained in the living tissue 303. A true hematocrit value Hct from which the influence is eliminated is estimated.

以下、このヘマトクリット値測定装置10の構成に至るまでの経緯について説明する。
ヘマトクリット値Hの測定に際しては、図2に示すように光源1から皮膚302に対して光(近赤外光)を照射して、生体組織303内を拡散伝搬して皮膚302の外部へ出射される光の光量を拡散反射光量として光検出器2で検出する。
Hereinafter, the process up to the configuration of the hematocrit value measuring apparatus 10 will be described.
When measuring the hematocrit value H, as shown in FIG. 2, light (near infrared light) is irradiated from the light source 1 to the skin 302, diffused and propagated in the living tissue 303, and emitted to the outside of the skin 302. The amount of light to be detected is detected by the light detector 2 as the amount of diffusely reflected light.

血管の収縮と拡張に応じた血液成分計測はパルスオキシメータでの酸化・還元ヘモグロビン測定で良く知られている。本実施の形態のヘマトクリット値測定装置10でも、拍動による血管の拡張・収縮時の光吸収変化(図3参照)を利用する。図3において、Iは血球の光吸収変化を示し、IIは血中の水の光吸収変化を示す。   The measurement of blood components according to the contraction and dilation of blood vessels is well known by measuring oxidized and reduced hemoglobin with a pulse oximeter. The hematocrit value measuring apparatus 10 of the present embodiment also uses the light absorption change (see FIG. 3) during blood vessel dilation / contraction due to pulsation. In FIG. 3, I shows the change in light absorption of blood cells, and II shows the change in light absorption of water in the blood.

拡張・収縮時の拡散反射光量Icmp,Iexpは、媒質の光吸収係数μと光路長lから、ダランベール則に則り、次式で表すことができる。 The diffusely reflected light amounts I cmp and I exp at the time of expansion / contraction can be expressed by the following equation according to the D'Alembert law from the light absorption coefficient μ of the medium and the optical path length l.

ここで,I0は入射した光量、μabは血液の光吸収係数、μatは組織の光吸収係数、lbcは光源1と光検出器2との間の血液中の平均光路長、ltcは光源1と光検出器2との間の組織中の平均光路長である。 Here, I 0 is the amount of incident light, μ ab is the light absorption coefficient of blood, μ at is the light absorption coefficient of tissue, l bc is the average optical path length in blood between the light source 1 and the light detector 2, and l tc is the average optical path length in the tissue between the light source 1 and the photodetector 2.

図4に分光スペクトルを示すように、血管中の血液の光吸収は、酸化・還元ヘモグロビンが支配的な吸収を示す700〜1000[nm]の範囲ではヘマトクリット値に比例する。皮膚内の水分や血液中の血漿による光吸収は、組織水分量や血球成分による水体積排除に比例する。以上から、ヘモグロビンおよび水の光吸収係数をμaHb,μawとすると、光吸収係数μaHb,μawは次式で表すことができる。 As shown in FIG. 4, the light absorption of blood in the blood vessel is proportional to the hematocrit value in the range of 700 to 1000 [nm] in which oxidized / reduced hemoglobin exhibits dominant absorption. Light absorption by water in the skin and plasma in the blood is proportional to the amount of water in the tissue and the volume of water removed by blood cell components. From the above, if the light absorption coefficients of hemoglobin and water are μ aHb and μ aw , the light absorption coefficients μ aHb and μ aw can be expressed by the following equations.

ここで、Hはヘマトクリット値,Fwは組織水分比率,βはタンパク質等による光学定数への影響を示す比例乗数,γ、ηは血液中ヘマトクリット値による光学定数への影響を示す比例乗数である。これらの定数は実際には、個人差,計測部位による変動の影響が大きく、絶対測定誤差を生じることが想定される。   Here, H is a hematocrit value, Fw is a tissue moisture ratio, β is a proportional multiplier indicating the influence of protein or the like on the optical constant, and γ and η are proportional multipliers indicating the influence of the hematocrit value in blood on the optical constant. Actually, these constants are greatly influenced by individual differences and variations due to measurement sites, and it is assumed that absolute measurement errors will occur.

次に,拍動による血管の拡張時と収縮時の波長λにおける拡散反射光量の変動ΔRdを求めることで生体組織303における背景吸収等を省略することができる。図5に模式的に示すように、光路長の一部Δlbにおいて光吸収係数の変調が生じて、拡散反射光量が振幅変調される。実際にはΔlbは生体内散乱により一意に定めることができない。Δlbの等価的な光路長をΔldとすると、拡散反射光量の変動ΔRdは次式で表すことができる。 Next, the background absorption or the like in the living tissue 303 can be omitted by obtaining the fluctuation ΔRd of the diffuse reflected light amount at the wavelength λ when the blood vessel is expanded and contracted due to pulsation. As shown schematically in FIG. 5, the modulation of the optical absorption coefficient occurred in part of the optical path length .DELTA.l b, diffuse reflected light is amplitude modulated. In fact .DELTA.l b can not be uniquely determined by in vivo scattering. When an equivalent optical path length of .DELTA.l b and .DELTA.l d, variation ΔRd diffuse reflected light can be expressed by the following equation.

次に、酸素飽和度の影響が小さい波長800nm(λ1)近傍におけるΔRdを求めると、μaHb>>μawを仮定することにより,式(5)を単純化して、下記の式(6)とすることができる。 Next, when ΔRd in the vicinity of a wavelength of 800 nm (λ1) where the influence of oxygen saturation is small is obtained, Equation (5) is simplified by assuming μ aHb >> μ aw and Equation (6) below is obtained. can do.

ここで、Δld1は検出位置dにおける等価的な光路長である。式(6)からヘマトクリット値Hは、下記(7)式として表すことができる。 Here, Δl d1 is an equivalent optical path length at the detection position d. From formula (6), the hematocrit value H can be expressed as the following formula (7).

また、検出位置dに対して、近傍の△d離れた位置でのΔRdとの差から、ヘマトクリット値H下記(8)式としても表すことができる。   Further, the hematocrit value H can be expressed as the following equation (8) from the difference between the detection position d and ΔRd at a position away from Δd in the vicinity.

式(7)に基づいて、HとΔRdの関係をモンテカルロ計算から求める。算定モデル式妥当性の調査には、モンテカルロ法による光散乱シミュレーションを用いた。複数の層で構成される組織に対する光の伝播(境界反射・拡散反射・吸収・透過)を再現することが可能である。拍動による血液層の拡張・収縮は、血液層の厚さを変化させて表現した。ヘマトクリット値Hと組織水分比率Fwを変動させたときのヘマトクリット値を推定する。例えば、ヘマトクリット値H=(0.2,0.4,0.6)、組織水分比率Fw=(0.4,0.6,0.8)というように変動させてヘマトクリット値を推定する。   Based on Equation (7), the relationship between H and ΔRd is obtained from Monte Carlo calculation. Light scattering simulation by the Monte Carlo method was used to investigate the validity of the calculation model formula. It is possible to reproduce the propagation of light (boundary reflection / diffuse reflection / absorption / transmission) to a tissue composed of a plurality of layers. The expansion / contraction of the blood layer due to pulsation was expressed by changing the thickness of the blood layer. The hematocrit value when the hematocrit value H and the tissue moisture ratio Fw are varied is estimated. For example, the hematocrit value is estimated by varying the hematocrit value H = (0.2, 0.4, 0.6) and the tissue moisture ratio Fw = (0.4, 0.6, 0.8).

図6に示すように、光の入射位置をX=0mmとして、検出位置dに対して層上に構成された生体組織303内部を散乱して光検出器2に到達した光の拡散反射光量を求める。生体組織303には分光より求められた光吸収係数、光散乱係数を用いた。波長800nmにおいて、異なるH,Fwに対して異なる検出位置dの拡散反射光量差(拡散反射光量の変動)ΔRdを図示したのが、図7である。異なるHに対して、略直線の傾きは、γμaHbにも依存し、拡散反射光量差ΔRdが距離に従い減少しているが、組織水分比率Fwに対しては傾きの影響が小さいことがわかる。 As shown in FIG. 6, the light incident position is set to X = 0 mm, and the amount of diffusely reflected light reaching the photodetector 2 after being scattered inside the living tissue 303 formed on the layer with respect to the detection position d is expressed as follows. Ask. For the living tissue 303, the light absorption coefficient and the light scattering coefficient obtained by spectroscopy were used. FIG. 7 shows the diffuse reflection light amount difference (variation of diffuse reflection light amount) ΔRd at different detection positions d for different H and Fw at a wavelength of 800 nm. For a different H, the slope of the substantially straight line also depends on γμ aHb , and the diffuse reflection light amount difference ΔRd decreases with distance, but it can be seen that the influence of the slope is small on the tissue moisture ratio Fw.

次に、波長1000nm(λ2)近傍におけるΔRdを求めると、μaHb>μawであるが,水の吸収係数を無視できないため,式(5)を次式で表せる。 Next, when ΔRd in the vicinity of a wavelength of 1000 nm (λ2) is obtained, μ aHb > μ aw , but since the absorption coefficient of water cannot be ignored, Equation (5) can be expressed by the following equation.

同様に、波長1000nmにおいて、異なるH,Fwに対して異なる検出位置の拡散反射光量差ΔRd計算したのが、図8である。異なるHに対して、略直線の傾きは、γμaHbとμawの両方に依存し、拡散反射光量差ΔRdが減少し、組織水分比率Fwに対しても傾きの影響が生じていることがわかる。従って、組織水分の変化量が影響する可能性がある。 Similarly, FIG. 8 shows the diffuse reflection light amount difference ΔRd calculated at different detection positions for different H and Fw at a wavelength of 1000 nm. For different Hs, the slope of the substantially straight line depends on both γμ aHb and μ aw , the diffuse reflection light amount difference ΔRd decreases, and it can be seen that the influence of the tilt also occurs on the tissue moisture ratio Fw. . Therefore, the amount of change in tissue moisture may be affected.

図9に、波長800nmの場合の検出位置(3mm)におけるヘマトクリット値Hに対する拡散反射光量差ΔRdを示す図である。図7では明確ではなかったが、組織水分比率Fwを0.4〜0.8まで変化させた場合には、無視できない程度の拡散反射光量差ΔRdが変化して、Hの測定誤差が生じる。必ずしも組織水分比率Fwの影響を無視できないため、Fwの補正が必要である。   FIG. 9 is a diagram showing the diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to the hematocrit value H at the detection position (3 mm) when the wavelength is 800 nm. Although not clear in FIG. 7, when the tissue moisture ratio Fw is changed from 0.4 to 0.8, the diffuse reflection light amount difference ΔRd that cannot be ignored changes, and an H measurement error occurs. Since the influence of the tissue moisture ratio Fw cannot necessarily be ignored, correction of Fw is necessary.

Fwの補正においては、μaHb<<μawとなる波長を選択する方法が知られている。図10に分光データを示すが、ヘモグロビンの吸収係数μaHbを無視できる波長1400nm(λ4)を用いて,式(5)を次式で表せる。 In the correction of Fw, a method of selecting a wavelength satisfying μ aHb << μ aw is known. FIG. 10 shows spectroscopic data. Using a wavelength of 1400 nm (λ4) where the absorption coefficient μ aHb of hemoglobin can be ignored, equation (5) can be expressed by the following equation.

波長1400nmにおいて、異なるH,Fwに対して異なる検出位置の拡散反射光量差ΔRdを計算したのが、図11である。式(10)からも分かるように、組織水分比率Fwに大きく依存するが、Hにも依存するため、Fwの推定量にも誤差が生じうる。また、Δld1と比較して、Δld4は、吸収係数、散乱係数の媒質の差異から、大きく異なることが明らかであり、波長800nmにおけるFwの影響を排除するような補正を行うためには不適切である。 FIG. 11 shows the calculated diffuse reflection light amount difference ΔRd at different detection positions for different H and Fw at the wavelength of 1400 nm. As can be seen from the equation (10), it largely depends on the tissue moisture ratio Fw, but also depends on H, and therefore an error may occur in the estimated amount of Fw. In addition, it is clear that Δl d4 is significantly different from Δl d1 due to the difference in the absorption coefficient and scattering coefficient media, and it is not necessary to perform correction to eliminate the influence of Fw at a wavelength of 800 nm. Is appropriate.

そこで、本実施の形態では、波長1400nmよりも波長が短くγμaHb≒ημawとなる波長λ3を選択することにより、Fwをより精度よく推定するようにする。この場合、式(5)は、γHμaHb≒ηHμawとなることから、次のように表せる。 Therefore, in the present embodiment, Fw is estimated more accurately by selecting a wavelength λ3 that is shorter than the wavelength of 1400 nm and satisfies γμ aHb ≈ημ aw . In this case, since Equation (5) satisfies γHμ aHb ≈ηHμ aw , it can be expressed as follows.

なお、この場合、実際のヘモグロビンの光吸収係数はμaHbであるが、比例定数ηを乗じた光吸収係数μaHb(等価光吸収係数γμaHb)をヘモグロビンの光吸収係数として扱う。また、実際の水の光吸収係数はμawであるが、比例定数ηを乗じた光吸収係数μaw(等価光吸収係数ημaw)を水の光吸収係数として扱う。 In this case, the actual light absorption coefficient of hemoglobin is μ aHb , but the light absorption coefficient μ aHb (equivalent light absorption coefficient γμ aHb ) multiplied by the proportional constant η is treated as the light absorption coefficient of hemoglobin. The actual light absorption coefficient of water is μ aw , but the light absorption coefficient μ aw (equivalent light absorption coefficient ημ aw ) multiplied by the proportional constant η is treated as the light absorption coefficient of water.

このような2波長(λ1,λ3)を選択することで、光散乱の差を小さく、伝播距離Δldの差を小さくすることができる。本実施の形態では、800nmの波長λ1の第1の波長λAとして用い、λ=1200〜1300nm近傍における、光吸収係数γμaHb≒ημawとなる波長λ3を第2の波長λBとして用いる。 By selecting such two wavelengths (λ1, λ3), the difference in light scattering can be reduced and the difference in propagation distance Δld can be reduced. In the present embodiment, the first wavelength λA of the wavelength λ1 of 800 nm is used, and the wavelength λ3 that satisfies the light absorption coefficient γμ aHb ≈ημ aw in the vicinity of λ = 1200 to 1300 nm is used as the second wavelength λB.

次に、波長選択方法について説明する。図12は、λ=1200〜1300nm近傍における等価光吸収係数の波長依存性を模式的に表した図である。図4からも分かるように、波長が大きくなるに従ってヘモグロビンの光吸収係数γμaHbは減少する一方、水の光吸収係数ημawは増加する傾向を示す。ここで波長を掃引しながら、観測した拡散反射光量差ΔRdの極大値となる波長を求めることで、(5)式における(1−ηH−Fw−β)μawとγHμaHbの大よその等価光吸収波長λe1を求めることができる。図12に示す通り、光吸収係数γμaHb≒ημawとなる波長はその等価光吸収波長λe1よりも長波長であると考えられる。または、γ=ηとして、μaHb≒μawとなる波長λe2を吸収係数μaHb,μawに関する分光データより実験的に求めても良い。 Next, a wavelength selection method will be described. FIG. 12 is a diagram schematically showing the wavelength dependence of the equivalent light absorption coefficient in the vicinity of λ = 1200 to 1300 nm. As can be seen from FIG. 4, the light absorption coefficient γμ aHb of hemoglobin decreases as the wavelength increases, while the light absorption coefficient ημ aw of water tends to increase. Here, while sweeping the wavelength, by obtaining the maximum wavelength of the observed diffuse reflection light amount difference ΔRd, the equivalent of (1−ηH−Fw−β) μ aw and γHμ aHb in equation (5) The light absorption wavelength λe1 can be obtained. As shown in FIG. 12, the wavelength at which the light absorption coefficient γμ aHb ≈ημ aw is considered to be longer than the equivalent light absorption wavelength λe1. Or as γ = η, μ aHb ≒ μ aw become absorbed wavelength λe2 coefficient mu AHB, may be determined from empirically spectral data relating mu aw.

実験的に求めた波長1300nm近傍において、異なるH,Fwに対して異なる検出位置の拡散反射光量差ΔRd計算したのが、図13である。Fwに大きく依存するが、Hにも依存するため、Fwの推定量の精度を上げることができる。図14に示したのが、検出位置(3mm)におけるFwに対する拡散反射光量差ΔRdを示す図である。図13では明確ではなかったが、Hを0.2〜0.6まで変化させた場合でも、拡散反射光量差ΔRdの変化は無視できる。   FIG. 13 shows the diffuse reflection light amount difference ΔRd calculated at different detection positions for different H and Fw in the vicinity of the experimentally obtained wavelength of 1300 nm. Although it greatly depends on Fw, it also depends on H, so that the accuracy of the estimated amount of Fw can be improved. FIG. 14 shows a diffuse reflection light amount difference ΔRd with respect to Fw at the detection position (3 mm). Although not clear in FIG. 13, even when H is changed from 0.2 to 0.6, the change in the diffuse reflection light amount difference ΔRd can be ignored.

波長1300nm(λ3)の光を用いた場合において、すなわち第2の波長λBの光として波長1300nmの光を用いた場合において、β、μaw(λ3)、Δld3と計測したΔRd(λ3,d)からHの影響を排除して、次式からFwを推定できる。 When light having a wavelength of 1300 nm (λ3) is used, that is, when light having a wavelength of 1300 nm is used as light of the second wavelength λB, ΔRd (λ3, d3 ) measured as β, μ aw (λ3), Δl d3 ) To eliminate the influence of H, and Fw can be estimated from the following equation.

以上から、波長800nm(λ1(λA)),波長1300nm(λ3)近傍の波長(λB)の光を用いた場合において、上記(12)式からFwを推定することにより、γ、μaHb(γ1)、Δld1と計測したΔRd(λ1,d)から、下記の(13)式によって、組織水分比率Fwの影響を排除した真のH(Hct)を推定できる。なお、(13)式において、αはFwのH換算係数である。 From the above, when light having a wavelength (λB) in the vicinity of a wavelength of 800 nm (λ1 (λA)) and a wavelength of 1300 nm (λ3) is used, Fw is estimated from the above equation (12) to obtain γ, μ aHb (γ1 ), Δl d1 and the measured ΔRd (λ1, d), the true H (Hct) excluding the influence of the tissue moisture ratio Fw can be estimated by the following equation (13). In the equation (13), α is an H conversion coefficient of Fw.

実際の測定では、事前に生体に疑似的な光散乱を生ずる標準試料や血液を用いて、図9、図14の検量カーブ(線形式)を求めた上で二つの波長でのΔRdを測定して、真のヘマトクリット値H(Hct)を推定する。より精度を高めるためには、測定開始時点において、採血による実測ヘマトクリット値H0によりパラメータ値の調整を行っても良い。 In actual measurement, a calibration curve (linear form) shown in FIGS. 9 and 14 is obtained in advance using a standard sample or blood that causes pseudo light scattering in a living body, and then ΔRd at two wavelengths is measured. Thus, a true hematocrit value H (Hct) is estimated. In order to increase the accuracy, the parameter value may be adjusted by the measured hematocrit value H 0 by blood collection at the time of starting measurement.

以上のように、本実施の形態は、ヘモグロビンに主要な吸収を呈する波長λAと、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数μaHb≒μaw(γμaHb≒ημaw)を呈する波長λBの二つの光を用いて、拡散反射光量ΔRdの変動を測定することにより、予め作成した検量カーブに基づき、組織水分比率Fwの影響を排除した真のヘマトクリット値H(Hct)を推定できる。 As described above, the present embodiment has two wavelengths, λA, which exhibit major absorption in hemoglobin, and wavelengths λB, which exhibit the same light absorption coefficient μ aHb ≈μ aw (γμ aHb ≈ημ aw ) between hemoglobin and water. By measuring the variation of the diffuse reflected light amount ΔRd using light, it is possible to estimate the true hematocrit value H (Hct) excluding the influence of the tissue moisture ratio Fw based on a calibration curve prepared in advance.

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本実施の形態を説明したが、本実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態の構成や詳細には、本実施の形態の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
As described above, the present embodiment has been described with reference to the embodiment, but the present embodiment is not limited to the above-described embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present embodiment within the scope of the technical idea of the present embodiment.

1(1−1)…第1の光源、1(1−2)…第2の光源、2…光検出器、3…ヘマトクリット値算出処理部、10…ヘマトクリット値測定装置、31…第1の拡散反射光量変動観測部、32…第2の拡散反射光量変動観測部、33…ヘマトクリット値算出部、34…組織水分比率算出部、35…ヘマトリック値推定部、301…血管、302…皮膚、303…生体組織。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1-1) ... 1st light source, 1 (1-2) ... 2nd light source, 2 ... Photodetector, 3 ... Hematocrit value calculation process part, 10 ... Hematocrit value measuring device, 31 ... 1st Diffuse / reflected light amount fluctuation observation unit, 32... Second diffuse / reflected light quantity fluctuation observation unit, 33 ... Hematocrit value calculation unit, 34 ... Tissue moisture ratio calculation unit, 35 ... Hematic value estimation unit, 301 ... Blood vessel, 302 ... Skin, 303 ... living tissue.

Claims (6)

血管を流れる血液中の赤血球の体積割合をヘマトクリット値として測定するヘマトクリット値測定装置において、
前記血管を含む生体組織に対して第1の波長の光を照射する第1の光源と、
前記血管を含む生体組織に対して前記第1の波長とは異なる第2の波長の光を照射する第2の光源と、
前記生体組織内を拡散伝搬して外部へ出射される前記第1の波長の光および前記第2の波長の光の光量を拡散反射光量として検出する光検出器とを備え、
前記第1の波長の光および前記第2の波長の光のうち1つは、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光である
ことを特徴とするヘマトクリット値測定装置。
In a hematocrit value measuring device that measures a volume ratio of red blood cells in blood flowing through a blood vessel as a hematocrit value,
A first light source that irradiates a living tissue including the blood vessel with light having a first wavelength;
A second light source that irradiates the biological tissue including the blood vessel with light having a second wavelength different from the first wavelength;
A light detector that detects the amount of light of the first wavelength and the light of the second wavelength that is diffused and propagated in the living tissue and emitted to the outside as a diffuse reflected light amount;
One of the light of the first wavelength and the light of the second wavelength is light having a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water. The hematocrit value measuring apparatus,
請求項1に記載されたヘマトクリット値測定装置において、
前記第1の波長の光は、ヘモグロビンに主要な吸収を呈する波長の光であり、
前記第2の波長の光は、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光である
ことを特徴とするヘマトクリット値測定装置。
In the hematocrit value measuring device according to claim 1,
The light of the first wavelength is light having a wavelength that exhibits major absorption in hemoglobin,
The hematocrit value measuring apparatus, wherein the light of the second wavelength is light of a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water.
請求項1又は2に記載されたヘマトクリット値測定装置において、
前記血管の拡張時と伸縮時の前記第1の波長の光の前記拡散反射光量の変動を観測する第1の拡散反射光量変動観測手段と、
前記血管の拡張時と伸縮時の前記第2の波長の光の前記拡散反射光量の変動を観測する第2の拡散反射光量変動観測手段と、
前記第1の拡散反射光量変動観測手段によって観測された前記第1の波長の光の拡散反射光量の変動より前記血管を流れる血液のヘマトクリット値を算出するヘマトクリット値算出手段と、
前記第2の拡散反射光量変動観測手段によって観測された前記第2の波長の光の拡散反射光量の変動より前記生体組織に含まれている水分量の比率を組織水分比率として算出する組織水分比率算出手段と、
前記ヘマトクリット値算出手段によって算出されたヘマトクリット値を前記組織水分比率算出手段によって算出された組織水分比率を用いて補正することによって前記生体組織に含まれる水分量の影響を排除した真のヘマトクリット値を推定するヘマトクリット値推定手段と
を備えることを特徴とするヘマトクリット値測定装置。
In the hematocrit value measuring device according to claim 1 or 2,
First diffuse reflected light amount fluctuation observation means for observing fluctuations in the diffuse reflected light amount of the light of the first wavelength when the blood vessel is expanded and contracted;
Second diffuse reflected light amount fluctuation observation means for observing fluctuations in the diffuse reflected light amount of the light of the second wavelength when the blood vessel is expanded and contracted;
Hematocrit value calculating means for calculating a hematocrit value of the blood flowing through the blood vessel based on fluctuations in the diffuse reflected light quantity of the light of the first wavelength observed by the first diffuse reflected light quantity fluctuation observation means;
Tissue moisture ratio that calculates the ratio of the amount of moisture contained in the living tissue as the tissue moisture ratio from the variation in the amount of diffusely reflected light of the second wavelength light observed by the second diffusely reflected light amount variation observation means A calculation means;
By correcting the hematocrit value calculated by the hematocrit value calculating means using the tissue moisture ratio calculated by the tissue moisture ratio calculating means, a true hematocrit value that eliminates the influence of the amount of water contained in the living tissue is obtained. A hematocrit value measuring device comprising: a hematocrit value estimating means for estimating.
血管を流れる血液中の赤血球の体積割合をヘマトクリット値として測定するヘマトクリット値測定方法において、
前記血管を含む生体組織に対して第1の波長の光を照射する第1ステップと、
前記血管を含む生体組織に対して前記第1の波長とは異なる第2の波長の光を照射する第2ステップと、
前記生体組織内を拡散伝搬して外部へ出射される前記第1の波長の光および前記第2の波長の光の光量を拡散反射光量として検出する第3ステップとを備え、
前記第1の波長の光および前記第2の波長の光のうち1つは、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光である
ことを特徴とするヘマトクリット値測定方法。
In a hematocrit value measuring method for measuring a volume ratio of red blood cells in blood flowing through a blood vessel as a hematocrit value,
A first step of irradiating the biological tissue including the blood vessel with light having a first wavelength;
A second step of irradiating the biological tissue including the blood vessel with light having a second wavelength different from the first wavelength;
A third step of detecting the amount of light of the first wavelength and the second wavelength of light diffused and propagated in the living tissue and emitted to the outside as a diffuse reflected light amount,
One of the light having the first wavelength and the light having the second wavelength is light having a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water. The method of measuring a hematocrit value, wherein:
請求項4に記載されたヘマトクリット値測定方法において、
前記第1の波長の光は、ヘモグロビンに主要な吸収を呈する波長の光であり、
前記第2の波長の光は、ヘモグロビンと水とで等しい光吸収係数を呈する波長の光である
ことを特徴とするヘマトクリット値測定方法。
In the hematocrit value measuring method according to claim 4,
The light of the first wavelength is light having a wavelength that exhibits major absorption in hemoglobin,
The hematocrit value measuring method, wherein the light of the second wavelength is light of a wavelength exhibiting an equal light absorption coefficient between hemoglobin and water.
請求項4又は5に記載されたヘマトクリット値測定方法において、
前記血管の拡張時と伸縮時の前記第1の波長の光の前記拡散反射光量の変動を観測する第4ステップと、
前記血管の拡張時と伸縮時の前記第2の波長の光の前記拡散反射光量の変動を観測する第5ステップと、
前記第4ステップによって観測された前記第1の波長の光の拡散反射光量の変動より前記血管を流れる血液のヘマトクリット値を算出する第6ステップと、
前記第5ステップによって観測された前記第2の波長の光の拡散反射光量の変動より前記生体組織に含まれている水分量の比率を組織水分比率として算出する第7ステップと、
前記第6ステップによって算出されたヘマトクリット値を前記第7ステップによって算出された組織水分比率を用いて補正することによって前記生体組織に含まれる水分量の影響を排除した真のヘマトクリット値を推定する第8ステップと
を備えることを特徴とするヘマトクリット値測定方法。
In the hematocrit value measuring method according to claim 4 or 5,
A fourth step of observing fluctuations in the amount of diffusely reflected light of the light having the first wavelength during expansion and contraction of the blood vessel;
A fifth step of observing fluctuations in the amount of diffusely reflected light of the light of the second wavelength during expansion and contraction of the blood vessel;
A sixth step of calculating a hematocrit value of the blood flowing through the blood vessel from a variation in the amount of diffusely reflected light of the light of the first wavelength observed in the fourth step;
A seventh step of calculating, as a tissue moisture ratio, a ratio of the amount of water contained in the living tissue from a variation in the amount of diffusely reflected light of the second wavelength light observed in the fifth step;
A first hematocrit value that eliminates the influence of the amount of water contained in the living tissue is estimated by correcting the hematocrit value calculated in the sixth step using the tissue moisture ratio calculated in the seventh step. A hematocrit value measuring method comprising: 8 steps.
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