JP2019017990A - 濃度測定モジュール、透析装置及び濃度算出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、透析治療が長期化すると、β2ミクログロブリンが沈着することにより起こる透析アミロイドーシス等の合併症の問題がある。透析アミロイドーシスは、低分子タンパク質を除去することのできる高透過性能透析膜を用いることにより、症状を緩和させることができることがわかっている。しかしながら、このような高透過性能透析膜は他の物質の透過性能も高いため、例えば、体内に必要なアルブミンも同時に漏出させてしまう。
高透過性能透析膜を用いて適切な透析を行うためには、透析排液中の老廃物である尿素様溶質とアルブミンの濃度を同時にリアルタイムで連続モニタリングする必要がある。そのため、特許文献3のようにフィルタによりアルブミンを含む分画とアルブミンを含まない分画とに分けて透過率を測定し、その差分をアルブミン濃度として計算する方法が提案されている。また、特許文献4のように、複数の受光部を設置し、透過光強度と蛍光発光強度をモニタリングすることで尿素様溶質とアルブミン濃度を同時に連続モニタする方法も提案されている。
そこで、本発明は、流体に含まれる2成分の物質の濃度を、より高精度に同時に測定することの可能な濃度測定モジュール、透析装置及び濃度算出方法を提供することを目的としている。
さらに、本発明の一態様に係る濃度算出方法は、上記態様の濃度測定モジュールを用いて、光源の出力光が照射される被照射体中に含まれる2成分の物質の濃度を算出する方法であって、前記被照射体による前記出力光の吸収量に相関のある第1の信号を取得するステップと、前記出力光による前記被照射体の励起量に相関のある前記第1の信号とは異なる第2の信号を取得するステップと、前記第1の信号及び前記第2の信号に基づいて前記2成分の物質の濃度を算出するステップと、を備えることを特徴としている。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールは、内部に被照射体を導入可能な筐体と、筐体の内部に出力光を入射する光源とを備える。さらに、筐体内から放射される光を受光する第1の受光部と第2の受光部とを備え、第1の受光部は、光源の出力光の波長に対して感度を有する。第2の受光部は、第1の受光部よりも長い波長に対して感度を有する。
光源から放射された出力光の一部は被照射体に入射され、被照射体によってその一部が吸収された後、第1の受光部に入射される。第1の受光部は光源の出力光の波長に対して感度を有するため、第1の受光部からは、光源が放射する出力光の波長に対する被照射体の透過率に応じた電気信号(以下、第1の信号ともいう。)が発生する。したがって、この第1の信号に基づいて、被照射体中の光吸収性溶質の濃度を算出することができる。光吸収性溶質の一例として、例えば尿素様溶質の濃度を測定することができる。
さらに、光源と第1の受光部とは、光源の出射面と第1の受光部の受光面とが向かい合うように配置され、光源と第1の受光部と第2の受光部とは、光源と第1の受光部とを通る直線のうちの筐体内部に相当する線分に対して、第2の受光部の受光面の法線とが直交する位置関係となるように配置され、光源と第1の受光部とを通る直線のうちの筐体内部に相当する線分の長さXと、第2の受光部の受光面の法線を含む直線のうちの筐体内部に相当する線分の長さYとは、Y/X>1を満たすように配置されている。そのため、迷光の影響をより減じることができる。
本発明の一実施形態に係る透析装置は、本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールを備えた透析装置である。
本発明の一実施形態に係る透析装置によれば、透析排液中に含まれる2成分を同時に連続的にモニタリングすることができる。
本発明の一実施形態に係る濃度算出方法は、本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールを用いて、光源の出力光が照射される被照射体中に含まれる2成分の物質の濃度を算出する方法であって、被照射体により吸収される、光源の出力光の吸収量に相関のある第1の信号を取得するステップと、光源の出力光による被照射体の励起量に相関のある、第1の信号とは異なる第2の信号を取得するステップと、第1の信号及び第2の信号に基づいて、2成分の物質の濃度を算出するステップと、を備える。
被照射体から第1の信号及び第2の信号をそれぞれ取得することにより、被照射体に含まれる2成分の物質の濃度を同時に測定することができる。
(筐体)
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールに含まれる筐体は、内部に被照射体を導入することができるようになっている。また、筐体は、筐体の外部に設けられた光源の出力光の一部を、筐体の内部に入射することが可能な形態に形成されているか、又は筐体の内部に入射することが可能な材質からなる。また筐体は、筐体内部に入射された光源の出力光の一部が、筐体外部に設けられた第1の受光部に入射可能な形態に形成されているか、又は第1の受光部に入射可能な材質からなる。さらに筐体は、被照射体中の蛍光物質が放射する光の一部を、筐体外部に設けられた第2の受光部に入射することが可能な形態に形成されているか又は第2の受光部に入射することの可能な材質からなる。具体的には、例えば筐体の一部、すなわち、光源の出射面と対向する部分、第1の受光部の受光面と対向する部分、第2の受光部の受光面と対向する部分が、光源の出力光を透過可能な材質からなる形態が考えられる。なお第1の受光部及び第2の受光部は、必ずしも筐体外部に設けられている必要はなく、光源の出力光のうち被照射体により減衰された光又は、光源の出力光により励起した被照射体の励起光を受光することができればよく、例えば筐体内に設けられていてもよい。
また筐体は、被照射体を筐体内に導入可能な被照射体流入口と、被照射体を筐体外に排出するための被照射体排出口を備えることが好ましい。被照射体流入口及び被照射体排出口の一例としては、筐体の一部に貫通孔を設けた形態が考えられる。
また筐体の内部に導入される被照射体は2成分以上の物質からなることが好ましい。被照射体が2成分以上の物質からなることで、第1の信号及び第2の信号に基づいて被照射体に含まれる2成分の濃度を測定することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールに含まれる光源は、出力光が、被照射体に照射されるように筐体の外部又は内部に設置される。光源の出力光の波長帯は、被照射体に含まれる2成分以上の物質のうち、濃度の測定対象として設定した2つの成分のうちの一方によって吸収され、他方を励起可能な波長帯であれば特に限定されない。光源は必ずしも筐体外部に設けられている必要はなく、筐体内に設けられていてもよい。
励起光の強度を高め、第2の受光部の出力である第2の信号のS/N比を向上させる観点から、光源は、特に200nm以上300nm以下の波長帯を有することが好ましい。光源の波長帯が200nm以下であると、被照射体の浅部で光が吸収されてしまい十分な蛍光が得られない恐れがある。光源の波長帯が300nm以上であると、被照射体中の測定対象の一つである、タンパク質の蛍光波長とその他、散乱光などの光成分との分離が困難になる恐れがある。つまり、S/N比が悪くなる可能性がある。
また波長帯が200nm以上300nm以下の光を発光する光源の他の例としては、水銀ランプを用いることもできる。
また出力光を単一の波長とし、測定精度を向上させる観点から、光源がバンドパスフィルタ等の光学素子を有することも好ましい。
また不要な反射光等が第1の受光部及び第2の受光部に入射することを防ぐ観点から、光源が出力光の出射角を制限する障害物を有することも好ましい。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールに含まれる第1の受光部は、光源の出力光の波長に対して感度を有するものであれば特に限定されない。ここで感度とは、入射した光を電気信号に変換する能力を意味する。つまり本発明の一実施形態に係る第1の受光部は、光源の出力光の波長に対応する光が入射した際に、電気信号を出力することが可能なものであればよい。
また第1の受光部は、光源の出力光のうち、筐体の内部を経て筐体の外部に放射される光を受光することが好ましい。これにより、被照射体に含まれる成分による出力光の吸収を第1の受光部で検出することができる。
また第1の受光部は、光源の出力光のうち、被照射体によって減衰する波長の光を受光することが好ましい。これにより、第1の受光部からは、被照射体に含まれる成分のうち、光源の出力光を吸収する成分の濃度に依存した信号を第1の信号として取り出すことが可能となる。
第1の受光部が出力する第1の信号は、例えば、後述する演算部に出力してもよい。また、第1の受光部が出力する第1の信号を、光源を制御する制御部に出力し、制御部で演算処理を行っても良い。
また第1の受光部に入射する光を単一の波長とし、測定精度を向上させる観点から、第1の受光部がバンドパスフィルタ等の光学素子を有することも好ましい。
また不要な反射光等が入射することを防ぐ観点から、第1の受光部が、入射光の入射角を制限する障害物を有することも好ましい。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールに含まれる第2の受光部は、第1の受光部よりも長い波長に対して感度を有するものであれば特に限定されない。ここで感度とは入射した光を電気信号に変換する能力を意味する。またここで、「第2の受光部は、第1の受光部よりも長い波長に」とは、第1の受光部の出力がピークとなる波長よりも第2の受光部の出力がピークとなる波長の方が長いことを意味する。
また第2の受光部は、光源の出力光のうち、筐体の内部を経て筐体の外部に放射される光を受光することが好ましい。これにより、光源の出力光による、被照射体に含まれる成分の励起を第2の受光部で検出することができる。
また第2の受光部は、光源の出力光により被照射体に含まれるアルブミンが発する励起光を受光してもよい。アルブミンは、280nmの波長の光によって強く励起されるため、光源として発光ダイオード(LED)を利用することができる。またこの場合、前述のように、尿酸は280nmの光を強く吸収するため、被照射体が尿酸とアルブミンを含む場合には、両成分の濃度を同時、且つ、高精度に測定することができる。
第2の受光部としては、種々の受光素子を用いることが可能である。一例としては、フォトダイオードのような受光素子が挙げられる。この場合、光源の出力光の波長に対して感度を有するために、フォトダイオードの受光層のバンドギャップを、光源の出力光の波長のエネルギーと同じかそれより小さい半導体材料で形成することができる。より具体的には、一般的なフォトダイオードや、p又はnの片方のみの電導性の層を利用したショットキー型フォトダイオード、MSM型フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトコンダクタのような構造を有する受光素子を用いることができるが特にこれには限定されない。
また不要な反射光等が入射することを防ぐ観点から、第2の受光部が入射光の入射角を制限する障害物を有することも好ましい。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールに含まれる第2の受光部は、光源が放出し、被照射体にて蛍光発光した光を受光し、光電変換して電気信号を出力するものであればよい。
第2の受光部から出力される電気信号(第2の信号)は非常に微弱な電流であるため、第2の受光部から出力される電気信号を増幅回路で増幅してもよい。この場合、電気信号としての電流と配線の振動や外界からの電場等から発生するノイズ電流との峻別の観点から、第2の受光部の受光体から最初の増幅回路までの距離、すなわち、第2の受光部の受光体本体の中心と配線が最初の増幅回路へ接する点との間の直線距離(以下、回路間直線距離ともいう。)は5cm以内であることが好ましく、2cm以内であることがより好ましい。
また、このとき濃度測定モジュールと第2の受光部の増幅回路全体が電気の良導体で覆われていることが好ましく、実質的に良導体で覆われているためには、配線の中心から見た立体角で、90%以上が良導体で覆われていることが好ましい。ここでいう「配線の中心」とは後述の図9中に示すMの位置をいい、配線に使用する電線の導体部の重量中心点のことをいう。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールは、第1の受光部の筐体の内部に対する視野体積をPとし、第2の受光部の筐体の内部に対する視野体積をQとすると、1≦Q/P≦200を満たすことが好ましい。Pの視野体積を小さくすることで、被照射体の吸光度が大きい場合においても、測定のために必要な励起光を得ることができる。Qの視野体積を大きくすることで、第2の受光部へ入射する光子数が増え、蛍光発光を効率よく第1の受光部、第2の受光部としてのフォトダイオードに入射できるようになる。Q/Pが1より小さいと、透過光に比して、強度の小さい蛍光を測定するために、新たな光学系、もしくは大規模な電気的な増幅機構が必要になってしまう恐れがある。Q/Pを200より大きくした場合は、第2の受光部が光源から遠くなりすぎ、また、光路を安定して保持するが困難な形状になってしまう恐れがある。
またこの場合、直線Bは、線分A1の中点Sを通ることが好ましい。つまり、第2の受光部の受光面の中心を通る法線が直線Bの一部をなすように配置されることが好ましい。この様な配置とすることによって、より蛍光発光の強い部分からの光が第2の受光部に入射されやすくなる。
さらに、後述の図3のグラフで示すように、線分A1の長さXは、2mm≦X≦5mmを満たすことがより好ましい。Xが2mmより短いと、透過率が大きくなりすぎ十分な励起光が得られなくなってしまう。Xが5mmより長いと、吸光度が大きくなりすぎる恐れがあり、透過率測定のための光源として非常に照射強度が強いものが必要になってしまう恐れがある。
さらに、線分A1の長さXと直線Bのうちの筐体内部に存在する部分の長さYとを、Y/X>1となるようにすることにより、迷光の影響をより減じることができる。最も迷光の原因となりやすい光源自体の表面からの乱反射を防ぐためには、Y/Xが2√3を超えることが好ましい。つまり、一般的に表面からの乱反射のような光を照射する光源は放射照度が、面の法線と光の入射角との間の余弦に比例するランバート輻射を行う光源とみなすことができる。そのため、Y/Xが2√3を超えることで、光源の面の法線と第2の受光部の位置の角度を大きく、すなわち余弦を小さくできる。その結果、迷光の照射強度を1/2以下に減ずることができ、これはデジタル回路において1ビット分に相当するためデジタル回路で1ビット分減ずることが出来る。光路の直線性保持及び、光源とセンサとの距離の適正化の観点からY/Xは50未満であることが好ましく、Y/Xは20未満であることがより好ましい。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールは、第1の受光部及び第2の受光部の出力、つまり、第1の信号及び第2の信号に基づいて、被照射体に含まれる各成分の濃度を算出する演算部をさらに備えてもよい。また、第2の受光部の出力を増幅する増幅回路を設け、演算部では、第1の受光部の出力及び、増幅回路で増幅した後の第2の受光部の出力に基づいて演算を行うようにしてもよい。
濃度を算出する具体的な方法の一例としては、以下のようなものが考えられるが、特にこの算出方法には限定されない。
Ca(t)
=Ca(0)×
(log10(I(t)/I(bl))/log10(I(0)/I(bl))
……(1)
このCa(t)を常時記録することで、被照射体中の吸光性物質の濃度をリアルタイムで計算できるようになる。
Cb(t)
=Cb(0)×((Fb(t)−Fb(bl))/(Fb(0)−Fb(bl)))
……(2)
このCb(t)とCb(t)の積分値とを常時記録することで、被照射体中の蛍光性物質をリアルタイムで計算することができる。
本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュールは、光源の駆動を制御する制御部をさらに備えてもよい。制御部は光源を駆動する機能を持つ。具体的な例としてはMOSトランジスタをドライブトランジスタとして用いたドライバ回路が挙げられる。具体的な光源の駆動条件としては一定の電流で駆動する定電流駆動回路を利用しても良い。また、直流の駆動電流で光源を駆動しても良いが、消費電力の観点から、パルス駆動で駆動した方が好ましい場合がある。駆動時の発熱による輻射を抑えるため、パルス駆動で駆動した方がさらに好ましい場合がある。パルス駆動の具体的なデューティー比(Duty比)は50%以下が好ましい。発熱と消費電力を抑えるため、Duty比を25%、又は10%以下にしても良いし、5%以下としても良い。
また制御部は、出力光がDuty比20%以下の発光パルスとなるように光源を駆動してもよい。Duty比20%以下の発光パルスを用いることで、LEDの熱による劣化や発光効率の低下を押さえながら、実質的に連続データとして計算できる濃度モニタリングを行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態の具体例を説明するが、説明は本発明の一形態であり、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下に説明する各図において、同一の構成及び機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る濃度測定モジュール70の一例を示したものである。濃度測定モジュール70は、筐体1と、光源2と、第1の受光部3と、第2の受光部4と、被照射体流入口5と、被照射体排出口6と、を備える。
さらに、被照射体流入口5及び被照射体排出口6が設けられた向かい合う一対の側面とは別の一対の側面の一方に、第2の受光部4が設けられている。第2の受光部4は、側面の左右方向及び上下方向共に略中央部に設けられている。
この濃度測定モジュール70において、光源2と第1の受光部3の受光面とは対向するように配置され、筐体1はその間に配置される。光源2から射出した光は、直線状に筐体1及び筐体1内の被照射体を通過して第1の受光部3に入射される。この間に光エネルギーが被照射体によって吸収されるため、被照射体による吸収をランベルトベールの法則にしたがって計算することで、被照射体中の光吸収性成分の濃度が求められる。光源2のエネルギーを有効に利用するためには筐体1が光源2の発光波長に対して、吸収が少ないことが望ましく、筐体1の素材として例えば石英ガラスが用いられる。
そして、第1の受光部3及び第2の受光部4における検出信号(第1の信号、第2の信号)は演算部7に入力される。演算部7は、第1の受光部3及び第2の受光部4における検出信号を入力しこれら検出信号に基づいて、被照射体に含まれる各成分の濃度を算出する。また、光源2は、制御部8によって、例えばパルス駆動、連続点灯、または間欠駆動のうちから適切な方法によって駆動される。
図2中の長さX、つまり、光源2と第1の受光部3とを結ぶ直線の、筐体1内に相当する部分の長さは、濃度の測定対象である被照射体の、光源2の発光波長における吸光度に応じて決定される。被照射体中の光吸収性成分の濃度はモニタリング時間中に変化するが、対象となる被照射体中の光吸収性成分の最高濃度時の吸光係数をEmax/cm、最低濃度時の吸光係数をEmin/cmとすると、10^(−Emin×X)は透過率の最小値になり、10^(−Emin×X)は透過率の最大値になる。(3)式で表されるIdefが最大となるようにXを定める。なお、(3)式中のXは、図2中に示す、光源2と第1の受光部3との間を結ぶ線分Aの、筐体1内に相当する部分の長さである。また、「^」は、べき乗を表す。また、Idefは、目的の測定対象水溶液のダイナミックレンジを表す指標である。
Idef=10^(−Emin×X)−10^(−Emax×X) ……(3)
なお、図3において、横軸は光源2と第1の受光部3とを結ぶ線分Aのうち、筐体内部に属する部分である線分A1の長さX、縦軸はIdefである。図3に示すように、Idefは、Xが3mmであるときにピークとなり、Xが3mmより大きくなるほど減少し、Xが3mmより小さくなるほど減少する。
Idefと尿酸濃度と透過率との関係における直線性とのどちらを優先させるかは、受光部の増幅性能にもよるが、Idefが「0.7」を超えているのであれば、直線性が良好となる条件を優先させても良い。
図8は、光源2が消灯状態であるときに第2の受光部4から得られる第2の信号の平均値を0%とし、光源2が点灯状態であるときに第2の受光部4から得られる第2の信号の平均値を100%とし、回路間直線距離が2cmである場合と、40cmである場合とで、これら2つの平均値を基準とした相対信号強度を各時間でプロットしてノイズを比較したものである。
図8に示すように、特性線L1で示す回路間直線距離が2cmである場合の方が、回路間直線距離が40cmである場合に比較して、ノイズが大幅に低減されていることがわかる。
図10において、横軸は時間、縦軸は相対信号強度を表す。また、特性線L11は、電気的に遮蔽を行った場合の各時間の相対信号強度を示し、光源2が消灯している区間では0%からの乖離がノイズの大きさを示し、光源2が点灯している区間では、100%からの乖離がノイズの大きさを示す。特性線L12は、電気的に遮蔽を行わない場合の各時間の相対信号強度を示し、光源2が消灯している区間では0%からの乖離がノイズの大きさを示し、光源2が点灯している区間では、100%からの乖離がノイズの大きさを示す。
なお、上記実施形態では、第1の受光部3と第2の受光部4との2つの受光部を設け、被照射体に含まれる2つの成分の濃度を検出する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、第2の受光部4が設けられた側面と対向する面に、例えば、第2の受光部4とは異なる第3の波長の励起光に感度を有する第3の受光部を設け、光源2の出力光に励起された励起光を第3の受光部により受光し、第3の受光部の出力信号に基づき、被照射体に含まれる、第3の波長の励起光を発する成分の濃度を測定するようにしてもよい。同様の手順で、被照射体に含まれる4以上の成分の濃度を同時に測定するようにしてもよい。
図11は、本発明の第1実施形態に係る血液透析装置75の構成例を示す概念図である。
図11に示すように、この血液透析装置75は、透析廃液の紫外光吸収を利用した老廃物濃度測定機能を有する装置である。血液透析装置75は、高分子多孔質膜からなる中空糸膜を備えた血液浄化器であるダイアライザ80と、ダイアライザ80に接続された血液回路のうち動脈側血液回路に接続されるライン81と、ダイアライザ80に接続された血液回路のうちの静脈側血液回路に接続されるライン82と、ダイアライザ80に接続された透析液ラインのうち透析液導入ライン83と、ダイアライザ80に接続された透析液ラインのうち透析液排出ライン84と、透析液排出ライン84に接続された濃度測定モジュール70と、を備える。
C1(t)
=C1(0)×
(log10(I(t)/Ibl)/log10(I(0)/Ibl))
……(4)
C2(t)
=C2(0)×((F(t)−Fbl)/(F(0)−Fbl)) ……(5)
本発明の実施例として、上述した濃度測定モジュール70を、尿素様物質の濃度とアルブミンの濃度との同時測定に応用した場合について説明する。
尿素様物質としては尿酸を用いた。尿酸は透析排液中の尿素様物質をモニタリングするための物質として用いることができる。一般的な透析条件における、透析排液中の尿酸濃度の濃度変化を参考にして、試験溶液を0.5mg/dL以上8.0mg/dL以下の濃度で調整した。
筐体としては紫外光透過性の石英ガラス製の筐体を用い、長さXが2mm、長さYが10mmの筐体を測定に用いた。
光源としては、280nmに発光波長のピークを持つ深紫外光LEDを用いた。また光源の駆動はデューティー比20%のパルスを1秒おきに発光させることにより行った。
第1の受光部としては、前記深紫外光LEDの発光波長に感度を持つSiCフォトダイオードを用い、第2の受光部としては、340nmのアルブミンの蛍光発光ピークに感度をもつSiフォトダイオードを用いた。
図13は、尿酸を含まないアルブミン−ホウ酸緩衝液のアルブミン濃度と濃度測定モジュール70の第2の受光部4が出力する第2の信号から得られる蛍光強度Flの一例を示すグラフである。アルブミンの濃度にしたがった蛍光発光に応じた第2の信号が得られていることがわかる。図13において、横軸はアルブミン濃度(mg/dL)、縦軸は蛍光強度Flである。蛍光強度Flは第2の受光部4から得られた電気信号(第2の信号)を増幅した値をアナログ‐デジタル変換した値で、単位は任意単位(a.u.)である。
蛍光強度Flは水溶液の吸収によって励起光が減少するため、実際のアルブミン濃度と蛍光強度の相関が得られなくなるが、本発明の第1の受光部3によって同時に測定される透過率T1と式(6)による補正を用いてFl_normを算出することで、良好な直線性をもつ相関関係を得ることができる。
補正蛍光強度Fl_norm
=蛍光強度Fl÷(0.797×T1+0.203) ……(6)
補正された補正蛍光強度Fl normが表す直線関係を図15に示す。尿酸とアルブミンのお互いが共存している状況下でも、適切にアルブミン濃度が検出できていることがわかる。なお、図15において、横軸は補正蛍光強度Fl norm、縦軸はアルブミン濃度CAlb(mg/dL)である。
2 光源
3 第1の受光部
4 第2の受光部
5 被照射体流入口
6 被照射体排出口
70 濃度測定モジュール
75 血液透析装置
80 ダイアライザ
81 動脈側血液回路に接続されるライン
82 静脈側血液回路に接続されるライン
83 透析液導入ライン
84 透析液排出ライン
Claims (22)
- 内部に被照射体を導入可能な筐体と、
前記筐体の内部に出力光を入射する光源と、
前記光源の出力光の波長に対して感度を有し、前記筐体内から放射される光を受光する第1の受光部と、
前記第1の受光部よりも長い波長に対して感度を有し、前記筐体内から放射される光を受光する第2の受光部と、
を備え、
前記光源と前記第1の受光部とは、前記光源の出射面と前記第1の受光部の受光面とが向かい合うように配置され、
前記光源と前記第1の受光部と前記第2の受光部とは、前記光源と前記第1の受光部とを通る直線のうちの前記筐体内部に相当する線分に対して、前記第2の受光部の受光面の法線とが直交する位置関係となるように配置され、
前記光源と前記第1の受光部とを通る直線のうちの前記筐体内部に相当する線分の長さXと、前記第2の受光部の受光面の法線を含む直線のうちの前記筐体内部に相当する線分の長さYとは、
Y/X>1
を満たす濃度測定モジュール。 - 前記線分の長さXと前記線分の長さYとは、
2√3<Y/X<50
を満たす請求項1に記載の濃度測定モジュール。 - 前記線分の長さXと前記線分の長さYとは、
1.4≦Y/(X^0.2)≦20
を満たす請求項1又は請求項2に記載の濃度測定モジュール。 - 前記第1の受光部は、
前記出力光のうち前記筐体内部を透過した光を受光し、
前記第2の受光部は、
前記光源の出力光により励起された前記筐体内の励起光を受光する請求項1から請求項3の何れか1項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記第1の受光部は、
前記出力光のうち前記被照射体により減衰する波長に対して感度を有し、
前記第2の受光部は、
前記出力光により励起された前記被照射体が放射する前記出力光よりも長波長の励起光に対して感度を有する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記被照射体は、2成分以上の物質を含む請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記第1の受光部の前記筐体の内部に対する視野体積Pと、
前記第2の受光部の前記筐体の内部に対する視野体積Qとは、
1≦Q/P≦200
を満たす請求項1から請求項6の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記第2の受光部の受光面の法線は、前記光源と前記第1の受光部とを通る直線のうちの前記筐体内部に相当する線分の中点を通る請求項1から請求項7の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記線分の長さXは、
1mm≦X≦10mm
を満たす請求項1から請求項8の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記線分の長さXは、
2mm≦X≦5mm
を満たす請求項1から請求項9の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記光源、前記第1の受光部及び前記第2の受光部を含む面で前記筐体を断面視したときの断面形状は長方形である請求項1から請求項10の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記第2の受光部の出力側に、当該第2の受光部の出力そのものを増幅する増幅回路を有し、
前記第2の受光部の受光体本体の中心と、当該受光体本体と前記増幅回路とを接続する配線の前記増幅回路における接続点との間の直線距離が5cm以内である請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記第2の受光部の出力側に、当該第2の受光部の出力そのものを増幅する増幅回路を有し、
前記第2の受光部の受光体から前記増幅回路までの配線の中心から見た立体角で90%以上が良導体で覆われている請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記第2の受光部の出力側に、当該第2の受光部の出力そのものを増幅する増幅回路を有し、
前記第2の受光部の受光体から前記増幅回路までの配線の中心から見た立体角で90%以上が良導体で覆われており、当該良導体により前記増幅回路が電気的に遮蔽されている請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の濃度測定モジュール。 - 前記被照射体は、尿素とアルブミンを含む請求項1から請求項14の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記第1の受光部は、
前記出力光のうち、前記被照射体に含まれる尿素によって減衰する光の波長に対して感度を有し、
前記第2の受光部は、
前記出力光により前記被照射体に含まれるアルブミンが発する励起光の波長に対して感度を有する請求項15に記載の濃度測定モジュール。 - 前記光源は、200nm以上300nm以下の範囲の発光波長帯域を持つ発光ダイオードである請求項1から請求項16の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記第1の受光部及び前記第2の受光部の出力に基づいて、前記被照射体に含まれる成分の濃度を算出する演算部をさらに備える請求項1から請求項17の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記光源の駆動を制御する制御部をさらに備える請求項1から請求項18の何れか一項に記載の濃度測定モジュール。
- 前記制御部は、前記出力光がデューティー比20%以下の発光パルスとなるように前記光源を駆動する請求項19に記載の濃度測定モジュール。
- 請求項1から請求項20の何れか一項に記載の濃度測定モジュールを備える透析装置。
- 請求項1から請求項20の何れか一項に記載の濃度測定モジュールを用いて、光源の出力光が照射される被照射体中に含まれる2成分の物質の濃度を算出する方法であって、
前記被照射体による前記出力光の吸収量に相関のある第1の信号を取得するステップと、
前記出力光による前記被照射体の励起量に相関のある前記第1の信号とは異なる第2の信号を取得するステップと、
前記第1の信号及び前記第2の信号に基づいて前記2成分の物質の濃度を算出するステップと、
を備える濃度算出方法。
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