JP4502060B2

JP4502060B2 - 血液情報取得装置

Info

Publication number: JP4502060B2
Application number: JP2008305937A
Authority: JP
Inventors: 好司玉村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JP2009090126A

Description

本発明は血液情報取得装置に関し、特には血液中の色素タンパク質を精度良好に検出するための血液情報取得装置に関する。

血液中の色素タンパク質の濃度を測定するための血液検査計としては、血色素計やオキシメータがある。血色素は、色素タンパク質のうちの一つであるヘモグロビン（以下、記号Ｈｂで表記する）の血液中における濃度として測定され、下記に示す測定方法がある。

Ｓａｈｌｉの血色素計を用いた場合には、採取した血液に少量の塩酸（ＨＣｌ）を加えて約１５分間３０℃〜６０℃まで加熱して溶血を起こし、血色素を塩酸ヘマチン（ヘミン）に変える。これに蒸留水を加えて希釈し、所定の有色液と比色することにより、Ｈｂの濃度を測定する。Ｈａｄａｎの血色素計を用いた場合には、着色標準ガラスを用意しておき、顕微鏡にて塩酸を加えた採取血液に蒸留水を１滴ずつ加えながら比色することにより、Ｈｂの濃度を測定する。Ｐｈｉｌｉｐｓｅｎの血色素計を用いた場合には、数滴の採取血液に粉末資料を加えて還元溶血し、比色することによりＨｂの濃度を測定する。また、上記の他にも、光電比色計を適用した血色素計を用いる場合もある。この血色素計は、光電池を用いて光量を電気量に変換することにより呈色液、すなわち採取血液におけるＨｂの濃度を精密に測定する装置である。

また、オキシメータは、血液中におけるＨｂの酸素飽和度を測定するための装置であり、赤色発光素子からなる光源と、この光源と対向して設けられた受光部と、この受光部で受光した光強度を表示する表示部とで構成されている。そして、光源と受光部との間に指を差し入れた状態で光源から赤色光を照射し、指を透過して受光部で受光された赤色光の光強度をＨｂの酸素飽和度として測定する。上記オキシメータは、肺のガス交換機能を直接的にモニターする重要な役割を持ち、もし、測定者の酸素飽和度が健常者の酸素飽和度よりも所定量以上低い場合には、酸素を呼吸器に直接供給する等の処置が施される。また、測定された酸素飽和度によって、供給する酸素の圧力（流量）が決定される。

ところが、上記血液検査計のうち、Ｓａｈｌｉの血色素計、Ｈａｄａｎの血色素計及びＰｈｉｌｉｐｓｅｎの血色素計は、いずれも測定に時間がかかり、かつ測定者の比色の主観が判断の要素に加わるため客観的な測定ができない。また、光電比色計を適用した血色素計では、客観的な定量を行うことができるものの装置が高価である。

さらに、Ｈｂに酸素が結合してなるオキシヘモグロビン（以下、記号ＨｂＯ₂で表記する）の吸収極大は５７５ｎｍ、５４０ｎｍ及び４１５ｎｍの青緑色帯域の波長の光である。ところが、上記オキシメータでは赤色発光素子から発せられる赤色帯域の光が測定光として用いられており、上記ＨｂＯ₂に対する測定光の吸収効率が悪い。このため、検体となる指の差し込み方によって、測定数値が大幅に変動し、信頼性の高い測定結果を得ることができない。

そこで本発明は、より安価で測定の再現性に優れた結果を得ることができる血液情報取得装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の血液情報取得装置は、一端側を指が挿入される開口端とし他端側を当接端とした携帯型筒状部と、ヘモグロビンの吸収波長を有する光を発する半導体素子からなり、この携帯型筒状部に内設された光源と、受光面を前記光源側に向けた状態で前記携帯型筒状部に内設された受光部と、この携帯型筒状部における開口端側に設けた遮光部とを備えている。上記受光部においては、予め取得しておいた比較対象となる指の透過光強度データとの比較値を算出するための前記指の透過光強度データを取得する。

上記血液情報取得装置の光源からは紫外から緑色の帯域における所定波長の測定光が発せられるため、上記所定波長として色素タンパク質の大部分を占めるＨｂの吸収極大波長（５５５ｎｍ、４３０ｎｍ）やＨｂＯ₂の吸収極大波長（５７５ｎｍ、５４０ｎｍ、４１５ｎｍ）が設定される。この結果、ＨｂやＨｂＯ₂に対して吸収効率が良好な測定光が照射されることになり、測定対象物における測定光の吸収効率が高くなり、精度の高い定量が行われる。また、光源を構成する半導体素子にレーザダイオードを用いた場合には、検体を透過できる程度の強度を有する測定光が得られる。さらに、複数の半導体素子からなる光源を設けた場合には、２種類の色素タンパク質、例えばＨｂとＨｂＯ₂との定量が行われる。

以上説明したように本発明の血液情報取得装置によれば、光源と受光部とが内設される筒状部において、検体（指）の挿入側である開口端側に遮光部を設けた構成であり、精度の高い血液情報を取得することが可能になる。

以下、本発明の血液情報取得装置として血液検査計の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）図１は、請求項１及び請求項２記載の本発明を適用した血液検査計の一実施形態を示す図である。この図に示す血液検査計１は、暗箱１１、暗箱１１内に設けられた光源１２及び受光部１３、受光部１３に接続された表示部１４を具備している。

光源１２及び受光部１３が内設された暗箱１１は、一端が開口し他端が閉じられた筒状に形成されている。そして、例えば測定者（検査検体）の指Ａを開口端側から当該暗箱１１の内部に挿入した場合に、指Ａの先端が他端側に当接する程度の長さを有している。また、暗箱１１の開口端の内壁には、指Ａが挿入された状態の暗箱１１内に、開口端側から光が浸入することを防止するための暗幕１１ａが設けられている。

また、光源１２は、暗箱１１の円筒形中心軸に向かって測定光ｈを発する状態で、暗箱１１の内側壁に設けられている。この光源１２は、紫外から緑色の帯域における所定波長の光を発する半導体素子ａからなるものであり、そのなかでも特には測定目的とする色素タンパク質の吸収極大を示す波長の光を測定光ｈとして発する半導体素子を用いる。具体的な一例としては、ＨｂＯ₂の吸収極大を示す波長、すなわち５７５ｎｍ、５４０ｎｍ、４１５ｎｍのうちの一つの波長を有する光を発する半導体素子、またはＨｂの吸収極大を示す波長、すなわち５５５ｎｍ、４３０ｎｍのうちの一つの波長を有する光を発する半導体素子を適用する。そして、このような半導体素子として、発光ダイオードやレーザダイオードを好適に用いることができる。

また、上記受光部１３は、暗箱１１の内側壁において、暗箱１１の円筒形中心軸を挟んで上記光源１２と対向する位置に設けられている。光源１２と受光部１３との間隔は、検査検体の指Ａがこれらの間に挿入可能な程度に設定される。この受光部１３は、光電管や光電池等のように受光した光を電気信号に光電変換するものからなり、受光面ｂを光源１２側に向けた状態で配置される。

また、上記表示部１４は、暗箱１１の外壁に設けられており、例えば増幅回路を備えた指示計器からなる。この表示部１４には、受光部１３で光電変換された電気信号の強度が表示される。

上記構成の血液検査計を用いた血液検査は、以下のように行う。先ず、暗箱１１の開口端から当該暗箱１１内に検査検体の指Ａを挿入する。この際、指Ａが確実に光源１２と受光部１３との間に挿入されるように、暗箱１１内の他端に指Ａを当接させる。次に、光源１２から測定光ｈを照射する。この際、光源１２から照射された測定光ｈによって検査検体の指Ａや被検査物である色素タンパク質（すなわちＨｂやＨｂＯ₂）に破損が生じないように、測定光ｈの出力を調整する。

以上のようにして指Ａに測定光ｈを照射すると、測定光ｈのうち検体で吸収されることなく透過した光が受光部１３で受光され、その強度（すなわち透過光の強度）が表示部１４に表示される。この際、測定光ｈは、ＨｂやＨｂＯ₂の吸収極大を示す波長を有しているため、検査検体の血液中におけるＨｂやＨｂＯ₂の濃度が高い程、検体を透過して受光部１３で受光される光強度が弱くなる。

そして、健康な人を標準検体とし、予めこの標準検体に関して上記と同様に光強度のデータを採取しておき、その値と上記検査検体に関して測定した値との比較値を、検査検体におけるＨｂやＨｂＯ₂の検査値として算出する。例えば、標準検体で測定された透過光の光強度から検査検体の吸光度を求めてその値を１００とした場合に、検査検体で測定された透過光の光強度から求めた吸光度の割合を、当該検査検体の検査値として算出する。

上記構成の血液検査計では、Ｈｂの吸収極大波長（５５５ｎｍ、４３０ｎｍ）を有する光またはＨｂＯ₂の吸収極大波長（５７５ｎｍ、５４０ｎｍ、４１５ｎｍ）を有する光が測定光ｈとして光源１２から発せられる。このため、測定対象物となるＨｂまたはＨｂＯ₂による測定光ｈの吸収効率が高くなり、精度の高い定量が行われる。また、光源１２は、半導体素子ａからなるものであるため構成が単純で小型化が容易である。しかも、この半導体素子ａにレーザダイオードを用いることで、検体を透過できる程度の強度を有する測定光ｈを用いて血液検査を行うことが可能になる。

（第２実施形態）図２は、請求項３記載の発明を適用した血液検査計の一実施形態を示す図である。この図に示す血液検査計２と、上記図１を用いて説明した第１実施形態の血液検査計との異なるところは、光源２２及び受光部２３の構成にある。

すなわち、この図に示す血液検査計２の光源２２は、複数の半導体素子ａ₁，ａ₂からなるものである。各半導体素子ａ₁，ａ₂は、測定目的とする複数の色素タンパク質の吸収極大を示す波長の光を測定光ｈ₁，ｈ₂として発するものである。具体的な一例としては、ＨｂＯ₂の吸収極大を示す波長、すなわち５７５ｎｍ、５４０ｎｍ、４１５ｎｍのうちの一つの波長を有する光を発する半導体素子ａ₁、及びＨｂの吸収極大を示す波長、すなわち５５５ｎｍ、４３０ｎｍのうちの一つの波長を有する光を発する半導体素子ａ₂である。そして、このような半導体素子として、発光ダイオードやレーザダイオードを好適に用いることができる。

そして、受光部２３は、各半導体素子ａ₁，ａ₂に対向する複数の受光面ｂ，ｂを有しており、各半導体素子ａ₁，ａ₂から照射された測定光ｈ₁，ｈ₂がそれぞれ個別に受光されるように構成されている。また、表示部２４は、例えば各受光面ｂ，ｂで受光された透過光の強度をそれぞれ個別に表示できるように構成されている。

上記構成の血液検査計によれば、吸収極大が異なる２種類の色素タンパク質、例えばＨｂとＨｂＯ₂との定量を同時に行うことができる。このため、例えば、ＨｂとＨｂＯ₂とを合わせた合計のヘモグロビン量を求めることができる。

尚、上記合計のヘモグロビン量を求める際にも、健康な人を標準検体とし、予めこの標準検体に関して光強度のデータを採取しておき、その値と上記検査検体に関して測定した値との比較値を、検査検体における合計のヘモグロビン量として算出することする。

第１実施形態の血液検査計の構成図である。第２実施形態の血液検査計の構成図である。

符号の説明

１，２…血液検査計、１１…暗箱、１２，２２…光源、１３，２３…受光部、１４，２４…表示部、ａ，ａ₁，ａ₂…半導体素子、ｂ…受光面、ｈ，ｈ₁，ｈ₂…測定光

Claims

一端側を指が挿入される開口端とし他端側を当接端とした携帯型筒状部と、
ヘモグロビンの吸収波長を有する光を発する半導体素子からなり、前記携帯型筒状部に
内設された光源と、
受光面を前記光源側に向けた状態で前記携帯型筒状部に内設され、前記指の透過光強度データを取得し、測定値との比較値を算出するための比較部に対して該透過光強度データを出力する受光部と、
前記携帯型筒状部における開口端側に設けた遮光部とを備え、
前記比較部において、保持部に予め取得された比較対象となる指の透過光強度データと、前記指の透過光強度データとの比較値を算出する
ことを特徴とする血液情報取得装置。
請求項１記載の血液情報取得装置において
前記受光部は、前記携帯型筒状部の当接端に当接させた前記指の透過光強度データを取得する
ことを特徴とする血液情報取得装置。
請求項１記載の血液情報取得装置において
前記遮光部は、前記開口端より挿入される指の腹側部分と接する
ことを特徴とする血液情報取得装置。
請求項１記載の血液情報取得装置において
前記受光部で受光した光強度を表示する表示部を前記携帯型筒状部の外部に設ける
ことを特徴とする血液情報取得装置。