JP6842322B2 - Analysis equipment - Google Patents
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Description
本発明は分析装置に関し、例えば、血液や間質液に含まれる成分を分析する場合に好適なものである。 The present invention relates to an analyzer, and is suitable for analyzing components contained in blood or interstitial fluid, for example.
血液中の成分を分析する分析装置として、下記特許文献1の分析装置が提案されている。下記特許文献1の分析装置は、眼球の角膜に対して可視光から近赤外領域までの単一波長の励起光ビームを照射し、その角膜で生じるラマン散乱光の波長ごとの強度分布を示すラマンスペクトルに基づいて血液成分を分析する。 As an analyzer for analyzing components in blood, the analyzer of Patent Document 1 below has been proposed. The analyzer of Patent Document 1 below irradiates the cornea of the eyeball with an excitation light beam having a single wavelength from visible light to the near infrared region, and shows the intensity distribution of Raman scattered light generated in the corneum for each wavelength. Blood components are analyzed based on Raman spectra.
下記特許文献1によれば、励起波長をシフト波数に変換して420〜1500cm-1又は2850〜3000cm-1、好ましくは420〜450cm-1,460〜550cm-1,750〜800cm-1,850〜940cm-1,1000〜1090cm-1,1090〜1170cm-1,1200〜1300cm-1,1300〜1390cm-1,1400〜1500cm-1又は2850〜3000cm-1にあるピークの強度からグルコースの濃度が定量可能と記載されている。 According to Patent Document 1, the excitation wavelength shift wavenumber 420~1500Cm -1 or converted to 2850~3000Cm -1 a, preferably 420~450cm -1, 460~550cm -1, 750~800cm -1 , 850 ~940cm -1, 1000~1090cm -1, 1090~1170cm -1 , 1200~1300cm -1, 1300~1390cm -1, the concentration of glucose from the intensity of the peak in the 1400~1500Cm -1 or 2850~3000Cm -1 It is stated that it can be quantified.
しかし、健常人であっても例えば糖尿病などの疾患の前段階にある人や、糖尿病などの疾患を発症している人には、血液中の乳酸の濃度が増加する傾向にあることが分かった。このため、上記のシフト波数のピークには乳酸由来の強度が含まれ、その強度が高くなっている場合が懸念される。この場合、シフト波数のピークの強度からグルコース濃度を求めると、実際のグルコース濃度との誤差が大きくなり、この結果、分析結果の信頼性が欠けてしまうことになる。 However, it was found that the concentration of lactic acid in the blood tends to increase even in healthy people who are in the pre-stage of a disease such as diabetes or who develop a disease such as diabetes. .. Therefore, the peak of the shift wavenumber includes the intensity derived from lactic acid, and there is a concern that the intensity may be high. In this case, if the glucose concentration is obtained from the intensity of the peak of the shift wavenumber, the error from the actual glucose concentration becomes large, and as a result, the reliability of the analysis result becomes unreliable.
ところで、グルコースと乳酸とは解糖系という同じ代謝経路に属している。一般的に、代謝経路が同じであれば、その代謝経路に属する複数の物質に対応するスペクトル波形それぞれの一部が重なり易い傾向がある。従って、複数の物質にそれぞれ対応するスペクトル波形が混在するラマンスペクトルでは、検出対象の物質に対応するスペクトル波形に特有となる波数のピークに、検出対象の物質由来の強度の他に、他の物質由来の強度が少なからず含まれ得る。このため、ラマンスペクトルにおける所定の波数のピークの強度からその物質の濃度を求めると、実際の濃度との誤差が大きくなる場合がある。この場合、上記グルコースの場合と同様に、分析結果の信頼性が欠けてしまうことが懸念される。 By the way, glucose and lactic acid belong to the same metabolic pathway called glycolysis. In general, if the metabolic pathways are the same, a part of each of the spectral waveforms corresponding to a plurality of substances belonging to the metabolic pathway tends to overlap. Therefore, in the Raman spectrum in which the spectral waveforms corresponding to each of a plurality of substances are mixed, the peak of the wave number peculiar to the spectral waveform corresponding to the substance to be detected is in addition to the intensity derived from the substance to be detected, and other substances. Derivative strength may be included in no small measure. Therefore, when the concentration of the substance is obtained from the intensity of the peak of a predetermined wave number in the Raman spectrum, the error from the actual concentration may become large. In this case, as in the case of glucose, there is a concern that the reliability of the analysis result will be lost.
そこで、本発明は、分析結果の信頼性を向上し得る分析装置を提案する。 Therefore, the present invention proposes an analyzer that can improve the reliability of analysis results.
上記課題を解決するため本発明の分析装置は、血液又は間質液で生じるラマン散乱光の波数ごとの強度分布を示すラマンスペクトルにおける所定の波数のピークに含まれる検出対象の物質由来の第1強度と、前記ピークに含まれ前記検出対象の物質が属する代謝経路と同じ代謝経路に属する他の物質由来の第2強度とのうち、前記第2強度を予測する予測部と、前記予測部で予測される前記第2強度に基づいて、前記所定の波数のピークに含まれる前記第1強度を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出される強度に基づいて、前記検出対象の物質の濃度を検出する濃度検出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the analyzer of the present invention is a first substance derived from a substance to be detected contained in a peak of a predetermined wave number in a Raman spectrum showing an intensity distribution for each wave number of Raman scattered light generated in blood or interstitial fluid. Of the intensity and the second intensity derived from another substance contained in the peak and belonging to the same metabolic pathway as the substance to be detected, the prediction unit for predicting the second intensity and the prediction unit An extraction unit that extracts the first intensity contained in the peak of the predetermined wave number based on the predicted second intensity, and a concentration of the substance to be detected based on the intensity extracted by the extraction unit. It is characterized by including a concentration detecting unit for detecting the above.
この分析装置によれば、所定の波数のピークに含まれている他の物質由来の第2強度が未知であっても、その未知の第2強度を予測し、当該ピークの強度から第2強度を除くようにして検出対象の物質由来の第1強度を抽出することができる。このため、検出対象の物質由来の第1強度から直接的に濃度を検出することができる。従って、所定の波数のピークに含まれる他の物質由来の強度が高い場合であっても、検出対象の物質の濃度を実際の濃度に近似させることができる。こうして、本発明の分析装置は、分析結果の信頼性を向上させることができる。 According to this analyzer, even if the second intensity derived from another substance contained in the peak of a predetermined wave number is unknown, the unknown second intensity is predicted, and the second intensity is obtained from the intensity of the peak. The first intensity derived from the substance to be detected can be extracted by removing the above. Therefore, the concentration can be directly detected from the first intensity derived from the substance to be detected. Therefore, even when the intensity derived from other substances contained in the peak of a predetermined wave number is high, the concentration of the substance to be detected can be approximated to the actual concentration. In this way, the analyzer of the present invention can improve the reliability of the analysis result.
なお、前記予測部は、前記所定の波数とは異なる波数のピークの強度から前記他の物質の濃度を検出し、検出した濃度に基づいて前記第2強度を予測することが好ましい。 It is preferable that the prediction unit detects the concentration of the other substance from the intensity of the peak having a wave number different from the predetermined wave number, and predicts the second intensity based on the detected concentration.
このようにすれば、血液又は間質液において他の物質の濃度が変動し易い場合であっても、その濃度を反映した状態で、未知となる他の物質由来の第2強度を予測することができる。 In this way, even if the concentration of another substance is likely to fluctuate in blood or interstitial fluid, the second intensity derived from the other substance that becomes unknown can be predicted in a state that reflects the concentration. Can be done.
また、前記抽出部は、前記第2強度が所定の閾値未満である場合には、前記第1強度が含まれる前記所定の波数のピークにおける強度を抽出することが好ましい。 Further, when the second intensity is less than a predetermined threshold value, the extraction unit preferably extracts the intensity at the peak of the predetermined wave number including the first intensity.
このようにすれば、所定の波数のピークの強度を単に抽出するだけであっても、他の物質由来の第2強度が誤差として影響を及ぼす程度が小さくなる。従って、第2強度が誤差として影響を及ぼす程度が小さい場合であっても一律に、所定の波数のピークの強度から他の物質由来の第2強度を除くようにして検出対象の物質由来の第1強度を抽出する場合に比べて、抽出部の処理負荷を低減することができる。 In this way, even if the intensity of the peak of a predetermined wave number is simply extracted, the degree to which the second intensity derived from another substance affects as an error becomes small. Therefore, even when the degree of influence of the second intensity as an error is small, the second intensity derived from the substance to be detected is uniformly removed from the intensity of the peak of the predetermined wave number. Compared with the case of extracting 1 intensity, the processing load of the extraction unit can be reduced.
また、前記代謝経路は、解糖系であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the metabolic pathway is glycolytic.
解糖系に属するどの物質を検出対象としても、その検出対象の物質由来の第1強度とともに未知として含まれる他の物質の第2強度を予測し、当該ピークの強度から第2強度を除くようにして検出対象の物質由来の第1強度を抽出し得る。このため、解糖系に属する様々な物質の濃度を実際の濃度に近似する状態で検出することができる。従って、糖代謝異常の発見や治療などの指標として信頼性の高い情報を与えることができる。 Regardless of which substance belongs to glycolysis, predict the second intensity of other substances contained as unknown together with the first intensity derived from the substance to be detected, and remove the second intensity from the intensity of the peak. The first intensity derived from the substance to be detected can be extracted. Therefore, the concentrations of various substances belonging to glycolysis can be detected in a state that approximates the actual concentration. Therefore, highly reliable information can be provided as an index for detection and treatment of glucose metabolism disorders.
また、前記検出対象の物質は、グルコースであり、前記他の物質は、乳酸であることが好ましい。 Further, it is preferable that the substance to be detected is glucose and the other substance is lactic acid.
検出対象の物質がグルコースであり、他の物質が乳酸である場合、血液又は間質液中の乳酸の濃度が高くても、実際の濃度に近似するグルコースの濃度を検出することができる。従って、糖尿病などの疾患の発見や治療などの指標として信頼性の高い情報を与えることができる。 When the substance to be detected is glucose and the other substance is lactic acid, even if the concentration of lactic acid in blood or interstitial fluid is high, the concentration of glucose that is close to the actual concentration can be detected. Therefore, highly reliable information can be provided as an index for the detection and treatment of diseases such as diabetes.
また、前記乳酸の濃度に応じて、糖尿病の発症の危険度を通知する通知部を更に備えることが好ましい。 Further, it is preferable to further provide a notification unit for notifying the risk of developing diabetes according to the concentration of lactic acid.
上記のように、糖尿病の前段階にある人の血液では乳酸の濃度が増加する傾向がある。従って、乳酸の濃度に応じて糖尿病の発症の危険度を通知することで、糖尿病の予防を促し得る。 As mentioned above, the blood of people in the pre-diabetic stage tends to have increased levels of lactic acid. Therefore, it is possible to promote the prevention of diabetes by notifying the risk of developing diabetes according to the concentration of lactic acid.
以上のように本発明によれば、分析結果の信頼性を向上させ得る分析装置が提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided an analyzer capable of improving the reliability of analysis results.
以下、本発明に係る分析装置を実施するための実施形態及びその変形例が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態及びその変形例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。 Hereinafter, embodiments and modifications thereof for carrying out the analyzer according to the present invention will be illustrated together with the accompanying drawings. The embodiments illustrated below and variations thereof are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting the interpretation of the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the present invention.
<分析システムの構成>
図1は、分析システムの構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の分析システム1は、励起光の照射によって試料SPLで生じるラマン散乱光に基づいて、試料SPLに含まれる物質の濃度などを分析する。この分析システム1は、光源2、照射部3、ラマン光伝搬部4、分光器5及び分析装置6を主な構成要素として備える。なお、試料SPLは、本実施形態では、人から採取された血液又は間質液とされる。
<Analysis system configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an analysis system. As shown in FIG. 1, the analysis system 1 of the present embodiment analyzes the concentration of a substance contained in the sample SPL based on the Raman scattered light generated in the sample SPL by irradiation with the excitation light. The analysis system 1 includes a
光源2は、励起光を出射する光源とされる。励起光の照射によって試料SPLで生じるラマン散乱光は微弱になり易いことから、光源2は強度の高い励起光を出射する光源とされることが好ましい。また、励起光の波長を基準として試料SPLに含まれる物質の濃度などが演算されることから、光源2は単波長の励起光を出射する光源とされることが好ましい。このような光源2として、例えば固体レーザが挙げられる。なお、励起光の波長は、例えば、514nm、532nm、633nm、670nm、785nmから選択される単一の波長とされる。
The
照射部3は、光源2から出射される励起光を試料SPLに照射させるよう構成される。例えば、照射部3は、光源2から出射される励起光を試料SPLに向けて反射させるミラーと、そのミラーで反射される励起光を試料SPLに集光する集光レンズとで構成し得る。
The irradiation unit 3 is configured to irradiate the sample SPL with the excitation light emitted from the
ラマン光伝搬部4は、試料SPLで生じるラマン散乱光を分光器5に伝搬させるよう構成される。例えば、ラマン光伝搬部4は、試料SPLで生じるラマン散乱光をコリメートするコリメートレンズと、そのコリメートレンズでコリメートされるラマン散乱光を分光器5に集光する集光レンズとで構成し得る。
The Raman light propagation unit 4 is configured to propagate the Raman scattered light generated in the sample SPL to the
なお、試料SPLに励起光が照射された場合、励起光と試料SPLとの相互作用によって、試料SPLでは励起光の波長と異なる波長のラマン散乱光が生じるとともに、当該励起光の波長と同じ波長のレイリー散乱光が生じる。ラマン光伝搬部4は、このレイリー散乱光を除去するフィルタ41を有している。図1に示す例では、フィルタ41はコリメートレンズと集光レンズとの間に配置される。
When the sample SPL is irradiated with the excitation light, the interaction between the excitation light and the sample SPL causes the sample SPL to generate Rayleigh scattered light having a wavelength different from the wavelength of the excitation light and the same wavelength as the wavelength of the excitation light. Rayleigh scattered light is generated. The Raman light propagation unit 4 has a
分光器5は、回析格子51及び光検出器52を有する。回析格子51は、試料SPLからラマン光伝搬部4を介して供給される光を波長ごとに分け、光検出器52の受光面に導く光学素子である。
The
光検出器52は、1次元又は2次元に配置される複数の受光素子を受光面内に有する。この光検出器52は、受光面内の受光素子に露光される各波長の光の強さに比例した電荷を蓄え、当該光の波長ごとの強度分布を示すデータを分析装置6に出力する。本実施形態では、ラマン光伝搬部4のフィルタ41によってレイリー散乱光が除去されるので、光検出器52の受光面にはラマン散乱光が入射する。従って、光検出器52に出力されるデータは、ラマン散乱光の波長ごとの強度分布を示している。なお、光検出器52の具体例としては、フォトダイオード、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などが挙げられる。
The
分析装置6は、分光器5の光検出器52から与えられるデータに基づいて試料SPLに含まれる成分の濃度などを演算するとともに、必要に応じて演算した成分の濃度などを通知するよう構成される。
The
<分析装置の構成>
次に、分析装置6を詳細に説明する。図2は、本実施形態における分析装置の構成の概略を示す図である。図2に示すように、分析装置6は、入力部61、記憶部62、表示部63及び制御部64を構成要素として有する。
<Analyzer configuration>
Next, the
入力部61は、ユーザの操作に応じた命令や設定値などの各種の情報を入力可能なハードウェアにより構成される。入力部61の具体例としては、マウス、キーボード、可搬型の半導体メモリのコネクタ、ネットワーク通信やシリアル通信を経由して情報を授受する通信インターフェイスなどが挙げられる。なお、半導体メモリとしては、USB(Universal Serial Bus)メモリやCF(Compact Flash)メモリなどが挙げられる。
The
記憶部62は、入力部61又は制御部64から与えられるデータを記憶し、当該記憶したデータを読み出し得るハードウェアにより構成される。記憶部62の具体例としては、HD(Hard Disk)に代表される磁気ディスクもしくは半導体メモリ又は光ディスクなどが挙げられる。
The
この記憶部62には、各種のプログラムを格納する第1格納領域と、入力部61から入力される設定データなどの各種のデータを格納する第2格納領域と、当該プログラムやデータを展開する展開領域とが含まれる。本実施形態の第1格納領域には、血液又は間質液の成分を分析する処理を実行するための分析プログラムが記憶される。
The
表示部63は、制御部64から与えられるデータに示される情報を表示するハードウェアにより構成される。表示部63の具体例としては、液晶ディスプレイ、EL(Electro Luminescence)ディスプレイ又はプラズマディスプレイなどが挙げられる。
The
制御部64は、記憶部62の第1格納領域に記憶されるプログラムや、当該記憶部62の第2格納領域に記憶されるデータに基づいて分析装置6の制御を司るハードウェアにより構成される。制御部64の具体例としては、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read On Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有するチップ部品などが挙げられる。
The
この制御部64は、記憶部62の第1格納領域に記憶される分析プログラムを読み出した場合、その読み出した分析プログラムを記憶部62の展開領域に展開する。この場合、制御部64は、スペクトル取得部71、換算部72、予測部73、抽出部74、濃度検出部75及び通知部76として機能し、血液又は間質液に含まれる成分を分析する分析処理を実行する。
When the
スペクトル取得部71は、光源2から発する励起光の強度などの設定値を適宜調整して光源2を駆動し、所定の配置領域に配置される血液又は間質液に励起光を照射させる。またスペクトル取得部71は、励起光の照射により血液又は間質液から生じるラマン散乱光の波長ごとの強度分布を示すラマンスペクトルのデータを分光器5から取得する。
The
換算部72は、スペクトル取得部71で取得されたデータに基づいて、ラマンスペクトルの波長を、ラマンシフト量と呼ばれる波数に換算する。具体的には、ラマンスペクトルにおける各波長は、単位長さに含まれる波の数である波数に変換され、変換された各波数は、光源2から発する励起光の波数との差であるラマンシフト量に変換される。この結果、例えば縦軸を強度とし横軸を波長とするラマンスペクトルが、縦軸を強度とし横軸をラマンシフト量とするラマンスペクトルになる。
The
なお、物質はその構造に応じた特有の振動エネルギーを持つことが知られており、ラマンシフト量は物質の構造を反映して特有の波形となる。このため、ラマンスペクトルには、試料SPLである血液又は間質液に存在する複数の物質それぞれに対応するスペクトル波形が混在している。 It is known that a substance has a peculiar vibration energy according to its structure, and the Raman shift amount has a peculiar waveform reflecting the structure of the substance. Therefore, in the Raman spectrum, spectral waveforms corresponding to each of a plurality of substances existing in blood or interstitial fluid, which is a sample SPL, are mixed.
予測部73は、ラマンスペクトルにおける所定の波数のピークに含まれる検出対象の物質由来の第1強度と、そのピークに含まれ検出対象の物質が属する代謝経路と同じ代謝経路に属する他の物質由来の第2強度とのうち、第2強度を予測する。代謝経路は、細胞のなかで連鎖的に生じる化学反応である。この代謝経路には、出発物質、最終産物、及び、出発産物と最終産物の間で生成される複数の中間物質が属する。
The
本実施形態では、代表的な代謝経路の1つである解糖系の出発物質であるグルコースが検出対象の物質とされる。また、グルコースと同じ解糖系における嫌気的条件下での最終産物である乳酸が予測対象の他の物質とされる。 In the present embodiment, glucose, which is a starting substance of glycolysis, which is one of the typical metabolic pathways, is a substance to be detected. In addition, lactic acid, which is the final product under anaerobic conditions in the same glycolysis system as glucose, is another substance to be predicted.
上記のように、ラマンスペクトルには血液又は間質液に存在する複数の物質それぞれに対応するスペクトル波形が混在している。従って、換算部72で換算されるラマンスペクトルには、グルコースに対応するグルコーススペクトル波形と、そのグルコースと同じ解糖系に属する乳酸に対応する乳酸スペクトル波形とが混在する。
As described above, the Raman spectrum contains a mixture of spectral waveforms corresponding to each of a plurality of substances present in blood or interstitial fluid. Therefore, in the Raman spectrum converted by the
グルコーススペクトル波形は複数のピークを有しており、それらピークはそれぞれ異なる波数に特有に現れる。このグルコーススペクトル波形において、904cm−1の波数に特有に現れるピークは、904cm−1の波数以外の他の波数に特有に現れるピークに比べてよりグルコースの濃度に反映した値になり易い。一方、乳酸スペクトル波形も複数のピークを有し、それらピークはそれぞれ904cm−1の波数以外の波数に特有に現れる。 The glucose spectrum waveform has multiple peaks, each of which appears uniquely in different wavenumbers. In this glucose spectral waveform, a peak appearing in the specific wave number of 904cm -1 is liable to be a value reflecting a more concentration of glucose compared to the peak appearing in specific other wavenumber than wavenumber of 904cm -1. On the other hand, the lactate spectrum waveform also has a plurality of peaks, and each of these peaks appears peculiarly to a wave number other than the wave number of 904 cm -1.
しかし、乳酸スペクトル波形の大部分は、グルコーススペクトル波形に埋もれるように重なっている。このため、グルコーススペクトル波形と乳酸スペクトル波形とが混在するラマンスペクトルにおいて904cm−1の波数に現れるピークでは、グルコース由来の第1強度と、そのグルコースと同じ解糖系に属する乳酸由来の第2強度とが含まれることになる。また、この第1強度及び第2強度は、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数にあるピークの強度からは直接的に把握できず、未知である。 However, most of the lactate spectral waveforms overlap so as to be buried in the glucose spectral waveform. Therefore, in the Raman spectrum in which the glucose spectrum waveform and the lactate spectrum waveform are mixed, the peak appearing at a wave number of 904 cm -1 is the first intensity derived from glucose and the second intensity derived from lactic acid belonging to the same glycolysis system as glucose. And will be included. Further, the first intensity and the second intensity cannot be directly grasped from the intensity of the peak at the wave number of 904 cm -1 in the Raman spectrum, and are unknown.
本実施形態の予測部73では、この904cm−1の波数に含まれる乳酸由来の第2強度が予測される。例えば、記憶部62の第2格納領域には、入力部61から入力される乳酸検量線のデータが格納される。この乳酸検量線は、図3に示すように、乳酸スペクトル波形において特有のピークが現れる複数の波数ごとに、乳酸の強度と濃度(mg/dl)との関係を示すものである。複数の波数は、具体的には、826cm−1、1046cm−1、1082cm−1、1130cm−1、1418cm−1、1458cm−1、1730cm−1及び2940cm−1である。これら波数に現れるピークのうち、826cm−1の波数に現れるピークは、乳酸スペクトル波形以外の他のスペクトル波形と重ならず、孤立した状態で現れる。
In the
予測部73は、この826cm−1の波数に現れる乳酸スペクトル波形に特有のピークの強度を認識し、記憶部62に記憶される乳酸検量線のデータを用いて、認識したピークの強度に対応する乳酸の濃度(mg/dl)を検出する。
The
また予測部73は、乳酸の濃度(mg/dl)を検出すると、その乳酸の濃度(mg/dl)に基づいて、乳酸スペクトル波形に特有の各ピークそれぞれの強度を多変量解析法により予測する。具体的には、乳酸検量線に基づいて上記の波数ごとに一次式が立てられる。例えば、乳酸の濃度(mg/dl)をXとし、乳酸の強度をYとした場合、826cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(1)式で表され、1046cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(2)式で表される。また、1082cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(3)式で表され、1130cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(4)式で表され、1418cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(5)式で表される。さらに、1458cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(6)式で表され、1730cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(7)式で表され、2940cm-1に現れる乳酸の濃度(mg/dl)と強度とは下記(8)式で表される。
When the
X=Y/1.7736・・・(1)
X=Y/0.6198・・・(2)
X=Y/0.5364・・・(3)
X=Y/0.3448・・・(4)
X=Y/0.5057・・・(5)
X=Y/1.098 ・・・(6)
X=Y/0.6747・・・(7)
X=Y/0.7464・・・(8)
X = Y / 1.7736 ・ ・ ・ (1)
X = Y / 0.6198 ・ ・ ・ (2)
X = Y / 0.5364 ・ ・ ・ (3)
X = Y / 0.3448 ・ ・ ・ (4)
X = Y / 0.5057 ・ ・ ・ (5)
X = Y / 1.098 ・ ・ ・ (6)
X = Y / 0.6747 ・ ・ ・ (7)
X = Y / 0.7464 ・ ・ ・ (8)
次に、上記(1)式〜(8)式が下記(9)式の多変量解析式に代入され、上記(1)式〜(8)式の右辺と対応する係数c1〜c8とを乗算した和が予め検出した乳酸の濃度(mg/dl)に最も近似するように、係数c1〜c8が求められる。これにより、乳酸スペクトル波形に特有の各ピークそれぞれの強度Yが算出し得る。 Next, the above equations (1) to (8) are substituted into the following multivariate analysis equations (9), and the right side of the above equations (1) to (8) is multiplied by the corresponding coefficients c1 to c8. Coefficients c1 to c8 are determined so that the sum of the sums most closely resembles the concentration of lactic acid (mg / dl) detected in advance. Thereby, the intensity Y of each peak peculiar to the lactate spectrum waveform can be calculated.
X=c1×Y/1.7736+c2×Y/0.6198+c3×Y/0.5364+c4×Y/0.3448+c5×Y/0.5057+c6×Y/1.098+c7×Y/0.6747+c8×Y/0.7464・・・(9) X = c1 × Y / 1.7736 + c2 × Y / 0.6198 + c3 × Y / 0.5364 + c4 × Y / 0.3448 + c5 × Y / 0.5057 + c6 × Y / 1.098 + c7 × Y / 0.6747 + c8 × Y / 0.7464 ・ ・ ・ (9)
予測部73は、乳酸スペクトル波形に特有の各ピークそれぞれの強度を算出すると、それぞれのピークとの距離が最小になる乳酸スペクトル波形を生成する。この乳酸スペクトル波形が生成されることで、グルコーススペクトル波形と乳酸スペクトル波形とが混在するラマンスペクトルにおいて904cm-1の波数のピークに含まれる乳酸由来の第2強度が得られる。
When the
このように本実施形態の予測部73は、他のスペクトル波形と重ならずに孤立して現れる乳酸スペクトル波形に特有のピークの強度に基づいて乳酸の濃度を検出し、検出した乳酸の濃度に基づいて乳酸由来の第2強度を予測し得る。
As described above, the
なお、予測部73は、上記のように生成した乳酸スペクトル波形を表示部63の表示画面に表示させ、その乳酸スペクトル波形を、入力部61から入力される係数c1〜c8に応じて変形させるようにしてもよい。このようにすれば、予測部73は、入力部61からの入力に応じて変形される乳酸スペクトル波形をリアルタイムで表示画面に見させながら、乳酸スペクトル波形に特有の各ピークに近似する乳酸スペクトル波形を決定させ得る。
The
抽出部74は、予測部73で予測される乳酸由来の第2強度に基づいて、ラマンスペクトルにおいて所定の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度を抽出する。例えば、ここでは図示しないが、図3に示した乳酸検量線のデータと同様に、グルコーススペクトル波形において特有のピークが現れる複数の波数ごとに、グルコースの強度と濃度との関係を示すグルコース検量線のデータが記憶部62に格納される。なお、グルコース検量線のデータは、入力部61から入力され、記憶部62の第2格納領域に格納される。
The
抽出部74は、記憶部62からグルコース検量線のデータを読み出し、そのグルコース検量線を用いて、予測部73と同様にしてグルコーススペクトル波形を生成する。そして抽出部74は、生成したグルコーススペクトル波形の強度から、予測部73で生成された乳酸スペクトル波形の強度を波数ごとに減算し、新たなグルコーススペクトル波形を生成する。なお、新たなグルコーススペクトル波形の904cm−1に現れるピークの強度は、検出対象の物質由来の第1強度とおおむね一致する。
The
このように本実施形態の抽出部74は、ラマンスペクトルに基づいてグルコーススペクトル波形を生成し、そのグルコーススペクトル波形から、予測部73で生成される乳酸スペクトル波形を波数ごとに減算することで、グルコース由来の第1強度を抽出し得る。
As described above, the
なお、抽出部74は、予測部73で予測される乳酸由来の第2強度と所定の閾値とを比較し、その第2強度が所定の閾値未満である場合には、ラマンスペクトルにおける904cm−1のピークの強度を抽出するようにしてもよい。例えば、抽出部74は、予測部73で生成される乳酸スペクトル波形から904cm−1の波数における強度を乳酸由来の第2強度として認識する。この第2強度が所定の閾値未満である場合、第2強度が誤差として影響を及ぼす程度が小さいことになる。この場合、抽出部74は、グルコーススペクトル波形を生成せずに、換算部72で換算されるラマンスペクトルを取得する。そして抽出部74は、ラマンスペクトルにおける904cm−1のピークの強度を抽出する。このように抽出部74は、予測部73で予測される乳酸由来の第2強度と所定の閾値との比較結果に応じて抽出処理を変更し得る。
The
濃度検出部75は、抽出部74で抽出される強度に基づいて、グルコースの濃度を検出する。本実施形態の場合、濃度検出部75は、抽出部74で新たに生成されるグルコーススペクトル波形のうち904cm−1に現れるピークの強度を検出する。そして濃度検出部75は、グルコース検量線を用いて、検出した強度に対応するグルコース濃度を検出する。
The
なお、上記のように抽出部74がラマンスペクトルにおける904cm−1のピークの強度を抽出した場合、濃度検出部75は、グルコース検量線を用いて、その強度に対応するグルコース濃度を検出する。
When the
このように本実施形態の濃度検出部75は、抽出部74で抽出される強度に基づいて、グルコースの濃度を検出し得る。
As described above, the
通知部76は、乳酸の濃度に応じて、糖尿病の発症の危険度を通知する。例えば、乳酸の濃度の正常範囲と、正常範囲の上限よりも大きい濃度閾値とを示す設定データが記憶部62に格納される。なお、乳酸の濃度の正常範囲及び濃度閾値のデータは、入力部61から入力され、記憶部62の第2格納領域に格納される。
The
通知部76は、予測部73で検出される乳酸の濃度を認識するとともに、第2格納領域から読み出したデータに示される正常範囲及び濃度閾値をそれぞれ認識する。
The
そして通知部76は、予測部73で検出される乳酸の濃度が正常範囲内にある場合には、糖尿病の発症の危険度が低危険度である旨を所定の表示形式で表示部63の表示画面に表示させる。また通知部76は、予測部73で検出される乳酸の濃度が正常範囲の上限よりも大きく濃度閾値未満の範囲内にある場合には、糖尿病の発症の危険度が中危険度である旨を所定の表示形式で表示部63の表示画面に表示させる。また通知部76は、予測部73で検出される乳酸の濃度が濃度閾値以上である場合には、糖尿病の発症の危険度が高危険度である旨を所定の表示形式で表示部63の表示画面に表示させる。
Then, when the concentration of lactic acid detected by the
このように本実施形態の通知部76は、乳酸の濃度に応じて、糖尿病の発症の危険度を通知し得る。
As described above, the
なお、予測部73で検出される乳酸の濃度、予測部73で生成される乳酸スペクトル波形、抽出部74で補正されるグルコースの強度及び抽出部74で生成されるグルコーススペクトル波形の少なくとも1つが、糖尿病の発症の危険度とともに表示されてもよい。また、糖尿病の発症の危険度、予測部73で検出される乳酸の濃度及び抽出部74で補正されるグルコースの強度の少なくとも1つが、表示に加えて、又は、表示に代えて、音声出力されてもよい。
At least one of the concentration of lactic acid detected by the
<分析方法>
次に、上記の分析装置6による分析方法について説明する。本実施形態の分析方法は、記憶部62の展開領域に分析プログラムを展開した制御部64によって実行される。図4は、分析方法を示すフローチャートである。
<Analysis method>
Next, the analysis method by the above-mentioned
図4に示すように、制御部64は、例えば入力部61から成分分析の実行命令が与えられた時点を契機として分析プログラムを記憶部62の展開領域に展開することで分析処理を開始し、スペクトル取得ステップSP1に進む。
As shown in FIG. 4, the
スペクトル取得ステップSP1において、制御部64は、光源2から出射する励起光の強度などを適宜調整して光源2を駆動し、血液又は間質液に励起光を照射させる。そしてスペクトル取得部71は、励起光の照射により血液又は間質液から生じるラマン散乱光の波長ごとの強度分布を示すラマンスペクトルのデータを分光器5から取得した後、波数換算ステップSP2に進む。
In the spectrum acquisition step SP1, the
波数換算ステップSP2において、制御部64は、スペクトル取得ステップSP1で取得したラマンスペクトルの波長をラマンシフト量と呼ばれる波数に換算し、予測ステップSP3に進む。
In the wave number conversion step SP2, the
予測ステップSP3において、制御部64は、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度と、そのピークに含まれる乳酸強度由来の第2強度とのうち、第2強度を予測する。例えば上記のように、制御部64は、他のスペクトル波形と重ならずに孤立して現れる乳酸スペクトル波形に特有のピークの強度に基づいて乳酸の濃度を検出する。そして制御部64は、乳酸の濃度に基づいて、乳酸スペクトル波形に特有となる複数のピークそれぞれの強度を多変量解析により検出する。その後、制御部64は、それぞれのピークとの距離が最小になる乳酸スペクトル波形を生成することで乳酸強度由来の第2強度を予測し、抽出ステップSP4に進む。
In the prediction step SP3, the
抽出ステップSP4において、制御部64は、予測ステップSP3で予測される乳酸強度由来の第2強度に基づいて、ラマンスペクトルにおいて904cm−1の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度を抽出する。例えば上記のように、制御部64は、グルコース検量線を用いて、乳酸スペクトル波形を生成する場合と同様の演算処理を実行し、グルコーススペクトル波形を生成する。そして制御部64は、グルコーススペクトル波形の強度から乳酸スペクトル波形の強度を波数ごとに減算して、新たなグルコーススペクトル波形を生成する。制御部64は、この新たなグルコーススペクトル波形を生成することで、ラマンスペクトルにおいて904cm−1の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度を抽出し、濃度検出ステップSP5に進む。
In the extraction step SP4, the
濃度検出ステップSP5において、制御部64は、抽出ステップSP4で抽出される強度に基づいて、グルコースの濃度を検出する。例えば上記のように、制御部64は、抽出ステップSP4で生成される新たなグルコーススペクトル波形のうち904cm−1の波数に現れるピークの強度を認識する。そして制御部64は、グルコース検量線を用いて、認識したピークの強度に対応するグルコースの濃度を検出し、通知ステップSP6に進む。
In the concentration detection step SP5, the
通知ステップSP6において、制御部64は、乳酸の濃度に応じて、糖尿病の発症の危険度を通知する。例えば上記のように、制御部64は、予測ステップSP3で検出される乳酸の濃度を認識する。そして制御部64は、認識した乳酸の濃度と記憶部62に予め記憶される正常範囲及び濃度閾値とに基づいて糖尿病の発症の危険度を検出し、その危険度を通知した後、分析処理を終了する。
In the notification step SP6, the
なお、抽出ステップSP4において、制御部64は、予測ステップSP3で予測される乳酸由来の第2強度と所定の閾値とを比較し、その第2強度が所定の閾値未満である場合には、ラマンスペクトルにおける904cm−1のピークの強度を抽出してもよい。この場合、濃度検出ステップSP5において、制御部64は、グルコース検量線を用いて、ラマンスペクトルにおける904cm−1のピークの強度に対応するグルコースの濃度を検出する。
In the extraction step SP4, the
以上のように、本実施形態の分析装置6は、予測部73、抽出部74及び濃度検出部75を備える。予測部73は、血液又は間質液で生じるラマン散乱光の波数ごとの強度分布を示すラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度と、そのピークに含まれる乳酸由来の第2強度とのうち、第2強度を予測する。抽出部74は、予測部73で予測される乳酸由来の第2強度に基づいて、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークに含まれるグルコース由来の第1強度を抽出する。濃度検出部75は、抽出部74で抽出される強度に基づいて、グルコースの濃度を検出する。
As described above, the
この分析装置6によれば、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークに含まれている乳酸由来の第2強度が未知であっても、その未知の第2強度を予測し、当該ピークの強度から第2強度を除くようにしてグルコース由来の第1強度を抽出できる。このため、グルコース由来の第1強度から直接的に濃度を検出することができる。従って、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークに含まれている乳酸由来の第2強度が高い場合であっても、グルコースの濃度を実際の濃度に近似させることができる。こうして、本実施形態の分析装置6は、分析結果の信頼性を向上させることができる。
According to this
また、本実施形態の予測部73は、904cm−1の波数とは異なる826−1の波数に他のスペクトルと重ならずに孤立して現れる乳酸スペクトル波形に特有のピークの強度から乳酸の濃度を検出し、検出した濃度に基づいて乳酸由来の第2強度を予測している。
Also, the
従って、血液又は間質液において他の物質の濃度が変動し易い場合であっても、その濃度を反映した状態で、未知となる乳酸由来の第2強度を予測することができる。 Therefore, even when the concentration of another substance is likely to fluctuate in blood or interstitial fluid, the unknown second intensity derived from lactic acid can be predicted in a state reflecting the concentration.
また、本実施形態の抽出部74は、上記のように、乳酸由来の第2強度が所定の閾値未満である場合には、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークの強度を抽出するように構成し得る。
Further, as described above, the
このようにすれば、ラマンスペクトルにおける904cm−1の波数のピークの強度を単に抽出するだけであっても、乳酸由来の第2強度が誤差として影響を及ぼす程度が小さくなる。従って、第2強度が誤差として影響を及ぼす程度が小さい場合であっても一律に、904cm−1のピークの強度から乳酸由来の第2強度を除くようにしてグルコース由来の第1強度を抽出する場合に比べて、抽出部74の処理負荷を低減することができる。
In this way, even if the intensity of the peak of the wave number of 904 cm -1 in the Raman spectrum is simply extracted, the degree to which the second intensity derived from lactic acid affects as an error becomes small. Therefore, even when the degree of influence of the second intensity as an error is small, the first intensity derived from glucose is uniformly extracted by removing the second intensity derived from lactic acid from the intensity of the peak of 904 cm -1. Compared with the case, the processing load of the
また、本実施形態の場合、乳酸の濃度に応じて、糖尿病の発症の危険度を通知する通知部76が備えられている。
Further, in the case of the present embodiment, a
上記のように、糖尿病の前段階にある人の血液では乳酸の濃度が増加する傾向がある。従って、乳酸の濃度に応じて糖尿病の発症の危険度を通知することで、糖尿病の予防を促し得る。 As mentioned above, the blood of people in the pre-diabetic stage tends to have increased levels of lactic acid. Therefore, it is possible to promote the prevention of diabetes by notifying the risk of developing diabetes according to the concentration of lactic acid.
上記実施形態は、本発明の一例であり、本発明の趣旨を逸脱することなく変形することができる。 The above embodiment is an example of the present invention and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、予測部73が、ラマンスペクトルに基づいて乳酸スペクトル波形を生成することで、そのラマンスペクトルにおける904cm-1の波数に含まれる乳酸由来の第2強度を予測したが、他の方法により予測してもよい。例えば、ラマンスペクトルにおける904cm-1の波数に現れるピークの強度として互いに異なる複数の既知の値を用意し、それら値ごとに実測される乳酸由来の第2強度をデータベースとして記憶部62に保持させておく。このようにすれば、予測部73は、換算部72で換算されるラマンスペクトルにおける904cm-1の波数に現れるピークの強度を検出し、データベースを参照することで乳酸由来の第2強度を検出し得る。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、予測部73で予測される乳酸の強度の波数が904cm-1とされた。しかしながら、この波数は、グルコーススペクトル波形に特有のピークが現れる波数であれば、904cm−1の波数以外であってもよい。ただし、上記のように、グルコーススペクトル波形において、904cm−1の波数に特有に現れるピークは、904cm−1の波数以外の他の波数に特有に現れるピークに比べてよりグルコースの濃度に反映した値になり易い。従って、予測部73で予測される乳酸の強度の波数904cm−1とされることが好ましい。
Further, in the above embodiment, the wave number of the intensity of lactic acid predicted by the
また、上記実施形態では、乳酸の濃度に応じて糖尿病の発症の危険度を通知する通知部76が備えられたが、この通知部76は省略されていてもよい。通知部76が省略される場合、上記の通知ステップSP6も省略される。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、検出対象の物質として、解糖系の出発物質であるグルコースが適用された。また、検出対象の物質と同じ代謝経路に属する他の物質として、解糖系の最終産物である乳酸が適用された。しかしながら、解糖系に属していれば、検出対象の物質としてグルコース以外の物質が適用されてもよく、他の物質として乳酸以外の物質が適用されてもよい。グルコース及び乳酸以外の物質が適用されても、上記実施形態で説明した場合と同様の処理を実行することで、ラマンスペクトルにおける所定の波数に現れ検出対象の物質に対応するスペクトル波形に特有のピークに含まれている他の物質由来の第2強度を予測し得る。また、予測した第2強度に基づいて、ラマンスペクトルにおける所定の波数に現れるピークに含まれる検出対象の物質由来の第1強度を抽出し、検出対象の濃度を検出し得る。このため、解糖系に属する様々な物質の濃度を実際の濃度に近似する状態で検出し得る。従って、糖代謝異常の発見や治療などの指標として信頼性の高い情報を与えることができる。 Further, in the above embodiment, glucose, which is a starting substance of glycolysis, was applied as a substance to be detected. In addition, lactic acid, which is the final product of glycolysis, was applied as another substance belonging to the same metabolic pathway as the substance to be detected. However, as long as it belongs to glycolysis, a substance other than glucose may be applied as a substance to be detected, and a substance other than lactic acid may be applied as another substance. Even if a substance other than glucose and lactic acid is applied, a peak peculiar to the spectral waveform corresponding to the substance to be detected appears at a predetermined wave number in the Raman spectrum by executing the same treatment as in the case described in the above embodiment. The second intensity derived from other substances contained in can be predicted. Further, based on the predicted second intensity, the first intensity derived from the substance to be detected contained in the peak appearing at a predetermined wave number in the Raman spectrum can be extracted, and the concentration of the detection target can be detected. Therefore, the concentrations of various substances belonging to glycolysis can be detected in a state that approximates the actual concentration. Therefore, highly reliable information can be provided as an index for detection and treatment of glucose metabolism disorders.
さらに、検出対象の物質と他の物質とが同じ代謝経路に属していれば、解糖系以外の代謝経路が適用されてもよい。例えば、β酸化又は脂質合成系などの脂肪代謝経路が適用された場合、上記のように脂肪代謝経路に属する様々な物質の濃度を実際の濃度に近似する状態で検出し得る。従って、高脂血症等の脂質代謝異常の発見や治療などの指標として信頼性の高い情報を与えることができる。また、尿素回路又はアミノ酸分解系などのタンパク質代謝経路が適用された場合、上記のようにタンパク質代謝経路に属する様々な物質の濃度を実際の濃度に近似する状態で検出し得る。従って、腎不全、尿毒症、痛風等のタンパク質代謝異常の発見や治療などの指標として信頼性の高い情報を与えることができる。 Furthermore, if the substance to be detected and other substances belong to the same metabolic pathway, a metabolic pathway other than glycolysis may be applied. For example, when a fat metabolic pathway such as β-oxidation or a lipid synthesis system is applied, the concentrations of various substances belonging to the fat metabolic pathway can be detected in a state close to the actual concentration as described above. Therefore, highly reliable information can be provided as an index for the detection and treatment of abnormal lipid metabolism such as hyperlipidemia. Further, when a protein metabolic pathway such as a urea cycle or an amino acid-degrading system is applied, the concentrations of various substances belonging to the protein metabolic pathway can be detected in a state close to the actual concentration as described above. Therefore, highly reliable information can be provided as an index for finding and treating abnormal protein metabolism such as renal failure, uremia, and gout.
なお、代謝異常の依存度の高い物質を検出対象の物質とした場合に、その代謝異常に応じて血液又は間質液中の濃度が変動し、その変動に応じて、検出対象の物質に対応するスペクトル波形に特有のピークで増減する第2強度を有する物質が他の物質とされることが有用と考えられる。 When a substance highly dependent on metabolic abnormalities is used as the substance to be detected, the concentration in blood or interstitial fluid fluctuates according to the metabolic abnormality, and the substance to be detected corresponds to the fluctuation. It is considered useful that a substance having a second intensity that increases or decreases at a peak peculiar to the spectrum waveform to be metabolized is another substance.
また、上記実施形態では、励起光が照射される試料SPLとして人から採取された血液が採用された。しかしながら、励起光が照射される試料SPLは人体に流れる血液とされていても良い。人体に流れる血液を試料SPLとする場合、例えば、制御部64が、照射部3の光学系を制御して人体に対するレーザの深度を変えながら、当該深度で得られる血液成分の有無などに応じて、人体内の血管に焦点を合わせるようにすれば良い。また、人の血液が試料SPLとされたが、例えば、動物など人以外の生体にも適用可能である。
Further, in the above embodiment, blood collected from a person was adopted as the sample SPL to be irradiated with the excitation light. However, the sample SPL irradiated with the excitation light may be blood flowing through the human body. When the blood flowing through the human body is used as the sample SPL, for example, the
また、上記実施形態では、試料SPLに対して単一の波長の励起光が試料SPLに照射された。しかしながら、図5に例示するように、互いに異なる波長の第1のレーザ光と第2のレーザ光とが試料SPLに照射されても良い。図5の分析システム100では、例えば1064nmのパルスレーザ光であるポンプ光を出射する第1の光源21と、例えば1100nmのパルスレーザ光であるストークス光を出射する第2の光源22とが設けられる。第1の光源21から出射されるポンプ光は、光遅延器31を通してダイクロイックミラーDMに至る。光遅延器31は、例えば光路長を変更して、ポンプ光の照射タイミングをストークス光に合わせるものである。第2の光源22から出射されるストークス光は、ミラーMを介してダイクロイックミラーDMに至る。ダイクロイックミラーDMではポンプ光とストークス光とが重畳され、その重畳されたポンプ光とストークス光とは集光され試料SPLに照射される。この照射によって試料SPLでは、ポンプ光の波長と異なりストークス光の波長とも異なる波長のCARS(Coherent Anti-Stokes Raman Scattering)光が生じる。試料SPLで生じたCARS光は、ラマン光伝搬部4の光学フィルタ42を透過して分光器5に至る。光学フィルタ42は、CARS光以外の迷光をカットするフィルタとされる。分光器5に至ったCARS光は、回析格子51で波長ごとに分けられ、当該CARS光の波長ごとの強度分布を示すラマンスペクトルのデータが分光器5から出力される。このラマンスペクトルにおける各波長は、単位長さに含まれる波の数である波数に換算部72で変換される。但し、ラマンシフト量に換算されなくても良い。
Further, in the above embodiment, the sample SPL is irradiated with excitation light having a single wavelength with respect to the sample SPL. However, as illustrated in FIG. 5, the sample SPL may be irradiated with the first laser beam and the second laser beam having different wavelengths from each other. In the
以上まとめると本発明の分析装置6は、以下のとおりとなる。すなわち、分析装置6は、予測部73、抽出部74及び濃度検出部75を備える。予測部73は、血液又は間質液で生じるラマン散乱光の波数ごとの強度分布を示すラマンスペクトルにおける所定の波数のピークに含まれる検出対象の物質由来の第1強度と、そのピークに含まれ検出対象の物質が属する代謝経路と同じ代謝経路に属する他の物質由来の第2強度とのうち、第2強度を予測する。抽出部74は、予測部73で予測される第2強度に基づいて、ラマンスペクトルにおける所定の波数のピークに含まれる第1強度を抽出する。濃度検出部75は、抽出部74で抽出される強度に基づいて、検出対象の物質の濃度を検出する。
Summarizing the above, the
このような分析装置6によれば、所定の波数のピークに含まれている他の物質由来の第2強度が未知であっても、その未知の第2強度を予測して第2強度がピークの強度から除かれるように検出対象の物質由来の第1強度を抽出することができる。このため、他の物質由来の強度が高い場合には、検出対象の物質由来の第1強度から直接的に濃度を検出することができる。従って、所定の波数のピークに含まれる他の物質由来の強度が高い場合であっても、検出対象の物質の濃度を実際の濃度に近似させることができる。
According to such an
本発明は、医療産業などで利用可能性がある。 The present invention may be used in the medical industry and the like.
1・・・分析システム、2・・・光源、3・・・照射部、4・・・ラマン光伝搬部、5・・・分光器、6・・・分析装置、61・・・入力部、62・・・記憶部、63・・・表示部、64・・・制御部、71・・・スペクトル取得部、72・・・換算部、73・・・予測部、74・・・抽出部、75・・・濃度検出部、76・・・通知部、SPL・・・試料。 1 ... analysis system, 2 ... light source, 3 ... irradiation unit, 4 ... Raman light propagation unit, 5 ... spectroscope, 6 ... analyzer, 61 ... input unit, 62 ... Storage unit, 63 ... Display unit, 64 ... Control unit, 71 ... Spectrum acquisition unit, 72 ... Conversion unit, 73 ... Prediction unit, 74 ... Extraction unit, 75 ... concentration detection unit, 76 ... notification unit, SPL ... sample.
Claims (11)
前記予測部で予測される前記第2強度に基づいて、前記所定の波数のピークに含まれる前記第1強度を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出される強度に基づいて、前記グルコースの濃度を検出する濃度検出部と、
を備え、
前記予測部は、前記所定の波数とは異なり、他の波形と重ならず孤立して現れる前記乳酸に特有のピーク強度から前記乳酸の濃度を検出し、検出した濃度に基づいて前記第2強度を予測する
ことを特徴とする分析装置。 The first intensity derived from glucose contained in the peak of a predetermined wave number in the Raman spectrum showing the intensity distribution for each wave number of Raman scattered light generated by irradiating a sample which is blood or an interstitial liquid with excitation light of a single wavelength. Of the second intensity derived from lactic acid contained in the peak and belonging to the same metabolic pathway as the glucose to which the glucose belongs, a prediction unit for predicting the second intensity.
An extraction unit that extracts the first intensity included in the peak of the predetermined wave number based on the second intensity predicted by the prediction unit.
A concentration detection unit that detects the glucose concentration based on the intensity extracted by the extraction unit, and a concentration detection unit.
Equipped with a,
Unlike the predetermined wave number, the prediction unit detects the concentration of the lactic acid from the peak intensity peculiar to the lactic acid that appears in isolation without overlapping with other waveforms, and the second intensity is based on the detected concentration. An analyzer characterized in predicting.
ことを特徴とする請求項1に記載の分析装置。 The analysis according to claim 1, wherein the extraction unit extracts the intensity at the peak of the predetermined wave number including the first intensity when the second intensity is less than a predetermined threshold value. apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の分析装置。 The analyzer according to claim 1 , further comprising a notification unit that notifies the degree of risk of developing diabetes according to the concentration of lactic acid.
前記予測部は前記記憶部の前記乳酸検量線のデータを用いて、前記乳酸の濃度を検出する The prediction unit detects the concentration of lactic acid using the data of the lactic acid calibration curve of the storage unit.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の分析装置。The analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the analyzer is characterized by the above.
前記予測部は、前記乳酸スペクトルにおける特有のピークが現れる波数ごとの前記乳酸検量線と、検出した前記乳酸の濃度に基づいて乳酸スペクトル波形を生成し、当該乳酸スペクトル波形に基づいて前記第2強度を予測する The prediction unit generates a lactic acid spectrum waveform based on the lactic acid calibration curve for each wave number in which a peculiar peak appears in the lactic acid spectrum and the detected concentration of lactic acid, and the second intensity is based on the lactic acid spectrum waveform. Predict
ことを特徴とする請求項4に記載の分析装置。The analyzer according to claim 4.
前記抽出部は、前記グルコース検量線のデータを用いて、グルコーススペクトル波形を形成し、当該グルコーススペクトル波形から前記第1強度を抽出する The extraction unit forms a glucose spectrum waveform using the data of the glucose calibration curve, and extracts the first intensity from the glucose spectrum waveform.
ことを特徴とする請求項5に記載の分析装置。The analyzer according to claim 5.
ことを特徴とする請求項6に記載の分析装置。The analyzer according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の分析装置。The analyzer according to any one of claims 1 to 7, wherein the analyzer is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項8に記載の分析装置。The analyzer according to claim 8.
前記予測ステップで予測される前記第2強度に基づいて、前記所定の波数のピークに含まれる前記第1強度を抽出する抽出ステップと、 An extraction step of extracting the first intensity included in the peak of the predetermined wave number based on the second intensity predicted in the prediction step.
前記抽出ステップで抽出される強度に基づいて、前記グルコースの濃度を検出する濃度検出ステップと、 A concentration detection step that detects the glucose concentration based on the intensity extracted in the extraction step, and a concentration detection step.
を備え、With
前記予測ステップでは、前記所定の波数とは異なり、他の波形と重ならず孤立して現れる前記乳酸に特有のピーク強度から前記乳酸の濃度を検出し、検出した濃度に基づいて前記第2強度を予測する In the prediction step, unlike the predetermined wave number, the concentration of the lactic acid is detected from the peak intensity peculiar to the lactic acid that appears in isolation without overlapping with other waveforms, and the second intensity is based on the detected concentration. Predict
ことを特徴とする分析方法。An analysis method characterized by that.
ことを特徴とする請求項10に記載の分析方法。The analysis method according to claim 10.
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