JPH01129839A - 肝機能検査装置 - Google Patents

肝機能検査装置

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JPH01129839A
JPH01129839A JP62287679A JP28767987A JPH01129839A JP H01129839 A JPH01129839 A JP H01129839A JP 62287679 A JP62287679 A JP 62287679A JP 28767987 A JP28767987 A JP 28767987A JP H01129839 A JPH01129839 A JP H01129839A
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liver function
specific dye
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昌彦 神田
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邦男 粟津
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    • A61B5/42Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4222Evaluating particular parts, e.g. particular organs
    • A61B5/4244Evaluating particular parts, e.g. particular organs liver

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は肝機能検査装置に関し、特に選択的に肝臓に
よって摂取および排泄される特定色素を血液中に注入し
て、肝細胞機能総量を表わす指標R1を計算するための
基礎となる肝除去率を測定し、肝機能を検査診断するた
めの測定処理を自動的に行なうような肝機能検査装置に
関する。
C従来の技術] 肝細胞機能総量を表わす指標R,%Xは高く評価され、
肝臓外科領域では手術適応の判定に利用され、内科領域
では肝疾患の患者の把握と予後の判断に広く利用されて
いる。
従来の指標R1の測定方法は、早朝空腹時に盲検用血液
を採取し、次いで0.5mg/kgのインドシアニング
リーン(以下、ICGと称する)を一方の肘静脈から3
0秒以内に注入し、ICG溶液注入開始後5分、10分
、15分に他方の肘静脈から3ないし4m1Lずつ採血
していた。そして、得られた血液1m1Lが生理的食塩
水2m1lで希釈化され、分光光度計により盲検用血清
をブランクとして805nmの波長で比色される。比色
による読み(OD)を片対数紙上にプロットすると、5
分から15分までのICG濃度が直線的に減少する。こ
の3点を結ぶ直線がY軸と交わる点より零時の血中濃度
が求められ、これにより血中色素濃度半減時間(tζ)
が得られれば、次の式から血中消失率(K)を算出する
ことができる。
K−0,693/を占 上述の3点解析法では、負荷量を変えてICG注入を3
回行なう必要がある。この場合、ICGの投与量は種々
考えられている。たとえば、体重lkgあたりICGo
、5mg、1.0mg、5゜0mgをそれぞれ日を変え
て投与したり、0.5mg、1.0mg、2.0mgの
投与量で測定したり、0.5mg、3.0mg、5.O
mgの3回あるいは0.5mg、5.0mgの2回いず
れも日を変えて投与したり、さらには、’ 0.5 m
 g +1、Omg、5.0mgの各投与量を用い、1
日のうちに指標R1値を測定したり、体重1kgあたり
ICGo、5mg、1.0mg、2.0mgの3回1日
を変えて投与する方法もある。
採血やICG濃度の測定は0.5mg/kg負荷の場合
と同様にして行ない、血中消失率Kを算出する。しかし
、ICGの血中濃度が著しく高いので、血清は予め6な
いし10倍に希釈して測定される。
次に、指標RI’%Xの算出方法について説明する。
たとえば、0. 5.3.0. 5.0mg/kgの負
荷量における血中消失率にはそれぞれ0.0568.0
.0376.0.0334である。肝除去率RはK (
mi n”)XD (mg/kg)であるから、 0.5mg/kg負荷の場合はR−0,0568x0.
5−0.0284 3.0mg/kg負荷の場合はR−0,0376X3.
0−0.1128 5.0mg/kg負荷の場合はR−0,0334X5.
O−0,1671 となる。
次に、m15図に示すように、X軸に負荷量の逆数(1
/D : (mg/kg)−’)をとり、Y軸に除去率
の逆数(1/R:  (mg/kg/m1n)″1)を
とってプロットする。
すなわち、0.5mg/kg負荷の場合はY軸2.00
.Y軸35.21となり、3.0mg/kg負荷の場合
はY軸0.33. Y軸8.86となり、5.0mg/
kg負荷の場合はY軸0.20、Y軸6.00となる。
この3点の回帰直線を求めると、Yma+bX−3,1
658+16゜0366X (r−0,9999)とな
り、直線がY軸と交わる点が指標1/R1であるから、
Rいはaの逆数、すなわち1/a−0,32mg/kg
/minとなる。
これを0.5mg/kgと5.0mg/kgの2点解析
法に従って求めると、Lineweaver−Burk
プロットの回帰直線Y−2,7544+16.2278
XからR−は0.35mg/kg/minとして計算さ
れる。
[問題点を解決するための手段] この発明は生体組織の血液中に投与されかつ肝臓によっ
て摂取および排泄される特定の色素を用いて肝機能を検
査するための肝機能検査装置であって、それぞれが特定
の色素に吸光される異なる波長の光を生体組織に照射す
る複数の第1の光源手段と、特定の色素に吸光されない
波長の第2の光を生体組織に照射する第2の光源手段と
、異なる特定色素のそれぞれの負荷量を入力するための
入力手段と、入力された負荷量に応じて、複数の第1の
光源手段のうち、対応する光源を選択し、該光源から第
1の光を生体組織に照射させる光源選択手段と、生体組
織から得られる第1および第2の光に対応する第1およ
び第2の光電変換信号を出力する光電変換手段と、光電
変換手段からの第1および第2の光電変換出力をサンプ
リングするためのサンプリング手段と、サンプリングさ
れた第1および第2の光電変換信号に含まれる生体組織
内の変動成分に基づいて第1および第2の光電変換信号
の間における直線回帰式の係数を決定する決定手段と、
特定色素の注入から所定の時間の間におけるサンプリン
グ手段のサンプリング信号出力と決定された直線回帰式
の係数とに基づいて、血液中の特定色素濃度に相関する
値を演算し、その値に基づいて最小2乗法を用いて時間
の関数としてのシミール−ジョン関数の係数を求め、求
めた係数に基づいて特定色素の血漿消失率にと除去率R
を求めるための演算手段とから構成される。
[作用] この発明に係る肝機能検査装置は、サンプリングされた
第1および第2の光電変換信号に含まれる生体組織内の
変動成分に基づいて、第1および第2の光電変換信号の
間における直線回帰式の係数を決定して生体キャリブレ
ーションを行ない、特定色素の注入から所定の時間の間
におけるサンプリング信号出力と生体キャリブレーショ
ンによって決定された直線回帰式の係数とに基づいて血
液中の特定色素濃度に相関する値を演算し、その値に基
づいて最小2乗法を用いて時間の関数としてのシミュレ
ーション関数の係数を求め、その係数に基づいて特定色
素の血漿消失率にと除去率Rを求め、異なる特定色素の
それぞれの負荷量を変化させて、血漿消失率にと肝除去
率Rの演算を複数行ない、得られた複数の負荷量と肝除
去率Rに基づいて肝細胞機能総量を表わす指標を求める
[発明の実施例コ この発明の詳細な説明するに先立ち、この発明に用いら
れる生体キャリブレーションの原理について説明する。
第1図ないし第4図はこの発明に用いられる生体キャリ
ブレーションの原理を説明するための図である。
特定色素に大きく吸光される波長λiの光と特定色素に
吸光されない波長λ2の光の生体組織への入射光量を1
.、I2とし、生体組織の所定の光路内を通過した後の
光量をそれぞれり1、L2とする。特定色素を注入した
ときの入射光ffi I+およびI2と、通過光量TI
およびI2の関係は以下のようになる。
1ogl+/L+ = k g +  ’ Cg−V b + f +  
(Cb 、  V b )+γt、         
    ・・・(1)1og12/L2 −f2  (Cb、Vb)+7t 2   − (2)
上述の第(1)式および第(2)式における各係数や変
数は第1図に示されている。ここで、fl、I2は波長
λ4.λ2における血液の特性による決まる関数である
一方、特定色素を注入する前の入射光ML I I +
■2と通過光ff1L+、L2の関係は次の第(3)式
および第(4)式で表わされる。
1ogl+/L+ ”f+  (Cb、Vb)+yt +    −(3)
1ogI2/L2 、I2 (Cb、Vb)  +γt2    ・・・(
4)ここで、実際に特定色素を注入する前の通過光量り
、およびL2の関係は、第2図に示すように測定され、
第3図に示すようにリニアの関係になる。
これは、センサを生体に装着し、生体内の血液量を変動
させたときのデータである。このリニアリティは再現性
があり、しかも個人差のないことが確認されている。
それゆえに、上述の第(3)式および第(4)式は、次
の第(5)式で表わされる。
1ogL、−AlogL2 +B     ・= (5
)すなわち、第(3)式および第(4)式を用いると、 1ogl、  ff+  (Cb、Vb)+7t : 
1纏A [1ogI2−ff2  (Cb、Vb) 十
γt2)]+B           ・・・(6)で
表わされる。ここで、Cbはサンプル内の血液濃度であ
り、vbはサンプル内の血液量である。
次に、特定色素を注入した後の第(1)式および第(2
)式を用いて、特定色素の濃度とサンプル内の血液量と
測定色素の吸光係数とを乗算した関数Cは次の第(7)
式で表わされる。
C= l ogLl −[A 1ogL2 +B] +
++ (7)この第(7)式から関数Cを求めると次の
第(8)式で表わされる。
C−C−1o+ −kg−cg−vb−f。
(Cb、 Vb) +7t +  A [10g I2
− (I2  (Cb、Vb)+γt2!]  B・・
・(8) ここで、上述の第(6)式を用いると、次の第(9)式
となる。
C−−kg−Cg−Vb         ・・・(9
)それゆえに、第3図に示した生体キャリブレーション
カーブを用いれば、関数Cの信号が得られる。
ところが、関数Cは、係数kgが一定であるにもかかわ
らず、通常生体内では、各部の血液ff1Vbが時々刻
々変化していると考えられるため、生体に一旦装着され
たセンサにより作られる所定のサンプル内の血液f:i
vbが変化すれば、それに比例して色素濃度同じである
にもかかわらず、特定色素量も変化する。これを模式化
すると第4図に示すようになる。
第4図において、特定色素が注入された後、t、分後に
おける関数Cの値がDEであったとする。
t、+Δを分経過後に得られる所定のサンプル内に含ま
れる血液量が変化することにより、観測点はEからE′
に変化する。このとき、Δtは1分よりも十分小さいも
のとすると、血液中の特定色素濃度はt4分経過後とt
1+Δを分経過後では同一と考えられる。ところが、関
数Cについては、C−DEからC’ −D’  E’ 
と変化する。C≠C′であることから、何らかの補正を
する必要がある。そこで、DEおよびD’ E’をLI
Oの点で規格化することにより、血液量の変化による見
かけの色素濃度変化を補正することができる。
特定色素を注入すると、logL、のみの信号に変動が
起き、たとえば、E点に来る。このとき、DEが第(9
)式に示す関数Cになる。次に、第(9)式の血液iV
bはCDに表わされていると考えられるので、A点のY
座標をLIOとして規格化すると、第(10)式で表わ
される。
それゆえに、特定色素濃度に対応する信号Cgは第(7
)式および第(10)式より第(11)式で表わされる
1ogL1゜ 次に、上述の演算結果Cgの時間変化におけるシミュレ
ーションカーブの関数Cgは最小2乗法を用いて、第(
12)式で表わされる。
Cg−Ae”          ・” (12)ただ
し、t:特定色素注入後の経過時間、AおよびB:定数
である。
上述の第(12)式より、定数A、Bが求められる。そ
して、血漿消失率に、肝除去率Rは、特定色素の負荷量
をDとすると、次の第(13)式および第(14)式で
表わされる。
k−−B              ・・・(13)
R−に−D             ・・・(14)
以上において、この発明に用いられる生体キャリブレー
ションについて説明したので、以下には上述の生体キャ
リブレーションを用いるこの発明ノ実施例について述べ
る。
第5A図はこの発明の一実施例の概略ブロック図であり
、第5B図は特定色素の吸光度分布を示す図であり、第
6図は被7TIII定物の所定の光路内を通過した後に
おける波長λ4.λ2の光量を検出するためのタイミン
グ図であり、第7図は第5A図に示したRAMに記憶さ
れるデータを示す図である。
第5A図において、肝機能検査装置は、センサ部10と
測定処理部200とから構成されている。
センサ部10は第1の光源111,112・・・11m
と第2の光源20と受光素子13とプリアンプ14とア
ナログスイッチ50とを含む。
第1の光源111,112・・・l1mは、生体組織1
5の血液中に投与されかつ肝臓によって摂取および排泄
される特定の色素に吸光される波長の光パルスを生体組
織15に照射するものである。
すなわち、第1の光源111,112・・・11mは、
それぞれたとえば第5B図に示すように、特定色素の吸
光度分布に従って、吸光度の大きい波長λ、1.λ1□
・・・λ1□の光を発生する。
アナログスイッチ50は第1の光源111,112・・
・l1mのうちのいずれかを選択して電流i、を流し、
選択された光源から波長λ、の第1の光パルスを発生さ
せる。このとき、CPU34はI10ポート32からs
i3を介してアナログスイッチ50を制御して光源を選
択する。第2の光源20は特定の色素に吸光されない波
長λ2oの第2の光パルスを生体組織15に照射する。
なお、第1および第2の光源111,112・・・11
mのうちいずれか1つの光源および20は、それぞれ交
互にパルス動作で光を発光するように、測定処理部20
0によって駆動される。
受光素子13は第1の光源111,112・・・11m
のいずれかから生体組織15に照射され、所定の光路内
を通過した第1の光パルスを受光して、受光出力し、を
出力するとともに、第2の光源20から生体組織15に
照射され、所定の光路内を通過した第2の光パルスを受
光し、受光出力し2を出力する。
測定処理部200は演算手段として動作するCPU34
を含む。CPU34はI10ボート32を介して、スタ
ート信号を発振回路24とタイミング回路23とに与え
る。発振回路24は常時所定のクロック信号を発振して
いる。CPU34は、このクロック信号と前記スタート
信号とを用いて、タイミング回路23とデコーダ22を
介して、第6図に示したタイミングTM、’ とTM、
’で、定電流回路21から第1の光源1i1,112・
・・11mのうちのいずれかに定電流iIを与えるとと
もに、アナログスイッチ50に定電流12を与える。
第1の光源111,112・・・l1mのいずれかと第
2の光源20により発光された光は、生体組織15の所
定の光路内を通過して受光素子13に入射される。受光
素子13から発生した電流は、プリアンプ14に与えら
れて電流−電圧変換されるとともに、増幅されてn1定
処理部200に与えられる。プリアンプ14の出力はn
1定処理部200内に設けられたアンプ16により所定
の範囲内のレベルに増幅され、第6図に示したVPDの
ような出力が得られる。サンプルホールド回路28はタ
イミング回路23とデコーダ25により発生された第6
図に示すタイミング信号TM2′に基づいて、アンプ1
6の出力をサンプルホールドする。
サンプルホールドされた信号はマルチプレクサ29によ
って選択され、A/D変換器30によってディジタル信
号に変換された後、データラッチ31によりデータラッ
チされる。この、とき、マルチプレクサ29とA/D変
換器30とデータラッチ31とのタイミングは、タイミ
ング回路23とデコーダ26により制御される。
ラッチされたデータは、CPU34からI10ボート3
2を介して出力されたセレクト信号によりデコーダ27
でタイミングがとられ、L、 とL2のディジタル信号
としてRAM35に記憶される。また、I10ポート3
2には、ブザー33が接続され、このブザー33は特定
色素を注入するタイミングを報知する。さらに、CPU
34にはRAM35とROM36と表示部37と操作部
28とが接続される。RAM35は後述の第7図に示す
ようなデータを記憶するものであり、ROM36は後述
の第8A図ないし第8D図に示すフロー図に基づくプロ
グラムを記憶する。表示部37は後述の第9図ないし第
12図に示すようなデータを表示する。プリンタ38は
肝機能検査結果を印字するものである。
操作部39はアラームLED40とキャリブレーション
キー41とスタートキー42とプリントキー43とを含
む。アラームLED40は検査結果の信頼度が小さい場
合に警報を表示するものであり、キャリブレーションキ
ー41は生体キャリブレーションモードを設定するため
のものであり、スタートキー42は測定モードの開始を
指令するものであり、プリントキー43は計算結果のプ
リントアウトを指令するものである。
なお、上述の第5A図に示した構成例では、第1の光源
111,112.・・・11mのいずれかおよび第2の
光源20から発光されかつ生体組w&15の所定の光路
内を通過した光を1つの受光素子      ′13に
よって受光するようにした。しかし、これに限ることな
く、第1の光71i!111,112.・・・11m第
2の光源20に対応して受光素子を設け、それぞれの受
光素子の出力をサンプリングし、CPU34によって各
サンプリング出力を時分割的に読取るようにしてもよい
。また、光源手段として、特定の色素に吸光される波長
λ、と吸光されない波長λ2の光を共通的に発光する1
つの光源を設け、各波長の光を個別的に透過させる複数
個のフィルタと各フィルタのそれぞれに対応して受光素
子を設けるようにしてもよい。
第7図は第5A図に示したRAMに記憶されるデータを
示す図であり、第8八図ないし第8D図はこの発明の一
実施例の具体的な動作を説明するためのフロー図であり
、第9図ないし第12図は第5A図に示した表示部の表
示例を示す図であり、第13図はこの発明によって測定
される特定色素の消失曲線と血漿消失率にと肝除去率R
の結果を示す図であり、第14図は特定色素消失曲線を
示す図である。
次に、第5A図、第5B図、第8A図ないし第8D図お
よび第14図を参照して、この発明の一実施例の具体的
な動作について説明する。この発明の装置の動作は、デ
ータサンプルモード、生体キャリブレーションモード、
初期設定モードおよび測定モードを含み、これらモード
での動作フローがそれぞれ第8A図、第8B図、第8C
図および第8D図に示されている。
まず、第8A図に示したデータサンプルモードは、後述
のキャリブレーションモードおよび測定モードの中のサ
ブルーチンとして実行される。ステップ(図示ではSP
と略称する)SPIIないし5P16は、被i1?1定
物通過後の1組の波長λi。
λ2の光の光量をサンプルして、RAM35に記憶する
ものである。ただし、λiは後述の入力手段によって特
定色素の負荷量を入力して決定された波長に対応する。
すなわち、CPU34は、ステップ5P11において、
第5図に示す!10ボート32を介してスタート信号を
出力する。スタート信号により、前述したように、L1
、L2の値がデータラッチされる。CPU34はステッ
プ5P12においてデータがラッチされるまで待機して
いる。
次に、ステップ5P13において、CPU34は第5A
図に示したI10ボート32を介してセレクトラインに
セレクト信号を出力し、ステップ5P14においてまず
り、のデータをI10ボート32を介しで読込み、第7
図に示したRAM35の記憶領域8alに記憶する。同
様にして、CPU34はステップS15および5P16
において、L2のデータをRAM35の記憶領域8a2
に記憶する。上述のステップ5P16における演算を完
了すると、CPU34はもとのステップにリターンする
。これについては、生体キャリブレーションモードを示
す第8B図および測定モードを示す第8D図において説
明する。
さて、第8B図は生体キャリブレーションモードでの動
作フロー図を示し、この生体キャリブレーションモード
は、装置の電源投入時または後述の第8D図に示す測定
モードの動作終了時に開始される。CPU34はステッ
プ5P19において、たとえば第10図に示すように、
ICG負荷量を入力すべき旨の指示を表示部37に表示
させる。
オペレータはこの表示を見て、第5A図に示した入力部
44からICG負荷量りを入力する。このICG負荷量
りはRAM35の記憶領域8 j 11:記憶される。
CPU34は入力されたICG負荷jlDに対応する第
1の光源を選択するために、アナログスイッチ50を切
換える。これは、たとえば0.1〜0.5mg/kgの
負荷量が入力されたときには、波長λ7.の光源を選択
し、0.5ないし1mg/kgの負荷量が入力されたと
きには、波長λ、2の光源を選択するというようにアナ
ログスイッチ50を切換える。
次に、CPU34は表示部37に生体キャリブレーショ
ンモードを表示させる。この表示については、たとえば
第9図に示すように、生体キャリブレーションモードに
入っていることを示すとともに、センサ部10の装着を
指示するものである。
この指示に従って、測定者はセンサ部10を生体組織1
5に装着する。その後、CPU34はステップ5P22
において、キャリブレーションキー41が操作されるま
で待機する。キャリブレーションキー41が操作される
と、CPU34はステップ5P23に進み、前述の第8
A図に示したデータサンプルのサブルーチンを実行する
次に、CPU34はステップ823において読込んだL
I+L2がRAM35の記憶エリア8b1.8b2に記
憶されている基準光量データLI%XとLlllNの範
囲内に入るように定電流回路21を制御する。そして、
CPU34は定電流回路21によって設定された電流の
設定値11+  12をRAM2Sの記憶エリア8c1
.8c2に記憶する。
以降、電流11+  12が常時光源11.12に流れ
る。なお、上述の電流の初期設定動作については、後述
の第8C図においてより詳細に説明する。
次に、CPU34はステップ5P25においてブザー音
を鳴らし、パワー設定の終了したことを報知する。ステ
ップ5P26ないし5P29は、前述の生体キャリブレ
ーションを行なうステップである。具体的には、CPU
34はステップ5P26および5P27において、LI
、L2の値をそれぞれ0回サンプルして、CL、(1)
ないしCL+  (n)を記憶領域8dlないし8dn
に記憶させ、CL2 (1)ないしCL2 (n)を記
憶領域8elないし8enに記憶させる。CPU34は
ステップ5P28において、logcJ(1)とlog
cL2  (1)(1−1〜n)について、次の演算式
に従って直線回帰分析を行なう。
1ogCL1  (I)−A−1ogCL2  (I)
十B CPU34は上述の演算式におけるA、B値と相関係数
r、とCL+  (I)(I−1〜n)の最大値をCL
loとして求め、それぞれRAM35の記憶領域8fl
、8f2,8f3および8f41こシ己憶する。
次に、CPU34はステップS29において、生体キャ
リブレーションの信頼性を限定するために、相関係数「
、が0.998以上であるかを判定し、O’、998未
満であればステップ5P30に進み、アラーム40のL
EDを点灯し、再度生体キャリブレーションを行なうた
めに、ステップSP2に戻る。一方、CPU34は相関
係数r。
が0.998以上であることを判別すれば、第8D図に
示す測定モードに移行する。ここで使用した相関係数r
、の基準値0.998は一例であり、装置全体の性能か
ら決まるものである。なお、ステップ5P26の0回の
データサンプルの間は、被検者は生体内の血液量を変え
るべく、手を上げたり下げたり、またセンサにより圧迫
したりする。
次に、第8C図を参照して、前述の第8B図のステップ
5P24における初期設定動作についてより具体的に説
明する。
波長λ1.λ2の光の光量データL1、L2はRAM3
5の記憶領域8al、8a2に記憶される。CPU34
はステップ5P241において、LI+L2の値をLO
λ1、LOλ2として、RAM8の記憶領域8hl、8
h2にそれぞれ記憶させる。そして、CPU34はステ
ップ5P242ないし5P249を実行し、LOλ1、
LOλ2がRAM35の記憶領域8bl、8b2に記憶
されている光量データL、とL MDI (L MQX
 > L1徊)の間に設定されるように、定電流回路2
1から流れる電流設定値を調整する。
具体的には、ステップ5P242では、LOλ1がLr
、IXよりも大きい場合には、ステップ5P243に進
み、電流設定値i、を小さな値に設定して、再度ステッ
プ5P23および5P241を実行し、ステップ5P2
42において再びLOλ1がLlよりも大きいか否かが
判別される。ここで、しいよりLOλ1が小さくなれば
、ステップ5P242に進み、LOλ1がしわユよりも
小さいか否かが判別される。LOλ1がLMINよりも
小さい場合には、ステップ5P245において、電流設
定値11の値を大きくして、前述のステップ5P23に
戻る。この動作を繰返すことにより、LOλlがり、と
LMINの間に入るように電流設定値11が設定される
次に、ステップ5P246,5P249では、ステップ
5P241ないし5P245と同様にして、LOλ2が
LゆとL MINの間に入るように、電流設定値12が
設定される。このようにして、ステップ5P23ないし
5P249で最終的に設定された電流設定値11+  
t1、がRAM35の記憶領域8C1と8c2に記憶さ
れる。
次に、第8D図を参照して、測定モードについて説明す
る。ステップ5P41において、CPU34は表示部3
7に特定色素を注入するための表示を行なう。この表示
については、たとえば第9図に示すように、特定色素、
たとえばICGを注入すべきことを指示する表示が行な
われる。この表示に従って、測定者は特定色素を被検者
に注入するための準備を行なう。次に、CPU34はス
テップS42において、スタートキー42が操作される
まで待機する。CPU34はスタートキー42が操作さ
れたことを判別すると、ステップ5P43において、特
定色素の注入すべきタイミングを表示するとともに、ブ
ザー33によって警報音を報知させる。これは、たとえ
ば第11図に示すように、1−2−3−4→5というよ
うに表示され、測定者は“5”が表示されたとき、特定
色素の注入を行なう。また、CPU34は表示が“1”
、 “2゛、 “3°、 “4”のとき、それぞれ第1
の音をブザー33から発生させ、“5”が表示されたと
きは、ブザー33から異なった音を発生させる。測定者
はこの音や表示が発生したとき、特定色素の注入を行な
う。CPU34はステップ5P44において、タイマの
初期値として“0”を設定する。次に、CPU34はス
テップ5P45において、前述の第8A図で説明したサ
ブルーチンであるデータサンプルプログラムを実行する
。すると、サンプルデータがRAM35の記憶領域8a
lないし8a2にり、ないしL2としてそれぞれ記憶さ
れる。
CPU34はステップ5P46において、前述の第8B
図で説明した生体キャリブレーションモードでRAM3
5の記憶領域8fl、8f2および8f4に記憶された
係数A、B、CL+ oを用いて、次の演算式に基づく
演算を行なって、Cg(I)をRAM35の記憶領域8
g1に記憶する。
このCg (I)の値は、ステップ5P46において、
たとえば第13図に示すような態様で表示部37に表示
される。第13図において、横軸は特定色素注入後から
の経過時間を示し、縦軸はCg(りの値である。ここで
、特定色素の消失曲線のサンプリング数をmとすると、
工は工ないしmの整数であり、消失曲線の測定時間をT
sとすると、1回のサンプリングタイムはITM−Ts
/(m−1)である。もちろん、I−1の場合は、特定
色素の注入時に一致する。ステップ5P47において、
CPU34はこのサンプリングタイムITMの間待機す
る。
この待機時間を経過すると、CPU34はステップ5P
48において、iがmよりも大きいか否かを判別する。
iがmよりも大きい場合はステップ5P49に進むが、
小さい場合には再びステップ5P45に戻り、繰返しサ
ンプリングを行なう。
ここで、RAM35の記憶領域8glないし8gmに記
憶されているデータCg (1)は、たとえば第14図
に示すような特定色素の消失曲線を描くが、CPU34
はこの立ち上がり点を検出し、ステップ5P49におい
て、その前のデータをベースラインとして、各Cg (
1)より減算し、再度記憶領域8glないし8gmに記
憶する。もちろん、測定精度を高めるために、ステップ
5P45のり、ないしL2はに回の平均値であってもよ
い。
次に、CPU34はステップ5P51において、記憶領
域8g1ないし8gmに記憶されたCg(1)のデータ
のうち、時間T、ないしT2 (0< T l < T
 2 < T S )の間のデータについて、Cg (
1) =AeBt 1−Ts/(m−1)(分) のシミュレーションカーブにて最小2乗法を用いて、定
数A、Bを求める。
次に、CPU34は、ステップS52において、血漿消
失率に一−B、肝除去率R−に−Dの演算を行なって、
k、Rを求める。そして、CPU34は求めたに、Rを
RAM35の記憶領域8j1゜8j2にそれぞれ記憶さ
せる。このとき、CPU34は最小2乗法での相関係数
r2を演算し、演算した相関係数r2をRAM35の記
憶領域8j3に記憶させる。また、CPU34は、この
ときにブザー33から終了のブザー音を発生させる。
さらに、CPU34はkの値とRの値と負荷量りの値を
たとえば、第13図に示すような態様で表示部26に表
示させる。次に、CPU34はス元ツブ5P53におい
て、相関係数「2がたとえば0.95よりも小さいか否
かを判別する。これは相関係数r2が−1に近いほど相
関がよいため、その相関度をチエツクするものである。
ただし、−0,95という値は、Oないし−1の間の値
であって、暫定的であり、もちろん−1に近ければ近い
ほど装置の信頼性が向上する。
ここで、CPU34は相関係数「2が、たとえば0.9
5よりも大きい場合には、信頼度が小さいものと判別し
て、ステップ5P54においてアラームLED40を点
灯し、ステップ5P53において相関係数r2がたとえ
ば−0,95よりも小さく、測定に信頼性があることを
判別した場合には、アラームLED40を点滅すること
なく、ステップ5P55に進む。そして、CPU34は
ステップ5P55において、プリントキー43が操作さ
れているか否かを判別し、操作されていれば、プリンタ
38によってkの値とRの値とDの値を印字させる。
さらに、もし必要であれば、CPU34はRAM35の
記憶領域8glないし8gnに記憶されているCg (
1)の特定色素消失曲線もプリンタ34によちて印字さ
せて、前述の第8B図に示した生体キャリブレーション
モードに移る。また、ステップ5P55において、CP
U34はプリントキー43の操作されていないことを判
別したときにも、生体キャリブレーションモードに移る
上述のようにして血漿消失率にと肝除去率Rを求めた後
、翌日にICGを再び注入し、上述の一連の動作を繰返
し、D2とR2を求め、さらにその翌日にICGを注入
してり、とR1を求める。
そして、負荷mDの逆数1/Dと肝除去率Rの逆数1/
Rを前述の第15図に示すようにプロットして回帰直線
を描き、この回帰直線と1/Rとの交点を求めることに
よって、容易に1 / Rr−pxを求めることができ
る。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、第2の光源からの光
を生体組織に照射するとともに、特定色素の負荷量を入
力し、その負荷量に対応した波長の第1の光源の光を生
体組織に照射し、第1および第2の光に対応する第1お
よび第2の光電変換信号をサンプリングし、サンプリン
グされた第1および第2の光電変換信号に含まれる血液
中の変動成分に基づいて、第1および第2の光電変換信
号の間における直線回帰式の係数を決定して生体キャリ
ブレーションを行ない、特定色素の注入から所定の時間
の間におけるサンプリング信号と決定された直線回帰式
の係数とに基づいて、血液中の特定色素濃度に相関する
値を演算し、演算された値に基づいて最小2乗法を用い
て時間の関数としてのシミュレーション関数の係数を求
め、その係数に基づいて特定色素の血漿消失率と肝除去
率を求めるようにしたので、採血の必要が全くなくなり
、被験者の負担を特定色素の静注のみとすることができ
る。したがって、被験者に精神的かつ肉体的負担を大幅
に軽減できる。さらに、特定色素の負荷量により自動的
に所定の光源を選んで測定するようにしたので、どのよ
うな負荷量の特定色素に対しても、同一の精度で測定で
きるため、肝細胞機能総量の測定に有効に用いることが
できる。さらに、iDJ定に先立って生体キャリブレー
ションを行なうようにしたので、センサの生体装着時に
おける血流障害や生体の揺動や脈動などのアーチファク
トを除去できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はこの発明の詳細な説明するための
図である。第5A図はこの発明の一実施例の構成を示す
概略ブロック図である。第5B図は特定色素に吸光され
る光の波長と吸光度との関係を示す図である。第6図は
被測定物の所定の光路内を通過した後における波長λ1
.λ2の光の光量を検出するためのタイミングを示す図
である。 第7図は第5A図に示したRAMに記憶されるデータを
示す図である。第8A図ないし第8D図はこの発明の一
実施例の具体的な動作を説明するためのフロー図であっ
て、特に、第8A図はデータサンプルサブルーチンを示
し、第8B図は生体キャリブレーションモードを示し、
第8C図は初期設定モードを示し、第8D図は測定モー
ドを示す。 第9図ないし第14図は第5A図に示した表示部の表示
例を示す図である。第15図は従来のR。 の測定方法を説明するための図である。 図において、10はセンサ部、111,112・・・l
1mは第1の光源、20は第2の光源、13は受光素子
、14はプリアンプ、15はアンプ、200は測定処理
部、21は定電流回路、22゜25.26.27はデコ
ーダ、24は発振回路、28はサンプルホールド回路、
29はマルチプレクサ、30はA/D変換器、31はデ
ータラッチ、32はI10ポート、33はブザー、34
はCPU135はRAM、36はROM、37は表示部
、38はプリンタ、39は操作部、40はアラームLE
D、41はキャリブレーション午−142はスタートキ
ー、43はプリントキー、44は入力部、50はアナロ
グスイッチを示す。 a!I11 図 kgl:−リ【己集の―Jυ系数0皮長入1)kbl:
3皮長入11こδ’/7包虹鮎メLjLJ$1欠kb2
:i退入2I乙ゐ1フろ血aしのq皺ソチ故、rtt 
: ;ItJb入t+=ff+76144’の41!7
11t2:呵皮品入2に%+7る!AI4蝦の昧肥嵐v
b:ブンアルnの血口た量 Cb:ブン7シLFelの菰ソし5漠1LC9ニブシア
/LF’″lの#%之色聚!薦魔第2図 吟I%l’l(紗) 第3図 第4図 ogLz 第5B図 成長 第6図 第7図 第8A図 第80図 リターン 第9図 第1o図 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図 ’/。 手続捕正書 1、事件の表示 昭和62年特π′[願第 287679  号2、発明
の名称 肝機能検査装置 3、補正をする者 事件との関係 特許d画状 住 所  大阪市東区IL浜5丁目15番地名 称  
(213)住友電気工業株式会社代表者 用上哲部 4、代理人 住 所 大阪山北区南森町2−I旧1番29号 住友銀
行南森町ビル6、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄1発明の詳細な説明の欄お
よび図面 7、補正の内容 (1) 明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正す
る。 (2) 明細書第9頁第16行の「負荷量」を「負荷量
D (mg/kg)Jに訂正する。 (3) 明細書第10頁第14行ないし第15行、第1
1頁第8行の「除去率R」を「除去率R−DXKJに訂
正する。 (4) 明細書第11頁第12行の「指標」を「指標R
cm Jに訂正する。 (5) 明細書第18頁第10行の「いずれかを選択し
て」を「いずれかを入力部44の負荷量に応じて、選択
して」に訂正する。 (6) 明細書第21頁第18行の「43とを含む」を
「43と負荷量入力部44とを含む。」に訂正する。 (7) 明細書第24頁第18行の「ステップS15」
を「ステップ5P15Jに訂正する。 (8) 図面の第5A図、第8B図および第8D図を別
紙のとおり補正する。 以上 2、特許請求の範囲 (1) 生体組織の血液中に投与されかつ肝臓によって
摂取および排泄される特定の色素を用いて肝機能を検査
するための肝機能検査装置であって、 それぞれが特定の色素に吸光される複数の異なる波長の
光を前記生体組織に照射する複数の第1の光源手段、 前記特定の色素に吸光されない波長の第2の光を前記生
体組織に照射する第2の光源手段、前記具なる特定色素
のそれぞれの負荷量D (mg/kg)を入力するため
の入力手段、前記入力手段によって入力された負荷量に
応じて、前記複数の第1の光源手段のうち、対応する光
源手段を選択し、該光源手段からの光を第1の光として
前記生体組織に照射させる光源選択手段、前記生体組織
から得られる前記第1および第2の光に対応する第1お
よび第2の光電変換信号を出力する光電変換手段、 前記光電変換手段からの前記第1および第2の光電変換
出力をサンプリングするためのサンプリング手段、 前記サンプリング手段によって特定色素の注入前にサン
プリングされた前記第1および第2の光電変換信号に含
まれる生体組織内の変動成分に基づいて、前記第1およ
び第2の光電変換信号の間における直線回帰式の係数を
決定する決定手段、および 前記特定色素の注入から所定の時間の間における前記サ
ンプリング手段のサンプリング信号出力と前記決定手段
によって決定された直線回帰式の係数とに基づいて、前
記血液中の特定色素濃度に相関する値を演算し、演算さ
れた前記特定色素濃度に相関する値に基づいて最小2乗
法を用いて、時間の関数としてのシミュレーション関数
の係数を求め、その係数に基づいて前記特定色素の血漿
消失率にと、肝除去率R−DXKを求めるための演算手
段を備えた、肝機能検査装置。 (2) 前記サンプリング手段は、前記第1および第2
の光電変換信号を複数回サンプリングするだめの手段を
含み、 前記決定手段は、前記サンプリング手段によって複数回
サンプリングされた前記第1および第2の光′FrS変
換信号の平均値をCL1、CL2としたとき、 QogCLl−A−QogCL2+B の演算式に従って、直線回帰分析を行なって定数A、B
を求めるとともに、前記複数回サンプリングされた前記
第1の充電変換信号の最大値をり。 0として求める手段を含む、特許請求の範囲第1項記載
の肝機能検査装置。 (3) 前記決定手段は、前記直線回帰式の相関係数を
演算する手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機
能検査装置。 (4) 前記相関係数を演算するための手段によって演
算された相関係数が予め定める値よりも大きいとき、’
ONを報知する報知手段を含む、特許請求の範囲第3項
記載の肝機能検査装置。 (5) 前記演算手段は、前記シミュレーション関数の
相関係数を演算するだめの手段を含む、特許請求の範囲
第1項記載の肝機能検査装置。 (6) さらに、前記シミュレーション関数の相関係数
が予め定める値よりも大きいとき、警報を報知するため
の報知手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能
検査装置。 (7) さらに、前記決定手段によって前記直線回帰式
の係数を決定するための動作を行なうキャリブレーショ
ンモードと、前記演算手段によって前記特定色素濃度に
相関する値を演算するための動作を行なう測定モードと
を選択するためのモード選択手段を含む、特許請求の範
囲第1項記載の肝機能検査装置。 (8) 前記モード選択手段によって生体キャリブレー
ションモードが選択されたことに応じて、前記決定手段
を能動化させるための手段を含む、特許請求の範囲第7
項記載の肝機能検査装置。 (9) 前記モード選択手段によって測定モードが選択
されたことに応じて、前記演算手段を能動化させるため
の手段を含む、特許請求の範囲第7項記載の肝機能検査
装置。 (10) 前記第1および第2の光電変換信号のレベル
が予め定める範囲内になるように、前記光源手段から照
射される第1および第2の光の強さを設定するための設
定手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能検査
装置。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)生体組織の血液中に投与されかつ肝臓によって摂
    取および排泄される特定の色素を用いて肝機能を検査す
    るための肝機能検査装置であって、 それぞれが特定の色素に吸光される異なる波長の光を前
    記生体組織に照射する複数の第1の光源手段、 前記特定の色素に吸光されない波長の第2の光を前記生
    体組織に照射する第2の光源手段、前記異なる特定色素
    のそれぞれの負荷量を入力するための入力手段、 前記入力手段によって入力された負荷量に応じて、前記
    複数の第1の光源手段のうち、対応する光源手段を選択
    し、該光源手段からの光を第1の光として前記生体組織
    に照射させる光源選択手段、前記生体組織から得られる
    前記第1および第2の光に対応する第1および第2の光
    電変換信号を出力する光電変換手段、 前記光電変換手段からの前記第1および第2の光電変換
    出力をサンプリングするためのサンプリング手段、 前記サンプリング手段によって特定色素の注入前にサン
    プリングされた前記第1および第2の光電変換信号に含
    まれる生体組織内の変動成分に基づいて、前記第1およ
    び第2の光電変換信号の間における直線回帰式の係数を
    決定する決定手段、および 前記特定色素の注入から所定の時間の間における前記サ
    ンプリング手段のサンプリング信号出力と前記決定手段
    によって決定された直線回帰式の係数とに基づいて、前
    記血液中の特定色素濃度に相関する値を演算し、演算さ
    れた前記特定色素濃度に相関する値に基づいて最小2乗
    法を用いて、時間の関数としてのシミュレーション関数
    の係数を求め、その係数に基づいて前記特定色素の血漿
    消失率kと、肝除去率Rを求めるための演算手段を備え
    た、肝機能検査装置。
  2. (2)前記サンプリング手段は、前記第1および第2の
    光電変換信号を複数回サンプリングするための手段を含
    み、 前記決定手段は、前記サンプリング手段によって複数回
    サンプリングされた前記第1および第2の光電変換信号
    の平均値をCL_1、CL_2としたとき、 logCL_1=A・logCL_2+B の演算式に従って、直線回帰分析を行なって定数A、B
    を求めるとともに、前記複数回サンプリングされた前記
    第1の光電変換信号の最大値をL_1_0として求める
    手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能検査装
    置。
  3. (3)前記決定手段は、前記直線回帰式の相関係数を演
    算する手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能
    検査装置。
  4. (4)前記相関係数を演算するための手段によって演算
    された相関係数が予め定める値よりも大きいとき、警報
    を報知する報知手段を含む、特許請求の範囲第3項記載
    の肝機能検査装置。
  5. (5)前記演算手段は、前記シミュレーション関数の相
    関係数を演算するための手段を含む、特許請求の範囲第
    1項記載の肝機能検査装置。
  6. (6)さらに、前記シミュレーション関数の相関係数が
    予め定める値よりも大きいとき、警報を報知するための
    報知手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能検
    査装置。
  7. (7)さらに、前記決定手段によって前記直線回帰式の
    係数を決定するための動作を行なうキャリブレーション
    モードと、前記演算手段によって前記特定色素濃度に相
    関する値を演算するための動作を行なう測定モードとを
    選択するためのモード選択手段を含む、特許請求の範囲
    第1項記載の肝機能検査装置。
  8. (8)前記モード選択手段によって生体キャリブレーシ
    ョンモードが選択されたことに応じて、前記決定手段を
    能動化させるための手段を含む、特許請求の範囲第7項
    記載の肝機能検査装置。
  9. (9)前記モード選択手段によって測定モードが選択さ
    れたことに応じて、前記演算手段を能動化させるための
    手段を含む、特許請求の範囲第7項記載の肝機能検査装
    置。
  10. (10)前記第1および第2の光電変換信号のレベルが
    予め定める範囲内になるように、前記光源手段から照射
    される第1および第2の光の強さを設定するための設定
    手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝機能検査装
    置。
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