JPH04127034A - 光学式濃度差計 - Google Patents

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］ この発明は光学式濃度差計に関し、特に新生話の黄痘の
早期発見のために用いられる黄痕計なとに適用可能な光
学式濃度差計である。

［従来の技術］ 新生児の大部分に見られる新生児黄癒は、時番コ重症に
推移することがあり、新生児の生命や、服の発育に重大
な影響を与える危険性があるので、早期に発見して適切
な治療を行う必要がある。黄痘の強さの正確な判定は新
生児から採血した血清中のビリルビン値の測定によるべ
きであるが、全ての新生児から採血して測定することは
困難であり、また必要でない場合もあるので、まず、肉
世による皮膚の観察を行って採血検査の必要性を判断し
ていた。

肉眼による皮膚の観察のためには、５段階に順次色調を
濃厚にした複数の黄色基準色帯とその間に透明帯を設け
たプラスチック板からなるゴセット式イクテロメータ（
黄痕計）が知られている。

イクテロメータによる黄痘の判定は、その透明帯部分を
新生児の鼻の先端に、その部分が虚血されて皮膚本来の
色が現れるように強く押し当て、皮膚の色と黄色基準色
帯の色とを比較して黄痘の状態を判定するものである。

これは、非抱合性ビリルビンが脂溶性で皮下組織の脂肪
層に沈着して皮膚を黄染するため、皮膚の色と血清中の
ビリルビン値との間には一定の相関関係が認められると
いう事実に基づいている。

しかし、前記イクテロメータの黄色基準色帯の分光反射
率は、実際のビリルビンによる吸光と異なっているので
、人工照明光の下での皮膚の色と基準色の比較が正確に
行えないという問題があった。

この問題に対処するため、本出願人は、皮下組織の脂肪
層に沈着しているビリルビンによって短波長側の光が長
波長側の光よりも多（吸収されるという知見に基づき、
皮膚に光を入射せしめ、皮下組織中のどリルビンの沈着
している脂肪層で散乱反射して皮膚表面に出る反射光か
らビリルビンの吸光係数の大きい第１の波長及びその吸
光係数の小さい第２の波長における反射率を求め、反射
率の差から皮下組織に沈着しているビリルビン濃度を測
定する光学濃度差検出方式の黄痘計を開発した（特公昭
６２−２８０９号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したビリルビンの吸光係数の大きい波長の光を吸光
係数の小さい波長の光の反射率の差に基づいてビリルビ
ン濃度を測定する黄痘計は、皮下組織の脂肪層に含まれ
るビリルビンのほか、皮膚の色、即ち皮膚に含まれるメ
ラニン色素の多少によっても測定値が影響を受け、測定
誤差を生ずることが明らかとなった。このため、人種の
違いによる皮膚の色、即ち皮膚に含まれるメラニン色素
等の誤差要因物質に影響されない計測器が求められてい
た。この発明は、上記課題を解決することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記課閉を解決するもので、被検体中に含ま
れる被測定物質による吸光が大きい第１の波長成分と、
被測定物質による吸光が小さい第２の波長成分とを含む
光源光を被検体に入射せしめる光源光入射手段と、被検
体に入射して被検体中に含まれる被測定物質及び測定誤
差要因物質により吸光された反射光から前記第１及び第
２の波長成分の光量をそれぞれ検出する第１及び第２の
反射光量検出手段と、前記第１及び第２の波長成分の入
射光量に対する反射光量の比率を変数とする所定の演算
式に基づいて被測定物質の濃度を演算する演算手段を備
えたことを特徴とする。

ここで、所定の演算式とは以下の式である。

但し、 ：被検体内の実効光路長 ｃｌ：被検体内に含まれる被測定物質濃度ε（λ）二波
長λにおける被測定物質の吸光係数 Ｉｏ（λ）二波長λにおける入射光量 ■（λ）二波長λにおける反射光量 Ｆ（え）：被測定物質による影響を除いた波長先におけ
る被検体の透 過早 ｍ（λ）二波長λにおける誤差要因物質の吸光係数 ［作　　　用］ 被検体中に被測定物質（例えばビリルビン）のばか誤差
要因物質（例えばメラニン）が含まれていても、誤差要
因物質の濃度に関係する項を含まない演算式を用い、誤
差要因物質の濃度に関係なく被測定物質の濃度を測定す
ることができる。

［実　施　例］ 以下、この発明の実施例について説明する。まず、測定
原理について説明する。

皮膚に波長λの光を入射させ、皮下組織で散乱し、反射
して再び皮膚表面に戻った光（以下、反射光という）を
皮膚表面で直接反射する光を受けないよう、入射部位か
ら隔たった部位において検出すると、その反射光量工　
（え）は、Ｌａｍｂｅｒｔ　−Ｂｅｅｒの法則に従って
次式で表わされる。

■（λ）＝Ｉｏ（λ）・Ｆ（λ）−１０−”λ）ｄｃ＋
　、、、　（１）ここで、Ｉｏ（λ）二波長えに置ける
入射光量Ｆ（λ）：ビリルビンによる影響を除いた波長
んにおける皮下組織の透過 率 ε（λ）−波長尤におけるビリルビンの吸光係数 ｄ：　皮下組織の実効光路長 Ｃ１：　　皮下組織のビリルビン濃度 皮下組織には血液が流れているから血液中のへモクロビ
ンの酸化の程度が測定結果に影響を与える。この影響を
除くため、ビリルビン及びヘモクロビンの分光吸光係数
が第１２図に示すとおりである点を利用し、ビリルビン
の吸光係数に差があり、ヘモクロビン（Ｈｂ）と酸化へ
モクロビン（Ｈｂ　０２　）の吸光係数に差のない２つ
の波長ん１．λ２　（例えば４６ｎｍと５５０ｎｍ）と
を選択する。波長χ１．λ２における反射光量■　（ん
１）、（λ２）は（１）式から以下のとおりとなる。

Ｉ　（１＋）＝Ｉｏ（λ＋）　・Ｆ（ｉｔ）　・ｘＯ−
”λ１）ｄ゛０１・・・　（２） ■（λ２）　＝　ｌｏ（１２）　−Ｆ（１２）　・１０
−　”λ２）°ｄ０１・・・　（３） （２）、（３）式からそれぞれの光学濃度Ｒａｇ　［Ｉ
ｏ（ｌｏ）／Ｉ（λ１）］及びｆｆｉｏｇ［Ｉｏ（λ２
）／Ｉ　（１２）］を求め、更にその差を求めると以下
の（４）式が得られる。

・・・　（４） （４）式において等号の右辺第１項はビリルビンの影響
を除いた反射率の項であり、第２項はビリルビンの濃度
に比例する項である。したがって、波長ん１．λ２にお
ける入射光量Ｉｏ（λ１）Ｉｏ（λ２）、及び反射光量
工（え＋）、Ｎλ２）から光学濃度差を求めれば皮下組
織のビリルビン濃度を求めることができる。

前記した（４）式によるビリルビン濃度の検出は先に従
来技術として説明した黄痘計の基礎をなすもので、皮膚
のメラニン色素等の誤差要因物質による測定誤差を除く
ことはできない。

そこで、この発明では（１）式に誤差要因物質の吸光係
数を含む項を付加した新たな式を用いる。

ビリルビンの吸光係数に差があり、ヘモクロビンと酸化
へモクロビンの吸光係数に差のない２つの波長え１．λ
２における反射光量Ｉ（χ１）。

■（λ２）は、新たな式によれば以下のとおりとなる。

■（λ＋）＝：Ｉｏ（λ１）’Ｆ（１１）−１０−”＾
１）°ｄ０１．１０１山）−ｃｌ゛ｃ２−（５） ■（λ２）＝ＩＯ（１２）−Ｆ（１２）−１０−”λ２
）ｄ゛０１．１０−”λ２）　°ｄ−ｃ２　　　　　　
、、、（６）ここで、ｍ（え）二波長えにおける誤差要
因物質の吸光係数 ｃ２　：　誤差要因物質の濃度 上記（５）、（６）式から波長λ１及びλ２における光
学濃度差は以下の（７）式で表わされる。

−〔ｍ（λ＋）−ｍ（λ２））　　・ｃｌｃ２−　　（
７）したがって（７）式の等号の右辺 第１項ｆｏｇ　［Ｆ（λ＋）／　Ｆ（λ２）］、及び第
３項［ｍ（１り−ｍ（λ２）］　・ｄ−０２が一定の場
合には反射光量工（ん１）、　　Ｉ　（λ２）から光学
濃度差を求めればｄ−０１を求めることができる。

皮膚のメラニン色素等の誤差要因物質は前記第３項で表
わされる。以下、誤差要因物質の濃度を求める処理につ
いて述べる。

波長λ１としてビリルビンに対する吸光係数が高く、波
長え２としてビリルビンに対する吸光係数が０の波長（
ε（ん２）＝Ｏ）を選択すると、前記（５）、（６）式
は以下のようになる。

■（λ＋）＝Ｉｏ（λｔ）−Ｆ（λｔ）・ｉｏ−’　（
ｉｌ）　−ｄ−０１，１０−”λ１）・ｄｃ２　　　　
　１９．（５＃）■（λ２）＝ＩＯ（λ２）・Ｆ（λ２
１１ｏ−ｍ（λ２）　ｃｌｃ２・・・　（６′　） （６′）式をａ−ｃ２について解くと、となる。ここで
工（λ１）／　Ｉ　ｏ（ん２）は波長λ２における入射
光量と反射光量との比で、測定結果から演算して求める
ことができる値であり、また、ｍ（λ２）は波長λ２に
おける誤差要因物質の吸光係数、Ｆ（λ２）は波長λ２
におけるビリルビンによる影響を除いた皮下組織の透過
率で、いづれも既知の値であり、ｄは皮下組織の実効光
路長で定数と考えてよい。したがって、入射光量Ｉｏ（
え２）と反射光量工（λ２）を測定することにより誤差
要因物質Ｃ２の濃度を求めることができる。

次にビリルビン濃度を求める処理について述べる。波長
え２においてはビリルビンの吸光係数ε（λ２）＝０で
あるから、（７）式を０１について解くと、 となる。

式に 式を代入すれば、 となり、メラニン等の誤差要因物質の濃度Ｃ２を含まな
いビリルビン濃度Ｃ１を求める式（１０）がなお、前記
した原理の説明では、皮膚に光を入射させ、皮下組織で
散乱、反射して再び皮膚表面に戻った光（反射光）を検
出して入射光量と反射光量との差を求め、これに基づい
て誤差要因物質の影響を除いて被測定物質の濃度を求め
る場合について説明した。しかしながら、これに代えて
被検体を挟んで、その一方から光を入射させ、他方で被
検体を透過した光（透過光）を検出して入射光量と透過
光量との差を求めるようにした場合も前記測定原理、演
算式は成立する。

次に、本発明を適用した光学式濃度差計について説明す
る。

第１図は光学式濃度差計の外観を示す斜視図で、１は本
体、２は電源スィッチ、３は動作モードの設定、測定値
の表示モード（表示単位）の設定、警告表示限界値の設
定、及び表示桁数の切換を行う機能設定部で、スイッチ
３８〜３ｆの６個のスイッチが設けられている。これら
のスイッチの機能については後述する。

４は表示素子で、測定値表示部４ａ、測定準備の完了表
示部４ｂ、単位表示部４ｃが設けである。５は測定プロ
ーブで、環状に形成された光投射口６とその中心に配置
された受光ロアを備え、被検体にプローブ５を押し当て
ると、プローブが後退して内部に設けられた図示されて
いない測定スイッチ５ａが閉じるように構成されている
。

機能設定部３で設定される機能について説明する。

動作モードには、■測定モード、■ライン校正モード、
■サービスモード１、サービスモード２があり、測定モ
ードとは光学濃度差対応値を測定するモード、ライン校
正モードとは製造工程及びサービス時の校正を行うモー
ド、サービスモード１及び２とは修理等の場合に設定す
るモードである。動作モードの設定はスイッチ３ａ、３
ｂの組合わせにより行われ、スイッチの状態と設定され
る動作モードとは表１に示すとおりである。

表 測定値表示モードには、■光学濃度差対応値表示モード
と■血清ビリルビン濃度対応値表示モードとがあり、前
者は測定した光学濃度差対応値をそのまま表示するモー
ド、後者は測定した光学濃度差を第１３図に示すような
臨床的に確認された相関関係に基づいて作成された換算
式（Ｙ＝１．０８ｘ＋７．２２）　、あるいはこの換算
式に基づいて作成された換算表により血清ビリルビン濃
度対応値に換算して表示するモードである。表示モード
の設定はスイッチ３Ｃにより行われ、スイッチの状態と
設定される表示モードは表２に示すとおりである。

表 警告表示限界値とは、測定した光学濃度差対応値が設定
された限界値を越えるとき、採血検査の必要性を警告す
る値である。警告表示限界値の設定はスイッチ３ｄ、３
ｅの組合わせにより行われ、スイッチの状態と設定され
る限界値とは表３に示すとおりである。

表 表示桁数は、整数２桁表示と、整数２桁と小数点以下１
桁表示との２種類の表示が可能で、スイッチ３ｆにより
表４に示すように切換えられる。

表　　　　　　４ 第２図は光学式濃度差計の光学系を示す斜視図である。

１１は光フアイバー束で、その一端１１ａはキセノン発
光管１８に対向して断面矩形状に形成され、他端１１ｂ
はプローブ５内の環状の光投射口６に接合されている。

１２も光フアイバー束で、その一端はプローブ５内の中
心部の受光ロアに接合され、他端１２ｂはダイクロイッ
クミラー１３に対向している。ダイクロイックミラー１
３は波長５００ｎｍ付近で入射光を２分割するものであ
る。１４は波長４５０ｎｍ付近の光の透過する光学バン
ドパスフィルタ、１５は第１受光素子、１６は波長５５
０ｎｍ付近の光を透過する光学バンドパスフィルタ、１
７は第２受光素子、２０はキセノン発光管１８から放射
される光を直接受光する発光モニタ用受光素子で、その
前面には波長５５０ｎｍ付近の光を透過する光学バンド
パスフィルタ１９が付設されている。

キセノン発光管１８から放射された光は光フアイバー束
１１を経てプローブ５の環状の光投射口６に達し、ここ
から被検体に入射する。被検体に入射し、皮下組織内を
透過・散乱してその一部が吸収され、再び被検体表面に
出た反射光はプローブ５内の中心部の受光ロアで捕らえ
られ、光フアイバー束１２を経てダイクロイックミラー
１３に導かれる。ダイクロイックミラー１３に導かれた
反射光はここで波長５００ｎｍ以下とそれ以上との２波
長領域に分割され、波長５００ｎｍ以下の光は光学バン
ドパスフィルター１４により４５０ｎｍ付近の波長の光
のみが選択され、第１受光素子１５で検出される。また
、波長５００ｎｍ以上の光は光学バンドパスフィルタ１
６により５５０ｎｍ付近の波長の光のみが選択され、第
２の受光素子１７で検出される。

第３図は光学式濃度差計の回路を示すブロック図である
。図において、３０はＣＰＵで、測定動作の制御、演算
式に基づく測定結果の演算等の制御演算を行う。３１は
本体に内蔵された内部電池、３２は定電圧回路で、ＣＰ
Ｕその他辺下説明する各回路要素に電力を供給する。３
３は蓄電昇圧回路で、内部電池から供給された電圧を昇
圧し、キセノン発光管１８を発光させるために内部に設
けられているメインコンデンサを充電する。

３４は充電完了検出回路で、前記メインコンデンサの充
電完了を検出し、ＣＰＵ３０に充電完了信号を出力する
。３５は発光回路で、ＣＰＵ３０から出力される発光制
御信号を受けてキセノン発光管１８を発光させる０Ｍは
被検体、１３乃至１７は第２図で説明した光学系を構成
する要素で、１３はダイクロイックミラー　１４．１６
．１９は光学バンドパスフィルタ、１５．１７は受光素
子、２０は発光モニタ用受光素子を示す。３６はＡ／Ｄ
変換器で、第１受光素子１５、第２受光素子１７、及び
発光モニタ用受光素子２０の出力をデジタル変換してＣ
ＰＵ３０に入力する。３８は表示制御部で、液晶、ＬＥ
Ｄ等の表示素子４を駆動してＣＰＵ３０から出力される
各種表示データを表示させる。３９は書換可能なリード
オンリーメモリ（以下、単にメモリという）であって、
測定結果の演算処理の際に使用するビリルビンの吸光係
数、メラニン色素等の誤差要因物質の吸光係数、皮下組
織の透過率等の係数、その他のデータが記憶されている
。また、５ａはプローブ５を被検体Ｍに押圧したときＯ
Ｎとなる測定スイッチ、２は電源スィッチ、３は３８〜
３ｆの６個のスイッチからなる機能設定部である。４０
は本体外部の充電器で、内部電池３１に充電式電池を使
用するときに使用する。なお、内部電池を取り外して充
電することも、また、非充電式の電池を使用してもよい
。

次に、回路動作の概略を説明する。機能設定部３のスイ
ッチ３ａ、３ｂにより動作モードが測定モードに設定さ
れているものとする。電源スィッチ２をＯＮとし、定電
圧回路３２がら各回路要素に給電すると共に、蓄電昇圧
回路３３を作動させ、メインコンデンサの充電を開始す
る。充電の完了が充電完了検出回路３４により検出され
ると、検出信号がＣＰＵ３０に入力され、表示素子４に
測定準備の完了が表示される。操作者がプローブ５を被
検体Ｍに押し当てると測定スイッチ５ａ＃’ＯＮとなり
、ＣＰＵ３０から発光回路３５に発光制御信号が出力さ
れてキセノン発光管１８が発光する。キセノン発光管１
８から放射された光は被検体Ｍに入射し、皮下組織内を
透過・散乱した反射光はグイクロイックミラー１３で分
割され、光学バンドパスフィルター４あるいは１６を経
て、波長４５０ｎｍ付近の光が第１受光素子１５に入射
し、波長５５０　ｎｍ付近の光が第２受光素子１７に入
射し、またキセノン発光管１８から放射された光の一部
は発光モニタ用受光素子２０に入射する。各受光素子１
５，１７．２０の検出信号Ａ／Ｄ変換器３６を経てＣＰ
Ｕ３０に大人 力される。ＣＰＵ３０は入力された検出信号とメモリ３
９に格納されている係数等を用いて先に説明した演算式
（１０）に従って演算し、演算結果を機能設定部３のス
イッチ３Ｃから入力された表示モードに応じて、単位表
示と共に表示素子４に表示する。このとき、機能設定部
３のスイッチ３ｄ、３ｅにより警告限界値が設定されて
いるときは、設定された限界値と演算結果とを比較し、
限界値を越えている場合は警告表示（この実施例では演
算結果を赤字で表示）する。また、演算結果の表示桁数
は機能設定部３のスイッチ３ｆにより指定された桁数で
表示される。

機能設定部３のスイッチ３ａ、３ｂにより動作モードが
ライン校正モードに設定されているときは、被検体に代
えて、第４図に示すような校正板２５について測定モー
ドの場合と同様な動作が実行される。校正板２５は分光
反射率特性がフラットで、波長４５０ｎｍと５５０ｎｍ
における光学濃度差がＯである校正板“００”と、波長
４５０ｎｍと５５０ｎｍにおける光学濃度差が１である
校正板“２０”とからなる。校正板“００”と校正板“
２０”との測定結果は校正定数としてメモリ３９に格納
され、測定モードの際の演算処理に使用される。これに
ついては後で詳しく説明する。なお、この実施例では、
測定結果に基づく光学濃度差の表示は２０倍にして表示
するので、光学濃度差“１”は“２０”として表示され
る。校正板“２０”も同様に光学濃度差１のものを示し
ている。

次に、ＣＰＵで実行される制御演算動作について、第５
図から第１１図までに示すフローチャートに基づいて説
明する。第５図は制御演算動作の概要を示すフローチャ
ートである。電源スィッチ２がＯＮとなり、プログラム
に従った制御が開始されると、まずシステムの初期化が
行われる（ステップＰｉ）。システムの初期化は具体的
にはｃｐＯｓｏ内の初期設定、各Ｉ１０ボートの初期設
定、各変数の初期値設定、表示素子の動作状態のチエツ
ク等が含まれる。ついで、スイッチ３ａ、３ｂの状態か
ら動作モードを判定する（ステップＰ２．Ｐ３）。スイ
ッチ３ａ、３ｂが共にＯＦＦの場合は測定モードである
からステップＰ４で示す測定モード処理ルーチンに移る
。スイッチ３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦの場合は製造工程
の校正、あるいはサービスマンが実施する校正のための
ライン校正モードであるからステップＰ５で示すライン
校正モード処理ルーチンに移る。スイッチ３ａがＯＦＦ
、３ｂがＯＮの場合、及びスイッチ３ａ、３ｂが共にＯ
Ｎの場合は修理等の場合の故障検知のためのサービスモ
ードであるからステップＰ６で示すサービスモード処理
に移る。なお、サービスモード処理は本発明に直接関係
がないので説明を省略する。

第６図は第５図においてステップＰ４として示した測定
モード処理の詳細を示すフローチャートである。まず、
メモリ３９の内容が正常か否かをチエツクしくステップ
ｐＨ）、破壊されて正しい係数が記憶されていないと判
定されたときはエラー表示（Ｅｌ）を行い（ステップＰ
１７）、停止する。メモリ３９の内容が正常と判定され
たときは、充電処理（ステップＰ１２）、測定処理（ス
テップＰ１３）、演算処理（ステップＰ１４）、表示処
理（ステップＰ１５）を実行する。測定スイッチ５ａが
ＯＦＦとされたか否かを判定しくステップＰ１６）、Ｏ
ＦＦでない場合は上記ステップＰ１２に戻り、上記ステ
ップＰＬ２〜Ｐ１５の処理を繰り返す。測定スイッチ５
ａがＯＦＦとされた場合は主ルーチンに戻る。

第７図は第６図においてステップＰ１２とじて示した充
電処理の詳細を示すフローチャートである。まず、メイ
ンコンデンサの充電を開始しくステップＰ２１）、充電
の完了を判定する（ステップＰ２２）。充電の完了を待
ちメインコンデンサの充電動作を終了しくステップＰ２
３）、充電完了表示素子を点灯しくステップＰ２４）、
主ルーチンに戻る。

第８図は第６図においてステップＰ１３として示した測
定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、測定
スイッチ５ａがＯＮか否かを判定しくステップＰ３１）
、測定スイッチ５ａがＯＮの場合は、メインコンデンサ
の充電動作を終了させる（ステップＰ３２）。プローブ
５と被検体Ｍとの接触部分から洩れて入射する光（オフ
セット光）の影響を除くため、キセノン発光管１８を発
光させることなく、波長４５０ｎｍ付近の波長（以下Ｂ
チャンネルという）のオフセット光の光量Ｂｌ−及び波
長５５０ｎｍ付近の波長（以下Ｇチャンネルという）の
オフセット光の光量ＧＦをそれぞれ第１．第２の受光素
子１５．１７で検出し、更に発光モニタ部のオフセット
光の光量ＧＦＲを発光モニタ用受光素子２０で検出し、
これらの検圧信号を所定時間積分コンデンサに充電する
（ステップＰ３３）。検出され、積分コンデンサに充電
された信号をＡ／Ｄ変換し、これをオフセット値ＢＦ、
ＧＦ及びＧＦＲとしてメモリ３９の所定領域に格納する
（ステップＰ３４゜Ｐ３５）。上記オフセットＭＢＦ、
ＧＦが予め定められた所定値以下か否かを判定しくステ
ップＰ３６）、所定値以下でない場合はプローブ５が被
検体Ｍに正しく接触しておらず、外光が入射していると
判断してエラー表示（Ｅ２）を行い（ステップＰ４３）
、ステップＰ４５に移る。所定値以下の場合はプローブ
５が正しく接触しているものと判定し、キセノン発光管
を発光させ（ステップＰ３７）、Ｂチャンネル、Ｇチャ
ンネルの反射光の光量ＢＭ、ＧＭを受光素子１５．１７
で検出し、また光源光量ＧＮを発光モニタ受光素子２゜
で検出し、各受光素子１５，１７．２０の検出信号を所
定時間積分コンデンサに充電する（ステップＰ３８）。

検出され、積分コンデンサに充電された信号をＡ／Ｄ変
換しくステップＰ３９）、変換値ＢＭ、ＧＭ、ＧＮを先
に求めたオフセット値ＢＦ　、　ＧＦ　、　ＧＦＲで補
正して計測値Ｂ５　、　Ｇ５　。

ＧＲを得てメモリに格納しくステップＰ４０゜Ｐ４１）
、充電完了表示素子を消灯して（ステップＰ４２）　、
主ルーチンに戻る。

ステップＰ３１の判定で測定スイッチ５ａがＯＮでない
場合はステップＰ４５に移り、メインコンデンサの充電
完了を調べ、充電完了のときは充電動作を終了し、充電
完了していないときは充電動作を再開して（ステップＰ
４６．Ｐ４７）、ステップＰ３１に戻る。

第９図は第６図においてステップＰ１４として示した演
算処理を示すフローチャートである。まず、後述するラ
イン校正モードにおいて校正板２５の光学濃度差Ｏの校
正板“ＯＯ”を用いて求めたた波長４５０ｎｍ及び５５
０ｎｍにおける校正定数ＢＱ　、Ｇｏ及び光源光量計測
値ＧＲをメモリ３９から読出し、Ｂチャンネルの光源光
量１３Ｒを、以下の（１１）式 ％式％（１１） から求め、メモリ３９に格納する（ステップＰ５１）。

次に、計測値ＢＳ　、’ＧＳ　、ＢＲ、ＧＲをメモリ３
９から読出し、（ｌＯ）式（測定原理の説明部分参照）
において、■（え１）にＢｓ、Ｉｏ（λ２）にＧＲ。

■　（λ２）にＧｓ、Ｉｏ（λ２）にＧＲをそれぞれ代
入し、ビリルビン濃度ｃ１を演算して（ステップＰ５２
）、主ルーチンに戻る。

第１０図は第６図においてステップＰ１５として示した
表示処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、機能設定部３のスイッチ３ｃにより設定されてい
る表示モードが光学濃度差表示モードか否かを判定する
（ステップＰ６１）。光学濃度差表示モードの場合は計
測値をそのまま表示するのであるから、単位表示素子を
消灯する（ステップＰ６２）。光学濃度差表示モードで
ない場合は計測値を血清ビリルビン濃度対応値に換算し
て表示するのであるから、単位表示素子を点灯し、計測
値を血清ビリルビン濃度対応値に換算する（ステップＰ
６３．Ｐ６４）。この換算は第１３図に示す光学濃度差
と血清ビリルビン濃度の相関関係に基づいて得られた換
算式によるか、換算式に基づいて作成した換算表によっ
てもよい。

機能設定部３のスイッチ３ｆにより設定されている表示
桁数を判定し、整数２桁表示の場合には計測値を整数２
桁に４捨５人する（ステップＰ６５．Ｐ６６）。

更に、機能設定部３のスイッチ３ｄ、３ｅにより設定さ
れている警告表示限界値と計測値との大小関係を判定し
、計測値が限界値以下であれば計測値を緑色表示素子で
表示し、限界値を越えるときは計測値を赤色表示素子で
表示して（ステップＰ６７、Ｐ６８．Ｐ６９）、主ルー
チンに戻る。

第１１図は第５図においてステップＰ５として示したラ
イン校正モード処理を示すフローチャートである。ライ
ン校正モードでは、波長４５０ｎｍ及び５５０ｎｍにお
いて光学濃度差０及びｌの校正５”ｏｏ”及び“２０”
を用い、各波長毎に８回の測定値の平均値を求めて校正
定数を得るもので、得られた校正定数は光学バンドパス
フィルタの透過特性のばらつき、例えば中心波長が数ｎ
ｍ程度ずれる等のばらつきによる測定値及び表示値の個
々のばらつき等を補正するために使用される。

まず、光学濃度差Ｏの校正定数を求める。校正板“Ｏｏ
”のセットを確認し、カウンタを８にセットして（ステ
ップＰ７１．Ｐ７２）、充電処理、測定処理（ステップ
Ｐ７３．Ｐ７４）を実行する。なお、ステップＰ７３及
びＰ７４の処理内容は、先に第７図及び第８図のフロー
チャートにより説明した充電処理、測定処理と同一であ
る。

測定値を取り込み、カウンタから１を減算してカウンタ
内容がＯになるまでステップＰ７３〜Ｐ７７を繰り返す
。取り込んだ８個の測定値の平均値ＢＯ、Ｇｏを求め、
メモリ３９に格納する（ステップＰ７８）。つづいて校
正板”　２０　”のセットを確認しくステップＰ７９）
、以降前記ステップＰ７２〜Ｐ７７と同様の処理を実行
しくステップＰ８０〜Ｐ８５）、取り込んだ８個の測定
値の平均値Ｂ　２０．　Ｇ　２０を求め、メモリ３９に
格納する（ステップＰ８６）。求めた平均値ＢＯ。

Ｇｏ　、　Ｂ２０．　Ｇ２０から校正定数を求め、メモ
リ３９に格納して（ステップＰ８７）、主ルーチンに戻
る。

この校正モードを設けたことにより、従来のように校正
のため本体のカバーを取り外して、ハード回路の定数を
変えるために可変抵抗器を調整する等の必要がなくなる
。

以上説明したこの発明の実施例では光源にキセノン発光
管を用い、光学系を光ファイバー、ダイクロイックミラ
ー、光学バンドパスフィルタで構成している。これに代
えて、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードを使用
してもよい。この場合、各発光ダイオードをプローブ部
分に設けて直接被検体に光を入射させるようにすること
ができる。また、光源として発光ダイオードを用いる場
合は反射光を受光する受光素子を１個とし、２つの発光
ダイオードを時分割で発光させるようにしてもよい。

この実施例では、ＣＰＵによりキセノン発光管の発光制
御が行われるが、発光光量の制御まではしていない。し
かし、キセノン発光管の発光光量が発光モニタ用受光素
子で検出されているから、これを利用して発光光量が所
定値に達したとき発光を停止させるよう制御してもよい
。これにより不必要な電池の消耗を防ぐことができる。

この実施例では、機能設定部を複数のスイッチで構成し
て各種モードを設定するよう構成しているが、これをモ
ード切換スイッチとアップダウンキーによって構成する
こともできる。この場合、設定した表示モードはメモリ
に記憶させるようにする。

この実施例では、光投射口６と受光ロアを一体に設け、
被検体に対して垂直に押し当てるように構成したが、こ
れに限るものではなく、受光口が皮膚表面で反射した光
を直接受けないような構造であればどのような構造であ
ってもよい。例えば光投射口と受光口とを別体とし、被
検体を両側から挾むようにしてもよい。この場合は被検
体を透過する光を検出することになる。

また、この発明の光学濃度差計は黄痘計として使用でき
るほか、顔面その他の皮膚の色の測定等美容分野の測定
器としても利用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明によれば被検体中に含ま
れる被測定物質、例えばビリルビンの濃度の測定に際し
て、同時に含まれる誤差要因物質、例えばメラニン色素
の濃度に影響されることなく、被測定物質の濃度のみを
測定することができる。この発明を黄痘計に適用した場
合は、人種違いによる皮膚の色の違いに影響されること
な（、正確に黄痘症状を発見することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光学式濃度差計の外観を示す斜
視図、第２図は光学系の構成を示す斜視図、第３図は回
路ブロック図、第４図は校正板の平面図、第５図から第
１１図まではＣＰＵで実行される制御演算動作を説明す
るフローチャート、第１２図はビリルビン及びヘモクロ
ビンの分光吸光係数を示す図、第１３図は光学濃度差対
応値と血清ビリルビン濃度対応値との相関関係を示す図
である。 １：本体、３：機能設定部、４：表示素子、５ニブロー
ブ、６：光投射口、７：受光口、１１．１２：光ファイ
バー、１３：ダイクロイックミラー、１４，１６，１９
：光学バンドパスフィルタ、１５，１７，２０：受光素
子。 出　願　人　　　ミノルタカメラ株式会社第２図 第 図 第５図 第１０図 第１２図 血清ピリルビン１度対応値 第１３図 ｍｇ／ｄ文

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体中に含まれる被測定物質による吸光が大き
   い第１の波長成分と、被測定物質による吸光が小さい第
   ２の波長成分とを含む光源光を被検体に入射せしめる光
   源光入射手段と、被検体に入射して被検体中に含まれる
   被測定物質及び測定誤差要因物質により吸光された反射
   光から前記第１及び第２の波長成分の光量をそれぞれ検
   出する第１及び第２の反射光量検出手段と、前記第１及
   び第２の波長成分の入射光量に対する反射光量の比率を
   変数とする所定の演算式に基づいて被測定物質の濃度を
   演算する演算手段を備えたことを特徴とする光学式濃度
   差計。
2. （２）請求項１記載の光学式濃度差計において、所定の
   演算式が ｃ＿１＝（１）／（ｄ）・｛１｝／｛ε（λ＿１）｝［
   ｌｏｇ｛Ｉ（λ＿２）／Ｉ＿０（λ＿２）｝／｛Ｉ（λ
   ＿１）／Ｉ＿０（λ＿１）｝＋ｌｏｇ｛Ｆ（λ＿１）｝
   ／｛Ｆ（λ＿２）｝−｛ｍ（λ＿１）−ｍ（λ＿２）｝
   ・｛−１／ｍ（λ＿２）〔ｌｏｇ｛Ｉ（λ＿２）｝／｛
   Ｉ＿０（λ＿２）｝−ｌｏｇＦ（λ＿２）〕｝］ 但し、ｄ：被検体内の実効光路長 Ｃ＿１：被検体内に含まれる被測定物質濃度ε（λ）：
   波長λにおける被測定物質の吸光係数 Ｉ＿０（λ）：波長λにおける入射光量 Ｉ（λ）：波長λにおける反射光量 Ｆ（λ）：被測定物質による影響を除いた波長λにおけ
   る被検体の透過率 ｍ（λ）：波長λにおける誤差要因物質の吸光係数 であることを特徴とする光学式濃度差計。