JPH0620459B2 - 肝機能検査装置 - Google Patents
肝機能検査装置Info
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- JPH0620459B2 JPH0620459B2 JP62287677A JP28767787A JPH0620459B2 JP H0620459 B2 JPH0620459 B2 JP H0620459B2 JP 62287677 A JP62287677 A JP 62287677A JP 28767787 A JP28767787 A JP 28767787A JP H0620459 B2 JPH0620459 B2 JP H0620459B2
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- JP
- Japan
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- coefficient
- liver function
- specific dye
- function testing
- testing apparatus
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
- A61B5/4222—Evaluating particular parts, e.g. particular organs
- A61B5/4244—Evaluating particular parts, e.g. particular organs liver
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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RMAX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。
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RMAX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。
[従来の技術] 肝細胞機能総量を表わす指標RMAX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。
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RMAX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4mlずつ採血し
ていた。そして、得られた血液1mlが生理的食塩水2ml
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(t1/2)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。
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4mlずつ採血し
ていた。そして、得られた血液1mlが生理的食塩水2ml
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(t1/2)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/t1/2 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1kgあたりICG0.
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、5.0mg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、0.5mg、1.0mg、5.0mgの各投与
量を用い、1日のうちに指標RMAX値を測定したり、
体重1kgあたりICG0.5mg、1.0mg、2.0mgの
3回、日を変えて投与する方法もある。
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1kgあたりICG0.
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、5.0mg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、0.5mg、1.0mg、5.0mgの各投与
量を用い、1日のうちに指標RMAX値を測定したり、
体重1kgあたりICG0.5mg、1.0mg、2.0mgの
3回、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、I
CG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。
様にして行ない、血中消失率Kを算出する。しかし、I
CG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RMAX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Kはそれぞれ0.0568,0.0376,
0.0334である。肝除去率RはK(min)×D(mg
/kg)であるから、 0.5mg/kg負荷の場合はR=0.0568×0.5=
0.0284 3.0mg/kg負荷の場合はR=0.0376×3.0=
0.1128 5.0mg/kg負荷の場合はR=0.0334×5.0=
0.1671 となる。
えば0.5,3.0,5.0mg/kgの負荷量における血
中消失率Kはそれぞれ0.0568,0.0376,
0.0334である。肝除去率RはK(min)×D(mg
/kg)であるから、 0.5mg/kg負荷の場合はR=0.0568×0.5=
0.0284 3.0mg/kg負荷の場合はR=0.0376×3.0=
0.1128 5.0mg/kg負荷の場合はR=0.0334×5.0=
0.1671 となる。
次に、第17図に示すように、X軸に負荷量の逆数(1
/D:(mg/kg)−1)をとり、Y軸に除去率の逆数
(1/R):(mg/kg/min)−1をとってプロットす
る。
/D:(mg/kg)−1)をとり、Y軸に除去率の逆数
(1/R):(mg/kg/min)−1をとってプロットす
る。
すなわち、0.5mg/kg負荷の場合はX軸2.00,Y
軸35.21となり、3.0mg/kg負荷の場合はX軸
0.33,Y軸8.86となり、5.0mg/kg負荷の場
合はX軸0.20,Y軸6.00となる。この3点の回
帰直線を求めると、Y=a+bX=3.1658+1
6.0366X(r=0.9999)となり、直線がY
軸と交わる点が指標1/RMAXであるから、RMAX
はaの逆数、すなわち1/a=0.32mg/kg/minと
なる。
軸35.21となり、3.0mg/kg負荷の場合はX軸
0.33,Y軸8.86となり、5.0mg/kg負荷の場
合はX軸0.20,Y軸6.00となる。この3点の回
帰直線を求めると、Y=a+bX=3.1658+1
6.0366X(r=0.9999)となり、直線がY
軸と交わる点が指標1/RMAXであるから、RMAX
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+16.2278XからR
MAXは0.35mg/kg/minとして計算される。
て求めると、Lineweaver−Burkプロット
の回帰直線Y=2.7544+16.2278XからR
MAXは0.35mg/kg/minとして計算される。
[発明が解決しようとする問題点] 上述の指標RMAXの測定には、理論適応に際していく
つかの必要条件が存在し、しかもその測定,算出過程に
おいて、種々の原因による誤差が生じる可能性があり、
実際には生ずるはずのないマイナスの測定値を示す例も
ときに見られるという欠点がある。また、指標RMAX
の測定は前述のごとく、3回負荷量を変化させる場合に
は、(4回採血+1回ICG注入)×3回=15回の静
注する必要があり、患者の負担が極めて大きくなり、前
検査のために何日も要するという問題点もあった。
つかの必要条件が存在し、しかもその測定,算出過程に
おいて、種々の原因による誤差が生じる可能性があり、
実際には生ずるはずのないマイナスの測定値を示す例も
ときに見られるという欠点がある。また、指標RMAX
の測定は前述のごとく、3回負荷量を変化させる場合に
は、(4回採血+1回ICG注入)×3回=15回の静
注する必要があり、患者の負担が極めて大きくなり、前
検査のために何日も要するという問題点もあった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、被験者の精神
的,肉体的負担を軽減し得て、ICGRMAXの測定を
1回のICG注入だけで極めて簡単にかつ自動的に行な
うことのできるような肝機能検査装置を提供することで
ある。
的,肉体的負担を軽減し得て、ICGRMAXの測定を
1回のICG注入だけで極めて簡単にかつ自動的に行な
うことのできるような肝機能検査装置を提供することで
ある。
[問題点を解決するための手段] 第1の発明は肝機能を検査するための肝機能検査装置で
あって、生体組織の血液中に投与されかつ肝臓で摂取お
よび排泄される特定の色素に吸光される波長の第1の光
と吸光されない波長の第2の光を生体組織に照射する光
源手段と、光源手段によって生体組織に照射され、その
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、光電変換手段から出力された第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サンプリング
手段と、複数回サンプリングされた第1および第2の光
電変換信号の平均値をCL1,CL2としたとき、 logCL1=A・logCL2+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、複数回サンプリングされた第1の光
電変換信号の最大値をL10として求める定数決定手段
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
シミュレーション関数の係数を求める係数演算手段と、
特定色素を注入し、特定色素が血液中に一様に分布した
時間から所定の時間内を複数の区間に区分し、それぞれ
の区間において、Cg=Ai・eBiT(i=1,2…
m,m≧2、ただしi=1は第1の区間)のシミュレー
ション関数に基づいて、係数AiとBiとを求め、Ki
=−Biとし、それぞれの区間の初期時間におけるCg
の値をCiとして求め、求めた係数KiとCiとに基づ
いて、 (1/Ki・Ci)=a(1/Ci)+b の演算式により、直線回帰分析を行なって係数a,bを
求め、RMAX=1/bの演算式に基づいて、指標R
MAXを求めるための指標演算手段とを備えて構成され
る。
あって、生体組織の血液中に投与されかつ肝臓で摂取お
よび排泄される特定の色素に吸光される波長の第1の光
と吸光されない波長の第2の光を生体組織に照射する光
源手段と、光源手段によって生体組織に照射され、その
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、光電変換手段から出力された第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サンプリング
手段と、複数回サンプリングされた第1および第2の光
電変換信号の平均値をCL1,CL2としたとき、 logCL1=A・logCL2+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、複数回サンプリングされた第1の光
電変換信号の最大値をL10として求める定数決定手段
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
シミュレーション関数の係数を求める係数演算手段と、
特定色素を注入し、特定色素が血液中に一様に分布した
時間から所定の時間内を複数の区間に区分し、それぞれ
の区間において、Cg=Ai・eBiT(i=1,2…
m,m≧2、ただしi=1は第1の区間)のシミュレー
ション関数に基づいて、係数AiとBiとを求め、Ki
=−Biとし、それぞれの区間の初期時間におけるCg
の値をCiとして求め、求めた係数KiとCiとに基づ
いて、 (1/Ki・Ci)=a(1/Ci)+b の演算式により、直線回帰分析を行なって係数a,bを
求め、RMAX=1/bの演算式に基づいて、指標R
MAXを求めるための指標演算手段とを備えて構成され
る。
第2の発明は、第1の発明における光源手段と光電変換
手段とサンプリング手段と定数決定手段と係数演算手段
とを含み、さらに特定色素を注入して、特定色素が血液
中に一様に分布した時間から所定の時間内を複数の区間
に区分し、それぞれの区間において、Cg=Ai・e
BiT(i=1,2…m,m≧2、ただしi=1は第1
の区間)のシミュレーション関数に基づいて、係数Ai
とBiとを求め、Ki=−Biとし、求めた係数のAi
と特定色素の負荷量D1とに基づいて、 Di=D1・Ci/A1(i≧2:ただしDiは第1の
区間) の演算式により、Diを求め、求めたKiとDiとに基
づいて、(1/(Ki・Di))=C(1/Di)+d
の演算式から直線回帰分析を行なって係数C,dを求
め、RMAX=1/dより指標RMAXを求めるための
指標演算手段とを備えて構成される。
手段とサンプリング手段と定数決定手段と係数演算手段
とを含み、さらに特定色素を注入して、特定色素が血液
中に一様に分布した時間から所定の時間内を複数の区間
に区分し、それぞれの区間において、Cg=Ai・e
BiT(i=1,2…m,m≧2、ただしi=1は第1
の区間)のシミュレーション関数に基づいて、係数Ai
とBiとを求め、Ki=−Biとし、求めた係数のAi
と特定色素の負荷量D1とに基づいて、 Di=D1・Ci/A1(i≧2:ただしDiは第1の
区間) の演算式により、Diを求め、求めたKiとDiとに基
づいて、(1/(Ki・Di))=C(1/Di)+d
の演算式から直線回帰分析を行なって係数C,dを求
め、RMAX=1/dより指標RMAXを求めるための
指標演算手段とを備えて構成される。
[作用] この発明にかかる肝機能検査装置は、生体組織の血液中
に投与されかつ肝臓で摂取および排泄される特定の色素
に吸光される波長の第1の光と吸光されない波長の第2
の光を生体組織に照射し、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
を複数回サンプリングし、サンプリングされた第1およ
び第2の光電変換信号の平均値を所定の演算式に従って
直線回帰分析を行ない、定数を求める。そして、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
特定色素などに相関する値を演算し、演算した値に基づ
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、特定色素を注入し、特定色素
が血液中に一様に分布した時間から所定の時間内を複数
の区間に区分し、それぞれの区間において係数を求め、
所定の演算式より直線回帰分析を行なって指標RMAX
を求める。
に投与されかつ肝臓で摂取および排泄される特定の色素
に吸光される波長の第1の光と吸光されない波長の第2
の光を生体組織に照射し、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
を複数回サンプリングし、サンプリングされた第1およ
び第2の光電変換信号の平均値を所定の演算式に従って
直線回帰分析を行ない、定数を求める。そして、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
特定色素などに相関する値を演算し、演算した値に基づ
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、特定色素を注入し、特定色素
が血液中に一様に分布した時間から所定の時間内を複数
の区間に区分し、それぞれの区間において係数を求め、
所定の演算式より直線回帰分析を行なって指標RMAX
を求める。
[発明の実施例] この発明の実施例を説明するに先立ち、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。
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。
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λ1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I
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L1,L2とする。特定色素を注入した
ときの入射光量I1およびI2と、通過光量T1および
T2の関係は以下のようになる。
吸光されない波長λ2の光の生体組織への入射光量をI
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L1,L2とする。特定色素を注入した
ときの入射光量I1およびI2と、通過光量T1および
T2の関係は以下のようになる。
logI1/L1 =kg1・Cg・Vb+f1(Cb,Vb) +γt1 …(1) logI2/L2 =f2(Cb,Vb)+γt2 …(2) 上述の第(1)式および第(2)式にける各係数や変数
は第1図に示されている。ここで、f1,f2は波長λ
1,λ2における血液の特性による決まる関数である。
は第1図に示されている。ここで、f1,f2は波長λ
1,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量I1,I2と通
過光量L1,L2の関係は次の第(3)式および第
(4)式で表わされる。
過光量L1,L2の関係は次の第(3)式および第
(4)式で表わされる。
logI1/L1 =f1(Cb,Vb)+γt1 …(3) logI2/L2 =f2(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L1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。
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。
の第(5)式で表わされる。
logL1=AlogL2+B …(5) すなわち、第(3)式および第(4)式を用いると、 logI1−{f1(Cb,Vb)+γt1} =A[logI2−{f2(Cb,Vb)+ 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。
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。
(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=logL1−[AlogL2+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。
表わされる。
C=logI1−kg・Cg・Vb−f1 (Cb,Vb)+γt1−A[logI2 −{f2(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。
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。
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、各部の血液量Vb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量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。
らず、通常生体内では、各部の血液量Vb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量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、t1分後に
おける関数Cの値がDEであったとする。t1+Δt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t1分経過後とt1+Δt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L10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。
おける関数Cの値がDEであったとする。t1+Δt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t1分経過後とt1+Δt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L10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、logL1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
量Vb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L10として規格化すると、第(10)式で
表わされる。
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
量Vb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L10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。
(7)式および第(10)式より第(11)式で表わさ
れる。
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の実施例について述べ
る。
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の実施例について述べ
る。
第5図はこの発明の一実施例の概略ブロック図であり、
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の光量を検出するためのタイミング図で
あり、第7図は第5図に示したRAMに記憶されるデー
タを示す図である。
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の光量を検出するためのタイミング図で
あり、第7図は第5図に示したRAMに記憶されるデー
タを示す図である。
第5図において、肝機能検査装置は、センサ部10と測
定処理部20とから構成されている。センサ部10は第
1の光源11と第2の光源12と受光素子13とプリア
ンプ14とを含む。第1の光源11と第2の光源12
は、それぞれ特定色素の吸光度の大きい波長λ1の光パ
ルスと、吸光度のない波長λ2の光パルスを発生する。
受光素子13は光源11および12から生体組織15に
照射され、所定の光路内を通過した光を受光する。な
お、光源11および12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によって駆動さ
れる。
定処理部20とから構成されている。センサ部10は第
1の光源11と第2の光源12と受光素子13とプリア
ンプ14とを含む。第1の光源11と第2の光源12
は、それぞれ特定色素の吸光度の大きい波長λ1の光パ
ルスと、吸光度のない波長λ2の光パルスを発生する。
受光素子13は光源11および12から生体組織15に
照射され、所定の光路内を通過した光を受光する。な
お、光源11および12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によって駆動さ
れる。
測定処理部20は演算手段として動作するCPU34を
含む。CPU34はI/Oポート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、定電流回路21より第1の光源11と第2の光
源12に定電流i1とi2とを第6図に示したタイミン
グTM1′とTM1″で与える。
含む。CPU34はI/Oポート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、定電流回路21より第1の光源11と第2の光
源12に定電流i1とi2とを第6図に示したタイミン
グTM1′とTM1″で与える。
第1の光源11と第2の光源12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1
3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、増幅されて測定処理部20に与えられる。プリアン
プ14の出力は測定処理部20内に設けられたアンプ1
6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16の出力をサンプルホールドする。
は、生体組織15の所定の光路内を通過して受光素子1
3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、増幅されて測定処理部20に与えられる。プリアン
プ14の出力は測定処理部20内に設けられたアンプ1
6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16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。
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I/Oポート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、L1とL2のディジタル信号と
してRAM35に記憶される。また、I/Oポート32
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、CPU3
4にはRAM35とROM36と表示部37と操作部2
8と入力部45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、ROM
36は後述の第8A図ないし第8E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図を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。
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、L1とL2のディジタル信号と
してRAM35に記憶される。また、I/Oポート32
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、CPU3
4にはRAM35とROM36と表示部37と操作部2
8と入力部45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、ROM
36は後述の第8A図ないし第8E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図を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。入力部45は特定
色素の負荷量を入力するためのものである。
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。入力部45は特定
色素の負荷量を入力するためのものである。
なお、上述の第5図に示した構成例では、第1および第
2の光源11,12からそれぞれ発光されかつ生体組織
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および第2の光源11,12のそれぞれに対
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λ1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2つのフィルタと各フ
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。
2の光源11,12からそれぞれ発光されかつ生体組織
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および第2の光源11,12のそれぞれに対
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λ1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2つのフィルタと各フ
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5図に示したRAMに記憶されるデータを示
す図であり、第8A図ないし第8E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5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RMAXの結果を示す図であ
る。
す図であり、第8A図ないし第8E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5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RMAXの結果を示す図であ
る。
次に、第5図,第8A図ないし第8E図および第13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,第8D図
および第8E図に示されている。
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,第8D図
および第8E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)SP11ないしSP16は、被測定物通過
後の1組の波長λ1,λ2の光の光量をサンプルして、
RAM35に記憶するものである。すなわち、CPU3
4は、ステップSP11において、第5図に示すI/O
ポート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SP12において
データがラッチされるまで待機している。
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)SP11ないしSP16は、被測定物通過
後の1組の波長λ1,λ2の光の光量をサンプルして、
RAM35に記憶するものである。すなわち、CPU3
4は、ステップSP11において、第5図に示すI/O
ポート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SP12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SP13において、CPU34は第5図
に示したI/Oポート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SP14においてまずL
1のデータをI/Oポート32を介して読込み、第7図
に示したRAM35の記録領域8a1に記録する。同様
にして、CPU34はステップSP15およびSP16
において、L2のデータをRAM35の記録領域8a2
に記憶する。上述のステップSP16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図と第8E
図において説明する。
に示したI/Oポート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SP14においてまずL
1のデータをI/Oポート32を介して読込み、第7図
に示したRAM35の記録領域8a1に記録する。同様
にして、CPU34はステップSP15およびSP16
において、L2のデータをRAM35の記録領域8a2
に記憶する。上述のステップSP16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図と第8E
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図および第8
E図に示す測定モードの動作終了時に開始される。ステ
ップSP21において、CPU34は表示部37に生体
キャリブレシー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15に装着す
る。
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図および第8
E図に示す測定モードの動作終了時に開始される。ステ
ップSP21において、CPU34は表示部37に生体
キャリブレシー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15に装着す
る。
その後、CPU34はステップSP22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SP23に進み、前述の第8A図に示したデ
ータサンプルのサブルーチンを実行する。
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SP23に進み、前述の第8A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S23において読込んだL
1,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LMAXとLMINの範囲
内に入るように定電流回路21を制御する。そして、C
PU34は定電流回路21によって設定された電流の設
定値i1,i2をRAM35の記憶エリア8c1,8c
2に記憶する。以降、電流i1,i2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。
1,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LMAXとLMINの範囲
内に入るように定電流回路21を制御する。そして、C
PU34は定電流回路21によって設定された電流の設
定値i1,i2をRAM35の記憶エリア8c1,8c
2に記憶する。以降、電流i1,i2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SP25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SP26ないしSP29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SP26および27において、L1,L
2の値をそれぞれm回サンプリングしてその平均値をC
L1とし、それをさらにn回演算して得られたCL
1(1)ないしCL1(n)を記憶領域8d1ないし8
dnに記憶させ、CL2(1)ないしCL2(n)を記
憶領域8e1ないし8enに記憶させる。CPU34は
ステップSP28において、logCL1(I)とlo
gCL2(I)(I=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。
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SP26ないしSP29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SP26および27において、L1,L
2の値をそれぞれm回サンプリングしてその平均値をC
L1とし、それをさらにn回演算して得られたCL
1(1)ないしCL1(n)を記憶領域8d1ないし8
dnに記憶させ、CL2(1)ないしCL2(n)を記
憶領域8e1ないし8enに記憶させる。CPU34は
ステップSP28において、logCL1(I)とlo
gCL2(I)(I=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。
logCL1(I)=A・logCL2(I)+B CPU34は上述の演算式におけるA,B値と相関係数
r1とCL1(I)(I=1〜n)の最大値をCL10
として求め、それぞれRAM35の記憶領域8f1,8
f2,8f3および8f4に記憶する。
r1とCL1(I)(I=1〜n)の最大値をCL10
として求め、それぞれRAM35の記憶領域8f1,8
f2,8f3および8f4に記憶する。
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r
1が0.998以上であるかを判定し、0.998未満
であればステップSP30に進み、アラーム40のLE
D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r1が0.998以上であることを判別すれば、第8
D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r1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SP26の
n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。
リブレーションの信頼性を限定するために、相関係数r
1が0.998以上であるかを判定し、0.998未満
であればステップSP30に進み、アラーム40のLE
D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r1が0.998以上であることを判別すれば、第8
D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r1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SP26の
n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
SP24における初期設定動作についてより具体的に説
明する。
SP24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8a1,8a2に記憶される。CPU34
はステップSP241において、L1,L2の値をLO
λ1,LOλ2として、RAM8の記憶領域8h1,8
h2にそれぞれ記憶させる。そして、CPU34はステ
ップSP242ないしSP249を実行し、LOλ1,
LOλ2がRAM35の記憶領域8b1,8b2に記憶
されている光量データLMAXとLMIN(LMAX>
LMIN)の間に設定されるように、定電流回路21か
ら流れる電流設定値を調整する。
5の記憶領域8a1,8a2に記憶される。CPU34
はステップSP241において、L1,L2の値をLO
λ1,LOλ2として、RAM8の記憶領域8h1,8
h2にそれぞれ記憶させる。そして、CPU34はステ
ップSP242ないしSP249を実行し、LOλ1,
LOλ2がRAM35の記憶領域8b1,8b2に記憶
されている光量データLMAXとLMIN(LMAX>
LMIN)の間に設定されるように、定電流回路21か
ら流れる電流設定値を調整する。
具体的には、ステップSP242では、LOλ1がL
MAXよりも大きい場合には、ステップSP243に進
み、電流設定値i1を小さな値に設定して、再度ステッ
プSP23およびSP241を実行し、ステップSP2
42において再びLOλ1がLMAXよりも大きいか否
かが判別される。ここで、LMAXよりLOλ1が小さ
くなれば、ステップSP242に進み、LOλ1がL
MINよりも小さいか否かが判別される。LOλ1がL
MINよりも小さい場合には、ステップSP245にお
いて、電流設定値i1の値を大きくして、前述のステッ
プSP23に戻る。この動作を繰返すことにより、LO
λ1がLMAXとLMINの間に入るように電流設定値
i1が設定される。
MAXよりも大きい場合には、ステップSP243に進
み、電流設定値i1を小さな値に設定して、再度ステッ
プSP23およびSP241を実行し、ステップSP2
42において再びLOλ1がLMAXよりも大きいか否
かが判別される。ここで、LMAXよりLOλ1が小さ
くなれば、ステップSP242に進み、LOλ1がL
MINよりも小さいか否かが判別される。LOλ1がL
MINよりも小さい場合には、ステップSP245にお
いて、電流設定値i1の値を大きくして、前述のステッ
プSP23に戻る。この動作を繰返すことにより、LO
λ1がLMAXとLMINの間に入るように電流設定値
i1が設定される。
次に、ステップSP246,SP249では、ステップ
SP241ないしSP245と同様にして、LOλ2が
LMAXとLMINの間に入るように、電流設定値i2
が設定される。このようにして、ステップSP23ない
しSP249で最終的に設定された電流設定値i1,i
2がRAM35の記憶領域8c1と8c2に記憶され
る。
SP241ないしSP245と同様にして、LOλ2が
LMAXとLMINの間に入るように、電流設定値i2
が設定される。このようにして、ステップSP23ない
しSP249で最終的に設定された電流設定値i1,i
2がRAM35の記憶領域8c1と8c2に記憶され
る。
次に、第8D図および第8E図を参照して、測定モード
について説明する。ステップSP41において、CPU
34は表示部37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10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。この
とき、入力部45から特定色素の負荷量、たとえば2mg
/kg等を入力してD1とし、このD1がRAM35の記
憶領域8jに記憶される。
について説明する。ステップSP41において、CPU
34は表示部37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10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。この
とき、入力部45から特定色素の負荷量、たとえば2mg
/kg等を入力してD1とし、このD1がRAM35の記
憶領域8jに記憶される。
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
SP43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、CP
U34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SP4
4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SP45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RA
M35の記憶領域8a1ないし8a2にL1ないしL2
としてそれぞれ記憶される。
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
SP43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、CP
U34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SP4
4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SP45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RA
M35の記憶領域8a1ないし8a2にL1ないしL2
としてそれぞれ記憶される。
CPU34はステップSP46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8f1,8f2および8f4に記憶された
係数A,B,CL10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8a
1に記憶する。
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8f1,8f2および8f4に記憶された
係数A,B,CL10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8a
1に記憶する。
このCg(I)の値は、ステップSP46において、た
とえば第12図に示すような態様で表示部37に表示さ
れる。第12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(I)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、Iは1ないしmの整数であり、消失曲線の測定時間
をTs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SP47におい
て、CPU34はこのサンプリングタイムITMの間待
機する。
とえば第12図に示すような態様で表示部37に表示さ
れる。第12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(I)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、Iは1ないしmの整数であり、消失曲線の測定時間
をTs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SP47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SP
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SP49に進むが、
小さい場合には再びステップSP45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8
g1ないし8gmに記憶されているデータCg(I)
は、たとえば第13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SP49において、その前のデータをベースライ
ンとして、各Cg(I)より減算し、再度記憶領域8a
1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SP45のL1ないしL2はk回の
平均値であってもよい。
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SP49に進むが、
小さい場合には再びステップSP45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8
g1ないし8gmに記憶されているデータCg(I)
は、たとえば第13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SP49において、その前のデータをベースライ
ンとして、各Cg(I)より減算し、再度記憶領域8a
1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SP45のL1ないしL2はk回の
平均値であってもよい。
次に、CPU34はステップSP51において、記憶領
域8g1ないし8gmに記憶されたCg(I)のデータ
のうち、時間T1ないしT2(0<T1<T2<Ts)
の間のデータについて、 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A1,B1求める。
域8g1ないし8gmに記憶されたCg(I)のデータ
のうち、時間T1ないしT2(0<T1<T2<Ts)
の間のデータについて、 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A1,B1求める。
ステップSP57において、CPU34はK1=−B1
よりK1を求めるとともに、相関係数rg1を求め、R
AM35の記憶領域8k1,8k2に記憶する。同様に
して、CPU34はステップSP58において、時間T
3とT4の区間における定数A2,B2を求め、ステッ
プSP59において、係数K2と相関係数rg2を求め
て記憶領域8k3,8k4に記憶する。さらに、時間T
5とT6との区間でCPU34はステップSP60にお
いて、定数A3,B3を演算し、ステップSP61にお
いて係数k3と相関係数rg3を求めて記憶領域8k
5,8k6に記憶する。そして、CPU34はステップ
SP62において、指標RMAXを演算する。
よりK1を求めるとともに、相関係数rg1を求め、R
AM35の記憶領域8k1,8k2に記憶する。同様に
して、CPU34はステップSP58において、時間T
3とT4の区間における定数A2,B2を求め、ステッ
プSP59において、係数K2と相関係数rg2を求め
て記憶領域8k3,8k4に記憶する。さらに、時間T
5とT6との区間でCPU34はステップSP60にお
いて、定数A3,B3を演算し、ステップSP61にお
いて係数k3と相関係数rg3を求めて記憶領域8k
5,8k6に記憶する。そして、CPU34はステップ
SP62において、指標RMAXを演算する。
ここで、時間T1ないしT6と係数K1ないしK3の関
係は、第14図に示すように対応づけられる。そして、
CPU34は時間T1,T3,T5における特定色素濃
度に対応する値をCg1,Cg2,Cg3とし、またR
i=Cgi×Kiとし第15図に示すグラフを表示す
る。第15図において、横軸は1/Cgで示され、縦軸
は1/Rで示される。これらのデータに基づいて、CP
U34は次の演算式により、最小2乗法を用いてa,b
を演算する。
係は、第14図に示すように対応づけられる。そして、
CPU34は時間T1,T3,T5における特定色素濃
度に対応する値をCg1,Cg2,Cg3とし、またR
i=Cgi×Kiとし第15図に示すグラフを表示す
る。第15図において、横軸は1/Cgで示され、縦軸
は1/Rで示される。これらのデータに基づいて、CP
U34は次の演算式により、最小2乗法を用いてa,b
を演算する。
1/Ri=a(1/Cgi)+b (i=1,2…m,;m≧2,i=1は第1の区間) 次に、CPU34は次の演算式に従って指標RMAXと
rMAXを演算してRAM35の記憶領域8l1,8l
2に記憶して表示又は印字する。
rMAXを演算してRAM35の記憶領域8l1,8l
2に記憶して表示又は印字する。
RMAX=1/b なお、上述の説明では、時間の区間を3つとしたが、こ
れは2回以上であれば何回でもよく、時間区間の多いほ
ど精度が向上する。
れは2回以上であれば何回でもよく、時間区間の多いほ
ど精度が向上する。
ここで、第15図において、横軸に1/Cg1,1/C
g2,1/Cg3をプロットしたが、これは簡易型であ
り、次に示す演算式に基づいて、係数A1を求め、この
係数A1を係数CO1とし、第14図に示すようなデー
タを作成すれば、より正確に指標RMAXを測定でき
る。この際、T1=5分として、ICGの注入量をD1
mg/kgとすれば、CO1はD1に対応し、D2=D1・
Cg2/CO1,D3=D1・Cg3/CO1とすれば
よい。ただし、Ri=Di×Kiとする。D1は装置特
有の値として、たとえば2mg/kgとして予め設定してお
くか、あるいはCPU34に入力手段を接続して入力す
るようにすればよい。
g2,1/Cg3をプロットしたが、これは簡易型であ
り、次に示す演算式に基づいて、係数A1を求め、この
係数A1を係数CO1とし、第14図に示すようなデー
タを作成すれば、より正確に指標RMAXを測定でき
る。この際、T1=5分として、ICGの注入量をD1
mg/kgとすれば、CO1はD1に対応し、D2=D1・
Cg2/CO1,D3=D1・Cg3/CO1とすれば
よい。ただし、Ri=Di×Kiとする。D1は装置特
有の値として、たとえば2mg/kgとして予め設定してお
くか、あるいはCPU34に入力手段を接続して入力す
るようにすればよい。
次に、CPU34はステップSP53において、相関係
数rgn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rgnが−1に近いほど相関がよ
いため、その相関度をチェックするものである。ただ
し、−0.95という値は、0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。
数rgn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rgnが−1に近いほど相関がよ
いため、その相関度をチェックするものである。ただ
し、−0.95という値は、0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rgnが、たとえば0.
95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SP54においてアラームLED40を
点灯し、ステップSP53において相関係数rgn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SP55に進む。そして、CPU3
4はステップSP55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RMAXの値を印字させる。
95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SP54においてアラームLED40を
点灯し、ステップSP53において相関係数rgn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SP55に進む。そして、CPU3
4はステップSP55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RMAX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8g1ないし8gnに記憶されているCg
(I)の特定色素消失曲線もプリンタ34によって印字
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SP55において、C
PU34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。
記憶領域8g1ないし8gnに記憶されているCg
(I)の特定色素消失曲線もプリンタ34によって印字
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SP55において、C
PU34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。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、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
色素に吸光される波長の第1の光と吸光されない波長の
第2の光を生体組織に照射し、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、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、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肝細胞機能総量を表わす指標R
MAXを求めることができる。したがって、採血を行な
うことなく1回のICG注入のみで指標RMAXを測定
できるので、被験者への精神的,肉体的負担を大幅に軽
減できる。さらに、センサの生体装着時における血流障
害や生体の揺動や生体内の脈動や生体内の血液量の変化
のアーチファクトを除去でき、正確な測定が可能とな
る。
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第1の光と吸光されない波長の
第2の光を生体組織に照射し、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、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、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肝細胞機能総量を表わす指標R
MAXを求めることができる。したがって、採血を行な
うことなく1回のICG注入のみで指標RMAXを測定
できるので、被験者への精神的,肉体的負担を大幅に軽
減できる。さらに、センサの生体装着時における血流障
害や生体の揺動や生体内の脈動や生体内の血液量の変化
のアーチファクトを除去でき、正確な測定が可能とな
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。第5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5図に示したRAMに
記録されるデータを示す図である。第8A図ないし第8
E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図および第8E図は測定モードを示す。第9図ない
し第12図は第5図に示した表示部の表示例を示す図で
ある。第13図はこの発明によって測定される特定色素
の消失曲線の一例を示す図である。第14図ないし第1
6図はこの発明による指標RMAXを測定する動作を説
明するための図である。第17図は従来の指標RMAX
を測定する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、11は第1の光源、12
は第2の光源、13は受光素子、14はプリアンプ、1
5はアンプ。20は測定処理部、21は定電流回路、2
2,25,26,27はデコーダ、23はタイミング回
路、24は発振回路、28はサンプルホールド回路、2
9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I/Oポート、33はブザー、34は
CPU、35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キー、42はスタートキ
ー、43はプリントキー、45は入力部を示す。
ブレーションの原理を説明するための図である。第5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5図に示したRAMに
記録されるデータを示す図である。第8A図ないし第8
E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図および第8E図は測定モードを示す。第9図ない
し第12図は第5図に示した表示部の表示例を示す図で
ある。第13図はこの発明によって測定される特定色素
の消失曲線の一例を示す図である。第14図ないし第1
6図はこの発明による指標RMAXを測定する動作を説
明するための図である。第17図は従来の指標RMAX
を測定する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、11は第1の光源、12
は第2の光源、13は受光素子、14はプリアンプ、1
5はアンプ。20は測定処理部、21は定電流回路、2
2,25,26,27はデコーダ、23はタイミング回
路、24は発振回路、28はサンプルホールド回路、2
9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I/Oポート、33はブザー、34は
CPU、35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キー、42はスタートキ
ー、43はプリントキー、45は入力部を示す。
Claims (22)
- 【請求項1】肝機能を検査するための肝機能検査装置で
あって、 生体組織の血液中に投与されかつ肝臓で摂取および排泄
される特定の色素に吸光される波長の第1の光と、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光源
手段、 前記光源手段によって前記生体組織に照射され、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出力された第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サンプリング
手段、 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C
L1,CL2としたとき、 logCL1=A・logCL2+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L10として求める定
数決定手段、 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定数手段
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、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る係数演算手段、およ
び 前記特定色素を注入し、前記特定色素が血液中に一様に
分布した時間から所定の時間内を複数の区間に区分し、
それぞれの区間において、Cg=Ai・eBiT(i=
1,2…m,m≧2、ただしi=1は第1の区間)のシ
ミュレーション関数に基づいて、係数AiとBiとを求
め、Ki=−Biとし、それぞれの区間の初期時間にお
けるCgの値をCiとして求め、求めた係数KiとCi
とに基づいて、 (1/Ki・Ci)=a(1/Ci)+b の演算式により、直線回帰分析を行なって係数a,bを
求め、RMAX=1/bの演算式に基づいて、肝細胞機
能総量を表わす指標RMAXを求めるための指標演算手
段を備えた、肝機能検査装置。 - 【請求項2】前記定数決定手段は、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。 - 【請求項3】さらに、前記係数演算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2項記載の
肝機能検査装置。 - 【請求項4】前記係数演算手段は、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。 - 【請求項5】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。 - 【請求項6】さらに、前記定数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、前記係数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。 - 【請求項7】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、前記定数
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6項記載の肝機能検査装置。 - 【請求項8】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、前記係数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6項記載の肝
機能検査装置。 - 【請求項9】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。 - 【請求項10】前記演算された指標RMAXを出力する
ための出力手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の肝
機能検査装置。 - 【請求項11】さらに、前記特定色素の負荷量を入力す
るための入力手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の
肝機能検査装置。 - 【請求項12】肝機能を検査するための肝機能検査装置
であって、 生体組織の血液中に投与されかつ肝臓で摂取および排泄
される特定の色素に吸光される波長の第1の光と、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光源
手段、 前記光源手段によって前記生体組織に照射され、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出力された第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サンプリング
手段、 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C
L1,CL2としたとき、 logCL1=A・logCL2+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L10として求める定
数決定手段、 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定数決定
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、
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る係数演算手
段、および 前記特定色素を注入して、前記特定色素が血液中に一様
に分布した時間から所定の時間内を複数の区間に区分
し、それぞれの区間において、Cg=Ai・e
BiT(i=1,2…m,m≧2、ただしi=1は第1
の区間)のシミュレーション関数に基づいて、係数Ai
とBiとを求め、Ki=−Biとし、求めた係数Kiと
前記特定色素の負荷量D1とに基づいて、 Di=D1・Ci/A1(i≧2:ただしDiは第1の
区間) の演算式により、負荷量Diを求め、求めたKiとDi
とに基づいて、(1/(Ki・Di))=C(1/
Di)+dの演算式から直線回帰分析を行なって係数
C,dを求め、RMAX=1/dより指標RMAXを求
めるための指標演算手段を備えた、肝機能検査装置。 - 【請求項13】前記定数決定手段は、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12
項記載の肝機能検査装置。 - 【請求項14】さらに、前記係数演算手段によって演算
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12項記
載の肝機能検査装置。 - 【請求項15】前記係数演算手段は、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12項記載の肝機能検査装置。 - 【請求項16】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12項記載
の肝機能検査装置。 - 【請求項17】さらに、前記定数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、前記係数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12項記載の肝機能検査装置。 - 【請求項18】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、前記定
数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17項記載の肝機能検査装置。 - 【請求項19】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、前記係数演算手段を能動化
させるための手段を含む、特許請求の範囲第17項記載
の肝機能検査装置。 - 【請求項20】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12項記載の肝機
能検査装置。 - 【請求項21】前記演算された指標RMAXを出力する
ための出力手段を含む、特許請求の範囲第12項記載の
肝機能検査装置。 - 【請求項22】さらに、前記特定色素の負荷量を入力す
るための入力手段を含む、特許請求の範囲第12項記載
の肝機能検査装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62287677A JPH0620459B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 肝機能検査装置 |
CA000582868A CA1328018C (en) | 1987-11-13 | 1988-11-10 | Liver function testing apparatus |
KR1019880014749A KR910002651B1 (ko) | 1987-11-13 | 1988-11-10 | 간 기능 검사 장치 |
DE88118860T DE3887639T2 (de) | 1987-11-13 | 1988-11-11 | Vorrichtung zum Untersuchen der Leberfunktion. |
EP88118860A EP0316812B1 (en) | 1987-11-13 | 1988-11-11 | Liver function testing apparatus |
SU884356989A RU2058747C1 (ru) | 1987-11-13 | 1988-11-11 | Устройство для исследования функции печени |
CN88108805A CN1029388C (zh) | 1987-11-13 | 1988-11-12 | 肝功能检查装置 |
US07/270,223 US5054915A (en) | 1987-11-13 | 1988-11-14 | Liver function testing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62287677A JPH0620459B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 肝機能検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01129837A JPH01129837A (ja) | 1989-05-23 |
JPH0620459B2 true JPH0620459B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17720290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62287677A Expired - Lifetime JPH0620459B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 肝機能検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0620459B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004052191A1 (ja) * | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Ajinomoto Co., Inc. | 生体状態情報処理装置、生体状態情報処理方法、生体状態情報管理システム、プログラム、および、記録媒体 |
CN102488525A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 吉林大学 | 一种去血氧波动干扰的肝储备功能检测装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4911276B2 (ja) * | 2004-07-23 | 2012-04-04 | 旭硝子株式会社 | 板状体梱包箱、板状体搬送方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3230006B2 (ja) * | 1991-07-30 | 2001-11-19 | キヤノン株式会社 | 画像形成方法 |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62287677A patent/JPH0620459B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH01129837A (ja) | 1989-05-23 |
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