JPH071274B2 - ヘモグロビン濃度測定方法 - Google Patents
ヘモグロビン濃度測定方法Info
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- JPH071274B2 JPH071274B2 JP9461586A JP9461586A JPH071274B2 JP H071274 B2 JPH071274 B2 JP H071274B2 JP 9461586 A JP9461586 A JP 9461586A JP 9461586 A JP9461586 A JP 9461586A JP H071274 B2 JPH071274 B2 JP H071274B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、血液に含まれるヘモグロビンの濃度を光学的
に測定するヘモグロビン濃度測定方法に関する。
に測定するヘモグロビン濃度測定方法に関する。
従来より、ヘモグロビンの酸素化状態によってヘモグロ
ビンの光吸収率が変化しない波長の光（アイソベスティ
ック波長光）、例えば波長805±15nmの近赤外光を用い
てヘモグロビン濃度を光学的に測定する方法として、透
過法が知られている。
ビンの光吸収率が変化しない波長の光（アイソベスティ
ック波長光）、例えば波長805±15nmの近赤外光を用い
てヘモグロビン濃度を光学的に測定する方法として、透
過法が知られている。
この方法は、まず採取した血液に超音波震動を与え又は
少量の酸を加えて赤血球を破壊し、赤血球に含まれるヘ
モグロビンをプラズマと称する液体成分内に溶出させ
る。次いで、このままでは光の透過度が非常に少ないの
で生理食塩水等により数百倍に希釈し、この希釈液にア
イソベスティック波長光（例えば波長805±15nm）を照
射してその透過光の光量を検出し、該光量の透過率より
ヘモグロビン濃度を測定しようとする方法である。
少量の酸を加えて赤血球を破壊し、赤血球に含まれるヘ
モグロビンをプラズマと称する液体成分内に溶出させ
る。次いで、このままでは光の透過度が非常に少ないの
で生理食塩水等により数百倍に希釈し、この希釈液にア
イソベスティック波長光（例えば波長805±15nm）を照
射してその透過光の光量を検出し、該光量の透過率より
ヘモグロビン濃度を測定しようとする方法である。
しかしながら、従来の透過法によれば、上述したような
手間がかかり、面倒であると同時に測定に時間がかかる
という欠点があった。
手間がかかり、面倒であると同時に測定に時間がかかる
という欠点があった。
また、赤血球を破壊する際及び生理食塩水で希釈する際
に誤差を生ずるおそれがあり、測定者によって測定結果
が一定しないという問題がある。
に誤差を生ずるおそれがあり、測定者によって測定結果
が一定しないという問題がある。
さらに、測定結果を一定させるために、例えば上記測定
作業を自動化した測定装置により測定しなければなら
ず、この場合は設備費が嵩むという問題がある。
作業を自動化した測定装置により測定しなければなら
ず、この場合は設備費が嵩むという問題がある。
そこで、本発明は、従来方法のように赤血球を破壊した
り、生理食塩水等で希釈したりすることなく、採取した
血液の反射光強度を検出するだけで、ヘモグロビンの濃
度を簡単に測定することができるヘモグロビン濃度測定
方法を提供することを目的とする。
り、生理食塩水等で希釈したりすることなく、採取した
血液の反射光強度を検出するだけで、ヘモグロビンの濃
度を簡単に測定することができるヘモグロビン濃度測定
方法を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明は、血液に、ヘモグ
ロビンの酸素化状態によってヘモグロビンの光吸収率が
変化しない波長の光を照射してその反射光強度Ｅを測定
し、ヘモグロビン濃度〔Hb〕を、 〔Hb〕＝AE2＋BE＋Ｃ A,B,C:反射光強度を測定するセンサの特性に起因する係
数 なる式で求めることを特徴とする。
ロビンの酸素化状態によってヘモグロビンの光吸収率が
変化しない波長の光を照射してその反射光強度Ｅを測定
し、ヘモグロビン濃度〔Hb〕を、 〔Hb〕＝AE2＋BE＋Ｃ A,B,C:反射光強度を測定するセンサの特性に起因する係
数 なる式で求めることを特徴とする。
本発明によれば、採取した血液に所定の波長の光を照射
し、その透過光ではなく反射光強度によりヘモグロビン
濃度を測定することができるから、採取した血液をその
まま使用することができ、従来のように光を透過させる
ために必要な処理、即ち赤血球を破壊したり、蒸留水で
数百倍に薄めたりする面倒がない。
し、その透過光ではなく反射光強度によりヘモグロビン
濃度を測定することができるから、採取した血液をその
まま使用することができ、従来のように光を透過させる
ために必要な処理、即ち赤血球を破壊したり、蒸留水で
数百倍に薄めたりする面倒がない。
また、ヘモグロビン濃度が反射光強度の二次式により求
められるから、測定者は反射光強度を計測するだけでよ
く、だれでも簡単に且つ正確にヘモグロビン濃度を測定
することができる。
められるから、測定者は反射光強度を計測するだけでよ
く、だれでも簡単に且つ正確にヘモグロビン濃度を測定
することができる。
以下、本発明を図面に示す具体的な実施例に基づいて説
明する。
明する。
第１図及び第２図は、採取した血液の反射光強度を測定
するセンサを示す平面図及び側面から見た断面図であ
る。
するセンサを示す平面図及び側面から見た断面図であ
る。
図中Ｓは反射光センサであって、例えばオペアンプに使
用されるTO−５キャンの東部を切断して形成されたケー
シング１内に発光ダイオード2,3及び４と、ホトダイオ
ード５とがその発光面及び受光面を上に向けて基板６上
に取り付けられており、前記発光ダイオード2,3及び４
と、ホトダイオード５との間には遮蔽板７が配設されて
いる。
用されるTO−５キャンの東部を切断して形成されたケー
シング１内に発光ダイオード2,3及び４と、ホトダイオ
ード５とがその発光面及び受光面を上に向けて基板６上
に取り付けられており、前記発光ダイオード2,3及び４
と、ホトダイオード５との間には遮蔽板７が配設されて
いる。
ケーシング１内には透明エポキシ樹脂８が充填されて頭
部表面が研磨処理され、さらにその表面が抗血栓性に優
れたポリウレタンで被覆されて検体接触面９が形成され
ている。
部表面が研磨処理され、さらにその表面が抗血栓性に優
れたポリウレタンで被覆されて検体接触面９が形成され
ている。
なお、ケーシング１の内面は発光ダイオード2,3及び４
の出力光の反射によるノイズの発生を防止するため黒色
に仕上げられている。
の出力光の反射によるノイズの発生を防止するため黒色
に仕上げられている。
また、前記各発光ダイオード2,3及び４は、その出力光
の波長が夫々665nm,795nm及び910nmに選定され、ホトダ
イオード５を中心とした半径約3mmの円周上に配置され
ているが、本発明においては、このうち795nmの光を出
力する発光ダイオード３を使用する。
の波長が夫々665nm,795nm及び910nmに選定され、ホトダ
イオード５を中心とした半径約3mmの円周上に配置され
ているが、本発明においては、このうち795nmの光を出
力する発光ダイオード３を使用する。
発光ダイオード３は、ピンP3から電流の供給を受けて発
光するようになされると共に、そのグランド側がピンP1
及びP5に接続されている。
光するようになされると共に、そのグランド側がピンP1
及びP5に接続されている。
ホトダイオード５は、ピンP8からバイアス電圧（−12
V）が供給され、反射光強度ＥがピンP6から出力される
ようになされており、また暗電流及び漏れ電流がピンP7
からアースされて測定時のノイズが軽減されるようにな
されている。
V）が供給され、反射光強度ＥがピンP6から出力される
ようになされており、また暗電流及び漏れ電流がピンP7
からアースされて測定時のノイズが軽減されるようにな
されている。
第３図は、発光ダイオード３を点滅させると共に、ホト
ダイオード５から反射光強度Ｅを検出する測定装置Ｋを
示すブロック図である。
ダイオード５から反射光強度Ｅを検出する測定装置Ｋを
示すブロック図である。
11は、発光ダイオード３を点滅させるための駆動パルス
を発生する駆動パルス発生器であって、該駆動パルス発
生器11から例えば周波数2KHz（周期0.5ms），パルス幅2
0μｓの駆動パルスＤが駆動装置12を介して反射光セン
サのピンP3に供給され、発光ダイオード３が前記駆動パ
ルスＤに従って点滅される。
を発生する駆動パルス発生器であって、該駆動パルス発
生器11から例えば周波数2KHz（周期0.5ms），パルス幅2
0μｓの駆動パルスＤが駆動装置12を介して反射光セン
サのピンP3に供給され、発光ダイオード３が前記駆動パ
ルスＤに従って点滅される。
そして、前記発光ダイオード３の点滅に応じてホトダイ
オード５から検出された反射光強度ＥはピンP6から出力
され、プリアンプ13及びメインアンプ14を介して増幅さ
れて検出器15に供給される。
オード５から検出された反射光強度ＥはピンP6から出力
され、プリアンプ13及びメインアンプ14を介して増幅さ
れて検出器15に供給される。
なお、前記駆動パルス発生器11から出力された駆動パル
スＤは検出パルス発生器16に入力され、例えばパルス幅
２μｓの検出パルスＭとして前記検出器15に供給され、
該検出パルスＭが供給されたときのみ反射光強度Ｅを検
出するようになされている。
スＤは検出パルス発生器16に入力され、例えばパルス幅
２μｓの検出パルスＭとして前記検出器15に供給され、
該検出パルスＭが供給されたときのみ反射光強度Ｅを検
出するようになされている。
そして、検出器15で測定された反射光強度ＥはA/Dコン
バータ17を介してマイクロコンピュータ18に入力され
る。
バータ17を介してマイクロコンピュータ18に入力され
る。
マイクロコンピュータ18は、少なくともインターフェイ
ス回路19と、演算処理装置20と、記憶装置21とからな
り、測定された反射光強度Ｅに基づいて所定の演算処理
を実行してヘモグロビン濃度を算出するようになされて
いる。
ス回路19と、演算処理装置20と、記憶装置21とからな
り、測定された反射光強度Ｅに基づいて所定の演算処理
を実行してヘモグロビン濃度を算出するようになされて
いる。
第４図は前記演算処理装置20における処理手順を示すフ
ローチャートであって、測定を開始すると第４図に示す
演算処理が実行開始され、まずステップ（１）で、検出
器15からA/Dコンバータ17を介して入力された反射光強
度Ｅを記憶装置の所定の記憶領域に記憶し、20サンプル
計測したところでステップ（２）に移行する。
ローチャートであって、測定を開始すると第４図に示す
演算処理が実行開始され、まずステップ（１）で、検出
器15からA/Dコンバータ17を介して入力された反射光強
度Ｅを記憶装置の所定の記憶領域に記憶し、20サンプル
計測したところでステップ（２）に移行する。
ステップ（２）では、前記反射光強度Ｅの平均値を求め
てステップ（３）に移行し、該平均値を反射光強度Ｅと
して予めプログラムされた所定の式に代入してヘモグロ
ビン濃度〔Hb〕を算出し、ステップ（４）でその結果を
出力する。
てステップ（３）に移行し、該平均値を反射光強度Ｅと
して予めプログラムされた所定の式に代入してヘモグロ
ビン濃度〔Hb〕を算出し、ステップ（４）でその結果を
出力する。
以上が、採取した血液の反射光強度Ｅを測定する反射光
センサの一例であり、次いで該反射光センサを用いたヘ
モグロビン濃度測定方法について説明する。
センサの一例であり、次いで該反射光センサを用いたヘ
モグロビン濃度測定方法について説明する。
本発明によれば、ヘモグロビン濃度〔Hb〕と反射光強度
Ｅとの関係は、 〔Hb〕＝AE2＋BE＋Ｃ で表され、各係数A,B及びＣは反射光強度を測定するセ
ンサの特性によよって決定されるから、まず測定に使用
する反射光センサＳの各係数A,B及びＣを予め求めてお
く必要がある。
Ｅとの関係は、 〔Hb〕＝AE2＋BE＋Ｃ で表され、各係数A,B及びＣは反射光強度を測定するセ
ンサの特性によよって決定されるから、まず測定に使用
する反射光センサＳの各係数A,B及びＣを予め求めてお
く必要がある。
前記各係数を決定するには、例えば被検体接触面９にヘ
モグロビン濃度〔Hb〕の異なる血液を滴下して、夫々の
反射光強度Ｅを測定する。このとき、ヘモグロビン濃度
〔Hb〕は従来公知の方法で予め求めておく。
モグロビン濃度〔Hb〕の異なる血液を滴下して、夫々の
反射光強度Ｅを測定する。このとき、ヘモグロビン濃度
〔Hb〕は従来公知の方法で予め求めておく。
このようにして測定したデータをグラフ上にプロットす
ると、第５図に示すごとく反射光強度Ｅとヘモグロビン
濃度〔Hb〕は二次式で最も正確に近似できるから、ヘモ
グロビン濃度〔Hb〕とこれに対応する反射光強度Ｅか
ら、二次近似法により前記各係数を求めることができ
る。
ると、第５図に示すごとく反射光強度Ｅとヘモグロビン
濃度〔Hb〕は二次式で最も正確に近似できるから、ヘモ
グロビン濃度〔Hb〕とこれに対応する反射光強度Ｅか
ら、二次近似法により前記各係数を求めることができ
る。
このようにして求めた係数A,B及びＣを前式に代入する
と、前式は例えば、 〔Hb〕＝0.445E2−7.14E＋35.7 で表せられ、この式をマイクロコンピュータ18にプログ
ラムしておく。
と、前式は例えば、 〔Hb〕＝0.445E2−7.14E＋35.7 で表せられ、この式をマイクロコンピュータ18にプログ
ラムしておく。
なお、係数A,B及びＣはセンサ固有の値であり、一度求
めておけば後で補正する必要がない。
めておけば後で補正する必要がない。
また、この近似式と実測値との関係は第５図に示す如く
略一致し、したがって、反射光強度Ｅよりヘモグロビン
濃度〔Hb〕を極めて正確に算出することができる。
略一致し、したがって、反射光強度Ｅよりヘモグロビン
濃度〔Hb〕を極めて正確に算出することができる。
次いで、採取した血液のヘモグロビン濃度を測定しよう
とするときは、反射光センサの被検体接触面９に血液を
滴下して測定装置Ｋをオンすると、発光ダイオード３が
駆動パルスＤにより点滅されて前記血液に波長795nmの
近赤外光が照射されると同時に、ホトダイオード５より
反射光強度Ｅが測定され、A/Dコンバータ17を介してデ
ジタル信号に変換され記憶装置21の所定の記憶領域に記
憶される（ステップ（１））。
とするときは、反射光センサの被検体接触面９に血液を
滴下して測定装置Ｋをオンすると、発光ダイオード３が
駆動パルスＤにより点滅されて前記血液に波長795nmの
近赤外光が照射されると同時に、ホトダイオード５より
反射光強度Ｅが測定され、A/Dコンバータ17を介してデ
ジタル信号に変換され記憶装置21の所定の記憶領域に記
憶される（ステップ（１））。
そして、例えば測定パルスＳが20パルス入力されて反射
光強度Ｅを20サンプル測定したところで計測を中止し、
演算処理装置20で反射光強度Ｅの平均値を求め、これを
予めプログラムされている次式に代入すれば、ヘモグロ
ビン濃度〔Hb〕を求めることができる（ステップ（２）
〜（４））。
光強度Ｅを20サンプル測定したところで計測を中止し、
演算処理装置20で反射光強度Ｅの平均値を求め、これを
予めプログラムされている次式に代入すれば、ヘモグロ
ビン濃度〔Hb〕を求めることができる（ステップ（２）
〜（４））。
〔Hb〕＝0.445E2−7.14E＋35.7 したがって、本発明方法によれば、反射光強度Ｅを測定
するだけで、簡単に且つ正確にヘモグロビン濃度〔Hb〕
を求めることができる。
するだけで、簡単に且つ正確にヘモグロビン濃度〔Hb〕
を求めることができる。
また、このときのヘモグロビン酸素飽和度をHbOSとすれ
ば、血液中酸素含有量〔O2〕は、 〔O2〕＝1.34×HbOS×〔Hb〕 で求めることができる。
ば、血液中酸素含有量〔O2〕は、 〔O2〕＝1.34×HbOS×〔Hb〕 で求めることができる。
なお、反射光強度Ｅは、血液に照射した光が血液中に含
まれる赤血球とプラズマとの境界で散乱する度合に依存
して変化するものであり、またヘモグロビンは赤血球中
に含まれるものであるから、ヘモグロビン濃度と同様の
方法で血液中に含まれる赤血球の体積比（ヘマトクリッ
ト）Ｈを求めることができる。
まれる赤血球とプラズマとの境界で散乱する度合に依存
して変化するものであり、またヘモグロビンは赤血球中
に含まれるものであるから、ヘモグロビン濃度と同様の
方法で血液中に含まれる赤血球の体積比（ヘマトクリッ
ト）Ｈを求めることができる。
即ち、ヘモグロビン濃度〔Hb〕とヘマトクリットＨとは
１対１の関係にあるので、ヘマトクリットＨと反射光強
度Ｅの関係も二次式で近似され、 Ｈ＝Ａ′E2＋Ｂ′Ｅ＋Ｃ′ で表すことができる。
１対１の関係にあるので、ヘマトクリットＨと反射光強
度Ｅの関係も二次式で近似され、 Ｈ＝Ａ′E2＋Ｂ′Ｅ＋Ｃ′ で表すことができる。
式中、Ａ′,B′及びＣ′は反射光センサＳの特性に起因
する定数であって、ヘマトクリットＨの異なる血液を反
射光センサＳの被検体接触面９に滴下して、夫々の反射
光強度Ｅを測定し、これらのデータを二次近似すること
によって求めることができる。なお、このときヘマトク
リットＨは従来公知の方法で予め測定しておく。
する定数であって、ヘマトクリットＨの異なる血液を反
射光センサＳの被検体接触面９に滴下して、夫々の反射
光強度Ｅを測定し、これらのデータを二次近似すること
によって求めることができる。なお、このときヘマトク
リットＨは従来公知の方法で予め測定しておく。
このようにして、ヘマトクリットＨとの関係で係数
Ａ′,B′及びＣ′を決定しておけば、反射光強度Ｅを測
定することにより、ヘマトクリットＨを直接測定するこ
とができる。
Ａ′,B′及びＣ′を決定しておけば、反射光強度Ｅを測
定することにより、ヘマトクリットＨを直接測定するこ
とができる。
なお、反射光センサＳとして異なる波長の三つの発光ダ
イオード2,3及び４が配設されたものを使用したが、本
発明においては、少なくともアイソベスティック波長光
を出力する発光ダイオード３とその反射光を検出するホ
トダイオード５が配設されていれば十分である。
イオード2,3及び４が配設されたものを使用したが、本
発明においては、少なくともアイソベスティック波長光
を出力する発光ダイオード３とその反射光を検出するホ
トダイオード５が配設されていれば十分である。
また、発光ダイオード３を駆動パルスＤにより点滅させ
る場合について説明したが、本発明はこれに限らず、従
来公知の任意の方法を採用することができる。
る場合について説明したが、本発明はこれに限らず、従
来公知の任意の方法を採用することができる。
さらに、反射光強度Ｅとしては平均値を用いる場合に限
らず、測定値をそのまま用いる場合であってもよい。
らず、測定値をそのまま用いる場合であってもよい。
以上述べたように、本発明によれば、血液に特定の波長
の光を照射し、その反射光強度によりヘモグロビン濃度
を測定することができるので、血液をそのまま使用する
ことができ、赤血球を破壊したり、生理食塩水で数百倍
に薄めたりする面倒がなく、測定に要する時間を短縮す
ることができるという優れた効果を有する。
の光を照射し、その反射光強度によりヘモグロビン濃度
を測定することができるので、血液をそのまま使用する
ことができ、赤血球を破壊したり、生理食塩水で数百倍
に薄めたりする面倒がなく、測定に要する時間を短縮す
ることができるという優れた効果を有する。
また、ヘモグロビン濃度を反射光強度の二次式により求
めることができ、測定者は反射光強度を計測するだけで
よいから、測定者によって測定結果が異なることはな
く、だれでも簡単且つ正確にヘモグロビン濃度を測定す
ることができるという効果を有する。
めることができ、測定者は反射光強度を計測するだけで
よいから、測定者によって測定結果が異なることはな
く、だれでも簡単且つ正確にヘモグロビン濃度を測定す
ることができるという効果を有する。
第１図及び第２図は採取した血液の反射光強度を測定す
るセンサを示す平面図及び側面から見た断面図、第３図
は反射光センサの測定装置を示すブロック図、第４図は
マイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャー
ト、第５図は反射光強度とヘモグロビン濃度との関係を
示すグラフである。 符号の説明 Ｓ……反射光センサ、１……ケーシング、2,3,4……発
光ダイオード、５……ホトダイオード、７……遮蔽板、
８……透明エポキシ樹脂、９……被検体接触面、Ｋ……
測定装置、18……マイクロコンピュータ、〔Hb〕……ヘ
モグロビン濃度、Ｅ……反射光強度。
るセンサを示す平面図及び側面から見た断面図、第３図
は反射光センサの測定装置を示すブロック図、第４図は
マイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャー
ト、第５図は反射光強度とヘモグロビン濃度との関係を
示すグラフである。 符号の説明 Ｓ……反射光センサ、１……ケーシング、2,3,4……発
光ダイオード、５……ホトダイオード、７……遮蔽板、
８……透明エポキシ樹脂、９……被検体接触面、Ｋ……
測定装置、18……マイクロコンピュータ、〔Hb〕……ヘ
モグロビン濃度、Ｅ……反射光強度。
Claims (2)
- 【請求項１】血液に、ヘモグロビンの酸素化状態によっ
てヘモグロビンの光吸収率が変化しない波長の光を照射
してその反射光強度Ｅを測定し、ヘモグロビン濃度〔H
b〕を、 〔Hb〕＝AE2＋BE＋Ｃ A,B,C:反射光強度を測定するセンサの特性に起因する係
数 なる式で求めることを特徴とするヘモグロビン濃度測定
方法。 - 【請求項２】前記光が、波長805±15nmの近赤外光であ
る前記特許請求の範囲第１項記載のヘモグロビン濃度測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9461586A JPH071274B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | ヘモグロビン濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9461586A JPH071274B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | ヘモグロビン濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62251662A JPS62251662A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH071274B2 true JPH071274B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=14115153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9461586A Expired - Fee Related JPH071274B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | ヘモグロビン濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071274B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4129867B2 (ja) | 2002-07-18 | 2008-08-06 | 日機装株式会社 | ヘマトクリットセンサ |
| JP4129866B2 (ja) | 2002-07-18 | 2008-08-06 | 日機装株式会社 | 血液処理装置 |
| DE102008037919A1 (de) | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Bcs Baisch Consulting Service Gbr | Drahtlose Multifunktionselektrode "Smart Vital Sensor" mit Ansteuerverfahren "Smart Vital Expert" |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5555A (en) * | 1978-06-13 | 1980-01-05 | Kato Tadaaki | Vegetable and flowering plant cultivating apparatus |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP9461586A patent/JPH071274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62251662A (ja) | 1987-11-02 |
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