JPS62251662A

JPS62251662A - ヘモグロビン濃度測定方法

Info

Publication number: JPS62251662A
Application number: JP61094615A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Takatani; 節雄高谷
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1987-11-02
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH071274B2

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〕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。

〔従来技術とその問題点〕

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の目的〕

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。

〔発明の構成〕

この目的を達成するために、本発明は、採取した血液に
、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）＝ＡＥ＋ＢＥ＋ＣＡ、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。

〔発明の作用〕

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、蒸溜水で
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。

〔実施例〕

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。

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
。

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キヤ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。

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。

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、　７９５ｒｖ及び９１０ｎ
ｍに選定され、ホトダイオード５を中心とした半径的３
Ｒ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。

ホトダイオード５は、ピンＰ８からバイアス電圧（−１
２Ｖ）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７−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。

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２Ｋ１１ｚ　（周期０．５
ｍｓ　）　、パルス幅２０μｓ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。

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。

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。

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に基づいて所定め演
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（１１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、２
０サンプル計測したとこるでステップ（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。

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。

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）＝ＡＥ＋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。

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。

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　）　＝　０．４４５Ｅ　−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。

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よリヘモグロビン
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７９５ｎ
ｎ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））。

（Ｈｂ　）　＝　０．４４５Ｅ　−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。

また、このときのヘモグロビン酸素飽和度を１１ｂｏｓ
とすれば、血液中酸素含有量〔０２〕は、（０２）　＝
１．３４ｘ　Ｈｂ　ＯＳ　ｘ　（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。

部ち、ヘモグロビン濃度（Ｈｂ）とへマトクリソトＨと
は１対１の関係にあるので、（Ｈｂ）＝ＡＥ＋ＢＥ＋Ｃの係数Ａ、Ｂ及びＣを決定する際に、血液中のヘモグロ
ビン濃度（Ｈｂ）を変化させて該ヘモグロビン濃度（Ｈ
ｂ）と反射光強度Ｅの関係を求める代わりに、血液中の
へマトクリソトＨを変化させて該ヘマトクリソｌ−Ｈと
反射光強度Ｅの関係を求めて二次近似することにより、
ヘマトクリットＨを、Ｈ＝ＡＥ＋ＢＥ＋Ｃで表すことができる。

したがって、ヘマトクリットＨとの関係で係数Ａ、Ｂ及
びＣを決定した場合は、反射光強度Ｅを測定することに
より、ヘマトクリットＨを測定することができることと
なる。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、採取した血液に特
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、採取した血液を
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。

【図面の簡単な説明】

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、ｌ−・−ケーシング、２．３．
４・−・発光ダイオード、５−・ホトダイオード、７−
４蔽坂、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
）−ｍ−ヘモグロビン濃度、Ｅ・・−反射光強度。特許出願人　　　　　高　谷　節　雄テルモ株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）採取した血液に、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〕＝ＡＥ＾２＋ＢＥ＋ＣＡ、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。
（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。