JPS6392334A - 非観血血液分析装置 - 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 本発明は手足等人体末梢部の血液成分分析装置に関する
ものである。

従来の技術 血液中には赤血球、白血球、血しょう板のように比較的
大きな成分および糖、タンパク、無機物のように小さな
成分が含まれており、それぞれが重要な役割をはたして
おり、これら成分のモニタ、分析は医学上非常に重要で
ある。これらの成分のモニタ、分析方法としては、血液
を一担体外に取出し分析を行なう方法、１だけ血管内に
カテーテルを挿入して各種分析を行なう方法がある。

発明が解決しようとする問題点 上記の方法は観血的方法と呼ばれ、人体の一部に傷を付
けることになり、さらに前者の方法は血流時のリアルタ
イムな分析方法ではなく、後者は人体動脈内にカテーテ
ルを挿入するという、患者に対して負担の大きい方法で
ある。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するだめに、人体に光を照射
し、その光の透過散乱スペクトルを分析する。人体に光
を照射し、組織厚さの薄い個所では光の透過散乱光の観
察を行なうことができることは、例えば手のひらを太陽
に向けてみると、手の一部が赤くすけで見えることから
明らかであるが、それのみでは定量的な測定が不可能で
ある。

そこで、観察しようとする組織から血液を虚血状態にし
、その時の光の透過散乱スペクトルを分析することによ
り、血液のない組織のスペクトル、すなわち組織による
バックグラウンド、参照スペクトルを得ることができる
。さらに補液の定常流動状態における透過散乱スペクト
ルを得た後に上記参照スペクトルを減算するか、または
スペクトルの比較を行なうことにより、定量的な測定を
行なうことができる３、 作用 −」；記のように血液の定常流動時の透過散乱スペクト
ルと血液を含寸ない組織の透過散乱スペクトルを比較す
ることにより、血液の成分情報を非観血的にかつ定量的
に得ることができる。

実施例 第１図に本発明の構成を示す。本発明の装置の基本構成
として、発光素子３．受光素子４．カフ５、圧力制御器
６からなる。第１図ａは圧力制御器６を作動させず、カ
フ５に圧力を加えずに、手指１の血管２の血流を無負荷
定常状態にし、発光素子３から出る発光スペクトルの透
過散乱光を受光素子４により検１−Ｈ−ｉる方法をンバ
１〜である１、第１図すは、圧力制御器６を作動させ、
カフ５により手指１に圧力を加え、前記手指１内の血管
２に含まれる血液を追い出し、カフ内にある手指の組織
内を虚血状態とし７、発光素子３からの透過散乱光を受
光素子４により検出する方法を示しである１、乙に示す
方法により得られた透過散乱スペク］・ル分布（ｒ、土
、手指組織（例えば筋肉）と血液成分両方の透過散乱ス
ペクトルの和であり、血液成分のみの透過散乱スペクト
ルを現わしていない１、別の言い方をすれば、手指組織
の透過散乱スペクトル分布の中に血液成分の透過散乱ス
ペクトル分布がかくれている。

そこで、Ｉ）Ｋ承すように、カフにより圧力を印加し、
手指内より血液を追出し、て虚血状態とし、虚血状態に
おける光の透過散乱スペクトルを測定することにより、
手指組織のみの透過散乱スペクトルが得られる。この時
のスペクトル強度分布を基準と１．て、ａにより得られ
たスペクトル強度分布を減勢するととにより、血液成分
のスペクトル５　・− 強度分布を得ることができる。これを数式で表示すると
以下のようになる。

波長λにおける！ＬＫ示す定常血流状態の透過散乱スペ
クトル強度分布をＳａ（λ）、ｂに示す虚血状態の透過
散乱スペクトル強度分布をｓｂ（λ）。

血液成分のみの透過散乱スペクトル強度分布をＢ（λ）
とすると、次式が成立する Ｂ（λ）’：＝Ｓｂ（λ）−８ａ（λ）　　　　　−・
−＝（１）（１）式により血液成分の透過散乱スペクト
ル強度分布が得られるが、（１）式により得られる値は
、個体差すなわち、皮膚の色、皮Ｆ脂肪等によりスペク
トル強度分布が異なる。

そこで、より具体的な測定方法の一例について以下に述
べる。第２図は皮膚の透過率を示す。紫外光から近赤外
光の波長範囲においては、主に水による吸収端が存在し
、０．６〜１．３７１７７１の波長範囲が最もよく光を
透過する。、この波長範囲における血液分析の一例とし
て血液の酸素含有量の測定があり、その測定方法につい
て述べる。

第１表 第１表は血液の吸光係数（ε）を示す表であり、ε［、
−Ｈｂ０２〜］が酸化ヘモグロビン、ε１−Ｈｂ］が還
元ヘモグロビンの吸光係数である５、（文献臨床ＭＥハ
ンドブック、コロナ召Ｐ８１９　）第１表における波長
範囲においてυ：１１、波長０．８　ノ！ｎｙ近傍にお
い７へ−１ てばε〔Ｈｂ０２〕とε（Ｈｂ）の値はほぼ等しいが、
波長０．６６μｍ近傍においてばε（Ｈｂ）の値はε〔
Ｈｂ０２〕の値の約８倍となる。すなわち、波長０．８
　／ｊ　７７７における血液の吸光度を参照強度として
、波長０．６６μηノにおける血液の吸光度との比を測
定することにより、血液中のヘモグロビンの酸化度合を
測定することが可能となる。この方法は、いわゆる２波
長分光法として利用されている方法であり、血液のみを
分析する場合は非常に有効な方法であるが、血液を含む
人体組織を分析する場合には、人体組織の吸収が重畳す
るために、絶対測定が困難となる。人体組織の影響を無
くした測定を可能とするためには、本願発明における人
体組織中から血液を無くした虚血状態での光の透過散乱
スペクトルを利用する方法においてのみ可能となる。（
１）式を用いて説明すると、波長０．８μｍと０．６６
μ２１１における血液成分のみの透過散乱スペクトル強
度は以下のようになる。

Ｂ　（ｏ、８）　＝　５ｂ（ｏ、８）　−５ａ（０，８
）　　−−４２）Ｂ（○−６６）＝Ｓｂ（０，６６）−
８２Ｌ（０，６６）・・・（３）このＢ　（０，８）の
値を基準として、Ｂ（０，６６）との比をとることによ
り、組織内の血液含有量の多少によらない測定を行なう
ことができる。

すなわち、（４）式の値を測定することにより、個体差
によらない血液中の酸素含有量の測定が可能となる。も
ちろん手指組織内には動静脈面が混在しているため、捷
えもって動脈血との比較測定による補正係数を求めるこ
とは必要である。

このようにして、定常血流状態と虚血状態における各波
長の透過散乱強度の比を測定することにより、種々の血
液成分の個体差によらない測定が可能となる。

第１図において、カフとして用いる材料は、透明シリコ
ーン樹脂の袋に流動性透明シリコーン樹脂を入れたもの
でよい。発光素子としては、白熱ランプまたは発光ダイ
オード、半導体レーザ等、受光素子としては、各波長フ
ィルタを有するシリコン等の受光素子を用いればよい。

さらに、手指とカフとの間に空気による境界層ができる
と、その境界面で光の反射を生じるために、正確な測定
が不可能となるだめに、その間には透明シリコーングリ
ース等の充てんにより密着させて測定する必要がある。

発明の効果 以」二のように、本願発明によれば、人体末梢部組織、
例えば手指にカフを用いて圧力を付加し、無付加におけ
る光の透過散乱スペクトルと、圧力付加による虚血状態
での光の透禍散乱スペクトルの比較を行なうことにより
、血液の分析を行なうことができ、人体外に血液を取出
す必要がなく、また、カテーテル等を人体血管内に挿入
することなく、全くの非観血的に血液成分の分析が可能
となる。さらには、虚血状態の時間が短ければ、人体に
は全く影響がないために、安定衛生面では全く問題がな
く、連続患者カン視には最適な装置である。

【図面の簡単な説明】 １０・ 第１図は本発明の構成図、第２図は皮膚の透過１・・・
手指、２・・・・血管、３・・・・発光素子、４・・受
光素子、５・・・カフ、６・・・・・圧力制御器、３代
理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　（・牙か１名イ
ー−４才片 ５−・カワ 第　２　図 う′Ｌ　７ケ辷−（ツノｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 人体末梢部組織のような被検体に対して圧力付加を行な
   うことのできるよう構成されたカフと、前記カフに挿入
   された被検体に光を照射し、その透過散乱光のスペクト
   ル分析を行なう手段とを備え、無付加定常状態における
   透過散乱光スペクトルと圧力付加状態における透過散乱
   光スペクトルを比較するよう構成されたことを特徴とす
   る非観血血液分析装置。