JPH0591991A - 血中色素濃度測定装置 - Google Patents

血中色素濃度測定装置

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JPH0591991A
JPH0591991A JP3255611A JP25561191A JPH0591991A JP H0591991 A JPH0591991 A JP H0591991A JP 3255611 A JP3255611 A JP 3255611A JP 25561191 A JP25561191 A JP 25561191A JP H0591991 A JPH0591991 A JP H0591991A
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JP
Japan
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blood
light
dye
living body
wavelength
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3255611A
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English (en)
Inventor
Masahiko Osawa
昌彦 大澤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明はより精度よく血中色素濃度を測定
することのできるような血中色素濃度測定装置を提供す
ることを主要な特徴とする。 【構成】 特定色素に吸光される波長の光と吸光されな
い波長の光を発光ダイオード15,16によって一定の
光量で生体17に照射し、生体17から得られる光をフ
ォトダイオードで受光されるようにセンサを生体17に
装着する。キャリブレーションキー8が操作されると、
インジェクタ11によって生体17内に生理食塩水を注
入し、そのときの光量データをRAM4に記憶してキャ
リブレーションを行なう。スタートキー9が操作される
と、インジェクタ12によって生体17内に特定色素を
注入し、そのときに得られる光量データとRAM4に記
憶されている光量データと所定の演算式とに従って血中
色素濃度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は血中色素濃度測定装置
に関し、特に、選択的に肝臓でのみ摂取,排泄される特
定色素を血液中に注入して血中の色素濃度を測定するよ
うな血中色素濃度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本願発明者は、特願昭61−26304
6号において、被験者の精神的,肉体的負担を軽減し得
て、肝機能の検査診断を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案した。すなわち、この提案さ
れた肝機能検査装置は、生体組織に第1の光パルスと第
2の光パルスを照射し、それぞれの光パルスの透過光ま
たは反射光の差の算出値を演算し、最小二乗法を用いて
その演算結果の変化におけるシュミレーションカーブの
関数を演算し、その関数に基づいて、特定色素の血漿消
失率kと停滞率R%を求めるようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
提案された肝機能検査装置は、血液量の変動を除去する
ために、血液がない状態のときのデータをある仮定の下
に設定し、血液中の色素濃度を演算していた。しかしな
がら、この方法では精度が不足していることが判明し
た。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、精
度よく血中色素濃度を測定し得る血中色素濃度測定装置
を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は生体組織の血
液中の色素濃度を測定する血中色素濃度測定装置であっ
て、生体組織の血液中に透明液体を注入するための第1
の注入手段と、生体組織の血液中に特定色素を注入する
ための第2の注入手段と、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、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、光電変換手段からの第1および第2の光電変換
出力をサンプリングするためのサンプリング手段と、第
1の注入手段によって生体組織の血液中に透明液体を注
入したときの各波長におけるサンプリング手段出力と第
2の注入手段によって生体組織の血液中に特定色素を注
入したときの各波長におけるサンプリング手段出力とを
所定の演算式に代入して血中色素濃度を演算する演算手
段とを備えて構成される。
【0006】
【作用】この発明に係る血中色素濃度測定装置は、生体
組織の血液中に透明液体を注入したときに、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、生体組織の血液中に特定色素を注入
したときに、生体組織に第1および第2の光を照射し、
生体組織から得られる第1および第2の光電変換信号を
サンプリングし、それぞれのサンプリング出力を所定の
演算式に代入して血中色素濃度を演算する。
【0007】
【実施例】図1はこの発明の原理を説明するための図で
ある。図1を参照して、時間t=t2 で血中に透明液体
(たとえば生理食塩水)を注入し、時間t=t0 で血中
に色素を注入したものとする。t=t1 における全体の
吸光量A(t1 )は次の第(1)式で表される。
【0008】A(t1 )=Ad +AHB+AT ただし、Ad :色素による吸光量 AHB:ヘモグロビン(HB)による吸光量 AT :組織による吸光量 また、t=t4 での吸光量A(t4 )は、 A(t4 )=AHB+At …(2) となる。また、t=t5 では、血液は透明液体により排
除され、組織による吸光量AT のみになる。ゆえに、 A(t5 )=AT …(3) となる。今、AT =A(t5 )は一定と考えられるた
め、 A(t4 )−A(t5 )=AHB となり、Beer−Lambertの法則により、 A(t4 )−A(t5 )=KHb・CHb(t4 )・d ただし、CHb(t4 ):時間t4 のときのヘモグロビン
濃度 d:光路長 KHb:ヘモグロビンの分布吸光係数 ここで色素に吸収される波長をλ1 とし、吸収されない
波長をλ2 とし、それぞれにサフィックス1,2を付け
て表すと、第(1)式および第(4)式は以下のように
なる。
【0009】 A1 (t1 )=A1 d +A1 HB+A1 T …(5) A2 (t1 )=A2 HB+A2 T …(6) A1 (t4 )−A1 (t5 )=K1 Hb・CHb(t4 )・d…(7) A2 (t4 )−A2 (t5 )=K2 Hb・CHb(t4 )・d…(8) 色素にもBeer−Lambertの法則を適用する
と、第(5)式および第(6)式は、 A1 (t1 )=K1 d ・Cd (t1 )・d+K1 Hb・CHb(t1 )・d+A1 T …(9) A2 (t1 )=K2 Hb・CHb(t1 )・d+A2 T …(10) となる。ゆえに、求めたい血中色素濃度Cd (t1 )は
以下のようになる。
【0010】 Cd (t1 )・d=1/K1 d (A1 (t1 )−K1 HbHb(t1 )・d−A 1 T ) =1/K1 d (A1 (t1 )−K1 Hb/K2 Hb(A2 (t1 )−A2 T )−A 1 T )…(11) 上述の第(11)式でA1 (t1 ),A2 (t2 )は測
定により求まり、A1 T ,A2 T はt=t5 での吸光で
あるので先に求まる。また、K1 Hb,K2 Hbは一定であ
るので、Cd (t1 )・dが求まることになる。
【0011】ここで、生体への入射光量をI1 0 ,I2
0 として、透過光量をT1 (t),T2 (t)とする
と、第(11)式は、 Cd(t1 )・d=/K1 d (logT1 (t1 )/I1 0 −logt1 (t 5 )/I1 0 −K1 Hb/K2 Hb(logT2 (t1 )/I2 0 −logT2 (t 5 )/I2 0 ) =1/K1 d (logT1 (t1 )/T1 (t5 )−K1 Hb/K2 Hb(log T2 (t1 )/T2 (t5 ))…(12) また、第(10)式および第(8)式より、このλ2
波長では色素による吸光はないので、 A2 (t1 )−A2 (t5 )=K2 Hb・CHb(t1 )・d…(13) となる。ゆえに、第(12)式および第(13)式よ
り、 Cd (t1 )={logT2 (t1 )/T2 (t5 )}/{K1 d ・k2 Hb・ CHb(t1 )}{logT1 (t1 )/T1 (t5 )−K1 Hb/K2 HblogT 2 (t1 )/T2 (t5 )} となり、CHb(t)が一定とすると、血中色素濃度Cd
(t1 )は、T1 (t1 ),T2 (t1 ),T
1 (t5 ),T2 (t5 )を測定することにより計算で
きる。
【0012】図2はこの発明の一実施例の概略ブロック
図である。図2を参照して、CPU1はI/Oポート2
に接続され、I/Oポート2には、ROM3とRAM4
と表示器5とプリンタ6と操作部7とインジェクタ駆動
回路10とLED駆動回路14とA/D変換器21とが
接続される。ROM3には、後述の図3および図4に示
すフロー図に基づくプログラムが予め記憶されている。
RAM4は後述の光量データやCPU1が演算したデー
タなどを記憶する。表示器5は演算結果などを表示し、
プリンタ6はそれらを印字する。
【0013】操作部7はキャリブレーションキー8と測
定キー9とを含む。インジェクタ駆動回路10はI/O
ポート2を介してCPU1から与えられる制御信号に応
じてインジェクタ11,12を駆動する。インジェクタ
11は生体17にさされたカテーテル13を介して透明
液体としての生理食塩水を生体17内に注入し、インジ
ェクタ12は特定色素を、カテーテル13を介して生体
17に注入する。
【0014】LED駆動回路14はI/Oポート2を介
してCPU1から与えられる制御信号に応じて、発光ダ
イオード15,16を駆動する。発光ダイオード15は
特定色素に吸光される波長λ1 の光を生体17に照射
し、発光ダイオード16は特定色素に吸光されない波長
λ2 の光を生体17に照射する。生体17を通過した波
長λ1 ,λ2 の光はフォトダイオード18によって受光
される。フォトダイオード18の受光出力はプリアンプ
19およびアンプ20で増幅され、A/D変換器21に
与えられる。A/D変換器21は受光出力をデジタル信
号の光量データに変換し、それをI/Oポート2を介し
てCPU1に与える。CPU1はその光量データをRA
M4に記憶させる。
【0015】図3および図4はこの発明の一実施例の動
作を説明するためのフロー図である。
【0016】次に、図1〜図4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。電源が投入
されると、CPU1はステップSP11において、I/
Oポート2を介してLED駆動回路14に制御信号を与
え、生体17に装着されたセンサの発光ダイオード1
5,16から波長λ1 ,λ2の光を生体17に照射させ
る。フォトダイオード18は生体17を通過した光を受
光し、その受光出力はプリアンプ19,アンプ20で増
幅され、A/D変換器21によってデジタル信号の光量
データT1 ,T2 に変換される。この光量データT1
2 はI/Oポート2を介してCPU1に与えられる。
CPU1はその光量データT1,T2 が所定の値となる
ようにLED駆動回路14を制御する。
【0017】CPU1はステップSP12において、キ
ャリブレーションキー8が操作されたか否かを判別し、
操作されていなければステップSP14においてスター
トキー9が操作されたか否かを判別する。ステップSP
12において、キャリブレーションキー8の操作されて
いることを判別すると、ステップSP13に進み、キャ
リブレーションを行なう。
【0018】すなわち、図4に示すステップSP21に
おいて、CPU1はインジェクタ駆動回路10を制御
し、インジェクタ11からカテーテル13を介して生体
17内に生理食塩水を注入する。このときの生体17を
通過した波長λ1 ,λ2 の光はフォトダイオード18で
検出され、プリアンプ19およびアンプ20で増幅され
た後、A/D変換器21によって光量データT1 ,T2
に変換されI/Oポート2を介してCPU1に与えられ
る。CPU1は光量データT1 ,T2 を検出し、ステッ
プSP23において光量データの立下りを検出したか否
かを判別する。立下りを検出していなければステップS
P22に戻り、再びT1 ,T2 が検出される。ステップ
SP23で立下りが検出されると、ステップSP24で
図1に示すt5 に相当する一定値の時点を検出したか否
かを判別する。一定値を検出すると、ステップSP25
においてそのときの光量データT1 ,T2 をT1 t ,T
2 t としてRAM4に記憶させる。ステップSP26に
おいて、CPU1はインジェクタ11による生理食塩水
の注入を停止させ、図3のメインルーチンへリターンす
る。
【0019】CPU1はステップSP15においてイン
ジェクタ駆動回路10を制御し、インジェクタ12から
カテーテル13を介して生体17内に特定色素を所定の
量だけ注入させる。ステップSP16において、CPU
1は特定色素の注入された生体17を通過した光に基づ
く光量データT1 ,T2 を検出し、前述の第(14)式
を用い、 Cd (t)={logT2 (t1 )/T2 (t5 )}/{K1 d ・K2 Hb・α }{(logT1 (t1 )/T1 (t5 )−K1 Hb/K2 Hb(logT2 (t1 )/T2 5 )) を計算し、ステップSP18において、上述の計算によ
って得られた血中色素濃度Cd(t)を表示器5に表示
するとともに、プリンタ6によって印字する。なお、上
述のαはCHbを表す所定の値である。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、血中
に透明液体を注入したときと、血中に特定色素を注入し
たときのそれぞれにおいて、特定色素に吸光される波長
の光と吸光されない波長の光を生体に照射して得られた
光量データと所定の演算式にしたがって、血中色素濃度
を測定するようにしたので、無血状態を仮定することな
く、血中色素濃度を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の原理を説明するための図である。
【図2】この発明の一実施例の概略ブロック図である。
【図3】この発明の一実施例の動作を説明するためのメ
インルーチンのフロー図である。
【図4】この発明の一実施例におけるキャリブレーショ
ン動作を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】 1 CPU 2 I/Oポート 3 ROM 4 RAM 5 表示器 6 プリンタ 7 操作部 8 キャリブレーションキー 9 スタートキー 10 インジェクタ駆動回路 11,12 インジェクタ 13 カテーテル 14 LED駆動回路 15,16 発光ダイオード 17 生体 18 フォトダイオード 19 プリアンプ 20 アンプ 21 A/D変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 33/483 C 7055−2J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生体組織の血液中の色素濃度を測定する
    血中色素濃度測定装置であって、 前記生体組織の血液中に透明液体を注入するための第1
    の注入手段、 前記生体組織の血液中に特定色素を注入するための第2
    の注入手段、 前記特定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の前記第1および第2の光電変換
    出力をサンプリングするためのサンプリング手段、およ
    び前記第1の注入手段によって前記生体組織の血液中に
    透明液体を注入したときの各波長における前記サンプリ
    ング手段出力と前記第2の注入手段によって前記生体組
    織の血液中に特定色素を注入したときの各波長における
    前記サンプリング手段出力とを所定の演算式に代入して
    血中色素濃度を演算する演算手段を備えた、血中色素濃
    度測定装置。
JP3255611A 1991-10-03 1991-10-03 血中色素濃度測定装置 Withdrawn JPH0591991A (ja)

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Effective date: 19990107