JP2932644B2 - チトクロムオキシダーゼの測定方法及び測定装置 - Google Patents
チトクロムオキシダーゼの測定方法及び測定装置Info
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- JP2932644B2 JP2932644B2 JP23137890A JP23137890A JP2932644B2 JP 2932644 B2 JP2932644 B2 JP 2932644B2 JP 23137890 A JP23137890 A JP 23137890A JP 23137890 A JP23137890 A JP 23137890A JP 2932644 B2 JP2932644 B2 JP 2932644B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は近赤外領域の特定波長光を用いて生体内のチ
トクロムオキシダーゼ（cytaa3）の酸化還元状態を無侵
襲に測定する方法とその装置に関するものである。
トクロムオキシダーゼ（cytaa3）の酸化還元状態を無侵
襲に測定する方法とその装置に関するものである。
（従来の技術） 近赤外領域の特定波長光を生体に照射し、その透過光
又は散乱・反射光を測定して、その吸光度の経時変化か
らチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態を測定する方
法が知られている（Adv.Exp.Med.Biol.,Vol.248,pp.63
−68（1989）参照）。その方法では、チトクロムオキシ
ダーゼの酸化還元状態による吸光度変化を受けにくい波
長域（700〜780nm）の特定波長と、受けやすい波長域
（780〜900nm）の特定波長での吸光度変化の測定を組み
合わせて、チトクロムオキシダーゼの酸化還元状態を演
算により計測している。
又は散乱・反射光を測定して、その吸光度の経時変化か
らチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態を測定する方
法が知られている（Adv.Exp.Med.Biol.,Vol.248,pp.63
−68（1989）参照）。その方法では、チトクロムオキシ
ダーゼの酸化還元状態による吸光度変化を受けにくい波
長域（700〜780nm）の特定波長と、受けやすい波長域
（780〜900nm）の特定波長での吸光度変化の測定を組み
合わせて、チトクロムオキシダーゼの酸化還元状態を演
算により計測している。
また、本発明者はチトクロムオキシダーゼの酸化還元
状態による吸光度変化を受けにくい波長域においては、
特定の複数波長での吸光度の経時変化からヘモグロビン
の酸素動態を測定する方法をすでに提案している（特願
昭63−248833号参照）。
状態による吸光度変化を受けにくい波長域においては、
特定の複数波長での吸光度の経時変化からヘモグロビン
の酸素動態を測定する方法をすでに提案している（特願
昭63−248833号参照）。
（発明が解決しようとする課題） 光源としては特定発振波長の半導体レーザを複数種類
組み合わせて用いる方法や、連続波長の光源と分光器を
組み合わせて所定の波長を得る方法等があるが、特に光
源として半導体レーザを用いる場合には、発振波長の制
約から所望の波長を選択できない場合がある。より具体
的に述べると、invivoで生体を計測をする場合には、生
体組織での減光度がかなり大きいため、光源出力をある
程度強くする必要がある。しかし、現在の段階では780n
m以下の波長域で高出力の半導体レーザを入手すること
は困難である。
組み合わせて用いる方法や、連続波長の光源と分光器を
組み合わせて所定の波長を得る方法等があるが、特に光
源として半導体レーザを用いる場合には、発振波長の制
約から所望の波長を選択できない場合がある。より具体
的に述べると、invivoで生体を計測をする場合には、生
体組織での減光度がかなり大きいため、光源出力をある
程度強くする必要がある。しかし、現在の段階では780n
m以下の波長域で高出力の半導体レーザを入手すること
は困難である。
本発明は高出力半導体レーザの入手が容易な780nm以
上の波長域、すなわちチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に伴う吸光度変化が生じる近赤外領域におい
てのみ吸光度の経時変化を測定することにより選択波長
に制限を受けることなくチトクロムオキシダーゼの酸化
還元状態を計測することのできる方法と、そのための装
置を提供すること目的とするものである。
上の波長域、すなわちチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に伴う吸光度変化が生じる近赤外領域におい
てのみ吸光度の経時変化を測定することにより選択波長
に制限を受けることなくチトクロムオキシダーゼの酸化
還元状態を計測することのできる方法と、そのための装
置を提供すること目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明の測定方法では、以下の工程（Ａ）から（Ｃ）
を用いてチトクロムオキシダーゼの変動量を測定する。
を用いてチトクロムオキシダーゼの変動量を測定する。
（Ａ）ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変
化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う
吸光度変化がともに生ずる近赤外領域において、２組の
異なる波長群の光を生体組織に照射して各波長での吸光
度変化を測定する工程、 （Ｂ）各波長群について吸光度変化が全てヘモグロビン
の酸素化−脱酸素化に依存すると仮定し、吸光係数とし
て各波長での酸素化型ヘモグロビンの吸光係数及び脱酸
素化型ヘモグロビンの吸光係数のみを用いてヘモグロビ
ン量変動を算出する工程、 （Ｃ）これら２組の波長群のヘモグロビン量変動算出値
の差からチトクロムオキシダーゼの変動量を算出する工
程。
化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う
吸光度変化がともに生ずる近赤外領域において、２組の
異なる波長群の光を生体組織に照射して各波長での吸光
度変化を測定する工程、 （Ｂ）各波長群について吸光度変化が全てヘモグロビン
の酸素化−脱酸素化に依存すると仮定し、吸光係数とし
て各波長での酸素化型ヘモグロビンの吸光係数及び脱酸
素化型ヘモグロビンの吸光係数のみを用いてヘモグロビ
ン量変動を算出する工程、 （Ｃ）これら２組の波長群のヘモグロビン量変動算出値
の差からチトクロムオキシダーゼの変動量を算出する工
程。
また、本発明のチトクロムオキシダーゼ測定装置は、
ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化とチ
トクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度
変化がともに生ずる近赤外領域において、２組の異なる
波長群の光を生体組織に順次照射して各波長での吸光度
変化を測定する測定系と、各波長群について吸光度変化
が全てヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に依存すると仮
定し、吸光係数として各波長での酸素化型ヘモグロビン
の吸光係数及び脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係数のみ
を用いてヘモグロビン量変動を算出し、これら２組の波
長群のヘモグロビン量変動算出値の差からチトクロムオ
キシダーゼの変動量を算出する演算部とを備えている。
ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化とチ
トクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度
変化がともに生ずる近赤外領域において、２組の異なる
波長群の光を生体組織に順次照射して各波長での吸光度
変化を測定する測定系と、各波長群について吸光度変化
が全てヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に依存すると仮
定し、吸光係数として各波長での酸素化型ヘモグロビン
の吸光係数及び脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係数のみ
を用いてヘモグロビン量変動を算出し、これら２組の波
長群のヘモグロビン量変動算出値の差からチトクロムオ
キシダーゼの変動量を算出する演算部とを備えている。
（作用） チトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸
光度変化が生じる波長においては、ヘモグロビンの酸素
化・脱酸素化によっても吸光度変化が生じるため、吸光
度変化はヘモグロビンの吸光度変化とチトクロムオキシ
ダーゼの吸光度変化との和になる。前述の引用文献及び
特許出願にも示されているように、ある波長における吸
光度変化は次の式で表される。
光度変化が生じる波長においては、ヘモグロビンの酸素
化・脱酸素化によっても吸光度変化が生じるため、吸光
度変化はヘモグロビンの吸光度変化とチトクロムオキシ
ダーゼの吸光度変化との和になる。前述の引用文献及び
特許出願にも示されているように、ある波長における吸
光度変化は次の式で表される。
ΔＡλｎ＝knΔ〔HbO2〕＋kn′Δ〔Hb〕＋kn″Δ〔cyta
a3〕 ……（１） この（１）式の右辺第３項がないもの仮定した場合、
つまり吸光度変化は全てヘモグロビンの酸素化−脱酸素
化状態の変化に伴うものであると仮定した場合、酸素化
型ヘモグロビン変動Δ〔HbO2〕又は脱酸素化型ヘモグロ
ビン変動Δ〔Hb〕は前述の特許出願に述べられているよ
うに、 Δ〔HbO2〕＝｛（k2′−k3′）ΔA1−（k1′−k3′）Δ
A2＋（k1′−k2′）ΔA3｝/K ……（２） Δ〔Hb〕＝｛−（k2−k3）ΔA1＋（k1−k3）ΔA2−（k1
−k2）ΔA3｝/K ……（３） として算出することができる。ここで、ΔA1，ΔA2，Δ
A3は３波長λ1，λ2，λ3をそれぞれ生体組織に直接照
射して測定した吸光度変化、k1，k2，k3はそれぞれ波長
λ1，λ2，λ3をそれぞれ生体組織に直接照射して測定
された吸光度変化、k1，k2，k3における酸素化型ヘモグ
ロビンの吸光係数、k1′，k2′，k3′はそれぞれ波長λ
1，λ2，λ3における脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係
数、Ｋ＝（k1−k3）（k2′−k3′）−（k2−k3）（k1′
−k3′）である。
a3〕 ……（１） この（１）式の右辺第３項がないもの仮定した場合、
つまり吸光度変化は全てヘモグロビンの酸素化−脱酸素
化状態の変化に伴うものであると仮定した場合、酸素化
型ヘモグロビン変動Δ〔HbO2〕又は脱酸素化型ヘモグロ
ビン変動Δ〔Hb〕は前述の特許出願に述べられているよ
うに、 Δ〔HbO2〕＝｛（k2′−k3′）ΔA1−（k1′−k3′）Δ
A2＋（k1′−k2′）ΔA3｝/K ……（２） Δ〔Hb〕＝｛−（k2−k3）ΔA1＋（k1−k3）ΔA2−（k1
−k2）ΔA3｝/K ……（３） として算出することができる。ここで、ΔA1，ΔA2，Δ
A3は３波長λ1，λ2，λ3をそれぞれ生体組織に直接照
射して測定した吸光度変化、k1，k2，k3はそれぞれ波長
λ1，λ2，λ3をそれぞれ生体組織に直接照射して測定
された吸光度変化、k1，k2，k3における酸素化型ヘモグ
ロビンの吸光係数、k1′，k2′，k3′はそれぞれ波長λ
1，λ2，λ3における脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係
数、Ｋ＝（k1−k3）（k2′−k3′）−（k2−k3）（k1′
−k3′）である。
これらのヘモグロビン変動の式（２），（３）はチト
クロムオキシダーゼの変化分が誤差となるが、逆にこの
ことを利用して選択波長の違いによるチトクロムオキシ
ダーゼの吸光係数の差からこれに依存するパラメータを
算出することができる。チトクロムオキシダーゼの酸化
還元状態変化に伴う吸光度変化がないものとしてある特
定波長の組合せで求めた酸素化型ヘモグロビン変化量Δ
〔HbO2〕ａと、別の特定波長の組合せで求めた酸素化型
ヘモグロビン変化量Δ〔HbO2〕ｂを算出し、それらのゲ
インを合わせた後に減算して得られる次式の新しいパラ
メータＮ［cytaa3］はチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に比例する量となる。
クロムオキシダーゼの変化分が誤差となるが、逆にこの
ことを利用して選択波長の違いによるチトクロムオキシ
ダーゼの吸光係数の差からこれに依存するパラメータを
算出することができる。チトクロムオキシダーゼの酸化
還元状態変化に伴う吸光度変化がないものとしてある特
定波長の組合せで求めた酸素化型ヘモグロビン変化量Δ
〔HbO2〕ａと、別の特定波長の組合せで求めた酸素化型
ヘモグロビン変化量Δ〔HbO2〕ｂを算出し、それらのゲ
インを合わせた後に減算して得られる次式の新しいパラ
メータＮ［cytaa3］はチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に比例する量となる。
Δ［cytaa3］≒Ｎ［cytaa3］ ＝Δ〔HbO2〕ａ−ＫΔ〔HbO2〕ｂ ラットの吸入ガスの酸素濃度を変えた際の脳内酸素化
型ヘモグロビンとチトクロムオキシダーゼの挙動を調べ
た実験によれば、チトクロムオキシダーゼは正常な状態
ではほとんど酸化されているが、吸気ガスの酸素濃度が
減少して酸素化型ヘモグロビンが15％以下になると徐々
に還元されはじめ、オキシヘモグロビンが５％以下にな
ると大幅に還元されることがわかっている。
型ヘモグロビンとチトクロムオキシダーゼの挙動を調べ
た実験によれば、チトクロムオキシダーゼは正常な状態
ではほとんど酸化されているが、吸気ガスの酸素濃度が
減少して酸素化型ヘモグロビンが15％以下になると徐々
に還元されはじめ、オキシヘモグロビンが５％以下にな
ると大幅に還元されることがわかっている。
また、ラット頭部の近赤外吸収スペクトルの測定結果
によれば、780nm以下の波長ではチトクロムオキシダー
ゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度変化はなく、ヘモグ
ロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化のみが観測
され、780nmより長波長側においてはチトクロムオキシ
ダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度変化と、ヘモグ
ロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化がともに観
測される。
によれば、780nm以下の波長ではチトクロムオキシダー
ゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度変化はなく、ヘモグ
ロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化のみが観測
され、780nmより長波長側においてはチトクロムオキシ
ダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸光度変化と、ヘモグ
ロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変化がともに観
測される。
前記（２）式により酸素化型ヘモグロビン変動量を算
出する例について説明する。
出する例について説明する。
チトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う吸
光度変化を受ける波長（λ1，λ2，λ3）での吸光度変
化から算出した酸素化型ヘモグロビン変動量をΔ〔Hb
O2〕123とし、やはりチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に伴う吸光度変化を受ける他の波長（λ4，
λ5，λ6）での吸光度変化から算出した酸素化型ヘモグ
ロビン変動量をΔ〔HbO2〕456とする。
光度変化を受ける波長（λ1，λ2，λ3）での吸光度変
化から算出した酸素化型ヘモグロビン変動量をΔ〔Hb
O2〕123とし、やはりチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態変化に伴う吸光度変化を受ける他の波長（λ4，
λ5，λ6）での吸光度変化から算出した酸素化型ヘモグ
ロビン変動量をΔ〔HbO2〕456とする。
チトクロムオキシダーゼが殆ど変化しない領域、すな
わちラットの場合であれば吸入ガス中の酸素濃度の高い
状態では、吸光度変化はヘモグロビンのみに依存すると
考えてよく、Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕456は同じ波形
となる。ただし絶対値は異なる。このとき各時刻での変
化量Δ〔HbO2〕123を横軸にとり、Δ〔HbO2〕456を縦軸
にとってプロットすると、第１図（Ａ）のように直線と
なる。この傾きをＫとして Ｎ［cytaa3］＝Δ〔HbO2〕456−ＫΔ〔HbO2〕123 というパラメータＮ［cytaa3］を考えると、その波形は
第１図（Ｃ）に示されるようにフラットになり、０を示
す。
わちラットの場合であれば吸入ガス中の酸素濃度の高い
状態では、吸光度変化はヘモグロビンのみに依存すると
考えてよく、Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕456は同じ波形
となる。ただし絶対値は異なる。このとき各時刻での変
化量Δ〔HbO2〕123を横軸にとり、Δ〔HbO2〕456を縦軸
にとってプロットすると、第１図（Ａ）のように直線と
なる。この傾きをＫとして Ｎ［cytaa3］＝Δ〔HbO2〕456−ＫΔ〔HbO2〕123 というパラメータＮ［cytaa3］を考えると、その波形は
第１図（Ｃ）に示されるようにフラットになり、０を示
す。
次に、チトクロムオキシダーゼも途中（時刻t1）から
還元され始めたとすると、Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕
456との間に傾きＫの比例関係はなくなり、例えば第１
図（Ｂ）のようにずれてくる。この時刻t1以降ではパラ
メータＮ［cytaa3］の値は、第１図（Ｄ）に示されるよ
うに、チトクロムオキシダーゼによる吸光度変化分のた
めにずれを生じており、これがすなわちチトクロムオキ
シダーゼの酸化還元状態を反映したパラメータとなる。
これによってチトクロムオキシダーゼの算出法がわから
なくても、ヘモグロビンの算出法さえわかればチトクロ
ムオキシダーゼの酸化還元状態の変化をモニタすること
ができる。
還元され始めたとすると、Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕
456との間に傾きＫの比例関係はなくなり、例えば第１
図（Ｂ）のようにずれてくる。この時刻t1以降ではパラ
メータＮ［cytaa3］の値は、第１図（Ｄ）に示されるよ
うに、チトクロムオキシダーゼによる吸光度変化分のた
めにずれを生じており、これがすなわちチトクロムオキ
シダーゼの酸化還元状態を反映したパラメータとなる。
これによってチトクロムオキシダーゼの算出法がわから
なくても、ヘモグロビンの算出法さえわかればチトクロ
ムオキシダーゼの酸化還元状態の変化をモニタすること
ができる。
３波長演算によりヘモグロビン変動量を算出するとき
は、その式は（１）式から ΔＡλｎ−kn″Δ〔cytaa3〕＝knΔ〔HbO2〕＋kn′Δ
〔Hb〕 （ｎ＝1,2,3） となる。この式から酸素化型ヘモグロビンの変動量を解
くと、 Δ〔HbO2〕＝（An1ΔＡλn1＋An2ΔＡλn2＋An3ΔＡλn
3）＋BnΔ〔cytaa3〕 という形になる。左辺は実際の酸素化型ヘモグロビン変
動量、右辺第１項は見かけの酸素化型ヘモグロビン変動
量、右辺第２項はチトクロムオキシダーゼ吸光度変化に
よる酸素化型ヘモグロビン測定誤差である。左辺は波長
選択が違えば値が違ってくるが、実際は同じ変化量を示
しているので、係数Ｋを乗じた後、辺々引き算をすれば
チトクロムオキシダーゼの変化量と吸光度変化量の項の
みが残る。すなわち吸光度変化からチトクロムオキシダ
ーゼ変化量を算出することができる。
は、その式は（１）式から ΔＡλｎ−kn″Δ〔cytaa3〕＝knΔ〔HbO2〕＋kn′Δ
〔Hb〕 （ｎ＝1,2,3） となる。この式から酸素化型ヘモグロビンの変動量を解
くと、 Δ〔HbO2〕＝（An1ΔＡλn1＋An2ΔＡλn2＋An3ΔＡλn
3）＋BnΔ〔cytaa3〕 という形になる。左辺は実際の酸素化型ヘモグロビン変
動量、右辺第１項は見かけの酸素化型ヘモグロビン変動
量、右辺第２項はチトクロムオキシダーゼ吸光度変化に
よる酸素化型ヘモグロビン測定誤差である。左辺は波長
選択が違えば値が違ってくるが、実際は同じ変化量を示
しているので、係数Ｋを乗じた後、辺々引き算をすれば
チトクロムオキシダーゼの変化量と吸光度変化量の項の
みが残る。すなわち吸光度変化からチトクロムオキシダ
ーゼ変化量を算出することができる。
請求項１ではヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う
吸光度変化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態に
伴う吸光度変化がともに生ずる近赤外領域の２組の波長
ペアを選択しているが、１組をチトクロムオキシダーゼ
の酸化還元状態による吸光度変化がない波長域（700nm
〜780nm）にすればより顕著な差を認めることができ
る。
吸光度変化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態に
伴う吸光度変化がともに生ずる近赤外領域の２組の波長
ペアを選択しているが、１組をチトクロムオキシダーゼ
の酸化還元状態による吸光度変化がない波長域（700nm
〜780nm）にすればより顕著な差を認めることができ
る。
（実施例） 第２図は一実施例の測定装置を表わす。
２−１〜２−６はそれぞれ特定の波長λ1〜λ6のレー
ザ光を発振するレーザダイオードであり、３個ずつの組
が２組設けられている。発振波長λ1〜λ6は780nm以上
に設定されている。レーザダイオード２−１〜２−３は
駆動回路４によって順次切り替えて発振させられる。駆
動回路４はCPU6によって制御される。８は測定対象とし
ての生体組織であり、レーザダイオード２−１〜２−６
からのレーザビームが照射用光ガイド10によって生体組
織８に導かれる。光ガイド10は例えば直径5mmの光ファ
イバ束である。12は検出器である光電子増倍管であり、
生体組織８による透過光又は反射光が検出用光ガイド14
によって光電子増倍管12に導かれる。光ガイド14も例え
ば直径が5mmの光ファイバ束である。
ザ光を発振するレーザダイオードであり、３個ずつの組
が２組設けられている。発振波長λ1〜λ6は780nm以上
に設定されている。レーザダイオード２−１〜２−３は
駆動回路４によって順次切り替えて発振させられる。駆
動回路４はCPU6によって制御される。８は測定対象とし
ての生体組織であり、レーザダイオード２−１〜２−６
からのレーザビームが照射用光ガイド10によって生体組
織８に導かれる。光ガイド10は例えば直径5mmの光ファ
イバ束である。12は検出器である光電子増倍管であり、
生体組織８による透過光又は反射光が検出用光ガイド14
によって光電子増倍管12に導かれる。光ガイド14も例え
ば直径が5mmの光ファイバ束である。
16は光電子増倍管12の出力信号を増幅するプリアン
プ、18は増幅された信号をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路、20はサンプルホールド回路18の出力信
号を増幅する増幅器、22は増幅された信号電圧を周波数
に変換するV/F変換器であり、V/F変換器22の出力信号が
CPU6に入力されてカウントされる。
プ、18は増幅された信号をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路、20はサンプルホールド回路18の出力信
号を増幅する増幅器、22は増幅された信号電圧を周波数
に変換するV/F変換器であり、V/F変換器22の出力信号が
CPU6に入力されてカウントされる。
CPU6はレーザダイオード２−１〜２−６の発振を制御
するとともに、各波長λ1〜λ6でのデータを取り込み、
経時吸光度変化量ΔA1〜ΔA6を算出する。算出した経時
吸光度変化量ΔA1〜ΔA6と予め測定されて設定された吸
光係数k1，k2，k3，k1′，k2′，k3′とから酸素化型ヘ
モグロビン量変動Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕456を算出
し、これをもとにしてパラメータ Ｎ［cytaa3］＝Δ〔HbO2〕456−ＫΔ〔HbO2〕123 を算出する。したがって、CPU6はヘモグロビン量変動算
出値の差からチトクロムオキシダーゼの変動量を算出す
る演算部の機能を実現している。測定系24は第２図で鎖
線で囲まれた部分に該当する。
するとともに、各波長λ1〜λ6でのデータを取り込み、
経時吸光度変化量ΔA1〜ΔA6を算出する。算出した経時
吸光度変化量ΔA1〜ΔA6と予め測定されて設定された吸
光係数k1，k2，k3，k1′，k2′，k3′とから酸素化型ヘ
モグロビン量変動Δ〔HbO2〕123とΔ〔HbO2〕456を算出
し、これをもとにしてパラメータ Ｎ［cytaa3］＝Δ〔HbO2〕456−ＫΔ〔HbO2〕123 を算出する。したがって、CPU6はヘモグロビン量変動算
出値の差からチトクロムオキシダーゼの変動量を算出す
る演算部の機能を実現している。測定系24は第２図で鎖
線で囲まれた部分に該当する。
第２図においてCPU6には入出力部32を介して、この装
置を操作したり吸光係数を入力するためのキーボード3
4、測定値などを表示する液晶ディスプレイ36、測定結
果を出力するレコーダ38、異常を知らせる警報装置40な
どが接続されている。
置を操作したり吸光係数を入力するためのキーボード3
4、測定値などを表示する液晶ディスプレイ36、測定結
果を出力するレコーダ38、異常を知らせる警報装置40な
どが接続されている。
次に、本実施例における吸光度測定動作について説明
する。
する。
第３図はCPU6が測定値を取り込み、ダーク補正をする
までのタイムチャートである。図には簡単のために、３
波長で測定を行なうように説明しているが、第２図の実
施例は６波長での測定であり、単にレーザダイオードの
数が増えるだけと考えればよい。
までのタイムチャートである。図には簡単のために、３
波長で測定を行なうように説明しているが、第２図の実
施例は６波長での測定であり、単にレーザダイオードの
数が増えるだけと考えればよい。
第３図で、A,B,Cはそれぞれ波長λ1，λ2，λ3のレー
ザダイオード２−１〜２−３の駆動パルス、Ｄは積分パ
ルス、Ｅはサンプリングパルス、Ｆはリセットパルス、
Ｇは光電子増倍管12の出力信号、Ｈは波長λ1のチャネ
ルのサンプルホールド前の出力信号である。他のチャネ
ルについても同様の出力信号Ｈが得られる。Ｓλ1は信
号レベル、Ｄλ1はダークレベルである。ＩはＳλ1−Ｄ
λ1であり、これによって真の信号レベルを得ることが
できる。
ザダイオード２−１〜２−３の駆動パルス、Ｄは積分パ
ルス、Ｅはサンプリングパルス、Ｆはリセットパルス、
Ｇは光電子増倍管12の出力信号、Ｈは波長λ1のチャネ
ルのサンプルホールド前の出力信号である。他のチャネ
ルについても同様の出力信号Ｈが得られる。Ｓλ1は信
号レベル、Ｄλ1はダークレベルである。ＩはＳλ1−Ｄ
λ1であり、これによって真の信号レベルを得ることが
できる。
（発明の効果） 本発明によれば、ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に
伴う吸光度変化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状
態変化に伴う吸光度変化がともに生ずる近赤外領域にお
いて、ヘモグロビン量変動値からチトクロムオキシダー
ゼの酸化還元状態を測定するので、ヘモグロビンに比べ
て吸光度変化の小さいチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態を光源波長の選択の制約を受けることなく、無侵
襲に測定することが可能になる。
伴う吸光度変化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状
態変化に伴う吸光度変化がともに生ずる近赤外領域にお
いて、ヘモグロビン量変動値からチトクロムオキシダー
ゼの酸化還元状態を測定するので、ヘモグロビンに比べ
て吸光度変化の小さいチトクロムオキシダーゼの酸化還
元状態を光源波長の選択の制約を受けることなく、無侵
襲に測定することが可能になる。
第１図は本発明の測定原理を説明する図、第２図は測定
装置の一実施例を示すブロック図、第３図は一実施例の
検出動作を示すタイムチャートである。 ２−１〜２−６……レーザダイオード、６……CPU、８
……生体組織、24……測定系。
装置の一実施例を示すブロック図、第３図は一実施例の
検出動作を示すタイムチャートである。 ２−１〜２−６……レーザダイオード、６……CPU、８
……生体組織、24……測定系。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−275323（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−68336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−41639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−11614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−101195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61
Claims (2)
- 【請求項１】以下の工程（Ａ）から（Ｃ）を用いてチト
クロムオキシダーゼの変動量を測定する方法。 （Ａ）ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸光度変
化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化に伴う
吸光度変化がともに生ずる近赤外領域において、２組の
異なる波長群の光を生体組織に照射して各波長での吸光
度変化を測定する工程、 （Ｂ）各波長群について吸光度変化が全てヘモグロビン
の酸素化−脱酸素化に依存すると仮定し、吸光係数とし
て各波長での酸素化型ヘモグロビンの吸光係数及び脱酸
素化型ヘモグロビンの吸光係数のみを用いてヘモグロビ
ン量変動を算出する工程、 （Ｃ）これら２組の波長群のヘモグロビン量変動算出値
の差からチトクロムオキシダーゼの変動量を算出する工
程。 - 【請求項２】ヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に伴う吸
光度変化とチトクロムオキシダーゼの酸化還元状態変化
に伴う吸光度変化がともに生ずる近赤外領域において、
２組の異なる波長群の光を生体組織に順次照射して各波
長での吸光度変化を測定する測定系と、各波長群につい
て吸光度変化が全てヘモグロビンの酸素化−脱酸素化に
依存すると仮定し、吸光係数として各波長での酸素化型
ヘモグロビンの吸光係数及び脱酸素化型ヘモグロビンの
吸光係数のみを用いてヘモグロビン量変動を算出し、こ
れら２組の波長群のヘモグロビン量変動算出値の差から
チトクロムオキシダーゼの変動量を算出する演算部とを
備えたチトクロムオキシダーゼ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23137890A JP2932644B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | チトクロムオキシダーゼの測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23137890A JP2932644B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | チトクロムオキシダーゼの測定方法及び測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04110751A JPH04110751A (ja) | 1992-04-13 |
| JP2932644B2 true JP2932644B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=16922683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23137890A Expired - Lifetime JP2932644B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | チトクロムオキシダーゼの測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932644B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2563012A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-27 | Sony Corporation | Image sensor, imaging apparatus and live body imaging apparatus |
| WO2014017314A1 (ja) | 2012-07-24 | 2014-01-30 | ソニー株式会社 | 撮像素子、電子機器、並びに、情報処理装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3577335B2 (ja) * | 1993-06-02 | 2004-10-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 散乱吸収体計測方法及び装置 |
| JP3433498B2 (ja) * | 1993-06-02 | 2003-08-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | 散乱吸収体の内部情報計測方法及び装置 |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23137890A patent/JP2932644B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2563012A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-27 | Sony Corporation | Image sensor, imaging apparatus and live body imaging apparatus |
| WO2014017314A1 (ja) | 2012-07-24 | 2014-01-30 | ソニー株式会社 | 撮像素子、電子機器、並びに、情報処理装置 |
| EP4057353A2 (en) | 2012-07-24 | 2022-09-14 | Sony Group Corporation | Imaging element, electronic device, and information processing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04110751A (ja) | 1992-04-13 |
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