JPS6333642A - 定量方法 - Google Patents
定量方法Info
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- JPS6333642A JPS6333642A JP61177970A JP17797086A JPS6333642A JP S6333642 A JPS6333642 A JP S6333642A JP 61177970 A JP61177970 A JP 61177970A JP 17797086 A JP17797086 A JP 17797086A JP S6333642 A JPS6333642 A JP S6333642A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
Landscapes
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は生体或は混濁した液のような定量しようとする
物質以外に光を吸収、散乱する夾雑物を有する試料に含
まれる特定成分の分光的な定量を行う場合等における定
量方法に関する。
物質以外に光を吸収、散乱する夾雑物を有する試料に含
まれる特定成分の分光的な定量を行う場合等における定
量方法に関する。
口、従来の技術
生体をそのま\試料とする場合、個体によって皮膚層、
箔層、骨層等の厚さにばらつきがあるため、測定上の実
効的な一定の光路長を設定することができず、或は組織
の厚さを一定に規制することができても、血流量の変動
弓よって実効的な光路長が変化するため、正確な定量を
することは不可能な場合が多った。
箔層、骨層等の厚さにばらつきがあるため、測定上の実
効的な一定の光路長を設定することができず、或は組織
の厚さを一定に規制することができても、血流量の変動
弓よって実効的な光路長が変化するため、正確な定量を
することは不可能な場合が多った。
例えば、脳における酸素濃度を知りたい場合、脳内の血
液中の酸素濃度つまり酸素化ヘモグロビンの濃度を測定
すればよいのであるが、従来は被検体の脳以外の部分で
動脈血を抜取り、血中ガス分析装置で分析して脳内酸素
濃度を推定するとか経皮酸素電極により表皮近くの綱網
血管の血を動脈血化してその酸素濃度を測定し、池の部
位の酸素濃度を推定すると云うような方法が用いられ、
何れも推定法で脳内酸素濃度を直接測定する方法がなか
った。また経皮電極を用いる場合個体差が太き(度々較
正し直さねばならないと云う不便さがあった。
液中の酸素濃度つまり酸素化ヘモグロビンの濃度を測定
すればよいのであるが、従来は被検体の脳以外の部分で
動脈血を抜取り、血中ガス分析装置で分析して脳内酸素
濃度を推定するとか経皮酸素電極により表皮近くの綱網
血管の血を動脈血化してその酸素濃度を測定し、池の部
位の酸素濃度を推定すると云うような方法が用いられ、
何れも推定法で脳内酸素濃度を直接測定する方法がなか
った。また経皮電極を用いる場合個体差が太き(度々較
正し直さねばならないと云う不便さがあった。
ハ0発明が解決しようとする問題点
本発明は色々な物質の複合体で測定上の実効光路長が任
意に設定できない場合でも、定量測定が可能であるよう
な分光的測光方式を提供しようとするものである。
意に設定できない場合でも、定量測定が可能であるよう
な分光的測光方式を提供しようとするものである。
二0問題点解決のための手段
被検体の状態変化の前後における被検体の吸光度の差を
求めることにより、被検体内の夾雑物および目的物質の
光散乱の影響を消去し、同じ測定操作を複数の波長の光
について行い、夫々の波長における上記吸光度差から1
乃至複数の目的成分の被検体内における変化量を算出す
るようにした。
求めることにより、被検体内の夾雑物および目的物質の
光散乱の影響を消去し、同じ測定操作を複数の波長の光
について行い、夫々の波長における上記吸光度差から1
乃至複数の目的成分の被検体内における変化量を算出す
るようにした。
ホ1作用
第1図を用いて本発明方法を説明する。この図で横方向
の長さは被検体の各層の厚さを示すが、複数の層を重ね
たときの全吸光度は各層の吸光度の和であるから、この
横方向の長さは吸光度をも示している。第1図Aは被検
体の断面を模型的に示したもので、Ioは入射光強度、
■は透過光強度である。図でSは被検体中の目的物質を
含まない層であり、ト!が目的物質を含んだ組織である
。
の長さは被検体の各層の厚さを示すが、複数の層を重ね
たときの全吸光度は各層の吸光度の和であるから、この
横方向の長さは吸光度をも示している。第1図Aは被検
体の断面を模型的に示したもので、Ioは入射光強度、
■は透過光強度である。図でSは被検体中の目的物質を
含まない層であり、ト!が目的物質を含んだ組織である
。
この組織は第1図Bに示すように目的物質を絞り取った
残りの基質Bの層と目的物質溶液(例えば血液)だけの
MLとに分けても光学的には変わらない。こ\でS、B
、Lの各層の厚さは被検体毎に異っており一定しない。
残りの基質Bの層と目的物質溶液(例えば血液)だけの
MLとに分けても光学的には変わらない。こ\でS、B
、Lの各層の厚さは被検体毎に異っており一定しない。
L層には目的物質以外の物質も混合して存在しているが
、これを分離して、第1図Cに示すように2つの層Ll
、L2に分けて考えることができる。層Ll、L2内の
各物質の濃度をC1,C2各層の厚さをdl、d2とす
ると、C1d1.C2d2は層り内の目的物質および他
の物質量々の総量に比例した量である。金波検体の自然
的な変化或は適当な操作による変化で、8層、8層に対
応する物質量には変化がな(、L層に対応する物質量が
変化した場合を考える。この状態変化は目的物質の濃度
を変えず、層の厚さdl、d2を変化させたのと等価で
ある。この様子を第1図りに示す。このような変化の前
後の吸光度の差、即ち吸光度変化ΔAを求めると、層S
とBを合せた部分の吸光度への寄与は状態変化の前と後
とで変らないがら、ΔAにおいてはこの部分の寄与は消
去され、ΔAは第1図Eのよう(di−di’)及び(
d2−d2°)の部分の各物質の量を表していることに
なる。2つの異る波長の光によって上述したΔAを測定
すると、第1図Eに示される部分における目的外物質の
量的変化の影響を消去して、目的物質の変化量を求める
ことができる。波長λ1.λ2の2種の光に対する上記
吸光度変化をΔAl、ΔA2とし、二の物質1,2の波
長λ1.λ2の光に対する吸光係数をEl(λ1)、E
l (λ2)等とする。そうすると、 ΔAl−El(λ1)xCIX(di−di’)十E2
(λ1 )×C2X(d2−d2°) −〜〜(I)Δ
A2−El(λ2)・CI’−(di−dio)十E2
(λ2)×C2’X(d2−d2’) −−−(z)こ
\で(2)式における濃度がclo、C2°となってい
るのは、夫々の物質の光散乱度の波長による違いを見掛
は上濃度の違いとして表したもので、 c+’=UcI C2’−舊2C’2等と書ける。
、これを分離して、第1図Cに示すように2つの層Ll
、L2に分けて考えることができる。層Ll、L2内の
各物質の濃度をC1,C2各層の厚さをdl、d2とす
ると、C1d1.C2d2は層り内の目的物質および他
の物質量々の総量に比例した量である。金波検体の自然
的な変化或は適当な操作による変化で、8層、8層に対
応する物質量には変化がな(、L層に対応する物質量が
変化した場合を考える。この状態変化は目的物質の濃度
を変えず、層の厚さdl、d2を変化させたのと等価で
ある。この様子を第1図りに示す。このような変化の前
後の吸光度の差、即ち吸光度変化ΔAを求めると、層S
とBを合せた部分の吸光度への寄与は状態変化の前と後
とで変らないがら、ΔAにおいてはこの部分の寄与は消
去され、ΔAは第1図Eのよう(di−di’)及び(
d2−d2°)の部分の各物質の量を表していることに
なる。2つの異る波長の光によって上述したΔAを測定
すると、第1図Eに示される部分における目的外物質の
量的変化の影響を消去して、目的物質の変化量を求める
ことができる。波長λ1.λ2の2種の光に対する上記
吸光度変化をΔAl、ΔA2とし、二の物質1,2の波
長λ1.λ2の光に対する吸光係数をEl(λ1)、E
l (λ2)等とする。そうすると、 ΔAl−El(λ1)xCIX(di−di’)十E2
(λ1 )×C2X(d2−d2°) −〜〜(I)Δ
A2−El(λ2)・CI’−(di−dio)十E2
(λ2)×C2’X(d2−d2’) −−−(z)こ
\で(2)式における濃度がclo、C2°となってい
るのは、夫々の物質の光散乱度の波長による違いを見掛
は上濃度の違いとして表したもので、 c+’=UcI C2’−舊2C’2等と書ける。
上記(1)(2)式でCI(dl−dl’)、C2(d
2−d2’)が未知数でがっこれらは被検体内の物質1
および共に変化する他物質2の変化量に比例している。
2−d2’)が未知数でがっこれらは被検体内の物質1
および共に変化する他物質2の変化量に比例している。
。従って目的物質の変化量を求めるには(1)(2)式
をC1(dl−di’)について解けばよい。即ち他物
質2についても同様にして変化量が求められる。こて波
長による散乱度合いの変化が目的物質と他物質とで等し
いとみなせる場合、例えば生体における血液中の還元ヘ
モグロビンの測定の場合のように、目的物質と共に変化
する他物質が酸化ヘモグロビンである場合など、kl=
に2=にであるから(3)式は これを整理した形に直すと Ct(d t−dio)= ’< (劇1−人’aA2
)〜(今)上記各式でI(は波長によって決まる定数、
kl。
をC1(dl−di’)について解けばよい。即ち他物
質2についても同様にして変化量が求められる。こて波
長による散乱度合いの変化が目的物質と他物質とで等し
いとみなせる場合、例えば生体における血液中の還元ヘ
モグロビンの測定の場合のように、目的物質と共に変化
する他物質が酸化ヘモグロビンである場合など、kl=
に2=にであるから(3)式は これを整理した形に直すと Ct(d t−dio)= ’< (劇1−人’aA2
)〜(今)上記各式でI(は波長によって決まる定数、
kl。
k2.に’等は被検体の種類によって決まっている定数
で予め実験的に求めておくことができるものである。
で予め実験的に求めておくことができるものである。
へ、実施例
ラットの頭部透過光の測定によってラット脳内のヘモグ
ロビン(Hb)の定量を行う。酸素化ヘモグロビンHb
02 とヘモグロビンHbの吸光度波長特性を第2図
に示す。この実施例では前項でのべた(4)式が適用で
きる。ここで、定数に′を求めるため次のようにした。
ロビン(Hb)の定量を行う。酸素化ヘモグロビンHb
02 とヘモグロビンHbの吸光度波長特性を第2図
に示す。この実施例では前項でのべた(4)式が適用で
きる。ここで、定数に′を求めるため次のようにした。
被検体の脳内血液を全部Hbにして食塩水を注射し、前
後の吸光度変化△41 、 a、42 を測定した。
後の吸光度変化△41 、 a、42 を測定した。
この場合HbOよが存在しないので前項(1)(2)式
の右辺第1項がOとなるから、 によって定数に°が求められる。以上の実験を多数のラ
ットについて行いAAI、AAZを測定した結果を第3
図に示す。この実験では、λ1−700 n m 、λ
2=730nmで、ΔAl、ΔA2の実測点を示す○、
・9口、■2△、ムは夫々ちがうラット個体での測定で
あり、同一個体について異る測定点は血液の稀釈環を変
えたものである。全ての測定点が一つの直線上に乗って
おり、この直線の傾きが(5)式の係数に′を表してい
る。実測結果がこのように一直線上に乗ることは上述し
た演算の展開の正当性を示している。この結果から、k
oの値は被検体の種と部位が定まっておれば一定の値を
示すから、予め実測しておけば、後は個々の被検体につ
いて較正する必要はない。
の右辺第1項がOとなるから、 によって定数に°が求められる。以上の実験を多数のラ
ットについて行いAAI、AAZを測定した結果を第3
図に示す。この実験では、λ1−700 n m 、λ
2=730nmで、ΔAl、ΔA2の実測点を示す○、
・9口、■2△、ムは夫々ちがうラット個体での測定で
あり、同一個体について異る測定点は血液の稀釈環を変
えたものである。全ての測定点が一つの直線上に乗って
おり、この直線の傾きが(5)式の係数に′を表してい
る。実測結果がこのように一直線上に乗ることは上述し
た演算の展開の正当性を示している。この結果から、k
oの値は被検体の種と部位が定まっておれば一定の値を
示すから、予め実測しておけば、後は個々の被検体につ
いて較正する必要はない。
第4図は本発明方法と血液ガス分析装置による測定比較
で、縦軸が本発明方法、横軸が同一試料の血液ガス分析
装置により求めた血液の酸素飽和度の測定値であり、両
側室の結果は良好な相関性を示している。
で、縦軸が本発明方法、横軸が同一試料の血液ガス分析
装置により求めた血液の酸素飽和度の測定値であり、両
側室の結果は良好な相関性を示している。
ト、効果
上述実施例は生体におけるヘモグロビンの酸素飽和度を
測定するものであるが、本発明がヘモグロビンの酸素飽
和度の測定に限定されないことは云うまでもない。本発
明は一つの試料について異る状態で透過光強度を測定す
ることにより、予め一定化できない諸条件の影響を消去
して目的成分の濃度を求めるものであるから、諸条件を
一定に設定できない生体等のそのま\の対象における特
定成分の定量測定が可能である。
測定するものであるが、本発明がヘモグロビンの酸素飽
和度の測定に限定されないことは云うまでもない。本発
明は一つの試料について異る状態で透過光強度を測定す
ることにより、予め一定化できない諸条件の影響を消去
して目的成分の濃度を求めるものであるから、諸条件を
一定に設定できない生体等のそのま\の対象における特
定成分の定量測定が可能である。
第1図は本発明の詳細な説明する図、第2図はヘモグロ
ビンと酸素化ヘモグロビンの吸光度波長関係グラフ、第
3図は本発明の実測例のグラフ、第4図は本発明方法と
他の方法による各測定結果の間の相関を示すグラフであ
る。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第1図
ビンと酸素化ヘモグロビンの吸光度波長関係グラフ、第
3図は本発明の実測例のグラフ、第4図は本発明方法と
他の方法による各測定結果の間の相関を示すグラフであ
る。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第1図
Claims (1)
- 被検体における状態変化の前後における被検体の吸光
度の変化を複数の波長の光について測定し、それらの吸
光度の変化と被検体および測定波長によって決まる定数
を用いて被検体内の目的物質の変化量を算出することを
特長とする定量方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61177970A JPS6333642A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 定量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61177970A JPS6333642A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 定量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6333642A true JPS6333642A (ja) | 1988-02-13 |
Family
ID=16040263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61177970A Pending JPS6333642A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 定量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6333642A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991001488A1 (en) * | 1989-07-21 | 1991-02-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Measurement of solid particle concentration in presence of a second particle type |
CN110475504A (zh) * | 2017-03-29 | 2019-11-19 | 索尼公司 | 医学成像装置和内窥镜 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5524004A (en) * | 1978-06-22 | 1980-02-20 | Minolta Camera Kk | Oxymeter |
JPS58156837A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-09-17 | シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト | 光学式ガス分析用測定装置 |
JPS6024447A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-07 | Japan Spectroscopic Co | 多波長同時検出による高速液体クロマトグラフイ−定量分析方法及び装置 |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP61177970A patent/JPS6333642A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5524004A (en) * | 1978-06-22 | 1980-02-20 | Minolta Camera Kk | Oxymeter |
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WO1991001488A1 (en) * | 1989-07-21 | 1991-02-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Measurement of solid particle concentration in presence of a second particle type |
CN110475504A (zh) * | 2017-03-29 | 2019-11-19 | 索尼公司 | 医学成像装置和内窥镜 |
CN110475504B (zh) * | 2017-03-29 | 2023-04-07 | 索尼公司 | 医学成像装置和内窥镜 |
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