多ポイント近赤外測光法による非侵襲的脳血液量・酸素飽和度定量的測定法の開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03557046
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 吉岡 博 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (50128724)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡 宏一 大塚電子株式会社, 部長
• Keywords: 近赤外光 / 多ポイント法 / 脳血液量 / 酸素飽和度測定 / 非侵襲的測定法 / 新生児

Research Abstract

本研究によって以下のような成果を得た.
1)多ポイント方式を使用し,脳血液量や酸素飽和度を定量的に測定できる近赤外反射測光装置を試作した.装置には705,810,880nmの3波長の発光ダイオードを使用し,ラットの低酸素実験により得られた,それぞれの波長に対する係数を酸素飽和度を求める演算に用いた.2)これによりファロー四徴症新生児の脳血液酸素飽和度を測定したところ,患児の動脈血酸素飽和度より高値であったので、ラット脳血組織のバックグラウンドがヒト新生児と異なることが見出された.そこで,死亡直後の新生児のデータを使って,装置の酸素飽和度の演算式をヒト新生児に当てはまるように修正した.3)10名の正常成熟新生児の脳ヘモグロビン量を測定したところ,その結果が平均42.5%absorptionであり,これを換算すると脳血液量は3.69ml/100gとなった.この値は成熟新生児の脳血液量としてはきわめて妥当な値であることが判明している.4)しかしこれまでの装置では,異なる3波長の発光ダイオードは受光部に対して並列に3mmずつ離して設置するように設計しており,しかもダイオードはいつも同じ順番に設置していた.この設置の順番を変えてみたところ,脳血液量はほとんど変動がなかったが,微妙な計算式から計算される酸素飽和度には大きなばらつきが生じ,受光部に対して3mm前後の微妙な距離の変化によっても計算値が変化することが判明した.この問題の解決が今後の課題となるが,それは3波長のダイオードの光を同一点から発射するファイバーを組み込んだプローブを作製すれば可能と考えられる.また,受光プローブの形態を改良すれば,よりノイズの少ないデータが獲得できると推測できる.

Research Products

• [Publications] Yoshioka,H.,Chance,B.,Papadopoulos,M.D.,et al.: "Observations of cerebral hemodynamics and oxygenation in sick neonates by near infrared spectroscopy." Brain Dysfunction. 4. 28-31 (1991)
• [Publications] Iino,S.,Yoshioka,H.,Osamura,T.,et al.: "Chronic cerebral lesions of mice following neonatal severe hemorrhagic hypoxic-ischmic encephalopathy." Brain Dysfunction. 4. 155-162 (1991)
• [Publications] 吉岡 博,Papadopoulos,M.D.,Younkin,D.P.,他: "胎児・新生児の脳障害予防のための病態解析、代謝動態" 脳と発達. 24. 159-163 (1992)
• [Publications] 吉岡 博,高屋 和志,沢田 淳他: "核磁気共鳴スペクトロスコピーによる新生児の脳代謝の評価" 周産期医学. 22. 1401-1405 (1992)
• [Publications] 吉岡 博,長谷川 功,松尾 泰孝他: "多ポイント法を用いた近赤外測光による新生児脳血液量の定量的測定の試み" 医学のあゆみ. (1993)
• [Publications] Hasegawa,K.,Yoshioka,H.,Sawada,T.,et al.: "Direct measurement of free radicals in the neonatal mouse brain subjected to hypoxia:an electron spin resonance spectroscopic study." Brain Research. (1993)