マルチディテクタ無侵襲組織反射光オキシメータシステムの開発研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08408038
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 高谷 節雄 山形大学, 工学部, 教授 (40154786)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 志信 山形大学, 工学部, 助教授 (40242218) ; 渡辺 隆夫 山形大学, 医学部, 助教授 (60138922) ; 島崎 靖久 山形大学, 医学部, 教授 (60116043) ; 宮本 嘉巳 山形大学, 工学部, 教授 (30001689)
• Keywords: オキシメトリ / パルスオキシメトリ / 光根紙脈波分光

Research Abstract

本年度は、前年度に続き、1)反射型パルスオキシメトリの改良、2)全血からの反射光測定による酸素飽和度およびヘモグロビン濃度の測定法の検討、そして、3)組織モデルの検討を行った。
1 低コストかつ高精度な無侵襲動脈血酸素飽和度(SaO2)測定装置でる反射型パルスオキシメータの臨床応用に向け、胸部において光電子脈波の計測が可能かどうかの検討を行った。その結果、指尖脈波振幅値を100%とした場合、額では約 30%、胸部では約 10%の割合で、脈波振幅が確認された。このことは、胸部用パルスオキシメータの実現の可能性を示唆し、今後、サンサのテレメトリ化、携帯化なども考慮に入れ、測定に使用する波長の最適化(例えば、730-770nm、880-910nm帯の2波長を使用することによる広範囲SaO2 (100-30%)測定、並びに、酸素化・脱酸素化ヘモグロビンの等吸収点(815nm 付近)を使用することによるヘモグロビン濃度の無侵襲測定法の開発)なども併せて検討を行う。
2 全血の光吸収、散乱は組織オキシメトリの基礎として充分な検討を必要とする。そこで、本年度は、牛血を使用、その酸素飽和度とヘモグロビン濃度を任意に変化させ、発光ダイオードで照射し、得られた反射光をフォトダイオードで測定するシステムを作成した。その結果、730および940nmを使用し、separation distanceを3mm近辺にすることで、酸素飽和度と反射光強度の関係が線形になることを、実験データおよび、光拡散理論において確認した。
3 組織モデルとして、ホローファイバ透析器内に血液を流し、ファイバの周囲を水やゼラチンなどの組織を模擬した材料で囲ったものを作成し、全血における結果と比較検討を行う実験を開始した。マルチディテクタを使用し、光拡散理論等に基づいて、3次元的に深度に応じた血液量や酸素飽和度の定量化を検討している。

Research Products

• [Publications] Masamichi NOGAWA: "A New Hybrid Reflectance Optical Pulse Ocimetry Sensor For Lower Arterial Oxygen Saturation Measurement and For Broader Clinical Application" SPIE Proc. Of Biomed. Sens., Img., and Track.2976. 78-87 (1997)
• [Publications] 野川雅道: "低レベル酸素飽和度測定を目指した反射型パルスオキシメトリ" 医用電子と生体工学(特別号). 第35号. 82 (1997)
• [Publications] 野川雅道: "パルスオキシメトリによる酸素飽和度測定の波長依存性" 臨床モニター(学会総会). 第8号. 52 (1997)