2021 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外多波長LEDを用いた試薬レス透析液廃液多成分連続モニタシステムの開発
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18H03514
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 志信 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 充洋 帝京大学, 理工学部, 教授 (30322085)
野川 雅道 公立小松大学, 保健医療学部, 准教授 (40292445)
五十嵐 朗 藍野大学, 医療保健学部, 教授 (10570632)
鈴木 郁斗 公立小松大学, 保健医療学部, 助教 (10880768)
畑中 由佳 藍野大学, 医療保健学部, 助教 (30622120)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 近赤外分光法 / 血液浄化療法 / 適性透析 / 透析液廃液成分モニタ / 近赤外LED |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究により、透析終点を決める重要物質である尿素:Urの濃度を、妨害物質の尿酸:Uaやクレアチニン:Cr存在下においても、市販近赤外LEDで入手可能な４～７波長という少ない波長数で高精度に推定可能であることを確認した。そこで今年度は「LEDを光源とした透析液廃液成分の簡易光学分析システム具現化」に向けて市販「LEDミニスペクトルメータ（以下、LMS-Rと略記）」の適用可能性を検討した。
まず反射型フロ―セルを独自に設計・試作し、LMS-Rを用いた簡易吸光度計測システムを構築した。反射鏡には1,000～2,200nm付近の近赤外光を高率で反射するものを特注し組込んだ。セル光路長はUr単一成分水溶液を用いた予備実験により最も推定精度の高かった0.25mmに決定した。
次に試作システムによる模擬透析液廃液のUr濃度推定実験を行った。データ解析にはLMS-R搭載の12種類の近赤外LEDによる差分吸光度データを用い「総当たり」の重回帰分析を行った。その結果、妨害物質であるUa及びCrの濃度が異なる4種類の模擬透析液廃液いずれにおいても、実測値と推定値との相関係数:γ>0.84、標準予測誤差:SEP=2.38～4.29mg/dlという高精度でUr濃度を推定可能であった（使用波長数：5～9）。
上記結果を受け、金沢大学附属病院にて血液浄化療法中の患者4名を対象に透析液廃液を所定間隔で採取し、試作システムによるUr濃度推定実験を行った（金沢大学医学倫理審査委員会の承認済）。その結果、臨床検査ラボで得たUr実測濃度と試作システムの推定濃度との間に最高でγ=0.891、SEP=4.34mg/dl（使用波長数：５）の結果が得られ、実際の透析廃液中のUr濃度が推定可能であることを確認した。なお他の例ではγが0.5前後の場合も有り、今後の改良、例えば濃度推定に不要と思われる波長のLED除去や、逆に必要波長のチップ数を増やすなどの改良が必要と考えられた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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