2011 Fiscal Year Annual Research Report
酸素運搬できないヘモグロビン濃度の光を用いた無侵襲高精度計測
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22500405
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
庭山 雅嗣 静岡大学, 工学部, 准教授 (40334958)
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| Keywords | 近赤外分光法 / 一酸化炭素 / ヘモグロビン / 空間分解法 |
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| Research Abstract |
酸素運搬できない一酸化炭素ヘモグロビン(COHb)及びメトヘモグロビン(MetHb)の濃度を精度良く定量化するための基礎的な検討として、光センサ配置の最適化法と精度の良い解(O2Hb、HHB、COHb、MetHbの濃度)の決定法を考案するために、光伝播の理論解析と装置開発、基本特性試験を行った。
理論解析:生体組織中の光伝播をモンテカルロシミュレーションで解析した。表皮、真皮、脂肪、筋肉の層構造を考慮し、各層の厚みや光学定数が測定値に及ぼす影響を定量的に把握した。多数の状態を考慮した反復演算を行い。可視と近赤外領域(520～850nm)の解析を進め、各波長における効果的なセンサ配置距離について検討した。
装置開発と基本特性試験:広波長帯域に対応した装置にするために光源として8波長LEDを使用し、6つの光センサを光源から異なる距離に配置し、波長、皮膚や脂肪の厚みなどに応じて最適な距離の受光データを選択して測定できるようにした。本年度はさらなる高精度化も目指しノイズの低減を行った。生体模擬試料を用いた実験の結果、理論解析の同様の傾向を確認でき、さらに実際の計測におけるS/N比を定量的に評価した結果、680nm～830nmの範囲での測定がCOHb濃度算出に適していることなどが示唆された。また、四肢や足、指などいくつかの部位を対象とした試験も行い、より測定に適した部位についても検討した。
これらの成果は論文及びと学会発表で発表するとともに、国際特許出願した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヘモグロビン濃度計測装置の試作、基本特性試験、理論解析が順調に遂行でき、その成果についても学会発表と学術論文で発表できており、当初計画していた内容のとおり進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、試作機の精度等の基本特性をより向上させるために、多様な対象で実験結果を蓄積し問題点の洗い出しなどを行う予定である。高精度化のための問題解決のためには光伝播解析をベースとして検討を進めていく。
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