末梢血管収縮度モニタ開発の研究-光波長により組織透過深さが異なる性質を利用した光電脈波法-

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1.はじめに生体組織では、可視光や近赤外光は波長が長くなるほどへ光が深く透過する性質を持っている。この領域の光を用いて、生体での吸収・反射スペクトルを調べることにより皮膚表面付近での深さ方向の血流分布を把握できる可能性がある。本研究では基礎的知見を得ることを目的として、皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し、可視から近赤外領域の反射光スペクトルを測定した。2.実験方法送光面と受光面がそれぞれ平行に配置された先端部を持つ2分岐型光ファイバ(特別性)を用いて、Xeランプからの白色光をモデルファントムに照射した。そしてファントムからの反射光を光スペクトルアナライザ(AQ-6310B,ANDO)へ導き、波長400nmから1400nmまでのスペクトルを測定した。組織と末梢血流のモデルとして、テフロンシートと新鮮な牛血液を用いた。テフロンシートの厚さは0.1mmから3.0mmまで変化させた。血液試料には抗凝固剤を加え十分に空気を通じ酸素加したものを用い、マグネチックスターラーで撹拌しながらスペクトルを計測した。3.結果と考察(1)テフロンシート、(2)血液、(3)テフロンシートの厚さが0.7mmから3.0mmまで変化させたものに血液を接触させたモデル、それぞれのスペクトルを計測した。そして、(3)のスペクトルを(1)と(2)を用いて表現できる(1)の厚さを変数とした多重散乱光を考慮しモデル式を提案した。これより可視から近赤外領域で光吸収スペクトルを得れば、深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された。4.まとめ皮膚表面組織を模擬したモデルを作製し、その光スペクトルを測定した。そして、提案したモデル式によりテフロンシートの厚みを変数としたモデル式を用いて、ファントムのスペクトルを表現した。これにより可視から近赤外領域で反射光の吸収スペクトルを得れば、深さ方向の末梢血流分布を評価できる可能性が示唆された。