近赤外分光法を用いた光学式尿成分分析システムの開発-LED光源を想定した濃度予測精度の推定

• Published in: Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol. 55Annual; no. 5PM-Abstract; p. 460
• Main Authors: 山越, 憲一, 野川, 雅道, 清野, 公宏, 高田, 重男, 五十嵐, 朗, 鈴木, 郁斗, 内藤, 尚, 小川, 充洋, 田中, 志信
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 公益社団法人 日本生体医工学会 2017; Japanese Society for Medical and Biological Engineering
• ISSN: 1347-443X; 1881-4379
• DOI: 10.11239/jsmbe.55Annual.460

これまで我々は腎・尿路系疾患発見に重要な指標である尿成分を全自動で計測可能なトイレ内蔵型尿成分計測システムの開発を最終目的として，近赤外光を用いた尿糖計測法について基礎的検討を続けてきた．具体的には糖尿病の早期発見に有用なグルコースをメインターゲットとし，蛋白摂取量の指標である尿素，塩分摂取量の指標である塩化ナトリウム，尿中成分の排出量測定に有用なクレアチニンの4成分について，糖尿病が疑われる成人男性等から採取した尿（高尿糖随時尿）などを対象に各4成分の濃度推定を行ってきた．その結果計測波長範囲（750-2500nm）の中から各成分の感度波長を4種類選定し重回帰モデルを構築することで，実用に供し得る精度で濃度予測が可能であることを確認した．今回は実用化に向けて，多波長LEDを光源とした場合の測定精度を次のような方法で検証した．すなわちFT-IRで得た透過光強度スペクトルに対して，中心波長の重みを１，半値幅を200nmとしたガウス関数を乗じることで，ＬＥＤのブロード状の発光特性を模擬し，上述の重回帰分析を行った． その結果，グルコース，クレアチニンについてはγ＝0.7前後で濃度予測精度の更なる向上を要するものの，尿素，塩化ナトリウムについてはγ>0.8以上となり，多波長ＬＥＤを光源として用いることの妥当性が確認できた．