【事件の表示】
　特許第２８２２２２７号「筋肉酸素代謝測定装置」の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２８２２２２７号の特許を維持する。
【理由】
１．手続の経緯
　特許第２８２２２２７号の請求項１に係る発明の手続きの経緯は、以下のとおりである。
　出願　　　　　　　　平成１年９月２９日
　設定登録　　　　　　平成１０年９月４日
　特許異議の申立て　　平成１１年５月１０日
　　（津川友士）
　取消理由通知　　　　平成１１年８月５日
　意見書、訂正請求　　平成１１年１０月７日
　訂正拒絶理由通知　　平成１１年１１月１日
　手続補正書　　　　　平成１１年１１月１日
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正請求に対する補正の適否について
　特許権者は、訂正請求書の「７．請求の理由」部分を、全文補正しているが、その補正の内容としては、全文訂正明細書第７頁第４行の「回復時間や変化量」を、明瞭でない記載の釈明として「回復時間」と補正し、この部分の補正について訂正請求書中の「（３）訂正の要旨」と「（４）請求の原因」の項に加えると共に、同「（３）訂正の要旨」と「（４）請求の原因」の項の記載内容を明確化したものであり、当該訂正請求に対する補正は、訂正請求書の要旨を変更するものでなく、特許法第１２０条の４第３項において準用する同法第１３１条第２項の規定に適合する。
２−２．訂正の内容
　訂正明細書における訂正の内容は以下の▲１▼〜▲３▼のとおりである。
▲１▼願書に添付した明細書において、特許請求の範囲の請求項１に係る記載
「近赤外領域において異なる複数の波長の光を筋肉に照射し、その透過光又は反射光の強度を測定する測定系と、前記複数波長における透過光又は反射光の強度から各波長での吸光度変化量を算出する吸光度変化量算出部と、吸光度変化量算出部からの吸光度変化量に基づき酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間又は回復までのそれらの変動量を求める手段とを備えた筋肉酸素代謝測定装置。」を「近赤外領域において異なる複数の波長の光を筋肉に照射し、その透過光又は反射光の強度を測定する測定系と、前記複数波長における透過光又は反射光の強度から各波長での吸光度変化量を算出する吸光度変化量算出部と、吸光度変化量算出部からの吸光度変化量に基づき酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間を求める手段とを備えた筋肉酸素代謝測定装置。」と訂正する。
▲２▼同じく、発明の詳細な説明、明細書第９頁第９〜１０行（特許公報第３頁第５欄第９〜１０行）の「また、運動負荷による血液変化量Ｐをもって酸素代謝や疲労度の指標とすることもできる。」を削除する。
▲３▼同じく、発明の詳細な説明、明細書第５頁第７行（特許公報第２頁第３欄第２９行）、明細書第６頁第１０行（特許公報第２頁第４欄第９行）の「回復時間又は変化量」を「回復時間」と、明細書第５頁第１４行（特許公報第２頁第３欄第４４〜４５行）の「回復時間又は回復までのそれらの変動量」を「回復時間」と、明細書第１１頁第１０行（特許公報第３頁第５欄第４３行）、明細書第１２頁第６〜７行（特許公報第３頁第６欄第５〜６行）、明細書第１５頁第４行（特許公報第４頁第７欄第６〜７行）の「回復時間や変化量」を「回復時間」と、各々訂正する。
２−３．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正の内容▲１▼について
　これは、願書に添付した明細書の発明の詳細な説明を根拠にした特許請求の範囲の減縮に該当する。
　訂正の内容▲２▼、▲３▼について
　これらは、上記▲１▼の訂正に伴うもので、明瞭でない記載の釈明に該当する。
　そして、これらの訂正の内容は、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
２−４．独立特許要件
（訂正明細書に記載の発明）
　訂正明細書において、請求項１に係る発明（以下「本件発明」という）は、前記２−２．訂正の内容▲１▼に記載したとおりである。
（引用刊行物）
　当審が通知した特許法第２９条第２項についての取消理由において、引用された刊行物（「人工臓器」
１７
ここで紹介した測定法は著者らが報告して来た二波長分光法を改良したもので、その測定原理の概略を述べる。波長λ１の場合の組織吸収度変化をΔＡ１，λ２波長の吸収変化をΔＡ２とすると、１）ΔＡ１＝Ｋ１Δ［ＨｂＯ２］＋Ｋ１’Δ［Ｈｂ］、同様に２）ΔＡ２＝Ｋ２Δ［ＨｂＯ２］＋Ｋ２’Δ［Ｈｂ］となる。Ｋ１，Ｋ１はλ１の場合の酸化、還元Ｈｂの吸収係数を示す。同様にＫ２，Ｋ２’は波長λ２の吸収係数を表わす。ここで酸化Ｈｂの変化量Δ［ＨｂＯ２］は、ΔＡ１−（Ｋ１’／Ｋ２’）ΔＡ２と書く事が出来る（演算の詳細は略す）。Ｋ１’／Ｋ２’値は、実際には、実験的に求める事が出来る。７５０および７８０ｎｍの二波長を用いるとＫ１’／Ｋ２’＝１．２１となり、酸化Ｈｂの変動はΔＡ７５０−１．２１ΔＡ７８０の式より求められる（図１の場合、ΔＡ７５０、ΔＡ７８０に各々係数を付加しているが、その比は１．２１となっている）。次いで全Ｈｂ量（血液量）の変化、Δ（［Ｈｂ０２］＋［Ｈｂ］）はΔＡ１−（Ｋ１’−Ｋ１）／（Ｋ２’−Ｋ２）・ΔＡ２と書ける。同様にＫ１’−Ｋ１／Ｋ２’−Ｋ２を実験的に決定する。今回、２．０３の値を用い、血液量の変動をΔＡ７５０−２．０３ΔＡ７８０の式より求めた（図１には、各々の項に係数を付加してあるがその比は２．０３となっている）。なお、８０５ｎｍの吸収変化ΔＡ８０５（Ｈｂの等吸収点）を血液量の変化の指標として加え、演算により求めた血液量変化と対比させた。
２）ラット脳酸素代謝の無侵襲測定：本実験系はすでに報告したので詳細は著者の文献を参照されたい。麻酔ラットに人工呼吸を行ない頭蓋中央に送受光ライトガイドを装着し透過法により脳組織内のＨｂの酸素化および脳内Ｈｂ量（血液量）の変化を連続測定した。脳Ｈｂの酸素飽和度の較正は、９５％Ｏ２＋５％ＣＯ２，および９５％Ｎ２＋５％ＣＯ２ガス吸入によった。
３）ヒトでの測定：小児、成人の前〜上腕部に送受光ライトガイドを装着し、筋肉内酸素濃度および血液量の変動を種々の条件下で測定した。」（８０８頁左欄９行〜８０９頁左欄２２行）こと、「▲３▼筋肉運動時の血液量、酸素代謝の挙動を図９に示した。５ｋｇのおもりを持ち上げた場合（図中）、上腕では血液量が増加し、このため筋肉酸素濃度は僅かに減少するにとどまったが、強い筋収縮を要す前腕では筋肉血液量が著減し、酸素供給低下が組織酸素濃度を低下させ筋肉の疲労をみとめた。この事実は筋肉運動時の酸素代謝、疲労の研究に際し、本法が有力な検索手段となる事を示している。」（８１１頁左欄４〜１１行）ことが記載されている。
　（対比・判断）
　本件発明と刊行物に記載された発明とを対比すると、本件発明における「吸光度変化量算出部からの吸光度変化量に基づき酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間を求める手段」という構成要件は、刊行物に記載されていないし示唆されてもいない。
　そして、本件発明は、上記の構成要件により、運動能力や筋肉疲労度の個人差を明確に数値化することができるという、刊行物に記載の発明から予測できない明細書記載の効果を奏するものと認める。
　してみると、本件発明は、刊行物に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものではなく、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
２−５．むすび
　したがって、上記訂正請求は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項によりなお従前の例によるとされる、第１２０条の４第２項、及び同条第３項で準用する第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議の申立てについて
　特許異議申立人は、訂正前明細書の特許請求の範囲の請求項１に係る発明は、甲第１号証（前記刊行物と同じ）に記載された発明に基づき容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、前記発明に係る特許は取り消されるべき旨主張している。
　ところが、訂正後の請求項１に係る発明については、前記２−４．で述べたとおり刊行物に記載された発明に基づき容易に発明をすることができたものとすることができない。
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明の特許を取り消すことができない。
　そして、他に本件発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１１月１８日（１９９９．１１．１８）
【訂正の要旨】
　特許第２８２２２２７号発明の明細書を、本件の平成１１年１１月１日付け手続補正書（訂正請求書）に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち特許請求の範囲の減縮を目的として下記（１）のとおり、また、明瞭でない記載の釈明を目的として下記（２）、（３）のとおりに訂正する。
（１）特許請求の範囲の請求項１の「運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間又は回復までのそれらの変化量を求める手段」を、「運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間を求める手段」に訂正する。
（２）明細書における発明の詳細な説明の欄、明細書第９頁第９〜１０行（特許公報第３頁第５欄第９〜１０行）の「また、運動負荷による血液変化量Ｐをもって酸素代謝や疲労度の指標とすることもできる。」を削除する。
（３）明細書における発明の詳細な説明の欄、明細書第５頁第７行（特許公報第２頁第３欄第２９行）、明細書第６頁第１０行（特許公報第２頁第４欄第９行）の「回復時間又は変化量」を「回復時間」に、明細書第５頁第１４行（特許公報第２頁第３欄第４４〜４５行）の「回復時間又は回復までのそれらの変化量」を「回復時間」に、明細書第１１頁第１０行（特許公報第３頁第５欄第４３行）、明細書第１２頁第６〜７行（特許公報第３頁第６欄第５〜６行）、明細書第１５頁第４行（特許公報第４頁第７欄第６〜７行）の「回復時間や変化量」を「回復時間」に、各々訂正する。
（５４）【発明の名称】
筋肉酸素代謝測定装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】近赤外領域において異なる複数の波長の光を筋肉に照射し、その透過光又は反射光の強度を測定する測定系と、前記複数波長における透過光又は反射光の強度から各波長での吸光度変化量を算出する吸光度変化量算出部と、吸光度変化量算出部からの吸光度変化量に基づき酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間を求める手段とを備えた筋肉酸素代謝測定装置。
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
　本発明は光を用いて筋肉の酸素代謝を無侵襲で計測する装置に関するものである。
（従来の技術）
　生体の情報を得る方法として、一定運動負荷を与えたときの血圧、心拍数、心電図、酸素摂取量などをモニタすることにより呼吸系や循環系の情報を得る装置が開発されている。また、筋力を測定する装置も各種製品化されている。
　しかしながら、筋肉の血液酸素代謝を直接測定する方法及びそのための装置は開発されていない。
（発明が解決しようとする課題）
　本発明者は先に近赤外領域の特定波長の光を用いて生体血液中のヘモグロビン量の変動を直接測定する方法とその装置を提案している（特願昭６３−２４８８３３号）。
　そこで、本発明は本発明者がすでに提案している方法を用いて筋肉の血液酸素代謝を直接測定する装置を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
　本発明の方法では、筋肉に一定の負荷を与え、近赤外領域において異なる複数の波長の光を前記筋肉に直接照射して各波長での吸光度変化を測定し、これらの吸光度変化から酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、その変動から筋肉の酸素代謝を測定する。具体的な例として説明すると、筋肉に一定の運動を負荷させ、近赤外領域において異なる特定の３波長λ１，λ２及びλ３を選択し、これらの波長光を前記筋肉に直接照射して各波長についての吸光度変化△Ａ１，△Ａ２及び△Ａ３を運動負荷の前後で測定し、これらの吸光度変化△Ａ１，△Ａ２及び△Ａ３と、予め前記特定波長によって得られた吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´とに基づいて、前記照射光路中の酸素化型ヘモグロビン量変動△〔ＨｂＯ２〕，脱酸素化型ヘモグロビン量変動△〔Ｈｂ〕及び全ヘモグロビン量変動△〔ＴＨｂ〕をそれぞれ
△〔ＨｂＯ２〕＝｛（ｋ２´−ｋ３´）△Ａ１−（ｋ１′−ｋ３´）△Ａ２＋（ｋ１′−ｋ２´）△Ａ３｝／Ｋ……（１）
Δ〔Ｈｂ〕＝｛（ｋ２−ｋ３）△Ａ１＋（ｋ１−ｋ３）△Ａ２−（ｋ１−ｋ２）△Ａ３｝／Ｋ……（２）
△〔ＴＨｂ〕＝｛（ｋ２´−ｋ３´−ｋ２＋ｋ３）△Ａ１＋（ｋ１−ｋ３−ｋ１′＋ｋ３´）△Ａ２＋（ｋ１′−ｋ２´−ｋ１＋ｋ２））△Ａ３｝／Ｋ……（３）
として、それらの値の少なくとも１つの運動負荷後の定常状態への回復時間から筋肉の酸素代謝を測定する。ただし、ｋ１，ｋ２，ｋ３はそれぞれ波長λ１，λ２，λ３における酸素化型ヘモグロビンの吸光係数、ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´はそれぞれ波長λ１，λ２，λ３における脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係数、Ｋ＝（ｋ１−ｋ３）（ｋ２´−ｋ３´）−（ｋ２−ｋ３）（ｋ１′−ｋ３´）である。
　また、本発明の装置は、近赤外領域において異なる複数の波長の光を筋肉に照射し、その透過光又は反射光の強度を測定する測定系と、前記複数波長における透過光又は反射光の強度から各波長での吸光度変化量を算出する吸光度変化量算出部と、吸光度変化量算出部からの吸光度変化量に基づき酸素化型ヘモグロビン量変動、脱酸素化型ヘモグロビン量変動、全ヘモグロビン量変動の少なくとも１つを求め、運動負荷の前後でのそれらの変動から筋肉の酸素代謝として回復時間を求める手段とを備えている。具体的な例として説明すると、上記の近赤外領域の特定の３波長λ１，λ２，λ３の光を時分割で筋肉に照射し、前記特定の３波長における透過光又は反射光の強度を測定する測定系と、前記筋肉の異なる時間における透過光又は反射光の強度から前記特定の３波長での吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２，△Ａ３を算出する吸光度変化量算出部と、予め測定された吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′ｋ２´，ｋ３´が設定される吸光係数設定部と、吸光度変化量算出部からの吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２及び△Ａ３と吸光係数設定部からの吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´とから上記（１）〜（３）式により与えられる酸素化型ヘモグロビン量変動△〔ＨｂＯ２〕，脱酸素化型ヘモグロビン量変動△〔Ｈｂ〕及び全ヘモグロビン量変動△〔ＴＨｂ〕の値の少なくとも１つの運動負荷後の定常状態への回復時間を算出する演算部とを備えている。
　選択する３波長λ１，λ２，λ３は例えば７００ｎｍ以上の長波長領域で、得られる吸光度の差が大きく、かつ、散乱なとの波長依存性の少ない組み合わせが好ましい。
　測定装置における測定系には３波長の光を筋肉に直接照射するために、それぞれの波長のレーザダイオードを備えて順次発振させたり、分光光度計によって特定の３波長を選択して使用する。また、光源から検出器までの測定光路には測定対象である筋肉に直接光照射できるように、例えば光ファイバ束などを用いる。
　近赤外領域においては運動負荷を与えるとヘモグロビンだけではなく筋肉中のミオグロビンもその酸素解離状態によりスペクトルが変化する。筋肉酸素代謝計測においては、特にヘモグロビンとミオグロビンを区別する必要はなく、本発明ではヘモグロビンとミオグロビンを含んでヘモグロビンと表現し、両者を含んだ測定値によって筋肉酸素代謝を測定する。
　本発明の方法は、ヘモグロビン量の変動と吸光度変化との間にランベルトーべールの法則が成立する生理範囲内で用いられる。すなわち、生体組織への特定波長λ１，λ２，λ３による照射光路（光路長ｄ）中での酸素化型ヘモグロビン（ＨｂＯ２）量変動を△〔ＨｂＯ２〕、脱酸素化型ヘモグロビン（Ｈｂ）量変動を△〔Ｈｂ〕、全ヘモグロビン（ＴＨｂ）量変動を△〔ＴＨｂ〕とし、波長λ１，λ２，λ３における酸素化型ヘモグロビンの吸光係数をそれぞれｋ１，ｋ２，ｋ３、波長λ１，λ２，λ３における脱酸素化型ヘモグロビンの吸光係数をそれぞれｋ１′，ｋ２´，ｋ３´とすると、各波長λ１，λ２，λ３における経時吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２及び△Ａ３は
　△Ａ１＝ｋ１△〔ＨｂＯ２〕＋ｋ１′△〔Ｈｂ〕＋△Ｓ１……（４）
　△Ａ２＝ｋ２△〔ＨｂＯ２〕＋ｋ２´△〔Ｈｂ〕＋△Ｓ２……（５）
　△Ａ３＝ｋ１△〔ＨｂＯ２〕＋ｋ３´△〔Ｈｂ〕＋△Ｓ３……（６）
として表わされる直線関係が成立する。
　ここで、ΔＳ１，ΔＳ２，ΔＳ３はそれぞれ波長λ１，λ２，λ３における散乱光強度変化分である。
　波長λ１，λ２，λ３を互いに比較的近い値に設定すれば、ΔＳ１＝△Ｓ２＝△Ｓ＝△Ｓと近似することができる。その結果、各変動量△〔ＨｂＯ２〕、△〔Ｈｂ〕、△〔ＴＨｂ〕は（１）〜（３）式により算出することができる。
　一方、筋肉に負荷を与えたとき血液量が変動することがわかった。血液量変動の状態をモデルとして第１図に示す。時刻ｔ０からｔ１までのｔ秒間運動を負荷させると、血液量は運動負荷を与える前の定常状態からＰだけ減少する。運動負荷を取り除くと血液量は徐々に回復する。そこで、仮りに１０％回復した時刻ｔ２から９０％回復したときの時刻ｔ３までの時間Ｔを回復時間と仮定すれば、Ｔを筋肉疲労の指標とすることができる。回復時間を筋肉疲労の指標とする場合でも、１０％から９０％までの回復の時間に限らず、他の区間をもって回復時間としてもよい。
（実施例）
　第２図は一実施例の測定装置を表わす。
　２−１〜２−３はそれぞれ特定の波長λ１，λ２，λ３のレーザ光を発振するレーザダイオードであり、それぞれの出力は例えば３０ｍＷである。発振波長（λ１，λ２，λ３）は７００ｎｍ以上に設定することが好ましく、その組合わせは例えば（７５０ｎｍ，７８０ｎｍ，８０５ｎｍ）、（７００ｎｍ，７３０ｎｍ，７５０ｎｍ）などであるが、これらの波長に限定されず、近赤外領域であれば任意に設定することができる。レーザダイオード２−１〜２−３は駆動回路４によって順次切り替えて発振させられる。駆動回路４はＣＰＵ６によって制御される。
　８は測定対象としての筋肉であり、レーザダイオード２−１〜２−３からのレーザビームが照射用光ガイド１０によって筋肉８に導かれる。光ガイド１０は例えば直径５ｍｍの光ファイパ束である。１２は検出器の光電子増倍管であり、筋肉８による透過光又は反射光が検出用光ガイド１４によって光電子増倍管１２に導かれる。光ガイド１４も例えば直径が５ｍｍの光ファイバ束である。
　１６は光電子増倍管１２の出力信号を増幅するプリアンプ、１８は増幅された信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路、２０はサンプルホールド回路１８の出力信号を増幅する増幅器、２２は増幅された信号電圧を周波数に変換するＶ／Ｆ変換器であり、Ｖ／Ｆ変換器２２の出力信号がＣＰＵ６に入力されてカウントされる。
　ＣＰＵ６はレーザダイオード２−１〜２−３の発振を制御するとともに、各波長λ１，λ２，λ３でのデータを取り込み、経時吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２，△Ａ３を算出する。その算出した経時吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２，△Ａ３と予め測定されて設定された吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´とから酸素化型ヘモグロビン量変動△〔ＨｂＯ２〕、脱酸素化型ヘモグロビン量変動△〔Ｈｂ〕及び全ヘモグロビン量変動△〔ＴＨｂ〕を算出する。ＣＰＵ６はまた、運動負荷の前後でのこれらの値の変化から回復時間を算出する。
　ＣＰＵ６は第３図に示されるような機能を果たしている。２６は吸光度変化量算出部であり、透過光又は反射光の強度を入力し、ダーク補正をした後、対数値に変換し、異なる時間における特定の３波長での吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２，△Ａ３を算出する。２８は予め測定された吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´が設定される吸光係数設定部、３０は吸光度変化量算出部２６からの吸光度変化量△Ａ１，△Ａ２，△Ａ３と吸光係数設定部２８からの吸光係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ１′，ｋ２´，ｋ３´とから（１）〜（３）式により酸素化型ヘモグロビン量変動△〔ＨｂＯ２〕、脱酸素化型ヘモグロビン量変動△〔Ｈｂ〕及び全ヘモグロビン量変動△〔ＴＨｂ〕を算出し、運動負荷の前後でのこれらの値の変化から回復時間を算出する演算部である。
　測定系２４は第２図で鎖線で囲まれた部分に該当する。
　第２図においてＣＰＵ６には入出力部３２を介して、この装置を操作したり吸光係数を入力するためのキーボード３４、測定値などを表示する液晶ディスプレイ３６、測定結果を出力するレコーダ３８、異常を知らせる警報装置４０なとが接続されている。
　次に、本実施例の動作について説明する。
　第４図はＣＰＵ６が測定値を取り込み、ダーク補正をするまてのタイムチャートである。Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ波長λ１，λ２，λ３のレーザダイオード２−１〜２−３の駆動パルス、Ｄは積分パルス、Ｅはサンプリングパルス、Ｆはリセットパルス、Ｇは光電子増倍管１２の出力信号、Ｈは波長λ１のチャネルのサンプルホールド前の出力信号である。他のチャネルについても同様の出力信号Ｈが得られる。Ｓλ１は信号レベル、Ｄλ１はダークレベルである。ＩはＳλ１−Ｄλ１であり、これによって真の信号レベルを得ることがてきる。
　第５図のフローチャートにしたがって動作を説明する。
　レーザダイオード２−１〜２−３をオフにするなど、測定装置の初期設定を行ない（ステップＳ１）、光電子増倍管１２の負高圧値や出カバラメータなどの条件設定を行なう（ステップＳ２）。
　ダークレベルを検出するために、レーザダイオード２−１〜２−３がオフの状態で各波長λ１，λ２，λ３のチャネルについて所定の時間だけ検出値を積分する（ステップＳ３〜Ｓ６）。これらの積分値Ｄλ１，Ｄλ２，Ｄλ３をダークレベルのデータとして読み込み、記憶する（ステップＳ７）。これらのダークレベルＤλ１，Ｄλ２，Ｄλ３が設定値よりも小さければ、信号レベルの測定に移行し、大きければアラームを点灯してダークレベルの測定から繰り返す（ステップＳ８，Ｓ９）。
　信号の検出においては、レーザダイオード２−１〜２−３をオンにして各波長λ１，λ２，λ３のチャネルについて所定の時間だけ検出値を積分する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。これらの積分値Ｓλ１，Ｓλ２，Ｓλ３を信号データとして読み込み、記憶する（ステップＳ１４）。これらの信号Ｓλ１，λ２，λ３が設定範囲になければ、アラームを点灯し、ステップＳ２に戻って負高圧値を変更してダークレベルから測定を繰り返す（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８）。
　信号Ｓλ１，Ｓλ２，Ｓλ３が設定範囲にあれば真の信号レベルを出すために、Ｓλ１−Ｄλ１，Ｓλ２−Ｄλ２，Ｓλ３−Ｄλ３を算出する（ステップＳ１９）。算出された値を対数値に変換し（ステップＳ２０）、データとして記憶しておく（ステップＳ２１）。
　その後、（１）〜（３）式により酸素化型ヘモグロビン量変動△〔ＨｂＯ２〕、脱酸素化型ヘモグロビン量変動△〔Ｈｂ〕及び全ヘモグロビン量変動△〔ＴＨｂ〕を算出し、運動負荷の前後でのこれらの値の変化から回復時間を算出する（ステップＳ２２）。算出された値が妥当なものであれば、出力し（ステップＳ２３，Ｓ２５）、妥当でなければアラームを点灯し、ステップＳ２に戻ってダークレベルの測定から繰り返す（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
　実施例の装置を用い、人が５ｋｇの錘を持ち上げた場合の上腕筋及び前腕筋における筋肉血液量の挙動の測定に適用した例を第６図に示す。（Ａ）は上腕筋の測定結果、（Ｂ）は前腕筋の測定結果である。図中でＷＯＲＫと書かれている位置が錘を持ち上げた時刻である。
　測定を行なう３波長として７５０ｎｍ，７８０ｎｍ，８０５ｎｍを用いる。△ＨｂＯ２は酸素化型ヘモグロビンの変動量、△ＴＨｂは全ヘモグロビン変動量、△Ａは各波長での吸光度の変動を表わしている。測定装置では第２図の光ガイド１０の先端にプローブを設け、そのプローブを前腕筋又は上腕筋の片側に接触させ、光ガイド１４の先端には受光用プローブを設けて前腕筋又は上腕筋の他方の側に接触させて光ガイド１０からの光の透過光を測定する。
　第６図の結果によれば、（Ａ）に示されるように、上腕では運動負荷により血液量が増加し、このため筋肉酸素濃度（酸素化型ヘモグロビン量）が僅かに減少するにとどまっている。一方、強い筋収縮を要する前腕では、筋肉血液量が著しく減少し、酸素供給低下が組織酸素濃度を低下させ、筋肉の疲労が認められる。
　（４）〜（６）式における散乱光強度によるバックグラウンド補正項△Ｓ１，ΔＳ２，ΔＳ３に波長依存の係数をかけてａ△Ｓ１，ｂΔＳ２，ｃΔＳ３とすれば、さらに精度がよくなる。
　実施例ではＣＰＵ６がヘモグロビン量変動の演算だけでなく、ダークレベル補正、対数変換も行なっているが、例えば対数増幅器を用いて対数変換したデータをＣＰＵに取り込んで演算するようにしてもよい。
　また、３波長を選択するために３種類のレーザダイオードを用いているが、分光光度計を用いて３波長でのデータを得るようにしてもよい。
　本発明では３波長で測定しているが、４波長以上を用いてヘモグロビン各量の変動△〔ＨｂＯ２〕，△〔Ｈｂ〕，△〔ＴＨｂ〕を測定すればさらに精度を上げることができる。
（発明の効果）
　本発明では筋肉の酸素代謝を光学的に直接測定することができるので、運動能力や筋肉疲労度の個人差を明確に数値化することができ、そのようなデータ量を増やすことにより、本発明をスポーツ医学へ適用することができる。
　本発明はまた、例えば手術前と手術後や、医学的処置の前後での筋肉疲労度を測定するために用いることもできるので、リハビリテーションの分野にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明の測定原理をモデルとして示す図、第２図は一実施例を示すブロック図、第３図は一実施例におけるＣＰＵの機能を示すブロック図、第４図は一実施例の検出動作を示すタイムチャート、第５図は一実施例の動作を示すフローチャート、第６図は一実施例の装置を用いた測定例を示す図である。
　２４……測定系、２６……吸光度変化量算出部、２８……吸光係数設定部、３０……演算部。