(57)【要約】【課題】受光素子の感度のばらつきや光軸のずれに起因する測定誤差をなくして、光透過性の管壁を持つ管路内を流れる流体の濃度を高精度に測定できるようにすることにある。【解決手段】光透過性の管壁を持つ管路内を流れる流体の濃度を測定する装置において、前記管路の表面上の少なくとも１箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給する光源と、前記光供給箇所に対しその管路の直径方向の反対側に位置するとともにその管路の延在方向に互いに等間隔に微細な間隔で直線状に並んだ互いに同一感度の多数の受光素子により、前記光供給箇所から前記管路内に供給されてその管路の壁内およびその管路内の流体内を通過して来た光を受光して、それら多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度を示す信号を出力するラインセンサと、前記ラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度およびそれら多数の受光素子の間隔からランベルト−ベールの法則に基づき流体の濃度を求めて出力する流体濃度出力手段と、を具えるものである。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の管壁を持つ管路内を流れる流体の濃度を測定する装置において、
前記管路の表面上の少なくとも１箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給する光源と、
前記光供給箇所に対しその管路の直径方向の反対側に位置するとともにその管路の延在方向に互いに等間隔に微細な間隔で直線状に並んだ互いに同一感度の多数の受光素子により、前記光供給箇所から前記管路内に供給されてその管路の壁内およびその管路内の流体内を通過して来た光を受光して、それら多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度を示す信号を出力するラインセンサと、
前記ラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度およびそれら多数の受光素子の間隔からランベルト−ベールの法則に基づき流体の濃度を求めて出力する流体濃度出力手段と、
を具えることを特徴とする流体濃度測定装置。
【請求項２】
前記光源は、前記管路の表面上の複数箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給し、
前記流体濃度出力手段は、それら複数の光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子の幾何学的位置関係から光の強度と流体の濃度との関係を相互に関係付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めて出力することを特徴とする、請求項１記載の流体濃度測定装置。
【請求項３】
前記流体濃度出力手段は、前記多数の受光素子のうち受光した光の強度が最も高いものを前記光供給箇所と光軸が一致する受光素子として、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めて出力することを特徴とする、請求項１または２記載の流体濃度測定装置。
【請求項４】
前記光源は、前記管路の表面上の複数箇所の光供給箇所から互いに波長の異なる光を前記管路内に供給し、
前記流体濃度出力手段は、それら複数の光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子の幾何学的位置関係から前記各波長の光の強度と流体の濃度との関係を相互に関係付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めて出力することを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の流体濃度測定装置。
【請求項５】
前記流体濃度出力手段は、前記ラインセンサの所定範囲の前記多数の受光素子が受光した光の強度の分布パターンまたはその分布パターンが囲む領域の面積を、あらかじめ求めて記憶している光の強度の分布パターンまたはその分布パターンが囲む領域の面積と比較することで、流体の濃度を求めて出力することを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載の流体濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光透過性の管路内を流れる流体の濃度をランベルト−ベールの法則に基づいて測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体濃度測定装置としては、例えば特許文献１記載のものが知られており、ここにおける測定方法および測定装置は、半導体ウエハを洗浄処理する流体としての処理液の濃度を測定するもので、処理液供給配管の途中に測定体を複数設け、各測定体内に、処理液中を通過する光の光路長さを異ならせた光透過部を設け、処理液の性質に応じた光路長さの光透過部に光源からの光を供給し、その光透過部において処理液中を透過した光を光検出器で受光してその光の強度を調べ、その光の強度からランベルト−ベールの法則に基づいて処理液の濃度を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の装置を、樹脂チューブやガラス管等の光透過性の管路内を流れる血液や薬液等の流体の濃度測定に適用しようとすると、光透過性の管路を横切る光路に光を通過させる必要があるが、光路長さとなる管路の内径も管路の壁厚さも実測が困難であり、特に管路が変形可能な樹脂チューブの場合はその変形によって内径が変化する可能性があり、それゆえこのような場合の血液や薬液等の濃度の測定は極めて困難で、従来は実質上その測定ができなかった。【０００５】
このため本願発明者は、図１に示すように、各々ＬＥＤ（発光ダイオード）あるいはＬＤ（レーザーダイオード）等からなる３つの発光素子１からの光りを光透過性の管路としての樹脂チューブ２に互いに等間隔（受光間隔ＬＮ）の３個所で横切らせ、３つの発光素子１と樹脂チューブ２の直径方向にそれぞれ対向するフォトダイオードやフォトトランジスタ等からなる３つの受光素子３でそれぞれ受光して各箇所での光の強度を求め、それら３つずつの発光素子１および受光素子３の複数種類の組合せにおいてそれらの間の幾何学的な光路ＬＰの距離からそれぞれ光の強度と流体の濃度との関係を求め、それらを相互に関係付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づく計算から樹脂チューブ２の内径や壁厚の影響を除去し、樹脂チューブ２内を流れる流体の濃度を求める流体濃度測定装置を先に提案している（ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／５４６６４号国際出願）.【０００６】
そしてこの流体濃度測定装置では、管路としての樹脂チューブ２が限定されてその内径や壁厚が一定であると考えられる場合に、図２（ａ）に示す、左端の光供給箇所の正面の受光素子およびすぐ隣の受光素子で受光する場合の光路ＬＰや、図２（ｂ）に示す、左端の光供給箇所の正面のすぐ隣の受光素子およびさらに隣の受光素子で受光する場合の光路ＬＰを設定することで、１つの発光素子１と２つの受光素子３との組み合わせにより、樹脂チューブ２内を流れる流体の濃度をある程度の誤差の範囲内で求めることができる。【０００７】
しかしながらこの先に提案した流体濃度測定装置では、３つの受光素子３の受光感度が互いに異なっている場合に測定誤差が生じ、それらを揃える調整も困難であり、また、発光素子１と受光素子３との光軸が管路の延在方向にずれていても測定誤差が生じることから、計算精度をさらに高めるには未だ改良の余地があることが判明した。【０００８】
一方、受光素子を有する電子部品としては近年、ラインセンサが知られており、ラインセンサでは、多数の受光素子が互いに等間隔に微細な間隔で直線状に並ぶとともに、それらの受光素子の感度が互いに同一になるように調整されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は上述の点に鑑みて、ラインセンサを用いることで従来の流体濃度測定装置の課題を有利に解決するものであり、この発明の流体濃度測定装置は、光透過性の管壁を持つ管路内を流れる流体の濃度を測定する装置において、
前記管路の表面上の少なくとも１箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給する光源と、
前記光供給箇所に対しその管路の直径方向の反対側に位置するとともにその管路の延在方向に互いに等間隔に直線状に並んだ互いに同一感度の多数の受光素子により、前記光供給箇所から前記管路内に供給されてその管路の壁内およびその管路内の流体内を通過して来た光を受光して、それら多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度を示す信号を出力するラインセンサと、
前記ラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度およびそれら多数の受光素子の間隔からランベルト−ベールの法則に基づき流体の濃度を求めて出力する流体濃度出力手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
かかるこの発明の流体濃度測定装置にあっては、樹脂チューブ等の光透過性の管壁を持つ管路内を流れる流体の濃度を測定する際に、光源が、前記管路の表面上の少なくとも１箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給し、ラインセンサが、前記光供給箇所に対しその管路の直径方向の反対側に位置するとともにその管路の延在方向に互いに等間隔に並んだ互いに同一感度の（すなわち互いに同一感度に調整された）多数（例えば３２個以上）の受光素子により、前記光供給箇所から前記管路内に供給されてその管路の壁内およびその管路内の流体内を通過して来た光を受光して、それら多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度を示す信号を出力し、流体濃度出力手段が、前記ラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度およびそれら多数の受光素子の間隔からランベルト−ベールの法則に基づき流体の濃度を求めて出力する。【００１１】
従って、この発明の流体濃度測定装置によれば、多数の受光素子の受光感度があらかじめ互いに実質的に同一にされていて、それらの感度を揃える調整の必要もなく、また、受光素子が管路の延在方向に多数並ぶため、それら多数の受光素子のうちの何れかと発光素子とで光軸が実質的に一致するので、受光感度のばらつきや光軸のずれに起因する測定誤差を実質的になくして、樹脂チューブ等の光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液や薬液等の流体の濃度を高精度に測定することができる。【００１２】
なお、この発明の流体濃度測定装置においては、前記光源は、前記管路の表面上の複数箇所の光供給箇所から前記管路内に光を供給し、前記流体濃度出力手段は、それら複数の光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子の幾何学的位置関係から光の強度と流体の濃度との関係を相互に関係付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めるものとしてもよく、このようにすれば、ランベルト−ベールの法則に基づく計算から管路の内径や壁厚の影響を除去し、管路内を流れる流体の濃度を求めることができる。【００１３】
また、この発明の流体濃度測定装置においては、前記流体濃度出力手段は、前記多数の受光素子のうち受光した光の強度が最も高いものを前記光供給箇所と光軸が一致する受光素子として、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めるものとしてもよく、このようにすれば、ランベルト−ベールの法則に基づく計算から光軸のずれによる誤差を実質的に除去して、管路内を流れる流体の濃度を高精度に求めることができる。【００１４】
さらに、この発明の流体濃度測定装置においては、前記光源は、前記管路の表面上の複数箇所の光供給箇所から互いに波長の異なる光を前記管路内に供給し、前記流体濃度出力手段は、それら複数の光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子の幾何学的位置関係から前記各波長の光の強度と流体の濃度との関係を相互に関連付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき管路内を流れる流体の濃度を求めるものとしてもよく、このようにすれば、互いに波長の異なる複数種類の光を用いてランベルト−ベールの法則に基づく計算から管路内を流れる複数種類の流体の濃度を求めることができる。【００１５】
そして、この発明の流体濃度の測定装置においては、前記流体濃度出力手段は、前記ラインセンサの所定範囲の前記多数の受光素子が受光した光の強度の分布パターンまたはその分布パターンが囲む領域の面積を、あらかじめ求めて記憶している光の強度の分布パターンまたはその分布パターンが囲む領域の面積と比較することで、流体の濃度を求めて出力するものでもよく、このような分布パターンを用いれば、多数の受光素子が受光した光の強度から短時間で容易に流体の濃度を求めて出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明者が先に提案した流体濃度測定装置の光路設定を模式的に示す説明図である。
【図２】（ａ）は、上記流体濃度測定装置が左端の光供給箇所の正面の受光素子およびすぐ隣の受光素子で受光する場合の光路を示す説明図、（ｂ）は、上記流体濃度測定装置が左端の光供給箇所の正面のすぐ隣の受光素子およびさらに隣の受光素子で受光する場合の光路を示す説明図である。
【図３】本発明の流体濃度測定装置の一実施形態の原理を示す説明図である。
【図４】上記実施形態の流体濃度測定装置において１つの光供給箇所からラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度の分布パターン例を示す説明図である。
【図５】上記実施形態の流体濃度測定装置において２つの光供給箇所からラインセンサの多数の受光素子がそれぞれ受光した光の強度の分布パターン例を示す説明図である。
【図６】上記実施形態の流体濃度測定装置の一実施例を示す構成図である。
【図７】光の波長と動脈血の酸素化ヘモグロビンおよび静脈血の脱酸素化ヘモグロビンの吸光特性との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図３は、本発明の流体濃度測定装置の一実施形態の原理を示す説明図である。本実施形態では図示のように、光源としての発光素子１からの光を、例えば管路の外表面の１箇所の光供給箇所から管路内に供給すると、その光は管路の壁内および管路内の流体内を通過するとともにその通過の際に拡散して、上記光供給箇所に対しその管路の直径方向の反対側に位置するとともにその管路の延在方向に互いに等間隔に直線状に並んだ多数の受光素子３を有するラインセンサ４の、それら多数の受光素子３に到達し、それら多数の受光素子３がその到達した光を受光し、ラインセンサ４が、それら多数の受光素子３がそれぞれ受光した光の強度を示す信号を出力する。そして、流体濃度出力手段が、そのラインセンサ４の多数の受光素子３がそれぞれ受光した光の強度およびそれら多数の受光素子３間の間隔から、ランベルト−ベールの法則に基づき流体の濃度を求めて出力する。
【００１８】
ここで、ラインセンサ４の多数の受光素子３は、あらかじめ互いに同一感度に調整されているので、受光素子３間の感度のばらつきに起因する濃度測定誤差は実質上生じない。また、ラインセンサ４の多数の受光素子３のそれぞれの間隔は、一定であってあらかじめ知られているので、それらのうちの任意の受光素子３を用いることで、図２（ａ），（ｂ）に示すような光供給箇所から受光素子までの光路を任意の受光間隔（ピッチ）ＬＮで設定できる。図１や図２に示すように複数の発光素子１と複数の受光素子３とを管路としての樹脂チューブ２を挟んでその直径方向にそれぞれ対向させて各発光素子１から複数の受光素子３への光路ＬＰを設定する場合、発光強度や受光感度によって受光間隔ＬＮを適宜に設定する必要があるが、ラインセンサ４は多数の受光素子３を有しているので、受光素子３が受光する光の強度に応じて、例えば、最大強度レベルが大きい場合は受光間隔ＬＮを大きくして測定誤差を小さくし、最大強度レベルが小さい場合は受光間隔ＬＮを小さくして測定感度を高める等の処理を行うことができる。
【００１９】
そして、ラインセンサ４の多数の受光素子３が出力する光の強度は、管路の壁内および管路内の流体内での光の拡散により、光供給箇所が１つの場合は図４に示すように１つの山形の分布パターンＰに、また光供給箇所が２つの場合は図５に示すように２つの山形の分布パターンＰ１，Ｐ２になる。なお、これらの分布パターンの横軸はラインセンサ４上の受光素子３の位置、縦軸は受光素子３が出力する光の強度を示している。従って、光の強度が最大の受光素子３の光軸が、管路の延在方向と直交する発光素子１の光軸と実質的に一致して位置していることになり、その発光素子１と光軸が実質的に一致する受光素子３の出力信号から、管路の延在方向と直交する光路を用いて高精度の濃度測定を行うことができる。
【００２０】
また、ラインセンサ４の延在方向の、例えば発光素子１と光軸が実質的に一致する受光素子３の位置を中心とする所定範囲での、受光した光の強度についての分布パターンＰの形状あるいは、その所定範囲の分布パターンＰで囲まれる領域Ｓの面積を、あらかじめ取得して記録してある複数種類の流体濃度のそれぞれについての分布パターンＰの形状あるいは面積と比較し、一致しない場合は補完することで、流体濃度を求めるようにしてもよい。
【００２１】
さらに、図５に示すように、互いに発光する光の波長が異なる複数の発光素子１にラインセンサ４を対向させる場合は、それぞれの発光素子１と光軸が一致する受光素子３の位置を推定でき、ひいてはそれぞれの波長での光の強度の分布パターンＰ１，Ｐ２を求めることができるので、測定対象の流体の、それぞれの波長での吸光パターンからの情報を得ることもできる。
【００２２】
図６は、上記実施形態の流体濃度測定装置の一実施例としての、人工透析等の際にブラッドボリューム（ＢＶ）を計測するのに用い得る血液濃度測定装置を示す構成図である。この血液濃度測定装置は、各々例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる２つの発光素子１と、各々例えばフォトトランジスタからなる多数の受光素子３およびそれらの受光素子３の信号を経時的に並べて順次に出力する図示しない多数の例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）を有するラインセンサ４とを、管路としての樹脂チューブ２を着脱可能に挟持するチューブホルダ５に、樹脂チューブ２の直径方向に対向させて配置し、２つの発光素子１と、ラインセンサ４の多数の受光素子３とが各々、樹脂チューブ２の延在方向に整列するようにする。
【００２３】
ここで、チューブホルダ５には、２つの発光素子１の各々の位置で直径方向の貫通孔５ａを形成して、それらの発光素子１が発光した光を所定の光供給箇所で貫通孔５ａからチューブホルダ５内の樹脂チューブ２に供給可能とし、また、チューブホルダ５には、２つの発光素子１と直径方向に対向する位置にラインセンサ４が貫通する長孔５ｂを軸線方向に形成して、その長孔５ｂからチューブホルダ５内にラインセンサ４を露出させることにより、チューブホルダ５内の樹脂チューブ２からそこを通過した光をラインセンサ４に供給可能とする。
【００２４】
またここで、２つ発光素子１の一方は波長が６６０ｎｍの光を発光し、他方は波長が８０５ｎｍの光を発光するものとされ、図７に光の波長と動脈血の酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２および静脈血の脱酸素化ヘモグロビンＨｂの吸光特性との関係を示すように、波長が６６０ｎｍの光は酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２と脱酸素化ヘモグロビンＨｂとの吸光特性が最も異なり、波長が８０５ｎｍの光は酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２と脱酸素化ヘモグロビンＨｂとの吸光特性がほぼ同一となっている。
【００２５】
従って、波長が８０５ｎｍの光を発光する発光素子１を用いることで酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２と脱酸素化ヘモグロビンＨｂとの両方の濃度を一緒に測定することができ、波長が６６０ｎｍの光を発光する発光素子１を用いることで酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２の濃度を選択的に測定することができ、それらの測定結果から脱酸素化ヘモグロビンＨｂの濃度も測定することができる。
【００２６】
また、ラインセンサ４は、例えば１２８個の受光素子３を８μピッチで有し、それらの受光素子３は、あらかじめ受光感度が互いに等しくなるように調整されて、受光した光の強度に応じたレベルの電気信号を出力し、ＣＣＤは、それらの電気信号を経時的に並べてアナログ出力信号として出力する。
【００２７】
そしてこの実施例では、二つのＬＥＤドライバ６が、二つの発光素子１をそれぞれ発光作動させ、ラインセンサドライバ７が、ラインセンサ４から多数の受光素子３の経時的に並んだアナログ出力信号を読み出してアナログデータとしてアナログ−デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）８に出力し、Ａ／Ｄ８が、そのアナログデータをデジタルデータに変換して中央処理ユニット（ＣＰＵ）９に出力する。
【００２８】
ＣＰＵ９は、図示しないメモリにあらかじめ記憶したプログラムに基づき、Ａ／Ｄ８の出力するデジタルデータからラインセンサ４の多数の受光素子３のうち例えば二つの発光素子１と光軸が一致する二つの受光素子３を含む所定の位置の複数の受光素子３が各々受光した光の強度を求め、例えば、それら受光した光の強度と、発光素子１から受光素子３までの光路ＬＰの長さとから、ランベルト−ベールの法則に基づき、例えば樹脂チューブ２の壁厚と内径等を未知数として複数の関係式を求め、それらを連立させることで、図中矢印で示すように樹脂チューブ２内を流れる血液ＢＤの濃度を求めて出力する。なお、ランベルト−ベールの法則に基づく具体的な計算方法については、例えば本願出願人が先に出願したＰＣＴ／ＪＰ２０１３／５４６６４号国際出願やＰＣＴ／ＪＰ２０１３／６１４８６号国際出願の明細書中に詳細に記載されている。従ってＣＰＵ９は、流体濃度出力手段として機能する。
【００２９】
ＣＰＵ９はまた、二つのＬＥＤドライバ６に制御信号を送り、２つの発光素子１を順次に発光させるとともに、例えば受光素子３の出力信号レベルが所定値より低い場合には発光素子１が発光する光の強度レベルを高め、受光素子３の出力信号レベルが所定値より高い場合には発光素子１が発光する光の強度レベルを低めるというように発光素子１の発光強度を調節して、受光素子３の出力信号レベルを濃度測定に適したものとする。
【００３０】
従って、この実施例の血液濃度測定装置によれば、多数の受光素子３の受光感度があらかじめ互いに実質的に同一にされていて、それらの感度を揃える調整の必要もなく、また、受光素子３が樹脂チューブ２の延在方向に多数並ぶため、それら多数の受光素子３のうちの何れかと発光素子１とで光軸が実質的に一致するので、受光感度のばらつきや光軸のずれに起因する測定誤差を実質的になくして、樹脂チューブ２内を流れる血液の濃度を高精度に測定することができる。
【００３１】
また、この実施例の血液濃度測定装置によれば、二つの発光素子１が、貫通孔５ａの位置に対応する樹脂チューブ２の表面上の２箇所の光供給箇所から樹脂チューブ２内に光を供給し、ＣＰＵ９が、それら２箇所の光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子３の幾何学的位置関係から光の強度と血液の濃度との関係を相互に関係付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき樹脂チューブ２内を流れる血液の濃度を求めるので、ランベルト−ベールの法則に基づく計算から樹脂チューブ２の内径や壁厚の影響を除去し、樹脂チューブ２内を流れる流体の濃度を求めることができる。
【００３２】
しかも、この実施例の血液濃度測定装置によれば、ＣＰＵ９は、ラインセンサ４の多数の受光素子３のうち受光した光の強度が最も高いものを光供給箇所と光軸が一致する受光素子３として、ランベルト−ベールの法則に基づき、樹脂チューブ２内を流れる血液の濃度を求めるので、ランベルト−ベールの法則に基づく計算から光軸のずれによる誤差を実質的に除去して、樹脂チューブ２内を流れる血液の濃度を高精度に求めることができる。
【００３３】
さらに、この実施例の血液濃度測定装置によれば、二つの発光素子１が樹脂チューブ２の表面上の２箇所の光供給箇所から互いに波長の異なる光を樹脂チューブ２内に供給し、ＣＰＵ９は、それらの光供給箇所およびそれらと光軸が一致する受光素子３の幾何学的位置関係から各波長の光の強度と血液の濃度との関係を相互に関連付けることで、ランベルト−ベールの法則に基づき樹脂チューブ２内を流れる血液の濃度を求めるので、互いに波長の異なる２種類の光を用いてランベルト−ベールの法則に基づく計算から樹脂チューブ２内を流れる２種類の血液成分の濃度を求めることができる。
【００３４】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば上記実施例の装置では、ラインセンサ４として受光素子３が１２８個（１２８画素）で受光素子３の間隔ピッチ（画素ピッチ）が８μｍのものを用いたが、ラインセンサ４はこれに限られず、受光素子３の数が例えば６４個以上で、それらが例えば４μｍ以上のピッチで数ｍｍ〜数ｃｍの長さに整列していれば、本発明の流体濃度測定装置に好適に用いることができる。またラインセンサ４は複数本並列にして管路の延在方向に配置し、あるいは少なくとも管路の延在方向に整列する多数の画素を有する２次元光センサで代用してもよく、このようにすれば、管路の周方向あるいは接線方向の光軸のずれにも対応することができる。
【００３５】
また、上記実施例の装置では、動脈血の酸素化ヘモグロビンと静脈血の脱酸素化ヘモグロビンとの両方の吸光率がほぼ等しい光として、８０５ｎｍ付近の波長の光を用いているが、これに代えて例えば５９０ｎｍあるいは８８０ｎｍ付近の波長の光を用いても良い。
【００３６】
さらに、上記実施例の装置では、液体としての血液の濃度を測定したが、これに代えて、他の液体の濃度測定に用いることもでき、その場合には光源から供給する光として、その液体による吸収率が高い波長の光を選択すると、管壁の厚さ等に応じて受光箇所での光の強度に差異が出易いので好ましい。
【００３７】
さらに、上記実施例の装置では、ＣＰＵ９が、受光素子３が出力する光の強度に基づき演算処理を行って血液濃度を求め、それを出力しているが、これに代えて、ラインセンサ４の所定範囲の受光素子３が出力する光の強度の複数種類の分布パターンＰあるいはその所定範囲の分布パターンＰで囲まれる領域Ｓの面積を、あらかじめ取得して上記メモリ等に記憶してある複数種類の流体濃度のそれぞれについての分布パターンＰの形状あるいは面積と比較し、一致しない場合はデータ間を補完することで、流体濃度を求めるようにしてもよく、このようにすれば、多数の受光素子３が受光した光の強度から短時間で容易に流体の濃度を求めて出力することができる。
【００３８】
そして、上記実施例の装置では、２箇所の光供給箇所で光を供給し、その光をラインセンサ４で受光して光の強度を求めているが、これに代えて１箇所の光供給箇所で光を供給し、その光をラインセンサ４で受光して光の強度を求め、その光の強度から流体の濃度を求めるようにしてもよく、あるいは３箇所以上の光供給箇所で光を供給し、その光をラインセンサ４で受光して光の強度を求め、その光の強度から流体濃度をより高精度に求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
かくしてこの発明の流体濃度測定装置法によれば、多数の受光素子の受光感度があらかじめ互いに実質的に同一にされていて、それらの感度を揃える調整の必要もなく、また、受光素子が管路の延在方向に多数並ぶため、それら多数の受光素子のうちの何れかと発光素子とで光軸が実質的に一致するので、受光感度のばらつきや光軸のずれに起因する測定誤差を実質的になくして、樹脂チューブ等の光透過性の管壁を持つ管路内を流れる血液や薬液等の流体の濃度を高精度に測定することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  発光素子
２  樹脂チューブ
３  受光素子
４  ラインセンサ
５  チューブホルダ
５ａ  貫通孔
５ｂ  長孔
６  ＬＥＤドライバ
７  ラインセンサドライバ
８  アナログ−デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）
９  中央処理ユニット（ＣＰＵ）
ＢＤ  血液
ＬＮ  受光間隔
ＬＰ  光路
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  分布パターン
Ｓ  領域
【図１】
2015111207.tif 000003
【図２】
2015111207.tif 000004
【図３】
2015111207.tif 000005
【図４】
2015111207.tif 000006
【図５】
2015111207.tif 000007
【図６】
2015111207.tif 000008
【図７】
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【国際調査報告】
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