JP2001041883A - 体液成分濃度の分析装置 - Google Patents
体液成分濃度の分析装置Info
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体組織中あるいは体液中の化学成分濃度を
精度良く測定する。 【解決手段】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とからなる。照射手段の光の
出射端８と受光手段の光の入射端９とが所定の間隔Ｌで
配されている光出入部を複数個設ける。異なる光出入部
に属する出射端８と入射端９との最小間隔ｄは上記間隔
Ｌより大として各光出入部を配置する。被検体のなかを
所用の深さで通る光をもとに分光分析する。
精度良く測定する。 【解決手段】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とからなる。照射手段の光の
出射端８と受光手段の光の入射端９とが所定の間隔Ｌで
配されている光出入部を複数個設ける。異なる光出入部
に属する出射端８と入射端９との最小間隔ｄは上記間隔
Ｌより大として各光出入部を配置する。被検体のなかを
所用の深さで通る光をもとに分光分析する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外領域におけ
る光の吸収を利用して生体組織中あるいは体液中の化学
成分を分光分析する体液成分濃度の分析装置に関するも
のである。
る光の吸収を利用して生体組織中あるいは体液中の化学
成分を分光分析する体液成分濃度の分析装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】皮膚組織等の化学成分濃度、例えば、水
分、グルコース、果糖、カルシウム、ナトリウム等の定
量分析や皮膚の弾力、はり、みずみずしさといった物理
的性質の定量・定性分析を行うにあたり、近赤外領域の
光を利用した分光分析が実用化されてきている。これ
は、主としてＦＴ−ＩＲのような汎用の分光分析装置を
利用するものであるが、生体表層組織である被検体を透
過した光あるいは拡散反射した光を得るにあたり、図８
に示すような光ファイババンドル１０を用いたものがあ
る。ここにおける光ファイババンドル１０は、プローブ
である先端部が図７に示すように二重管となっているス
テンレスチューブ１１，１２内に投光用光ファイバ１３
と受光用光ファイバ１４とを分離配置しているもので、
上記両光ファイバ１３，１４の端面を被検体に当てた
時、図９に示すような経路で光が被検体Ｔ内を通ること
を利用して生体組織中あるいは体液中の化学成分濃度を
分析する。
分、グルコース、果糖、カルシウム、ナトリウム等の定
量分析や皮膚の弾力、はり、みずみずしさといった物理
的性質の定量・定性分析を行うにあたり、近赤外領域の
光を利用した分光分析が実用化されてきている。これ
は、主としてＦＴ−ＩＲのような汎用の分光分析装置を
利用するものであるが、生体表層組織である被検体を透
過した光あるいは拡散反射した光を得るにあたり、図８
に示すような光ファイババンドル１０を用いたものがあ
る。ここにおける光ファイババンドル１０は、プローブ
である先端部が図７に示すように二重管となっているス
テンレスチューブ１１，１２内に投光用光ファイバ１３
と受光用光ファイバ１４とを分離配置しているもので、
上記両光ファイバ１３，１４の端面を被検体に当てた
時、図９に示すような経路で光が被検体Ｔ内を通ること
を利用して生体組織中あるいは体液中の化学成分濃度を
分析する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被検体内を
通る光の深さは、投光用光ファイバと受光用光ファイバ
の間隔にほぼ対応する。一方、上記の光ファイババンド
ルでは、投光用光ファイバと受光用光ファイバの間隔が
ばらばらであることから、被検体内を通る光の深さもば
らばらであり、このために、生体表面から数ｍｍ以内、
特に皮膚組織における分析を行う場合、精度の良い測定
は困難である。
通る光の深さは、投光用光ファイバと受光用光ファイバ
の間隔にほぼ対応する。一方、上記の光ファイババンド
ルでは、投光用光ファイバと受光用光ファイバの間隔が
ばらばらであることから、被検体内を通る光の深さもば
らばらであり、このために、生体表面から数ｍｍ以内、
特に皮膚組織における分析を行う場合、精度の良い測定
は困難である。
【０００４】また、特定成分の濃度を精度良く測定する
には、特定成分が分布する領域に光を伝搬させ如何に情
報をＳ／Ｎ良く捉えるかが重要であるが、外界からの刺
激や老化など様々な影響を受ける皮膚組織は、表皮・真
皮・皮下組織等の構造や各領域の厚みには少なからず個
体差が存在しており、生体内での光の進路つまりは深さ
方向についても光の伝搬状態は一様では無い。
には、特定成分が分布する領域に光を伝搬させ如何に情
報をＳ／Ｎ良く捉えるかが重要であるが、外界からの刺
激や老化など様々な影響を受ける皮膚組織は、表皮・真
皮・皮下組織等の構造や各領域の厚みには少なからず個
体差が存在しており、生体内での光の進路つまりは深さ
方向についても光の伝搬状態は一様では無い。
【０００５】本発明は、以上のような問題点に鑑みなし
たものであり、その目的とするところは、生体組織中あ
るいは体液中の化学成分濃度を精度良く測定することが
できる体液成分濃度の分析装置を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、生体組織中あ
るいは体液中の化学成分濃度を精度良く測定することが
できる体液成分濃度の分析装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、光源
と、光源から発する近赤外光を生体表層組織に照射する
照射手段と、生体表層組織を透過あるいは拡散反射した
近赤外光を受光する受光手段と、光源から発する近赤外
光あるいは受光手段で受光した近赤外光を分光する分光
手段と、受光手段により受光した近赤外光を検出する光
検出手段と、光検出手段から得られた信号を演算する演
算手段とから成り、前記照射手段の光の出射端と前記受
光手段の光の入射端とが所定の間隔で配されている光出
入部を複数個設けるとともに、異なる光出入部に属する
出射端と入射端との最小間隔を上記間隔より大として各
光出入部を配置していることに特徴を有している。被検
体のなかを所用の深さで通る光をもとに分光分析するこ
とができるものである。
と、光源から発する近赤外光を生体表層組織に照射する
照射手段と、生体表層組織を透過あるいは拡散反射した
近赤外光を受光する受光手段と、光源から発する近赤外
光あるいは受光手段で受光した近赤外光を分光する分光
手段と、受光手段により受光した近赤外光を検出する光
検出手段と、光検出手段から得られた信号を演算する演
算手段とから成り、前記照射手段の光の出射端と前記受
光手段の光の入射端とが所定の間隔で配されている光出
入部を複数個設けるとともに、異なる光出入部に属する
出射端と入射端との最小間隔を上記間隔より大として各
光出入部を配置していることに特徴を有している。被検
体のなかを所用の深さで通る光をもとに分光分析するこ
とができるものである。
【０００７】同じ光出入部に属している出射端と入射端
との間隔は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とし、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔が上記間隔の
２倍以上としておくのが好ましい。
との間隔は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とし、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔が上記間隔の
２倍以上としておくのが好ましい。
【０００８】また、同じ光出入部に属する出射端と入射
端とは、入射端を中心とする円周上に複数の出射端が位
置する配置としておくと、入射端と出射端との間隔を所
定の値としつつ多くの出射端を配置することができる。
端とは、入射端を中心とする円周上に複数の出射端が位
置する配置としておくと、入射端と出射端との間隔を所
定の値としつつ多くの出射端を配置することができる。
【０００９】複数の光出入部において出射端と入射端と
の間隔を異ならせておいてもよい。深さの異なる経路を
通る光を同時に得ることができる。
の間隔を異ならせておいてもよい。深さの異なる経路を
通る光を同時に得ることができる。
【００１０】また、本発明は、受光手段の光の入射端を
中心とする複数の同心円上に照射手段の光の出射端をそ
れぞれ複数配置することに他の特徴を有している。深さ
の異なる経路を通る光を同時に得ることができるととも
に全体径を小さくすることができる。
中心とする複数の同心円上に照射手段の光の出射端をそ
れぞれ複数配置することに他の特徴を有している。深さ
の異なる経路を通る光を同時に得ることができるととも
に全体径を小さくすることができる。
【００１１】この時、径の大きな円周上に配した出射端
の面積を径の小さい円周上に配した出射端の面積よりも
大きくしておくと、深い経路を通る光の受光量を増やす
ことができる。
の面積を径の小さい円周上に配した出射端の面積よりも
大きくしておくと、深い経路を通る光の受光量を増やす
ことができる。
【００１２】さらに本発明は、受光手段の光の入射端を
中心とする円周上に照射手段の光の出射端を複数配置し
ているとともに、入射端の面積を出射端の面積よりも大
きくしていることにも特徴を有している。この場合にお
いても受光量を多くとることができる。
中心とする円周上に照射手段の光の出射端を複数配置し
ているとともに、入射端の面積を出射端の面積よりも大
きくしていることにも特徴を有している。この場合にお
いても受光量を多くとることができる。
【００１３】受光手段の光の入射端を中心とする円周上
に照射手段の光の出射端を複数配置しているとともに、
出射端と入射端の少なくとも一方を密集配置したもので
あってもよい。
に照射手段の光の出射端を複数配置しているとともに、
出射端と入射端の少なくとも一方を密集配置したもので
あってもよい。
【００１４】いずれにしても、同じ光出入部に属する出
射端と入射端との間隔は７００μｍ±４００μｍの範囲
内であることが望ましい。照射手段および受光手段は線
径が１ｍｍ以下であってその端面が出射端及び入射端を
構成する光ファイバを備えたものが好適である。
射端と入射端との間隔は７００μｍ±４００μｍの範囲
内であることが望ましい。照射手段および受光手段は線
径が１ｍｍ以下であってその端面が出射端及び入射端を
構成する光ファイバを備えたものが好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態の一例
に基づいて説明すると、ここで示した体液成分濃度の分
析装置は、生体表層組織近傍の化学成分あるいは物性の
定量、例えば人問の皮膚組織内、特に真皮組織中のグル
コース濃度を分光分析により定量するもので、図２に示
すように、ハロゲンランプからなる光源１と、光源１か
らの光を集束する集光レンズ２と、集光レンズ２を通過
した光を生体等の被検体Ｔに照射するとともに被検体内
を透過あるいは拡散反射した光を受光するための光ファ
イババンドル３と、受光後の光を分光する回折格子を収
めた回折格子ユニット４、前記回折格子ユニット４で分
光された光を検出するためのＩｎＧａＡｓアレイ型の受
光素子ユニット５、受光素子ユニット５で得られた信号
をもとにグルコース濃度を演算する演算ユニット６とか
ら構成される。
に基づいて説明すると、ここで示した体液成分濃度の分
析装置は、生体表層組織近傍の化学成分あるいは物性の
定量、例えば人問の皮膚組織内、特に真皮組織中のグル
コース濃度を分光分析により定量するもので、図２に示
すように、ハロゲンランプからなる光源１と、光源１か
らの光を集束する集光レンズ２と、集光レンズ２を通過
した光を生体等の被検体Ｔに照射するとともに被検体内
を透過あるいは拡散反射した光を受光するための光ファ
イババンドル３と、受光後の光を分光する回折格子を収
めた回折格子ユニット４、前記回折格子ユニット４で分
光された光を検出するためのＩｎＧａＡｓアレイ型の受
光素子ユニット５、受光素子ユニット５で得られた信号
をもとにグルコース濃度を演算する演算ユニット６とか
ら構成される。
【００１６】上記の光ファイババンドル３は、被検体に
光を照射するための投光用光ファイバと被検体内を透過
あるいは拡散反射した光を受光するための受光用光ファ
イバとをそれぞれ複数本束ねたもので、被検体Ｔに接触
させるプローブ７の先端面には、投光用光ファイバの光
の出射端８および受光用光ファイバの光の入射端９とが
露出している。
光を照射するための投光用光ファイバと被検体内を透過
あるいは拡散反射した光を受光するための受光用光ファ
イバとをそれぞれ複数本束ねたもので、被検体Ｔに接触
させるプローブ７の先端面には、投光用光ファイバの光
の出射端８および受光用光ファイバの光の入射端９とが
露出している。
【００１７】ここにおいて、プローブ７の先端面におけ
る出射端８および入射端９の配置は、複数の出射端８を
同一円周上に配置するとともにその中心に入射端９を位
置させた光出入部を複数設けたものとして構成してあ
り、ある光出入部における出射端８と入射端９との中心
間隔Ｌは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、望ましくは７００
μｍ±４００μｍの範囲内において一定間隔に設定して
いる。また、異なる光出入部に属する出射端８と入射端
９との最小間隔ｄは上記中心間隔Ｌの２倍以上となるよ
うにしている。なお、ここでは投光用光ファイバおよび
受光用光ファイバとしてクラッド径が２００μｍ、コア
径が１８０μｍのものを用いている。
る出射端８および入射端９の配置は、複数の出射端８を
同一円周上に配置するとともにその中心に入射端９を位
置させた光出入部を複数設けたものとして構成してあ
り、ある光出入部における出射端８と入射端９との中心
間隔Ｌは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、望ましくは７００
μｍ±４００μｍの範囲内において一定間隔に設定して
いる。また、異なる光出入部に属する出射端８と入射端
９との最小間隔ｄは上記中心間隔Ｌの２倍以上となるよ
うにしている。なお、ここでは投光用光ファイバおよび
受光用光ファイバとしてクラッド径が２００μｍ、コア
径が１８０μｍのものを用いている。
【００１８】今、生体の皮膚組織等の被検体Ｔにプロー
ブ７の先端面を当接させると、光ファイババンドル３内
の投光用光ファイバを通り出射端８から出射した光は被
検体Ｔ内を伝搬した後、被検体Ｔから出射された一部の
散乱光が入射端９を通じて受光用光ファイバに入り、回
折格子ユニット４で分光された後、受光素子ユニット５
によって受光信号として検出され、受光信号は増幅及び
ＡＤ変換の後、マイクロコンピュータからなる演算ユニ
ット６に送られて、重回帰分析あるいは主成分回帰分析
によってグルコース濃度の算出がなされる。ここで、各
光出入部内における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌ
を適切に設定することにより、皮膚組織においてグルコ
ースを相対的に多く含む真皮組織を伝搬してきた光を受
光することができる。
ブ７の先端面を当接させると、光ファイババンドル３内
の投光用光ファイバを通り出射端８から出射した光は被
検体Ｔ内を伝搬した後、被検体Ｔから出射された一部の
散乱光が入射端９を通じて受光用光ファイバに入り、回
折格子ユニット４で分光された後、受光素子ユニット５
によって受光信号として検出され、受光信号は増幅及び
ＡＤ変換の後、マイクロコンピュータからなる演算ユニ
ット６に送られて、重回帰分析あるいは主成分回帰分析
によってグルコース濃度の算出がなされる。ここで、各
光出入部内における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌ
を適切に設定することにより、皮膚組織においてグルコ
ースを相対的に多く含む真皮組織を伝搬してきた光を受
光することができる。
【００１９】また、光出入部を複数設けている上に、各
光出入部には出射端８を入射端９よりも多く配している
ために、分光分析に必要な受光量を容易に確保すること
ができるものであり、しかも被検体Ｔ内を伝搬する光の
経路の数が多いために、光の照射位置の変化などの測定
値を変動させる要因の影響を低減させることができる。
光出入部には出射端８を入射端９よりも多く配している
ために、分光分析に必要な受光量を容易に確保すること
ができるものであり、しかも被検体Ｔ内を伝搬する光の
経路の数が多いために、光の照射位置の変化などの測定
値を変動させる要因の影響を低減させることができる。
【００２０】加えるに、異なる光出入部に属する出射端
８と入射端９との最小間隔ｄは中心間隔Ｌの２倍以上と
なっているために、グルコースの情報が相対的に少ない
被検体の深部(例えば皮下組織など)を伝搬してきた光が
受光されたとしても、その伝搬距離の長さによって十分
に減衰されるため、分光分析を行うにあたってノイズと
して影響することが無い。
８と入射端９との最小間隔ｄは中心間隔Ｌの２倍以上と
なっているために、グルコースの情報が相対的に少ない
被検体の深部(例えば皮下組織など)を伝搬してきた光が
受光されたとしても、その伝搬距離の長さによって十分
に減衰されるため、分光分析を行うにあたってノイズと
して影響することが無い。
【００２１】なお、本実施例では出射端８が入射端９を
中心とした円周上に複数個配しているが、同じ光出入部
内における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌが上記間
隔に設定されていさえすれば、上記配置や個数(光ファ
イバの本数)に限るものでは無い。また、分光手段とし
てはビームスプリッタや干渉フィルタを用いても良く、
被検体に照射する前の光を分光する装置構成であっても
良い。光源１としてはグルコース濃度を算出するのに必
要な特定波長域を出力するＬＥＤ等の発光素子を用いる
こともできる。
中心とした円周上に複数個配しているが、同じ光出入部
内における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌが上記間
隔に設定されていさえすれば、上記配置や個数(光ファ
イバの本数)に限るものでは無い。また、分光手段とし
てはビームスプリッタや干渉フィルタを用いても良く、
被検体に照射する前の光を分光する装置構成であっても
良い。光源１としてはグルコース濃度を算出するのに必
要な特定波長域を出力するＬＥＤ等の発光素子を用いる
こともできる。
【００２２】図３に他例を示す。なお、プローブ７にお
ける出射端８と入射端９の配置構成を除けば全体構成は
図２に示したものと同じである。ここでのプローブ７の
先端面には、入射端９を中心とした円周上に出射端８を
複数個配した光出入部を複数設けているのであるが、各
光出入部における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌ
ａ，Ｌｂ，Ｌｃを０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲にお
いて相互に異ならせている。また、異なる光出入部に属
する出射端８と入射端９との最小間隔ｄは各光出入部の
うち最も短い中心間隔Ｌａ以上となるようにしている。
ける出射端８と入射端９の配置構成を除けば全体構成は
図２に示したものと同じである。ここでのプローブ７の
先端面には、入射端９を中心とした円周上に出射端８を
複数個配した光出入部を複数設けているのであるが、各
光出入部における出射端８と入射端９との中心間隔Ｌ
ａ，Ｌｂ，Ｌｃを０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲にお
いて相互に異ならせている。また、異なる光出入部に属
する出射端８と入射端９との最小間隔ｄは各光出入部の
うち最も短い中心間隔Ｌａ以上となるようにしている。
【００２３】このプローブ７の先端面を被検体に当接さ
せると、中心間隔がそれぞれ各光出入部毎に異なる（Ｌ
ａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ）ために、深さ方向の異なる情報を一度
に得ることができる。具体的には、中心間隔Ｌｂで配さ
れた出射端８ｂからの光には、中心間隔Ｌaで配された
出射端８ａからの光に比べて被検体のより深部の情報が
含まれ、中心間隔Ｌｃで配された出射端８ｃからの光に
はさらに深部の情報が含まれる。従って、光の散乱度合
いや表皮及び真皮層の厚みの違い等、被検体Ｔとなる皮
膚組織の個体差に対応することができるものであり、プ
ローブ７の共通化によりコスト削減を図ることができる
とともに、被験者毎に精度良く測定をするための中心間
隔を調べるといったわずらわしさも無くなる。
せると、中心間隔がそれぞれ各光出入部毎に異なる（Ｌ
ａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ）ために、深さ方向の異なる情報を一度
に得ることができる。具体的には、中心間隔Ｌｂで配さ
れた出射端８ｂからの光には、中心間隔Ｌaで配された
出射端８ａからの光に比べて被検体のより深部の情報が
含まれ、中心間隔Ｌｃで配された出射端８ｃからの光に
はさらに深部の情報が含まれる。従って、光の散乱度合
いや表皮及び真皮層の厚みの違い等、被検体Ｔとなる皮
膚組織の個体差に対応することができるものであり、プ
ローブ７の共通化によりコスト削減を図ることができる
とともに、被験者毎に精度良く測定をするための中心間
隔を調べるといったわずらわしさも無くなる。
【００２４】図４に更に他例を示す。ここでは複数の光
出入部における入射端９を共通とし、該入射端９を中心
とする複数の同心円上にそれぞれ複数個の出射端８ａ，
８ｂ，８ｃを配している。また、各同心円上の出射端８
ａ，８ｂ，８ｃから中心の入射端９までの距離Ｌａ，Ｌ
ｂ，Ｌｃはいずれも０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下としてい
る。この場合においても図３に示したものと同様の効果
を得ることができる上に、複数の光出入部を同心に配置
していることから、プローブ７の小型化を図ることがで
きる。
出入部における入射端９を共通とし、該入射端９を中心
とする複数の同心円上にそれぞれ複数個の出射端８ａ，
８ｂ，８ｃを配している。また、各同心円上の出射端８
ａ，８ｂ，８ｃから中心の入射端９までの距離Ｌａ，Ｌ
ｂ，Ｌｃはいずれも０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下としてい
る。この場合においても図３に示したものと同様の効果
を得ることができる上に、複数の光出入部を同心に配置
していることから、プローブ７の小型化を図ることがで
きる。
【００２５】図５に示すものは、基本的構成は図４に示
したものと同じであるが、外周側の出射端８ｃの径を大
きく、内周側の出射端８ａの径を小さく（出射端８ａの
径＜出射端８ｂの径＜出射端８ｃの径）することによっ
て、入射端９との距離が離れることによる受光量の減少
を抑制して、分光分析に必要な受光量を確保している。
外周側になるほどより多くの出射端を配することができ
るので、径を大きくする代わりに出射端の数を増やすこ
とによって外周側の受光量を確保しても良い。
したものと同じであるが、外周側の出射端８ｃの径を大
きく、内周側の出射端８ａの径を小さく（出射端８ａの
径＜出射端８ｂの径＜出射端８ｃの径）することによっ
て、入射端９との距離が離れることによる受光量の減少
を抑制して、分光分析に必要な受光量を確保している。
外周側になるほどより多くの出射端を配することができ
るので、径を大きくする代わりに出射端の数を増やすこ
とによって外周側の受光量を確保しても良い。
【００２６】図６に別の例を示す。ここでのプローブ７
の先端面には、複数の入射端９ａ，９ｂ，９ｃを密集配
置するとともに、この群を中心とする円周上に、密集配
置した出射端９ａ，９ｂ，９ｃの群を複数配置し、出射
端８ａ，８ｂ，８ｃと入射端９ａ、９ｂ，９ｃとの最小
間隔Ｌａと最大間隔Ｌｂがそれぞれ０．１ｍｍ以上２ｍ
ｍ以下の間隔となるようにしている。この場合にも、測
定面からの深さ方向が異なる情報を同時に得ることがで
き、被検体の個体差に対応した測定が可能となる。な
お、図６では３本の光ファイバを密着配置して示してい
るが、上記間隔の範囲内であれば密着せずに隙間を介在
させても良く、また、光ファイバの本数もこれに限るも
のでは無い。
の先端面には、複数の入射端９ａ，９ｂ，９ｃを密集配
置するとともに、この群を中心とする円周上に、密集配
置した出射端９ａ，９ｂ，９ｃの群を複数配置し、出射
端８ａ，８ｂ，８ｃと入射端９ａ、９ｂ，９ｃとの最小
間隔Ｌａと最大間隔Ｌｂがそれぞれ０．１ｍｍ以上２ｍ
ｍ以下の間隔となるようにしている。この場合にも、測
定面からの深さ方向が異なる情報を同時に得ることがで
き、被検体の個体差に対応した測定が可能となる。な
お、図６では３本の光ファイバを密着配置して示してい
るが、上記間隔の範囲内であれば密着せずに隙間を介在
させても良く、また、光ファイバの本数もこれに限るも
のでは無い。
【００２７】図７に更に他例を示す。プローブ７の先端
面には入射端９を中心とする円周上に複数の出射端８を
配しているが、入射端９の面積を出射端８の面積よりも
大きくしている。出射端および入射端が同一径である場
合よりも、図７(b)に示すように深さ方向の異なる情報
を簡単に得ることができる。また、中心間隔Ｌが異なる
ように出射端を配さなくともよいために、光ファイバの
総本数を少なくすることができる。また、入射端９より
も出射端８を多く配しているため、出射端８の面積を入
射端９の面積より大きくする場合よりも材料費を安くす
ることができる。なお、図３〜７で示した各例における
出射端と入射端との中心間隔Ｌｘ（ｘは任意）は７００
μｍ±４００μｍの範囲内で設定している。
面には入射端９を中心とする円周上に複数の出射端８を
配しているが、入射端９の面積を出射端８の面積よりも
大きくしている。出射端および入射端が同一径である場
合よりも、図７(b)に示すように深さ方向の異なる情報
を簡単に得ることができる。また、中心間隔Ｌが異なる
ように出射端を配さなくともよいために、光ファイバの
総本数を少なくすることができる。また、入射端９より
も出射端８を多く配しているため、出射端８の面積を入
射端９の面積より大きくする場合よりも材料費を安くす
ることができる。なお、図３〜７で示した各例における
出射端と入射端との中心間隔Ｌｘ（ｘは任意）は７００
μｍ±４００μｍの範囲内で設定している。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明においては、光源
と、光源から発する近赤外光を生体表層組織に照射する
照射手段と、生体表層組織を透過あるいは拡散反射した
近赤外光を受光する受光手段と、光源から発する近赤外
光あるいは受光手段で受光した近赤外光を分光する分光
手段と、受光手段により受光した近赤外光を検出する光
検出手段と、光検出手段から得られた信号を演算する演
算手段とから成るものにおいて、前記照射手段の光の出
射端と前記受光手段の光の入射端とが所定の間隔で配さ
れている光出入部を複数個設けるとともに、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔を上記間隔よ
り大として各光出入部を配置しているために、被検体の
なかを所用の深さで通る光をもとに分光分析することが
できるものであり、生体組織において特定の体液を相対
的に多く含む部分を通る光を利用した分光分析ができる
ことから、精度の良い測定を行うことができる。
と、光源から発する近赤外光を生体表層組織に照射する
照射手段と、生体表層組織を透過あるいは拡散反射した
近赤外光を受光する受光手段と、光源から発する近赤外
光あるいは受光手段で受光した近赤外光を分光する分光
手段と、受光手段により受光した近赤外光を検出する光
検出手段と、光検出手段から得られた信号を演算する演
算手段とから成るものにおいて、前記照射手段の光の出
射端と前記受光手段の光の入射端とが所定の間隔で配さ
れている光出入部を複数個設けるとともに、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔を上記間隔よ
り大として各光出入部を配置しているために、被検体の
なかを所用の深さで通る光をもとに分光分析することが
できるものであり、生体組織において特定の体液を相対
的に多く含む部分を通る光を利用した分光分析ができる
ことから、精度の良い測定を行うことができる。
【００２９】同じ光出入部に属している出射端と入射端
との間隔は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とし、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔が上記間隔の
２倍以上としておくと、より好ましい結果を得ることが
できる。
との間隔は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とし、異なる光出
入部に属する出射端と入射端との最小間隔が上記間隔の
２倍以上としておくと、より好ましい結果を得ることが
できる。
【００３０】また、同じ光出入部に属する出射端と入射
端とは、入射端を中心とする円周上に複数の出射端が位
置する配置としておくと、入射端と出射端との間隔を所
定の値としつつ多くの出射端を配置することができるた
めに、分光分析に必要な光量の確保が容易となる。。
端とは、入射端を中心とする円周上に複数の出射端が位
置する配置としておくと、入射端と出射端との間隔を所
定の値としつつ多くの出射端を配置することができるた
めに、分光分析に必要な光量の確保が容易となる。。
【００３１】複数の光出入部において出射端と入射端と
の間隔を異ならせておけば、深さの異なる経路を通る光
を同時に得ることができるために、個人差への対応が容
易となる。
の間隔を異ならせておけば、深さの異なる経路を通る光
を同時に得ることができるために、個人差への対応が容
易となる。
【００３２】また、受光手段の光の入射端を中心とする
複数の同心円上に照射手段の光の出射端をそれぞれ複数
配置してもよく、この場合においても深さの異なる経路
を通る光を同時に得ることができる上に全体径を小さく
することができる。
複数の同心円上に照射手段の光の出射端をそれぞれ複数
配置してもよく、この場合においても深さの異なる経路
を通る光を同時に得ることができる上に全体径を小さく
することができる。
【００３３】この時、径の大きな円周上に配した出射端
の面積を径の小さい円周上に配した出射端の面積よりも
大きくしておくと、深い経路を通る光の受光量を増やす
ことができて分光分析が容易となる。
の面積を径の小さい円周上に配した出射端の面積よりも
大きくしておくと、深い経路を通る光の受光量を増やす
ことができて分光分析が容易となる。
【００３４】さらに受光手段の光の入射端を中心とする
円周上に照射手段の光の出射端を複数配置しているとと
もに、入射端の面積を出射端の面積よりも大きくしてい
ても、深い経路を通る光の受光量を多くとることができ
る。
円周上に照射手段の光の出射端を複数配置しているとと
もに、入射端の面積を出射端の面積よりも大きくしてい
ても、深い経路を通る光の受光量を多くとることができ
る。
【００３５】受光手段の光の入射端を中心とする円周上
に照射手段の光の出射端を複数配置しているとともに、
出射端と入射端の少なくとも一方を密集配置したもので
あっても、異なる深さの経路を通る光を同時に得ること
ができる。
に照射手段の光の出射端を複数配置しているとともに、
出射端と入射端の少なくとも一方を密集配置したもので
あっても、異なる深さの経路を通る光を同時に得ること
ができる。
【００３６】いずれにしても、出射端と入射端との間隔
は７００μｍ±４００μｍの範囲内であることが望まし
い。照射手段および受光手段は線径が１ｍｍ以下であっ
てその端面が出射端及び入射端を構成する光ファイバを
備えたものが好適である。
は７００μｍ±４００μｍの範囲内であることが望まし
い。照射手段および受光手段は線径が１ｍｍ以下であっ
てその端面が出射端及び入射端を構成する光ファイバを
備えたものが好適である。
【図１】本発明の実施の形態の一例におけるプローブ先
端面の正面図である。
端面の正面図である。
【図２】同上の全体構成を示すブロック図である。
【図３】他例を示すもので、(a)はプローブ先端面の正
面図、(b)は被検体内における光の経路を示す概念図で
ある。
面図、(b)は被検体内における光の経路を示す概念図で
ある。
【図４】さらに他例のプローブ先端面の正面図である。
【図５】別の例のプローブ先端面の正面図である。
【図６】さらに別の例のプローブ先端面の正面図であ
る。
る。
【図７】異なる例を示すもので、(a)はプローブ先端面
の正面図、(b)は被検体内における光の経路を示す概念
図である。
の正面図、(b)は被検体内における光の経路を示す概念
図である。
【図８】従来例で使用しているプローブ先端面の正面図
である。
である。
【図９】被検体内における光の経路を示す概念図であ
る。
る。
７ プローブ ８ 出射端 ９ 入射端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 若正 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 AA03 BB13 CC01 CC09 CC13 CC16 DD13 EE01 EE02 FF06 GG02 HH01 JJ05 JJ17 MM01 MM02 MM09 4C038 KK10 KL07 KM01 KY01
Claims (11)
- 【請求項１】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とから成り、前記照射手段の
光の出射端と前記受光手段の光の入射端とが所定の間隔
で配されている光出入部を複数個設けるとともに、異な
る光出入部に属する出射端と入射端との最小間隔を上記
間隔より大として各光出入部を配置していることを特徴
とする体液成分濃度の分析装置。 - 【請求項２】 同じ光出入部に属している出射端と入射
端との間隔が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、異なる
光出入部に属する出射端と入射端との最小間隔が上記間
隔の２倍以上であることを特徴とする請求項１記載の体
液成分濃度の分析装置。 - 【請求項３】 同じ光出入部に属する出射端と入射端と
は、入射端を中心とする円周上に複数の出射端が位置す
る配置となっていることを特徴とする請求項１または２
記載の体液成分濃度の分析装置。 - 【請求項４】 複数の光出入部において出射端と入射端
との間隔を異ならせていることを特徴とする請求項１〜
３のいずれかの項に記載の体液成分濃度の分析装置。 - 【請求項５】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とから成り、前記受光手段の
光の入射端を中心とする複数の同心円上に照射手段の光
の出射端をそれぞれ複数配置していることを特徴とする
体液成分濃度の分析装置。 - 【請求項６】 径の大きな円周上に配した出射端の面積
を径の小さい円周上に配した出射端の面積よりも大きく
していることを特徴とする請求項５記載の体液成分濃度
の分析装置。 - 【請求項７】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とから成り、前記受光手段の
光の入射端を中心とする円周上に照射手段の光の出射端
を複数配置しているとともに、入射端の面積を出射端の
面積よりも大きくしていることを特設とする体液成分濃
度の分析装置。 - 【請求項８】 照射手段および受光手段は端面が出射端
及び入射端を構成する光ファイバを備えるとともに照射
手段および受光手段における光ファイバの線径が互いに
異なることを特徴とする請求項６または７記載の体液成
分濃度の分析装置。 - 【請求項９】 光源と、光源から発する近赤外光を生体
表層組織に照射する照射手段と、生体表層組織を透過あ
るいは拡散反射した近赤外光を受光する受光手段と、光
源から発する近赤外光あるいは受光手段で受光した近赤
外光を分光する分光手段と、受光手段により受光した近
赤外光を検出する光検出手段と、光検出手段から得られ
た信号を演算する演算手段とから成り、前記受光手段の
光の入射端を中心とする円周上に照射手段の光の出射端
を複数配置しているとともに、出射端と入射端の少なく
とも一方を密集配置していることを特徴とする体液成分
濃度の分析装置。 - 【請求項１０】 同じ光出入部に属する出射端と入射端
との間隔が７００μｍ±４００μｍの範囲内であること
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の体液成分
濃度の分析装置。 - 【請求項１１】 前記照射手段および前記受光手段は線
径が１ｍｍ以下であってその端面が出射端及び入射端を
構成する光ファイバを備えていることを特徴とする請求
項１〜１０のいずれかに記載の体液成分濃度の分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21189599A JP2001041883A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 体液成分濃度の分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21189599A JP2001041883A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 体液成分濃度の分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041883A true JP2001041883A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16613429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21189599A Withdrawn JP2001041883A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 体液成分濃度の分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001041883A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004344668A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Asulab Sa | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| JP2016537069A (ja) * | 2013-10-17 | 2016-12-01 | ラフバラ・ユニバーシティＬｏｕｇｈｂｏｒｏｕｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 光生理センサ及び組み立て方法 |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP21189599A patent/JP2001041883A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004344668A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Asulab Sa | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| JP4580684B2 (ja) * | 2003-05-21 | 2010-11-17 | アスラブ・エス アー | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| JP2016537069A (ja) * | 2013-10-17 | 2016-12-01 | ラフバラ・ユニバーシティＬｏｕｇｈｂｏｒｏｕｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 光生理センサ及び組み立て方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |