JPH10248829A - 無侵襲生化学計測装置 - Google Patents

無侵襲生化学計測装置

Info

Publication number
JPH10248829A
JPH10248829A JP9055878A JP5587897A JPH10248829A JP H10248829 A JPH10248829 A JP H10248829A JP 9055878 A JP9055878 A JP 9055878A JP 5587897 A JP5587897 A JP 5587897A JP H10248829 A JPH10248829 A JP H10248829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
living body
arm
light
biological sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9055878A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kan
正男 管
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Tsuyoshi Sonehara
剛志 曽根原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9055878A priority Critical patent/JPH10248829A/ja
Publication of JPH10248829A publication Critical patent/JPH10248829A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学的手段により血液中のグルコース濃度を計
測する装置において、光源及び光検出器に対する生体試
料の位置変化及び圧力変化の影響に基づく計測誤差を解
消する。 【解決手段】光源1及び光検出器2を生体試料13に密
着または固定させる治具4に調節機能及び圧力センサ3
を設け、圧力センサ3の圧力がほぼ一定範囲のときにデ
ータを取り込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無侵襲生化学計測装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近赤外光を用い生体情報を計測する装置
が、特開平3−173535 号公報「グルコース無侵襲計測方
法」に記載されている。上記従来技術はグルコースによ
る吸収波長帯域を1600〜1750nm,グルコース
によらない基準波長帯域を1200〜1300nmに設定
し、両近赤外光を生体組織に照射し、両透過エネルギの
差異を演算処理することにより生体組織中のグルコース
濃度を求める方法である。これは光源より照射された光
の一部を直接に、他の一部を凹面反射鏡により反射させ
て、生体組織に照射し、その透過光をPbSセンサによ
り検出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、光源か
ら照射した光を生体試料に照射するときの光源及び光検
出器と生体試料の位置関係を一定にする配慮はされてお
らず、光源から照射される光を生体試料に照射する場
合、生体試料と光源及び光検出器との位置が微妙に変化
すると、生体試料に照射し、得られた拡散,反射光の強
度が安定しない点に問題がある。また従来技術では、生
体試料と光源及び光検出器との距離及び密着させる強さ
の配慮もされておらず、光源から照射される光を生体試
料に照射する場合、生体試料と光源及び光検出器を密着
させる強さによっても、光源から照射される光を生体試
料に照射し、得られた拡散,反射光の強度に変化が生じ
る問題があった。
【0004】本発明の目的は、光源及び光検出器に対す
る生体試料の位置変化に伴う計測誤差をなくし、また、
光源及び光検出器に対して生体試料の位置を固定する治
具に圧力センサを設け、生体試料と光源及び光検出器の
密着した圧力がほぼ一定範囲のときに、データを取り込
むことにより、高精度な無侵襲生化学計測装置を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は光源及び光検出器に対する生体試料の位置
を固定する調節可能な治具を設け、生体試料を光源及び
光検出器に対して固定することで、光源及び光検出器に
対する生体試料の位置変化に基づく計測誤差を解消し、
また、光源及び光検出器に対して生体試料を固定する調
節可能な治具に圧力センサを設け、生体試料と光源及び
光検出器を密着させる強さを調節し、圧力センサの圧力
がほぼ一定範囲のときにデータを取り込む。
【0006】
【発明の実施の形態】近赤外領域は分子振動の基本音ス
ペクトル(中赤外)と原子や分子の電子スペクトル(可
視,紫外)との間にあたり、本来透明な波長領域である
が、分子運動の倍音,高調音,結合音のスペクトルが現
われる。このため、特定分子の定性及び定量分析に近赤
外光を用いることができる。また、近赤外領域は生体透
過性が比較的大きく、無侵襲に生体内の情報を取得する
のに適している。
【0007】生体に近赤外光を照射すると、一部は表面
で反射し、他は生体中を拡散して透過する。その際、近
赤外光の一部は生体物質に吸収される。入射光強度I0
と透過光強度Itとの間には数1で示されるLambert−B
eer の法則が成り立つと考えられる。
【0008】
【数1】 It=I0exp(−ckd) (数1) ここで、cは吸収物質の濃度、kは吸光係数、dは吸収
物質の厚さを表す。これより目的物質の吸収波長に合わ
せたレーザを用い、試料の厚さを一定にすれば、透過光
強度の測定により目的物質の濃度を求めることができ
る。例えば、血液中のグルコース濃度は糖尿病の指標に
なり、臨床検査上重要な検査項目である。グルコースは
1560nm,2076nm,2272nmに特徴的な
吸収を有するので、上記いずれかの波長の半導体レーザ
及び光検出器を用いれば、生体中、主に血液中のグルコ
ース濃度を採血せずに定量することができる。
【0009】このような近赤外光の特長を有する半導体
レーザ又はLEDを、無侵襲生化学計測に適用した例に
ついて説明する。
【0010】図1に本発明の第1の実施例を示す。これ
は圧力センサ内蔵腕固定型無侵襲生化学計測装置であ
る。半導体レーザ又はLEDよりなる光源1を光源駆動
電流供給装置6で駆動し、光源1から照射した光を生体
(腕)13へ照射する。その拡散,反射した光は、光を
電気信号に変換する受光素子などで構成される光検出器
2で検出し、増幅部7で増幅して、コンピュータから構
成される生体信号演算処理装置9に送られる。生体信号
演算処理装置9で演算処理により吸光度や透過特性など
に変換して、その演算結果を表示装置11に表示、また
記憶装置12に記録する。
【0011】光源1,光検出器2を腕支持体5に設置
し、生体試料(腕)13を腕支持体5に乗せ、光源1及
び光検出器2に対する生体試料(腕)13の位置が変化
しないように、治具4により固定する。光源1及び光検
出器2に対する生体試料(腕)13の位置が変化する
と、それに伴い、光源1から生体試料(腕)13に照射
して得られる拡散,反射光の強度も変化してしまうた
め、治具4に調節機能を持たせ、これにより生体試料
(腕)13を腕支持体5に固定する機能を設けた。治具
4はベルトやマジックテープなどを有し、これの長さを
調節することにより固定する。また、生体試料(腕)1
3を光源1及び光検出器2に対して密着させる強さによ
っても、得られる拡散,反射光の強度が変化してしまう
ため、治具4に圧力センサ3を設け、これにより生体試
料(腕)13を光源1及び光検出器2に密着させた圧力
を検出し、この圧力が一定範囲の時にデータを取り込む
ようにする。治具4に調節機能を設け、光源1及び光検
出器2に対する生体試料(腕)13の位置の変化に伴う
計測誤差をなくし、また、治具4に圧力センサ3を設
け、生体試料(腕)13と光源1及び光検出器2を密着
させた圧力が一定範囲の時にデータを取り込むことによ
り、高精度な計測が可能となる。
【0012】図2に本発明の第2の実施例を示す。これ
は圧力センサ内蔵腕時計型無侵襲生化学計測装置であ
る。半導体レーザ又はLEDよりなる光源1を光源駆動
電流供給装置6で駆動し、光源1から照射した光を生体
(腕)13へ照射する。その拡散,反射した光は、光を
電気信号に変換する受光素子などで構成される光検出器
2で検出し、増幅部7で増幅して、コンピュータから構
成される生体信号演算処理装置9に送られる。生体信号
演算処理装置9で演算処理により吸光度や透過特性など
に変換して、その演算結果を表示装置11に表示、また
記憶装置12に記録する。
【0013】本実施例は光源1,光検出器2,圧力セン
サ3を小型にして腕時計型基板14に設置した信号検出
ブロック15と、光源駆動電流供給装置6,増幅部7,
生体信号演算処理装置9,制御部10,表示装置11,
記憶装置12を小型にして一つのブロックに納めた演算
処理ブロック16を分離し、その間をフレキシブルな信
号線により接続する。信号検出ブロック15及び演算処
理ブロック16を分離することにより、被検者の時間を
拘束することなしに、被検者の生体信号を無侵襲に連続
計測することができ、また、小型にすることで携帯可能
とする。
【0014】光源1,光検出器2及び圧力センサ3を腕
時計型基板14に設置し、生体(腕)13に固定する。光
源1に対する生体(腕)13の位置が変化すると、それ
に伴い、光源1から生体(腕)13に照射して得られる
拡散,反射した光の強度も変化してしまうため、腕時計
型基板14に調節機能を設け、これにより腕時計型基板
14を生体(腕)13に固定する。腕時計型基板14は
ベルトやマジックテープなどを有し、これの長さを調節
することにより固定する。また、光源1及び光検出器2
を生体(腕)13に密着させる強さによっても、光源1
から生体(腕)13に照射して得られる拡散,反射した
光の強度が変化してしまうため、腕時計型基板14に圧
力センサ3を設け、これにより光源1及び光検出器2を
生体(腕)13に密着させた圧力を検出し、この圧力が一
定範囲の時にデータを取り込むようにする。腕時計型基
板14に調節機能を設け、光源1に対する生体(腕)1
3の位置が変化することに伴う計測誤差をなくし、ま
た、腕時計型基板14に圧力センサ3を設け、圧力が一
定範囲の時にデータを取り込むことにより、高精度な計
測が可能となる。
【0015】図3及び図4に本発明の第3の実施例を示
す。これは圧力センサ内蔵イヤリング型無侵襲生化学計
測装置である。図3は本実施例の全体図、図4は信号検
出ブロック15の説明図である。半導体レーザ又はLE
Dよりなる光源1を光源駆動電流供給装置6で駆動し、
光源1から照射した光を生体(耳たぶ)17へ照射す
る。その拡散,反射した光は、光を電気信号に変換する
受光素子などで構成される光検出器2で検出し、増幅部
7で増幅して、コンピュータから構成される生体信号演
算処理装置9に送られる。生体信号演算処理装置9で演
算処理により吸光度や透過特性などに変換して、その演
算結果を表示装置11に表示、また記憶装置12に記録
する。
【0016】本実施例は光源1,光検出器2,圧力セン
サ3を小型にしてイヤリング型基板18に設置した信号
検出ブロック15と、光源駆動電流供給装置6,増幅部
7,生体信号演算処理装置9,制御部10,表示装置1
1,記憶装置12を小型にして一つのブロックに納めた
演算処理ブロック16を分離し、その間をフレキシブル
な信号線により接続する。信号検出ブロック15及び演
算処理ブロック16を分離することにより、被検者の時
間を拘束することなしに、被検者の生体信号を無侵襲に
連続計測することができ、また、小型にすることで携帯
可能とする。
【0017】図4(a)は正面図、図4(b)は側面図
である。光源1,光検出器2及び圧力センサ3をイヤリ
ング型基板18に設置し、生体(耳たぶ)17に固定す
る。光源1に対する生体(耳たぶ)17の位置が変化す
ると、それに伴い、光源1から生体(耳たぶ)17に照
射して得られる拡散,反射した光の強度も変化してしま
うため、イヤリング型基板18に調節機能を設け、これ
によりイヤリング型基板18を生体(耳たぶ)17に固
定する。イヤリング型基板18はねじ19とばね20を
有し、生体(耳たぶ)17を挟んだイヤリング型基板1
8の間にばね20も同時に挟み、ねじ19の締めつけに
よりばね20の弾性を変化させることでイヤリング型基
板18を生体(耳たぶ)17に固定する。また、光源1
及び光検出器2を生体(耳たぶ)17に密着させる強さ
によっても、光源1から生体(耳たぶ)17に照射して
得られる拡散,反射した光の強度が変化してしまうた
め、イヤリング型基板18に圧力センサ3を設け、これ
により光源1及び光検出器2を生体(耳たぶ)17に密
着させた圧力を検出し、この圧力が一定範囲の時にデー
タを取り込むようにする。イヤリング型基板18に調節
機能を設け、光源1に対する生体(耳たぶ)17の位置
が変化に伴う計測誤差をなくし、また、イヤリング型基
板18に圧力センサ3を設け、圧力が一定範囲の時にデ
ータを取り込むことにより、高精度な計測が可能とな
る。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、光源及び光検出器に対
する生体試料の位置変化に伴う計測誤差をなくすことが
でき、高精度な計測を行うことができる。また光源及び
光検出器と生体試料を密着させた圧力が一定範囲の時に
データを取り込むことにより、高精度な無侵襲生化学計
測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図。
【図2】本発明の第二実施例のブロック図。
【図3】本発明の第三実施例のブロック図。
【図4】図3の装置の信号検出ブロック部分の詳細を示
した正面図および側面図。
【符号の説明】
1…光源、2…光検出器、3…圧力センサ、4…治具、
5…腕支持体、6…光源駆動電流供給装置、7…増幅
部、8…圧力検出部、9…生体信号演算処理装置、10
…制御部、11…表示装置、12…記憶装置、13…生
体試料。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一つの光源,光検出器からな
    り、上記光源から出射される光を、直接生体に照射し、
    その透過,拡散,反射した光の強度を光検出器により検
    出し、その検出結果に基づき、上記生体の成分を測定す
    る装置であり、上記生体を支持体に固定する治具に圧力
    センサを設けたことを特徴とする無侵襲生化学計測装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の上記支持体内に設置した
    上記圧力センサは、上記生体に密着させ、上記圧力セン
    サの圧力がほぼ一定範囲のときに、データを取り込む無
    侵襲生化学計測装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の上記圧力センサの圧力が
    ほぼ一定範囲になるように治具を調節する機構を設けた
    無侵襲生化学計測装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の上記治具はベルト又はマ
    ジックテープ、又はばねとねじを有し、これを調節して
    上記生体を上記支持体に固定する無侵襲生化学計測装
    置。
  5. 【請求項5】請求項3に記載の上記調節する機構は、ベ
    ルトやマジックテープでは、上記生体と上記光源及び上
    記光検出器が密着し、上記圧力センサの圧力が一定範囲
    になるように長さを変化させることで調節し、上記生体
    を挟んだ基板の間にばねを同時に挟み、ねじの締めつけ
    により上記ばねの弾性を変化させることで調節する無侵
    襲生化学計測装置。
JP9055878A 1997-03-11 1997-03-11 無侵襲生化学計測装置 Pending JPH10248829A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9055878A JPH10248829A (ja) 1997-03-11 1997-03-11 無侵襲生化学計測装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9055878A JPH10248829A (ja) 1997-03-11 1997-03-11 無侵襲生化学計測装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10248829A true JPH10248829A (ja) 1998-09-22

Family

ID=13011365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9055878A Pending JPH10248829A (ja) 1997-03-11 1997-03-11 無侵襲生化学計測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10248829A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009514619A (ja) * 2005-11-10 2009-04-09 ソリアニス・ホールディング・アーゲー 身体組織中のグルコース・レベルを割り出すための装置
WO2015151508A1 (ja) * 2014-04-04 2015-10-08 セイコーエプソン株式会社 生体計測装置および生体計測方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009514619A (ja) * 2005-11-10 2009-04-09 ソリアニス・ホールディング・アーゲー 身体組織中のグルコース・レベルを割り出すための装置
WO2015151508A1 (ja) * 2014-04-04 2015-10-08 セイコーエプソン株式会社 生体計測装置および生体計測方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8886268B2 (en) Living body information measuring apparatus
EP2335579B1 (en) Component concentration measuring device and method of controlling component concentration measuring device
US6097975A (en) Apparatus and method for noninvasive glucose measurement
JP3579686B2 (ja) 測定位置再現方法および測定位置再現装置並びにそれを使用した光学測定装置
US5687721A (en) Measurement device for non-invasively determining the concentration of polarising substances
JP2736002B2 (ja) 眼の房水の光学的性質のインビボ測定用デバイス
JP3184521B2 (ja) 濃度を決定するための測定装置及び測定システム
JPS60236631A (ja) グルコースの測光検出装置
JPH03146032A (ja) 生体を損なわない血糖濃度測定装置
JPH07505215A (ja) グルコース濃度を測定するための方法及び装置
WO1993007801A1 (en) Method and apparatus for non-invasive blood analyte determination
JP2009168670A (ja) 光学測定ユニット
EP2470063B1 (en) Apparatus and method for determination of tear osmolarity
JPH04357440A (ja) 光音響セルおよび光音響測定装置
JP2004279427A (ja) 目的物の成分濃度測定方法及び装置
JPH10108857A (ja) 生化学計測装置
US20110125004A1 (en) Analysis by photo acoustic displacement and interferometryl
JPH09308623A (ja) 無侵襲生化学計測装置
WO2005120361A1 (ja) 生体情報測定装置、標準素子、及び生体情報測定装置の使用方法
JP2008154873A (ja) 光学測定装置
JP2008104751A (ja) 血糖値測定装置および血糖値測定方法
JPH1080416A (ja) 無侵襲生化学計測装置
JPH10248829A (ja) 無侵襲生化学計測装置
JPH10305025A (ja) 無侵襲生化学計測装置
WO1993009421A1 (en) Apparatus for ex vivo measurement of blood sugar levels