WO2020017028A1

WO2020017028A1 - 非破壊検査装置

Info

Publication number: WO2020017028A1
Application number: PCT/JP2018/027299
Authority: WO
Inventors: 木暮一也
Original assignee: 桐生電子開発合同会社
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Also published as: CN112351735A; CN112351735B

Abstract

【課題】光を使用して、時間的に変化する物質の時間的上昇、下降量と時間に対する変化量を精度よく測定し、その結果を表示する装置を開発する。【解決手段】少なくとも２つの光源の光を被測定物質を含む試料に照射し、すくなくとも１つの光源の光では、被測定物質以外の成分に対しての変動を測定し非測定物質を測定するための光で被測定物質の変動を測定する。非測定物質の変化量を精度よく測定するため、非測定物質以外の変動量を補正値とする。また、測定は一定時間をおいて３回行い、1回目の測定値と３回目の測定値の差分を計算し、1回目と２回目の測定値の差分の時間的な微分値を演算し、1回目と３回目の測定値の差分値と、1回目と２回目の測定値の時間的微分値を使って最終的な結果とする。

Description

非破壊検査装置

本発明は、非破壊で被測定物質が基準とした時点からの上昇、下降量の相対変化量と変化量の時間的微分値を測定、計算し表示する非破壊測定装置に関するものである。

試料に含まれる時間的変化を伴う物質量を時間と共に測定する場合で特に時間的な変化が重要な場合では非破壊で測定する事が望まし。その非破壊で測定する手段の一つとして、分光分析など、光による測定方法がある。この適応の一つとして非侵襲な血糖値測定技術がある。これは、血糖値の濃度によって、光の吸光度、偏光などの物理的特性の変化量によって、血糖値を同定するものである。その代表的な手法として、図１に示すような近赤外分光分析を基本とする方法が過去において複数報告されている。この手法は分光Spectrumの強度分布によって、被測定物質の質量（濃度）を測定する方法であるが、そのSpectrum強度分布から被測定物質を同定するために、基本的な分光Spectrum強度分布を示す検量線と言われるものを必要とし、その検量線の作成のために、Simulation技術などを活用して効率的に作成する手法なども提案されているが大量の測定Dataの分析を必要とする。

さらに、この分析方法は特定の条件の元で適応される事が殆どであり、これを不特定の複数の試料に適応した場合、非常に困難な問題がある。それは被測定物質以外の成分が個々によって異なる事。物理的な変異、個体差などが原因で広く測定を適応して使用する事はほぼ無理とできる。この分光分析による方法は基本的に光の吸光度を測定する手法であるが、偏光を使用する他の方法であっても同様な事がいえる。結局、光によって時間的変化を伴う物質を時間と共に測定する場合における問題を突き詰め整理すると、検量線の生成及び物理的な変異などによる再現性、測定精度の問題に帰着する。光によって時間的変化を伴う物質量を時間と共に測定する被破壊測定装置の実現が困難である。

特許第３６９２７５１号２００３年赤外分光法の非侵襲血液成分測定への適用, IEEJ Trans. EIS. Vol.127, No.5, 686-691(2007). （信州大学）

解決しようとする問題点は、光により測定値は時間と共に変化する事は解かるものの、検量線の作成精度と物理的変異により測定精度が低下する事で被測定物質の質量（濃度）の測定が困難であるため光による被破壊測定装置の実現ができない点である。

本発明は、光による物質の測定に対する考え方を変え、検量線を作成せず、ある時点からある時点までの被測定物質の相対的な変化量と時間的変化量の測定、演算を行う。また、光出射部を測定部位に圧力をかける作用点として使用し、測定するための光軸を実時間で調整して測定する方法が主要な特徴とする。

本発明の被破壊測定装置は直接被測定物質量（濃度）を測定しているわけではないが、被測定物質の質量（濃度）に代わる指標として再現性の良い光による被破壊な測定が可能になる。

今まで離散的な測定では発見出来なかった急激に被測定物質質量（濃度）が上昇する状態を被破壊で検出する事が可能になる。

分光分析を使用した非破壊測定装置の構成例食事と血糖値の変化の例 Actuator LensのShift動作と、Tilt動作の様子透過光を使用した場合の光学部構成反射光を使用した場合の光学部構成 Clip機構に光学部を内蔵した構成 Analog回路を中心とした測定装置の電気回路Block図 LD1による調整期間と、LD2による測定期間の様子 MPUによるDigital処理を中心とした場合の電気回路Block図測定値から最終測定結果を表示するためのdds値Graph例

次に図を使用しながら本発明の実施の形態の一つとして血糖値の測定に適応した場合について説明する。勿論、血糖値と限らず時間的に被測定物質が時間的に変化する事を測定する事が重要な例えば植物の光合成の変化を測定する事も可能である。

光によって、非破壊（以下、血糖値の測定にあたっては非侵襲という）で血糖値を測定する場合、各種方法が提案されているが、ここでは光の吸光度と、拡散度によって同定する事にしている。拡散度は、血糖値の濃度に比例する事が知られているため、光の量を測定するためにPhoto Device（以下PD）を使用するが、PDの大きさ（面積）によって、その感度は異り、その大きさは使用する光の光径と同じか、それよりも大きい(大きさは想定される拡散度の範囲から決定)ものにする。この場合、PDにて検出される光量は、血糖により吸収によって小さくなると同時に組織（拡散体）と血糖により拡散される。そのため、PDにて検出される光量は、拡散度によって吸光度を拡張する事になりPDで測定される量は血糖値の変化の検出感度を増感する事になる。この吸光と拡散度を重畳した測定値を基本的な検出量とする。この検出量から吸光率が求められる。また、吸光は温度によって変化する事がしられているため、測定部位の温度を測定し、温度の値によって補正し、最終的な吸光率となる。

まず、血糖値の性質についてここで確認をする事にする。血糖は血中成分の一つであるが、近赤外と言われる波長付近で吸光特性を持つ物質は血糖以外複数存在する。今、食事をした場合、通常人体の応答変化として食後一定時間おおよそ20分～40分程度経過後血値は上昇し、インスリン等の作用などによって食事後時間約２時間程度で食事まえと同程度の値になる事がしられているが、この食事行為によって血中成分の中で急激に変化するものは血糖値と、水分だけと推定する。その理由として血糖値以外の物質は、各臓器などから生成される成分か、反応によって生成される成分であり、血中成分の変化として現れるまでには血糖値の変化と比較すると非常に遅いためである。従って、2時間程度の短時間の中で、吸光度、拡散度が変化する要因としては、ほぼ血糖値であると同定可能と考える。この変化の可能性のある血糖と、水分であるが、水分は血糖の吸光Spectrum波長と別な波長による光源における吸光度を観測する事で分離する事が可能である。つまり、水分による吸光度感度特性と、血糖値の吸光度感差によって血糖値の変化量の補正が可能ということを示している。ただし、2つの光源が同軸にて観測される事が必要である。本来、この血糖以外の同定のために、多くのDataに元づく検量線を作成しなければ血糖値は同定できないが、このように血糖値の変化量であれは、検量線を必要としない事になる。このように今回の装置では、基本的に血糖値の上昇量、下降量の測定する事を特徴としている。また、今回の測定のように血糖値の上昇、下降の変化量を計測する場合、肌色素、皮膚状態など個々のばらつきによる誤差を相殺できるため、測定精度、再現性の向上が可能である。

生体における血糖値は、健康な場合、食後２時間程度で食事前とほぼ同じ値になる。しかし、所謂、糖尿病における糖代謝では、その変化量に特徴が表れる事がわかっている。図２に血糖値の時間的変化の一般的例を示したものである。

そこで、食前、食後30分程度、２時間程度の３回の測定をおこない、判断を行う。これは、糖尿病の臨床診断手法における糖負荷試験と類似したものである。また、重度の場合（12c）、食事前、30分、2時間の血糖値は変化しない場合がある。そのため、測定値の時間的な変化量、時間微分値を計算し、変化量と、実時間における時間微分値の複合的判断を行う。

通常、健康診断などで行われる血糖値の測定は所謂空腹時血糖値である。多少、値が高く測定されたとしても、重度を見過ごす可能性がある。隠れ糖尿病といわれる応答は食後に急激に血糖値が上昇する事でもあり、この時間微分値によって、この症状を検出する事が可能である。

ではつぎに物理的な変異に対する解決方法について示す。

光によって測定する場合、その光路長が変化する事によって誤差、精度の低下となる。そのため、光路長が変化しないように一定の位置で拘束するしかなく、甚だ利便性に欠く。利便性を考慮した場合、反射される光により測定する手法が優れているが、実際に光を当てる部位が変わった場合、その測定部位での皮下組織が変化してしまう可能性があり、精度の低下を伴う。また光の入射状態、振動などによっても精度の低下となる。そこで、測定装置の構造として、まず、測定する部位を制限する構造をとる。これは、例えば耳タブや、指の間などに挟む構造（図６）である。これならば、ほぼ一定の部位で測定をする事になる。また、耳タブや、指の間の部位は、色素の変化の影響を受けにくい可能性もある。また、温度が変化した場合、吸光度が変化する事が知られ、挟む事が可能な部位では、大きな温度変化を伴わないものと期待できる。

挟む構造とする事で、光路長を一定に保つ事が可能であると共に、測定部位に対して一定の圧力を印加する事が可能となり、その圧で血流の変化を抑制する事が可能となる。光で測定する場合、最も影響があるものは血液のヘモグロビンであり、これが変化する事で測定精度が低下する。特に、食後など血流の変化が大きいためである。測定する部位がある程度制限したとしても、皮下組織には血管が存在し、光路上血管が含まれる場合は精度の低下が予想される。そこで、光経を小さくしActuator（CDやDVDなどの光ピックアップと同じ構造など。図示せず）を使用し、部位に照射位置を調整し、検出光が最大になるように調整する機構を設ける。また、この機構は、不覚筋動の抑制や、入射状態など実時間で調整する機構を持たせ、精度の確保を行う。図３はそのActuatorを動かし測定する事を説明した図である。しかしこの調整機構でも補正できない物理的な変異が存在する。このために、血糖値を測定するBeamと、同軸に配置され、同じ光路による別波長による光源によって、血糖値を補正すると同時に、物理的な変異も補正も行う。物理的な変異は、血糖値の測定による波長における変異と、同様に変化すると考えられるため可能としている。

図４は光学的な基本的な構成である。特徴として近赤外の光源（この構成の場合は半導体Laser Diodeを使用）を異なる複数波長を使用し、その複数の光源を同軸に出射する。波長として、Glucose に大きな吸光を示す波長例えば1500nm付近の光源（測定光：23a）第2波長光源、以下(LD2)と1300nmの光源（参照光：23b）第1波長光源（以下LD1）
を使用する。光源としてLaser光が望ましい。その理由は、発光波長範囲が非常に狭く、単一波長として扱う事が可能なためである。当然、単一波長とみなされる範囲としてその偏差が10nm程度の発光特性を持つ光源であっても良い。
1300nm付近の波長を選択する理由は、水分に対して高い吸光度を示すのに対し、Glucoseに対しては、大きな吸光を示さない波長の光源であり、その光源を組み合わせ、その吸光度の変化から、水分量の変化量及び物理的な変化量として測定光による検出量の補正を行う。この補正の方法は差分を取る方法或は比を求める方法でも良い。また、参照光による検出量は、測定部位の振動や入光状態の補正、光路上の障害物の回避を行うための制御量として使用し、この波長により検出される光量が最大となるように、後述するActuatorを電気的に制御する。図４は測定部位に対して透過光を使用した場合の構成と図５は拡散反射光を検出するための構成でありどちらも照射した光が測定部位の内部を通過した状態で検出される。光源（23a、23b）からの光はLens（24a,24b）によって小径Beamに絞りCollimation光（14）となる。（小径のBeamに絞る理由は大きな出力の光源を使用せずに輝度を確保する事が可能であり、消費電力を抑え、Costを抑える事が可能になる。また、光路上に障害物（具体的には血管（13））があった場合回避する事ができるようになるためである。このBeamはPBS（25a,25b）などによって同軸光となる。ただし、2個の光源が同時に発光する事はさせない。その後Actuator Lens（22）によって測定部位（21）に照射する位置を補正する機能を有する。このActuatorの動作は、Shift（16）とTilt（15）する事が可能であり、参照光による検出値が最大になるようの実時間で調整を行う。この調整のためのこのActuatorの応答速度は速い必要はなく、所謂不覚筋動と同程度の特性をCoverすればよい。また、実際に測定部位に接する部分（20a,20b）は表面から直接反射される光の影響を排除する機能も有する。また、測定部位に対して一定の圧力（18）をかけるための作用点としても機能する。

この光学的な構造を保持する機構として、Clipのような構造とする。その理由は前述べた様に、測定部位の制限、血流の制限である。図６はその構造をしめしたもので、上記の光学的構造図４、図５の構造を内蔵する。図６筐体（27）では光源からの光(14)からの光はミラー（29）によって導光されているが、ファイバーなどでActuator Lensまで導光する構成も可能（図示ぜず）また、図６は透過光の構成であるが、拡散反射でも同じ機構を使用し、図５に示す光学的な構造を内蔵させる。この場合、透過光による構造におけるPD側に配置される集光用対物Lens（20b）が被測定物支持部品（26）になる。

図７は基本となる電気回路Block図である。この図７は透過光による構成であるが、拡散反射光を使用した場合も電気回路では同じ構成である。（図示せず）OSC1（30a）は測定するために使用する信号例えば1Khzにて光出力をAC変調する信号である。測定値はこのOSC1(30a)による信号が測定部位によって吸光、拡散された信号をPD（17）により検出される振幅である。OSC2(30b)は光源１(23a)（以降LD1）と、光源２（23b）（以降LD2）を切り替えるもので、LD1が発光の場合はLD2が休止、LD2が発光の場合はLD1が休止のように交互に発光を光源切り替えスイッチ回路（31）で切り替える。例えばOSC2(30b)の出力がHの時にLD1が発光し、Lの時はLD2が発光する。また、LD1が参照光、LD2が測定光としている。PD(17)（参照光と測定光用と共有）の出力はIV変換（35）され、同期AMP（36）によって増幅される。光源駆動回路1,2（以降LDD1,2）（32a,32b）はLaser Diodeに高周波重畳機能（34）を有し、反射光によるLaser発光が不安定になる事を避けるため、Single Modeから Multi-Mode発振で使用されFront MonitorやBack Monitor DiodeなどのAPC回路（図示せず）によって光出力を一定に保つ。また、温度Sensor（34）を配置し、温度による変化を補正も行う。RMS回路（37）では、検出された信号の実効値を出力し、Servo AMP（38、40）に入力される。LD１が発光した時のRMS回路（37）の出力をHoldする回路（41b）と基準電圧(39)（参照光量に相当）がLD1 Servo AMPに入力され差分を演算し、LD1の発光量を自動制御するServo Loopを形成する。この動作によってPD（17）でうける参照光の光量は基本的な透過量の影響を排し一定になる。LD1 Servo AMP（38）にて、演算しLDD1（32a）の入力量として求めるがこの出力が大きい場合、被測定物（21）における光の減衰量が大きい事を示し、このLD1の制御量がLD2の基準値となる。この基準値は、被測定物（21）における基本的に測定をするために必要な光Powerを自動的に求めた事になる。また、このLD1検出量をLD2測定光の基準とする事で被測定物（21）の物理的な変位及び、水分量の変位を補正した事に相当する。物理的変位（被測定物（21）の組織的変異）はLD1,LD2共同じ減衰特性（吸光特性、拡散度特性に影響を与えない）であると考えられるためLD1による検出量は物理的な変位量と時間的に変変位する可能性がある水分による吸光度の補正量を反映している事となる。また、LD2が発光した時のRMS回路（37）の出力をHoldする回路（41c）の出力と、LD1の制御量をHoldする回路（41a）の出力の値の差分を演算し、LD2の制御出力とする事で、LD2の出力を一定に保つ事が可能になる。（LD1の発光量とLD2の発光量の比率は事前に最適な値を求めておき、その比率に従ってLDDのGainが決定される。）LD1制御量をHoldする回路（41a）（OSC2(30b)の出力が例えばHの時にLD1からのRMS回路（37）からの出力をLD1検出値Hold回路（41b）がHoldし、Lの時にはLD2検出Hold回路（41c）がHoldする）とLD2の制御量の差分を演算する測定値補正回路（42）の出力は、最終的にLD2検出量から物理的な変位と、水分の変位を補正した測定値になる。今回の装置では、この測定を３回、時間をずらして測定を行う事になる。この３回の測定によって、最終的な結果とする方法は後述する。

Actuator Lens（22）はLD１の発光期間（49）によって調整を行う。初回発光した時、Main PD（17）のSideのSUB-PDの出力（17s,17b）の差分を演算する事（43）でBeamの中心がどちら側にあるかが検出可能であり、この動作によって、PDで検出される光の強度の中心がPDの中心になる。図7の構成ではSの出力（35s）が大きい場合は光強度分布検出回路では基準電圧より（＋）側出力が現れ、この出力が小さくなる方向にShift Drive回路（44b）を駆動し、Bの出力（35b）が大きい場合は基準電圧より(-)の出力が現れるので、この出力が小さくなるように、S（35s）信号の時とは逆にShift Drive回路（44b）を駆動する。測定のためのLD1の駆動とこのShift Drive機構（47）の駆動を同時に行い、LD1検出量を求めた後、LD2の発光期間（50）にてLD2による検出を行い、最終的な測定値を得る。図８はLD1、LD2の切り替えを示している。また、測定値のSNRを改善するため、平均した値（重ね合わせ値）によって行う。この例では、変調信号（30c）として連続した信号であるが、これをDutyの低いパルスでおこなって同様である。また、Actuator LensにTilt機能を含ませた場合、まず測定に入る前にLD1による参照光に制御出力を複数回LD1発光期間（49）を使って測定しその都度Tilt Drive基準電圧発生回路（46）（これは極小規模なMPUなどを使用する）からの出力を変更しTilt Drive機構（48）を駆動、LD1制御量が最少になるような状態を求めた後に、Shit Drive機構による調整と、測定Cycleに入る。今回のTilt Drive機構（48）と、Shift Drive機構（47）は測定部位の組織構造の影響を排除するためと振動などによるずれを補正するため、実時間にて調整する事を提供する。

図７では、電気回路としてAnalog的Servo Loopでの構成をしめしたが、当然、MPU（52）になどによりDigital的な処理によって実現する事も可能である。また、Analog 的Servo Loopのため、LD1,LD2の発光は図9に示すように発振器からの波形（30c）で発光する事が考えられるが、この発光を短いパルス発光（30d）、例えば10ns～30ns程度のパルス発光で行う事でも実現可能であり、このパルス発光によって、光のエネルギーによって測定部位の温度上昇を避ける事も可能となる。温度上昇を抑える事で、測定精度の向上も期待できる。また、血糖値の場合測定部位は人体に皮膚が被測定部位となるため、非常に強い光を連続して照射した場合には、光によって火傷する可能性がある事もさける事が可能。この光の強さ（エネルギー量）に対する人体への安全域は国際的に安全規格としてまとめられている基準を元に定める事になる。また、同期AMP（36）もDigital信号処理によって実現している。このServo LoopのLD1,LD2制御量そのものが、結果的に吸光度及び拡散度に相当する検出量となる。その場合の構成図を図９に示す。まず、何度かLD1の発光時（発光制御量は事前に決めた量）の値(36a)をAD入力し、Tilt駆動回路（45b）の駆動量を変えLD1の検出量が最少になるような駆動量を検出しTiltの最適な状態として求た状態でShift Drive機構（47）による調整のため、Sub-PDのからの信号（35s,35b）をMPU（52）にAD入力され、PD（17）にBeamの中心になるように、MPU(52)内で演算（光強度分布検出回路（43）に相当する演算）し、Shift Drive回路（44b）を駆動する。この一連のTilt制御と、Shift制御はLD1、LD2による測定の前に行う。尚、LD1、LD2を駆動する時、MPU（52）からLD1、LD2を駆動するがOSC1（30a）による変調に相当するようにLD1 ON/OFF信号（32d）と、LD2ON/OFF信号（32e）を制御する。測定はまず、MPUからの出力を一定量づつLD1発光制御量（32c）加減し、ADからの入力される値（36a）が予め決めた値（LD1基準電圧発生回路（39）に相当）になるよう検出量を求めLD1の検出値とする。続いて同様にADによってMPUに入力（36a）される値がLD1により検出される量を基準として一定量となるようにLD2発光制御量（32f）を加減する。この時のLD2発光制御量（32f）がLD2による検出量とする。次に、LD2による検出量からLD1による検出量をMPU（52）で減算し、温度補正センサー（33）からの信号（33a）により補正（補正量は温度による吸光度特性から求めた値を基本とし実験的に求める）した値が最終的な測定値となる。この構成によって、測定される血糖値としては50mg/dlから200mg/dlの範囲と想定している。実際に糖尿病の治療に使用されるSMBGでは0mg/dlから900mg/dl程度のRangeを必要とする。もしこのRangeを想定した場合、かなり大きなLaser出力を必要となる可能性があるが、Rangeを狭める事で、低消費電力化、Cost Downを実現可能としている。

では次に本装置の特徴である３回の測定値の扱いと最終的な結果の出力について具体的な装置の操作を踏まえて説明する。まず、食事前操作スイッチ（54a）操作し、食事前値を測定する。この時の測定値を(t1,S1)とする。次に食後30分程度経過したときに食後操作スイッチ（54b）を操作し、測定を行う。この時の測定値を(t2,S2)とする。さらに、２時間程度経過したときに食後操作スイッチを操作し測定を行う。この時の測定値を(t3,S3)とする。（30分後、２時間後などの判断は、装置内部の時計（55）により判断を行う）この測定値から ds=S3-S1を求める。この値がこの装置の基本的な測定量となる。次に、dts=（s2-s1）/（t2-t1）として求める。この値は短時間にたいして、どの程度変化したかを示す時間微分値となり、装置として、dsの値と、dtsの値から判断される結果を表示器（53）に表示する事になる。この値は血糖値の上昇速度を示すものとなる。血糖値は代謝の状態や、食事のとり方、内容によって大きく変化する事がしられていて、空腹時血糖値が正常であっても食事によって急激に上昇する事がある。この上昇した血糖値を血糖値スパイクと言われ、このスパイクの値が大きい事がある事を所謂隠れ糖尿病ともいわれる。今回の時間微分値が大きい場合、大きな血糖値スパイクがあると推定する。通常の血糖値の測定においてこの血糖値スパイクを検出する場合には、連続して血糖値を測定し、最大値を測定しなければならないが。今回のこの方式では、連続して測定しなくとも、血糖値スパイクの測定と同等の測定となる。また。今回の測定方法では、測定値の差分及び、変化率を短時間内で完了し演算するため、精度に対する偏差が相殺され、測定精度、再現性が向上する。

図10のGraphは最終的な判断値を求めるGraphである。横軸にds（56）の値をとり、縦軸にはその最終測定結果dds（57）となる。この空間に複数する曲線はdts（58）に相当するものである。このds、dts、dds特性はds（56）値が低い場合でもdts（57）値が高い場合、dds（57）が高くなる事をしめしたものである。どのdts（58）曲線選択するかは例えばdts値を20程度に正規化した値によって選択する。（このdts曲線の描き方は実際の血糖値の医学的な検査基準を元に製品仕様として決定する）

図10（59）で示した領域にds値（56）及びdts（58）が該当する場合、測定値が正常でない可能性または、あまりにも異常な測定結果である可能性がある。このような場合はdds（57）値を表示器（53）に表示し同時に点滅をさせ、測定値結果の取扱いに注意が必要である事を示す。これは例えば、糖代謝が異常（重度）な場合、ds値が小さい場合がある。また、dts値も小さい事がありえる。この状態は血糖値が食事前から非常に高く、食事によってこれ以上血糖値が上昇しない場合などに相当する。また、この（59）で示した領域の設定は朝食、昼食、夕食を想定し、３種類Graphを用意し、どのGraphを選択するかは測定の時間帯によっておこなう。例えば、時計（55）が朝の時間帯であれば、前日の食事からかなりの時間が経過している可能性があり、この場合血糖値はそれなりに低下している可能性があるなど、その時々に応じたGraphを使用する。最終的に求められたdds値は表示器に表示される事になるが、この測定装置ではでは、数値による表示は行わない。その代わりにColor Gradationで行う。dds値が０の場合を基準に例えば“青”とし、最大値を例えば“赤”となるように、数値対ColorをMapping（60）する。

血糖値に代わる新しい健康管理を目的とした指標とする事が可能であり、今まで空腹血糖値の測定発見出来なかった所謂隠れ糖尿病の早期発見する診断装置としても適応できる。また、変化の状態を測定する手法を使用する事で例えば植物の光合成によって生成される糖の変化を測定する事で、農業用の制御装置にも適応可能である。

１  光源
２  絞り
3a  対物レンズ（カップリング用）
3b  対物レンズ（集光用）
４  ファイバー
５  被測定物
６  シャッター
7  解析格子
８  ミラー
９  フォトアレー
10 AD変換器
11 プロセッサ
12a 正常の血糖値の時間的変化の例
12b 糖代謝異常時の時間的変化の例
12c 糖代謝異常の場合の時間的変化の例（重度）
13 血管等
14 光束
15 Tilt による傾いたActuator Lens
16 Shitによる移動したActuator Lens
17 PD（Photo Device）
18 光路
19 加圧
20a 光出射用対物Lens
20b 集光用対物Lens
21 被測定物
22 Actuator Lens
23a 光源１
23b 光源２
24a コリメーションLens１
24b コリメーションLens２
25a PBS（合成用）
25b PBS（反射光分離用）
26  被測定物支持部品
27  装置筐体
28  支点
29  ミラー
17s PD Side Sub-PD（s)
17b PD Side Sub-PD(b)
30a OSC1（信号用発振器）
30b OSC2（光源切り替え用信号発生器）
30c OSC1出力（光源変調出力）
30d LD1,LD2 パルス発光波形
31  光源切り替えスイッチ
32a 光源駆動回路１（LDD1)
32b 恋減駆動回路2（LDD2)
33  温度補正センサー
34  マルチ発光用発振器
35  I/V 変換回路
36  同期増幅回路
37 RMS（実効値回路）
38 LD1 Servo AMP
39 LD1基準電圧発生回路
40 LD2 Servo AMP
41a LD1 制御量Hold回路
41b LD1 発光検出値Hold回路
41c LD2 発光検出値Hold回路
42 測定値補正回路
43 光強度分布検出回路
44a Shit Drive Buffer回路
44b Shift Drive回路
45a Tilt Drive Buffer回路
45b Tilt Drive回路
46  Tilt Drive基準電圧発生回路
47  Shit Drive機構
48  Tilt Drive機構
30  OSC1出力（光源変調出力）
49  LD1発光期間、Actuator Lens 調整機関
50  LD2発光期間（測定期間）
51  OSC2出力
32c LD1発光量制御量信号
32d LD1 ON/OFF制御信号
32e LD2 ON/OFF制御信号
32f LD2発光量制御量信号
33a 温度センサー信号
36a PD Side Sub-PD信号入力
36b PD Side Sub-PD信号入力
52  MPU
53 表示装置
54a 操作スイッチ（食前）
54b 操作スイッチ（食後）
55  時計
56  ds計算値
57  dds 最終測定結果
58  dts曲線
59  点滅表示柳雄値
60  dds 表示色Mapping

Claims

発光部と受光部と制御部を有し、被測定部位における内部物質の濃度を測定する光学測定部と、前記測定結果を表示する表示部と外部に出力する通信機能を有する測定装置であって、
  前記発光部は、前記被測定部位に対して出射波長がそれぞれ第１波長、第２波長の単一波長で発光する光を個別に出力し、
  前記受光部は、前記被測定部位で測定部位内部を通過した前記光源からの光をそれぞれ検出し、
  前記制御部は演算処理部を備え、該演算処理部は測定部位内部を通過した光源からの光を前記第１波長、第２波長の前記測定部位内部を通過した光源からの光が前記被測定部位の前記被測定部位の内部の被測定物質にそれぞれ吸光された割合である第１吸光率、第２吸光率に換算し、該第２吸光率を第１吸光率を使って補正演算し
これを制御部にて第１測定値として保持し、一定時間経過後再度同じ測定を行いこれを制御部において第２測定値として保持し、更に時間が経過後に同じ測定方法で測定した測定値を第３測定値として制御部に保持、
第１測定値と第３測定値の差分を制御部にて前記被測定部位における測定物質の濃度変化として算出し、第１測定値と第２測定値の差分を第1測定値の測定時間から第２測定値を測定するまでの経過時間長にて時間変化率として演算し前記表示部に濃度変化量データ及び時間変化率データを前記表示部に出力することとそのデータを外部に通信によってデータを送出する機能を有する事を特徴とする非破壊測定装置。
請求項１に示す濃度変化量データ及び時間変化率データの被測定部位における被測定物質が体内の血糖値とした非破壊測定装置
請求項１に示す濃度変化量データ及び時間変化率データを表示する機能を有する非破壊測定装置。
請求項１に示す濃度変化量データ及び時間変化率データを外部装置に出力するための通信機能を持つ非破壊測定装置。
請求項１、請求項２に示す非破壊測定装置において、補正演算として請求項１における第２吸光率から第１吸光率を減算する事により測定値を求める事を特徴とする非破壊測定装置。
請求項１、請求項２に示す非破壊測定装置において、補正演算として請求項１における第２吸光率をと第１吸光率で除算演算する事により測定値を求める事を特徴とする非破壊測定装置。
　請求項１に示す濃度変化データ値と請求項１に示す時間変化率データ値を軸とする２次元のデータテーブルを持ち、測定された濃度変化データ値と、測定された時間変化率デーデータテーブルにあらかじめ設定されていた値から色へと変換する演算を行い請求項１に示す表示部に色を表示する機能を有する事を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の非破壊検査装置。
　被測定部位に照射する光の照射位置、角度を補正する機構を持つ事を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載に記載の非破壊検査装置。
　光の出射部を被測定物質を含む被測定部位に一定の圧力をかける作用点として使用し、被測定部位に一定の圧力をかける構造を有し、被測定部位に一定の圧力を印加した状態で被測定部位の内部の被測定物質の測定する構造を持つ事を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の非破壊検査装置。