JP2006087913A - Method of preparing calibration curve for quantitatively analyzing in-vivo component and quantitative analyzer using calibration curve - Google Patents

Method of preparing calibration curve for quantitatively analyzing in-vivo component and quantitative analyzer using calibration curve Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of non-invasively determining a concentration of an in-vivo component such as blood sugar level (glucose) of a subject. <P>SOLUTION: The concentration of the in-vivo component of a subject is determined by use of the absorbance spectrum and a calibration curve of the subject measured by use of near-infrared light. The calibration curver is prepared by determining a plurality of difference absorbance spectra that are differences between a plurality of near-infrared absorbance spectra of a living body and a reference absorbance spectrum selected from the near-infrared absorbance spectra, synthesizing each of the difference absorbance spectra with a previously measured reference absorbance spectrum of the subject, thereby obtaining a plurality of synthetic absorbance spectra, and performing a multivariate analysis with use of the obtained synthetic absorbance spectra. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、血糖値(グルコース)のような体内成分濃度を非侵襲的に推定する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for noninvasively estimating in-vivo component concentrations such as blood glucose levels (glucose).

健康管理や医療のため、採血を行うことなく、グルコース、タンパク質、脂質、水分、尿素などの生体内成分を非侵襲的に分析する方法が注目されている。この分析方法に近赤外光を用いる場合は、近赤外域における水の吸収スペクトルが小さいため、水溶液を分析可能であるとともに、近赤外光は生体内を伝搬しやすいという長所がある。その反面、近赤外域の信号レベルが中赤外域の信号レベルに比して非常に小さく、またグルコースのような目的体内成分の吸収信号が、水、脂質およびタンパク質のような他の体内成分の濃度変化に敏感であるので、ピーク位置やピーク高さを使用して目的体内成分を正確に分析することが困難であった。   For health management and medical treatment, a method of noninvasively analyzing in vivo components such as glucose, protein, lipid, moisture, urea and the like without drawing blood is attracting attention. When near-infrared light is used in this analysis method, since the absorption spectrum of water in the near-infrared region is small, it is possible to analyze an aqueous solution and to have an advantage that near-infrared light easily propagates in the living body. On the other hand, the near-infrared signal level is very small compared to the mid-infrared signal level, and the absorption signal of the target body component such as glucose is less than that of other body components such as water, lipids and proteins. Since it is sensitive to changes in concentration, it has been difficult to accurately analyze the target body component using the peak position and peak height.

近年においては、近赤外分光分析におけるこれらの不具合を改善するため、PLS回帰分析のような多変量解析を使用することが提案されている。この場合は、仮に近赤外領域の吸収信号が低いS/N比であっても、あるいは他の体内成分の濃度変化が生じても、近赤外光を用いた実用的な定量分析が可能になる。   In recent years, it has been proposed to use multivariate analysis such as PLS regression analysis in order to improve these deficiencies in near infrared spectroscopy. In this case, practical quantitative analysis using near-infrared light is possible even if the absorption signal in the near-infrared region has a low S / N ratio or changes in the concentration of other body components. become.

例えば、近赤外分光分析を用いて対象中のグルコース濃度を求める方法が提案されている(特許文献1)。この方法においては、近赤外放射が被験者の皮膚に投射され、皮膚からの放射光が光ファイバーバンドルによって受光される。受光した放射光のスペクトル分析を実施して、グルコース分子に由来するOH基の吸収ピークを有する第1波長域(例えば、1550〜1650nm)、NH基の吸収ピークを有する第2波長域(例えば、1480〜1550nm)、CH基の吸収ピークを有する第3波長域(例えば、1650〜1880nm)から吸収信号を検出する。グルコース濃度は、これらの吸収信号を説明変量とした多変量解析により決定される。   For example, a method for obtaining a glucose concentration in a target using near infrared spectroscopy has been proposed (Patent Document 1). In this method, near-infrared radiation is projected onto the subject's skin, and the emitted light from the skin is received by an optical fiber bundle. Performing spectral analysis of the received synchrotron radiation, a first wavelength region having an absorption peak of OH groups derived from glucose molecules (for example, 1550 to 1650 nm), a second wavelength region having an absorption peak of NH groups (for example, 1480 to 1550 nm), an absorption signal is detected from a third wavelength region (for example, 1650 to 1880 nm) having a CH group absorption peak. The glucose concentration is determined by multivariate analysis using these absorption signals as explanatory variables.

また、確率統計的シミュレーションに基づいて媒体内の対象成分の濃度を求める方法が提案されている(特許文献2)。この方法においては、モンテカルロ法のような確率統計的シミュレーションによって媒体内における光路群が解析される。また、媒体の光学特性である吸収係数と等価散乱係数を所定範囲内において変化させる場合の拡散反射率の変化を示すデータテーブルが作成され、次いで回帰分析の手法により拡散反射率の平滑化処理を実施して補正データテーブルが作成される。次に、1000〜2500nmの波長域にある近赤外光のような光を媒体に照射し、そこからの放射光を検出することにより得られる実測スペクトルを、補正データテーブルから提供される基準スペクトルと比較することで媒体内の対象成分の濃度を求めている。また、媒体中の対象成分以外の成分の濃度変化によって生じるスペクトル変化を補正データテーブルから演算すれば、主成分回帰分析(PCR)や重回帰分析(MLR)のような多変量解析により実測スペクトルから対象成分の濃度を求めることができるとされている。
特開平10−325794号公報 特開2003−50200号公報
Further, a method for obtaining the concentration of the target component in the medium based on a stochastic statistical simulation has been proposed (Patent Document 2). In this method, the optical path group in the medium is analyzed by a stochastic statistical simulation such as the Monte Carlo method. In addition, a data table showing changes in diffuse reflectance when the absorption coefficient and equivalent scattering coefficient that are optical characteristics of the medium are changed within a predetermined range is created, and then smoothing processing of diffuse reflectance is performed by a regression analysis method. The correction data table is created by executing. Next, the measured spectrum obtained by irradiating the medium with light such as near-infrared light in the wavelength range of 1000 to 2500 nm and detecting the emitted light therefrom is used as a reference spectrum provided from the correction data table. To obtain the concentration of the target component in the medium. In addition, if the spectrum change caused by the concentration change of components other than the target component in the medium is calculated from the correction data table, it can be calculated from the measured spectrum by multivariate analysis such as principal component regression analysis (PCR) and multiple regression analysis (MLR). It is said that the concentration of the target component can be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-325794 JP 2003-50200 A

しかしながら、近赤外光が照射される生体の皮膚は、一般に不均一な構造を有し、皮膚の厚さや皮膚構造には個人差があることが知られている。また、ある日の朝に測定した被験者の目的体内成分の濃度が、その同じ日の夕刻に測定した被験者の目的体内成分濃度と異なることもしばしばである。このように、被験者の目的体内成分や、目的体内成分濃度に影響を及ぼす他の体内成分の日内濃度変動が、目的体内成分の推定精度の低下を招く。   However, it is known that the skin of a living body irradiated with near-infrared light generally has a non-uniform structure, and there are individual differences in skin thickness and skin structure. In addition, the concentration of the in-vivo component of the subject measured in the morning of one day is often different from the concentration of the in-vivo component of the subject measured in the evening of the same day. Thus, fluctuations in the daily concentration of the in-vivo component of the subject and other in-vivo components that affect the in-vivo component concentration cause a decrease in the estimation accuracy of the in-vivo component.

図5(a)は、3人の被験者(A、B、C)の各々における目的体内成分の濃度(血糖値)と他の体内成分の濃度との間の関係を示す測定結果である。この図において、(A1、A2、A3、A4)の楕円は、異なる日における被験者Aの測定結果を示している。同様に、(B1、B2、B3)の楕円は、異なる日における被験者Bの測定結果を示し、(C1、C2、C3)の楕円は、異なる日における被験者Cの測定結果を示している。各楕円内のプロットmはそれぞれの被験者の1日内の測定結果の変動を示している。ところで、図5(a)の点線で示されるようなデータ不足領域Gが存在すると、図5(a)の測定結果から作成した検量線を用いてデータ不足領域Gで高い推定精度を得ることは困難である。   FIG. 5A shows the measurement results showing the relationship between the concentration of the target in-vivo component (blood glucose level) and the concentration of other in-vivo components in each of the three subjects (A, B, C). In this figure, the ellipses (A1, A2, A3, A4) indicate the measurement results of subject A on different days. Similarly, the ellipse (B1, B2, B3) indicates the measurement result of the subject B on different days, and the ellipse (C1, C2, C3) indicates the measurement result of the subject C on different days. The plot m in each ellipse shows the fluctuation of the measurement result within one day for each subject. By the way, when there is a data deficient region G as shown by the dotted line in FIG. 5A, it is possible to obtain high estimation accuracy in the data deficient region G using the calibration curve created from the measurement result of FIG. Have difficulty.

したがって、目的体内成分の推定精度の安定した信頼性を得るためには、より多くのデータを用いて検量線を作成することが望ましい。しかしながら、それはデータ収集に要する時間の顕著な増加を意味する。さらに、目的体内成分としてグルコース、すなわち血糖値が選択される場合、グルコースの吸収信号は非常に微弱である。したがって、仮にデータ量を増やしても、ノイズの影響によって推定精度の十分な改善が得られない恐れがある。   Therefore, in order to obtain a stable reliability of the estimation accuracy of the target body component, it is desirable to create a calibration curve using more data. However, it means a significant increase in the time required for data collection. Furthermore, when glucose, that is, a blood glucose level is selected as the target body component, the glucose absorption signal is very weak. Therefore, even if the data amount is increased, there is a possibility that the estimation accuracy cannot be sufficiently improved due to the influence of noise.

したがって、本発明の主たる目的は、グルコースのような刻々と変動する目的体内成分の濃度を安定した精度で推定することのできる定量分析用検量線の作成方法を提供することにある。すなわち、本発明の方法は、生体の複数の近赤外吸光度スペクトルと基準吸光度スペクトルの間の差分である複数の差分吸光度スペクトルを求め、差分吸光度スペクトルの各々に基準吸光度スペクトルとは異なる第2基準吸光度スペクトルを合成することにより複数の合成吸光度スペクトルを求め、複数の合成吸光度スペクトルを用いた多変量解析により検量線を作成することを特徴とする。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for preparing a calibration curve for quantitative analysis, which can estimate the concentration of a target in-vivo component such as glucose that changes every moment with stable accuracy. That is, the method of the present invention obtains a plurality of differential absorbance spectra that are differences between a plurality of near-infrared absorbance spectra of a living body and a reference absorbance spectrum, and each of the differential absorbance spectra has a second reference different from the reference absorbance spectrum. A plurality of synthesized absorbance spectra are obtained by synthesizing the absorbance spectra, and a calibration curve is created by multivariate analysis using the plurality of synthesized absorbance spectra.

上記の方法において、複数の近赤外吸光度スペクトルは、生体に近赤外光を照射し、生体からの放射光のスペクトル解析を実施することにより測定されることが好ましい。   In the above method, the plurality of near-infrared absorbance spectra are preferably measured by irradiating a living body with near-infrared light and performing spectrum analysis of radiation emitted from the living body.

上記の方法において、複数の差分吸光度スペクトルは、モデル化された生体内における光伝搬を解析する方法として定義される光伝搬シミュレーションに基づいて得ることが好ましい。この場合は、生体から近赤外吸光度スペクトルを実測する装置を使用することなく検量線を作成することができる。また、シミュレーションにおいてはノイズ成分の影響がないので、仮にグルコースのような微弱な吸収信号を有する体内成分が目的体内成分であっても、推定精度に高い信頼性を有する検量線を作成することができる。   In the above method, it is preferable to obtain a plurality of differential absorbance spectra based on a light propagation simulation defined as a method for analyzing light propagation in a modeled living body. In this case, a calibration curve can be created without using a device that measures a near-infrared absorbance spectrum from a living body. In addition, since there is no influence of the noise component in the simulation, it is possible to create a calibration curve with high reliability in estimation accuracy even if the internal component having a weak absorption signal such as glucose is the target internal component. it can.

上記の方法において、基準吸光度スペクトルは、複数の近赤外吸光度スペクトルの中から選択されることが好ましい。また、複数の近赤外吸光度スペクトルが複数の日にわたって測定される場合、基準吸光度スペクトルは、複数の日の各々において測定された複数の近赤外吸光度スペクトルの中から選択されることが好ましい。   In the above method, the reference absorbance spectrum is preferably selected from a plurality of near infrared absorbance spectra. When a plurality of near-infrared absorbance spectra are measured over a plurality of days, the reference absorbance spectrum is preferably selected from a plurality of near-infrared absorbance spectra measured on each of the plurality of days.

本発明の好ましい実施形態かかる定量分析用検量線の作成方法においては、近赤外吸収度スペクトルの各々を測定した時点における目的体内成分の濃度が、例えば採血の手法により生体から測定され、各々が目的体内成分濃度と基準濃度との差分である複数の差分濃度が決定される。例えば、基準濃度は測定された複数の目的体内成分の濃度から選択される。この場合、検量線は、上記差分吸光度スペクトルと差分濃度とで構成される差分データテーブルを用いた多変量解析により作成される。   In the method for creating a calibration curve for quantitative analysis according to a preferred embodiment of the present invention, the concentrations of the components in the target body at the time of measuring each of the near-infrared absorbance spectra are measured from the living body by, for example, a blood sampling method, A plurality of differential concentrations, which are the differences between the target in-vivo component concentration and the reference concentration, are determined. For example, the reference concentration is selected from the measured concentrations of a plurality of target body components. In this case, the calibration curve is created by multivariate analysis using a difference data table composed of the difference absorbance spectrum and the difference concentration.

本発明のさらなる目的は、被験者の体内成分濃度を非侵襲的に決定する方法を提供することにある。すなわち、この方法は、被験者の近赤外吸光度スペクトルを測定し、上記方法により作成した検量線と、測定した被験者の近赤外吸光度スペクトルとを用いて被験者の体内成分の濃度を求めることを特徴とする。   It is a further object of the present invention to provide a method for non-invasively determining a body component concentration of a subject. That is, this method is characterized by measuring the near-infrared absorbance spectrum of the subject and determining the concentration of the in-vivo component of the subject using the calibration curve created by the above method and the measured near-infrared absorbance spectrum of the subject. And

本発明の別の目的は、被験者の体内成分の濃度を非侵襲的に決定する定量分析装置を提供することにある。すなわち、この装置は、被験者の皮膚に近赤外光を照射する光照射手段と、前記皮膚からの放射光を受光する受光手段と、上記した方法により作成した検量線を記憶するメモリと、前記受光手段の出力と、前記メモリから読み出された検量線を用いて被験者の体内成分濃度を算出する演算手段とを具備することを特徴とする。   Another object of the present invention is to provide a quantitative analysis device that noninvasively determines the concentration of a body component of a subject. That is, this apparatus includes a light irradiating means for irradiating a subject's skin with near-infrared light, a light receiving means for receiving radiated light from the skin, a memory for storing a calibration curve created by the above-described method, It comprises an operation means for calculating an in-vivo component concentration of the subject using an output of the light receiving means and a calibration curve read from the memory.

本発明によれば、多変量解析に差分吸光度スペクトルを使用することにより、生体組織の個人差の影響、測定箇所のばらつきの影響、生体組織変化の散乱現象への影響、および他の体内成分の濃度変化によって生じる目的体内成分の吸光度スペクトルの変動の影響を除去でき、結果的に目的体内成分濃度の改善された推定精度を実現することができる。例えば、検量線がある被験者のための定量分析に使用される場合、第2基準吸光度スペクトルは、その被験者の予め測定された近赤外吸光度スペクトルである。あるいは、その被験者の複数の近赤外吸光度スペクトルが予め測定される場合は、その平均を第2基準吸光度スペクトルとして使用しても良い。合成吸光度スペクトルには被験者の目的体内成分の日内濃度変化が考慮されているので、被験者に固有の検量線を用いてより正確に定量分析を行える。   According to the present invention, by using a differential absorbance spectrum for multivariate analysis, the influence of individual differences in living tissue, the influence of variation in measurement locations, the influence of scattering on biological tissue changes, and other in vivo components The influence of the fluctuation of the absorbance spectrum of the target body component caused by the concentration change can be removed, and as a result, improved estimation accuracy of the target body component concentration can be realized. For example, when used for quantitative analysis for a subject with a calibration curve, the second reference absorbance spectrum is the subject's pre-measured near-infrared absorbance spectrum. Alternatively, when a plurality of near-infrared absorbance spectra of the subject are measured in advance, the average may be used as the second reference absorbance spectrum. Since the synthetic absorbance spectrum takes into account changes in the daily concentration of the target body component of the subject, quantitative analysis can be performed more accurately using a calibration curve unique to the subject.

本発明の検量線の作成方法、同検量線を使用した被験者の体内成分の定量分析、およびそのために使用される装置を、以下の好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1に示すように、近赤外光を用いて被験者の体内成分の定量分析を非侵襲的に実施するための本実施形態の装置は、被験者の皮膚のような対象物に近赤外光を照射する光照射手段と、皮膚からの放射光を受光する受光手段と、後述する方法により作成される検量線を記憶するメモリと、メモリから読み出された検量線と受光手段の出力を用いて被験者の体内成分の濃度を算出する演算手段とを含む。
A method for creating a calibration curve of the present invention, a quantitative analysis of a body component of a subject using the calibration curve, and an apparatus used therefor will be described in detail based on the following preferred embodiments.
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the apparatus of this embodiment for performing non-invasive quantitative analysis of a subject's body components using near-infrared light is applied to an object such as the skin of the subject. A light irradiating means for irradiating light, a light receiving means for receiving radiated light from the skin, a memory for storing a calibration curve created by a method described later, and a calibration curve read from the memory and the output of the light receiving means And calculating means for calculating the concentration of the body component of the subject.

光照射手段は、近赤外光を放射するハロゲンランプのような光源10、一端が光学系を介して光源10に接続され、他端に近赤外光を被験者の皮膚Sに投射するための測定プローブ13が接続される第1光ファイバー12、および一端が光学系を介して光源10に接続され、他端に近赤外光をセラミック板のような基準板Tに投射するための参照プローブ15が接続される第2光ファイバー14とを含む。光学系は、光源10と第1および第2光ファイバー(12,14)の間の光照射側に配置され、例えば、ピンホールを有する光学部材16や、レンズ17、光源から放射された近赤外光を第1および第2光ファイバーそれぞれに分けるビームスプリッタ18を含む。   The light irradiation means is a light source 10 such as a halogen lamp that emits near-infrared light, one end is connected to the light source 10 via an optical system, and the other end is used to project near-infrared light onto the skin S of the subject. A first optical fiber 12 to which a measurement probe 13 is connected, and a reference probe 15 for projecting near-infrared light onto a reference plate T such as a ceramic plate, one end of which is connected to the light source 10 via an optical system. Are connected to the second optical fiber 14. The optical system is disposed on the light irradiation side between the light source 10 and the first and second optical fibers (12, 14). For example, the optical member 16 having a pinhole, the lens 17, and the near infrared emitted from the light source. A beam splitter 18 is included that divides the light into first and second optical fibers, respectively.

ところで、人間のような生体の皮膚は、通常、角質層を含む表皮層、真皮層、皮下組織層で構成され、表皮層のおよその厚みは0.2〜0.4mmであり、真皮層のおよその厚みは0.5〜2mmであり、皮下組織層のおよその厚みは1〜3mmである。真皮層においては、体内成分が毛細血管を介して移動しやすい。特に血中グルコース濃度(すなわち、血糖値)の変化は、真皮層中のグルコース濃度の変化として迅速に現れると考えられている。一方、皮下組織層は主成分として脂肪を含むので、グルコース等の水溶性成分は皮下組織層中に均一に存在しにくい。これらの考察から、血中グルコース濃度を精度良く求めるには、真皮層から近赤外吸光度スペクトルを選択的に測定することが望ましい。   By the way, the skin of a living body like a human is usually composed of an epidermis layer including a stratum corneum, a dermis layer, and a subcutaneous tissue layer, and an approximate thickness of the epidermis layer is 0.2 to 0.4 mm. The approximate thickness is 0.5-2 mm, and the approximate thickness of the subcutaneous tissue layer is 1-3 mm. In the dermis layer, internal components easily move through capillaries. In particular, changes in blood glucose concentration (that is, blood glucose level) are considered to appear rapidly as changes in glucose concentration in the dermis layer. On the other hand, since the subcutaneous tissue layer contains fat as a main component, water-soluble components such as glucose are unlikely to exist uniformly in the subcutaneous tissue layer. From these considerations, it is desirable to selectively measure the near-infrared absorbance spectrum from the dermis layer in order to accurately determine the blood glucose concentration.

本実施形態において、第1光ファイバー12は、測定プルーブ13の端面に図2に示すように配置される。すなわち、第1光ファイバー12の端面は、所定の半径を有する円周上において等間隔に互いから離して配置される。また、後述するように、皮膚からの放射光を受光するための第3光ファイバー20は、前記円の中心に配置される。この円の半径は2mm以下であることが好ましく、本実施形態においては、その半径は0.65mmである。参照プルーブ15は、測定プルーブ13と実質的に同じ構造を有する。   In the present embodiment, the first optical fiber 12 is disposed on the end face of the measurement probe 13 as shown in FIG. That is, the end surfaces of the first optical fibers 12 are arranged at regular intervals on a circumference having a predetermined radius. Further, as will be described later, the third optical fiber 20 for receiving the emitted light from the skin is disposed at the center of the circle. The radius of this circle is preferably 2 mm or less. In this embodiment, the radius is 0.65 mm. The reference probe 15 has substantially the same structure as the measurement probe 13.

受光手段は、一端が測定用プローブ13に接続される第3光ファイバー20、一端が参照プローブ15に接続される第4光ファイバー22、皮膚"S"あるいは基準板"T"からの放射光を受光するために任意の光学系を介して第3および第4光ファイバー(20,22)の他端に光学的に接続される受光素子29を含む。光学系は、受光素子29と第3および第4光ファイバー(20, 22)の間の受光側に配置され、例えば、シャッタ25、レンズ26、反射ミラー27、回折格子28を含む。このように、近赤外光が被験者の皮膚"S"に測定プルーブ13から入射し、皮膚内において反射若しくは拡散され、皮膚からの放射光が第3光ファイバー20介して受光素子29によって受光される。   The light receiving means receives the third optical fiber 20 having one end connected to the measurement probe 13, the fourth optical fiber 22 having one end connected to the reference probe 15, and the emitted light from the skin "S" or the reference plate "T". For this purpose, a light receiving element 29 optically connected to the other ends of the third and fourth optical fibers (20, 22) through an optional optical system is included. The optical system is disposed on the light receiving side between the light receiving element 29 and the third and fourth optical fibers (20, 22), and includes, for example, a shutter 25, a lens 26, a reflecting mirror 27, and a diffraction grating 28. In this way, near-infrared light enters the subject's skin “S” from the measurement probe 13, is reflected or diffused in the skin, and radiated light from the skin is received by the light receiving element 29 via the third optical fiber 20. .

本実施形態においては、周囲温度の変化や光学部品の位置関係などによって生じる近赤外光の変動を補正するため、基準板"T"からの放射光が基準光として使用される。すなわち、光源10から放射される近赤外光が、測定プルーブ13から基準板の表面に入射し、そこからの放射光が第4光ファイバー22を介して受光素子29によって受光される。この場合、光学系を調整することにより、第3および第4光ファイバー(20,22)からの放射光の何れか一方が選択的に受光素子29によって受光される。   In the present embodiment, the emitted light from the reference plate “T” is used as the reference light in order to correct near-infrared light fluctuations caused by changes in the ambient temperature and the positional relationship of the optical components. That is, near-infrared light radiated from the light source 10 enters the surface of the reference plate from the measurement probe 13, and radiated light therefrom is received by the light receiving element 29 via the fourth optical fiber 22. In this case, by adjusting the optical system, either one of the radiated light from the third and fourth optical fibers (20, 22) is selectively received by the light receiving element 29.

受光素子29によって受光された光は、電気信号に変換され、A/D変換器40でA/D変換される。A/D変換器40の出力は、パーソナルコンピュータ等の演算部50に送られる。演算部50では、受光した光のスペクトル分析が実施され、後述する方法に基づいて体内成分の濃度を算出する。具体的には、演算部50は、PLS解析のような多変量解析を用いて、基準板"T"から得られる信号"Ref"と被験者の皮膚"S"から得られる信号"Sig"を用いて、体内成分の濃度変化に由来する吸光度スペクトルの微量変化を解析することで体内成分の濃度を演算する。ここに、吸光度"Abs"は、log10(Ref/Sig)と表される。   The light received by the light receiving element 29 is converted into an electrical signal and A / D converted by the A / D converter 40. The output of the A / D converter 40 is sent to a calculation unit 50 such as a personal computer. The computing unit 50 performs spectrum analysis of the received light, and calculates the concentration of the in-vivo component based on a method described later. Specifically, the calculation unit 50 uses a signal “Ref” obtained from the reference plate “T” and a signal “Sig” obtained from the skin “S” of the subject using multivariate analysis such as PLS analysis. Then, the concentration of the in-vivo component is calculated by analyzing the minute change in the absorbance spectrum derived from the change in the concentration of the in-vivo component. Here, the absorbance “Abs” is expressed as log 10 (Ref / Sig).

図3に、演算部50の一例を示す。この演算部50は、CPU部51、ワークエリアの確保やデータの一時格納等に用いるRAM、および基本プログラムを搭載したROMからなる第1記憶部53、内部バス52を介してCPU部50や第1記憶部53に接続される第2記憶部54とで基本的に構成され、第2記憶部54は、例えば、所定のプログラムやデータを搭載した固定ディスク装置によって形成される。受光素子29の出力は、A/D変換器40を介して内部バス52に送られる。後述するように、検量線を求めるため、採血により体内成分のデータを測定する装置(例えば、採血式血糖値計)60がインターフェース部55を介して内部バス52に接続される。   FIG. 3 shows an example of the calculation unit 50. The calculation unit 50 includes a CPU unit 51, a RAM used for securing a work area, temporary storage of data, and the like, a first storage unit 53 including a ROM equipped with a basic program, and the CPU unit 50 and the second unit via an internal bus 52. The second storage unit 54 is basically composed of a second storage unit 54 connected to the first storage unit 53, and the second storage unit 54 is formed by, for example, a fixed disk device loaded with a predetermined program or data. The output of the light receiving element 29 is sent to the internal bus 52 via the A / D converter 40. As will be described later, in order to obtain a calibration curve, a device (for example, a blood collection type blood glucose meter) 60 for measuring data of internal components by blood collection is connected to the internal bus 52 via the interface unit 55.

本実施形態においては、検量線を作成するのに必要なデータは生体から測定される(事前測定(I))。すなわち、図4に示すように、生体の吸光度スペクトルと生体の目的体内成分の濃度(例えば、血糖値)の組を複数回測定する(S1)。各組において、目的体内成分濃度の測定は、吸光度スペクトルの測定とほぼ同じタイミングで行なわれる。ある被験者のために検量線を作成する場合、検量線の作成に必要なデータが測定される生体は、その被験者に限定されない。例えば、被験者以外のいかなる人であっても良い。血糖値を測定する場合は、グルコース分子由来の吸収が大きく、且つ水分子由来の吸収の影響が比較的小さいという理由から1200nmから1880nmの波長域において吸光度スペクトルを測定することが望ましい。   In the present embodiment, data necessary for creating a calibration curve is measured from a living body (preliminary measurement (I)). That is, as shown in FIG. 4, a set of the absorbance spectrum of the living body and the concentration (for example, blood glucose level) of the target body component of the living body is measured a plurality of times (S1). In each set, the measurement of the concentration in the target body component is performed at almost the same timing as the measurement of the absorbance spectrum. When creating a calibration curve for a subject, the living body in which data necessary for creating the calibration curve is measured is not limited to that subject. For example, any person other than the subject may be used. When measuring a blood glucose level, it is desirable to measure an absorbance spectrum in the wavelength range of 1200 nm to 1880 nm because the absorption due to glucose molecules is large and the influence of absorption due to water molecules is relatively small.

次に、測定した複数の吸光度スペクトルの一つが基準吸光度スペクトルとして選択される。また、測定した複数の体内成分濃度の一つが基準濃度として選択される。次に、測定した吸光度スペクトルの各々から基準吸光度スペクトルを引くことにより複数の差分吸光度スペクトルが得られる。同様に、測定した体内成分濃度の各々から基準濃度を引くことにより複数の差分濃度が得られる。結果として、差分吸光度スペクトルと差分濃度とで構成される差分データテーブルが作成され、第2記憶部54に保存される(S2)。   Next, one of the measured absorbance spectra is selected as a reference absorbance spectrum. One of the measured plurality of in-vivo component concentrations is selected as the reference concentration. Next, a plurality of differential absorbance spectra are obtained by subtracting the reference absorbance spectrum from each of the measured absorbance spectra. Similarly, a plurality of differential concentrations can be obtained by subtracting the reference concentration from each of the measured in-vivo component concentrations. As a result, a difference data table composed of the difference absorbance spectrum and the difference concentration is created and stored in the second storage unit 54 (S2).

基準濃度として使用される測定濃度値と、基準吸光度スペクトルとして使用される測定吸光度スペクトルは、ほぼ同じ時刻に得られたデータである。更に、これらは次の条件を満す必要がある。
(1)吸光度スペクトルと体内成分濃度でなる組が、生体としての複数の人から測定される場合は、基準吸光度スペクトルおよび基準濃度は人毎に求める。この条件を満足することにより、個人差の影響を含まない差分吸光度スペクトルを得ることができる。
(2)吸光度スペクトルと体内成分濃度とでなる組が、複数日において測定される場合は、基準吸光度スペクトルおよび基準濃度は日毎に求める。この条件を満足することにより、日間差の影響を含まない差分吸光度スペクトルを得ることができる。
検量線のより高い信頼性を得るために、複数日において、複数の人から基準吸光度スペクトルと基準濃度のペアを求めることが望ましい。
The measured concentration value used as the reference concentration and the measured absorbance spectrum used as the reference absorbance spectrum are data obtained at substantially the same time. Furthermore, they must satisfy the following conditions:
(1) When a set consisting of an absorbance spectrum and an in-vivo component concentration is measured from a plurality of persons as living bodies, the reference absorbance spectrum and the reference concentration are obtained for each person. By satisfying this condition, a differential absorbance spectrum that does not include the influence of individual differences can be obtained.
(2) When a set consisting of an absorbance spectrum and an in-vivo component concentration is measured on a plurality of days, the reference absorbance spectrum and the reference concentration are obtained every day. By satisfying this condition, a differential absorbance spectrum that does not include the influence of the daily difference can be obtained.
In order to obtain higher reliability of the calibration curve, it is desirable to obtain a pair of a reference absorbance spectrum and a reference concentration from a plurality of persons on a plurality of days.

上記したデータ収集を演算部50の視点から説明する。演算部50においては、CPU部51が第2記憶部54に格納されているスペクトル計測プログラムを実行し、受光素子29によって受光された光信号から吸光度スペクトルを求める。一方、CPU部51は、血糖値計測プログラムを実行する。採血式血糖値計60で得られたデータは、体内成分濃度(血糖値)を求めるため、インターフェース部55を介して内部バス52に送られる。更に、CPU部51は、データテーブル作成プログラムを実行して差分吸光度スペクトルと差分成分濃度を求め、差分データテーブルが作成される。このようにして得られた差分データテーブルは、第2記憶部54に保存される。   The above-described data collection will be described from the viewpoint of the calculation unit 50. In the calculation unit 50, the CPU unit 51 executes a spectrum measurement program stored in the second storage unit 54, and obtains an absorbance spectrum from the optical signal received by the light receiving element 29. On the other hand, the CPU unit 51 executes a blood sugar level measurement program. Data obtained by the blood-collecting blood glucose meter 60 is sent to the internal bus 52 via the interface unit 55 in order to obtain the in-vivo component concentration (blood glucose level). Further, the CPU unit 51 executes a data table creation program to obtain a difference absorbance spectrum and a difference component concentration, and a difference data table is created. The difference data table obtained in this way is stored in the second storage unit 54.

本発明において差分値を使用することの重要性を、以下に簡単に説明する。従来法においては、前記したように、図5(a)の測定結果から作成した検量線を用いてデータ不足領域Gで高い推定精度を得ることは困難であり、推定精度の安定した信頼性を確保するためには、検量線作成用に非常に多くのデータを測定する必要がある。一方、図5(a)の楕円(A1〜A4,B1〜B3, C1〜C3)の各々において測定値mの中から基準値Rを求め、各測定値から基準値を引くことにより差分値Dを求めると、差分値Dは、図5(b)に示すように、原点ORG周囲の狭い領域に集まる。仮に、推定されるべき濃度値が図5(a)のデータ不足領域Gにあったとしても、そのような領域内のデータは差分値を求めることにより、原点ORGの周囲に再配置される。したがって、差分データを使用することにより、非常に多くのデータを測定することなく、個人差及び日間差の影響を含まない安定した推定精度を有する検量線を得ることができる。   The importance of using difference values in the present invention will be briefly described below. In the conventional method, as described above, it is difficult to obtain high estimation accuracy in the data deficient region G using the calibration curve created from the measurement result of FIG. In order to secure it, it is necessary to measure a very large amount of data for preparing a calibration curve. On the other hand, in each of the ellipses (A1 to A4, B1 to B3, C1 to C3) in FIG. 5A, a reference value R is obtained from the measured values m, and the difference value D is obtained by subtracting the reference value from each measured value. As shown in FIG. 5B, the difference value D gathers in a narrow area around the origin ORG. Even if the density value to be estimated is in the data insufficient region G of FIG. 5A, the data in such a region is rearranged around the origin ORG by obtaining the difference value. Therefore, by using the difference data, it is possible to obtain a calibration curve having a stable estimation accuracy that does not include the influence of individual differences and daily differences without measuring a very large amount of data.

次に、図4の仮測定(II)の"S3"に示されるように、目的体内成分(血糖値)の定量分析を必要とする被験者の吸光度スペクトルと目的体内成分の濃度値の1組が上述と同様に計測される。被験者から測定された吸光度スペクトルは、第2基準吸光度スペクトルとして定義され、同様に、被験者から測定された濃度値は、第2基準濃度として定義される。被験者から複数の吸光度スペクトルを測定した場合は、吸光度スペクトルの平均を第2基準吸光度スペクトルとして使用することができる。同様に、被験者から複数の濃度値を測定した場合は、濃度値の平均を第2基準濃度として使用することができる。この場合、測定した複数の濃度はほぼ同じ値であることが前提である。また、第2基準濃度として使用される濃度値と、第2基準吸光度スペクトルとして使用される吸光度スペクトルは、ほぼ同時刻に得られたデータである必要はない。   Next, as shown in “S3” of the provisional measurement (II) in FIG. 4, one set of the absorbance spectrum of the subject requiring the quantitative analysis of the target body component (blood glucose level) and the concentration value of the target body component is obtained. It is measured in the same manner as described above. The absorbance spectrum measured from the subject is defined as the second reference absorbance spectrum, and similarly, the concentration value measured from the subject is defined as the second reference concentration. When a plurality of absorbance spectra are measured from the subject, the average of the absorbance spectra can be used as the second reference absorbance spectrum. Similarly, when a plurality of concentration values are measured from the subject, the average of the concentration values can be used as the second reference concentration. In this case, it is assumed that the measured plurality of concentrations have substantially the same value. Further, the concentration value used as the second reference concentration and the absorbance spectrum used as the second reference absorbance spectrum do not have to be data obtained at substantially the same time.

次に、第2基準吸光度スペクトルを複数の差分吸光度スペクトルの各々と合成して、複数の合成吸光度スペクトルを得る(S4)。このようにして得られた合成吸光度スペクトルは、目的体内成分の日内濃度変化に対応する被験者固有の吸光度スペクトルを提供する。   Next, the second reference absorbance spectrum is synthesized with each of the plurality of differential absorbance spectra to obtain a plurality of synthesized absorbance spectra (S4). The synthetic absorbance spectrum thus obtained provides a subject-specific absorbance spectrum corresponding to a change in the daily concentration of the target body component.

次に、図4の(S5)に示すように、合成吸光度スペクトルと差分データテーブルを用いて、PLSなどの多変量解析を実施して検量線(しばしば、検量関数と呼ばれる)を作成する。この検量線の使用により、被験者の目的体内成分の濃度値は、被験者から非侵襲的に測定された近赤外吸光度スペクトルから精度よく推定できる。本発明においては、差分吸光度スペクトルと差分濃度とで構成される差分データテーブルが予め用意されるので、被験者から吸光度スペクトルと目的体内成分の濃度値の1組だけを測定すれば、被験者に固有の検量線を迅速に得ることができる。このようにして得られた検量線は、被験者に固有の情報と他成分の日内変化の情報を含んでおり、例えば、主成分数はおよそ7〜10である。   Next, as shown in (S5) of FIG. 4, a calibration curve (often called a calibration function) is created by performing multivariate analysis such as PLS using the synthetic absorbance spectrum and the difference data table. By using this calibration curve, the concentration value of the target in-vivo component of the subject can be accurately estimated from the near-infrared absorbance spectrum measured noninvasively from the subject. In the present invention, since a difference data table composed of a difference absorbance spectrum and a difference concentration is prepared in advance, if only one set of the absorbance spectrum and the concentration value of the target body component is measured from the subject, the subject is specific to the subject. A calibration curve can be obtained quickly. The calibration curve obtained in this way includes information unique to the subject and information on diurnal changes of other components. For example, the number of principal components is approximately 7 to 10.

上記した検量線の作成を図6のフローチャートに沿って説明する。検量線作成の命令が入力部56を介して演算部50に入力されると(S10)、CPU部51は、スペクトル計測プログラムを実行して被験者の第2基準吸光度スペクトルを計測する(S11)。また、CPU部51は、血糖値計測プログラムを実行し、採血式血糖値計60によって測定されたデータから被験者の第2基準濃度(血糖値)を求める(S12)。次いで、第2基準吸光度スペクトルを差分吸光度スペクトルの各々と合成することにより、複数の合成吸光度スペクトルが得られる(S13)。なお、第2基準濃度を差分濃度の各々と合成する必要は無い。第2基準濃度は、被験者の目的体内成分の濃度値を求める時にバイアス値として使用される。   The creation of the calibration curve described above will be described with reference to the flowchart of FIG. When a calibration curve creation command is input to the calculation unit 50 via the input unit 56 (S10), the CPU unit 51 executes the spectrum measurement program and measures the second reference absorbance spectrum of the subject (S11). Further, the CPU 51 executes a blood sugar level measurement program, and obtains the second reference concentration (blood sugar level) of the subject from the data measured by the blood collection type blood glucose meter 60 (S12). Next, a plurality of synthetic absorbance spectra are obtained by synthesizing the second reference absorbance spectrum with each of the differential absorbance spectra (S13). It is not necessary to combine the second reference density with each of the difference densities. The second reference concentration is used as a bias value when determining the concentration value of the target in-vivo component of the subject.

次に、CPU部51は第2記憶部54に格納されているPLS解析プログラムを実行し、複数の合成吸光度スペクトル及び第2記憶部54に保存されている差分データテーブルを用いて検量線を作成する(S14)。得られた検量線は、第2記憶部54に保存される(S15)。一例として、上記した手順で得られた検量線を図7に示す。この図から、検量線は、1600nm付近に目的体内成分としてのグルコースの吸収ピークを有することがわかる。後述するように、光伝搬シミュレーションを用いた第2実施形態の方法によって同様の検量線を得ることができる。   Next, the CPU unit 51 executes a PLS analysis program stored in the second storage unit 54, and creates a calibration curve using a plurality of synthetic absorbance spectra and the difference data table stored in the second storage unit 54. (S14). The obtained calibration curve is stored in the second storage unit 54 (S15). As an example, a calibration curve obtained by the above-described procedure is shown in FIG. From this figure, it can be seen that the calibration curve has an absorption peak of glucose as a target body component in the vicinity of 1600 nm. As will be described later, a similar calibration curve can be obtained by the method of the second embodiment using light propagation simulation.

得られた検量線を使用することにより、被験者の目的体内成分濃度を非侵襲的に測定する(本測定(III))。すなわち、被験者の皮膚に近赤外光を照射して近赤外吸光度スペクトルを測定する(S6)。測定した吸光度スペクトルを検量線と比較することにより、吸光度スペクトル測定時における被験者の目的体内成分の濃度値が推定される(S7)。   By using the obtained calibration curve, the concentration of the in-vivo component of the subject is measured noninvasively (main measurement (III)). That is, the near-infrared absorbance spectrum is measured by irradiating the subject's skin with near-infrared light (S6). By comparing the measured absorbance spectrum with a calibration curve, the concentration value of the target body component of the subject at the time of measuring the absorbance spectrum is estimated (S7).

被験者の目的体内成分の定量分析を図6のフローチャートに沿って説明する。定量分析の命令が入力部56を通じて演算部50に入力されると(S16)、CPU部51はスペクトル計測プログラムを実行し、被験者の吸光度スペクトル計測を行う(S17)。計測が終了すると、CPU部51は第2記憶部54に格納してある濃度(血糖値)演算プログラムを実行する。すなわち、CPU部51は第2記憶部54に保存されている被験者に固有の検量線を読み出し、測定した吸光度スペクトルを検量線と比較して被験者の目的体内成分の濃度値を算出する(S18)。算出された濃度値は、インターフェース部を通じてモニタ装置57に表示される(S19)。このように、推定精度に安定した信頼性を有する検量線が本発明の方法によって得られるので、被験者の目的体内成分の濃度値を非侵襲的に連続して測定することができる。   Quantitative analysis of the subject's in-vivo components will be described with reference to the flowchart of FIG. When a command for quantitative analysis is input to the calculation unit 50 through the input unit 56 (S16), the CPU unit 51 executes a spectrum measurement program and measures the absorbance spectrum of the subject (S17). When the measurement is completed, the CPU unit 51 executes a concentration (blood sugar level) calculation program stored in the second storage unit 54. That is, the CPU unit 51 reads out a calibration curve unique to the subject stored in the second storage unit 54, compares the measured absorbance spectrum with the calibration curve, and calculates the concentration value of the target body component of the subject (S18). . The calculated density value is displayed on the monitor device 57 through the interface unit (S19). As described above, since a calibration curve having a stable and accurate estimation accuracy is obtained by the method of the present invention, it is possible to continuously and non-invasively measure the concentration value of the in-vivo component of the subject.

上記方法において、対象生体内成分はグルコースに限定されない。例えば、タンパク質、脂質、水分および尿素のような他成分が目的体内成分であっても良い。この場合、所望の目的体内成分に適したプログラムを第2記憶部54に格納する必要がある。
<第2実施形態>
本実施形態の検量線の作成方法は、差分吸光度スペクトルを、モデル化された生体内における光伝搬を解析する方法として定義される光伝搬シミュレーションに基づいて得ることを除いて、実質的に第1実施形態の方法と同じである。したがって、重複する説明は省略する。また、第1実施形態と同じ構成の装置を本実施形態において定量分析を実施するために用いることができる。
In the above method, the target in vivo component is not limited to glucose. For example, other components such as proteins, lipids, moisture, and urea may be target body components. In this case, it is necessary to store a program suitable for the desired in-vivo component in the second storage unit 54.
Second Embodiment
The calibration curve generation method of the present embodiment is substantially the first except that the differential absorbance spectrum is obtained based on a light propagation simulation defined as a method of analyzing light propagation in a modeled living body. This is the same as the method of the embodiment. Therefore, the overlapping description is omitted. In addition, an apparatus having the same configuration as that of the first embodiment can be used to perform quantitative analysis in this embodiment.

本実施形態においては、光伝播シミュレーションとして、モンテカルロ法を採用する。モンテカルロ法は、計算機で発生させた0〜1の範囲の一様乱数に関して、目的事象の発生確率分布に基づく関数を使用し、目的事象を正確に再現することができる統計学的手法である。   In the present embodiment, the Monte Carlo method is adopted as the light propagation simulation. The Monte Carlo method is a statistical method that can accurately reproduce a target event using a function based on the probability distribution of the target event with respect to uniform random numbers in the range of 0 to 1 generated by a computer.

光伝播を再現する場合は、媒体に入射する光を光子の集まりとみなす。光子1つ1つの媒体内での挙動を媒体の光学特性値(μα:吸収係数、μS:散乱係数、p(θ):散乱位相関数、n:屈折率)に基づいて追跡する。その結果、全ての光子の挙動から統計的に光伝播を再現することができる。散乱位相関数のθは、方位角について対称性を仮定した場合、一回の散乱によって生じる光の進行方向の角度変化である。散乱位相関数の有効な記述は、次式(1)に示すように、Henyey−Greenstein関数によって表され、赤血球を含む生体組織の散乱を表現するためにしばしば使用される。   When reproducing light propagation, the light incident on the medium is regarded as a collection of photons. The behavior of each photon in the medium is traced based on the optical characteristic values (μα: absorption coefficient, μS: scattering coefficient, p (θ): scattering phase function, n: refractive index) of the medium. As a result, light propagation can be statistically reproduced from the behavior of all photons. The scattering phase function θ is an angular change in the traveling direction of light caused by a single scattering, assuming symmetry with respect to the azimuth angle. An effective description of the scattering phase function is expressed by the Henyey-Greenstein function, as shown in the following equation (1), and is often used to express scattering of biological tissue including red blood cells.

Figure 2006087913
Figure 2006087913

式(1)において、"g"は非等方散乱パラメータであり、p(θ)により表現される散乱の非等方性をより簡単に特徴づけることができる。gは1から−1までの値をとり、g=1,0,−1であるとき、その散乱特性は、それぞれに対応して完全な前方散乱、等方散乱、後方散乱によって表される。生体における散乱特性は非常に強い前方散乱によって表され、吸収が弱い媒体の散乱特性は、等方散乱によってほぼ表せる。 In the equation (1), “g” is an anisotropic scattering parameter, and the scattering anisotropy expressed by p (θ) can be more easily characterized. g takes a value from 1 to −1, and when g = 1, 0, −1, the scattering characteristic is represented by perfect forward scattering, isotropic scattering, and backscattering corresponding to each. Scattering characteristics in a living body are expressed by very strong forward scattering, and scattering characteristics of a medium having weak absorption can be expressed almost by isotropic scattering.

また、上記した近似に基づいて、散乱係数μSは、等価散乱係数μS=(1一g)μSによって提供される。光の伝播において連続する2回の相互作用(吸収、散乱)間の光路長Lは、次式(2)によって表される。相互作用時の屈折の天頂角及び方位角の変化(θ、φは)は、それぞれ次式(3)、(4)によって表される。   Also, based on the above approximation, the scattering coefficient μS is provided by the equivalent scattering coefficient μS = (1 g) μS. The optical path length L between two consecutive interactions (absorption, scattering) in the propagation of light is expressed by the following equation (2). Changes in zenith angle and azimuth angle (θ, φ) of refraction during interaction are expressed by the following equations (3) and (4), respectively.

Figure 2006087913
Figure 2006087913

上記の式において、R1、R2、R3の各々は、0から1の間の一様乱数であり、∫(θ)は散乱位相関数の累積確率である。また、1番目の相互作用の際に光子のエネルギーは、その媒体の吸光特性に基づいて吸収され、次式(5)で表される。 In the above equation, each of R1, R2, and R3 is a uniform random number between 0 and 1, and ∫ (θ) is the cumulative probability of the scattering phase function. In the first interaction, the energy of the photon is absorbed based on the light absorption characteristic of the medium, and is expressed by the following equation (5).

Figure 2006087913
Figure 2006087913

ところで、生体の皮膚は、角質層、顆粒層、有棘層、基底層を含む。基底層は、一層の基底細胞からなり、細胞分裂によって新しい細胞が一定のレベルで作り出される。新しい細胞は肌表面に向かって上方に移動し、有棘細胞→顆粒細胞→角質細胞の順に変化し、結果的に角質層が形成される。正常な角質細胞の場合、角質細胞でなる1層が毎日剥がれ落ちる。基底細胞が新しく生まれてから角質細胞になるのに約2週間、角質細胞が皮膚表面に達して剥がれ落ちるまでに約2週間、つまり約4週間毎に表皮層は生まれ変わる。これは、表皮層が20を越える細胞層で構成されることを意味する。真皮層には、血管、リンパ管及び神経に加えて、汗腺、皮脂腺及び毛根がある。また真皮層での活発な生理活動のため、血液から補給された栄養が、基底層で細胞を作り出すために使用される。更に、真皮層には線維組織があり、皮膚を保持しつつ、皮膚の弾力性を提供している。皮下組織は主に皮下脂肪によって形成されると考えられる。したがって、グルコースは主に真皮層に存在し、表皮層や皮下組織にグルコースはほとんど存在しないとみなせる。   By the way, the skin of a living body includes a stratum corneum, a granular layer, a spiny layer, and a basal layer. The basal layer consists of a single layer of basal cells, and new cells are created at a certain level by cell division. New cells move upward toward the skin surface and change in the order of spinous cells → granule cells → keratinocytes, resulting in the formation of a stratum corneum. In the case of normal keratinocytes, one layer of keratinocytes peels off every day. The epidermis layer is reborn about every two weeks after the basal cells are newly born to become horny cells, about two weeks until the horny cells reach the skin surface and peel off. This means that the epidermal layer is composed of more than 20 cell layers. In the dermis layer, there are sweat glands, sebaceous glands and hair roots in addition to blood vessels, lymph vessels and nerves. Also, due to active physiological activity in the dermis layer, nutrients supplemented from blood are used to create cells in the basal layer. Furthermore, the dermis layer has a fibrous tissue that provides skin elasticity while retaining the skin. Subcutaneous tissue is thought to be formed mainly by subcutaneous fat. Therefore, it can be considered that glucose is mainly present in the dermis layer and almost no glucose is present in the epidermis layer or subcutaneous tissue.

図8は、皮膚のシミュレーションモデルを示す。図中、番号30、31、32、33は、それぞれ表皮層、真皮層、皮下組織、筋肉や骨である。例えば、第1光ファイバー12から皮膚に照射された近赤外光は、図8の"X"で示される光路に沿って伝搬され、第3光ファイバー20によって受光される。   FIG. 8 shows a simulation model of the skin. In the figure, numbers 30, 31, 32 and 33 are the epidermis layer, dermis layer, subcutaneous tissue, muscle and bone, respectively. For example, near-infrared light irradiated on the skin from the first optical fiber 12 is propagated along the optical path indicated by “X” in FIG. 8 and received by the third optical fiber 20.

モンテカルロ法に基づいて光伝播シミュレーションを実施する場合、表皮層、真皮層および皮下組織層の各々の吸収係数μα、散乱係数μS、屈折率n、非等方散乱パラメータgなどの光学特性値が必要となる。図9に、これらの層の吸収係数μαを示す。また、図10にこれらの層の散乱係数μSを示す。一般に、生体組織の"g"は0.8〜0.95の非常に強い前方散乱である。したがって、本実施形態で用いる"g"は0.9一定とする。またこれらの層の屈折率nも1.34一定とする。図11に実測した吸光度スペクトル(A)と上記した条件下でモンテカルロ法によりシミュレートした吸光度スペクトル(B)を示す。グルコース、タンパク質、脂質、水分及び温度などの生体内パラメータを、生体内パラメータの日内変動がカバーされるように予め設定した範囲内で変化させ、シミュレーションによる吸光度スペクトルの作成を繰り返す。このように、複数のシミュレートした吸光度スペクトルが得られるので、第1実施形態と同様に複数の差分吸光度スペクトルを得ることができる。結果として、生体からデータを測定する代わりに、シミュレーションによって差分データテーブルを得ることができる。   When conducting light propagation simulation based on the Monte Carlo method, optical characteristic values such as absorption coefficient μα, scattering coefficient μS, refractive index n, and anisotropic scattering parameter g of the epidermis layer, dermis layer and subcutaneous tissue layer are required. It becomes. FIG. 9 shows the absorption coefficient μα of these layers. FIG. 10 shows the scattering coefficient μS of these layers. In general, the “g” of living tissue is a very strong forward scatter of 0.8-0.95. Therefore, “g” used in the present embodiment is set to be constant 0.9. Further, the refractive index n of these layers is also kept constant at 1.34. FIG. 11 shows the actually measured absorbance spectrum (A) and the absorbance spectrum (B) simulated by the Monte Carlo method under the conditions described above. In vivo parameters such as glucose, protein, lipid, moisture, and temperature are changed within a preset range so as to cover the daily fluctuation of the in vivo parameters, and the creation of the absorbance spectrum by simulation is repeated. Thus, since a plurality of simulated absorbance spectra are obtained, a plurality of differential absorbance spectra can be obtained as in the first embodiment. As a result, a difference data table can be obtained by simulation instead of measuring data from a living body.

本発明におけるシミュレーションの使用の有利性を、以下に簡単に説明する。シミュレーションでは、グルコースのような目的体内成分濃度の日内変動範囲が予め決定され、図5(c)に示すように、その変動範囲において、原点"ORG"の周囲に等間隔で差分値"D"がシミュレートされる。検量線の作成に必要なデータを生体から測定する場合においては、図5(b)に示すように、短時間内に等間隔の差分値"D"を得ることは困難である。しかしながら、シミュレーションによれば、多くのデータを収集することなく、推定精度に安定した信頼性を有する検量線を作成するのに最適な差分値を速やかに得ることができる。また、実測データがグルコースの微弱な信号を含んでいるかどうかを判定することは非常に困難である。しかしながら、シミュレーションによれば、そのようなグルコースの微弱信号を確実に再現することができる。さらに、生体から吸光度スペクトルを測定するための装置間で発生する誤差や、測定中に生じるノイズ成分がグルコースの微弱信号に及ぼす影響を防ぐことができる。したがって、シミュレーションにおいて偶然の相関はない。一例として、ある被験者の実測血糖値と、本実施形態の方法によって作成した検量線を使用して推定した血糖値の時間変化を図12に示す。この場合、両者の相関係数rは、0.94である。   The advantages of using simulation in the present invention are briefly described below. In the simulation, the daily fluctuation range of the concentration in the target body component such as glucose is determined in advance. As shown in FIG. 5C, the difference value “D” is equally spaced around the origin “ORG” in the fluctuation range. Is simulated. In the case where data necessary for creating a calibration curve is measured from a living body, as shown in FIG. 5B, it is difficult to obtain difference values “D” at equal intervals within a short time. However, according to the simulation, it is possible to quickly obtain an optimum difference value for creating a calibration curve having a stable and reliable estimation accuracy without collecting a lot of data. Moreover, it is very difficult to determine whether or not the actually measured data includes a weak signal of glucose. However, according to the simulation, such a weak signal of glucose can be reliably reproduced. Furthermore, it is possible to prevent the influence of an error occurring between devices for measuring an absorbance spectrum from a living body and a noise component generated during measurement on a weak glucose signal. Therefore, there is no accidental correlation in the simulation. As an example, FIG. 12 shows changes in blood glucose level estimated using a measured blood glucose level of a subject and a calibration curve created by the method of this embodiment. In this case, the correlation coefficient r of both is 0.94.

次に、第1実施形態と同様にして、シミュレーションにより得られた差分吸光度スペクトルと被験者から測定した第2基準吸光度スペクトルとから複数の合成吸光度スペクトルを求める。このようにして得られた合成吸光度スペクトルは、被験者固有の情報を含んでいる。第2実施形態の検量線は、合成吸光度スペクトルと差分データテーブルとを用いて多変量解析することにより得られる。
<第3実施形態>
本実施形態の検量線の作成方法は、検量線の作成に使用される近赤外吸光度スペクトルを生体の代わりに、模擬資料から測定することを除いて、実質的に第1実施形態の方法と同じである。したがって、重複する説明は省略する。また、第1実施形態と同じ構成の装置を本実施形態において定量分析を実施するために用いることができる。
Next, similarly to the first embodiment, a plurality of synthetic absorbance spectra are obtained from the differential absorbance spectrum obtained by the simulation and the second reference absorbance spectrum measured from the subject. The synthetic absorbance spectrum thus obtained contains information specific to the subject. The calibration curve of the second embodiment is obtained by performing multivariate analysis using the synthetic absorbance spectrum and the difference data table.
<Third Embodiment>
The method for creating a calibration curve of the present embodiment is substantially the same as the method of the first embodiment, except that the near-infrared absorbance spectrum used for creating the calibration curve is measured from simulated data instead of a living body. The same. Therefore, the overlapping description is omitted. In addition, an apparatus having the same configuration as that of the first embodiment can be used to perform quantitative analysis in this embodiment.

本実施形態においては、脂肪乳剤(例えば、「イントラリピッド」<フレゼニウス・カビ株式会社製)のような散乱体浮遊溶液が模擬試料として使用される。特に、前記脂肪乳剤「イントラリピッド」を2〜5%含有する溶液が生体に近い。脂肪乳剤に対するグルコース、タンパク質、脂質、水分のような体内成分の混合比や溶液温度を、それらの日内変動がカバーされるように予め設定した範囲内で変化させ、複数種のテスト溶液を作成する。得られたテスト溶液の各々に関して、吸光度スペクトルを測定し、吸光度スペクトルの一つを基準吸光度スペクトルとして選択する。第1実施形態と同様にして、測定した吸光度スペクトルの各々から基準吸光度スペクトルを引くことにより複数の差分吸光度スペクトルが得られると共に、それぞれのテスト溶液中の体内成分の濃度値は正確にわかるので、生体の代わりに模擬資料から測定したデータに基づいて差分データテーブルを作成することができる。   In this embodiment, a suspended scatterer solution such as a fat emulsion (for example, “Intralipid” <Fresenius Mold Co., Ltd.) is used as a simulated sample. In particular, a solution containing 2 to 5% of the fat emulsion “Intralipid” is close to a living body. Various test solutions are prepared by changing the mixing ratio of body components such as glucose, protein, lipid, and water to the fat emulsion, and the solution temperature within a preset range so that their daily fluctuations are covered. . For each of the obtained test solutions, an absorbance spectrum is measured and one of the absorbance spectra is selected as a reference absorbance spectrum. As in the first embodiment, a plurality of differential absorbance spectra can be obtained by subtracting the reference absorbance spectrum from each of the measured absorbance spectra, and the concentration values of the in-vivo components in each test solution can be accurately determined. A difference data table can be created based on data measured from simulated data instead of a living body.

次に、第1実施形態と同様にして、模擬試料を用いて得られた差分吸光度スペクトルと被験者から測定した第2基準吸光度スペクトルとから複数の合成吸光度スペクトルを求める。このようにして得られた合成吸光度スペクトルは、被験者固有の情報を含んでいる。第3実施形態の検量線は、合成吸光度スペクトルと差分データテーブルとを用いて多変量解析することにより得られる。
<第4実施形態>
本実施形態の検量線の作成方法は、目的体内成分(例えば、グルコース)の吸光度スペクトルを第2実施形態で述べたシミュレーションを用いて求めると共に、他の体内パラメータ(たとえば、水分、タンパク質、脂質の濃度、温度、散乱)に関しては、目的体内成分の濃度が一定であるという条件下で、第1実施形態と同様の手順に基づいて、生体から吸光度スペクトルを実測することに特徴がある。したがって、重複する説明は省略する。また、第1実施形態と同じ構成の装置を本実施形態において定量分析を実施するために用いることができる。
Next, in the same manner as in the first embodiment, a plurality of synthetic absorbance spectra are obtained from the differential absorbance spectrum obtained using the simulated sample and the second reference absorbance spectrum measured from the subject. The synthetic absorbance spectrum thus obtained contains information specific to the subject. The calibration curve of the third embodiment is obtained by performing multivariate analysis using the synthetic absorbance spectrum and the difference data table.
<Fourth embodiment>
The method for creating a calibration curve according to the present embodiment obtains an absorbance spectrum of a target body component (for example, glucose) by using the simulation described in the second embodiment, and other body parameters (for example, moisture, protein, and lipid). Concentration, temperature, and scattering) are characterized in that an absorbance spectrum is actually measured from a living body based on the same procedure as in the first embodiment under the condition that the concentration of a target body component is constant. Therefore, the overlapping description is omitted. In addition, an apparatus having the same configuration as that of the first embodiment can be used to perform quantitative analysis in this embodiment.

例えば、多変量解析によりグルコースの検量線を作成する場合、グルコース以外の他の体内成分の吸光度スペクトルを考慮に入れることが好ましい。生体内では、グルコース濃度が変化すると、他の体内成分の濃度変化も同時に起こる。したがって、他の体内成分の吸光度スペクトルは、グルコースの検量線から、他の体内成分の影響を除去するのに有用である。また、第2実施形態で述べたように、グルコースの微弱な信号はシミュレーションにより確実に再現される。したがって、本実施形態によれば、推定精度のさらなる改善を有する検量線を提供することができる。   For example, when preparing a calibration curve for glucose by multivariate analysis, it is preferable to take into account the absorbance spectrum of other body components other than glucose. In the living body, when the glucose concentration changes, the concentrations of other body components change simultaneously. Therefore, the absorbance spectra of other body components are useful for removing the influence of other body components from the glucose calibration curve. Further, as described in the second embodiment, the weak signal of glucose is reliably reproduced by simulation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a calibration curve having further improvement in estimation accuracy.

また、他の体内成分に関して、吸光度スペクトルを生体から測定する場合、生体は定量分析を必要とする被験者に限定されない。例えば、被験者以外の少なくとも一人であれば良い。測定した吸光度スペクトルの一つが基準吸光度スペクトルとして選択され、第1実施形態と同様にして、複数の差分吸光度スペクトルを求める。この時、目的体内成分の濃度は一定に保たれるので、差分濃度を求める必要はない。   Moreover, when measuring an absorbance spectrum from another living body with respect to other in-vivo components, the living body is not limited to a subject that requires quantitative analysis. For example, at least one person other than the subject may be used. One of the measured absorbance spectra is selected as the reference absorbance spectrum, and a plurality of differential absorbance spectra are obtained in the same manner as in the first embodiment. At this time, since the concentration of the target body component is kept constant, there is no need to obtain the difference concentration.

本実施形態において、差分データテーブルは、他の体内成分に関して測定データから求めた差分吸光度スペクトルと、目的体内成分に関してシミュレーションによって求めた差分吸光度スペクトルと、目的体内成分の差分濃度とから作成される。次に、第2実施形態と同様に、シミュレーションにより求めた差分吸光度スペクトルの各々を被験者から測定した第2基準吸光度スペクトルと合成して、複数の合成吸光度スペクトルを求める。このようにして得られた合成吸光度スペクトルは、被験者固有の情報を含んでいる。第4実施形態の検量線は、合成吸光度スペクトルと差分データテーブルを用いて多変量解析することにより得られる。   In the present embodiment, the difference data table is created from the difference absorbance spectrum obtained from the measurement data for other in-vivo components, the difference absorbance spectrum obtained by simulation for the target in-vivo components, and the difference concentration of the in-vivo components. Next, similarly to the second embodiment, each of the differential absorbance spectra obtained by the simulation is synthesized with the second reference absorbance spectrum measured from the subject to obtain a plurality of synthesized absorbance spectra. The synthetic absorbance spectrum thus obtained contains information specific to the subject. The calibration curve of the fourth embodiment is obtained by performing multivariate analysis using the synthetic absorbance spectrum and the difference data table.

本実施形態によれば、検量線をシミュレーションでは考慮できない他の体内成分の影響を考慮に入れて作成できるので、ノイズ成分の低減や推定精度の安定性の向上といったシミュレーションの採用によってもたらされる第2実施形態の効果を確保しつつ、目的体内成分濃度の推定精度のさらなる向上を達成することができる。   According to the present embodiment, since the calibration curve can be created taking into consideration the influence of other in-vivo components that cannot be taken into account in the simulation, the second effect brought about by the use of simulation such as reduction of noise components and improvement of stability of estimation accuracy is brought about. While ensuring the effect of the embodiment, it is possible to achieve further improvement in the estimation accuracy of the target body component concentration.

上記した第1実施形態1〜4においては、目的体内成分(例えば、グルコース)以外の体内パラメータに関して、吸光度スペクトルの日内変動の想定される範囲内において少なくとも2つの異なる条件下で吸光度スペクトルを求めることが好ましい。例えば、他の体内パラメータが温度であれば、基準値±1℃の2つの温度を選択することができる。また、他の体内パラメータがタンパク質濃度であれば、基準値±10%の2種類のタンパク質濃度を選択することができる。この場合、基準濃度値に応じて差分吸光度スペクトルは変化するが、目的変数がグルコース濃度であれば、多変量解析において他の体内成分濃度値は必要ない。このように、必要に応じて、温度やタンパク質濃度のような他の体内パラメータの変動を考慮して検量線を作成してもよい。   In the first to fourth embodiments described above, the absorbance spectrum is obtained under at least two different conditions within the assumed range of the daily fluctuation of the absorbance spectrum with respect to in-vivo parameters other than the target in-vivo component (for example, glucose). Is preferred. For example, if the other in-vivo parameter is temperature, two temperatures of the reference value ± 1 ° C. can be selected. If the other in-vivo parameter is protein concentration, two types of protein concentrations of the reference value ± 10% can be selected. In this case, the differential absorbance spectrum changes according to the reference concentration value, but if the objective variable is the glucose concentration, no other in-vivo component concentration value is required in the multivariate analysis. As described above, a calibration curve may be created in consideration of changes in other in-vivo parameters such as temperature and protein concentration as necessary.

本発明の第1実施形態にかかる体内成分の定量分析を非侵襲的に実施するための装置の概略図である。1 is a schematic view of an apparatus for non-invasively performing quantitative analysis of in-vivo components according to a first embodiment of the present invention. 同装置の測定プルーブの端面図である。It is an end view of the measurement probe of the same apparatus. 同装置の演算部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the calculating part of the apparatus. 本発明の検量線の作成方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation method of the calibration curve of this invention. (a)〜(c)は、グルコース(血糖値)の検量線作成用データを示す概略図である。(A)-(c) is the schematic which shows the data for the calibration curve preparation of glucose (blood glucose level). 検量線の作成方法の詳細なフローチャートである。It is a detailed flowchart of the preparation method of a calibration curve. 本発明の方法により作成した検量線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the calibration curve created by the method of this invention. シミュレーションによる人間の皮膚組織の断面図である。It is sectional drawing of the human skin tissue by simulation. 人間の皮膚の異なる層における波長と吸収係数の間の関係を示すグラフである。Figure 2 is a graph showing the relationship between wavelength and absorption coefficient in different layers of human skin. 人間の皮膚の異なる層における波長と散乱係数の間の関係を示すグラフである。Figure 2 is a graph showing the relationship between wavelength and scattering coefficient in different layers of human skin. 測定した吸光度スペクトルと、シミュレーションによる吸光度スペクトルの一致度を示す図である。It is a figure which shows the coincidence degree of the measured absorbance spectrum and the absorbance spectrum by simulation. 被験者の実測血糖値と推定血糖値の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a test subject's measured blood glucose level and an estimated blood glucose level.

Claims (9)

生体の複数の近赤外吸光度スペクトルと基準吸光度スペクトルの間の差分である複数の差分吸光度スペクトルを求め、前記差分吸光度スペクトルの各々に、上記基準吸光度スペクトルとは異なる第2基準吸光度スペクトルを合成することにより複数の合成吸光度スペクトルを求め、前記複数の合成吸光度スペクトルを用いて多変量解析することにより検量線を作成することを特徴とする体内成分の定量分析用検量線の作成方法。   A plurality of differential absorbance spectra that are differences between a plurality of near-infrared absorbance spectra and a reference absorbance spectrum of a living body are obtained, and a second reference absorbance spectrum different from the reference absorbance spectrum is synthesized with each of the differential absorbance spectra. A method for preparing a calibration curve for quantitative analysis of in-vivo components, wherein a plurality of synthetic absorbance spectra are obtained and a calibration curve is created by multivariate analysis using the plurality of synthetic absorbance spectra. 上記体内成分は、グルコースであることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the in-vivo component is glucose. 上記近赤外吸光度スペクトルの各々は、生体に近赤外光を照射し、前記生体からの放射光のスペクトル分析を実施することにより測定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein each of the near-infrared absorbance spectra is measured by irradiating a living body with near-infrared light and performing spectral analysis of radiation emitted from the living body. 上記複数の差分吸光度スペクトルは、モデル化された生体内における光伝搬を解析する方法として定義される光伝搬シミュレーションに基づいて得られることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the plurality of differential absorbance spectra are obtained based on a light propagation simulation defined as a method of analyzing light propagation in a modeled living body. 上記基準吸光度スペクトルは、上記複数の近赤外吸光度スペクトルの中から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the reference absorbance spectrum is selected from the plurality of near infrared absorbance spectra. 上記複数の近赤外吸収度スペクトルの測定時点における生体の体内成分濃度を測定するステップと、各々が前記体内成分濃度と基準濃度との差分である複数の差分濃度を求めるステップをさらに含み、上記検量線は、上記差分吸光度スペクトルと前記差分濃度とで構成される差分データテーブルを用いて多変量解析することにより作成されることを特徴とする請求項3に記載の方法。   Measuring a plurality of near-infrared absorbance spectra at the time of measurement of the in-vivo component concentration of the living body, and determining a plurality of difference concentrations, each of which is a difference between the in-vivo component concentration and a reference concentration, The method according to claim 3, wherein the calibration curve is created by multivariate analysis using a difference data table including the difference absorbance spectrum and the difference concentration. 上記複数の近赤外吸光度スペクトルは複数の日にわたって測定され、上記基準吸光度スペクトルは、前記複数の日の各々において測定された複数の近赤外吸光度スペクトルの中から選択されることを特徴とする請求項3に記載の方法。   The plurality of near-infrared absorbance spectra are measured over a plurality of days, and the reference absorbance spectrum is selected from a plurality of near-infrared absorbance spectra measured on each of the plurality of days. The method of claim 3. 被験者の近赤外吸光度スペクトルを測定し、請求項1〜7のいずれかに記載の方法により作成した検量線と、前記被験者の近赤外吸光度スペクトルを用いて被験者の体内成分濃度を求めることを特徴とする被験者の体内成分濃度を非侵襲的に決定する方法。   The near-infrared absorbance spectrum of the subject is measured, and the concentration of the in-vivo component of the subject is determined using the calibration curve created by the method according to claim 1 and the near-infrared absorbance spectrum of the subject. A method for noninvasively determining a characteristic concentration of a body component of a subject. 被験者の皮膚に近赤外光を照射する光照射手段と、前記皮膚からの放射光を受光する受光手段と、請求項1〜7のいずれかに記載の方法により作成した検量線を記憶するメモリと、前記受光手段の出力と、前記メモリから読み出された検量線を用いて、被験者の体内成分濃度を計算する演算手段とを具備することを特徴とする被験者の体内成分濃度を非侵襲的に決定する定量分析装置。   A light irradiating means for irradiating a subject's skin with near-infrared light, a light receiving means for receiving radiated light from the skin, and a memory for storing a calibration curve created by the method according to claim 1. And a non-invasive means for calculating the in-vivo component concentration of the subject using the output of the light-receiving means and a calculation means for calculating the in-vivo component concentration of the subject using the calibration curve read from the memory Quantitative analyzer to determine
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008049091A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Matsushita Electric Works Ltd Body component concentration measuring method
JP2009153728A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Kao Corp Multifunctional probe for measuring skin property
WO2011013694A1 (en) 2009-07-28 2011-02-03 パナソニック電工株式会社 Device for estimating blood sugar level
JP2013013756A (en) * 2012-09-14 2013-01-24 Kao Corp Multifunctional probe for measuring skin property
JP2013169291A (en) * 2012-02-20 2013-09-02 Kao Corp Simulation apparatus and simulation method for epidermal tissues
WO2015098047A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 ミツミ電機株式会社 Biological-information measurement device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995005120A1 (en) * 1993-08-12 1995-02-23 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Blood sugar level non-invasion measuring method and measuring instrument therefor
JP2003050200A (en) * 2001-06-01 2003-02-21 Nikkiso Co Ltd Method and apparatus for measuring optical component
JP2003144421A (en) * 2001-11-15 2003-05-20 Matsushita Electric Works Ltd Method and device for determining biocomponent
WO2003079900A1 (en) * 2002-03-25 2003-10-02 Ken-Ichi Yamakoshi Noninvasive blood component value measuring instrument and method
JP2004138454A (en) * 2002-10-16 2004-05-13 Nikkiso Co Ltd Method and apparatus for estimating optical scattering characteristics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995005120A1 (en) * 1993-08-12 1995-02-23 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Blood sugar level non-invasion measuring method and measuring instrument therefor
JP2003050200A (en) * 2001-06-01 2003-02-21 Nikkiso Co Ltd Method and apparatus for measuring optical component
JP2003144421A (en) * 2001-11-15 2003-05-20 Matsushita Electric Works Ltd Method and device for determining biocomponent
WO2003079900A1 (en) * 2002-03-25 2003-10-02 Ken-Ichi Yamakoshi Noninvasive blood component value measuring instrument and method
JP2004138454A (en) * 2002-10-16 2004-05-13 Nikkiso Co Ltd Method and apparatus for estimating optical scattering characteristics

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008049091A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Matsushita Electric Works Ltd Body component concentration measuring method
JP2009153728A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Kao Corp Multifunctional probe for measuring skin property
WO2011013694A1 (en) 2009-07-28 2011-02-03 パナソニック電工株式会社 Device for estimating blood sugar level
JP2013169291A (en) * 2012-02-20 2013-09-02 Kao Corp Simulation apparatus and simulation method for epidermal tissues
JP2013013756A (en) * 2012-09-14 2013-01-24 Kao Corp Multifunctional probe for measuring skin property
WO2015098047A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 ミツミ電機株式会社 Biological-information measurement device
JP2015126789A (en) * 2013-12-27 2015-07-09 ミツミ電機株式会社 Biological information measurement device
KR20160102161A (en) 2013-12-27 2016-08-29 미쓰미덴기가부시기가이샤 Biological-information measurement device

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