JP2007097654A - Blood information measuring device - Google Patents

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Kazuhiro Tsujita
和宏 辻田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To non-invasively measure blood sugar information using photoacoustic spectroscopy. <P>SOLUTION: By a blood information measuring device 10, a tomographic image of a biological tissue can be acquired by optical interference tomography, and the position of the blood vessel is specified from the acquired tomographic image. A rod lens 28 can be moved in the optical axis direction, and can move the focal position of measuring light. After the position and depth of the blood vessel are specified, the focal position of the measuring light is positioned inside the blood vessel to make the measuring light irradiate a subject. Pressure wave emitted from inside of the subject is detected as ultrasonic wave, and the amount of glycohemoglobin can be measured by the intensity of the ultrasonic wave. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリコヘモグロビン等の血糖情報を測定する血液情報測定装置に関する。   The present invention relates to a blood information measuring device for measuring blood glucose information such as glycohemoglobin.

血中でヘモグロビンとグルコースが結合したグリコヘモグロビンの一種であるHbA1cは、過去1〜3ヶ月間の平均血糖値の指標となることから、その値は血糖コントロールの必要な糖尿病患者の経過観察を行う際などに使用される。従来では、被検者から血液を採取し、試薬反応やクロマトグラフィ法により定量的なHbA1cの測定が行われていた。近年では、採血を伴わない非侵襲型の測定方法として、光音響分光法(Photo-acoustic spectroscopy:PAS)を利用することが提案されている(非特許文献1)。   HbA1c, which is a kind of glycohemoglobin in which hemoglobin and glucose are combined in blood, is an indicator of the average blood glucose level over the past 1 to 3 months. Used for occasions. Conventionally, blood is collected from a subject and quantitatively measured for HbA1c by a reagent reaction or a chromatography method. In recent years, it has been proposed to use photo-acoustic spectroscopy (PAS) as a non-invasive measurement method that does not involve blood collection (Non-Patent Document 1).

光音響分光法は、例えば、光吸収体となる特定の組織又は物質に、その最大吸収波長の測定光を短時間照射した時、光吸収体で光エネルギーが熱に変換されて光吸収体が瞬間的に膨張して生じる圧力波を利用する。この圧力波が空気中を超音波として伝わる際にこれを高性能マイクで検出すると、光吸収体が多くの割合で含まれる部位から強いPAS信号が得られる。
和田森 直・松田 甚一 光音響分光法によるHbA1c濃度モニタリングに関する基礎検討 生体医工学 2004年 42−3 159/166
In photoacoustic spectroscopy, for example, when a specific tissue or substance that becomes a light absorber is irradiated with measurement light of the maximum absorption wavelength for a short time, light energy is converted into heat by the light absorber, and the light absorber The pressure wave generated by instantaneous expansion is used. When this pressure wave is transmitted through the air as an ultrasonic wave and is detected by a high-performance microphone, a strong PAS signal is obtained from a portion where the light absorber is contained in a large proportion.
Nao Wadamori and Junichi Matsuda Basic study on HbA1c concentration monitoring by photoacoustic spectroscopy Biomedical Engineering 2004 42-3 159/166

しかしながら、上記非特許文献1に記載されているように、生体組織を対象としてPASを用いる場合、PAS信号が微弱であるために背景雑音とのSN比が悪く、その測定精度が低いという問題がある。また、HbA1cは血管中にしか存在しないため、広範囲からPAS信号を得るとその信号強度が平均化され、SN比がさらに悪くなるという欠点がある。   However, as described in Non-Patent Document 1, when PAS is used for living tissue, since the PAS signal is weak, the SN ratio with the background noise is poor, and the measurement accuracy is low. is there. Further, since HbA1c exists only in blood vessels, when a PAS signal is obtained from a wide range, the signal intensity is averaged, and the SN ratio is further deteriorated.

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、PASを使用したHbA1cを測定するための精度を高めることのできる血糖情報測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a blood glucose information measuring device capable of improving the accuracy for measuring HbA1c using PAS.

上記目的を達成するために、本発明の血液情報測定装置は、血管の位置を特定する血管特定手段と、特定された血管の位置に測定光を集光させる測定光集光手段と、前記測定光を吸収した血液中の吸収体が発生する音波を光音響信号として検出する光音響信号検出手段と、前記光音響信号に基づいて血液中の血糖情報を測定する血糖情報測定手段を備えたことを特徴とする。   To achieve the above object, the blood information measuring device of the present invention includes a blood vessel specifying means for specifying the position of a blood vessel, a measurement light collecting means for collecting measurement light at the specified blood vessel position, and the measurement. Photoacoustic signal detection means for detecting a sound wave generated by an absorber in blood that has absorbed light as a photoacoustic signal, and blood glucose information measurement means for measuring blood glucose information in the blood based on the photoacoustic signal It is characterized by.

また、生体組織の断層情報を示す断層信号を生成する断層信号生成手段を備え、前記血管特定手段は、前記断層情報に基づいて血管の位置を特定することを特徴とする。   In addition, a tomographic signal generating unit that generates a tomographic signal indicating the tomographic information of the biological tissue is provided, and the blood vessel specifying unit specifies a position of the blood vessel based on the tomographic information.

前記血糖情報として、糖化タンパク質及びグルコースの少なくともいずれか一方を測定することを特徴とする。   As the blood glucose information, at least one of glycated protein and glucose is measured.

前記測定光は、二光子吸収を発生させるために波長の異なる2種類の光からなることを特徴とする。   The measurement light includes two types of light having different wavelengths in order to generate two-photon absorption.

本発明によれば、血管位置を特定し、血管に集光させた測定光によって光音響信号を得ることができるから、光音響信号の出力レベルが大きくなり、SN比を高めることができる。これにより、糖化タンパクを測定する精度が高められた非侵襲型の血糖情報測定装置を得ることができる。   According to the present invention, since the photoacoustic signal can be obtained by the measurement light focused on the blood vessel by specifying the blood vessel position, the output level of the photoacoustic signal is increased and the SN ratio can be increased. As a result, a non-invasive blood glucose information measuring device with improved accuracy for measuring glycated protein can be obtained.

また、生体の断層情報を示す断層信号から血管位置を特定するから、生体表面から血管までの深さである血管深度を考慮して測定光を正確に集光させるから、SN比をさらに高めることができ、測定精度を高めることができる。   Further, since the blood vessel position is identified from the tomographic signal indicating the tomographic information of the living body, the measurement light is accurately collected in consideration of the blood vessel depth that is the depth from the living body surface to the blood vessel, so that the SN ratio is further increased. Measurement accuracy can be improved.

また、二光子吸収を利用することにより散乱の影響を低減し、強い光音響信号を得ることができ、さらに二光子吸収はエネルギー密度の高い範囲でのみ発生するため、SN比の高い検出が可能となり、測定精度の向上を図ることができる。   In addition, by using two-photon absorption, the influence of scattering can be reduced and a strong photoacoustic signal can be obtained. Furthermore, since two-photon absorption occurs only in a high energy density range, detection with a high S / N ratio is possible. Thus, measurement accuracy can be improved.

図1において、血液情報測定装置10は、光干渉トモグラフィ法(OCT:Optical Coherence Tomography)と光音響トモグラフィ法(PAT:Photo Acoustic Tomography)のいずれか一方を用いて血管を特定し、光音響分光法(PAS:Photo Acoustic Spectroscopy)により血糖情報を測定するものである。血液情報測定装置10には、生体組織に測定光を照射するための光学ユニット11と、各センサより電気信号が入力される電気回路ユニット12とから構成されている。   In FIG. 1, a blood information measuring apparatus 10 identifies a blood vessel using one of optical interference tomography (OCT) and photoacoustic tomography (PAT), and photoacoustics. Blood glucose information is measured by spectroscopy (PAS: Photo Acoustic Spectroscopy). The blood information measuring apparatus 10 includes an optical unit 11 for irradiating a living tissue with measurement light and an electric circuit unit 12 to which an electric signal is input from each sensor.

光学ユニット11は、測定に必要な光を発する光源部15と、光源部15からの光を測定光と参照光とに分割し、分割した測定光と参照光とを再合成するファイバカプラ16と、参照ミラー17が設けられた光路差調節部18と、測定光と参照光とが合成された合成光を検出する光検出器19と、被検体に測定光を照射する照射部20とを備えている。光源部15と光路差調節部18との間と、光検出器19と照射部20との間は、光ファイバ21が接続され、光源部15からの光の光路となる。ファイバカプラ16と光路差調節部18との間にはピエゾ素子22が設けられている。ピエゾ素子22は、参照光に僅かな周波数シフトを生じさせる周波数シフタとして作用する。   The optical unit 11 includes a light source unit 15 that emits light necessary for measurement, a fiber coupler 16 that divides the light from the light source unit 15 into measurement light and reference light, and recombines the divided measurement light and reference light. The optical path difference adjusting unit 18 provided with the reference mirror 17, the photodetector 19 for detecting the combined light obtained by combining the measuring light and the reference light, and the irradiating unit 20 for irradiating the subject with the measuring light. ing. An optical fiber 21 is connected between the light source unit 15 and the optical path difference adjusting unit 18, and between the photodetector 19 and the irradiation unit 20, and becomes an optical path of light from the light source unit 15. A piezo element 22 is provided between the fiber coupler 16 and the optical path difference adjusting unit 18. The piezo element 22 functions as a frequency shifter that causes a slight frequency shift in the reference light.

光源部15には4種類の光源が設けられている。光源15aは近赤外のSLD(Super Luminescent Diode)からなり、OCT像を得るための高輝度の低コヒーレント光を発する。光源15b、光源15c、光源15dはそれぞれ514nm、830nm、1600nmの光を発する発光ダイオードからなる。光源15b及び光源15cは、光音響分光法によるHbA1cの測定を行うとき、光音響トモグラフィ法による生体組織の断層情報を得るときに使用される。光源に用いられる。光源15dは、血液グルコース濃度を測定するときに使用される。   The light source unit 15 is provided with four types of light sources. The light source 15a is composed of a near-infrared SLD (Super Luminescent Diode), and emits high-luminance and low-coherent light for obtaining an OCT image. The light source 15b, the light source 15c, and the light source 15d are light emitting diodes that emit light of 514 nm, 830 nm, and 1600 nm, respectively. The light source 15b and the light source 15c are used when obtaining tomographic information of a living tissue by a photoacoustic tomography method when measuring HbA1c by photoacoustic spectroscopy. Used for light source. The light source 15d is used when measuring blood glucose concentration.

光路差調節部18は、ファイバカプラ16によって分割された参照光が入射する。参照ミラー17の直前には集光レンズ25が設けられている。参照ミラー17は、駆動部26により駆動力が与えられ、図中水平方向に移動する。これにより、参照光は測定光との間で光路長差が生じる。光検出器19は、その前方に集光レンズ27を有している。   The optical path difference adjusting unit 18 receives the reference light divided by the fiber coupler 16. A condenser lens 25 is provided immediately before the reference mirror 17. The reference mirror 17 is given a driving force by the driving unit 26 and moves in the horizontal direction in the figure. Thereby, an optical path length difference occurs between the reference light and the measurement light. The photodetector 19 has a condensing lens 27 in front of it.

照射部20は、測定光を被検体に照射する。照射部20は、ファイバカプラ16からの光を集光するロッドレンズ28と、測定光の進路を90度折り曲げる反射ミラー29と、測定光が照射された方向から発せられる超音波を検出する超音波検出器30とを備えている。照射部20は、被検体の表面に合わせて所定平面内の二次元方向、又は高さ方向を含む三次元方向に移動することができ、測定光を照射しながら被検体を走査することができる。なお、照射部20を固定し、被検体を可動ステージに置くようにしてもよい。   The irradiation unit 20 irradiates the subject with measurement light. The irradiation unit 20 includes a rod lens 28 that condenses the light from the fiber coupler 16, a reflection mirror 29 that bends the path of the measurement light by 90 degrees, and an ultrasonic wave that detects ultrasonic waves emitted from the direction in which the measurement light is irradiated. And a detector 30. The irradiation unit 20 can move in a two-dimensional direction within a predetermined plane or a three-dimensional direction including a height direction according to the surface of the subject, and can scan the subject while irradiating measurement light. . The irradiation unit 20 may be fixed and the subject may be placed on a movable stage.

電気回路ユニット12は、ロッドレンズ駆動部33と、超音波信号処理部34と、光断層信号生成部35と、中央演算部36を備えている。ロッドレンズ駆動部33は、ロッドレンズ28をその光軸方向へ移動させるための駆動源であり、測定光の焦点位置を変更する。超音波信号処理部検出部ロッドレンズ駆動部33と、超音波検出器30により検出した超音波信号の増幅とノイズ除去等を行う。光断層信号生成部35は、光検出器19により検出された測定光と参照光の干渉像を光断層信号として取り出し、中央演算部36に送る。   The electric circuit unit 12 includes a rod lens driving unit 33, an ultrasonic signal processing unit 34, an optical tomographic signal generation unit 35, and a central processing unit 36. The rod lens drive unit 33 is a drive source for moving the rod lens 28 in the optical axis direction, and changes the focal position of the measurement light. The ultrasonic signal processing unit detection unit rod lens driving unit 33 and the ultrasonic signal detected by the ultrasonic detector 30 are amplified and noise is removed. The optical tomographic signal generation unit 35 extracts an interference image between the measurement light and the reference light detected by the photodetector 19 as an optical tomographic signal and sends it to the central processing unit 36.

中央演算部36は、プログラムを実行することにより、システム制御部39、断層画像生成部40、血管判別部41、焦点位置制御部42、計測部43として機能する。システム制御部39は、光検出器19やロッドレンズ駆動部33等の電力を要する部位の動作を制御し、予め決められた手順で各部を機能させる。断層画像生成部40は、光断層信号生成部35から送られる光断層信号に基づいて被検体の断層画像を構築する。断層画像表示モニタ45に断層画像が表示される際、測定者の判断により関心領域設定部46に入力操作がなされ、断層画像の特定の領域が関心領域R1に設定される。血管判別部41は、断層画像の関心領域から血管の画像を検出する。計測部43は、検出された血管の位置、深さを特定する。焦点位置制御部42は、特定された血管の位置に測定光の焦点を合わせるのに必要なロッドレンズ駆動部33の駆動量を算出する。算出された駆動量はロッドレンズ駆動部33に送られる。   The central processing unit 36 functions as a system control unit 39, a tomographic image generation unit 40, a blood vessel discrimination unit 41, a focal position control unit 42, and a measurement unit 43 by executing a program. The system control unit 39 controls the operation of parts that require electric power, such as the photodetector 19 and the rod lens driving unit 33, and causes each unit to function according to a predetermined procedure. The tomographic image generation unit 40 constructs a tomographic image of the subject based on the optical tomographic signal sent from the optical tomographic signal generation unit 35. When a tomographic image is displayed on the tomographic image display monitor 45, an input operation is performed on the region-of-interest setting unit 46 based on the judgment of the measurer, and a specific region of the tomographic image is set as the region of interest R1. The blood vessel discrimination unit 41 detects a blood vessel image from the region of interest of the tomographic image. The measurement unit 43 specifies the position and depth of the detected blood vessel. The focal position control unit 42 calculates a driving amount of the rod lens driving unit 33 necessary for focusing the measurement light on the specified blood vessel position. The calculated driving amount is sent to the rod lens driving unit 33.

次に血液情報測定装置10の動作について説明する。血糖値測定を開始するとき、システム制御部39は、SLDである光源15aを点灯させる。光源15aからの光は、光ファイバ21を伝播し、ファイバカプラ16で参照光と測定光とに分割される。参照光は、ピエゾ素子22によって変調され、参照光と測定光とには僅かな周波数差が生じる。測定光は、照射部20から被検体に照射される。被検体に入射した測定光のうち、被検部の所定の深度で反射された測定光が照射部20に戻り、ファイバカプラ16において測定光と参照光とが合成される。   Next, the operation of blood information measuring apparatus 10 will be described. When the blood glucose level measurement is started, the system control unit 39 turns on the light source 15a that is an SLD. The light from the light source 15 a propagates through the optical fiber 21 and is divided into reference light and measurement light by the fiber coupler 16. The reference light is modulated by the piezoelectric element 22, and a slight frequency difference is generated between the reference light and the measurement light. The measurement light is irradiated from the irradiation unit 20 to the subject. Of the measurement light incident on the subject, the measurement light reflected at a predetermined depth of the test part returns to the irradiation unit 20, and the measurement light and the reference light are combined in the fiber coupler 16.

測定光と参照光は、可干渉距離の短い低コヒーレント光であるから、測定光と参照光との光路長が同じで光路差がない時にこれらが干渉した際に、周波数差の大きさに応じた周期の光ビートが発生する。これは光検出器19によって検出され、光断層信号生成部35によって断層情報を有する光断層信号が抽出される。光断層信号は断層画像生成部40に送られる。生体の被検体を直線状に走査すると、連続した光断層信号が得られ、断層画像生成部40によって二次元の断層画像が生成される。   Since the measurement light and the reference light are low coherent light with a short coherence distance, when the measurement light and the reference light have the same optical path length and there is no difference in the optical path, depending on the magnitude of the frequency difference An optical beat with a certain period occurs. This is detected by the photodetector 19, and an optical tomographic signal having tomographic information is extracted by the optical tomographic signal generator 35. The optical tomographic signal is sent to the tomographic image generation unit 40. When a living subject is scanned linearly, a continuous optical tomographic signal is obtained, and a two-dimensional tomographic image is generated by the tomographic image generation unit 40.

生成された断層画像は、断層画像表示モニタ45に表示される、測定担当者は表示された断層画像を確認し、関心領域設定部46を介して血管と考えられる領域を関心領域として設定する。関心領域Rが設定されると、血管判別部41は、関心領域Rの内部に存在する血管の位置を特定し、血管の位置とその深度を画像計測によって求める。焦点位置制御部42は、求められた血管の位置と深度からロッドレンズ28の焦点位置が決まる。ロッドレンズ駆動部33はロッドレンズ28を移動させる。   The generated tomographic image is displayed on the tomographic image display monitor 45. The person in charge of measurement confirms the displayed tomographic image and sets a region considered to be a blood vessel as a region of interest via the region of interest setting unit 46. When the region of interest R is set, the blood vessel discriminating unit 41 identifies the position of the blood vessel existing inside the region of interest R, and obtains the position and depth of the blood vessel by image measurement. The focal position control unit 42 determines the focal position of the rod lens 28 from the obtained blood vessel position and depth. The rod lens driving unit 33 moves the rod lens 28.

システム制御部39は、光源15b及び光源15cを同じタイミングで点灯させ、被検体に測定光を照射する。測定光は、ロッドレンズ28によって血管内部で最も絞られ、入射する測定光の強度が最も大きくなる。測定光を短時間照射したとき、ヘモグロビンは測定光を吸収し、瞬間的に膨張して生体内に圧力波を発生させる。HbA1cの量が多いほど大きな圧力波が発生する。また、測定光の強度が最も大きくなる位置が血管外の場合よりも、血管内の場合の方が発生する圧力波が大きく、この圧力波は超音波として超音波検出器30によって検出される。   The system control unit 39 turns on the light source 15b and the light source 15c at the same timing, and irradiates the subject with measurement light. The measurement light is most narrowed inside the blood vessel by the rod lens 28, and the intensity of the incident measurement light becomes the largest. When the measurement light is irradiated for a short time, hemoglobin absorbs the measurement light and instantaneously expands to generate a pressure wave in the living body. The greater the amount of HbA1c, the greater the pressure wave. In addition, the pressure wave generated in the case of inside the blood vessel is larger than that in the case where the position where the intensity of the measurement light is the highest is outside the blood vessel, and this pressure wave is detected by the ultrasonic detector 30 as an ultrasonic wave.

検出された超音波信号は、超音波信号処理部34において各種の処理が行われ、光音響信号として中央演算部36に入力される。計測部43では、光音響信号の強さからHbA1cの量を算出する。また、血中グルコース濃度が測定される場合には、光源15dから測定光が照射され、入力された光音響信号からグルコース濃度が測定される。このようにして、光音響分光法によってHbA1c濃度やグルコース濃度を測定するときに、測定光を血管の内部で最も絞り込むようにすることで光音響信号のレベルが高く、SN比が高くなり、精度の高い測定を行うことができる。   The detected ultrasonic signal is subjected to various processes in the ultrasonic signal processing unit 34 and input to the central processing unit 36 as a photoacoustic signal. The measurement unit 43 calculates the amount of HbA1c from the intensity of the photoacoustic signal. When the blood glucose concentration is measured, measurement light is irradiated from the light source 15d, and the glucose concentration is measured from the input photoacoustic signal. In this way, when measuring the HbA1c concentration or glucose concentration by photoacoustic spectroscopy, the level of the photoacoustic signal is increased, the S / N ratio is increased, and the accuracy is improved by narrowing the measurement light inside the blood vessel. High measurement can be performed.

次に第2の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と構成や作用が同じ部分については符号を同一にし、詳細な説明を省略する。血液情報測定装置50は、照射部20に超音波トランスデューサ51を備えている。また、超音波トランスデューサ51は超音波入出力制御部52により、超音波の発振・照射すること、被検体からの超音波を検出することが可能である。光源部53には、AOT用のレーザーダイオードからなる光源53aを備え、PAS用には上記実施形態と同様に514nm、830nmの測定光を照射する光源15b,光源15cが設けられている。超音波変調光断層信号生成部54は、光検出器19により検出された光を超音波変調光断層信号として抽出し、中央演算部36に送る。   Next, a second embodiment will be described. Note that parts having the same configuration and operation as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The blood information measuring device 50 includes an ultrasonic transducer 51 in the irradiation unit 20. Further, the ultrasonic transducer 51 can detect and emit ultrasonic waves from the subject by oscillating and irradiating ultrasonic waves by the ultrasonic input / output control unit 52. The light source unit 53 includes a light source 53a composed of a laser diode for AOT, and a light source 15b and a light source 15c for irradiating measurement light of 514 nm and 830 nm are provided for PAS as in the above embodiment. The ultrasonic modulation optical tomographic signal generation unit 54 extracts the light detected by the photodetector 19 as an ultrasonic modulation optical tomographic signal and sends it to the central processing unit 36.

このような血液情報測定装置50の動作について説明する。光源53aより照射された測定光は、ファイバカプラ16を通過して照射部20から被検体に入射する。超音波入出力制御部52は、超音波トランスデューサ51から被検体に超音波を照射する。被検体には、測定光と超音波とが照射される。超音波が照射された被検部では、音響光学効果が発生し、生体組織の粗密の変化によって屈折率分布が形成される。測定光は、音響光学効果によって一部の光が屈折又は回折し、超音波による変調を受ける。変調を受けた測定光は、照射部20に戻り、そのまま光検出器19によって検出される。超音波変調光断層信号生成部54は、光検出器19により検出された光を超音波変調光断層信号として抽出し、これを中央演算部36に送る。断層画像生成部40は、超音波変調光断層信号から断層画像を生成する。   The operation of such blood information measuring apparatus 50 will be described. The measurement light emitted from the light source 53a passes through the fiber coupler 16 and enters the subject from the irradiation unit 20. The ultrasonic input / output control unit 52 irradiates the subject with ultrasonic waves from the ultrasonic transducer 51. The subject is irradiated with measurement light and ultrasonic waves. An acousto-optic effect is generated in the test portion irradiated with ultrasonic waves, and a refractive index distribution is formed by changes in the density of the living tissue. A part of the measurement light is refracted or diffracted by the acousto-optic effect, and is modulated by ultrasonic waves. The modulated measurement light returns to the irradiation unit 20 and is detected by the photodetector 19 as it is. The ultrasonic modulated optical tomographic signal generation unit 54 extracts the light detected by the photodetector 19 as an ultrasonic modulated optical tomographic signal and sends it to the central processing unit 36. The tomographic image generation unit 40 generates a tomographic image from the ultrasonic modulated optical tomographic signal.

血管判別部41は、断層画像から、血管の位置とその深度を画像計測によって求める。焦点位置制御部42は、求められた血管の位置と深度からロッドレンズ28の焦点位置が決まる。ロッドレンズ駆動部33はロッドレンズ28を移動させる。システム制御部39は、光源15b及び光源15cを点灯させ、PASによるHbA1cの計測を行う。この時、超音波入出力制御部52は超音波トランスデューサ51により被検体からの超音波を検出する。検出された超音波信号は光音響信号として中央演算部36に入力される。計測部43は光音響信号に基づいてHbA1cの濃度を測定する。   The blood vessel discriminating unit 41 obtains the blood vessel position and its depth from the tomographic image by image measurement. The focal position control unit 42 determines the focal position of the rod lens 28 from the obtained blood vessel position and depth. The rod lens driving unit 33 moves the rod lens 28. The system control unit 39 turns on the light source 15b and the light source 15c, and measures HbA1c by PAS. At this time, the ultrasonic input / output control unit 52 detects ultrasonic waves from the subject by the ultrasonic transducer 51. The detected ultrasonic signal is input to the central processing unit 36 as a photoacoustic signal. The measurement unit 43 measures the concentration of HbA1c based on the photoacoustic signal.

以上のように本発明の血液情報測定装置は、OCT,PAT,AOTを用いた血管位置の特定と、PASを用いた血糖情報の測定を無侵襲で行うことができる。特に、測定光の焦点に血管が位置するようにすることで入射光密度を高くし、強い光音響信号を得ることができる。なお、本発明では、514nm、830nmの波長の光を使用しているが、その2倍の波長の赤外光を使用し、生体組織のさらに深い位置の血管から血糖情報を測定するようにしてもよい。また、本発明では、断層画像から画像分析を行って血管を特定することに限らず、走査を伴わないOCT、PAT、AOTによる検出信号の波形によって血管を判別してもよい。例えば、PATではヘモグロビンに対する検出信号レベルが高く、AOTでは信号レベルが低くなるため、それぞれの信号レベルの強弱から血管位置を特定してもよい。また、本発明はHbA1cに限らずその他の糖化タンパクを測定できるようにしてもよい。   As described above, the blood information measuring apparatus of the present invention can perform non-invasive measurement of blood vessel information using OCT, PAT, and AOT and blood glucose information using PAS. In particular, it is possible to increase the incident light density and obtain a strong photoacoustic signal by positioning the blood vessel at the focus of the measurement light. In the present invention, light having wavelengths of 514 nm and 830 nm is used. However, by using infrared light having a wavelength twice that of blood, blood glucose information is measured from a blood vessel at a deeper position in the living tissue. Also good. Further, in the present invention, the blood vessel may be discriminated based on the waveform of the detection signal by OCT, PAT, or AOT not accompanied by scanning, without being limited to specifying the blood vessel by performing image analysis from the tomographic image. For example, since the detection signal level for hemoglobin is high in PAT and the signal level is low in AOT, the blood vessel position may be specified from the strength of each signal level. Further, the present invention is not limited to HbA1c, and other glycated proteins may be measured.

第1実施形態の血液情報測定装置の概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram of the blood information measuring device of a 1st embodiment. 第1実施形態の血液情報測定装置のフローチャートである。It is a flowchart of the blood information measuring device of a 1st embodiment. 第2実施形態の血液情報測定装置の概略的なブロック図であるIt is a schematic block diagram of the blood information measuring device of a 2nd embodiment. 第2実施形態の血液情報測定装置のフローチャートである。It is a flowchart of the blood information measuring device of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 血液情報測定装置
11 光学ユニット
12 電気回路ユニット
15 光源部
15a,15b,15c,15d 光源
16 ファイバカプラ
17 参照ミラー
18 光路差調節部
19 光検出器
20 照射部
21 光ファイバ
22 ピエゾ素子
25 集光レンズ
26 駆動部
27 集光レンズ
28 ロッドレンズ
29 反射ミラー
30 超音波検出器
33 ロッドレンズ駆動部
34 超音波信号処理部
35 光断層信号生成部
36 中央演算部
39 システム制御部
40 断層画像生成部
41 血管判別部
42 焦点位置制御部
43 計測部
45 断層画像表示モニタ
46 関心領域設定部
50 血液情報測定装置
51 超音波トランスデューサ
52 超音波入出力制御部
53 光源部
53a光源
54 超音波変調光断層信号生成部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood information measuring device 11 Optical unit 12 Electric circuit unit 15 Light source part 15a, 15b, 15c, 15d Light source 16 Fiber coupler 17 Reference mirror 18 Optical path difference adjustment part 19 Photo detector 20 Irradiation part 21 Optical fiber 22 Piezo element 25 Condensing Lens 26 Driving Unit 27 Condensing Lens 28 Rod Lens 29 Reflecting Mirror 30 Ultrasonic Detector 33 Rod Lens Driving Unit 34 Ultrasonic Signal Processing Unit 35 Optical Tomographic Signal Generation Unit 36 Central Processing Unit 39 System Control Unit 40 Tomographic Image Generation Unit 41 Blood vessel discrimination unit 42 Focus position control unit 43 Measurement unit 45 Tomographic image display monitor 46 Region of interest setting unit 50 Blood information measurement device 51 Ultrasonic transducer 52 Ultrasonic input / output control unit 53 Light source unit 53a Light source 54 Ultrasonic modulation optical tomographic signal generation Part

Claims (4)

血管の位置を特定する血管特定手段と、
特定された血管の位置に測定光を集光させる測定光集光手段と、
前記測定光を吸収した血液中の吸収体が発生する音圧を光音響信号として検出する光音響信号検出手段と、
前記光音響信号に基づいて血液中の血糖情報を測定する血糖情報測定手段を備えたことを特徴とする血液情報測定装置。
A blood vessel specifying means for specifying the position of the blood vessel;
Measurement light condensing means for condensing measurement light at the position of the specified blood vessel,
Photoacoustic signal detection means for detecting a sound pressure generated by an absorber in the blood that has absorbed the measurement light as a photoacoustic signal;
A blood information measuring device comprising blood glucose information measuring means for measuring blood glucose information in blood based on the photoacoustic signal.
生体組織の断層情報を示す断層信号を生成する断層信号生成手段を備え、
前記血管特定手段は、前記断層情報に基づいて血管の位置を特定することを特徴とする請求項1記載の血液情報測定装置。
Comprising a tomographic signal generating means for generating a tomographic signal indicating tomographic information of a biological tissue,
The blood information measuring apparatus according to claim 1, wherein the blood vessel specifying means specifies a position of a blood vessel based on the tomographic information.
前記血糖情報として、糖化タンパク質及びグルコースの少なくともいずれか一方を測定することを特徴とする請求項1又は2記載の血液情報測定装置。   The blood information measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least one of glycated protein and glucose is measured as the blood glucose information. 前記測定光は、二光子吸収を発生させるために波長の異なる2種類の光からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の血液情報測定装置。

The blood information measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement light includes two types of light having different wavelengths in order to generate two-photon absorption.

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