JP5243719B2 - Biological signal measuring tool and biological signal measuring method using the same - Google Patents

Biological signal measuring tool and biological signal measuring method using the same Download PDF

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Description

本発明は、近赤外分光分析手法による生体成分濃度測定に用いる生体信号測定具及びこれを用いた生体信号測定方法に関するものである。   The present invention relates to a biological signal measuring instrument used for measuring a biological component concentration by a near infrared spectroscopic analysis method and a biological signal measuring method using the same.

生体組織に近赤外光を照射した際の生体組織内を拡散反射した光を受光して得たスペクトル信号から生体組織の定性・定量分析を行う近赤外分光法は、生体内の種々の情報を非侵襲的に、試薬なしに、その場で即時に得ることができることから多くの医療分野で注目されている。   Near-infrared spectroscopy, which performs qualitative and quantitative analysis of biological tissue from spectral signals obtained by receiving diffusely reflected light inside the biological tissue when irradiated with near-infrared light, Information is attracting attention in many medical fields because information can be obtained immediately on the spot, non-invasively and without reagents.

特に血糖測定に関しては、糖尿病患者の血糖値管理に関する要望だけでなく、近年、集中治療室で血糖値を適切な範囲に管理することで患者の死亡率が大幅に低下するという報告があることから、非侵襲連続の血糖値モニターが注目されている。   Especially regarding blood glucose measurement, not only is there a demand for blood glucose management in diabetics, but in recent years there has been a report that the mortality rate of patients will be significantly reduced by managing blood glucose within an appropriate range in the intensive care unit. Non-invasive continuous blood glucose monitoring has been attracting attention.

非侵襲的に血糖値を測定する技術手段の一つである近赤外分光法では、近赤外スペクトルのグルコース特異吸収波長において、グルコース濃度増減により吸光度が変化するので、その波長を含む生体組織からのスペクトルを測定し、そのスペクトル信号を多変量解析することによって生体内のグルコース濃度を検出する測定手法が特開平11−70101号公報や、特開2002−65645号公報、特開2006−87913号公報などに示されている。   In near-infrared spectroscopy, which is one of the technical means for non-invasively measuring blood glucose level, the absorbance changes due to the increase or decrease in glucose concentration at the glucose-specific absorption wavelength in the near-infrared spectrum. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-70101, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-65645, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-87913 measure the spectrum of the signal from the body and detect the glucose concentration in the living body by multivariate analysis of the spectrum signal. It is shown in the gazette.

図1は上記特開2006−87913号公報に開示された非侵襲式の光学式血糖値測定システムを示すもので、ハロゲンランプ1から発光された近赤外光は熱遮蔽板2、ピンホール3、レンズ4、光ファイババンドル5を介して生体組織6に入射される。上記光ファイババンドル5は測定用光ファイバ7の一端とリファレンス用光ファイバ8の一端が接続され、測定用光ファイバ7の他端は測定プローブ9に接続され、リファレンス用光ファイバ8の他端はリファレンス用プローブ10に接続されており、さらに測定プローブ9及びリファレンスプローブ10は光ファイバを介して測定側出射体11及びリファレンス側出射体12に接続されている。   FIG. 1 shows a non-invasive optical blood sugar level measuring system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-87913. Near-infrared light emitted from a halogen lamp 1 is a heat shielding plate 2 and a pinhole 3. Then, the light enters the living tissue 6 through the lens 4 and the optical fiber bundle 5. In the optical fiber bundle 5, one end of the measurement optical fiber 7 and one end of the reference optical fiber 8 are connected, the other end of the measurement optical fiber 7 is connected to the measurement probe 9, and the other end of the reference optical fiber 8 is The measurement probe 9 and the reference probe 10 are connected to a reference-side emission body 11 and a reference-side emission body 12 via optical fibers.

この測定プローブ9は、その先端面を人体の前腕部などの生体組織6の表面に所定圧力で接触させた状態で近赤外スペクトル測定を行う。この時、光源1から光ファイババンドル5に入射した近赤外光は、測定用光ファイバ7内を伝達し、図1(b)に示すような測定プローブ9の先端から同心円周上に配置された12本の発光ファイバ20より生体組織6の表面に照射される。生体組織6に照射された測定光は、生体組織6内で拡散反射した後に、拡散反射光の一部が測定プローブ9の先端中央に配置されている受光ファイバ19に受光される。受光された光はこの受光側光ファイバ19を介して測定側出射体11から出射され、レンズ13を通して回折格子14に入射して分光された後、受光素子15において検出される。受光素子15で検出された光信号はA/Dコンバーター16でAD変換された後、パーソナルコンピュータなどの演算装置17に人力される。血糖値はこのスペクトルデータを解析することによって算出される。   The measurement probe 9 performs near-infrared spectrum measurement in a state in which the tip surface thereof is brought into contact with the surface of a living tissue 6 such as a forearm portion of a human body at a predetermined pressure. At this time, near-infrared light incident on the optical fiber bundle 5 from the light source 1 is transmitted through the measurement optical fiber 7 and is arranged on a concentric circumference from the tip of the measurement probe 9 as shown in FIG. The surface of the living tissue 6 is irradiated from the 12 light emitting fibers 20. The measurement light applied to the living tissue 6 is diffusely reflected in the living tissue 6, and then a part of the diffuse reflected light is received by the light receiving fiber 19 disposed at the center of the tip of the measurement probe 9. The received light is emitted from the measurement-side emitting body 11 through the light-receiving side optical fiber 19, is incident on the diffraction grating 14 through the lens 13, and is dispersed and then detected by the light-receiving element 15. The optical signal detected by the light receiving element 15 is AD converted by the A / D converter 16 and then manually operated by an arithmetic unit 17 such as a personal computer. The blood glucose level is calculated by analyzing the spectrum data.

リファレンス測定はセラミック板など基準板18で反射した光を測定してこれを基準光とするもので、リファレンス用プローブ10は上記測定プローブ9と同一の構成を備えており、光源1から光ファイババンドル5に入射した近赤外光はリファレンス用光ファイバ8を通して、リファレンス用プローブ10の先端から基準板18の表面に照射される。基準板18での反射光はリファレンス用プローブ10の先端に配置された受光光ファイバ19を介してリファレンス側出射体12から出射される。   In the reference measurement, light reflected by a reference plate 18 such as a ceramic plate is measured and used as reference light. The reference probe 10 has the same configuration as the measurement probe 9 described above, and the optical fiber bundle from the light source 1 is provided. 5 is irradiated from the tip of the reference probe 10 to the surface of the reference plate 18 through the reference optical fiber 8. The reflected light from the reference plate 18 is emitted from the reference-side emitter 12 via the light receiving optical fiber 19 disposed at the tip of the reference probe 10.

上記の測定側出射体11とレンズ13の間、及びこのリファレンス側出射体12とレンズ13の間にはそれぞれシャッター22が配置してあり、シャッター22の開閉によって測定側出射体11からの光とリファレンス側出射体12からの光のいずれか一方が選択的に通過して受光素子15に導かれる。   A shutter 22 is disposed between the measurement-side emitter 11 and the lens 13 and between the reference-side emitter 12 and the lens 13, and the light from the measurement-side emitter 11 is changed by opening and closing the shutter 22. One of the light from the reference-side emitter 12 is selectively passed and guided to the light receiving element 15.

なお、測定プローブ9とリファレンス用プローブ10の端面は上述のように円上に配置された12本の発光ファイバ20と中心に配置された1本の受光ファイバ19で構成されているのであるが、発光ファイバ20と受光ファイバ19の中心間距離Lは650μmとしてある。また、測定側出射体11とリファレンス側出射体12の端面は図1(b)の右図のように出射ファイバ21(受光ファイバ19の他端)が中心に配置されている。   The end faces of the measurement probe 9 and the reference probe 10 are composed of 12 light emitting fibers 20 arranged on a circle and one light receiving fiber 19 arranged in the center as described above. The distance L between the centers of the light emitting fiber 20 and the light receiving fiber 19 is 650 μm. Further, the end faces of the measurement-side emitter 11 and the reference-side emitter 12 are arranged with the emission fiber 21 (the other end of the light receiving fiber 19) as the center as shown in the right figure of FIG.

近赤外分光法による定量・定性分析を行うにあたっては、通常、事前にデータ収集を行って得られたデータセットに対して多変量解析を行い、定量分析を行う場合は検量関数を作成し、目的とする成分濃度を算出する手法を用いることが一般的である。この時、ロバストな検量関数を得るには、可能な限り多様で幅広いデータを収集して上記データセットを作成することが良いとされているが、幅広いデータの収集に伴う時間・労力・コストの負担は大きな問題である。   When performing quantitative and qualitative analysis by near infrared spectroscopy, usually perform multivariate analysis on the data set obtained by collecting data in advance, and create a calibration function when performing quantitative analysis, It is common to use a method for calculating the target component concentration. At this time, in order to obtain a robust calibration function, it is said that it is good to collect the widest possible and wide range of data and create the above data set. However, the time, labor, and cost associated with the collection of a wide range of data are considered. The burden is a big problem.

一方、生体成分の定量分析、とりわけ血糖値測定については、信号となる対象成分の吸光度が非常に小さく、たとえば上記の従来例に示される装置でグルコース信号変化を測定した場合、臨床的に意味がある測定に必要とされる10mg/dlの濃度変化に対するグルコース信号の吸光度変化は100μAU以下であり、生体変化や測定の再現性に関連するノイズに比べて極端に小さい(SN比が悪い)ため、通常の近赤外分光法で行われる検量関数作成法をそのまま生体成分の定性・定量分析に用いても有用な検量関数を得ることは難しい。また、その検量関数にしても被験者の個体差に起因するノイズを無くして適応性を高めるために個人毎に検量関数を作成することが多い。   On the other hand, for quantitative analysis of biological components, particularly blood glucose level measurement, the absorbance of the target component as a signal is very small. For example, when measuring the change in glucose signal with the device shown in the conventional example, it is clinically meaningful. The change in absorbance of the glucose signal with respect to the concentration change of 10 mg / dl required for a certain measurement is 100 μAU or less, which is extremely small (noise ratio is bad) compared to the noise related to biological changes and measurement reproducibility. It is difficult to obtain a useful calibration function even if the calibration function creation method performed in ordinary near infrared spectroscopy is used as it is for qualitative and quantitative analysis of biological components. Moreover, even if the calibration function is used, a calibration function is often created for each individual in order to eliminate noise caused by individual differences among subjects and enhance adaptability.

しかしながら集中治療室(ICU)のような医療施設では、治療におけるモニタリングに先立ち、その患者に対しスペクトル測定を行って検量関数を準備することは実用上不可能である。   However, in a medical facility such as an intensive care unit (ICU), it is practically impossible to prepare a calibration function by performing spectrum measurement on a patient prior to monitoring in treatment.

これに対して、上記特開2006−87913号公報で示されたものは、事前のスペクトルデータ収集を行わずに検量関数を作成する手法であり、ここでは生体あるいはシミュレーション等から得られた複数の近赤外吸光度スペクトルと、この中から選択される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予め測定した被験者の基準吸光度スペクトルを合成して複数の合成吸光度スペクトルを求め、得られた複数の合成吸光度スペクトル用いて多変量解析することで検量関数を作成している。   On the other hand, what is disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-87913 is a method of creating a calibration function without collecting spectrum data in advance, and here, a plurality of obtained from a living body or a simulation or the like. A plurality of differential absorbance spectra, which are differences between the near-infrared absorbance spectrum and a reference absorbance spectrum selected from these, are obtained, and a plurality of reference absorbance spectra of a subject measured in advance are combined with each of the difference absorbance spectra. A calibration function is created by obtaining a synthetic absorbance spectrum of the sample and performing multivariate analysis using the obtained plurality of synthesized absorbance spectra.

この場合、人為的に選択した外乱を組み込んで作成した検量モデルを用いることができることになるが、皮膚状態の変化を外乱として検量モデルに組み込んでいない場合は、皮膚状態が安定するまで測定を始められない欠点を持つことになる。この皮膚安定までに2時間程度の時間が必要な場合があり、実使用における用途を制約する原因となっている。図25に一例を示す。図中イが近赤外光による推定血糖値、ロが採血法による血糖値である。   In this case, a calibration model created by incorporating artificially selected disturbances can be used, but if changes in skin condition are not incorporated into the calibration model as disturbances, measurement is started until the skin condition stabilizes. You will have inadequate drawbacks. In some cases, it takes about 2 hours to stabilize the skin, which is a cause of restricting the use in actual use. An example is shown in FIG. In the figure, “a” is an estimated blood glucose level by near infrared light, and “b” is a blood glucose level by a blood sampling method.

更には、血糖値の連続測定として、侵襲的に血糖値を測定する装置の開発も行われている。たとえば、米国FDA認可を受けているMedtronic MiniMed社(米国)の侵襲式連続血糖モニター(CGMS)は、センサ針を体内に挿入し、皮下組織中の体液のグルコース濃度測定を行うことで、最大72時間の連続測定が可能である。しかしながら、この装置についてもセンサ針を体内に挿入した後、2時間程度安定を待ち、さらにその後に採血により血糖値の較正を行う必要がある。初期の2時間は稼働時間である72時間に比較して短い時間であり、このために糖尿病患者の血糖値履歴管理や、急性期を過ぎた患者の血糖値管理等のような利用形態では問題とはならないが、実使用における用途を制約する原因となっている。
特開2006−87913号公報
Furthermore, as a continuous measurement of blood glucose level, an apparatus for measuring blood glucose level invasively has been developed. For example, an invasive continuous blood glucose monitor (CGMS) from Medtronic MiniMed (USA), which has received FDA approval from the United States, inserts a sensor needle into the body and measures the glucose concentration of bodily fluid in the subcutaneous tissue. Continuous measurement of time is possible. However, with this apparatus, it is necessary to wait for stabilization for about 2 hours after inserting the sensor needle into the body, and then calibrate the blood glucose level by collecting blood. The initial two hours are shorter than the 72 hours, which is the operation time, and this is a problem in usage forms such as blood glucose level history management for diabetic patients and blood glucose level management for patients past the acute phase. However, it is a cause that restricts the use in actual use.
JP 2006-87913 A

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、近赤外光を用いた生体成分測定、特に、血糖値の測定において、皮膚組織の状態変化に起因する外乱要因を小さくすることができて、皮膚状態が安定することを待たなくても精度の高い測定を行うことができる生体信号測定具及びこれを用いた生体信号測定方法を提供することを課題としている。   The present invention was invented in view of the above-mentioned conventional problems, and in the measurement of biological components using near infrared light, particularly in the measurement of blood glucose level, the disturbance factor caused by the state change of the skin tissue is reduced. It is an object of the present invention to provide a biological signal measuring tool that can perform measurement with high accuracy without waiting for the skin state to stabilize and a biological signal measuring method using the same.

上記課題を解決するため本発明に係る生体信号測定具は、被験者の生体に近赤外光を照射するとともに前記生体からの反射光又は拡散光を受光する生体信号測定用の測定プローブと、該測定プローブを支持するとともに前記生体に接触するプローブ支持体と、該プローブ支持体に設けられて上記測定プローブを生体表面に対して直交する方向に移動させる駆動手段と、上記測定プローブの先端面と生体表面との接触を検知する接触検知手段とを備え、上記駆動手段は、上記プローブ支持体が生体表面に接している状態で上記接触検知手段で検知される無負荷時の生体表面の位置から上記先端面を150μm遠ざけた位置と、上記先端面を無負荷時の生体表面よりも生体側に500μm突出する位置との範囲内に上記先端面を保持するものであることに特徴を有している。   In order to solve the above problems, a biological signal measuring instrument according to the present invention comprises a measuring probe for measuring a biological signal that irradiates a living body of a subject with near infrared light and receives reflected light or diffused light from the living body, A probe support that supports the measurement probe and contacts the living body, a drive means that is provided on the probe support and moves the measurement probe in a direction perpendicular to the surface of the living body, and a tip surface of the measurement probe; Contact detecting means for detecting contact with the living body surface, and the driving means is based on the position of the living body surface when no load is detected by the contact detecting means in a state where the probe support is in contact with the living body surface. The distal end surface is held within a range of a position where the distal end surface is 150 μm away and a position where the distal end surface protrudes 500 μm further toward the living body than the living body surface when no load is applied. It has a special feature.

特に上記測定プローブと生体表面との接触を検知して、この位置を基準として上記範囲内に測定プローブの先端面を位置させるために、生体表面に対する測定プローブの位置をより正確に且つ再現性よく定めることができる。   In particular, in order to detect the contact between the measurement probe and the surface of the living body and position the distal end surface of the measurement probe within the range based on this position, the position of the measurement probe with respect to the surface of the living body is more accurately and reproducible. Can be determined.

この場合の接触検知手段としては、上記測定プローブの先端面に配した電極によって電気的に接触を検知するものや、上記測定プローブを駆動手段で生体表面に対して直交する方向に移動させつつ測定したスペクトルの変化を解析して測定プローブと生体組織の表面との接触状態を検知するものを好適に用いることができる。   In this case, as the contact detection means, the contact is electrically detected by an electrode disposed on the tip surface of the measurement probe, or the measurement probe is moved while being moved in a direction perpendicular to the surface of the living body by the drive means. What detects the contact state between the measurement probe and the surface of the living tissue by analyzing the change in the spectrum thus obtained can be suitably used.

上記測定プローブ先端面とプローブ支持体と生体表面とで囲まれる空間を外気に連通させる通気口を備えたものとすることも好ましい。生体組織における測定対象部分の性状変化を通気口を通じた通風によって抑えることができて、生体表面を良好な状態に保つことができ、測定精度を高めることができる。 It is also preferred to those with a vent for communicating the space surrounded by the front end surface and the probe support and the biological surface of the measuring probe to the outside air. The change in the properties of the measurement target portion in the living tissue can be suppressed by the ventilation through the vent, the living body surface can be kept in a good state, and the measurement accuracy can be improved.

上記通気口を開閉する開閉手段を備えておれば、測定時には開閉手段を閉じておくことで、通気口を通じた通風がノイズの原因になってしまうことを避けることができる。   If the opening / closing means for opening and closing the vent is provided, it is possible to avoid noise caused by ventilation through the vent by closing the opening / closing means during measurement.

上記通気口を通じて強制的に吸排する送風手段を備えたものであってもよく、この場合、確実に前記空間への通風を行うことができる。 It may be a structure having an air blowing means for forcibly intake through the vent, in this case, it is possible to perform ventilation to ensure the space.

上記送風手段が前記駆動手段を兼ねているものでは、部品数を低減することができて小型で安価なものとすることができる。 If the air blowing means also serves as the driving means, the number of parts can be reduced, and the apparatus can be made small and inexpensive.

上記通気口を通って前記空間に至る空気の温度を生体温度に近づける温度調節手段を備えたものとすれば、前記空間に送り込む空気が性状変化の原因となってしまうことを避けることができる。   If temperature adjusting means for bringing the temperature of the air reaching the space through the vent close to the living body temperature is provided, it is possible to prevent the air sent into the space from causing the property change.

更に測定した生体信号を元に通気口を通じた通気流量または通気方向の少なくとも一方を制御する制御手段を備えていると、より確実に性状変化を抑えて正確な測定を行うことができる。   Furthermore, when a control means for controlling at least one of the ventilation flow rate or the ventilation direction through the ventilation port based on the measured biological signal is provided, accurate measurement can be performed more reliably while suppressing the property change.

そして本発明に係る生体信号測定方法は、上記の生体信号測定具を用い、測定プローブの先端面を無負荷時の生体表面から150μm遠ざけた位置から生体側に500μm突出させた範囲内に位置させて、この状態で近赤外光の生体に対する照射及び反射光または拡散光の受光を行うことに特徴を有している。   The biological signal measuring method according to the present invention uses the above-described biological signal measuring instrument, and positions the distal end surface of the measurement probe within a range of 500 μm protruding from the position 150 μm away from the surface of the living body when unloaded to the living body side. In this state, it is characterized by irradiating the living body with near infrared light and receiving reflected light or diffused light.

本発明によれば、測定プローブが生体表面に与える変化が殆どなく、このために生体組織の変化に伴う外乱を除くことができるとともに、状態変化の安定を待たずとも任意時に正確な生体信号測定を行うことができる。   According to the present invention, there is almost no change that the measurement probe gives to the surface of the living body, so that disturbances due to changes in the living tissue can be removed, and accurate biological signal measurement can be performed at any time without waiting for the state change to stabilize. It can be performed.

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、本発明に係る生体信号測定具及び生体信号測定方法は、生体成分濃度、殊に血中グルコース濃度(血糖値)の測定のためのスペクトル測定に好適に用いることができるもので、上記スペクトル測定は、生体組織(皮膚)における真皮層を標的としている。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. The biological signal measuring device and the biological signal measuring method according to the present invention are for measuring biological component concentrations, particularly blood glucose concentration (blood glucose level). The spectrum measurement targets the dermis layer in a living tissue (skin).

生体の皮膚組織は、大きく表皮、真皮、皮下組織の3層の組織で構成されている。表皮組織は角質層を含む組織で、組織内に毛細血管はあまり発達していない。皮下組織は主に脂肪組織で構成されている。従って、この2つの組織内に含まれる水溶性の生体成分濃度、特に、グルコース濃度と血中グルコース濃度(血糖値)との相関は低いと考えられる。一方、真皮組織は毛細血管が発達していることと、水溶性の高い生体成分濃度、特に、グルコースが組織内で高い浸透性を有することから組織内生体成分濃度、特に、グルコース濃度は間質液(ISF:Interstitial Fluid)と同様に血糖値に追随して変化すると考えられ、このために真皮組織を標的としたスペクトル測定を行えば、生体成分濃度、特に血糖値変動と相関するスペクトル信号の測定が可能となる。   The skin tissue of a living body is mainly composed of three layers of the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue. The epidermal tissue is a tissue including the stratum corneum, and the capillaries are not so developed in the tissue. The subcutaneous tissue is mainly composed of adipose tissue. Therefore, it is considered that the correlation between the water-soluble biological component concentrations contained in the two tissues, particularly, the glucose concentration and the blood glucose concentration (blood glucose level) is low. On the other hand, the dermal tissue has developed capillary blood vessels and the concentration of biological components with high water solubility, especially glucose has high permeability in the tissue. As is the case with fluid (ISF: Interstitial Fluid), it is considered to change following blood glucose level. For this reason, if spectrum measurement targeting the dermal tissue is performed, the concentration of biological signals, especially the spectral signal correlated with blood glucose level fluctuation, Measurement is possible.

図1に示した中心間距離Lが0.65mmの光ファイバで構成される測定プローブ9は、この真皮層を標的とするために開発されたものであり、本発明においてもこの測定プローブ9を好適に用いることができる。測定プローブ9における入射用光ファイバから照射された近赤外光を皮膚組織内で拡散反射させて検出用光ファイバに到達する一部の光を受光してスペクトル測定を行うものであり、この時、皮膚内における光の伝播経路は、“バナナ・シェイプ”と呼ばれる形状をとるが、上記中心間距離Lに設定されている場合、真皮層を通った光が検出用光ファイバに到達する。   The measurement probe 9 composed of an optical fiber having a center-to-center distance L of 0.65 mm shown in FIG. 1 was developed to target this dermis layer. It can be used suitably. The near-infrared light irradiated from the incident optical fiber in the measurement probe 9 is diffusely reflected in the skin tissue, and a part of the light reaching the detection optical fiber is received and spectrum measurement is performed. The light propagation path in the skin has a shape called “banana shape”. When the distance between the centers is set to L, the light passing through the dermis layer reaches the detection optical fiber.

そして、本発明においては、上記測定プローブ9から近赤外光を皮膚表面(生体表面)に対して照射し且つ拡散反射光を測定プローブ9で受光するにあたり、測定プローブ9の先端面を無負荷時の皮膚表面の位置より−150μmから500μmの範囲内に設定することで、測定プローブ9と皮膚の接触によって生じる皮膚の状態変化を軽減させて、測定プローブ9と皮膚の接触に起因する皮膚状態変化を抑えて、皮膚状態が安定するまでの時間を短縮することで任意時に正確な測定ができるようにしたものである。   In the present invention, when the measurement probe 9 irradiates near-infrared light to the skin surface (biological surface) and receives diffuse reflection light with the measurement probe 9, the tip surface of the measurement probe 9 is unloaded. By setting within the range of −150 μm to 500 μm from the position of the skin surface at the time, the skin state change caused by the contact between the measurement probe 9 and the skin is reduced, and the skin state caused by the contact between the measurement probe 9 and the skin By suppressing the change and shortening the time until the skin state is stabilized, accurate measurement can be performed at any time.

なお、血中濃度と相関が期待される生体成分濃度としては、グルコース(血糖値)以外に尿酸値、コレステロール量、中性脂肪量、アルブミン量、グロブリン量、酸素飽和度、ヘモグロビン量などがある。   In addition to glucose (blood glucose level), biological component concentrations expected to correlate with blood concentration include uric acid levels, cholesterol levels, triglyceride levels, albumin levels, globulin levels, oxygen saturation levels, hemoglobin levels, etc. .

本発明においても図1に示す構成の測定装置を用いた。ただし、測定プローブ9は図2に示すプローブ支持体21を用いて生体組織6の表面に正対させるものとしている。ここにおけるプローブ支持体21は、軸回りの回転が自在となるように軸受け24で支持されたねじ軸25を、測定プローブ9が固定されたスライダー26に設けた雌ねじ孔に螺合させたもので、駆動手段23によって上記ねじ軸25を回転させることでスライダー26と測定プローブ9とを図中上下方向に移動させることができるものであり、ここではねじ軸25のねじピッチを250μmとしていることから、ねじ軸25の1回転で、測定プローブ9を250μm移動させることができるものとなっている。   In the present invention, the measuring apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used. However, the measurement probe 9 is made to face the surface of the living tissue 6 using the probe support 21 shown in FIG. Here, the probe support 21 is formed by screwing a screw shaft 25 supported by a bearing 24 so as to freely rotate around an axis into a female screw hole provided in a slider 26 to which the measurement probe 9 is fixed. The slider 26 and the measurement probe 9 can be moved in the vertical direction in the figure by rotating the screw shaft 25 by the driving means 23. Here, the screw pitch of the screw shaft 25 is 250 μm. The measuring probe 9 can be moved by 250 μm by one rotation of the screw shaft 25.

スペクトル測定に際しては、プローブ支持体21の底面を生体組織6の表面に接触させた後、ねじ軸25を回転させることで、測定プローブ9の先端面を無負荷時の皮膚表面の位置より−150μmから500μmの範囲内に設定し、この状態で測定を行う。ここで、無負荷時の皮膚表面の位置とは、測定プローブ9が皮膚に接触する前の皮膚に負荷がかかっていない状態での皮膚表面の位置のことである。また測定する際の測定プローブ9の先端面の位置は、特に−150μmから30μmの範囲で測定することが望ましい。測定プローブ9の先端面と正対する生体組織6は圧縮や角質水分量の上昇といった皮膚状態の変化が小さく、SN比の良好な近赤外スペクトル信号を確保できる。   In the spectrum measurement, the bottom surface of the probe support 21 is brought into contact with the surface of the living tissue 6 and then the screw shaft 25 is rotated so that the distal end surface of the measurement probe 9 is −150 μm from the position of the skin surface when no load is applied. To 500 μm, and measurement is performed in this state. Here, the position of the skin surface when there is no load is the position of the skin surface in a state where no load is applied to the skin before the measurement probe 9 contacts the skin. Further, it is desirable that the position of the distal end face of the measurement probe 9 at the time of measurement is measured in the range of −150 μm to 30 μm. The living tissue 6 directly facing the distal end surface of the measurement probe 9 has a small change in skin condition such as compression and an increase in the amount of keratinous water, and can secure a near-infrared spectrum signal having a good SN ratio.

血糖測定実験では、血糖測定に先立って、採血により実測した血糖値を用い血糖モニターのキャリブレーションを行う。本キャリブレーション時に、採血と同時に測定した吸収スペクトルに後述の手法で得た差分テーブルを加算して仮想データセットを合成し、このデータセットからPLS回帰分析を行うことにより検量モデルを作成する。本実施例においては、検量モデル作成に用いた近赤外波長範囲は1,430nmから1,850nmで、PLSファクターの数は9である。キャリブレーションの後、近赤外スペクトルにより測定される血糖値は、キャリブレーション時に測定した血糖値からの相対変化値として求められる。本実施例による生体信号測定具の効果検証は、近赤外光による血糖値測定と比較データとして採血により血糖値を実測し、両者を比較することによって行った。測定は測定開始後5時間程度実施した。   In the blood glucose measurement experiment, prior to blood glucose measurement, the blood glucose monitor is calibrated using the blood glucose level actually measured by blood collection. At the time of this calibration, a difference model obtained by the method described later is added to the absorption spectrum measured simultaneously with blood collection to synthesize a virtual data set, and a calibration model is created by performing PLS regression analysis from this data set. In this example, the near-infrared wavelength range used for preparing the calibration model is 1,430 nm to 1,850 nm, and the number of PLS factors is nine. After calibration, the blood glucose level measured by the near-infrared spectrum is obtained as a relative change value from the blood glucose level measured during calibration. Verification of the effect of the biological signal measuring instrument according to the present example was performed by measuring blood glucose level by near-infrared light and measuring blood glucose level by blood sampling as comparison data, and comparing both. The measurement was carried out for about 5 hours after the start of measurement.

なお、ここでは差分テーブル作成用スペクトルの特徴量と基準スペクトルの特徴量との比に基づく補正を行っているのであるが、本実施例における差分テーブル作成は、光伝播シミュレーションとしてモンテカルロ法を採用して行った。モンテカルロ法は、コンピュータで発生させた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り、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して、光子1つ1つの媒体内での挙動を媒体の光学特性値(吸収係数、散乱係数、散乱位相関数、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。   In this example, correction is performed based on the ratio between the feature quantity of the spectrum for creating the difference table and the feature quantity of the reference spectrum, but the creation of the difference table in this embodiment employs the Monte Carlo method as a light propagation simulation. I went. 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. When reproducing light propagation, the light incident on the medium is regarded as a collection of photons, and the behavior of each photon in the medium is determined based on the optical characteristic values of the medium (absorption coefficient, scattering coefficient, scattering phase function, refractive index). ) To track. As a result, light propagation can be statistically reproduced from the behavior of all photons.

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,真皮層及び皮下組織層の各々の吸収係数、散乱係数、屈折率、非等方散乱パラメータなどの光学特性値が必要となる。シミュレーションに用いる変動要因としてグルコース、たんぱく質、脂質、水分及び温度の5種類の生体内パラメータと散乱係数を、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用内で変化させ、シミュレーションによる吸光度スペクトルの作成を各パラメータの最大値と最小値を組み合わせた64通り(2の6乗)繰り返すことで作成した。このようにしてシミュレートして得た複数の吸光度スペクトルから、それらのシミュレーションスペクトルの平均スペクトルを減算することで複数の差分吸光度スペクトルを得たものが差分テーブルである。   When the light propagation simulation is performed based on the Monte Carlo method, optical characteristic values such as the absorption coefficient, scattering coefficient, refractive index, and anisotropic scattering parameter of the epidermis layer, the dermis layer, and the subcutaneous tissue layer are required. As a variation factor used in the simulation, glucose, protein, lipid, moisture, and temperature are changed in 5 parameters in the body and scattering coefficient within the preset range so that the daily variation of the in vivo parameter is covered. The absorbance spectrum was prepared by repeating 64 combinations (maximum of 2 6) combining the maximum and minimum values of each parameter. The difference table is obtained by subtracting the average spectrum of the simulation spectra from the plurality of absorbance spectra obtained by simulating in this way, thereby obtaining a plurality of differential absorbance spectra.

測定プローブ9をプローブ支持体21の底面より125μm(半回転)遠ざけた状態でスペクトル測定を行った場合の検証結果を図3に示す。図中イが近赤外光による推定血糖値、ロが採血法による血糖値である。皮膚組織の圧縮や角質水分量の上昇といった皮膚状態の変化を小さくすることができたことから、キャリブレーション直後より良好な血糖値推定が可能であった。   FIG. 3 shows the verification results when the spectrum measurement is performed in a state where the measurement probe 9 is 125 μm (half rotation) away from the bottom surface of the probe support 21. In the figure, “a” is an estimated blood glucose level by near infrared light, and “b” is a blood glucose level by a blood sampling method. Since changes in the skin condition such as compression of skin tissue and increase in the amount of keratinous water could be reduced, blood glucose levels could be estimated better than immediately after calibration.

対照実験として、測定プローブ9を生体組織6の表面に接触させたプローブ支持体21の底面から200μm引き上げた状態での実験を実施した。引き上げ距離以外は実施例1と同様である。対照実験における血糖予測値は、経口グルコース負荷前のほぼ一定の血糖値においては良好な推定ができたが、経口グルコース負荷の血糖値の上昇時においては予測値が血糖値に追随して変化することはなかった。これは、本対照実験における実験条件では、実施例1のように皮膚状態の変化は小さいが、皮膚表面と測定プローブ9との距離が離れすぎていて、皮膚の表面反射による信号が多くなるとともに皮膚組織内を伝播した信号成分が小さくなって、SN比の劣化が起こったためと考察される。また、プローブ支持体21の底面から測定プローブ9が500μmを越えて突出する状態で、つまりは測定プローブ9が生体組織6の表面を強く押す状態で測定した場合には、前述の図25に示す結果となった。   As a control experiment, an experiment was conducted in a state where the measurement probe 9 was pulled up by 200 μm from the bottom surface of the probe support 21 in contact with the surface of the living tissue 6. Except for the lifting distance, it is the same as that of the first embodiment. The blood glucose prediction value in the control experiment was able to be estimated well at an almost constant blood glucose level before the oral glucose load, but when the blood glucose level of the oral glucose load increased, the predicted value changed following the blood glucose level. It never happened. This is because the change in the skin state is small as in Example 1 under the experimental conditions in this control experiment, but the distance between the skin surface and the measurement probe 9 is too far away, and the signal due to the skin surface reflection increases. It is considered that the signal component propagated through the skin tissue is reduced and the SN ratio is deteriorated. Further, in the state where the measurement probe 9 protrudes from the bottom surface of the probe support 21 beyond 500 μm, that is, when the measurement probe 9 strongly presses the surface of the living tissue 6, the measurement is performed as shown in FIG. As a result.

従って、測定プローブ9の先端面を無負荷時の皮膚表面の位置より−150μmから500μmの範囲内に設定することが、近赤外スペクトルの生体成分に関するSN比を劣化させずに良好なスペクトル測定を行う条件であった。   Therefore, setting the distal end surface of the measurement probe 9 within the range of −150 μm to 500 μm from the position of the skin surface at the time of no load makes it possible to perform a good spectrum measurement without deteriorating the SN ratio related to the biological component of the near infrared spectrum. It was a condition to perform.

本実施例において、差分テーブルの作成手法として数値シミュレーションを利用した手法を示したが、これに限るものではなく、実際に、人間の皮膚を測定して得られた吸光度スペクトルからなるデータセットから得られた差分テーブルや、数値シミュレーションでなく、イントラリッピッドに代表される擬似生体を測定して得られる差分テーブルを用いてもかまわない。   In this embodiment, a method using numerical simulation is shown as a method for creating a difference table. However, the method is not limited to this, and the difference table is actually obtained from a data set composed of absorbance spectra obtained by measuring human skin. Instead of the obtained difference table or the numerical simulation, a difference table obtained by measuring a simulated living body typified by intralipid may be used.

測定プローブ9と生体組織6との接触状態を電気的に検知する接触検知手段を設けたもので、図5に示すように、測定プローブ9の外套部に電極30を設け、プローブ支持体21を絶縁体であるポリプラスチック株式会社製ジュラコンで作成した。また、図4に示すように、信号発生器28及びモニター部29を用いて、これらと測定プローブ9の上記電極30とを導線31で接続するとともに、生体の測定プローブ9との接触面とは別の位置に電極27を接触させて信号発生器28に接続することで、測定プローブ9と生体組織6との通電状態を検知可能にした。なお、ここでは信号発信器28としてファンクションジェネレータを、モニター部29としてオシロスコープを用い、ファンクションジェネレータ28から発する周波数値を50kHz、電圧のP−P値を10Vとした。   Contact detection means for electrically detecting the contact state between the measurement probe 9 and the living tissue 6 is provided. As shown in FIG. It was made with Duracon manufactured by Polyplastics Co., Ltd., an insulator. Further, as shown in FIG. 4, the signal generator 28 and the monitor unit 29 are used to connect the electrode 30 of the measurement probe 9 with the conductive wire 31 and the contact surface with the living body measurement probe 9. The electrode 27 is brought into contact with another position and connected to the signal generator 28, so that the energized state between the measurement probe 9 and the living tissue 6 can be detected. Here, a function generator is used as the signal transmitter 28, an oscilloscope is used as the monitor unit 29, the frequency value emitted from the function generator 28 is 50 kHz, and the PP value of the voltage is 10V.

上記プローブ支持体22で保持されている測定プローブ9を徐々に前進させつつ、接触検知手段によって測定プローブ9の先端面が生体組織6の表面に接触したかどうかを検知することで、測定プローブ9が生体組織6の表面にわずかにでも接触した時点を検出し、その位置での測定プローブ9を基準位置として、前記−150μmから500μmの範囲内に測定プローブ9を位置させることを確実に行えるようにしたものである。なお、上記基準位置におけば、0μmのところに測定プローブ9を置いたことになる。この状態で先の実施例と同様にスペクトル測定を行い、測定後は、測定前と同様に生体から充分に離した位置で待機させる。検証結果を図6に示す。図中イが近赤外光による推定血糖値、ロが採血法による血糖値である。   While the measurement probe 9 held by the probe support 22 is gradually advanced, the contact detection means detects whether the tip surface of the measurement probe 9 is in contact with the surface of the living tissue 6, thereby measuring the measurement probe 9. It is possible to detect the point in time when the surface of the living tissue 6 is in contact with the surface of the living tissue 6 and to position the measurement probe 9 within the range of −150 μm to 500 μm with the measurement probe 9 at that position as a reference position. It is a thing. Note that the measurement probe 9 is placed at 0 μm at the reference position. In this state, spectrum measurement is performed in the same manner as in the previous embodiment, and after the measurement, the sample is placed in a standby state at a position sufficiently separated from the living body, as before measurement. The verification result is shown in FIG. In the figure, “a” is an estimated blood glucose level by near infrared light, and “b” is a blood glucose level by a blood sampling method.

測定プローブ9と生体組織6とが接触したかどうかを電気的に確認することで、両者の位置関係を正確に把握することができるため、生体組織6を圧迫することがないようにすることを確実に行えるものであり、また測定プローブ9の生体組織6との接触程度の再現性が良くなるために、時間をおいて測定を繰り返す場合においても、測定プローブ9の生体組織6に対する相対位置の変化を殆ど無くすことができ、良好な血糖推定が可能となる。   By electrically confirming whether or not the measurement probe 9 and the living tissue 6 are in contact with each other, it is possible to accurately grasp the positional relationship between them, so that the living tissue 6 is not compressed. In order to improve the reproducibility of the degree of contact of the measurement probe 9 with the living tissue 6, the relative position of the measurement probe 9 relative to the living tissue 6 can be improved even when the measurement is repeated over time. Almost no change can be eliminated, and good blood sugar estimation is possible.

なお、ここでは測定プローブ9が生体組織6に接触した時のみ通電するように、測定プローブ9の外套部に電極30を作成したが、外套部に限ったものではなく、測定プローブ9の生体組織6との接触面が通電可能であれば良い。   Here, the electrode 30 is formed on the mantle of the measurement probe 9 so that the current is supplied only when the measurement probe 9 comes into contact with the living tissue 6. However, the electrode 30 is not limited to the mantle and is not limited to the mantle of the measuring probe 9. It is sufficient that the contact surface with 6 can be energized.

図7に示すものは、プローブ支持体21に測定プローブ9の移動を制限することになるストッパーとしての突起部32を設けたもので、測定プローブ9を生体組織6の表面に近づける時、突起部32との当接で測定プローブ9先端面は生体組織6表面から微小距離だけ浮くことになる。   7 is provided with a protrusion 32 as a stopper that restricts the movement of the measurement probe 9 on the probe support 21. When the measurement probe 9 is brought close to the surface of the living tissue 6, the protrusion The tip end surface of the measurement probe 9 is lifted by a small distance from the surface of the living tissue 6 due to the contact with 32.

上記突起部32は図8及び図9に示すように、測定プローブ9の先端面外周部に設けてもよく、この時、突起部32が接触検知手段における前記電極30を兼ねるものとすれば、測定プローブ9の先端面を生体組織6から所定の微小高さだけ離した状態に保つことが容易となる。   As shown in FIGS. 8 and 9, the protrusion 32 may be provided on the outer periphery of the distal end surface of the measurement probe 9. At this time, if the protrusion 32 also serves as the electrode 30 in the contact detection means, It becomes easy to keep the tip surface of the measurement probe 9 away from the living tissue 6 by a predetermined minute height.

基本的には上記実施例2と同じであるが、ここでは次の手順で測定を行っている。すなわち、前記測定プローブ9を前記駆動手段23によってプローブ支持体21の底面と同じ位置に合わせた状態でスペクトルを測定し、これを基準スペクトルとする。なお、基準スペクトルの測定時における測定プローブ9の位置は上記位置に限るものでは無く、プローブ支持体21の底面よりも生体側に0.5mm近づけた位置や、逆に生体から0.1mm遠ざけた位置としてもよい。   Basically, it is the same as in the second embodiment, but here, the measurement is performed according to the following procedure. That is, the spectrum is measured in a state where the measurement probe 9 is positioned at the same position as the bottom surface of the probe support 21 by the driving means 23, and this is used as a reference spectrum. Note that the position of the measurement probe 9 at the time of measurement of the reference spectrum is not limited to the above position, and the position closer to the living body than the bottom surface of the probe support 21 by 0.5 mm, or conversely, 0.1 mm away from the living body. It is good also as a position.

上記基準スペクトルの測定後、測定プローブ9が皮膚に接触しない位置(例えば約1mm)までいったん遠ざけて、この状態で次の検量モデルの作成及びキャリブレーションを行う。スペクトルを測定する時以外は、測定プローブ9が皮膚に接触していないようにすることで、皮膚組織の圧縮や角質水分量の上昇等の皮膚状態の変化を極力小さくして皮膚状態の安定を待たなくても、任意時の生体成分測定を可能とすること、及び皮膚組織の状態変化に起因する外乱要因を小さくすることで測定精度向上をはかるためである。   After the measurement of the reference spectrum, the measurement probe 9 is once moved away to a position where it does not contact the skin (for example, about 1 mm), and the next calibration model is created and calibrated in this state. Except when measuring the spectrum, the measurement probe 9 is not in contact with the skin, thereby minimizing changes in the skin condition such as compression of the skin tissue and an increase in the amount of keratin moisture, thereby stabilizing the skin condition. This is because measurement accuracy can be improved by making it possible to measure biological components at any time without waiting, and by reducing disturbance factors caused by changes in the state of skin tissue.

検量モデルの作成は上記基準スペクトルから前記差分テーブルを利用して行う。また採血によって実測した血糖値を用いてキャリブレーションを行う。   The calibration model is created from the reference spectrum using the difference table. In addition, calibration is performed using blood glucose levels actually measured by blood collection.

次に主成分分析用スペクトル群の算出を行う。これは上記基準スペクトルに上記差分テーブルを加算してスペクトル群(以下、主成分分析用スペクトル群と記述する)を算出する。前述のように差分テーブルはシミュレーションによって吸光度スペクトルの6種類の各パラメータの最大値と最小値の組み合わせ64通りを繰り返すことで作成したものなので、主成分分析用スペクトル群は64本のスペクトル群からなっている。   Next, a spectrum group for principal component analysis is calculated. This adds the difference table to the reference spectrum to calculate a spectrum group (hereinafter referred to as a principal component analysis spectrum group). As described above, the difference table is created by repeating 64 combinations of the maximum value and the minimum value of each of the six kinds of parameters of the absorbance spectrum by simulation. Therefore, the spectrum group for principal component analysis is composed of 64 spectrum groups. ing.

次いで測定プローブ9を生体に近づけながらスペクトルを測定し、測定したスペクトルと前記主成分分析用スペクトル群とで主成分分析を行う。この時、ねじ軸25をたとえば1/5回転ずつ回転させて測定プローブ9の位置を微小値だけ変更(ねじ軸25のねじピッチが250μmの時、50μmに相当)してスペクトルを測定して後述するようにスコア値の算出、判定、血糖値の算出を行い、判定の結果、前記測定プローブ9の位置を変える必要がある場合は、前記ねじ軸25を回転させて前記測定プローブ9の位置を変えてスペクトルを測定することを繰り返す。   Next, the spectrum is measured while bringing the measurement probe 9 close to the living body, and the principal component analysis is performed on the measured spectrum and the spectrum group for principal component analysis. At this time, the screw shaft 25 is rotated by, for example, 1/5 rotation to change the position of the measurement probe 9 by a minute value (corresponding to 50 μm when the screw pitch of the screw shaft 25 is 250 μm), and the spectrum is measured to be described later. If the result of determination is that the position of the measurement probe 9 needs to be changed, the screw shaft 25 is rotated to change the position of the measurement probe 9. Repeat and measure the spectrum.

上記判定は、測定したスペクトルのスコア値が前記主成分分析用スペクトル群のスコア値の範囲内であるかどうかに応じて判定結果を出すもので、主成分分析用スペクトル群は64本のスペクトル群であるので64個のスコア値となり、測定スペクトルのスコア値と合わせて65個のデータ群となる。そして測定スペクトルのスコア値が前記主成分分析用スペクトルの64個のスコア群の範囲内に有る場合は血糖値の算出を行い、範囲外の場合は測定プローブ9の上記位置変更を行う。なお、血糖値の算出を行う時も測定プローブ9を生体に接触しない位置(例えば1mm)まで遠ざける。   The determination is based on whether or not the measured spectrum score value is within the range of the score values of the principal component analysis spectrum group, and the principal component analysis spectrum group has 64 spectrum groups. Therefore, 64 score values are obtained, and 65 data groups are formed together with the score values of the measurement spectrum. When the score value of the measurement spectrum is within the range of 64 score groups of the principal component analysis spectrum, the blood glucose level is calculated, and when the score value is out of the range, the position of the measurement probe 9 is changed. In addition, when calculating the blood glucose level, the measuring probe 9 is moved away to a position where it does not contact the living body (for example, 1 mm).

図11は上記の算出したスコア値を表示した結果の一例で、図中7個のグラフはY軸に主成分数2〜8のスコア値をとっている。X軸は主成分数1のスコア値である。また各グラフ中の○で示した点が測定スペクトルのスコア値であり、それ以外の点は前記主成分分析用スペクトル群のスコア値である。   FIG. 11 shows an example of the result of displaying the calculated score values. Seven graphs in the figure have score values of 2 to 8 principal components on the Y axis. The X-axis is a score value with 1 main component. In addition, the points indicated by ◯ in each graph are the score values of the measured spectrum, and the other points are the score values of the spectrum group for principal component analysis.

ここにおいて、図11左上のグラフは測定スペクトルの主成分数1及び主成分数2のスコア値が前記主成分分析用スペクトルの64個のスコア群の範囲内に有り、同様に他のグラフも各グラフのX軸の主成分数1及びY軸の主成分数のスコア値に対して前記測定したスペクトルのスコア値が前記主成分分析用スペクトルの64個のスコア群の範囲内にあることを示している。この場合、測定スペクトルは主成分分析用スペクトルが主成分数1〜8のスコア値で範囲内になっていると判定する。これに対して図12はスコア値を算出した結果の別の一例であるが、ここでは主成分数1〜7は範囲内となっているが、主成分数8は範囲外となっていることから、範囲外にあると判定する。   Here, the upper left graph of FIG. 11 shows that the score values of the principal component number 1 and the principal component number 2 of the measurement spectrum are within the range of the 64 score groups of the principal component analysis spectrum. It shows that the score value of the measured spectrum is within the range of 64 score groups of the spectrum for principal component analysis with respect to the score value of the number of principal components on the X-axis and the number of principal components on the Y-axis. ing. In this case, the measured spectrum is determined that the principal component analysis spectrum is within the range of score values of 1 to 8 principal components. On the other hand, FIG. 12 shows another example of the result of calculating the score value. Here, the number of principal components 1 to 7 is within the range, but the number of principal components 8 is outside the range. From this, it is determined that it is out of range.

図13は上記のようにしてスペクトル測定を行って血糖値を求めた場合、つまり測定スペクトルが主成分数1〜8において主成分分析用スペクトルのスコア群の範囲内になるように駆動手段23で測定プローブ9を動かして測定した結果である。皮膚の安定状態を待たずとも、キャリブレーション直後より良好な血糖推定が可能となっていることがわかる。   FIG. 13 shows the case where the blood glucose level is obtained by performing the spectrum measurement as described above, that is, the drive means 23 so that the measured spectrum is within the range of the score group of the principal component analysis spectrum when the number of principal components is 1 to 8. This is a result of measurement by moving the measurement probe 9. It can be seen that better blood glucose estimation is possible immediately after calibration without waiting for the stable state of the skin.

また、検量モデルを作成する際のPLSファクターの数は前述のように9であるが、測定スペクトルが主成分数1〜8において主成分分析用スペクトルのスコア群の主成分数1〜7が範囲内となり主成分数8が範囲外であった場合、前記したPLSファクターの数を7として作成した検量モデルを用いて推定値を算出するようにしてもよい。この場合、PLSファクターを9として推定値を算出した場合と比較して同等以上の精度を得ることが可能である。   In addition, the number of PLS factors when creating a calibration model is 9, as described above, but the number of principal components in the score group of the principal component analysis spectrum ranges from 1 to 7 when the measured spectrum is in the number of principal components from 1 to 8. If the number of principal components is 8 and the number of principal components is out of the range, the estimated value may be calculated using a calibration model created with the number of PLS factors set to 7. In this case, it is possible to obtain an accuracy equal to or higher than that when the estimated value is calculated by setting the PLS factor to 9.

これは測定プローブ9と生体組織6との接触状態を、吸光度スペクトルの形状変化を解析することで検知していることを除けば、実質的に実施例2の実施形態と同じである。なお、吸光度スペクトルの形状変化を解析するために、1450nmの水吸収ピークの吸光度値から1655nmの吸光度値を引いた数値を、「水ピーク高さ値」と定義する。この水ピーク高さ値の変化を解析することで測定プローブ9と生体組織6の表面との接触状態を検知する。   This is substantially the same as the embodiment of Example 2 except that the contact state between the measurement probe 9 and the living tissue 6 is detected by analyzing the change in the shape of the absorbance spectrum. In order to analyze the change in the shape of the absorbance spectrum, a value obtained by subtracting the absorbance value at 1655 nm from the absorbance value at the water absorption peak at 1450 nm is defined as a “water peak height value”. By analyzing the change in the water peak height value, the contact state between the measurement probe 9 and the surface of the living tissue 6 is detected.

すなわち、スペクトル測定に際し、プローブ支持体21の底面を生体に接触させた後、生体から測定プローブ9を遠ざける位置に少しずつ移動させるとともに、この間、吸光度スペクトルの測定を連続して行う。得られる各吸光度スペクトルから水ピーク高さ値を算出し、水ピーク高さ値に後述する大きな変化が確認できるまで測定プローブ9を移動させる。変化が確認できたならばその直前の位置を正しい測定位置として、その位置で測定した吸光度スペクトルを真値として血糖推定に用いる。   That is, when the spectrum is measured, the bottom surface of the probe support 21 is brought into contact with the living body, and then the measurement probe 9 is gradually moved away from the living body, and the absorbance spectrum is continuously measured. A water peak height value is calculated from each obtained absorbance spectrum, and the measurement probe 9 is moved until a large change described later can be confirmed in the water peak height value. If the change is confirmed, the position immediately before that is used as a correct measurement position, and the absorbance spectrum measured at that position is used as a true value for blood glucose estimation.

具体的には、図14に示した1測定目を例に使うと、測定位置A,B,C・・・と、測定プローブ9を生体から遠ざけながら測定を行い、水ピーク高さ値が小さくなる位置を探し、測定位置Eの時に水ピーク高さ値が小さくなっていることから(測定位置Dと測定位置Eとの水ピーク高さ値の差=0.032AU、他測定位置での水ピーク高さ値の変化=0.005AU未満)、水ピーク高さ値が小さくなる直前の位置、つまり測定位置Dを正しい測定位置として、この測定位置Dで測定した吸光度スペクトルを用いて血糖推定を行った。   Specifically, when the first measurement shown in FIG. 14 is used as an example, measurement is performed while the measurement positions A, B, C... And the measurement probe 9 are moved away from the living body, and the water peak height value is small. Since the water peak height value is small at the measurement position E (the difference in the water peak height value between the measurement position D and the measurement position E = 0.032 AU, the water at the other measurement position The change in peak height value is less than 0.005 AU), the position immediately before the water peak height value becomes small, that is, the measurement position D is the correct measurement position, and blood glucose estimation is performed using the absorbance spectrum measured at this measurement position D. went.

検証結果を図15に示す。測定されたスペクトルの変化から正しい測定位置を特定していることから、生体組織6と測定プローブ9との距離を正確に把握して、再現性のあるスペクトル測定を行うことができ、良好な血糖推定が得られる。   The verification result is shown in FIG. Since the correct measurement position is identified from the change in the measured spectrum, the distance between the living tissue 6 and the measurement probe 9 can be accurately grasped, and reproducible spectrum measurement can be performed. An estimate is obtained.

なお、測定プローブ9は生体から遠ざける方向に移動させるのではなく、生体に近づける方向に動かしても良い。   Note that the measurement probe 9 may be moved not in the direction away from the living body but in a direction closer to the living body.

実質的に実施例2の実施形態と同じであるが、測定プローブ9と生体組織6とが接触したことを検知した位置から測定プローブ9を30μmだけ遠ざけた後、スペクトル測定を行って血糖値を導いた。図16にその検証結果を示す。測定プローブ9を生体組織6に接触させていない状態でスペクトルを測定しているために、皮膚性状の変化を非常に小さく抑えることができ、良好な血糖推定が可能である。   Substantially the same as the embodiment of Example 2, but after the measurement probe 9 is moved 30 μm away from the position where it is detected that the measurement probe 9 and the living tissue 6 are in contact with each other, spectrum measurement is performed to determine the blood glucose level. lead. FIG. 16 shows the verification result. Since the spectrum is measured in a state where the measurement probe 9 is not in contact with the living tissue 6, changes in the skin properties can be suppressed to a very small level, and good blood glucose estimation is possible.

実質的に実施例2の実施形態と同じであるが、測定プローブ9と生体組織6とが接触したことを検知した位置から測定プローブ9を30μmだけ押し込んだ後、スペクトル測定を行って血糖値を導いた。図17にその検証結果を示す。   Substantially the same as the embodiment of Example 2, but after pushing the measuring probe 9 by 30 μm from the position where it was detected that the measuring probe 9 and the living tissue 6 contacted, the spectrum measurement was performed to determine the blood glucose level. lead. FIG. 17 shows the verification result.

図18は生体信号測定具の他例を示している。基本的構成は実施例1で示したものと同じであるが、ここでは測定プローブ9と生体組織6とプローブ支持体21とで囲まれる空間αを外部に連通させる通気口33をプローブ支持体21に形成している。なお、このような通気口33は図19に示すように測定プローブ9に設けたり、プローブ支持体21とスライダー26とを貫通するものとして形成してもよく、また複数の通気口33を形成して、一つを流入側、他を排出側とすることで、空気の流れを良くすることができる。   FIG. 18 shows another example of the biological signal measuring tool. The basic configuration is the same as that shown in the first embodiment, but here, the probe support 21 is provided with a vent 33 for communicating the space α surrounded by the measurement probe 9, the living tissue 6, and the probe support 21 to the outside. Is formed. Such a vent 33 may be provided in the measurement probe 9 as shown in FIG. 19, or may be formed so as to penetrate the probe support 21 and the slider 26, and a plurality of vents 33 may be formed. By making one the inflow side and the other the discharge side, the air flow can be improved.

いずれにせよ、このような通気口33の存在は、測定プローブ9を生体組織6に接触させていない時、生体組織6における測定プローブ9の先端面と対向する部分を外気に曝すことができて、汗をかくなどの皮膚性状の変化を小さく抑えることができ、これ故に良好な血糖推定が可能となる。   In any case, the presence of the vent 33 makes it possible to expose the portion of the living tissue 6 facing the distal end surface of the measuring probe 9 to the outside air when the measuring probe 9 is not in contact with the living tissue 6. Therefore, changes in skin properties such as sweating can be suppressed to a small level, and therefore, good blood sugar estimation is possible.

上記通気口33にはフィルターを設けて、外部から塵や埃が測定プローブ9の先端面に付着することがないようにしておくことも好ましい。   It is also preferable to provide a filter in the vent 33 so that dust and dirt do not adhere to the tip surface of the measurement probe 9 from the outside.

通気口33を常時開放されたものとするとのではなく、例えば図20に示すように開閉弁36にて開閉できるようにしておくことも好ましい。測定時に開閉弁36を閉じることで、通気口33による空気の流出入が測定時のノイズとなってしまうことを避けることができる。   The vent 33 is not always opened, but it is also preferable that the vent 33 can be opened and closed by an on-off valve 36 as shown in FIG. By closing the on-off valve 36 at the time of measurement, it is possible to avoid that the inflow / outflow of air through the vent 33 becomes noise at the time of measurement.

図21に示すように、上記通気口33に送風手段35を接続している。この送風手段35としては、空気ポンプのほかに、炭酸ガスボンベなどを用いてもよい。前記空間αに強制的に風を送ることができるために、生体組織6の性状の変化、殊に水分量の上昇を確実に抑えることができる。なお、測定を行う時には送風手段35からの送風を停止させることがノイズ低減の点で好ましい。また、ここでは通気口33をプローブ支持体21に設けているが、前述のように他の部分に通気口33を形成したものであってもよいのはもちろんである。   As shown in FIG. 21, air blowing means 35 is connected to the vent 33. As the air blowing means 35, a carbon dioxide gas cylinder or the like may be used in addition to the air pump. Since the air can be forcibly sent to the space α, a change in the properties of the living tissue 6, in particular, an increase in water content can be reliably suppressed. Note that it is preferable in terms of noise reduction to stop the blowing from the blowing means 35 when performing the measurement. In addition, although the vent 33 is provided in the probe support 21 here, it is needless to say that the vent 33 may be formed in another part as described above.

図22は測定プローブ9を生体組織6に接触乃至近接させて測定を行う時と、通気口33を利用して生体組織6の性状変化を抑える時との切換を簡便に行うことができるようにしたものを示しており、プローブ支持体21によって上下動自在に支持されているスライダー26(もしくは測定プローブ9)の上部には側方に突出する受け片26aが設けられている。   In FIG. 22, it is possible to easily switch between when the measurement probe 9 is in contact with or close to the living tissue 6 and when the measurement is suppressed by using the vent 33. A receiving piece 26a projecting sideways is provided on the upper portion of the slider 26 (or the measurement probe 9) supported by the probe support 21 so as to be movable up and down.

また、プローブ支持体9には開閉弁36と通気口33とが設けられているとともに、開閉弁36は通気口33側に開口するポート36aに加えて、上記受け片26a側に開口するポート36bも備えている。そしてプローブ支持体9内には、軸39によって回動自在に支持された回動板38が配設されており、該回動板38は水平状態にある時、スライダー26の下端面に接触する。   The probe support 9 is provided with an on-off valve 36 and a vent 33. In addition to the port 36a that opens on the vent 33 side, the on-off valve 36 has a port 36b that opens on the receiving piece 26a side. It also has. A rotating plate 38 that is rotatably supported by a shaft 39 is disposed in the probe support 9, and the rotating plate 38 contacts the lower end surface of the slider 26 when in the horizontal state. .

今、図22(a)に示すように開閉弁36を通じて空気を通気口33に供給する時、スライダー26はその受け片26aが空気圧を受けることで上昇して生体組織6から離れた状態にあり、この時、上記回動板38が水平状態にあってスライダー26の下端面を支えている。そして通気口33に入った空気は、生体組織6に接触して生体組織6の性状変化を抑制した後、外部に排出される。   Now, as shown in FIG. 22 (a), when air is supplied to the vent 33 through the on-off valve 36, the slider 26 is lifted by the air pressure of the receiving piece 26a and is separated from the living tissue 6. At this time, the rotating plate 38 is in a horizontal state and supports the lower end surface of the slider 26. The air that has entered the vent hole 33 comes into contact with the living tissue 6 and suppresses changes in the properties of the living tissue 6, and then is discharged to the outside.

開閉弁36を閉じたり空気供給を停止すれば、スライダー26(測定プローブ9)は回動板38を回転させつつ降下して図22(b)に示すように生体組織6に測定プローブ9が近接乃至接触する。測定はこの状態で行う。   When the on-off valve 36 is closed or the air supply is stopped, the slider 26 (measurement probe 9) descends while rotating the rotating plate 38, and the measurement probe 9 approaches the living tissue 6 as shown in FIG. Or contact. Measurement is performed in this state.

開閉弁36を通じて再度空気を供給すれば、受け片26aが空気圧で押されることでスライダー26が上昇する。なお、回動板38はスライダー26が上昇を完了するまでスライダー26によって回転が阻止されるために、通気口33側から空気が漏れ出てスライダー26の上昇が妨げられることはない。   If air is supplied again through the on-off valve 36, the slider 26 is lifted by pressing the receiving piece 26a with air pressure. Note that the rotation of the rotating plate 38 is prevented by the slider 26 until the slider 26 completes raising, so that air does not leak out from the vent 33 side and the raising of the slider 26 is not hindered.

スライダー26が上昇し終われば、回動板38が回転して生体組織6へと風を送る流路を開放するために、図22(a)に示す状態に戻る。   When the slider 26 finishes moving up, the rotating plate 38 rotates to return to the state shown in FIG. 22A in order to open the flow path for sending air to the living tissue 6.

図23は生体組織6の表面温度との温度差が小さい空気を通気口33を通じて前記空間αに送り込むことができるようにしたもので、通気口33はその経路が長くなるようにプローブ支持体21内を一周するループ状に設けられているとともに、該通気口33の周囲にはヒータ線43が配設されている。また、上記通気口33の外気側の一端寄りに空気温度検知手段45を設けるとともに、プローブ支持体21の生体組織6との接触面に熱電対のような生体温度検知手段46を設けている。   FIG. 23 shows that air having a small temperature difference from the surface temperature of the living tissue 6 can be sent into the space α through the vent 33, and the vent 33 has a longer path so that the probe support 21 can be extended. In addition to being provided in a loop shape that goes around the inside, a heater wire 43 is disposed around the vent 33. An air temperature detecting means 45 is provided near one end of the vent 33 on the outside air side, and a living body temperature detecting means 46 such as a thermocouple is provided on the contact surface of the probe support 21 with the living tissue 6.

そして上記空気温度検知手段45と生体温度検知手段46とは上記ヒータ線43の発熱制御を行うヒータ制御回路44に接続されており、ヒータ制御回路44は生体温度検知手段46で検知された生体温度と、空気温度検知手段45で検知された空気温度との温度差に基づき、温度差が小さい時には発熱量を抑え、温度差が大きい時には発熱量を多くすることで、通気口33を経て前記空間αに入る空気の温度を生体温度に近い温度とする。冷たい空気が生体組織6に触れると生体組織6に性状変化が生じるが、これを抑えることができる。   The air temperature detecting means 45 and the living body temperature detecting means 46 are connected to a heater control circuit 44 that controls the heat generation of the heater wire 43, and the heater control circuit 44 detects the living body temperature detected by the living body temperature detecting means 46. Based on the temperature difference from the air temperature detected by the air temperature detecting means 45, the amount of heat generated is suppressed when the temperature difference is small, and the amount of heat generated is increased when the temperature difference is large. The temperature of the air entering α is set to a temperature close to the living body temperature. When cold air touches the living tissue 6, a change in properties occurs in the living tissue 6, which can be suppressed.

図24に示したものは、時間を置いて複数回の測定を連続的に行う時、今回測定値が前回測定値から大きく変動した時、生体組織6の性状に変化があったとして、性状を元に戻すための処置を行う。このために、ここでは前記演算装置17に生体変動検出部38を設けるとともに、生体変動検出部38の出力で送風手段35及び流量調整弁37を制御することができるようにしている。   FIG. 24 shows that the properties of the living tissue 6 are changed when the measurement value is greatly changed from the previous measurement value when the measurement is continuously performed a plurality of times at different times. Take action to restore. For this reason, here, the arithmetic unit 17 is provided with a biological variation detection unit 38, and the blower 35 and the flow rate adjustment valve 37 can be controlled by the output of the biological variation detection unit 38.

生体変動検出部38による生体変動の検出には、たとえば前述の「水ピーク高さ」の値を用いる。この場合、予め、水ピーク高さ値の基準値と、水ピーク高さ値の許容変動量を設定する。なお、この許容変動量は、水ピーク高さ値の基準値からの変化量の許容値であり、この許容変動量を越える水ピーク高さ値の変化があった場合は、生体組織6に性状変化があったと判断する。   For example, the value of the above-mentioned “water peak height” is used for the detection of the biological variation by the biological variation detector 38. In this case, the reference value of the water peak height value and the allowable fluctuation amount of the water peak height value are set in advance. The permissible fluctuation amount is an allowable value of the amount of change from the reference value of the water peak height value. If there is a change in the water peak height value that exceeds the permissible fluctuation amount, the biological tissue 6 is characterized. Judge that there was a change.

具体的には、まずスペクトル測定を行って、測定されたスペクトルを演算装置17に取り込み、水ピーク高さ値を算出する。また、測定開始時の最初のスペクトルから算出した水ピーク高さ値を基準値とする。   Specifically, spectrum measurement is first performed, the measured spectrum is taken into the arithmetic unit 17, and a water peak height value is calculated. In addition, the water peak height value calculated from the first spectrum at the start of measurement is used as the reference value.

そして次のスペクトル測定から算出された水ピーク高さ値と上記基準値との差分を求めて、この差分が上記許容変動量(たとえば10000μAU)より小さい時には、対応が必要な性状変化が生体組織6に起こっていないと判断し、許容変動量を越える時には送風手段35を作動させるとともに流量調整弁37を開いて生体組織6表面に風を当てる。   Then, a difference between the water peak height value calculated from the next spectrum measurement and the reference value is obtained, and when this difference is smaller than the allowable fluctuation amount (for example, 10,000 μAU), the property change that needs to be dealt with is the biological tissue 6. When the allowable fluctuation amount is exceeded, the air blowing means 35 is operated and the flow rate adjusting valve 37 is opened to blow the surface of the living tissue 6.

ここにおいて、上記送風手段35には送風方向の切り換えを行うことができるものを用いて、水ピーク高さ値が基準値からどちらに変動したかによって送風方向を異ならせることが好ましい。生体組織6に空気を吹き付ければ水ピーク高さ値を減少させることができ、空気を吸い上げれば皮膚表面に水分が引き上げられることで水ピーク高さ値を増加させることができるからである。また、変動量の値に応じて上記流量調整弁37で流量を制御することで、性状変化を元に戻すことを早く且つ的確に行うことができるものとなる。   Here, it is preferable that the air blowing means 35 is one that can switch the air blowing direction, and the air blowing direction varies depending on which of the water peak height values has changed from the reference value. This is because if the air is blown onto the living tissue 6, the water peak height value can be reduced, and if the air is sucked up, the water peak height value can be increased by raising the moisture on the skin surface. Further, by controlling the flow rate with the flow rate adjusting valve 37 in accordance with the value of the fluctuation amount, it is possible to quickly and accurately return the property change.

生体変動の検出に水ピーク高さ値を用いた例を示したが、これに限るものではなく、例えば測定されるスペクトルの1波長または複数の波長の吸光度値を用いてもよく、また受光素子15から出力される電圧信号値をそのまま用いてもよい。   Although an example in which the water peak height value is used for detection of biological fluctuation has been shown, the present invention is not limited to this. For example, an absorbance value of one wavelength or a plurality of wavelengths of a spectrum to be measured may be used. The voltage signal value output from 15 may be used as it is.

本発明において用いる測定装置を示しており、(a)は全体構成の概略図、(b)はプローブ構成の概略図である。The measuring apparatus used in this invention is shown, (a) is the schematic of the whole structure, (b) is the schematic of a probe structure. 本発明に用いたプローブ支持体の一例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an example of the probe support body used for this invention. 本発明の実施例の検証結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the verification result of the Example of this invention. 本発明に用いた他例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other example used for this invention. 同上のプローブ構成の概略図である。It is the schematic of a probe structure same as the above. 同上の検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of a verification result same as the above. 本発明に用いたプローブ支持体の他の一例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of another example of the probe support body used for this invention. (a)(b)は同上の別の例の概略断面図と端面図である。(a) and (b) are a schematic sectional view and an end view of another example of the above. (a)(b)は同上の更に別の例の概略断面図と端面図である。(a) and (b) are a schematic sectional view and an end view of still another example of the above. 他の実施の形態の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of other embodiment. 同上のスコア値の表示の例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a display of a score value same as the above. 同上のスコア値の表示の他例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of a display of a score value same as the above. 同上の検証結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a verification result same as the above. 他の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of another Example. 同上の検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of a verification result same as the above. 他の例の検証結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the verification result of another example. 更に他の例の検証結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the verification result of another example. 他例のプローブ構成の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the probe structure of another example. 更に他例の概略断面図である。Furthermore, it is a schematic sectional drawing of another example. 更に他の例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of other examples. 別の例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of another example. (a)(b)は更に別の例の概略断面図である。(a) (b) is a schematic sectional drawing of another example. 他例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another example. 異なる例のブロック図である。It is a block diagram of a different example. 従来例における検証結果の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the verification result in a prior art example.

6 生体組織
9 測定プローブ
21 プローブ支持体
23 駆動手段
6 Living tissue 9 Measuring probe 21 Probe support 23 Driving means

Claims (11)

被験者の生体に近赤外光を照射するとともに前記生体からの反射光又は拡散光を受光する生体信号測定用の測定プローブと、該測定プローブを支持するとともに前記生体に接触するプローブ支持体と、該プローブ支持体に設けられて上記測定プローブを生体表面に対して直交する方向に移動させる駆動手段と、上記測定プローブの先端面と生体表面との接触を検知する接触検知手段とを備え、
上記駆動手段は、上記プローブ支持体が生体表面に接している状態で上記接触検知手段で検知される無負荷時の生体表面の位置から上記先端面を150μm遠ざけた位置と、上記先端面を無負荷時の生体表面よりも生体側に500μm突出する位置との範囲内に上記先端面を保持するものであることを特徴とする生体信号測定具。
A measurement probe for measuring a biological signal that irradiates a subject's living body with near-infrared light and receives reflected light or diffused light from the living body; a probe support that supports the measurement probe and contacts the living body; A driving means provided on the probe support for moving the measurement probe in a direction perpendicular to the biological surface; and a contact detection means for detecting contact between the tip surface of the measurement probe and the biological surface;
The driving means includes a position where the tip surface is spaced 150 μm away from the position of the living body surface at the time of no load detected by the contact detecting means in a state where the probe support is in contact with the living body surface, and the tip surface is A biological signal measuring instrument that holds the tip surface within a range of a position protruding 500 μm to the living body side of the living body surface at the time of loading.
上記接触検知手段は、上記測定プローブの先端面に配した電極によって電気的に接触を検知するものであることを特徴とする請求項1記載の生体信号測定具。   2. The biological signal measuring instrument according to claim 1, wherein the contact detection means is configured to electrically detect contact with an electrode disposed on a tip surface of the measurement probe. 上記測定プローブの先端面を生体表面から浮かせる突起部を備えていることを特徴とする請求項1記載の生体信号測定具。   The biological signal measuring tool according to claim 1, further comprising a protrusion that floats the distal end surface of the measurement probe from the biological surface. 上記接触検知手段は、上記測定プローブを駆動手段で生体表面に対して直交する方向に移動させる間に上記測定プローブによって生体からの反射光又は拡散光を受光してスペクトルを測定するとともに、測定プローブを移動させつつ測定したスペクトルの変化を解析して測定プローブと生体表面との接触を検知するものであることを特徴とする請求項1記載の生体信号測定具。 The contact detection means measures the spectrum by receiving reflected light or diffused light from the living body with the measuring probe while the measuring probe is moved in the direction orthogonal to the surface of the living body by the driving means, and measuring probe. biological signal measuring instrument according to claim 1, characterized in that for detecting contact between the moved was measured probe to analyze changes in spectra measured with the biological surface. 上記測定プローブ先端面とプローブ支持体と生体表面とで囲まれる空間を外気に連通させる通気口を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の生体信号測定具。 The biological signal measurement according to any one of claims 1 to 4, further comprising a vent for communicating a space surrounded by the distal end surface of the measurement probe, the probe support, and the biological surface with the outside air. Ingredients. 上記通気口を開閉する開閉手段を備えていることを特徴とする請求項5記載の生体信号測定具。   6. The biological signal measuring instrument according to claim 5, further comprising opening / closing means for opening and closing the vent. 上記通気口を通じて強制的に吸排する送風手段を備えていることを特徴とする請求項5または6記載の生体信号測定具。   The biological signal measuring instrument according to claim 5 or 6, further comprising a blowing unit forcibly sucking and discharging through the vent. 上記送風手段が前記駆動手段を兼ねていることを特徴とする請求項7記載の生体信号測定具。   8. The biological signal measuring tool according to claim 7, wherein the blowing means also serves as the driving means. 上記通気口を通って前記空間に至る空気の温度を生体温度に近づける温度調節手段を備えていることを特徴とする請求項5〜8のいずれかの1項に記載の生体信号測定具。   The biological signal measuring instrument according to any one of claims 5 to 8, further comprising temperature adjusting means for bringing the temperature of the air reaching the space through the vent close to the biological temperature. 測定した生体信号を元に通気口を通じた通気流量または通気方向の少なくとも一方を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項5〜9のいずれか1項に記載の生体信号測定具。   The biological signal measuring instrument according to any one of claims 5 to 9, further comprising a control unit that controls at least one of an aeration flow rate or an aeration direction through the ventilation port based on the measured biological signal. . 請求項1〜10のいずれか1項に記載の生体信号測定具を用い、測定プローブの先端面を無負荷時の生体表面から150μm遠ざけた位置から生体側に500μm突出させた範囲内に位置させて、この状態で近赤外光の生体に対する照射及び反射光または拡散光の受光を行うことを特徴とする生体信号測定方法。   The biological signal measuring instrument according to any one of claims 1 to 10, wherein the distal end surface of the measurement probe is positioned within a range of 500 μm projecting from the position 150 μm away from the living body surface when no load is applied to the living body side. In this state, the living body signal measuring method is characterized in that near-infrared light is irradiated on the living body and reflected light or diffused light is received.
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