JPH11188007A - Method and device for determing glucose concentration - Google Patents

Method and device for determing glucose concentration

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JPH11188007A
JPH11188007A JP9358102A JP35810297A JPH11188007A JP H11188007 A JPH11188007 A JP H11188007A JP 9358102 A JP9358102 A JP 9358102A JP 35810297 A JP35810297 A JP 35810297A JP H11188007 A JPH11188007 A JP H11188007A
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light
backscattered
glucose concentration
aqueous humor
temperature
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Kazuo Hakamata
和男 袴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an error of concentration determination because of the change in ambient air temperature or a body temperature to practically acceptable level by correcting each light absorption property according to a temperature distribution of a chamber aqueous humor in an anterior chamber and finding a glucose concentration in the chamber aqueous humor component based on the light absorption property. SOLUTION: It exposes multiple lights to an eye ball 200, which are different types of wave length band region, at sequentially or the same time with a light absorption property detecting means 10 to find the light absorption property of the chamber aqueous humor component in the anterior chamber in every wave length and takes the outside air temperature and the surface temperature of cornea and tympanic membrane to find the temperature distribution of the eye ball 200. According to the temperature distribution of the eye ball 200 found with the temperature distribution detecting means 70, it corrects each of multiple light absorption properties of the chamber aqueous humor component which is got using the light absorption property detecting means 10 with the correcting means 80. Then the glucose concentration in the chamber aqueous humor component is found with the glucose concentration calculating means 90 based on each light absorption properties corrected with the correcting means 80.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は生体におけるグルコ
ース濃度の測定方法および装置に関し、詳細には眼球部
の前眼房水内におけるグルコース濃度を非侵襲的に測定
する方法および装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a glucose concentration in a living body, and more particularly to an improvement of a method and an apparatus for non-invasively measuring a glucose concentration in an anterior aqueous humor of an eyeball. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】血液中のグルコース濃度は個人差により
その平均レベルは異なるが、特に糖尿病疾患に対する投
薬の要否を決定するための重要な指標値となっている。
2. Description of the Related Art The average glucose level in blood varies depending on individual differences, but it is an important index value for determining whether or not medication is necessary particularly for diabetic diseases.

【0003】ところでこの血中グルコース濃度は、食
餌、肉体的活動、その他疾患の併発等によって極短時間
の間に大きく変動する特性を有しており、急激な血中グ
ルコース濃度の上昇によって緊急に投薬を要する場合も
少なくない。
[0003] Incidentally, the blood glucose concentration has a characteristic that fluctuates greatly in a very short time due to diet, physical activity, comorbidity of other diseases, etc., and is urgently required due to a rapid rise in blood glucose concentration. In many cases, medication is required.

【0004】このため、このような疾患を有する患者に
ついてはなるべく短い間隔で血中グルコース濃度をモニ
タすることが望まれているが、一方でこの血中グルコー
ス濃度のモニタは通常、指先を穿切して実際に採血し、
この血液を分析することにより血液中に含まれるグルコ
ースの濃度(以下、単に血中グルコース濃度という)を
測定することにより行なわれており、この穿切に伴う痛
みのため患者に1日に何回も測定を強要するのは困難な
状況にある。
[0004] For this reason, it is desired to monitor the blood glucose concentration of patients having such a disease at as short an interval as possible. On the other hand, the monitoring of the blood glucose concentration is usually performed by cutting a fingertip. And actually collect blood,
The blood is analyzed to measure the concentration of glucose contained in the blood (hereinafter, simply referred to as blood glucose concentration). It is difficult to force measurement.

【0005】そこで近年、このような欠点を有する上記
侵襲型(侵入型)の測定に代えて、痛み等を伴わない非
侵襲型(非侵入型)の測定方法が種々提案されている。
In recent years, various non-invasive (non-invasive) measurement methods without pain have been proposed in place of the invasive (invasive) measurement having such disadvantages.

【0006】これらは主として、人の眼球部の角膜と水
晶体との間にある前眼房を満たす眼房水中のグルコース
濃度が、個人差はあるものの血中グルコース濃度と極め
て高い相関関係を有していることに着目したものであ
り、眼房水中のグルコース濃度を非侵襲で測定するもの
である。
[0006] Mostly, the glucose concentration in the aqueous humor, which fills the anterior chamber between the cornea and the lens of the human eyeball, has a very high correlation with the blood glucose concentration, although there are individual differences. This is a non-invasive measurement of the glucose concentration in the aqueous humor.

【0007】例えば特開昭51-75498号(米国特許第3,95
8,560 号)によれば、眼房水中に入射した赤外線の旋光
度を求めることにより、この旋光度と関連のあるグルコ
ース濃度を得るものである。
For example, JP-A-51-75498 (US Pat. No. 3,955)
No. 8,560), by obtaining the optical rotation of infrared light incident on the aqueous humor, a glucose concentration related to this optical rotation is obtained.

【0008】また特表平6-503245 号によればグルコー
スの誘導ラマン光を測定するものである。
According to Japanese Patent Publication No. Hei 6-503245, stimulated Raman light of glucose is measured.

【0009】さらに特開平6-237898 号では、水晶体に
よる反射光を光学的性質を測定するデバイスの発明が記
載されている。その他、米国特許第5,433,197 号におい
ても眼房水中のグルコース濃度を測定する方法が記載さ
れている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-237898 discloses a device for measuring an optical property of light reflected by a crystalline lens. In addition, U.S. Pat. No. 5,433,197 also describes a method for measuring glucose concentration in aqueous humor.

【0010】しかしながら、上記特開平6-237898 号に
記載された発明は、角膜と眼房水との境界面での反射光
を除去することができず、また角膜での吸収情報も一緒
に検出されるため眼房水中のグルコース濃度決定の精度
が低下する。
However, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-237898 cannot remove the reflected light at the boundary between the cornea and the aqueous humor, and also detects the absorption information at the cornea. Therefore, the accuracy of determining the glucose concentration in the aqueous humor is reduced.

【0011】また、微小な吸光度変化を具体的にどのよ
うな技術的手段によって測定するかについての開示がな
いため実用上問題がある。
Further, there is no practical method for measuring a minute change in absorbance by any specific technical means, so that there is a practical problem.

【0012】一方、米国特許第3,958,560 号によれば、
眼房水中のグルコース以外の多数の化合物が光学的に活
性で偏光面の回転に関与する。また角膜は複屈折を示す
ため偏向面の回転を引き起こす。したがって旋光度によ
り眼房水中のグルコース濃度を測定することは測定精度
確保のうえで問題がある。
On the other hand, according to US Pat. No. 3,958,560,
Many compounds other than glucose in aqueous humor are optically active and involved in rotation of the plane of polarization. In addition, the cornea causes birefringence, causing rotation of the deflecting surface. Therefore, measuring the glucose concentration in the aqueous humor based on the optical rotation has a problem in securing the measurement accuracy.

【0013】さらに特表平6-503245 号によれば、グル
コースの誘導ラマン光の測定のため大きな出力のポンプ
レーザ光を前眼房部に、視線光軸に対して垂直に導入す
るため実用的な測定系の構成が困難である。
According to Japanese Patent Publication No. 6-503245, a pump laser beam having a large output is introduced into the anterior chamber of the anterior chamber perpendicularly to the line of sight for measuring stimulated Raman light of glucose. It is difficult to configure a simple measurement system.

【0014】そこで本願出願人は、眼房水中のグルコー
ス濃度を非侵襲的に、かつ精度よく測定することを目的
として、眼球に照射した光による反射光の吸光度に基づ
いて眼房水中のグルコース濃度を測定する方法・装置に
おいて、光ヘテロダイン検出法により、当該反射光のう
ち眼房水を透過した反射光のみを精度よく検出するよう
にしたグルコース濃度測定方法および測定装置を提案し
ている(特願平8-121790号)。
Therefore, the applicant of the present application has determined the glucose concentration in the aqueous humor based on the absorbance of the reflected light by the light irradiated to the eyeball for the purpose of noninvasively and accurately measuring the glucose concentration in the aqueous humor. As a method and apparatus for measuring glucose, a glucose concentration measuring method and a measuring apparatus have been proposed in which only the reflected light that has transmitted through the aqueous humor among the reflected light is accurately detected by an optical heterodyne detection method. No. 8-121790).

【0015】この方法・装置によれば、眼球からの反射
光として検出される光のうち、眼房水による吸光度測定
にとってノイズとなる角膜と空気との境界面による反射
光および角膜と前眼房との境界面による反射光を精度よ
く除去することができるため、眼房水中のグルコースに
よる吸光度を精度よく測定することができ、この吸光度
に基づいてグルコース濃度を精度よく得ることができる
ものである。
According to this method / apparatus, of the light detected as the reflected light from the eyeball, the reflected light at the boundary between the cornea and the air and the cornea and the anterior chamber, which are noises for the measurement of the absorbance by the aqueous humor, become noise. It is possible to accurately remove the reflected light due to the boundary surface with, so that the absorbance due to glucose in the aqueous humor can be accurately measured, and the glucose concentration can be accurately obtained based on this absorbance. .

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、眼房水中の
グルコース濃度を血中グルコース濃度に対応付けて、こ
の眼房水グルコース濃度測定を血中グルコース濃度測定
の代替措置として実用するには、上記眼房水による吸光
度を 0.0001Absの精度で測定することが求められる。こ
れは、眼房水中のグルコース濃度の測定精度を±10 mg/
dlとすることに相当する。
By the way, in order to make the glucose concentration in the aqueous humor correspond to the blood glucose concentration, and to use this aqueous humor glucose concentration measurement as an alternative to the blood glucose concentration measurement, It is required to measure the absorbance of the aqueous humor with an accuracy of 0.0001 Abs. This means that the accuracy of the measurement of glucose concentration in the aqueous humor is ± 10 mg /
It is equivalent to dl.

【0017】ここで眼球はその角膜表面から網膜に亘っ
て概ね 1.5〜6.0 ℃程度の温度の分布を有し、この温度
分布は外気温および深部体温(近似的には、角膜表面か
らの深さに応じた温度)に依存するところが大きい。一
方、上記吸光度はその光の波長により、媒体の温度に大
きく影響を受け、通常の外気温変動の範囲においても吸
光度が 0.01Abs程度の変動を生じる場合もある。
Here, the eyeball has a temperature distribution of about 1.5 to 6.0 ° C. from the corneal surface to the retina, and this temperature distribution depends on the outside air temperature and the core body temperature (approximately, the depth from the corneal surface). Temperature depending on the temperature). On the other hand, the absorbance is greatly affected by the temperature of the medium depending on the wavelength of the light, and the absorbance may vary by about 0.01 Abs even in a normal range of the outside air temperature.

【0018】このことから、上記特願平8-121790号によ
る眼房水中のグルコース濃度測定方法・装置では、所望
とする測定精度を十分に確保することができない虞があ
る。
For this reason, the method and apparatus for measuring glucose concentration in the aqueous humor according to Japanese Patent Application No. 8-121790 may not be able to sufficiently secure the desired measurement accuracy.

【0019】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、眼球の温度分布をも考慮した測定精度の高い、眼
房水中のグルコース濃度測定方法および測定装置を提供
することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method and apparatus for measuring glucose concentration in aqueous humor with high measurement accuracy in consideration of the temperature distribution of the eyeball. It is.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明のグルコース濃度
測定方法および測定装置は、眼球に照射した光の反射光
から得られた眼房水の吸光度を、眼房水の温度分布にし
たがって補正したうえで、グルコース濃度の算出に適用
するものである。
The glucose concentration measuring method and measuring apparatus of the present invention correct the absorbance of aqueous humor obtained from the reflected light of the light irradiating the eyeball according to the temperature distribution of aqueous humor. The above is applied to the calculation of the glucose concentration.

【0021】すなわち本発明のグルコース濃度測定方法
は、眼球に光を照射し、この光による該眼球の前眼房内
を満たす眼房水成分の光吸収特性を求め、前記光とは波
長帯域の異なる他の複数の光により同様に前記眼房水成
分の光吸収特性を求め、得られた複数の光吸収特性に基
づいて前記眼房水成分中のグルコース濃度を求めるグル
コース濃度測定方法において、前記前眼房内における前
記眼房水の温度分布を求め、前記求められた温度分布に
応じて、前記各光吸収特性を補正し、前記補正された各
光吸収特性に基づいて、前記眼房水成分中のグルコース
濃度を求めることを特徴とするものである。
That is, according to the glucose concentration measuring method of the present invention, the eye is irradiated with light, and the light absorption characteristic of the aqueous humor component that fills the anterior chamber of the eye with the light is determined. Similarly, the light absorption characteristics of the aqueous humor component are determined by a plurality of other different lights, and the glucose concentration measurement method for determining the glucose concentration in the aqueous humor component based on the obtained multiple light absorption characteristics, Determine the temperature distribution of the aqueous humor in the anterior chamber, correct each of the light absorption characteristics according to the determined temperature distribution, and, based on each of the corrected light absorption characteristics, It is characterized in that the glucose concentration in the component is determined.

【0022】また本発明のグルコース濃度測定装置は、
上記本発明のグルコース濃度測定方法を実施する装置で
あって、眼球に光を照射し、この光による該眼球の前眼
房内を満たす眼房水成分の光吸収特性を求め、前記光と
は波長帯域の異なる他の複数の光により同様に前記眼房
水成分の光吸収特性を求める光吸収特性検出手段と、該
光吸収特性検出手段により得られた複数の光吸収特性に
基づいて前記眼房水成分中のグルコース濃度を求めるグ
ルコース濃度算出手段とを備えたグルコース濃度測定装
置において、前記前眼房内における前記眼房水の温度分
布を求める温度分布検出手段と、前記温度分布検出手段
により求められた温度分布に応じて、前記各光吸収特性
を補正する補正手段とをさらに備え、前記グルコース濃
度算出手段が、前記補正手段により補正された各光吸収
特性に基づいて前記眼房水成分中のグルコース濃度を求
めるものであることを特徴とするものである。
Further, the glucose concentration measuring apparatus of the present invention
In the apparatus for performing the glucose concentration measurement method of the present invention, the eye is irradiated with light, the light absorption characteristics of the aqueous humor component that fills the anterior chamber of the eye by the light is determined, and the light is A light absorption characteristic detecting means for similarly obtaining the light absorption characteristic of the aqueous humor component by using a plurality of other lights having different wavelength bands; and the eye based on the plurality of light absorption characteristics obtained by the light absorption characteristic detection means. In a glucose concentration measuring device comprising: a glucose concentration calculating means for obtaining a glucose concentration in an aqueous humor component, a temperature distribution detecting means for obtaining a temperature distribution of the aqueous humor in the anterior chamber, and the temperature distribution detecting means Correction means for correcting each of the light absorption characteristics in accordance with the determined temperature distribution, wherein the glucose concentration calculation means performs a correction based on each of the light absorption characteristics corrected by the correction means. It is characterized in that those determining glucose concentration in aqueous humor component.

【0023】ここで前眼房内における眼房水の温度分布
の求め方としては、具体的には、(1)外気温および角
膜表面温度を測定し、前眼房の深部体温および外気温ご
とに予め設定された眼球の複数種類の温度分布と、前記
測定された外気温および角膜表面温度とに基づいて、前
記眼房水の温度分布を求める方法、(2)外気温、角膜
表面温度および前記前眼房の深部体温を測定し、測定さ
れた3つの温度に基づいて、例えば有限要素法により、
眼房水の温度分布を求める方法、などを適用することが
できる。
Here, the method of obtaining the temperature distribution of the aqueous humor in the anterior chamber includes, specifically, (1) measuring the outside air temperature and the corneal surface temperature, and A method of obtaining the temperature distribution of the aqueous humor based on a plurality of types of temperature distributions of the eyeballs set in advance and the measured outside air temperature and corneal surface temperature, (2) outside air temperature, corneal surface temperature and By measuring the deep body temperature of the anterior chamber, based on the three measured temperatures, for example, by a finite element method,
A method of obtaining a temperature distribution of aqueous humor can be applied.

【0024】上記(1)の温度分布を求める方法におい
て、「前眼房の深部体温および外気温ごとに予め設定さ
れた眼球の複数種類の温度分布」とは、例えば図8にそ
の一部を示す。すなわち、図8は、深部体温(眼底温
度)が36.5℃の場合の、外気温10℃、15℃、20℃、25
℃、30℃ごとの眼球の温度分布(角膜外表面からの距離
(横軸)と温度(縦軸)との対応関係)を示すものであ
り、実験的または理論的に設定されたものである。そし
て深部体温が36.5℃とは異なる35.0℃、35.5℃、36.0
℃、37.0℃、37.5℃、38.0℃等のものについても同様に
予め設定され、測定された外気温および角膜表面温度か
ら、これらの図(予め設定された複数の温度分布)の中
から対応する温度分布を選択し、あるいはこれらの各温
度分布により補外(外挿)処理して求めればよい。
In the above method (1) for obtaining the temperature distribution, “a plurality of types of temperature distribution of the eyeball preset for each of the deep body temperature and the outside air temperature of the anterior chamber of the eye” is, for example, shown in FIG. Show. That is, FIG. 8 shows that when the core body temperature (fundus temperature) is 36.5 ° C., the outside air temperature is 10 ° C., 15 ° C., 20 ° C., 25 ° C.
It shows the temperature distribution (correspondence between the distance (horizontal axis) from the outer surface of the cornea and the temperature (vertical axis)) of the eyeball for each ° C and 30 ° C, and is set experimentally or theoretically. . And core body temperature 35.0 ℃, 35.5 ℃ different from 36.5 ℃, 36.0 ℃
℃, 37.0 ℃, 37.5 ℃, 38.0 ℃, etc. are set in advance in the same way, from the measured outside air temperature and corneal surface temperature, corresponding to these figures (preset temperature distribution) The temperature distribution may be selected or extrapolated (extrapolated) based on each of these temperature distributions.

【0025】温度と光吸収特性(吸光度)とは、例えば
図4に示す対応関係を有する。すなわち図4は、温度36
℃における吸光度(Abs )および温度32℃における吸光
度(Abs )を、温度34℃における吸光度(Abs )との差
として、光の波長ごとに示したものである。なお、各波
長における温度と吸光度差とは線形に対応する。
The temperature and the light absorption characteristic (absorbance) have, for example, the correspondence shown in FIG. That is, FIG.
The absorbance at 35 ° C. (Abs) and the absorbance at 32 ° C. (Abs) are shown for each light wavelength as a difference from the absorbance at 34 ° C. (Abs). The temperature and the absorbance difference at each wavelength correspond linearly.

【0026】また複数の光によりそれぞれ対応する光吸
収特性を求めるのは、眼房水にはグルコース以外にもNa
Clをはじめとして複数の成分が含まれているため、これ
らの複数成分のに対応した波長の光について繰り返し行
ない、多変量解析を含む公知な近赤外分光分析法を適用
することにより、眼房水中のグルコースだけの濃度を特
定するためである。
In order to determine the corresponding light absorption characteristics by using a plurality of lights, the aqueous humor is not only glucose but also sodium.
Since a plurality of components including Cl are included, by repeatedly performing light of wavelengths corresponding to these multiple components and applying a known near-infrared spectroscopic analysis method including multivariate analysis, This is for specifying the concentration of only glucose in water.

【0027】上記複数の光吸収特性の求め方としては、
具体的には例えば下記の3つの方法を適用することがで
きる。
The method for obtaining the plurality of light absorption characteristics is as follows.
Specifically, for example, the following three methods can be applied.

【0028】すなわち、第1の方法として、所定の光源
から出射された低コヒーレンスな光を、互いに異なる2
つの光路に沿って各別に進行する信号光と参照光とに分
割し、該信号光と参照光とで僅かな周波数差が生じるよ
うに両光のうち少なくとも一方を変調し、所定の位置に
予め配された眼球に前記信号光を照射し、該眼球に照射
された信号光の、角膜と前眼房との境界面による第1の
後方散乱光と、前記参照光とを、該参照光の光路長を調
整することにより干渉せしめ、該干渉により得られた第
1の干渉光の強度を測定し、第1の干渉光の強度に基づ
いて前記第1の後方散乱光の強度を求め、前記眼球に照
射された信号光の、前眼房と水晶体との境界面による第
2の後方散乱光と、前記参照光とを、該参照光の光路長
を調整することにより干渉せしめ、該干渉により得られ
た第2の干渉光の強度を測定し、第2の干渉光の強度に
基づいて前記第2の後方散乱光の強度を求め、前記第1
および第2の後方散乱光の強度に基づいて、前記前眼房
内を満たす眼房水成分の、前記温度補正前の光吸収特性
を求め、前記低コヒーレンスな光とは波長帯域の異なる
他の複数の低コヒーレンスな光についても同様にして、
前記温度補正前の複数の光吸収特性を求める。
That is, as a first method, low-coherence light emitted from a predetermined light source is transmitted to two different light sources.
Into a signal light and a reference light, which travel separately along one optical path, and modulate at least one of the two lights so that a slight frequency difference occurs between the signal light and the reference light. Irradiating the arranged eyeball with the signal light, the signal light emitted to the eyeball, the first backscattered light by the interface between the cornea and the anterior chamber, and the reference light, the reference light, Interfering by adjusting the optical path length, measuring the intensity of the first interference light obtained by the interference, obtaining the intensity of the first backscattered light based on the intensity of the first interference light, The signal light emitted to the eyeball causes the second backscattered light by the interface between the anterior chamber and the crystalline lens to interfere with the reference light by adjusting the optical path length of the reference light. The intensity of the obtained second interference light is measured, and the intensity of the second interference light is measured based on the intensity of the second interference light. Obtains the intensity of the backscattered light, wherein the first
Based on the intensity of the second backscattered light and the intensity of the aqueous humor component that fills the anterior chamber, the light absorption characteristics before the temperature correction is determined, and the other low-coherence light and another wavelength band different Similarly, for a plurality of low-coherence lights,
A plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained.

【0029】ここで上記低コヒーレンスな光としては、
可干渉距離が数十μm程度と短い例えばSLD(Super
Luminescent Diode )やLED等が用いられる。なお実
用上はより指向性の高いSLDを用いるのが望ましい。
Here, the low coherence light includes:
For example, SLD (Super
Luminescent Diode), LED and the like are used. In practice, it is desirable to use an SLD having higher directivity.

【0030】また、上記干渉光の強度を測定するとは、
上記後方散乱光(信号光)と参照光との差周波数で強弱
を繰り返すビート信号(干渉光)の強度を計測すること
を意味する。以下の発明においても同様である。
The measurement of the intensity of the interference light is as follows.
This means that the intensity of a beat signal (interference light) that repeats strength at the difference frequency between the backscattered light (signal light) and the reference light is measured. The same applies to the following inventions.

【0031】なお、上記第1の方法において、上記各低
コヒーレンスな光は、これら各低コヒーレンスな光の波
長帯域よりも広い発光波長帯域の光の一部としてそれぞ
れ選択された光であってもよいし、互いに異なる複数の
光源から各別に出射された光であってもよい。
In the first method, each of the low-coherence lights may be light selected as a part of light in an emission wavelength band wider than the wavelength band of each of the low-coherence lights. Alternatively, the light may be emitted separately from a plurality of different light sources.

【0032】また、複数の光源により構成した場合に
は、この波長帯域の異なる複数の光源から順次に低コヒ
ーレンスな光を出射して、これらに対応した各干渉光を
1つの光検出器を用いて検出してもよいし、複数の低コ
ヒーレンスな光を同時に出射して合波光を分析して検出
してもよい。
When a plurality of light sources are used, low-coherence light is sequentially emitted from a plurality of light sources having different wavelength bands, and each of the corresponding interference lights is used by one photodetector. Alternatively, a plurality of low-coherence lights may be emitted at the same time, and the combined light may be analyzed and detected.

【0033】第2の方法として、所定の光源から出射さ
れた、時間的に鋸歯状に周波数掃引されたコヒーレント
光を互いに異なる2つの光路に沿って各別に進行する信
号光と参照光とに分割し、所定の位置に予め配された眼
球に前記信号光を照射し、該眼球の角膜と前眼房との境
界面による前記信号光の第1の後方散乱光と、前記信号
光および前記第1の後方散乱光と前記参照光との光路長
差に基づく時間差をもって前記光源から出射した、前記
第1の後方散乱光とは周波数差を有するコヒーレント光
による前記参照光とを干渉せしめ、該干渉により得られ
た第1の干渉光の強度を測定し、該第1の干渉光の強度
に基づいて前記第1の後方散乱光の強度を求め、前記眼
球の前眼房と水晶体との境界面による前記信号光の第2
の後方散乱光と、前記信号光(参照光と分割されてから
眼球の前眼房と水晶体との境界面に至るまでの信号光を
意味する)および前記第2の後方散乱光(眼球の前眼房
と水晶体との境界面から参照光と干渉するまでのもの)
と前記参照光(信号光と分割されてから第2の後方散乱
光と干渉するまでのもの)との光路長差に基づく時間差
をもって前記光源から出射した、前記第2の後方散乱光
とは周波数差を有するコヒーレント光による前記参照光
とを干渉せしめ、該干渉により得られた第2の干渉光の
強度を測定し、該第2の干渉光の強度に基づいて前記第
2の後方散乱光の強度を求め、前記第1および第2の後
方散乱光の強度に基づいて、前記前眼房内を満たす眼房
水成分の、前記温度補正前の光吸収特性を求め、前記コ
ヒーレント光とは波長の異なる他の複数のコヒーレント
光についても同様にして、前記温度補正前の複数の光吸
収特性を求める。
As a second method, the coherent light emitted from a predetermined light source and frequency-swept in a time sawtooth shape is divided into a signal light and a reference light which respectively travel along two different optical paths. Then, irradiating the signal light to an eyeball previously arranged at a predetermined position, the first backscattered light of the signal light by the interface between the cornea of the eyeball and the anterior chamber, the signal light and the second The first backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the backscattered light of No. 1 and the reference light interferes with the reference light of coherent light having a frequency difference from the first backscattered light, And the intensity of the first backscattered light is determined based on the intensity of the first interference light, and the interface between the anterior chamber of the eyeball and the crystalline lens is determined. The second of the signal light
Back scattered light, the signal light (meaning the signal light from being split from the reference light to reaching the interface between the anterior chamber of the eye and the lens) and the second back scattered light (before the eye) From the interface between the eye chamber and the lens until it interferes with the reference beam)
The second backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the reference light (being split from the signal light and interfering with the second backscattered light). The coherent light having the difference causes interference with the reference light, the intensity of the second interference light obtained by the interference is measured, and the intensity of the second backscattered light is measured based on the intensity of the second interference light. Determining the light intensity of the aqueous humor component that fills the anterior chamber, based on the intensity of the first and second backscattered light, before the temperature correction. Similarly, a plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained for the other plurality of coherent lights having different light absorption characteristics.

【0034】ここで上記第1の後方散乱光と干渉せしめ
られる参照光が「第1の後方散乱光とは周波数差を有す
る」のは、以下の理由による。
The reason why the reference light that interferes with the first backscattered light has "a frequency difference from the first backscattered light" is as follows.

【0035】上記信号光が通過する光路長と第1の後方
散乱光が通過する光路長との和と、参照光が通過する光
路長とには差が設けられており(参照光の光路長の方が
短い場合だけでなく、参照光の光路長の方を長く設定す
ることも勿論可能である。)、この光路長差によって、
例えば参照光の光路長の方が短い場合には、波面整合
(干渉)せしめられる位置に到達するのは参照光の方が
第1の後方散乱光よりも早い。
A difference is provided between the sum of the optical path length of the signal light and the optical path length of the first backscattered light and the optical path length of the reference light (the optical path length of the reference light). It is of course possible to set the optical path length of the reference light longer as well as the case where the optical path length is shorter.)
For example, when the optical path length of the reference light is shorter, the reference light arrives at the position where the wavefront matching (interference) is performed earlier than the first backscattered light.

【0036】すなわち第1の後方散乱光がその位置に到
達したときには、この第1の後方散乱光を生じせしめた
信号光と分割された参照光は既にこの位置を通過してお
り、この信号光が光源から出射された時点よりも遅い時
刻に出射されたコヒーレント光の一部である参照光が到
達する。
That is, when the first backscattered light arrives at that position, the signal light that caused the first backscattered light and the divided reference light have already passed through this position, and this signal light The reference light which is a part of the coherent light emitted at a time later than the time when the light is emitted from the light source arrives.

【0037】この遅い時刻に出射されたコヒーレント光
は、時間的に周波数掃引されているため、第1の後方散
乱光とは僅かに周波数差を有するものとなっている。
The coherent light emitted at the later time has a slight frequency difference from the first backscattered light because the frequency is temporally swept.

【0038】なお、上記第2の後方散乱光と干渉せしめ
られる参照光は、第1の後方散乱光と干渉せしめられる
参照光とも異なる周波数を有している。これは、第1の
後方散乱光が角膜と前眼房との境界による散乱光である
のに対し、第2の後方散乱光は、その境界よりもさらに
眼球の深部である前眼房と水晶体との境界による散乱光
であるため、両者の光路長差(前眼房の厚さの2倍)分
に応じた時間差が生じ、この結果、第2の後方散乱光と
干渉せしめられる参照光は第1の後方散乱光と干渉せし
められる参照光よりも遅い時刻に光源から出射されたコ
ヒーレント光によるものとなる。
The reference light that interferes with the second backscattered light has a different frequency from the reference light that interferes with the first backscattered light. This is because the first backscattered light is the scattered light due to the boundary between the cornea and the anterior chamber, while the second backscattered light is the anterior chamber that is deeper than the boundary and the lens. Since the light is scattered light due to the boundary between the two, a time difference corresponding to the optical path length difference (twice the thickness of the anterior chamber) occurs, and as a result, the reference light that interferes with the second backscattered light is This is due to the coherent light emitted from the light source at a time later than the reference light that interferes with the first backscattered light.

【0039】なお、この第2の方法において、上記各コ
ヒーレント光は、単一の光源からそれぞれ選択的に出射
された光であってもよいし、または互いに異なる複数の
光源から各別に出射された光であってもよい。
In the second method, each of the coherent lights may be light selectively emitted from a single light source, or may be individually emitted from a plurality of light sources different from each other. It may be light.

【0040】第3の方法として、所定の光源から出射さ
れた超短パルス光を眼球に照射し、該眼球の角膜と前眼
房との境界面による前記超短パルス光の第1の後方散乱
光の強度および前眼房と水晶体との境界面による第2の
後方散乱光の強度を各別に測定し、前記第1および第2
の後方散乱光の強度に基づいて、前記前眼房内を満たす
眼房水成分の、前記温度補正前の光吸収特性を求め、前
記超短パルス光とは波長の異なる他の複数の超短パルス
光についても同様にして、前記温度補正前の複数の光吸
収特性を求める。
As a third method, the eyeball is irradiated with ultrashort pulsed light emitted from a predetermined light source, and the first backscatter of the ultrashort pulsed light by the boundary between the cornea and the anterior chamber of the eyeball. The intensity of light and the intensity of the second backscattered light by the interface between the anterior chamber and the lens are measured separately, and the first and second
Based on the intensity of the backscattered light of the aqueous humor component that fills the anterior chamber, the light absorption characteristics before the temperature correction is determined, and a plurality of other ultrashort wavelengths having different wavelengths from the ultrashort pulsed light. Similarly, a plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained for the pulsed light.

【0041】ここで上記超短パルス光とは、少なくとも
上記第1の後方散乱光の強度と、前眼房と水晶体との境
界面による第2の後方散乱光の強度とを、時間的に分離
して各別に測定し得る程度の非常に短時間(例えばフェ
ムト秒〜ピコ秒単位程度)だけ発光するパルス状の光、
例えばモードロックTi:サファイアレーザーなど等を
意味する。このような超短パルス光を用いることによ
り、第1の後方散乱光に対して前眼房を往復する距離に
対応した時間だけ遅れた第2の後方散乱光を、例えばス
トリークカメラ等の時間分解可能の光検出器を用いて、
第1の後方散乱光から分離して検出することができる。
Here, the ultrashort pulse light is obtained by temporally separating at least the intensity of the first backscattered light and the intensity of the second backscattered light at the interface between the anterior chamber and the crystalline lens. Pulsed light that emits for a very short time (for example, on the order of femtoseconds to picoseconds) that can be measured separately.
For example, mode lock Ti means sapphire laser or the like. By using such ultrashort pulse light, the second backscattered light delayed by a time corresponding to the distance to and fro the anterior chamber from the first backscattered light can be time-resolved by a streak camera or the like. Using a possible photodetector,
It can be detected separately from the first backscattered light.

【0042】なおこの第3の方法においても、各超短パ
ルス光は、単一の光源からそれぞれ選択的に出射された
光であってもよいし、または、互いに異なる複数の光源
から各別に出射された光であってもよい。
Also in this third method, each ultrashort pulse light may be light selectively emitted from a single light source, or may be individually emitted from a plurality of light sources different from each other. Light may be used.

【0043】また上記本発明のグルコース濃度測定方法
により求められた眼房水成分中のグルコース濃度ごと
に、対応する血中グルコース濃度を各別に侵襲的に求め
て、その方法により求められた前記眼房水成分中のグル
コース濃度と侵襲的に得た血中グルコース濃度との相関
を予め求め、この相関を求めた以後においては、上記各
グルコース濃度測定方法により求めた眼房水成分中のグ
ルコース濃度と前記相関とに基づいて、血中グルコース
濃度を非侵襲的に求めるようにしてもよい。
Further, for each glucose concentration in the aqueous humor component determined by the glucose concentration measuring method of the present invention, the corresponding blood glucose concentration is determined invasively separately, and the eye concentration determined by the method is determined. The correlation between the glucose concentration in the aqueous humor component and the blood glucose concentration obtained invasively was determined in advance, and after this correlation was determined, the glucose concentration in the aqueous humor component determined by each glucose concentration measurement method described above. And the correlation may be used to non-invasively determine the blood glucose concentration.

【0044】また、本発明のグルコース濃度測定装置の
光吸収特性検出手段として、上述した複数の光吸収特性
方法を求める各方法にそれぞれ対応する構成を適用する
ことができる。
Further, as the light absorption characteristic detecting means of the glucose concentration measuring apparatus of the present invention, a configuration corresponding to each of the above-described methods for obtaining a plurality of light absorption characteristic methods can be applied.

【0045】すなわち、上記第1の方法に対応する光吸
収特性検出手段として、互いに発光波長帯域の異なる複
数の低コヒーレンスな光を出射する光源装置と、該光源
装置から出射された低コヒーレンスな光を互いに異なる
2つの光路に沿って各別に進行する参照光と眼球に入射
される信号光とに分割する光路分割手段と、該信号光と
参照光とで僅かな周波数差が生じるように両光のうち少
なくとも一方を変調する、該少なくとも一方の光路上に
設けられた変調手段と、前記参照光が進行する光路の長
さを調整する光路長調整手段と、前記眼球の角膜と前眼
房との境界面による信号光の第1の後方散乱と前記参照
光、および、前記眼球の前眼房と水晶体との境界面によ
る前記信号光の第2の後方散乱光と前記参照光とを、そ
れぞれ波面整合させる波面整合手段と、前記参照光と前
記第1の後方散乱光との波面整合による第1の干渉光お
よび前記参照光と前記第2の後方散乱光との波面整合に
よる第2の干渉光の強度を光電的に検出する光検出器
と、該各干渉光の強度に基づいて前記第1および第2の
後方散乱光の強度を求めるヘテロダイン演算手段と、前
記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて前記前
眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収特
性分析手段とを備えたもの。
That is, as the light absorption characteristic detecting means corresponding to the first method, a light source device for emitting a plurality of low coherence lights having different emission wavelength bands from each other, and a low coherence light emitted from the light source device Optical path splitting means for splitting the signal light into a reference light and a signal light incident on an eyeball, respectively, traveling along two different optical paths, and the two lights so that a slight frequency difference occurs between the signal light and the reference light. Modulating at least one of the, the modulation means provided on the at least one light path, light path length adjustment means to adjust the length of the light path in which the reference light travels, and the cornea and anterior chamber of the eyeball The first backscattering of the signal light by the boundary surface and the reference light, and the second backscattering light and the reference light of the signal light by the boundary surface between the anterior chamber of the eyeball and the crystalline lens, respectively. Wavefront matching Wavefront matching means, and a first interference light by wavefront matching between the reference light and the first backscattered light and a second interference light by wavefront matching between the reference light and the second backscattered light. A photodetector for photoelectrically detecting the intensity, a heterodyne calculating means for obtaining the intensity of the first and second backscattered light based on the intensity of each interference light, and the first and second backscattered light Light absorption characteristic analyzing means for determining the light absorption characteristics of the aqueous humor component that fills the anterior chamber based on the intensity of the light.

【0046】ここで上記光源装置は、前記各コヒーレン
スな光の波長帯域よりも広い発光波長帯域の低コヒーレ
ンスな光を出射する単一の光源と、該発光波長域の広い
低コヒーレンスな光から、前記各低コヒーレンスな光を
波長選択する波長選択手段とにより構成されているもの
であってもよいし、前記各低コヒーレンスな光を各別に
出射する複数の光源により構成されているものであって
もよい。
Here, the light source device comprises a single light source that emits low-coherence light in an emission wavelength band wider than the wavelength band of each coherence light, and a low-coherence light having a wide emission wavelength range. The low coherence light may be constituted by a plurality of light sources that individually emit the low coherence light. Is also good.

【0047】上記第2の方法に対応する光吸収特性検出
手段として、図6に示すように、時間的に鋸歯状に周波
数掃引された、互いに波長の異なる複数のコヒーレント
光を出射する光源装置と、該光源装置から出射された周
波数掃引されたコヒーレント光を互いに異なる2つの光
路に沿って各別に進行する参照光と眼球に入射される信
号光とに分割する光路分割手段と、前記眼球の角膜と前
眼房との境界面による前記信号光の第1の後方散乱光
と、前記信号光および前記第1の後方散乱光と前記参照
光との光路長差に基づく時間差をもって前記光源から出
射した、前記第1の後方散乱光とは周波数差を有するコ
ヒーレント光による前記参照光とを、および、前記眼球
の前眼房と水晶体との境界面による前記信号光の第2の
後方散乱光と、前記信号光および前記第2の後方散乱光
と前記参照光との光路長差に基づく時間差をもって前記
光源から出射した、前記第2の後方散乱光とは周波数差
を有するコヒーレント光による前記参照光とを、それぞ
れ波面整合させる波面整合手段と、前記第1の後方散乱
光と該第1の後方散乱光に対して僅かな周波数差を有す
る参照光との波面整合により得られた第1の干渉光、お
よび前記第2の後方散乱光と該第2の後方散乱光に対し
て僅かな周波数差を有する参照光との波面整合により得
られた第2の干渉光の強度を光電的に検出する光検出器
と、該各干渉光の強度に基づいて前記第1および第2の
後方散乱光の強度を求めるヘテロダイン演算手段と、前
記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて前記前
眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収特
性分析手段とを備えたもの。
As a light absorption characteristic detecting means corresponding to the second method, as shown in FIG. 6, a light source device for emitting a plurality of coherent light beams having different wavelengths, which are frequency-swept temporally in a sawtooth shape. Optical path splitting means for splitting the frequency-swept coherent light emitted from the light source device into reference light and signal light incident on the eyeball which travel separately along two different optical paths, and a cornea of the eyeball A first backscattered light of the signal light due to a boundary surface between the light source and the anterior chamber, and emitted from the light source with a time difference based on an optical path length difference between the signal light and the first backscattered light and the reference light. The first backscattered light and the reference light by coherent light having a frequency difference, and, the second backscattered light of the signal light by the interface between the anterior chamber of the eyeball and the crystalline lens, Said The second backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the reference light and the second backscattered light, and the reference light by coherent light having a frequency difference with the second backscattered light. Wavefront matching means for performing wavefront matching, first interference light obtained by wavefront matching between the first backscattered light and reference light having a slight frequency difference with respect to the first backscattered light, And light detection for photoelectrically detecting the intensity of the second interference light obtained by wavefront matching between the second backscattered light and the reference light having a slight frequency difference with respect to the second backscattered light. A heterodyne calculating means for obtaining the intensities of the first and second backscattered lights based on the intensities of the respective interference lights; and the anterior chamber based on the intensities of the first and second backscattered lights. Absorption characteristics of aqueous humor components that satisfy the conditions That a light absorption characteristics analyzing means for obtaining.

【0048】このグルコース濃度測定装置においても、
光源装置は、前記複数のコヒーレント光のうちいずれか
1つを選択的に出射し得る単一の光源と、該光源に対し
て、前記複数のコヒーレント光のうち選択的にいずれか
1つを出射させる制御を施す制御手段とにより構成され
ているものであってもよいし、または、前記各コヒーレ
ント光を各別に出射する複数の光源により構成されてい
るものであってもよい。
Also in this glucose concentration measuring device,
The light source device is a single light source that can selectively emit any one of the plurality of coherent lights, and selectively emits any one of the plurality of coherent lights to the light source. It may be constituted by a control means for performing the control for causing the light source to emit light, or may be constituted by a plurality of light sources which individually emit the coherent light.

【0049】上記第3の方法に対応する光吸収特性検出
手段として、互いに波長の異なる複数の超短パルス光を
出射する光源装置と、該超短パルス光を眼球に入射せし
め、該眼球の角膜と前眼房との境界面による該超短パル
ス光の第1の後方散乱光の強度、および前眼房と水晶体
との境界面による該超短パルス光の第2の後方散乱光の
強度を時系列的に各別に求める光時間領域後方散乱測定
手段と、前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づ
いて前記前眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求め
る光吸収特性分析手段とを備えたもの。
As a light absorption characteristic detecting means corresponding to the third method, a light source device for emitting a plurality of ultrashort pulsed lights having different wavelengths from each other, the ultrashort pulsed light is made to enter the eyeball, and the cornea of the eyeball is emitted. The intensity of the first backscattered light of the ultrashort pulsed light due to the interface between the anterior chamber and the anterior chamber, and the intensity of the second backscattered light of the ultrashort pulsed light due to the interface between the anterior chamber and the lens. An optical time domain backscattering measuring means separately obtained in time series, and a light absorption characteristic for obtaining a light absorption characteristic of an aqueous humor component filling the anterior chamber based on the intensities of the first and second backscattered lights. With analysis means.

【0050】また上記光源装置は、前記複数の超短パル
ス光のうちいずれか1つを選択的に出射し得る単一の光
源と、該光源に対して、前記複数の超短パルス光のうち
選択的にいずれか1つを出射させる制御を施す制御手段
とにより構成されているものであってもよいし、また
は、前記各超短パルス光を各別に出射する複数の光源に
より構成されているものであってもよい。
Further, the light source device comprises: a single light source capable of selectively emitting any one of the plurality of ultrashort pulse lights; It may be constituted by control means for performing control to selectively emit any one of the light sources, or may be constituted by a plurality of light sources which individually emit the ultrashort pulse lights. It may be something.

【0051】なお本発明のグルコース濃度測定装置によ
り求められた眼房水成分中のグルコース濃度と予め例え
ば侵襲的に得た血中グルコース濃度との相関を示すテー
ブルを備え、上記グルコース濃度測定装置により求めら
れた眼房水成分中のグルコース濃度および前記テーブル
に基づいて、前記血中グルコース濃度を非侵襲的に求め
るようにしてもよい。
A table showing the correlation between the glucose concentration in the aqueous humor component determined by the glucose concentration measuring apparatus of the present invention and the blood glucose concentration obtained in advance, for example, invasively is provided. The blood glucose concentration may be determined non-invasively based on the determined glucose concentration in the aqueous humor component and the table.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明のグルコース濃度測定方法および
本発明のグルコース濃度測定装置によれば、眼房水の温
度分布を検出し、眼球に照射した光の反射光から得られ
た眼房水の吸光度を、眼房水の温度分布にしたがって補
正したうえで、グルコース濃度の算出に適用することに
より、外気温や体温の変動によるグルコース濃度測定の
誤差を低減して、測定精度を実用レベルまで向上させる
ことができる。
According to the glucose concentration measuring method of the present invention and the glucose concentration measuring device of the present invention, the temperature distribution of the aqueous humor is detected, and the aqueous humor obtained from the reflected light of the light applied to the eyeball is detected. After correcting the absorbance according to the temperature distribution of the aqueous humor and applying it to the calculation of glucose concentration, errors in glucose concentration measurement due to fluctuations in outside air temperature and body temperature are reduced, and measurement accuracy is improved to a practical level. Can be done.

【0053】眼房水の温度分布の求め方としては上述し
たように、(1)外気温および角膜表面温度を測定し、
前眼房の深部体温および外気温ごとに予め設定された眼
球の複数種類の温度分布と、前記測定された外気温およ
び角膜表面温度とに基づいて、前記眼房水の温度分布を
求める方法、または(2)外気温、角膜表面温度および
前記前眼房の深部体温を測定し、測定された3つの温度
に基づいて、例えば有限要素法により、眼房水の温度分
布を求める方法、などを適用することができるが、
(2)を適用した方が、より精度の高い温度分布を得る
ことができる。
As described above, the temperature distribution of the aqueous humor is determined by (1) measuring the outside air temperature and the corneal surface temperature,
A plurality of types of temperature distribution of the eyeball set in advance for each of the deep body temperature of the anterior chamber and the outside air temperature, and the method of obtaining the temperature distribution of the aqueous humor based on the measured outside air temperature and corneal surface temperature, Or (2) a method of measuring the outside air temperature, the corneal surface temperature, and the deep body temperature of the anterior chamber of the eye, and obtaining a temperature distribution of the aqueous humor based on the three measured temperatures, for example, by a finite element method. Can be applied,
By applying (2), a more accurate temperature distribution can be obtained.

【0054】複数の光吸収特性の求め方として、上述し
た第1の方法、すなわち低コヒーレンスな光を用いる方
法を適用した本発明の方法および装置、並びに上記第2
の方法、すなわち周波数掃引されたコヒーレント光を用
いる方法を適用した本発明の方法および装置によれば、
光ヘテロダイン後方散乱測定法を用いることにより、ま
ず角膜と前眼房の境界面による入射光の微弱な第1の後
方散乱光IR2および前眼房と水晶体の境界面による入射
光の微弱な第2の後方散乱光IR3を各別に精度よく検出
することができる。
As a method for obtaining a plurality of light absorption characteristics, the method and apparatus of the present invention to which the above-described first method, that is, a method using low-coherence light, and the above-described second method are used.
According to the method and apparatus according to the present invention, in which the method of using the frequency-swept coherent light is applied,
By using the optical heterodyne backscattering measurement method, first, the weak first backscattered light IR2 of the incident light due to the interface between the cornea and the anterior chamber and the weak first light backscattered light IR2 due to the interface between the anterior chamber and the lens. The second backscattered light I R3 can be detected separately and accurately.

【0055】ここで図2に示すように、眼球 200への入
射光の強度をI0 、空気 300/角膜210間の反射率をR
1、角膜 210/前眼房 220間の反射率をR2、前眼房 220
/水晶体 230間の反射率をR3、角膜 210による入射光の
片光路の光学的吸収率をα1 、前眼房(眼房水) 220に
よる入射光の片光路の光学的吸収率をα2 とすると、第
1の後方散乱光の強度IR2、第2の後方散乱光の強度I
R3は下記式(1),(2)のように表すことができる。
なおここでは、測定される後方散乱光の強度から眼房水
220による入射光の片光路の光学的吸収率α2 を求める
原理のみを説明するために、眼房水 220の温度分布を考
慮しないものとする。
As shown in FIG. 2, the intensity of the light incident on the eyeball 200 is I 0 , and the reflectance between the air 300 and the cornea 210 is R.
1. The reflectance between the cornea 210 and the anterior chamber 220 is R2, and the anterior chamber 220
The reflectance between the lens 230 and the lens 230 is R3, the optical absorptance of one light path of the incident light by the cornea 210 is α 1 , and the optical absorptivity of one light path of the incident light by the anterior chamber (aqueous humor) 220 is α 2 Then, the intensity I R2 of the first backscattered light and the intensity I R2 of the second backscattered light
R3 can be represented by the following formulas (1) and (2).
Here, the intensity of the backscattered light
The temperature distribution of the aqueous humor 220 is not considered in order to explain only the principle of obtaining the optical absorptivity α 2 of one optical path of the incident light by the 220.

【0056】 IR2=I0 (1−R1)2 2 (1−α1 2 (1) IR3=I0 (1−R2)2 (1−R2)2 R3(1−α1 2 (1−α2 2 (2) この精度よく検出された各後方散乱光IR2,IR3の比
(IR3/IR2)を計算すると、 IR3/IR2=(R3/R2)(1−R2)2 (1−α2 2 (3) となる。IR3,IR2,R3 ,R2 は既知であるから眼房
水による入射光の片光路の光学的吸収率α2 を求めるこ
とができる。
I R2 = I 0 (1-R1) 2 R 2 (1-α 1 ) 2 (1) IR 3 = I 0 (1-R 2) 2 (1-R 2) 2 R 3 (1-α 1 ) 2 (1−α 2 ) 2 (2) When calculating the ratio ( IR3 / IR2 ) of each of the backscattered light IR2 and IR3 detected with high accuracy, IR3 / IR2 = (R3 / R2) (1−R2) 2 (1−α 2 ) 2 (3) Since I R3 , I R2 , R 3 , and R 2 are known, the optical absorptivity α 2 of one optical path of the incident light by the aqueous humor can be obtained.

【0057】このように求められた光学的吸収率α
2 は、眼球 200の温度分布が一定であることを前提とし
ているため、上述した方法または手段で求められた眼球
200の温度分布にしたがって、上記光学的吸収率α2
補正される。
The optical absorptivity α thus obtained
2 is based on the assumption that the temperature distribution of the eyeball 200 is constant, so that the eyeball obtained by the method or means described above is used.
According to the temperature distribution of 200, the optical absorption α 2 is corrected.

【0058】ここで眼房水にはグルコース以外にもNaCl
をはじめとして複数の成分が含まれているため、上記の
作用を複数の波長の入射光について繰り返し行ない、多
変量解析を含む公知な近赤外分光分析法を適用すること
により、眼房水中のグルコースだけの濃度を従来よりも
精度よく特定することができる。
Here, the aqueous humor includes not only glucose but also NaCl.
Since a plurality of components are included, the above-described action is repeatedly performed on incident light of a plurality of wavelengths, and by applying a known near-infrared spectroscopic analysis method including a multivariate analysis, the aqueous humor in the aqueous humor is The concentration of glucose alone can be specified with higher accuracy than before.

【0059】このようにして非侵襲的に得られた眼房水
中のグルコース濃度と従来の侵襲的に得られた血中グル
コース濃度との相関関係を例えば変換テーブル等として
各患者ごとに予め準備しておくことにより、その後は血
中グルコース濃度を測定することなく眼房水中のグルコ
ース濃度を測定すればよく、患者に苦痛を与えずに繰り
返し精度のよい測定を行なうことが可能となる。
The correlation between the non-invasively obtained glucose concentration in the aqueous humor and the conventional invasively obtained blood glucose concentration is prepared in advance for each patient as a conversion table or the like. By doing so, the glucose concentration in the aqueous humor may be measured thereafter without measuring the blood glucose concentration, and the measurement can be repeatedly performed with high accuracy without causing any pain to the patient.

【0060】また、複数の光吸収特性の求め方として、
上述した第3の方法、すなわち超短パルス光を用いる方
法を適用した本発明の方法および装置によれば、第1の
後方散乱光の強度および第2の後方散乱光の強度を図9
に示すように時間的に分離して各別に測定することがで
き、この図9に示した波形を時間について積分すること
によりその光量、すなわち上記式(1)に示すIR2およ
び式(2)に示すIR3を求めることができる。
As a method for obtaining a plurality of light absorption characteristics,
According to the method and apparatus of the present invention to which the above-described third method, that is, a method using ultrashort pulse light, is applied, the intensity of the first backscattered light and the intensity of the second backscattered light are reduced as shown in FIG.
Can be measured separately to each temporally separated as shown in, the light intensity, i.e. I R2 and formula shown in the formula (1) by integrating the waveform shown in FIG. 9 with respect to time (2) it can be obtained I R3 shown.

【0061】したがって式(3)により、眼房水による
入射光の片光路の光学的吸収率α2を求めることができ
る。
Therefore, the optical absorptivity α 2 of one optical path of the incident light due to the aqueous humor can be obtained from the equation (3).

【0062】このように求められた光学的吸収率α
2 は、眼球 200の温度分布が一定であることを前提とし
ているため、上述した方法または手段で求められた眼球
200の温度分布にしたがって、上記光学的吸収率α2
補正される。
The optical absorptivity α thus obtained
2 is based on the assumption that the temperature distribution of the eyeball 200 is constant, so that the eyeball obtained by the method or means described above is used.
According to the temperature distribution of 200, the optical absorption α 2 is corrected.

【0063】そして本願の上記発明の場合と同様に、複
数の波長の入射光について繰り返し行ない、多変量解析
を含む公知な近赤外分光分析法により眼房水中のグルコ
ース濃度を従来よりも精度よく特定することができる。
Then, similarly to the case of the above-mentioned invention of the present application, the glucose concentration in the aqueous humor is more accurately determined by a known near-infrared spectroscopic method including multivariate analysis by repeating the process for incident light having a plurality of wavelengths. Can be identified.

【0064】[0064]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0065】図1は本発明のグルコース濃度測定方法を
実施するための基本的な装置構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic device configuration for implementing the glucose concentration measuring method of the present invention.

【0066】図示のグルコース濃度測定装置は、眼球 2
00に光を照射し、この光による眼球200の前眼房 220
(図2参照)内を満たす眼房水成分の光吸収特性(具体
的には吸光度)を求め、この照射した光とは波長帯域の
異なる他の複数の光を順次または同時に照射して上記と
同様に眼房水成分の、各波長の光ごとに光吸収特性を求
める光吸収特性検出手段10と、外気温、角膜外表面温度
および鼓膜内部温度を計測して眼球 200の温度分布を求
める温度分布検出手段70と、温度分布検出手段70により
求められた温度分布に応じて、光吸収特性検出手段10に
より得られた複数の光吸収特性のそれぞれを補正する補
正手段80と、補正手段80により補正された各光吸収特性
に基づいて、眼房水成分中のグルコース濃度を求めるグ
ルコース濃度算出手段90とを備えた構成である。
The glucose concentration measuring device shown in FIG.
Illuminate the anterior chamber 220 of the eyeball 200 with this light.
(See FIG. 2) Determine the light absorption characteristics (specifically, absorbance) of the aqueous humor component that satisfies the conditions, and sequentially or simultaneously irradiate a plurality of other lights having different wavelength bands from the irradiated light, and Similarly, a light absorption characteristic detecting means 10 for obtaining light absorption characteristics for each wavelength of light of the aqueous humor component, and a temperature for obtaining the temperature distribution of the eyeball 200 by measuring the outside air temperature, the outer surface temperature of the cornea and the inside temperature of the eardrum. Distribution detecting means 70, a correcting means 80 for correcting each of the plurality of light absorption characteristics obtained by the light absorption characteristic detecting means 10 according to the temperature distribution obtained by the temperature distribution detecting means 70, and a correcting means 80 A glucose concentration calculating means 90 for determining the glucose concentration in the aqueous humor component based on the corrected light absorption characteristics.

【0067】ここで、光吸収特性検出手段10は、眼球 2
00に照射される各光について、図2に示す、照射した光
(強度I0 )の前眼房 220と水晶体 230との境界面R3
による反射光の強度(強度IR3)により、前眼房 220を
満たす眼房水による光の吸光度を求めるものであり、眼
球 200からの反射光のうち、境界面R3 による反射光と
角膜 210と前眼房 220との境界面R2 での反射光(強度
R2)とを分離して検出するものである。より具体的に
は、光ヘテロダインを適用した検出手法や時間軸上での
分離検出手法を適用することができる。
Here, the light absorption characteristic detecting means 10 is connected to the eyeball 2
2, the boundary surface R 3 between the anterior chamber 220 and the crystalline lens 230 of the irradiated light (intensity I 0 ) shown in FIG.
The light absorbance of the aqueous humor that fills the anterior chamber 220 is obtained from the intensity of the reflected light (intensity I R3 ) due to the light reflected by the boundary surface R 3 and the cornea 210 out of the reflected light from the eyeball 200. The reflected light (intensity I R2 ) at the boundary surface R 2 with the anterior chamber 220 is detected separately. More specifically, a detection method using optical heterodyne or a separation detection method on a time axis can be applied.

【0068】図3に、光吸収特性検出手段10として光ヘ
テロダインを適用した実施形態のグルコース濃度測定装
置を示し、以下、この実施形態について説明する。
FIG. 3 shows a glucose concentration measuring apparatus according to an embodiment in which optical heterodyne is used as the light absorption characteristic detecting means 10. This embodiment will be described below.

【0069】図示のグルコース濃度測定装置 101は、光
源装置と、光源装置から出射された光を伝搬する伝搬手
段と、この伝搬される光を眼球 200に照射する光と光ヘ
テロダイン検出の参照光とにその光路を分割する光路分
割手段および眼球 200空の反射光と参照光とを合波する
合波手段としての偏波面保存カプラー18と、眼球 200に
照射する光の周波数をシフトする周波数変調器19と、参
照光の光路長を変化させる光路長調整手段としての移動
台25と、偏波面保存カプラー18で合波された光を検出す
る光検出器28a 〜28e と、外気温、眼球 200の角膜 210
外表面温度および鼓膜内部の体温(深部体温)を計測す
る放射温度計30と、光検出器28a 〜28eにより検出され
た光強度に基づいて、眼房水成分の吸光度を照射光の波
長ごとに求め、かつ放射温度計30により求められた温度
分布に応じて、上記眼房水の吸光度をそれぞれ補正し、
さらにこの補正された各光吸収特性に基づいて、眼房水
成分中のグルコース濃度を算出する信号処理回路31と、
この算出結果を表示する表示装置32とを備えた構成であ
る。
The illustrated glucose concentration measuring apparatus 101 includes a light source device, a propagation means for transmitting light emitted from the light source device, light for irradiating the propagating light to the eyeball 200, and reference light for optical heterodyne detection. A polarization plane preserving coupler 18 as a multiplexing means for multiplexing the reflected light of the sky with the reference light, and a frequency modulator for shifting the frequency of the light applied to the eyeball 200 19, a moving table 25 as an optical path length adjusting means for changing the optical path length of the reference light, a photodetector 28a to 28e for detecting the light multiplexed by the polarization plane preserving coupler 18, an outside air temperature, Cornea210
Based on the radiation thermometer 30 that measures the outer surface temperature and the body temperature inside the eardrum (deep body temperature) and the light intensity detected by the photodetectors 28a to 28e, the absorbance of the aqueous humor component is determined for each wavelength of the irradiation light. Determined, and according to the temperature distribution determined by the radiation thermometer 30, to correct the absorbance of the aqueous humor, respectively,
Further, based on each of the corrected light absorption characteristics, a signal processing circuit 31 for calculating the glucose concentration in the aqueous humor component,
And a display device 32 for displaying the calculation result.

【0070】ここで、光源装置としては、中心波長がλ
1であって波長帯域の広い低コヒーレンスな光を出射す
るSLD11a ,中心波長がλ2であって波長帯域の広い
低コヒーレンスな光を出射するSLD11b ,…,中心波
長がλe であって波長帯域の広い低コヒーレンスな光を
出射するSLD11e という5つの光源からなり、このう
ちの1つは、前眼房 220の光軸方向の物理長と強い相関
関係を有する光(例えば、波長1790〜1820nmまたは2230
〜2250nmの光)を出射する。さらに、眼房水の温度に依
存しない波長の光を出射する光源も含まれている。
Here, for the light source device, the center wavelength is λ.
SLD11a which emits low-coherence light having a wide wavelength band of 1 and SLD11b which emits low-coherence light having a central wavelength of λ2 and a wide wavelength band,... Has a central wavelength of λe and has a wide wavelength band It consists of five light sources, SLD11e, which emit low-coherence light, one of which has a strong correlation with the physical length of the anterior chamber 220 along the optical axis (for example, a wavelength of 1790-1820 nm or 2230 nm).
~ 2250nm light). Further, a light source that emits light having a wavelength independent of the temperature of the aqueous humor is also included.

【0071】伝搬手段としては、各光源11a ,…,11e
から出射された各光を反射し合波ミラー12およびダイク
ロイックミラー13b 〜13e と、合波された光(以下、合
波光)の進行方向を変えるミラー14と、合波光を直線偏
光の光とする1/2波長板(以下、λ/2板)15と、こ
の直線偏光の光を第1の偏波面保存ファイバー17a に入
射せしめるレンズ16と、偏波面保存カプラー18に接続さ
れた、入射した光の偏波面を保存して伝搬する第1〜第
4の偏波面保存ファイバー17a 〜17d と、第2の偏波面
保存ファイバー17b から出射した光(信号光)をコリメ
ートするレンズ20と、直線偏光の光を円偏光の光とする
1/4波長板(以下、λ/4板)21と、円偏光の光を眼
球 200に照射するレンズ22と、第3の偏波面保存ファイ
バー17cから出射された光(参照光)をコリメートする
レンズ20と、直線偏光の参照光を円偏光の光とするλ/
4板21と、参照光を反射する参照鏡24と、円偏光の参照
光を参照鏡24に照射するレンズ23と、第4の偏波面保存
ファイバー17d から出射した光をコリメートするレンズ
16と、λ/2板15と、光の進行方向を変えるミラー14
と、波長帯域ごとに光路を分割するダイクロイックミラ
ー26b 〜26e およびミラー12と、このダイクロイックミ
ラーで光路を分割された各光を光検出器28a ,…,28e
にそれぞれ集光するレンズ27a ,…,27e とを備えた構
成である。
As the propagation means, each of the light sources 11a,.
Multiplexed mirror 12 and dichroic mirrors 13b to 13e that reflect the respective lights emitted from the multiplexed light, mirror 14 that changes the traveling direction of multiplexed light (hereinafter, multiplexed light), and multiplexed light as linearly polarized light. A half-wave plate (hereinafter referred to as a λ / 2 plate) 15, a lens 16 for allowing this linearly polarized light to enter a first polarization-maintaining fiber 17 a, and an incident light connected to a polarization-maintaining coupler 18. First to fourth polarization maintaining fibers 17a to 17d for preserving and propagating the polarization plane, a lens 20 for collimating light (signal light) emitted from the second polarization maintaining fiber 17b, A quarter-wave plate (hereinafter, λ / 4 plate) 21 that converts light into circularly polarized light, a lens 22 that irradiates circularly polarized light to the eyeball 200, and light emitted from the third polarization-maintaining fiber 17c A lens 20 that collimates light (reference light) and a circularly polarized reference light that is linearly polarized And of light λ /
Four plates 21, a reference mirror 24 for reflecting reference light, a lens 23 for irradiating the reference mirror 24 with circularly polarized reference light, and a lens for collimating light emitted from the fourth polarization-maintaining fiber 17d.
16, a λ / 2 plate 15, and a mirror 14 for changing the traveling direction of light
, Dichroic mirrors 26b to 26e for dividing the optical path for each wavelength band and the mirror 12, and each of the lights whose optical paths have been split by the dichroic mirror are converted to photodetectors 28a,.
, 27e for converging the light beams respectively.

【0072】偏波面保存カプラー18は、その名称が示す
通り、入射した光の偏波面を保存して光を分割または合
波し、出射する機能を有する。
As the name implies, the polarization plane preserving coupler 18 has a function of preserving the plane of polarization of the incident light to split or combine the light and to emit the same.

【0073】周波数変調器19は第2の偏波面保存ファイ
バー17b に設けられ、このファイバー17b を伝搬する光
の周波数を1Hz(変調周波数は1Hzに限るものではな
い)だけシフトさせる。
The frequency modulator 19 is provided in the second polarization maintaining fiber 17b, and shifts the frequency of light propagating through the fiber 17b by 1 Hz (the modulation frequency is not limited to 1 Hz).

【0074】参照鏡24およびレンズが設置された移動台
25は、これらの光軸方向に移動自在とされている。
Moving table on which reference mirror 24 and lens are installed
Numeral 25 is movable in these optical axis directions.

【0075】放射温度計30は鼓膜内部の体温(深部体
温)を計測するとともに、眼球からの反射光の光路上に
配されたビームスプリッターにより分光して得た光に基
づいて角膜外表面の温度を計測する。
The radiation thermometer 30 measures the body temperature (deep body temperature) inside the eardrum, and based on the light obtained by spectrally separating the light reflected from the eyeball by a beam splitter disposed on the optical path, the temperature of the outer surface of the cornea is measured. Is measured.

【0076】ここで図3に示した実施形態のグルコース
濃度計測装置 101は、信号処理回路31が、図1に示した
光吸収特性検出手段10の一部機能、補正手段80の機能お
よびグルコース濃度算出手段90の機能を有する。
Here, in the glucose concentration measuring apparatus 101 of the embodiment shown in FIG. 3, the signal processing circuit 31 includes a part of the function of the light absorption characteristic detecting means 10 shown in FIG. It has the function of the calculating means 90.

【0077】次に本実施形態のグルコース濃度測定装置
101の作用について説明する。
Next, the glucose concentration measuring apparatus of the present embodiment
The operation of 101 will be described.

【0078】まず、各低コヒーレンス光源11a (波長λ
1)〜11e (波長λ5)から出射した各低コヒーレンス
光は、ミラー12およびダイクロイックミラー13b 〜13e
で合波される。
First, each low coherence light source 11a (wavelength λ
1) to 11e (low wavelength coherence light) emitted from the mirror 12 and the dichroic mirrors 13b to 13e
Are multiplexed.

【0079】合波された光はミラー14でその進行方向が
変えられ、λ/2板15に入射し直線偏光とされる。この
直線偏光光は、レンズ16で第1の偏波面保存ファイバー
17aに入射する。入射した光は偏波面を保存しつつファ
イバー中を伝搬し、偏波面保存カプラー18に入射する。
The traveling direction of the multiplexed light is changed by the mirror 14, and the multiplexed light is incident on the λ / 2 plate 15 to be linearly polarized. The linearly polarized light is converted by a lens 16 into a first polarization-maintaining fiber.
It is incident on 17a. The incident light propagates through the fiber while maintaining the polarization plane, and enters the polarization-maintaining coupler 18.

【0080】偏波面保存カプラー18は入射した光の偏波
面を保存しつつ、この光を、参照鏡24へ進む光(参照
光)と眼球 200に進む光(信号光)とに分割する。すな
わち、信号光は第2の偏波面保存ファイバー17b に入射
し、一方、参照光は第3の偏波面保存ファイバー17c に
入射する。
The polarization preserving coupler 18 divides the incident light into light traveling to the reference mirror 24 (reference light) and light traveling to the eyeball 200 (signal light) while preserving the polarization plane of the incident light. That is, the signal light is incident on the second polarization maintaining fiber 17b, while the reference light is incident on the third polarization maintaining fiber 17c.

【0081】第2の偏波面保存ファイバー17b に入射し
た光は、その光路上に設けられた周波数変調器19で変調
され、その周波数が1Hzだけシフトされる。
The light incident on the second polarization-maintaining fiber 17b is modulated by a frequency modulator 19 provided on the optical path, and its frequency is shifted by 1 Hz.

【0082】この周波数変調された直線偏光光は第2の
偏波面保存ファイバー17a から出射され、レンズ20で平
行光とされ、λ/4板21で円偏光とされ、レンズ22で角
膜 210と眼房水 220との境界面R2 および眼房水 220と
水晶体 230との境界面R3 にフォーカスされる。フォー
カスされた光は境界面R2 で第1の後方散乱光として反
射され、一方、境界面R3 で第2の後方散乱光として反
射される。
The frequency-modulated linearly polarized light is emitted from the second polarization preserving fiber 17a, converted into parallel light by the lens 20, converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 21, and converted into the cornea 210 and the eye by the lens 22. It is focused on the boundary surface R 3 of the boundary surface R 2 and aqueous humor 220 and the lens 230 of the aqueous humor 220. Focused light is reflected as a first backward scattered light beam at the boundary surface R 2, on the other hand, is reflected at the boundary surface R 3 as a second backward scattered light beam.

【0083】両後方散乱光は再ぴレンズ22、λ/4板21
およびレンズ20を通過し、第2の偏波面保存ファイバー
17b に入射する。
The two back-scattered lights are re-illuminated by the lens 22, the λ / 4 plate 21
And a second polarization maintaining fiber passing through the lens 20
It is incident on 17b.

【0084】この両後方散乱光は反射により逆方向の偏
光面になっているので、λ/4板21通過後は、元の偏光
面に対して90度回転した状態となる。
Since the two backscattered lights are polarized in the opposite directions by reflection, after passing through the λ / 4 plate 21, they are rotated by 90 degrees with respect to the original polarization plane.

【0085】参照鏡24に進んだ参照光は第3の偏波面保
存ファイパー17c から出射され、レンズ20で平行光とさ
れる。さらにこの参照光はλ/4板21で円偏光とされ、
レンズ23で参照鏡24にフォーカスされる。参照鏡24によ
る反射光は再度レンズ23およびλ/4板21を通過する。
The reference light that has proceeded to the reference mirror 24 is emitted from the third polarization plane preserving fiber 17c and is converted into parallel light by the lens 20. Further, this reference light is circularly polarized by the λ / 4 plate 21,
The lens 23 focuses on the reference mirror 24. The light reflected by the reference mirror 24 passes through the lens 23 and the λ / 4 plate 21 again.

【0086】反射光は反射により逆方向の偏光面になっ
ているので、λ/4板21通過後は、元の偏光面に対して
90度回転した状態となる。そしてこの反射光はレンズ20
により第3の偏波面保存ファイバー17c に入射する。
Since the reflected light has a polarization plane in the opposite direction due to reflection, after passing through the λ / 4 plate 21, the reflected light
It will be rotated 90 degrees. And this reflected light is lens 20
As a result, the light enters the third polarization preserving fiber 17c.

【0087】第2の偏波面保存ファイバー17b を戻る第
1および第2の後方散乱光と、第3の偏波面保存ファイ
バー17c を戻る参照光とは、偏波面保存カプラー18によ
り検出側ファイパーである第4の偏波面保存ファイバー
17d に入射され、合波される。
The first and second backscattered lights returning to the second polarization-maintaining fiber 17b and the reference light returning to the third polarization-maintaining fiber 17c are the detection-side fiber by the polarization-maintaining coupler 18. Fourth polarization maintaining fiber
It is incident on 17d and multiplexed.

【0088】第4の偏波面保存ファイバー17d を伝搬し
た光はファイパー17d から出射し、レンズ16で平行光と
される。この光は偏光方向が90度回転しており、λ/2
板15を通過する。一方、第1の偏波面保存ファイバー17
a から入射した照射光は偏光面が一致しないので、λ/
2板15を通過しない。
The light propagating through the fourth polarization preserving fiber 17d is emitted from the fiber 17d and is converted into parallel light by the lens 16. This light has a polarization direction rotated by 90 degrees, and λ / 2
Passing through plate 15. On the other hand, the first polarization-maintaining fiber 17
Irradiation light incident from a has a polarization plane that does not match.
It does not pass through the two plates 15.

【0089】λ/2板15を通過した光は、ミラー14でそ
の進行方向が変えられ、ダイクロイックミラー26e 〜26
b およびミラー12により分波され、各レンズ27a 〜27e
により各光検出器28a 〜28e に集光される。
The traveling direction of the light passing through the λ / 2 plate 15 is changed by the mirror 14, and the dichroic mirrors 26e to 26e
b and split by the mirror 12, and the respective lenses 27a to 27e
Thus, the light is focused on each of the photodetectors 28a to 28e.

【0090】各光検出器28a 〜28e からは入射した光の
強度がDC信号として出カされる。
The intensity of the incident light is output from each of the photodetectors 28a to 28e as a DC signal.

【0091】ここで、眼球 200の境界面R2 による第1
の後方散乱光または境界面R3 による第2の後方散乱光
と、参照鏡24からの反射光である参照光との、光源から
の光路長が一致すると、検出器には1Hzの周波数のAC
信号(干渉信号)が検出される。
Here, the first boundary R 2 of the eyeball 200 is used.
AC of the second backward scattered light beam of the back-scattered light or boundary surface R 3, the reference light is reflected from the reference mirror 24, the optical path length from the light source is matched, the detector frequency 1Hz
A signal (interference signal) is detected.

【0092】参照鏡24およびレンズ23は移動台25により
光軸方向に移動可能であるところ、この移動により参照
光の光路長は可変となっている。そこで、移動台25の位
置を移動して参照光側の光路長を調整することにより、
参照光と干渉する後方散乱光を選択することができる。
The reference mirror 24 and the lens 23 can be moved in the direction of the optical axis by the moving table 25, and the movement makes the optical path length of the reference light variable. Therefore, by moving the position of the movable table 25 and adjusting the optical path length on the reference light side,
Backscattered light that interferes with the reference light can be selected.

【0093】すなわち、参照光側の光路長を第1の後方
散乱光の光路長に一致させれば、参照光は第1の後方散
乱光とのみ干渉し、その干渉光がAC信号として検出さ
れ、一方、参照光側の光路長を第2の後方散乱光の光路
長に一致させれば、参照光は第2の後方散乱光とのみ干
渉し、その干渉光がAC信号として検出される。
That is, if the optical path length on the reference light side is made to match the optical path length of the first backscattered light, the reference light interferes only with the first backscattered light, and the interference light is detected as an AC signal. On the other hand, if the optical path length on the reference light side is made to match the optical path length of the second backscattered light, the reference light interferes only with the second backscattered light, and the interference light is detected as an AC signal.

【0094】またこの間の移動台25の移動距離に基づい
て、各波長での眼房水の光学的光路長を求める。すなわ
ち、眼房水の屈折率は光の波長ごとに異なるため、光学
的光路長も波長ごとに異なる。
The optical path length of the aqueous humor at each wavelength is obtained based on the moving distance of the moving table 25 during this time. That is, since the refractive index of aqueous humor differs for each wavelength of light, the optical path length also differs for each wavelength.

【0095】上述した光検出器28a 〜28e により検出さ
れた各波長ごとのAC信号に基づいて、信号処理回路31
が光ヘテロダイン検出処理を行うことにより、各波長ご
との、眼房水の吸光度が求められる。
A signal processing circuit 31 is provided based on the AC signals for each wavelength detected by the photodetectors 28a to 28e.
Performs the optical heterodyne detection process, thereby obtaining the absorbance of the aqueous humor for each wavelength.

【0096】次に、放射温度計30により、角膜 210外表
面温度または眼球 200近傍皮膚表面温度、および鼓膜温
度が測定される。この測定された各温度に基づいて、信
号処理回路31が、有限要素法等により、眼球 200の温度
分布を算出する。
Next, the radiation thermometer 30 measures the outer surface temperature of the cornea 210 or the skin surface temperature near the eyeball 200 and the eardrum temperature. Based on the measured temperatures, the signal processing circuit 31 calculates the temperature distribution of the eyeball 200 by a finite element method or the like.

【0097】次いで、前眼房(眼房水)の物理長と強い
相関関係がある波長の吸光度に基づいて、眼房水の物理
長を求める。このとき計算に使用した波長の光の吸光
度、眼房水の成分変化による影響は小さい。
Next, the physical length of the aqueous humor is determined based on the absorbance at a wavelength that has a strong correlation with the physical length of the anterior chamber (aqueous humor). At this time, the influence of the change in the absorbance of the light having the wavelength used in the calculation and the composition of the aqueous humor is small.

【0098】求められた物理長および光学的光路長に基
づいて、信号処理回路31が、各波長による眼房水の屈折
率を算出する。算出された屈折率は眼房水中に存在する
温度分布の平均値に等しい。
The signal processing circuit 31 calculates the refractive index of the aqueous humor for each wavelength based on the obtained physical length and optical path length. The calculated refractive index is equal to the average value of the temperature distribution present in the aqueous humor.

【0099】 (屈折率)=(光学的光路長)/(物埋長) 屈折率は、数度の温度範囲においては略線形に変化する
ため、信号処理回路31は、算出された屈折率を、上記眼
球 200の温度分布から得られる各境界面R2 、R3 にお
ける温度で補正を行う。このときの補正係数は予め設定
されている。
(Refractive index) = (Optical optical path length) / (Object burying length) Since the refractive index changes substantially linearly in a temperature range of several degrees, the signal processing circuit 31 converts the calculated refractive index into The correction is performed based on the temperatures at the boundary surfaces R 2 and R 3 obtained from the temperature distribution of the eyeball 200. The correction coefficient at this time is set in advance.

【0100】次に、温度補正された各波長ごとの屈析率
を適用して、信号処理回路31は、各波長での各境界面
(空気 300/角膜 210間、角膜 210/前眼房 220間、前
眼房 220/水晶体 230間)における各反射率R1、R2、R3
を計算し、既に測定されている吸光度からこの反射率に
応じた反射率分を差し引く。求められた吸光度は温度変
化分を含むので、信号処理回路31が温度補正を行う。
Next, by applying the temperature-corrected refractive index for each wavelength, the signal processing circuit 31 determines each boundary surface (between air 300 / cornea 210, cornea 210 / anterior chamber 220) at each wavelength. Between the anterior chamber 220 / lens 230), R1, R2, R3
Is calculated, and the reflectance corresponding to the reflectance is subtracted from the absorbance already measured. Since the obtained absorbance includes a temperature change, the signal processing circuit 31 performs temperature correction.

【0101】吸光度の温度依存性は、想定される温度範
囲では線形である。従って、得られた屈折率を各境界面
2 、R3 における温度で補正を行う。温度係数は、各
波長ごとの温度と吸光度とを対応させたルックアップテ
ーブルや関数(例えば図4参照:温度32度および36度の
ときの、温度34度における吸光度との差を示すグラフ)
を予め信号処理回路31に記憶させておいて、これを参照
することにより求められる。
The temperature dependence of the absorbance is linear in the assumed temperature range. Therefore, the obtained refractive index is corrected by the temperature at each of the boundary surfaces R 2 and R 3 . The temperature coefficient is a look-up table or function corresponding to the temperature and the absorbance for each wavelength (for example, see FIG. 4: a graph showing the difference between the absorbance at a temperature of 34 degrees and the temperature of 32 degrees and 36 degrees).
Is stored in the signal processing circuit 31 in advance, and is obtained by referring to this.

【0102】このようにして求められた、温度補正され
た各波長の光に対する吸光度に基づいて、信号処理回路
31が、予め設定された、吸光度とグルコース濃度との対
応関係を参照して、眼房水成分グルコース濃度を算出す
る。
The signal processing circuit is based on the absorbances of the temperature-compensated light of the respective wavelengths thus obtained.
31 calculates the aqueous humor component glucose concentration with reference to the preset correspondence between the absorbance and the glucose concentration.

【0103】そして、この算出された中のグルコース濃
度は表示装置32に出力され、表示装置32に表示される。
The calculated glucose concentration is output to the display device 32 and displayed on the display device 32.

【0104】このように本実施形態のグルコース濃度測
定装置によれば、眼房水中のグルコース濃度を非侵襲的
に測定することができるとともに、外気温や体温の変動
に追従する補正処理を行うことにより、外気温や体温の
変動があっても精度よくグルコース濃度を求めることが
できる。
As described above, according to the glucose concentration measuring apparatus of the present embodiment, the glucose concentration in the aqueous humor can be non-invasively measured, and the correction processing following the fluctuation of the outside air temperature or the body temperature can be performed. Accordingly, the glucose concentration can be accurately obtained even if there is a change in the outside air temperature or the body temperature.

【0105】なお、このようにして得られた眼房水中の
グルコース濃度は、予め各患者ごとに上記装置で求めた
眼房水中のグルコース濃度と従来の侵襲的に得た血中グ
ルコース濃度との相関関係を例えば変換テーブル等とし
て、信号処理回路31に記憶せしめておき、患者の眼房水
中グルコース濃度が算出されたときに、記憶されている
血中グルコース濃度との相関関係に基づいて、血中グル
コース濃度を算出するようにしてもよい。
The glucose concentration in the aqueous humor obtained in this manner is obtained by comparing the glucose concentration in the aqueous humor obtained in advance by the above-mentioned apparatus for each patient with the blood glucose concentration obtained in a conventional invasive manner. The correlation is stored in the signal processing circuit 31 as, for example, a conversion table, and when the glucose concentration in the aqueous humor of the patient is calculated, the blood is stored based on the correlation with the stored blood glucose concentration. The medium glucose concentration may be calculated.

【0106】図5は本発明のグルコース濃度測定装置の
第2の実施形態を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the glucose concentration measuring apparatus according to the present invention.

【0107】図示のグルコース濃度測定装置も、図1に
示した本発明のグルコース濃度測定方法を実施する装置
の基本的な構成において、光吸収特性検出手段10として
光ヘテロダイン検出処理を適用した実施形態であり、以
下、この実施形態について説明する。
The illustrated glucose concentration measuring apparatus is also an embodiment in which optical heterodyne detection processing is applied as the light absorption characteristic detecting means 10 in the basic configuration of the apparatus for implementing the glucose concentration measuring method of the present invention shown in FIG. Hereinafter, this embodiment will be described.

【0108】図示のグルコース濃度測定装置 102は、光
源装置と、光源装置から出射された光を伝搬する伝搬手
段と、偏波面保存カプラー18′と、伝搬手段を構成する
λ/4板21で合波された光を検出する光検出器28と、外
気温、眼球 200の角膜 210外表面温度および鼓膜内部の
体温(深部体温)を計測して眼球 200の温度分布を検出
する温度分布検出手段70と、光検出器28により検出され
た光強度に基づいて、眼房水成分の吸光度を照射光の波
長ごとに求め、かつ温度分布検出手段70により求められ
た温度分布に応じて、上記眼房水の吸光度をそれぞれ補
正し、さらにこの補正された各光吸収特性に基づいて、
眼房水成分中のグルコース濃度を算出する信号処理回路
40と、この算出結果を表示する表示装置32とを備えた構
成である。
The illustrated glucose concentration measuring apparatus 102 is composed of a light source device, a propagation means for propagating light emitted from the light source device, a polarization preserving coupler 18 ', and a λ / 4 plate 21 constituting the propagation means. A photodetector 28 for detecting the waved light; and a temperature distribution detecting means 70 for measuring the outside air temperature, the cornea 210 outer surface temperature of the eyeball 200 and the body temperature (deep body temperature) inside the eardrum to detect the temperature distribution of the eyeball 200. And, based on the light intensity detected by the photodetector 28, determine the absorbance of the aqueous humor component for each wavelength of the irradiation light, and according to the temperature distribution determined by the temperature distribution detecting means 70, Each of the water absorbance is corrected, and based on each of the corrected light absorption characteristics,
Signal processing circuit for calculating glucose concentration in aqueous humor component
40 and a display device 32 for displaying the calculation result.

【0109】ここで、光源装置としては、周波数fnのレ
ーザー光を図6に示すように一定の周波数帯域で時間的
に鋸歯状に掃引して出射する周波数掃引レーザー光源11
A 〜11E が適用される。なお、各光源11A 〜11E から順
次出射されるレーザー光の周波数帯域は互いに相違する
ものである。
Here, as the light source device, as shown in FIG. 6, a frequency-swept laser light source 11 which sweeps and emits a laser beam having a frequency fn in a constant frequency band in a saw-tooth manner over time.
A to 11E apply. The frequency bands of the laser beams sequentially emitted from the light sources 11A to 11E are different from each other.

【0110】なお、本実施形態においてはコヒーレント
光の一形態としてレーザー光を適用したものについて説
明するが、本実施形態のグルコース濃度測定装置におい
てはコヒーレント光であれば、特にレーザー光に限るも
のではない。
In this embodiment, a description will be given of a case in which laser light is applied as one form of coherent light. However, in the glucose concentration measuring apparatus of this embodiment, any coherent light is not particularly limited to laser light. Absent.

【0111】伝搬手段としては、各光源11A ,…,11E
から順次に出射された各光を反射または透過させるミラ
ー12およびダイクロイックミラー13B 〜13E と、この光
の進行方向を変えるミラー14と、光を直線偏光の光とす
るλ/2板15と、この直線偏光光を第1の偏波面保存フ
ァイバー17a に入射せしめるレンズ16と、偏波面保存カ
プラー18に接続された、入射した光の偏波面を保存して
伝搬する第1〜第3の偏波面保存ファイバー17A 〜17C
と、第2の偏波面保存ファイバー17B から出射した光を
コリメートするレンズ20と、直線偏光の光を円偏光の光
として通過させるとともにその一部を反射するλ/4板
21と、円偏光の光を眼球 200に照射するレンズ22と、第
3の偏波面保存ファイバー17C から出射した光をコリメ
ートするレンズ16と、λ/2板15と、光の進行方向を変
える2つのミラー14と、進行方向を変えられた光を光検
出器28に集光するレンズ27とを備えた構成である。
As the propagation means, each of the light sources 11A,.
A mirror 12 and a dichroic mirror 13B to 13E for reflecting or transmitting each light sequentially emitted from the mirror, a mirror 14 for changing the traveling direction of the light, a λ / 2 plate 15 for converting the light into linearly polarized light, A lens 16 for allowing linearly polarized light to enter the first polarization-maintaining fiber 17a, and first to third polarization-maintaining planes connected to a polarization-maintaining coupler 18 for preserving and propagating the polarization plane of the incident light. Fiber 17A-17C
A lens 20 for collimating the light emitted from the second polarization-maintaining fiber 17B, and a λ / 4 plate for passing linearly polarized light as circularly polarized light and reflecting a part thereof.
21, a lens 22 for irradiating the eyeball 200 with circularly polarized light, a lens 16 for collimating the light emitted from the third polarization preserving fiber 17C, a λ / 2 plate 15, and This configuration includes two mirrors 14 and a lens 27 that focuses the light whose traveling direction has been changed on a photodetector 28.

【0112】ここで図5に示した実施形態のグルコース
濃度計測装置 102は、信号処理回路40が、図1に示した
光吸収特性検出手段10の一部機能、補正手段80の機能お
よびグルコース濃度算出手段90の機能を有する。
Here, in the glucose concentration measuring apparatus 102 of the embodiment shown in FIG. 5, the signal processing circuit 40 includes a part of the function of the light absorption characteristic detecting means 10 shown in FIG. It has the function of the calculating means 90.

【0113】次に本実施形態のグルコース濃度測定装置
102の作用について説明する。
Next, the glucose concentration measuring device of the present embodiment
The operation of 102 will be described.

【0114】まず光源11A から時刻t0 において、図6
に示すように周波数が時間に対して掃引された照射光
(出射時の周波数f0 )が出射される。
First, at the time t 0 from the light source 11A, FIG.
As shown in the figure, irradiation light (frequency f 0 at the time of emission) whose frequency is swept with respect to time is emitted.

【0115】この光はミラー12で反射され、ダイクロイ
ックミラー13B 、13C 、13D 、13Eを順次透過し、ミラ
ー14で反射されて、λ/2板15を通過し、レンズ16によ
り第1の偏波面保存ファイバー17A に入射される。
This light is reflected by the mirror 12, passes through the dichroic mirrors 13B, 13C, 13D, and 13E sequentially, is reflected by the mirror 14, passes through the λ / 2 plate 15, and passes through the lens 16 to the first polarization plane. The light enters the storage fiber 17A.

【0116】第1の偏波面保存ファイバー17A を伝搬し
た光は、偏波面保存カプラー18′を介して第2の偏波面
保存ファイバー17B に入射され、このファイバー17B 内
を伝搬する。
The light that has propagated through the first polarization-maintaining fiber 17A is incident on the second polarization-maintaining fiber 17B via the polarization-maintaining coupler 18 ', and propagates through the fiber 17B.

【0117】第2の偏波面保存ファイバー17B から出射
した光は、レンズ20によりコリメートされ、λ/4板21
を通過する。このときλ/4板21で光の一部は反射さ
れ、レンズ20により第2の偏波面保存ファイバー17B に
再度導光される。
The light emitted from the second polarization preserving fiber 17B is collimated by the lens 20, and
Pass through. At this time, a part of the light is reflected by the λ / 4 plate 21 and is guided again by the lens 20 to the second polarization maintaining fiber 17B.

【0118】一方、λ/4板21を通過した光は、レンズ
22で角膜 210と眼房水 220との境界面R2 および眼房水
220と水晶体 230との境界面R3 にフォーカスされる。
フォーカスされた光は境界面R2 で第1の後方散乱光と
して反射され、一方、境界面R3 で第2の後方散乱光と
して反射される。
On the other hand, the light that has passed through the λ / 4 plate 21
At 22 the interface R 2 between the cornea 210 and the aqueous humor 220 and the aqueous humor
It is focused on the boundary surface R 3 and 220 and the lens 230.
Focused light is reflected as a first backward scattered light beam at the boundary surface R 2, on the other hand, is reflected at the boundary surface R 3 as a second backward scattered light beam.

【0119】両後方散乱光は再ぴレンズ22、λ/4板21
およびレンズ20を通過し、第2の偏波面保存ファイバー
17b に入射する。
The two backscattered lights are re-illuminated by the lens 22, the λ / 4 plate 21
And a second polarization maintaining fiber passing through the lens 20
It is incident on 17b.

【0120】ここで各後方散乱光がλ/4板21を通過す
るときの様子について考察すると、第1の後方散乱光
は、時刻t0 において光源11A から出射した周波数f0
の光によるものであるから、その周波数もまたf0 であ
る。
Considering the situation when each backscattered light passes through the λ / 4 plate 21, the first backscattered light has a frequency f 0 emitted from the light source 11 A at time t 0 .
, The frequency is also f 0 .

【0121】一方、光源11A からは周波数掃引レーザー
光が連続的に出射されており、周波数f0 の第1の後方
散乱光がλ/4板21を通過するときには、λ/4板21か
ら境界面R2 までの距離の2倍の光路長を通過する時間
Δtだけ時刻t0 から遅れて光源11A から出射された光
(時刻t1 (=t0 +Δt)に出射した光:周波数
1 )がλ/4板21に到達する。そして、この遅れて到
達した光のうち、λ/4板21で反射する光(周波数
1 )と第1の後方散乱光(周波数f0 )とが、λ/4
板21において干渉する。
On the other hand, the frequency-swept laser light is continuously emitted from the light source 11A, and when the first backscattered light having the frequency f 0 passes through the λ / 4 plate 21, the boundary light is emitted from the λ / 4 plate 21. surface R 2 to a distance of 2 times the light emitted from the light source 11A with a delay from the time t 0 by the time Delta] t that passes through the optical path length (time t 1 (= light emitted to t 0 + Delta] t): frequency f 1) Arrives at the λ / 4 plate 21. The light (frequency f 1 ) reflected by the λ / 4 plate 21 and the first backscattered light (frequency f 0 ) of the light that arrived after the delay are λ / 4
Interference at plate 21.

【0122】この干渉光は、両光の周波数の差(f1
0 )を繰返し周波数とするビート信号となる。
The interference light has a frequency difference (f 1
f 0 ) is a beat signal having a repetition frequency.

【0123】同様に、第2の後方散乱光も、時刻t0
おいて光源11A から出射した周波数f0 の光によるもの
であるから、その周波数もまたf0 である一方、この第
2の後方散乱光がλ/4板21を通過するときに干渉する
参照光は、λ/4板21から境界面R3 までの距離の2倍
の光路長を通過する時間Δt′だけ時刻t0 から遅れて
光源11A から出射された光(時刻t2 (=t0 +Δ
t′)に出射した光:周波数f2 )であるから、干渉光
のビート信号の周波数は、(f2 −f0 )となる。
Similarly, since the second backscattered light is also due to the light of frequency f 0 emitted from the light source 11A at time t 0 , the frequency is also f 0 while the second back scattered light is The reference light that interferes when the light passes through the λ / 4 plate 21 is delayed from the time t 0 by a time Δt ′ that passes through an optical path length twice the distance from the λ / 4 plate 21 to the boundary surface R 3. Light emitted from the light source 11A (time t 2 (= t 0 + Δ
Since the light emitted at t ′) is the frequency f 2 ), the frequency of the beat signal of the interference light is (f 2 −f 0 ).

【0124】これらの干渉光はレンズ20により第2の偏
波面保存ファイバー17b に入射し、カプラー18を介し
て、第3の偏波面保存ファイバー17c から出射される。
The interference light enters the second polarization preserving fiber 17b through the lens 20, and is output from the third polarization preserving fiber 17c via the coupler 18.

【0125】ファイバー17c から出射された干渉光はレ
ンズ16によりコリメートされ、λ/2板15を通過して、
ミラー14により反射され、レンズ27により光検出器28に
集光されて検出される。
The interference light emitted from the fiber 17c is collimated by the lens 16, passes through the λ / 2 plate 15, and
The light is reflected by the mirror 14 and condensed by the lens 27 on the photodetector 28 to be detected.

【0126】光検出器28は検出した干渉光の強度のAC
信号を信号処理回路40に入力し、信号処理回路40はその
強弱の繰返し周波数を分析し、周波数の差に基づいて、
第1の後方散乱光と第2の後方散乱光との各強度を算出
する。
The photodetector 28 detects the AC of the detected interference light intensity.
The signal is input to the signal processing circuit 40, and the signal processing circuit 40 analyzes the strong and weak repetition frequencies and, based on the frequency difference,
The respective intensities of the first backscattered light and the second backscattered light are calculated.

【0127】以上と同様の作用を、各光源11B 〜11E か
ら出射される周波数帯域の異なるレーザー光についても
順次行い、複数の各後方散乱光の強度を得、これに基づ
いて、各周波数の光に対する眼房水の吸光度を信号処理
回路40が求める。
The same operation as described above is sequentially performed for laser beams having different frequency bands emitted from the respective light sources 11B to 11E to obtain a plurality of backscattered light intensities. The signal processing circuit 40 determines the absorbance of the aqueous humor with respect to.

【0128】一方、温度分布検出手段70が、外気温、眼
球 200の角膜 210外表面温度および鼓膜内部の体温(深
部体温)を計測して眼球 200の温度分布を検出する。
On the other hand, the temperature distribution detecting means 70 detects the temperature distribution of the eyeball 200 by measuring the outside air temperature, the outer surface temperature of the cornea 210 of the eyeball 200 and the body temperature (deep body temperature) inside the eardrum.

【0129】そして、信号処理回路40が、上記各周波数
の光に対する眼房水の吸光度を、温度分布検出手段70に
より求められた温度分布に応じて補正し、得られた補正
後の吸光度に基づいて、眼房水成分中のグルコース濃度
を算出する。この算出された中のグルコース濃度は表示
装置32に出力され、表示装置32に表示される。このよう
に本実施形態のグルコース濃度測定装置によれば、眼房
水中のグルコース濃度を非侵襲的に測定することができ
るとともに、外気温や体温の変動に追従する補正処理を
行うことにより、外気温や体温の変動があっても精度よ
くグルコース濃度を求めることができる。
Then, the signal processing circuit 40 corrects the absorbance of the aqueous humor with respect to the light of each frequency according to the temperature distribution obtained by the temperature distribution detecting means 70, and based on the obtained corrected absorbance. Thus, the glucose concentration in the aqueous humor component is calculated. The calculated glucose concentration is output to the display device 32 and displayed on the display device 32. As described above, according to the glucose concentration measuring device of the present embodiment, the glucose concentration in the aqueous humor can be non-invasively measured, and the correction process that follows a change in the outside air temperature or the body temperature can be performed. It is possible to accurately determine the glucose concentration even if there is a change in air temperature or body temperature.

【0130】なお、このようにして得られた眼房水中の
グルコース濃度は、予め各患者ごとに上記装置で求めた
眼房水中のグルコース濃度と従来の侵襲的に得た血中グ
ルコース濃度との相関関係を例えば変換テーブル等とし
て、信号処理回路40に記憶せしめておき、患者の眼房水
中グルコース濃度が算出されたときに、記憶されている
血中グルコース濃度との相関関係に基づいて、血中グル
コース濃度を算出するようにしてもよい。
The glucose concentration in the aqueous humor obtained in this manner was calculated by comparing the glucose concentration in the aqueous humor obtained in advance by the above-mentioned apparatus for each patient with the blood glucose concentration obtained by the conventional invasive method. The correlation is stored in the signal processing circuit 40 as, for example, a conversion table, and when the glucose concentration in the aqueous humor of the patient is calculated, the blood concentration is calculated based on the correlation with the stored blood glucose concentration. The medium glucose concentration may be calculated.

【0131】図7は本発明のグルコース濃度測定装置の
第3の具体的な実施形態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a third specific embodiment of the glucose concentration measuring device of the present invention.

【0132】図示のグルコース濃度測定装置は、図1に
示した本発明のグルコース濃度測定方法を実施する装置
の基本的な構成において、光吸収特性検出手段10とし
て、第1の後方散乱光と第2の後方散乱光とを、超短パ
ルス光を用いた時間軸上で分離検出することにより眼房
水の光吸収特性を検出する、光時間領域後方散乱測定処
理を適用した実施形態であり、以下、この実施形態につ
いて説明する。
The glucose concentration measuring apparatus shown in the figure has the basic configuration of the apparatus for implementing the glucose concentration measuring method of the present invention shown in FIG. 2 is an embodiment to which an optical time domain backscatter measurement process is applied, in which the light absorption characteristics of the aqueous humor are detected by separately detecting the backscattered light on the time axis using ultrashort pulse light, Hereinafter, this embodiment will be described.

【0133】図示のグルコース濃度測定装置 103は、超
短パルス光を出射する光源装置と、光源装置から出射さ
れた光を伝搬する伝搬手段と、眼球 200の各境界面で反
射された超短パルス光の反射光を検出する光検出器50
と、外気温および眼球 200の角膜 210外表面温度を測定
し、前眼房 220の深部体温および外気温ごとに予め設定
された眼球の複数種類の図8に示すような温度分布並び
に測定された外気温および角膜表面温度とに基づいて眼
房水の温度分布を求める温度分布検出手段70′と、光検
出器50により検出された光強度に基づいて、眼房水成分
の吸光度を照射光の波長ごとに求め、かつ温度分布検出
手段70′により求められた温度分布に応じて、上記眼房
水の吸光度をそれぞれ補正し、さらにこの補正された各
光吸収特性に基づいて、眼房水成分中のグルコース濃度
を算出する信号処理回路60と、この算出結果を表示する
表示装置32とを備えた構成である。
[0133] The illustrated glucose concentration measuring device 103 includes a light source device for emitting ultra-short pulse light, a propagation means for propagating light emitted from the light source device, and an ultra-short pulse reflected on each boundary surface of the eyeball 200. Photodetector 50 that detects reflected light
The external temperature and the cornea 210 external surface temperature of the eyeball 200 were measured, and the temperature distribution as shown in FIG. 8 of a plurality of types of eyeballs preset for each of the deep body temperature of the anterior chamber 220 and the external temperature were measured. A temperature distribution detecting means 70 'for obtaining a temperature distribution of the aqueous humor based on the outside air temperature and the corneal surface temperature, and an absorbance of the aqueous humor component based on the light intensity detected by the photodetector 50. The absorbance of the aqueous humor is corrected for each wavelength and according to the temperature distribution obtained by the temperature distribution detecting means 70 ', and the aqueous humor component is further corrected based on the corrected light absorption characteristics. This is a configuration including a signal processing circuit 60 for calculating the glucose concentration therein, and a display device 32 for displaying the calculation result.

【0134】ここで、光源装置としては、波長λ1の超
短パルス光を出射するTi:サファイアレーザー光源(以
下、単に光源という)11a ′,波長λ2の超短パルス光
を出射する光源11b ′,…,波長λ5の超短パルス光を
出射する光源11e ′を備えてなる。超短パルス光とは、
例えばフェムト秒〜ピコ秒という極めて短い時間だけ発
光するパルス状の光を意味する。
Here, as the light source device, a Ti: sapphire laser light source (hereinafter simply referred to as a light source) 11a 'for emitting ultrashort pulse light of wavelength λ1, a light source 11b' for emitting ultrashort pulse light of wavelength λ2, .., And a light source 11e 'for emitting ultrashort pulse light of wavelength λ5. What is ultrashort pulse light?
For example, it means pulsed light that emits light for a very short time such as femtosecond to picosecond.

【0135】伝搬手段としては、各光源11a ′,…,11
e ′から順次に出射された各光を反射または透過させる
ミラー12およびダイクロイックミラー13b 〜13e と、こ
の光の進行方向を変えるミラー14と、光をコリメートす
るレンズ16と、コリメートされた光を眼球 200に照射す
るレンズ20と、眼球200からの反射光を反射せしめるビ
ームスプリッター33と、ビームスプリッター33で反射さ
れた光を波長ごとに分波するダイクロイックミラー26b
,…,26e およびミラー12と、分波された各光を光検
出器50に集光するレンズ27a ,…,27e とを備えた構成
である。
As the propagation means, each light source 11a ',.
e ′ mirror 12 and dichroic mirrors 13 b to 13 e for reflecting or transmitting each light sequentially emitted, a mirror 14 for changing the traveling direction of the light, a lens 16 for collimating the light, and an eyeball for collimating the light. The lens 20 that irradiates the light 200, the beam splitter 33 that reflects the light reflected from the eyeball 200, and the dichroic mirror 26b that separates the light reflected by the beam splitter 33 for each wavelength
, 26e, the mirror 12, and lenses 27a,..., 27e for condensing each split light on the photodetector 50.

【0136】ここで図7に示した実施形態のグルコース
濃度計測装置 103は、信号処理回路60が、図1に示した
光吸収特性検出手段10の一部機能、補正手段80の機能お
よびグルコース濃度算出手段90の機能を有する。
Here, in the glucose concentration measuring apparatus 103 of the embodiment shown in FIG. 7, the signal processing circuit 60 includes a part of the function of the light absorption characteristic detecting means 10 shown in FIG. It has the function of the calculating means 90.

【0137】温度分布検出手段70′には、予め実験的、
経験的または理論的に求められた、図8に示すような、
深部体温(眼底温度)および外気温ごとの、眼球 200の
温度分布(角膜外表面からの距離(横軸)と温度(縦
軸)との対応関係)が記憶されている。図8に示すもの
は、深部体温が36.5℃の場合の、外気温10℃、15℃、20
℃、25℃、30℃ごとの眼球の温度分布を示すものであ
り、この他に、深部体温が35.0℃、35.5℃、36.0℃、3
7.0℃、37.5℃、38.0℃のものも同様に予め設定され記
憶されている。そして、測定された外気温および角膜表
面温度から、これらの温度分布の中から対応する温度分
布を選択し、あるいはこれらの各温度分布により補外
(外挿)して、温度分布が求められる。
The temperature distribution detecting means 70 'includes experimentally
As empirically or theoretically determined, as shown in FIG.
The temperature distribution (correspondence between the distance from the outer surface of the cornea (horizontal axis) and the temperature (vertical axis)) of the deep body temperature (fundus temperature) and the outside air temperature is stored. FIG. 8 shows the case where the outside air temperature is 10 ° C., 15 ° C., and 20 ° C. when the core body temperature is 36.5 ° C.
℃, 25 ℃, shows the temperature distribution of the eyeball for each 30 ℃, in addition to the core body temperature 35.0 ℃, 35.5 ℃, 36.0 ℃, 3
Those at 7.0 ° C., 37.5 ° C., and 38.0 ° C. are similarly set and stored in advance. Then, from the measured outside air temperature and corneal surface temperature, a corresponding temperature distribution is selected from these temperature distributions, or extrapolated (extrapolated) based on each of these temperature distributions to obtain a temperature distribution.

【0138】光検出器50は、集光される光を図9に示す
ように時間的に分離して各別に測定することができるス
トリークカメラ等が適用され、このように時間的に分離
して検出された各後方散乱光の強度を、信号処理回路60
が時間について積分することによりその光量が算出され
る。
As the photodetector 50, a streak camera or the like capable of temporally separating condensed light as shown in FIG. 9 and separately measuring the light is applied. The intensity of each detected backscattered light is determined by a signal processing circuit 60.
Is integrated over time to calculate the amount of light.

【0139】次に本実施形態のグルコース濃度測定装置
の作用について説明する。
Next, the operation of the glucose concentration measuring apparatus according to the present embodiment will be described.

【0140】まず光源11a ′から波長λ1の超短パルス
光が出射される。出射された波長λ1の超短パルス光
は、ミラー12およびミラー14で反射され、レンズ16によ
り平行光とされてビームスプリッター33に入射し、レン
ズ20により角膜 210と眼房水 220との境界面R2 および
眼房水 220と水晶体 230との境界面R3 にフォーカスさ
れる。フォーカスされた光は境界面R2 で第1の後方散
乱光として反射され、一方、境界面R3 で第2の後方散
乱光として反射される。
First, an ultrashort pulse light having a wavelength λ1 is emitted from the light source 11a '. The emitted ultrashort pulse light having the wavelength λ1 is reflected by the mirrors 12 and 14, converted into parallel light by the lens 16 and incident on the beam splitter 33, and is interposed by the lens 20 between the cornea 210 and the aqueous humor 220. R 2 and the interface R 3 between the aqueous humor 220 and the lens 230 are focused. Focused light is reflected as a first backward scattered light beam at the boundary surface R 2, on the other hand, is reflected at the boundary surface R 3 as a second backward scattered light beam.

【0141】両後方散乱光は再ぴレンズ20に入射して平
行光とされ、ビームスプリッター33で反射されて、各ダ
イクロイックミラー26e ,…,26b を透過し、ミラー12
で反射されて、レンズ27a により光検出器50に検出され
る。
The two backscattered lights enter the re-lens 20 and are made into parallel lights, reflected by the beam splitter 33, transmitted through the dichroic mirrors 26e,.
And is detected by the photodetector 50 by the lens 27a.

【0142】ここで、眼球 200に入射した光は超短パル
ス光であり、その発光時間は、当該光が角膜 210を往復
するのに要する時間に対して十分短いため、第1の後方
散乱光と第2の後方散乱光とは、その発光時間に対して
十分な時間差をもって順次各別に光検出器50に到達す
る。
Here, the light incident on the eyeball 200 is an ultrashort pulse light, and the light emission time thereof is sufficiently shorter than the time required for the light to reciprocate through the cornea 210. And the second backscattered light sequentially reach the photodetectors 50 with a sufficient time difference with respect to the light emission time.

【0143】光検出器50は、この順次に到達する第1の
後方散乱光と第2の後方散乱光とを、時間分解して検出
する。光検出器50により時間分解されて時系列的に各別
に検出された参照光の強度および各後方散乱光の強度の
様子を図9に示す。なお、眼球 200による後方散乱光
は、図9にも示したように、空気 300と角膜 210との境
界面によるものも含まれるが、ここでは、その説明を省
略した。
The photodetector 50 detects the time-resolved first backscattered light and second backscattered light that arrive sequentially. FIG. 9 shows the state of the intensity of the reference light and the intensity of each backscattered light which are time-resolved by the photodetector 50 and detected in time series. Note that the backscattered light by the eyeball 200 includes the light due to the interface between the air 300 and the cornea 210 as shown in FIG. 9, but the description is omitted here.

【0144】光検出器50はこのように時間的に分離して
検出した各光の強度を信号処理回路60に入力し、信号処
理回路60は時間についての検出強度を積分することによ
り、各後方散乱光の光量が算出される。
The photodetector 50 inputs the intensities of the respective lights detected in such a time-separated manner to the signal processing circuit 60, and the signal processing circuit 60 integrates the detected intensities with respect to time, thereby obtaining each backward light. The amount of scattered light is calculated.

【0145】以上と同様の作用を、各光源11b ′〜11e
′から出射される周波数帯域の異なる超短パルス光に
ついても順次行い、複数の各後方散乱光の強度を得、こ
れに基づいて、各周波数の光に対する眼房水の吸光度を
信号処理回路60が求める。
The same operation as described above is performed for each of the light sources 11b 'to 11e.
′ Are sequentially performed on the ultrashort pulsed lights having different frequency bands to obtain the intensities of the plurality of backscattered lights. Based on the intensities, the signal processing circuit 60 determines the absorbance of the aqueous humor for the lights of the respective frequencies. Ask.

【0146】一方、温度分布検出手段70′が、外気温お
よび眼球 200の角膜 210外表面温度を計測し、予め記憶
されている、深部体温および外気温ごとの、眼球 200の
温度分布および計測された外気温および角膜 210外表面
温度に基づいて、眼球 200の温度分布を算出する。
On the other hand, the temperature distribution detecting means 70 'measures the outside air temperature and the outer surface temperature of the cornea 210 of the eyeball 200, and stores the temperature distribution of the eyeball 200 for each of the deep body temperature and the outside air temperature which is stored in advance. The temperature distribution of the eyeball 200 is calculated based on the outside temperature and the outer surface temperature of the cornea 210.

【0147】そして、信号処理回路60が、上記各周波数
の光に対する眼房水の吸光度を、温度分布検出手段70′
により求められた温度分布に応じて補正し、得られた補
正後の吸光度に基づいて、眼房水成分中のグルコース濃
度を算出する。
Then, the signal processing circuit 60 determines the absorbance of the aqueous humor for the light of each of the above-mentioned frequencies by the temperature distribution detecting means 70 '.
And the glucose concentration in the aqueous humor component is calculated based on the corrected absorbance obtained.

【0148】そして、この算出された中のグルコース濃
度は表示装置32に出力され、表示装置32に表示される。
Then, the calculated glucose concentration is output to the display device 32 and displayed on the display device 32.

【0149】このように本実施形態のグルコース濃度測
定装置によれば、眼房水中のグルコース濃度を非侵襲的
に測定することができるとともに、外気温や体温の変動
に追従する補正処理を行うことにより、外気温や体温の
変動があっても精度よくグルコース濃度を求めることが
できる。
As described above, according to the glucose concentration measuring apparatus of the present embodiment, the glucose concentration in the aqueous humor can be non-invasively measured, and the correction processing for following the fluctuation of the outside air temperature or the body temperature can be performed. Accordingly, the glucose concentration can be accurately obtained even if there is a change in the outside air temperature or the body temperature.

【0150】なお、このようにして得られた眼房水中の
グルコース濃度は、予め各患者ごとに上記装置で求めた
眼房水中のグルコース濃度と従来の侵襲的に得た血中グ
ルコース濃度との相関関係を例えば変換テーブル等とし
て、信号処理回路40に記憶せしめておき、患者の眼房水
中グルコース濃度が算出されたときに、記憶されている
血中グルコース濃度との相関関係に基づいて、血中グル
コース濃度を算出するようにしてもよい。
The glucose concentration in the aqueous humor obtained in this manner was calculated by comparing the glucose concentration in the aqueous humor obtained in advance by the above-mentioned apparatus for each patient with the blood glucose concentration obtained in a conventional invasive manner. The correlation is stored in the signal processing circuit 40 as, for example, a conversion table, and when the glucose concentration in the aqueous humor of the patient is calculated, the blood concentration is calculated based on the correlation with the stored blood glucose concentration. The medium glucose concentration may be calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のグルコース濃度測定方法を実施するた
めの基本的な装置構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a basic apparatus configuration for implementing a glucose concentration measuring method of the present invention.

【図2】眼球への入射光と後方散乱光との関係を示す図FIG. 2 is a diagram showing a relationship between light incident on an eyeball and backscattered light.

【図3】図1に示したグルコース濃度測定装置のより具
体的な実施形態を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a more specific embodiment of the glucose concentration measuring device shown in FIG. 1;

【図4】各波長の光の、吸光度の温度依存性の一例を示
す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of the temperature dependence of the absorbance of light of each wavelength.

【図5】図1に示したグルコース濃度測定装置の第2の
より具体的な実施形態を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a second more specific embodiment of the glucose concentration measuring device shown in FIG. 1;

【図6】周波数掃引の様子を示すグラフFIG. 6 is a graph showing a state of a frequency sweep.

【図7】図1に示したグルコース濃度測定装置の第3の
より具体的な実施形態を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a third more specific embodiment of the glucose concentration measuring device shown in FIG. 1;

【図8】深部体温が36.5℃の場合の、外気温10℃、15
℃、20℃、25℃、30℃ごとの眼球の温度分布を示す
[Fig. 8] When the core body temperature is 36.5 ° C, the outside air temperature is 10 ° C and 15 ° C.
Shows the temperature distribution of the eyeball for each of ℃, 20 ℃, 25 ℃ and 30 ℃

【図9】時間分解可能の光検出器により検出された各光
の強度の概念を示すグラフ
FIG. 9 is a graph showing the concept of the intensity of each light detected by a time-resolvable photodetector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光吸収特性検出手段 70 温度分布検出手段 80 補正手段 90 グルコース濃度算出手段 100 グルコース濃度測定装置 200 眼球 10 Light absorption characteristic detecting means 70 Temperature distribution detecting means 80 Correcting means 90 Glucose concentration calculating means 100 Glucose concentration measuring device 200 Eyeball

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01N 33/66 A61B 3/10 R ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G01N 33/66 A61B 3/10 R

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 眼球に光を照射し、この光による該眼球
の前眼房内を満たす眼房水成分の光吸収特性を求め、前
記光とは波長帯域の異なる他の複数の光により同様に前
記眼房水成分の光吸収特性を求め、得られた複数の光吸
収特性に基づいて前記眼房水成分中のグルコース濃度を
求めるグルコース濃度測定方法において、 前記前眼房内における前記眼房水の温度分布を求め、 前記求められた温度分布に応じて、前記各光吸収特性を
補正し、 前記補正された各光吸収特性に基づいて、前記眼房水成
分中のグルコース濃度を求めることを特徴とするグルコ
ース濃度測定方法。
1. An eyeball is irradiated with light, and the light absorption characteristics of an aqueous humor component that fills the anterior chamber of the eyeball with the light are determined. Determining the light absorption characteristics of the aqueous humor component, and determining the glucose concentration in the aqueous humor component based on the plurality of obtained light absorption characteristics. Determining a temperature distribution of water, correcting the respective light absorption characteristics according to the determined temperature distribution, and obtaining a glucose concentration in the aqueous humor component based on the corrected respective light absorption characteristics. A glucose concentration measuring method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 外気温および角膜表面温度を測定し、 前記前眼房の深部体温および外気温ごとに予め設定され
た眼球の複数種類の温度分布と、前記測定された外気温
および角膜表面温度とに基づいて、前記眼房水の温度分
布を求めることを特徴とする請求項1記載のグルコース
濃度測定方法。
2. An external air temperature and a corneal surface temperature are measured, a plurality of kinds of temperature distributions of an eyeball preset for each of the deep body temperature of the anterior chamber and the external air temperature, and the measured external air temperature and corneal surface temperature 2. The glucose concentration measuring method according to claim 1, wherein the temperature distribution of the aqueous humor is obtained based on the following.
【請求項3】 外気温、角膜表面温度および前記前眼房
の深部体温を測定し、 前記測定された3つの温度に基づいて、前記眼房水の温
度分布を求めることを特徴とする請求項1記載のグルコ
ース濃度測定方法。
3. The temperature distribution of the aqueous humor is determined based on the measured outside temperature, corneal surface temperature, and deep body temperature of the anterior chamber of the eye, based on the measured three temperatures. 2. The method for measuring glucose concentration according to 1.
【請求項4】 所定の光源から出射された低コヒーレン
スな光を、互いに異なる2つの光路に沿って各別に進行
する信号光と参照光とに分割し、 該信号光と参照光とで僅かな周波数差が生じるように両
光のうち少なくとも一方を変調し、 所定の位置に予め配された眼球に前記信号光を照射し、 該眼球に照射された信号光の、角膜と前眼房との境界面
による第1の後方散乱光と、前記参照光とを、該参照光
の光路長を調整することにより干渉せしめ、 該干渉により得られた第1の干渉光の強度を測定し、 第1の干渉光の強度に基づいて前記第1の後方散乱光の
強度を求め、 前記眼球に照射された信号光の、前眼房と水晶体との境
界面による第2の後方散乱光と、前記参照光とを、該参
照光の光路長を調整することにより干渉せしめ、 該干渉により得られた第2の干渉光の強度を測定し、 第2の干渉光の強度に基づいて前記第2の後方散乱光の
強度を求め、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて、前
記前眼房内を満たす眼房水成分の、前記温度補正前の光
吸収特性を求め、 前記低コヒーレンスな光とは波長帯域の異なる他の複数
の低コヒーレンスな光についても同様にして、前記温度
補正前の複数の光吸収特性を求めることを特徴とする請
求項1から3のうちいずれか1項に記載のグルコース濃
度測定方法。
4. A low-coherence light emitted from a predetermined light source is divided into signal light and reference light that travel separately along two different optical paths, and the signal light and the reference light slightly Modulating at least one of the two lights so that a frequency difference is generated, irradiating the signal light to an eyeball arranged in advance at a predetermined position, of the signal light applied to the eyeball, between the cornea and the anterior chamber. The first backscattered light by the interface and the reference light interfere with each other by adjusting the optical path length of the reference light, and the intensity of the first interference light obtained by the interference is measured. The intensity of the first backscattered light is obtained based on the intensity of the interference light of the above. The signal light emitted to the eyeball, the second backscattered light by the interface between the anterior chamber and the lens, and the reference Light and interference by adjusting the optical path length of the reference light; Measuring the intensity of the second interference light obtained from the above, obtaining the intensity of the second backscattered light based on the intensity of the second interference light, and determining the intensity of the first and second backscattered light. Based on the aqueous humor component that satisfies the anterior chamber, determine the light absorption characteristics before the temperature correction.The same applies to the other low-coherence light having a different wavelength band from the low-coherence light. 4. The glucose concentration measuring method according to claim 1, wherein a plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained.
【請求項5】 所定の光源から出射された、時間的に鋸
歯状に周波数掃引されたコヒーレント光を互いに異なる
2つの光路に沿って各別に進行する信号光と参照光とに
分割し、 所定の位置に予め配された眼球に前記信号光を照射し、 該眼球の角膜と前眼房との境界面による前記信号光の第
1の後方散乱光と、前記信号光および前記第1の後方散
乱光と前記参照光との光路長差に基づく時間差をもって
前記光源から出射した、前記第1の後方散乱光とは周波
数差を有するコヒーレント光による前記参照光とを干渉
せしめ、 該干渉により得られた第1の干渉光の強度を測定し、 該第1の干渉光の強度に基づいて前記第1の後方散乱光
の強度を求め、 前記眼球の前眼房と水晶体との境界面による前記信号光
の第2の後方散乱光と、前記信号光および前記第2の後
方散乱光と前記参照光との光路長差に基づく時間差をも
って前記光源から出射した、前記第2の後方散乱光とは
周波数差を有するコヒーレント光による前記参照光とを
干渉せしめ、 該干渉により得られた第2の干渉光の強度を測定し、 該第2の干渉光の強度に基づいて前記第2の後方散乱光
の強度を求め、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて、前
記前眼房内を満たす眼房水成分の、前記温度補正前の光
吸収特性を求め、 前記コヒーレント光とは波長の異なる他の複数のコヒー
レント光についても同様にして、前記温度補正前の複数
の光吸収特性を求めることを特徴とする請求項1から3
のうちいずれか1項に記載のグルコース濃度測定方法。
5. A coherent light emitted from a predetermined light source and frequency-swept in a time sawtooth shape is divided into a signal light and a reference light which respectively travel along two different optical paths, and Irradiating the signal light to an eyeball previously arranged at a position, a first backscattered light of the signal light by an interface between a cornea and an anterior chamber of the eyeball, and the signal light and the first backscattered light. The first backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the light and the reference light interferes with the reference light by coherent light having a frequency difference with the first backscattered light, and is obtained by the interference. Measuring the intensity of the first interference light; obtaining the intensity of the first backscattered light based on the intensity of the first interference light; the signal light due to the interface between the anterior chamber of the eye and the crystalline lens The second backscattered light, and the signal light and The second backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the second backscattered light and the reference light, the second backscattered light interferes with the reference light by coherent light having a frequency difference, Measuring the intensity of the second interference light obtained by the interference; obtaining the intensity of the second backscattered light based on the intensity of the second interference light; Based on the intensity of the aqueous humor component filling the anterior chamber, determine the light absorption characteristics before the temperature correction, the coherent light and other coherent light having a different wavelength in the same manner. 4. A plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained.
The glucose concentration measuring method according to any one of the above.
【請求項6】 所定の光源から出射された超短パルス光
を眼球に照射し、 該眼球の角膜と前眼房との境界面による前記超短パルス
光の第1の後方散乱光の強度および前眼房と水晶体との
境界面による第2の後方散乱光の強度を各別に測定し、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて、前
記前眼房内を満たす眼房水成分の、前記温度補正前の光
吸収特性を求め、 前記超短パルス光とは波長の異なる他の複数の超短パル
ス光についても同様にして、前記温度補正前の複数の光
吸収特性を求めることを特徴とする請求項1から3のう
ちいずれか1項に記載のグルコース濃度測定方法。
6. An eyeball is irradiated with ultrashort pulsed light emitted from a predetermined light source, the intensity of the first backscattered light of the ultrashort pulsed light at the boundary between the cornea and the anterior chamber of the eyeball and The intensity of the second backscattered light by the interface between the anterior chamber and the lens is measured separately, and the aqueous humor filling the anterior chamber based on the intensities of the first and second backscattered lights. The light absorption characteristics of the component before the temperature correction are obtained, and the plurality of light absorption characteristics before the temperature correction are obtained in the same manner for the other plurality of ultrashort pulse lights having different wavelengths from the ultrashort pulse light. The glucose concentration measuring method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項7】 眼球に光を照射し、この光による該眼球
の前眼房内を満たす眼房水成分の光吸収特性を求め、前
記光とは波長帯域の異なる他の複数の光により同様に前
記眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収特性検出手段
と、該光吸収特性検出手段により得られた複数の光吸収
特性に基づいて前記眼房水成分中のグルコース濃度を求
めるグルコース濃度算出手段とを備えたグルコース濃度
測定装置において、 前記前眼房内における前記眼房水の温度分布を求める温
度分布検出手段と、 前記温度分布検出手段により求められた温度分布に応じ
て、前記各光吸収特性を補正する補正手段とをさらに備
え、 前記グルコース濃度算出手段が、前記補正手段により補
正された各光吸収特性に基づいて前記眼房水成分中のグ
ルコース濃度を求めるものであることを特徴とするグル
コース濃度測定装置。
7. An eyeball is irradiated with light, and a light absorption characteristic of an aqueous humor component filling the anterior chamber of the eyeball with the light is obtained. A light absorption characteristic detecting means for determining the light absorption characteristic of the aqueous humor component; and a glucose concentration for determining the glucose concentration in the aqueous humor component based on the plurality of light absorption characteristics obtained by the light absorption characteristic detecting means. A glucose concentration measuring device comprising a calculating means, a temperature distribution detecting means for obtaining a temperature distribution of the aqueous humor in the anterior chamber, and a temperature distribution obtained by the temperature distribution detecting means. Correction means for correcting light absorption characteristics, wherein the glucose concentration calculation means obtains a glucose concentration in the aqueous humor component based on each light absorption characteristic corrected by the correction means. A glucose concentration measuring device, comprising:
【請求項8】 前記温度分布検出手段が、 外気温および角膜表面温度を測定し、前記前眼房の深部
体温および外気温ごとに予め設定された眼球の複数種類
の温度分布と、前記測定された外気温および角膜表面温
度とに基づいて、前記眼房水の温度分布を求めるもので
あることを特徴とする請求項7記載のグルコース濃度測
定装置。
8. The temperature distribution detecting means measures an outside air temperature and a corneal surface temperature, and a plurality of kinds of temperature distributions of an eyeball preset for each of the deep body temperature and the outside air temperature of the anterior chamber of the eye and the measured temperature distribution. The glucose concentration measuring device according to claim 7, wherein the temperature distribution of the aqueous humor is determined based on the outside air temperature and the corneal surface temperature.
【請求項9】 前記温度分布検出手段が、 外気温、角膜表面温度および前記前眼房の深部体温を測
定し、前記測定された3つの温度に基づいて、前記眼房
水の温度分布を求めるものであることを特徴とする請求
項7記載のグルコース濃度測定装置。
9. The temperature distribution detecting means measures an outside air temperature, a corneal surface temperature, and a deep body temperature of the anterior chamber of the eye, and obtains a temperature distribution of the aqueous humor based on the three measured temperatures. The glucose concentration measuring device according to claim 7, wherein
【請求項10】 前記光吸収特性検出手段が、 互いに発光波長帯域の異なる複数の低コヒーレンスな光
を出射する光源装置と、 該光源装置から出射された低コヒーレンスな光を互いに
異なる2つの光路に沿って各別に進行する参照光と眼球
に入射される信号光とに分割する光路分割手段と、 該信号光と参照光とで僅かな周波数差が生じるように両
光のうち少なくとも一方を変調する、該少なくとも一方
の光路上に設けられた変調手段と、 前記参照光が進行する光路の長さを調整する光路長調整
手段と、 前記眼球の角膜と前眼房との境界面による信号光の第1
の後方散乱と前記参照光、および、前記眼球の前眼房と
水晶体との境界面による前記信号光の第2の後方散乱光
と前記参照光とを、それぞれ波面整合させる波面整合手
段と、 前記参照光と前記第1の後方散乱光との波面整合による
第1の干渉光および前記参照光と前記第2の後方散乱光
との波面整合による第2の干渉光の強度を光電的に検出
する光検出器と、 該各干渉光の強度に基づいて前記第1および第2の後方
散乱光の強度を求めるヘテロダイン演算手段と、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて前記
前眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収
特性分析手段とを備えたものであることを特徴とする請
求項7から9のうちいずれか1項に記載のグルコース濃
度測定装置。
10. A light source device that emits a plurality of low-coherence lights having different emission wavelength bands from each other, and the low-coherence light emitted from the light source device is transmitted to two different optical paths. Optical path splitting means for splitting the signal light into the reference light and the signal light incident on the eyeball, and modulating at least one of the two lights so that a slight frequency difference occurs between the signal light and the reference light A modulator provided on the at least one optical path, an optical path length adjuster for adjusting a length of an optical path along which the reference light travels, First
Backscattering and the reference light, and wavefront matching means for respectively wavefront matching the second backscattered light and the reference light of the signal light due to the interface between the anterior chamber of the eyeball and the lens, The intensity of the first interference light based on the wavefront matching between the reference light and the first backscattered light and the intensity of the second interference light based on the wavefront matching between the reference light and the second backscattered light are photoelectrically detected. A photodetector; heterodyne calculating means for obtaining the intensities of the first and second backscattered lights based on the intensities of the respective interference lights; The glucose concentration measuring device according to any one of claims 7 to 9, further comprising light absorption characteristic analysis means for determining light absorption characteristics of an aqueous humor component that fills the eye chamber.
【請求項11】 前記光吸収特性検出手段が、 時間的に鋸歯状に周波数掃引された、互いに波長の異な
る複数のコヒーレント光を出射する光源装置と、 該光源装置から出射された周波数掃引されたコヒーレン
ト光を互いに異なる2つの光路に沿って各別に進行する
参照光と眼球に入射される信号光とに分割する光路分割
手段と、 前記眼球の角膜と前眼房との境界面による前記信号光の
第1の後方散乱光と、前記信号光および前記第1の後方
散乱光と前記参照光との光路長差に基づく時間差をもっ
て前記光源から出射した、前記第1の後方散乱光とは周
波数差を有するコヒーレント光による前記参照光とを、
および、前記眼球の前眼房と水晶体との境界面による前
記信号光の第2の後方散乱光と、前記信号光および前記
第2の後方散乱光と前記参照光との光路長差に基づく時
間差をもって前記光源から出射した、前記第2の後方散
乱光とは周波数差を有するコヒーレント光による前記参
照光とを、それぞれ波面整合させる波面整合手段と、 前記第1の後方散乱光と該第1の後方散乱光に対して僅
かな周波数差を有する参照光との波面整合により得られ
た第1の干渉光、および前記第2の後方散乱光と該第2
の後方散乱光に対して僅かな周波数差を有する参照光と
の波面整合により得られた第2の干渉光の強度を光電的
に検出する光検出器と、 該各干渉光の強度に基づいて前記第1および第2の後方
散乱光の強度を求めるヘテロダイン演算手段と、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて前記
前眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収
特性分析手段とを備えたものであることを特徴とする請
求項7から9のうちいずれか1項に記載のグルコース濃
度測定装置。
11. A light source device for emitting a plurality of coherent light beams having different wavelengths from each other, wherein said light absorption characteristic detecting means emits a plurality of coherent light beams having different wavelengths in a time-sweep frequency-sweep manner. Optical path splitting means for splitting the coherent light into reference light and signal light incident on the eyeball, each of which travels separately along two different optical paths, and the signal light at the interface between the cornea and the anterior chamber of the eyeball And the first backscattered light emitted from the light source with a time difference based on the optical path length difference between the signal light and the first backscattered light and the reference light. And the reference light by coherent light having
And a time difference based on a second backscattered light of the signal light due to a boundary surface between the anterior chamber of the eyeball and the crystalline lens, and an optical path length difference between the signal light, the second backscattered light, and the reference light. A wavefront matching means for respectively wavefront matching the reference light by coherent light having a frequency difference with the second backscattered light emitted from the light source; and the first backscattered light and the first backscattered light. The first interference light obtained by wavefront matching with the reference light having a slight frequency difference with respect to the backscattered light, and the second backscattered light and the second interference light;
A photodetector that photoelectrically detects the intensity of the second interference light obtained by wavefront matching with the reference light having a slight frequency difference with respect to the backscattered light, based on the intensity of each interference light Heterodyne calculating means for obtaining the first and second backscattered light intensities; and obtaining light absorption characteristics of an aqueous humor component filling the anterior chamber based on the first and second backscattered light intensities. The glucose concentration measuring device according to any one of claims 7 to 9, further comprising a light absorption characteristic analyzing means.
【請求項12】 前記光吸収特性検出手段が、 互いに波長の異なる複数の超短パルス光を出射する光源
装置と、 該超短パルス光を眼球に入射せしめ、該眼球の角膜と前
眼房との境界面による該超短パルス光の第1の後方散乱
光の強度、および前眼房と水晶体との境界面による該超
短パルス光の第2の後方散乱光の強度を時系列的に各別
に求める光時間領域後方散乱測定手段と、 前記第1および第2の後方散乱光の強度に基づいて前記
前眼房を満たす眼房水成分の光吸収特性を求める光吸収
特性分析手段とを備えたものであることを特徴とする請
求項7から9のうちいずれか1項に記載のグルコース濃
度測定装置。
12. A light source device for emitting a plurality of ultrashort pulse lights having different wavelengths from each other, a light source device for causing the ultrashort pulse light to enter an eyeball, and a cornea and an anterior chamber of the eyeball. The intensity of the first backscattered light of the ultrashort pulsed light due to the boundary surface and the intensity of the second backscattered light of the ultrashort pulsed light due to the boundary surface between the anterior chamber and the crystalline lens are time-series. A light time domain backscattering measuring means separately obtained; and a light absorption characteristic analyzing means for obtaining a light absorption characteristic of an aqueous humor component filling the anterior chamber based on the intensities of the first and second backscattered lights. The glucose concentration measuring device according to any one of claims 7 to 9, wherein the glucose concentration is measured.
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