JP2004267613A - Glucose concentration measuring apparatus - Google Patents

Glucose concentration measuring apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004267613A
JP2004267613A JP2003065052A JP2003065052A JP2004267613A JP 2004267613 A JP2004267613 A JP 2004267613A JP 2003065052 A JP2003065052 A JP 2003065052A JP 2003065052 A JP2003065052 A JP 2003065052A JP 2004267613 A JP2004267613 A JP 2004267613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
glucose concentration
light irradiation
detector
irradiation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003065052A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Aoki
Masahiko Hamano
Mamoru Kaneko
Yasuhiro Uehara
靖弘 上原
雅彦 浜野
守 金子
勲 青木
Original Assignee
Biox Kk
Olympus Corp
オリンパス株式会社
バイオックス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biox Kk, Olympus Corp, オリンパス株式会社, バイオックス株式会社 filed Critical Biox Kk
Priority to JP2003065052A priority Critical patent/JP2004267613A/en
Publication of JP2004267613A publication Critical patent/JP2004267613A/en
Application status is Withdrawn legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy in measurement by increasing the S/N ratio in the non-invasive measurement of the concentration of glucose. <P>SOLUTION: The concentration measuring apparatus 1 for measuring the concentration of glucose comprises a light emitting part 6 disposed on the surface of an organism A for applying near-infrared rays into the organism A, a detector 7 for detecting the light diffused or penetrating inside the organism A from the outside of the organism A, and an operating means 18 for calculating the concentration of glucose inside the organism A based on a light receiving signal detected by the detector 7. In the concentration measuring apparatus 1, a plurality of detectors 7 are disposed around the light irradiating part 6 in contact with the outer peripheral surface of the light irradiating part 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、グルコース濃度測定装置に関するものである。 The present invention relates to a glucose concentration measuring apparatus.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来より、糖尿病の判断のために血中グルコース濃度測定が行われており、特に、糖尿病患者のインシュリン投与量を決定する血糖値を検査するために、グルコース濃度の測定が行われている。 Conventionally, has been performed blood glucose concentration measurements for the determination of diabetes, in particular, in order to check the blood glucose level to determine the insulin dose of diabetic patients, glucose concentration measurements have been made. グルコース濃度の測定は、一般に、指や腕から採取した血液を直接分析することにより行われている。 Measurement of glucose concentration are generally performed by analyzing a blood collected from a finger or arm directly. 患者の体内における血液中のグルコース濃度は、食事の前後や運動後などの測定条件によって変化するため、正確な血糖値を得るためには、頻繁なグルコース濃度測定が必要である。 Glucose concentration in the blood within the patient's body, in order to change the measurement conditions such as after the front and rear and exercise options, in order to obtain an accurate blood sugar level, it is necessary to frequent glucose concentration measurement.
しかしながら、採血した血液を直接分析する上記方法では、グルコース濃度の測定の度に注射針等を刺して採血しなければならず、患者にかかる負担が大きいという問題がある。 However, in the above-described method for analyzing the collected blood directly, must be bled stabs every injection needle or the like of the measurement of glucose concentration, there is a problem that large burden on the patient.
【0003】 [0003]
この問題を解決するために、指、腕、耳朶などの生体組織に対し、外部から近赤外光を照射して生体内で拡散させ、生体外に出射された光を検出する非侵襲的なグルコース濃度測定方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 To solve this problem, the finger, arm, with respect to biological tissues such as earlobe is irradiated with near-infrared light from the outside is diffused in vivo, non-invasive detecting the light emitted in vitro glucose concentration measurement method has been proposed (e.g., see Patent Document 1.). この特許文献1の方法は、複数本の発光ファイバと複数本の受光ファイバとを束ねて構成した光ファイババンドルを用意し、該光ファイババンドルを構成する各光ファイバの先端面を生体表面に接触状態に配置する。 The method of Patent Document 1, the contact providing a optical fiber bundle constituted by bundling a light receiving fiber of the plurality of light-emitting fiber and the plurality of the distal end face of each optical fiber constituting the optical fiber bundle to the surface of the living body It is placed in state. そして、複数の発光ファイバーの先端面から近赤外光を照射することにより、生体内に入射させ、生体内において拡散されて生体表面から生体外に戻る光を複数の受光ファイバにおいて受光するとともに、受光された光のスペクトルを分析することによりグルコースの濃度を算出するものである。 Then, by irradiating near infrared light from the distal end surface of the plurality of light emitting fibers, to be incident on the body, as well as received at multiple receiving fiber light returning ex vivo from diffused by the surface of the living body in vivo, and calculates the concentration of glucose by analyzing the spectrum of the received light.
【0004】 [0004]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2000−131322号公報(図3等) JP 2000-131322 JP (FIG. 3, etc.)
【0005】 [0005]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、生体内から戻って受光ファイバに受光される光には、グルコース濃度に寄与しない上皮組織等における拡散光も含まれるため、S/N比が低いという問題がある。 However, the light received by the light receiving fiber back from the living body, because it includes also the diffused light in epithelial tissues such as not contributing to the glucose concentration, there is a problem that S / N ratio is low.
特許文献1に示される方法は、多数の発光ファイバおよび受光ファイバを使用することにより、照射光量および検出光量を増加させることで、検出されるグルコース濃度の情報量を増加させている。 The method shown in Patent Document 1, by using a plurality of light emitting fibers and receiving fibers, by increasing the radiation light amount and detection amount of light, thereby increasing the information amount of the glucose concentration detected. しかしながら、このような方法では、そもそも光ファイバを使用しているために、光ファイバにおける光の減衰やNA(開口数)の制限などにより、導光検出効率が低いという問題がある。 However, in such a method, the first place because of the use of optical fiber, such as by restriction of the light attenuation and NA (numerical aperture) of the optical fiber, the light detection efficiency is low. また、受光ファイバの受光面積に限りがあるため、生体外に出射された拡散光の一部が検出されずに失われる不都合もある。 Moreover, there is due to the limited light receiving area of ​​the receiving fiber, also a disadvantage that a part of diffused light emitted in vitro is lost without being detected.
【0006】 [0006]
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、S/N比を上げて測定精度を向上し得るグルコース濃度測定装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a glucose concentration measuring apparatus capable of improving measurement accuracy by increasing the S / N ratio.
【0007】 [0007]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。 To achieve the above object, this invention provides the following means.
請求項1に係る発明は、生体表面に配置されて、近赤外光を生体内に照射する光照射部と、生体内で拡散あるいは透過した光を生体外部において検出する検出器と、該検出器により検出された受光信号に基づいて生体内のグルコース濃度を求める演算手段とを備え、前記光照射部の周囲に、該光照射部の外周面に接触状態に複数の検出器が配置されているグルコース濃度測定装置を提供する。 The invention according to claim 1 is disposed on the living body surface, and a light irradiation unit that irradiates near infrared light on the living body, a detector light diffused or transmitted in vivo detection in a biological outside, the detection based on the detected received signal by vessels and an arithmetic means for calculating the glucose concentration in a living body, around the light irradiation section is disposed a plurality of detectors in contact with the outer peripheral surface of the light irradiation unit providing glucose concentration measuring apparatus are.
【0008】 [0008]
この発明によれば、光照射部から発せられた近赤外光は、生体内に入射され、生体内において拡散あるいは透過させられて、生体外部に配置された検出器により検出される。 According to the present invention, near-infrared light emitted from the light irradiation unit is incident on the living body, is diffused or transmitted in vivo, it is detected by a detector arranged in the living body outside. 検出器により検出された受光信号は、通過してきた組織に応じた情報を含んでいるため、演算手段の作動により、その受光信号に基づいてグルコース濃度が求められる。 Received signal detected by the detector, because it contains information corresponding to tissue that has passed through, by the operation of the operation means, the glucose concentration is determined based on the received light signal.
この場合において、複数の検出器が光照射部の周囲に配置されているので、光照射部から発せられ、生体内で拡散等されて生体外に戻る光は、複数の検出器により漏れなく検出される。 In this case, since a plurality of detectors are disposed around the light irradiating portion, emitted from the light irradiation unit is diffused like in vivo the light returning to the ex vivo detection without omission by the plurality of detectors It is. したがって、検出器に検出されずに失われる情報を少なくして、S/N比を向上することができる。 Thus, by reducing the information that is lost without being detected in the detector, it is possible to improve the S / N ratio.
【0009】 [0009]
また、生体組織の内、グルコース濃度の測定に寄与する真皮組織は、生体表面下200μm〜1300μmの範囲に存在する。 Among the biological tissue, it contributes dermal tissue to measure the glucose concentration present in a range of biological subsurface 200Myuemu~1300myuemu. グルコース濃度の情報を得るためには、この領域における拡散光を多く検出する必要がある一方、生体内における光路長が3mm以上になってしまうと光がほとんど吸収されてしまい、信号が劣化するという問題がある。 To obtain information on glucose concentration, whereas it is necessary to detect many diffused light in this region, the optical path length in the living body becomes higher 3mm will be mostly absorbed light, that signal is degraded There's a problem. この発明によれば、光照射部の外周面に接触状態に検出器の開口を持ち、開口の光を効率よく検出できる複数の光検出器を配置しているので、生体表面下200μm〜1300μmの拡散光であって、かつ、生体内における光路長が3mm以下の光を検出することが可能となる。 According to the present invention has an aperture of the detector in contact with the outer peripheral surface of the light irradiation portion, since the arranged plurality of light detector capable of detecting light aperture efficiency, biological subsurface 200μm~1300μm a diffused light, and the optical path length in the body it is possible to detect the following light 3 mm.
【0010】 [0010]
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のグルコース濃度測定装置において、前記検出器が、前記光照射部より大径の円形横断面を有するセンサからなり、前記検出器が、前記光照射部の外周面に隣接して2個から5個配置されているグルコース濃度測定装置を提供する。 The invention according to claim 2 is the glucose concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the detector consists of a sensor having a circular cross-section of larger diameter than the light irradiation unit, wherein the detector, the light irradiation providing glucose concentration measuring apparatus on the outer peripheral surface of the part are five arrangement of two adjacent.
【0011】 [0011]
この発明によれば、光照射部の周囲に隣接して光照射部より大径のセンサからなる検出器を配置しているので、光照射部から生体内に入射され、生体内において拡散されて戻る光を劣化させずにセンサにより検出することが可能となる。 According to the present invention, since adjacent the periphery of the light irradiation section is disposed a detector consisting of a large diameter sensor from the light irradiation unit is incident from the light irradiation section to the living body, is spread in vivo It can be detected by the sensor Back light without degradation. この場合において、光照射部の周囲に配置される大径のセンサの数を2個から5個とすることにより、光照射部と検出器とを半径方向に間隔をあけることなく配置できる。 In this case, the number of large-diameter sensors arranged around the light irradiation unit by the two and five, can be arranged without spacing between the light irradiating portion detector in the radial direction. すなわち、センサとして既製品を使用しようとする場合に、特に、電子冷却素子を備えるセンサは、その外径寸法が大径とならざるを得ず、既製品としては直径14mmのものがある。 That is, when attempting to use off-the-shelf as a sensor, in particular, the sensor comprising an electronic cooling element has an outer diameter dimension inevitably a large diameter, as a ready-made has a diameter of 14 mm. この発明によれば、そのような既製の大径のセンサを利用して効率的に拡散光を検出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently detect diffused light by using a sensor having a large diameter of such a ready-made.
【0012】 [0012]
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のグルコース濃度測定装置において、前記検出器が、前記光照射部の周囲に形成される筒状の光検出部内に収容され、前記光照射部が、直径略2mmの開口を備え、前記光検出部が、直径略6mmの開口を備え、これら光照射部と光検出部との間に遮光部材が配置されているグルコース濃度測定装置を提供する。 The invention according to claim 3 is the glucose concentration measuring apparatus according to claim 2, wherein the detector is housed in a cylindrical light detecting portion which is formed around the light emitter, the light irradiation unit , provided with an opening with a diameter of approximately 2 mm, the light detecting portion is provided with an opening diameter of about 6 mm, to provide a glucose concentration measuring apparatus shielding member is arranged between the light irradiation portion and the light detecting unit.
この発明によれば、光照射部の開口から生体内に入射された光は、生体内で散乱された後に生体外に出射され、光照射部周囲の光検出部の開口から光検出部内に収容されている検出器に検出されることになる。 According to the present invention, light incident on the body from the opening of the light irradiation portion is emitted in vitro after being scattered in the living body, housed in a light detecting portion through the opening of the light detecting portion around the light irradiation unit It will be detected in the detector being. この場合において、光照射部の開口が直径略2mm、光検出部の開口が直径略6mmとされているので、生体表面下200μm〜1300μmの拡散光であって、かつ、生体内における光路長が3mm以下の光を効率よく回収することが可能となる。 In this case, the opening diameter approximately 2mm of the light irradiation portion, since the opening of the light detection unit is a diameter of about 6 mm, a diffused light of a biological subsurface 200Myuemu~1300myuemu, and the optical path length in the living body it is possible to recover the light below 3mm efficiently.
【0013】 [0013]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の一実施形態に係るグルコース濃度測定装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, will be described with reference to the drawings glucose concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
本実施形態に係るグルコース濃度測定装置1は、図1に示すように、測定ヘッド2と、該測定ヘッド2に接続される制御部3と、該制御部3に接続される表示部4とを備えている。 Glucose concentration measuring apparatus 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 1, a measuring head 2, a control unit 3 connected to the measuring head 2, and a display unit 4 which is connected to the control unit 3 It is provided.
【0014】 [0014]
前記測定ヘッド2は、測定端面2aに開口する開口部2bを有する空洞部(光検出部)5内に、その中央に配置された光照射部6と、該光照射部6の周囲に配置されたPbSセンサ(検出器)7とを備えている。 The measuring head 2, the cavity having an opening 2b which opens to the measuring end surface 2a (the light detector) 5, a light irradiation unit 6 arranged in the center, are arranged around the light irradiation unit 6 It was PbS sensor (detector) and a 7. 光照射部6は、直径約2mmの円形横断面を有する中空の円筒状部材であって、その内面にアルミ蒸着処理が施され、その先端開口(開口)6aが前記測定端面2a近傍に配置されている。 Light irradiation unit 6 is a hollow cylindrical member having a circular cross-section having a diameter of about 2 mm, aluminum evaporation process is performed on the inner surface thereof, the tip opening (opening) 6a is disposed near the measuring end face 2a ing. これにより、光照射部6内に入射された光は、光照射部6の内面において反射されながら、先端開口6aから出射されるようになっている。 Thus, light incident on the light irradiation unit 6, while being reflected at the inner surface of the light irradiation portion 6, and is emitted from the tip end opening 6a.
【0015】 [0015]
また、前記空洞部5は、光照射部6の先端開口6aの周囲にリング状の開口部2bを備え、その直径が略6mmとなるように形成されている。 Further, the cavity 5, around the distal end opening 6a of the light irradiation unit 6 comprises a ring-shaped opening 2b, the diameter is formed to be substantially 6 mm. これにより、測定ヘッド2の外周から開口部2bまでの距離を確保し、開口部2bに入射する外来光の影響を低減している。 Thus, to secure the distance from the outer periphery of the measuring head 2 to the opening 2b, and to reduce the influence of external light incident on the opening 2b. また、光照射部6を構成する円筒状部材は遮光部材を構成し、光照射部6から生体に入射される光が直接空洞部5内に入ることを防止している。 Further, the cylindrical member constituting the light irradiation unit 6 constitutes the light shielding member, the light incident from the light irradiation unit 6 in the living body is prevented from directly entering the hollow portion 5.
【0016】 [0016]
前記PbSセンサ7は、直径約14mmの円形横断面を有する円柱状に形成されている。 The PbS sensor 7 is formed in a cylindrical shape having a circular cross-section with a diameter of about 14 mm. PbSセンサ7としては、例えば、P2532−01(浜松ホトニクス社製)が使用される。 The PbS sensor 7, for example, P2532-01 (Hamamatsu Photonics) is used. PbSセンサ7は、図2に示されるように、光照射部6の周囲に3個配置されている。 PbS sensor 7, as shown in FIG. 2, are arranged three on the circumference of the light irradiation unit 6. これにより、全てのPbSセンサ7が、光照射部6を取り囲んで相互にほぼ接触するように配置されるとともに、光照射部6の外周面に外接するように配置されている。 Thus, all the PbS sensor 7, surrounds the light irradiation unit 6 while being arranged so as to be substantially in contact with each other, are disposed so as to circumscribe the outer peripheral surface of the light irradiation unit 6.
なお、符号8は、測定ヘッド2の側面に備えられ、前記PbSセンサ7に用いられている電子冷却素子(ペルチェ素子)を冷却するヒートシンク、符号9は、PbSセンサ7への外光の入射を防止する可視光カットフィルタを示している。 Reference numeral 8 is provided in the side surface of the measuring head 2, the PbS heat sink for cooling the electronic cooling element (Peltier element) used in the sensor 7, reference numeral 9, entrance of external light into PbS sensor 7 It shows a visible light cut filter to prevent.
また、PbSセンサの代わりにInGaAsPINフォトダイオード(例えば、G5853−103(浜松ホトニクス社製))を使用してもよい。 Further, instead InGaAsPIN photodiode PbS sensors (e.g., G5853-103 (manufactured by Hamamatsu Photonics KK)) may be used.
【0017】 [0017]
前記制御部3は、光源10と、該光源10から発せられた光をコリメートするコリメートレンズ11と、コリメートされた光を一定の偏光方向に偏光するポーラライザ12と、入力された高周波の周波数に応じて、ポーラライザ12で偏光された光を分光して特定の波長の光(近赤外光)のみをさらに偏光して出射する音響光学可変波長フィルタ(AOTF:Acoust−Optic Tunable Filter)13と、該音響光学可変波長フィルタ13に高周波を供給して制御するフィルタ制御部14と、該音響光学可変波長フィルタ13において偏光された特定の波長の光のみを通過させるアナライザ15と、該アナライザ15を通過させられた光を集光して前記光照射部6に入射させる集光レンズ16と、PbSセンサ7からの The control unit 3 includes a light source 10, a collimator lens 11 for collimating the light emitted from the light source 10, a polarizer 12 for polarizing the collimated light in a certain polarization direction, depending on the frequency of the input high-frequency Te, acousto-optic tunable filter for emitting further polarizes only the light (near infrared light) of a particular wavelength to the spectral light polarized by polarizer 12 (AOTF: Acoust-optic tunable filter) 13, the a filter control unit 14 for controlling to supply the high frequency acousto-optic tunable filter 13, the analyzer 15 to pass only light of a specific wavelength that is polarized in said acousto-optic tunable filter 13, is passed through the analyzer 15 was a condenser lens 16 to be incident on the light irradiation portion 6 condenses light from PbS sensor 7 力信号を増幅するアンプ17と、該アンプ17により増幅された出力信号に基づいてグルコース濃度を算出する演算装置18とを備えている。 An amplifier 17 for amplifying the force signal, and an arithmetic unit 18 for calculating a glucose concentration based on an output signal amplified by the amplifier 17. 図中、符号19はPbSセンサ7からアンプに接続される配線である。 In the figure, reference numeral 19 is a wire connected to the amplifier from the PbS sensor 7.
【0018】 [0018]
前記フィルタ制御部14は、音響光学可変波長フィルタ13に対して特定の周波数の高周波を供給するのと同期して、その周波数に応じて音響光学可変波長フィルタ13から出射されている光の波長信号を演算装置18に供給するようになっている。 The filter control unit 14, in synchronism with supplying high-frequency of a specific frequency to the acoustic-optical tunable filter 13, optical wavelength signals which are emitted from the acousto-optic tunable filter 13 in accordance with the frequency and supplies to the arithmetic unit 18. また、フィルタ制御部14は、音響光学可変波長フィルタ13に供給する高周波の周波数を順次変更するようになっている。 Further, the filter control unit 14 is configured to sequentially change the frequency of the frequency to be supplied to the acousto-optic tunable filter 13.
【0019】 [0019]
演算装置18は、アンプ17から得られた複数の出力信号と、フィルタ制御部14から得られた各出力信号に対応する波長信号とから得られる出力信号のスペクトル分布に基づいて、特定の波長領域、例えば、波長1.5μm近傍の領域における出力信号値からグルコース濃度を演算するようになっている。 Arithmetic unit 18 includes a plurality of output signals obtained from the amplifier 17, based on the spectral distribution of the output signals obtained from the wavelength signals corresponding to the output signal obtained from the filter control unit 14, a specific wavelength range , for example, it adapted to calculate a glucose concentration from the output signal values ​​in the region near the wavelength 1.5 [mu] m. 前記光源10は、例えば、ハロゲンランプである。 The light source 10 is, for example, a halogen lamp. また、前記表示部4は、前記演算装置18に接続されたディスプレイであって、演算装置18から出力されたグルコース濃度値を表示するようになっている。 Further, the display unit 4 is a display connected to the arithmetic unit 18, and displays the glucose concentration value output from the arithmetic unit 18.
【0020】 [0020]
このように構成された本実施形態に係るグルコース濃度測定装置1の作用について、以下に説明する。 The operation of the glucose concentration measuring apparatus 1 according to the thus constructed embodiment will be described below.
本実施形態に係るグルコース濃度測定装置1を用いて生体A内の体液のグルコース濃度を測定するには、測定ヘッド2の測定端面2aを生体A、例えば、指先の表面に密着させる。 To measure the glucose concentration in a body fluid in vivo A using glucose concentration measuring apparatus 1 according to this embodiment, the measurement end surface 2a biological A of the measuring head 2, for example, is brought into close contact with the surface of the fingertip. これにより、測定端面2aに設けられた可視光カットフィルタ9が、生体Aの表面に密着させられる。 Thus, the visible light cut filter 9 provided on the measuring end surface 2a is brought into close contact with the surface of the living A. なお、測定部位は、指先の他、手のひら、前腕等でもよい。 The measurement site is other fingertip, palm, or forearm, or the like.
【0021】 [0021]
この状態で、光源10および音響光学可変波長フィルタ13を作動させ、光源10から発せられた光から近赤外光を分光して光照射部6に入射させる。 In this state, the light source 10 and an acousto-optic tunable filter 13 is operated, the light emitted from the light source 10 spectrally near-infrared light is incident on the light irradiation unit 6. 光照射部6に入射された近赤外光は、光照射部6の先端開口6aから出射されることにより、可視光カットフィルタ9を通過させられて、該可視光カットフィルタ9に密着している生体Aの表面から生体A内に入射させられる。 Infrared light incident on the light irradiation unit 6, by being emitted from the distal end opening 6a of the light irradiation portion 6, is passed through a visible light cutting filter 9, in close contact with the visible light cutting filter 9 from the surface of the are biological a is made incident on the living body a.
【0022】 [0022]
生体A内に入射された近赤外光は、入射方向に沿って生体A内を進行する間に、生体組織に衝突して拡散される。 Near-infrared light incident on the body A, while traveling within the living body A along the direction of incidence is diffused by colliding with the body tissue. 光は、通過する生体組織や体液の成分に応じて、特定の波長領域の光を吸収される。 Light, depending on the components of biological tissues and fluids to pass through, they are absorbing light in a specific wavelength region. したがって、生体A内で拡散されることにより生体Aの表面に戻って生体A外に出射された光は、通過した生体組織や体液に応じた特定の波長領域の光量が低下している。 Accordingly, light emitted to the outside of the living body A back to the surface of the living body A by being diffused in vivo A is, the amount of a specific wavelength region corresponding to body tissue and body fluids passing through is reduced. そして、このようにして生体A外に出射された光がPbSセンサ7により検出され、該PbSセンサ7からの出力信号がアンプ17によって増幅された後に演算装置18に入力される。 Then, in this way emitted in vitro A the light is detected by the PbS sensor 7, the output signal from the PbS sensor 7 is input to the arithmetic unit 18 after being amplified by the amplifier 17. 演算装置18は、入力されたPbSセンサ7からの出力信号に基づいて生体A内のグルコース濃度を計算する。 Arithmetic unit 18 calculates the glucose concentration in the body A on the basis of an output signal from the PbS sensor 7 is input. そして、計算されたグルコース濃度が、表示部4に表示されることになる。 Then, the calculated glucose concentration, to be displayed on the display unit 4.
【0023】 [0023]
この場合において、生体A外に出射される光の光量は、光照射部6の周囲全周にわたり、近傍において最も多く、光照射部6から半径方向に遠ざかるに従って急激に少なくなる。 In this case, the amount of light emitted outside the living body A is over the entire circumference around the light irradiation unit 6, most, abruptly reduced as the distance in a radial direction from the light irradiation unit 6 in the vicinity.
本実施形態に係るグルコース濃度測定装置1によれば、PbSセンサ7が、光照射部6の外周面にほぼ接触状態に、光照射部6の全周を取り囲むように配置されているので、生体A外に出射される光をほぼ漏れなく検出することができる。 According to the glucose concentration measuring apparatus 1 according to this embodiment, PbS sensor 7, the substantially contact with the outer peripheral surface of the light irradiation unit 6, since it is arranged so as to surround the entire circumference of the light irradiation unit 6, a biological it can be detected without substantially leaking light emitted out of a.
【0024】 [0024]
すなわち、単一の光照射部6から出射され、生体A内の特定の領域において、あらゆる方向に拡散された光を、ほぼ漏れなく回収することができる。 That is, emitted from a single light irradiation unit 6, in the specific region in the living body A, the light diffused in all directions, can be recovered without leakage substantially. その結果、検出された光に含まれる生体A内の体液中におけるグルコース濃度に関する情報量も多く、S/N比を向上することができる。 As a result, the amount of information about the glucose concentration in body fluids in vivo A contained in the detected light much, it is possible to improve the S / N ratio. また、受光ファイバにより受光する従来の方法と比較して、生体Aの表面から生体A外に出射された光をPbSセンサ7により直接検出するので、光の劣化を防止して、S/N比を高めることができるという効果がある。 Further, as compared with the conventional method of received by the light receiving fiber, since the light emitted from the surface of the living body A ex vivo A detected directly by PbS sensor 7, to prevent degradation of the optical, S / N ratio there is an effect that can be enhanced.
【0025】 [0025]
なお、本実施形態に係るグルコース濃度測定装置1においては、光照射部6として中空の円筒状部材を採用したが、これに代えて、無水石英からなる光ロッドを採用してもよい。 In the glucose concentration measuring apparatus 1 according to this embodiment employs a hollow cylindrical member as the light irradiation unit 6, may alternatively be employed an optical rod composed of anhydrous silica. また、図3に示されるように、測定端面6aに向かって先細に形成されたロート状の筒体20の内面および外面を鏡面処理または光拡散面処理したものを採用してもよい。 Further, as shown in FIG. 3, the inner and outer surfaces of the measuring end surface 6a is formed tapered toward the funnel-shaped tubular body 20 may be employed those treated mirror finish or light diffusing surface. この場合には、ロート状の筒体20を収容する空洞部5を測定ヘッド2に設け、空洞部5内面を鏡面処理または光拡散面処理し、ロート状の筒体20と空洞部5内面との間のリング状空間にPbSセンサ7を周方向に隙間なく配置することにすればよい。 In this case, provided a cavity 5 for housing a funnel-shaped tubular body 20 to the measuring head 2, a cavity 5 inside surface treated mirror finish or light diffusing surface, the funnel-shaped tubular body 20 and the cavity unit 5 inside surface the PbS sensor 7 in a ring-shaped space between the circumferential direction may be set to be arranged without gaps. このようにすることで、筒体20の外周面にほぼ接触状態に配置するPbSセンサ7の数を増やすことが可能となる。 In this way, it becomes possible to increase the number of PbS sensor 7 disposed substantially contact with the outer peripheral surface of the tubular body 20. また、光照射部6に関しては、光源10の光量を増やすことにすれば、光ファイバを採用してもよい。 Further, with respect to the light irradiation section 6, if the increasing the intensity of the light source 10, may be employed an optical fiber.
【0026】 [0026]
また、図4に示されるように、筒状の光照射部21内にレンズ22を配置し、測定端面6aから光の進行方向前方に200μm〜1.3mmの範囲に近赤外光を集光させるように構成してもよい。 Further, as shown in FIG. 4, a cylindrical lens 22 is arranged on the light irradiation section 21, the condenser near-infrared light in the range of 200μm~1.3mm from the measuring end surface 6a ahead in the traveling direction of the light it may be configured to. このようにすることで、毛細血管が存在する真皮領域に近赤外光を集めてグルコース濃度に関する情報を多く含む拡散光を得ることができるという利点がある。 In this way, there is an advantage that it is possible to obtain diffuse light in the dermal region present capillaries collect near infrared light contains a lot of information about the glucose concentration.
【0027】 [0027]
また、PbSセンサ7を光ファイバ6の周囲にほぼ接触状態に配置するために、PbSセンサ7の数を3個としたが、これに代えて、2個としてもよい。 Further, for placement substantially contact the PbS sensor 7 around the optical fiber 6, but the three the number of PbS sensor 7, instead of this, it may be two. また、PbSセンサ7の外径寸法を小さくすることができれば、その数は増やしてもよい。 Further, if it is possible to reduce the outer diameter of the PbS sensor 7 it may be increased in their number.
【0028】 [0028]
また、光源10から入力する光の光量を矩形波状にオンオフ変化させることや、音響光学可変波長フィルタ13に加える高周波を断続させることで、PbSセンサ7によって検出されアンプ17からの出力信号に、照射時の信号成分と非照射時の信号成分とを交互に発生させ、これらの信号成分どうしを差し引きすることで、暗電流によるノイズ成分や0次元の漏れを除去して、S/N比をさらに向上させることにしてもよい。 Moreover, and thereby the amount of light entering from the light source 10 is off varies in a rectangular wave shape, by intermittent high frequency applied to the acousto-optic tunable filter 13, the output signal from the amplifier 17 is detected by the PbS sensor 7, irradiated to generate the signal component and the signal component at the time of non-emission time alternately, by subtracting these signal components to each other, to remove leakage of the noise component and 0-dimensional due to the dark current, further, the S / N ratio it may be possible to improve.
【0029】 [0029]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、この発明に係るグルコース濃度測定装置によれば、光照射部の周囲にほぼ接触状態に複数配置した検出器により、当該光照射部から生体内に入射され、特定領域の生体組織において各方向に拡散された光をほぼ漏れなく回収することができる。 As described above, according to the glucose concentration measuring apparatus according to the present invention, by a detector in which a plurality arranged substantially contact with the periphery of the light irradiation unit is incident from the light irradiating portion in a living body, the living body of a specific area it can be recovered without substantially leaking the light diffused in each direction in the tissue. その結果、グルコース濃度に関する情報量を多くすることが可能となり、S/N比を向上して高い精度でグルコース濃度を測定することができるという効果がある。 As a result, it becomes possible to increase the amount of information about the glucose concentration, there is an effect that it is possible to measure the glucose concentration with high accuracy by improving the S / N ratio.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】この発明の一実施形態に係るグルコース濃度測定装置の全体構成を示す概略図である。 1 is a schematic diagram showing the overall structure of the glucose concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のグルコース濃度測定装置の測定ヘッドにおける光照射部および検出器の配置を概略的に示す正面図である。 2 is a front view schematically showing the arrangement of the light irradiation unit and the detector in the measurement head of the glucose concentration measuring apparatus of Fig.
【図3】図1のグルコース濃度測定装置の測定ヘッドの変形例を示す縦断面図である。 3 is a longitudinal sectional view showing a modified example of the measuring head of the glucose concentration measuring apparatus of Fig.
【図4】図1のグルコース濃度測定装置の測定ヘッドの他の変形例を示す縦断面図である。 4 is a longitudinal sectional view showing another modification of the measuring head of the glucose concentration measuring apparatus of Fig.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
A 生体1 グルコース濃度測定装置2b 開口5 空洞部(光検出部) A living body 1 glucose concentration measuring apparatus 2b opening 5 cavity (light detecting unit)
6,21 光照射部6a 先端開口(開口) 6, 21 light irradiating unit 6a tip opening (aperture)
7 PbSセンサ(検出器) 7 PbS sensor (detector)
18 演算手段20 筒体(光照射部) 18 computing means 20 cylindrical body (light irradiation portion)

Claims (3)

  1. 生体表面に配置されて、近赤外光を生体内に照射する光照射部と、生体内で拡散あるいは透過した光を生体外部において検出する検出器と、該検出器により検出された受光信号に基づいて生体内のグルコース濃度を求める演算手段とを備え、 Are arranged in the living body surface, and a light irradiation unit that irradiates near infrared light on the living body, the light diffused or transmitted in vivo and a detector for detecting in a biological outside, the light receiving signal detected by the detector based and an arithmetic means for determining glucose concentration in a living body,
    前記光照射部の周囲に、該光照射部の外周面に接触状態に複数の検出器が配置されているグルコース濃度測定装置。 Around the light emitter, the light irradiation unit a plurality of detectors disposed in that glucose concentration measurement device in contact with the outer peripheral surface of the.
  2. 前記検出器が、前記光照射部より大径の円形横断面を有するセンサからなり、 The detector consists of a sensor having a circular cross-section of larger diameter than the light irradiation unit,
    前記検出器が、前記光照射部の外周面に隣接して2個から5個配置されている請求項1に記載のグルコース濃度測定装置。 Wherein the detector, the glucose concentration measuring apparatus according to claim 1 which is 5 arranged from two adjacent an outer peripheral surface of the light irradiation unit.
  3. 前記検出器が、前記光照射部の周囲に形成される筒状の光検出部内に収容され、 Wherein the detector is housed in a cylindrical light detecting portion which is formed around the light irradiating unit,
    前記光照射部が、直径略2mmの開口を備え、 The light irradiation unit, an opening having a diameter of approximately 2 mm,
    前記光検出部が、直径略6mmの開口を備え、 The photo detecting portion is provided with an opening diameter of about 6 mm,
    これら光照射部と光検出部との間に遮光部材が配置されている請求項2に記載のグルコース濃度測定装置。 Glucose concentration measuring apparatus according to claim 2, the light shielding member is arranged between the light irradiation portion and the light detecting unit.
JP2003065052A 2003-03-11 2003-03-11 Glucose concentration measuring apparatus Withdrawn JP2004267613A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003065052A JP2004267613A (en) 2003-03-11 2003-03-11 Glucose concentration measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003065052A JP2004267613A (en) 2003-03-11 2003-03-11 Glucose concentration measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004267613A true JP2004267613A (en) 2004-09-30

Family

ID=33126178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003065052A Withdrawn JP2004267613A (en) 2003-03-11 2003-03-11 Glucose concentration measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004267613A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011512511A (en) * 2007-09-13 2011-04-21 ザ・キュレイターズ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミズーリThe Curators Of The University Of Missouri Optical device components
US8552359B2 (en) 2009-04-01 2013-10-08 The Curators of the Univesity of Missouri Optical spectroscopy device for non-invasive blood glucose detection and associated method of use
WO2015125396A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 シャープ株式会社 Measuring device
WO2015182428A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 シャープ株式会社 Measurement probe, measurement device, and attachment mechanism
JP2016206175A (en) * 2015-04-27 2016-12-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical sensing device and optical sensing method
US9566024B2 (en) 2008-05-22 2017-02-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011512511A (en) * 2007-09-13 2011-04-21 ザ・キュレイターズ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミズーリThe Curators Of The University Of Missouri Optical device components
US9629576B2 (en) 2008-05-22 2017-04-25 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10070809B2 (en) 2008-05-22 2018-09-11 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9877670B2 (en) 2008-05-22 2018-01-30 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9814415B2 (en) 2008-05-22 2017-11-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9788764B2 (en) 2008-05-22 2017-10-17 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9566024B2 (en) 2008-05-22 2017-02-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10080515B2 (en) 2008-05-22 2018-09-25 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9579049B2 (en) 2008-05-22 2017-02-28 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US8552359B2 (en) 2009-04-01 2013-10-08 The Curators of the Univesity of Missouri Optical spectroscopy device for non-invasive blood glucose detection and associated method of use
JP2015154853A (en) * 2014-02-20 2015-08-27 シャープ株式会社 Measuring apparatus
WO2015125396A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 シャープ株式会社 Measuring device
US10085693B2 (en) 2014-02-20 2018-10-02 Sharp Life Science Corporation Measuring device
WO2015182428A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 シャープ株式会社 Measurement probe, measurement device, and attachment mechanism
JP2016206175A (en) * 2015-04-27 2016-12-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical sensing device and optical sensing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fantini et al. Frequency-domain multichannel optical detector for noninvasive tissue spectroscopy and oximetry
JP3576168B2 (en) Low noise optical probe
US6353753B1 (en) Optical imaging of deep anatomic structures
US6662030B2 (en) Non-invasive sensor having controllable temperature feature
EP0948284B1 (en) Monitoring of tissue analytes by infrared radiation
US7307734B2 (en) Interferometric sensor for characterizing materials
CN1039382C (en) Method and system for spectrophotometric examination of tissue of small dimension
EP1037553B1 (en) Method for non-invasive measurement of an analyte
US6128517A (en) Optical system for measuring metabolism in a body and imaging method
US8788003B2 (en) Monitoring blood constituent levels in biological tissue
US6615064B1 (en) Non-invasive blood component analyzer
JP3734508B2 (en) Electromagnetic waves reflected detector from a biological tissue
CA2215163C (en) Isolated layer pulse oximetry
US6615061B1 (en) Optical sensor having a selectable sampling distance for determination of analytes
US6026314A (en) Method and device for noninvasive measurements of concentrations of blood components
CN1325021C (en) Optical measurement apparatus and blood sugar level measuring apparatus using the same
EP0691820B1 (en) Quantitative and qualitative in vivo tissue examination using time resolved spectroscopy
US7315752B2 (en) Method and device for determining a light transport parameter in a biological matrix
US6804002B2 (en) Method and device for measuring concentration of glucose or other substances in blood
JP4220782B2 (en) Devices and methods for monitoring fluid and electrolyte disorders
JP4701468B2 (en) Biological information measuring device
US7130672B2 (en) Apparatus and method for monitoring tissue vitality parameters
US7277740B2 (en) Analysis system for reagent-free determination of the concentration of an analyte in living tissue
US8532726B2 (en) Invasive chemometry
US20140330098A1 (en) Reflectance calibration of fluorescence-based glucose measurements

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20041227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20041228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20041227

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060606