JP2007000543A - Biological component measuring probe supporter and biological component measuring device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体の表面に近赤外光を照射すると共に生体からの反射光を受光し、この受光成分から生体信号を測定することによって、非侵襲で生体内成分を計測する生体信号測定装置に用いられる生体内成分測定用プローブ支持具及びそれを用いた生体内成分測定装置に関するものである。 The present invention relates to a biological signal measuring device that irradiates near-infrared light on the surface of a living body, receives reflected light from the living body, and measures a biological signal from the received light component, thereby measuring a biological component in a non-invasive manner. The present invention relates to an in-vivo component measuring probe support used in a living body and an in-vivo component measuring device using the same.
生体の表面に近赤外光を照射すると共に生体からの反射光を受光し、この受光成分から生体信号を測定することによって、非侵襲で生体内成分、例えば血糖値を計測する生体内成分測定装置が提供されている(例えば特許文献1)。 In vivo component measurement that measures non-invasive in vivo components, such as blood glucose levels, by irradiating near-infrared light on the surface of the living body and receiving reflected light from the living body and measuring biological signals from the received light component An apparatus is provided (for example, Patent Document 1).
この生体内成分測定装置によれば、被験者から採血する必要がなくなるので、被験者に大きな負担を強いることなく血糖値の測定を行なうことができるという利点がある。 According to this in-vivo component measuring apparatus, there is no need to collect blood from the subject, and there is an advantage that blood glucose level can be measured without imposing a heavy burden on the subject.
ところで、特許文献1に開示されているような生体内成分測定装置では、周囲の環境温度の変動や光学部品の位置関係などによって、照射光が変動を来し、測定される反射光のスペクトルに影響を与える(形の変化、大きさレベルの変化)おそれがあるので、この変動を補正するために、セラミック板など基準板を反射したリファレンス光を測定し、これを基準光として周囲の環境温度や光学部品の位置関係などによる変動を補正するようになっている。
By the way, in the in-vivo component measuring apparatus as disclosed in
一方連続的にスペクトルを測定する場合、上述のような装置側変動要因に加えて、測定用のプローブと皮膚の関係における変動要因もある。つまり皮膚の表面は角質層で構成される皮溝・皮丘が存在し凹凸形状を形成している。この表面に測定用のプローブを接触させると、この皮膚の立体形状によりプローブの表面との間に空気層や皮脂、汗等が存在し、光の屈折率が変わるためスペクトル形状及び大きさが変動してしまうという問題がある。
つまり空気層等の存在により光の屈折率が変化し、スペクトルのベースラインを示す指標(1655nmの吸光度値)が大きく変動したり、水のスペクトルのベースラインからの高低差を示す指標(1449nmの吸光度値と1655nmの吸光度値の差)が急に大きくなったりする。
On the other hand, when the spectrum is continuously measured, in addition to the above-described device-side variation factors, there are also variation factors in the relationship between the measurement probe and the skin. In other words, the surface of the skin has skin grooves / cutaneous skin composed of stratum corneum and forms an uneven shape. When a measurement probe is brought into contact with this surface, there is an air layer, sebum, sweat, etc. between the surface of the probe due to the three-dimensional shape of the skin, and the refractive index of light changes, so the spectral shape and size change. There is a problem of end up.
In other words, the refractive index of light changes due to the presence of an air layer, etc., and the index indicating the spectrum baseline (absorbance value at 1655 nm) varies greatly, or the index indicating the difference in height from the baseline of the water spectrum (1449 nm The difference between the absorbance value and the 1655 nm absorbance value) suddenly increases.
そこで、この特許文献1に開示されている装置では、現象をできるだけ軽減するため、被験者の腕を角度調整可能な生体支持部で支持した状態で、付勢手段によって所定の圧力で測定用のプローブを被験者の腕(皮膚)に接触させ、皮丘部分に測定用プローブの接触面積を増す、つまり密着性を増加させ、測定用のプローブと皮膚表面に介在する影響を極力低減し、スペクトル変動を抑えて測定するようになっていた。この場合測定用のプローブを接触させる位置に案内させるためのプローブ受け台を粘着テープにより腕に貼り付け固定したり、或いはベルトによって腕に固定していた。
上述の特許文献1に開示されている装置のように付勢手段による付勢によって測定用のプローブを所定の圧力で接触させることで密着性を確保しても、腕は生体支持部上に載せているだけ或いは生体支持部上に載せて握り棒を握っているだけであるため、手首をはじめとする測定部周辺の生体が動きやすく、そのため筋肉や腱などの皮膚を支持する部分の形状が変化し、プローブ受け台も形状変化に追随し、そのため測定用のプローブの位置がずれ、たとえ200μm程度の微小なずれであってもスペクトルの指標は変動してしまうという問題があった。
Even if the adhesion is ensured by bringing the measurement probe into contact with a predetermined pressure by urging by the urging means as in the device disclosed in
つまり、近赤外光が皮膚の中に進入し生体情報を多く拾ってくる真皮層は、コラーゲンの繊維状物質の網目構造の間に、これらの間を埋めるISF(間質液)など水分をたっぷり含む基質が存在し、加圧により非常に動きやすい状態になっている。そしてこの基質には毛細血管から透過してくるグルコースなど、生体情報関連物質が多く存在し、スペクトルの形状に大きい影響を与えるのである。また、コラーゲンなど結合線維が密に網目状に並んでおり、皮膚の運動を司る重要な役割を果たしている網状層も光路に存在する物質であり、プローブの接触位置やプローブの接触角度によって光路の微妙な変化があり、それによりスペクトルの形状に大きい影響を与えるのである。 In other words, the dermis layer in which near-infrared light enters the skin and picks up a lot of biological information absorbs moisture such as ISF (interstitial fluid) that fills between the fibrous structures of collagenous fibrous materials. There is plenty of substrate, and it is very easy to move by pressurization. This substrate contains a large amount of biological information-related substances such as glucose that permeates from capillaries, which greatly affects the shape of the spectrum. In addition, collagen and other binding fibers are densely arranged in a mesh, and the mesh layer that plays an important role in controlling skin movement is also a substance present in the optical path. The optical path depends on the probe contact position and probe contact angle. There are subtle changes, which have a great influence on the shape of the spectrum.
そして生体内の成分濃度の変化とは無関係に、測定の過程でばらついたり、経時的に変動を起こると、これらスペクトルを用いて多変量解析にて成分濃度の定量をする際に定量精度が低くなってしまうという問題があった。 Regardless of changes in the concentration of components in the body, if the measurement process varies or changes over time, the accuracy of quantification is low when quantifying component concentrations in multivariate analysis using these spectra. There was a problem of becoming.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであって、生体スペクトルの経時的再現性が得られ、生体成分濃度の定量精度を高めることができる生体内成分測定用プローブ支持具及びそれを用いた生体内成分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 points, and provides a probe support for measuring in vivo components that can obtain the reproducibility of the biological spectrum over time and increase the quantitative accuracy of the concentration of biological components, and the probe support An object of the present invention is to provide an in-vivo component measuring apparatus using the above.
上述の目的を達成するために、請求項1の生体内成分測定用プローブ支持具の発明では、被験者の腕に装着する手段及び前記腕の表面に測定用のプローブを案内する貫通孔を有する腕固定体と、前記プローブの基準位置を定めるプローブ支持体と、該プローブ支持体との位置が固定された腕置き台とを備えるとともに、該腕置き台と前記腕固定体との間の位置関係を着脱可能に定める位置決め部を具備していることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of the probe support for measuring in vivo components according to
請求項1の生体内成分測定用プローブ支持具の発明によれば、生体内成分を測定する際に、被験者の腕に装着した腕固定体の腕置き台に対する位置関係を位置決め部によって定めることで、測定中の腕の動きを規定することができ、そのため腕置き台との位置が固定されたプローブ支持体により支持されているプローブを腕固定体の貫通孔を介して被験者の腕に対して押し当てる位置が安定して精度良い測定ができ、しかも腕に装着したまま腕固定体を腕置き台から外すことができるため、定期的に測定を行う際に、被験者は測定と測定との間に腕固定体を装着したまま他の活動することができ、また再度測定を行う際に位置決め部により腕置き台と腕固定体との位置関係が前回の測定の状態に精度良く位置決めできるので、生体である被験者の腕に対する測定用のプローブの接触圧力や接触位置などが測定毎に変化するのを低減し、その結果生体スペクトルの経時的再現性を得て、生体成分濃度の定量精度を高めることを可能とする。 According to the invention of the probe support for measuring the in vivo component of the first aspect, when measuring the in vivo component, the positional relationship of the arm fixing body mounted on the arm of the subject with respect to the arm rest is determined by the positioning unit. The movement of the arm during the measurement can be defined, so that the probe supported by the probe support whose position with the arm rest is fixed to the arm of the subject through the through hole of the arm fixed body Since the position to be pressed is stable and accurate, and the arm fixing body can be removed from the armrest while it is attached to the arm, the subject must be able to measure between measurements. It is possible to perform other activities while wearing the arm fixing body, and when the measurement is performed again, the positioning unit can accurately position the position of the arm rest and the arm fixing body in the previous measurement state. A living subject It is possible to reduce the change in the contact pressure and contact position of the probe for measurement with the arm of each measurement, and as a result, obtain the reproducibility of the biological spectrum over time and increase the quantification accuracy of the concentration of biological components. To do.
請求項2の生体内成分測定用プローブ支持具の発明では、請求項1の発明において、前記位置決め部は、互いに嵌合される1対の非円形の凹凸部により形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the positioning part is formed by a pair of non-circular uneven parts fitted to each other. To do.
請求項2の生体内成分測定用プローブ支持具の発明によれば、位置決め部が1箇所の凹凸部の嵌合により位置合わせを行うものであるので、腕置き台と腕固定体との位置決めが容易にでき、しかも凹凸部が非円形であるため、回転による位置ずれが起きないため、位置決め状態を保つことができる。
According to the invention of the probe support for measuring in-vivo components according to
請求項3の生体内成分測定用プローブ支持具の発明では、請求項1又は2の発明において、前記位置決め部は、前記腕置き台と前記腕固定体とをロックするとともに、前記腕置き台と前記腕固定体とを引き離す方向に所定値以上の力が加わったときにロックを解除するロック機構を備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the positioning unit locks the arm rest and the arm fixing body, and the arm rest and the arm support. A lock mechanism is provided for releasing the lock when a force of a predetermined value or more is applied in a direction in which the arm fixing body is pulled apart.
請求項3の生体内成分測定用プローブ支持具の発明によれば、位置決めされた状態を精度良く保つことができ、しかもロックを解除する場合も簡単に行える。
According to the invention of the probe support for measuring in-vivo components of
請求項4の生体内成分測定用プローブ支持具の発明では、請求項1乃至3の何れかの発明において、前記腕置き台に腕を置いた状態で手首角度を規定する握り部を備えていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the probe support for in vivo component measurement according to any one of the first to third aspects, further comprising a grip portion for defining a wrist angle with an arm placed on the arm rest. It is characterized by that.
請求項4の生体内成分測定用プローブ支持具の発明によれば、手首角度を規定することによって、腕固定体の貫通孔により案内されるプローブが押し当てられる位置付近の腕の筋肉の状態も再現することができ、より精度の良い測定ができる。
According to the invention of the probe support for measuring in vivo components according to
請求項5の生体内成分測定装置の発明では、請求項1乃至4の何れかの生体内成分測定用プローブ支持具と、生体内成分測定用プローブ支持具に装着された測定用のプローブに対して測定用光ファイバを介して近赤外光を送る光源と、前記プローブに一端が接続された受光用光ファイバにより受光され、他端から出射される反射光を、光学手段を介して受光する受光素子と、該受光素子で受光された反射光に含まれる生体信号であるスペクトルを解析することによって、生体内成分を算出する演算装置とを備えていることを特徴とする。
In the in-vivo component measuring device according to the fifth aspect, the in-vivo component measuring probe support according to any one of
請求項5の生体内成分測定装置の発明によれば、生体である被験者の腕に対する測定用のプローブの接触圧力や接触位置などが測定毎に変化するのを低減することができる生体内成分測定用プローブ支持具によって、生体スペクトルの経時的再現性を得て、生体成分濃度の定量精度が高い測定が行える。
According to the in-vivo component measuring apparatus of
本発明は、生体内成分を測定する際に、被験者の腕に装着した腕固定体の腕置き台に対する位置関係を位置決め部によって定めることで、測定中の腕の動きを規定することができ、そのため腕置き台との位置が固定されたプローブ支持体により支持されているプローブを腕固定体の貫通孔を介して被験者の腕に対して押し当てる位置が安定して精度良い測定ができ、しかも腕に装着したまま腕固定体を腕置き台から外すことができるため、定期的に測定を行う際に、被験者は測定と測定との間に腕固定体を装着したまま他の活動することができ、また再度測定を行う際に位置決め部により腕置き台と腕固定体との位置関係が前回の測定の状態に精度良く位置決めできるので、生体である被験者の腕に対する測定用のプローブの接触圧力や接触位置などが測定毎に変化するのを低減し、その結果生体スペクトルの経時的再現性を得て、生体成分濃度の定量精度を高めることができる。 The present invention can determine the movement of the arm during measurement by determining the positional relationship with respect to the arm rest of the arm fixing body attached to the arm of the subject when measuring the in vivo component, Therefore, the position where the probe supported by the probe support with its position fixed to the arm rest is pressed against the arm of the subject through the through hole of the arm fixing body can be measured stably and accurately. Since the arm fixing body can be removed from the arm stand while wearing on the arm, the subject may perform other activities while wearing the arm fixing body between measurements when performing regular measurements. In addition, when the measurement is performed again, the positioning unit can accurately position the positional relationship between the arm rest and the arm fixed body in the state of the previous measurement, so that the contact pressure of the measurement probe against the arm of the subject who is a living body Or contact It reduces the like location is changed for each measurement, the results obtained over time reproducibility of the biological spectrum, it is possible to improve the quantitative accuracy of the biological constituent concentration.
以下本発明を実施形態により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施形態1)
本実施形態は図1(a)に示すように支持具のベース体1上にプローブ支持体2を垂立固定するとともに、このプローブ支持体2に並行するようにベース体1上に腕置き台3を固定配置して、ベース体1を介してプローブ支持体2に対する腕置き台3の位置を固定してある。
(Embodiment 1)
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a
プローブ支持体2は、上端部に設けた手動操作部4の左右方向の回転を直線運動に変換する連動部(図示せず)を備え、この連動部により上下移動する移動体5を腕置き台3側の側面に露出させている。
The
この移動体5は圧力検出用のロードセル6を介してプローブ固定具7を固定支持し、腕置き台3の上方に位置するプローブ固定具7の端部に固定している測定用のプローブ8を腕置き台3方向に移動させたり、腕置き台3から離れる方向に移動させたりすることができるようになっている。
The
ロードセル6はプローブ8の先端を被験者の腕9に押し付けたときの力を検知するためのものであり、このロードセル6の検知圧力に基づいて手動操作部4の操作を行うことでプローブ8の腕9への押し付け力を一定とすることができるようになっている。
The
プローブ8は上端部には測定のために腕9の皮膚表面に照射する近赤外光を光源から送ってくるための発光用ファイバと生体内で反射した光を受光して装置側へ送るための受光用ファイバとからなる光ファイバ10の一端部を導入している。
The
腕置き台3は、図1(b)に示すように平面形状が長方形の扁平な台であって、長手方向が図1で示す腕9の断面に対して垂直方向、つまり腕9の伸展方向となるようにベース体1上に固定され、その中央部には後述する腕固定体11側の断面四角形の凸部12aと着脱自在に凹凸嵌合する断面四角形の凹部12bを設けてあり、これら一対の凹部12b,凸部12aで腕固定体11の腕置き台3に対する位置関係を定める位置決め部を構成している。尚凸部12a,凹部12bの断面形状は回転できない非円形の形状であれば良く、四角形等の多角形以外に楕円形でも良い。
The
腕固定体11は図2(a)に示すように、被験者の腕10の内側面に密接し易い下面に断面形状が略半円状の凹部13を形成した上側体3aと、この上側体3aとで腕9を挟み込むための下側体11bと、腕9へ装着するための手段である取り付けベルト14とで構成される。取り付けベルト14は上側体11aの一側面に一端を固定し、下側体11bの一側面から他側面側に貫通させたベルト本体14aと、上側体11aの他側面に一端を固定し他端に締め付け金具15を設けたベルト分体14bとからなる。
As shown in FIG. 2A, the
そして上側体11aにはプローブ8を上下方向に案内するための貫通孔16を設け、下側体11bの下面には図2(b)に示すように上述の凸部12aを突設してある。
The
而して本実施形態の生体内成分測定用プローブ支持具を用いた後述する生体内成分測定装置により生体内成分を測定するに当たっては、生体内成分測定用プローブ支持具から外した状態の腕固定体11を被験者の腕9に装着する。この場合被験者の腕9を腕固定体11の上側体11aと下側体11bとの間に挿通し、上側体11aの下面の凹書3に腕9の内側面を嵌め、また下側体11bの上面にパッド17(図1(a)参照)のような弾性体を介して腕9の外側面に押し当てた状態で取り付けベルト14を締め付け、図3(a)、(b)に示すように腕固定体11を腕9に装着する。
Thus, when measuring an in vivo component by an in vivo component measuring apparatus (to be described later) using the in vivo component measuring probe support of the present embodiment, the arm is fixed in a state removed from the in vivo component measuring probe support. The
ここで腕固定体11を固定する腕9の位置は生体の測定するための位置に対応させるのであるが、プローブ8を押し当てた際に体毛の影響を受けにくく、更に皮膚厚さ及び皮膚の表面状態の安定性良い点、また測定のしやすさなどから、前腕内側部の腕方向中心部領域に定めるのがよりよい。
Here, the position of the
さて被験者の腕9への腕固定体11を取り付けが終了すれば、生体内成分の測定を行うために、腕置き台3の上面の凹部12bに腕固定体11の下面の凸部12aを着脱自在に嵌合する。これにより腕置き台3に対して腕固定体11が位置決めされることになる。この位置決めは断面四角形の凹部12bと凸部12aとの嵌合によるため、腕固定体11は回転することができず、そのため腕9の動きなどの影響を受けず位置決め状態が保持される。
When the attachment of the
この腕固定体11を腕置き台3に対して位置決めした状態では、プローブ支持体2により支持されているプローブ8と腕固定体11の位置関係も、腕置き台3、プローブ支持体2を介して定まった状態であるので、手動操作部4を回転させて、プローブ8を下方移動させると、プローブ8は腕固定体11の貫通孔16内に入った後、貫通孔16に案内されながらその先端を腕9の測定位置の皮膚に接触させることになる。このときの接触圧が生体信号のS/N比を高く保って測定することができる所定範囲の圧力となるようにロードセル6の検知圧力に基づいてプローブ8を上下移動させながら調整する。勿論生体内成分測定装置側にロードセル6の検知圧力が所定範囲になったことを表示する手段を備えているものとする。
In a state where the
このようにしてプローブ8を所定圧力で腕9の測定位置に接触させることが完了すると、生体内成分の測定が行うことが可能となる。
When the
そして測定の終了した後、手動操作部4を回転操作してプローブ8をその先端が腕固定体11の貫通孔16より上方に位置するように移動させると、被験者は腕固定体11の凸部12aが腕置き台3の凹部12bから外れるように腕9を動かすことで可能となり、そのため腕9に腕固定体11を取り付け状態で、次の測定まで別の活動が行えることになる。そして再び測定を行うに際しては、上述のように腕固定体11の凸部12aを腕置き台3の凹部12bに嵌合させて腕固定体11を腕置き台3に対して位置決めした後、上述のようにプローブ8を下方移動させて、所定範囲の接触圧で腕9に接触させれば、同じ測定位置での生体内測定が行えることになる。
Then, after the measurement is completed, when the
尚本実施形態ではプローブ固定具7の上下移動を手動操作部4の回転操作により行うようにしているが、ステッピングモータを用い、ロードセル6の検知圧力に基づいてプローブ8の移動を自動的に制御するようにしてもよい。
(実施形態2)
実施形態1では腕置き台3をベース体1上に直接配置固定しているが、本実施形態は、図4(a)に示すようにベース体1上に立設した支持体30の上端に図4(b)、(c)に示すよう設けた円柱状軸部30aに対して回転自在に嵌め込む凹部3aを腕置き台3の下面に設けて、腕置き台3を支持体30の上端部に回動自在に取り付けたもので、軸部30aを中心に腕置き台3を回転させてその傾き角度を調整できるようにしたもので、図4(d)に示すように腕置き台3の外側面から凹部3a内の軸部30aの側面のねじ孔30bに先端部を螺入する角度調整用摘み31の締め付けにより傾き角度の調整後の状態が固定できるようになっている。
In this embodiment, the
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
つまり本実施形態は、腕6を楽における角度に腕置き台3の傾き角度を調節することができるのようにしたのである。
That is, in the present embodiment, the tilt angle of the
尚その他の構成、及び動作は実施形態1と同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
(実施形態3)
本実施形態は手動操作部の回転操作によりプローブ固定具7を上下移動させる駆動部の代わりに、図5(a)に示すようにプローブ支持体2の側面にステッピングモータ付きオートZ軸ステージ40を取り付け、このオートZ軸ステージ40の移動体5’にプローブ固定具7を取り付けたもので、ロードセル6の検知圧力からプローブ8の接触圧が所定範囲となるようにステッピングモータの回転を制御部(図示せず)で制御することができるようにしている。勿論プローブ8を上移動させる際もステッピングモータの回転を制御することにより行うようにしている。
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(Embodiment 3)
In this embodiment, instead of a drive unit that moves the
つまりプローブ8の移動を自動制御で行うことで、操作の手間を省くとともに、プローブ8の接触圧を常に精度良く設定できるようにした点に特徴がある。
In other words, the movement of the
尚その他の構成は実施形態2の同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。また本実施形態のステッピングモータ付きオートZ軸ステージ40を実施形態1に採用しても勿論良い。
(実施形態4)
本実施形態は、図5(b)に示すように、プローブ支持体2の側面に上下移動自在に取り付けられ、手動操作部4’の回転で上下移動する可動体50にステッピングモータ付きオートZ軸ステージ40とともにプローブ支持部側接触体51を取り付け、プローブ支持部側接触体51を腕固定体11の上面に接触させたり、離したりすることができるようにした点で実施形態3と相違するものである。そしてその特徴は測定時にプローブ支持部側接触部51を腕固定体11の上面に接触させ、腕固定体11を介して腕9の皮膚を上面から押し付けることで、測定中の皮膚状態を安定させ、スペクトルの測定を安定良くできる点にある。
Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Of course, the auto Z-
(Embodiment 4)
In this embodiment, as shown in FIG. 5B, an auto Z-axis with a stepping motor is attached to a
尚その他の構成は実施形態3の同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。また本実施形態のプローブ支持部側接触体51を実施形態1、2に採用しても勿論良い。
(実施形態5)
上記実施形態1〜4では腕置き台3の凹部12bに腕固定体11の凸部12aを嵌合して腕置き台3と腕固定体11の位置決めを行っているが、本実施形態は、腕固定体11を腕置き台3から引き離すための力が所定値以上加わったときのみロック状態が解除され、それ以外のときには位置決め状態を保持するロック機構を設けた点に特徴があり、何れの実施形態においても採用できるものである。
Since other configurations are the same as those of the third embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Of course, the probe support
(Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, the
つまり腕固定体11側では、図6(a)に示すように下側体11bの下面に設けた凸部12aの両側側面に半球状の係合凹部60aを設け、他方図6(b)に示すように凸部12aを嵌合する腕置き台3の凹部12bの両側内面には出没自在にボール状キー部60bを突出させている。このボール状キー部60bは図6(c)に示すように凹部12の両側の腕置き台3内に設けた溝部61に内装したコイルスプリング62の先端に取り付けられて常時奥部12a内に向けて付勢されており、腕固定体11の凸部12aが凹部12bに嵌合される場合には凸部12aの外側面により押されてボール状キー部60bが溝部61内に押し込まれ、係合凹部60aがキー部60bに対向する位置まで凸部12aが凹部12b内を移動したときにキー部60bがコイルスプリング62の付勢力で係合凹部60aに嵌り、凸部12aと凹部12bの嵌合状態をロックするのである。つまり係合凹部60aとキー部60bとでロック機構を構成する。
That is, on the
一方腕固定体11を腕置き台3から引き離す方向に動かそうとした場合、引き離し方向に移動しようとする凸部12b側の係合凹部60aの内面からキー部60bが受けるコイルスプリング62方向の分力がコイルスプリング62の付勢力よりも大きいと、キー部60bを溝部61内へ押し込みながら移動することができることになる。つまりロック状態が解除され、最終的には凸部12aが凹部12bから抜け出て腕固定体11は腕置き台3から離れることになるのである。
On the other hand, when trying to move the
本実施形態のロック機構を採用すれば、位置決めされた状態を精度良く保つことができ、しかも腕固定体11を腕置き台3から引き離す方向の力をコイルスプリング62の付勢力に抗する程度に大きくするだけでロック状態を解除できる。
(実施形態6)
本実施形態は、図7(a)、(b)に示すように腕置き台3に腕固定体11を位置決めして腕9を置いた状態で手首9aの角度を規定する握り部70を付設したものである。この握り部70はベース体1上に垂立させた支持体71と、支持体71に一端が固定支持され、腕置き台3に腕個体3を位置決めして腕9を置いた状態で握れるように横方向に伸びた握り棒72とで構成している。尚その他の構成は上記の何れの実施形態の構成でも良いので、ここでは図示しない。
If the lock mechanism of the present embodiment is employed, the positioned state can be maintained with high accuracy, and the force in the direction in which the
(Embodiment 6)
In this embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
而して本実施形態では、測定時に腕置き台3に腕個体3を位置決めして腕9を置いた状態で、握り部70の握り棒72を被験者に握って貰うことにより、手首9aの角度を規定することができるのである。そのため、測定の度にプローブ8を案内する腕固定体11の貫通孔16付近の筋肉の状態を再現することが可能となる。つまり、プローブ8と皮膚の接触する角度やプローブ8が皮膚に進入する深さなどが、測定毎に変動するのを低減することができ、皮膚内部を通る光の経路を安定に得られるのである。
Thus, in this embodiment, when the
尚握り部7は、図8(a)に示すように、ベース体1に垂立された支持体71と、上記の握り棒72と同様に一端が固定支持されて横方向に延びた固定体73と、この固定体73の上部に固定されたジョイント74と、このジョイント74の両端にベルト75、75を介して両端が連結された握り棒72’とで構成しても良い。
As shown in FIG. 8A, the
また被験者の個人差に対応できるように握り部70の握り棒72’の位置を調整できる構成としても良い。例えば図8(b)に示すようジョイント74の基部に貫通孔74aを設け、この貫通孔74aに固定体73を貫挿させることで、ジョイント74を固定体73の両端方向、つまり腕9の伸展方向に対して直交する方向に移動自在とし、これにより同方向の握り棒72’の位置を被験者の個体差に対応させる。この移動位置は、ジョイント74の下部から貫通孔74aに連通させたねじ孔74bに螺入した固定用ねじ76の先端を固定体73に締め付けることで固定する。また支持体71の位置を腕9の伸展方向に移動させて調整ができるように、支持体71の下部を支持するスライド機構を備えた基台77を介してベース体1に固定し、腕9の伸展方向に対する支持体71,つまり握り棒73の位置を調整できるようしてある。この移動位置は、基台77の側面から螺入した固定用ねじ78で支持体71の下部を締め付けることで固定できるようなっている。
Moreover, it is good also as a structure which can adjust the position of the grip bar 72 'of the
更に固定体73の一端に円筒部73aを設けこの円筒部73aの貫通孔に円柱状の支持体71を貫挿させ、支持体71を中心として固定体73を水平方向に回転自在とするとともに、上、下方向に移動自在としてあり、固定体73の高さ位置、つまり握り棒73の高さ位置を調整でき、且つ水平方向の回転と、ジョイント74の移動と、支持体71の移動とを複合することで、被験者の個人差に細かく対応できるようになっている。この高さ位置及び回転位置は、円筒部73aの側面から螺入した固定用ねじ79で支持体71を締め付けることで固定できるようなっている。
(実施形態7)
上述の実施形態1〜6の何れかの生体内成分測定用プローブ支持具を用いた生体内成分測定装置の本実施形態を図9により簡単に説明する。尚本装置は上述の特許文献1に開示された装置と基本的には同じであるが、実施形態1〜6の何れかの生体内成分測定用プローブ支持具を採用した点で相違する。
Furthermore, a
(Embodiment 7)
This embodiment of the in-vivo component measuring apparatus using the in-vivo component-measuring probe support according to any of the first to sixth embodiments will be briefly described with reference to FIG. This apparatus is basically the same as the apparatus disclosed in
図9中、100はハロゲンランプなどの光源、101は拡散板、102はピンホール、103はレンズであり、光源100から発光された近赤外光は拡散板101、ピンホール102、レンズ103を通過して光入射体104に入射されるようになっている。光入射体104には発光側光ファイバ105の一端とリファレンス用発光側光ファイバ106の一端が接続してある。発光側光ファイバ105の他端は本発明の生体内成分測定用プローブ支持具のプローブ固定具7に固定された測定用のプローブ8に接続してあり、リファレンス用発光側光ファイバ106の他端はリファレンス用のプローブ107に接続してある。またプローブ8には受光側光ファイバ108の一端が接続してあり、リファレンス用のプローブ107にはリファレンス用受光側光ファイバ109の一端が接続してある。受光側光ファイバ108の他端は受光側光出射体110に接続してあり、リファレンス用受光側光ファイバ109の他端はリファレンス用受光側光出射体111に接続してある。
In FIG. 9,
そして、人体の腕9の表面にプローブ8の先端面を所定圧力で接触させた状態で、光源100を発光させると、光源100から光入射体104に入射した近赤外光は、発光側光ファイバ105内を伝達され、プローブ8の先端から腕9の表面に照射される。腕9に照射されたこの測定光は生体内で反射や拡散した後に反射光がプローブ8の先端から受光側光ファイバ108に受光される。受光されたこの光は受光側光ファイバ108を伝達され、受光側光出射体110から出射される。受光側光出射体110から出射された光は、レンズ112を通して回折格子113に入射して分光された後、反射光の検出手段である受光素子114において検出される。そして受光素子114で検出された光信号はA/Dコンバーター115でAD変換された後、パーソナルコンピュータなどの演算装置116に入力され、検出された光信号中の生体信号であるスペクトルを解析することによって、血糖値などを算出する。尚スペクトルの算出方法は上述の特許文献1に開示されている方法など周知の方法を用いるとよいので省略する。
When the
また周囲の環境温度の変動や光学部品の位置関係などによって、照射光が変動を来し、測定される反射光のスペクトルに影響を与える(形の変化、大きさレベルの変化)おそれがあるので、この変動を補正する必要がある。このためにセラミック板など基準板117を反射したリファレンス光を測定し、これを基準光として補正を行うようにしている。すなわち、光源100から光入射体104に入射した近赤外光をリファレンス用プローブ107の先端から基準板117の表面に照射する。基準板117に照射された光の反射光がリファレンス用プローブ107の先端からリファレンス用受光側光ファイバ109に受光されると、このリファレンス光はリファレンス用受光側光ファイバー101を通してリファレンス用受光側光出射体1113から出射される。上記の受光側光出射体110とレンズ112の間、及びこのリファレンス用受光側光出射体111とレンズ112の間にはそれぞれシャッター118a,118bを配置しており、シャッター118a,118bが選択的に開閉することによって受光側光出射体110からの光とリファレンス用受光側光出射体111からの光のいずれか一方が選択的に通過するようになっている。そしてリファレンス用受光側光出射体111からのリファレンス光を検出することによって、これを基準光として、周囲の環境温度や光学部品の位置関係などによる変動を補正することができるのである。
Also, depending on the ambient temperature fluctuation and the positional relationship of the optical components, the irradiation light may fluctuate and affect the measured reflected light spectrum (change in shape, change in size level). This variation needs to be corrected. For this purpose, the reference light reflected from the
次に本装置に握り部70を付設している生体内成分測定用プローブ支持具(以下支持具Aという)と、握り部70を備えていない生体内成分測定用プローブ支持具(以下支持具Bという)と、腕固定部11と腕置き台3との間の位置を定めるための位置決め部がなく、また握り部70を設けていない比較のための生体内成分測定用プローブ支持具(以下支持具C)とを用いて評価のための生体内成分測定を行った。
Next, an in vivo component measurement probe support (hereinafter referred to as support A) provided with a
この生体内成分測定は、被験者の腕9に取り付けてある腕固定体11を1時間毎に各生体内成分測定用プローブ支持具の腕置き台3に凹凸嵌合で結合して測定を行い、測定の終了の度に腕9に取り付けたままで腕固定体11を生体内成分測定用プローブ支持具から外し、次の測定まで被験者に待機して貰った。
This in-vivo component measurement is performed by connecting the
そして1回の測定は3回のスペクトル測定を3分間隔で行い、その3回のスペクトル測定は、1回毎のスペクトル測定の度にプローブ8を昇降移動させて、皮膚へ接触させたり離したりして測定した。そして3回のスペクトル測定中は、腕を所定の位置から動かさないように意識して行った。
One measurement is performed three times at three minute intervals, and the third spectrum measurement is performed by moving the
尚3分間隔としたのは、1回のスペクトル測定のために、プローブ8を腕9に接触させてから、次の4に示す所定の圧力を腕にかけるための時間と、所定の圧力をかけてから皮膚状態が安定するための時間と、2に示したようにプローブ8を昇降移動させるための時間を十分に配慮するためである。
The interval of 3 minutes is set so that the time required for applying the predetermined pressure shown in the following 4 to the arm after the
また用いたプローブ8は、腕接触面が直径4mmの円筒状のプローブであり、腕9への接触圧力は、60gfとし、接触圧力は、ロードセル6の検知圧力によって管理した。
The
そしてスペクトルは、1430nmから1900nmの範囲で測定した。またそのスペクトルの安定性は、1655nmの値(以下、ベースライン)と、1449nmの値から1655nmの値を差し引いた値(以下、水ピーク高さ)と、1725岬の値から1655nmの値を差し引いた値(以下、脂肪ピーク高さ)とで比較した。 The spectrum was measured in the range of 1430 nm to 1900 nm. Moreover, the stability of the spectrum is obtained by subtracting the value of 1655 nm from the value of 1655 nm (hereinafter referred to as the baseline), the value obtained by subtracting the value of 1655 nm from the value of 1449 nm (hereinafter referred to as the water peak height), and the value of 1725 Cape. (Hereinafter referred to as fat peak height).
以上の支持具A〜Cを用いた測定結果は図10(a)〜(c)に示すようになった。尚(イ)はベースライン、(ロ)は水ピーク高さ、(ハ)は脂肪ピーク高さを示す。 The measurement results using the above supports A to C are as shown in FIGS. (A) indicates the baseline, (B) indicates the water peak height, and (C) indicates the fat peak height.
この結果から判るようにスペクトルの安定性は、図10(a)に示すように支持具Aが一番安定し、次いで図9(b)に示す支持具Bが安定し、一番安定しなかったのは図10(c)に示す支持具Cであった。つまりこれらの結果は、同じ生体内成分測定装置を用いても、本発明に係る生体内成分測定用プローブ支持具(支持具A,B)を採用した場合の方が支持具Cを採用した場合に比べて、測定時の腕の位置の再現性が高いことを示している。 As can be seen from this result, the stability of the spectrum is most stable in the support A as shown in FIG. 10A, and then the support B shown in FIG. The support C was shown in FIG. In other words, these results show that even when the same in-vivo component measuring device is used, the in-vivo component-measuring probe support tool (support tools A and B) according to the present invention is used when the support tool C is used. It shows that the reproducibility of the arm position at the time of measurement is higher than that of.
1 ベース体
2 プローブ支持体
3 腕置き台
4 手動操作部
5 移動体
6 ロードセル
7 プローブ固定具
8 プローブ
9 腕
10 光ファイバ
11 腕固定体
11a 上側体
11b 下側体
12a 凸部
12b 凹部
13 凹所
14 取り付けベルト
16 貫通孔
17 パッド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
5. The near-infrared light is transmitted to the in-vivo component measurement probe support according to claim 1 and the measurement probe mounted on the in-vivo component measurement probe support via a measurement optical fiber. A light source to be sent; a light receiving element that receives light reflected by the light receiving optical fiber having one end connected to the probe and is emitted from the other end through optical means; and reflected light received by the light receiving element An in-vivo component measuring apparatus comprising: an arithmetic device that calculates in-vivo components by analyzing a spectrum that is a bio-signal included in the in-vivo signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005187235A JP2007000543A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Biological component measuring probe supporter and biological component measuring device using the same |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=37686673
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007000543A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008245741A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Sysmex Corp | Biological component measuring device |
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2005
- 2005-06-27 JP JP2005187235A patent/JP2007000543A/en not_active Withdrawn
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