JP2010230663A - 成分測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共焦点光学系を介してレーザー光を測定対象の内部組織に照射し、前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する受光素子から出力されるデータに基づき前記測定対象の成分の測定を行うように構成された成分測定装置において、前記受光素子は、少なくとも中心領域の受光体とその外周領域の受光体が電気的に分離するように設けられたことを特徴とするもの。
【選択図】図1
Description
図15において、レーザーダイオード1から出力されるレーザー光は、コリメートレンズ2で平行光に整形され、コリメートレンズ2の光軸に対してほぼ45°の傾斜を有する状態で配置されたハーフミラー3に入射される。なお、レーザーダイオード1としては、たとえばグルコースの吸収が比較的大きい1600nm〜1700nmの波長領域のレーザー光を出力できる可変波長レーザーを用いる。
共焦点光学系を介してレーザー光を測定対象の内部組織に照射し、前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する受光素子から出力されるデータに基づき前記測定対象の成分の測定を行うデータ解析部を有する成分測定装置において、
前記受光素子は、少なくとも中心領域の受光体とその外周領域の受光体が電気的に分離するように設けられたことを特徴とするものである。
前記測定対象の内部組織により反射された反射光の焦点位置に、ピンホールを有する受光素子が設けられたことを特徴とする。
前記レーザーは、波長可変光源であることを特徴とする。
前記共焦点光学系と前記測定対象とを相対的に3次元的に移動させる移動駆動機構を設けたことを特徴とする。
前記測定対象の成分は、血液内のグルコースであり、
前記データ解析部は、前記受光素子から出力されるデータに基づいて前記測定対象の内部組織中の前記グルコースによる吸光度を測定して前記グルコースの濃度の定量を行い、血糖値を測定することを特徴とする。
前記レーザーから出射されるレーザー光の光束を拡大する手段を設けたことを特徴とする。
前記レーザーの出力光を測定対象表面に照射する光ファイバと、
この光ファイバの照射に基づく測定対象の表面における反射光を検出する第2の受光素子と、
この第2の受光素子の検出信号に基づき前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動するレーザー駆動回路、
を設けたことを特徴とする。
前記データ解析部は、前記第2の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づいて前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記レーザー駆動回路は、前記第2の受光素子および第3の受光素子の検出信号の少なくともいずれかに基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする。
前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記データ解析部は、前記第2の受光素子および第3の受光素子の検出信号の少なくともいずれかで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記データ解析部は、
前記第2の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した第1の規格化信号と、前記第3の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した第2の規格化信号を線形結合したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
前記レーザー光の光路に設けられたハーフミラーで反射された反射光を検出する第4の受光素子を設け、
前記レーザー駆動回路は、前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号の少なくともいずれかに基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする。
前記データ解析部は、前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号の少なくともいずれかで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
前記データ解析部は、前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号のそれぞれで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した規格化信号を線形結合したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
前記レーザー駆動回路は、前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号に含まれる散乱光成分に基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする。
前記データ解析部は、
前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子全体の検出信号をこの受光素子の検出信号に含まれる散乱光成分に基づき除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする。
2 コリメートレンズ
3 ハーフミラー
4 対物レンズ
5 集光レンズ
6 ピンホール
7、14、18 受光素子
8、16、17、19 A/D変換器
9 データ解析部
10 マルチプレクサ
11 平凸レンズ
12 ピンホール付き受光素子
13 光ファイバ
15 レーザーダイオード駆動回路
Claims (16)
- 共焦点光学系を介してレーザー光を測定対象の内部組織に照射し、前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する受光素子から出力されるデータに基づき前記測定対象の成分の測定を行うデータ解析部を有する成分測定装置において、
前記受光素子は、少なくとも中心領域の受光体とその外周領域の受光体が電気的に分離するように設けられたことを特徴とする成分測定装置。 - 前記測定対象の内部組織により反射された反射光の焦点位置に、ピンホールを有する受光素子が設けられたことを特徴とする請求項1記載の成分測定装置。
- 前記レーザーは、波長可変光源であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の成分測定装置。
- 前記共焦点光学系と前記測定対象とを相対的に3次元的に移動させる移動駆動機構を設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の成分測定装置。
- 前記測定対象の成分は、血液内のグルコースであり、
前記データ解析部は、前記受光素子から出力されるデータに基づいて前記測定対象の内部組織中の前記グルコースによる吸光度を測定して前記グルコースの濃度の定量を行い、血糖値を測定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の成分測定装置。 - 前記レーザーから出射されるレーザー光の光束を拡大する手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の成分測定装置。
- 前記レーザーの出力光を測定対象表面に照射する光ファイバと、
この光ファイバの照射に基づく測定対象の表面における反射光を検出する第2の受光素子と、
この第2の受光素子の検出信号に基づき前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動するレーザー駆動回路、
を設けたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の成分測定装置。 - 前記データ解析部は、前記第2の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づいて前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項7記載の成分測定装置。
- 前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記レーザー駆動回路は、前記第2の受光素子および第3の受光素子の検出信号の少なくともいずれかに基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする請求項7記載の成分測定装置。 - 前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記データ解析部は、前記第2の受光素子および第3の受光素子の検出信号の少なくともいずれかで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項7に記載の成分測定装置。 - 前記レーザーとしてその出力光をモニタする第3の受光素子が内蔵されたものを用い、
前記データ解析部は、
前記第2の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した第1の規格化信号と、前記第3の受光素子の検出信号で前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した第2の規格化信号を線形結合したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項7に記載の成分測定装置。 - 前記レーザー光の光路に設けられたハーフミラーで反射された反射光を検出する第4の受光素子を設け、
前記レーザー駆動回路は、前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号の少なくともいずれかに基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の成分測定装置。 - 前記データ解析部は、
前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号の少なくともいずれかで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項12に記載の成分測定装置。 - 前記データ解析部は、
前記第2の受光素子と第3の受光素子および第4の受光素子の検出信号のそれぞれで前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号を除算した規格化信号を線形結合したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項12に記載の成分測定装置。 - 前記レーザー駆動回路は、前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子の検出信号に含まれる散乱光成分に基づき、前記レーザーの出力光強度を所定の値に維持するように駆動することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の成分測定装置。
- 前記データ解析部は、
前記測定対象の内部組織により反射された反射光を前記共焦点光学系を介して検出する前記受光素子全体の検出信号をこの受光素子の検出信号に含まれる散乱光成分に基づき除算して規格化したデータに基づき、前記測定対象の成分の測定を行うことを特徴とする請求項15に記載の成分測定装置。
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