JP2012034824A - Interface member and interface member peeling mechanism - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interface member for performing organism light irradiation and detection, which fixes an optical probe and also creates an optically excellent state by adjusting the optical characteristic values of an organism tissue and an optical member even concerning long-term light measurement and light irradiation.SOLUTION: The interface member is used for fixing the optical probe, which irradiates a living body with light or detects light, onto the surface of the living body. The interface member includes: a base member 31, which has an adherence property on both surfaces of a probe adhering surface 31a for fixing and holding the optical probe and an organism adhering surface 31b to be fixed on the surface of the living body; and an optical characteristic matching part 32, of which the thickness is ≥5 μm and ≤50 μm and the refractive index is ≥1.3 and ≤1.6 and which is provided at a position 35 corresponding to the light irradiation part or detection part of the base member 31, to match the refractive index of light between the optical probe and the living body. The base member 31 is integrally constituted with the optical characteristic matching part 32.

Description

本発明は、紫外、可視、近赤外、赤外光を生体に照射あるいは検出する際に用いる光学式プローブを生体に固定するためのインターフェース部材に関するもので、光学式プローブを安定に生体表面に固定するとともに、光学式プローブの光照射あるいは検出部分を構成する光ファイバやガラスカバー、プラスチックカバー等の光学部材と生体表面との間に介在し、光照射あるいは検出状態を安定化させるための生体光照射検出用のインターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構に関する。   The present invention relates to an interface member for fixing an optical probe used for irradiating or detecting ultraviolet light, visible light, near infrared light, or infrared light to a living body. A living body that is fixed and is interposed between an optical member such as an optical fiber, a glass cover, and a plastic cover that constitute a light irradiation or detection portion of the optical probe and the surface of the living body, and stabilizes the light irradiation or detection state. The present invention relates to an interface member for detecting light irradiation and an interface member peeling mechanism.

特に、数時間から数日程度の長期にわたり生体表面に光学式プローブを装着する際の光学部材と生体表面の状態を光学的に安定化させるものであり、光学的な手法により生体計測に用いる測定用プローブや、光照射により生体のケアや治療を行う機器の照射プローブを生体表面に固定するための生体光照射検出用のインターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構に関する。   In particular, it optically stabilizes the state of the optical member and the surface of the living body when the optical probe is mounted on the surface of the living body over a long period of time ranging from several hours to several days. The present invention relates to an interface member for detecting detection of living body light and an interface member peeling mechanism for fixing an irradiation probe of a device for performing care and treatment of a living body by light irradiation to a living body surface.

近年、糖尿病患者の血糖値を管理するため、血糖値測定及び血糖値モニタリングに対するニーズが高まっている。更に、集中治療室(ICU)において血糖値を適切な範囲に管理することで、死亡率の低下及び合併症の発生率の低下等の効果が医学的に実証されている。   In recent years, in order to manage the blood glucose level of diabetic patients, there is an increasing need for blood glucose level measurement and blood glucose level monitoring. Furthermore, by managing the blood glucose level in an appropriate range in the intensive care unit (ICU), effects such as a decrease in mortality and a decrease in the incidence of complications have been medically demonstrated.

血糖値の測定手法としては、次の二つに大別できる。一つは、採血した血液を用い、グルコースオキシダーゼ等の酵素反応を利用して定量する侵襲的手法がある。侵襲的手法としては、グルコースオキシダーゼ(GOD)法やグルコース脱水素酵素(GDH)法などの酵素電極法や、ヘキソキナーゼ(HX)法などの酵素比色法がある。そして、もう一つは、採血のような身体を傷付ける操作を行わないで、生体から得られる何らかの情報をもとに血糖値を推定する非侵襲的手法がある。   There are two main methods for measuring blood glucose levels. One is an invasive technique in which blood is collected and quantified using an enzyme reaction such as glucose oxidase. Invasive methods include enzyme electrode methods such as glucose oxidase (GOD) method and glucose dehydrogenase (GDH) method, and enzyme colorimetric methods such as hexokinase (HX) method. The other is a non-invasive technique for estimating blood glucose levels based on some information obtained from a living body without performing an operation such as blood collection to damage the body.

非侵襲的に血糖値を推定する手法としては様々なものが提案されており、その中でも近赤外光を用いる手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。近赤外光により非侵襲的に血糖値を測定する手法は、生体組織に近赤外光を照射し、生体組織内を拡散反射した光を測定し、得られる信号やスペクトルから血糖値の定性・定量分析を行う手法である。   Various methods for non-invasively estimating blood glucose levels have been proposed, and among them, a method using near infrared light is known (for example, see Patent Document 1). The method of non-invasively measuring blood glucose levels using near-infrared light irradiates living tissue with near-infrared light, measures the light diffusely reflected inside the living tissue, and qualitatively determines the blood glucose level from the signals and spectrum obtained.・ This is a method for quantitative analysis.

非侵襲的に血糖値を推定する手法は、患者に負担をかけず血糖値を測定できるため、そのニーズは高く、測定手法としても様々なものが提案されている。しかし、推定精度や信頼性に課題を残しており、今の時点で日本国の薬事承認や米国のFDA認可を得た製品はない。つまり、非侵襲的に血糖値を推定する手法は、上記近赤外分光法に限らず、どの手法においても測定した信号中に含まれる血糖値の代用特性となる信号が外乱信号と比較して非常に小さいため、外乱の影響を強く受ける。そのため、本質的に誤差が大きくなる要因を測定手法に内在している。したがって、非侵襲的手法は、侵襲的手法に比べ推定精度や信頼性に劣ることはある程度仕方がない。しかしながら、非侵襲的手法は生体を傷付けずに測定できるため、頻回測定や連続測定が可能である。血糖値管理を行う上でこの頻回測定や連続測定は非常に重要な特徴であり、特定の用途では推定精度や信頼性に劣るという欠点を補い得る可能性を有する。   The technique for estimating blood glucose level non-invasively can measure blood glucose level without imposing a burden on the patient. Therefore, the needs are high, and various measurement techniques have been proposed. However, there are still problems with estimation accuracy and reliability, and there are no products that have obtained Japanese regulatory approval or US FDA approval at this time. In other words, the method for non-invasively estimating the blood glucose level is not limited to the near-infrared spectroscopy, but a signal serving as a substitute characteristic of the blood glucose level included in the signal measured by any method is compared with the disturbance signal. Because it is very small, it is strongly affected by disturbances. For this reason, the measurement method inherently causes a large error. Therefore, the non-invasive technique is inferior to some extent inferior in estimation accuracy and reliability as compared to the invasive technique. However, since the noninvasive method can measure without damaging the living body, frequent measurement and continuous measurement are possible. This frequent measurement and continuous measurement are very important features in blood glucose level management, and there is a possibility that it may compensate for the disadvantage of poor estimation accuracy and reliability in a specific application.

非侵襲的手法によって頻回測定や連続測定を行う場合には、生体表面に光学式プローブを装着する必要がある。光学式プローブを生体表面に固定する方法としては、結束バンド、片面テープ、クリップ、ヘルメット状の保持具等により生体に束縛する手法と、両面テープを介在させ生体表面に貼り付ける手法が代表的な手法である。   When performing frequent measurement or continuous measurement by a non-invasive technique, it is necessary to attach an optical probe to the surface of the living body. Typical methods for fixing an optical probe to the surface of a living body include a method of binding to a living body with a binding band, a single-sided tape, a clip, a helmet-shaped holder, etc., and a method of attaching a double-sided tape to the surface of a living body. It is a technique.

生体に光学式プローブを束縛する手法の代表的な例として医療用パルスオキシメータのセンサ部分がある。図7に示したディスポーザブルセンサの一例は、成人の指に光学部材である受発光素子を装着させるもので、樹脂に封入された受光素子1及び発光素子2は片面のサージカルテープ3に貼りつけられており、使用時には剥離紙4をはがし、図8のようにサージカルテープ3を指に巻きつけることで、簡単に受光素子、発光素子を指6を介して対向するように固定させることができる。また、このディスポーザブルセンサは使用終了後毎に廃棄されるため、装着準備が容易で、素子劣化に関するようなメンテナンスや光学プローブの清掃等が不要であり、一度使用したセンサを他の患者が使用することがなく衛生的であるという利点を有する。   A typical example of a technique for binding an optical probe to a living body is a sensor portion of a medical pulse oximeter. An example of the disposable sensor shown in FIG. 7 is one in which a light receiving / emitting element as an optical member is attached to an adult finger. The light receiving element 1 and the light emitting element 2 encapsulated in resin are attached to a single-sided surgical tape 3. In use, the release paper 4 is peeled off, and the surgical tape 3 is wound around the finger as shown in FIG. 8, so that the light receiving element and the light emitting element can be easily fixed to face each other via the finger 6. In addition, since this disposable sensor is discarded every time it is used, it is easy to prepare for wearing, and there is no need for maintenance related to element deterioration or cleaning of the optical probe. Other patients use the sensor once used. And has the advantage of being hygienic.

両面テープを介在させ光学式プローブを生体表面に貼り付ける手法の例としては両面テープを用いたレーザードップラー流速計の測定用プローブの固定方法がある。図9に示した測定用プローブは、成人の指に光学部材である受発光用光ファイバ端部9を両面テープ7を用いて固定するもので、両面テープ7は端部9の受発光部分がテープにかぶらないように、中心部分をくり貫いてドーナツ状の形状をしている。   As an example of a method for attaching an optical probe to the surface of a living body through a double-sided tape, there is a method for fixing a measurement probe of a laser Doppler velocimeter using a double-sided tape. The measurement probe shown in FIG. 9 is one in which an optical fiber end portion 9 for receiving and emitting light, which is an optical member, is fixed to an adult finger by using a double-sided tape 7. It has a donut shape that cuts through the center so that it does not hang over the tape.

しかしながら、上記に示した光学プローブの固定方法は、光学プローブを生体表面に固定することを主目的とするものであり、光学部材と皮膚表面の光学特性、すなわち屈折率や散乱による悪影響を軽減させ光の入出力を安定させるような工夫は施されていない。   However, the optical probe fixing method described above is mainly intended to fix the optical probe to the surface of the living body, and reduces the adverse effects due to the optical characteristics of the optical member and the skin surface, that is, the refractive index and scattering. There is no device that stabilizes the input and output of light.

光学部材と皮膚表面の光学特性を調整し、光の入出力を向上させる手法として、生体組織と光学部材との間に鉱物油等の屈折率整合材(マッチング材)を介在させる手法が知られている。この手法は、屈折率が1.45程度のガラス材と1.37程度の生体組織の間に空気層(屈折率1)ができないように鉱物油(屈折率1.48)等を介在させる手法で、空気層との屈折率差が大きいことに起因する反射光を低減することで良好な光の入出力を得る方法である。液体である鉱物油は表面張力等により生体組織とガラス材の間に素早く流入し両者の空隙を埋めるため、生体組織とガラス材に近い屈折率を有する液体が両者間に介在することになり、生体への光照射あるいは生体からの光検出の状態を向上させることができる。しかしながら、この手法は短時間でのワンショット的な測定あるいは光照射には有効であるが、長時間における測定あるいは光照射については鉱物油による皮膚組織の変性、鉱物油の生体組織への取込み、空気中への気化等の様々な要因により測定状態が変化し、安定した光の入出力状態が維持できない。   As a technique for adjusting the optical characteristics of the optical member and the surface of the skin and improving the input / output of light, a technique is known in which a refractive index matching material (matching material) such as mineral oil is interposed between the living tissue and the optical member. ing. In this method, mineral oil (refractive index 1.48) or the like is interposed so that an air layer (refractive index 1) cannot be formed between a glass material having a refractive index of approximately 1.45 and a living tissue having a refractive index of approximately 1.37. Thus, it is a method of obtaining good light input / output by reducing reflected light caused by a large difference in refractive index from the air layer. Mineral oil, which is a liquid, quickly flows between the living tissue and the glass material due to surface tension, etc., and fills the gap between both, so a liquid having a refractive index close to that of the living tissue and the glass material is interposed between the two. The state of light irradiation to the living body or light detection from the living body can be improved. However, this method is effective for one-shot measurement or light irradiation in a short time, but for long-time measurement or light irradiation, the skin tissue is denatured by mineral oil, the mineral oil is taken into the living tissue, The measurement state changes due to various factors such as vaporization into the air, and a stable light input / output state cannot be maintained.

特開2006−087913号公報JP 2006-087913 A

従来の光学式プローブの固定方法は、光学式プローブを生体表面に固定することが主な目的であり、光学式プローブで照射あるいは検出される紫外、可視、近赤外、赤外光の入出力状態を安定させるような工夫はほとんど施されていない。また、生体組織と光学部材の屈折率を調整し光学的に良好な状態を作り出す手法として用いられる鉱物の屈折率整合材(マッチング材)等を介在させる手法は長時間における光計測や光照射については安定した入出力を得られない。   The conventional method of fixing an optical probe is mainly to fix the optical probe to the surface of a living body, and input / output of ultraviolet, visible, near infrared, and infrared light irradiated or detected by the optical probe. There has been little ingenuity to stabilize the state. Also, the method of interposing a mineral refractive index matching material (matching material) used as a technique to adjust the refractive index of living tissue and optical members to create an optically good state is about light measurement and light irradiation for a long time Cannot obtain stable input / output.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、光学式プローブを固定するとともに、長時間の光計測や光照射についても生体組織と光学部材の光学特性値を調整し光学的に良好な状態を作り出すことが可能な生体光照射検出用のインターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and fixes an optical probe and adjusts the optical characteristic values of a living tissue and an optical member for long-time optical measurement and light irradiation. It is an object of the present invention to provide an interface member for detecting detection of living body light and an interface member peeling mechanism capable of producing an optically good state.

本発明の態様に係るインターフェース部材は、光を生体に照射あるいは検出する光学式プローブを生体表面に固定するために利用するインターフェース部材であって、光学式プローブを固定保持するプローブ貼付面と生体表面に固定する生体貼付面の両面に粘着性を有するベース部材と、ベース部材の光の照射部あるいは検出部に対応する位置に設けられ、厚さが5μm以上50μm以下であり、屈折率が1.3以上1.6以下であって、光学式プローブと生体間における光の屈折率を整合する光学特性整合部とを備え、ベース部材と光学特性整合部が一体として構成されていることを要旨とする。   An interface member according to an embodiment of the present invention is an interface member that is used to fix an optical probe that irradiates or detects light to a living body on the surface of the living body, and a probe sticking surface that fixes and holds the optical probe and the living body surface The base member having adhesiveness on both surfaces of the bioadhesive surface to be fixed to the surface, and a position corresponding to the light irradiation part or the detection part of the base member, the thickness is 5 μm or more and 50 μm or less, and the refractive index is 1. It is 3 to 1.6, and includes an optical probe and an optical characteristic matching unit that matches the refractive index of light between living bodies, and the base member and the optical characteristic matching unit are configured integrally. To do.

本発明の態様に係るインターフェース部材剥離機構は、インターフェース部材と、インターフェース部材の光学特性整合部に貼り付け、光学特性整合部を機械的に補強する補強用粘着性部材とを備え、インターフェース部材から光学式プローブを剥離する時に用いることを要旨とする。   An interface member peeling mechanism according to an aspect of the present invention includes an interface member and a reinforcing adhesive member that is attached to an optical property matching portion of the interface member and mechanically reinforces the optical property matching portion. The gist is to use it when peeling the probe.

本発明によれば、光学式プローブを固定するとともに、長時間の光計測や光照射についても生体組織と光学部材の光学特性値を調整し光学的に良好な状態を作り出すことが可能な生体光照射検出用のインターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構を提供することができる。   According to the present invention, biological light that can fix an optical probe and adjust an optical characteristic value of a biological tissue and an optical member for long-time optical measurement and light irradiation to create an optically good state. An interface member for detecting irradiation and an interface member peeling mechanism can be provided.

本発明の実施の形態に係るインターフェース部材の平面概略図である。It is a plane schematic diagram of the interface member concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るインターフェース部材を使用した際の断面概略図である。It is a section schematic at the time of using the interface member concerning an embodiment of the invention. 光学式血糖値測定システムの概略図である。It is the schematic of an optical blood glucose level measurement system. 本発明の実施の形態に係るインターフェース部材を用いて血糖値測定を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having performed blood glucose level measurement using the interface member concerning an embodiment of the invention. 比較例として血糖値測定実験を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having conducted the blood glucose level measurement experiment as a comparative example. 本発明の実施の形態に係るインターフェース部材の概略図である。It is the schematic of the interface member which concerns on embodiment of this invention. 従来の測定システムで用いられているセンサを示す概略図(その1)である。It is the schematic (the 1) which shows the sensor used with the conventional measurement system. 従来の測定システムで用いられているセンサを示す概略図(その2)である。It is the schematic (the 2) which shows the sensor used with the conventional measurement system. 従来の測定システムで用いられているセンサを示す概略図(その3)である。It is the schematic (the 3) which shows the sensor used with the conventional measurement system.

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

(実施の形態)
本発明の実施の形態に係るインターフェース部材は、図1及び図2に示すように、光を生体に照射あるいは検出する光学式プローブ18を生体表面に固定するために利用するインターフェース部材であって、光学式プローブ18を固定保持するプローブ貼付面31aと生体表面に固定する生体貼付面31bの両面に粘着性を有するベース部材31と、ベース部材31の光の照射部あるいは検出部に対応する位置35に設けられ、厚さが5μm以上50μm以下であり、屈折率が1.3以上1.6以下であって、光学式プローブ18と生体間における光の屈折率を整合する光学特性整合部32とを備え、ベース部材31と光学特性整合部32が一体として構成されている。
(Embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the interface member according to the embodiment of the present invention is an interface member used for fixing an optical probe 18 that irradiates or detects light to a living body on the surface of the living body, A base member 31 having adhesiveness on both of a probe sticking surface 31a for fixing and holding the optical probe 18 and a biological sticking surface 31b fixed on the surface of the living body, and a position 35 corresponding to the light irradiation part or detection part of the base member 31 An optical characteristic matching unit 32 that has a thickness of 5 μm or more and 50 μm or less, a refractive index of 1.3 or more and 1.6 or less, and that matches the refractive index of light between the optical probe 18 and the living body. The base member 31 and the optical characteristic matching unit 32 are integrally formed.

本発明の実施の形態に係るインターフェース部材は、図3(a)に示すような、光学式血糖値測定システムに用いることができる。光学式血糖値測定システムを用いることができる。この光学式血糖値測定システムでは、図3(a)に示すように、まずハロゲンランプ(光源)10から発光された近赤外光が熱遮蔽板11、ピンホール12、レンズ13及び光ファイババンドル14を介して生体組織15に入射される。   The interface member according to the embodiment of the present invention can be used in an optical blood sugar level measuring system as shown in FIG. An optical blood glucose level measurement system can be used. In this optical blood glucose level measurement system, as shown in FIG. 3A, first, near infrared light emitted from a halogen lamp (light source) 10 is converted into a heat shielding plate 11, a pinhole 12, a lens 13, and an optical fiber bundle. 14 is incident on the living tissue 15 via the.

光ファイババンドル14には、測定用光ファイバ16の一端とリファレンス用光ファイバ17Aの一端が接続されている。測定用光ファイバ16の一端は、皮膚組織測定用プローブ18に接続されており、リファレンス用光ファイバ17Aの他端はリファレンスプローブ19に接続されている。更に、皮膚組織測定用プローブ18及びリファレンスプローブ19は、測定用光ファイバ16及びリファレンス用光ファイバ17Bを介して測定側出射体20及びリファレンス側出射体21にそれぞれ接続されている。   One end of the measurement optical fiber 16 and one end of the reference optical fiber 17A are connected to the optical fiber bundle 14. One end of the measurement optical fiber 16 is connected to the skin tissue measurement probe 18, and the other end of the reference optical fiber 17 A is connected to the reference probe 19. Furthermore, the skin tissue measurement probe 18 and the reference probe 19 are connected to the measurement-side emitter 20 and the reference-side emitter 21 via the measurement optical fiber 16 and the reference optical fiber 17B, respectively.

人体の前腕部など生体組織15の表面に測定用プローブ18の先端面を接触させて近赤外スペクトル測定を行う時、ハロゲンランプ10から光ファイババンドル14に入射した近赤外光は、光ファイババンドル14内を伝達し、図3(b)に示すような測定用プローブ18の先端に同心円周上に配置されている12本の発光ファイバ30より生体組織15の表面に照射される。   When near-infrared spectrum measurement is performed by bringing the tip of the measurement probe 18 into contact with the surface of a living tissue 15 such as a forearm of a human body, near-infrared light incident on the optical fiber bundle 14 from the halogen lamp 10 is an optical fiber. The light is transmitted through the bundle 14 and irradiated onto the surface of the living tissue 15 from 12 light emitting fibers 30 arranged concentrically at the tip of the measurement probe 18 as shown in FIG.

生体組織15に照射された近赤外光は生体組織内で拡散反射した後に、拡散反射光の一部が測定用プローブ18の先端中心に配置されている受光ファイバ29に受光される。受光された光は、受光ファイバ29(測定用光ファイバ16)を介して測定側出射体20から出射される。測定側出射体20から出射された光は、レンズ22を通して回折格子23に入射し、分光された後、受光素子24において検出される。   After the near-infrared light irradiated to the living tissue 15 is diffusely reflected in the living tissue, a part of the diffuse reflected light is received by the light receiving fiber 29 disposed at the center of the tip of the measurement probe 18. The received light is emitted from the measurement-side emitting body 20 through the light receiving fiber 29 (measuring optical fiber 16). The light emitted from the measurement-side emitting body 20 enters the diffraction grating 23 through the lens 22, is spectrally separated, and is detected by the light receiving element 24.

受光素子24で検出された光信号は、A/Dコンバーター25でアナログ−デジタル変換(AD変換)された後、パーソナルコンピュータ等の演算装置26に入力される。血糖値はこのスペクトルデータを解析することによって算出される。リファレンス測定はセラミック板など基準板27を反射した光を測定し、これを基準光として行う。すなわち、ハロゲンランプ10から光ファイババンドル14に入射した近赤外光はリファレンス用光ファイバ17Aを通して、リファレンスプローブ19の先端から基準板27の表面に照射される。   The optical signal detected by the light receiving element 24 is subjected to analog-digital conversion (AD conversion) by the A / D converter 25 and then input to an arithmetic device 26 such as a personal computer. The blood glucose level is calculated by analyzing the spectrum data. In the reference measurement, the light reflected from the reference plate 27 such as a ceramic plate is measured and used as the reference light. That is, near-infrared light incident on the optical fiber bundle 14 from the halogen lamp 10 is applied to the surface of the reference plate 27 from the tip of the reference probe 19 through the reference optical fiber 17A.

基準板27に照射された光の反射光は、リファレンスプローブ19の先端中心に配置された受光ファイバ29に受光される。受光された光は、受光ファイバ29(リファレンス用光ファイバ17B)を介してリファレンス側出射体21から出射される。測定側出射体20とレンズ22の間、及びリファレンス側出射体21とレンズ22の間にはそれぞれシャッタ28が配置してあり、シャッタ28の開閉によって、測定側出射体20からの光とリファレンス側出射体21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。   The reflected light of the light irradiated on the reference plate 27 is received by the light receiving fiber 29 disposed at the center of the tip of the reference probe 19. The received light is emitted from the reference side emitter 21 via the light receiving fiber 29 (reference optical fiber 17B). A shutter 28 is disposed between the measurement-side emitter 20 and the lens 22 and between the reference-side emitter 21 and the lens 22, and the light from the measurement-side emitter 20 and the reference side are opened and closed by opening and closing the shutter 28. Any one of the light from the emitter 21 is selectively passed.

測定用プローブ18とリファレンスプローブ19の端面は、図3(b)に示すように、円上に配置された12本の発光ファイバ30と中心に配置された1本の受光ファイバ29で構成されている。発光ファイバ30と受光ファイバ29の中心間距離Lは、例えば0.65mmである。測定側出射体20とリファレンス側出射体21の端面は、図示を省略するが、出射ファイバが中心に配置されている。   As shown in FIG. 3B, the end faces of the measurement probe 18 and the reference probe 19 are composed of twelve light emitting fibers 30 arranged on a circle and one light receiving fiber 29 arranged at the center. Yes. The center distance L between the light emitting fiber 30 and the light receiving fiber 29 is, for example, 0.65 mm. The end faces of the measurement-side emitter 20 and the reference-side emitter 21 are not shown, but the exit fiber is disposed at the center.

この装置では、皮膚組織のうち真皮部分のスペクトルを選択的に測定するため、図3(b)に示すように、中心間距離L=0.65mmに受光ファイバ29を配置し、入射点と検出点とする皮膚組織測定用プローブ18を用いている。この皮膚組織測定用プローブ18を皮膚表面に接触させスペクトル測定を行うと、入射光ファイバより照射された近赤外光は、皮膚組織内を拡散反射し、入射された光の一部が検出用光ファイバに到達し、その光の伝播経路は「バナナ・シェイプ」と呼ばれる経路をとり、真皮部分を中心に伝播する。したがって、吸光信号のSN比が向上し、精度良く生体成分濃度の測定ができる。   In this apparatus, in order to selectively measure the spectrum of the dermis part of the skin tissue, as shown in FIG. 3B, a light receiving fiber 29 is arranged at a center-to-center distance L = 0.65 mm, and the incident point and detection are detected. The skin tissue measurement probe 18 as a point is used. When spectrum measurement is performed by bringing the skin tissue measurement probe 18 into contact with the skin surface, near-infrared light irradiated from the incident optical fiber is diffusely reflected in the skin tissue, and a part of the incident light is used for detection. It reaches the optical fiber, and its light propagation path takes a path called “banana shape” and propagates around the dermis. Therefore, the SN ratio of the light absorption signal is improved, and the biological component concentration can be accurately measured.

皮膚組織測定用プローブ18を皮膚表面に接触させて行うスペクトル測定においては、生体組織と光ファイバの光学的に良好な状態を作り出すとともに、長時間にわたってその状態を維持する必要がある。その有効な手法に一つに生体組織と光ファイバの屈折率を調整し、光の入出力状態を向上させる方法がある。そのために、屈折率が1.45程度の石英ガラス製光ファイバと屈折率が1.37程度の生体皮膚組織の界面に、空気層が入らないように、かつ両者の屈折率を調整するための本実施の形態に係るインターフェース部材を用いることが効果的である。入射光ファイバ、検出用光ファイバと生体皮膚組織の屈折率調整には、屈折率が1.3以上で1.6以下の素材を用いることが望ましく、その性状は、剛体である光ファイバと軟体である生体組織の界面に位置することから、ゴムのような弾性特性を有する可撓性樹脂が望ましい。   In the spectrum measurement performed by bringing the skin tissue measurement probe 18 into contact with the skin surface, it is necessary to create an optically good state between the living tissue and the optical fiber and to maintain the state for a long time. One effective method is to adjust the refractive index of living tissue and optical fiber to improve the light input / output state. Therefore, an air layer does not enter the interface between the optical fiber made of silica glass having a refractive index of about 1.45 and the living skin tissue having a refractive index of about 1.37, and the refractive index of both is adjusted. It is effective to use the interface member according to the present embodiment. In order to adjust the refractive index of the incident optical fiber, the detection optical fiber, and the living skin tissue, it is desirable to use a material having a refractive index of 1.3 to 1.6, and the properties thereof are a rigid optical fiber and a soft body. Therefore, a flexible resin having elastic properties such as rubber is desirable.

屈折率の調整には従来、鉱物油等の液体状のものが用いられたが、鉱物油等の液体であると生体組織に膨潤したり、表面上を流れ出したりして長時間一定状態に保つことが難しく、本実施例の血糖値モニタリングのような数時間を連続的に測定するような用途に適用することは難しい。   Conventionally, liquids such as mineral oil have been used to adjust the refractive index. However, liquids such as mineral oil swell into living tissues or flow out on the surface to maintain a constant state for a long time. Therefore, it is difficult to apply to an application that continuously measures several hours such as blood glucose level monitoring of this embodiment.

本実施の形態で用いる光学式血糖値測定システムは、波長が1300nm以上2500nm以下の近赤外光により皮膚組織の拡散反射スペクトルを測定するものが最も望ましい。近赤外光の波長領域は800〜2500nmの範囲をさすが、皮膚組織の測定には波長1300〜2500nmが適切である。それは、近赤外領域の波長によって、生体を伝播する際の特性の違いがあるためである。つまり、1300nmより短い波長では吸収強度が小さく、更にこの波長領域の光の伝播距離が数cmであるためと、厚さがせいぜい1mm程度である皮膚組織の測定には適さない。1300nmより長い波長では吸収強度が大きい上、この波長領域の光の伝播距離が数mmであるため、厚さが1mm程度の生体の皮膚組織の測定には適している。   The optical blood glucose level measurement system used in the present embodiment is most preferably one that measures the diffuse reflection spectrum of skin tissue with near infrared light having a wavelength of 1300 nm to 2500 nm. The wavelength region of near-infrared light is in the range of 800 to 2500 nm, but a wavelength of 1300 to 2500 nm is appropriate for measurement of skin tissue. This is because there is a difference in characteristics when propagating through a living body, depending on the wavelength in the near infrared region. That is, the absorption intensity is small at wavelengths shorter than 1300 nm, and the propagation distance of light in this wavelength region is several centimeters, which is not suitable for the measurement of skin tissue having a thickness of about 1 mm at most. Since the absorption intensity is large at wavelengths longer than 1300 nm and the propagation distance of light in this wavelength region is several mm, it is suitable for measurement of living skin tissue having a thickness of about 1 mm.

ここで、身体組織の中で推定血糖値を測定しやすい組織は、皮膚組織である。特に、皮膚組織中の真皮組織には血管が発達しており、血中グルコースが素早く皮膚組織中に拡散するため、皮膚組織中のグルコース濃度を血管中のグルコース濃度(すなわち血糖値)の代用特性として使用することができる。   Here, the tissue in which the estimated blood glucose level is easily measured in the body tissue is a skin tissue. In particular, blood vessels develop in the dermal tissue of the skin tissue, and blood glucose quickly diffuses into the skin tissue, so that the glucose concentration in the skin tissue is substituted for the glucose concentration in the blood vessel (ie, blood glucose level). Can be used as

より詳細に説明すると、生体の皮膚組織は、大きく表皮組織、真皮組織、及び皮下組織の三層の組織で構成される。表皮組織は、角質層を含む組織で、組織内に毛細血管はあまり発達していない。また、皮下組織は、主に脂肪組織で構成されている。したがって、この二つの組織内に含まれる水溶性の生体成分濃度、特に、グルコース濃度と血中グルコース濃度(血糖値)との相関性は低いと考えられる。一方、真皮組織については毛細血管が発達していることと、水溶性の高い生体成分、特にグルコースが組織内で高い浸透性を有することから、生体成分濃度、特にグルコース濃度は間質液(ISF:Interstitial Fluid)と同様に血糖値に追随して変化すると考えられる。したがって、真皮組織を標的としたスペクトル測定を行えば、血糖値変動と相関するスペクトル信号を得ることができる。   More specifically, the skin tissue of a living body is mainly composed of three layers of tissues, an epidermis tissue, a dermis tissue, and a subcutaneous tissue. The epidermal tissue is a tissue including the stratum corneum, and the capillaries are not so developed in the tissue. The subcutaneous tissue is mainly composed of adipose tissue. Therefore, it is considered that the correlation between the water-soluble biological component concentrations contained in the two tissues, in particular, the glucose concentration and the blood glucose concentration (blood glucose level) is low. On the other hand, for the dermal tissue, since the capillaries are developed and the highly water-soluble biological component, particularly glucose, has high permeability in the tissue, the concentration of the biological component, particularly glucose concentration is interstitial fluid (ISF). : Interstitial Fluid) is considered to change following the blood glucose level. Therefore, if spectrum measurement targeting the dermal tissue is performed, a spectrum signal correlated with blood glucose level fluctuation can be obtained.

また、上述のように、波長が1300nm以上2500nm以下の近赤外光を用いる場合、発光部(発光ファイバ30)と受光部(受光ファイバ29)との中心間距離を0.65mmにした測定用プローブを皮膚に接触させて近赤外スペクトル測定を行うことが好ましい。この場合、発光部から照射された近赤外光は、照射面より皮膚組織に照射され、皮膚組織内を拡散反射し、その一部が受光部に到達する。この際の光の伝播経路は、真皮層を中心として、皮膚組織内を伝播し、「バナナ・シェイプ」と呼ばれる形状をとるので、皮膚組織の深さ方向の選択的測定を可能とし、精度の良い測定ができる。   As described above, when near infrared light having a wavelength of 1300 nm to 2500 nm is used, the distance between the centers of the light emitting part (light emitting fiber 30) and the light receiving part (light receiving fiber 29) is set to 0.65 mm. It is preferable to perform near-infrared spectrum measurement by bringing the probe into contact with the skin. In this case, the near-infrared light irradiated from the light emitting unit is irradiated to the skin tissue from the irradiation surface, diffusely reflected in the skin tissue, and a part thereof reaches the light receiving unit. The light propagation path at this time propagates through the skin tissue centering on the dermis layer and takes a shape called “banana shape”, enabling selective measurement in the depth direction of the skin tissue, and accuracy. Good measurement.

血糖値モニタリングを測定開始から終了までの数時間以上の長時間にわたり精度良く行うための条件として、質的に良好な測定スペクトルを測定開始時から終了時まで安定して計測する必要があることはいうまでもない。   It is necessary to stably measure a qualitatively good measurement spectrum from the start to the end of the measurement as a condition for accurately performing blood glucose level monitoring over a long time of several hours from the start to the end of the measurement. Needless to say.

次に、光学式血糖値測定システムに本実施の形態に係るインターフェース部材を用いて測定用プローブ18を生体表面に固定して生体中の成分濃度の定量について、実施例により詳細に説明する。   Next, the measurement of the component concentration in the living body by fixing the measuring probe 18 to the surface of the living body using the interface member according to the present embodiment in the optical blood sugar level measuring system will be described in detail with reference to examples.

(実施例1)
実施例1は、生体中のグルコース濃度(血糖値)をモニタリングする際に、測定用プローブ18を生体表面に固定したインターフェース部材の事例である。
Example 1
Example 1 is an example of an interface member in which the measurement probe 18 is fixed to the surface of a living body when monitoring the glucose concentration (blood glucose level) in the living body.

実施例1に用いた測定用プローブ18を生体表面に固定したインターフェース部材は、図1に示すように、一辺が3cmの正方形形状で光学式プローブ固定保持を行う、厚さ100μmのベース部材31と、ベース部材31の光の照射部あるいは検出部に対応する位置に形成された直径6mmの円形状で、厚さ20μmの光学特性整合部32(面積 28.26mm2)が一体として構成されている。 As shown in FIG. 1, the interface member in which the measurement probe 18 used in Example 1 is fixed to the surface of a living body is a square member having a side of 3 cm and has a base member 31 having a thickness of 100 μm that holds and holds an optical probe. The optical characteristic matching portion 32 (area 28.26 mm 2 ) having a diameter of 6 μm and a thickness of 20 μm formed in a position corresponding to the light irradiation portion or the detection portion of the base member 31 is integrally formed. .

光学特性整合部32の素材は、アクリルゴムを主成分とする弾性特性を有するもので、その屈折率は1.46である。インターフェース部材のプローブ貼付面31a側には剥離紙33が、生体貼付面31b側には剥離紙34が覆っていて、生体貼付面31b側の剥離紙34の光学特性整合部32に対応する位置35は透明となっている。   The material of the optical property matching portion 32 has an elastic property mainly composed of acrylic rubber, and its refractive index is 1.46. A release paper 33 is covered on the probe sticking surface 31a side of the interface member, and a release paper 34 is covered on the biological sticking surface 31b side, and a position 35 corresponding to the optical characteristic matching portion 32 of the release paper 34 on the biological sticking surface 31b side. Is transparent.

実施例1における光学特性整合部32は、20μmの厚さのものを用いたが、光信号への影響をできるだけ小さくするために薄いほうが良く、50μm以下が好ましく、20μm以下であれば更に好ましい。但し、光学特性整合部32の機械的強度が確保するためには、5μm以上の厚さが適している。   The optical characteristic matching portion 32 in Example 1 is 20 μm thick, but it is better to be thin in order to minimize the influence on the optical signal, preferably 50 μm or less, and more preferably 20 μm or less. However, in order to ensure the mechanical strength of the optical property matching portion 32, a thickness of 5 μm or more is suitable.

また、光学特性整合部32は、実施例1では屈折率が1.46のアクリルゴムを主成分とするものを用いたが、厚さを5μm以上50μm以下程度に延伸でき、柔軟性(弾性特性)を有する可撓性樹脂性シートを用いることができる。光学特性整合部32の素材は、屈折率が1.3以上1.6以下の値を有するものであれば良く、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴム、クロロプレンゴムを用いることができる。   In addition, the optical characteristic matching portion 32 is made of acrylic rubber having a refractive index of 1.46 as a main component in Example 1, but can be stretched to a thickness of about 5 μm to about 50 μm and is flexible (elastic characteristics). ) Can be used. The material of the optical property matching portion 32 may be any material having a refractive index of 1.3 or more and 1.6 or less. For example, nitrile rubber, silicone rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, fluorine-based material Rubber or chloroprene rubber can be used.

実施例1の光学式プローブ(測定用プローブ)は、図2に示すように、皮膚組織測定用プローブ18と、皮膚組織測定用プローブ18の直径6mmの先端部に固定された一辺が3cmの正方形形状の支持部36から構成され、実施例1のインターフェース部材により生体皮膚表面に固定される。   As shown in FIG. 2, the optical probe (measurement probe) of Example 1 is a square having a side of 3 cm fixed to the skin tissue measurement probe 18 and the tip of the skin tissue measurement probe 18 having a diameter of 6 mm. The support portion 36 is shaped and is fixed to the surface of the living body skin by the interface member of the first embodiment.

インターフェース部材の光学式プローブへの装着手順は、プローブ貼付面31a側の剥離紙33をはがし、光学式プローブ(測定用プローブ)の下面に貼付する。その際、生体貼付面31b側の剥離紙34の透明である部分35を透して、光学特性整合部32が皮膚組織測定用プローブ18と同位置にあるとともに、しっかりと皮膚組織測定用プローブ18の先端部に貼り付いていることを確認する。その後、生体貼付面31b側の剥離紙34をはがし、前腕内側部の皮膚表面に装着する。   In order to attach the interface member to the optical probe, the release paper 33 on the probe attaching surface 31a side is peeled off and attached to the lower surface of the optical probe (measurement probe). At that time, the optical characteristic matching portion 32 is located at the same position as the skin tissue measurement probe 18 through the transparent portion 35 of the release paper 34 on the living body affixing surface 31b side, and the skin tissue measurement probe 18 is firmly attached. Make sure that it sticks to the tip of the. Thereafter, the release paper 34 on the side of the living body sticking surface 31b is peeled off and attached to the skin surface on the inner side of the forearm.

実施例1におけるインターフェース部材の効果検証のための血糖値測定実験は、以下の手順で行った。
(1)光学式プローブを皮膚表面に装着し、5分間隔で近赤外吸光度スペクトル測定とそのタイミングに合わせ採血による血糖値を実測する。
(2)装着後45分に測定した吸光度スペクトルを基準スペクトルとし、スペクトルデータセットを作成する。
(3)作成したスペクトルデータセットを波長範囲1430nmから1850nmで多変量解析することで、検量モデルを作成する。多変量解析にはPLS回帰分析を用いた。次に、初期吸光度スペクトルを前記検量モデルに代入して得られる推定血糖値を採血による実測血糖値と一致するように校正する。その前後に測定した吸光度スペクトルにより測定される血糖値は、この校正血糖値からの変化値として求められる。
(4)校正時まで45分間の血糖値をさかのぼって推定するとともに、近赤外吸光度スペクトル測定による校正後の血糖値推定を、5分間隔で繰り返す。
(5)吸光度スペクトル測定開始後、1時間30分で経口グルコース負荷を行い、被験者の血糖値を変動させる。経口グルコース負荷には、液体栄養飲料(大塚製薬株式会社製カロリーメイト(登録商標))を用いた。
(6)吸光度スペクトル測定及び採血による血糖値の実測は測定開始後約4時間実施した。
The blood glucose level measurement experiment for verifying the effect of the interface member in Example 1 was performed according to the following procedure.
(1) An optical probe is attached to the skin surface, and a near-infrared absorbance spectrum measurement is performed at intervals of 5 minutes, and a blood glucose level by blood sampling is measured at the timing.
(2) Using the absorbance spectrum measured 45 minutes after mounting as a reference spectrum, create a spectrum data set.
(3) A calibration model is created by multivariate analysis of the created spectral data set in the wavelength range from 1430 nm to 1850 nm. PLS regression analysis was used for multivariate analysis. Next, the estimated blood glucose level obtained by substituting the initial absorbance spectrum into the calibration model is calibrated so as to match the actual blood glucose level obtained by blood sampling. The blood glucose level measured by the absorbance spectrum measured before and after that is obtained as a change value from the calibrated blood glucose level.
(4) The blood glucose level for 45 minutes is estimated retroactively until calibration, and the post-calibration blood glucose level estimation by near-infrared absorbance spectrum measurement is repeated at 5-minute intervals.
(5) An oral glucose load is performed 1 hour and 30 minutes after the start of the absorbance spectrum measurement, and the blood glucose level of the subject is varied. For the oral glucose load, a liquid nutritional drink (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. Calorie Mate (registered trademark)) was used.
(6) Measurement of absorbance spectrum and measurement of blood glucose level by blood sampling were carried out for about 4 hours after the start of measurement.

実施例1における血糖値の推定結果を図4に示す。図4は採血で得た実測血糖値に対して、近赤外スペクトルから推定した推定血糖値を示したもので、実測血糖値には±20%誤差を示すエラーバーを表示している。実施例1で示した手法による血糖値推定は、±20%誤差以内を示す推定血糖値が85%、相関係数0.89という良好なものであった。特に、測定開始時から安定した血糖値推定が行えていることが特徴で、インターフェース部材により測定開始時から終了時まで安定したスペクトル測定が行えたことを示している。   The estimation result of the blood glucose level in Example 1 is shown in FIG. FIG. 4 shows the estimated blood glucose level estimated from the near-infrared spectrum with respect to the actual blood glucose level obtained by blood sampling, and an error bar indicating ± 20% error is displayed on the actual blood glucose level. The blood sugar level estimation by the method shown in Example 1 was as good as an estimated blood sugar level of 85% and a correlation coefficient of 0.89 indicating an error within ± 20%. In particular, it is characterized by stable blood sugar level estimation from the start of measurement, indicating that stable spectrum measurement can be performed from the start to the end of measurement by the interface member.

実施例1の比較例として、実施例1に用いたインターフェース部材のベース部材31が同様の形状、材質のもので、光学特性整合部32の部分を空洞としたものを用いて実施例1と同じ実験を同一被験者において実施した。その結果を図5に示す。図5は図4と同じように採血で得た血糖値に対して、近赤外スペクトルから推定した推定血糖値を示したものである。本比較例で示した手法による血糖値推定は、±20%誤差以内を示す推定血糖値が75%、相関係数0.78という結果であった。特に、測定開始時における推定誤差が大きいことが特徴である。これはインターフェース部材を用いないため、測定開始時における光学式プローブ先端部と皮膚表面の光学的特性の整合が悪く、短時間では安定していないことを示している。血糖値モニタリングのような装置においては、救急救命のような早急な測定開始が必要な用途もあり、測定開始時から安定した測定が可能な測定手法の実現は実用上の大きなメリットとなる。   As a comparative example of the first embodiment, the base member 31 of the interface member used in the first embodiment is of the same shape and material, and is the same as the first embodiment in which the optical characteristic matching portion 32 is hollow. The experiment was performed on the same subject. The result is shown in FIG. FIG. 5 shows the estimated blood sugar level estimated from the near-infrared spectrum with respect to the blood sugar level obtained by blood sampling as in FIG. The blood sugar level estimation by the method shown in this comparative example was a result that the estimated blood sugar level showing an error within ± 20% was 75% and the correlation coefficient was 0.78. In particular, it is characterized by a large estimation error at the start of measurement. This indicates that since the interface member is not used, the optical characteristics of the tip of the optical probe and the skin surface at the start of measurement are poorly matched and are not stable in a short time. In devices such as blood glucose level monitoring, there are uses that require immediate measurement start such as emergency lifesaving, and the realization of a measurement method capable of stable measurement from the start of measurement is a great practical advantage.

測定開始時の吸光度スペクトルが安定しない原因としては以下のことが考えられる。比較例においては光学特性整合部32の部分が空洞となっており、皮膚表面と光学式プローブが直接接する状態で光の入出力が行われる。このような測定系で最も不安定な部分が生体の皮膚表面である。生体の皮膚表面は通常角質層で覆われており、水分量や表面状態等の大きな個体差や日間差を有する。吸光度スペクトル測定開始時に皮膚表面と光学式プローブを接触させるだけでは、皮膚表面構造(皮溝、皮丘)で生じる空気層や角質水分量変化の影響を大きく受け、特に測定開始時にはそれらの変化が大きく、吸光度スペクトルが安定しない。これに対して実施例1に示したようなインターフェース部材を用いることで、皮膚表面構造(皮溝、皮丘)で生じる空気層を無くし、角質水分量変化による散乱や吸収の影響を小さくできると考えられる。   Possible causes of the unstable absorbance spectrum at the start of measurement are as follows. In the comparative example, the optical characteristic matching portion 32 is hollow, and light is input / output while the skin surface and the optical probe are in direct contact. The most unstable part of such a measurement system is the skin surface of the living body. The skin surface of a living body is usually covered with a stratum corneum, and has large individual differences such as water content and surface condition, and daily differences. Simply contacting the skin surface with an optical probe at the start of absorbance spectrum measurement is greatly affected by changes in the air layer and stratum corneum water content that occur in the skin surface structure (skins and dermis). Large and the absorbance spectrum is not stable. On the other hand, by using the interface member as shown in Example 1, it is possible to eliminate the air layer generated in the skin surface structure (skin groove, hide skin), and to reduce the influence of scattering and absorption due to changes in the amount of keratin moisture. Conceivable.

吸光度スペクトル測定の終了後に、実施例1に用いた光学式プローブ支持具を光学式プローブ先端から取り外す際、問題となるのが光学特性整合部32の機械的強度の弱さである。光学特性整合部32は、光信号への影響をできるだけ小さくするために薄いほうが良いが、薄くなると機械的強度が弱くなり、光学式プローブ支持具を光学式プローブ先端から取り外す際に光学特性整合部32が光学式プローブ18先端で破れ、引っ付くと、その処理に余分な作業時間がかかるとともに、光学特性整合部32の生体側面が光学式プローブ18に接触した可能性がある場合、衛生面の問題からアルコール等による消毒操作を行う必要が生じる。特に、不特定多数の使用者に同一の光学式プローブ18を用いて血糖値測定を行うような事例では衛生面を厳密に管理する必要があり、光学特性整合部32が光学式プローブ18先端での破れを防止することが是非とも必要である。光学特性整合部32の機械的強度の弱さを補うためには、光学式プローブ18と接触する光学特性整合部32の面積を小さくし、その周囲のベース部材31の機械的強度を利用して相対的な機械的強度を向上させることが効果的で、その面積が接触する光学式プローブの面積以上で64mm2以下にすることとが望ましい。実施例1においては、面積を28.26cm2の直径6mmの円形状としていて、面積を小さくするだけでなく形状的にもはがす際に機械的強度の方向性を持たないようにしている。 When the optical probe support used in Example 1 is removed from the tip of the optical probe after completion of the absorbance spectrum measurement, the problem is the weak mechanical strength of the optical property matching portion 32. The optical characteristic matching unit 32 is preferably thin in order to reduce the influence on the optical signal as much as possible. However, if the optical characteristic matching unit 32 is thin, the mechanical strength becomes weak, and the optical characteristic matching unit 32 is removed when the optical probe support is removed from the tip of the optical probe. If the optical probe 18 is torn and caught at the tip of the optical probe 18, it takes extra work time, and if there is a possibility that the biological side surface of the optical property matching unit 32 has contacted the optical probe 18, Due to problems, it is necessary to perform disinfection operations with alcohol or the like. In particular, it is necessary to strictly manage hygiene in cases where blood glucose levels are measured using the same optical probe 18 for an unspecified number of users, and the optical characteristic matching unit 32 is located at the tip of the optical probe 18. It is absolutely necessary to prevent tearing. In order to compensate for the weak mechanical strength of the optical characteristic matching section 32, the area of the optical characteristic matching section 32 in contact with the optical probe 18 is reduced and the mechanical strength of the surrounding base member 31 is utilized. It is effective to improve the relative mechanical strength, and it is desirable that the area is not less than the area of the optical probe to be in contact and not more than 64 mm 2 . In Example 1, the area is a circular shape with a diameter of 28.26 cm 2 and a diameter of 6 mm so that not only the area is reduced but also the direction of mechanical strength is not given when the shape is peeled off.

(実施例2)
実施例2は、実施例1と同様に生体中のグルコース濃度(血糖値)をモニタリングする際に、測定用プローブを生体表面に固定したインターフェース部材の事例である。
(Example 2)
Example 2 is an example of an interface member in which a measurement probe is fixed to the surface of a living body when monitoring the glucose concentration (blood glucose level) in the living body as in Example 1.

実施例2に用いた測定用プローブ18は、図6に示すように、底面が直径3cmの円筒状(高さ8mm)で光学式プローブ18の固定保持を行う支持部36に保持される。実施例2に用いたインターフェース部材のベース部材31は、底面(生体貼付面)31bの対向する側が開放されている筒構造であって、筒構造の底面の一部、あるいは底面の全部が前記光学特性整合部32である。実施例2に用いた測定用プローブを生体表面に固定したインターフェース部材は、底面が直径3.1cmの円筒状(高さ8mm)のベース部材31を有するインターフェース部材で、側面には粘着性を有さない。つまり、支持部36の外径とインターフェース部材の内径のサイズが略一致することで、インターフェース部材と支持部36とを嵌合させることができる。   As shown in FIG. 6, the measurement probe 18 used in Example 2 is held by a support portion 36 that fixes and holds the optical probe 18 in a cylindrical shape (height 8 mm) with a bottom surface of 3 cm in diameter. The base member 31 of the interface member used in Example 2 has a cylindrical structure in which the opposite side of the bottom surface (biological adhesive surface) 31b is open, and a part of the bottom surface of the cylindrical structure or the entire bottom surface is the optical structure. This is a characteristic matching unit 32. The interface member in which the measurement probe used in Example 2 is fixed on the surface of the living body is an interface member having a cylindrical base member 31 having a diameter of 3.1 cm (having a height of 8 mm) and having a sticky side surface. No. In other words, the interface member and the support portion 36 can be fitted by the outer diameter of the support portion 36 and the size of the inner diameter of the interface member approximately matching each other.

実施例2のインターフェース部材は、厚さ100μmのベース部材31と、ベース部材31の光の照射部あるいは検出部に対応する位置に設けられ、直径7mmの円形状で厚さ20μmの光学特性整合部32(面積38.47mm2)とが一体として構成されている。また、光学特性整合部32の素材は、アクリルゴムを主成分とする弾性特性を有するもので、その屈折率は1.46である。インターフェース部材の生体貼付面31b側には剥離紙(図示せず)が覆われていて、生体貼付面31b側の剥離紙34の光学特性整合部32に対応する位置は透明となっている。実施例2における光学特性整合部32は、20μmの厚さのものを用いた。 The interface member according to the second embodiment is provided with a base member 31 having a thickness of 100 μm, and an optical characteristic matching unit having a circular shape with a diameter of 7 mm and a thickness of 20 μm, which is provided at a position corresponding to the light irradiation portion or the detection portion of the base member 31. 32 (area 38.47 mm 2 ). The material of the optical characteristic matching portion 32 has an elastic characteristic whose main component is acrylic rubber, and its refractive index is 1.46. The interface member is covered with a release paper (not shown) on the side of the biological application surface 31b, and the position corresponding to the optical characteristic matching portion 32 of the release paper 34 on the side of the biological application surface 31b is transparent. The optical characteristic matching unit 32 in Example 2 was 20 μm thick.

実施例2のインターフェース部材の光学式プローブ(測定用プローブ)への装着は、図6に示すように、光学式プローブ(測定用プローブ)にインターフェース部材をはめ込むように装着し、その際、生体表面貼付側の剥離紙34の透明である部分35を透して、光学特性整合部32が皮膚組織測定用プローブ18と同位置にあるとともに、しっかりと皮膚組織測定用プローブ18の先端部に貼り付いていることを確認する。その後、生体表面貼付側の剥離紙をはがし、前腕内側部の皮膚表面に装着する。   As shown in FIG. 6, the interface member of Example 2 is attached to the optical probe (measuring probe) so as to fit the interface member. Through the transparent portion 35 of the release-side release paper 34, the optical characteristic matching portion 32 is located at the same position as the skin tissue measurement probe 18, and is firmly attached to the distal end portion of the skin tissue measurement probe 18. Make sure. Thereafter, the release paper on the side of the living body surface is peeled off and attached to the skin surface on the inner side of the forearm.

このようにインターフェース部材のベース部材31が筒構造の先端部を構成し、先端部の一部が光学特性整合部であるとともに、もう一方の端部が開放されるように構成したので、光学式プローブ(測定用プローブ)18にインターフェース部材をはめ込むように装着するだけで厳密な位置合わせを行うことなく光学特性整合部を皮膚組織測定用プローブの先端部に一致させることが可能となる。   As described above, the base member 31 of the interface member constitutes the distal end portion of the cylindrical structure, and a portion of the distal end portion is an optical characteristic matching portion and the other end portion is opened. It is possible to make the optical characteristic matching portion coincide with the distal end portion of the skin tissue measurement probe without strict alignment by simply attaching the interface member to the probe (measurement probe) 18.

実施例2におけるインターフェース部材を用いて実施例1と同様な装置、手法を用いて血糖値モニタリングを行った。得られた結果は、実施例1と同様に実験開始時から終了までの数時間に渡る安定した吸光度スペクトルを測定でき、測定開始時から推定血糖値が安定した良好なものであった。   Using the interface member in Example 2, blood glucose level monitoring was performed using the same apparatus and method as in Example 1. As in Example 1, the obtained results showed a stable absorbance spectrum over several hours from the start to the end of the experiment, and the estimated blood glucose level was stable from the start of measurement.

(実施例3)
実施例3は、インターフェース部材と、光学特性整合部32を機械的に補強する補強用粘着性部材(図示せず)とを備えるインターフェース部材剥離機構に関するもので、実施例1に用いたインターフェース部材と、それに付属する補強用粘着性部材で構成される。
(Example 3)
Example 3 relates to an interface member peeling mechanism including an interface member and a reinforcing adhesive member (not shown) that mechanically reinforces the optical property matching portion 32. The interface member used in Example 1 It is composed of a reinforcing adhesive member attached thereto.

補強用粘着性部材は、シート状であっても良いし、種々の形状の立体であっても良い。補強用粘着性部材は、インターフェース部材との密着性が、光学特性整合部32と光学式プローブ18との密着性より強くなることで、光学特性整合部32が光学式プローブ18の先端で破れたり、引っ付いたりすることが無くなる。   The reinforcing adhesive member may be in the form of a sheet, or may be a solid having various shapes. The reinforcing adhesive member has an adhesiveness with the interface member that is stronger than the adhesiveness between the optical property matching portion 32 and the optical probe 18, so that the optical property matching portion 32 is broken at the tip of the optical probe 18. , It will not get stuck.

実施例3として血糖値モニタリングを例示すると、血糖値のモニタリングについては実施例1と同様に行う。実施例3の特徴であり、実施例1と異なる点は、測定終了後にインターフェース部材から光学式プローブ18を剥離する時で、剥離を行う前に補強用粘着性部材を光学特性整合部32に貼り、光学特性整合部32を機械的に補強した上でインターフェース部材から光学式プローブを剥離することにある。   When blood glucose level monitoring is illustrated as Example 3, blood glucose level monitoring is performed in the same manner as in Example 1. The characteristic of the third embodiment is that the optical probe 18 is peeled off from the interface member after the measurement is completed. The reinforcing adhesive member is attached to the optical characteristic matching portion 32 before the peeling. The optical characteristic matching portion 32 is mechanically reinforced and the optical probe is peeled from the interface member.

このように光学特性整合部32を機械的に補強した上でインターフェース部材を剥離することで光学特性整合部32の機械的強度の弱さをカバーでき、インターフェース部材を光学式プローブ18の先端から取り外す際に光学特性整合部32が光学式プローブ18の先端で破れ、引っ付くというようなことを無くすことができる。そのため、光学特性整合部32が光学式プローブ先端で破れたり、引っ付いたりすることが無くなる上、衛生面の問題からアルコール等による消毒操作を行う必要が生じない。   In this way, the mechanical strength of the optical property matching portion 32 is mechanically reinforced and then the interface member is peeled to cover the weak mechanical strength of the optical property matching portion 32, and the interface member is removed from the tip of the optical probe 18. At this time, it is possible to eliminate such a situation that the optical characteristic matching portion 32 is broken and caught at the tip of the optical probe 18. For this reason, the optical characteristic matching section 32 is not torn or caught at the tip of the optical probe, and it is not necessary to perform a disinfection operation with alcohol or the like due to hygiene problems.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art.

例えば、実施の形態における光学式プローブは照射光、検出光を一体とした測定用プローブについて例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、光の照射のみの光学式プローブ、光の検出のみの光学式プローブであっても構わない。   For example, the optical probe in the embodiment has been exemplified for the measurement probe in which the irradiation light and the detection light are integrated, but the present invention is not limited to this, and the optical probe only for the light irradiation, the light detection Only an optical probe may be used.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.

1,24…受光素子
2…発光素子
3…サージカルテープ
4…剥離紙
6…指
7…両面テープ
9…受発光用光ファイバ端部
10…ハロゲンランプ
11…熱遮蔽板
12…ピンホール
13…レンズ
14…光ファイババンドル
15…生体組織
16…測定用光ファイバ
17A,17B…リファレンス用光ファイバ
18…光学式プローブ(測定用プローブ)
19…リファレンスプローブ
20…測定側出射体
21…リファレンス側出射体
22…レンズ
23…回折格子
25…コンバーター
26…演算装置
27…基準板
28…シャッタ
29…受光ファイバ
30…発光ファイバ
31…ベース部材
31a…プローブ貼付面
31b…生体貼付面
32…光学特性整合部
33,34…剥離紙
36…支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,24 ... Light receiving element 2 ... Light emitting element 3 ... Surgical tape 4 ... Release paper 6 ... Finger 7 ... Double-sided tape 9 ... End of receiving / emitting optical fiber 10 ... Halogen lamp 11 ... Heat shielding plate 12 ... Pinhole 13 ... Lens 14 ... Optical fiber bundle 15 ... Biological tissue 16 ... Optical fiber for measurement 17A, 17B ... Optical fiber for reference 18 ... Optical probe (probe for measurement)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Reference probe 20 ... Measurement side emitting body 21 ... Reference side emitting body 22 ... Lens 23 ... Diffraction grating 25 ... Converter 26 ... Arithmetic device 27 ... Reference plate 28 ... Shutter 29 ... Light receiving fiber 30 ... Light emitting fiber 31 ... Base member 31a ... Probe attachment surface 31b ... Biological attachment surface 32 ... Optical characteristic matching part 33, 34 ... Release paper 36 ... Support part

Claims (9)

光を生体に照射あるいは検出する光学式プローブを生体表面に固定するために利用するインターフェース部材であって、
前記光学式プローブを固定保持するプローブ貼付面と生体表面に固定する生体貼付面の両面に粘着性を有するベース部材と、
前記ベース部材の光の照射部あるいは検出部に対応する位置に設けられ、厚さが5μm以上50μm以下であり、屈折率が1.3以上1.6以下であって、前記光学式プローブと生体間における光の屈折率を整合する光学特性整合部
とを備え、前記ベース部材と前記光学特性整合部が一体として構成されていることを特徴とするインターフェース部材。
An interface member used for fixing an optical probe for irradiating or detecting light to a living body on the surface of the living body,
A base member having adhesiveness on both sides of a probe sticking surface for fixing and holding the optical probe and a biological sticking surface to be fixed to the surface of the living body;
Provided at a position corresponding to the light irradiating part or detecting part of the base member, having a thickness of 5 μm to 50 μm, a refractive index of 1.3 to 1.6, and the optical probe and the living body An interface member characterized in that the base member and the optical property matching part are integrally formed.
前記ベース部材は、一辺が4cm以内の矩形、あるいは直径が4cm以内の円形、あるいは短軸長が4cm以内の楕円形の平面状であることを特徴とする請求項1に記載のインターフェース部材。   2. The interface member according to claim 1, wherein the base member is a rectangular plane having a side of 4 cm or less, a circle having a diameter of 4 cm or less, or an elliptical plane having a minor axis length of 4 cm or less. 前記ベース部材は、底面の対向する側が開放されている筒構造であって、前記筒構造の底面の一部、あるいは底面の全部が前記光学特性整合部であることを特徴とする請求項1記載のインターフェース部材。   2. The base member according to claim 1, wherein the base member has a cylindrical structure in which opposite sides of the bottom surface are open, and a part of the bottom surface of the cylindrical structure or the entire bottom surface is the optical characteristic matching portion. Interface member. 前記光学特性整合部の面積は、64mm2以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインターフェース部材。 4. The interface member according to claim 1, wherein an area of the optical property matching portion is 64 mm 2 or less. 前記生体貼付面は、剥離紙で覆われており、前記剥離紙の前記光学特性整合部に対応する位置が少なくとも透明であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインターフェース部材。   The said biological sticking surface is covered with release paper, The position corresponding to the said optical characteristic matching part of the said release paper is at least transparent, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Interface member. 前記剥離紙の透明である部分の形状は、前記光学プローブの先端部分の形状と一致していることを特徴とする請求項5に記載のインターフェース部材。   The interface member according to claim 5, wherein the shape of the transparent portion of the release paper matches the shape of the tip portion of the optical probe. 前記光学特性整合部は、可撓性樹脂状シートであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインターフェース部材。   The interface member according to claim 1, wherein the optical property matching portion is a flexible resinous sheet. 前記光学特性整合部の素材は、柔軟性を有するニトリルゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴム、クロロプレンゴムを用いることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のインターフェース部材。   The material of the optical property matching portion is made of flexible nitrile rubber, silicone rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, fluorine rubber, or chloroprene rubber. The interface member according to item 1. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のインターフェース部材と、
前記インターフェース部材の光学特性整合部に貼り付け、前記光学特性整合部を機械的に補強する補強用粘着性部材
とを備え、前記インターフェース部材から光学式プローブを剥離する時に用いることを特徴とするインターフェース部材剥離機構。
The interface member according to any one of claims 1 to 8,
An interface that is attached to the optical property matching portion of the interface member and mechanically reinforces the optical property matching portion, and is used when peeling the optical probe from the interface member Member peeling mechanism.
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