JP2013192958A - 透過光検出型皮膚蛍光測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】糖尿などのような様々な疾患に対して評価するために、皮膚に蓄積された最終糖化産物（ＡＧＥ）などからの皮膚自己蛍光を測定できる蛍光測定装置に関するものであって、そのために、照射光の皮膚表面での透過光、皮膚中で発生する光の散乱及び吸収による皮膚蛍光の測定誤差を簡単に補正できるようにする。
【解決手段】透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、標準試片または測定対象に対して光照射及び光検出可能となるように構成され、第１光源と、第１光源と異なる波長の光を照射する第２光源と、第１及び第２光源からの透過光から蛍光信号及び透過光信号に対する相異なる２つの波長を検出する第１及び第２光検出器と、光源スイッチング制御部と、検出された蛍光信号及び透過光信号から補正された皮膚蛍光信号を算出する演算部を含み、第２光源は第１光源からの励起光により励起、放出される皮膚蛍光の波長帯の光を照射する。
【選択図】図２

Description

本発明は、皮膚に蓄積された最終糖化産物（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ、ＡＧＥ）などからの皮膚自己蛍光を測定することにより、糖尿などのような様々な疾患に対して評価するように皮膚自己蛍光を測定できる蛍光測定装置に関する。

近来、疾病を診断及び治療するために光を用いた多様な設備が開発され、特に、光源から照射される励起光によって皮膚の外側に出てくる皮膚の蛍光を用いて多様な疾病を診断する装置が開発、利用されつつある。
このような蛍光は励起光が皮膚に吸収され、再び光となって皮膚の外側に出てくるもので、皮膚内部の生体情報を持っているため、疾病に対してバイオマーカーの役割を行い、それによって、非侵襲的（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）方法を用いて身体の全器官の生理的な状態が損傷されたか否かを把握することができる。

例えば、最終糖化産物（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ；ＡＧＥ）は、メイラード化学反応（Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ）の結果であって、身体器官の蛋白質の酸化による。この反応は、多くの蛋白質の機能を損傷させる。喫煙、高脂肪酸（ｈｉｇｈ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ）の摂取、または高コレステロール血症（ｈｙｐｅｒｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌｅｍｉａ）のような心臓病の危険因子への露出だけでなく、敗血症（ｓｅｐｓｉｓ）のような急性疾患による酸化ストレス（ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ）の急増により最終糖化産物（ＡＧＥ）が発生する。このような最終糖化産物（ＡＧＥ）は、全時間にわたって遅く分解されて蓄積される。最終糖化産物（ＡＧＥ）の増加は、動脈硬化症（ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ）のような慢性疾患の進行に関連しており、人の一生で年を取るにつれて身体に蓄積される傾向がある。
長期間の高血糖状態で、蛋白質の非酵素的糖化（ｇｌｙｃａｔｉｏｎ）及び酸化（ｇｌｙｃｏｘｉｄａｔｉｏｎ）の反応が起こり続け、これによって非可逆的な糖と蛋白質の複合体である最終糖化産物（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ；ＡＧＥ）が形成される。糖尿病、腎不全（ｒｅｎａｌ ｆａｉｌｕｒｅ）、心血管疾患（ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ）のような血管系の疾患を抱えている人に、最終糖化産物（ＡＧＥ）の蓄積は非常に速く進行される。最終糖化産物（ＡＧＥ）の生成物は、皮膚を始め、多様な組織に蓄積される。最終糖化産物（ＡＧＥ）は、紫外線領域（３７０ｎｍ近くで最大）の励起光の照射により青色スペクトル領域（４４０ｎｍ近くで最大）で自己蛍光（ＡＦ）を放射する特性を有する。

周知のように、最終糖化産物（ＡＧＥ）は、ある疾病に対してバイオマーカーの役割をするもので、非侵襲的（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）な方法を用いて皮膚自己蛍光を測定することにより、身体の全器官の生理的な状態が損傷されたか否かを評価することができる。したがって、最終糖化産物（ＡＧＥ）は、年齢に関連した疾病における長期間の合併症を予測する。具体的には、皮膚自己蛍光の量は、糖尿病及び腎不全症（ｒｅｎａｌ ｆａｉｌｕｒｅ）を有する患者から増加し、血管合併症（ｖａｓｃｕｌａｒ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ）と冠状動脈疾患（ｃｏｒｏｎａｒｙ ｈｅａｒｔ ｄｉｓｅａｓｅ；ＣＨＤ）の進行に影響を及ぼす。このような最終糖化産物（ＡＧＥ）の蓄積は、皮膚自己蛍光により検出して非侵襲的に測定できるため、非侵襲的な臨床機器として用いる場合、糖尿及び最終糖化産物（ＡＧＥ）が蓄積される環境で長期間の血管合併症を引き起こす危険性の評価に有効である。
皮膚自己蛍光（ＡＦ）の測定により最終糖化産物（ＡＧＥ）を評価するために提案された方法と装備として、特許文献１では患者の下膊部位の皮膚蛍光を測定して最終糖化産物（ＡＧＥ）を評価する技術を提案する。

特許文献１において、励起光源は、３００〜４２０ｎｍ波長範囲の紫外線領域で発光する黒いガラスのルミネセンスランプ（ｂｌａｃｋｌｉｇｈｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｔｕｂｅ）である。光の収集と記録は、光ファイバー分光器により行われる。測定面積を増加させるために、光ファイバーの端面は装備の透明窓からある程度の距離（ｄ：５〜９ｍｍ）を離れて配置し、皮膚から反射する反射光の影響を減らすために、光ファイバーは窓の表面に対して約４５°角度に傾けて設定した。
具体的に、特許文献１では、光の収集面積を増加させるために、光を収集する光ファイバーの端面を対象部位からできるだけ距離を離れて配置し、この場合に測定される対象部位の面積は約０．４ｃｍ^２である。
この場合、測定対象部位の面積を増加するために測定距離（ｄ）を増加させるが、これによって収集される蛍光信号が非常に減少する問題があった。したがって、従来の特許文献１は、測定可能な皮膚面積の大きさの限界により、データの検出における信頼性が低下する問題があった。特に、このような正確度の問題は、皮膚上の不均質なもの、例えば、皮膚の斑点、血管、傷などの部位により、さらに正確度が低下した。
一方、特許文献２では、糖尿病患者のスクリーン検査を行うために最終糖化産物（ＡＧＥ）を測定する装備を開示している。特許文献２の装備は、特許文献１と同様に光ファイバー分光器により下膊皮膚の蛍光測定を行う。ただし、特許文献１と異なり、特許文献２では光ファイバープローブが複数の支線からなるバンドルの形態で構成される。

特許文献２による装置は、発光ダイオードから放出される紫外線及び青色光が光ファイバープローブを介して被験者の下膊に照射され、これから出てくる皮膚蛍光及び拡散反射光がプローブを介して収集される。収集された光は分光器により波長分散されて線形アレイ検出器により感知される。光ファイバープローブの支線のうち２つ（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｉｂｅｒｓ、ｃｈａｎｎｅｌ １ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ２）は、対象部位に光を照射する役割をし、第３の支線（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｆｉｂｅｒｓ）は、対象から出てくる光を多チャンネル分光器に伝達する。光ファイバープローブの支線バンドルの結合部分（ｔｉｓｓｕｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の端面が、照射される皮膚部位と接触する。
光ファイバープローブの支線の１つは、反射光スペクトルを測定するために白色光ＬＥＤからの光を放射し、他の１つの支線は、紫外線から青色光スペクトルの範囲までの光を発光するＬＥＤのうち適当なＬＥＤをスイッチング装置により選択して光を放射する。最適の蛍光励起条件を選択するために様々な波長を選択することができるが、反射光スペクトルの測定は、メラニンとヘモグロビンの影響により発生する自己蛍光を検出して測定結果を補正するために使用される。光ファイバーのバンドル内のそれぞれの光ファイバーは、一定の順序で配置され、光ファイバー支線が集められている光ファイバーバンドル内の３つの各支線から出てくる光ファイバーはモザイク状のもので、０．５ｍｍ間隔で順番に配置される。

しかし、特許文献２では、光ファイバープローブを介して被験者の下膊に光が照射されるように構成され、光の伝達媒体として光ファイバープローブを含むが、このような光ファイバープローブが有する問題がある。具体的に、光ファイバーは、それ自体の媒質特性によって特定波長別に伝達損失が発生し、また、光源から発生する光を光ファイバーの全反射条件に合わせて入射させるためにはさらなる光学設計及び光学系が必要であった。

さらに、前記特許文献１、２の装置は、両方とも光を受光する受光部で光ファイバーを使用するため、受光部の光ファイバープローブそのものが有する固有な問題が存在し、前記特許文献では光ファイバー分光器と線形アレイ検出器を用いることにより、最終糖化産物の自己蛍光信号の波長を線形アレイ検出器により検出する検出面積が相対的に小さくなる短所がある。したがって、検出される蛍光信号が分散され、線形アレイ検出器を用いて検出しようとする波長の光強度が相対的に小さくなる。また、光ファイバープローブ、光ファイバー分光器などを含むため、設備の小型化が困難である。

一方、疾病を診断するために皮膚蛍光を測定する場合、皮膚に照射された光が反射される領域で反射光と皮膚蛍光を検出する反射光検出方式と、皮膚に照射された光に対する透過光と前記透過光が測定される位置での皮膚蛍光を検出する透過光検出方式がある。
この透過光検出方式では、皮膚から発生する固有の蛍光強度を測定するために、測定される対象皮膚に照射光が透過され、対象皮膚の反対側の皮膚では光が検出されなければならない。

通常、透過光検出方式を適用する対象皮膚部位は次の通りである。先ず、耳たぶは、その厚さが約３ｍｍ程度で透過光の損失が大きく、光を吸収する血液の影響が非常に大きい。指は、爪とその向い側の皮膚との間で測定する場合、爪で発生する蛍光から大きく影響を受ける。反面、爪の直角方向と爪の反対側の皮膚との間の蛍光を測定する場合、光経路が長くなって損失率が大きく、指の皮膚状態と血液の影響を大きく受ける。しかし、指と指との間の皮膚、特に親指と人指との間の皮膚膜を測定する場合は次のような長所がある。第１に、厚さが１ｍｍ程度で光の損失が大きくなく、第２に、血液の影響が小さい。第３に、皮膚色素の影響が小さく、第４に測定が簡単である。
一方、一部の身体部位に対する透過光を用いた選択的な診断を行う場合であっても、皮膚から発生する蛍光強度は、皮膚に含まれている蛍光物質だけでなく、皮膚中で発生する光の散乱及び光吸収性質から影響を受ける。

したがって、このような光の散乱及び光吸収性質の影響から測定による誤差が発生するため、蛍光励起による皮膚蛍光を正確に検出するためには、このような誤差を補正しなければならない。特に、皮膚蛍光測定値から糖尿のような疾患を診断する場合は、被験者のうち疾患を持っている人とそうではない人の数値差がこの誤差を相殺するほど十分に大きくないため、この透過光検出方式を用いて皮膚蛍光を測定する場合、さらに正確に皮膚蛍光信号を検出できる装置が求められる。
このような透過光検出方式を用いた選択的診断装置を使用する場合、装置の小型化及び移動性をまず解決しなければならないので、装置内での光照射及び蛍光検出の効率性が要求される。
また、被験者のうち疾患を持っている人とそうではない人をより明らかに区分することにより選択的な診断部位での診断を正確に行うためには、光照射及び蛍光検出の効率性を向上させる一方、皮膚内での光の散乱及び光吸収性質による影響からの測定誤差を減少させることが大変重要である。

米国公開特許第２００４−１８６３６３号 米国公開特許第２００８−１０３３７３号

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明では皮膚から最終糖化産物（ＡＧＥ）の蛍光を測定する場合、照射光に対する透過光、そして皮膚中で発生する光の散乱及び吸収による皮膚蛍光のうち、前記透過光と共に検出される皮膚蛍光を検出し、これから補正された皮膚蛍光信号を演算することで、正確度が向上された皮膚蛍光信号を検出できる透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。
また、本発明では、補正された皮膚蛍光演算値から最終糖化産物（ＡＧＥ）のような診断因子を正確に評価することで、糖尿などの疾患に対する診断の可能性を向上できる透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。
さらに、本発明では、このような診断過程が簡単に行われるように光学系及び光源システムが簡単に構成される透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

本発明では、標準試片または測定対象に対して光照射及び光検出可能となるように構成され、励起光を照射する第１光源と、前記第１光源とは異なる波長の光を照射する第２光源と、前記第１光源及び第２光源からの透過光を検出するように配置され、蛍光信号及び透過光信号に対する相異なる２つの波長を検出する第１光検出器及び第２光検出器と、前記第１光源及び第２光源のオン／オフを制御する光源スイッチング制御部と、前記第１光検出器及び第２光検出器から検出された蛍光信号及び透過光信号から補正された皮膚蛍光信号を算出する演算部と、を含み、前記第２光源は前記第１光源からの励起光により励起されて放出される皮膚蛍光の波長帯の光を照射することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光源スイッチング制御部は、前記第１光源と前記第２光源の点灯状態が時間的に分離されるように前記第１光源及び前記第２光源をスイッチング制御することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記スイッチング制御部は、前記第１光源と前記第２光源を順次点灯及び消灯させる過程を連続的に繰り返して第１光源に対する蛍光信号及び透過光信号と第２光源に対する透過光信号をそれぞれ検出するように構成されることを特徴で透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源及び前記第２光源の光経路上には測定対象と標準試片が選択的に位置するように構成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源は３７０ｎｍ±２０ｎｍの光を照射することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２光源は４４０ｎｍ±２０ｎｍの光を照射することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記スイッチング制御部は、各光源を点灯させる前に、第１光源と第２光源が両方とも消灯されるように制御することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記スイッチング制御部が第１光源及び第２光源を両方とも消灯させた場合、前記第１光検出器及び第２光検出器では癌信号を測定し、前記演算部は測定された癌信号を格納し、格納された癌信号から検出された蛍光信号及び透過光信号を補償することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記スイッチング制御部は、第１光源部及び第２光源部が１０〜１００Ｈｚの周期で点灯及び消灯を繰り返すように制御することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光検出器及び第２光検出器のオン／オフを制御する光検出器スイッチング制御部をさらに含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源、第２光源、第１光検出器、及び第２光検出器を含む光学センサと、前記光学センサに電気的に接続可能となるように構成され、前記演算部を含む本体と、で分離構成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサには第１光源及び第２光源に連結される第１固定部と第１光検出器と第２光検出器に連結される第２固定部が形成され、前記第１固定部と第２固定部は相対向し、その間に挿入空間を形成することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、検出された情報を格納するためのメモリを含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、前記第１光源及び前記第２光源から照射される光を共通に伝達する共通光源光ガイドを含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、透過光及び皮膚蛍光を前記第１光検出器及び前記第２光検出器に共通に伝達する共通検出光ガイドを含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、前記第１光源及び前記第２光源から照射されるそれぞれの光を前記共通光源光ガイドに伝達するように光経路上に第１ダイクロイックミラーが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、前記共通検出光ガイドから伝達された光を分離して前記第１光検出器及び前記第２光検出器に伝達するように光経路上に第２ダイクロイックミラーが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間には、第１光源から照射される第１波長の光は通過させ、第２光源から照射される第２波長の光は抑制する光源フィルタが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源及び前記第２光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間には、前記第１光源及び前記第２光源から照射される光を集束させる対物レンズがそれぞれ設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２ダイクロイックミラーと前記第１光検出器との間には、第１波長の光は通過させ、第２波長の光は抑制する第１検出フィルタが設置され、前記第２ダイクロイックミラーと前記第２光検出器との間には、第１波長の光は抑制し、第２波長の光は透過させる第２検出フィルタが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光検出器及び前記第２光検出器と前記第２ダイクロイックミラーとの間には、前記第２ダイクロイックミラーを通過した光を前記第１光検出器及び前記第２光検出器に集束させる対物レンズがそれぞれ設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、前記第１光源から照射される光を伝達する第１光源光ガイド及び前記第２光源から照射される光を伝達する第２光源光ガイドを含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、透過光及び皮膚蛍光を前記第１光検出器に伝達する第１検出光ガイド及び前記第２光検出器に伝達する第２検出光ガイドを含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源と前記第１光源光ガイドとの間には第１光源から照射される第１波長の光は通過させ、第２光源から照射される第２波長の光は抑制する光源フィルタが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源光ガイドと前記第１光検出器との間には、第１波長の光は通過させ、第２波長の光は抑制する第１検出フィルタが設置され、前記第２光源光ガイドと前記第２光検出器との間には、第１波長の光は抑制し、第２波長の光は透過させる第２検出フィルタが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１固定部の末端には第１光源及び第２光源が設置され、前記第１光源及び第２光源が直接測定対象に光を照射するように構成され、前記第２固定部の末端には第１光検出器及び第２光検出器が設置され、前記第１光検出器及び第２光検出器で直接透過光及び皮膚蛍光を検出するように構成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光検出器及び前記第２光検出器は、２つのセクタで構成される光検出器の２つのセクタの前に、第１波長（λ１）と第２波長（λ２）を区分する帯域フィルタがそれぞれ位置することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１固定部と前記第２固定部は、測定対象を加圧した状態で固定するようにクリップ形態で製作されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサには移動可能な標準試片が装着され、前記標準試片は前記第１固定部と前記第２固定部との間の挿入空間から測定対象が除去された場合、前記挿入空間に位置するように移動することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、挿入空間に測定対象の皮膚が位置した場合に皮膚に対する測定を行い、測定対象が除去されて標準試片が挿入空間に位置した場合に標準試片に対する測定を行うことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学センサは、測定対象の皮膚及び標準試片に対して測定された結果を格納し、格納された皮膚及び標準試片に対する検出情報を本体に伝送して前記演算部で補正された皮膚蛍光値を算出するように構成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記本体はディスプレイ部をさらに含み、前記ディスプレイ部では前記演算部で算出された補正された皮膚蛍光信号を出力することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記演算部は、下記数式により補正された皮膚蛍光値を算出することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

数式：ＡＦ_ｃｏｒｒ＝Ｋ［Ｉ（λ２、ｔ１）／Ｉ_０（λ２、ｔ１）］／｛［Ｔ（λ１）］^ｋ１［Ｔ（λ２）］｝^ｋ２
（式中、Ｔ（λ１）＝Ｉ（λ１、ｔ１）／Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起波長での拡散透過係数
Ｔ（λ２）＝Ｉ（λ２、ｔ２）／Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射波長での拡散透過係数
Ｉ（λ２、ｔ１）：皮膚組織の固有蛍光（皮膚蛍光）信号値
Ｉ（λ１、ｔ１）：励起光波長での皮膚組織の透過光信号値
Ｉ（λ２、ｔ２）：放射光波長での皮膚組織の透過光信号値
ｋ１、ｋ２：励起光と放射光波長に対する校正関数の指数係数
Ｉ_０（λ２、ｔ１）：標準試片での固有蛍光信号値
Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起光波長での標準試片の透過光信号値
Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射光波長での標準試片の透過光信号値
Ｋ：使用された標準試片の特徴を考慮した比率係数）

一方、本発明では、励起光を照射する光源部と、前記光源部から照射された励起光に対する透過光及び蛍光信号を検出するように配置される光検出部と、前記光源部から照射される励起光を測定対象に伝達し、前記透過光及び蛍光信号を光検出部に伝達するように構成される１対の光伝達部と、を含み、それぞれの光伝達部は光源部または光検出部が装着される装着面と、前記装着面から測定対象側に延長されて光を反射させる反射面と、測定対象に光が引き込まれるように連結される接触面と、を含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光源部は励起光を照射する第１光源及び前記第１光源とは異なる波長の光を照射する第２光源を含むように構成され、前記光検出部は蛍光信号及び反射光信号に対する相異なる２つの波長を検出するように設置される第１光検出器及び第２光検出器を含むように構成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２光源は前記第１光源からの励起光により励起されて放出される皮膚蛍光の波長帯の光を照射することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光源及び第２光源のオン／オフを制御する光源スイッチング制御部と、前記第１光検出器及び第２光検出器から検出された蛍光信号及び透過光信号から補正された皮膚蛍光信号を算出する演算部と、を含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記１対の光伝達部は、前記光源部に連結される第１光学プリズム及び前記光検出部に連結される第２光学プリズムであることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光学プリズム及び第２光学プリズムは、三角形の垂直断面形状を有する三角柱プリズムであることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光学プリズムの装着面には第１光源が設置され、前記第１光源に対する反射面には第２光源が設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２光学プリズムの装着面には第１光検出器が設置され、第１光検出器に対する反射面には第２光検出器が設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記１対の光伝達部は、前記光源部に連結される第１光パイプ及び前記光検出部に連結される第２光パイプであることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプは、傾斜した反射面を有し、装着面が接触面よりも広い面積を有するテーパー状の柱形態であることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプの装着面には第１光源及び第２光源が設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２光パイプの装着面には第１光検出器及び第２光検出器が設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第２光パイプの装着面側で検出される光の波長を２つの帯域に分離するためのダイクロイックプリズムが設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光検出器は前記ダイクロイックプリズムでの反射光を検出するように設置され、前記第２光検出器は前記ダイクロイックプリズムでの透過光を検出するように設置されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプは、測定対象との接触面に垂直に延長される垂直型光パイプであることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプは、測定対象との接触面に水平に延長される水平型光パイプであることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面は、装着面から接触面側に断面積が狭くなって傾斜した反射面であることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプの装着面は、その反射面に傾斜するように形成されることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面は、接触面に対して傾斜した折曲反射面を含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面はミラーコーティングされることを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光伝達部を上下に昇降させるための搬送部と、２つの光伝達部間の距離を測定して測定対象の厚さを知らせる厚さ指示子と、さらに含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光伝達部の接触面には測定対象に接触する光学的連結部をさらに含むことを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

また、前記光学的連結部は、前記光伝達部と測定対象との間で液状物質または弾性材料からなる連結層を構成することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は次のような効果がある。

第１に、本発明は、皮膚自己蛍光を評価して糖尿性疾患を容易に診断できるもので、潜在性糖尿患者を把握するための大量検査が可能であり、心臓−血管及び関連合併症の危険を予測することができる。

第２に、本発明では、光源から照射される光に対する光集積度及び光均質度を向上させて測定対象に均一な光を照射する効果がある。

第３に、本発明では、光源からの光を効率的に集積して皮膚組織に照射する一方、皮膚組織表面での鏡反射を最小化することにより、光効率を改善して装置の小型化が可能となる。

第４に、本発明では、皮膚蛍光の測定時に透過光を測定する方式を採用することにより皮膚表面での鏡反射による誤差発生要因を根本的に除去する一方、肌の粗さ、傷跡、毛などの皮膚外的要素と皮膚の色素と血液のヘモグロビンなど内的要素の影響を最小化し、これによって正確な疾病の診断が可能となる。

第５に、本発明では、皮膚内部で発生する光の散乱及び吸収による誤差を簡単に補正できるため、皮膚蛍光の正確な測定をすることができ、これによって正確な疾病の診断が可能となる。

第６に、本発明では、光源及び検出部を含み、一端部が皮膚と接触して皮膚蛍光を測定するように把持可能な小型スキャナの形態で製作でき、このような構成によって皮膚に接触して検査者が診断領域をスキャニングする方式で測定可能であるため、非侵襲的（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）な方法によるリアルタイム診断が可能となる。

本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の測定原理を説明するために、光源から入力される光と光検出器で検出される光を時間毎に区分して示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の概略的な構成を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置において、光源及び光検出器と測定対象皮膚との間に空間が存在しない場合に対する好ましい光源及び光検出器配置構造を概略的に示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置において、光源及び光検出器と測定対象皮膚との間に空間が存在する場合に対する好ましい光源及び光検出器配置構造を概略的に示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置において、光学プリズム及び光学的連結部を含む例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、光パイプ及び光学的連結部を含む他の実施例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、光パイプ及び光学的連結部を含む他の実施例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、光パイプ及び光学的連結部を含む他の実施例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、光パイプ及び光学的連結部を含む他の実施例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、光パイプ及び光学的連結部を含む他の実施例を示す図面である。 本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例であって、変形された光パイプ及び光学的連結部を含むまた他の実施例を示す図面である。

本発明は、糖尿のような疾患に対する診断の目的として皮膚に励起光を照射し、これによって発生する皮膚蛍光を検出する皮膚蛍光測定装置に関するもので、特に、皮膚への照射光によって皮膚内部で散乱されて放出される皮膚蛍光のうち、照射光に対する透過光及び前記透過光が検出される位置での皮膚蛍光情報から補正された皮膚蛍光情報を正確に測定できる透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

そのために本発明では、実際に診断しようとする測定対象と標準試片に対して順次的な測定を進行し、測定対象が有する個別的な偏差を除去するために前記測定対象から得られた情報と標準試片から得られた情報を比較する一方、その過程で要求される一定の条件に応じて光源及び光検出器を順次オン／オフ制御することで、補正された皮膚蛍光値を提供できる透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提供する。

以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい一実施例による透過光検出型皮膚蛍光測定装置を具体的に説明する。

皮膚で発生する蛍光を測定するためには、皮膚対象の選定と共に測定される蛍光に影響を与える要素を考慮しなければならない。測定される蛍光は、皮膚に含まれた蛍光物質だけでなく、皮膚中で発生する光の散乱及び光吸収性質にも依存する。特に、蛍光物質を励起させるために照射される励起光波長と蛍光物質で発生する蛍光波長での光吸収及び光散乱の影響を考慮して、測定された蛍光値を補正する必要がある。したがって、このような蛍光強度に影響を与える光学的要素の影響を減少させるために、次のような実験式を考慮することができる。

ＡＦ_ｃｏｒｒ＝ＡＦ／（Ｔ_１ ^ｋ１Ｔ_２ ^ｋ２） −式（１）

補正された蛍光値ＡＦ_ｃｏｒｒを求めるために測定された蛍光値ＡＦは、励起拡散透過光値Ｔ_１と蛍光波長帯での放射光（ｅｍｉｓｓｉｏｉｎ）の拡散透過光値Ｔ_２で分けた。２つの拡散透過光値は次数のない指数ｋ１とｋ２によって調整される。

本発明では、透過光検出方式によって補正された皮膚蛍光値を求めるために、式（１）を用い、また、実際の実験から補正された蛍光値を求めるために具体的な値を導入した。
Ｉ（λ２、ｔ１）：皮膚組織の固有蛍光（皮膚蛍光）信号値
Ｉ（λ１、ｔ１）：励起光波長での皮膚組織の透過光信号値
Ｉ（λ２、ｔ２）：放射光波長での皮膚組織の透過光信号値
ｋ１、ｋ２：励起光と放射光波長に対する校正関数の指数係数
Ｋ：使用された標準試片の特徴を考慮した比率係数
透過光検出方式によって補正された皮膚蛍光値に対する関係式は次の通りである。

ＡＦ_{ｔｉｓｓｕｅ}＝［Ｉ（λ２、ｔ１）］／［Ｉ（λ１、ｔ１）^ｋ１Ｉ（λ２、ｔ２）^ｋ２］；ｋ１、ｋ２＜１： −式（２）

ここで、ＡＦ_{ｔｉｓｓｕｅ}は皮膚組織の固有蛍光の補正信号である。

上述した光の測定は、それぞれ異なる時間間隔ｔ１とｔ２で周期的に繰り返し行われ、正確度を向上させるために、獲得された測定結果の平均を算出する。適時に変化を追跡するために測定値は時間ダイヤグラムの形態で記録する。

一方、装備に依存する偏差に対する校正及びそれぞれ異なる試片から獲得した結果を比較するための校正測定作業が必要である。したがって、本発明では皮膚対象組織を測定すると共に標準試片を導入して同じ測定を行った。測定の正確度を高めるために、標準試片の蛍光強度Ｉ_０（λ２、ｔ１）と励起光及び放射光での標準試片の透過光信号値Ｉ_０（λ１、ｔ１）及びＩ_０（λ２、ｔ２）は皮膚の光学特性とほぼ同様であるものが好ましい。

導入された標準試片の測定過程で発生した信号値は、次のように対象皮膚組織記号と同様に表示する。
Ｉ_０（λ２、ｔ１）：標準試片での固有蛍光信号値
Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起光波長での標準試片の透過光信号値
Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射光波長での標準試片の透過光信号値
標準試片で獲得した信号の処理は、式（２）と同様に下記式（３）により算出する。

ＡＦ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}＝［Ｉ_０（λ２、ｔ１）］／［Ｉ_０（λ１、ｔ１）^ｋ１Ｉ_０（λ２、ｔ２）^ｋ２］ −式（３）

ＡＦ_{ｔｉｓｓｕｅ}をＡＦ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}で分けた結果である、正規化され、かつ最終補正された固有蛍光値は次の通りである。

ＡＦ_ｃｏｒｒ＝Ｋ（ＡＦ_{ｔｉｓｓｕｅ} ／ＡＦ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}） −式（４）

ＡＦ_ｃｏｒｒ＝Ｋ［Ｉ（λ２、ｔ１）／Ｉ_０（λ２、ｔ１）］／｛［Ｉ（λ１、ｔ１）／Ｉ_０（λ１、ｔ１）］^ｋ１［Ｉ（λ２、ｔ２）／Ｉ_０（λ２、ｔ２）］｝^ｋ２ −式（５）
（式中、Ｋは、用いられた標準試片の特徴を考慮した比率係数である。）
式（５）を再び簡単に作成すると、次の通りである。

ＡＦ_ｃｏｒｒ＝Ｋ［Ｉ（λ２、ｔ１）／Ｉ_０（λ２、ｔ１）］／｛［Ｔ（λ１）］^ｋ１［Ｔ（λ２）］｝^ｋ２ −式（６）
Ｔ（λ１）＝Ｉ（λ１、ｔ１）／Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起波長の拡散透過係数
Ｔ（λ２）＝Ｉ（λ２、ｔ２）／Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射波長の拡散透過係数

したがって、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、上述した演算過程によって補正された皮膚蛍光値を算出する。

さらに、測定のために提案された原理は図１に示すように詳細に説明される。

図１は、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の測定原理を説明するために、光源から入力される光と光検出器で検出される光を時間毎に示しているもので、図１に示すように、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、入力として励起光の波長帯（第１波長、λ１）に該当する光を照射する第１条件と、前記励起光によって生成される皮膚蛍光の波長帯（第２波長、λ２）に対応する光を照射する第２条件が時間的に分離されたまま、第１条件と第２条件での測定が連続的に行われる。前記第１条件及び第２条件に該当する照射光の波長帯は、検出しようとする皮膚蛍光により選択的に構成されるが、例えば、本発明の好ましい実施例としてＡＧＥに対する皮膚蛍光を検出する場合は、蛍光励起のための励起光として３７０ｎｍ±２０ｎｍの第１波長を有する光を第１条件とし、第２条件はＡＧＥに対する皮膚蛍光の波長に対応する４４０ｎｍ±２０ｎｍの第２波長を有する光を選択的に利用することができる。

具体的には、２つの相異なる波長の光を放射する光源と２つの相異なる波長の光を検出する光検出器を含む光学センサを用いて診断観察過程で測定対象に該当する皮膚組織（Ｔｉｓｓｕｅ）または校正過程で標準試片（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓａｍｐｌｅ）と前記光学センサを接触して測定する。

測定過程と関連して、図１の（ａ）は相異なる２つの波長に対する各光源が時間的に分離されて動作していることを示す作動時間ダイヤグラムである。この際、励起光源の第１光源から照射される光Ф（λ１、ｔ１）と、他の波長帯の標準光源の第２光源からの光Ф（λ２、ｔ２）が相異なり、交差していない時間帯で存在するように構成することが重要である。

また、図１の（ｂ）は２つの光検出器に対する作動時間ダイヤグラムである。第１光源からの光Ф（λ１、ｔ１）が光照射される同一時間帯では、励起された皮膚蛍光と透過光に対する２つの信号が生成される。すなわち、励起光波長で生成される２つの信号は透過光信号Ｉ（λ１、ｔ１）と、励起された蛍光信号Ｉ（λ２、ｔ１）である。

一方、第２光源による光Ф（λ２、ｔ２）が光照射する時間帯では単に単一信号が形成される。すなわち、第２光源によって生成される信号は、照射される光の波長帯で透過光信号Ｉ（λ２、ｔ２）のみ検出される。

したがって、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、図１に示すように第１光源による光照射と第２光源による光照射を時間的に分離したまま連続的に測定対象に照射する一方、それぞれの光照射時に、光検出器から検出される信号を収集した後、これを前記数式によって演算することにより、補正された皮膚蛍光値を算出する。

一方、図２から図４では、上述した測定原理により得られたもので、本発明の好ましい実施例による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の実施例をそれぞれ示している。

図２から図４に示すように、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、皮膚に励起光などを照射し、皮膚蛍光などを検出する光学センサと、前記光学センサに連結され、光学センサから検出された情報を分析し、その情報をディスプレイするための本体と、で構成される。

ただし、このように光学センサと本体を分けて構成することは本発明の好ましい実施例の１つであり、必要によって別途の本体を構成せず、単一センサの形態で製作してもよく、他の構成をさらに連結して製作してもよい。

本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、測定しようとする対象に対して光を照射し、照射した光から発生する皮膚蛍光などを検出するように、光源と光検出器を含むように構成される。

特に、本発明では、検出された皮膚蛍光値を補正して正確な皮膚蛍光値を提供するために、相異なる波長の光を照射する２つの光源と該２つの照射光から発生する相異なる波長の透過光と皮膚蛍光を検出する２つの光検出器を含むことを特徴とする。

具体的に、このような２つの光源は励起光の波長帯（第１波長、λ_１）に該当する光を放出する第１光源と、前記励起光によって生成される皮膚蛍光の波長帯（第２波長、λ_２）に該当する光を放出する第２光源で構成され、２つの光検出器は、前記第１光源及び第２光源に対する透過光を検出する位置に設置される。

このような２つの光検出器は、第１光源からの励起光に対する透過光（λ_１）を検出する第１光検出器と、励起光によって生成される皮膚蛍光（λ_２）及び第２光源からの放射光に対する透過光（λ_２）を検出する第２光検出器に分けられる。

したがって、前記２つの光源と光検出器は、透過光と前記皮膚蛍光を同時に検出できる位置に配置されるが、好ましくは光学センサの端部で測定対象または標準試片が挿入される空間を形成するように、光源と光検出器が相対向して配置されるように構成することができる。

この際、前記光源と光検出器が直接相対向して配置される必要はなく、光ガイドのような光信号伝送手段により連結される場合、光照射が行われる末端部と光検出が行われる末端部が相対向して配置されることで足りる。

したがって、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、光源と、測定対象が位置する挿入空間との間に光ガイドを配置することで、前記光ガイドによって光源から測定対象の皮膚または標準試片に光が伝達されるように構成することができる。また、前記挿入空間と光検出器との間にも光ガイドを配置することで、皮膚を透過した透過光及び皮膚蛍光も前記光ガイドを介して光検出器に伝達されるように構成することができる。

前記光源及び光検出器を含む光学センサは、測定対象への光伝達及び光信号検出が可能となるように構成され、そのために光学センサの端部が測定対象の皮膚または標準試片に接触するように構成することができる。

前記光学センサは、光源から光が照射される光源側の第１固定部と光を検出する光検出器側の第２固定部が相対向しており、その間に挿入空間を形成するはさみ状に構成することができる。

したがって、はさみ状を形成する第１固定部と第２固定部との間の挿入空間に測定対象が位置すると、測定対象には光照射及び光検出が行われる。

前記挿入空間内に測定対象が存在しない場合は、標準試片が挿入空間内に挿入されることができ、挿入された標準試片に対して光照射及び光検出が行われる。前記標準試片は、挿入空間に自動挿入されるように構成してもよいが、この場合、測定対象に対する光照射及び光検出が行われた後に測定対象が挿入空間から除去されると、標準試片が自動挿入されて標準試片に対する光照射及び光検出が行われるように構成することが好ましい。

この際、前記標準試片としては、測定される身体組織とほぼ同様の蛍光と拡散透過の光学的特性を有するものを選択することができる。

一方、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、前記第１光源及び第２光源のオン／オフを制御する光源スイッチング制御部を含むように構成してもよく、さらに好ましくは前記第１光検出器及び第２光検出器のオン／オフを制御する光検出器スイッチング制御部を含むように構成してもよい。

このような光源スイッチング制御部及び光検出器スイッチング制御部は、皮膚蛍光値を正確に補正して演算するために、放出される皮膚蛍光及び透過光の検出条件により各光源及び光検出器を区分して正確に動作するようにスイッチング制御する。

具体的には、光源スイッチング制御部は、透過光検出型皮膚蛍光測定装置の光照射条件により光源のオン／オフ、すなわち、光源の点灯または消灯を制御するが、例えば、励起光（λ_１）を測定対象に照射する第１条件では、第２光源を消灯させ、第１光源を点灯させることにより、第１光源のみが第１波長帯の光を照射するように各光源をスイッチング制御する。一方、前記励起光とは異なる波長帯の放射光（λ_２）を測定対象に照射する第２条件では、第１光源を消灯させ、第２光源のみが第２波長帯の光を照射するように第２光源を点灯させ、このように各光源を制御するように構成することができる。

同様に、前記光検出器スイッチング制御部も、各測定条件により該当光検出器のオン／オフを制御する構成であり、現在の測定条件で検出しようとする波長帯の光を検出するための光検出器の電源をオン／オフするように構成される。

特に、前記光検出器スイッチング制御部において、第１波長帯の励起光を照射する第１条件や第２波長帯の放射光を照射する第２条件は、両方とも第２波長に対する光信号を検出しなければならないため、第２波長に対する光検出のための第２光検出器は、持続的にオン状態を保持することが好ましい。

この際、第１条件と第２条件を含む全体測定過程では、所定の時間で光源に対するスイッチング制御を順次行うが、各光源のスイッチング周期は、人体の脈拍数を考慮して血流によって拡散透過率の変化が測定に影響を及ぼさないように、１０〜１００Ｈｚ水準の高周波でスイッチング制御が行われるように構成することが好ましい。このような過程で、それぞれの光照射及び光検出が行われる前に、全ての光源を消灯させた後、癌信号のレベル評価を行って外部から漏洩される光に対する自動補償を行うように構成することができる。

また、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、選択的に光学フィルタが光源及び光検出器の前に設置されることができる。このような光学フィルタは、光源によって所望の波長帯の光のみ照射されるように光源の光経路上に設置されてもよく、または光検出器で検出しようとする波長帯の光のみ前記光検出器に入射するように前記光検出器の前に設置されてもよい。

一方、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、２つの光源及び２つの光検出器を含む光学センサに連結可能となるように構成される本体を含むように構成することができ、前記本体は光学センサにより測定された情報から補正された皮膚蛍光の大きさを算出する演算部を含むように構成することができる。

前記本体は、光学センサから検出された情報を受信するために前記光学センサに有線または無線で接続するように構成することができ、前記本体の演算部で上述したような演算過程を行うことにより、補正された皮膚蛍光値を算出するように構成することができる。

また、前記本体は、皮膚蛍光信号に関する情報を出力するようにディスプレイ部を含むことができ、前記ディスプレイ部では前記演算部で算出された、補正された皮膚蛍光信号を外部に出力するように構成する。

したがって、このような構成を有する本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、光学センサの挿入空間内に測定対象が位置した場合、光学センサは測定対象に対する光照射及び光検出過程を行い、測定対象が除去された後に標準試片が挿入されることにより、測定対象に対して行った光照射及び光検出過程を前記標準試片に対して同様に行う。

測定対象及び標準試片に対して測定された情報は本体の演算部に伝送され、前記演算部では伝送された蛍光信号及び透過光信号に関する情報を用いて実際の測定対象に対する補正された皮膚蛍光値を算出する。算出結果は、前記本体上に形成されたディスプレイ部を通して外部に表示される。

測定対象及び標準試片の測定は一定の周期で繰り返され、繰り返された測定結果は全てメモリを用いて光学センサに格納され、格納された情報は補正が行われる演算過程のために演算部に格納される。この際、繰り返された測定結果は平均値を算出して演算に用いられ、好ましくは測定結果の変化を追跡するために時間ダイヤグラムの形態で測定結果を格納することができる。

図２は、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい一実施例に関するもので、第１光源１１１及び第２光源１１２が共通光ガイドにより測定対象側に光を伝達するように構成される一方、共通の光源光ガイドの向い側には共通の光検出器光ガイドが配置されるが、このような共通検出光ガイド１２８を介して第１光検出器１２１及び第２光検出器に透過光及び皮膚蛍光が伝達されるように構成される光学センサ１００を含む例である。

図２に示すように、第１光源１１１及び第２光源１１２から発光する光は、レンズを介して共通光源光ガイド１１７に入る。この際、光源としては、励起及び放射（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波長範囲で十分な光の明るさを提供するＬＥＤ、レーザーダイオード、または他の光源を用いることができる。第１光源１１１と共通光源光ガイド１１７との間には第２光源１１２から発生する第２波長（λ２）の光を抑制する光源フィルタ１１４を設置した。第２光源１１２には別途のフィルタを設置しなくてもよく、第２光検出器１２２の前に第２検出フィルタ１２５を設置した。したがって、第２光源１１２から発光する光の波長帯は、第２検出フィルタ１２５を通過する波長帯よりも広いものを使用でき、例えば、白色光ＬＥＤを第２光源１１２として使用することができる。

第１光源１１１及び第２光源１１２から発生した光は、第１ダイクロイックミラー１１３を介して共通光源光ガイド１１７に入るが、この際、前記第１ダイクロイックミラーと各光源との間に対物レンズ１１５，１１６を設置することができる。また、第２波長（λ２）が第１波長（λ１）よりも大きい条件下で、第１ダイクロイックミラー１１３は、短波長光の第１波長（λ１）の光を反射し、長波長光の第２波長（λ２）の光を通過させる。逆に、第１ダイクロイックミラー１１３は、短波長を通過させ、長波長を反射させるように構成してもよい。この場合は第１光源１１１と第２光源１１２の位置を変更しなければならない。前記第１光源１１１及び第２光源１１２の電源は、光源スイッチング制御機によってスイッチング及び供給され、好ましくは図２のようにドライバモジュール１３４でリレースイッチによって供給され、第１光源１１１と第２光源１１２に対する電源供給を交互に行う。

光学センサ１００の挿入空間内に測定対象（Ｔ）が位置した場合、光学センサ１００は測定対象（Ｔ）に対する光照射及び光検出過程を行い、測定対象（Ｔ）が除去された後には標準試片（Ｒ）が自動挿入されることにより、測定対象に対して行った光照射及び光検出過程を前記標準試片（Ｒ）に対して同一に行う。

測定対象（Ｔ）及び標準試片（Ｒ）に対して測定された情報は、本体２００の演算部２１０に伝送され、前記演算部２１０では伝送された蛍光信号及び透過光信号に関する情報を用いて実際の測定対象に対する補正された皮膚蛍光値を算出する。算出結果は、前記本体２００上に形成されたディスプレイ部２２０を通して外部に表示される。

一方、図２のように、共通検出光ガイド１２８を介して入った光は、対物レンズ１２６，１２７のような光学系を介して第１光検出器１２１及び第２光検出器１２２に入る。第１光検出器１２１及び第２光検出器１２２に光を分配する役割は、第２ダイクロイックミラー１２３で行う。前記第２ダイクロイックミラー１２３は、第１ダイクロイックミラー１１３のように短波長光を反射し、長波長光を通過させるように構成することができる。また、第１ダイクロイックミラー１１３で第１光源１１１及び第２光源１１２の位置を変更する場合のように、第１光検出器１２１と第２光検出器１２２の位置を変えてそれに対応する波長通過及び反射特性を反対に変更することができる。この際、対物レンズ１２６，１２７は、光検出器に光を効果的に集める機能をする。

また、前記光検出器の前にはそれぞれのフィルタが設置される。第１光検出器１２１の前に設置される第１検出フィルタ１２４は、第１波長（λ１）のスペクトル成分を通過させ、第２波長（λ２）のスペクトル成分を抑制させるように構成される。反面、第２検出フィルタ１２５は、第２波長（λ２）のスペクトル成分を通過させ、第１波長（λ１）のスペクトル成分を抑制させるように構成される。

また、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、前記光学センサ１００内に光源からの光照射を制御し、検出された光信号を処理して演算部側に伝送する電子制御モジュール（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｕｌｅ；ＥＣＭ）１３０を含む。

第１光検出器１２１及び第２光検出器１２２から送信された信号は、電子制御モジュール１３０に属するアナログ−デジタル変換器１３１，１３２に入った後、データ伝送モジュール（Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ；ＤＴＭ）１３３を通過して両方向バス（ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｂｕｓ）により本体の演算部２１０に伝達されるように構成することができる。ここで、データ伝送モジュール１３３は、デジタル信号の時分割制御伝送によるマルチプレクサー（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）の役割をしてデータを選択する。前記データ伝送モジュールとリレースイッチの同期機能は本体から両方向バスにより命令が実行される。

前記本体２００は、光源スイッチング制御部に該当するドライバモジュール１３４を制御し、また、測定挿入部で標準試片（Ｒ）の出入モジュールを制御するように構成することができる。また、前記本体では、信号の統計処理をし、上述した数式により補正蛍光値を計算し、信号処理、制御、及びデータの入力などと関連した作業を行うことができ、ディスプレイ部２２０を通して作業結果を出力するように構成することができる。

さらに、本発明の好ましい実施例では、ＡＧＥに対する皮膚蛍光を検出するために、蛍光励起のための励起光として３７０ｎｍ±２０ｎｍの第１波長の光を用いることができ、放射光としてはＡＧＥに対する皮膚蛍光の波長に対応する４４０ｎｍ±２０ｎｍの第２波長の光を用いることができる。

この場合、前記第１光源１１１は３７０ｎｍ±２０ｎｍの第１波長帯の光を照射する発光ダイオードで構成され、前記第２光源１１２は４４０ｎｍ±２０ｎｍの第２波長帯の光を照射する発光ダイオードで構成されることができる。また、前記第１光検出器１２１は第１波長帯の光を検出するフォトダイオードで構成され、前記第２光検出器１２２は第２波長帯の光を検出するフォトダイオードで構成されることができる。

一方、図３は、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の他の実施例を示す図面であって、光源側と光検出器側にそれぞれ１対の光ガイドが個別的に設置された構造に関する。

具体的には、図３に示す透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、図２のように、第１光源、第２光源、第１光検出器、第２光検出器、及び電子制御モジュールを共通に含むが、図２の実施例とは異なり、共通の光ガイドでなく、個別的な光ガイドがそれぞれの光源及び光検出器側に連結されて光伝達が行われるように構成される。

したがって、図３の実施例では、第１光源光ガイド３１４と第２光源光ガイド３１５がそれぞれ第１光源３１１及び第２光源３１２に連結され、その反対側には第１検出光ガイド３２５と第２検出光ガイド３２６がそれぞれ第１光検出器３２１及び第２光検出器３２２に連結される。

すなわち、それぞれの光ガイドを介して光照射及び光検出のための光伝達が行われるが、この実施例では図２のように光を集めるか、分散させるためのダイクロイックミラーが不要である。

また、図３の例では、ダイクロイックミラーのような光学系を介して光を伝達せず、光ガイドが光源または光検出器に直接連結されることができため、光を集束するための対物レンズのような構成が不要である。

その他、光源フィルタ３１３、第１及び第２検出フィルタ３２３，３２４、アナログ−デジタル変換器３３１，３３２、データ伝送モジュール３３３、及びこれに連結される演算部４１０とディスプレイ部４２０を含む本体部４００などは前記図２に説明した通りである。

一方、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置のまた他の実施例として、図４では光源と光検出器が光学センサの最末端を形成し、直接測定対象に対する光照射及び光検出を行うように構成された例を示している。

図４の実施例では同じチップに位置した第１光源５１１と第２光源５１２は、それぞれ第１波長（λ１）と第２波長（λ２）の光を生成し、この際、第１光源５１１で第２波長（λ２）のスペクトル成分を含んでいない場合はフィルタは不要である。

図４の実施例では、光検出器が２つのセクタで構成されるが、２つのセクタの前には第１波長（λ１）と第２波長（λ２）を分ける帯域フィルタが位置することにより、第１光検出器５２１及び第２光検出器５２２を構成する。電子制御モジュールは、第１光源５１１と第２光源５１２を順次点灯し、消灯する役割をし、また、光検出器から２つのチャンネルから入ってくる光検出信号を時分割方式により制御して同期化する。

また、図４の実施例では、前記光源と前記光検出器がそれぞれ対応して位置することにより、前記光源側端部と前記光検出器側端部がクリップの形態を形成して測定対象を加圧状態で固定することができる。この場合、測定対象をクリップ状の光源センサで挟んだ後、測定対象に対する光照射及び光検出過程を行い、測定対象が除去された後、標準試片をクリップで挟むようにして自動的に測定対象に対して行った光照射及び光検出過程と同じ過程を前記標準試片に対して行うようになる。

その後、対応するデジタル信号に変換した後、通信モジュールを用いて、固定されている本体６００に測定された光信号に関する情報を伝送し、前記本体の演算部６１０では、伝送された蛍光信号及び透過光信号に関する情報を用いて実際の測定対象に対する補正された皮膚蛍光値を算出する。算出結果は前記本体６００上に形成されたディスプレイ部６２０を通して外部に表示される。

さらに、本発明では、光伝達及び光検出効率を改善するように光経路上に光学プリズムまたは光パイプのような新たな構造の光伝達部を含むことを特徴とする。

このような光学プリズムまたは光パイプを含む光伝達部は、測定しようとする皮膚部位の狭い領域に対して集中的に均一な光を照射し、透過された光を光検出部側に集めるように機能する。

具体的には、本発明による光学センサに含まれる光伝達部は、引き込まれた光の一部が内部で反射することにより、測定しようとする領域に照射されない光も消失することなく、測定領域または光検出部側に伝達できる構造を有する。したがって、本発明による光伝達部は、内部に引き込まれた光の内部反射が可能となるように、光源または光検出器が位置する装着面と前記装着面の他に少なくとも１つ以上の反射面を含む構造を有する。また、本発明による光伝達部は、光の装着面及び反射面以外に、測定対象に接触する接触面を含む。

このように光の装着面、反射面、及び接触面を含む光伝達部は、以下で詳細に説明する光学プリズムまたは光パイプにすることができ、これを含む光学センサの実施例は図５から図８に詳細に示す。

図５は、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の好ましい実施例を示す図面で、光学プリズムを用いた例を示している。

先ず、一般的な励起光源としてよく用いられているＬＥＤ光源は、広い発散角をもって光照射されるため、測定しようとする領域に照射される光の損失が発生し、それによって光照射された皮膚領域から散乱される蛍光が光検出器で検出される光量も損失が発生する。

検出される皮膚蛍光は、他の励起光や、その反射光に比べて顕著に小さいため、このような光損失は微細な量であってもその測定の正確度及び診断の信頼度を大きく低下させる要因となる。

反面、本発明ではこのような光損失を防止するために、図５のように光伝達部として光学プリズム７２０，７３０を含む透過光検出型皮膚蛍光測定装置を提案する。

本発明では、光学プリズムを用いて光源部から照射される励起光を集光させ、測定対象の皮膚部位における光均質度を向上させる。また、測定対象部位を透過した透過光及び蛍光は他の光学プリズムを介して光検出部側に伝達される。

図５を参照すると、本実施例での透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、光源部側と光検出部側にそれぞれ光学プリズム７２０，７３０が設置される。２つの光学プリズム７２０，７３０を区分するために、光源７１１，７１２側に隣接している光学プリズムを第１光学プリズム７２０とし、光検出器７４１，７４２側に隣接している光学プリズムを第２光学プリズム７３０とする。

前記第１光学プリズム７２０は、光源部を基準として光源が設置される装着面と前記装着面を介して入射された光のうち、測定対象側に伝達されなかった一部の光を反射させるための反射面を含む。

すなわち、図５を参照すると、第１光源７１１を基準とする場合、第１光源７１１が設置された光学プリズム面を装着面７２１とし、その装着面７２１に隣接して第１光源７１１から照射される光を反射できる光学プリズム面を反射面７２２とする。

また、図５で第２光源７１２を基準とする場合、第１光源７１１の反射面７２２となる光学プリズム面が第２光源７１２の装着面７２２となり、第１光源７１１の装着面７２１が反射面７２１となる。

このように多数の光源を含む実施例において、装着面と反射面は、いずれか１つの光源を基準とする相対的な概念であり、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、特定の光源を基準としてこのような装着面及び反射面を含むものであればよい。したがって、本発明では、光源部から照射される光が内部で全反射して最大限皮膚側に集光され、このように集光された光により、光源が有する不均質性、すなわち光軸の中心に比べて外側に行くほど光強度が低下する特性を低減させ、改善された光均質度が得られる。

この際、前記光学プリズムの装着面（または反射面）には、特定の波長帯の光のみを伝達するようにフィルタが設置されてもよい。

また、第１光学プリズム７２０には、前記装着面及び反射面以外に、測定対象（Ｔ）に接触または近接して測定時に測定部位を接触加圧する接触面７２３をさらに含む。このような接触面７２３は、第１光学プリズム７２０で測定部位に連結される面であって、このような接触面７２３を介して測定部位に光が伝達される。

一方、前記第１光学プリズム７２０の接触面７２３を通過した光は、皮膚内で蛍光を発生させ、透過光と共に光検出器７４１，７４２側に放出される。したがって、図５に示すように、本発明の好ましい実施例では、光検出器７４１，７４２側に送られた透過光及び蛍光を効率的に伝達するための他の光伝達部として第２光学プリズム７３０をさらに含むように構成する。

このような第２光学プリズム７３０は、上述した第１光学プリズム７２０と同様に、例えば第１光検出器７４１を基準として光検出器が装着された装着面７３１、その装着面に隣接して透過光及び蛍光を反射できる光学プリズム面である反射面７３２、そして、測定部位に接触または接近して接触加圧する接触面７３３を含むように構成される。

具体的には、上述した構成を有する第２光学プリズム７３０では、測定対象（Ｔ）の皮膚部位を透過した透過光及び蛍光が光検出器側に入るか、内部反射によって光検出器７４１，７４２側に入るように構成される。

さらに、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、測定対象（Ｔ）の皮膚部位の透過光及び蛍光が検出器側の皮膚部位との接触面で光の屈折及び散乱によって２つの媒質の間で発生される漏洩光を防止するための光学的連結部７５０を備えるように構成することができる。

このような光学的連結部７５０は、測定対象（Ｔ）の皮膚に隣接している光学プリズムの接触面と皮膚表面との間に位置するように構成され、前記光学的連結部は光学プリズムの接触面及び皮膚表面にそれぞれ接触する。

好ましくは、前記光学的連結部は、第１光学プリズム７２０の接触面上に形成され、前記接触面及び皮膚表面にそれぞれ接触してその境界で屈折率を合わせて光学的に円滑に接触させる連結層を構成する。

具体的に、前記光学的連結部７５０は、接触する光学プリズムと皮膚組織との間で励起光の屈折及び散乱によって２つの媒質の間で発生する漏洩光を防止するように、２つの媒質の間の屈折率を合わせる一方、皮膚組織の微細な凹凸などの滑らかでない部分を満たす役割をする。

本発明での光学的連結部は、水または油浸オイルなどのような液状物質または弾性材料で構成され、光学プリズムと皮膚の屈折率とほぼ同様の材質から選択される。

このような光学的連結部によって、プリズムと皮膚組織との間の境界で、プリズム内で照射光の内部全反射が発生せず、光源から発光された光が皮膚組織に投入される効率が大きく改善される。

したがって、このような光学プリズム及び光学的連結部を用いた透過光検出型皮膚蛍光測定装置は、光集積度及び光均質度を向上させる一方、透過光及び蛍光が接触面で鏡反射する成分を大きく減少させることができる。

また、本実施例による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、図５に示すように２つの光源７１１，７１２及び２つの光検出器７４１，７４２と共に、２つの光源のオン／オフを制御する光源スイッチング制御部（図示せず）と２つの光検出器から検出された蛍光信号及び透過光信号から補正された皮膚蛍光信号を算出する演算部（図示せず）を含むように構成することができる。

この場合、図５のように第１光学プリズム７２０及び第２光学プリズム７３０は、それぞれ皮膚側に隣接している接触面と２つの装着面（または反射面）を有する三角柱状の光学プリズムで構成することができる。

また、光学プリズムの装着面上に光源及び光検出器が設置される。例えば、図５のように、第１光学プリズム７２０の２つの装着面上に２つの光源７１１，７１２が設置され、第２光学プリズム７３０の２つの装着面上に２つの光検出器７４１，７４２がそれぞれ設置される。この際、第２光学プリズム７３０の装着面上にはノイズを除去し、検出しようとする波長帯のみ通過させるためのフィルタ７６１，７６２が設置される。

このような光源及び光検出器の装着位置と光学プリズムの形態のような構造的な部分は、必要によって適切に変形してもよい。例えば、光学プリズムとしては台形の垂直断面の形態を有する四角柱プリズムを用いてもよく、光源及び光検出器は接触面でなく、装着面上に適切に配置されてもよい。

さらに、上述した図２などで説明した通り、本実施例による透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、測定対象との間に設置された光学プリズムによって光照射が行われることを除いては、同じ演算過程により、補正された皮膚蛍光値が得られる。

図６及び図７は、本発明による透過光検出型皮膚蛍光測定装置のまた他の実施例であって、図６及び図７では光伝達部として光パイプを用いた例を示している。

図６を参照すると、光パイプを用いた実施例では、光源部からの光及び皮膚を透過した透過光及び蛍光の２次光を光検出部に伝達する光伝達部として、２つの光学プリズムの代わりに２つの光パイプ８２０，８３０を用いる。

本実施例での光パイプは、光学プリズムと同様にガラスからなり、図６に示すように、側面がますます狭くなる傾斜形態を有する多角柱または円柱で構成することができる。それぞれの光パイプは、傾斜した側面に沿って形成された両端に２つの面を含む構造であり、この２つの面のうち、広い面には光源部または光検出部が位置し、狭い面には測定しようとする皮膚組織に接触するように構成される。したがって、本実施例での光パイプは、傾斜した側面を有するテーパー状の柱形態である。この際、光源部側の第１光パイプ８２０と光検出部側の第２光パイプ８３０は、図６のように皮膚を隔てて互いに対称的に設置される。

したがって、本実施例での光パイプは、光源８１１，８１２または光検出器８４１，８４２が設置される装着面８２１，８３１と、前記装着面８２１，８３１に連結され、測定しようとする皮膚組織が位置する方向に延長される傾斜面である反射面８２２，８３２と、前記反射面８２２，８３２に連結され、皮膚組織に接触する接触面８２３，８３３と、で構成される。

このような光パイプを有する透過光検出型皮膚蛍光測定装置では、光源部から照射される光が傾斜した反射面８２２に沿って反射されて測定対象（Ｔ）側に移動するようになり、皮膚組織と接触する光パイプの接触面８２３，８３３を介して皮膚組織に入るようになる。

本実施例では、光源部に対する装着面から接触面まで断面積が減少する形態の光パイプを用いるため、光源から発光する光を皮膚との接触領域に集中させて、照射される光エネルギー密度を増加させることができる。

したがって、このような光パイプは、広い発散角を有するＬＥＤ光源の場合でも狭い領域に集光でき、相異なる光軸をもって照射される複数の光源を含む場合でも光パイプを通過して光が均一になり、皮膚に照射される光の光軸を一致させることができる。

さらに、光パイプを用いた本実施例によれば、光源部に対する光軸と、光検出器の光軸を一致できるため、検出の正確度が改善される。

また、本実施例では、傾斜した反射面により光を反射させて伝達するため、皮膚と接触する部位で開口数（ＮＡ、Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を増加させることにより、均一な光をより広い範囲に照射でき、そのため、２次光の発生を増加させることができる。

一方、光源部側の第１光パイプ８２０の反対側には第２光パイプ８３０が設置され、これを通過した透過光及び蛍光を前記第２光パイプ８３０の装着面に設置された光検出部で検出するようになる。すなわち、第１光パイプ８２０の反射面に沿って皮膚に伝達された 光のうち、透過光と蛍光は反対側皮膚に放出され、これら光は第２光パイプ８３０の反射面８３２に沿って光検出部側に伝達される。

光検出部で検出された光信号は、演算部を含む本体８６０に伝送され、前記本体８６０では、上述したように、伝送された蛍光信号及び透過光信号に関する情報を用いて実際の測定対象に対する補正された皮膚蛍光値を算出する。

本発明のまた他の実施例では、光パイプの代わりに光ファイバーを用いることを考慮することができる。具体的には、第２光パイプの代わりに光ファイバーを用いてもよいが、前記光ファイバーは光スペクトロメータに連結されるように構成される。この場合、光ファイバーは第１光パイプの向かい側に配置されることができ、光スペクトロメータは前記光ファイバーを通過した透過光及び蛍光を検出するように配置される。

一方、図７は、図６による透過光検出型皮膚蛍光測定装置の変形例であって、光検出器側にダイクロイックプリズムを設置した例を示している。

具体的に図７に示すように、前記第２光パイプ８３０の装着面の付近として、光検出部に光が到達する前の位置にダイクロイックプリズム８７０を設置することができる。このようなダイクロイックプリズム８７０は、皮膚組織で発生した２次光を２つの波長帯（λ１、λ２）に分離する。

２つの波長帯に分離された光は、光検出器８４１，８４２により検出されるが、ダイクロイックプリズム８７０で反射されるか、これを透過した光を正確に検出するように、各波長帯に関する光検出器は光パイプの相異なる面に設置されることができる。したがって、皮膚組織に引き込まれる場合に比べて縮小された光の開口数はこのように相異なる２つの面に設置された２つの光検出器８４１，８４２によって改善される。

また、上述したように、第１光パイプ８２０及び第２光パイプ８３０によって、光源部と光検出部との間の空間的不一致にもかかわらず、光軸を位置合わせして測定誤差を減少させることができる。

さらに、本実施例でも、上述した光学プリズムを含む実施例と同様に、測定対象（Ｔ）の皮膚部位と前記第１光パイプ８２０の接触面との間に光学的連結部８５０を含むように構成することができる。このような光学的連結部８５０は、第１光パイプ８２０は勿論、第２光パイプ８３０にも設置されてもよく、光学的連結部８５０に関する事項は上述した通りである。

図８から図１０は、図６のように製作された透過光検出型皮膚蛍光測定装置の実際の実施例であって、主要構成の光学センサを示している。上述したように製作された実施例では、光源、光検出器、及び２つの光パイプを含む光学センサとして、透過蛍光の測定時に光パイプを上下搬送させる搬送部と、前記搬送部により光パイプが昇降されることにより、変化する皮膚の厚さを知らせる厚さ指示子が含まれている。また、このような光学センサは、光源と光検出器を制御し、測定データを収集するための本体に連結されるように構成される。

図８に示すように第１光パイプ８２０及び第２光パイプ８３０の間には測定対象（Ｔ）を挿入するための空間が形成されており、図９に示すように光源部には相異なる波長帯の光を放出する２つの光源８１１，８１２が設置される。

このような構成を含む透過光検出型皮膚蛍光測定装置による具体的な測定過程は次の通りである。

測定しようとする皮膚部位の合谷穴を光学センサ８００に挿入し、第１光パイプ８２０を下側に降りた後、光源から光を照射する。

この際、前記第１光パイプ８２０を通過して２つの光源から混合光が照射されることは図１０に示されており、特に、右側の拡大図に示すように、このような混合光の分布特性を確認することができる。すなわち、このような光の分布特性から分かるように、混合光は均質な分布を示し、測定対象（Ｔ）側に集束されることを確認することができる。

測定しようとする領域に集束された光、すなわち皮膚を透過する透過光及び蛍光励起による皮膚蛍光は第２光パイプ８３０を介して光検出器により検出される。

この際、測定の信頼度を向上させるために、測定しようとする皮膚部位の厚さを一定に維持する作業が行われる。そのために、本発明では第１光パイプを搬送して測定対象（Ｔ）の皮膚部位を加圧するための搬送部（図示せず）を含む。また、前記搬送部により、第１及び第２光パイプが搬送されて皮膚部位を加圧した状態で皮膚厚さを測定するための厚さ指示子（図示せず）を含むように構成することができる。

したがって、測定過程で前記搬送部は、第１光パイプ８２０を搬送して皮膚部位を加圧させた後、厚さ指示子を用いて、搬送された第１光パイプ８２０及び第２光パイプ８３０の間の距離を測定することにより測定対象（Ｔ）の厚さを確認し、所定の厚さだけ加圧された場合は搬送部の搬送を中止する。

このような過程によって測定対象の厚さを一定に維持でき、一定の繰り返し再現性が得られる。

一方、図１１は、本発明のまた他の実施例であって、変形された光パイプを含むものである。

図６は測定対象との接触面に垂直した方向に延長された垂直型光パイプに関する例であり、図１１は、測定対象とほぼ平行した方向に延長される水平型光パイプに関する実施例である。

具体的に、図１１の実施例でも光源及び光検出器を含んでおり、光源を含む光源部から光検出器を含む光検出部に光を伝達するための光伝達部として水平型光パイプを含む。このような水平型光パイプは、測定対象（Ｔ）の上下に接触する２つの第１及び第２光パイプ９２０，９３０で構成され、それぞれの光パイプは、光源９１１，９１２または光検出器９４１，９４２が設置される装着面９２１，９３１と、光源から照射される光または皮膚を透過した透過光と蛍光を反射させて伝達するための反射面９２２，９３２と、測定対象（Ｔ）と接触する接触面９２３，９３３と、を含む。

本実施例での第１光パイプ９２０は、反射面９２２とほぼ平行するように位置する測定対象（Ｔ）との接触面９２３に均一な光を効果的に入射させるために、光源部の装着面９２１が前記反射面９２２に傾斜するように形成される。したがって、装着面９２１に設置された光源部からの照射光は反射面９２２に沿って反射され、接触面９２３を介して測定対象（Ｔ）側に引き込まれる。同様に、光検出部側の装着面９３１も第２光パイプの反射面９３２に傾斜するように形成される。

また、前記第１光パイプ９２０及び第２光パイプ９３０の接触面９２３，９３３側には、図１１のように接触面に対して傾斜した折曲反射面９２４，９３４を含むように構成することにより、照射光が測定対象側に効果的に引き込まれ、透過光及び蛍光が光検出器側に効果的に伝達されるように構成することができる。

本実施例での光パイプは、側面の反射面で光反射されるように別途の蒸着工程によって反射面に対するミラーコーティングを行い、光パイプの接触面には光が皮膚側に伝達されるようにミラーコーティングを行わないようにする。したがって、ミラーコーティングされていない接触面により光照射及び２次光の収集が行われる。また、光源部と光検出部が位置している装着面もミラーコーティングしないように構成する。

さらに、上述した実施例のように、光パイプの接触面９２３，９３３と測定対象（Ｔ）との間には光学的連結部９５０が挿入され、このような光学的連結部９５０により光伝達の効率を改善することができる。また、測定対象を加圧し、その厚さを維持するための搬送部及び厚さ指示子は図６の例と同一に含んでもよい。

したがって、図１１のような水平型光パイプを用いた実施例では光学センサをクリップのように簡単に構成できるため、測定が簡単になる効果がある。

以上、本発明を好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は本発明の範囲を逸脱しない範囲内で本発明の要素に対する修正及び変更が可能であることが理解できる。また、本発明の必須の領域を逸脱しない範囲内で特別な状況や材料に対する変更が可能である。したがって、本発明は、本発明の好ましい実施例の詳細な説明により制限されることはなく、添付した特許請求の範囲におけるあらゆる実施例を含む。

１００ 光学センサ
２００ 本体
１１１ 第１光源
１１２ 第２光源
１１３ 第１ダイクロイックミラー
１１４ 光源フィルタ
１１５，１１６ 対物レンズ
１１７ 共通光源光ガイド
１２１ 第１光検出器
１２２ 第２光検出器
１２３ 第２ダイクロイックミラー
１２４ 第１検出フィルタ
１２５ 第２検出フィルタ
１２６，１２７ 対物レンズ
１２８ 共通検出光ガイド
１３０ 電子制御モジュール
１３１，１３２ アナログ−デジタル変換器
１３３ データ伝送モジュール
１３４ ドライバモジュール
２１０ 演算部
２２０ ディスプレイ部
３００ 光学センサ
４００ 本体
３１１ 第１光源
３１２ 第２光源
３１３ 光源フィルタ
３１４ 第１光源光ガイド
３１５ 第２光源光ガイド
３２１ 第１光検出器
３２２ 第２光検出器
３２３ 第１検出フィルタ
３２４ 第２検出フィルタ
３２５ 第１検出光ガイド
３２６ 第２検出光ガイド
３３０ 電子制御モジュール
３３１，３３２ アナログ−デジタル変換器
３３３ データ伝送モジュール
３３４ ドライバモジュール
４１０ 演算部
４２０ ディスプレイ部
５１１ 第１光源
５１２ 第２光源
５２１ 第１光検出器
５２２ 第２光検出器
５３０ 電子制御モジュール
５３１，５３２ アナログ−デジタル変換器
５３３ データ伝送モジュール
５３４ ドライバモジュール
６００ 本体
６１０ 演算部
６２０ ディスプレイ部
７１１ 第１光源
７１２ 第２光源
７２０ 第１光学プリズム
７３０ 第２光学プリズム
７４１ 第１光検出器
７４２ 第２光検出器
７５０ 光学的連結部
７６１，７６２ フィルタ
８００ 光学センサ
８１１ 第１光源
８１２ 第２光源
８２０ 第１光パイプ
８３０ 第２光パイプ
８４１ 第１光検出器
８４２ 第２光検出器
８５０ 光学的連結部
８６０ 本体
８７０ ダイクロイックプリズム
９１１ 第１光源
９１２ 第２光源
９２０ 第１光パイプ
９３０ 第２光パイプ
９４１ 第１光検出器
９４２ 第２光検出器
９５０ 光学的連結部
Ｔ 測定対象（皮膚）
Ｒ 標準試片

Claims (53)

1. 標準試片または測定対象に対して光照射及び光検出可能となるように構成され、
   励起光を照射する第１光源と、
   前記第１光源とは異なる波長の光を照射する第２光源と、
   前記第１光源及び第２光源からの透過光を検出するように配置され、蛍光信号及び透過光信号に対する相異なる２つの波長を検出する第１光検出器及び第２光検出器と、
   前記第１光源及び第２光源のオン／オフを制御する光源スイッチング制御部と、
   前記第１光検出器及び第２光検出器から検出された蛍光信号及び透過光信号から補正された皮膚蛍光信号を算出する演算部と、を含み、
   前記第２光源は前記第１光源からの励起光により励起されて放出される皮膚蛍光の波長帯の光を照射することを特徴とする透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
2. 前記第１光源及び第２光源から照射される励起光を測定対象に伝達し、前記透過光及び蛍光信号を前記第１光検出器及び前記第２光検出器に伝達するように構成される１対の光伝達部を含み、
   それぞれの光伝達部は、光源または光検出部が装着される装着面と、前記装着面から測定対象側に延長されて光を反射させる反射面と、測定対象に光が引き込まれるように連結される接触面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
3. 前記１対の光伝達部は、前記第１光源及び前記第２光源に連結される第１光学プリズム及び前記第１光検出器及び前記第２光検出器に連結される第２光学プリズムであることを特徴とする請求項２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
4. 前記第１光学プリズム及び第２光学プリズムは、三角形の垂直断面形状を有する三角柱プリズムであることを特徴とする請求項３に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
5. 前記第１光学プリズムの装着面には第１光源が設置され、前記第１光源に対する反射面には第２光源が設置されることを特徴とする請求項４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
6. 前記第２光学プリズムの装着面には第１光検出器が設置され、第１光検出器に対する反射面には第２光検出器が設置されることを特徴とする請求項５に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
7. 前記１対の光伝達部は、前記光源部に連結される第１光パイプ及び前記光検出部に連結される第２光パイプであることを特徴とする請求項２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
8. 前記第１光パイプ及び第２光パイプは、傾斜した反射面を有し、装着面が接触面よりも広い面積を有するテーパー状の柱形態であることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
9. 前記第１光パイプの装着面には第１光源及び第２光源が設置されることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
10. 前記第２光パイプの装着面には第１光検出器及び第２光検出器が設置されることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
11. 前記第２光パイプの装着面側で検出される光の波長を２つの帯域に分離するためのダイクロイックプリズムが設置されることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
12. 前記第１光検出器は前記ダイクロイックプリズムでの反射光を検出するように設置され、前記第２光検出器は前記ダイクロイックプリズムでの透過光を検出するように設置されることを特徴とする請求項１１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
13. 前記第１光パイプ及び第２光パイプは、測定対象との接触面に垂直に延長される垂直型光パイプであることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
14. 前記第１光パイプ及び第２光パイプは、測定対象との接触面に水平に延長される水平型光パイプであることを特徴とする請求項７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
15. 前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面は、装着面から接触面側に断面積が狭くなって傾斜した反射面であることを特徴とする請求項１４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
16. 前記第１光パイプ及び第２光パイプの装着面は、その反射面に傾斜するように形成されることを特徴とする請求項１４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
17. 前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面は、接触面に対して傾斜した折曲反射面を含むことを特徴とする請求項１４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
18. 前記第１光パイプ及び第２光パイプの反射面はミラーコーティングされることを特徴とする請求項１４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
19. 前記光伝達部を上下に昇降させるための搬送部と、
    ２つの光伝達部間の距離を測定して測定対象の厚さを知らせる厚さ指示子と、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
20. 前記光伝達部の接触面には、測定対象に接触する光学的連結部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
21. 前記光学的連結部は、前記光伝達部と測定対象との間で液状物質または弾性材料からなる連結層を構成することを特徴とする請求項２０に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
22. 前記光源スイッチング制御部は、前記第１光源と前記第２光源の点灯状態が時間的に分離されるように前記第１光源及び前記第２光源をスイッチング制御することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
23. 前記スイッチング制御部は、前記第１光源と前記第２光源を順次点灯及び消灯させる過程を連続的に繰り返して第１光源に対する蛍光信号及び透過光信号と第２光源に対する透過光信号をそれぞれ検出するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
24. 前記第１光源及び前記第２光源の光経路上には測定対象と標準試片が選択的に位置するように構成されることを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
25. 前記第１光源は３７０ｎｍ±２０ｎｍの光を照射することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
26. 前記第２光源は４４０ｎｍ±２０ｎｍの光を照射することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
27. 前記スイッチング制御部は、各光源を点灯させる前に、第１光源と第２光源が両方とも消灯されるように制御することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
28. 前記スイッチング制御部が第１光源及び第２光源を両方とも消灯させた場合、前記第１光検出器及び第２光検出器では癌信号を測定し、前記演算部は測定された癌信号を格納し、格納された癌信号から検出された蛍光信号及び透過光信号を補償することを特徴とする請求項２７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
29. 前記スイッチング制御部は、第１光源部及び第２光源部が１０〜１００Ｈｚの周期で点灯及び消灯を繰り返すように制御することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
30. 前記第１光検出器及び第２光検出器のオン／オフを制御する光検出器スイッチング制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
31. 前記第１光源、第２光源、第１光検出器、及び第２光検出器を含む光学センサと、
    前記光学センサに電気的に接続可能となるように構成され、前記演算部を含む本体と、で分離構成されることを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
32. 前記光学センサは、検出された情報を格納するためのメモリを含むことを特徴とする請求項３１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
33. 前記第１光源、第２光源、第１光検出器、及び第２光検出器を含む光学センサと、
    前記光学センサに電気的に接続可能となるように構成され、前記演算部を含む本体と、で分離構成され、
    前記光学センサには第１光源及び第２光源に連結される第１固定部と第１光検出器と第２光検出器に連結される第２固定部が形成され、前記第１固定部と第２固定部は相対向し、その間に挿入空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
34. 前記第１光源、第２光源、第１光検出器、及び第２光検出器を含む光学センサと、
    前記光学センサに電気的に接続可能となるように構成され、前記演算部を含む本体と、で分離構成され、
    前記光学センサは、前記第１光源及び前記第２光源から照射される光を共通に伝達する共通光源光ガイドを含むことを特徴とする請求項１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
35. 前記光学センサは、透過光及び皮膚蛍光を前記第１光検出器及び前記第２光検出器に共通に伝達する共通検出光ガイドを含むことを特徴とする請求項３４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
36. 前記光学センサは、前記第１光源及び前記第２光源から照射されるそれぞれの光を前記共通光源光ガイドに伝達するように光経路上に第１ダイクロイックミラーが設置されることを特徴とする請求項３４に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
37. 前記光学センサは、前記共通検出光ガイドから伝達された光を分離して前記第１光検出器及び前記第２光検出器に伝達するように光経路上に第２ダイクロイックミラーが設置されることを特徴とする請求項３６に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
38. 前記第１光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間には、第１光源から照射される第１波長の光は通過させ、第２光源から照射される第２波長の光は抑制する光源フィルタが設置されることを特徴とする請求項３６に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
39. 前記第１光源及び前記第２光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間には、前記第１光源及び前記第２光源から照射される光を集束させる対物レンズがそれぞれ設置されることを特徴とする請求項３６に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
40. 前記第２ダイクロイックミラーと前記第１光検出器との間には、第１波長の光は通過させ、第２波長の光は抑制する第１検出フィルタが設置され、前記第２ダイクロイックミラーと前記第２光検出器との間には、第１波長の光は抑制し、第２波長の光は透過させる第２検出フィルタが設置されることを特徴とする請求項３７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
41. 前記第１光検出器及び前記第２光検出器と前記第２ダイクロイックミラーとの間には、前記第２ダイクロイックミラーを通過した光を前記第１光検出器及び前記第２光検出器に集束させる対物レンズがそれぞれ設置されることを特徴とする請求項３７に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
42. 前記第１光源、第２光源、第１光検出器、及び第２光検出器を含む光学センサと、
    前記光学センサに電気的に接続可能となるように構成され、前記演算部を含む本体と、で分離構成され、
    前記光学センサは、前記第１光源から照射される光を伝達する第１光源光ガイド及び前記第２光源から照射される光を伝達する第２光源光ガイドを含むことを特徴とする請求項１に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
43. 前記光学センサは、透過光及び皮膚蛍光を前記第１光検出器に伝達する第１検出光ガイド及び前記第２光検出器に伝達する第２検出光ガイドを含むことを特徴とする請求項４２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
44. 前記第１光源と前記第１光源光ガイドとの間には第１光源から照射される第１波長の光は通過させ、第２光源から照射される第２波長の光は抑制する光源フィルタが設置されることを特徴とする請求項４２に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
45. 前記第１光源光ガイドと前記第１光検出器との間には第１波長の光は通過させ、第２波長の光は抑制する第１検出フィルタが設置され、前記第２光源光ガイドと前記第２光検出器との間には第１波長の光は抑制し、第２波長の光は透過させる第２検出フィルタが設置されることを特徴とする請求項４３に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
46. 前記第１固定部の末端には第１光源及び第２光源が設置され、前記第１光源及び第２光源が直接測定対象に光を照射するように構成され、前記第２固定部の末端には第１光検出器及び第２光検出器が設置され、前記第１光検出器及び第２光検出器で直接透過光及び皮膚蛍光を検出するように構成されることを特徴とする請求項３３に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
47. 前記第１光検出器及び前記第２光検出器は、２つのセクタで構成される光検出器の２つのセクタの前に、第１波長（λ１）と第２波長（λ２）を区分する帯域フィルタがそれぞれ位置することを特徴とする請求項４６に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
48. 前記第１固定部と前記第２固定部は、測定対象を加圧した状態で固定するようにクリップ形態で製作されることを特徴とする請求項４６に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
49. 前記光学センサには移動可能な標準試片が装着され、前記標準試片は前記第１固定部と前記第２固定部との間の挿入空間から測定対象が除去された場合、前記挿入空間に位置するように移動することを特徴とする請求項３３に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
50. 前記光学センサは、挿入空間に測定対象の皮膚が位置した場合に皮膚に対する測定を行い、測定対象が除去されて標準試片が挿入空間に位置した場合に標準試片に対する測定を行うことを特徴とする請求項４９に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
51. 前記光学センサは、測定対象の皮膚及び標準試片に対して測定された結果を格納し、格納された皮膚及び標準試片に対する検出情報を本体に伝送して前記演算部で補正された皮膚蛍光値を算出するように構成されることを特徴とする請求項５０に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
52. 前記本体はディスプレイ部をさらに含み、前記ディスプレイ部では前記演算部で算出された補正された皮膚蛍光信号を出力することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
53. 前記演算部は、下記数式により補正された皮膚蛍光値を算出することを特徴とする請求項１から２１の何れか１項に記載の透過光検出型皮膚蛍光測定装置。
    数式：ＡＦ_ｃｏｒｒ＝Ｋ［Ｉ（λ２、ｔ１）／Ｉ_０（λ２、ｔ１）］／｛［Ｔ（λ１）］^ｋ１［Ｔ（λ２）］｝^ｋ２
    （式中、Ｔ（λ１）＝Ｉ（λ１、ｔ１）／Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起波長での拡散透過係数
    Ｔ（λ２）＝Ｉ（λ２、ｔ２）／Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射波長での拡散透過係数
    Ｉ（λ２、ｔ１）：皮膚組織の固有蛍光（皮膚蛍光）信号値
    Ｉ（λ１、ｔ１）：励起光波長での皮膚組織の透過光信号値
    Ｉ（λ２、ｔ２）：放射光波長での皮膚組織の透過光信号値
    ｋ１、ｋ２：励起光と放射光波長に対する校正関数の指数係数
    Ｉ_０（λ２、ｔ１）：標準試片での固有蛍光信号値
    Ｉ_０（λ１、ｔ１）：励起光波長での標準試片の透過光信号値
    Ｉ_０（λ２、ｔ２）：放射光波長での標準試片の透過光信号値
    Ｋ：使用された標準試片の特徴を考慮した比率係数）