JP2014174140A - Optical probe holder and detector - Google Patents

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JP2014174140A JP2013050017A JP2013050017A JP2014174140A JP 2014174140 A JP2014174140 A JP 2014174140A JP 2013050017 A JP2013050017 A JP 2013050017A JP 2013050017 A JP2013050017 A JP 2013050017A JP 2014174140 A JP2014174140 A JP 2014174140A
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Masahiko Shioi
正彦 塩井
Tatsuro Kawamura
達朗 河村
Masaru Minamiguchi
勝 南口
Takahiro Aoki
貴裕 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical probe holder capable of solving a problem in conventional manner that, for example, stray light caused by light coming from ambient environment such as sunlight and illumination light which enters into the optical probe resulting in a reduction of detection accuracy of the optical probe.SOLUTION: The optical probe holder includes: an adhesive layer that adheres to the surface of a specimen and holds the optical probe adjacent to the specimen; a light-shielding layer formed over the adhesive layer to shield stray light; and a holding part that holds the optical probe, the adhesive layer and the light-shielding layer.

Description

本発明は、被検体内から被検体外へ放射される戻り光に基づいて被検体の状態を検出するための光学プローブ保持具、および、これを用いた検出装置に関する。   The present invention relates to an optical probe holder for detecting the state of a subject based on return light radiated from the inside of the subject to the outside of the subject, and a detection apparatus using the same.

生体に照射された光の反射光、散乱光、または透過光に基づいて、当該生体に含有されるグルコースのような生体成分の濃度が計測される。より具体的には、生体成分のラマン散乱光が観測され、当該ラマン散乱光の強度に基づいて生体成分の濃度が算出される。   Based on the reflected light, scattered light, or transmitted light of the light irradiated on the living body, the concentration of a biological component such as glucose contained in the living body is measured. More specifically, the Raman scattered light of the biological component is observed, and the concentration of the biological component is calculated based on the intensity of the Raman scattered light.

従来より、ラマン分光法は様々な応用に用いられており、例えば、ラマン分光法を用いて生体成分の濃度を測定する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。ラマン分光法を用いることにより、生体成分中の特性成分の濃度を消耗品である試薬、試験紙片及び酵素などを不要にし、さらにはそれらの消耗品の使用前の保存安全性や使用後の廃棄の問題、誤差を生じる原因となる煩雑な操作や他の成分による干渉作用などの問題をなくし、さらに多成分を同時に定量測定することができる。   Conventionally, Raman spectroscopy has been used for various applications. For example, a technique for measuring the concentration of a biological component using Raman spectroscopy has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). Using Raman spectroscopy eliminates the need for consumable reagents, test strips, enzymes, etc., as well as the storage safety of these consumables before use and disposal after use. This eliminates problems such as the above-mentioned problems, complicated operations that cause errors, and problems such as interference caused by other components, and it is possible to simultaneously quantitatively measure multiple components.

表面増強ラマン分光測定方法としては、分析対象物質と量論関係をなすラマン活性物質に、群をなしている貴金属コロイドからなる表面増強ラマン散乱の基質を共存させて、その増強電場による表面増強ラマン散乱を測定する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。本技術によると、表面増強ラマン散乱を近赤外領域の光の波長を用いて高効率で励起でき、近赤外領域の光で励起することにより、近赤外領域においてラマン分光法によって分析することにより、分析対象物が含有されるマトリックス中のきょう雑物の光吸収や蛍光といった影響を排除して、分析対象物の検出において特異性・選択性を向上させることが可能となる。   Surface-enhanced Raman spectroscopic methods include surface-enhanced Raman by using a surface-enhanced Raman scattering substrate consisting of a group of noble metal colloids in a Raman-active substance that has a stoichiometric relationship with the analyte. A technique for measuring scattering is disclosed (for example, see Patent Document 2). According to this technology, surface-enhanced Raman scattering can be excited with high efficiency using the wavelength of light in the near-infrared region, and analyzed by Raman spectroscopy in the near-infrared region by exciting with light in the near-infrared region. Thus, it is possible to eliminate the influence of light absorption and fluorescence of impurities in the matrix containing the analysis object, and to improve the specificity and selectivity in the detection of the analysis object.

ラマン分光法において、ラマン散乱を励起する際に試料に対して入射する励起レーザ光が迷光となり、測定精度に悪影響を及ぼす。   In Raman spectroscopy, excitation laser light incident on a sample when exciting Raman scattering becomes stray light, which adversely affects measurement accuracy.

特許文献3は、第1と第2の偏光子の間にI−III−VI2族カルコパイライト型化合物半導体結晶を配置した帯域除去フイルタを散乱光の光路中に配置することにより、迷光を十分に除去可能にし、取扱いの容易化を図ることにより、小型かつ安価で、迷光を除去できる。   In Patent Document 3, stray light is sufficiently generated by arranging a band elimination filter in which a group I-III-VI2 chalcopyrite type compound semiconductor crystal is arranged between first and second polarizers in the optical path of scattered light. By making it removable and facilitating handling, stray light can be removed with a small size and low cost.

特開平9−079982号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-079982 特開2004−205435号公報JP 2004-205435 A 特開平3−277928号公報JP-A-3-277728

Chanda Ranjit Yonzon, Cristy L. Haynes, Xiaoyu Zhang, Joseph T. Walsh, Jr., Richard P. Van Duyne, “A Glucose Biosensor Based on Surface−Enhanced Raman Scattering: Improved Partition Layer, Temporal Stability, Reversibility, and Resistance to Serum Protein Interference”, Analytical Chemistry, Vol. 76, 78−85, 2004Chanda Ranjit Yonzon, Cristy L. Haynes, Xiaoyu Zhang, Joseph T .; Walsh, Jr. , Richard P. Van Duyne, “A Glucose Biosensor Based on Surface-Enhanced Raman Scattering, Improved Partition Layer, Temporary Stability, Inferiority, Reversibilities” 76, 78-85, 2004

従来の方法では、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光に起因する迷光が、光学プローブに入射するという課題があった。このため、光学プローブの検出精度が低下するという課題があった。   In the conventional method, for example, there is a problem that stray light caused by light from the surrounding environment such as sunlight and illumination light enters the optical probe. For this reason, there existed a subject that the detection accuracy of an optical probe fell.

前記従来の課題を解決するために、本発明の例示的な形態として以下のものが提供される。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the following are provided as exemplary embodiments of the present invention.

被検体内から前記被検体外へ放射される戻り光に基づいて前記被検体の状態を検出するための光学プローブを保持するための光学プローブ保持具であって、前記光学プローブは、前記被検体に照射光を照射する照射部と、前記戻り光を受光する受光部とを備え、前記被検体の表面と粘着し、前記光学プローブを前記被検体に近接させたまま保持する粘着層と、前記粘着層の上に設けられた、迷光を遮る遮光層と、前記光学プローブと前記粘着層と前記遮光層とを保持する保持部とを備える、光学プローブ保持具。   An optical probe holder for holding an optical probe for detecting the state of the subject based on return light radiated from inside the subject to the outside of the subject, the optical probe comprising the subject An adhesive layer that irradiates irradiation light, and a light receiving portion that receives the return light, adheres to the surface of the subject, and holds the optical probe close to the subject; An optical probe holder, comprising: a light shielding layer that blocks stray light, and a holder that holds the optical probe, the adhesive layer, and the light shielding layer, provided on the adhesive layer.

本発明は、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光に起因する迷光が、光学プローブに入射する量を低減することができる。これにより、光学プローブの検出精度を向上させることができる。   The present invention can reduce the amount of stray light caused by light from the surrounding environment such as sunlight and illumination light entering the optical probe. Thereby, the detection accuracy of the optical probe can be improved.

本発明の実施の形態1に係る生体成分濃度測定用光学プローブ保持具の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the optical probe holder for biological component concentration measurement which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る生体成分濃度測定用光学プローブ保持具の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the optical probe holder for biological component concentration measurement which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100の別の構成を示す断面図Sectional drawing which shows another structure of the optical probe holder 100 for biological component concentration measurement which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100の別の構成を示す断面図Sectional drawing which shows another structure of the optical probe holder 100 for biological component concentration measurement which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100のさらに別の構成を示す断面図Sectional drawing which shows another structure of the optical probe holder 100 for biological component concentration measurement which concerns on Embodiment 3 of this invention. 生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100を備えた生体成分測定装置の概略図Schematic of a biological component measuring apparatus provided with an optical probe holder 100 for measuring biological component concentration 生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100の使用状態を示す概略図Schematic which shows the use condition of the optical probe holder 100 for biological component density | concentration measurement 実施の形態1にかかる生体成分濃度測定用光学プローブ保持具を利用した場合の光線追跡シミュレーション結果の一例を示す図The figure which shows an example of the ray tracing simulation result at the time of utilizing the optical probe holder for biological component density | concentration measurement concerning Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態1の生体成分濃度測定用光学プローブ保持具を利用しない場合の光線追跡シミュレーション結果の一例を示す図The figure which shows an example of the ray tracing simulation result when not using the optical probe holder for biological component concentration measurement of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の生体成分濃度測定用光学プローブ保持具の大きさと迷光の検出量の関係を示すシミュレーション結果の一例を示す図The figure which shows an example of the simulation result which shows the relationship between the magnitude | size of the optical probe holder for biological component density | concentration measurement of Embodiment 1 of this invention, and the detected amount of a stray light 実施の形態1における光学プローブ保持具の構成を示す図The figure which shows the structure of the optical probe holder in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the detection apparatus in Embodiment 1.

図11は、実施の形態における光学プローブ保持具1000の構成を示す図である。図11には、光学プローブ1103の構成も示されている。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the optical probe holder 1000 according to the embodiment. FIG. 11 also shows the configuration of the optical probe 1103.

実施の形態における光学プローブ保持具1000は、被検体内から被検体外へ放射される戻り光に基づいて被検体の状態を検出するための光学プローブ1103を保持するための光学プローブ保持具である。   The optical probe holder 1000 in the embodiment is an optical probe holder for holding an optical probe 1103 for detecting the state of the subject based on return light radiated from the inside of the subject to the outside of the subject. .

光学プローブ1103は、被検体に照射光を照射する照射部1201と、戻り光を受光する受光部1202とを備える。   The optical probe 1103 includes an irradiation unit 1201 that irradiates a subject with irradiation light, and a light receiving unit 1202 that receives return light.

光学プローブ保持具1000は、粘着層1102と、遮光層1101と、保持部1104とを備える。   The optical probe holder 1000 includes an adhesive layer 1102, a light shielding layer 1101, and a holding unit 1104.

粘着層1102は、被検体の表面と粘着し、光学プローブを被検体に近接させたまま保持する。   The adhesive layer 1102 adheres to the surface of the subject and holds the optical probe in close proximity to the subject.

遮光層1101は、迷光を遮る。遮光層1101は、粘着層の上に設けられる。   The light shielding layer 1101 blocks stray light. The light shielding layer 1101 is provided on the adhesive layer.

保持部1104は、光学プローブ1103と粘着層1102と遮光層1101とを保持する。   The holding unit 1104 holds the optical probe 1103, the adhesive layer 1102, and the light shielding layer 1101.

以上の構成によれば、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光に起因する迷光が、光学プローブに入射する量を低減することができる。これにより、光学プローブの検出精度を向上させることができる。   According to the above configuration, for example, the amount of stray light caused by light from the surrounding environment such as sunlight and illumination light entering the optical probe can be reduced. Thereby, the detection accuracy of the optical probe can be improved.

図12は、実施の形態における検出装置2000の構成を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the detection apparatus 2000 according to the embodiment.

実施の形態における検出装置2000は、光学プローブ保持具1000と、光学プローブ1103と、発光手段2001と、検出手段2002とを備える。   The detection device 2000 in the embodiment includes an optical probe holder 1000, an optical probe 1103, a light emitting unit 2001, and a detection unit 2002.

発光手段2001は、照射光を発光する。   The light emitting unit 2001 emits irradiation light.

検出手段2002は、受光部が受光する戻り光に基づいて、被検体の状態を検出する。   The detection unit 2002 detects the state of the subject based on the return light received by the light receiving unit.

なお、検出装置2000は、発光手段2001と照射部1201をつなぎ、照射光を導く導光手段をさらに備えていても良い。また、検出装置2000は、受光部1202と検出手段2002をつなぎ、戻り光を導く導光手段をさらに備えていても良い。これらの導光手段は、例えば、レンズや、光ファイバーなどで、構成されていても良い。   The detection apparatus 2000 may further include a light guide unit that connects the light emitting unit 2001 and the irradiation unit 1201 and guides the irradiation light. The detection device 2000 may further include a light guide unit that connects the light receiving unit 1202 and the detection unit 2002 and guides the return light. These light guide means may be constituted by, for example, a lens or an optical fiber.

以下、光学プローブ保持具、および、検出装置の具体例を、実施形態1〜4として説明する。   Hereinafter, specific examples of the optical probe holder and the detection device will be described as Embodiments 1 to 4.

(実施の形態1)
実施の形態1による光学プローブ保持具、および、検出装置が、図面を参照しながら、以下、説明される。
(Embodiment 1)
The optical probe holder and the detection apparatus according to Embodiment 1 will be described below with reference to the drawings.

以下、実施の形態1では、被検体として、生体が例示される。   Hereinafter, in Embodiment 1, a living body is exemplified as the subject.

また、実施の形態1では、検出手段は、受光部が受光する戻り光に基づいて、被検体の状態として、生体の生体成分の濃度を測定する。   In the first embodiment, the detection means measures the concentration of the biological component of the living body as the state of the subject based on the return light received by the light receiving unit.

すなわち、実施の形態1では、検出装置として、生体成分濃度測定装置が例示される。   That is, in the first embodiment, a biological component concentration measurement device is exemplified as the detection device.

また、実施の形態1では、光学プローブとして、生体成分濃度測定用光学プローブが例示される。   In the first embodiment, the optical probe for measuring a biological component concentration is exemplified as the optical probe.

また、実施の形態1では、保持部として、アタッチメントが例示される。   Moreover, in Embodiment 1, an attachment is illustrated as a holding | maintenance part.

図1、図2には、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100が示されている。図6には、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100を用いた生体成分濃度測定装置120が示されている。   1 and 2 show a biological component concentration measuring optical probe holder 100. FIG. FIG. 6 shows a biological component concentration measuring apparatus 120 using the biological component concentration measuring optical probe holder 100.

実施の形態1の生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100は、遮光層101、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100を生体組織(図示せず)に固定・保持する粘着層102、光学プローブ103を嵌合し保持し、かつ、光学プローブ103を着脱可能なアタッチメント104から構成される。   The biological component concentration measuring optical probe holder 100 according to the first embodiment includes a light shielding layer 101, an adhesive layer 102 for fixing and holding the biological component concentration measuring optical probe holder 100 to a biological tissue (not shown), and an optical probe. 103, and an attachment 104 to which the optical probe 103 can be attached and detached.

光ファイバー105は、生体成分濃度測定装置(120)に接続され、光学プローブ103に生体成分濃度測定装置から放射された光(照射光)を送達し、かつ、前記生体から外へ放射される光(戻り光)を光学プローブ103を介して生体成分濃度測定装置120に送達する。   The optical fiber 105 is connected to the biological component concentration measuring device (120), delivers light (irradiation light) emitted from the biological component concentration measuring device to the optical probe 103, and light emitted from the living body (outward). Return light) is delivered to the biological component concentration measuring device 120 via the optical probe 103.

光学的計測により生体成分濃度を測定する際、生体成分濃度測定に関連のない光、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光が検出されることにより、測定に悪影響を与えていた。   When measuring biological component concentration by optical measurement, light that is not related to biological component concentration measurement, for example, light from the surrounding environment such as sunlight or illumination light, was adversely affected. .

これに対して、実施の形態1にかかる生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100は、遮光層101を備える。   In contrast, the biological component concentration measurement optical probe holder 100 according to the first embodiment includes a light shielding layer 101.

このように、遮光層を備えることにより、生体成分濃度測定に関連のない、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光に起因する迷光が、前記光学プローブに入射する量を低減することができる。これにより、生体成分濃度測定の精度を向上させることができる。   In this way, by providing the light shielding layer, the amount of stray light that is not related to the measurement of the concentration of biological components, for example, light from the surrounding environment such as sunlight or illumination light, is incident on the optical probe is reduced. be able to. Thereby, the precision of a biological component density | concentration measurement can be improved.

ここで、本実施の形態1において、遮光層101は、光反射層106を含んでも良い。光反射層106は、生体(被検体)外からの迷光を反射し、迷光の生体内への入射を遮る。   Here, in the first embodiment, the light shielding layer 101 may include the light reflecting layer 106. The light reflection layer 106 reflects stray light from outside the living body (subject) and blocks the stray light from entering the living body.

このようにすることにより、光反射層により、生体成分濃度測定に関連のない、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光は、生体内に入射されることなく体外へ反射され、生体成分濃度測定装置により検出されない。したがって、生体成分濃度測定に関連のない、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光により、生体成分濃度測定が悪影響を受けない。このため、測定精度を向上することができる。   By doing so, the light reflecting layer is not related to the measurement of the concentration of the biological component, for example, light from the surrounding environment such as sunlight and illumination light is reflected outside the body without entering the living body, It is not detected by the biological component concentration measuring device. Therefore, the biological component concentration measurement is not adversely affected by light from the surrounding environment that is not related to the biological component concentration measurement, for example, sunlight or illumination light. For this reason, measurement accuracy can be improved.

ここで、光反射層106としては、光を反射させることができる材質のものであれば、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。光反射層106としては、例えば、金、銀、アルミニウム、チタン、銅などの金属薄膜を利用することができる。金属薄膜のような薄く、展性、延性がある材質を利用することにより、生体へ保持する際に柔軟性があるため好ましい。   Here, as the light reflecting layer 106, a known technique can be used without particular limitation as long as it is made of a material capable of reflecting light. As the light reflection layer 106, for example, a metal thin film such as gold, silver, aluminum, titanium, or copper can be used. Use of a thin, malleable, and ductile material such as a metal thin film is preferable because it is flexible when held on a living body.

金属薄膜を利用する際、金属の厚みは、50ナノメートル以上であることが、生体成分濃度測定に関連のない、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光を十分に反射させるという観点から好ましい。金属の厚みは、100ナノメートル以上であることがさらに好ましい。   When using a metal thin film, the thickness of the metal is 50 nanometers or more, so that it reflects light from the surrounding environment, such as sunlight and illumination light, which is not related to the measurement of biological component concentration. It is preferable from the viewpoint. The metal thickness is more preferably 100 nanometers or more.

本実施の形態1では、遮光層101として、光反射体を利用した例を用いて説明した。しかし、生体成分濃度測定に関連のない、例えば、太陽光、照明光等の周囲環境からの光を生体内に入射する光量を低減することが可能な材質であれば特に限定することなく利用することができる。例えば、遮光層101として、図3に示すように光吸収材、あるいは、光散乱体(図示せず)等が利用されうる。   In the first embodiment, an example using a light reflector as the light shielding layer 101 has been described. However, there is no particular limitation as long as it is a material that is not related to the measurement of biological component concentration, and can reduce the amount of light incident on the living body, for example, light from the surrounding environment such as sunlight and illumination light. be able to. For example, as the light shielding layer 101, a light absorbing material, a light scatterer (not shown), or the like can be used as shown in FIG.

すなわち、例えば、遮光層は、光吸収層を含んでいても良い。光吸収層は、生体(被検体)外からの迷光を吸収し、迷光の生体内への入射を遮る。   That is, for example, the light shielding layer may include a light absorption layer. The light absorption layer absorbs stray light from outside the living body (subject), and blocks stray light from entering the living body.

光吸収層を構成する光吸収材としては、公知技術を特に限定なく利用することができる。光吸収材としては、例えば、ジイモニウム塩、ニッケルジチオール系、ポリメチン系、フタロシアニン系の物質が混ぜられたポリマー材料を利用することができる。   As the light absorbing material constituting the light absorbing layer, a known technique can be used without any particular limitation. As the light absorbing material, for example, a polymer material mixed with a diimonium salt, a nickel dithiol-based material, a polymethine-based material, or a phthalocyanine-based material can be used.

なお、光散乱体としては、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の不透明なポリマー材料を利用することができる。   As the light scatterer, an opaque polymer material such as polyurethane, polymethyl methacrylate, urea resin, or melamine resin can be used.

図8は、実施の形態1にかかる生体成分濃度測定用光学プローブ保持具を利用した場合の光線追跡シミュレーション結果の一例を示している。また、図9は、実施の形態1の生体成分濃度測定用光学プローブ保持具を利用しない場合の光線追跡シミュレーション結果の一例を示している。   FIG. 8 shows an example of a ray tracing simulation result when the biological component concentration measurement optical probe holder according to the first embodiment is used. FIG. 9 shows an example of a ray tracing simulation result when the biological component concentration measurement optical probe holder of the first embodiment is not used.

シミュレーションの条件としては、遮光層(シミュレーション)111は、光反射層とした。基板(シミュレーション)115は生体組織(シミュレーション)135と対向する表面と生体組織(シミュレーション)135の表面との深さが1mmとなるように配置した。基板(シミュレーション)115の大きさは、1辺1mm、高さ約0.3mmの直方体形状である。光源(シミュレーション)114、光学プローブの開口部(シミュレーション)113の位置は、それぞれ、生体組織(シミュレーション)135からの距離が5mm、0mmと設定されている。また、本シミュレーションにおいて、光学プローブは、モデル化していない。基板115の表面(図示せず)は、実際は、大きさがナノオーダーである金属部材を備えるが、シミュレーションではモデル化していない。また、生体組織(シミュレーション)135は、角質層、表皮層、乳頭真皮、網状真皮、皮下組織の5層でモデル化されており、屈折率として、角質層、1.55、表皮は1.50、乳頭真皮は、1.36、網状真皮は、1.38、皮下組織は、1.44である。また、生体組織の散乱の位相は、Henhey−Greensteinモデルでモデル化され、各層の異方性パラメータは、角質:0.9、表皮:0・8562、乳頭真皮:0.86615、網状真皮:0.86615、皮下組織:0.9である。また、各層の散乱係数は、角質:14.36、表皮:9.98626、乳頭真皮:9.98626、網状真皮:9.98626、皮下組織:11.8、(単位は、cm−1)、吸収係数は、0.00028、表皮:1.4586、乳頭真皮:0.0666、網状真皮:0.00546、皮下組織:0.11(単位はcm−1)である。また、光源(シミュレーション)114より放射した光線の光の強度は合計1mWであり、光線の本数は、20,000,000本で、このうち、2,000本を光線(シミュレーション)112として描画している。   As a simulation condition, the light shielding layer (simulation) 111 was a light reflecting layer. The substrate (simulation) 115 was arranged so that the depth between the surface facing the biological tissue (simulation) 135 and the surface of the biological tissue (simulation) 135 was 1 mm. The size of the substrate (simulation) 115 is a rectangular parallelepiped shape having a side of 1 mm and a height of about 0.3 mm. The positions of the light source (simulation) 114 and the optical probe opening (simulation) 113 are set such that the distance from the living tissue (simulation) 135 is 5 mm and 0 mm, respectively. In this simulation, the optical probe is not modeled. The surface (not shown) of the substrate 115 actually includes a metal member having a size of nano order, but is not modeled in the simulation. The biological tissue (simulation) 135 is modeled by five layers of the stratum corneum, epidermis layer, papillary dermis, reticular dermis, and subcutaneous tissue, and the refractive index is 1.50 for the stratum corneum, 1.55, and epidermis. The papillary dermis is 1.36, the reticular dermis is 1.38, and the subcutaneous tissue is 1.44. Further, the phase of scattering of biological tissue is modeled by the Henhey-Greenstein model. 86615, subcutaneous tissue: 0.9. The scattering coefficient of each layer was as follows: stratum corneum: 14.36, epidermis: 9.98626, papillary dermis: 9.98626, reticular dermis: 9.98626, subcutaneous tissue: 11.8, (unit is cm-1), The absorption coefficient is 0.00028, epidermis: 1.4586, papillary dermis: 0.0666, reticular dermis: 0.00546, subcutaneous tissue: 0.11 (unit: cm-1). The light intensity emitted from the light source (simulation) 114 is 1 mW in total, and the number of light rays is 20,000,000, of which 2,000 are drawn as light rays (simulation) 112. ing.

また、光源(シミュレーション)114から出る光線(シミュレーション)112の放射特性は、ランバーティアンで近似され、光源(シミュレーション)114は、外部からの迷光を模擬している。   The radiation characteristic of the light beam (simulation) 112 emitted from the light source (simulation) 114 is approximated by Lambertian, and the light source (simulation) 114 simulates stray light from the outside.

図8と図9の光線(シミュレーション)112から分かる通り、光源(シミュレーション)114から放射された光線は、遮光層(シミュレーション)111で反射される。このため、生体組織(シミュレーション)135中に入射した光線の数は、遮光層(シミュレーション)111が存在しない場合に比較して少ない。この結果として、光学プローブの開口部(シミュレーション)113に到達する光線数が少なくなる。その結果、迷光が検出されにくくなる。   As can be seen from the light beam (simulation) 112 in FIGS. 8 and 9, the light beam emitted from the light source (simulation) 114 is reflected by the light shielding layer (simulation) 111. For this reason, the number of light rays incident on the living tissue (simulation) 135 is smaller than that in the case where the light shielding layer (simulation) 111 does not exist. As a result, the number of light rays reaching the opening (simulation) 113 of the optical probe is reduced. As a result, it becomes difficult to detect stray light.

図10には、実施の形態1の生体成分濃度測定用光学プローブ保持具の大きさと迷光の検出量の関係を示すシミュレーション結果の一例を示している。なお、図10のシミュレーションの条件は、遮光層の直径を除いて、上述した図8および図9のシミュレーションの条件と同じである。   FIG. 10 shows an example of a simulation result showing the relationship between the size of the optical probe holder for measuring the biological component concentration of Embodiment 1 and the detected amount of stray light. The simulation conditions in FIG. 10 are the same as the simulation conditions in FIGS. 8 and 9 described above, except for the diameter of the light shielding layer.

図10から、遮光層の直径が20mmより大きければ、迷光がほとんど検出されないことがわかる。このため、遮光層の直径は、20mm以上であることが好ましい。   FIG. 10 shows that stray light is hardly detected if the diameter of the light shielding layer is larger than 20 mm. For this reason, it is preferable that the diameter of a light shielding layer is 20 mm or more.

すなわち、遮光層は、光学プローブの位置を中心とした円の範囲にわたって設けられていても良い。このとき、円の直径は、20mm以上であっても良い。   That is, the light shielding layer may be provided over a range of a circle centered on the position of the optical probe. At this time, the diameter of the circle may be 20 mm or more.

この構成によれば、迷光をより確実に遮光することができる。   According to this configuration, stray light can be more reliably shielded.

以上のように、実施の形態1による光学プローブ保持具を用いることによって、迷光の影響を小さくすることができる。   As described above, by using the optical probe holder according to Embodiment 1, the influence of stray light can be reduced.

(実施の形態2)
実施の形態2による光学プローブ保持具が、図4を参照しながら、以下、説明される。図4において、図1と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
The optical probe holder according to the second embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG.

実施の形態1と比較して異なる点は、遮光層101として、光反射層106とともに、光吸収層107を備える点である。   The difference from the first embodiment is that a light absorbing layer 107 is provided as the light shielding layer 101 together with the light reflecting layer 106.

すなわち、実施の形態2における光学プローブ保持具においては、遮光層は、光反射層を含んでいる。光反射層は、被検体外からの迷光を反射し、迷光の前記被検体内への入射を遮る。   That is, in the optical probe holder in the second embodiment, the light shielding layer includes a light reflecting layer. The light reflecting layer reflects stray light from outside the subject and blocks stray light from entering the subject.

さらに、実施の形態2における光学プローブ保持具においては、遮光層は、光吸収層を含む。このとき、光吸収層は、光反射層と粘着層との間に設けられる。光吸収層は、被検体内からの迷光を吸収する。   Furthermore, in the optical probe holder in the second embodiment, the light shielding layer includes a light absorption layer. At this time, the light absorption layer is provided between the light reflection layer and the adhesive layer. The light absorption layer absorbs stray light from within the subject.

光吸収層107は、光反射層106と粘着層102の間に備えられる。このようにすることにより、生体組織内で散乱した光が光吸収層107に到達した段階で、光が吸収される。このため、迷光を除去する効率があがり、迷光の影響をより小さくすることができる。   The light absorption layer 107 is provided between the light reflection layer 106 and the adhesive layer 102. By doing so, the light is absorbed when the light scattered in the living tissue reaches the light absorption layer 107. For this reason, the efficiency which removes a stray light goes up, and the influence of a stray light can be made smaller.

光吸収層を構成する光吸収材としては、公知の技術を特に限定なく利用することができる。   As a light absorbing material constituting the light absorbing layer, a known technique can be used without any particular limitation.

なお、生体成分濃度測定装置で利用される光の波長域785〜930nmの光を吸収することが好ましい。上記波長の光を吸収する光吸収材として、例えば、ジイモニウム塩、ニッケルジチオール系、ポリメチン系、フタロシアニン系の物質を利用することができる。   In addition, it is preferable to absorb light in a wavelength range of 785 to 930 nm of light used in the biological component concentration measuring apparatus. For example, diimonium salts, nickel dithiol-based materials, polymethine-based materials, and phthalocyanine-based materials can be used as the light-absorbing material that absorbs light having the above wavelengths.

以上のように、実施の形態2による光学プローブ保持具を用いることによって、迷光の影響を小さくすることができる。   As described above, the influence of stray light can be reduced by using the optical probe holder according to the second embodiment.

(実施の形態3)
実施の形態3による光学プローブ保持具が、図5を参照しながら、以下、説明される。図5において、図1と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 3)
The optical probe holder according to Embodiment 3 will be described below with reference to FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIG.

実施の形態1と比較して異なる点は、遮光層101と粘着層102の間に、通気層108を備える点である。   The difference from Embodiment 1 is that a ventilation layer 108 is provided between the light shielding layer 101 and the adhesive layer 102.

すなわち、実施の形態3の光学プローブ保持具は、空気を含有する通気層をさらに備えている。このとき、通気層は、粘着層と遮光層の間に設けられる。   That is, the optical probe holder of Embodiment 3 further includes a ventilation layer containing air. At this time, the ventilation layer is provided between the adhesive layer and the light shielding layer.

このようにすることにより、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具を生体に装着する際、使用者から分泌される汗や発生する熱による不快感を軽減することができる。   In this way, when the biological component concentration measuring optical probe holder is attached to the living body, it is possible to reduce discomfort due to sweat secreted from the user or generated heat.

通気層としては、公知の技術を特に限定なく利用することができる。例えば、通気層としては、含気率が高い布、不織布、メッシュ加工された布等が利用することが可能である。   As the ventilation layer, a known technique can be used without particular limitation. For example, as the ventilation layer, a cloth with a high air content, a nonwoven fabric, a mesh-processed cloth, or the like can be used.

以上のように、実施の形態3による光学プローブ保持具を用いることによって迷光の影響を小さくすることができ、かつ、使用者の不快感を軽減できる。   As described above, by using the optical probe holder according to Embodiment 3, the influence of stray light can be reduced and the user's discomfort can be reduced.

(実施の形態4)
実施の形態4の光学プローブ保持具を用いた生体成分濃度測定装置が、図6、7を参照しながら、以下、説明される。図6、および、図7において、図1と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 4)
A biological component concentration measuring apparatus using the optical probe holder according to Embodiment 4 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図6は、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100を備えた生体成分濃度測定装置の概略図を示している。図6のように生体成分濃度測定装置120は、光ファイバー105を介して接続される。   FIG. 6 shows a schematic diagram of a biological component concentration measuring apparatus including the biological component concentration measuring optical probe holder 100. As shown in FIG. 6, the biological component concentration measuring device 120 is connected via the optical fiber 105.

図7は、生体成分濃度測定用光学プローブ保持具100の使用状態を示す概略図を示している。図7に示すように、皮膚は、表皮131、真皮132、および皮下組織133を具備する。これらの表皮131、真皮132、および皮下組織133はこの順に積層されている。   FIG. 7 is a schematic view showing a usage state of the biological probe concentration measuring optical probe holder 100. As shown in FIG. 7, the skin includes an epidermis 131, a dermis 132, and a subcutaneous tissue 133. The epidermis 131, dermis 132, and subcutaneous tissue 133 are laminated in this order.

表皮131は生体の表面に位置する。表皮131は、およそ0.2〜およそ0.5mmの厚さを有する。真皮132は、およそ0.5〜2mmの厚さを有する。基板150は、真皮132に埋め込まれ、組織細胞間の体液である細胞間質液(interstitial fluid)に浸されて維持されている。皮下組織133は、主に脂肪組織から構成される。   The epidermis 131 is located on the surface of the living body. The epidermis 131 has a thickness of approximately 0.2 to approximately 0.5 mm. The dermis 132 has a thickness of approximately 0.5-2 mm. The substrate 150 is embedded in the dermis 132 and maintained by being immersed in an interstitial fluid that is a body fluid between tissue cells. The subcutaneous tissue 133 is mainly composed of adipose tissue.

真皮132は複数の毛細血管を有するので、体液は当該毛細血管中の生体成分を含有している。特にグルコースは高い浸透性を有するので、体液中のグルコース濃度は、血糖値との高い相関性を有する。   Since the dermis 132 has a plurality of capillaries, the body fluid contains a biological component in the capillaries. In particular, since glucose has high permeability, the glucose concentration in the body fluid has a high correlation with the blood glucose level.

実施の形態4の検出装置においては、生体成分として、グルコースが例示される。   In the detection device of the fourth embodiment, glucose is exemplified as the biological component.

また、実施の形態4の検出装置においては、被検体内には、基板が埋め込まれている。基板は、金属部材を具備し、照射部から照射された照射光により表面増強ラマン散乱光を発生する。このとき、戻り光は、基板から発生する表面増強ラマン散乱光である。   In the detection apparatus of the fourth embodiment, the substrate is embedded in the subject. The substrate includes a metal member, and generates surface-enhanced Raman scattering light by the irradiation light irradiated from the irradiation unit. At this time, the return light is surface-enhanced Raman scattering light generated from the substrate.

すなわち、例えば、図7に示されるように、表皮131と向かい合う様に、基板150は真皮132中に埋め込まれる。表皮131から基板150までの距離は、およそ1mmである。なお、金属部材(図示せず)は、表皮131側の面に形成されている。   That is, for example, as shown in FIG. 7, the substrate 150 is embedded in the dermis 132 so as to face the epidermis 131. The distance from the skin 131 to the substrate 150 is approximately 1 mm. The metal member (not shown) is formed on the surface on the skin 131 side.

生体成分濃度測定装置120は、発光手段の一部として光源と、検出手段の一部として、前記基板150から発生した表面増強ラマン散乱光を分光・検出する分光器を備えている。   The biological component concentration measuring apparatus 120 includes a light source as a part of the light emitting means and a spectroscope for spectrally detecting and detecting the surface enhanced Raman scattered light generated from the substrate 150 as a part of the detecting means.

基板150は、金属部材を具備し、前記光源から照射された光により表面増強ラマン散乱光を発生する。   The substrate 150 includes a metal member, and generates surface-enhanced Raman scattered light by light emitted from the light source.

ここで基板150は、およそ1mmの直径およびおよそ1mmの厚みを有する。基板150の材料の例は、ポリプロピレンや高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタンなどの生体適合性を持つ樹脂、ガラス、またはシリコンである。   Here, the substrate 150 has a diameter of approximately 1 mm and a thickness of approximately 1 mm. Examples of the material of the substrate 150 are biocompatible resins such as polypropylene, high-density polyethylene, polyethylene terephthalate, and polyurethane, glass, or silicon.

金属粒子を形成する際、公知技術を特に限定することなく利用できる。例えば、金属粒子13を形成する際、フォトリソグラフィー技術、ナノスフィアリソグラフィー技術等を利用することができる。   When forming metal particles, known techniques can be used without any particular limitation. For example, when forming the metal particles 13, a photolithography technique, a nanosphere lithography technique, or the like can be used.

次に、実施の形態4における生体成分濃度測定装置の動作について説明する。   Next, the operation of the biological component concentration measuring apparatus according to the fourth embodiment will be described.

測定装置は、光源9、および分光器7を具備する。測定装置は、必要に応じて、バンドパスフィルタ、レンズ系、ビームスプリッター、およびコンピュータを具備する。基板150は、あらかじめ、図7に示すように真皮132に埋め込まれている。   The measuring device includes a light source 9 and a spectrometer 7. The measurement apparatus includes a band pass filter, a lens system, a beam splitter, and a computer as necessary. The substrate 150 is previously embedded in the dermis 132 as shown in FIG.

発光手段(例えば、光源など)から放射された照射光が、照射部(例えば、集光レンズなど)により生体に照射され、皮膚の表面を透過する。皮膚に埋め込まれた基板150は透過した光によって照射され、表面増強ラマン光をそこで発生させる。   Irradiation light emitted from a light emitting means (for example, a light source) is irradiated onto the living body by an irradiation unit (for example, a condensing lens) and passes through the surface of the skin. The substrate 150 embedded in the skin is illuminated by the transmitted light and generates surface enhanced Raman light there.

次に、基板から発生した表面増強ラマン光(戻り光)は、受光部で受光された後、検出手段により検出される。例えば、基板から発生した表面増強ラマン光は、レンズ系により集光され、ビームスプリッターにより、反射され、レンズ系により、集光された後に、分光器により検出される。   Next, the surface-enhanced Raman light (return light) generated from the substrate is received by the light receiving unit and then detected by the detecting means. For example, surface-enhanced Raman light generated from the substrate is collected by a lens system, reflected by a beam splitter, collected by a lens system, and then detected by a spectroscope.

ここで、分光器としては、公知の技術を特に限定なく利用することができる。例えば、ツェルニーターナー型分光器、エシェル型分光器、フラットフィールド型分光器、フィルター型分光器等が利用できる。   Here, as a spectroscope, a well-known technique can be utilized without particular limitation. For example, a Czerny Turner spectrometer, an echelle spectrometer, a flat field spectrometer, a filter spectrometer, or the like can be used.

光源からの光によって基板150が照射されると、金属粒子上で表面プラズモン共鳴が生じ、金属粒子の近傍における電磁場強度を増強する。これは、金属粒子の近傍(0.5〜30nm以内)に位置する生体物質のラマン散乱光の増強をもたらす。このようにして、表面増強ラマン散乱光が発生する。表面増強ラマン散乱光の増強効果は、励起光5の電場増強効果と、ラマン散乱波長の電場増強効果の積に比例する。このため、表面プラズモン共鳴波長を光源の光の波長、かつ、局在化共鳴プラズモン共鳴波長を、例えばグルコースのラマン散乱波長に合わせることが好ましい。   When the substrate 150 is irradiated with light from the light source, surface plasmon resonance occurs on the metal particles, and the electromagnetic field strength in the vicinity of the metal particles is enhanced. This results in enhancement of Raman scattered light of the biological material located in the vicinity of the metal particles (within 0.5 to 30 nm). In this way, surface enhanced Raman scattered light is generated. The enhancement effect of the surface-enhanced Raman scattered light is proportional to the product of the electric field enhancement effect of the excitation light 5 and the electric field enhancement effect of the Raman scattering wavelength. For this reason, it is preferable to match the surface plasmon resonance wavelength with the light wavelength of the light source and the localized resonance plasmon resonance wavelength with, for example, the Raman scattering wavelength of glucose.

また、グルコースの表面増強ラマン散乱光を測定するためには、非特許文献1が示すとおり、グルコースを金属粒子14近傍に一時的に保持するために、例えば、金属粒子14上に11−メルカプトウンデカノールトリエチレングリコールエーテルの自己組織化単層膜を設けることが好ましい。このようにすることにより、グルコースを金属粒子14近傍に保持するだけでなく、生体中に多数存在するタンパク質が基板150に吸着することを防止できる。   Further, in order to measure the surface-enhanced Raman scattering light of glucose, as shown in Non-Patent Document 1, in order to temporarily hold glucose in the vicinity of the metal particles 14, for example, 11-mercaptoun on the metal particles 14 is used. It is preferable to provide a self-assembled monolayer of decanol triethylene glycol ether. By doing so, not only can glucose be held in the vicinity of the metal particles 14, but also a large number of proteins present in the living body can be prevented from adsorbing to the substrate 150.

表面増強ラマン散乱光の強度は、通常のラマン散乱光の強度の10倍〜10倍大きい。従って、金属粒子8の近傍で発生する表面増強ラマン散乱光は、皮膚表面(角質層を含む)、表皮131、または真皮132において発生するラマン散乱光よりも遥かに大きい強度を有する。これは、金属粒子の近傍の体液に含有されている生体成分由来のラマン散乱光が選択的に増強されていることを意味する。このようにして、生体成分のうち、金属粒子近傍以外からの妨害成分の影響が低減される。 Intensity of surface-enhanced Raman scattering light is 10 4 times to 10 9 times the intensity of normal Raman scattered light greater. Accordingly, the surface-enhanced Raman scattered light generated in the vicinity of the metal particles 8 has a much higher intensity than the Raman scattered light generated on the skin surface (including the stratum corneum), the epidermis 131, or the dermis 132. This means that the Raman scattered light derived from biological components contained in the body fluid in the vicinity of the metal particles is selectively enhanced. In this way, the influence of disturbing components other than those near the metal particles among the biological components is reduced.

生体に含有されるグルコースのような生体成分の量は、生体に含有される妨害成分の量よりもずっと低い。従って、グルコースの通常のラマン散乱光は、皮膚表面(表皮131の角質層)、表皮131、または真皮132に含有される妨害成分のラマン散乱光と比べて極めて小さい強度を有する。このような理由から、グルコースの通常のラマン散乱光を抽出することは難しい。   The amount of biological components such as glucose contained in the living body is much lower than the amount of interfering components contained in the living body. Therefore, the normal Raman scattered light of glucose has an extremely small intensity compared to the Raman scattered light of the disturbing component contained in the skin surface (the stratum corneum of the epidermis 131), the epidermis 131, or the dermis 132. For this reason, it is difficult to extract normal Raman scattered light of glucose.

しかし、基板150により、真皮132中の体液に含まれる金属粒子の近傍のグルコースのラマン散乱光が選択的に増強され得る。これが、グルコースのラマン散乱光の強度が妨害物質のラマン散乱光の強度と比較して選択的に大きくなることをもたらす。グルコースの表面増強ラマン散乱光の強度は、グルコースの濃度に比例するため、グルコースの表面増強ラマン散乱光の強度より、グルコースの濃度が算出され得る。   However, the substrate 150 can selectively enhance the Raman scattered light of glucose in the vicinity of the metal particles contained in the body fluid in the dermis 132. This results in the intensity of the Raman scattered light of glucose being selectively increased compared to the intensity of the Raman scattered light of the interfering substance. Since the intensity of the surface enhanced Raman scattered light of glucose is proportional to the concentration of glucose, the concentration of glucose can be calculated from the intensity of the surface enhanced Raman scattered light of glucose.

グルコースの濃度の算出の一例が以下に説明される。   An example of calculating the glucose concentration is described below.

非特許文献1に示されているように、グルコースの表面増強ラマン散乱光スペクトルは、1000cm−1〜1500cm−1であるラマンシフトの範囲に、グルコース特有の複数のピークを有する。 As shown in Non-Patent Document 1, the surface enhanced Raman scattering spectrum of glucose in the range of the Raman shift is 1000cm -1 ~1500cm -1, having a plurality of peaks of glucose-specific.

当該複数のピークの中でも、ラマンシフトが1120(cm−1)にあるピークは、アルブミンおよびクレアチニンのラマン散乱光スペクトルのピークに重ならない。従って、当該ラマンシフトが1120(cm−1)にある表面増強ラマン散乱光の強度は、グルコースの濃度にのみ比例する。 Among the plurality of peaks, the peak having a Raman shift at 1120 (cm −1 ) does not overlap with the peaks of the Raman scattered light spectra of albumin and creatinine. Therefore, the intensity of the surface-enhanced Raman scattered light having the Raman shift of 1120 (cm −1 ) is proportional only to the glucose concentration.

励起光5が785nmの波長を有する場合、860.7nmの波長を有する光が透過するフィルタ13が利用される。860.7nmの波長は、785nmの波長に対応する波数よりも1120cm−1だけ小さい波数に対応する。 When the excitation light 5 has a wavelength of 785 nm, a filter 13 that transmits light having a wavelength of 860.7 nm is used. The wavelength of 860.7 nm corresponds to a wave number that is smaller by 1120 cm −1 than the wave number corresponding to the wavelength of 785 nm.

波長λと波数kとの間の関係は以下の等式(I)を充足する。   The relationship between wavelength λ and wavenumber k satisfies the following equation (I):

k(cm−1)=10/λ(nm) ・・・(I)
785nmの波長λを波数kに換算した値は12739(cm−1)である。グルコース特有のピークの波数は、12739(cm−1)よりも1120(cm−1)だけ小さい。よって、当該波数は、以下の等式によって計算される:12739(cm−1)−1120(cm−1)=11619(cm−1)。波長に換算された11619(cm−1)の波数の値は860.7nmである。
k (cm −1 ) = 10 7 / λ (nm) (I)
A value obtained by converting a wavelength λ of 785 nm into a wave number k is 12739 (cm −1 ). The wave number of the peak peculiar to glucose is smaller by 1120 (cm −1 ) than 12739 (cm −1 ). Therefore, the wave number is calculated by the following equation: 12739 (cm −1 ) −1120 (cm −1 ) = 11619 (cm −1 ). The value of the wave number of 11619 (cm −1 ) converted to the wavelength is 860.7 nm.

これらの表面増強ラマン散乱光6の分光は、分光器7にて実施される。分光器7にて分光された、例えば、グルコースに特有な1000〜1500cm−1の分光スペクトルを、あらかじめ用意された検量線を利用することにより、グルコース濃度を算出することができる。検量線を作成する方法としては、例えば、部分最小2乗法アルゴリズム(Partial Least Square)を利用することができる。 Spectroscopy of these surface-enhanced Raman scattered light 6 is performed by a spectrometer 7. A glucose concentration can be calculated by using a calibration curve prepared in advance for a spectral spectrum of 1000-1500 cm −1 characteristic of glucose, for example, spectrally separated by the spectroscope 7. As a method of creating a calibration curve, for example, a partial least square algorithm can be used.

以上のように、実施の形態4による検出装置を用いることによって、生体成分の濃度、例えば、グルコースの濃度を算出することができる。   As described above, by using the detection device according to Embodiment 4, the concentration of a biological component, for example, the concentration of glucose can be calculated.

戻り光に基づいて被検体である生体の状態を検出する場合、生体組織の不均一性から、同じ場所を測定することがより好ましい。また、被検体内に埋め込まれている基板からの戻り光を利用する場合は、埋め込まれている基板に光を照射することが前提となるため、同じ場所を測定する必要がある。このため、実施の形態1〜4における光学プローブ保持具、および、検出装置のように、まず粘着層で被検体に保持部を固定し、この保持部に対して光学プローブを着脱可能にする。これにより、同じ場所を測定することが可能となる。したがって、検出・測定の精度をより向上させることができる。   When detecting the state of the living body that is the subject based on the return light, it is more preferable to measure the same place from the non-uniformity of the living tissue. In addition, when using the return light from the substrate embedded in the subject, it is necessary to irradiate the embedded substrate with light, so it is necessary to measure the same place. For this reason, as in the optical probe holder and the detection apparatus in the first to fourth embodiments, first, the holding portion is fixed to the subject with the adhesive layer, and the optical probe is detachable from the holding portion. Thereby, it becomes possible to measure the same place. Therefore, the accuracy of detection / measurement can be further improved.

なお、実施の形態1〜4においては、被検体は、人体や動物であっても良い。もしくは、被検体は、無生物であっても良い。   In the first to fourth embodiments, the subject may be a human body or an animal. Alternatively, the subject may be inanimate.

なお、実施の形態1〜4においては、検出手段は、被検体の状態として、被検体内における被検物質の存在の有無などを検出しても良い。もしくは、実施の形態1〜4においては、検出手段は、被検体の状態として、被検体内における被検物質の濃度を測定しても良い。   In the first to fourth embodiments, the detection means may detect the presence or absence of a test substance in the subject as the state of the subject. Or in Embodiment 1-4, a detection means may measure the density | concentration of the to-be-tested substance in a subject as a state of a subject.

このとき、被検物質は、例えば、グルコース、乳酸、ピルビン酸、アセト酢酸、3−ヒドロキシ酪酸(β−ヒドロキシ酪酸)などであっても良い。   At this time, the test substance may be, for example, glucose, lactic acid, pyruvic acid, acetoacetic acid, 3-hydroxybutyric acid (β-hydroxybutyric acid), or the like.

なお、実施の形態1〜4においては、遮光層の大きさは、粘着層の大きさと同じでなくても良い。例えば、遮光層は、粘着層よりも大きくても良い。もしくは、遮光層は、粘着層よりも小さくても良い。   In the first to fourth embodiments, the size of the light shielding layer may not be the same as the size of the adhesive layer. For example, the light shielding layer may be larger than the adhesive layer. Alternatively, the light shielding layer may be smaller than the adhesive layer.

なお、実施の形態1〜4においては、戻り光は、表面増強ラマン散乱光のみに限られない。戻り光は、被検体内に埋め込まれた基板からのラマン散乱光や反射光や蛍光などであっても良い。もしくは、戻り光は、被検体の一部からの反射光や蛍光などであっても良い。戻り光は、それに基づいて、生体成分の濃度など、被検体の状態を検出可能なものであれば良い。   In the first to fourth embodiments, the return light is not limited to the surface enhanced Raman scattered light. The return light may be Raman scattered light, reflected light, fluorescence, or the like from a substrate embedded in the subject. Alternatively, the return light may be reflected light or fluorescence from a part of the subject. The return light may be any light that can detect the state of the subject such as the concentration of the biological component based on the return light.

本発明は、例えば、生体におけるグルコース等の生体成分濃度を測定するために用いられ得る。   The present invention can be used, for example, to measure the concentration of biological components such as glucose in a living body.

100 生体成分濃度測定用光学プローブ保持具
101 遮光層
102 粘着層
103 光学プローブ
104 アタッチメント
105 光ファイバー
106 光反射層
107 光吸収層
108 通気層
111 遮光層(シミュレーション)
112 光線(シミュレーション)
113 光学プローブの開口部(シミュレーション)
114 光源(シミュレーション)
115 基板(シミュレーション)
120 生体成分濃度測定装置
130 生体組織
131 表皮
132 真皮
133 皮下組織
135 生体組織(シミュレーション)
150 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Optical probe holder for biological component concentration measurement 101 Light shielding layer 102 Adhesive layer 103 Optical probe 104 Attachment 105 Optical fiber 106 Light reflection layer 107 Light absorption layer 108 Ventilation layer 111 Light shielding layer (simulation)
112 rays (simulation)
113 Optical probe aperture (simulation)
114 Light source (simulation)
115 Substrate (simulation)
120 Biological Component Concentration Measuring Device 130 Biological Tissue 131 Epidermis 132 Dermis 133 Subcutaneous Tissue 135 Biological Tissue (Simulation)
150 substrates

Claims (10)

被検体内から前記被検体外へ放射される戻り光に基づいて前記被検体の状態を検出するための光学プローブを保持するための光学プローブ保持具であって、
前記光学プローブは、前記被検体に照射光を照射する照射部と、前記戻り光を受光する受光部とを備え、
前記被検体の表面と粘着し、前記光学プローブを前記被検体に近接させたまま保持する粘着層と、
前記粘着層の上に設けられた、迷光を遮る遮光層と、
前記光学プローブと前記粘着層と前記遮光層とを保持する保持部と
を備える、光学プローブ保持具。
An optical probe holder for holding an optical probe for detecting the state of the subject based on return light radiated from inside the subject to the outside of the subject,
The optical probe includes an irradiation unit that irradiates the subject with irradiation light, and a light receiving unit that receives the return light,
An adhesive layer that adheres to the surface of the subject and holds the optical probe close to the subject;
A light shielding layer for blocking stray light, provided on the adhesive layer;
An optical probe holder, comprising: a holder that holds the optical probe, the adhesive layer, and the light shielding layer.
前記遮光層は、前記光学プローブの位置を中心とした円の範囲にわたって設けられており、
前記円の直径は、20mm以上である、
請求項1記載の光学プローブ保持具。
The light shielding layer is provided over a range of a circle centered on the position of the optical probe,
The circle has a diameter of 20 mm or more.
The optical probe holder according to claim 1.
前記遮光層は、光反射層を含み、
前記光反射層は、前記被検体外からの迷光を反射し、前記迷光の前記被検体内への入射を遮る、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学プローブ保持具。
The light shielding layer includes a light reflecting layer,
The light reflecting layer reflects stray light from outside the subject and blocks the stray light from entering the subject;
The optical probe holder according to claim 1 or 2.
前記遮光層は、光吸収層を含み、
前記光吸収層は、前記光反射層と前記粘着層との間に設けられており、
前記光吸収層は、前記被検体内からの迷光を吸収する、
ことを特徴とする請求項3記載の光学プローブ保持具。
The light shielding layer includes a light absorption layer,
The light absorbing layer is provided between the light reflecting layer and the adhesive layer,
The light absorbing layer absorbs stray light from within the subject;
The optical probe holder according to claim 3.
前記遮光層は、光吸収層を含み、
前記光吸収層は、前記被検体外からの迷光を吸収し、前記迷光の前記被検体内への入射を遮る、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学プローブ保持具。
The light shielding layer includes a light absorption layer,
The light absorbing layer absorbs stray light from outside the subject and blocks the stray light from entering the subject;
The optical probe holder according to claim 1 or 2.
前記光吸収層は、785〜930nmの光を吸収する光吸収材で形成されている、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の光学プローブ保持具。
The light absorption layer is formed of a light absorbing material that absorbs light of 785 to 930 nm.
The optical probe holder according to claim 4 or 5, wherein the optical probe holder is provided.
空気を含有する通気層をさらに備え、
前記通気層は、前記粘着層と前記遮光層の間に設けられる、
請求項1〜6のいずれかに記載の光学プローブ保持具。
Further comprising a ventilation layer containing air,
The ventilation layer is provided between the adhesive layer and the light shielding layer.
The optical probe holder according to claim 1.
請求項1〜7のいずれかに記載の光学プローブ保持具と、
前記光学プローブと、
前記照射光を発光する発光手段と、
前記受光部が受光する前記戻り光に基づいて、前記被検体の状態を検出する検出手段と、
を備える、検出装置。
The optical probe holder according to any one of claims 1 to 7,
The optical probe;
A light emitting means for emitting the irradiation light;
Detection means for detecting the state of the subject based on the return light received by the light receiving unit;
A detection device comprising:
前記被検体内には、基板が埋め込まれており、
前記基板は、金属部材を具備し、前記照射部から照射された照射光により表面増強ラマン散乱光を発生し、
前記戻り光は、前記基板から発生する前記表面増強ラマン散乱光である、
請求項8記載の検出装置。
A substrate is embedded in the subject,
The substrate includes a metal member, and generates surface-enhanced Raman scattering light by irradiation light irradiated from the irradiation unit,
The return light is the surface enhanced Raman scattered light generated from the substrate.
The detection device according to claim 8.
前記被検体は生体であり、
前記検出手段は、前記受光部が受光する前記戻り光に基づいて、前記被検体の状態として、前記生体の生体成分の濃度を測定する、
請求項8または9に記載の検出装置。
The subject is a living body,
The detection means measures the concentration of the biological component of the living body as the state of the subject based on the return light received by the light receiving unit.
The detection device according to claim 8 or 9.
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