JP2021074526A - 生体情報測定装置、及び生体情報測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報を正確に測定すること。【解決手段】本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、プローブ光を射出する光源と、入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射させる全反射部材と、 前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する光強度検出部と、前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する生体情報出力部と、前記光強度または前記光強度に基づき取得される前記プローブ光の吸光度を表示させる表示部と、を備える。【選択図】図２０

Description

本願は、生体情報測定装置、及び生体情報測定方法に関する。

近年、世界中で糖尿病患者が増加しており、採血を伴わない非侵襲的な血糖値測定が望まれている。 光を用いて血糖値等の生体情報を測定する方法としては、近赤外を用いたもの、中赤外を用いたもの、ラマン分光を用いたもの等、様々な方式が提案されている。このうち、中赤外領域はグルコースの吸収が大きい指紋領域であり、近赤外領域よりも測定の感度を高めることができる。

中赤外領域の光源として量子カスケードレーザ（ＱＣＬ： Quantum Cascade Laser）等の発光デバイスが利用可能であるが、使用する波長の数だけレーザ光源が必要になる。装置の小型化の観点からは、中赤外領域の波長を数波長に絞ることが望ましい。

このような中赤外領域等の特定波長領域で全反射減衰（ＡＴＲ：Attenuated Total Reflection）法によりグルコース濃度測定を精度良く行うために、グルコースの吸光ピークの波長（１０３５ｃｍ-1、１０８０ｃｍ-1、１１１０ｃｍ-1）を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この全反射減衰を用いる方法では、被測定物にＡＴＲプリズム等の全反射部材を接触させて測定を行うが、この被測定物と全反射部材との接触状態が変動することで、グルコース濃度等の生体情報を正確に測定できない場合がある。

これに対し、被測定物にＡＴＲプリズム等の全反射部材を接触させる際に、全反射部材と被測定物の接触面積を調整する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

また、全反射部材の被測定物への接触の圧力を圧力センサで検出し、圧力が所定の範囲内にある場合に生体情報を取得する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、従来の技術では、全反射部材と被測定物との接触面積又は接触の圧力を調整するため、生体情報を正確に測定できない場合があった。

本発明は、生体情報を正確に測定することを課題とする。

本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、プローブ光を射出する光源と、入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射させる全反射部材と、前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する光強度検出部と、前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する生体情報出力部と、前記光強度または前記光強度に基づき取得される前記プローブ光の吸光度を表示させる表示部と、を備える。

本発明によれば、生体情報を正確に測定できる。

実施形態に係る血糖値測定装置の全体構成例を示す図である。 ＡＴＲプリズムの作用を示す図である。 ＡＴＲプリズムの構造を示す斜視図である。 中空ファイバの構造を示す斜視図である。 実施形態に係る処理部のハードウェア構成例のブロック図である。 実施形態に係る処理部の機能構成例を示すブロック図である。 プローブ光の切替動作例を示す図であり、（ａ）は第１プローブ光を使用する場合、（ｂ）は第２プローブ光を使用する場合、（ｃ）は第３プローブ光を使用する場合である。 実施形態に係る血糖値測定装置の動作例を示すフローチャートである。 ３つ以上の段階に変化させたプローブ光強度を示す図であり、（ａ）は比較例のプローブ光強度、（ｂ）は３つ以上の段階に変化させたプローブ光強度である。 プローブ光の位置ずれ補正例を示す図であり、（ａ）はプローブ光の断面光強度分布を示す図、（ｂ）は位置ずれ後の（ａ）の断面光強度分布を示す図、（ｃ）はスペックルを含むプローブ光の断面光強度分布を示す図、（ｄ）は位置ずれ後の（ｃ）の断面光強度分布を示す図である。 ＡＴＲプリズムにおける入射面の作用を示す図であり、（ａ）は入射面が平坦面の場合のプローブ光の全反射を示す図、（ｂ）は入射面が拡散面の場合のプローブ光の全反射を示す図、（ｃ）は拡散面の入射面、（ｄ）凹面の入射面、（ｅ）は凸面の入射面である。 第１，第２中空光ファイバとＡＴＲプリズムの相対位置ずれを示す図であり、（ａ）はＡＴＲプリズムが生体に接触していない場合、（ｂ）はＡＴＲプリズムの第１全反射面に生体が接触した場合、（ｃ）はＡＴＲプリズムの第２全反射面に生体が接触した場合である。 第１，第２中空光ファイバ、ＡＴＲプリズムの支持部材を示す図である。 光源駆動電流の一例を示す図であり、（ａ）は比較例の光源駆動電流、（ｂ）は高周波変調した光源駆動電流である。 第１実施形態に係る血糖値測定装置の構成例を示す図であり、（ａ）は測定部の構成を示す図、（ｂ）は測定部、カメラ及びディスプレイの配置を示す図である。 圧力センサの構成例の図であり、（ａ）は圧力センサを１つ設けた場合、（ｂ）は圧力センサをＡＴＲプリズムの両端部に設けた場合、（ｃ）は複数の圧力センサを設けた場合である。 ＡＴＲプリズムの生体の唇への配置を示す図であり、（ａ）はＡＴＲプリズムが唇に接触する前、（ｂ）は生体がＡＴＲプリズムを咥えた状態である。 第１実施形態に係る処理部の機能構成例を示すブロック図である。 光強度と吸光度の表示画面例を示す図である。 接触圧と接触領域の表示画面例を示す図である。 第１実施形態に係る処理部による処理例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る処理部による処理を示すフローチャートの変形例である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜実施形態の用語の説明＞
（中赤外領域）
中赤外領域とは、２〜１４μｍの波長領域をいい、特定波長領域の一例である。

（プローブ光）
プローブ光とは、吸光度測定及び生体情報測定のために用いられる光をいう。実施形態では、全反射部材で全反射され、生体により減衰された後、光強度検出部で検出される光に該当する。

（ＡＴＲ法）
ＡＴＲ（Attenuated Total Reflection；減衰全反射又は全反射吸収）法とは、被測定物に接触して配置されたＡＴＲプリズム等の全反射部材で全反射が起きる際に、全反射面からしみ出した界を利用して被測定物の吸収スペクトルを取得する手法をいう。

（吸光度）
吸光度とは、物体を光が通過した際に光強度がどの程度低下するかを示す無次元量をいう。実施形態では、ＡＴＲ（Attenuated Total Reflection；減衰全反射又は全反射吸収）法により、全反射面からしみ出した界の生体による減衰が吸光度として測定される。

（血糖値）
血糖値とは、血液中に含まれるブドウ糖（グルコース）の濃度をいう。

（検出値）
実施形態では、光強度検出部による検出値を指すものとする。

（波数）
波長λ（μｍ）と波数ｋ（ｃｍ-1）の関係は、ｋ＝１００００／λである。

以下、ＡＴＲプリズム（全反射部材の一例）を用いて測定した吸光度に基づき、血糖値（生体情報の一例）を測定する血糖値測定装置（生体情報測定装置の一例）を例に、実施形態を説明する。

［実施形態］
まず、実施形態に係る血糖値測定装置１００について説明する。

実施形態では、生体に接触して設けられた全反射部材に、中赤外領域で波長の異なる複数のプローブ光を入射させ、ＡＴＲ法に基づいて、複数のプローブ光のそれぞれの吸光度を取得し、取得された吸光度に基づき血糖値を測定する。

＜血糖値測定装置１００の全体構成例＞
図１は、血糖値測定装置１００の全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、血糖値測定装置１００は、測定部１と、処理部２とを備える。

測定部１は、ＡＴＲ法を行うための光学ヘッドであり、生体で減衰されたプローブ光の検出信号を処理部２に出力する。処理部２はこの検出信号に基づいて、吸光度データを取得し、また吸光度データに基づいて血糖値を取得して出力する処理装置である。

測定部１は、第１光源１１１と、第２光源１１２と、第３光源１１３と、第１シャッタ１２１と、第２シャッタ１２２と、第３シャッタ１２３とを備える。また、第１ハーフミラー１３１と、第２ハーフミラー１３２と、カップリングレンズ１４と、第１中空光ファイバ１５１と、ＡＴＲプリズム１６と、第２中空光ファイバ１５２と光検出器１７とを備える。

処理部２は、生体情報取得部２１を備える。測定部１における第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３は、それぞれ処理部２に電気的に接続され、処理部２からの制御信号に応じて中赤外領域のレーザ光を射出する量子カスケードレーザである。

実施形態では、第１光源１１１は波数１０５０ｃｍ-1のレーザ光を第１プローブ光として射出し、第２光源１１２は波数１０７０ｃｍ-1のレーザ光を第２プローブ光として射出し、第３光源１１３は、波数１１００ｃｍ-1のレーザ光を第３プローブ光として射出する。

波数１０５０ｃｍ-1、１０７０ｃｍ-1及び１１００ｃｍ-1のレーザ光は、それぞれグルコースの吸光ピークの波数に対応し、これらの波数を利用して吸光度を測定することで、吸光度に基づくグルコース濃度の測定を精度よく行うことができる。

また、第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３は、それぞれ処理部２に電気的に接続され、処理部２からの制御信号に応じて開閉制御される電磁シャッタである。

第１シャッタ１２１が開放されると、第１光源１１１からの第１プローブ光は第１シャッタ１２１を通過して第１ハーフミラー１３１に到達する。一方、第１シャッタ１２１が閉鎖されると、第１プローブ光は第１シャッタ１２１に遮光されて、第１ハーフミラー１３１に到達しなくなる。

また、第２シャッタ１２２が開放されると、第２光源１１２からの第２プローブ光は第２シャッタ１２２を通過して第１ハーフミラー１３１に到達する。一方、第２シャッタ１２２が閉鎖されると、第２プローブ光は第２シャッタ１２２に遮光されて、第１ハーフミラー１３１に到達しなくなる。

同様に、第３シャッタ１２３が開放されると、第３光源１１３からの第３プローブ光は第３シャッタ１２３を通過して第２ハーフミラー１３２に到達する。一方、第３シャッタ１２３が閉鎖されると、第３プローブ光は第３シャッタ１２３に遮光されて、第２ハーフミラー１３２に到達しなくなる。

第１ハーフミラー１３１及び第２ハーフミラー１３２は、入射する光の一部を透過し、残りを反射させるための光学素子である。このような光学素子は入射光に対して透過性を有する基板に、入射光の一部を透過し、残りを反射させる光学薄膜を設けて構成できる。

但し、光学薄膜に限定されるものではなく、入射光に対して透過性を有する基板に、入射光の一部を透過し、残りを反射（回折）させる回折構造を形成して構成してもよい。回折構造を利用すると、光吸収を抑制できる点で好適である。

第１ハーフミラー１３１は、第１シャッタ１２１を通過した第１プローブ光を透過させ、第２シャッタ１２２を通過した第２プローブ光を反射させる。また、第２ハーフミラー１３２は、第１プローブ光と第２プローブ光のそれぞれを透過させ、第３シャッタ１２３を通過した第３プローブ光を反射させる。

第１ハーフミラー１３１及び第２ハーフミラー１３２のそれぞれにおける透過光と反射光の光強度比は略１対１になるように構成することが好ましいが、各光源の射出するプローブ光強度等に応じて、上記の光強度比を調整することもできる。

第１ハーフミラー１３１又は第２ハーフミラー１３２を経由した第１〜第３プローブ光は、カップリングレンズ１４を介して第１中空光ファイバ１５１内に導かれ、第１中空光ファイバ１５１内を伝搬してＡＴＲプリズム１６の入射面１６１を介してＡＴＲプリズム１６内に導光される。

ＡＴＲプリズム１６は、入射面１６１から入射される第１〜第３プローブ光を全反射させながら出射面１６４に向けて伝搬させ、出射面１６４から出射する光学プリズムである。図１に示すように、ＡＴＲプリズム１６は、第１全反射面１６２を生体Ｓ（被測定物の一例）に接触させて配置される。

ＡＴＲプリズム１６内に導光された第１〜第３プローブ光は、第１全反射面１６２と、第１全反射面１６２に対向する第２全反射面１６３のそれぞれで全反射を繰り返し、出射面１６４を介して第２中空光ファイバ１５２内に導かれる。

光検出器１７は第２中空光ファイバ１５２により導光された第１〜第３プローブ光は光検出器１７に到達する。光検出器１７は、中赤外領域の波長の光を検出可能な検出器であり、受光した第１〜第３プローブ光を光電変換して、光強度に応じた電気信号を検出信号として処理部２に出力する。光検出器１７は、赤外線用のＰＤ（Photo Diode）やＭＣＴ（Mercury Cadmium Telluride）検出素子、ボロメータ等により構成される。ここで、光検出器１７は光強度検出部の一例である。なお、以下では、第１〜第３プローブ光を区別しない場合に、単にプローブ光という場合がある。

処理部２は、ＰＣ（Persdonal Computer）等の情報処理装置により構築されている。処理部２における生体情報取得部２１は、光検出器１７の検出信号に基づき、各プローブ光の吸光度データを取得し、またこの吸光度データに基づき、生体の血糖値データを取得して、表示装置や記憶装置、外部サーバ等に出力する。

なお、図１では、測定部１の構成を分かりやすく示すために、測定部１を実線の枠で囲んだが、これらは筐体を示すものではない。ＡＴＲプリズム１６は筐体内に収納されたものではなく、第１全反射面１６２、又は第２全反射面１６３の少なくとも一方を生体の任意の部位に接触させることが可能である。

＜ＡＴＲプリズム１６等の作用、構成＞
次に、図２を参照してＡＴＲプリズム１６の作用を説明する。図２に示すように、測定部１のＡＴＲプリズム１６は、生体Ｓに接触して配置される。ＡＴＲプリズム１６に入射したプローブ光は、それぞれ生体Ｓの赤外吸光スペクトルに対応する減衰を受ける。減衰を受けたプローブ光は光検出器１７で受光され、プローブ光毎に光強度が検出される。検出信号は処理部２に入力され、処理部２は検出信号に基づき、吸光度データ及び血糖値データを取得して出力する。

グルコースの吸収光強度が得られる中赤外領域で、分光による検出を行うには、赤外減衰全反射（ＡＴＲ）法が有効である。赤外ＡＴＲ法は、高屈折率のＡＴＲプリズム１６に赤外光であるプローブ光を入射させ、ＡＴＲプリズム１６と外界（例えば生体Ｓ）の境界面で全反射が起きる際に現れる界の「しみ出し」を利用したものである。ＡＴＲプリズム１６に被測定物である生体Ｓが接触した状態で測定を行えば、しみ出した界が生体Ｓによって吸収される。

プローブ光として２〜１２μｍの広い波長域の赤外光を用いれば、生体Ｓの分子振動エネルギーに起因する波長の光が吸収され、ＡＴＲプリズム１６を透過したプローブ光の対応する波長で光吸収がディップとして現れる。この手法では、ＡＴＲプリズム１６を透過した検出光のエネルギーを大きく取れるため、微弱なパワーのプローブ光を用いた赤外分光法では特に有利である。

赤外光を用いた場合、ＡＴＲプリズム１６から生体Ｓへ光がしみ出す深さはわずか数ミクロン程度であり、深さ数百ミクロン程度に存在する毛細血管までは光が到達しない。しかし、皮膚や粘膜細胞中には血管中の血漿などの成分が組織液（間質液）としてにじみ出ていることが知られている。その組織液中に存在するグルコース成分を検出することで、血糖値の測定が可能となる。

組織液中のグルコース成分の濃度は、毛細血管に近くなるほど大きくなると考えられ、測定の際には常に一定の圧力でＡＴＲプリズムを押し付ける。このような押し付けに有利なように、実施形態では、台形の断面をもつ多重反射のＡＴＲプリズムを採用する。

ここで、図３は、実施形態に係るＡＴＲプリズムの構造を示す斜視図である。図３に示すように、ＡＴＲプリズム１６は台形型のプリズムである。ＡＴＲプリズム１６内での多重反射回数が増えるほど、グルコースの検出感度が増す。また、生体Ｓとの接触面積を大きくとれるため、ＡＴＲプリズム１６を押圧する圧力の変化による検出値の変動を小さく抑えることができる。ＡＴＲプリズム１６の底面の長さＬは、たとえば２４ｍｍである。厚さｔは、１．６ｍｍ、２．４ｍｍなど、多反射が生じるように薄く設定される。

ＡＴＲプリズム１６の材料としては、人体に対して毒性がなく、グルコースの吸収帯である波長１０μｍ付近で高い透過特性を示すものが候補となる。一例として、これらの条件を満たす材料の中から、光のしみ出しが大きく、より深部までの検出が可能で、屈折率が２．２のＺｎＳ（硫化亜鉛）のプリズムを用いることができる。ＺｎＳは、赤外材料として一般的に利用されているＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）と異なり、発がん性が無いことが示されており、無毒な染料（リトポン）として歯科材料にも利用されている。

一般的なＡＴＲ測定装置では、ＡＴＲプリズムが比較的大型の装置に固定されているため、被測定物となる生体の部位は、指先や前腕部などの体表に制限される。しかし、これらの部位の皮膚は、厚さ２０μｍ程度の角質層で覆われているため、検出されるグルコース濃度が小さくなる。また、角質層は汗や皮脂の分泌状態の影響を受けるため、測定の再現性が制限される。そこで、血糖値測定装置１００では赤外光であるプローブ光を低損失で伝送可能な第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２を用い、それぞれの一端をＡＴＲプリズム１６に当接させて用いる。

第１中空光ファイバ１５１は、一端がＡＴＲプリズム１６に当接されることで、ＡＴＲプリズム１６の入射面１６１に光学的に接続され、第１中空光ファイバ１５１からの出射光がＡＴＲプリズム１６の入射面１６１に入射されるようになっている。

また、第２中空光ファイバ１５２は、一端がＡＴＲプリズム１６に当接されることで、ＡＴＲプリズム１６の出射面１６４に光学的に接続され、ＡＴＲプリズム１６の出射面１６４からの出射光が第２中空光ファイバ１５２内に導光されるようになっている。

ＡＴＲプリズム１６を用いることで、皮膚表面に比較的近いところに毛細血管が存在し、汗や皮脂の影響が少ない耳たぶや、角質が存在しない口腔粘膜での測定が可能になる。

図４は、血糖値測定装置１００で用いられる中空光ファイバの構造の一例を示す斜視図である。グルコース測定に用いる比較的波長の長い中赤外光は、石英ガラス光ファイバではガラスに光が吸収されてしまい伝送できない。これまで、特殊な材料を用いた各種の赤外伝送用光ファイバが開発されてきたが、材料に毒性、吸湿性・化学的耐久性などの問題があり、医療分野に利用することは難しかった。

一方、第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２は、ガラス、プラスチック等の無害の材料で形成されたチューブ２４３の内面に、金属薄膜２４２と誘電体薄膜２４１がこの順で配置されている。金属薄膜２４２は、銀などの毒性の低い材料で形成され、誘電体薄膜２４１で被覆することで、化学的、機械的耐久性が付与されている。また、中赤外光を吸収しない空気をコア２４５としているため、広い波長域で中赤外光の低損失伝送が可能となっている。

＜処理部２の構成＞
次に、処理部２の構成について、図５及び図６を参照して説明する。

図５は、実施形態に係る処理部２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、処理部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３と、ＨＤ（Hard Disk）５０４と、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)コントローラ５０５と、ディスプレイ５０６とを備えている。また、外部機器接続Ｉ／Ｆ(Interface)５０８と、ネットワークＩ／Ｆ５０９と、データバス５１０と、キーボード５１１と、ポインティングデバイス５１２と、ＤＶＤ−ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ５１４と、メディアＩ／Ｆ５１６と、光源駆動回路５１７と、シャッタ駆動回路５１８と、光検出Ｉ／Ｆ５１９と、カメラＩ／Ｆ５２０と、圧力検出Ｉ／Ｆセンサ５２１とを備えている。

これらのうち、ＣＰＵ５０１は、処理部２全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２は、ＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。

ＨＤ５０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ５０５は、ＣＰＵ５０１の制御にしたがってＨＤ５０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ５０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像などの各種情報を表示する。

外部機器接続Ｉ／Ｆ５０８は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリやプリンタ等である。ネットワークＩ／Ｆ５０９は、通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。バスライン５１０は、図５に示されているＣＰＵ５０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

また、キーボード５１１は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス５１２は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動などを行う入力手段の一種である。ＤＶＤ−ＲＷドライブ５１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ−ＲＷ５１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。なお、ＤＶＤ−ＲＷに限らず、ＤＶＤ−Ｒ等であってもよい。メディアＩ／Ｆ５１６は、フラッシュメモリ等の記録メディア５１５に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。

光源駆動回路５１７は、第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３のそれぞれと電気的に接続され、制御信号に応じて、これらに赤外光を射出させるための駆動電圧を出力する電気回路である。シャッタ駆動回路５１８は、第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３のそれぞれと電気的に接続され、制御信号に応じて、これらを開閉駆動させる駆動電圧を出力する電気回路である。

光検出Ｉ／Ｆ５１９は、光検出器１７の検出信号を取得するためのインターフェースとして機能するＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換回路等の電気回路である。またカメラＩ／Ｆ５２１は、カメラ１８により撮像された画像を取得するためのインターフェースとして機能する電気回路である。圧力Ｉ／Ｆ５２０は圧力センサ３０の検出信号を取得するためのインターフェースとして機能するＡ／Ｄ変換回路等の電気回路である。なお、カメラ１８及び圧力センサ３０については、図１６〜図１８を用いて後述する。

次に、図６は実施形態に係る処理部２の機能構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、処理部２は、生体情報取得部２１を備える。

また生体情報取得部２１は、光源駆動部２１１と、光源制御部２１２と、シャッタ駆動部２１３と、シャッタ制御部２１４と、光強度取得部２１５と、データ収録部２１６と、吸光度出力部２１７と、生体情報出力部２２１とを備える。

これらのうち、光源駆動部２１１の機能は光源駆動回路５１７等により、シャッタ駆動部２１３の機能はシャッタ駆動回路５１８等により、光強度取得部２１５の機能は光検出Ｉ／Ｆ５１９等により、データ収録部２１６の機能はＨＤ５０４等により、それぞれ実現される。また、光源制御部２１２、シャッタ制御部２１４、吸光度出力部２１７及び生体情報出力部２２１の各機能は、ＣＰＵ５０１が所定のプログラムを実行すること等により実現される。

光源駆動部２１１は、光源制御部２１２から入力される制御信号に基づき駆動電圧を出力して、第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３のそれぞれに赤外光を射出させる。光源制御部２１２は、制御信号により赤外光の射出タイミングや光強度を制御する。

シャッタ駆動部２１３は、シャッタ制御部２１４から入力される制御信号に基づき駆動電圧を出力して、第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３のそれぞれを開閉駆動させる。シャッタ制御部２１４は、制御信号によりシャッタを開放させるタイミングや期間を制御する。

光強度取得部２１５は、光検出器１７が連続して出力する検出信号を所定周期でサンプリングして取得した光強度の検出値を、データ収録部２１６に出力する。データ収録部２１６は、光強度取得部２１５から入力した検出値を収録する。

吸光度出力部２１７は、データ収録部２１６から読み出した検出値に基づき所定の演算処理を実行して吸光度データを取得し、取得した吸光度データを生体情報出力部２２１に出力する。

但し、吸光度出力部２１７は、取得した吸光度データを、外部機器接続Ｉ／Ｆ５０８を介してＰＣ等の外部装置に出力してもよいし、ネットワークＩ／Ｆ５０９及びネットワークを通じて外部サーバ等に出力してもよい。また、ディスプレイ５０６（図５参照）に出力して表示させてもよい。

生体情報出力部２２１は、吸光度出力部２１７から入力した吸光度データに基づき所定の演算処理を実行して血糖値データを取得し、取得した血糖値データをディスプレイ５０６等に出力して表示させる。

但し、生体情報出力部２２１は外部機器接続Ｉ／Ｆ５０８を介して血糖値データをＰＣ等の外部装置に出力してもよいし、ネットワークＩ／Ｆ５０９及びネットワークを通じて血糖値データを外部サーバ等に出力してもよい。また、血糖値測定の信頼度を併せて出力するように、生体情報出力部２２１を構成してもよい。

吸光度データから血糖値データを取得するための処理には、特開２０１９−０３７７５２号公報等に開示された技術を適用できるため、ここではさらに詳細な説明を省略する。

＜血糖値測定装置１００の動作例＞
次に、血糖値測定装置１００の動作について、図７〜図８を参照して説明する。

（プローブ光の切替動作例）
図７は、プローブ光の切替動作の一例を説明するための図である。（ａ）は第１プローブ光を使用する場合、（ｂ）は第２プローブ光を使用する場合、（ｃ）は第３プローブ光を使用する場合のそれぞれにおける測定部１の状態を示している。

実施形態では、各光源によるプローブ光のＡＴＲプリズム１６への入射を各シャッタの開閉で制御するため、吸光度及び血糖値の測定時には、第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３は常時赤外光を射出している。

図７（ａ）では、第１シャッタ１２１は制御信号に応答して開放されている。第１光源１１１が射出した第１プローブ光は、第１シャッタ１２１を通過し、第１ハーフミラー１３１及び第２ハーフミラー１３２のそれぞれを透過して、カップリングレンズ１４を介して第１中空光ファイバ１５１に導光される。その後、第１中空光ファイバ１５１を伝搬した後に、ＡＴＲプリズム１６内に入射する。

一方、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３は、それぞれ閉鎖されているため、第２プローブ光及び第３プローブ光は、ＡＴＲプリズム１６には入射しない。従って、この状態では、ＡＴＲプリズム１６での減衰による第１プローブ光の吸光度が測定される。

図７（ｂ）では、第２シャッタ１２２は制御信号に応答して開放されている。第２光源１１２が射出した第２プローブ光は、第２シャッタ１２２を通過し、第１ハーフミラー１３１で反射され、第２ハーフミラー１３２を透過して、カップリングレンズ１４を介して第１中空光ファイバ１５１に導光される。その後、第１中空光ファイバ１５１を伝搬した後に、ＡＴＲプリズム１６内に入射する。

一方、第１シャッタ１２１及び第３シャッタ１２３は、それぞれ閉鎖されているため、第１プローブ光及び第３プローブ光は、ＡＴＲプリズム１６には入射しない。従って、この状態では、ＡＴＲプリズム１６での減衰による第２プローブ光の吸光度が測定される。

図７（ｃ）では、第３シャッタ１２３は制御信号に応答して開放されている。第３光源１１３が射出した第３プローブ光は、第３シャッタ１２３を通過し、第２ハーフミラー１３２で反射され、カップリングレンズ１４を介して第１中空光ファイバ１５１に導光される。その後、第１中空光ファイバ１５１を伝搬した後に、ＡＴＲプリズム１６内に入射する。

一方、第１シャッタ１２１及び第２シャッタ１２２は、それぞれ閉鎖されているため、第１プローブ光及び第２プローブ光は、ＡＴＲプリズム１６には入射しない。従って、この状態では、ＡＴＲプリズム１６での減衰による第３プローブ光の吸光度が測定される。

第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２、第３シャッタ１２３の全てが閉鎖された場合は、第１プローブ光、第２プローブ光及び第３プローブ光は、何れもＡＴＲプリズム１６に入射せず、光検出器１７に到達しなくなる。

このようにして、入射制御部としてのシャッタ制御部２１４（図６参照）は、各シャッタの開閉を制御して、第１〜第３プローブ光が順次ＡＴＲプリズム１６に入射する状態と、第１〜第３プローブ光の全てがＡＴＲプリズム１６に入射しない状態を切り替えることができる。

（血糖値測定装置１００の動作例）
図８は、血糖値測定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ８１において、光源制御部２１２の制御信号に応答して、第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３の全てが赤外光を射出する。但し、この初期の状態では、第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３は、何れも閉鎖している。

続いて、ステップＳ８２において、シャッタ制御部２１４は、第１シャッタ１２１を開放させ、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３を閉鎖させる。

続いて、ステップＳ８３において、データ収録部２１６は、光強度取得部２１５が取得した光検出器１７による検出値（第１検出値）を収録する。

続いて、ステップＳ８４において、シャッタ制御部２１４は、第２シャッタ１２２を開放させ、第１シャッタ１２１及び第３シャッタ１２３を閉鎖させる。

続いて、ステップＳ８５において、データ収録部２１６は、光強度取得部２１５が取得した光検出器１７による検出値（第２検出値）を収録する。

続いて、ステップＳ８６において、シャッタ制御部２１４は、第３シャッタ１２３を開放させ、第１シャッタ１２１及び第２シャッタ１２２を閉鎖させる。

続いて、ステップＳ８７において、データ収録部２１６は、光強度取得部２１５が取得した光検出器１７による検出値（第３検出値）を収録する。

続いて、ステップＳ８８において、吸光度出力部２１７は、第１〜第３検出値に基づき、第１〜第３プローブ光の吸光度データを取得して、生体情報出力部２２１に出力する。

続いて、ステップＳ８９において、生体情報出力部２２１は、第１〜第３プローブ光の吸光度データに基づき所定の演算処理を実行して血糖値データを取得し、取得した血糖値データをディスプレイ５０６（図５参照）に出力して表示させる。

このようにして、血糖値測定装置１００は、血糖値データを取得して出力することができる。

なお、実施形態では、電磁シャッタである第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２及び第３シャッタ１２３を制御して、ＡＴＲプリズム１６へのプローブ光の入射を切り替える例を示したが、これに限定されるものではない。複数の光源のオン（射出）とオフ（不射出）を切り替える制御により、ＡＴＲプリズム１６へのプローブ光の入射を切り替えてもよい。また、複数の波長の光を射出する１つの光源を用い、波長毎で光源のオンとオフとを切り替えてもよい。

また、実施形態では、プローブ光の一部を透過し、残りを反射させる素子として第１ハーフミラー及び第２ハーフミラーを用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、ビームスプリッタや偏光ビームスプリッタ等を用いてもよい。

また、プローブ光を透過する高屈折率材料、たとえばゲルマニウム等は、材料特性上表面反射率が高い。例えば基板の面方向に対し、垂直方向に偏光した光(s偏光)は、基板に対して４５度の入射角で入射すると、透過と反射の比がほぼ１：１となる。このことを利用して、ゲルマニウム板を４５度の入射角になるよう設置して、ハーフミラーの代わりとすることが出来る。なお裏面でも同様に５０％の反射成分があるため、裏面には無反射防止膜を施しておく。

＜実施形態に係る各種変形例＞
ここで、実施形態における各構成部は、各種の変形が可能であるため、以下において、各種変形例を説明する。

（光検出器１７の線形性誤差の影響抑制）
血糖値測定装置１００で用いられる光検出器１７は、線形性誤差を含む場合があり、光検出器１７の線形性誤差は血糖値の測定誤差を生じさせる。そのため、プローブ光強度を予め定めた３つ以上の段階に変化させ、プローブ光強度と光検出器１７による検出値とを比較することで線形性誤差の影響を低減させることもできる。

図９は、このように３つ以上の段階に変化させたプローブ光強度の一例を説明する示す図であり、（ａ）は比較例に係るプローブ光強度を示す図、（ｂ）は３つ以上の段階に変化させたプローブ光強度を示す図である。図９において、斜線ハッチングで示した部分は第１プローブ光強度、格子ハッチングで示した部分は第２プローブ光強度、ハッチングなしで示した部分は第３プローブ光強度を表している。

図９（ａ）では各プローブ光強度が一定であるのに対し、図９（ｂ）では各プローブ光強度が３つ以上の段階で、段階的に徐々に小さくなっている。光源の駆動電圧又は駆動電流を予め定めた３つ以上の段階（図９（ｂ）では６段階）に変化させることで、射出されるプローブ光強度を３つ以上の段階に変化させることができる。なお、この場合のプローブ光は、シャッタ制御部２１４によるプローブ光の切替制御周期（例えば、図８のステップＳ８２〜Ｓ８４までの周期）より短い周期で光強度が変化している。

光検出器１７が線形性誤差を含まない場合は、プローブ光強度の変化に対して光検出器１７による検出値は線形に変化する。一方、光検出器１７が線形性誤差を含む場合は、プローブ光強度の変化に対して光検出器１７による検出値が非線形に変化する。

従って、３つ以上の段階に光強度を変化させながらプローブ光を射出し、各段階での光検出器１７による検出値を取得して、射出したプローブ光強度データと光検出器１７による検出値とを比較して、線形性が確保される光強度範囲を特定する。そして、３つ以上の段階に変化するプローブ光強度のうち、線形性が確保される部分のみを用いて、吸光度及び血糖値を測定する。これにより、光検出器１７の線形性誤差の影響を低減させて吸光度及び血糖値を測定できる。

線形性が確保される光強度範囲を特定する動作は、血糖値測定に先立って行ってもよいし、血糖値測定中にリアルタイムで行ってもよい。

また、プローブ光が複数あるのに対して光検出器１７は１つであるため、光検出器１７の線形性誤差の影響の低減処理は、複数のプローブ光の全てを用いて行わなくてもよく、複数のプローブ光のうちの少なくとも１つを用いて実行すればよい。

（イメージセンサによるプローブ光の検出）
光検出器１７は、１つの画素（受光素子）を用いるものに限定されるものではなく、画素がライン状に配列されたライン状のイメージセンサや、画素が２次元に配列されたエリア状のイメージセンサを用いることもできる。

ここで、光検出器１７の検出信号は、受光したプローブ光強度の積分値であるため、ＡＴＲプリズム１６に生体Ｓが接触した際にＡＴＲプリズム１６における入射光や出射光の光路が変化すると、変化前後のプローブ光強度が積分されて検出誤差が生じ、正確な吸光度データが得られなくなる場合がある。

図１０（ａ）、（ｂ）は、このようなプローブ光の位置ずれを示しており、領域１７１は、光検出器１７によるプローブ光の受光領域である。プローブ光が図１０（ｂ）の白抜き矢印方向にずれると、領域１７１におけるプローブ光強度分布が変化して、光検出器１７による検出信号が変化する。

これに対し、光検出器１７にイメージセンサを用いると、イメージセンサで撮像したプローブ光画像からプローブ光の位置ずれ量が分かるため、位置ずれ後のプローブ光の光強度分布の積分値を検出信号とすることで、プローブ光の位置ずれの影響を補正できる。図１０（ｂ）の領域１７２は、位置ずれ後のプローブ光で光強度分布の積分値を取得する領域を示している。

また、プローブ光にレーザ光等の可干渉性（コヒーレント）の光を用いると、プローブ光にスペックルと呼ばれる斑状の細かい光強度分布が重畳される場合がある。図１０（ｃ）はスペックルを含むプローブ光の断面光強度分布の一例を示している。１７４は、スペックル画像に含まれる場合がある光強度の特異点を示し、特異点１７４は領域１７３に含まれている。

図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のプローブ光が白抜き矢印方向に位置ずれした場合を示している。この状態では、特異点１７４が領域１７３に含まれなくなり、位置ずれ前後での検出信号の変化が顕著になる。これに対し、プローブ光画像から検出したプローブ光の位置ずれ量に応じて、領域１７５でのる光強度分布の積分値を検出信号とすることで、より好適にプローブ光の位置ずれの影響を補正できる。

また、イメージセンサ上でのプローブ光強度分布に基づき、生体ＳとＡＴＲプリズム１６との接触領域を推定し、測定開始前に予め取得して記憶しておいたＡＴＲプリズム１６面内の感度分布から、イメージセンサの検出信号に基づく検出値を補正することで、測定のばらつき誤差を低減することも可能になる。

（全反射部材への入射面）
上述した実施形態では、ＡＴＲプリズム１６の入射面１６１が平坦面である例を示したが、これに限定されるものではなく、入射面１６１を拡散面や曲率を有する面等のさまざまな形状にしてもよい。

図１１（a）に示すように、入射面１６１が平坦面であると、ＡＴＲプリズム１６内でのプローブ光の進行方向は、入射面１６１への入射角度に従って一様な状態となる。そのため、生体Ｓが接触するＡＴＲプリズム１６の全反射面において、領域毎で測定感度が異なる領域依存性が生じる場合がある。

光検出器１７の検出信号は、ＡＴＲプリズム１６に対する生体Ｓの接触面積の大きさ等、接触状態に依存する。特に、唇や指等の生体Ｓが被測定物である場合には、接触状態の再現性は低くなりやすいため、測定感度の領域依存性により測定ばらつきが増大する場合がある。

これに対し、 入射面１６１を拡散面とすることでＡＴＲプリズム１６内でのプローブ光の進行方向をランダムに異ならせることで、図１１（ｂ）に示すように、測定感度の領域依存性を緩和させ、測定ばらつきを低減させることができる。

また入射面１６１は、図１１（ｃ）に示す拡散面のほかにも、図１１（ｄ）に示す凹面や、図１１（ｅ）に示す凸面にすることもできる。図１１（ｄ）の凹面や図１１（ｅ）の凸面は曲率を有する入射面の一例である。この場合にも、拡散面と同様にプローブ光の光路を異ならせることができ、測定感度の領域依存性を緩和させて、測定ばらつきを低減させることができる。

なお、ＡＴＲプリズム１６にプローブ光が入射する前の光路上に拡散板やレンズ等を配置する構成にしても同様の効果が得られるが、この場合、装置の構成部品点数が増えることで組付け誤差による装置間での測定値の差（機差）やコスト高を招く場合がある。ＡＴＲプリズム１６の入射面１６１を拡散面や曲面にすると、このような機差やコスト高を押させることができるため、より好適である。

（導光部と全反射部材の支持部）
ＡＴＲプリズム１６に生体Ｓが接触する際に、第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６との相対位置がずれると、ＡＴＲプリズム１６に対するプローブ光の入射効率や出射効率が変動し、測定ばらつきが増大する場合がある。

図１２は、このような第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２と、ＡＴＲプリズム１６との相対位置ずれを説明する図である。（ａ）はＡＴＲプリズム１６が生体Ｓに接触していない場合、（ｂ）はＡＴＲプリズム１６の第１全反射面１６２に生体Ｓが接触した場合、（ｃ）はＡＴＲプリズム１６の第２全反射面１６３に生体Ｓが接触した場合をそれぞれ示している。

図１２（ｂ）に示すように、生体ＳがＡＴＲプリズム１６の第１全反射面１６２に接触すると、白抜き矢印で示す下方に押圧力が加わり、ＡＴＲプリズム１６が下方にずれる。その結果、ＡＴＲプリズム１６'に示した状態になって、第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６'との相対位置が変化する。

また、図１２（ｃ）に示すように、生体ＳがＡＴＲプリズム１６の第２全反射面１６３に接触すると、白抜き矢印で示す上方に押圧力が加わり、ＡＴＲプリズム１６が上方にずれる。その結果、ＡＴＲプリズム１６"に示した状態になって、第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６"との相対位置が変化する。

このような相対位置ずれにより、ＡＴＲプリズム１６に対するプローブ光の入射効率や出射効率が変動する。特に、被測定物が生体である場合は、接触圧を一定に保つことは容易ではないため、相対位置ずれによる測定ばらつきが特に増大しやすくなる。

従って、相対位置ずれを抑制するために、第１中空光ファイバ１５１及び第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６は、同一の支持部材により支持することが好ましい。

図１３は、第１中空光ファイバ１５１、第２中空光ファイバ１５２及びＡＴＲプリズム１６を支持する部材の構成の一例を説明する図である。図１３における導光支持部材１５３は、第１中空光ファイバ１５１とＡＴＲプリズム１６とを一体に支持する部材である。また、出射支持部材１５４は、第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６とを一体に支持する部材である。

第１中空光ファイバ１５１とＡＴＲプリズム１６とを一体に支持することで、生体ＳをＡＴＲプリズム１６に接触させた場合にも、両者は一体に動くため、相対位置ずれは生じない。また、第２中空光ファイバ１５２とＡＴＲプリズム１６とを一体に支持することで、生体ＳをＡＴＲプリズム１６に接触させた場合にも、両者は一体に動くため、相対位置ずれは生じない。これにより、生体ＳのＡＴＲプリズム１６への接触に伴うプローブ光の入射効率及び出射効率の変動を抑制でき、測定ばらつきを低減させることができる。

なお、上述した例では、導光支持部材１５３と出射支持部材１５４を別々の部材にするものを示したが、第１中空光ファイバ１５１、第２中空光ファイバ１５２及びＡＴＲプリズム１６を、１つの支持部材で支持する構成にしてもよい。

また、導光部として第１中空光ファイバ１５１を用いずに、ミラーやレンズ等の光学素子で導光部を構成する場合においても、光学素子とＡＴＲプリズム１６とを一体に支持することで、上述したものと同様の効果が得られる。

また、導光部だけでなく、第１光源１１１、第２光源１１２、第３光源１１３、光検出器１７も、同一の支持部材で一体に支持することで、測定ばらつきを低減できる効果が得られる。

（光源駆動電流の高周波変調）
プローブ光にスペックルが含まれると、スペックルのパターンに応じて光検出器１７による検出値が変動して測定ばらつきを増大させる場合がある。このスペックルは、プローブ光の散乱光等が干渉して発生するものであるため、プローブ光の可干渉性を低下させることでスペックルの発生を抑制できる。そのため、実施形態では、光源を駆動する電流に高周波変調成分を重畳させることで、血糖値測定装置に含まれる光源の可干渉性を低下させ、プローブ光のスペックルに起因する吸光度の測定ばらつきを低減させることもできる。

図１４は、光源駆動電流の一例を説明する図であり、（ａ）は比較例に係る光源駆動電流を示し、（ｂ）は高周波変調した光源駆動電流を示している。

光源制御部２１２（図６参照）は、第１光源１１１、第２光源１１２、及び第３光源１１３のそれぞれに、図１４（ａ）に示すようなパルス状の駆動電流を周期的に出力することで、これらにパルス状のプローブ光を射出させる。

実施形態では、図１４（ａ）のパルス状の駆動電流に高周波変調成分を重畳させて第１光源１１１、第２光源１１２、及び第３光源１１３に出力する。高周波変調成分の波形は、正弦波状であっても矩形状であってもよい。変調周波数には１ＭＨｚ（メガヘルツ）から数ＧＨｚ（ギガヘルツ）までの任意のものを選択可能である。

高周波変調成分を重畳させることで、第１光源１１１、第２光源１１２、及び第３光源１１３はそれぞれ擬似的にマルチモードのレーザ光をプローブ光として射出させ、プローブ光の可干渉性を低下させることができる。これにより、可干渉性の低下でプローブ光のスペックルが低減され、スペックルに起因する測定ばらつきが低減される。

［第１実施形態］
次に、第１実施形態に係る血糖値測定装置について説明する。

本実施形態では、被測定物に接触した状態で全反射部材から出射されるプローブ光の光強度に基づき、血糖値情報を出力する。また、測定中のプローブ光の光強度、吸光度、被測定物の全反射部材に対する圧力の情報、又は全反射部材と被測定物との接触画像に基づき生成された全反射部材の全反射面と被測定物との接触領域の情報を表示させる。

プローブ光の光強度、また被測定物が全反射部材に接触する前後での光強度の演算値である吸光度は、全反射部材に対する被測定物の接触領域によって変化する。この要因の一つとして、接触面積が大きいほど、全反射部材界面でしみ出しが起こる領域に被測定物が接触する面積が広く、より多くの光が吸収されることがあげられる。

また、全反射部材の全反射面である向かい合う二つの面が厳密には平行ではなく全反射部材に対するプローブ光の角度が入射時と出射時で変化してしまう場合や、全反射部材中を伝搬するプローブ光が厳密には平行光ではなく発散している場合等では、全反射部材の位置によってしみこみ深さが均一ではなくなる。そのため、より正しく血糖値を推定するためには計測再現性の観点で、接触面積の大きさのみならず、接触する領域を統一して測定することが望ましい。

また、プローブ光の光強度や吸光度は、全反射部材に対する被測定物の圧力（接触圧）によっても変化する。これは、被測定物が生体（例えば唇や指等）のような弾性体である場合に、接触圧によって接触領域の大きさが変化することに加え、接触圧の変化が血液又は間質液等のグルコースを含む体液の流れに影響することで、被測定物内部の組成が変化するためと考えられる。そのため、接触圧を統一して測定することが望ましい。

プローブ光の光強度また吸光度は、被測定物の全反射部材に対する接触圧及び接触領域によって変化するため、上記の接触領域又は接触圧を統一するためのひとつの指標と言える。但し、接触圧又は接触領域を同じであっても、プローブ光の光強度や吸光度は被測定物が全反射部材に接触した直後から経時的に変化する。これは、たとえ接触圧等に変化がなくとも、圧力下で体液の流れが発生し被測定物内部の組成が変化しいくためと考えられる。そのため、光強度が十分に収束した際に収録したデータを、血糖値推定のためのデータとすることで、推定の精度を高めることができる。

また、被測定物の全反射部材に対する接触圧は、例えば被測定物が唇であった場合等にはそもそも弱いことが多い。そのため、検出する信号強度自体も小さく、圧力の検出精度は必ずしも十分とは言えない場合が多い。また、接触領域に関しても、全反射部材からのしみだし光を使う計測原理上、直接、被測定物と全反射部材との間に接触センサを配置することは好ましくない。また、例えばカメラにより間接的に接触領域を推定するとしても、接触領域を推定する精度は必ずしも十分とは言えない場合が多い。

接触圧又は接触領域を表示させ、これらを指標として被検者が接触領域を調整することで計測の再現性を高めることはできる。しかし、上記の観点から、プローブ光の光強度又は吸光度を指標に調整すると、さらなる分解能又は再現性の向上を見込め、血糖値推定精度への効果は大きい。

プローブ光の光強度又は吸光度の分解能は、光検出器からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器の性能で決定されるが、その信号の分解能又は精度は、接触の圧力又は接触領域による分解能又は精度に対して高い場合が多い。

本実施形態では、血糖値測定装置のユーザは、表示されたプローブ光の光強度、吸光度、接触の圧力、又は接触領域に関する情報を視認しながら自身の唇の全反射部材に対する接触のさせ方を調整する。これにより、血糖値測定装置は、被測定物と全反射部材との接触状態の変動が抑制された状態で血糖値を正確に測定可能になる。なお、本実施形態では、プローブ光の光強度、吸光度、接触圧、又は接触領域に関する情報の全てを表示する例を示すが、何れか１つを表示する構成にしてもよい。

また、血糖値測定装置のユーザは、血糖値測定の対象となる被検者や血糖値測定装置を操作する医師や看護師等である。以下ではユーザが被検者である場合を例として説明する。

＜血糖値測定装置１００ａの構成例＞
まず、本実施形態に係る血糖値測定装置１００ａの構成を説明する。図１５は血糖値測定装置１００ａの構成例を示す図であり、（ａ）は測定部１ａの構成を示す図、（ｂ）は測定部１ａ、カメラ１８及びディスプレイ５０６の配置を示す図である。

図１５に示すように、血糖値測定装置１００ａは測定部１ａと、処理部２ａと、カメラ１８とを備えている。また測定部１ａは赤外光源部１１０を備えている。

なお、赤外光源部１１０は、図１で記載の全体構成例のように複数の光源を含みシャッタでプローブ光を切り替える構成であってもよいが、これに限定されるものではない。血糖値推定に用いる赤外領域での波長を含むのであれば、様々な波長の光を含む連続スペクトルの光源であってもよいし、波長可変の光源であってもよい。その場合、処理部における吸光度の演算方法の詳細は異なることになるが、例えば連続スペクトルの光源であった場合、一般にフーリエ変換赤外分光法で用いられている演算を用いてプローブ光の吸光度を算出する。

以下において、赤外光源部１１０は、一例として波長可変の量子カスケードレーザであり、波数１０５０ｃｍ-1のレーザ光を第１プローブ光として射出し、波数１０７０ｃｍ-1のレーザ光を第２プローブ光として射出し、また波数１１００ｃｍ-1のレーザ光を第３プローブ光として射出する。

換言すると、赤外光源部１１０は、上述した実施形態（図１参照）における第１光源１１１、第２光源１１２及び第３光源１１３の機能を兼ね備えている。また本実施形態では、赤外光源部１１０による第１〜第３プローブ光の射出を制御信号で切り替え可能であるため、図１における第１シャッタ１２１、第２シャッタ１２２、第３シャッタ１２３、第１ハーフミラー１３１及び第２ハーフミラー１３２等の波長を切り替えるための構成が省略されている。なお、以降では、特に区別しない場合は、第１〜第３プローブ光をプローブ光Ｐと総称する。

赤外光源部１１０から射出されたプローブ光Ｐは入射面１６１を介してＡＴＲプリズム１６に入射し、ＡＴＲプリズム１６に接触した生体Ｓで減衰された後、出射面１６４を介してＡＴＲプリズム１６から出射する。ＡＴＲプリズム１６から出射されたプローブ光Ｐは光検出器１７に到達し、光強度が検出される。

なお、図１５（ａ）ではプローブ光Ｐが赤外光源部１１０からＡＴＲプリズム１６に直接入射する例を示すが、図１と同様に第１中空光ファイバ１５１を介してＡＴＲプリズム１６に入射する構成にすることもできる。また、プローブ光ＰがＡＴＲプリズム１６から光検出器１７に直接入射する例を示すが、図１と同様に第２中空光ファイバ１５２を介して光検出器１７に入射する構成にすることもできる。

また、図１５（ｂ）に示すように、処理部２ａは、測定部１ａ及びカメラ１８に電気的に接続されており、測定部１ａにより取得された光強度や吸光度、次述する接触圧、カメラ１８による撮像画像に基づく各種情報を被検者に対して、ディスプレイ５０６に視認可能に表示させる。ここでカメラ１８は、全反射部材の全反射面と前記被測定物との接触領域の近傍を撮像する撮像部の一例である。

血糖値測定装置１００による測定は、被検者が測定部１ａにおけるＡＴＲプリズム１６を口に咥えて、ＡＴＲプリズム１６の全反射面が被検者の唇に接触した状態で行われる。この際に、ＡＴＲプリズム１６を口に咥える被検者がディスプレイ５０６に表示される各種情報を視認しながら自身の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との接触状態を調整できるようにしている。

次に、ＡＴＲプリズム１６に設けられた圧力センサ３０（圧力検出部の一例）について説明する。図１６は圧力センサ３０の構成の一例を示す図であり、（ａ）は圧力センサ３０を１つ設けた場合、（ｂ）は圧力センサ３０をＡＴＲプリズム１６の両端部に設けた場合、（ｃ）は複数（ここでは３つ）の圧力センサ３０を設けた場合のそれぞれを示している。

各図に示すように、全反射支持部３１は、ＡＴＲプリズム１６の一側面部（プローブ光の入射面及び出射面以外の面）に接触してＡＴＲプリズム１６を支持し、また第１全反射面１６２上に圧力センサ３０を載置して圧力センサ３０を支持する部材である。

圧力センサ３０は、ＡＴＲプリズム１６、又は圧力センサ３０の少なくとも一方に接触して接着等により固定されている。圧力センサ３０は、被検者がＡＴＲプリズム１６を咥えた時に、ＡＴＲプリズム１６が唇から受ける接触圧を検出するセンサである。圧力センサ３０には、静電容量方式センサ、歪ゲージ方式センサ、圧力によって抵抗値の変化する感圧抵抗方式センサ、ＭＥＭＳ技術を利用した圧力センサ等の各種方式のものを適用できる。

図１６では、ＡＴＲプリズム１６の第１全反射面１６２上のみに圧力センサ３０が配置された例を示したが、圧力センサ３０は、ＡＴＲプリズム１６の第１全反射面１６２、又は第２全反射面１６３の少なくとも一方に配置できる。

図１６（ｂ）のように、ＡＴＲプリズム１６の両端部付近にそれぞれ圧力センサ３０を設けると、比較的咥える力を付与しにくかったり、口の大きさに個人差があったりして接触圧が変動しやすい唇の両端部付近の接触圧を検出できる。また、図１６（ｃ）のように、３つの圧力センサ３０を設けると、接触圧の分布を検出可能になる。

全反射面上に圧力センサ３０を配置すると、圧力センサ３０が配置された領域では全反射面から界がしみ出さず、生体Ｓによる界の減衰作用が得られなくなって、圧力センサ３０の配置された領域は測定感度領域ではなくなる。

そのため、ＡＴＲプリズム１６の両端部付近等の接触領域が変動しやすい領域に圧力センサ３０を配置することで、接触領域の変動に起因する吸光度の測定ばらつきを低減させることもできる。

但し、ＡＴＲプリズム１６における全反射が起こる全ての領域に圧力センサ３０を配置すると、ＡＴＲ法に基づく測定ができなくなるため、全反射が起こる領域の少なくとも一部には圧力センサ３０を配置しないようにして、測定感度領域を確保することが好ましい。

図１７は、ＡＴＲプリズム１６及び圧力センサ３０の唇への配置例を説明する図であり、（ａ）は唇に接触する前、（ｂ）は人がＡＴＲプリズム１６を咥えた状態をそれぞれ示している。

図１７から分かるように、被検者の唇に対してＡＴＲプリズム１６のサイズは小さい。そのため、被検者がＡＴＲプリズム１６を咥えると、唇はＡＴＲプリズム１６と全反射支持部３１の両方に接触可能な状態になる。従って、図１７ではＡＴＲプリズム１６の全反射面と全反射支持部３１の両方に跨るようにして圧力センサ３０を配置した例を示したが、全反射支持部３１のみに圧力センサ３０を配置して固定してもよい。

＜処理部２ａの機能構成例＞
次に、処理部２ａの機能構成について説明する。図１８は本実施形態に係る処理部２の機能構成の一例を示すブロック図である。図１８に示すように、処理部２ａは、生体情報取得部２１ａを備える。

また生体情報取得部２１ａは、画像取得部２１８と、接触圧取得部２１９と、吸光度出力部２１７ａと、吸光度収束度出力部２２０と、接触圧収束度出力部２２２と、光強度収束度出力部２２３と、接触領域出力部２２４と、差分領域出力部２２５と、表示部２２６と、決定部２２７と、生体情報出力部２２１ａと、計時部２２８とを備える。

これらのうち、画像取得部２１８の機能はカメラＩ／Ｆ５２０等により、接触圧取得部２１９の機能は圧力検出Ｉ／Ｆ５２１等により、表示部２２６の機能はディスプレイ５０６等により実現される。また吸光度出力部２１７ａ、吸光度収束度出力部２２０、接触圧収束度出力部２２２、光強度収束度出力部２２３、接触領域出力部２２４、差分領域出力部２２５、決定部２２７及び生体情報出力部２２１ａのそれぞれの機能は、ＣＰＵ５０１が所定のプログラムを実行すること等により実現される。計時部２２８は、ＣＰＵ５０１のクロックをカウントすること等により実現される。

画像取得部２１８は、カメラ１８が所定周期で連続して出力する、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６との接触画像を取得してデータ収録部２１６に出力する。データ収録部２１６は、この接触画像を収録する。

接触圧取得部２１９は、圧力センサ３０が連続して出力する検出信号を所定周期でサンプリングして取得した、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６との接触圧データ（圧力）をデータ収録部２１６に出力する。データ収録部２１６はこの接触圧データを収録する。接触圧データは所定期間における接触圧の平均であってもよい。

吸光度出力部２１７ａは、データ収録部２１６から読み出した検出値に基づき演算で取得した吸光度データ（吸光度）を吸光度収束度出力部２２０、生体情報出力部２２１ａ及び表示部２２６のそれぞれに出力する。

吸光度収束度出力部２２０は、吸光度データに基づき演算で取得した吸光度収束度データ（吸光度収束度）を表示部２２６に出力する。ここで、吸光度収束度とは、所定期間における吸光度平均値に対する吸光度変動幅の比率をいい、取得される吸光度の安定性を表す値である。なお、変動幅は所定期間における吸光度の標準偏差等により算出される。以下における接触圧等の変動幅においても同様である。

接触圧収束度出力部２２２（圧力収束度出力部）は、データ収録部２１６から読み出した接触圧データに基づき演算で取得した接触圧収束度データ（圧力収束度）を表示部２２６に出力する。ここで、接触圧収束度とは、所定期間における接触圧平均値に対する接触圧変動幅の比率をいい、取得される接触圧の安定性を表す値である。

光強度収束度出力部２２３は、データ収録部２１６から読み出した光強度の検出値に基づき演算で取得した光強度収束度データ（光強度収束度）を表示部２２６に出力する。ここで、光強度収束度とは、所定期間における光強度平均値に対する光強度変動幅の比率をいい、取得される光強度の安定性を表す値である。

接触領域出力部２２４は、データ収録部２１６から読み出した接触画像に基づき演算で取得した被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との接触領域データ（接触領域）を、差分領域出力部２２５及び表示部２２６のそれぞれに出力する。

差分領域出力部２２５は、接触領域と予め定めた目標接触領域との差分領域データ（差分領域）を演算で取得し、これを表示部２２６に出力する。

表示部２２６は、吸光度データ、吸光度収束度データ、接触圧収束度データ、光強度収束度データ、接触領域データ及び差分領域データをディスプレイ５０６に表示させる。

またデータ収録部２１６から読み出した接触圧データ及び光強度データと、生体情報出力部２２１から入力した血糖値データと、計時部２２８から入力した測定終了までの残り時間情報とをそれぞれディスプレイ５０６に表示させる。

さらに、吸光度データ、吸光度収束度データ、接触圧データ、接触圧収束度データ、光強度データ、光強度収束度データ、接触領域データ、及び差分領域データを決定部２２７に出力する。

決定部２２７は、光強度収束度データ、吸光度収束度データ又は接触圧収束度データの少なくとも１つと、接触圧データ及び接触領域データとに基づいて、血糖値の取得開始を決定し、決定結果を生体情報出力部２２１に出力する。

具体的には、決定部２２７は、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲（圧力範囲）内で且つ接触領域データＡが所定の接触領域範囲内であり、且つ光強度収束度データＩｃが所定の光強度閾値Ｉｃｔｈ以下、吸光度収束度データＫｃが所定の吸光度閾値Ｋｃｔｈ以下、又は接触圧収束度データＰｃが所定の接触圧閾値Ｐｃｔｈ以下の少なくとも１つである場合に、血糖値の取得開始を決定し、決定結果を生体情報出力部２２１に出力する。

本実施形態では、決定部２２７は、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲内、接触領域データＡが所定の接触領域範囲内、光強度データＩが所定の光強度範囲内、光強度収束度データＩｃが所定の光強度閾値Ｉｃｔｈ以下、吸光度データＫが所定の吸光度範囲内、吸光度収束度データＫｃが所定の吸光度閾値Ｋｃｔｈ以下、及び接触圧収束度データＰｃが所定の接触圧閾値Ｐｃｔｈ以下の場合に、血糖値の取得開始を決定し、決定結果を生体情報出力部２２１に出力する。

ここで、所定の光強度範囲内とは、光強度データＩが光強度最小値Ｉｍｉｎ以上で光強度最大値Ｉｍａｘ以下の範囲内をいい、所定の接触圧範囲内とは、接触圧データＰｒが接触圧最小値Ｐｍｉｎ以上で接触圧最大値Ｐｍａｘ以下の範囲内をいう。また所定の吸光度範囲内とは、吸光度データＫが吸光度最小値Ｋｍｉｎ以上で吸光度最大値Ｋｍａｘ以下の範囲内をいい、所定の接触領域範囲内とは、接触領域データ（接触面積）Ａが接触領域最小値Ａｍｉｎ以上で接触領域最大値Ａｍａｘ以下の範囲内をいう。

生体情報出力部２２１ａは、決定部２２７が血糖値の取得開始を決定した場合に、吸光度出力部２１７から入力した吸光度データに基づき演算で取得した血糖値データを表示部２２６に出力する。

計時部２２８は、予め定めた測定時間と、測定を開始した時刻とに基づき取得した測定終了までの時間を表示部２２６に出力する。

＜表示部２２６による表示画面例＞
次に、表示部２２６による表示画面について、図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は、光強度と吸光度の表示画面の一例を示す図であり、図２０は、接触圧と接触領域の表示画面の一例を示す図である。

図１９に示すように、表示画面２２６０ａは、光強度の時間変化を示す光強度グラフ２２６１を表示し、光強度グラフ２２６１の右側に光強度情報２２６２と光強度収束度情報２２６３を表示する。

また表示画面２２６０ａは、吸光度の時間変化を示す吸光度グラフ２２６４を表示し、吸光度グラフ２２６４の右側に吸光度情報２２６５と吸光度収束度情報２２６６を表示する。

図１９に示す光強度グラフ２２６１では、時間が早い段階（グラフの左側）ではＡＴＲプリズム１６と被検者の唇がまだ接触しておらず、周囲の環境光等も光検出器１７に入射するため、その分光強度の出力が大きくなっている。その後、ＡＴＲプリズム１６と被検者の唇が接触したタイミングで、周囲の環境光等が遮られて光強度の出力が大幅に低下している。その後、光強度は徐々に低下し、やがて安定している。

図２０に示す吸光度グラフ２２６４では、ＡＴＲプリズム１６と被検者の唇がまだ接触していない期間では、プローブ光の光検出器１７への入射が少ないため、吸光度が小さくなっている。その後、ＡＴＲプリズム１６と被検者の唇が接触したタイミングで、プローブ光が増加して吸光度が大幅に増加している。その後、吸光度は徐々に増加し、やがて安定している。

表示画面２２６０ａの上部には測定終了までの残り時間情報２２６７を表示する。この時間は、時間経過に伴いカウントダウンするように表示される。

また図２０に示すように、表示画面２２６０ｂは、接触圧の時間変化を示す接触圧グラフ２２６８を表示し、接触圧グラフ２２６８の右側に接触圧情報２２６９と接触圧収束度情報２２７０を表示する。

表示画面２２６０ｂの下部の接触領域マップ２２７１は、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との接触領域を示すマップである。接触領域マップ２２７１における格子はマップの画素を表している。

接触領域マップ２２７１内で、斜線ハッチングの画素で示した接触領域情報２２７２は、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面とが接触している領域を表している。白の画素で示した非接触領域情報２２７３は、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面とが接触していない領域を表している。

また、太線で囲った目標接触領域情報２２７４は、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との理想的な接触領域であり、予め定められたものである。黒く塗りつぶした差分領域情報２２７５は、接触領域情報２２７２と目標接触領域情報２２７４の差分となる領域であり、目標接触領域情報２２７４に対する接触領域情報２２７２のずれを表している。

この接触領域情報２２７２は、ＡＴＲプリズム１６を口に咥えた被検者を、カメラ１８が被検者の正面から撮像した画像に基づいて生成される。具体的には、接触画像を画像処理して全反射面と唇との間の隙間の有無を検知し、隙間が検知された唇の部分に対応する画像領域を非接触領域情報２２７３として表示する。また隙間が検知されなかった唇の部分に対応する画像領域を接触領域情報２２７２として表示する。接触領域に関する奥行方向（図２０の接触領域マップ２２７１における上下方向）の情報は、予め規定した唇の形状に合わせて接触領域情報２２７２を表示する。

なお、表示画面２２６０ａと表示画面２２６０ｂは、ディスプレイ５０６に同時に表示されてもよいし、表示画面２２６０ａと表示画面２２６０ｂの何れか一方が切替可能に表示されてもよい。

表示画面２２６０ａと表示画面２２６０ｂにおける各グラフ、マップ及び光強度等の数値データは、予め定めた周期で更新され、最新情報がリアルタイムで表示される。ＡＴＲプリズム１６と被検者の唇の接触状態が変動すると、光強度、吸光度及び接触圧のグラフや数値、接触領域マップもそれに合わせて変化する。

被検者は、表示画面２２６０ａと表示画面２２６０ｂに表示された情報を視認しながらＡＴＲプリズム１６の咥え方を調整し、表示画面２２６０ａ及び２２６０ｂに表示された各グラフや数値、接触領域マップが安定するように、自身の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との接触を調整できる。

被検者が調整を行った結果、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲内、接触領域データＡが所定の接触領域範囲内、光強度収束度データＩｃが所定の光強度閾値Ｉｃｔｈ以下、吸光度収束度データＫｃが所定の吸光度閾値Ｋｃｔｈ以下、及び接触圧収束度データＰｃが所定の接触圧閾値Ｐｃｔｈ以下になると、決定部２２７は血糖値の取得開始を決定する。換言すると、決定部２２７は予め定められた安定状態になったタイミングで血糖値の取得開始を決定する。この決定に応答して、生体情報出力部２２１は、そのタイミングで吸光度出力部２１７ａから入力した吸光度に基づき演算で取得した血糖値を、表示部２２６に出力する。

＜処理部２ａによる処理例＞
次に、処理部２ａによる処理について説明する。図２１は処理部２ａによる処理の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１１で、表示部２２６は、計時部２２８から入力した測定終了までの時間情報の表示を開始する。

続いて、ステップＳ２１２において、データ収録部２１６は、光強度取得部２１５が取得した光強度データＩを収録する。

続いて、ステップＳ２１３において、光強度収束度出力部２２３は、光強度収束度データＩｃを取得し、表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２１４において、吸光度出力部２１７ａは、吸光度データＫを取得し、表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２１５において、吸光度収束度出力部２２０は、吸光度収束度データＫｃを取得し、表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２１６において、データ収録部２１６は、接触圧取得部２１９が取得した接触圧データＰｒを収録する。

続いて、ステップＳ２１７において、接触圧収束度出力部２２２は、接触圧収束度データＰｃを取得し、表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２１８において、データ収録部２１６は、画像取得部２１８が取得した接触画像を収録する。

続いて、ステップＳ２１９において、接触領域出力部２２４は、データ収録部２１６から読み出した接触画像に基づき演算で取得した被検者の唇とＡＴＲプリズム１６の全反射面との接触領域データＡを、差分領域出力部２２５及び表示部２２６のそれぞれに出力する。

続いて、ステップＳ２２０において、差分領域出力部２２５は、接触領域データＡと、予め定めた目標接触領域との差分領域データＡｃを演算で取得し、これを表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２２１において、表示部２２６は、光強度データＩ、光強度収束度データＩｃ、吸光度データＫ、吸光度収束度データＫｃ、接触圧データＰｒ、接触圧収束度データＰｃ、接触領域データＡ及び差分領域データＡｃをそれぞれディスプレイ５０６に表示させる。また、これらを決定部２２７に出力する。

続いて、ステップＳ２２２において、決定部２２７は、Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉｍａｘ、Ｉ≦Ｉｃｔｈ、Ｋｍｉｎ≦Ｋ≦Ｋｍａｘ、Ｋｃ≦Ｋｃｔｈ、Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ、Ｐｃ≦Ｐｃｔｈ及びＡｍｉｎ≦Ａ≦Ａｍａｘを全て満足するか否かを判定する。

ステップＳ２２２において、全て満足すると判定された場合は（ステップＳ２２２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２３において、表示部２２６は、「光強度ＯＫ」、「吸光度ＯＫ」、「接触圧ＯＫ」、「接触領域ＯＫ」をディスプレイ５０６に表示させ、処理はステップＳ２２４に移行する。一方、全て満足しないと判定された場合は（ステップＳ２２２、Ｎｏ）、ステップＳ２１２に戻り、ステップＳ２１２以降の処理が再度実行される。

続いて、ステップＳ２２４において、ＲＡＭ５０３等の記憶装置は、その時点での第１〜第３プローブ光のそれぞれの光強度データを保存する。

続いて、ステップＳ２２５において、吸光度出力部２１７ａは、ＲＡＭ５０３に保存された第１〜第３プローブ光のそれぞれの光強度データに基づき演算で取得した第１〜第３プローブ光のそれぞれの吸光度データを生体情報出力部２２１ａに出力する。

続いて、ステップＳ２２６において、生体情報出力部２２１ａは、第１〜第３プローブ光の吸光度データに基づき血糖値データを取得し、表示部２２６に出力する。

続いて、ステップＳ２２７において、表示部２２６は血糖値データをディスプレイ５０６に表示させる。

続いて、ステップＳ２２８において、表示部２２６は、計時部２２８から入力した測定終了までの時間情報の表示を終了する。

このようにして、処理部２ａは血糖値を測定する処理を実行することができる。

なお、ステップＳ２１２〜Ｓ２１９の処理は、適宜順番を変更してもよいし、ステップＳ２１１〜Ｓ２１９の処理が並行して実行されてもよい。

＜血糖値測定装置１００ａの作用効果＞
以上説明してきたように、本実施形態では、被検者の唇に接触した状態でＡＴＲプリズム１６から出射されるプローブ光Ｐの光強度に基づき、血糖値を出力する。また、表示部は光強度や吸光度に関わる情報を表示させる。また、被検者の唇のＡＴＲプリズム１６に対する接触圧を検出して接触圧データＰｒを表示させ、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６との接触画像を撮像して、接触画像に基づき生成されたＡＴＲプリズム１６の全反射面と被検者の唇との接触領域データＡを表示させる。

血糖値測定装置１００ａのユーザは、表示された、光強度、吸光度に関わる情報、接触圧データＰｒ又は接触領域データＡを視認しながら、自身の唇のＡＴＲプリズム１６に対する接触のさせ方を調整できる。そのため、血糖値測定装置１００ａは、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６との接触状態の変動が抑制された状態で、血糖値を正確に測定することができる。

また、本実施形態では、光強度収束度データＩｃと、吸光度収束度データＫｃと、接触圧収束度データＰｃの少なくとも１つをさらに表示させる。これにより、光強度データＩ、吸光度データＫ、又は接触圧データＰｒがそれぞれ安定した状態でデータを取得でき、血糖値を正確に測定することができる。

また、本実施形態では、接触圧データＰｒ、接触領域データＡ、光強度収束度データＩｃ、吸光度収束度データＫｃ及び接触圧収束度データＰｃに基づき、血糖値の取得開始を決定する。接触圧データＰｒと接触領域データＡだけでなく、光強度収束度データＩｃ、吸光度収束度データＫｃ及び接触圧収束度データＰｃも用いるため、被検者の唇とＡＴＲプリズム１６との接触状態が安定したタイミングで、自動的に血糖値の取得を開始することができる。

また、本実施形態では、接触領域データＡと、予め定めた目標接触領域との差分領域を表示させる。これにより、理想的な接触状態に対する接触領域データＡのずれを被検者に視認させることができ、被検者は調整をより行いやすくなる。

［その他の実施形態］
上述した第１実施形態では、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲内、接触領域データＡが所定の接触領域範囲内、光強度データＩが所定の光強度範囲内、光強度収束度データＩｃが所定の光強度閾値Ｉｃｔｈ以下、吸光度データＫが所定の吸光度範囲内、吸光度収束度データＫｃが所定の吸光度閾値Ｋｃｔｈ以下、及び接触圧収束度データＰｃが所定の接触圧閾値Ｐｃｔｈ以下の場合に、決定部２２７が血糖値の取得開始を決定する例を示したが、これに限定されるものではない。

決定部２２７は、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲内で且つ接触領域データＡが所定の接触領域範囲内である場合に、血糖値の取得開始を決定してもよい。或いは、接触圧データＰｒが所定の接触圧範囲内で且つ接触領域データＡが所定の接触領域範囲内であり、且つ光強度収束度データＩｃが所定の光強度閾値Ｉｃｔｈ以下、吸光度収束度データＫｃが所定の吸光度閾値Ｋｃｔｈ以下、又は接触圧収束度データＰｃが所定の接触圧閾値Ｐｃｔｈ以下の少なくとも１つである場合に、血糖値の取得開始を決定してもよい。

以上、実施形態について説明してきたが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。なお、上述した第１実施形態では、光強度、吸光度、接触圧、又は接触領域の全ての処理が必ずしも必須ではなく、これらのうちの少なくとも１つを処理し、表示するようにしてもよい。この場合、不要な検出器を装置の構成から省略してもよい。

ここで、図２２は、吸光度のみを表示する場合の血糖値測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。吸光度のみを表示する点を除き、他の動作は図２１で示したものと同様であるため、重複した説明を省略する。

実施形態では、生体情報取得部２１、駆動制御部２３等の機能を１つの処理部２が実現する例を示したが、これに限定されるものではない。これらの機能を別々の処理部により実現してもよいし、生体情報取得部２１の機能を複数の処理部に分散させて実現してもよい。また、処理部の機能や、データ収録部２１６等の記憶装置の機能をクラウドサーバ等の外部装置が実現する構成にすることも可能である。

また、実施形態では、生体情報として血糖値を測定する例を示したが、これに限定されるものではなく、ＡＴＲ法に基づいて測定できれば、他の生体情報の測定に実施形態を適用することもできる。

また、光源で射出された後や中空光ファイバから出射された後に、プローブ光の一部を分岐させるビームスプリッタ等の光学素子と、分岐された一部のプローブ光強度を検出する検出素子とを設け、プローブ光強度の変動を抑制するように、光源の駆動電圧又は駆動電流をフィードバック制御する構成にしてもよい。これにより、光源の出力変動を抑え、より正確な生体情報の測定が可能になる。

また、血糖値測定装置が１つの光源を備え、１つの光源から１つの波長のプローブ光を射出させて測定する場合にも実施形態を適用可能である。

また、実施形態は、生体情報測定方法も含む。例えば、生体情報測定方法は、プローブ光を射出する工程と、入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射部材により全反射させる工程と、前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する工程と、前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する工程と、前記全反射部材に対する前記被測定物の圧力と、前記全反射部材と前記被測定物との接触画像に基づき生成された前記全反射部材の全反射面と前記被測定物との接触領域と、を表示させる工程と、を行う。このような生体情報測定方法により、第１実施形態に係る生体情報測定装置と同様の効果を得ることができる。

また、上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

１、１ａ 測定部
１００、１００ａ 血糖値測定装置（生体情報測定装置の一例）
１１０ 赤外光源部（光源の一例）
１６ ＡＴＲプリズム
１６１ 入射面
１６２ 第１全反射面
１６３ 第２全反射面
１６４ 出射面
１７ 光検出器（光強度検出部の一例）
１８ カメラ（撮像部の一例）
２、２ａ 処理部
２１、２１ａ 生体情報取得部
２１１ 光源駆動部
２１２ 光源制御部
２１３ シャッタ駆動部
２１４ シャッタ制御部
２１５ 光強度取得部
２１６ データ収録部
２１７、２１７ａ 吸光度出力部
２１８ 画像取得部
２１９ 接触圧取得部
２２０ 吸光度収束度出力部
２２１、２２１ａ 生体情報出力部
２２２ 接触圧収束度出力部
２２３ 光強度収束度出力部
２２４ 接触領域出力部
２２５ 差分領域出力部
２２６ 表示部
２２６１ 光強度グラフ
２２６２ 光強度情報
２２６３ 光強度収束度情報
２２６４ 吸光度グラフ
２２６５ 吸光度情報
２２６６ 吸光度収束度情報
２２６７ 残り時間情報
２２６８ 接触圧グラフ
２２６９ 接触圧情報
２２７０ 接触圧収束度情報
２２７１ 接触領域マップ
２２７２ 接触領域情報
２２７３ 非接触領域情報
２２７４ 目標接触領域情報
２２７５ 差分領域情報
２２７ 決定部
２２８ 計時部
３０ 圧力センサ（圧力検出部の一例）
５０１ ＣＰＵ
５０６ ディスプレイ
Ｓ 生体（被測定物の一例）
Ｐ プローブ光
Ｉ 光強度データ
Ｉｃ 光強度収束度データ
Ｉｃｔｈ 光強度閾値
Ｐｒ 接触圧データ
Ｐｃ 接触圧収束度データ
Ｐｃｔｈ 接触圧閾値
Ｋ 吸光度データ
Ｋｃ 吸光度収束度データ
Ｋｃｔｈ 吸光度閾値
Ａ 接触領域データ
Ａｃ 差分領域データ

特許５３７６４３９号公報 特開平１１−１８８００９号公報 特開２０１５−１７３９３５号公報

Claims (15)

1. プローブ光を射出する光源と、
   入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射させる全反射部材と、
   前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する光強度検出部と、
   前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する生体情報出力部と、
   前記光強度、又は前記光強度に基づき取得される前記プローブ光の吸光度を表示させる表示部と、を備える
   生体情報測定装置。
2. 前記全反射部材に対する前記被測定物の圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、
   前記表示部は、前記圧力検出部の出力をさらに表示させる
   請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記全反射部材の全反射面と前記被測定物との接触領域の近傍を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記表示部は、前記撮像部が撮像した画像に基づき生成される前記接触領域の情報をさらに表示させる
   請求項１、又は２に記載の生体情報測定装置。
4. プローブ光を射出する光源と、
   入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射させる全反射部材と、
   前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する光強度検出部と、
   前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する生体情報出力部と、
   前記全反射部材に対する前記被測定物の圧力と、前記全反射部材と前記被測定物との接触画像に基づき生成された前記全反射部材の全反射面と前記被測定物との接触領域と、を表示させる表示部と、を備える
   生体情報測定装置。
5. 前記圧力を検出する圧力検出部と、
   前記接触画像を撮像する撮像部と、をさらに備える
   請求項４に記載の生体情報測定装置。
6. 前記光強度に基づき取得される前記プローブ光の吸光度を出力する吸光度出力部をさらに備え、
   前記表示部は、前記光強度及び前記吸光度の各情報をさらに表示させる
   請求項４、又は５に記載の生体情報測定装置。
7. 前記光強度に基づき取得される光強度収束度を出力する光強度収束度出力部と、
   前記光強度に基づき取得される吸光度収束度を出力する吸光度収束度出力部と、
   前記圧力に基づき取得される圧力収束度を出力する圧力収束度出力部の少なくとも１つをさらに備え、
   前記表示部は、前記光強度収束度、前記吸光度収束度又は前記圧力収束度の少なくとも１つをさらに表示させる
   請求項４乃至６の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
8. 前記生体情報出力部は、前記圧力が所定の圧力範囲内で且つ前記接触領域が所定の接触領域範囲内である場合に検出される前記光強度に基づき取得される前記生体情報を出力する
   請求項４乃至７の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
9. 前記圧力及び前記接触領域に基づき、前記生体情報の取得開始を決定する決定部をさらに備える
   請求項４乃至８の何れか１に記載の生体情報測定装置。
10. 前記生体情報出力部は、
    前記圧力が所定の圧力範囲内で且つ前記接触領域が所定の接触領域範囲内であり、
    且つ前記光強度収束度が所定の光強度閾値以下、前記吸光度収束度が所定の吸光度閾値以下、又は前記圧力収束度が所定の圧力閾値以下の少なくとも１つである場合に検出される前記光強度に基づき取得される前記生体情報を出力する
    請求項７に記載の生体情報測定装置。
11. 前記光強度収束度、前記吸光度収束度又は前記圧力収束度の少なくとも１つと、前記圧力及び前記接触領域と、に基づき、前記生体情報の取得開始を決定する決定部をさらに備える
    請求項７、又は１０に記載の生体情報測定装置。
12. 前記接触領域と、予め定めた目標接触領域との差分領域を出力する差分領域出力部をさらに備え、
    前記表示部は、前記差分領域をさらに表示させる
    請求項４乃至１１の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
13. 前記生体情報は血糖値情報である
    請求項１乃至１２の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
14. 前記プローブ光の波数は、１０５０ｃｍ-1、１０７０ｃｍ-1、又は１１００ｃｍ-1の少なくとも１つを含む
    請求項１３に記載の生体情報測定装置。
15. プローブ光を射出する工程と、
    入射される前記プローブ光を被測定物に接触した状態で全反射部材により全反射させる工程と、
    前記全反射部材から出射される前記プローブ光の光強度を検出する工程と、
    前記光強度に基づき取得される生体情報を出力する工程と、
    前記全反射部材に対する前記被測定物の圧力と、前記全反射部材と前記被測定物との接触画像に基づき生成された前記全反射部材の全反射面と前記被測定物との接触領域と、を表示させる工程と、を行う
    生体情報測定方法。

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