JP4786174B2 - 非侵襲生体情報計測装置 - Google Patents
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Description
一方、採血や細胞間質液の抽出を必要としない非侵襲のグルコース測定法としては、特公平3−47099号公報あるいは特公平5−58735号公報に示されているような近赤外光を利用した方法がある。ここで、波長帯域が380〜770nm程度の電磁波を可視光、770〜1,500nm程度の電磁波を近赤外光、1,500〜3,000nm程度の電磁を中赤外光、及び3,000〜25,000nm程度の電磁を遠赤外光とする。前記特公平3−47099号公報あるいは特公平5−58735号公報には、被検体の皮膚表面などに異なる複数の波長の近赤外光を照射し、それらの検出信号を基準信号と測定信号とに分け、これらの値を演算処理することによりグルコース濃度を測定する方法が開示されている。上記方法において近赤外光の光源としては、タングステン・ハロゲンランプ等の白色光源から発せられる光を干渉フィルタ等の分光手段で所定の波長に分光する方法や単色光もしくはそれに近い光を放射する半導体レーザ(LD)や発光ダイオード(LED)が用いられる。また、被検体を透過、拡散した近赤外光の検出器としては、フォトダイオード(PD)などの受光素子が用いられる。
さらに、被検体14の測定部位とインタフェースヘッド17の接触圧力も光音響計測に大きな影響を与える。このため、前記被検体14の測定部位とインタフェースヘッド17の接触圧力を接触圧力検出部15により検出し、被検体14の測定部位表面とインタフェースヘッド17の接触圧力が所定値に略一致又は所定範囲内に収まるように、圧電アクチュエータ18により、インタフェース部19のケース25の底板に対するインタフェースヘッド17の突出量を調整する。接触圧力検出部15としては、例えば圧力変化に応じて容量が変化する静電容量式圧力センサや圧力に応じて電気抵抗が変化する歪ゲージ等を用いることができる。単に接触の有無を検出する場合には、被検体の接触により電気抵抗あるいは静電容量が変化する接触センサや超音波を送受信して被検体との距離を測定する測距センサを用いることができる。インタフェースヘッド17に接触する物体がない場合には、制御部3において照射部10より当該装置外部に照射光を放射しないよう制御する機構を設けることにより、照射光による生体の眼球損傷等の危険を回避する安全機構を設けることも可能となる。
データ収集部7に送られた電気信号は、データ収集部7においてデジタル信号に変換され収集される。収集されたデジタル信号は、信号処理部6において所望の信号処理が行われ、その結果はデータ記憶部4に保存されると共に、必要に応じて表示部1に所望の情報が表示される。表示部1の情報表示方法は、画面への表示などによる視覚情報伝達手段の他にも、音声などによる聴覚情報伝達手段、あるいは振動などによる触覚情報伝達手段などを用いることもできる。更には、それら複数の手段を併用することも可能である。当該装置の操作は操作部2より行う。操作の方法としては、キーボード、マウス、ボタン、タッチキーパネル、音声など当該装置の使用者に適した所望の操作手段を用いることができる。
制御部3は、接触感知センサ15で検出した接触圧力を反映した信号に対応する電圧を圧電アクチュエータ18に印加する。接触感知センサ15で検出した接触圧力を反映した信号と、圧電アクチュエータ18に印加する電圧との関係は、接触圧力が所定値に収束するように予め与えられている。それにより被検体に対するインタフェースヘッド17の接触圧力は、所定の圧力に一致し又は所定の圧力を中心とする範囲内に収まる。
本実施形態の光源部9において使用する単色光あるいはそれに近い光を発生させる光源としては、半導体レーザ(LD)や発光ダイオード(LED)等の小型の発光素子が望ましく、所望の波長で発光するそれらの素子を一つもしくは複数使用することができる。例えば、本発明に関わる一実施形態として被検体内のグルコース濃度を測定する場合には、波長が400〜2,500nmの範囲内にある複数の光を照射する。この際に使用するLDやLEDとしては、発光波長が550〜650nm程度ではInGaAlP、発光波長が650〜900nm程度ではGaAlAs、発光波長が900〜2,300nm程度ではInGaAsもしくはInGaAsPなどの材料を用いたLDやLEDを使用することができる。また最近では、波長が550nm以下で発光する InGaNを用いた発光素子も使用可能になりつつある。
Claims (6)
- 一又は複数の単色光を被検体に照射する照射部と前記照射される光によって前記被検体内の特定物質から放射される光信号、音響信号又は熱的信号を検出する検出部とを有するインタフェースヘッドと、
前記検出された信号を処理して前記特定物質に関する生化学的情報又は物性情報を発生する信号処理部と、
前記インタフェースヘッドを前記被検体に対して接近/離反する向きに移動自在に支持する支持部と、
前記被検体に対する前記インタフェースヘッドの接触圧力を検出する接触圧力検出部と、
前記検出された接触圧力に基づいて前記支持部を制御する制御部とを具備し、
前記支持部は、圧電アクチュエータを有し、
前記圧電アクチュエータは、電圧印加に伴ってS字状変位を有する圧電バイモルフ素子を複数枚積層した構造を有し、
前記圧電バイモルフ素子は、台形形状又は円形形状を有し、
前記接触圧力検出部は、前記圧電バイモルフ素子上に設置された歪ゲージ又は前記圧電バイモルフ素子の一部を利用したものであることを特徴とする生体情報計測装置。 - 前記制御部は、前記被検体に対する前記インタフェースヘッドの接触圧力を所定圧力に略一致させるために前記支持部を制御することを特徴とする請求項1記載の生体情報計測装置。
- 前記インタフェースヘッドは、前記支持部とともにインタフェース部を構成し、前記インタフェース部には前記インタフェース部を前記被検体の腕部に固定するためのバンド構造が設けられていることを特徴とする請求項1記載の生体情報計測装置。
- 前記インタフェースヘッドは、前記支持部とともにインタフェース部を構成し、前記インタフェース部には前記インタフェース部を前記被検体の耳朶に固定するクリップ構造が設けられていることを特徴とする請求項1記載の生体情報計測装置。
- 前記特定物質はグルコースであり、前記照射光は400〜2,500nmの領域から選択された全領域又は一部の領域からなる一種類以上の波長の光であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項記載の生体情報計測装置。
- 前記特定物質はヘモグロビンであり、前記照射光は、500〜1,600nmの領域から選択された全領域又は一部の領域からなる一種類以上の波長の光であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項記載の生体情報計測装置。
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