JP7123428B2 - 血糖変化の測定装置、血糖変化の測定方法、及び血糖代謝の判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、非破壊で被測定物質が基準とした時点からの上昇、下降量の相対変化量と変化量の時間的微分値を測定、計算し表示する非破壊測定装置に関するものである。

試料に含まれる時間的変化を伴う物質量を時間と共に測定する場合で特に時間的な変化が重要な場合では非破壊で測定する事必要である。その非破壊で測定する手段の一つとして、分光分析など、光による測定方法がある。この適応の一つとして非侵襲な血糖値測定技術がある。これは、血糖値の濃度によって、光の吸光度、偏光などの物理的特性の変化量によって、血糖値を同定するものである。その代表的な手法として、図１ に示すような近赤外分光分析を基本とする方法が過去において複数報告されている。この手法は分光Ｓｐｅｃｔｒｕｍの強度分布によって、被測定物質の質量（濃度） を測定する方法であるが、そのＳｐｅｃｔｒｕｍ強度分布から被測定物質を同定するために、基本的な分光Ｓｐｅｃｔｒｕｍ強度分布を示す検量線と言われるものを必要とし、その検量線の作成のために、Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ技術などを活用して効率的に作成する手法なども提案されているが大量の測定Ｄａｔａの分析を必要とする。

さらに、この分析方法は特定の条件の元で適応される事が殆どであり、これを不特定の複数の試料に適応した場合、非常に困難な問題がある。それは被測定物質以外の成分が個々によって異なる事。物理的な変異、個体差などが原因で広く測定を適応して使用する事はほぼ無理とできる。この分光分析による方法は基本的に光の吸光度を測定する手法であるが、偏光を使用する他の方法であっても同様な事がいえる。結局、光によって時間的変化を伴う物質を時間と共に測定する場合における問題を突き詰め整理すると、検量線の生成及び物理的な変異などによる再現性、測定精度の問題に帰着する。光によって時間的変化を伴う物質量を時間と共に測定する被破壊測定装置の実現が困難である。

特許第３ ６ ９ ２ ７ ５ １ 号

２ ０ ０ ３ 年赤外分光法の非侵襲血液成分測定への適用, IEEJ Trans. EIS. Vol.127, No.5, 686-691(2007). （ 信州大学）

解決しようとする問題点は、光により測定値は時間と共に変化する事は解かるものの、検量線の作成精度と物理的変異により測定精度が低下する事で被測定物質の質量（ 濃度） の測定が困難であるため光による被破壊測定装置の実現ができない点である。

本発明は、光による物質の測定に対する考え方を変え、検量線を作成せず、ある時点からある時点までの被測定物質の相対的な変化量と時間的変化量の測定、演算を行う。また、光出射部を測定部位に圧力をかける作用点として使用し、測定するための光軸を実時間で調整して測定する様にした血糖値変化量測定装置にかかるものである。

本発明の被破壊測定装置は直接被測定物質量（ 濃度） を測定しているわけではないが、被測定物質の質量（ 濃度） に代わる指標として再現性の良い光による被破壊な測定が可能になる。

今まで離散的な測定では発見出来なかった急激に被測定物質質量（ 濃度） が上昇する状態を被破壊で検出する事が可能になる。

分光分析を使用した非破壊測定装置の構成例 食事と血糖値の変化の例 Ａｃｔｕａｔｏｒ ＬｅｎｓのＳｈｉｆｔ動作と、Ｔｉｌｔ動作の様子 透過光を使用した場合の光学部構成 反射光を使用した場合の光学部構成 Ｃｌｉｐ機構に光学部を内蔵した構成 Ａｎａｌｏｇ回路を中心とした測定装置の電気回路Ｂｌｏｃｋ図 ＬＤ１による調整期間と、ＬＤ２による測定期間の様子 ＭＰＵによるＤｉｇｉｔａｌ処理を中心とした場合の電気回路Ｂｌｏｃｋ図 測定値から最終測定結果を表示するためのｄｄｓ値Ｇｒａｐｈ例

次に図を使用しながら本発明の実施の形態の一つとして血糖値の測定に適応した場合について説明する。

光によって、非破壊（ 以下、血糖値の測定にあたっては非侵襲という） で血糖値を測定する場合、各種方法が提案されているが、ここでは光の吸光度と、拡散度によって同定する事にしている。拡散度は、血糖値の濃度に比例する事が知られているため、光の量を測定するためにＰｈｏｔｏ Ｄｒｉｖｅ（ 以下ＰＤ） を使用するが、ＰＤの大きさ（ 面積） によって、その感度は異り、その大きさは使用する光の光径と同じか、それよりも大きい(大きさは想定される拡散度の範囲から決定)ものにする。この場合、ＰＤにて検出される光量は、血糖により吸収によって小さくなると同時に組織（ 拡散体） と血糖により拡散される。そのため、ＰＤにて検出される光量は、拡散度によって吸光度を拡張する事になりPDで測定される量は血糖値の変化の検出感度を増感する事になる。この吸光と拡散度を重畳した測定値を基本的な検出量とする。

まず、血糖値の性質についてここで確認をする事にする。血糖は血中成分の一つであるが、近赤外と言われるＳｐｅｃｔｒｕｍ付近で吸光特性を持つ物質は血糖以外複数存在する。今、食事をした場合、通常人体の応答変化として食後30分程度で血値は上昇し、インスリンの作用などによって約２ 時間程度で食事まえと同程度の値になる事がしられているが、この食事行為によって血中成分の中で急激に変化するものは血糖値と、水分だけと推定する。従って、2時間程度の短時間の中で、吸光度、拡散度が変化する要因としては、ほぼ血糖値であると同定可能と考える。この変化の可能性のある血糖と、水分であるが、水分は血糖の吸光Ｓｐｅｃｔｒｕｍ波長と別な波長による光源における吸光度を観測する事で分離する事が可能である。つまり、水分による吸光度感度特性と、血糖値の吸光度感差によって血糖値の変化量の補正が可能ということを示している。ただし、２つの光源が同軸にて観測される事が必要である。本来、この血糖以外の同定のために、多くのDataに元づく検量線を作成しなければ血糖値は同定できないが、このように血糖値の変化量であれば、検量線を必要としない事になる。このように今回の装置では、基本的に血糖値の上昇量、下降量の測定する事を特徴としている。また、今回の測定のように血糖値の上昇、下降の変化量を計測する場合、肌色素、皮膚状態など個々のばらつきによる誤差を相殺できるため、測定精度、再現性の向上が可能である。

生体における血糖値は、健康な場合、食後２時間程度で食事前とほぼ同じ値になる。しかし、所謂、糖尿病における糖代謝では、その変化量に特徴が表れる事がわかっている。図２に血糖値の時間的変化の一般的例を示したものである。

そこで、食前、食後30分程度、２ 時間程度の３ 回の測定をおこない、判断を行う。これは、糖尿病の臨床診断手法における糖負荷試験と類似したものである。また、重度の場合（１２ｃ） 、食事前、３０分、２時間の血糖値は変化しない場合がある。そのため、測定値の時間的な変化量、時間微分値を計算し、変化量と、実時間における時間微分値の複合的判断を行う。

通常、健康診断などで行われる血糖値の測定は所謂空腹時血糖値である。多少、値が高く測定されたとしても、重度を見過ごす可能性がある。隠れ糖尿病といわれる応答は食後に急激に血糖値が上昇する事でもあり、この時間微分値によって、この症状を検出する事が可能である。

ではつぎに物理的な変異に対する解決方法について示す。

光によって測定する場合、その光路長が変化する事によって誤差、精度の低下となる。そのため、光路長が変化しないように一定の位置で拘束するしかなく、甚だ利便性に欠く。利便性を考慮した場合、反射される光により測定する手法が優れているが、実際に光を当てる部位が変わった場合、その測定部位での皮下組織が変化してしまう可能性があり、精度の低下を伴う。また光の入射状態、振動などによっても精度の低下となる。そこで、測定装置の構造として、まず、測定する部位を制限する構造をとる。これは、例えば耳タブや、指の間などに挟む構造（図６） である。これならば、ほぼ一定の部位で測定をする事になる。また、耳タブや、指の間の部位は、色素の変化の影響を受けにくい可能性もある。また、温度が変化した場合、吸光度が変化する事が知られ、挟む事が可能な部位では、大きな温度変化を伴わないものと期待できる。

挟む構造とする事で、光路長を一定に保つ事が可能であると共に、測定部位に対して一定の圧力を印加する事が可能となり、その圧で血流の変化を抑制する事が可能となる。光で測定する場合、最も影響があるものは血液のヘモグロビンであり、これが変化する事で測定精度が低下する。特に、食後など血流の変化が大きいためである。測定する部位がある程度制限したとしても、皮下組織には血管が存在し、光路長血管が含まれる場合は精度の低下が予想される。そこで、光経を小さくしＡｃｔｕａｔｏｒ（ＣＤやＤＶＤなどの光ピックアップと同じ構造など。図示せず） を使用し、部位に照射位置を調整し、検出光が最大になるように調整する機構を設ける。また、この機構は、不覚筋動の抑制や、入射状態など実時間で調整する機構を持たせ、精度の確保を行う。図３ はそのＡｃｔｕａｔｏｒを動かし測定する事を説明した図である。しかしこの調整機構でも補正できない物理的な変異が存在する。このために、血糖値を測定するＢｅａｍと、同軸に配置され、同じ光路による別波長による光源によって、血糖値を補正すると同時に、物理的な変異も補正も行う。物理的な変異は、血糖値の測定による波長における変異と、同様に変化すると考えられるため可能としている。

図４ は光学的な基本的な構成である。特徴として近赤外の光源（ この構成の場合は半導体Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅを使用） を異なる複数波長を使用し、その複数の光源を同軸に出射する。波長として、Ｇｌｕｃｏｓｅに大きな吸光を示す波長例えば１５００ｎｍ付近の光源（ 測定光： ２３ｂ） と１３００ｎｍの光源（ 参照光： ２３ａ）を使用する。１３００ｎｍ付近の波長を選択する理由は、水分に対して高い吸光度を示すのに対し、Ｇｌｕｃｏｓｅに対しては、大きな吸光を示さない波長の光源であり、その光源を組み合わせ、その吸光度の変化から、水分量の変化量及び物理的な変化量として測定光による検出量の補正を行う。また、参照光による検出量は、測定部位の振動や入光状態の補正、光路上の障害物の回避を行うための制御量として使用し、この波長により検出される光量が最大となるように、後述するＡｃｔｕａｔｏｒを制御する。図４は測定部位に対して透過光を使用した場合の構成と図５ は拡散反射光を検出するための構成である。光源（ ２３ａ、２３ｂ） からの光はＬｅｎｓ（２４ａ,２４ｂ） によって小径Ｂｅａｍに絞りＣｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ光（１４） となる。小径のＢｅａｍに絞る理由は大きな出力の光源を使用せずに輝度を確保する事が可能であり、消費電力を抑え、Costを抑える事が可能になる。また、光路上に障害物（ 具体的には血管（１３） があった場合回避する事ができるようになるためである。このＢｅａｍはＰＢＳ（２５ａ、２５ｂ） などによって同軸光となる。ただし、2個の光源が同時に発光する事させない。その後Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｌｅｎｓ（２２） によって測定部位（２１） に照射する位置を補正する機能を有する。このＡｃｔｕａｔｏｒの動作は、Ｓｈｉｆｔ（１６）とＴｉｌｔ（１５）する事が可能であり、参照光による検出値が最大になるようの実時間で調整を行う。この調整のためのこのＡｃｔｕａｔｏｒの応答速度は速い必要はなく、所謂不覚筋動と同程度の特性をＣｏｖｅｒすればよい。また、実際に測定部位に接する部分（２０ａ、２０ｂ） は表面から直接反射される光の影響を排除する機能も有する。また、測定部位に対して一定の圧力（１８）をかけるための作用点としても機能する。

この光学的な構造を保持する機構として、Ｃｌｉｐのような構造とする。その理由は前述べた様に、測定部位の制限、血流の制限である。図６ はその構造をしめしたもので、上記の光学的構造図４ 、図５ の構造を内蔵する。図６ 筐体（２７） では光源からの光(１４)からの光はミラー（２９） によって導光されているが、ファイバーなどでＡｃｔｕａｔｏｒ Ｌｅｎｓまで導光する構成も可能（ 図示ぜず） また、図６ は透過光の構成であるが、拡散反射でも同じ機構を使用し、図５ に示す光学的な構造を内蔵させる。この場合、透過光による構造におけるＰＤ側に配置される集光用対物Ｌｅｎｓ（２０ｂ） が被測定物支持部品（２６） になる。

図７は基本となる電気回路Ｂｌｏｃｋ図である。この図７は透過光による構成であるが、拡散反射光を使用した場合も電気回路では同じ構成である。（ 図示せず）ＯＳＣ１（ ３０ａ） は測定するために使用する信号例えば１Ｋｈｚにて光出力をＡＣ変調する信号である。測定値はこのＯＳＣ１（３０ａ）による信号が測定部位によって吸光、拡散された信号をＰＤ（１７）により検出される振幅である。ＯＳＣ２(３０ｂ)は光源１ (２３ａ)（ 以降ＬＤ１） と、光源２ （ ２３ｂ） （ 以降ＬＤ２） を切り替えるもので、ＬＤ１が発光の場合はLD2が休止、LD2が発光の場合はLD1が休止のように交互に発光を光源切り替えスイッチ回路（３１） で切り替える。例えばＯＳＣ２(３０ｂ)の出力がＨの時にＬＤ１が発光し、Ｌの時はＬＤ２が発光する。また、ＬＤ１が参照光、ＬＤ２が測定光としている。ＰＤ(１７)（ 参照光と測定光用と共有） の出力はＩＶ変換（３５） され、同期ＡＭＰ（３６） によって増幅される。光源駆動回路１、２（ 以降ＬＤＤ１、２） （３２ａ、３２ｂ）はＬａｓｅｒ Ｄｉｏｄeに高周波重畳機能（３４） を有し、反射光によるＬａｓｅｒ 発光が不安定になる事を避けるため、Ｓｉｎｇｌｅ ＭｏｄｅからＭｕｌｔｉ－Ｍｏｄｅ発振で使用されＦｒｏｎｔ ＭｏｎｉｔｏｒやＢａｃｋ Ｍｏｎｉｔｏｒ ＤｉｏｄｅなどのＡＰＣ回路（図示せず） によって光出力を一定に保つ。また、温度Ｓｅｎｓｏｒ（３４） を配置し、温度による変化を補正も行う。ＲＭＳ回路（３７） では、検出された信号の実効値を出力し、Ｓｅｒｖｏ ＡＭＰ（３８、４０） に入力される
。ＬＤ１が発光した時のＲＭＳ回路（３７） の出力をＨｏｌｄする回路（４１ｂ） と基準電圧(３９)（参照光量に相当） がＬＤ１ Ｓｅｒｖｏ ＡＭＰに入力され差分を演算し、ＬＤ１の発光量を自動制御するＳｅｒｖｏ Ｌｏｏｐを形成する。この動作によってＰＤ（１７） で受ける参照光の光量は基本的な透過量の影響を排し一定になる。ＬＤ１ Ｓｅｒｖｏ ＡＭＰ（３８）にて、演算しＬＤＤ１（３２ａ） の入力量として求めるがこの出力が大きい場合、被測定物（２１） における光の減衰量が大きい事を示し、このＬＤ１の制御量がＬＤ２の基準値となる。この基準値は、被測定物（２１）における基本的に測定をするために必要な光Ｐｏｗｅｒを自動的に求めた事になる。また、このＬＤ１検出量をＬＤ２測定光の基準とする事で被測定物（２１） の物理的な変位及び、水分量の変位を補正した事に相当する。物理的変位（ 被測定物（２１）の組織的変異） はＬＤ１、ＬＤ２共同じ減衰特性（ 吸光特性、拡散度特性に影響を与えない） であると考えられるためＬＤ１による検出量は物理的な変位量と時間的に変変位する可能性がある水分による吸光度の補正量を反映している事となる。また、ＬＤ２が発光した時のＲＭＳ回路（ ３７）の出力をＨｏｌｄする回路（４１ｃ）の出力と、ＬＤ１の制御量をＨｏｌｄする回路（４１ａ） の出力との値の差分をＳｅｒｖｏ ＡＭＰ（４０）で演算した制御量を、ＬＤ２の発光量を駆動するための制御出力（制御出力の大きさを「制御量」と称する）として光源駆動回路（３２ｂ）に供給する事で、ＬＤ２の検出量を一定に保つ事が可能になる（ＬＤ１の発光量とＬＤ２の発光量の比率は事前に最適な値を求めておき、その比率に従ってＬＤＤのＧａｉｎが決定される。）。ＯＳＣ２(３０ｂ)の出力が例えばＨの時に、ＬＤ１の検出量のＲＭＳ回路（３７） からの出力をＬＤ１検出値Ｈｏｌｄ回路（４１ｂ） がＨｏｌｄし、Ｌの時にはＬＤ２の検出量をＬＤ２検出Ｈｏｌｄ回路（４１ｃ） がＨｏｌｄする。ＬＤ１制御量をＨｏｌｄする回路（４１ａ）とＬＤ２の制御量の差分を演算する測定値補正回路（４２）の出力は、最終的にＬＤ２検出量から物理的な変位と、水分の変位を補正した測定値になる。今回の装置では、この測定を３回、時間をずらして測定を行う事になる。この３回の測定によって、最終的な結果とする方法は後述する。

Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｌｅｎｓ（２２）はＬＤ１の発光期間（４９）によって調整を行う。初回発光した時、Ｍａｉｎ ＰＤ（１７）のＳｉｄｅのＳＵＢ－ＰＤの出力（１７ｓ、１７ｂ）の差分を演算する事（４３）でＢｅａｍの中心がどちら側にあるかが検出可能であり、この動作によって、ＰＤで検出される光の強度の中心がＰＤの中心になる。図７の構成ではＳの出力（３５ｓ） が大きい場合は光強度分布検出回路では基準電圧より（ ＋ ） 側出力が現れ、この出力が小さくなる方向にＳｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ回路（４４ｂ）を駆動し、Ｂの出力（３５ｂ）が大きい場合は基準電圧より(―)の出力が現れるので、この出力が小さくなるように、Ｓ（３５ｓ）信号の時とは逆にＳｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ回路（４４ｂ）を駆動する。測定のためのＬＤ１の駆動とこのＳｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ機構（４７）の駆動を同時に行い、ＬＤ１検出量を求めた後、ＬＤ２の発光期間（５０）にてＬＤ２による検出を行い、最終的な測定値を得る。図８はＬＤ１、ＬＤ２の切り替えを示している。また、測定値のＳＮＲを改善するため、平均した値（ 重ね合わせ値） によって行う。この例では、変調信号（３０ｃ）として連続した信号であるが、これをＤｕｔｙの低いパルスでおこなっても同様である。また、Ａｃｔｕａｔｏｒ ＬｅｎｓにＴｉｌｔ機能を含ませた場合、まず測定に入る前にＬＤ１による参照光に制御出力を複数回ＬＤ１発光期間（４９） を使って測定しその都度Ｔｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ基準電圧発生回路（４６）（これは極小規模なＭＰＵなどを使用する）からの出力を変更しＴｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ機構（４８） を駆動、ＬＤ１制御量が最少になるような状態を求めた後に、Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ機構による調整と、測定Ｃｙｃｌｅに入る。今回のＴｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ機構（４８） と、Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ機構（４７） は測定部位の組織構造の影響を排除するためと振動などによるずれを補正するため、実時間にて調整する事を提供する。

図７では、電気回路としてＡｎａｌｏｇ的Ｓｅｒｖｏ Ｌｏｏｐでの構成を示したが、当然、ＭＰＵ（５２）になどによりＤｉｇｉｔａｌ的な処理によって実現する事も可能である。また、同期ＡＭＰ（３６） もＤｉｇｉｔａｌ信号処理によって実現している。このＳｅｒｖｏ ＬｏｏｐのＬＤ１、ＬＤ２制御量そのものを、結果的に吸光度及び拡散度に相当する検出量とみなして、処理することができる。その場合の構成図を図９に示す。
まず、何度かＬＤ１の発光時（ 発光制御量は事前に決めた量）の値(３６ａ)をＡＤ入力し、Ｔｉｌｔ駆動回路（４５ｂ）の駆動量を変えＬＤ１の検出量が最少になるような駆動量を検出しＴｉｌｔの最適な状態として求めた状態でＳｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ機構（４７）による調整のため、ＳＵＢ―ＰＤのからの信号（３５ｓ、３５ｂ）をＭＰＵ（５２）にＡＤ入力され、ＰＤ（１７）にＢｅａｍの中心になるように、ＭＰＵ(５２)内で演算（ 光強度分布検出回路（４３）に相当する演算）し、Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ回路（４４ｂ）を駆動する。
この一連のＴｉｌｔ制御と、Ｓｈｉｆｔ制御はＬＤ１、ＬＤ２による測定の前に行う。尚、ＬＤ１、ＬＤ２を駆動する時、ＭＰＵ（５２） からＬＤ１、ＬＤ２を駆動するがＯＳＣ１（３０ａ） による変調に相当するようにＬＤ１ ＯＮ／ＯＦＦ信号（３２ｄ） と、ＬＤ２ ＯＮ／ＯＦＦ信号（３２ｅ） を制御する。測定はまず、ＭＰＵからの出力を一定量づつＬＤ１発光制御量（３２ｃ） 加減し、ＡＤからの入力される値（３６ａ） が予め決めた値（ＬＤ１1基準電圧発生回路（３９）に相当） になるよう検出量を求めＬＤ１の検出値とする。
続いて、同様にＡＤによってＭＰＵに入力（３６ａ）される値が、ＬＤ１により検出される量を基準として一定量となるように、ＬＤ２発光制御量（３２ｆ）を加減する。この時のＬＤ２発光制御量（３２ｆ）がＬＤ２による検出量とする。次に、ＬＤ２による検出量からＬＤ１による検出量をＭＰＵ（５２）で減算し、温度補正センサー（３３）からの信号（３３ａ）により補正（ 補正量は温度による吸光度特性から求めた値を基本とし実験的に求める）した値が最終的な測定値となる。この構成によって、測定される血糖値としては５０ｍｇ／ｄ１から２００ｍｇ／ｄ１の範囲と想定している。実際に糖尿病の治療に使用されるＳＭＢＧでは０ｍｇ／ｄ１から９００ｍｇ／ｄ１程度のＲａｎｇｅを必要とする。もしこのＲａｎｇｅを想定した場合、かなり大きなＬａｓｅｒ出力を必要となる可能性があるが、Ｒａｎｇｅを狭める事で、低消費電力化、Ｃｏｓｔ Ｄｏｗｎを実現可能としている。

では次に本装置の特徴である３回の測定値の扱いと最終的な結果の出力について具体的な装置の操作を踏まえて説明する。まず、食事前操作スイッチ（５４ａ） 操作し、食事前値を測定する。この時の測定値を(ｔ１、Ｓ１)とする。次に食後３０分程度経過したときに食後操作スイッチ（５４ｂ）を操作し、測定を行う。この時の測定値を(ｔ２、Ｓ２)とする。さらに、２時間程度経過したときに食後操作スイッチを操作し測定を行う。この時の測定値を(ｔ３、Ｓ３)とする（３０分後、２時間後などの判断は、装置内部の時計（５５） により判断を行う）。この測定値から ｄＳ＝Ｓ３－Ｓ１を求める。この値がこの装置の基本的な測定量となる。
次に、ｄｔｓ＝（Ｓ２－Ｓ１）／（ｔ２－ｔ１） として求める。この値は短時間にたいして、どの程度変化したかを示す時間微分値となり、装置として、ｄｓの値と、ｄｔｓの値から判断される結果を表示器（５３） に表示する事になる。

図１０のＧｒａｐｈは最終的な判断値を求めるＧｒａｐｈである。横軸にｄｓ（５６） の値をとり、縦軸にはその最終測定結果ｄｄｓ（５７）となる。この空間に複数する曲線はｄｔｓ（５８） に相当するものである。このｄｓ、ｄｔｓ、ｄｄｓ特性はｄｓ（５６）値が低い場合でもｄｔｓ（５７）値が高い場合、ｄｄｓ（５７）が高くなる事をしめしたものである。どのｄｔｓ（５８） 曲線選択するかは例えばｄｔｓ値を２０程度に正規化した値によって選択する（このｄｔｓ曲線の描き方は実際の血糖値の医学的な検査基準を元に製品仕様として決定する）。

図１０（５９）で示した領域にｄｓ値（５６）及びｄｔｓ（５８）が該当する場合、測定値が正常でない可能性または、あまりにも異常な測定結果である可能性がある。このような場合はｄｄｓ（５７）値を表示器（５３）に表示し同時に点滅をさせ、測定値結果の取扱いに注意が必要である事を示す。これは例えば、糖代謝が異常（重度）な場合、ｄｓ値が小さい場合がある。
また、ｄｔｓ値も小さい事がありえる。この状態は血糖値が食事前から非常に高く、食事によってこれ以上血糖値が上昇しない場合などに相当する。また、この（５９）で示した領域の設定は朝食、昼食、夕食を想定し、３ 種類のＧｒａｐｈを用意し、どのＧｒａｐｈを選択するかは測定の時間帯によっておこなう。例えば、時計（５５）が朝の時間帯であれば、前日の食事からかなりの時間が経過している可能性があり、この場合血糖値はそれなりに低下している可能性があるなど、その時々に応じたＧｒａｐｈを使用する。最終的に求められたｄｄｓ値は表示器に表示される事になるが、この測定装置ではでは、数値による表示は行わない。その代わりにＣｏｌｏｒ Ｇｒａｄａｔｉｏｎで行う。ｄｄｓ値が０の場合を基準に例えば“青” とし、最大値を例えば“赤” となるように、数値対ＣｏｌｏｒをＭａｐｐｉｎｇ（６０） する。

血糖値に代わる新しい健康管理を目的とした指標とする事が可能であり、今まで空腹血糖値の測定発見出来なかった所謂隠れ糖尿病の早期発見する診断装置としても適応できる。

１ 光源
２ 絞り
３ａ 対物レンズ（ カップリング用）
３ｂ 対物レンズ（ 集光用）
４ ファイバー
５ 被測定物
６ シャッター
７ 解析格子
８ ミラー
９ フォトアレー
１０ ＡＤ変換器
１１ プロセッサ
１２ａ 正常の血糖値の時間的変化の例
１２ｂ 糖代謝異常時の時間的変化の例
１２ｃ 糖代謝異常の場合の時間的変化の例（ 重度）
１３ 血管等
１４ 光束
１５ Ｔｉｌｔによる傾きの様子
１６ Ｓｈｉｆｔによる移動の様子
１７ ＰＤ（Photo Device）
１８ 光路
１９ 加圧
２０ａ 光出射用対物Ｌｅｎｓ
２０ｂ 集光用対物Ｌｅｎｓ
２１ 被測定物
２２ Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｌｅｎｓ
２３ａ 光源１
２３ｂ 光源２
２４ａ コリメーションＬｅｎｓ１
２４ｂ コリメーションＬｅｎｓ２
２５ａ ＰＢＳ（合成用）
２５ｂ ＰＢＳ（反射光分離用）
２６ 被測定物支持部品
２７ 装置筐体
２８ 支点
２９ ミラー
１７ｓ ＰＤ Ｓｉｄｅ Ｓｕｂ－ＰＤ（ｓ)
１７ｂ ＰＤ Ｓｉｄｅ ＳＵＢ－ＰＤ(ｂ)
３０ａ ＯＳＣ１（信号用発振器）
３０ｂ ＯＳＣ２（光源切り替え用信号発生器）
３１ 光源切り替えスイッチ
３２ａ 光源駆動回路１（ＬＤＤ１)
３２ｂ 変減駆動回路２（ＬＤＤ２)
３３ 温度補正センサー
３４ マルチ発光用発振器
３５ Ｉ／Ｖ 変換回路
３６ 同期増幅回路
３７ ＲＭＳ（実効値回路）
３８ ＬＤ１ Ｓｅｒｖｏ ＡＭＰ
３９ ＬＤ１基準電圧発生回路
４０ ＬＤ２ Ｓｅｒｖｏ ＡＭＰ
４１ａ ＬＤ１ 制御量Hold回路
４１ｂ ＬＤ１ 発光検出値Hold回路
４１ｃ ＬＤ２ 発光検出値Ｈｏｌｄ回路
４２ 測定値補正回路
４３ 光強度分布検出回路
４４ａ Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ Ｂｕｆｆｅｒ回路
４４ｂ Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ回路
４５ａ Ｔｉｌｉｔ Ｄｒｉｖｅ Ｂｕｆｆｅｒ回路
４５ｂ Ｔｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ回路
４６ Ｔｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ基準電圧発生回路
４７ Ｓｈｉｆｔ Ｄｒｉｖｅ機構
４８ Ｔｉｌｔ Ｄｒｉｖｅ機構
３０ ＳＣ１出力（光源変調出力）
４９ ＬＤ１発光期間、Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｌｅｎｓ 調整機関
５０ ＬＤ２発光期間（測定期間）
５１ ＯＳＣ２出力
３２ｃ ＬＤ１発光量制御量信号
３２ｄ ＬＤ１ ＯＢ／ＯＦＦ制御信号
３２ｅ ＬＤ２ ＯＮ／ＯＦＦ制御信号
３２ｆ ＬＤ２発光量制御量信号
３３ａ 温度センサー信号
３６ａ ＰＤ Ｓｉｄｅ Ｓｕｂ－ＰＤ信号入力
３６ｂ ＰＤ Ｓｉｄｅ Ｓｕｂ－ＰＤ信号入力
５２ ＭＰＵ
５３ 表示装置
５４ａ 操作スイッチ（ 食前）
５４ｂ 操作スイッチ（ 食後）
５５ 時計
５６ ｄｓ計算値
５７ ｄｄｓ 最終測定結果
５８ ｄｔｓ曲線
５９ 点滅表示柳雄値
６０ ｄｄｓ 表示色Ｍａｐｐｉｎｇ

Claims (7)

1. 時間間隔をあけて複数回測定することにより血糖の変化を計測するために使用する血糖測定装置であって、
   グルコース及び水分により吸収される第一波長の測定光と、グルコースによる光の吸収が前記第一波長の吸収率より低く水分に対して高い吸収率を示す第二波長の参照光を同じ照射軸で時間をずらして小径ビーム状に出射する光照射部と、
   被測定部に照射された前記参照光及び前記測定光の反射光又は透過光を受光して、該反射光又は該透過光の光量を光量を検出量として検出してその検出量を測定する測定部と、
   前記参照光の前記反射光又は前記透過光の前記検出量に基づいて、前記参照光及び前記測定光を出力する前記照射軸の角度及び／または位置を調整するアクチュエータ部と、
   前記調整した照射軸に沿って前記光照射部から出射する前記参照光及び前記測定光の発光量と、前記調整した照射軸に沿って照射した前記参照光の前記検出量又は前記参照光の検出量が一定の値となるように該参照光の発光量を制御する制御量と、前記調整した照射軸に沿って照射した前記測定光の前記検出量又は前記測定光の検出量が前記一定の値となるように該測定光の発光量を制御する制御量とに基づいて、被検査物中の水分の増減による吸収量及び拡散量の変動を補正した前記被測定部におけるグルコースによる吸収量及び拡散量の合計量を算出する血糖算定部と、
   を備え、
   前記アクチュエータ部により前記参照光の検出量が最大値となるように調整した前記照射軸に沿って前記参照光及び前記測定光を照射して前記被測定部におけるグルコースの吸収量及び拡散量の前記合計量を、時間間隔を空けて複数回測定し、被測定部の血糖の時間的変化及び／又は変化速度を算出する血糖変化の測定装置。
2. 前記参照光及び前記測定光は、コリメーションレンズにより絞られた小径ビームのコリメーション光であることを特徴とする請求項１に記載の血糖変化の測定装置。
3. 前記アクチュエータ部は、シフト機能及びティルト機能を有するアクチェータレンズにより前記照射軸の光軸を位置及び／又は角度を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の血糖変化の測定装置。
4. 前記光照射部は前記被測定部を所定の圧力で押圧して、前記被測定部の血流を抑制した状態で前記参照光及び前記測定光を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の血糖変化の測定装置。
5. さらに、前記血糖の変化測定装置により測定した血糖の変化量及び／または変化速度と、予め記憶した変化量及び変化速度の測定値データと比較して前記被測定部の代謝を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の血糖変化の測定装置。
6. グルコース及び水分により吸収される第一波長の測定光と、グルコースによる光の吸収が前記第一波長の吸収率より低く水分に対して高い吸収率を示す第二波長の参照光を被測定部に小径ビームで照射して血糖変化を測定する方法であって、
   前記参照光を照射してその反射光又は透過光を受光してその光量を検出してその光量を検出量として出力するステップと、
   前記参照光の前記反射光又は前記透過光の前記検出量が最大となるように、前記参照光を照射する照射軸の照射角度及び／又は照射位置を調整するステップと、
   調整した前記照射軸に沿って前記参照光を小径ビームで照射して、該参照光の反射光又は透過光の光量を検出量として測定するステップと、
   調整した前記照射軸に沿って前記測定光を小径ビームで照射して、該測定光の反射光又は透過光の光量を検出量として測定するステップと、
   前記照射軸に沿って照射した前記参照光及び前記測定光の発光量と、前記照射軸に沿って照射した前記参照光の検出量又は前記参照光の検出量が一定の値となるように該参照光の発光量を制御する制御量と、前記照射軸に沿って照射した前記測定光の検出量又は前記測定光の検出量が前記一定の値となるように該測定光の発光を制御する制御量に基づいて、被検査物中の水分の増減による吸収量及び拡散量の変動を補正した前記被測定部におけるグルコースによる吸収量及び拡散量の合計量を算出するステップと、
   を備え、
   上記各ステップを複数回繰り返すことにより、前記被測定部におけるグルコースの吸収量及び拡散量の合計値を、時間間隔をおいて複数回測定し、被測定部の血糖の時間的変化及び／又は変化速度を算出することを特徴とする血糖変化の測定方法。
7. 請求項６に記載の血糖変化の測定方法により取得した血糖の時間的変化及び／又は血糖の変化速度と、予め記憶した変化量及び変化速度のデータとを比較して、前記被測定部における血糖の代謝状態を判定するステップを備えることを特徴とする血糖代謝の判定方法。

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