JPH06501856A - 濃度を決定するための測定装置及び測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 吸収性物質の濃度を測定するための方法と装置発明の背景 本発明は、吸収性及び混濁基質において、光又は赤外線の如く電磁放射線を吸収 する物質の濃度の非侵襲性測定に関する。詳細には、発明は、人又は動物体組織 の如く、吸収性及び混濁基質の血液において見いだされるグルコースの如く物質 に向けられる。

多数の技術が、非侵襲性光学監視方法によるグルコースの定量のために提案され た。（「血液グルコースセンサー　概説Ｊ、Ｐｅｕｒａ、Ｒ。

、八　とＭｅｎｄｅｌｓｏｎ、Ｙ、　、バイオセンサーにおけるＩＥＥＥ／ＮＳ Ｆシ〉ポシウムの議事録、ロサンンエルス、ＣＡ、１９８４を参照せよ）。提案 された方法の多くは、赤外線を使用する、透過性及び拡散反射吸収測定による。

技術において公知の赤外線測定方法は、強力な吸収性溶剤において溶解された分 析物を計量する問題にあまり適合されない。公知の方法は、「グルコース」波長 とグルコース吸収のない「基準」波長における放射線を使用する、分離又は直接 交互測定と、グルコース吸収帯についての差分波長変調とを含む（Ｃ，Ｄａｈｎ ｅ、Ｄ、Ｇｒｏｓｓ、ヨーロッパ特許０　１６０　７６ｇと参照文献）。公知の 方法において、信号は、組織と毛管血液流における水によって呈示された強力な 背景に容易に失われる。男性の大人の血液におけるグルコースの標準濃度範囲は 、４〜６ｍｍｏｌ／Ｉ　（７０〜１１０ｍｇ／ｄｌ）である。

このため、人又は動物体において見いだされる吸収性及び混濁基質において光吸 収物質の濃度を正確に測定するために十分な長期感度を有する非侵襲性方法及び 装置の必要性が存在する。

発明の要約 本発明は、放射線吸収体において、それぞれ、異なる波長λ１とλ２の電磁放射 線の２つのビームを周期的又は連続的に照射するシステムを具備する。一方の波 長λ１における放射線は、他方の波長λ２における放射線と連続等時間間隔にお いて交番される。

波長の一方、例えば、λ１は、測定される分析物により高度に吸収性であるよう に選択されるが、他方のλ２は、分析物により実質的に非吸収性であるように選 択される。このようにして、単一ビームが、放射線λ１とλ２の等持続時間及び 振幅の一連の連続交互パルスから形成される。

透過性／反射性ビームは、光学的に検出され、そして電気信号が、検出ビーム強 度に比例して発生される。分析物が存在しないと、システムは、検出ビームの強 度がパルス期間中一定り、Ｃ，信号である如く較正される。

分析物が存在する時検出信号の変動は、制御信号を生成するために時間積分され る。この制御信号は、検出信号をゼロ又はヌルにしようとする方向にレーザービ ームの一方の強度を絶えず調整するために使用される。制御信号はまた、分析物 濃度の測度であり、そして基準電圧に対して較正され、分析物濃度値として表示 される。

本方法と先行技術において公知な方法の間の重要な差異は、公知な方法と対照的 に、この発明の方法は、アナログ又はデジタルレベルにおいて（すなわち、電子 回路手段により）２つの信号を電子的に比較する代わりに、光学レベルにおいて 直接に（すなわち、光学手段により）、（分析物が吸収する）分析物波長λ１と （分析物が本質的に吸収しない）基準波長λ２において獲得された信号の差を形 成することである。λ１とλ２における強度信号の差は、出力として、分析物の 濃度に比例する制御信号を与える光学的零位配置において使用される。

２つの波長λ１とλ２は、放射線が、これらの波長において同一程度の基質消光 を正確に有する如く選択される。注意・基質消光は、分析物のない基質試料にお いてビームによって受けた吸収と散乱の和である。この発明の方法では、現在公 知の方法よりも、人の組織においてより低いグルコース濃度を検出する。

図面の簡単な説明 第１図は、発明のシステムのブロック図である。

第２図は、第１図のブロック図の種々の位置における波長の行Ａ−Ｇを示すタイ ミング図である。３つの列は、種々の分析物条件下の波長を示す。すなわち、列 １は、試料基質において分析物か存在しない較正条件であり、列２は、試料基質 への分析物の導入の後の過渡条件であり、そして列３は、定常状態が獲得された 後の分析物に関する。

第３図は、測定の被検物における固定位置において光学プローブを維持する際に 使用される光学装置の略図である。

発明の詳細な説明 発明を図面に関連して記載する。

発明は、近赤外線を使用して、人の組織においてグルコース測定の特殊な場合に 適用される場合において記載される。これは、特に強力な吸収性及び混濁基質に おいて、電磁放射線を吸収する任意の種の濃度を測）　定するために、発明の一 般適用性から決してそれてはいない。

Ａ　一般動作 この発明の方法において、測定は、２つの波長λ、とλ２において放射線の「半 周期」として規定された交互パルスの曲線ＡとＢを単一ビーム（曲線Ｃ）に結合 することにより為される。単一ビームは、試料４、すなわち、耳たぶに対して照 射され、こうして、検出器５によって検出される応答ビーム（曲線Ｄ）を提供す る。分析物が存在しないと、光強度は、曲線０１行１に示された如く、一定であ る。一定強度λ１とλ２半周期応答ビームによって検出器５に発生された電気的 応答は、ゼロ又はヌル（曲線Ｅ行１）であるように較正される。分析物が非ゼロ 濃度である時、ビームの強度は、もはや一定ではない。半周期の一方の強度は、 曲線り行２において示された如く、他方に関して変化する。この変化は、検出器 ５によって検出され、そして検出器５によって与えられた交流（ＡＣ）信号の振 幅は、分析物濃度（曲線Ｅ行２）を表現する。この信号は、分析物濃度を計量す るために直接使用されず、代わりに、２つの半周期の相対強度を変化させるため の光学的零位配置において使用される。ＡＣ信号は、ロックイン増幅器７におい て増幅及び整流される。生ずるＤＣ信号は、積分器８において積分され、制御Ｉ ｌ信号（曲線Ｆ行３）を生成する。検出器５からの信号をゼロ（曲線Ｅ行３）に 復元するために必要とされた制御信号の値は、分析物濃度の標識として使用され る。

測定幾何構成は、直接透過、透過反射又は減衰全反射のいずれがである。直接透 過は、実施例によりここで示される。

Ｂ理論 本発明の方法を支配する原理が、Ｂｅｅ　ｒ−Ｌａｍｂｅ　ｒ　ｔの法則、Ｐ＝ Ｐｏｅ　”が有効であるという仮定で、以下の簡単に概説される。

上記の関係において、Ｐ、は、試料に照射される入射規準ビームのパワーであり 、ｋは吸収係数（通常１／ｃｍ）であり、そしてＸは相互作用が行われる試料の 長さくａｍ）である。式を簡単化するために、本質的な１のみが保持され、そし て信号は、放射のみと考える。散乱は、ｋにおいて含められ、そしてその寄与が 明示的に望まれるならば、ｋを吸収及び散乱効果の和によって置き換えることが 、直接の作用である。

上記のために、波長λ１とλ２において収集されたパワーは、それぞれ、Ｐ　１ ｌ＝Ｐ　ｏｌｅ−”’とＰ１２＝ＰＯ２ｅ−２８である。

背景の吸収がλ１とλ２において同一である準備が為されるために、分析物が存 在しないならば、差は、 Ｓ−ΔＰ＝Ｐ、、−Ｐ、２＝Ｑ である。この差は、以後、誤差信号と呼ばれる。検出器において生成された電気 信号は、光パワーに比例すると仮定される。

分析物が存在する時、それは、波長の一方において吸収するが、池の波長では吸 収せず、これは、第１波長、例えばλ２に対して、吸収係数は、例えば、Δにだ け変化したことを意味する。このため、Ｓ　：＊Ｑ＝＝ｐｏｊｅ＋−ｔｉ−＋ｋ ｌｉ−ｅ−ｋｎ］　又は＝ｐｏｃ−１ｎ’　［ｅ＝ｔ”−１］ 今、小さなΔに５すなわち、＜０．　１に対して、公知の近似ｅ　Ｊｋ　ｔ　＝ １＋Δｋｘが成り立つ。そのため、５＝ｐ０Δｋ　ｘ　ｅ−”、すなわち、誤差 信号は、Δｋ、すなわち、分析物濃度に比例する。また、誤差信号は、所与の分 析ｆｙＪ’ａ度に対して、経路長に関して最大値を有することが見られる。この 最大値は、上記の方程式の微分を取ることにより獲得される。

それは、１／にの経路長において発生する５゜分析物濃度が非ゼロである時、誤 差信号は発生されるが、システムは、一方の成分波長の強度を変化させることに よりゼロに保持しようとする。

ＰＯ４−（１＋ｆ）Ｐｏｔ ここで、ｆは平衡状態に関するλ２における強度の相対変化である。

Δｋｘが、期待された如く小値であるならば、近似ｅ　Ｊｋ　ｔ　＝１＋ΔｋＸ が有効である。これは、 ｆ＝Δｋｘ につながり、あるいは、平衡強度からの相対偏差は、分析物濃度と経路長に比例 する。

基準波長において分析物吸収があるならば、信号は、分析物波長と基準波長にお いて分析物吸収の差に比例して減少する。

散乱を正しく説明するために、波長選択が、散乱の相対重要度に影響する測定幾 何構成を相当な考察により、試料基質（すなわち、消光スペクトル）における吸 収と散乱の和スペクトルに基づいて行われなければならない。

以下の表１は、表の同一線に背景吸収値と組み合わせて発明を実施するために使 用される、グルコースが吸収する幾つかの波長を示す。指示された波長における 水吸収係数がまた、表に示される。

表■ １．、　５７　１．　７５　（ｇｌ）　＊　１．　３８　（ｓｔ）　＊　９１、 ７７　１．５５　（ｇｌ）　１．３９　（ｓｔ）　７２、　１０　２．２９　（ ｇｌ）　１．８７　（ｓｔ）　３０１、４８　（ｐｋ）　＊ ２、１７　１．８６　（ｓｔ）　１．４９　（ｓｔ）　２５１、４１　（ｓ　ｔ ） ２．２７　２．１５　（ｇｌ）　１．８６　（ｓｔ）　３０ここで、＊ｓｔ＝： ’＠ルゆん、ｐｋ−ピーク、ｇｌ＝ｌニブルコースである。

波長を微調整するために、対の一方を一定に保ち、他方は調整される。

好ましくは、グルコース波長は、グルコースの感度を一定にするために、一定に 保持される。基準波長は、好ましくは、水吸収スペクトルの穏やか又は浅い傾斜 に位置する。急しゅんな傾斜では、正確な制御は、より困難である。表■におい て、幾つかの基準波長が、急しゅんな傾斜に位置する。他のものは、ピーク又は その近くにある。幾つかの基準波長は、グルコース吸収を有する。

微調整は、第１図のく線に示された代替的な実施態様において記載される如（、 自動的に達成される。

Ｃ好ましい実施態様 次の実施例は、添付の図面を参照して発明を示す。この発明は、ユニで具体的に 例示されない多数の他の実施態様を使用して実施されるが、保護から排除されて はならない。

２．１μｍにおけるグルコース吸収の強度のために、本実施態様は、波長対２． １０／１．４８μｍに対して考案された。この波長選択は、唯一の実施例であり 、他の適切な波長対は、この応用の範囲から排除されない。

第１図と第２図を参照すると、この実施例の放射源は、それぞれ、波長λ１とλ ２において動作する２つのパルスレーザ−１，２からなる。第２図のタイミング 図において、システムのいろいろな点におけるこれらのビームの光強度と結果の 検出電圧は、種々の条件に対して時間に対してプロットされる。すなわち、列１ は、基質に分析物が存在しない較正システムに対するいろいろな波形を示し、列 ２は、試料基質への分析物の導入の後の過渡条件を示し、そして列３は、試料基 質に分析物が存在する定常状態条件を示す。次は、タイミング図の波形の要約で ある。

Ａ、Ａと記された構成要素ビームにおける相対光パワーＢ、　Ａに逆位相におい て変調されるＢと記された構成要素ビームにおける相対光パワー。このパワーの オン値は、調整可能であり、信号Ｆに比例する。

Ｃ１試料の前の結合ビームにおける相対光パワー。試料のない較正ビームにおい て、これはＡＣ成分を有さない。

Ｄ、試料の後の相対光パワー。システムは、ＤのＡ　ＣＴｉ５．分をセロに保持 しようとする。

Ｅ、　ＤのＡＣ成分に比例するロックイン増幅器７の出力。これはサーボループ に対する誤差信号である。システムは、Ｅをゼロに保持しようとする。

Ｆ　積分誤差信号は、構成要素ビームの一方に対して強度制御電圧１＝等しい。

Ｇ　初期値からのＦ電圧の偏差。セロ／ブト回路（差動増幅器）を使用して獲得 される。較正プロセスの最終段階において、ポテンショメーター１３は、セロユ ニットの表示値（Ｇ）を与えるように調整される。その後、Ｇは分析物濃度に比 例する。

注意、上記の用語「相対光パワー」は、この応用にお（Ｘで使用され一二特定検 出システムで測定された光パワーを言及する。一般に、検出／ステムの感度は、 ２つの異なる波長において同一ではなく、実際１こ（よ、「相対光パワー」は、 点Ｃにおいて絶対的に等しいわけではない。しかし、それらは、このシステムの 検出回路において等しい応答を生成する。〕々ワーが絶対的に等しいというわけ てはない事実は、この発明のシステムの動作に重要性を持たない。

第１図を再び参照すると、レーザーの出力ビームｒＡＪと７Ｉ３Ｊは、ビーム結 合器３において結合される。結合ビーム「Ｃ」は、耳たぶの如（、試料４に向け られる。反射又は透過の後、光）くワーは、曲線ｒＤＪにおいて示された如（で ある。

光学／ステムは、それぞれ、規準手段３２と３４、すなわち、試料チャネルビー ム「Ｃ」を試料４に、試料４のビームｒＤＪから試料チャネル検出器５に向ける ためのレンズ又は鏡を含む。

システムは、室温において動作する光伝導性Ｐｂｓ赤外線検出器５を使用する。

そのスペクトル感度は、２．０〜２．５λｍにおいてピークとなる。Ｐｂｓ検出 器５は、古典的なボロメータ−回路において動作し、そして前置増幅器６に交流 結合される。関連波長範囲における池の検出器感度は、適切な結合及び増幅方法 で使用される。

Ｐｂｓ検出器５の出力は、基準信号として方形波発生器１０によって生成された 信号を使用するロックイン増幅器７を使用して計量化される。

ロックイン増幅器７の出力ｒＥＪは、検出器５によって生成された交流信号に比 例する整流直流信号である。これらの信号は閉ループ制御に対して使用されるた めに、ＡＣ信号の符号（位相）を保存することが重要である。このために、位相 が損失されない単純整流は使用されない。本回路構成は、この位相選択要求事項 を考慮している。ロックイン増幅器７からの誤差信号ｒＥＪは、制御信号ｒＦＪ を生成するために、積分器８において時間積分される。

システムの動作は、典型的に１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚの間の周波数において動作 する方形波発生器１０により、この実施例の技術、１Ｋｈｚを使用して、支配さ れる。発生器１０信号は、２つの波長のどれが、そして２つの対応する強度レベ ルのどれが所与の瞬間に使用されるかを決定する。

レーザー１と２の出力は、強度制御電圧に比例することが仮定される（制御電圧 がゼロであるならば、レーザービームはオフである）。特定の実施態様において 、レーザーが、その強度が電圧によって制御されない形式であるならば、適切な 変調器が、同一効果で使用される。インバーター１１は、レーザーが、逆位相に おいて動作するか、又はレーザーの一方が「オフ」であり、他方が「オン」であ ることを保証する。アナログ乗算器９は、２つの強度値の間でビームの強度を変 化させ、そして積分器８の出力により、強度の一方を調整する。その出力が非セ ロである限り、強度は、絶えず、レーザー２の出力ゼロに調整される。

動作中、誤差信号は、ゼロにサーホ制御される。これは、初期的に選択された波 長においてチャネルの基本等感度を確立する。積分器８からの強度制御信号はま た、グルコース濃度表示に対する基礎として使用される。この信号のゼロ点は、 精密ポテンショメーター１３でのＤＣ基準電圧■。によって確立された差動増幅 器１２における基準電圧■３との比較により設定される。結果の電圧「Ｇ」は、 グルコース濃度を示すために、表示ユニット１４において評定表示される。

Ｄ６　自動波長調整 自動較正システムオプションは、本発明の一部として、第１図に点線で示される 。測定のために選択された基準波長は、検査される被検物の較正による。較正と 続く測定は、耳たぶ又は指の暖の皮膚の如く、血液におけるグルコース濃度が既 知である明確な容易に利用できる検査部位において行われる。血液濃度における グルコースは、好ましくは、低量であるべきである。較正を行うために、スイッ チ１５が、閉じられ、そして例えば、ｌ　Ｈｚの低周波数において、作動器１６ とビームンフター機構１７によって、試料４がビームに人出移動されるか、又は ビームが試料に人出移動される。強度制御信号、すなわち、積分器８の出力は、 同一周波数において変化する。試料４の基質消光は、２つの波長において正確に 同一でないならば、この変動の振幅は、基準として線３６における作動器１６の タイミング信号を使用して、ロックイン増幅器１８の出力において獲得される。

波長制御信号ΔＶは、積分器１９においてロックイン増幅器１８の出力を積分す ることにより獲得される。レーザー１は制＠電圧を使用して調整されることが仮 定される。

獲得された正確な基準波長は注目され、特定虜者に対するデジタルメモリ又はコ ンピュータ２０における記録保持される。ポテンショメーター１３は、較正試料 の既知濃度（ゼロ又は非ゼロ）に等しい濃度値を示すために、表示を設定するた めに使用される。前検査に基づいて既知であり、試料において一定経路長はぼ一 定であるグルコース濃度に対する強度制御信号の感度は、システムの完全応答関 数を確立するために使用される。

測定は、較正の有効性を保存するために、常に、特定患者に対して同一検査部位 において正確に行われなければならない。その効果のために、基本光学システム とインターフェースする光学装置は、適切な検査部位において被検物に半永久的 に取り付けられる。これは、第３図に概略的に描かれる。例えば、光学装置は、 両方共測定波長において透明な、耳たぶ４の一方の側において光学入力要素２２ と耳たぶの他方の側において光学出力要素２３を有する、イアリング２４の外観 を取る。装置２４は、耳たぶにおける固定位置においてプローブを維持する性質 を有する。

生きている被検物において、経路長への信号の依存性は、１ｍ＋１定幾何構成に より、血液循環の脈動を可視にさせる。これは、脈搏の一定フェーズにおいて発 生する信号を記録する正確な瞬間を選択するために使用される。

脈動効果は、システムが十分に高速であるならば、信号においてのみ見られる。

これは、波長交番周波数が好ましくは少なくとも１ｋＨｚの次元であり、そして サーボループ遮断周波数（本質的にロックイン遮断周波数又は２πで割算された 出力時定数の逆数）が、少なくとも１０）ＪＺの次元であることを必要とする。

システムはまた、故意に低速にされ、そのため脈動は見られず、正確さに影響を 与えない。

従って、屯線５０によって示されたオプションの準備が第１図に設けられ、この 場合アナログ計算回路又は好ましくはデンタルコンピュータ２１は、収縮又は拡 張期末端又はその他であっても、脈搏サイクルの一定フェーズにおける読み取り と、強度制御のためにレーザーの一方への制御信号の結合を制御するために使用 される。常に同一である限り、どのフェーズが使用されるかは重要ではない。

等価物 技術における当業者は、決まりきった実験を使用して、ここに記載された発明の 特定の実施す様への多数の等価物を知る又は確認することができるてあろう。例 えば、所与のレーザーから二つ以上の波長を生成することができ、その結果、一 つのレーサーの２つの広く隔たった波長の間の切り換えが、２つのレーサー源１ と２の代わりに使用される。レーサー以外の光源が使用され、そして単色光を生 成するためにフィルターされるっ これらとすべての他の等価物は、次のフレイムによって包含されることを意図さ れる。

Ｃｏ口　Ｃｏｔ、　２　Ｃｏｔ、　３ 補正書の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）平成４年１０月１９ １フ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．波長λ１の電磁放射線を吸収する分析物の濃度を試料基質において定量測定 するための方法において、 ａ）波長λ１と、分析物の吸収係数がλ１における波長と異なる電磁放射線の別 の波長λ２の該放射線を発生させ、この場合基質の消光係数はλ１とλ２におい て同一である段階と、ｂ）波長λ１とλ２において時間交番するプローブビーム に該放射線を結合し、ビームの強度は波長持続時間の少なくとも一つにおいて制 御可能であり、そして入射ビームを生成するために試料にビームを照射する段階 と、 ｃ）試料における経路を横断した後入射ビームを検出し、入射ビームにおける２ つの波長放射線の交番に対応する交番信号を生成する段階と、ｄ）該交番信号か ら強度制御信号を発生する段階と、ｅ）交番信号をほぼゼロに縮小させるために 、プローブビームの２つの波長放射線の一方の強度比を制御するように該強度制 御信号を使用する段階と、 ｆ）基質における分析物の濃度の測度として、強度制御信号を使用する段階とを 含む方法。
2. ２．波長λ１とλ２の一方が、 ａ）波長周波数よりも実質的に低い周波数において、プローブビームに対する較 正試料の関係を周期的に変化させ、その結果、試料はビームから交互に入出する 段階と、 ｂ）強度制御信号の交番成分を整流することにより、波長制御信号を発生する段 階と、 ｃ）強度制御信号の交番成分をほぼゼロに縮小するように、放射線の一方の波長 を同整するために波長制御信号を使用する段階とによって同調される請求の範囲 １に記載の方法。
3. ３．基質が厚さ又は組成の脈動を顕示させ、そして強度制御信号の瞬時値が、脈 動サイクルの一定フェーズにおいて記録される請求の範囲１に記載の方法。
4. ４．分析物がグルコースであり、そして基質が人体である請求の範囲１に記載の 方法。
5. ５．電磁放射線を吸収し、基質試料において溶解又は分散される分析物の未知濃 度を定量するための測定装置において、ａ）２つの波長において、基質における 吸収と散乱の結合効果によって生じた消光が等しいが、分析物によって生成され た吸収が一方の波長において異なる如く、２つの異なるほぼ単色の波長を時間交 番に含む該放射線のプローブビームを発生させるための発生手段と、ｂ）このビ ームを試料基質の試料に透過させるための光学手段と、ｃ）試料を横断した後、 ビームを収集するための収集手段であり、該収集手段は該両波長に感応する検出 器を具備し、応答して交流信号を設ける収集手段と、 ｄ）強度制御信号を生成するために、波長交番周波数において検出器からの交流 信号を整流かつ積分するための電子手段と、ｅ）検出器からの交流信号がほぼゼ ロに維持される如く、該強度制御信号を使用して波長の強度比を制御するための 制御手段と、ｆ）該強度制御信号を条件付け表示するための条件付け及び表示手 段とを具備する測定装置。
6. ６．ａ）波長交番周波数よりも実質的に低い周波数においてプローブビームに試 料を入出移動させるための併進手段と、ｂ）波長制御信号を生成するために、試 料挿入の周波数において発生する強度制御信号の交流成分を増幅かつ整流するた めの手段と、ｃ）波長制御信号を使用して、波長の一方を調整するための同調手 段とをさらに具備する請求の範囲５に記載の装置。
7. ７．分析物が人又は動物体組織において測定されるグルコースであり、２つの異 なる波長が約１〜２．５μｍである請求の範囲５に記載の装置。
8. ８．光学手段と収集手段が、試料に半永久的に取り付けた一つ以上の光学要素を 含み、試料とともに、測定装置から繰り返して取り出され、戻され、試料に一定 の幾何学的関係において多重回測定を繰り返させる請求の範囲５に記載の装置。
9. ９．吸収基質において分析物の濃度を定量するための測定システムにおいて、 ａ）該基質において放射ビームを発生させるための発生手段であり、該ビームは 異なる波長λ１とλ２においてエネルギーのパルスを含み、この場合λ１は該分 祈物によって高度に吸収され、そしてλ２は該分祈物によって実質的に吸収され ない発生手段と、ｂ）該分析物にさらされた後、ビームの強度を検出し、該強度 に比例する電気信号を発生するための検出器手段と、ｃ）制御信号を形成するた めに、電気信号を処理するための処理手段と、 ｄ）該制御信号により該エネルギーパルスの一つの強度を調整するために、該制 御信号に応答する制御手段とを具備する測定システム。
10. １０．発生手段が、パルスレーザー源を具備し、その一方が、λ１において、他 方がλ２においてエネルギーを発し、この場合該源が、一方の源が付勢された時 、他方が除勢され、また逆でもある如く、付勢及び除勢される請求の範囲９に記 載のシステム。
11. １１．制御信号が比較される基準信号と、比較信号の間の差が該分析物の濃度の 測度として表示される表示手段とを含む請求の範囲１０に記載のシステム。
12. １２．分析物が、グルコースであり、そして吸収基質が人体である請求の範囲１ １に記載のシステム。
13. １３．波長λ１の電磁放射線を吸収する分析物の濃度を試料基質において定量測 定するための方法において、ａ）波長λ１と、分析物の吸収係数がλ１における 波長と異なる電磁放射線の別の波長λ２の該放射線を発生させ、この場合基質の 消光係数はλ１とλ２において同一である段階と、ｂ）波長λ１とλ２において 交番半周期によりプローブビームに該放射線を結合させ、ビームの強度は半周期 の少なくとも一つにおいて制御可能であり、そしてビームを試料に照射する段階 と、ｃ）試料における経路を横断した後入射ビームを検出し、入射ビームにおけ る２つの波長放射線の交番に対応する交番信号を生成する段階と、ｄ）該交流信 号から強度制御信号を発生する段階と、ｅ）交流信号をほぼゼロに縮小させるた めに、プローブビームの２つの波長放射線の強度比を制御するように該強度制御 信号を使用する段階と、 ｆ）基質における分析物の濃度の測度として、強度制御信号を使用する段階とを 含む方法。
14. １４．波長λ１とλ２の一方が、 ａ）波長交番周波数よりも実質的に低い周波数において、測定ビームに対する較 正試料の関係を周期的に変化させ、その結果、試料はビームから交互に入出する 段階と、 ｂ）強度制御信号の交番成分を整流することにより、波長制御信号を発生する段 階と、 ｃ）強度制御信号の交番成分をほぼゼロに縮小するように、レーザーの一方の波 長を同調させるために波長制御信号を使用する段階とによって同調される請求の 範囲１３に記載の方法。
15. １５．基質が厚さ又は組成の脈動を顕示させ、そして強度制御信号の瞬時値が、 脈動サイクルの一定フェーズにおいて記録される請求の範囲１３に記載の方法。
16. １６．身体の吸収基質においてグルコースの濃度を定量するための測定システム において、 ａ）該基質において光ビームを発生させるための発生手段であり、該ビームは異 なる波長λ１とλ２においてエネルギーの光パルスを含み、この場合λ１はグル コースによって高度に吸収され、そしてλ２はグルコース物によって実質的に吸 収されない発生手段と、ｂ）グルコースにさらされた後、ビームの強度を検出し 、該強度に比例する電気信号を発生するための検出器手段と、ｃ）制御信号を形 成するために、電気信号を処理するためのプロセッサー手段と、 ｄ）該制御信号により該エネルギーパルスの一つの強度を調整するために、該制 御信号に応答する制御手段とを具備する測定システム。
17. １７．発生手段が、パルスレーザー源を具備し、その一方が、λ１において、他 方がλ２においてエネルギーを発し、この場合該源が、一方の源が付勢された時 、他方が除勢され、また逆でもある如く、付勢及び除勢される請求の範囲１６に 記載のシステム。
18. １８．制御信号が比較される基準信号と、比較信号の間の差が該グルコースの濃 度の測度として表示される表示手段とを含む請求の範囲１７に記載のシステム。