JPH11123196A - 生体組織の測定方法及び装置 - Google Patents
生体組織の測定方法及び装置Info
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- JPH11123196A JPH11123196A JP7148898A JP7148898A JPH11123196A JP H11123196 A JPH11123196 A JP H11123196A JP 7148898 A JP7148898 A JP 7148898A JP 7148898 A JP7148898 A JP 7148898A JP H11123196 A JPH11123196 A JP H11123196A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定部位に対する測定プローブの接触圧力
を一定にすることにより再現性のある測定結果を得る。 【解決手段】 型プローブ１０に固定台１６が設けら
れ、型プローブ１０の穴１２と固定台１６の穴が連結し
て、その穴に光ファイバ束からなる測定プローブ１４が
挿入される。測定プローブ１４の先端からは被測定物２
に光が照射され、被測定物２からの出射光が入射する。
測定プローブ１４の先端で、光の出射と入射の妨げにな
らない位置に、被測定物２と接触するエアパック１８が
設けられており、エアパック１８は圧力センサ２２につ
ながり、指示計２３により圧力が読み取られる。型プロ
ーブ１０に指を固定し、固定台１６の穴に測定プローブ
１４を挿入してその先端のエアパック１０を被測定物２
に接触させることによって、接触圧が圧力センサ２２に
より直接検出され、その圧力値が、被測定物２ごとに設
定された一定圧になるように測定プローブ１４の押圧力
を調節する。
を一定にすることにより再現性のある測定結果を得る。 【解決手段】 型プローブ１０に固定台１６が設けら
れ、型プローブ１０の穴１２と固定台１６の穴が連結し
て、その穴に光ファイバ束からなる測定プローブ１４が
挿入される。測定プローブ１４の先端からは被測定物２
に光が照射され、被測定物２からの出射光が入射する。
測定プローブ１４の先端で、光の出射と入射の妨げにな
らない位置に、被測定物２と接触するエアパック１８が
設けられており、エアパック１８は圧力センサ２２につ
ながり、指示計２３により圧力が読み取られる。型プロ
ーブ１０に指を固定し、固定台１６の穴に測定プローブ
１４を挿入してその先端のエアパック１０を被測定物２
に接触させることによって、接触圧が圧力センサ２２に
より直接検出され、その圧力値が、被測定物２ごとに設
定された一定圧になるように測定プローブ１４の押圧力
を調節する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生体組織に物理量測
定用の測定プローブを接触させて生体組織の物理量を測
定する方法と、その測定装置に関するものである。特
に、人体に近赤外領域の光を照射し、その光による人体
からの出力光（透過光、散乱光、反射光など生体から出
力する全ての光を含む）により、体中の物理量、例えば
血中のグルコース濃度、血液の酸素飽和度などを測定す
るための非侵襲測定方法とそれに用いる装置に関するも
のである。
定用の測定プローブを接触させて生体組織の物理量を測
定する方法と、その測定装置に関するものである。特
に、人体に近赤外領域の光を照射し、その光による人体
からの出力光（透過光、散乱光、反射光など生体から出
力する全ての光を含む）により、体中の物理量、例えば
血中のグルコース濃度、血液の酸素飽和度などを測定す
るための非侵襲測定方法とそれに用いる装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】臨床検査の分野において、生体に光を照
射し、その出力光から血液の酸素飽和度や血糖値などを
測定する非侵襲測定方法が試みられている。生体は散乱
体であり、しかも場所によって内部構造が複雑に異なる
ため、血糖値など濃度測定を行おうとすれば生体中での
光の光路長を一定にしなければならない。生体組織に測
定プローブを当接させ、光照射を行ない、その出力光を
測定する場合、生体組織に対して測定プローブを当てる
測定位置や測定プローブの方位などの条件を一定にしな
ければ、再現性のある測定値を得ることはできない。
射し、その出力光から血液の酸素飽和度や血糖値などを
測定する非侵襲測定方法が試みられている。生体は散乱
体であり、しかも場所によって内部構造が複雑に異なる
ため、血糖値など濃度測定を行おうとすれば生体中での
光の光路長を一定にしなければならない。生体組織に測
定プローブを当接させ、光照射を行ない、その出力光を
測定する場合、生体組織に対して測定プローブを当てる
測定位置や測定プローブの方位などの条件を一定にしな
ければ、再現性のある測定値を得ることはできない。
【０００３】非侵襲測定装置としては、光学測定デバイ
スを取り付け装置により生体組織に押し当てて測定する
ものが提案されている（特開平８−２１５１８０号公報
（引用文献）参照）。その測定装置では、センサは生体
組織の上側から垂直方向の下向きに組織に対し当接する
ように押しつけられる。
スを取り付け装置により生体組織に押し当てて測定する
ものが提案されている（特開平８−２１５１８０号公報
（引用文献）参照）。その測定装置では、センサは生体
組織の上側から垂直方向の下向きに組織に対し当接する
ように押しつけられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】腕や指に測定プローブ
を押し当てて測定しようとする場合、被測定部位は人の
姿勢によって重力方向、即ち垂直方向に変化しやすい。
測定プローブを当接させる位置によっては被測定部位の
垂直方向変化により測定プローブが被測定部位に当接す
る圧力が変化することがある。特に血液量や血液に関す
る物理量を測定する場合、測定プローブが生体と接触す
る圧力が変化すれば生体組織からの散乱光強度が変化
し、測定値に誤差が生じることは知られている。
を押し当てて測定しようとする場合、被測定部位は人の
姿勢によって重力方向、即ち垂直方向に変化しやすい。
測定プローブを当接させる位置によっては被測定部位の
垂直方向変化により測定プローブが被測定部位に当接す
る圧力が変化することがある。特に血液量や血液に関す
る物理量を測定する場合、測定プローブが生体と接触す
る圧力が変化すれば生体組織からの散乱光強度が変化
し、測定値に誤差が生じることは知られている。
【０００５】圧力により生体の測定値がどのくらい変化
するかを調べたデータがある。図１は指の同じ位置に光
ファイバプローブを押し当て、その光ファイバプローブ
から指に光を照射し、光ファイバプローブを指に押し当
てる圧力（接触圧力）を変えてその反射光の強度を測定
したものである。（Ａ）は広い波数範囲のスペクトルを
表わし、（Ｂ）はその６０００ｃｍ-1付近の記号ｂで示
された部分を拡大して示したものである。この結果で
は、圧力が低い場合と高い場合とで反射光の相対変化量
は３.５％に及んでいる。
するかを調べたデータがある。図１は指の同じ位置に光
ファイバプローブを押し当て、その光ファイバプローブ
から指に光を照射し、光ファイバプローブを指に押し当
てる圧力（接触圧力）を変えてその反射光の強度を測定
したものである。（Ａ）は広い波数範囲のスペクトルを
表わし、（Ｂ）はその６０００ｃｍ-1付近の記号ｂで示
された部分を拡大して示したものである。この結果で
は、圧力が低い場合と高い場合とで反射光の相対変化量
は３.５％に及んでいる。
【０００６】これに対し、血糖値を光学的に測定しよう
とすればどの程度の光量変化があるかを推定するため
に、グルコース水溶液の透過吸収測定を行なった結果を
図２に示す。例えば、グルコースの吸収波長１６７９ｎ
ｍ（約６０００ｃｍ-1）のところで、１００００ｍｇ／
ｄｌの濃度変化に相当する光強度の相対変化量は約２.
５％である。人体の生理変化範囲でのグルコース濃度の
変化範囲は４００ｍｇ／ｄｌであるので、これをグルコ
ースによる光吸収強度の相対変化量に置き換えると、
０.１％の相対光量変化量しかないことになる。すなわ
ち、接触圧力による反射光の相対変化量は通常のグルコ
ース濃度の変化範囲の３５倍もあることになる。
とすればどの程度の光量変化があるかを推定するため
に、グルコース水溶液の透過吸収測定を行なった結果を
図２に示す。例えば、グルコースの吸収波長１６７９ｎ
ｍ（約６０００ｃｍ-1）のところで、１００００ｍｇ／
ｄｌの濃度変化に相当する光強度の相対変化量は約２.
５％である。人体の生理変化範囲でのグルコース濃度の
変化範囲は４００ｍｇ／ｄｌであるので、これをグルコ
ースによる光吸収強度の相対変化量に置き換えると、
０.１％の相対光量変化量しかないことになる。すなわ
ち、接触圧力による反射光の相対変化量は通常のグルコ
ース濃度の変化範囲の３５倍もあることになる。
【０００７】そのため、腕などを固定し、測定プローブ
を一定した場所に押し当てても、垂直方向の姿勢の変化
によって測定プローブと生体組織との接触圧力が変化す
れば測定値も変化し、再現性のある測定結果が得られな
いこととなる。
を一定した場所に押し当てても、垂直方向の姿勢の変化
によって測定プローブと生体組織との接触圧力が変化す
れば測定値も変化し、再現性のある測定結果が得られな
いこととなる。
【０００８】引用文献の装置は生体に対し垂直方向に測
定プローブを押し当てているので、生体の姿勢の変化な
どが測定プローブと生体組織との接触圧力の変化となっ
て現われ、再現性の良い結果を得ることが難しい。本発
明は生体の被測定位置を固定し、被測定部位に対する測
定プローブの接触圧力を一定にすることにより再現性の
ある測定結果を得ることを目的とするものである。
定プローブを押し当てているので、生体の姿勢の変化な
どが測定プローブと生体組織との接触圧力の変化となっ
て現われ、再現性の良い結果を得ることが難しい。本発
明は生体の被測定位置を固定し、被測定部位に対する測
定プローブの接触圧力を一定にすることにより再現性の
ある測定結果を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の測定方法は、生
体組織に物理量測定用の測定プローブを接触させて生体
組織の物理量を測定する方法において、人の姿勢による
重力方向での圧力変化を抑えるために、測定プローブを
押し当てる方向（測定方向）と重力の方向が同じ直線上
に来ないようにすることにより、重力方向の変化による
測定方向での圧力変化を抑えるようにしたものである。
そのため、本発明では、生体組織の被測定部位の周囲を
固定することによりその被測定部位を空間的に固定し、
測定プローブをその被測定部位に重力の影響を受けにく
い方向、好ましくは水平方向から一定圧力で当接させて
物理量の測定を行う。
体組織に物理量測定用の測定プローブを接触させて生体
組織の物理量を測定する方法において、人の姿勢による
重力方向での圧力変化を抑えるために、測定プローブを
押し当てる方向（測定方向）と重力の方向が同じ直線上
に来ないようにすることにより、重力方向の変化による
測定方向での圧力変化を抑えるようにしたものである。
そのため、本発明では、生体組織の被測定部位の周囲を
固定することによりその被測定部位を空間的に固定し、
測定プローブをその被測定部位に重力の影響を受けにく
い方向、好ましくは水平方向から一定圧力で当接させて
物理量の測定を行う。
【００１０】本発明を導き出したモデルを図３により説
明する。（Ａ）に示されるように、人の指などの被測定
部位２に対し、測定プローブ４を押し当てる。測定プロ
ーブ４は被測定部位２に対する圧力が原点において０と
なるように作用しているものと仮定する。被測定部位２
はＣを曲率中心とする曲率半径Ｒの断面円形のものを仮
定する。Ｘpを測定プローブ４が被測定物２に当接して
いる位置ＰのＸ座標、Ｙpをそのｙ座標、Ｘｃを被測定
物２の曲率中心Ｃのｘ座標、Ｙｃをそのｙ座標、Ｒを曲
率半径、θを曲率中心Ｃと測定プローブ当接位置Ｐとを
結ぶ直線が水平面に対しなす角度であるとすると、 Ｘp＝Ｘｃ＋Ｒcosθ Ｙp＝Ｙｃ＋Ｒsinθ （１） が成り立つ。測定プローブ４が被測定部位２に当接して
いる位置Ｐと原点との距離をｒpとすれば、 ｒp 2＝Ｘp 2＋Ｙp 2 ＝Ｘｃ2＋Ｙｃ2＋２Ｒ（Ｘｃ・cosθ＋Ｙｃ・sinθ）＋Ｒ2 （２） となる。
明する。（Ａ）に示されるように、人の指などの被測定
部位２に対し、測定プローブ４を押し当てる。測定プロ
ーブ４は被測定部位２に対する圧力が原点において０と
なるように作用しているものと仮定する。被測定部位２
はＣを曲率中心とする曲率半径Ｒの断面円形のものを仮
定する。Ｘpを測定プローブ４が被測定物２に当接して
いる位置ＰのＸ座標、Ｙpをそのｙ座標、Ｘｃを被測定
物２の曲率中心Ｃのｘ座標、Ｙｃをそのｙ座標、Ｒを曲
率半径、θを曲率中心Ｃと測定プローブ当接位置Ｐとを
結ぶ直線が水平面に対しなす角度であるとすると、 Ｘp＝Ｘｃ＋Ｒcosθ Ｙp＝Ｙｃ＋Ｒsinθ （１） が成り立つ。測定プローブ４が被測定部位２に当接して
いる位置Ｐと原点との距離をｒpとすれば、 ｒp 2＝Ｘp 2＋Ｙp 2 ＝Ｘｃ2＋Ｙｃ2＋２Ｒ（Ｘｃ・cosθ＋Ｙｃ・sinθ）＋Ｒ2 （２） となる。
【００１１】人の姿勢により重力方向の変位ｄｙのみが
発生するものとする。（２）式を微分とするとつぎの
（３）式が得られる。 ２ｒp・ｄｒp＝２Ｙｃ・ｄＹｃ＋２Ｒ・ｄＹｃ・sinθ （３） ここで、ｄｒpは測定プローブの変位であり、測定プロ
ーブ４が被測定部位２を押す圧力の変化ｄpは測定プロ
ーブの変位ｄｒpに比例すると仮定すると、（３）式か
らわかるように、θ＝０とＹｃ＝０の条件で測定すれ
ば、ｄｒp＝０となり、重力方向の変動ｄＹｃによる接
触圧力への影響が最も小さくになる。すなわち、図３
（Ｂ）に示されるように、被測定部位２が原点と同じＹ
座標にあり、θ＝０（水平方向）となるように測定プロ
ーブ４を押し当てた状態が最も再現性のあるデータを得
ることのできる状態であることがわかる。
発生するものとする。（２）式を微分とするとつぎの
（３）式が得られる。 ２ｒp・ｄｒp＝２Ｙｃ・ｄＹｃ＋２Ｒ・ｄＹｃ・sinθ （３） ここで、ｄｒpは測定プローブの変位であり、測定プロ
ーブ４が被測定部位２を押す圧力の変化ｄpは測定プロ
ーブの変位ｄｒpに比例すると仮定すると、（３）式か
らわかるように、θ＝０とＹｃ＝０の条件で測定すれ
ば、ｄｒp＝０となり、重力方向の変動ｄＹｃによる接
触圧力への影響が最も小さくになる。すなわち、図３
（Ｂ）に示されるように、被測定部位２が原点と同じＹ
座標にあり、θ＝０（水平方向）となるように測定プロ
ーブ４を押し当てた状態が最も再現性のあるデータを得
ることのできる状態であることがわかる。
【００１２】このような測定条件を実現するための本発
明の測定装置は、生体組織の被測定部位を除いてその周
辺部を固定するために、その被測定部位の周辺部の形状
に対応した形状を有する型プローブと、型プローブに移
動可能に設置され、その型プローブに固定された生体組
織の被測定部位に重力の影響を受けにくい方向、好まし
くは水平方向から当接した状態で型プローブに固定され
る測定プローブと、測定プローブを型プローブに対して
固定する固定手段とを備えている。
明の測定装置は、生体組織の被測定部位を除いてその周
辺部を固定するために、その被測定部位の周辺部の形状
に対応した形状を有する型プローブと、型プローブに移
動可能に設置され、その型プローブに固定された生体組
織の被測定部位に重力の影響を受けにくい方向、好まし
くは水平方向から当接した状態で型プローブに固定され
る測定プローブと、測定プローブを型プローブに対して
固定する固定手段とを備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】測定プローブを被測定部位に一定
圧力で押し当てるために、固定手段は型プローブに対す
る測定プローブの相対位置を定める手段を備えているこ
とが好ましい。また、測定プローブを被測定部位に一定
圧力で押し当てる手段として、測定プローブは被測定部
位と当接する先端部に一定圧力発生機構を備え、この一
定圧力発生機構に接続された圧力センサを備えているこ
とが好ましい。一定圧力発生機構の一例としてエアパッ
クを挙げることができる。
圧力で押し当てるために、固定手段は型プローブに対す
る測定プローブの相対位置を定める手段を備えているこ
とが好ましい。また、測定プローブを被測定部位に一定
圧力で押し当てる手段として、測定プローブは被測定部
位と当接する先端部に一定圧力発生機構を備え、この一
定圧力発生機構に接続された圧力センサを備えているこ
とが好ましい。一定圧力発生機構の一例としてエアパッ
クを挙げることができる。
【００１４】測定プローブの一例は、生体組織に光を照
射し、その光による生体組織からの出力光を受光して生
体組織の血中成分を非侵襲的に測定するための光学測定
用のプローブである。被測定部位の正確な位置決めのた
めには、型プローブは生体組織の被測定対象物それぞれ
の形状に応じてそれぞれ用意されていることが好まし
い。型プローブとして人の手の指を固定するものである
場合、その被測定部位の重力方向の変位を抑えるため
に、腕の肘から手首までの下腕部を肘を下側にし、手首
を上側にして斜め方向に支持する支持台をさらに備えて
いることが好ましい。
射し、その光による生体組織からの出力光を受光して生
体組織の血中成分を非侵襲的に測定するための光学測定
用のプローブである。被測定部位の正確な位置決めのた
めには、型プローブは生体組織の被測定対象物それぞれ
の形状に応じてそれぞれ用意されていることが好まし
い。型プローブとして人の手の指を固定するものである
場合、その被測定部位の重力方向の変位を抑えるため
に、腕の肘から手首までの下腕部を肘を下側にし、手首
を上側にして斜め方向に支持する支持台をさらに備えて
いることが好ましい。
【００１５】
【実施例】図４は第１の実施例を表わす。生体組織の被
測定物として人の手を取り挙げる。（Ａ）は型プローブ
に被測定物２の手を固定した状態を示す正面図、（Ｂ）
は背面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図、
（Ｄ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。１０は
型プローブであり、２つの部材１０ａと１０ｂとが組み
合わされて、親指を除く４本の指を挟みこんで固定でき
るようになっている。型プローブ１０には特定の指の被
測定部位を露出させるように穴１２があけられており、
その穴１２の周囲の４本の指を型プローブ１０により固
定し、被測定部位の空間的な位置を固定する。ここでは
中指の一部を被測定部位として使用するものとし、被測
定部位自身と接触しないように、その他の部分を利用し
て手の全体の空間位置を固定する。
測定物として人の手を取り挙げる。（Ａ）は型プローブ
に被測定物２の手を固定した状態を示す正面図、（Ｂ）
は背面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図、
（Ｄ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。１０は
型プローブであり、２つの部材１０ａと１０ｂとが組み
合わされて、親指を除く４本の指を挟みこんで固定でき
るようになっている。型プローブ１０には特定の指の被
測定部位を露出させるように穴１２があけられており、
その穴１２の周囲の４本の指を型プローブ１０により固
定し、被測定部位の空間的な位置を固定する。ここでは
中指の一部を被測定部位として使用するものとし、被測
定部位自身と接触しないように、その他の部分を利用し
て手の全体の空間位置を固定する。
【００１６】図４では親指を除く各指が水平方向を向
き、垂直方向に並ぶように型プローブ１０により固定さ
れる。型プローブ１０は型の空間の形と被測定物２の輪
郭とが同じになるように作られている。したがって、異
なる被測定物に対しては異なる型プローブ１０が用意さ
れている。型プローブ１０の穴１２に水平方向から測定
プローブ（図示略）が挿入され、穴１２内の指に接触さ
せられて測定が行われる。
き、垂直方向に並ぶように型プローブ１０により固定さ
れる。型プローブ１０は型の空間の形と被測定物２の輪
郭とが同じになるように作られている。したがって、異
なる被測定物に対しては異なる型プローブ１０が用意さ
れている。型プローブ１０の穴１２に水平方向から測定
プローブ（図示略）が挿入され、穴１２内の指に接触さ
せられて測定が行われる。
【００１７】測定プローブの一例は、図５に示されるも
のである。光ファイバ束からなる測定プローブ１４が穴
１２の内径とほぼ等しい外径を持って形成されており、
測定プローブ１４の外周面には型プローブ１０からの相
対的な位置が設定できるように目盛が付されている。こ
の実施例では、被測定物２の指と測定プローブ１４との
接触圧Ｐは、相対的距離ｘの関数として、 Ｐ＝ｆ（ｘ） で与えられる。被測定物２によって相対的距離ｘを定め
ておき、各被測定物２について定めた相対的距離ｘで測
定を行うことにより、測定プローブ１４と被測定物２と
の接触圧を一定に保つことができ、再現性のよい測定値
を得ることができる。
のである。光ファイバ束からなる測定プローブ１４が穴
１２の内径とほぼ等しい外径を持って形成されており、
測定プローブ１４の外周面には型プローブ１０からの相
対的な位置が設定できるように目盛が付されている。こ
の実施例では、被測定物２の指と測定プローブ１４との
接触圧Ｐは、相対的距離ｘの関数として、 Ｐ＝ｆ（ｘ） で与えられる。被測定物２によって相対的距離ｘを定め
ておき、各被測定物２について定めた相対的距離ｘで測
定を行うことにより、測定プローブ１４と被測定物２と
の接触圧を一定に保つことができ、再現性のよい測定値
を得ることができる。
【００１８】図６は測定プローブと被測定物２との接触
圧を一定に保つための他の手段の実施例を示したもので
ある。ここでは固定台１６が型プローブ１０に設けられ
ており、型プローブ１０の穴１２と固定台１６の穴が連
結して、その穴に光ファイバ束からなる測定プローブ
（ファイバプローブ）１４が挿入される。測定プローブ
１４の先端からは被測定物２に光が照射され、被測定物
２からの出射光が入射する。測定プローブ１４の先端
で、光の出射と入射の妨げにならない位置に、被測定物
２と接触するエアパック１８が設けられている。エアパ
ック１８はポリ４フッ化エチレン製のチューブ２０を経
て圧力センサ２２につながり、指示計２４により圧力が
読み取られるようになっている。
圧を一定に保つための他の手段の実施例を示したもので
ある。ここでは固定台１６が型プローブ１０に設けられ
ており、型プローブ１０の穴１２と固定台１６の穴が連
結して、その穴に光ファイバ束からなる測定プローブ
（ファイバプローブ）１４が挿入される。測定プローブ
１４の先端からは被測定物２に光が照射され、被測定物
２からの出射光が入射する。測定プローブ１４の先端
で、光の出射と入射の妨げにならない位置に、被測定物
２と接触するエアパック１８が設けられている。エアパ
ック１８はポリ４フッ化エチレン製のチューブ２０を経
て圧力センサ２２につながり、指示計２４により圧力が
読み取られるようになっている。
【００１９】図６の実施例では、型プローブ１０に指を
固定し、固定台１６の穴に測定プローブ１４を挿入して
その先端のエアパック１０を被測定物２に接触させるこ
とによって、接触圧が圧力センサ２２により直接検出さ
れる。その圧力値が、被測定物２ごとに設定された一定
圧になるように測定プローブ１４の押圧力を調節するこ
とにより、つねに接触圧が一定の状態で測定を行うこと
ができる。
固定し、固定台１６の穴に測定プローブ１４を挿入して
その先端のエアパック１０を被測定物２に接触させるこ
とによって、接触圧が圧力センサ２２により直接検出さ
れる。その圧力値が、被測定物２ごとに設定された一定
圧になるように測定プローブ１４の押圧力を調節するこ
とにより、つねに接触圧が一定の状態で測定を行うこと
ができる。
【００２０】型プローブ１０に測定プローブ１４を固定
する手段の一例を図７に示す。（Ａ）は正面図、（Ｂ）
は断面図である。型プローブ１０を構成する一対の部材
１０ａ，１０ｂのうちの一方１０ａはその下部に２つの
ピン用の穴があけられており、Ｌ字型の固定台１６ａの
基板面に立てられたピン３４をその穴に嵌め込むことに
より、型プローブ１０の部材１０ａが固定台１６ａに対
して相対的な位置決めがなされる。部材１０ａと固定台
１６ａとの位置決め精度は、部材１０ａ、固定台１６
ａ、ピン３４の加工精度により保証される。型プローブ
１０の他方の部材１０ｂは、部材１０ａに対してピン
（図示略）によって相対的な位置決めがなされ、ネジ３
０によって固定されることにより、型プローブ１０が組
み立てられて固定台１６ａの所定の位置に固定される。
型プローブ１０はピン３４により固定台１６ａに固定さ
れているだけであるので、着脱が容易である。
する手段の一例を図７に示す。（Ａ）は正面図、（Ｂ）
は断面図である。型プローブ１０を構成する一対の部材
１０ａ，１０ｂのうちの一方１０ａはその下部に２つの
ピン用の穴があけられており、Ｌ字型の固定台１６ａの
基板面に立てられたピン３４をその穴に嵌め込むことに
より、型プローブ１０の部材１０ａが固定台１６ａに対
して相対的な位置決めがなされる。部材１０ａと固定台
１６ａとの位置決め精度は、部材１０ａ、固定台１６
ａ、ピン３４の加工精度により保証される。型プローブ
１０の他方の部材１０ｂは、部材１０ａに対してピン
（図示略）によって相対的な位置決めがなされ、ネジ３
０によって固定されることにより、型プローブ１０が組
み立てられて固定台１６ａの所定の位置に固定される。
型プローブ１０はピン３４により固定台１６ａに固定さ
れているだけであるので、着脱が容易である。
【００２１】測定プローブ１４を型プローブ１０と所定
の関係を保って固定するために、固定台１６ａのＬ字に
立ち上がった部分に測定プローブ１４を通す穴３６が開
けられ、その穴３６に上部から貫通したネジ穴が設けら
れており、そのネジ穴に設けたネジ３２により測定プロ
ーブ１４が固定台１６ａに固定される。測定プローブ１
４と型プローブ１０との相対的な位置関係は、固定台１
６ａの穴に測定プローブ１４を通し、測定プローブ１４
に設けられた目盛により調整し、ネジ３２により固定す
る。その目盛と圧力との関係は、圧力センサにより前も
って測定しておく。
の関係を保って固定するために、固定台１６ａのＬ字に
立ち上がった部分に測定プローブ１４を通す穴３６が開
けられ、その穴３６に上部から貫通したネジ穴が設けら
れており、そのネジ穴に設けたネジ３２により測定プロ
ーブ１４が固定台１６ａに固定される。測定プローブ１
４と型プローブ１０との相対的な位置関係は、固定台１
６ａの穴に測定プローブ１４を通し、測定プローブ１４
に設けられた目盛により調整し、ネジ３２により固定す
る。その目盛と圧力との関係は、圧力センサにより前も
って測定しておく。
【００２２】図８（Ａ）に被測定物中の物理量を測定す
る系を概略的に示す。測定プローブ１４ａとして２分岐
光ファイバ束を用いる。１つにまとめられた端部が被測
定物に接触し、２つに分岐した端部の一方が光源側、他
方が受光部側となっている。光源側の光ファイバ端に
は、光源部４０からの光が分光部４２を経由して単色光
となって入射し、受光部側の光ファイバ端は受光部４４
に接続され、受光部４４で検出された光は電気信号に変
換され、データ処理部４６で増幅される。制御・計算部
４８は各部の制御と、データ処理部４６からのデジタル
信号を演算処理して血中成分濃度など、注目の物理量を
算出する。出力部５０は制御・計算部４８による物理量
算出結果を出力するＣＲＴなどのディスブレーやプリン
タなどである。
る系を概略的に示す。測定プローブ１４ａとして２分岐
光ファイバ束を用いる。１つにまとめられた端部が被測
定物に接触し、２つに分岐した端部の一方が光源側、他
方が受光部側となっている。光源側の光ファイバ端に
は、光源部４０からの光が分光部４２を経由して単色光
となって入射し、受光部側の光ファイバ端は受光部４４
に接続され、受光部４４で検出された光は電気信号に変
換され、データ処理部４６で増幅される。制御・計算部
４８は各部の制御と、データ処理部４６からのデジタル
信号を演算処理して血中成分濃度など、注目の物理量を
算出する。出力部５０は制御・計算部４８による物理量
算出結果を出力するＣＲＴなどのディスブレーやプリン
タなどである。
【００２３】この測定系では、光源部４０からの光が分
光部４２で単色光となって測定プローブ１４ａの光源側
の光ファイバ端に入射し、合流した光ファイバ端から型
プローブ１０に固定された被測定物に照射される。その
光照射による被測定物からの出力光は、同じ測定プロー
ブ１４ａに入射し、受光部側の光ファイバ端から受光部
４４に入射して検出され、データ処理部４６で増幅さ
れ、制御・計算部４８で物理量が求められる。
光部４２で単色光となって測定プローブ１４ａの光源側
の光ファイバ端に入射し、合流した光ファイバ端から型
プローブ１０に固定された被測定物に照射される。その
光照射による被測定物からの出力光は、同じ測定プロー
ブ１４ａに入射し、受光部側の光ファイバ端から受光部
４４に入射して検出され、データ処理部４６で増幅さ
れ、制御・計算部４８で物理量が求められる。
【００２４】図８（Ｂ）は、被測定者によって型プロー
ブ１０を交換する必要があるところから、異なる被測定
者に対しては異なる型プローブ１０Ａ〜１０Ｚが用意さ
れている様子を示したものである。型プローブ１０は図
７に示したように、固定台１６ａのピンに嵌め込んで着
脱可能に固定できるようになっていることにより、容易
に交換することができる。
ブ１０を交換する必要があるところから、異なる被測定
者に対しては異なる型プローブ１０Ａ〜１０Ｚが用意さ
れている様子を示したものである。型プローブ１０は図
７に示したように、固定台１６ａのピンに嵌め込んで着
脱可能に固定できるようになっていることにより、容易
に交換することができる。
【００２５】図９は被測定物２である指を水平面内に配
置するようにした例である。型プローブ５２には被測定
物の手を固定する凹みが設けられており、水平方向から
測定プローブ１４を押し当てて指に当接させる穴があけ
られている。
置するようにした例である。型プローブ５２には被測定
物の手を固定する凹みが設けられており、水平方向から
測定プローブ１４を押し当てて指に当接させる穴があけ
られている。
【００２６】図１０は指を被測定物２とした場合の型プ
ローブと測定プローブの他のいくつかの実施例を示した
ものである。（Ａ）では、型プローブ５４は指２の先端
をはめこむリング状に形成されており、型プローブ５４
に対し相対位置が定められるように目盛の付された測定
プローブ１４が指２に当接できるようになっている。
ローブと測定プローブの他のいくつかの実施例を示した
ものである。（Ａ）では、型プローブ５４は指２の先端
をはめこむリング状に形成されており、型プローブ５４
に対し相対位置が定められるように目盛の付された測定
プローブ１４が指２に当接できるようになっている。
【００２７】（Ｂ）では、指を固定するために一対の型
プローブ５４ａと５４ｂが設けられ、指を２箇所で固定
できるようなっている。測定プローブ１４は型プローブ
５４ａと５４ｂの間で指と接触し、測定プローブ１４と
型プローブ５４ａの間の相対的な距離ｘが設定できるよ
うに測定プローブ１４には目盛が付されている。（Ｃ）
では、指２を固定するプローブ５６に穴があけられて、
測定プローブ１４がその穴に嵌め込まれるようになって
いる。
プローブ５４ａと５４ｂが設けられ、指を２箇所で固定
できるようなっている。測定プローブ１４は型プローブ
５４ａと５４ｂの間で指と接触し、測定プローブ１４と
型プローブ５４ａの間の相対的な距離ｘが設定できるよ
うに測定プローブ１４には目盛が付されている。（Ｃ）
では、指２を固定するプローブ５６に穴があけられて、
測定プローブ１４がその穴に嵌め込まれるようになって
いる。
【００２８】図１１は指を測定するため、型プローブ１
０としては図４に示されたものと同様のものを使用す
る。型プローブ１０を保持するとともに腕を保持する支
持台６０は、肘を下側にし手首を上側にして下腕部を斜
めに傾けた状態で支持できるように、傾斜をもって形成
されている。下腕部の長さに応じて肘の高さを調節する
ために、支持台６０の下部の肘の下にあたる部分には、
調節台６２が設けられている。
０としては図４に示されたものと同様のものを使用す
る。型プローブ１０を保持するとともに腕を保持する支
持台６０は、肘を下側にし手首を上側にして下腕部を斜
めに傾けた状態で支持できるように、傾斜をもって形成
されている。下腕部の長さに応じて肘の高さを調節する
ために、支持台６０の下部の肘の下にあたる部分には、
調節台６２が設けられている。
【００２９】腕を支持台６０に支持した状態で、腕を固
定するために、押さえ部材６４が取りつけられている。
押さえ部材６４により腕の血流に影響を与えないよう
に、押さえ部材６４は空気の入った柔らかい袋などによ
り形成されている。図１１の支持台を使用することによ
り、姿勢の変化により腕が垂直方向に変位するのを抑え
ることができ、より再現性のよい測定を行うことがでる
ようになる。
定するために、押さえ部材６４が取りつけられている。
押さえ部材６４により腕の血流に影響を与えないよう
に、押さえ部材６４は空気の入った柔らかい袋などによ
り形成されている。図１１の支持台を使用することによ
り、姿勢の変化により腕が垂直方向に変位するのを抑え
ることができ、より再現性のよい測定を行うことがでる
ようになる。
【００３０】
【発明の効果】本発明では、生体組織の被測定部位の周
囲を固定することによりその被測定部位を空間的に固定
し、測定プローブをその被測定部位に重力の影響を受け
にくい方向から一定圧力で当接させて物理量の測定を行
うようにしたので、重力方向の変化による測定方向での
圧力変化を抑えることができ、被測定対象である人の姿
勢がすこし変化しても、重力方向での被測定部位に対す
る測定プローブの圧力が変化するのを抑えることができ
る。そのため、接触圧力変化に起因する測定データのば
らつきを抑えることができ、再現性のよい測定データを
得ることができる。
囲を固定することによりその被測定部位を空間的に固定
し、測定プローブをその被測定部位に重力の影響を受け
にくい方向から一定圧力で当接させて物理量の測定を行
うようにしたので、重力方向の変化による測定方向での
圧力変化を抑えることができ、被測定対象である人の姿
勢がすこし変化しても、重力方向での被測定部位に対す
る測定プローブの圧力が変化するのを抑えることができ
る。そのため、接触圧力変化に起因する測定データのば
らつきを抑えることができ、再現性のよい測定データを
得ることができる。
【図１】光ファイバプローブを指に押し当てる圧力を変
えてその反射光の強度を測定したスペクトルであり、
（Ａ）は広い波数範囲のスペクトル、（Ｂ）はその６０
００ｃｍ-1付近の記号ｂで示された部分を拡大して示し
たスペクトルである。
えてその反射光の強度を測定したスペクトルであり、
（Ａ）は広い波数範囲のスペクトル、（Ｂ）はその６０
００ｃｍ-1付近の記号ｂで示された部分を拡大して示し
たスペクトルである。
【図２】グルコース水溶液の透過吸収スペクトルを示す
図である。
図である。
【図３】（Ａ）は測定プローブと被測定部位との接触圧
力を計算するモデルを示す図、（Ｂ）は接触圧力変化が
最も少ない状態での測定プローブと被測定部位の関係を
示す正面図である。
力を計算するモデルを示す図、（Ｂ）は接触圧力変化が
最も少ない状態での測定プローブと被測定部位の関係を
示す正面図である。
【図４】第１の実施例を表わす図であり、（Ａ）は型プ
ローブに被測定物の手を固定した状態を示す正面図、
（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面
図、（Ｄ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。
ローブに被測定物の手を固定した状態を示す正面図、
（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面
図、（Ｄ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図５】同実施例における型プローブと測定プローブを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】他の実施例における型プローブと測定プローブ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】型プローブに測定プローブを固定する手段の一
例を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図であ
る。
例を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図であ
る。
【図８】（Ａ）は被測定物中の物理量を測定する系を概
略的に示すブロック図、（Ｂ）は異なる型プローブが用
意されている様子を示す概略正面図である。
略的に示すブロック図、（Ｂ）は異なる型プローブが用
意されている様子を示す概略正面図である。
【図９】さらに他の実施例における型プローブと測定プ
ローブを示す断面図である。
ローブを示す断面図である。
【図１０】（Ａ）から（Ｃ）はそれぞれさらに他の実施
例における型プローブと測定プローブを示す断面図であ
る。
例における型プローブと測定プローブを示す断面図であ
る。
【図１１】さらに他の実施例における型プローブと支持
台を示す分解斜視図である。
台を示す分解斜視図である。
２ 被測定部位 １０，２０，２４，２４ａ，２４ｂ，２６ 型プロ
ーブ １２ 穴 １４，１４ａ 測定プローブ １６，１６ａ 固定台 １８ エアパック ２２ 圧力センサ ３０ 支持台 ３４ 押さえ部材
ーブ １２ 穴 １４，１４ａ 測定プローブ １６，１６ａ 固定台 １８ エアパック ２２ 圧力センサ ３０ 支持台 ３４ 押さえ部材
Claims (9)
- 【請求項１】 生体組織に物理量測定用の測定プローブ
を接触させて生体組織の物理量を測定する方法におい
て、 生体組織の被測定部位の周囲を固定することによりその
被測定部位を空間的に固定し、 前記測定プローブをその被測定部位に鉛直方向から外れ
た方向から一定圧力で当接させて前記物理量の測定を行
うことを特徴とする生体組織の測定方法。 - 【請求項２】 前記測定プローブをその被測定部位に当
接させる方向が水平方向である請求項１に記載の生体組
織の測定方法。 - 【請求項３】 生体組織の被測定部位を除いてその周辺
部を固定するために、その被測定部位の周辺部の形状に
対応した形状を有する型プローブと、 前記型プローブに移動可能に設置され、その型プローブ
に固定された生体組織の被測定部位に鉛直方向から外れ
た方向から当接した状態で前記型プローブに固定される
測定プローブと、 前記測定プローブを前記型プローブに対して固定する固
定手段とを備えたことを特徴とする生体組織測定装置。 - 【請求項４】 前記測定プローブを被測定部位に当接さ
せる方向が水平方向である請求項３に記載の生体組織測
定装置。 - 【請求項５】 前記固定手段は、前記型プローブに対す
る前記測定プローブの相対位置を定める手段を備えてい
る請求項３又は４に記載の生体組織測定装置。 - 【請求項６】 前記測定プローブは被測定部位と当接す
る先端部に一定圧力発生機構を備え、この一定圧力発生
機構に接続された圧力センサを備えている請求項３，４
又は５に記載の生体組織測定装置。 - 【請求項７】 前記測定プローブは、生体組織に光を照
射し、その光による生体組織からの出力光を受光して生
体組織の血中成分を非侵襲的に測定するための光学測定
用のプローブである請求項３から６のいずれかに記載の
生体組織測定装置。 - 【請求項８】 前記型プローブは生体組織の被測定対象
物それぞれの形状に応じてそれぞれ用意されている請求
項３から７のいずれかに記載の生体組織測定装置。 - 【請求項９】 前記型プローブは人の手の指を固定する
ものであり、 腕の肘から手首までの下腕部を肘を下側にし、手首を上
側にして斜め方向に支持する支持台をさらに備えている
請求項３から８のいずれかに記載の生体組織測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07148898A JP4214324B2 (ja) | 1997-08-20 | 1998-03-04 | 生体組織の測定装置 |
| US09/132,259 US6026313A (en) | 1997-08-20 | 1998-08-11 | Method of and apparatus for measuring vital tissue |
| DE69840619T DE69840619D1 (de) | 1997-08-20 | 1998-08-13 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von lebendem Gewebe |
| EP19980115290 EP0898934B1 (en) | 1997-08-20 | 1998-08-13 | Method and apparatus for measuring vital tissue |
| CN98117348A CN1208990A (zh) | 1997-08-20 | 1998-08-19 | 测量活体组织的方法和器械 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24049797 | 1997-08-20 | ||
| JP9-240497 | 1997-08-20 | ||
| JP07148898A JP4214324B2 (ja) | 1997-08-20 | 1998-03-04 | 生体組織の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123196A true JPH11123196A (ja) | 1999-05-11 |
| JP4214324B2 JP4214324B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=26412589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07148898A Expired - Fee Related JP4214324B2 (ja) | 1997-08-20 | 1998-03-04 | 生体組織の測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6026313A (ja) |
| EP (1) | EP0898934B1 (ja) |
| JP (1) | JP4214324B2 (ja) |
| CN (1) | CN1208990A (ja) |
| DE (1) | DE69840619D1 (ja) |
Cited By (4)
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| WO2003063704A1 (fr) * | 2002-01-25 | 2003-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede de mesure optique d'informations biologiques et instrument optique de mesure d'informations biologiques |
| US7092556B2 (en) | 2001-08-09 | 2006-08-15 | Nec Infrontia Corporation | Data reader for reading biological data from constrained human body region |
| KR20180135630A (ko) * | 2017-06-13 | 2018-12-21 | 한국생산기술연구원 | 당뇨발 진단 인덴터 및 당뇨발 진단 방법 |
| JP2019170963A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 国立研究開発法人国立国際医療研究センター | 皮膚血流測定装置 |
Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
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| US6839584B2 (en) | 2000-05-02 | 2005-01-04 | Instrumentation Metrics, Inc. | Method and apparatus for minimizing spectral interference due to within and between sample variations during in-situ spectral sampling of tissue |
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