WO2012033139A1

WO2012033139A1 - 測定装置、測定システム、測定方法、制御プログラム、および、記録媒体

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Publication number: WO2012033139A1
Application number: PCT/JP2011/070402
Authority: WO
Inventors: 幹宏山中; 恵美肱黒; 原　圭太
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-03-15
Also published as: JP2012058104A; JP5384453B2; US9404868B2; US20130168573A1

Abstract

　本発明の測定装置（９）は、励起光を照射する励起光源（４）と、励起光が測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する検出器（８）とを備える走査機構から、蛍光の測定データを取得する検出器制御部（３１）と、走査機構と測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、測定データが得られた際の励起光が照射された位置情報を取得する位置情報取得部（３２）と、上記測定データと、上記位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理部（３３）と備えていることを特徴としている。

Description

測定装置、測定システム、測定方法、制御プログラム、および、記録媒体

　本発明は、生体に対して励起光を照射することにより発生した蛍光の強度を測定する測定装置、測定システム、測定方法に関する。

　近年、食生活の欧米化に伴い、生活習慣病患者が増加し、医学的、社会的問題が深刻となっている。現在、日本における糖尿病患者は８００万人、その予備軍を含めると２０００万人にのぼるとも言われている。糖尿病の三大合併症は、「網膜症、腎症、神経障害」であり、さらに糖尿病は動脈硬化症の要因ともなり、心臓疾患や脳疾患までもが懸念される。

　糖尿病は、食習慣や生活習慣の乱れ、肥満による脂肪細胞からの分泌物の影響、酸化ストレスから、すい臓の機能が低下し、血糖値をコントロールするインシュリンが不足したり、効能が低下したりすることで発症する。糖尿病にかかると排尿の回数や量が多い、のどがかわくなどの症状が現れるが、これだけであれば病気だという自覚症状が無く、病院などでの検査により発覚することが殆どである。このことが、「サイレント」な糖尿病患者が多い由縁である。

　病院などで合併症による異常な症状が表れてからでは、すでに病状が進行していることが多く、完治することは難しい。特に合併症は治療が困難なものが多く、他の生活習慣病と同様に予防が重要視されている。予防を行うためには早期発見と治療効果判定が不可欠であり、それを目的とした糖尿病の検査が多数存在している。

　血中に異常な量の糖質や脂質が存在する環境下で、酸化ストレスが加わると、タンパク質と糖質または脂質とが反応を起こし、ＡＧＥｓ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓ；後期糖化反応生成物）が生成される。ＡＧＥｓはタンパク質の非酵素的糖付加反応（メイラード反応）により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、蛍光を発する物質であって、近くに存在する蛋白と結合して架橋を形成する性質を有している。

　このＡＧＥｓは、血管壁に沈着、侵入したり、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用してたんぱく質の一種であるサイトカインを放出させ、炎症を引き起こしたりして、動脈硬化を発症させると言われている。

　糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、ＡＧＥｓも増加するので、ＡＧＥｓをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。このようにＡＧＥｓをモニタリングすることで、真性糖尿病をスクリーニングする手法として、例えば特許文献１に記載の方法が報告されている。

　この方法では、前腕の皮膚に励起光を照射し、皮膚コラーゲンに結合したＡＧＥｓからの蛍光スペクトルを測定し、測定した蛍光スペクトルと予め決定されたモデルとを比較することでＡＧＥｓをモニタリングしている。これにより、侵襲することなくＡＧＥｓのデータを取得している。

日本国公開特許公報「特表２００７－５１０１５９号公報（２００７年４月１９日公表）」日本国公開特許公報「特願２０１０－０８８０７０（２０１０年４月６日出願）」

　ところが、特許文献１に記載の構成では、複数回にわたって測定を繰り返した場合、同一の被験者が同様の部位で測定しても、測定値がばらつき、信頼性の高い測定結果が得られないという問題が生じる。この問題は、励起光が照射される位置が測定機会ごとに異なっているためであることを本発明の発明者が見出した。

　なお、上記問題は、ＡＧＥｓの測定においてのみ生じるものではなく、コラーゲン、エラスチンなど、被検体に内在するあらゆる蛍光物質を、非侵襲、非破壊で測定する場合に、同様に生じるものである。

　本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきをなくし、精度のよい蛍光物質の測定を実現する測定装置、測定システム、測定方法、制御プログラム、および、記録媒体を提供することにある。

　本発明に係る測定装置は、上記課題を解決するために、測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得手段と、上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、上記測定データ取得手段によって取得された測定データと、上記位置情報取得手段によって取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理手段と備えていることを特徴としている。

　上記構成によれば、測定対象部と、走査機構（励起光照射部と受光部）との位置関係は、駆動機構によって、制御、把握される。したがって、走査機構が測定を実施して測定データを得ると、そのときの走査機構と測定対象部との相対位置に基づいて、駆動機構は、上記測定対象部において検出対象となった領域（照射位置）を特定することが可能である。

　測定装置の測定データ取得手段が、上記測定データを上記走査機構から取得する。一方、位置情報取得手段は、当該測定データが得られたときの照射位置についての情報を、位置情報として上記駆動機構から取得する。

　最後に、蛍光特性管理手段は、測定データと位置情報とを含んだ蛍光特性データを生成する。すなわち、上記測定データと上記位置情報とが紐付けられて蛍光特性データとして管理される。

　上記蛍光特性データによれば、位置情報と測定データとが紐付けられている。このため、このような蛍光特性データを見れば、ユーザは、測定対象部のどの位置における蛍光であるのかを把握することができる。駆動機構が走査機構と測定対象部との相対位置を変更して、測定データが得られた場合でも、その測定データが測定対象部のどの位置における蛍光のデータであるのかが常に明確になっている。

　従来、励起光を出射するファイバーやプローブの先端を測定対象部に当てることによって蛍光を取得していた。そのため、照射位置は、常に、測定対象部上のいずれかの「点」として特定され、「点」に対して１回の測定が行われるのみであった。

　しかし、本願発明の上記構成によれば、走査機構と測定対象部との相対位置を駆動機構によって把握させながら、移動させて測定（走査）させることができる。このため、１回の走査で、多点測定、すなわち、「面」に対する測定を実施することが可能となる。

　さらに、測定データは、上記相対位置に基づいて、位置情報と紐付けて、蛍光特性データとして管理される。このため、測定対象部の「面」全体における測定結果を一度に即時に出力することができる。「面」全体における測定結果は、「点」における測定結果と比較して、豊富な情報を提供することが可能である。例えば、測定対象部の面において、どの領域のどの波長の蛍光強度が強いかを示すマッピング像を即時に可視化することは、「面」に対する測定でなければ実現できない。

　また、従来のように、ファイバーやプローブを用いた「点」に対する測定では、照射位置を、測定対象部のどの「点」にするのかを特定する必要があった。このため、測定機会ごとに照射位置がずれ、測定値がばらつくという問題があった。また、ファイバーやプローブを測定対象部に当てる角度も測定値に影響を与えることがあり、全く同一の条件で、「点」による測定を繰り返し行うことは非常に困難であった。

　しかしながら、本願発明の上記の構成によれば、測定対象部の「面」を走査の対象として一度に測定を行う。そのため、照射位置を点で特定する必要がなくなり、したがって、測定の機会ごとに測定値がばらつくという問題が解消される。また、多点測定を即時に容易に実現することが可能となる。

　本発明の測定方法は、上記課題を解決するために、測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得ステップと、上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得ステップと、上記測定データ取得ステップにて取得された測定データと、上記位置情報取得ステップにて取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理ステップとを含むことを特徴としている。

　本発明に係る測定装置は、測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得手段と、上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、上記測定データ取得手段によって取得された測定データと、上記位置情報取得手段によって取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理手段と備えていることを特徴としている。

　本発明の測定方法は、測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得ステップと、上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得ステップと、上記測定データ取得ステップにて取得された測定データと、上記位置情報取得ステップにて取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理ステップとを含むことを特徴としている。

　それゆえ、位置情報に基づいた測定データ（蛍光特性など）を可視化することが可能となる。そして、照射位置、照射角度などのばらつきをなくし、蛍光物質の測定結果を２次元の情報としてより精度良く得ることができるという効果を奏する。

　一例として、具体的な効果を挙げれば、撮像装置を利用することなく、血管でのＡＧＥｓ分布状態を確認できるようになるという効果がある。

本発明の一実施形態における測定装置の要部構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態における測定システムの概要を示す図である。本発明の実施形態における走査機構の内部構成の概略を示す透視斜視図である。走査機構の内部構成の概略を示す透視側面図である。走査機構を窓部側から見たときの走査機構を示す平面図である。窓部の一部における番地（Ｘ座標）および走査位置（Ｙ座標）を拡大して示す図である。本発明の一実施形態における、測定装置の蛍光特性データ記憶部に記憶される蛍光特性データのデータ構造を示す図である。ＡＧＥｓを励起光波長３６５ｎｍで照射したときの、ＡＧＥｓの蛍光スペクトルを示す図である。本発明の一実施形態における測定装置の蛍光特性解析部および画像生成部によって生成された可視化画像の一例を示す図である。本発明の一実施形態における測定装置の蛍光特性解析部および画像生成部によって生成された可視化画像の一例を示す図である。本発明の一実施形態における測定システムの各装置が実施する蛍光物質の測定処理の流れを示すフローチャートである。ＡＧＥｓ物質のフラグが付与された走査位置について、蛍光スペクトルが強調表示された可視化画像の具体例を示す図である。本発明の他の実施形態における測定装置の蛍光特性データ記憶部に記憶される蛍光特性データのデータ構造を示す図である。上記蛍光特性データ記憶部に記憶される蛍光特性データの具体例を示す図である。本発明の他の実施形態における測定装置の蛍光特性解析部および画像生成部が生成した可視化画像の具体例を示す図である。本発明の他の実施形態における測定システムの各装置が実施する蛍光物質の測定処理の流れを示すフローチャートである。さまざまな蛍光物質を励起光波長３６５ｎｍで照射したときの、各蛍光物質の蛍光スペクトルを示す図である。本発明の他の実施形態における測定システムの各装置が実施する血管壁およびＡＧＥｓを可視化するための測定処理の流れを示すフローチャートである。血管可視化画像にＡＧＥｓ可視化画像を重畳させて生成された重畳画像の一例を示す図である。紫外光ＬＥＤを測定対象部（掌および手首）に照射することによって得られた測定対象部の外形の可視化画像を示す図である。

　≪実施形態１≫
　本発明の実施形態について、図１～図１２に基づいて説明すると以下の通りである。

　以下で説明する実施形態では、一例として、本発明の測定システムは、ヒトを被検体として、測定対象部から目的の蛍光物質を測定する。上記測定対象部は、ここでは、一例としてヒトの前腕であり、上記蛍光物質は、ここでは、例えばＡＧＥｓなどである。しかし、本発明の測定システムは、このような用途に限定されず、あらゆる物体、生体を被検体として、これのあらゆる測定部位に内在する蛍光物質を測定するために用いられる。

　〔測定システムの概要〕
　図２は、本発明の実施形態における測定システム１００の概要を示す図である。図２に示すとおり、測定システム１００は、検出装置１０と、測定装置９とを備える構成になっている。検出装置１０は、蛍光物質を被検体から検出するための装置である。測定装置９は、検出装置１０の各部を制御し、得られた検出結果に基づいて蛍光物質の判定、測定等を行うための装置である。

　図２に示すとおり、検出装置１０は、走査機構１、駆動機構２、および、これらを収容する筐体３を備える構成となっている。

　筐体３は、内部に走査機構１および駆動機構２を収容するとともに、上面にて、被検体の測定対象部を静置するための場所を提供する。図２に示すとおり、筐体３は、窓部３ａおよび遮光部３ｂで構成される。窓部３ａは、石英で出来ており、紫外線での吸収がないことが確認されていることが好ましい。すなわち、筐体３の内部から照射された紫外光の波長を持つ励起光は、窓部３ａを透過して、窓部３ａに静置される測定対象部に到達する。また、測定対象部から放射される蛍光も筐体３の内部、さらには、走査機構１の内部に到達する。遮光部３ｂは、筐体３外部から蛍光導入部５に到達する環境光を遮断し、励起光が照射されることにより発生する蛍光を、走査機構１の内部において効率良く得るための遮光部として機能する。遮光部３ｂの材質としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、遮光性ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等といったプラスチック製のものでもよい。あるいは、遮光部３ｂの材質は、これらの樹脂類の代わりに、容器内側にアルミ箔をつけた紙類、金属類、木類等どんなものでも構わない。だたし、可搬性、経済性、耐久性を鑑みると遮光性プラスチックが有利である。

　走査機構１は、被検体の腕、手首、耳朶、指尖、掌、頬等の各測定対象部に対して励起光を照射し、それによって発生した蛍光を検出するものである。走査機構１は、励起光を測定部位に対して照射する励起光源４と、測定部位から放射された蛍光を走査機構１の内部に導くための蛍光導入部５とを備えている。図２に示すとおり、励起光源４から照射された励起光（実線矢印）は、筐体３上面の窓部３ａにて、測定部位に到達する。上記測定部位（腕）は、実際には筐体３上面に密着している。そして、これにより測定部位から放射された蛍光（破線矢印）を窓部３ａから蛍光導入部５が受光する。

　走査機構１は、駆動機構２の駆動によって、測定対象部との間の相対位置を変更することが可能である。走査機構１は、測定対象部との相対位置を変えながら、逐一測定対象部に励起光を照射して、その相対位置において測定対象部に励起光が照射された位置の蛍光を検出する。よって、測定対象部の照射位置は、走査機構１と測定対象部との相対位置が変更されることに伴って逐一移動する。結果として、走査機構１は、測定対象部における照射位置を特定の１点ではなく面として捉え、面（図２に示す例では、窓部３ａの面）を走査して蛍光の光特性を得ることができる。つまり、測定対象部における特定の照射位置を考慮することが不要となり、測定のたびに照射位置がばらつくことがなくなる。

　より具体的には、本実施形態では、図２に示すとおり、走査機構１の励起光源４は、窓部３ａのＸ軸方向における幅と略同等の幅の一定領域（例えば、窓部３ａに破線で示された帯の領域）を、照射位置としてカバーする（照射する）ように配置されている。また、蛍光導入部５は、Ｘ軸方向において、上記窓部３ａのＸ軸方向における幅と略同等の幅を有し、上記帯の領域から放射される蛍光を、ほぼ余すことなく受光するように配置されている。

　よって、本実施形態では、走査機構１は、窓部３ａのＹ軸方向に駆動するだけで、窓部３ａの全面を走査する（励起光を照射して、放射された蛍光を受光する）ことが可能となっている。以下では、一度の走査でカバーされる、窓部３ａにおけるＸ軸上に延びる照射位置、つまり、例えば窓部３ａに図示される破線が示す帯状の領域を走査線と称する。この走査線は、窓部３ａにおけるＹ座標で特定可能である。

　走査機構１は、内部に検出器８（詳細は後述する）を備えており、受光した蛍光を分析して測定データを作成することができる。走査機構１は、測定装置９と有線または無線にて通信可能に接続されている。したがって、走査機構１は、窓部３ａを走査線ごとに走査して、受光した蛍光についての各測定データを測定装置９に供給する。

　駆動機構２は、走査機構１を駆動して、走査機構１と測定部位との相対位置を制御するものである。本実施形態では、駆動機構２は、窓部３ａにおけるＹ軸方向の任意の位置に走査機構１を移動させて、窓部３ａ面上の任意の走査線を走査させる。

　駆動機構２は、より詳細には、電動ステージ２ａとステージコントローラ２ｂとを含む。電動ステージ２ａは、レーン（溝）上を移動可能な不図示の板部を備えており、この板部に走査機構１が搭載され、物理的に接続されている。また、この板部は、ステージコントローラ２ｂと電気的に接続されている。よって、ステージコントローラ２ｂの制御にしたがって、板部がレーンを移動することにより、走査機構１をＹ軸方向における任意の位置に移動させることができる。

　ステージコントローラ２ｂは、電動ステージ２ａを制御して、走査機構１のＹ軸方向における位置を調節するものである。ステージコントローラ２ｂは、測定装置９と通信可能に有線または無線にて接続されている。ステージコントローラ２ｂは、測定装置９で制御することも可能であるが、簡易には、ステージコントローラ２ｂが直接、電動ステージ２ａを制御してもよい。

　ステージコントローラ２ｂは、走査機構１の位置に関連付けて、当該位置にあるときの走査機構１がカバーする窓部３ａ上の走査線のＹ座標（走査位置Ｙ_ｉ）を保持しており、これを測定装置９に供給する。これにより、測定装置９は、走査機構１がとある位置にあるときに蛍光導入部５が受光した蛍光の測定データを、走査位置Ｙ_ｉに対応付けて管理することが可能となる。

　例えば、ステージコントローラ２ｂは、１走査線あたり１～２５．５ミリ秒（１走査線あたりの走査機構１の蛍光情報処理時間に相当）で駆動する。

　〔走査機構の構成〕
　図３は、本発明の実施形態における走査機構１の内部構成の概略を示す透視斜視図である。なお、図３では、内部の構造を見易くするために、走査機構１の筐体を破線で示し、走査機構１の内部に収容される構成部材も実線で示す。図４は、走査機構１の内部構成の概略を示す透視側面図である。図３および図４に示すとおり、走査機構１は、外部に、励起光源４および蛍光導入部５を備え、内部に、導光部６、レンズ７および検出器８を備えている。図３および図４に示す実線矢印は、励起光源４から出射される励起光の進入経路を示し、破線矢印は、蛍光が検出器８に受光されるまでの蛍光の進入経路を示している。

　励起光源４は、窓部３ａに静置された被検体の測定部位を照射する励起光を出射する発光装置である。本実施形態では、この励起光は、ＡＧＥｓ由来の蛍光を検出するためのものであり、ＡＧＥｓを測定するために適した波長範囲を有している。

　図５は、走査機構１を窓部３ａ側から見たときの、走査機構１を示す平面図である。本実施形態では、一例として、図３および図５に示すとおり、励起光源４は、２３０～３６５ｎｍの波長を有する紫外光ＬＥＤ４ａと、４０５ｎｍの波長を有する可視光ＬＥＤ４ｂとで実現される。図５に示すとおり、走査機構１の上面に、紫外光ＬＥＤ４ａ（３６５ｎｍ）と、可視光ＬＥＤ４ｂ（４０５ｎｍ）とを、交互に千鳥構造で配置する。励起光源４は、測定装置９の制御にしたがって、紫外光ＬＥＤ４ａと可視光ＬＥＤ４ｂの駆動を切り替える。なお、各ＬＥＤの径は、例えば、４．８５ｍｍ程度のものを使用することができるが、ＬＥＤの径は上記に限定されない。

　これらの波長の励起光を測定対象部の特定部位（例えば、血管など）に照射することにより、照射位置の血管壁蓄積物から蛍光が得られる。さらに、２種類の光源を使い分けることによって、測定装置９は、血管壁に蓄積する蛍光物質の由来をさらに詳細に特定することが可能である。測定装置９は、２種類の励起光照射によって得られた測定データを分析する。そして、測定装置９は、３６５ｎｍで励起され、４０５ｎｍで励起されない箇所は特にＮＡＤＨによる蛍光が励起されたものとして認識し、ＡＧＥｓの蓄積箇所ではないと判断する。こうした測定装置９の分析処理については後に詳述する。

　蛍光導入部５は、窓部３ａを介して測定対象部から放射された蛍光を、走査機構１の内部を導くためのものである。蛍光導入部５は、単なる開口部であってもよいが、波長分解能を向上させるためにスリットが設けられていてもよい。例えば、蛍光導入部５に、３５～５００μｍ幅のスリットを、Ｘ軸に対して垂直に、無数に設けることが考えられる。このスリットによって、走査機構１内部に入射する蛍光を、検出器８のフォトセルに対応させて効率的に導くことができ、結果として検出器８の波長分解能を向上させることが可能となる。

　より具体的には、検出器８のフォトセルが５４００／ｌｉｎｅ（ＲＧＢ各色２列ずつ）あって、蛍光導入部５の長手方向の幅が２００ｍｍである場合、蛍光導入部５には、約３５μｍ幅のスリットが設けられることが好ましい。スリットの幅は、これに限定されず、検出器８の仕様やノイズ（信号の濃淡）の発生状況に応じて適宜定めることができるものである。検出器８のすべてのフォトセルに対して、１：１の間隔でスリットが設けられてもよい。あるいは、スリットの代わりに、蛍光導入部５にピンホール（φ１０～５００μｍ）が設けられてもよい。

　導光部６は、蛍光導入部５を介して走査機構１に入射した蛍光を、効率的に検出器８に導くためのものであり、鏡で実現される。導光部６の配置は、図３、図４に示す配置に限定されず、蛍光導入部５に入射する蛍光の方向、検出器８との位置関係によって適宜設計される。本実施形態では、図３および図４に示すように導光部６を３枚配置し、検出器８の受光面に対して蛍光が垂直に導かれるように工夫されている。

　レンズ７は、検出器８に受光される蛍光を、より精度良く検出器８に導くための集光レンズである。

　検出器８は、励起光が照射されることによって測定部位から発生した蛍光を、上述の構成を通して受光し、蛍光を分析して、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定するものである。すなわち、検出器８は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定する。検出器８は、分光器などで実現される。検出器８の仕様としては、目的とする波長帯の光を検出できるものなら特に制限はない。検出器８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）などの撮像素子によって蛍光を検出して、得られた蛍光信号を分析する。

　蛍光導入部５を介して検出器８に導かれた蛍光は、窓部３ａのＸ軸座標と対応付けられた番地ごとに区分される。例えば、検出器８において、ＣＣＤの画素の番地ごとに蛍光強度が数値化される。つまり、窓部３ａのＹ座標で特定される１本の走査線に対応する蛍光を、さらに、Ｘ座標で特定することが可能となる。

　検出器８は、分析した結果を電気信号に変換したものである測定データを、通信ケーブルを介してあるいは無線通信手段を介して測定装置９に送信する。検出器８は、走査位置ごと（あるいは、なおかつ番地ごと）に順次電気信号（測定データ）を測定装置９に送信する。検出器８によって走査位置ごとに順次送信される信号は、時系列のタイミングチャートの信号で実現されてもよい。

　図２に示すとおり、本実施形態では、通信ケーブルを介して、測定装置９が、検出器８を制御することが可能である。測定装置９の制御にしたがって、検出器８は、特定の走査位置（Ｙ座標）上のすべての蛍光特性を平均化した蛍光スペクトルを測定データとして生成したり、走査位置（Ｙ座標）かつ番地（Ｘ座標）ごとの蛍光スペクトルを測定データとして生成したりする。あるいは、測定装置９の制御にしたがって、検出の積算時間設定やデータ取り込み等を実行する。

　図６は、窓部３ａの一部における番地（Ｘ座標）および走査位置（Ｙ座標）を拡大して示す図である。なお、図６に示す座標情報は、論理的なものであって、窓部３ａを物理的に区分するものではない。

　検出器８は、本実施形態１では、図６に示す走査位置（Ｙ座標）ごとに得られた測定データを測定装置９に供給する。検出器８が出力した測定データは、測定装置９において、駆動機構２が出力する走査位置と紐付けられる。

　検出器８において、蛍光の光特性を示す蛍光信号が、ＣＣＤなどで電気信号として可視化され、測定データとして測定装置９に供給される。そして、測定装置９において、この測定データは、窓部３ａにおける位置情報（ここでは、走査位置）と紐付けられる。このため、測定装置９は、この測定データを分析して位置情報に基づいて画像処理することにより、被検体の測定対象部（腕）における血管の位置と、ＡＧＥｓの蓄積状態を確認することが可能な測定結果とをユーザに提示することが可能となる。

　なお、走査機構１のサイズや仕様は特に限定されるものではないが、例えば、１００ｍｍ幅を６００ｄｐｉの分解能での読み取り可能とするフラットスキャナヘッドを用いることが可能である。

　以下では、本実施形態１において、検出器８から送信された測定データを用いて、目的の蛍光物質の測定および可視化を行う測定装置９の構成および動作について詳細に説明する。

　なお、検出器８は、他の実施形態では、図６に示す走査位置（Ｙ座標）かつ番地（Ｘ座標）ごとに得られた測定データを測定装置９に供給する。この場合、検出器８は、ある走査位置の番地ごとの測定データを番地（Ｘ座標）と関連付けて測定装置９に供給する。これにより、検出器８が出力した各測定データは、走査位置、かつ、番地に関連付けられて測定装置９において管理される。検出器８が、走査位置（Ｙ座標）かつ番地（Ｘ座標）ごとに測定データを出力する場合の各装置の動作は、実施形態２にて後に詳述する。

　〔測定装置の構成〕
　図１は、本発明の実施形態における測定装置９の要部構成を示すブロック図である。

　図１に示すとおり、本実施形態における測定装置９は、制御部２０、記憶部２１、通信部２２、操作部２３および表示部２４を備える構成となっている。

　通信部２２は、通信網を介して外部の装置と通信を行うものである。通信部２２は、例えば、通信ケーブルを介して、検出装置１０の各部、すなわち、走査機構１の励起光源４および検出器８、ならびに、ステージコントローラ２ｂとデータの送受信を行う。通信部２２は、上述の各部へ制御信号を送信したり、各部から測定データおよび実施された測定の条件（励起光波長や走査位置など）を受信したりする。なお、通信部２２は、無線通信機能を備えていてもよい。この場合、検出装置１０の各部とは通信ケーブルを用いずにデータの送受信ができるので、測定システム１００の設計の自由度が向上するというメリットがある。

　操作部２３は、ユーザが測定装置９に指示信号を入力するためのものである。操作部２３は、キーボード、マウス、ボタン（十字キー、決定キー、文字入力キーなど）、タッチパネル、タッチセンサ、タッチペン、もしくは、音声入力部と音声認識部などの適宜の入力装置で構成される。

　表示部２４は、測定装置９が管理する蛍光物質の測定結果を表示したり、ユーザが測定装置９を操作するための操作画面をＧＵＩ（Graphical User Interface）画面として表示したりするものである。表示部２４は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの表示装置で構成される。

　なお、測定装置９は、図示しない一時記憶部を備えている。一時記憶部は、測定装置９が実行する各種処理の過程で、演算に使用するデータおよび演算結果等を一時的に記憶するいわゆるワーキングメモリであり、ＲＡＭなどで構成される。

　記憶部２１は、（１）制御部２０が実行する制御プログラム、（２）制御部２０が実行するＯＳプログラム、（３）制御部２０が、測定装置９が有する各種機能を実行するためのアプリケーションプログラム、および、（４）制御部２０が該アプリケーションプログラムを実行するときに読み出す各種データを記憶するものである。特に、記憶部２１は、測定装置９が実行する蛍光物質の測定処理を実行する際に読み出す各種プログラム、データを記憶する。さらに具体的には、記憶部２１には、蛍光特性データ記憶部４０が含まれる。

　制御部２０は、測定装置９が備える各部を統括制御するものであり、機能ブロックとして、光源制御部３０、検出器制御部３１、位置情報取得部３２、蛍光特性管理部３３、蛍光特性解析部３４、および、画像生成部３５を備えている。

　上述した制御部２０の各機能ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit）が、ＲＯＭ（read only memory）、ＮＶＲＡＭ（non-Volatile random access memory）等で実現された記憶装置（記憶部２１）に記憶されているプログラムを不図示の一時記憶部（ＲＡＭ；random access memory）等に読み出して実行することで実現できる。

　制御部２０の光源制御部３０は、走査機構１の励起光源４を制御するものである。本実施形態では、励起光源４としては、紫外光ＬＥＤ４ａおよび可視光ＬＥＤ４ｂの２種類の光源が走査機構１に配置されている。そこで、光源制御部３０は、適切なタイミングで、この２種類のＬＥＤの点灯と消灯とを制御する。例えば、蛍光物質「ＡＧＥｓ」を測定することを目的とした測定がユーザから指示された場合には、ＡＧＥｓの検出位置をより正確に可視化するために、両方のＬＥＤでそれぞれ照射した測定データが必要になる。そこで、測定目的が「ＡＧＥｓ」と指定された場合には、光源制御部３０は、紫外光ＬＥＤ４ａおよび可視光ＬＥＤ４ｂをそれぞれ任意の順で点灯させる。あるいは、適切なタイミングで点灯させるＬＥＤを切り替える。

　検出器制御部３１は、検出器８を制御するものであり、必要な測定データを検出器８から取得するものである。例えば、検出器制御部３１は、ＣＰＵが、記憶部２１に検出器制御ソフトとして記憶されているＶｉｓｕａｌＳｐｅｃｔｒａ２．１Ｓｒを読み出して実行することで実現される。

　位置情報取得部３２は、駆動機構２、特に、ステージコントローラ２ｂを制御するものであり、走査機構１によって走査が行われたときの位置情報をステージコントローラ２ｂから取得する。これにより、検出器８が出力する測定データと、位置情報とを紐付けることが可能となる。なお、本実施形態では、走査機構１はＹ座標で特定される走査線ごとに走査を実施するので、位置情報取得部３２は、走査位置Ｙをステージコントローラ２ｂから取得する。

　蛍光特性管理部３３は、検出装置１０の各部で実施された測定結果から蛍光特性データを生成するものである。そして、蛍光特性管理部３３は、生成した蛍光特性データを、蛍光特性データ記憶部４０にて記憶して管理する。より具体的には、蛍光特性管理部３３は、検出器８から検出器制御部３１を介して取得した測定データ（蛍光スペクトル）と、この測定データが得られた際の測定対象部の照射位置、すなわち、窓部３ａの位置情報（本実施形態では、走査位置Ｙ）とを関連付ける。そして、測定データと位置情報とを関連付けた情報を蛍光特性データとして、蛍光特性データ記憶部４０に格納する。

　図７は、本実施形態の蛍光特性データ記憶部４０に記憶される蛍光特性データのデータ構造を示す図である。

　図７に示すとおり、本実施形態における蛍光特性データは、少なくとも、測定データ（蛍光スペクトル）と位置情報（走査位置Ｙ）とを関連付けたデータ構造を有する。そして、さらに、測定条件（励起光波長）が関連付けられていてもよい。本実施形態では、同じ走査位置に対して、２種類の励起光源４によって、２回測定が行われることがある。そのため、蛍光特性管理部３３は、上記測定データが得られたときの測定条件（励起光波長）を光源制御部３０から取得する。そして、上記測定データと、上記位置情報と、さらに上記励起光波長とを関連付けて、蛍光特性データとして蛍光特性データ記憶部４０に格納する。

　走査位置Ｙは、励起光が照射された走査位置を、図６に示すとおり、窓部３ａの論理的なＹ座標値で特定するものである。

　蛍光スペクトルは、検出器８から取得される測定データに含まれる情報である。蛍光スペクトルは、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを示すものである。蛍光スペクトルは、例えば、図８に示すとおり、横軸が蛍光波長、縦軸が蛍光強度を示す２次元のグラフにて可視化することが可能である。なお、蛍光特性管理部３３は、この蛍光スペクトルからさらに特徴量を抽出して、抽出した特徴量を、蛍光スペクトルそのものの代わりに、あるいは、蛍光スペクトルに加えて、位置情報に関連付けて格納してもよい。特徴量としては、特定蛍光波長における蛍光強度、ピーク蛍光強度、ピーク強度における蛍光波長、半値幅、蛍光強度平均値などが挙げられる。

　蛍光特性解析部３４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶された位置情報ごとの蛍光特性データを集約し、解析して、測定結果を可視化するためのマップ情報を生成するものである。具体的には、蛍光特性データの測定データあるいは測定データから抽出される特徴量を、位置情報に合わせて、２次元や３次元のマップにプロットする。位置ごとに測定データがプロットされたマップ情報は、蛍光特性解析部３４から画像生成部３５に供給される。

　画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４によって生成されたマップ情報（測定データが位置情報ごとにプロットされたもの）に基づいて、表示部に表示するための可視化画像を生成するものである。例えば、画像生成部３５は、マップ情報に基づいて、３次元のグラフの生成し、そこに、プロットされた値、点、線などを付加する。画像生成部３５は、グラフの色分けや必要な情報の付加も行う。

　図９および図１０は、蛍光特性解析部３４および画像生成部３５によって生成された測定結果の可視化画像の一例を示す図である。

　本実施形態では、一例として、可視化画像は、蛍光波長をＸ軸に、蛍光強度をＺ軸に、走査位置をＹ軸にとった３次元のグラフに、走査位置ごとの蛍光スペクトルをプロットしたものを示している。図９に示す３次元グラフは、紫外光ＬＥＤ４ａを用いて、３６５ｎｍの励起光を照射したときの、蛍光スペクトルの集合を示している。図１０に示す３次元グラフは、可視光ＬＥＤ４ｂを用いて、４０５ｎｍの励起光を照射したときの、蛍光スペクトルの集合を示している。

　図９、図１０に示す例では、ある蛍光波長における蛍光強度が、ある走査位置において目立って高いことが分かる。検出位置に蛍光物質が存在することにより、蛍光物質がない位置よりも蛍光強度が高まることが確認されている。そのため、この３次元グラフを見れば、上記走査位置において、蛍光物質がより多く存在しているということを認識することができる。

　このように可視化画像が表示部２４に表示されることにより、ユーザは、どの走査位置において、蛍光物質が多く検出されるかを知ることができ、その走査位置に的を絞ってさらに詳細な測定を行ったり、経過観察を実施したりすることができる。

　〔測定フロー〕
　図１１は、本実施形態における測定システム１００の各装置が実施する蛍光物質の測定処理の流れを示すフローチャートである。

　図１１に示すとおり、測定装置９は、まず、操作部２３を介して、測定条件、測定目的、被検体情報、測定部位情報など、事前にユーザから入力を受け付けておくべき事前入力情報を受け付けてもよい（Ｓ１０１）。例えば、本実施形態では、「ヒトの前腕における蛍光物質の存在量を見る」ための各種測定条件が入力されたとする。

　そして、操作部２３を介して、測定開始の指示信号が入力されると（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、測定装置９は、検出装置１０の各部を制御して、窓部３ａに静置された測定対象部の蛍光物質を測定する処理を開始する。

　まず、位置情報取得部３２は、走査位置Ｙ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、ｍ）を初期化する（Ｓ１０３）。そして、位置情報取得部３２は、駆動機構２を制御して、走査機構１を走査位置Ｙ_ｉに固定する（Ｓ１０４）。これが、初回の走査であれば、走査機構１は、最初の走査位置に移動させられる。

　続いて、光源制御部３０は、励起光源４を制御して、窓部３ａを照射する（Ｓ１０５）。これにより、励起光が窓部３ａを介して測定対象部（前腕）に到達し、前腕から照射された蛍光が蛍光導入部５および走査機構１内部の各部を介して検出器８に入射される。これにより、走査機構１の検出器８は、入射された蛍光を分析し、測定データ（ここでは、蛍光スペクトル）を作成する（Ｓ１０６）。

　測定装置９の位置情報取得部３２は、ステージコントローラ２ｂから、走査機構１の現在位置に対応する走査位置Ｙ_ｉを取得する。検出器制御部３１は、作成された蛍光スペクトルを検出器８から取得する（Ｓ１０７）。

　続いて、蛍光特性管理部３３は、位置情報取得部３２および検出器制御部３１から、それぞれ、走査位置Ｙ_ｉおよび蛍光スペクトルを取得する。さらに、蛍光特性管理部３３は、光源制御部３０から、この測定に際して照射された励起光の波長（例；３６５ｎｍ、４０５ｎｍなど）を取得する（Ｓ１０８）。

　そして、蛍光特性管理部３３は、各部から取得した、「走査位置Ｙ_ｉ」と、「励起光波長」と、「蛍光スペクトル」とを関連付けて、蛍光特性データとして蛍光特性データ記憶部４０に記憶する（Ｓ１０９）。

　ここで、光源制御部３０は、同じ走査位置Ｙ_ｉにおいて、別の励起波長にて走査を行うべきである判断した場合には（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、励起光源４を切り替える（Ｓ１１１）。例えば、紫外光ＬＥＤ４ａでの走査が完了し、次に、可視光ＬＥＤ４ｂにて走査を実行する場合、光源制御部３０は、紫外光ＬＥＤ４ａを消灯して、可視光ＬＥＤ４ｂを点灯する。走査機構１は、光源が切り替えられた後、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理を繰り返し、測定装置９の各部は、Ｓ１０７～Ｓ１０９の処理を繰り返す。

　一方、Ｓ１１０において、同走査位置Ｙ_ｉにおけるすべての必要な励起波長での走査を完了した場合には（Ｓ１１０においてＮＯ）、位置情報取得部３２は、すべての走査位置（走査線）について検出を完了したのか、あるいは、未検出の走査線があるのかを判定する（Ｓ１１２）。

　ここで、まだ、走査が完了していない走査線がある場合には（Ｓ１１２においてＹＥＳ）、位置情報取得部３２は、駆動機構２を制御して、走査位置Ｙ_ｉを１つ進めて（Ｓ１１３）、走査機構１を次の走査位置に移動させる（Ｓ１０４）。そして、Ｓ１０５～Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１の処理が、上述と同様の手順で繰り返される。そして、走査位置、励起波長ごとに蛍光スペクトルが蛍光特性データ記憶部４０に格納される。

　一方、すべての走査線について走査が完了した場合には（Ｓ１１２においてＮＯ）、次に、蛍光特性解析部３４が、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている蛍光特性データに基づいて、蛍光スペクトルをマップにプロットし、マップ情報を作成する（Ｓ１１４）。

　続いて、画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４が作成したマップ情報にしたがってこれを、グラフや表として表示部２４に表示するための可視化画像を生成する（Ｓ１１５）。最後に、表示部２４は、画像生成部３５が生成した可視化画像を表示する（Ｓ１１６）。

　上記方法によれば、例えば、図９および図１０に示される可視化画像が表示部２４に表示される。これにより、ユーザは、どの走査位置において、蛍光物質が多く検出されるかを知ることができ、その走査位置に的を絞ってさらに詳細な測定を行ったり、経過観察を実施したりすることができる。

　〔変形例〕
　上述したとおり、走査機構１は、波長の異なる２種類の励起光源４を備えているため、同じ走査位置に対して、２つの蛍光スペクトルを取得することが可能である。本実施形態における測定装置９の蛍光特性解析部３４は、さらに、これらの２つの蛍光スペクトルを総合的に分析して、さらに、詳細な蛍光物質の測定を実施することができる。

　蛍光特性解析部３４は、図１１のＳ１１４において、さらに、励起光波長３６５ｎｍのときに得られた蛍光スペクトルと、励起光波長４０５ｎｍのときに得られた蛍光スペクトルとを比較する。上記の各蛍光スペクトルは、同一走査位置に関連付けられて、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている。蛍光特性解析部３４は、この比較を走査位置ごとに行う。そして、励起光波長が、３６５ｎｍから４０５ｎｍに切り換わったことで、所定の低下率での蛍光強度の低下（ただし、蛍光強度は０には低下しない）が認められた走査位置を特定する。そして、蛍光特性解析部３４は、所定％程度の低下が認められた走査位置の蛍光特性データに、ＡＧＥｓ由来の物質が含まれていることを示す情報（値、マーク、フラグなど）を付与し、マップ情報に反映する。

　なお、３６５ｎｍの励起光源と４０５ｎｍの励起光源の照射強度を調整することにより、上述の蛍光強度の低下率を制御することができる。例えば、励起光波長が、３６５ｎｍから４０５ｎｍに切り換わったことにより、ＡＧＥｓ由来の物質について蛍光強度の低下率が４５％程度になるように、各励起光源の照射強度を設定することができる。このような場合には、蛍光特性解析部３４は、上述の比較を行った結果、４５％程度の蛍光強度の低下（０までは低下しない）が認められた走査位置を特定する。

　画像生成部３５は、上記マップ情報に基づいて、図９、図１０に示すような３次元のグラフを生成する。また、グラフの作成に加えて、ＡＧＥｓ物質のフラグが付与された走査位置の蛍光スペクトルについては、他の比べて目立つように色分けしたり強調表示したりするなどして、可視化画像を生成する。

　図１２は、ＡＧＥｓ物質のフラグが付与された走査位置について、蛍光スペクトルが強調表示された可視化画像の具体例を示す図である。

　図１２に示すとおり、励起光波長が３６５ｎｍから４０５ｎｍに切り換わったことで、４５％程度の蛍光強度の低下が見られた走査位置における蛍光スペクトルは異なる色で強調表示されている。

　これにより、ユーザは、蛍光物質の中でも特に、ＡＧＥｓ由来の蛍光物質が存在する走査位置を目視で確認することが可能となる。

　上述のように、励起光波長３６５ｎｍのときに得られた蛍光スペクトルと、励起光波長４０５ｎｍのときに得られた蛍光スペクトルとを比較することにより、測定目的の蛍光物質であるＡＧＥｓと、バックグラウンドとなる生体内蛍光分子である還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）とを分離して測定できる。

　ＡＧＥｓは、励起光３６５ｎｍで励起した場合と、４０５ｎｍで励起した場合とを比較すると、励起光が長波長化することにより、約４５％程度の蛍光強度の低下が見られる（強度は低下するが蛍光の検出は可能）。これに対して、ＮＡＤＨは、通常３４０ｎｍの紫外線を良く吸収するため、励起光４０５ｎｍで励起した場合、同一条件ではほとんど蛍光が検出されなかった。この蛍光強度の低下率の大差によって、ＡＧＥｓとＮＡＤＨとの差別化が可能である。

　このように、励起光の波長を切り替えることにより蛍光強度がどのように変化するかを検出することでＡＧＥｓ由来の蛍光強度を特定できる。その結果、ＡＧＥｓとその他のバックグラウンドとを分離することができる。

　このような分離を行う場合にも、本発明の走査機構１および駆動機構２を利用し、それぞれの光源（例えば３６５ｎｍおよび４０５ｎｍ）を切替えながら走査すれば、一度の測定で２種類の可視化画像（図１２）が得られる。そして、その画像を比較することで、より正確にＡＧＥｓが存在する走査位置を特定することが可能となる。

　≪実施形態２≫
　本発明の他の実施形態について、図１３～図２０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　本実施形態では、走査位置Ｙかつ番地Ｘごとに得られた蛍光特性データに基づいて、可視化画像を生成する測定装置９の構成および動作について説明する。

　本実施形態では、走査機構１の各部は、蛍光導入部５を介して受光した１走査線分の蛍光を、さらに、窓部３ａ上のＸ座標で特定される番地ごとに区分して、検出器８に導く。そして、検出器８の受光部では、１走査線分の蛍光を、Ｘ軸上の番地ごとに受光し、番地Ｘ_ｉごとに蛍光を分析して、測定データを出力する。番地は、検出器８の撮像素子１画素につき１番地が割り当てられていてもよいし、数画素ごとに１番地が割り当てられていてもよい。ここで、番地Ｘ_ｉのｉを、ｉ＝１、２、３、・・・、ｎとすると、検出器８は、走査線１ラインにつき、ｎ個の測定データを測定装置９に供給する。

　測定装置９の検出器制御部３１は、１つの走査線（走査位置Ｙ_ｉ）について、番地が対応付けられた測定データをｎ個取得する。ｎ個の各測定データには、それぞれの番地が対応付けられている。そこで、蛍光特性管理部３３は、「走査位置Ｙ」と「番地Ｘ」と「測定データ（蛍光スペクトル）」とを対応付けて蛍光特性データ記憶部４０を記憶する。なお、番地Ｘの情報は、駆動機構２のステージコントローラ２ｂから供給されてもよい。ステージコントローラ２ｂは、走査機構１の動作を監視し、走査機構１（検出器８）が番地ごとに順に測定データを供給するのに同期して、「走査位置Ｙ」と「番地Ｘ」とを含む位置情報を測定装置９に供給することができる。

　ここで、走査された全ての座標について、蛍光スペクトルを記憶するとデータ量が膨大になり、記憶容量の枯渇を招く虞がある。そこで、本実施形態では、測定目的に応じて、蛍光特性管理部３３が、蛍光スペクトルから必要な特徴量を抽出し、この特徴量だけを位置情報（走査位置および番地）に対応付けて記憶することとする。上記測定目的とは、例えば、血管形状の特定、ＡＧＥｓの検出、皮膚コラーゲン量の測定などである。本実施形態において特徴量は、例えば、蛍光スペクトルから抽出される「特定蛍光波長における蛍光強度」、「ピーク強度」、「平均蛍光強度」、「ピーク時の蛍光波長」などである。

　図１３は、本実施形態の蛍光特性データ記憶部４０に記憶される蛍光特性データのデータ構造を示す図である。

　図１３に示すとおり、本実施形態における蛍光特性データは、「走査位置Ｙ」と「番地Ｘ」と「励起光波長」とに対して、「蛍光波長」および「蛍光強度」が関連付けられているデータ構造である。

　「蛍光波長」および「蛍光強度」は、蛍光特性管理部３３が蛍光スペクトルから抽出した特徴量の一具体例であり、分析された蛍光の、ある蛍光波長における蛍光強度を示す。例えば、「蛍光波長：４２０ｎｍ」および「蛍光強度：２００（ａｕ）」が関連付けられている蛍光特性データは、その位置から放射された蛍光は、蛍光波長：４２０ｎｍのときに、蛍光強度：２００（ａｕ）を示す光特性を有しているということを示す。こうした蛍光の特性を分析し、使い分けることにより、被検体に内在する目的の蛍光物質の同定および測量を実現することができる。

　図１４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶される蛍光特性データの具体例を示す図である。なお、図１４に示す蛍光特性データは一例であって、本発明を限定する意図はない。

　本実施形態では、実施形態１と同様に波長の異なる２種類の励起光源４（紫外光ＬＥＤ４ａおよび可視光ＬＥＤ４ｂ）を用いて走査を実施する。また、本実施形態では、ヒトの前腕における血管およびＡＧＥｓを区別して可視化することを目的として、蛍光特性管理部３３は、蛍光スペクトルから、少なくとも、蛍光波長「４２０ｎｍ」および「４６０ｎｍ」における蛍光強度を抽出するものとする。さらに、測定精度を高めるために、予備的に、蛍光波長「４４０ｎｍ」および「４５０ｎｍ」における蛍光強度を抽出してもよい。

　そこで、蛍光特性管理部３３は、図１４に示すとおり、「走査位置Ｙ」、「番地Ｘ」、かつ、「励起光波長」に対応付けて、特定の「蛍光波長（４２０、４４０、４５０、４６０ｎｍ）」ごとに抽出した「蛍光強度」の値を格納する。

　上述ようにして、蛍光特性管理部３３は、窓部３ａのＸ、Ｙ座標にて特定される点ごとに、上述の特徴量が格納された蛍光特性データを蛍光特性データ記憶部４０にて管理することができる。

　次に、蛍光特性解析部３４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている蛍光特性データを集約し、解析して、測定結果を可視化するためのマップ情報を生成する。

　本実施形態では、蛍光特性解析部３４は、Ｘ軸を番地、Ｙ軸を走査位置とした２次元のマップに、Ｘ、Ｙ座標ごとの特徴量をプロットする。ここでは、一例として、蛍光特性解析部３４は、蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度を、蛍光強度に応じてあらかじめ４クラスに分類する。４つのクラスとは、例えば、
クラス１：蛍光強度が＊＊未満（＝蛍光物質なし）
クラス２：蛍光強度が＊＊以上※※未満（＝蛍光物質少量）
クラス３：蛍光強度が※※以上○○未満（＝蛍光物質多量）
クラス４：蛍光強度が○○以上（＝蛍光物質超多量）
の４つである。

　そして、蛍光特性解析部３４は、（Ｘ、Ｙ）＝（１、１）はクラス１、（Ｘ、Ｙ）＝（２、１）はクラス１、・・・、（Ｘ、Ｙ）＝（１、２）はクラス１、・・・、（Ｘ、Ｙ）＝（ｎ、ｍ）はクラス３、というように、すべての座標について求めたクラスを２次元の表にプロットする。蛍光特性解析部３４は、このようにして生成した２次元のマップ情報を画像生成部３５に供給する。

　画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４から供給された２次元のマップ情報に基づいて、２次元の可視化画像を生成する。

　図１５は、本実施形態における画像生成部３５が生成した可視化画像の具体例を示す図である。

　本実施形態では、一例として、図１５に示すとおり、画像生成部３５は、上記２次元のマップ情報に対応する、Ｘ座標ｎ個×Ｙ座標ｍ個のセルからなる２次元の表を可視化し、各セルを、指定されたクラスに応じて色分けする。

　このような可視化画像が表示部２４に表示されれば、ユーザは、測定対象部における蛍光物質の量の分布を目視で確認することが可能となる。

　ここで、例えば、腕、手首、耳朶、指尖、掌、頬等においては、その検出位置に血管が存在することで、血管がない位置よりも蛍光強度が高まることが実験により確認されている。そのため、図１５に示すように、蛍光強度を位置情報に対応付けて可視化すれば、測定対象部位における血管の形状が可視化される。例えば、図１５に示す可視化画像において、「蛍光物質多量」のクラスに対応するセルは、血管形状を示している可能性が高い。さらに、血管壁に蓄積するＡＧＥｓは、血管内を流れる蛍光物質よりもさらに高い蛍光強度を示すと考えられる。したがって、「蛍光物質超多量」のクラスに対応するセルは、ＡＧＥｓの蓄積箇所を示している可能性が高い。

　以上のように、本発明の測定システム１００によれば、血管を可視化するための別途の機構を備えなくとも、蛍光物質の測定に必須な機構のみを用いて血管を可視化し、ＡＧＥｓ蓄積箇所を特定することが可能となる。

　本願発明の上述の利点は、以下の特許文献２と比較することにより、より明らかとなる。

　上述の特許文献１において生じる問題を解決する技術として、特許文献２には、測定部位（血管）を可視化する機構を備えた測定システムが開示されている。特許文献２に記載された可視化機構は、測定部位（血管など）を可視化するための血管可視化光源と上記血管可視化光源によって照射された測定対象部を撮像するカメラ部とを含む。これにより、ユーザは、測定部位、すなわち、励起光を照射すべき位置を目視できるので、励起光の照射位置を一定に調節することができる。結果として、測定機会ごとに照射位置がばらつくという問題を解消することができる。

　しかしながら、上記特許文献２の構成では、蛍光物質の測定のために必要な機構（励起光源、蛍光検出器）とは別に、測定部位を可視化するための目的で、別途、可視化光源、カメラ部など、複雑な構成部材が必要であった。このため、測定システムは、必然的に高価で、複雑な構成を要するものとなっていた。また、血管の可視化のためにカメラ部で撮像した画像データを処理するので、測定装置に高負荷処理が課せられる構成となっていた。

　これに対し、本願発明の測定システム１００によれば、検出装置１０は、測定部位に対して点ではなく面で検出を行って、面から得られた蛍光スペクトルを、その面上の座標位置ごとに対応付けて管理する。このため、位置情報と合わせて測定結果を２次元可視化画像にしてユーザに提示することが可能となる。ここで、２次元可視化画像において、様々な蛍光物質ごとに様々に異なる蛍光特性に応じて、表示の仕方を変更ことが可能である。例えば、血管に含まれる蛍光物質の有無によって、血管と、血管のない皮膚の領域との区別を行い、表示の仕方を変更することによって、目的の蛍光物質の測定に加えて、血管の形状を可視化することも可能となる。

　これにより、励起光を照射すべき位置（点）のばらつきを考慮する必要がなくなる上に、測定前の準備段階として、血管可視化のための処理を行う必要がなくなり、当然、血管可視化のための別途の構成部材も不要となる。

　〔測定フロー〕
　図１６は、本実施形態における測定システム１００の各装置が実施する蛍光物質の測定処理の流れを示すフローチャートである。

　図１６に示すＳ２０１～Ｓ２０５の各処理は、図１１に基づいて既に説明したＳ１０１～Ｓ１０５の各処理と同様に実行される。

　続いて、本実施形態では、検出器８は、１つの走査線につき番地ごとに蛍光を受光し、番地Ｘ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、ｎ）ごとに蛍光を分析し、測定データを作成する（Ｓ２０６）。

　位置情報取得部３２は、ステージコントローラ２ｂから、走査機構１の現在位置に対応する走査位置Ｙ_ｉを取得する。検出器制御部３１は、作成された、番地ごとのｎ個の蛍光スペクトルを検出器８から取得する（Ｓ２０７）。

　Ｓ２０８の処理は、図１１のＳ１０８の処理と同様に実行される。

　続いて、蛍光特性管理部３３は、検出器８から取得した各蛍光スペクトルから、測定の目的に応じて、必要な特徴量を抽出する（Ｓ２０９）。例えば、蛍光特性管理部３３は、「ある蛍光波長における蛍光強度」などを抽出する。

　そして、蛍光特性管理部３３は、各部から取得した、「走査位置Ｙ_ｉ」と、「番地Ｘ_ｉ」と、「励起光波長」と、自身が上記蛍光スペクトルから抽出した「蛍光波長」と、「蛍光強度」とを関連付けて、蛍光特性データとして蛍光特性データ記憶部４０に記憶する（Ｓ２１０）。

　続いて、Ｓ２１１～Ｓ２１４の各処理は、図１１のＳ１１０～Ｓ１１３の各処理と同様に実行される。

　さらに続いて、蛍光特性解析部３４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている蛍光特性データに基づいて、Ｘ、Ｙ座標ごとの特徴量を４つのクラスに分類する。この後、蛍光特性解析部３４は、Ｘ、Ｙ座標で特定される２次元のマップの各セルに、分類したクラスの情報をプロットしてマップ情報を作成する（Ｓ２１５）。

　続いて、画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４が作成したマップ情報にしたがってこれを、グラフや表として表示部２４に表示するための可視化画像（例えば、図１５）を生成する（Ｓ２１６）。最後に、表示部２４は、画像生成部３５が生成した可視化画像を表示する（Ｓ２１７）。

　上記方法によれば、例えば、図１５に示される蛍光物質分布を示す可視化画像が表示部２４に表示される。これにより、ユーザは、蛍光物質の分布を把握することができる。例えば、血管に特有の蛍光物質の分布を可視化すれば、血管の形状を可視化することができる。

　〔変形例〕
　本実施形態においても、実施形態１と同様に、蛍光特性解析部３４は、波長の異なる２種類の励起光源４を照射することにより得られた２つの蛍光スペクトルを比較し、総合的に分析する。そして、蛍光特性解析部３４は、ＡＧＥｓ由来の蛍光物質をより精度良く測定することができる。

　蛍光特性解析部３４は、図１６のＳ２１５において、さらに、走査位置かつ番地ごとの特徴量について、励起光波長３６５ｎｍのときに得られたものと、励起光波長４０５ｎｍのときに得られたものとを比較していく。比較対象となる「特徴量」とは、例えば、「蛍光波長４６０ｎｍのときの蛍光強度」などである。蛍光特性解析部３４は、この比較を走査位置かつ番地ごとに行う。そして、励起光波長が、３６５ｎｍから４０５ｎｍに切り換わったことで、４５％程度の蛍光強度の低下（ただし、蛍光強度は０には低下しない）が認められた位置情報（Ｘ、Ｙ座標）を特定する。そして、蛍光特性解析部３４は、４５％程度の低下が認められたＸ、Ｙ座標の蛍光特性データに、ＡＧＥｓ由来の物質が含まれていることを示す情報（値、マーク、フラグなど）を付与し、マップ情報に反映する。

　画像生成部３５は、上記マップ情報に基づいて、図１５に示すような２次元の表を生成する。画像生成部３５は、グラフの生成に加えて、ＡＧＥｓ物質のフラグが付与されたセルについては、他のセルとは区別されるように色分けしたり強調表示したりするなどして、可視化画像を生成する。

　このようにして生成された可視化画像を見れば、ユーザは、ＡＧＥｓ由来の蛍光物質の分布を目視で容易に確認することが可能となる。

　〔変形例２〕
　本実施形態では、さらに、蛍光特性解析部３４は、複数種類抽出された特徴量を用いて、それぞれについてマップ情報を作成することができる。すなわち、画像生成部３５は、可視化画像を、複数種類生成することができる。そして、画像生成部３５は、生成した複数の可視化画像を重畳させて、測定対象部位の蛍光物質分布をより高精細に表示させることができる。

　具体例を用いて説明すると以下のとおりである。蛍光特性解析部３４は、まず、蛍光波長４２０ｎｍにおける蛍光強度に基づいてマップ情報を作成する。これにより画像生成部３５が、血管形状を表した可視化画像を生成する。次に、蛍光特性解析部３４は、蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度に基づいてマップ情報を作成する。これにより、画像生成部３５が、ＡＧＥｓの蓄積箇所分布を表した可視化画像を生成する。最後に、画像生成部３５は、上述の血管形状を表した可視化画像に、上記ＡＧＥｓの蓄積箇所分布を表した可視化画像を重畳する。すなわち、血管形状とＡＧＥｓ分布とを１枚の画像で可視化することが可能となる。このような可視化画像を見れば、血管壁のどの位置にどのような状態でＡＧＥｓが蓄積されているのかをより正確に把握することが可能となる。特徴量（蛍光波長）を異ならせることによって、血管を可視化したり、ＡＧＥｓを可視化したりすることが可能になるのは、血管壁に含まれる蛍光物質（エラスチン）と、ＡＧＥｓとのそれぞれの蛍光特性が異なっているためである。より詳細に説明すれば以下のとおりである。

　血管壁を構成している組成は、約７０％が水分であり、残りの３０％がエラスチン、コラーゲン、平滑筋繊維である。ここで、大動脈、それ以外の動脈、静脈ではエラスチンとコラーゲンの組成比が異なる。大動脈ではエラスチンがコラーゲンより最大で約１．５倍多く、それ以外の動脈ではその比が０．５倍程度となり、静脈にいたっては、０．３倍程度となる。

　つまり、エラスチンの量と存在箇所をエラスチンの蛍光特性に基づいて把握することにより、走査した測定対象部における血管壁の位置および血管の種類（大動脈、動脈、静脈）を可視化することができる。

　図１７は、さまざまな蛍光物質を励起光波長３６５ｎｍで照射したときの、各蛍光物質の蛍光スペクトルを示す図である。図１７に示す蛍光スペクトルのうち、太線Ｂで示された蛍光スペクトルは、蛍光物質「エラスチン」の蛍光スペクトルを示す。

　図１７に示すとおり、エラスチンの蛍光特性を確認すると、エラスチンは、励起波長が３６５ｎｍの場合には、蛍光波長が４１５～４２０ｎｍの蛍光を、他の蛍光物質と比較して突出して高い強度で放出することが分かる。したがって、図１７に示すエラスチンの蛍光特性を利用して、蛍光波長４２０ｎｍにおける蛍光強度に基づいてマップ情報を作成することにより、エラスチンの量と存在箇所の分布を明確にすることができる。すなわち、血管壁の位置および血管の種類を可視化することが可能となる。

　一方、図８は、励起光波長３６５ｎｍで照射したときの、ＡＧＥｓの蛍光スペクトルを示す図である。ＡＧＥｓは、図８に示すとおり、励起波長が３６５ｎｍの場合には、蛍光波長が４５０～４６０ｎｍの蛍光を、最も高い（ピーク）強度で放出することが分かる。したがって、蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度に基づいてマップ情報を作成することにより、ＡＧＥｓ量と存在箇所の分布を明確にすることができる。すなわち、ＡＧＥｓの蓄積箇所を可視化することが可能となる。

　次に、上述のエラスチンおよびＡＧＥｓの光特性の違いを利用して、血管壁およびＡＧＥｓを可視化するための測定処理の流れについて図１８を参照しながら説明する。

　〔測定フロー〕
　図１８は、測定システム１００の各装置が実施する血管壁およびＡＧＥｓを可視化するための測定処理の流れを示すフローチャートである。

　図１８に示すとおり、測定装置９は、まず、操作部２３を介して、測定条件、測定目的、被検体情報、測定部位情報など、事前にユーザから入力を受け付けておくべき事前入力情報を受け付ける（Ｓ３０１）。ここでは、「ヒトの前腕における血管位置およびＡＧＥｓ蓄積量を見る」ための各種測定条件が入力されたとする。

　そして、操作部２３を介して、測定開始の指示信号が入力されると（Ｓ３０２においてＹＥＳ）、測定装置９は、検出装置１０の各部を制御して、窓部３ａに静置された測定対象部の蛍光物質を測定する処理を開始する。

　まず、位置情報取得部３２は、走査位置Ｙ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、ｍ）を初期化する（Ｓ３０３）。そして、位置情報取得部３２は、駆動機構２を制御して、走査機構１を走査位置Ｙ_ｉに固定する（Ｓ３０４）。これが、初回の走査であれば、走査機構１は、最初の走査位置に移動させられる。

　続いて、光源制御部３０は、励起光源４の紫外光ＬＥＤ４ａを制御して、窓部３ａを照射する（Ｓ３０５）。これにより、励起光が窓部３ａを介して測定対象部（前腕）に到達し、前腕から照射された蛍光が蛍光導入部５および走査機構１内部の各部を介して検出器８に入射される。そして、本実施形態では、検出器８は、１つの走査線につき番地ごとに蛍光を受光し、番地Ｘ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、ｎ）ごとに蛍光を分析し、測定データを作成する（Ｓ３０６）。

　位置情報取得部３２は、ステージコントローラ２ｂから、走査機構１の現在位置に対応する走査位置Ｙ_ｉを取得する。検出器制御部３１は、作成された、番地ごとのｎ個の蛍光スペクトルを検出器８から取得する（Ｓ３０７）。

　続いて、蛍光特性管理部３３は、位置情報取得部３２および検出器制御部３１から、それぞれ、走査位置Ｙ_ｉ、番地Ｘ_ｉおよび蛍光スペクトルを取得する。さらに、蛍光特性管理部３３は、光源制御部３０から、この測定に際して照射された励起光の波長（３６５ｎｍ）を取得する（Ｓ３０８）。なお、この特定に際して１種類の励起光しか利用しない場合には、この処理は省略されてもよい。

　続いて、蛍光特性管理部３３は、検出器８から取得した各蛍光スペクトルから、測定の目的に応じて、必要な特徴量を抽出する（Ｓ３０９）。ここでは、蛍光特性管理部３３は、「蛍光波長４２０ｎｍにおける蛍光強度」および「蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度」を、それぞれ特徴量として抽出する。

　そして、蛍光特性管理部３３は、各部から取得した、「走査位置Ｙ_ｉ」と、「番地Ｘ_ｉ」とに、自身が上記蛍光スペクトルから抽出した「蛍光波長４２０ｎｍにおける蛍光強度」および「蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度」を関連付ける。そして、関連付けたこれらの情報を蛍光特性データとして蛍光特性データ記憶部４０に記憶する（Ｓ３１０）。任意で「励起光波長」の情報を併せて記憶してもよい。

　次に、位置情報取得部３２は、すべての走査位置（走査線）について検出を完了したのか、あるいは、未検出の走査線があるのかを判定する（Ｓ３１１）。

　ここで、まだ、走査が完了していない走査線がある場合には（Ｓ３１１においてＹＥＳ）、位置情報取得部３２は、駆動機構２を制御して、走査位置Ｙ_ｉを１つ進めて（Ｓ３１２）、走査機構１を次の走査位置に移動させる（Ｓ３０４）。そして、Ｓ３０５～Ｓ３１１の処理が、上述と同様の手順で繰り返される。そして、すべての走査位置かつ番地ごとに、特徴量が蛍光特性データ記憶部４０に格納される。

　一方、すべての走査線について走査が完了した場合には（Ｓ３１１においてＮＯ）、蛍光特性解析部３４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている蛍光特性データのうち、特徴量「蛍光波長４２０ｎｍにおける蛍光強度」に基づいて、蛍光強度クラスをマップにプロットし、マップ情報を作成する（Ｓ３１３）。続いて、画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４が作成したマップ情報にしたがって、血管形状を可視化するための血管可視化画像を生成する（Ｓ３１４）。

　次に、蛍光特性解析部３４は、蛍光特性データ記憶部４０に記憶されている蛍光特性データのうち、「蛍光波長４６０ｎｍにおける蛍光強度」に基づいて、蛍光強度クラスをマップにプロットし、マップ情報を作成する（Ｓ３１５）。続いて、画像生成部３５は、蛍光特性解析部３４が作成したマップ情報にしたがって、ＡＧＥｓ蓄積位置、および、蓄積形状を可視化するためのＡＧＥｓ可視化画像を生成する（Ｓ３１６）。

　画像生成部３５は、生成した上記血管可視化画像に上記ＡＧＥｓ可視化画像を重畳させて重畳画像を表示部２４に表示する（Ｓ３１７）。

　図１９は、血管可視化画像にＡＧＥｓ可視化画像を重畳させて生成された重畳画像の一例を示す図である。

　斜線で覆われた領域１９０は、血管可視化画像によって可視化された血管および血管壁を示している。網点で覆われた領域１９１は、ＡＧＥｓ可視化画像によって可視化されたＡＧＥｓを示している。図１９に示すとおり、位置情報に基づいて両方の可視化画像が重畳されれば、ＡＧＥｓが、どのような種類の血管のどの位置に、どのような状態で蓄積されているのかが一目見て分かる可視化画像となる。

　上記方法によれば、例えば、図１９に示される重畳可視化画像が表示部２４に表示される。これにより、ユーザは、血管形状および血管位置を把握するとともに、ＡＧＥｓが、どのような種類の血管のどの位置に、どのような状態で蓄積されているのかについて目視で確認することが可能となる。

　なお、図１９に示すとおり、画像生成部３５は、走査線（破線）および走査位置の座標（Ｙ）を重畳画像とともに表示してもよい。これにより、ユーザは、ＡＧＥｓが検出された位置を、より正確に知ることが可能となる。

　〔応用例〕
　上述のように、血管位置を特定する本願発明の測定装置９は、以下のような分野に適用することも可能である。

　本願発明の測定システム１００においては、測定対象部の蛍光強度を面でとらえて、ＡＧＥｓ蓄積箇所を測定することができるようになったので、従来のようにプローブによる照射位置を点で特定する必要がなくなった。そのため、プローブを当てる位置を特定するという目的では、血管の位置を確認する必要はなくなった。

　しかしながら、他の分野においては、血管の位置を知ることは重要である。例えば、被検体の測定対象部における皮膚全体の蛍光物質（ＡＧＥｓ、コラーゲンなど）を測定したいというニーズがある。皮膚に含まれるＡＧＥｓ蓄積量を測定すれば、肌の老化度を知ることが可能となる。また、コラーゲン量を測定すれば、肌のハリの度合いを知ることが可能となる。このようなユースケースでは、皮膚よりも強く蛍光が放射される血管内の蛍光物質は、ノイズとなる。

　これに対し、本発明の測定装置９は、血管位置を特定することができるので、血管に基づく蛍光特性をノイズとして取り除くことができる。よって、皮膚のみの蛍光物質の測定をより精度良く実施することが可能となる。

　〔変形例〕
　上述の各実施形態では、励起光源４および蛍光導入部５を備えた走査機構１を移動させることにより、走査位置を変更する構成について説明したが、本発明の検出装置１０の構成はこれに限定されない。例えば、走査機構１を固定した場合には、測定対象部を移動させたり、測定対象部を静置したまま筐体３の上面（窓部３ａ）を移動させたりする構成とすることにより、走査位置を変更してもよい。筐体３の上面（窓部３ａ）を移動させる構成の場合、これを移動させるステージコントローラ２ｂを介して走査位置を把握することができる。

　測定対象部を移動させる場合には、筐体３上面における窓部３ａの外周（遮光部３ｂ）に圧力センサなどを設けて走査位置を論理的に把握することが考えられる。例えば、筐体３上面の遮光部３ｂに、測定対象部（腕など）が乗ることによって位置が特定される。この圧力センサが、腕の移動方向に対して複数個設けられていることにより、腕を動かす速度、走査位置を把握することができる。あるいは、圧力センサの代わりに光センサを設けてもよい。光センサの光源から発光される赤外線に基づいて、筐体３に置かれた測定対象部の形状を検知し、測定対象部の移動に伴って走査位置を把握してもよい。

　また上述の各実施形態では、駆動機構２は、走査機構１をＹ軸の１方向のみ移動させるものとして記載したが、これに限定されず、駆動機構２は、走査機構１をＸ軸、Ｙ軸の２方向にて任意の位置に移動させるものであってもよい。この場合、走査機構１がＸ、Ｙ座標で特定される点ごとに検出を繰り返して座標ごとの測定データを検出器制御部３１に供給する。一方、位置情報取得部３２は、位置情報として、走査位置（Ｙ座標）および番地（Ｘ座標）をステージコントローラ２ｂから取得する。このような構成によっても、測定対象部を面で測定することが可能となる。

　〔変形例〕
　上述の各実施形態では、検出器８は、ライン上の各ＣＣＤが窓部３ａの座標に対応する番地（Ｘ座標値）を保持しており、各波長（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）のフォトセルが５４００個並んでいる構成であることが想定される。したがって、検出器８は、窓部３ａから反射された蛍光のＸ座標位置を正確に対応付けることが可能である。

　測定対象部（例えば、腕）の外形の可視化画像を得るために、可視光ＬＥＤ４ｂではなく、紫外光ＬＥＤ４ａを用いてもよい。図２０は、紫外光ＬＥＤ４ａを測定対象部（掌および手首）に照射することによって得られた測定対象部外形の可視化画像を示す図である。検出器８が、Ｒ、Ｇ、Ｂすべての光を可視化すると、血管など特定波長の蛍光を可視化する代わりに、図２０に示すとおり、測定対象部の外形を可視化することができる。

　さらに、血管はエラスチンとコラーゲンから出来ており、これらの蛍光は、ＡＧＥｓやＮＡＤＨの蛍光波長とは、もともとずれている。したがって、検出された蛍光について、波長を細かく設定して、波長ごとの光特徴量抽出を行えば、血管像やＡＧＥｓ蓄積像を２次元の可視化画像として取得することができる。

　上述の各実施形態では、走査機構１と測定対象物との相対位置を動かすことにより、Ｙ座標位置に関連付けた蛍光スペクトルを取得する構成であった。しかし、これに限定されず、各実施形態では、走査機構１を駆動せずに（走査機構１と測定対象物との相対位置を固定して）測定対象物の多点蛍光検出を実施してもよい。

　この場合、相対位置が固定されているので、検出器８から出力されるＸ座標の位置情報のみに基づいて、測定装置９において蛍光スペクトルの分析が行われる。例えば、検出器８のあるフォトセルに入った信号のうち、最も蛍光強度の強いものから上位１０点を平均化し、これをＡＧＥｓの蛍光強度として出力してもよい。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　最後に、測定装置９の各ブロック、特に、蛍光特性管理部３３および蛍光特性解析部３４は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

　すなわち、測定装置９は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである測定装置９の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記測定装置９に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

　上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ－ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ－Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

　また、測定装置９を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

　なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

　すなわち、本発明は、生体に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が生体に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備えたセンシング機構を走査し、検出された蛍光は各走査位置での情報として可視化することを特徴とする測定装置である。

　本発明に係る測定装置は、上記の課題を解決するために、生体に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が生体に照射されることによって生じる蛍光を位置情報として受光する受光部とを備えたセンシング機構を走査できることを特徴としている。上記の構成によれば、位置情報に基づいた生体情報を可視化することが可能となり、測定部位や測定位置で異なる挙動を示す生体内蛍光物質の検出が二次元情報として得られる。この蛍光情報には蛍光強度、検出された波長の情報、その半値幅といった物質に由来する物性情報が含まれているのは周知の通りである。この機構を利用することで、測定対象部を撮像する撮像装置、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）カメラなどを利用することなく、血管でのＡＧＥｓの検出箇所の可視化が可能となる。例えば腕、手首、耳朶、指尖、掌、頬等においては、その検出位置に血管が存在することで、血管がない位置よりも蛍光強度が高まることが実験により確認されている。よってその強度情報を可視化することで、各組織における血管の形状が可視化され、その可視化された血管の特定の場所で、特定ＡＧＥｓに由来した蛍光強度が確認された場合、ＡＧＥｓの蓄積箇所もモニタリングすることが可能となる。

　また、体表面を走査されて得られた蛍光情報の中から、ある面積での蛍光強度を平均化することや、高値の数点をサンプリングする信号処理技術により、測定誤差に対するばらつきを低減できる効果も備え持つ。

　上記測定装置は、上記励起光を照射する励起光照射部が、少なくとも２種類以上の励起光源を備えており、それぞれの光源で得られた蛍光スペクトルを元に得られた画像を重ね合わせることを特徴とする。また、上記励起光は、種々のＡＧＥｓを測定するために二種以上の光源を備えていることが好ましい。

　上記の構成により、ＡＧＥｓと生体内蛍光分子である還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）と分離して測定できる。ＡＧＥｓは励起光３６５ｎｍで検出した場合と、４０５ｎｍで励起した場合とを比較すると、励起光が長波長化することにより、約４５％程度の蛍光強度の低下が見られる。しかし、生体内蛍光分子として有名なＮＡＤＨは励起光４０５ｎｍで励起した場合、同一条件ではほとんど蛍光が検出されなかった。ＮＡＤＨは通常３４０ｎｍの紫外線を良く吸収することが知られており、励起光を切り替えることでＡＧＥｓとその他のバックグラウンドを分離することが可能である。この分離も上記の機構を利用し、それぞれの光源（例えば３６５ｎｍと４０５ｎｍと）を切替えながらセンシング機構を走査することで、一度の走査で２種類の画像が得られる。そして、それらの画像を比較することで、より正確にＡＧＥｓの存在箇所を可視化することが可能となる。

　上記励起光は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有していることが好ましい。

　上記の構成により、後期糖化反応生成物を測定できる。後期糖化反応生成物の測定に適した波長の励起光を測定対象に照射した場合には、励起光を照射する位置によって得られる蛍光強度が大きく異なることを本発明の発明者が見出した。そのため、後期糖化反応生成物を測定する測定装置として本発明を実現することは有用である。

　以下の構成も本発明の範疇に入る。

　上記蛍光特性管理手段は、上記相対位置が変更される度に、当該相対位置に対応する位置情報ごとに上記蛍光特性データを生成することが好ましい。

　上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記測定データをマップにプロットすることによりマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備えていることが好ましい。

　上記構成によれば、蛍光特性解析手段は、上記相対位置が変更されるごとに蓄積された蛍光特性データを集約して位置情報に基づいて測定データをマッピングする。そして、それを、ユーザが視認可能なように画像生成手段が可視化する。

　これにより、ユーザは、可視化画像を視認して、測定対象部の面において、どの領域のどの波長の蛍光強度が強いかを即時に、かつ、容易に認識することが可能となる。

　上記蛍光特性データに含まれる位置情報は、上記測定対象部における照射位置のＹ座標を特定するための１次元情報（例えば、後述の走査位置Ｙ）であってもよい。

　これにより、ユーザは、どの走査位置において、蛍光物質が多く検出されるかを、Ｙ座標に基づいて、ある程度、知ることができ、その走査位置に的を絞ってさらに詳細な測定を行ったり、経過観察を実施したりすることができる。

　あるいは、上記蛍光特性データに含まれる位置情報は、上記測定対象部における照射位置のＸ座標およびＹ座標を特定するための２次元情報（例えば、後述の走査位置Ｙかつ番地Ｘ）であってもよい。

　これにより、ユーザは、測定対象部の面全体の蛍光特性を即時に認識することが可能となる。

　上記励起光照射部は、励起波長が異なる複数種類の光源を含み、上記測定データ取得手段は、励起波長ごとに異なる測定データを取得し、上記蛍光特性管理手段は、上記位置情報および上記励起波長ごとに、上記蛍光特性データを生成することが好ましい。

　さらに、上記測定装置は、上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記測定データをマップにプロットすることにより、上記励起波長ごとにマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備え、上記蛍光特性解析手段は、各蛍光特性データについて、位置情報ごとに、第１の励起波長に対応付けられた測定データと、第２の励起波長に対応付けられた測定データとを比較し、比較結果が所定の条件を満たす測定データである旨を示す情報を、プロットされた測定データに付与し、上記画像生成手段は、上記情報が付与された測定データが強調表示されるように可視化画像を生成することが好ましい。

　励起波長を異ならせることによって、蛍光特性に特異な変化が見られる蛍光物質がある。上記構成によれば、励起波長別の蛍光特性を比較することにより、そのような特異な性質を持つ蛍光物質を容易に同定することができるとともに、特異な変化が現れた位置、すなわち、同定された蛍光物質の存在箇所を容易に特定することができる。

　上記第１の励起波長、および、上記第２の励起波長は、それぞれ、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有することが好ましい。より具体的には、上記第１の励起波長は３６５ｎｍ、上記第２の励起波長は４０５ｎｍであることが好ましい。

　上記構成によれば、蛍光が強く表れた領域に、目的の蛍光物質（後期糖化反応生成物）と、ノイズとしての蛍光物質（ＮＡＤＨ）とが含まれている場合に、ノイズのみを分離して、ＡＧＥｓが存在する箇所のみを可視化することが可能となる。

　上記蛍光特性管理手段は、上記測定データから、特定蛍光波長における蛍光強度を特徴量として抽出し、上記位置情報と上記特徴量とを含む蛍光特性データを生成してもよい。

　上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記特徴量をマップにプロットすることにより、上記蛍光波長ごとにマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備え、上記画像生成手段は、第１の蛍光波長における蛍光強度を示す第１の特徴量に基づくマップ情報と、第２の蛍光波長における蛍光強度を示す第２の特徴量に基づくマップ情報とを重ね合わせて上記可視化画像を生成してもよい。

　上記構成によれば、ある第１の特徴量によって可視化できる、上記測定対象部に内在する１つ目の器官（あるいは物体）と、ある第２の特徴量によって可視化できる２つ目の器官（物体）との形状を合成して可視化することが可能となる。

　上記励起光照射部の励起波長、ならびに、上記第１の蛍光波長および上記第２の蛍光波長は、それぞれ、血管内に存在する後期糖化反応生成物の測定および位置の特定のために適した波長範囲を有することが好ましい。より具体的には、上記励起波長は３６５ｎｍ、上記第１の蛍光波長は４２０ｎｍ、上記第２の蛍光波長は４６０ｎｍであることが好ましい。

　上記構成によれば、上記励起波長が３６５ｎｍ、上記第１の蛍光波長が４２０ｎｍの場合、血管形状を可視化することができ、上記励起波長が３６５ｎｍ、上記第２の蛍光波長が４６０ｎｍの場合、後期糖化反応生成物を可視化することが可能となる。

　これにより、単に蛍光が強く表れた領域を可視化するだけではなく、血管の形状を可視化するとともに、血管内のどの位置に、どのくらいの量の後期糖化反応生成物が存在しているのかを可視化することが可能となる。

　上記励起光照射部によって励起された測定対象部の血管組織から生じる蛍光は、後期糖化反応生成物（ＡＧＥｓ）由来の蛍光であり、上記後期糖化反応生成物は、生体における生理的な反応により蓄積したものである。

　すなわち、本願発明の測定装置は、上記走査機構を介して、測定対象部の血管に蓄積するＡＧＥｓについての測定データを取得することができる。このように、上記測定装置は、生体に人為的な処置を加えることなく、血管から非侵襲的にＡＧＥｓを検出することで、生体の本来の状態に関するデータ、すなわち、血管内皮機能や疾病の進行状況などとの相関が高いデータを取得することができる。結果として、健康状態を誰でも手軽に日常的にモニタリングできる測定装置を実現することが可能となる。

　上述の測定装置、走査機構、駆動機構によって構築される測定システムも本発明の範疇に入る。

　なお、上記測定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記測定装置をコンピュータにて実現させる測定装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

　本発明の測定装置によれば、別途の可視化機構を必要とすることなく、また、測定機会ごとの照射位置のばらつきを憂慮することなく、従来の技術では成し得なかった、誰もが手軽に、且つ精度良く使用できる測定装置を実現させることができる。本発明の測定装置は、来るべき予防医療社会において、在宅で健康状態を手軽にモニタリングするための健康状態モニタリング装置に好適に用いることができる。特に、循環器疾患に対する予防医療のニーズは高く、血管壁に蓄積し、動脈硬化などの要因となるＡＧＥｓを簡易にモニタリングできる本願発明の測定装置は、成人病予防機器、スキンケアモニタリング機器として好適に用いられる。

１　走査機構
２　駆動機構
２ａ　電動ステージ
２ｂ　ステージコントローラ
３　筐体
３ａ　窓部
３ｂ　遮光部
４　励起光源（励起光照射部）
４ａ　紫外光ＬＥＤ（励起光照射部）
４ｂ　可視光ＬＥＤ（励起光照射部）
５　蛍光導入部（受光部）
６　導光部（受光部）
７　レンズ（受光部）
８　検出器（受光部）
９　測定装置
１０　検出装置
２０　制御部
２１　記憶部
２２　通信部
２３　操作部
２４　表示部
３０　光源制御部
３１　検出器制御部（測定データ取得手段）
３２　位置情報取得部（位置情報取得手段）
３３　蛍光特性管理部（蛍光特性管理手段）
３４　蛍光特性解析部（蛍光特性解析手段）
３５　画像生成部（画像生成手段）
４０　蛍光特性データ記憶部
１００　測定システム

Claims

　測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得手段と、
　上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
　上記測定データ取得手段によって取得された測定データと、上記位置情報取得手段によって取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理手段とを備えていることを特徴とする測定装置。
　上記蛍光特性管理手段は、上記相対位置が変更される度に、
　当該相対位置に対応する位置情報ごとに上記蛍光特性データを生成することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
　上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記測定データをマップにプロットすることによりマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、
　上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
　上記蛍光特性データに含まれる位置情報は、
　上記測定対象部における照射位置のＹ座標を特定するための１次元情報であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の測定装置。
　上記蛍光特性データに含まれる位置情報は、
　上記測定対象部における照射位置のＸ座標およびＹ座標を特定するための２次元情報であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の測定装置。
　上記励起光照射部は、励起波長が異なる複数種類の光源を含み、
　上記測定データ取得手段は、励起波長ごとに異なる測定データを取得し、
　上記蛍光特性管理手段は、上記位置情報および上記励起波長ごとに、上記蛍光特性データを生成することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の測定装置。
　上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記測定データをマップにプロットすることにより、上記励起波長ごとにマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、
　上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備え、
　上記蛍光特性解析手段は、
　各蛍光特性データについて、位置情報ごとに、第１の励起波長に対応付けられた測定データと、第２の励起波長に対応付けられた測定データとを比較し、比較結果が所定の条件を満たす測定データである旨を示す情報を、プロットされた測定データに付与し、
　上記画像生成手段は、
　上記情報が付与された測定データが強調表示されるように可視化画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
　上記第１の励起波長、および、上記第２の励起波長は、それぞれ、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有することを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
　上記第１の励起波長は３６５ｎｍ、上記第２の励起波長は４０５ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
　上記蛍光特性管理手段は、上記測定データから、特定蛍光波長における蛍光強度を特徴量として抽出し、
　上記位置情報と上記特徴量とを含む蛍光特性データを生成することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の測定装置。
　上記蛍光特性データに含まれる上記位置情報に基づいて上記特徴量をマップにプロットすることにより、上記蛍光波長ごとにマップ情報を生成する蛍光特性解析手段と、
　上記マップ情報を表示部に表示するための可視化画像を生成する画像生成手段とを備え、
　上記画像生成手段は、
　第１の蛍光波長における蛍光強度を示す第１の特徴量に基づくマップ情報と、第２の蛍光波長における蛍光強度を示す第２の特徴量に基づくマップ情報とを重ね合わせて上記可視化画像を生成することを特徴とする請求項１０に記載の測定装置。
　上記励起光照射部の励起波長、ならびに、上記第１の蛍光波長および上記第２の蛍光波長は、それぞれ、血管内に存在する後期糖化反応生成物の測定および位置の特定のために適した波長範囲を有することを特徴とする請求項１１に記載の測定装置。
　上記励起波長は３６５ｎｍ、上記第１の蛍光波長は４２０ｎｍ、上記第２の蛍光波長は４６０ｎｍであることを特徴とする請求項１２に記載の測定装置。
　上記励起光照射部によって励起された測定対象部の血管組織から生じる蛍光は、後期糖化反応生成物（ＡＧＥｓ）由来の蛍光であり、上記後期糖化反応生成物は、生体における生理的な反応により蓄積したものであることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載の測定装置。
　測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構と、
　上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構と、
　上記走査機構および上記駆動機構と通信する請求項１から１４までのいずれか１項に記載の測定装置とを含むことを特徴とする測定システム。
　測定対象部に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える走査機構から、上記蛍光の光特性を示す測定データを取得する測定データ取得ステップと、
　上記走査機構と上記測定対象部との相対位置を制御する駆動機構から、上記測定データが得られた際に上記測定対象部において上記励起光が照射された照射位置を示す位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
　上記測定データ取得ステップにて取得された測定データと、上記位置情報取得ステップにて取得された位置情報とを含む蛍光特性データを生成する蛍光特性管理ステップとを含むことを特徴とする測定方法。
　コンピュータを、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の測定装置の各手段として機能させるための制御プログラム。
　請求項１７に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。