WO2019211993A1 - 成分濃度測定装置 - Google Patents

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photoacoustic
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pulse
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雄次郎 田中
昌人 中村
大地 松永
倫子 瀬山
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日本電信電話株式会社
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13Tomography

Definitions

  • the present invention relates to a component concentration measuring apparatus that non-invasively measures the concentration of glucose.
  • the blood glucose level is the concentration of glucose in the blood, and the photoacoustic method is well known as a method for measuring this type of component concentration (see Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3).
  • the photoacoustic method is a method of measuring the amount of molecules in a living body by measuring this sound wave.
  • a sound wave is a pressure wave propagating in a living body and has a characteristic that it is less likely to scatter than an electromagnetic wave.
  • the photoacoustic method can be said to be suitable for measuring blood components of a living body.
  • the photoacoustic method it is possible to continuously monitor the glucose concentration in the blood.
  • the photoacoustic measurement does not require a blood sample, and does not give unpleasant feeling to the measurement subject.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and sufficient measurement sensitivity in measurement by the photoacoustic method can be obtained without reducing measurement accuracy even in a downsized apparatus.
  • the purpose is to do.
  • the component concentration measurement apparatus includes a light irradiation unit that irradiates a measurement site with a pulsed beam light having a wavelength that is absorbed by a substance to be measured, and a measurement site that is irradiated with the beam light emitted from the light irradiation unit.
  • a detection unit that detects a photoacoustic signal to be generated, and the light irradiation unit has a pulse width that does not interfere with a photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and a photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse.
  • a shaped beam of light is irradiated.
  • the light irradiating unit may irradiate the pulsed beam light with the pulse width of the time that the photoacoustic wave generated at the rising edge of the light pulse continues.
  • the substance is glucose
  • the light irradiation unit irradiates the beam light having a wavelength that is absorbed by glucose.
  • the light irradiation unit may irradiate beam light having a pulse width of 0.02 seconds or more.
  • the pulsed beam light is emitted with a pulse width that does not interfere with the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse. Since it did in this way, the outstanding effect that sufficient measurement sensitivity in the measurement by a photoacoustic method is acquired without reducing S / N also in the downsized apparatus is acquired.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a component concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing the state of the photoacoustic wave when the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse interfere with each other (a) and without interference (b). It is.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a more detailed configuration of the component concentration measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • This component concentration measuring apparatus is configured to irradiate the measurement site 151 with a pulsed beam light 121 having a wavelength that is absorbed by the substance to be measured, and to measure the irradiation with the beam light 121 emitted from the light irradiation unit 101. And a detection unit 102 that detects a photoacoustic signal generated from the part 151.
  • the beam light 121 has a beam diameter of about 100 ⁇ m.
  • the light irradiation unit 101 has a pulse width with which the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse do not interfere with each other, and the pulsed beam light 121. Irradiate.
  • the light irradiation unit 101 irradiates the pulsed beam light with the pulse width of the time that the photoacoustic wave generated at the rising edge (or falling edge) of the light pulse continues.
  • the light irradiation unit 101 when the substance to be measured is glucose in blood, the light irradiation unit 101 has a light source unit 103 that generates beam light 121 having a wavelength that glucose absorbs, and a pulse width that sets the beam light 121 generated by the light source.
  • a pulse control unit 104 configured to generate pulsed light. Glucose exhibits absorption characteristics in the light wavelength band around 1.6 ⁇ m and around 2.1 ⁇ m (see Patent Document 1).
  • the pulse control unit 104 generates the above-described pulsed beam light 121.
  • the light irradiation unit 101 irradiates the beam light 121 having a pulse width of 0.02 seconds or more.
  • the inventors have measured the intensity of the photoacoustic wave linearly with respect to the change in the light intensity when the light energy is increased by widening the pulse width of the irradiated light beam. I found a phenomenon that did not change. As a result of intensive studies by the inventors on this phenomenon, an acoustic wave is generated at both the rising and falling edges of the light pulse due to the irradiation of the light pulse in the measurement, and depending on the pulse width, these acoustic waves interfere with each other, It was found that the photoacoustic intensity corresponding linearly to the intensity of irradiated light could not be measured.
  • the pulse width of the irradiated light beam does not interfere with the photoacoustic wave generated at the rising edge of the light pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the light pulse.
  • the present invention has been achieved that the accuracy degradation of the photoacoustic signal can be suppressed. Under this condition, by increasing the pulse width of the beam light, it is possible to increase the energy of the irradiated beam light and obtain sufficient measurement sensitivity without degrading the measurement accuracy.
  • the photoacoustic wave generated at the rising edge of an optical pulse interferes with a photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse
  • the photoacoustic wave is measured as shown in FIG.
  • the peak of the waveform does not always correspond to the component concentration correctly.
  • the pulse width is set appropriately and the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse does not interfere with the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse, it is shown in FIG.
  • the photoacoustic wave in which each peak appears clearly is measured.
  • the waveform peak correctly corresponds to the concentration of the component, and accurate measurement is possible.
  • the absorption wavelength is in the near infrared region (1100-1800 nm).
  • the photoacoustic wave generated by the irradiation of the beam light continues for about 0.02 s. Therefore, in order to avoid interference between the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse, the beam light may be irradiated with a pulse width of 0.02 s or more.
  • the component concentration measuring apparatus includes a first light source 201, a second light source 202, a drive circuit 203, a drive circuit 204, a phase circuit 205, a multiplexer 206, a detector 207, a phase detection amplifier 208, and an oscillator 209.
  • the first light source 201, the second light source 202, the drive circuit 203, the drive circuit 204, the phase circuit 205, and the multiplexer 206 constitute the light source unit 103.
  • the detector 207 and the phase detection amplifier 208 constitute the detection unit 102.
  • the oscillator 209 is connected to the drive circuit 203, the phase circuit 205, and the phase detection amplifier 208 through signal lines.
  • the oscillator 209 transmits signals to the drive circuit 203, the phase circuit 205, and the phase detection amplifier 208, respectively.
  • the driving circuit 203 receives the signal transmitted from the oscillator 209, supplies driving power to the first light source 201 connected by the signal line, and causes the first light source 201 to emit light.
  • the first light source 201 is, for example, a semiconductor laser.
  • the phase circuit 205 receives the signal transmitted from the oscillator 209 and transmits a signal obtained by giving a phase change of 180 ° to the received signal to the drive circuit 204 connected by the signal line.
  • the driving circuit 204 receives the signal transmitted from the phase circuit 205, supplies driving power to the second light source 202 connected by the signal line, and causes the second light source 202 to emit light.
  • the second light source 202 is, for example, a semiconductor laser.
  • Each of the first light source 201 and the second light source 202 outputs light having different wavelengths, and guides the output light to the multiplexer 206 by the light wave transmission means.
  • the wavelengths of the first light source 201 and the second light source 202 are set such that the wavelength of one light is absorbed by glucose, and the wavelength of the other light is set to a wavelength absorbed by water. Further, the respective wavelengths are set so that the degree of absorption of both is equal.
  • the light output from the first light source 201 and the light output from the second light source 202 are combined by the multiplexer 206 and enter the pulse control unit 104 as one light beam.
  • the pulse control unit 104 to which the light beam is incident irradiates the measurement site 151 with the incident light beam as pulse light having a predetermined pulse width. In the measurement site 151 irradiated with the pulsed light beam in this way, a photoacoustic signal is generated inside.
  • the detector 207 detects a photoacoustic signal generated at the measurement site 151, converts it into an electrical signal, and transmits it to the phase detection amplifier 208 connected by a signal line.
  • the phase detection amplifier 208 receives a synchronization signal necessary for synchronous detection transmitted from the oscillator 209 and also receives an electrical signal proportional to the photoacoustic signal transmitted from the detector 207, and performs synchronous detection, amplification, and filtering. To output an electric signal proportional to the photoacoustic signal.
  • the first light source 201 outputs light whose intensity is modulated in synchronization with the oscillation frequency of the oscillator 209.
  • the second light source 202 outputs light whose intensity is modulated in synchronization with a signal that has undergone a phase change of 180 ° by the phase circuit 205 at the oscillation frequency of the oscillator 209.
  • the intensity of the signal output from the phase detection amplifier 208 is such that the light output from each of the first light source 201 and the second light source 202 is absorbed by the components (glucose and water) in the measurement site 151. Since it is proportional, the intensity of the signal is proportional to the amount of component in the measurement site 151.
  • a component concentration deriving unit (not shown) obtains the amount of the component of the measurement target (glucose) in the blood in the measurement site 151 from the measurement value of the intensity of the output signal.
  • the light output from the first light source 201 and the light output from the second light source 202 are intensity-modulated by signals of the same frequency, when the intensity is modulated by signals of a plurality of frequencies. There is no influence of non-uniformity of the frequency characteristics of the measurement system in question.
  • the non-linear absorption coefficient dependence existing in the measurement value of the photoacoustic signal which is a problem in the measurement by the photoacoustic method, is measured by using a plurality of wavelengths of light that give the same absorption coefficient as described above. It can be solved (see Patent Document 1).
  • the pulsed beam light is irradiated with a pulse width that does not interfere with the photoacoustic wave generated at the rising edge of the optical pulse and the photoacoustic wave generated at the falling edge of the optical pulse.

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Abstract

測定対象の物質が吸収する波長のパルス状のビーム光(121)を測定部位(151)に照射する光照射部(101)と、光照射部(101)から出射されたビーム光(121)を照射した測定部位(151)から発生する光音響信号を検出する検出部(102)とを備える。光照射部(101)は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状のビーム光(121)を照射する。

Description

成分濃度測定装置
 本発明は、非侵襲にグルコースの濃度を測定する成分濃度測定装置に関する。
 糖尿病患者に対するインスリンの投与量の決定や、糖尿病の予防などの観点より、血糖値を把握(測定)することが重要となる。血糖値は、血液中のグルコースの濃度であり、この種の成分濃度の測定方法として、光音響法がよく知られている(非特許文献1,非特許文献2,非特許文献3参照)。
 生体にある量の光(電磁波)を照射した場合、照射した光は生体に含有される分子に吸収される。このため、光が照射された部分における測定対象の分子は、局所的に加熱されて膨張を起こし、音波を発生する。この音波の圧力は、光を吸収する分子の量に依存する。光音響法は、この音波を測定することにより、生体内の分子の量を測定する方法である。音波は生体内を伝搬する圧力波であり、電磁波に比べ散乱しにくいという特質があり、光音響法は生体の血液成分の測定に適しているものといえる。
 光音響法による測定によれば、連続的な血液中のグルコース濃度の監視が可能となる。また、光音響法の測定は、血液サンプルを必要とせず、測定対象者に不快感を与えることがない。
特開2010-104858号公報
P. P. Pai et al., "A Photoacoustics based Continuous Non-Invasive Blood Glucose Monitoring System", Medical Measurements and Applications Proceedings, vol. 15278142, pp. 1-5, 2015. J. Laufer et al., "In vitro measurements of absolute blood oxygen saturation using pulsed near-infrared photoacoustic spectroscopy: accuracy and resolution", Physics in Medicine and Biology, vol. 50, pp. 4409-4428, \\\\. H. A. MacKenzie et al., "Advances in Photoacoustic Noninvasive Glucose Testing", Clinical Chemistry, vol. 45, Issue 9, pp. 1587-1595, 1999.
 ところで、上述した光音響法による測定により、連続的な血液中のグルコース濃度の測定を行うためには、装置の小型化が重要となる。一方、十分な測定感度を得るためには、可能な範囲で高エネルギーの光を照射し、大きな音波を得ることが重要となる。しかしながら、高エネルギーの光照射のためには、大きな光源などが必要となり、小型化を阻害している。ここで、光音響法による測定では、パルス状のビーム光を測定部位に照射しているが、このパルス幅を大きくすることで、小型化をする中で照射される光エネルギーを大きくすることが考えられる。
 しかしながら、パルス幅を広げて光エネルギーを大きくして測定をした場合、光強度の変化に対して、光音響波の強度が線形に変化しない問題が発生した。このような状態では、正確な測定が実施できない。
 本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、光音響法による測定における十分な測定感度が、小型化した装置においても測定精度を低下させることなく得られるようにすることを目的とする。
 本発明に係る成分濃度測定装置は、測定対象の物質が吸収する波長のパルス状のビーム光を測定部位に照射する光照射部と、光照射部から出射されたビーム光を照射した測定部位から発生する光音響信号を検出する検出部とを備え、光照射部は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状のビーム光を照射する。
 上記成分濃度測定装置において、光照射部は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波が継続する時間のパルス幅で、パルス状のビーム光を照射すればよい。
 上記成分濃度測定装置において、物質はグルコースであり、光照射部は、グルコースが吸収する波長のビーム光を照射する。この場合、光照射部は、0.02秒以上のパルス幅のビーム光を照射すればよい。
 以上説明したように、本発明によれば、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状のビーム光を照射するようにしたので、光音響法による測定における十分な測定感度が、小型化した装置においてもS/Nを低下させることなく得られるという優れた効果が得られる。
図1は、本発明の実施の形態における成分濃度測定装置の構成を示す構成図である。 図2は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波と干渉した場合(a)および干渉しない場合(b)の光音響波の状態を示す特性図である。 図3は、本発明の実施の形態における成分濃度測定装置のより詳細な構成を示す構成図である。
 以下、本発明の実施の形態おける成分濃度測定装置について図1を参照して説明する。この成分濃度測定装置は、測定対象の物質が吸収する波長のパルス状のビーム光121を測定部位151に照射する光照射部101と、光照射部101から出射されたビーム光121を照射した測定部位151から発生する光音響信号を検出する検出部102とを備える。ビーム光121は、ビーム径が100μm程度である。
 ここで、実施の形態では、光照射部101は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状のビーム光121を照射する。例えば、光照射部101は、光パルスの立ち上がり(または立ち下がり)で発生する光音響波が継続する時間のパルス幅で、パルス状のビーム光を照射する。
 例えば、測定対象の物質が血中のグルコースの場合、光照射部101は、グルコースが吸収する波長のビーム光121を生成する光源部103と、光源が生成したビーム光121を設定したパルス幅のパルス光とするパルス制御部104とを備える。グルコースは1.6μm近傍および2.1μm近傍の光の波長帯において吸収特性を示す(特許文献1参照)。パルス制御部104により、上述したパルス状のビーム光121とする。グルコースが測定対象物質の場合、光照射部101(パルス制御部104)は、0.02秒以上のパルス幅のビーム光121を照射する。
 ここで、この種の測定において、発明者らは、照射するビーム光のパルス幅を広げて光エネルギーを大きくして測定をした場合、光強度の変化に対して、光音響波の強度が線形に変化しない現象を発見した。この現象について、発明者らが鋭意に検討した結果、測定における光パルスの照射により、光パルスの立ち上がりと立ち下がりの両者で音響波が生じ、パルス幅によっては、これら音響波同士が干渉し、照射した光の強度に線形に対応する光音響強度が測定できないことを見いだした。
 上述した知見に基づいた発明者らの専心の研究により、照射するビーム光のパルス幅を、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しない範囲とすることで、光音響信号の精度低下が抑制できるという本発明に至った。この条件の下、ビーム光のパルス幅を広げることで、測定精度を低下させることなく、照射するビーム光のエネルギーをより高めて十分な測定感度を得ることが可能となる。
 例えば、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉すると、図2の(a)に示すように光音響波が測定される。この状態では、波形のピークが、正しく成分の濃度に対応しているとは限らない。これに対し、パルス幅を適宜に設定し、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しない状態とすると、図2の(a)に示すように、各々のピークが明確に出現する光音響波が測定される。この状態であれば、波形のピークが、正しく成分の濃度に対応しているものとなり、正確な測定が可能となる。
 例えば、グルコースなどを測定対象とする場合、吸収波長は近赤外領域(1100-1800nm)となる。この場合、ビーム光の照射によって生じる(光パルスの立ち上がりで発生する)光音響波は、0.02s程度継続する。従って、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波との干渉を避けるためには、0.02s以上のパルス幅でビーム光を照射すればよい。
 ここで、成分濃度測定装置について、図3を用いてより詳細に説明する。成分濃度測定装置は、第1光源201、第2光源202、駆動回路203、駆動回路204、位相回路205、合波器206、検出器207、位相検波増幅器208、発振器209を備える。第1光源201、第2光源202、駆動回路203、駆動回路204、位相回路205、合波器206により光源部103が構成される。また、検出器207、位相検波増幅器208により、検出部102が構成される。
 発振器209は、信号線により駆動回路203、位相回路205、位相検波増幅器208にそれぞれ接続される。発振器209は、駆動回路203、位相回路205、位相検波増幅器208のそれぞれに信号を送信する。
 駆動回路203は、発振器209から送信された信号を受信し、信号線により接続されている第1光源201へ駆動電力を供給し、第1光源201を発光させる。第1光源201は、例えば、半導体レーザである。
 位相回路205は、発振器209から送信された信号を受信し、受信した信号に180°の位相変化を与えた信号を、信号線により接続されている駆動回路204へ送信する。
 駆動回路204は、位相回路205から送信された信号を受信し、信号線により接続されている第2光源202へ駆動電力を供給し、第2光源202を発光させる。第2光源202は、例えば、半導体レーザである。
 第1光源201および第2光源202の各々は、互いに異なる波長の光を出力し、各々が出力した光を光波伝送手段により合波器206へ導く。第1光源201および第2光源202の各々の波長は、一方の光の波長をグルコースが吸収する波長に設定し、他方の光の波長を、水が吸収をする波長に設定する。また、両者の吸収の程度が等しくなるように、各々の波長を設定する。
 第1光源201の出力した光と第2光源202の出力した光は、合波器206において合波されて、1の光ビームとしてパルス制御部104に入射する。光ビームが入射されたパルス制御部104では、入射した光ビームを所定のパルス幅のパルス光として測定部位151に照射する。このようにしてパルス状の光ビームが照射された測定部位151では、この内部で光音響信号を発生させる。
 検出器207は、測定部位151で発生した光音響信号を検出し、電気信号に変換して、信号線により接続されている位相検波増幅器208へ送信する。 位相検波増幅器208は、発振器209から送信される同期検波に必要な同期信号を受信するとともに、検出器207から送信されてくる光音響信号に比例する電気信号を受信し、同期検波、増幅、濾波を行って、光音響信号に比例する電気信号を出力する。
 第1光源201は、発振器209の発振周波数に同期して強度変調された光を出力する。一方、第2光源202は、発振器209の発振周波数で、かつ位相回路205により180°の位相変化を受けた信号に同期して強度変調された光を出力する。
 ここで、位相検波増幅器208より出力される信号の強度は、第1光源201および第2光源202の各々が出力する光が、測定部位151内の成分(グルコース、水)により吸収された量に比例するので、信号の強度は測定部位151内の成分の量に比例する。このように出力される信号の強度の測定値から、成分濃度導出部(図示せず)が、測定部位151内の血液中の測定対象(グルコース)の成分の量を求める。
 上記のように、第1光源201の出力した光と第2光源202の出力した光は、同一の周波数の信号により強度変調されているので、複数の周波数の信号により強度変調している場合に問題となる測定系の周波数特性の不均一性の影響は存在しない。
 一方、光音響法による測定において問題となる光音響信号の測定値に存在する非線形的な吸収係数依存性は、上述したように等しい吸収係数を与える複数の波長の光を用いて測定することにより解決できる(特許文献1参照)。
 以上に説明したように、本発明によれば、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状のビーム光を照射するようにしたので、光音響法による測定における十分な測定感度が、小型化した装置においてもS/Nを低下させることなく得られるようになる。
 なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
 101…光照射部、102…検出部、103…光源部、104…パルス制御部、121…ビーム光、151…測定部位。

Claims (4)

  1.  測定対象の物質が吸収する波長のパルス状のビーム光を測定部位に照射する光照射部と、
     前記光照射部から出射された前記ビーム光を照射した前記測定部位から発生する光音響信号を検出する検出部と
     を備え、
     前記光照射部は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波と光パルスの立ち下がりで発生する光音響波とが干渉しないパルス幅で、パルス状の前記ビーム光を照射する
     ことを特徴とする成分濃度測定装置。
  2.  請求項1記載の成分濃度測定装置において、
     前記光照射部は、光パルスの立ち上がりで発生する光音響波が継続する時間のパルス幅で、パルス状の前記ビーム光を照射する
     ことを特徴とする成分濃度測定装置。
  3.  請求項1または2記載の成分濃度測定装置において、
     前記物質はグルコースであり、
     前記光照射部は、グルコースが吸収する波長の前記ビーム光を照射することを特徴とする成分濃度測定装置。
  4.  請求項3記載の成分濃度測定装置において、
     前記光照射部は、0.02秒以上のパルス幅の前記ビーム光を照射する
     ことを特徴とする成分濃度測定装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111323377A (zh) * 2020-04-16 2020-06-23 中国科学院电工研究所 一种具有主动降噪功能的光声光谱装置
WO2021095230A1 (ja) * 2019-11-15 2021-05-20 日本電信電話株式会社 光音響分析方法および装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09133654A (ja) * 1995-11-08 1997-05-20 Hitachi Ltd 光音響分析装置
JP2009142320A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2014216538A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 キヤノン株式会社 固体レーザー装置
JP2014230631A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 富士フイルム株式会社 光音響計測用プローブ並びにそれを備えたプローブユニットおよび光音響計測装置
JP2018000305A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置および信号処理方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9704737D0 (en) * 1997-03-07 1997-04-23 Optel Instr Limited Biological measurement system
IL138073A0 (en) * 2000-08-24 2001-10-31 Glucon Inc Photoacoustic assay and imaging system
US20050124869A1 (en) * 2003-12-08 2005-06-09 John Hefti Non-invasive, in vivo substance measurement systems
US9915608B2 (en) * 2007-11-05 2018-03-13 Biosensor, Inc. Optical sensor for determining the concentration of an analyte
US20150250388A1 (en) * 2013-07-10 2015-09-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Remote sensing, imaging, or screening of embedded or concealed objects
JP2015104476A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 船井電機株式会社 光音響画像化装置
JP6152078B2 (ja) * 2014-08-27 2017-06-21 プレキシオン株式会社 光音響画像化装置
JP6152136B2 (ja) * 2014-08-27 2017-06-21 プレキシオン株式会社 光音響画像化装置
KR102463700B1 (ko) * 2016-12-14 2022-11-07 현대자동차주식회사 광음향 비침습적 연속적 혈당 측정 장치
WO2019044593A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 富士フイルム株式会社 光音響画像生成装置および画像取得方法
US10551356B2 (en) * 2017-10-23 2020-02-04 Infineon Technologies Ag Photoacoustic gas sensor and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09133654A (ja) * 1995-11-08 1997-05-20 Hitachi Ltd 光音響分析装置
JP2009142320A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2014216538A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 キヤノン株式会社 固体レーザー装置
JP2014230631A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 富士フイルム株式会社 光音響計測用プローブ並びにそれを備えたプローブユニットおよび光音響計測装置
JP2018000305A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置および信号処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021095230A1 (ja) * 2019-11-15 2021-05-20 日本電信電話株式会社 光音響分析方法および装置
JPWO2021095230A1 (ja) * 2019-11-15 2021-05-20
JP7215594B2 (ja) 2019-11-15 2023-01-31 日本電信電話株式会社 光音響分析方法および装置
CN111323377A (zh) * 2020-04-16 2020-06-23 中国科学院电工研究所 一种具有主动降噪功能的光声光谱装置

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