JPH08510321A - グルコース蛍光検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明のグリコース検査装置及びその方法は、試料中に存在するグルコースによって直接発光される蛍光を検査することによって、試料中のグリコースの濃度を測定するものである。このグリコース検査装置は、紫外線励起光（１６）を試料に照射し、試料中に存在するグリコースに作用して蛍光を発光させ、その蛍光を検査し、処理して、試料中のグリコースの濃度を決定する。リターン光は試料中のグルコースによって発光された蛍光（２０）を含んでいる。センサ（１８）はリターン光を検査し、２つの波長帯域の光の強度を表す第１及び第２の電気信号を発生する。一方の波長帯域はグルコース蛍光の特性スペクトルピークを含み、他方の波長帯域は既知の特性を有する参照帯域である。その後で、処理装置（２２）が第１及び第２の電気信号を処理して、試料中のグリコースの濃度を決定する。光ファイバ導波路を用いて、励起光をレーザ光源から試料に誘導し、またリターン光を試料からセンサに誘導する。光ファイバ導波路はカテーテルもしくはプローブに収納されて、歯肉のような人体の口腔組織内のグルコースの濃度を経皮的に検査するように適応される。

Description

【発明の詳細な説明】 グルコース蛍光検査装置及び方法 発明の背景 この発明は、一般的にはグルコース検査装置に係り、更に詳しくは、グルコー スによって直接的に発光される蛍光（けいこう）を検査して試料中に存在するグ ルコース濃度を測定するグルコース検査装置に関するものである。 グルコースは、生体組織、食物、及び化学的生成物のなかに存在する基本的な 有機化合物であり、試料中に存在するグルコースの濃度を正確に測定することが 望ましい場合がしばしばある。例えば、糖尿病に冒された患者は、血液中の糖分 量を調節するインシュリンを作り出す能力を失っている。患者は連続的にインシ ュリン注射を受け、血液中のグルコース量を定期的に検査してインシュリン注射 の時機を調節する必要がある。血液のグルコース量検査では、通常は人体から少 量の血液を採取しなければならない。採血するために針を人体の皮膚に突き刺す 都度に、それに付随した瘢痕組織の集積に加えて、感染症の危険も存在する。ま た、血液の採取、処理及び検査にはかなりの時間が費やされる。 血液のような試料に存在するグルコースの濃度を測定する代表的な方法を分類 すると、芳香族アミン法、酵素法、酸化法、及び極く最近では、赤外線反射分光 法及び赤外線吸収分光法がある。血液の赤外線反射及び吸収分光法は、一般には 、比較的複雑で高価な計測器具を要し、かつ分解能に限界がある。 上述の検討から明らかなように、比較的非侵襲性であって、単純かつ迅速に使 用でき、しかも優れた分解能を有するグルコース検査装置が求められている。 発明の要約 本発明は、グルコース検査装置に実施され、試料中に存在するグルコースの濃 度を測定する方法に関するものであって、試料中に存在するグルコースから直接 発光される蛍光を検査する。このグルコース検査装置は、励起光で試料を照射し 、試料中に存在するグルコースに作用して蛍光を発光させ、該蛍光を検出及び処 理して、試料中のグルコースの濃度を測定する。 グルコース検査装置は、光源、センサ、及び処置装置を具備する。光源は、試 料に向けて励起光を放射し、試料中のグルコースに作用して蛍光を発光させる。 励起光を受けて試料はリターン光を発生するが、このリターン光は試料中のグル コースから発光する蛍光を含んでいる。センサはリターン光を検査し、２つのス ペクトル波長帯域内の光の強度を表す２種類の信号を発生する。第１の信号は、 第１の波長帯域内に含まれる波長を有するリターン光の強度を表す。第２の信号 は、第２の波長帯域内に含まれる光の強度を表す。処理装置は、２種類の電気信 号を処理して試料中のグルコースの濃度を決定する。 本発明の更に詳細な実施態様では、光源は略２５０ナノメートル〜略３５０ナ ノメートルの間の波長を有する狭帯域光を放射する。典型的な狭帯域紫外線光源 は、３０８ナノメートルの波長を有するエキシマレーザである。第１の波長帯域 はグルコース蛍光の特性スペクトルピークを示す。このピークは、励起光の波長 よりも略３０〜５０ナノメートル長い波長を有する。エキシマレーザを使用する 場合は、グルコース蛍光の特性スペクトルピークの波長は３３５〜３５５ナノメ ートルの間にある。第２の波長帯域は参照帯域（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂａｎd ）であって、略３８０〜４２０ナノメートルの範囲から選ばれる。 センサは試料からのリターン光を検査する。本発明の別の更に詳細な実施態様 では、センサは複数の検知器を具備して、第１及び第２の波長帯域内のリターン 光を同時に検査する。２つの検知器を具備するセンサにおいては、１つの検知器 は第１の波長帯域内の光の強度を測定し、もう１つの検知器は第２の波長帯域内 の光の強度を測定する。各検知器は、対応する波長帯域内の光の強度を表す信号 を供給する。 処理装置は、前記の信号に基づいて２つの波長帯域内の光強度の比率を決定す る。試料中のグルコースの濃度は、前記の光強度の比率に基づいて決定される。 試料は、種々の組成を含んでいてもよく、また固体もしくは液体であってもよ い。人体の口腔内のグルコース量の検査に際しては、試料は歯肉もしくは舌の基 部のような口腔組織である。 本発明の別の更に詳細な実施態様においては、センサは、リターン光から励起 光を分離するために用いられるダイクロイックフィルタと、スリットを備えた絞 りと、リターン光を分光するために用いられるプリズムとを具備する。センサは 、光学的分析装置に接続される検知素子アレーを有する分光器を具備することも ある。 本発明の更に別の詳細な実施態様においては、光源からの励起光を試料へ導く ために導波路が用いられる。リターン光を試料からセンサへ導くためには、同一 の導波路もしくは別の導波路が用いられる。光ファイバ導波路が用いられる場合 には、容易に使用できるように光ファイバ導波路を結束することもある。 本発明の更に別の詳細な実施態様においては、導波路はプローブ内に収納され る。プローブは用途に応じて様々な形態をとる。プローブは、体外血流のグルコ ースの濃度を検査するためのカテーテルであってもよい。また、プローブは経皮 的に検査するように適応されて、口内の口腔組織のような皮膚を介して人体のグ ルコースの濃度を検査することもある。 本発明のその他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して本発明の原理を示す 好ましい実施例の説明によって明らかになろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるグルコース検査装置のブロック図である。 第２図は、３０８ナノメートルの波長のレーザ光でグルコース試料が照射され た場合の波長対グルコース蛍光強度を示すグラフである。 第３図は、３０８ナノメートルの波長のレーザ光で人体の血漿試料が照射され た場合の波長対血漿蛍光の強度を示すグラフである。 第４図は、参照波長帯域内の光の強度に対するグルコース蛍光に特有の波長帯 域内の光の強度の比率に対して、グルコースの濃度を示すグラフである。 第５図は、光ファイバ導波路を用いたグルコース検査装置の第１の実施例のブ ロック図である。 第６図は、光ファイバ導波路を用いて、試料への励起光と試料からのリターン 光とを同時に伝達するグルコース検査装置の第２の実施例のブロック図である。 第７図は、血流中のグルコースの濃度の検査に適用される光ファイバカテーテ ルを示す。 第８図は、人体内のグルコースの濃度の経皮的検査に適用される光ファイバプ ローブを示す。 第９図は、歯肉のような人体の口腔組織のグルコースの濃度の経皮的検査に適 用される光ファイバプローブを示す。 好ましい実施例の説明 例示の図面で示すように、本発明によるグルコース検査装置１０は、試料１２ 中に存在するグルコースの濃度の計測に適用されて、グルコースの蛍光を直接検 査する装置であって、蛍光染料もしくは他の間接的な方法を使用しない。また、 このグルコース蛍光検査装置は、比較的安価な器具類を使用して、従来の分光学 的方法よりも優れた分解能を提供する。該グルコース蛍光検査装置は、比較的非 侵襲性であり、即時的に結果を得ることができ、かつ大抵の実験室的及び臨床的 装置に容易に適応できる。該検査装置は、人体から血液を採取することを必要と せず、グルコース濃度を経皮的に検査できるから、遠心分離、保管及びその他の 時間のかかる検査のような関連する血液処理技術を省くことができる。 第１図に示したグルコース検査装置１０では、光源１４は紫外線励起光１６を 試料１２に指向し、試料中の任意のグルコースに蛍光を誘発させる。センサ１８ は試料からのリターン光２０を検査するが、このリターン光はグルコース蛍光を 含んでいおり、センサ１８は２つの予め定められた波長帯域内のリターン光の強 度に対応する２つの電気信号を発生する。第１の電気信号は、グルコース蛍光の 特性スペクトルピークを含む波長帯域内のリターン光の強度を表す。第２の電気 信号は、参照波長帯域内のリターン光の強度を表す。第１及び第２の電気信号は 、それぞれ信号線２２及び２４によって、センサから処理装置２２に伝達される 。次いで、処理装置は２つの電気信号を処理して、試料中のグリコースの濃度を 決定する。 光源１４は励起源とも呼ばれる。光源からの励起光１６は２５０〜３５０ナノ メートルの波長を有するものでよい。励起光は任意の形式の狭帯域紫外線光源で 発生されるものでよい。好ましい実施例では、光源は波長３０８ｎｍ及びエネル ギー密度１２ミリジュール／平方ミリメートルを有する紫外線エキシマレーザで ある。代替的には、窒素レーザ、光学的にチョッピングされるヘリウム−カドミ ウム・レーザ、周波数逓倍ダイオードレーザ、あるいは固体レーザが用いられて もよい。励起光の強度即ちエネルギー密度は、１ミリジュール／平方ミリメート ルを超えなければならないが、１５ミリジュール／平方ミリメートルを超えては ならない。エネルギー密度が高過ぎると、試料のアブレーションが起こることが ある。一方、エネルギー密度が低過ぎると、十分な電気信号を得ることが困難に なる。 センサ1８内の検知器は、適当な帯域通過フィルタを備えた光電性の個別ダイ オードのような単純なものでも、あるいはリターン光の広帯域スペクトルを分析 する光学的多重チャネル分析器のような複雑なものでもよい。好ましくは、簡単 なＣＣＤアレーを使用し、各個の構成セルが特定の波長領域を検査するようにし て、所望の多種類の波長を検査する。 最も単純な形態では、処理装置２２はセンサ１８から電気信号を受け取って、 殆ど即時に信号の比率を出す。処理装置は、その比率を更に処理して、試料１２ 中に存在するグルコースの有無あるいは濃度を決定及び表示するものでもよい。 第２図〜第４図を参照すれば、試料中のグルコースの濃度を決定する過程は一 層良く理解できる。第２図に示すスペクトルは、波長３０８ナノメートルの紫外 線エキシマレーザ光による励起後のグルコースの蛍光スペクトルである。スペク トルは、グルコース溶液の特徴であるダブルピークを有することを示している。 一方のスペクトルピークは略４４０ナノメートルを中心とする広帯域蛍光２８に 対応し、他方のスペクトルピークは略３４５ナノメートルを中心とする狭帯域蛍 光３０に対応する。狭帯域蛍光のピークの波長は、励起光よりも略３０〜５０ナ ノメートル長い。この狭帯域グルコース蛍光はグルコースの特性波長帯域であっ て、試料中のグルコースの濃度を決定するために検査される。 第３図に示すように、波長３０８ナノメートルの紫外線エキシマレーザで励起 される場合、人間の血漿の蛍光スペクトルはグルコースの蛍光スペクトルとは異 なっている。人間の血漿の蛍光スペクトルは、略３８０ナノメートルを中心とす る広帯域蛍光３２と、略３４５ナノメートルを中心とする狭帯域蛍光とを有する 。狭帯域蛍光３４は、グルコース蛍光の狭帯域蛍光３０に対応し、人体血漿の広 帯域蛍光３２の大きなほうのピークの波長よりも略３０ナノメートル短い波長を 有する小さなほうのピークに現れている。狭帯域蛍光３４は、グルコース蛍光の 特 性波長帯域であり、試料中のグルコースの濃度を決定するために検査される。参 照帯域は、グルコース蛍光の狭帯域蛍光とは異なる波長帯域から選ばれる。 第４図に示すように、試料中のグルコース濃度Ｃ_glは、所望の波長帯域内で測 定された光強度の比率（Ｉ_gl／Ｉ_ref）に基づいて決定される。第１の光強度Ｉ_{g l} は、第３図で示したグルコース蛍光の特性波長帯域に対応する第１の波長帯域 内で測定された光の強度を表す。第２の光強度Ｉ_refは、参照波長帯域に対応す る第２の波長帯域内の光の強度を表す。エキシマレーザを使用する場合は、第１ の波長帯域は略３３５ナノメートルから略３５５ナノメートルの範囲にわたり、 第２の波長帯域は略３８０ナノメートルから４２０ナノメートルの範囲もしくは その一部にわたる。比率Ｉ_gl／Ｉ_refは、試料中のグルコース濃度の増加に伴っ て増加する。グルコース濃度と強度比率との間の正確な関係は、実験的に導出さ れる。 第５図は第１の実施例を示すものであって、試料１２中に存在するグルコース の濃度の測定は、光ファイバ導波路３６及び３８を用いて、試料を照射し、結果 として生ずる蛍光スペクトルを捕捉することによって行われる。第１の光ファイ バ導波路３６はレーザ光即ち励起光１６を励起源１４から試料に誘導する。励起 光は、励起源から放射された後、コリメートされ、３０８ナノメートルの波長を 有する紫外線に対して高反射特性を備えるミラー４０によってファイバに指向さ れる。励起光はレンズ４２によって第１の光ファイバ導波路に集束される。励起 光は第１の光ファイバ導波路に沿って試料まで進行する。 励起光１６は、試料１２に作用して、試料の組成に基づくスペクトルを有する 散乱リターン光２０を発生させる。リターン光は、反射された励起光と、試料が 発光した蛍光とを含み、この蛍光は試料中に存在するグルコースによって生じた 蛍光を含む。リターン光は第２の光ファイバ導波路３８によって集光され、誘導 されて、分光器４４の入射口に非合焦的に放射される。分光器の入射口にはカッ トオフ波長略３３５ナノメータの長波長透過フィルタ（図示せず）があり、リタ ーン光から励起光の反射光を取り除く。分光器の入射口には１００マイクロメー タ幅のスリットもある。スリットに続いて光軸上に１５０格子／ミリメートルの 回折格子とプリズム（いずれも図示せず）が配設される。光軸上の位置はリター ン光の波長に対応して定められる。 光軸上には検知器４６、好ましくは１０２４素子からなる電荷結合素子アレー 、が配置される。検知素子アレーを構成する各素子はリターン光のスペクトル波 長に対応して定められる。検知素子アレーはアナログ信号４８を供給し、試料１ ２中のグルコースの濃度を決めるためにアナログ信号はディジタル信号に変換さ れる。ディジタル信号は、各スペクトル波長で受光された光の強度を表すデータ を含んでいる。データは多重チャネル分析器５０のスクリーンに表示されるか、 もしくはデータディスクに記憶される。好ましい実施例では、検知器は１０２４ 素子からなる電荷結合素子アレー、部品番号ＥＧ＆Ｇ １４２２Ｇ、である。 試料１２中のグルコースの濃度は、２つの波長帯域即ち領域で収集された光強 度の比率から計算される。検知素子アレーからのデータを用いて、第１の波長帯 域内の光の強度が第２の波長帯域からの光の強度と比較される。 第６図に別の実施例を示す。この実施例では、単一の光ファイバ導波路５２を 使用して、励起光１６を試料１２に送り、かつ試料からのリターン光２０を収集 する。第１のレンズ４２′は励起光を光ファイバ導波路５２の端部に集光し、か つ光ファイバ導波路から放射されたリターン光を収集しコリメートする。収集さ れたリターン光は紫外線ミラー４０を通過し、更に長波長透過光学フィルタ５４ を通過する。長波長透過光学フィルタは３３５ナノメータのカットオフ波長を有 し、リターン光から励起光の反射光を取り除く。蛍光はレンズ５６によってもう １つの光ファイバ導波路に集光される。この第２の光ファイバ導波路５８はリタ ーン光を分光器の入射口に導く。前述と同様に、分光器は蛍光を個々のスペクト ル成分に分光し、試料中のグルコースの濃度を決定するために各スペクトル成分 が分析される。 第７図に、更に別の実施例を示す。導波路はカテーテル６０の内部に具備され る。カテーテルは１本の溶融石英ファイバもしくは多数のファイバ束を具備する ものでもよい。カテーテルは、直結の検査装置に使用されるための留置カテーテ ルであってもよい。該カテーテルは、人工心肺あるいは透析装置のような体外血 流中のグルコースを感知することもできる。 第８図及び第９図には、カテーテル６０の別の実施例を示す。第８図では、人 体６２のグルコースを、経皮的に即ち皮膚を介して、検査するためのカテーテル ６０′を示す。第９図では、好ましくは、歯肉あるいは舌の基部のような人間の 口腔組織中のグルコース濃度を経皮的に検査するために使用される光ファイバカ テーテル６０″を示す。このように、紫外線蛍光分光器を用いる本発明の比較的 非侵襲性の方法によって、人体内のグルコース濃度を検査することが可能である 。 グルコース蛍光検査装置１０は、他の体液に対しても固体組織と同様に機能す る。また、製パン、ぶどう酒造り及び清涼飲料製造のような食品処理に必要な広 範囲のグルコース検査にも適用可能である。多くの半透明もしくは透明な塊中の グルコース濃度を検査できる。また、血漿、尿、ソーダ水、食物製品、ぶどう酒 その他を含むあらゆる種類の生物的及び非生物的な液体を検査できる。 前述の説明から、人体から血液を採取することなく人体中のグルコースの濃度 が検査できることが理解できよう。本発明のグルコース検査装置は、グルコース の蛍光発光を直接検査して、グルコース濃度の直接的な決定を行う。光ファイバ 導波路を用いれば、励起光の試料への送達及び試料からのリターン光の収集が単 純化する。本発明のグルコース検査装置によれば、殆ど即時にグルコース濃度を 得ることができる。 上述の開示においては、この発明の好ましい実施態様を例として説明したが、 当業者は本発明の請求の範囲から逸脱することなく多数の変更が可能であること を理解すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月５日 【補正内容】 請求の範囲 １．試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査するための装置（１０ ）であって、 試料（１２）に指向され、前記試料中に存在するグルコースによって発光され る蛍光を含むリターン光を前記試料から発生させるようにする狭帯域励起光を放 射する光源であって、前記励起光が２５０ナノメートル乃至３５０ナノメートル の範囲から選ばれる波長を有するようにする光源（１４）と、 前記リターン光を検査するセンサであって、前記励起光（１６）の波長よりも ３０乃至５０ナノメートルほど長波長側にあってグルコースの直接発光蛍光に関 連する第１の波長帯域内の前記リターン光（２０）の強度を表す第１のグルコー ス蛍光信号と、３８０から４２０ナノメートルの間にわたる第２の波長帯域内の 前記リターン光（２０）の強度を表す第２の参照信号とを発生するようにするセ ンサ（１８）と、 前記の第１のグルコース蛍光信号と前記の第２の参照信号を処理して、前記試 料（１２）中のグルコースの濃度を決定する処理装置（２２）と、 を具備することを特徴とする装置（１０）。 ２．請求項１記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、 前記励起光（１６）の波長は３０８ナノメートルであり、 前記第１の波長帯域（２８；３４）は３３５ナノメートルから３５５ナノメー トルの間にわたり、かつ 前記第２の波長帯域（３０；３２）は３８０ナノメートルから４２０ナノメー トルの間にわたる装置。 ３．請求項１記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、 １本もしくはそれ以上の導波路（３６，３８；５２，５８）を更に具備して、 前記励起光（１６）を前記光源（１４）から前記試料（１２）に送達し、かつ、 前記リターン光（２０）を前記試料（１２）から前記センサ（１８）に送達する 装置（１０）。 ４．請求項３記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、前記の１本もしくはそれ以上の導波路（３６，３８；５２ ，５８）が、 前記励起光（１６）を前記光源（１４）から前記試料（１２）に送達する第１ の光ファイバ導波路（３６；５２）と、 前記リターン光（２０）を前記試料（１２）から前記センサ（１８）に送達す る第２の光ファイバ導波路（３８；５８）とを具備してなる装置（１０）。 ５．請求項４記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、 前記の１本もしくはそれ以上の光ファイバ導波路（３６，３８；５２，５８） を収納するプローブを更に具備する装置（１０）。 ６．請求項５記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、 前記プローブは体外血流内に配設されるように適応されたカテーテル（６０； ６０′；６０″）である装置（１０）。 ７．請求項１記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、前記センサ（１８）は、 前記第１の波長帯域（２８；３４）内の前記リターン光（２０）を検出して第 １の信号を発生する第１の検知器（４６）と、 前記第２の波長帯域（３０；３２）内の前記リターン光（２０）を検出して第 ２の信号を発生する第２の検知器（４６）とを具備してなる装置（１０）。 ８．請求項１記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、前記センサ（１８）は、 検知素子アレー（４６）を具備する分光器（４４）であって、前記リターン光 （２０）を分光して、前記アレーの各々の検知素子（４６）で前記リターン光（ ２０）の異なるスペクトル波長を検出し、その波長の光の強度を表す別々の電気 信号を発生する分光器（４４）と、 前記分光器（４４）からの前記の複数の電気信号を分析して、第１及び第２の 信号を発生する光学的分析装置（５０）とを具備してなる装置（１０）。 ９．請求項１記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する装 置（１０）であって、前記センサ（１８）は、 前記励起光（１６）の波長と等しい波長を有する前記リターン光（２０）を阻 止し、前記の第１（２８；３４）及び第２（３０；３２）の波長帯域内の前記リ ターン光を透過するダイクロイックフィルタと、 スリット開口を有する絞りであって、前記ダイクロイックフィルタを透過した 前記リターン光（２０）の一部が前記スリットを通過するようにする絞りと、 前記スリットを通過した前記リターン光（２０）を分散させて、前記リターン 光（２０）が光軸に沿って前記リターン光（２０）の波長に比例した距離だけ分 散するようにするプリズムと、 第１及び第２の信号を発生する第１及び第２の電気光学的検知器（４６）であ って、それぞれ、前記第１の電気光学的検知器は光軸に沿って前記第１の波長帯 域（２８；３４）に対応する距離に配置され、前記第２の電気光学的検知器は光 軸に沿って前記第２の波長帯域（３０；３２）に対応する距離に配置される電気 光学的検知器とを具備してなる装置（１０）。 10．試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であって、 ２５０ナノメートル乃至３５０ナノメートルの範囲から選ばれる波長を有する 狭帯域励起光（１６）を試料に指向し、前記試料（１２）に作用して前記試料（ １２）中に存在するグルコースによって発光される蛍光を含む前記試料からのリ ターン光（２０）を発生させるステップと、 前記リターン光（２０）を検査して第１及び第２の信号を発生するステップで あって、前記第１の信号は前記励起光（１６）の波長よりも３０乃至５０ナノメ ートルほど長波長側にある第１の波長帯域（２８；３４）内の前記リターン光（ ２０）の強度を表し、前記第２の信号は３８０ナノメートルから４２０ナノメー トルの間にわたる第２の波長帯域（３０；３２）内の前記リターン光（２０）の 強度を表すようにするステップと、 前記の第１及び第２の信号を処理して、前記試料（１２）中のグルコースの濃 度を決定するステップと を含んでなることを特徴とする方法。 11．請求項１０記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する 方法であって、 前記励起光（１６）を指向するステップにおいて使用される励起光の波長は略 ３０８ナノメートルであり、 前記リターン光を検査するステップにおいて使用される第１の波長帯域（２８ ；３４）は３３５ナノメートルから３５５の間にわたり、 前記リターン光を検査するステップにおいて使用される第２の波長帯域（３０ ；３２）は３８０ナノメートルから４２０ナノメートルの間にわたる方法。 12．請求項１０記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する 方法であって、 前記試料（１２）に励起光（１６）を指向するステップが励起光（１６）を試 料（１２）に誘導するステップを更に含んでなる方法。 13．請求項１０記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する 方法であって、 前記リターン光（２０）を検査するステップがリターン光を試料（１２）から 誘導するステップを更に含んでなる方法。 14．請求項１０記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する 方法であって、 前記リターン光（２０）を検査するステップが 第１の波長帯域（２８；３４）内のリターン光（２０）を検出して第１の信号 を発生するステップと、 第２の波長帯域（３０；３２）内のリターン光（２０）を検出して第２の信号 を発生するステップと を更に含んでなる方法。 15．請求項１４記載の試料（１２）中に存在するグルコースの濃度を検査する 方法であって、 前記リターン光（２０）を検査するステップが、前記リターン光（２０）を異 なるスペクトル波長に分解して、第１（２８；３４）及び第２（３０；３２）の 波長帯域内の光をそれぞれ検出するステップを更に含んでなる方法。 16．請求項１記載の装置（１０）であって、 前記試料が人体の口腔内の組織であり、 励起光（１６）を放射する光源（１４）と、 前記光源（１４）から人体の口腔内の組織に励起光（１６）を送達し、前記組 織に作用して前記組織内に存在するグルコースによって発光される蛍光を含むリ ターン光（２０）を発生させる第１の光ファイバ導波路と、 前記リターン光（２０）を検査するセンサ（１８）と、 前記リターン光（２０）を前記口腔内の組織から前記センサ（１８）に送達す る第２の光ファイバ導波路であって、前記センサ（１８）がグルコースの直接発 光蛍光に関連する波長帯域（２８；３４）内の前記リターン光（２０）の強度を 表すグルコース蛍光信号を発生し、かつ参照波長帯域（３０；３２）内の前記リ ターン光（２０）の強度を表す参照信号を発生するようにする光ファイバと、 前記の第１（３６；５２）及び第２（３８；５８）の光ファイバを収納し、前 記口腔内に入るように適応されたプローブと、 前記グルコース蛍光信号と前記参照信号とを処理して、前記の人体の口腔内の 組織中のグルコースの濃度を決定する処理装置（２２）と を具備してなる装置（１０）。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 するように適応される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．試料中に存在するグルコースの濃度を検査するための装置であって、 試料に指向され、前記試料中に存在するグルコースによって発光される蛍光を 含むリターン光を前記試料から発生させるようにする励起光を放射する光源と、 前記リターン光を検査して、グルコースの直接発光蛍光に関連する波長帯域内 の前記リターン光の強度を表すグルコース蛍光信号と、参照帯域内の前記リター ン光の強度を表す参照信号とを発生するセンサと、 前記グルコース蛍光信号と前記参照信号とを処理して、前記試料中のグルコー スの濃度を決定する処理装置と、 を具備することを特徴とする装置。 ２．試料中に存在するグルコースの濃度を検査するための装置であって、 試料に指向され、前記試料からリターン光を発生させる狭帯域励起光を放射す る光源であって、前記励起光が略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートル の間の波長を有するようにする光源と、 前記リターン光を検査するセンサであって、前記励起光の波長よりも略３０乃 至５０ナノメートルほど長波長側にある第１の波長帯域内の前記リターン光の強 度を表す第１の信号と、略３８０から略４２０ナノメートルの間にわたる第２の 波長帯域内の前記リターン光の強度を表す第２の信号とを発生するセンサと、 前記の第１及び第２の信号を処理して、前記試料中のグルコースの濃度を決定 する処理装置と、 を具備することを特徴とする装置。 ３．請求項２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、 前記励起光の波長は略３０８ナノメートルであり、 前記第１の波長帯域は略３３５ナノメートルから略３５５ナノメートルの間に わたり、かつ 前記第２の波長帯域は略３８０ナノメートルから略４２０ナノメートルの間に わたる装置。 ４．請求項２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、 １本もしくはそれ以上の導波路を更に具備して、前記励起光を前記光源から前 記試料に送達し、かつ、前記リターン光を前記試料から前記センサに送達する装 置。 ５．請求項４記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、前記の１本もしくはそれ以上の導波路が、 前記励起光を前記光源から前記試料に送達する第１の光ファイバ導波路と、 前記リターン光を前記試料から前記センサに送達する第２の光ファイバ導波路 とを具備してなる装置。 ６．請求項５記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、 前記の１本もしくはそれ以上の光ファイバ導波路を収納するプローブを更に具 備する装置。 ７．請求項６記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、 前記プローブは体外血流内に配設されるように適応されたカテーテルである装 置。 ８．請求項２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、前記センサは、 前記第１の波長帯域内の前記リターン光を検出して第１の信号を発生する第１ の検知器と、 前記第２の波長帯域内の前記リターン光を検出して第２の信号を発生する第２ の検知器とを具備してなる装置。 ９．請求項２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、前記センサは、 検知素子アレーを具備する分光器であって、前記リターン光を分光して、前記 アレーの各々の検知素子で前記リターン光の異なるスペクトル波長を検出し、そ の波長の光の強度を表す別々の電気信号を発生する分光器と、 前記分光器からの前記の複数の電気信号を分析して、第１及び第２の信号を発 生する光学的分析装置とを具備してなる装置。 10．請求項２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、前記センサは、 前記励起光の波長と等しい波長を有する前記リターン光を阻止し、前記の第１ 及び第２の波長帯域内の前記リターン光を透過するダイクロイックフィルタと、 スリット開口を有する絞りであって、前記ダイクロイックフィルタを透過した 前記リターン光の一部が前記スリットを通過するようにする絞りと、 前記スリットを通過した前記リターン光を分散させて、前記リターン光が光軸 に沿って前記リターン光の波長に比例した距離だけ分散するようにするプリズム と、 第１及び第２の信号を発生する第１及び第２の電気光学的検知器であって、そ れぞれ、前記第１の電気光学的検知器は光軸に沿って前記第１の波長帯域に対応 する距離に配置され、前記第２の電気光学的検知器は光軸に沿って前記第２の波 長帯域に対応する距離に配置される電気光学的検知器とを具備してなる装置。 11．試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であって、 励起光を試料に指向し、前記試料に作用して前記試料中に存在するグルコース によって発光される蛍光を含むリターン光を発生させるステップと、 前記励起光を検査するステップと第１及び第２の信号を発生するステップから なり、前記第１の信号は第１の波長帯域内の前記リターン光の強度を表し、前記 第２の信号は第２の波長帯域内の前記リターン光の強度を表すようにするステッ プと、 前記第１及び第２の信号を処理して、前記試料中のグルコースの濃度を決定す るステップと を含んでなることを特徴とする方法。 12．試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であって、 略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルの間の波長を有する狭帯域励 起光を試料に指向し、前記試料に作用して前記試料中に存在するグルコースによ って発光される蛍光を含む前記試料からのリターン光を発生させるステップと、 前記リターン光を検査して第１及び第２の信号を発生するステップであって、 前記第１の信号は前記励起光の波長よりも略３０乃至５０ナノメートルほど長波 長側にある第１の波長帯域内の前記リターン光を表し、前記第２の信号は略３８ ０ナノメートルから略４２０ナノメートルの間にわたる第２の波長帯域内の前記 リターン光の強度を表すようにするステップと、 前記の第１及び第２の信号を処理して、前記試料中のグルコースの濃度を決定 するステップと を含んでなることを特徴とする方法。 13．請求項１２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であ って、 前記励起光を指向するステップにおいて使用される励起光の波長は略３０８ナ ノメートルであり、 前記リターン光を検査するステップにおいて使用される第１の波長帯域は略３ ３５ナノメートルから略３５５の間にわたり、 前記リターン光を検査するステップにおいて使用される第２の波長帯域は略３ ８０ナノメートルから略４２０ナノメートルの間にわたる方法。 14．請求項１２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であ って、 前記試料に励起光を指向するステップが励起光を試料に誘導するステップを更 に含んでなる方法。 15．請求項１２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であ って、 前記リターン光を検査するステップがリターン光を試料から誘導するステップ を更に含んでなる方法。 16．請求項１２記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であ って、 前記リターン光を検査するステップが 第１の波長帯域内のリターン光を検出して第１の信号を発生するステップと、 第２の波長帯域内のリターン光を検出して第２の信号を発生するステップと を更に含んでなる方法。 17．請求項１６記載の試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であ って、 前記リターン光を検査するステップが、前記リターン光を異なるスペクトル波 長に分解して、第１及び第２の波長帯域内の光をそれぞれ検出するステップを更 に含んでなる方法。 18．人体の口腔内の組織中に存在するグルコースの濃度を検査する装置であっ て、 励起光を放射する光源と、 前記励起光を前記光源から前記の人体の口腔内の組織に送達し、前記組織に作 用して前記組織内に存在するグルコースによって発光される蛍光を含むリターン 光を発生させる第１の光ファイバ導波路と、 前記リターン光を検査するセンサと、 前記リターン光を前記口腔内の組織から前記センサに送達する第２の光ファイ バ導波路であって、前記センサがグルコースの直接発光蛍光に関連する波長帯域 内の前記リターン光の強度を表すグルコース蛍光信号を発生し、かつ参照波長帯 域内の前記リターン光の強度を表す参照信号を発生するようにする光ファイバと 、 前記の第１及び第２の光ファイバを収納し、前記口腔内に入るように適応され たプローブと、 前記グルコース蛍光信号と前記参照信号とを処理して、前記の人体の口腔内の 組織中のグルコースの濃度を決定する処理装置と を具備することを特徴とする装置。 19．試料中に存在するグルコースの濃度を検査する方法であって、 試料に励起光を指向し、前記試料に作用して前記試料中に存在するグルコース によって発光される蛍光を含むリターン光を発生させるステップと 前記リターン光を検査して、グリコース蛍光信号と参照信号を発生させ、前記 グリコース蛍光信号がグリコースの直接蛍光発光に関連する波長帯域内の前記リ ターン光の強度を表し、前記参照信号が参照波長帯域内の前記リターン光の強度 を表すようにするステップと、 前記グルコース蛍光信号と前記参照信号とを処理して、前記試料中のグルコー スの濃度を決定する処理装置と を具備することを特徴とする装置。