JPH11216132A - 無侵襲生化学計測装置 - Google Patents

無侵襲生化学計測装置

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JPH11216132A
JPH11216132A JP10022931A JP2293198A JPH11216132A JP H11216132 A JPH11216132 A JP H11216132A JP 10022931 A JP10022931 A JP 10022931A JP 2293198 A JP2293198 A JP 2293198A JP H11216132 A JPH11216132 A JP H11216132A
Authority
JP
Japan
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blood flow
light source
light
blood
arm
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Pending
Application number
JP10022931A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kan
正男 管
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Tsuyoshi Sonehara
剛志 曽根原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】計測誤差を解消した高精度の無侵襲生化学計測
装置を提供する。 【解決手段】生体試料(腕)5に血流止めベルトまたは
血流止めクリップを装着し、生体試料(腕)5の2点間
の血流を止め、血流に伴う血球の動きをなくし、血球の
動きに基づく計測誤差を解消する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医療用生化学分析装
置に関し、特に血液中のグルコース濃度を採血をせず、
光学的手段により無侵襲で計測し、主に糖尿病患者に対
し利用される無侵襲生化学計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近赤外光を用い生体情報を計測する装置
が、特開平3−173535 号「グルコース無侵襲計測方法」
に記載されている。上記従来技術はグルコースによる吸
収波長帯域を1600〜1750nm、グルコースによ
らない基準波長帯域を1200〜1300nmに設定
し、両近赤外光を生体組織に照射し、両透過エネルギー
の差異を演算処理することにより生体組織中のグルコー
ス濃度を求める方法である。これは光源より照射された
光の一部を直接に、他の一部を凹面反射鏡により反射さ
せて、生体組織に照射し、その透過光をPbSセンサに
より検出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、光
源から照射した光を生体試料に照射するときの生体試料
の血流に関する配慮はされておらず、光源から光を生体
試料に照射する場合、生体試料の血流に伴い血球が動く
と、得られた透過,拡散,反射光の強度が安定しない点
に問題がある。
【0004】本発明の目的は、調節可能な治具を用い生
体試料に対して2点で血流を止め、光源及び光検出器を
生体試料の血流を止めた2点間に設置し、血流に伴う血
球の動きがない状態での計測を行い、血流に伴う血球の
動きに基づく計測誤差をなくし、高精度な無侵襲生化学
計測装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、生体試料に
対して調節可能な治具を用い、生体試料に巻いて装着す
る、または、生体試料を挟んで装着する治具を用い、生
体試料の血流を2点で止め、光源及び光検出器を血流を
止めた2点間に設置し、血流に伴う血球の動きがない状
態での計測を行い、血流に伴う血球の動きに基づく計測
誤差を解消することにより、高精度な計測を達成する。
【0006】
【発明の実施の形態】近赤外領域は分子振動の基本音ス
ペクトル(中赤外)と原子や分子の電子スペクトル(可
視,紫外)との間にあたり、本来透明な波長領域である
が、分子運動の倍音,高調音,結合音のスペクトルが現
われる。このため、特定分子の定性及び定量分析に近赤
外光を用いることができる。また、近赤外領域は生体透
過性が比較的大きく、無侵襲に生体内の情報を取得する
のに適している。
【0007】生体に近赤外光を照射すると、一部は表面
で反射し、他は生体中を拡散して透過する。その際、近
赤外光の一部は生体物質に吸収される。入射光強度I0
と透過光強度It との間には数1で示されるLambert−B
eer の法則が成り立つと考えられる。
【0008】
【数1】 It=I0exp(−ckd) …(1) ここで、cは吸収物質の濃度、kは吸光係数、dは吸収
物質の厚さを表す。
【0009】これより、目的物質の吸収波長に合わせた
レーザを用い、試料の厚さを一定にすれば、透過光強度
の測定により目的物質の濃度を求めることができる。例
えば、血液中のグルコース濃度は糖尿病の指標になり、
臨床検査上重要な検査項目である。グルコースは156
0nm,2076nm,2272nmに特徴的な吸収を
有するので、上記いずれかの波長を含有する光源及び光
検出器を用いれば、生体中、主に血液中のグルコース濃
度を採血せずに定量することができる。
【0010】このような近赤外光の特徴を有する半導体
レーザまたはLEDを、無侵襲生化学計測に適用した例
について説明する。
【0011】図1に本発明の第1の実施例を示す。これ
は透過方式腕時計型無侵襲生化学計測装置である。
【0012】半導体レーザまたはLEDよりなる光源1
を光源駆動電流供給装置6で駆動し、光源1から照射し
た光を生体試料(腕)5に照射する。その透過,拡散,
反射した光は、光を電気信号に変換する受光素子などで
構成される光検出器2で検出し、増幅部7で増幅して、
コンピュータから構成される生体信号演算処理装置8に
送られる。生体信号演算処理装置8では演算処理により
吸光度や透過特性などに変換して、その演算結果を表示
装置10に表示、また記憶装置11に記録する。
【0013】光源1,光検出器2を検出部固定ベルト3
に設置し、検出部固定ベルト3を手首に装着する。検出
部固定ベルト3の両脇に、血流止めベルト4を装着し、
血流を止める。光源1より照射する光が血管中の血液を
透過するように、光源1はできるだけ太い血管の上に位
置するように固定する。
【0014】血流止めベルト4により、2点で血流を止
めることにより、血流に伴う血球などの動きをなくす。
血流に伴い、血球などの動きがあると、それに伴い、光
源1から照射した光を生体試料(腕)5に照射して得ら
れた透過,拡散,反射光の強度も変化してしまうため、
血流止めベルト4を設け、血流に伴う血球などの動きを
なくして高精度な計測を可能とする。
【0015】また、本実施例は光源1,光検出器2を小
型にして腕固定ベルト3に設置した信号検出ブロック1
3と、光源駆動電流供給装置6,増幅部7,生体信号演
算処理装置8,制御部9,表示装置10,記憶装置11
を小型にして一つのブロックに納めた演算処理ブロック
12を分離し、その間をフレキシブルな信号線により接
続する。信号検出ブロック13及び演算処理ブロック1
2を分離することにより、被検者の時間を拘束すること
なしに、被検者の生体信号を無侵襲に連続計測すること
ができ、また、小型にすることで携帯可能とする。
【0016】図2に本発明の第2の実施例を示す。これ
は反射方式腕時計型無侵襲生化学計測装置であり、図1
の信号検出ブロック13及び血流止めベルト4の異なる
例である。信号処理ブロック12は図1の実施例と同様
である。
【0017】生体試料(腕)5の任意の血管の2点を血
流止めクリップ14で挟み込み、血流を止める。血流止
めクリップ14により血流を止められた2点間の血管の
上に光源1,光検出器2が位置するように光源1,光検
出器2を検出部固定ベルト3に設置し、検出部固定ベル
ト3を手首に装着する。フォトダイオードなどからなる
光検出器2の位置は、スライドさせることができ、検出
する生体信号の深さを調節することができる。血流止め
クリップ14により、2点で血流を止めることにより、
血流に伴う血球などの動きをなくす。血流に伴い、血球
などの動きがあると、それに伴い、光源1から照射した
光を生体試料(腕)5に照射し、得られた透過,拡散,
反射光の強度も変化してしまうため、血流止めクリップ
14を設け、血流に伴う血球などの動きをなくして高精
度な計測を可能とする。
【0018】また、本実施例は光源1,光検出器2を小
型にして腕固定ベルト3に設置した信号検出ブロック1
3と、光源駆動電流供給装置6,増幅部7,生体信号演
算処理装置8,制御部9,表示装置10,記憶装置11
を小型にして一つのブロックに納めた演算処理ブロック
12を分離し、その間をフレキシブルな信号線により接
続する。信号検出ブロック13及び演算処理ブロック1
2を分離することにより、被検者の時間を拘束すること
なしに、被検者の生体信号を無侵襲に連続計測すること
ができ、また、小型にすることで携帯可能とする。
【0019】図3に本発明の第3の実施例を示す。これ
は反射方式腕固定型無侵襲生化学計測装置である。これ
は図2の信号検出ブロック13及び血流止めベルト4の
異なる例である。信号処理ブロック12は図1の実施例
と同様である。
【0020】光源1,光検出器2及び血流止めベルト4
は腕固定台15に一体化されている。生体試料(腕)5
を腕固定台15の上に置き、生体試料(腕)5に血流止
めベルト4を装着し、血流を止める。腕固定台15に一
体化されている光源1から照射した光を生体試料(腕)
5に照射する。その透過,拡散,反射した光は、光を電
気信号に変換する受光素子などで構成される光検出器2
で検出し、増幅部7で増幅して、コンピュータから構成
される生体信号演算処理装置8に送られる。生体信号演
算処理装置8で演算処理により吸光度や透過特性などに
変換して、その演算結果を表示装置10に表示、また記
憶装置11に記録する。
【0021】血流止めベルト4により、2点で血流を止
めることにより、血流に伴う血球などの動きをなくす。
血流に伴い、血球などの動きがあると、それに伴い、光
源1から照射した光を生体試料(腕)5に照射して得ら
れた透過,拡散,反射光の強度も変化してしまうため、
血流止めベルト4を設け、血流に伴う血球などの動きを
なくして高精度な計測を可能とする。
【0022】図4に本発明の第4の実施例を示す。これ
は反射方式腕固定型無侵襲生化学計測装置であり、図1
の信号検出ブロック13及び血流止めベルト4の異なる
例である。信号処理ブロック12は図1の実施例と同様
である。
【0023】光源1,光検出器2は検出部固定ベルト3
に設置され、検出部固定ベルト3及び血流止めベルト4
は腕固定台15に一体化されている。生体試料(腕)5
を腕固定台15の上に置き、生体試料(腕)5に血流止
めベルト4を装着し、血流を止める。検出部固定ベルト
3に設置されている光源1から照射した光を生体試料
(腕)5に照射する。その透過,拡散,反射した光は、
光を電気信号に変換する受光素子などで構成される光検
出器2で検出し、増幅部7で増幅して、コンピュータか
ら構成される生体信号演算処理装置8に送られる。生体
信号演算処理装置8で演算処理により吸光度や透過特性
などに変換して、その演算結果を表示装置10に表示、
また記憶装置11に記録する。
【0024】血流止めベルト4により、2点で血流を止
めることにより、血流に伴う血球などの動きをなくす。
血流に伴い、血球などの動きがあると、それに伴い、光
源1から照射した光を生体試料(腕)5に照射して得ら
れた透過,拡散,反射光の強度も変化してしまうため、
血流止めベルト4を設け、血流に伴う血球などの動きを
なくして高精度な計測を可能とする。
【0025】以上半導体レーザまたはLEDを光源の例
として説明したが、既に述べたグルコースの吸収波長帯
を含む光であれば例えばハロゲンランプを光源として用
いることが可能であることは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、生体試料(腕)5の血
流に伴う血球の動きに基づく計測誤差を解消し、高精度
な無侵襲生化学計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の無侵襲生化学計測装置を示
した説明図。
【図2】本発明の一実施例の無侵襲生化学計測装置を示
した説明図。
【図3】本発明の一実施例の無侵襲生化学計測装置を示
した説明図。
【図4】本発明の一実施例の無侵襲生化学計測装置を示
した説明図。
【符号の説明】
1…光源(半導体レーザもしくはLED)、2…光検出
器、3…検出部固定ベルト、4…血流止めベルト、5…
生体試料(腕)、6…光源駆動電流供給装置、7…増幅
部、8…生体信号演算処理装置、9…制御部、10…表
示装置、11…記憶装置、12…演算処理ブロック、1
3…信号検出ブロック、14…血流止めクリップ、15
…腕固定台。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つの光源,光検出器からな
    り、光源から出射される光を、直接生体に照射し、その
    透過,拡散,反射した光の強度を光検出器により検出
    し、その検出結果に基づき、生体成分を測定する装置に
    おいて、生体を押さえる機構を少なくとも2個備え、上
    記機構により生体の血流を2点で止め、上記光源及び光
    検出器を、生体の血流を止めた2点間に配置することを
    特徴とする無侵襲生化学計測装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の生体を押さえる機構は、
    ベルト状、またはクリップ状であり、上記ベルト状、ま
    たはクリップ状の調節可能な治具は2点で生体の血流を
    止めることを特徴とする無侵襲生化学計測装置。
JP10022931A 1998-02-04 1998-02-04 無侵襲生化学計測装置 Pending JPH11216132A (ja)

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JPH11216132A true JPH11216132A (ja) 1999-08-10

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