生物信息测量装置和生物信息测量方法制造方法及图纸

为了解决唾液层厚度难以控制，而且因测量时带有疼痛所造成的贴不稳而测量数据容易产生偏差等已有生物信息测量装置的问题，提供一种生物信息测量装置，其中具有测量部位接触部分的至少一部分为曲面状而且对所述测量部位照射光的接触件、检测出从来自所述测量部位的透射光、反射光、散射光和透射反射光组成的群选择的至少一种的光检测装置、以及根据所述检测结果测量所述测量部位中的特定成分的测量装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用透射光、反射光、散射光或透射反射光非侵袭地测量生物的血糖值等生物信息的生物信息测量。具体而言，本专利技术涉及测量葡萄糖、胆甾醇或乙醇等特定成分的浓度的方法及其使用的浓度测量用接触件。
技术介绍
以往，已提出使用衰减全反射(ATR)测量装置测量例如生物或溶液等被测物的特定成分的各种测量方法。重糖尿病患者个人具有操作简便的采血型血糖测量仪，采用自己采血测量血糖的方法。然而，最近，非侵袭测量的开发不断进展。例如，提出使用ATR(衰减全反射)棱镜，使入射光在棱镜的反射面与生物的边界反复减小衰减全反射后，分析出射到棱镜外部的光方法。特开平9-113439号公报(第3页和图1)中揭示将ATR棱镜夹在嘴或手指之间进行测量的方法。上述公报记载的方法中，定量分析应用瞬逝光(日文エバネツセント)(所谓的“渗散光”)。如图4所示，在光纤54中传播并且在ATR棱镜内行进的光53略为渗散，渗散的光渗入嘴唇52后，进行反射。因此，光53的一部分进入嘴唇52，使组成52中存在的体液中的各成分受影响，从而通过测量作为返回光的反射光，能检测出体液的反射率和吸收率的变化，可获得体液中各成分的信息。此外，Spectra-Tech公司的“Fiber Optics User’s Manual”Version 2.0(第2、9页)中，作为棱镜的形态，揭示图5所示的光纤ATR探头61。使ATR探头62接触嘴唇52。从光纤63的光源侧(图中未示出)在ATR探头62中传播的光渗入所述嘴唇52后进行反射，反射光传播到光纤63的感光侧(图中未示出)。然而，上述那样的已有测量装置存在以下的问题。作为一个例子，对使用10微米波长的光和ZnSe晶体组成的ATR棱镜(折射率为2.0)、入射角为45度、周围媒体为水(折射率为1.24)的情况，用公知的公式计算渗散深度。该情况下所得的渗散深度为4.7微米。虽然周围部分的折射率变化，渗散深度也变化，但最多也不过几微米。也就是说，判明用已有的测量装置能获得有关生物表面及其附近的状态的信息。然而，ATR棱镜与被测体之间存在唾液等干扰层时，光不能抵达生物，或光进入生物的深度变化，往往所得信号不稳定。此外，例如ATR棱镜的探测部的一部分存在水和空气时、以及ATR棱镜的探测部整个存在水时，所得的频谱形状变化，介入的空气层也成为频谱波动的关键因素。因此，上述已有技术那样把ATR棱镜夹在嘴唇之间进行按压接触时，贴紧的程度因嘴唇闭合力大小而变化，ATR棱镜的表面与嘴唇的紧贴性不稳定，难以控制唾液层的厚度。加上空气层介入等的影响，测量数据容易产生偏差。即使擦去唾液层，嘴唇粘膜上也有微小凹凸面，相对于不充分贴紧，并且介入空气层。又，贴附的ATR棱镜的范围越大，越难实现完全均匀贴附。因此，作为贴附范围小的方案，考虑使用图5所示的光纤ATR探头61。此ATR探头62的角为具有棱状或些微圆状的直线形，因而在强力按压接触嘴唇，以便贴紧时，往往接触角的嘴唇部分带有疼痛。因此，按压接触力弱。紧贴性不稳定。接着，BME，Vol.5，No.8(日本ME学会，1991)中提出一种方法，该方法使ZnSe光学晶体等构成的ATR元件紧贴嘴唇粘膜，并使波长9～11微米的激光进入此ATR元件，在ATR元件内部多重反射后，分析其吸收光、散射光或反射光，从而测量血糖值和血中乙醇的浓度。根据此方法，能实时且非侵袭地测量葡萄糖、乙醇或胆甾醇等特定成分的浓度。此方法中，定量分析也应用瞬逝光(渗散光)。在ATR元件内行进的光略为渗入嘴唇，使其中存在的体液包含的成分受影响。例如，葡萄糖在光的波数为1080cm-1处，存在光吸收峰。于是，对生物照射此波数的光时，吸收量随生物中葡萄糖浓度的变化而不同。因此，通过测量该光从生物的返回光，检测出伴随体液各种成分浓度变化的吸收量的变化，可获得各成分的浓度。然而，ATR测量装置一般多数用于物质表面分析，光的入射角大致为45度。因此，瞬逝光渗入深度与波长等同，光仅在生物中通过微小距离。因此，在体液中通过的光的光路长度非常短，被体液吸收的光的吸收量非常小，从而用1次全反射，不能获得足够的信号强度。于是，尝试进行反复全反射，使信号强度增加，但为了使光反射几次，元件本身体积就变大，光学元件成本就提高。存在问题。又由于元件变大，测量部位的范围扩大，较难获得来自真正要测量的部位的信号。因此，本专利技术鉴于上述问题，其第1目的为提供简便地进行构成接触件的棱镜与测量部位的贴附并且可高精度测量的生物信息测量方法和生物信息测量装置。本专利技术的第2目的为提供用小型光学元件取得大测量信号以测量特定成分的浓度的生物信息测量方法和生物信息测量装置。
技术实现思路
本专利技术的生物信息测量方法，包含(1)使与测量对象物的测量部位接触的部分的至少一部分为曲面状的接触件紧贴并接触所述测量部位的步骤、(2)由所述接触件对所述测量部位照射第1光的步骤、(3)检测出从来自所述测量部位的透射光、反射光、散射光和透射反射光组成的群中选择的至少1种第2光的步骤、以及(4)根据所述检测结果测量所述测量部位中的特定成分并获得生物信息的步骤。所述生物信息测量方法中，最好所述第1光包含瞬逝光。最好所述测量对象物是生物组织，所述生物信息是葡萄糖浓度。最好所述第1光具有8.4μm~10μm的波长。本专利技术的生物信息测量装置，具有与测量对象物接触的部分的至少一部分为曲面状而且对所述测量部位照射第1光的接触件、检测出从来自所述测量部位的透射光、反射光、散射光和透射反射光组成的群中选择的至少一种第2光的光检测装置、以及根据所述检测结果测量所述测量部位中的特定成分并获得生物信息的测量装置。所述生物信息测量装置中，最好所述接触件与所述测量部位接触的整个部分为曲面状。最好所述接触件与所述测量部位接触的部分为平面状，并且角部为曲面状。最好所述角部具有遮光装置。最好所述测量部位是生物的嘴唇部的嘴唇粘膜。最好用锗或硅构成所述接触件。最好所述接触件接触所述测量部位的部分的面积为2cm2以下。最好所述生物信息测量装置具有控制所述第1光的入射角的光束遮断装置。最好用凹口部构成所述光束遮断装置。最好所述凹口部由设置在所述接触件输入光的部分与所述接触件连接所述测量部位的部分之间的第1凹口部和设置在所述接触件输出光的部分与所述接触件连接所述测量部位的部分之间的第2凹口部构成。最好所述光束遮断装置是遮光膜。最好所述光束遮断装置具有光吸收体。最好所述光吸收体是氧化物。最好所述氧化物是二氧化硅。附图说明图1是概略示出本专利技术实施方式1的生物信息测量装置使用时的状态的侧视图。图2是详细示出图1所示生物信息测量装置的局部剖面图。图3是图1所示生物信息测量装置中的接触件的立体图。图4是说明已有生物信息测量装置的动作的图。图5是另一说明已有生物信息测量装置的动作的图。图6是本专利技术实施方式2的生物信息测量装置中的接触件的概略剖面图。图7是示出使用本专利技术实施方式2的生物信息测量装置的接触件时的光谱测量结果的图。图8是本专利技术实施方式3的生物信息测量装置中的接触件的概略剖面图。实施专利技术的最佳方式本专利技术涉及的生物信息测量方法利用接触测量部位的信息检测用的接触件照射第1光后，检测出作为来自该测量部位的透射光、反射光、散射光或透射反射光等返回光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物信息测量方法，其特征在于，包含（１）使与测量对象物的测量部位接触的部分的至少一部分为曲面状的接触件紧贴并接触所述测量部位的步骤、（２）由所述接触件对所述测量部位照射第１光的步骤、（３）检测出从来自所述测量部位 的透射光、反射光、散射光和透射反射光组成的群中选择的至少１种第２光的步骤、以及（４）根据所述检测结果测量所述测量部位中的特定成分并获得生物信息的步骤。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田真司，大岛希代子，盐井正彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]