本发明专利技术通过跟踪光声信号检测器的灵敏度特性的变化，总以灵敏度高的频率测定，从而提供一种能正确地进行测定的无创伤成分浓度测定装置和成分浓度测定装置控制方法。本发明专利技术的成分浓度测定装置，其特征在于包括：产生不同波长的２个光的光发生部件；对该不同波长的２个光分别以频率相同、相位相反的信号进行电强度调制的光调制部件；向被检测体照射强度调制了的该不同波长的２个光的光照射部件；检测由照射的光在被检测体内产生的声波的声波检测部件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非侵袭的，特别是涉及非侵袭地把作为血液成分的葡萄糖作为测定对象，其浓度即血糖值的非侵袭的测定装置和测定方法。
技术介绍
作为非侵袭的成分浓度的测定方法，到现在为止，试行了基于经过皮肤的电磁波的照射或辐射的观测的各种方法。这些都利用了在成为对象的血液成分，例如血糖值的情况下，葡萄糖分子具有的与特定波长的电磁波的相互作用、即吸收或散射。可是，葡萄糖和电磁波的相互作用小，能对生物体安全照射的电磁波的强度也有限制，此外，生物体对于电磁波是散射体，所以在生物体的血糖值测定方面还达不到充分的效果。在利用所述的葡萄糖和电磁波的相互作用的现有的技术中，对生物体照射电磁波，观测在生物体内产生的声波的光声法引人注目。光声法是当对生物体照射某种量的电磁波时，电磁波被生物体中包含的分子吸收，把照射电磁波的部分局部加热而产生热膨胀从而产生声波，但由于该声波的压力依存于吸收电磁波的分子的量，所以是通过测定声波的压力来测定生物体内的分子的量的方法。此外，在光声法中，把在照射光的局部的区域中产生热、热不会扩散而是引起热膨胀、利用据此产生并传播的声波的方法称作直接光声法。声波是在生物体内传播的压力波，具有比电磁波难以散射的特殊性质，所述光声法是在生物体的血液成分测定中应该瞩目的方法。图49和图50是作为现有例、表示利用光声法的现有的成分浓度测定装置的构成例的图。图49是把光脉冲作为电磁波使用的第一现有例(例如参照非专利文献1)。在本例子中，作为血液成分，把血糖即葡萄糖作为测定对象。在图49中，驱动电源604对脉冲光源616供给脉冲状的激励电流，脉冲光源616产生具有亚微秒的持续时间的光脉冲，所述光脉冲照射在生物体被检测部610上。所述光脉冲在生物体被检测部610内产生脉冲状的称作光声信号的声波，光声信号由超声波检测器613检测，将光声信号变换为与声压成比例的电信号。所述电信号的波形由波形观测器620观测。波形观测器620由与所述激励电流同步的信号触发，所述与声压成比例的电信号在波形观测器620的显示面板上的一定位置显示，能对位于进行累加和/或平均地测定信号。分析这样取得的所述与声压成比例的电信号，来测定生物体被检测部610内的血糖值即葡萄糖的量。在图49所示的例子的情况下，最大以1kHz地重复产生亚微秒的脉冲宽度的光脉冲，把1024个光脉冲平均，作为所述与声压成比例的电信号，但是无法取得充分的精度。因此，为了进一步提高精度，提出了使用连续强度调制的光源的第二现有例。图50表示第二现有例的装置的结构(例如，参照专利文献2)。本例子也以血糖为主要测定对象，使用不同波长的多个光源，以提高精度。为了避免说明的繁杂，根据图50说明光源的数量为2时的动作。在图50中，不同波长的光源、即第一光源601和第二光源605分别由驱动电源604和驱动电源605驱动，输出连续光。第一光源601和第二光源605输出的光被用电机618驱动并且以一定转速旋转的断续板617变成断续的光。这里，断续板617由不透明的材料形成，在以电机618的轴为中心的圆周上，在第一光源601和第二光源605的光通过的圆周上，形成有互质的个数的开口部。根据上述的结构，第一光源601和第二光源605分别输出的光由互质的调制频率f1、调制频率f2进行强度调制后，由合波器609合波，作为一个光束照射到生物体被检测部610。在生物体被检测部610内，由第一光源601的光产生频率为f1的光声信号，由第二光源605的光产生频率f2的光声信号，这些光声信号由声音传感器619检测并变换为与声压成比例的电信号，利用频率分析器621观测其频谱。在本例子中，多个光源的波长全部设定为葡萄糖的吸收波长，与各波长对应的光声信号的强度作为与血液中包含的葡萄糖的量对应的电信号而被测定。这里，预先存储了光声信号的测定值强度和根据另外采集的血液而测定的葡萄糖含量的值的关系，来从所述光声信号的测定值测定葡萄糖的量。而携带所述的成分浓度测定装置来连续测定在健康管理和治疗中是重要的，正在开发便携式成分浓度测定装置。作为便携式成分浓度测定装置，公开了以下表示的第三现有例和第四现有例。图51所示的第三现有例是眼镜挂耳部的安装例(例如参照专利文献2)。在图51中，在仪器体540与生物体499的接触面上嵌入了光源500和声波检测器541。该例是由声波检测部541检测利用来自光源500的照射光而在生物体499内产生的声波中向后方传播的部分的结构。此外，图52所示的第四现有例是安装在耳环上的例子(例如参照专利文献2)。在图52中，在从两侧接触生物体499的仪器体540的一侧的接触面中嵌入光源500，在另一侧的接触面中嵌入声波检测器541。该例是由声波检测部541检测利用来自光源500的照射光而在生物体499内产生的声波中向前方传播的部分的结构。专利文献1特开平10-189号公报专利文献2特开平08-224228号公报非专利文献1芬兰的University of Oulu的学位论文“Pulsephotoacoustic techniques and glucose determination in human bloodand tissue”(IBS 951-42-6690-0，http://herkules.oulu.fi/isbn9514266900/，2002年)在上述的现有例中，存在以下的课题。在第一现有例中，因为使用脉冲光源反复测定，所以存在需要长时间测定的课题。人和动物的身体的约2/3是水，水占血液成分的近80％，水分子在波长1μm的波长带表现显著的吸收特性。而葡萄糖分子在1.6μm附近和2.1μm附近的光的波长带表现吸收特性，但是在健康正常者的血糖值50～100mg/dl(2.8～5.6mM)的浓度下，水与葡萄糖相比具有1000倍以上的大的吸收。因此，为了测定血糖值，测定精度必须高于0.1％。通常，血糖值测定所要求的精度是5mg/dl(0.28mM)，为了该测定，必须0.003％左右的精度。对于如上所述的血液成分浓度的测定，特别是血糖值即葡萄糖量的测定，必须极高的测定精度。在所述的现有例中，特定的血液成分表现吸收的波长在血液中的其他血液成分和非血液组织中的成分的两者中表现吸收时，把它们合计到产生的光声信号中来测定。由于在非血液组织中能产生的光声信号的误差也同样相加，所以容易受到外来干扰的影响。因此，为了以更高精度测定血液成分，把血液中产生的光声信号与其它光声信号分离成为课题。此外，如果要通过反复测定脉冲光源的信号并取平均来实现所述的高精度，则所需的测定次数很多，测定时间变长。例如使用脉冲光源，以每一个脉冲1％的精度取得信号，为了通过平均把精度改善达到0.003％，需要110,000个脉冲的测定。当脉冲光源的重复周期为1kHz时，该测定需要110秒。在所述血糖值的测定中，被检查者必须静止，把显著的苦痛强加给被检查者。此外，当被检查者为动物时，极难使其长时间静止。在光声法的测定中，对生物体被检测部610照射光，使其产生声波，由与生物体被检测部610接触的图49所示的超声波检测器613或图50所示的声音传感器619检测在生物体内传播的声波，但是为了提高声波的测定效率，必须在生物体被检测部610的皮肤与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成分浓度测定装置，其特征在于包括：产生光的光发生部件；对调制所述光发生部件产生的光的调制频率进行扫描的频率扫描部件；通过来自所述频率扫描部件的信号，把由所述光发生部件产生的光进行电强度调制的光调制部件；向 被测定物照射所述强度调制了的光的光照射部件；检测由所述照射的光在被测定物内产生的声波的声波检测部件；把所述声波检测部件检测出的声波在所扫描的调制频率范围中累计的累计部件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：长沼和则，田岛卓郎，冈部勇一，须藤昭一，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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