[go: up one dir, main page]

JP2012191969A - Biological information measuring apparatus - Google Patents

Biological information measuring apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2012191969A
JP2012191969A JP2011055993A JP2011055993A JP2012191969A JP 2012191969 A JP2012191969 A JP 2012191969A JP 2011055993 A JP2011055993 A JP 2011055993A JP 2011055993 A JP2011055993 A JP 2011055993A JP 2012191969 A JP2012191969 A JP 2012191969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biological information
measuring device
infrared light
optical fiber
information measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011055993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ishizawa
広明 石澤
Shohei Koyama
祥平 児山
Shota Tokutake
翔太 徳竹
Yasusuke Nishizawa
泰輔 西澤
Hideya Momose
英哉 百瀬
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.)
NISHIZAWA DENKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Shinshu University NUC
Original Assignee
NISHIZAWA DENKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Shinshu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NISHIZAWA DENKI KEIKI SEISAKUSHO KK, Shinshu University NUC filed Critical NISHIZAWA DENKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Priority to JP2011055993A priority Critical patent/JP2012191969A/en
Publication of JP2012191969A publication Critical patent/JP2012191969A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

【課題】血糖値の測定精度が実用レベルにある血糖値測定装置を提供する。
【解決手段】近赤外光源110と、光源側光ファイバー120と、検出側光ファイバー140と、近赤外吸収スペクトル測定装置150と、データ解析装置170とを備える生体情報測定装置であって、生体を接触させる接触面131と、光源側光ファイバー固定部132と、検出側光ファイバー固定部133と、光源側光ファイバー130からの近赤外光を空隙を介して生体情報取得部位に導光するとともに生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して検出側光ファイバー140に導光するための導光空間134とを有する測定用アタッチメント130をさらに備える生体情報測定装置100。
【選択図】図1
A blood glucose level measuring apparatus having a blood glucose level measuring accuracy at a practical level is provided.
A biological information measuring device including a near-infrared light source, a light source-side optical fiber, a detection-side optical fiber, a near-infrared absorption spectrum measuring device, and a data analyzing device. Near-infrared light from the contact surface 131 to be contacted, the light source side optical fiber fixing part 132, the detection side optical fiber fixing part 133, and the light source side optical fiber 130 is guided to the biological information acquisition part through the gap and the biological information acquisition is performed. The biological information measurement apparatus 100 further includes a measurement attachment 130 having a light guide space 134 for guiding near-infrared light diffusely reflected at the site to the detection-side optical fiber 140 through a gap.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、血糖値測定装置、血中コレステロール濃度測定装置、血中中性脂肪濃度測定装置、血中アルコール濃度測定装置などの生体情報測定装置に関する。   The present invention relates to a biological information measuring device such as a blood glucose level measuring device, a blood cholesterol concentration measuring device, a blood neutral fat concentration measuring device, or a blood alcohol concentration measuring device.

近年、食事や運動、ストレスなどの生活習慣が原因で引き起こされる糖尿病、高血圧症、高脂血症、動脈硬化、がんなどの生活習慣病が深刻問題となっている。また、これらの生活習慣病は、それぞれが独立した別の病気ではなく、内臓に脂肪が蓄積した肥満が原因であることが判明している。このように、内臓脂肪型肥満によってさまざまな病気が引き起こされやすくなった状態を『メタボリックシンドローム』と言い、血糖値を含む診断基準が確立され、治療の対象として考えられるようになってきている。   In recent years, lifestyle-related diseases such as diabetes, hypertension, hyperlipidemia, arteriosclerosis, and cancer caused by lifestyle such as diet, exercise and stress have become serious problems. In addition, it has been found that these lifestyle-related diseases are not caused by separate diseases, but are caused by obesity in which fat has accumulated in the internal organs. A state in which various diseases are likely to be caused by visceral fat obesity is called “metabolic syndrome”, and diagnostic criteria including blood glucose levels have been established and are considered as targets for treatment.

このような状況において、病気の予防あるいは治療をするためには、個人で実際に血糖値測定を行い、自己管理をする必要がある。現在では採血による測定法が一般的であるが、患者に苦痛やストレスを与え、感染症の危険性を伴うなどの問題点を含んでいるため、従来から非侵襲で血糖値を測定できる血糖値測定装置の開発が進められている(例えば、非特許文献1及び特許文献1〜4参照。)。   In such a situation, in order to prevent or treat the disease, it is necessary to actually measure the blood glucose level by an individual and perform self-management. Currently, blood sampling is a common method of measurement, but it has problems such as causing pain and stress to the patient and risk of infection, so blood glucose levels can be measured non-invasively from the past. Development of measuring devices is underway (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 4).

これらのうち、非特許文献1には、板状プリズムを利用した血糖値測定装置(以下、従来の血糖値測定装置80という。)が記載されている。図16は、従来の血糖値測定装置80を説明するために示す図である。図16(a)は血糖値測定装置80の全体構成を示す図であり、図16(b)は血糖値測定装置80の要部を示す図である。   Among these, Non-Patent Document 1 describes a blood glucose level measuring device (hereinafter referred to as a conventional blood glucose level measuring device 80) using a plate prism. FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional blood sugar level measuring apparatus 80. FIG. 16A is a diagram showing the overall configuration of the blood sugar level measuring device 80, and FIG. 16B is a diagram showing the main part of the blood sugar level measuring device 80.

従来の血糖値測定装置80は、図16に示すように、赤外光を射出する光源装置810と、試料室830と、赤外光を検出する検出装置850,852と、検出装置850,852で検出された赤外光の解析をして血糖値の情報を得るデータ解析装置(図示せず)とを備える。光源装置810と試料室830と検出装置850,852とでフーリエ変換赤外分光光度計FTIRを構成する。そして、試料室830には、生体LBを接触させる接触面を有する板状プリズム832と、光源装置810からの近赤外光を板状プリズム832に導光するミラー820と、板状プリズム832からの近赤外光を検出装置850に導光するミラー840とが配設されている。板状プリズム832は、赤外光を通す高屈折率物質(セレン化亜鉛:ZnSe)からなる。   As shown in FIG. 16, a conventional blood glucose level measuring device 80 includes a light source device 810 that emits infrared light, a sample chamber 830, detection devices 850 and 852 that detect infrared light, and detection devices 850 and 852. And a data analysis device (not shown) that obtains blood sugar level information by analyzing the infrared light detected in step (b). The light source device 810, the sample chamber 830, and the detection devices 850 and 852 constitute a Fourier transform infrared spectrophotometer FTIR. The sample chamber 830 includes a plate-like prism 832 having a contact surface with which the living body LB is brought into contact, a mirror 820 for guiding near-infrared light from the light source device 810 to the plate-like prism 832, and a plate-like prism 832. And a mirror 840 for guiding the near-infrared light to the detection device 850. The plate prism 832 is made of a high refractive index substance (zinc selenide: ZnSe) that transmits infrared light.

従来の血糖値測定装置80を用いて生体表面の赤外吸収スペクトルを測定する際には、板状プリズム832の表面に生体LBを密着させ、可動式干渉計816により干渉光にされた赤外光を板状プリズム832に対し臨界角以上の入射角度で入射し、生体との界面で当該赤外光を繰り返し全反射させながら導波させる。このとき、赤外光は、生体表面に存在する吸収物質によってエバネッセント光が吸収され減衰する。そこで、板状プリズム832を通過した赤外光の強度を可動鏡の移動距離の関数として測定し、検出器850,852で得られたインターフェログラムと呼ばれる干渉波形をフーリエ変換することにより、例えば1500cm−1〜950cm−1の波数範囲で赤外吸収スペクトルを得る。 When measuring the infrared absorption spectrum of the living body surface using the conventional blood glucose level measuring device 80, the living body LB is brought into close contact with the surface of the plate prism 832 and the infrared light made into interference light by the movable interferometer 816 is used. Light is incident on the plate prism 832 at an incident angle greater than the critical angle and guided while being repeatedly totally reflected at the interface with the living body. At this time, the evanescent light is attenuated and attenuated by the absorbing material present on the living body surface. Therefore, by measuring the intensity of infrared light that has passed through the plate prism 832 as a function of the moving distance of the movable mirror and performing Fourier transform on an interference waveform called an interferogram obtained by the detectors 850 and 852, for example, obtain an infrared absorption spectrum in the wave number range of 1500cm -1 ~950cm -1.

従来の血糖値測定装置80を用いて血糖値を測定する際には、所定の糖負荷を与えた被験者について、上記した手順に従って例えば中指の赤外吸収スペクトルを測定するとともに、侵襲型の血糖値測定器により血糖値を測定し、赤外吸収スペクトルを説明変数とし、血糖値を目的変数としてPLS回帰分析を行って、血糖値検量線を構築する。   When measuring a blood glucose level using the conventional blood glucose level measuring device 80, for example, an infrared absorption spectrum of the middle finger is measured according to the above procedure for a subject given a predetermined sugar load, and an invasive blood glucose level is measured. A blood glucose level is measured by a measuring instrument, a PLS regression analysis is performed using the infrared absorption spectrum as an explanatory variable, and the blood glucose level as an objective variable, and a blood glucose level calibration curve is constructed.

図17は、従来の生体情報測定装置80による検量線構築結果を説明するための図である。図17(a)はエラーグリッド上における血糖値の分布を示す図であり、図17(b)はPLS結果及びEGA結果を示す図である。なお、図17(a)中、横軸は参照血糖値を示し、縦軸は予測血糖値を示す。   FIG. 17 is a diagram for explaining a calibration curve construction result by the conventional biological information measuring device 80. FIG. 17A is a diagram showing the distribution of blood glucose level on the error grid, and FIG. 17B is a diagram showing the PLS result and the EGA result. In FIG. 17A, the horizontal axis indicates the reference blood glucose level, and the vertical axis indicates the predicted blood glucose level.

図17からも分かるように、従来の血糖値測定装置80を用いることにより、例えばPLS因子8の場合において、比較的高い相関係数(0.85)及び比較的低い予測誤差(17.4mg/dl)を有する検量線を作成することができ、この検量線を用いて血糖値の定量評価を行えることが確認できた。なお、相関係数は参照血糖値と予測血糖値との相関の高さを表すパラメータであり、高い方(例えば0.80以上)が好ましい。予測誤差は、検量線の精度の指標となるパラメータであり、低い方(例えば20mg/dl以下)が好ましい。   As can be seen from FIG. 17, by using the conventional blood glucose level measuring device 80, for example, in the case of the PLS factor 8, a relatively high correlation coefficient (0.85) and a relatively low prediction error (17.4 mg / It was confirmed that a calibration curve having dl) could be prepared and that the blood glucose level could be quantitatively evaluated using this calibration curve. The correlation coefficient is a parameter that indicates the degree of correlation between the reference blood glucose level and the predicted blood glucose level, and the higher one (for example, 0.80 or more) is preferable. The prediction error is a parameter that serves as an index of the accuracy of the calibration curve, and the lower one (for example, 20 mg / dl or less) is preferable.

また、非特許文献1には、光ファイバープローブを利用した血糖値測定装置(以下、従来の血糖値測定装置90という。)が記載されている。
図18は、従来の血糖値測定装置90を説明するために示す図である。
Non-Patent Document 1 describes a blood sugar level measuring device (hereinafter referred to as a conventional blood sugar level measuring device 90) using an optical fiber probe.
FIG. 18 is a diagram for explaining a conventional blood sugar level measuring apparatus 90.

従来の血糖値測定装置90は、従来の血糖値測定装置80における板状プリズム832の代わりに光ファイバープローブ930を用いて赤外吸収スペクトルを測定するというものであり、図18に示すように、赤外光を射出する光源装置910と、光ファイバープローブ930と、赤外光を検出する検出装置950と、図示しないデータ解析装置とを備える。光ファイバープローブ930は、直径500μmのカルコゲナイド製ファイバーを光源側に7本、検出側に12本配設したバンドル型光ファイバーの先端部にセレン化亜鉛(ZnSe)からなる全反射プリズム936を配設した構造を有する。   The conventional blood sugar level measuring device 90 measures an infrared absorption spectrum using an optical fiber probe 930 instead of the plate prism 832 in the conventional blood sugar level measuring device 80. As shown in FIG. A light source device 910 that emits external light, an optical fiber probe 930, a detection device 950 that detects infrared light, and a data analysis device (not shown) are provided. The optical fiber probe 930 has a structure in which a total reflection prism 936 made of zinc selenide (ZnSe) is arranged at the tip of a bundle type optical fiber in which seven chalcogenide fibers having a diameter of 500 μm are arranged on the light source side and twelve on the detection side. Have

従来の血糖値測定装置90を用いて生体表面の赤外吸収スペクトルを測定する際には、生体LBに光ファイバープローブ930の全反射プリズム936を密着させた状態で、例えば1500cm−1〜950cm−1の波数範囲で赤外吸収スペクトルを測定する。 When measuring the infrared absorption spectrum of the living body surface using the conventional blood sugar level measuring device 90, the total reflection prism 936 of the optical fiber probe 930 is in close contact with the living body LB, for example, 1500 cm −1 to 950 cm −1. The infrared absorption spectrum is measured in the wave number range.

従来の血糖値測定装置90を用いて血糖値を測定する際には、所定の糖負荷を与えた被験者について、上記した方法に従って例えば耳垂裏側の赤外吸収スペクトルを測定するとともに、侵襲型の血糖値測定器により血糖値を測定し、赤外吸収スペクトルを説明変数とし、血糖値を目的変数としてPLS回帰分析を行って、血糖値検量線を構築する。   When measuring a blood glucose level using the conventional blood glucose level measuring device 90, for example, an infrared absorption spectrum on the back side of the earlobe is measured according to the method described above for a subject given a predetermined sugar load, and an invasive blood glucose level is measured. A blood glucose level is measured by a value measuring device, a PLS regression analysis is performed using the infrared absorption spectrum as an explanatory variable, and the blood glucose level as an objective variable, and a blood glucose level calibration curve is constructed.

図19は、従来の生体情報測定装置90による検量線構築結果を説明するための図である。図19(a)はエラーグリッド上における血糖値の分布を示す図であり、図19(b)はPLS結果及びEGA結果を示す図である。なお、図19(a)中、横軸は参照血糖値を示し、縦軸は予測血糖値を示す。   FIG. 19 is a diagram for explaining a calibration curve construction result by the conventional biological information measuring device 90. FIG. 19A is a diagram showing the distribution of blood glucose levels on the error grid, and FIG. 19B is a diagram showing PLS results and EGA results. In FIG. 19A, the horizontal axis indicates the reference blood glucose level, and the vertical axis indicates the predicted blood glucose level.

図19からも分かるように、従来の血糖値測定装置90を用いることにより、例えばPLS因子6の場合において、比較的高い相関係数(0.82)及び比較的低い予測誤差(19.1mg/dl)を有する検量線を作成することができ、この検量線を用いて血糖値の定量評価を行えることが確認できた。   As can be seen from FIG. 19, by using the conventional blood glucose level measuring device 90, for example, in the case of PLS factor 6, a relatively high correlation coefficient (0.82) and a relatively low prediction error (19.1 mg / It was confirmed that a calibration curve having dl) could be prepared and that the blood glucose level could be quantitatively evaluated using this calibration curve.

藤田圭一,田村一人,兼子亘,石澤広明,鳥羽栄治、「赤外分光法を用いた非侵襲血糖値測定センサの開発」、電学論B、122巻、11号、平成14年Junichi Fujita, Hitoshi Tamura, Wataru Kaneko, Hiroaki Ishizawa, Eiji Toba, “Development of non-invasive blood glucose level measurement sensor using infrared spectroscopy”, Electrology B, Vol. 122, No. 11, 2002

特開平10−325794号公報JP-A-10-325794 特開2006−87913号公報JP 2006-87913 A 特開2003−050200号公報JP 2003-050200 A 国際公開2006/082859号パンフレットInternational Publication No. 2006/082859 Pamphlet

しかしながら、これらの血糖値測定装置80,90においても、血糖値の測定精度が実用上十分でないという問題がある。すなわち、これらの血糖値測定装置80,90においては、侵襲型の血糖値測定装置で得られている測定精度(誤差±10%以内)が得られないという問題がある。また、高血糖値や低血糖値における被験者リスクを回避する信頼性についても十分な解決に至っていない。   However, these blood glucose level measuring devices 80 and 90 also have a problem that the blood glucose level measurement accuracy is not sufficient in practice. That is, in these blood glucose level measuring devices 80 and 90, there is a problem that the measurement accuracy (error within ± 10%) obtained by the invasive blood glucose level measuring device cannot be obtained. Moreover, the reliability which avoids the subject risk in a high blood glucose level or a low blood glucose level has not yet been sufficiently solved.

なお、赤外光の代わりに近赤外光を用いた血糖値測定装置が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。しかしながら、これらの血糖値測定装置においても、実際上、侵襲型の血糖値測定装置で得られている測定精度(誤差±10%以内)が得られないという問題がある。   In addition, a blood glucose level measuring apparatus using near infrared light instead of infrared light has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4). However, even in these blood glucose level measuring devices, there is a problem that the measurement accuracy (within an error of ± 10%) obtained by the invasive blood glucose level measuring device cannot be obtained in practice.

そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、血糖値の測定精度が実用レベルにある(血糖値の測定精度が10%程度以内にある)血糖値測定装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a blood sugar level measuring apparatus having a blood sugar level measurement accuracy at a practical level (a blood sugar level measurement accuracy is within about 10%). With the goal.

[1]本発明の生体情報測定装置は、近赤外光を生体に照射する近赤外光照射部と、生体により拡散反射された近赤外光を導光する検出側導光部材と、前記検出側導光部材により導光された近赤外光を用いて生体情報を含む近赤外吸収スペクトルを測定する近赤外吸収スペクトル測定装置と、前記近赤外吸収スペクトル測定装置により測定された近赤外吸収スペクトルを解析して生体情報を得るデータ解析装置とを備える生体情報測定装置であって、前記生体情報測定装置は、生体を接触させる接触面と、前記近赤外光照射部を固定するための近赤外光照射部固定部と、前記検出側導光部材を固定する検出側導光部材固定部と、前記近赤外光照射部からの近赤外光を空隙を介して生体における生体情報取得部位に導光するとともに、前記生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して前記検出側導光部材に導光するための導光空間とを有する測定用アタッチメントをさらに備えることを特徴とする。 [1] A living body information measuring device of the present invention includes a near infrared light irradiation unit that irradiates a living body with near infrared light, a detection-side light guide member that guides near infrared light diffusely reflected by the living body, Measured by a near-infrared absorption spectrum measuring device for measuring a near-infrared absorption spectrum including biological information using near-infrared light guided by the detection-side light guide member, and the near-infrared absorption spectrum measuring device. A biological information measuring device comprising a data analysis device for analyzing the near-infrared absorption spectrum to obtain biological information, wherein the biological information measuring device comprises a contact surface for contacting the living body, and the near-infrared light irradiation unit A near-infrared light irradiating part fixing part for fixing the detection-side light guiding member fixing part, and a near-infrared light from the near-infrared light irradiating part via a gap. Guiding the biological information acquisition site in the living body and And further comprising a measuring attachment and a light guiding space for guiding the near-infrared light diffused reflected by the multi-address acquisition part on the detection side light guide member through the gap.

[2]本発明の生体情報測定装置においては、前記近赤外光照射部は、近赤外光を射出する近赤外光源と、前記近赤外光源から射出された近赤外光を一方端から他方端に導光する光源側光ファイバーとを有し、前記近赤外光照射部は、前記光源側光ファイバーの他方端から近赤外光を生体に照射することが好ましい。 [2] In the biological information measuring device of the present invention, the near-infrared light irradiating unit emits a near-infrared light source that emits near-infrared light and a near-infrared light emitted from the near-infrared light source. It is preferable that the light source side optical fiber which guides light from one end to the other end, and the near infrared light irradiation unit irradiates the living body with near infrared light from the other end of the light source side optical fiber.

[3]本発明の生体情報測定装置においては、前記近赤外光照射部は、近赤外光を射出する近赤外光源からなり、前記近赤外光照射部は、前記近赤外光源から近赤外光を直接生体に照射することも好ましい。 [3] In the biological information measuring device of the present invention, the near-infrared light irradiation unit includes a near-infrared light source that emits near-infrared light, and the near-infrared light irradiation unit includes the near-infrared light source. It is also preferable to directly irradiate the living body with near infrared light.

[4]本発明の生体情報測定装置においては、導光部材は、生体により拡散反射された近赤外光を一方端から他方端に導光する検出側光ファイバーからなることが好ましい。 [4] In the biological information measuring device of the present invention, the light guide member preferably comprises a detection-side optical fiber that guides near-infrared light diffusely reflected by the living body from one end to the other end.

[5]本発明の生体情報測定装置においては、導光部材は、生体により拡散反射された近赤外光を前記近赤外吸収スペクトル測定装置に導光する光学系からなることも好ましい。 [5] In the biological information measuring device of the present invention, the light guide member preferably includes an optical system that guides near-infrared light diffusely reflected by the living body to the near-infrared absorption spectrum measuring device.

[6]本発明の生体情報測定装置においては、前記近赤外光照射部として、近赤外光を射出する近赤外光源と、前記近赤外光源から射出された近赤外光を一方端から他方端に導光する光源側光ファイバーとを備え、前記導光部材として、生体により拡散反射された近赤外光を一方端から他方端に導光する検出側光ファイバーを備え、前記測定用アタッチメントは、前記近赤外光照射部固定部として、前記光源側光ファイバーの他方端近傍を固定する光源側光ファイバー固定部を有し、前記導光部材固定部として、前記検出側光ファイバーの一方端近傍を固定する検出側光ファイバー固定部を有し、前記導光空間として、前記光源側光ファイバーの他方端からの近赤外光を空隙を介して生体における生体情報取得部位に導光するとともに、前記生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して前記検出側光ファイバーの一方端に導光するための導光空間を有することが好ましい。 [6] In the biological information measuring device of the present invention, the near-infrared light irradiating unit emits near-infrared light source that emits near-infrared light and near-infrared light emitted from the near-infrared light source. A light source side optical fiber that guides light from one end to the other end, and the light guide member includes a detection side optical fiber that guides near-infrared light diffusely reflected by a living body from one end to the other end, and for the measurement The attachment has a light source side optical fiber fixing part that fixes the vicinity of the other end of the light source side optical fiber as the near infrared light irradiation part fixing part, and the vicinity of one end of the detection side optical fiber as the light guide member fixing part A detection-side optical fiber fixing portion for fixing the optical fiber, and as the light guide space, guides near-infrared light from the other end of the light source-side optical fiber to a biological information acquisition site in a living body through a gap, and It is preferred to have a light guiding space for guiding the near-infrared light diffused reflected by the body information acquiring portion to one end of the detection-side optical fiber through the gap.

[7]本発明の生体情報測定装置においては、前記測定用アタッチメントは、前記導光空間が前記接触面に露出して生体情報取得部位押し当て用孔を構成し、前記光源側光ファイバーの他方端における光ファイバーの光軸と前記検出側光ファイバーの一方端における光ファイバーの光軸とが前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置近傍で交差するように構成されていることが好ましい。 [7] In the biological information measuring device of the present invention, the measurement attachment includes a living body information acquisition site pressing hole with the light guide space exposed to the contact surface, and the other end of the light source side optical fiber. It is preferable that the optical axis of the optical fiber and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection-side optical fiber intersect each other in the vicinity of the center position of the biological information acquisition site pressing hole.

[8]本発明の生体情報測定装置においては、前記光源側光ファイバーの他方端における光ファイバーの光軸と前記検出側光ファイバーの一方端における光ファイバーの光軸との交差角度は、60°〜120°の範囲内にあることが好ましい。 [8] In the biological information measuring apparatus of the present invention, the intersection angle between the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection side optical fiber is 60 ° to 120 °. It is preferable to be within the range.

[9]本発明の生体情報測定装置においては、前記光源側光ファイバーの他方端から前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置までの距離d1及び前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置から前記検出側光ファイバーの一方端までの距離d2はともに、1mm〜5mmの範囲内にあることが好ましい。 [9] In the biological information measuring device of the present invention, the distance d1 from the other end of the light source side optical fiber to the central position of the biological information acquisition site pressing hole and the central position of the biological information acquisition site pressing hole It is preferable that the distance d2 from the detection side optical fiber to one end of the detection side optical fiber is in the range of 1 mm to 5 mm.

[10]本発明の生体情報測定装置においては、前記生体情報取得部位は、指の腹と指先との間に位置する部位であることが好ましい。 [10] In the biological information measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the biological information acquisition site is a site located between the belly of the finger and the fingertip.

[11]本発明の生体情報測定装置においては、前記測定用アタッチメントは、前記接触面の一方側に指の腹を載置する指の腹載置面が形成されていることが好ましい。 [11] In the biological information measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the measurement attachment has a finger abdomen placement surface on which a finger abdomen is placed on one side of the contact surface.

[12]本発明の生体情報測定装置においては、前記測定用アタッチメントは、前記接触部の他方側に指先を突き当てるための指先突き当て面が形成されていることが好ましい。 [12] In the biological information measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the measurement attachment has a fingertip abutting surface for abutting the fingertip against the other side of the contact portion.

[13]本発明の生体情報測定装置においては、前記測定用アタッチメントは、樹脂からなることが好ましい。 [13] In the biological information measuring device of the present invention, it is preferable that the measurement attachment is made of a resin.

[14]本発明の生体情報測定装置においては、前記測定用アタッチメントは、金属からなることも好ましい。 [14] In the biological information measuring device of the present invention, it is also preferable that the measurement attachment is made of metal.

[15]本発明の生体情報測定装置においては、前記近赤外吸収スペクトル測定装置は、生体により拡散反射された近赤外光を分光する回折格子と、前記回折格子により分光された光を選択的に反射するMEMSチップと、前記MEMSチップにより反射された光を検出する単一の光検出素子とを有するMEMS型近赤外吸収スペクトル測定装置であることが好ましい。 [15] In the biological information measuring device of the present invention, the near-infrared absorption spectrum measuring device selects a diffraction grating that splits near-infrared light diffusely reflected by the living body and light that has been split by the diffraction grating. It is preferable that the MEMS near-infrared absorption spectrum measuring apparatus includes a MEMS chip that reflects light and a single photodetecting element that detects light reflected by the MEMS chip.

[16]本発明の生体情報測定装置においては、前記データ解析装置は、前記近赤外吸収スペクトル測定装置により測定された近赤外吸収スペクトルのうち所定波長範囲の近赤外吸収スペクトルをPLS回帰分析法により解析して生体情報を得る機能を有することが好ましい。 [16] In the biological information measurement device of the present invention, the data analysis device performs PLS regression on a near-infrared absorption spectrum in a predetermined wavelength range among the near-infrared absorption spectra measured by the near-infrared absorption spectrum measurement device. It preferably has a function of obtaining biological information by analysis by an analysis method.

[17]本発明の生体情報測定装置においては、前記所定波長範囲は、1600nm〜2400nmの波長範囲を含むことが好ましい。 [17] In the biological information measuring device of the present invention, the predetermined wavelength range preferably includes a wavelength range of 1600 nm to 2400 nm.

[18]本発明の生体情報測定装置においては、前記生体情報は、血糖値であることが好ましい。 [18] In the biological information measuring device of the present invention, the biological information is preferably a blood glucose level.

本発明によれば、後述する実施形態からも分かるように、血糖値の測定精度が実用レベルにある(血糖値の測定精度が10%程度以内にある)血糖値測定装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a blood sugar level measuring apparatus that has a blood sugar level measurement accuracy at a practical level (the blood sugar level measurement accuracy is within about 10%), as can be seen from the embodiments described later. It becomes.

実施形態1に係る生体情報測定装置10を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the biometric information measuring apparatus 10 which concerns on Embodiment 1. FIG. 測定用アタッチメント130を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the attachment 130 for a measurement. 実施形態1で得られた近赤外吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the near-infrared absorption spectrum obtained in Embodiment 1. EGA法を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate an EGA method. 実施形態1における検量線構築結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate a calibration curve construction result in Embodiment 1. 実施形態1における検量線検証結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve verification result in Embodiment 1. FIG. 実施形態2における検量線構築結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve construction result in Embodiment 2. 実施形態2における検量線検証結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve verification result in Embodiment 2. 実施形態3における検量線構築結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve construction result in Embodiment 3. 実施形態3における検量線検証結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve verification result in Embodiment 3. 変形例1における測定用アタッチメント130aの側面図である。It is a side view of the measurement attachment 130a in the modification 1. 変形例2における測定用アタッチメント130bの断面図である。It is sectional drawing of the measurement attachment 130b in the modification 2. FIG. 変形例3における測定用アタッチメント130c及び変形例4における測定用アタッチメント130dの断面図である。It is sectional drawing of the measurement attachment 130c in the modification 3, and the measurement attachment 130d in the modification 4. FIG. 変形例5における測定用アタッチメント130eの断面図である。It is sectional drawing of the measurement attachment 130e in the modification 5. FIG. 変形例6に係る生体情報測定装置12を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the biometric information measuring apparatus 12 which concerns on the modification 6. FIG. 従来の生体情報測定装置80を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional biological information measuring apparatus 80. FIG. 従来の生体情報測定装置80による検量線構築結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration curve construction result by the conventional biological information measuring device. 従来の生体情報測定装置90を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional biological information measuring device 90. FIG. 従来の生体情報測定装置90による検量線構築結果を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the calibration curve construction result by the conventional biological information measuring device.

以下、本発明の生体情報測定装置を実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the biological information measuring apparatus of the present invention will be described in detail based on embodiments.

[実施形態1]
1.生体情報測定装置の構成
図1は、実施形態1に係る生体情報測定装置10を説明するために示す図である。図2は、測定用アタッチメント130を説明するために示す図である。図2(a)は測定用アタッチメント130の側面図であり、図2(b)は測定用アタッチメント130の上面図であり、図2(c)は光源側光ファイバー120及び検出側光ファイバー140を取り付けた状態の測定用アタッチメント130の断面図である。
[Embodiment 1]
1. Configuration of Biological Information Measuring Device FIG. 1 is a diagram illustrating a biological information measuring device 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a view for explaining the measurement attachment 130. 2A is a side view of the measurement attachment 130, FIG. 2B is a top view of the measurement attachment 130, and FIG. 2C is a view in which the light source side optical fiber 120 and the detection side optical fiber 140 are attached. It is sectional drawing of the attachment 130 for a state measurement.

実施形態1に係る生体情報測定装置10は、血糖値を測定するための生体情報測定装置(血糖値測定装置)である。従って、実施形態1においては、生体情報は、血糖値である。そして、実施形態1に係る生体情報測定装置10は、図1に示すように、近赤外光を射出する近赤外光源110と、近赤外光源110から射出された近赤外光のうち一方端から入射した近赤外光を他方端に導光するとともに生体に照射する光源側光ファイバー120と、生体により拡散反射された近赤外光のうち一方端から入射した近赤外光を他方端に導光する検出側光ファイバー140と、検出側光ファイバー140の他方端から射出された近赤外光を用いて生体情報を含む近赤外吸収スペクトルを測定する近赤外吸収スペクトル測定装置150と、近赤外吸収スペクトル測定装置150により測定された近赤外吸収スペクトルを解析して生体情報を得るデータ解析装置170とを備える。このうち、近赤外光源110と、光源側光ファイバー120とが、近赤外光照射部100(本発明の近赤外光照射部)を構成する。また、検出側光ファイバー140が、本発明の検出側導光部材を構成する。なお、符号180は、血糖値の検量線を構築する際に参照する侵襲型の血糖値測定装置を示す。   The biological information measuring device 10 according to the first embodiment is a biological information measuring device (blood glucose level measuring device) for measuring a blood glucose level. Therefore, in the first embodiment, the biological information is a blood glucose level. As shown in FIG. 1, the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment includes a near-infrared light source 110 that emits near-infrared light, and near-infrared light emitted from the near-infrared light source 110. Light source side optical fiber 120 that guides near-infrared light incident from one end to the other end and irradiates the living body, and near-infrared light incident from one end out of the near-infrared light diffusely reflected by the living body A detection-side optical fiber 140 that guides light to the end, and a near-infrared absorption spectrum measurement device 150 that measures a near-infrared absorption spectrum including biological information using near-infrared light emitted from the other end of the detection-side optical fiber 140; And a data analysis device 170 that obtains biological information by analyzing the near-infrared absorption spectrum measured by the near-infrared absorption spectrum measurement device 150. Among these, the near infrared light source 110 and the light source side optical fiber 120 constitute the near infrared light irradiation unit 100 (the near infrared light irradiation unit of the present invention). Moreover, the detection side optical fiber 140 comprises the detection side light guide member of this invention. Reference numeral 180 denotes an invasive blood sugar level measuring apparatus referred to when constructing a blood sugar level calibration curve.

そして、実施形態1に係る生体情報測定装置10は、図2に示すように、生体を接触させる接触面131と、光源側光ファイバー120の他方端近傍を固定する光源側光ファイバー固定部132と、検出側光ファイバー140の一方端近傍を固定する検出側光ファイバー固定部133と、光源側光ファイバー120の他方端からの近赤外光を空隙を介して生体における生体情報取得部位に導光するとともに、生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して検出側光ファイバー140の一方端に導光するための導光空間134とを有する測定用アタッチメント130をさらに備える。   As shown in FIG. 2, the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment includes a contact surface 131 that contacts a living body, a light source side optical fiber fixing unit 132 that fixes the vicinity of the other end of the light source side optical fiber 120, and a detection. The detection-side optical fiber fixing part 133 that fixes the vicinity of one end of the side optical fiber 140 and the near-infrared light from the other end of the light source-side optical fiber 120 are guided to the biological information acquisition site in the living body through the gap, and the biological information It further includes a measurement attachment 130 having a light guide space 134 for guiding near infrared light diffusely reflected at the acquisition site to one end of the detection-side optical fiber 140 through a gap.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、測定用アタッチメント130は、導光空間134が接触面131に露出して生体情報取得部位押し当て用孔135を構成し、光源側光ファイバー120の他方端における光ファイバーの光軸と検出側光ファイバー140の一方端における光ファイバーの光軸とが生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置近傍で交差するように構成されている。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the measurement attachment 130 is configured such that the light guide space 134 is exposed to the contact surface 131 to form a biological information acquisition site pressing hole 135, and the other of the light source side optical fiber 120. The optical axis of the optical fiber at the end and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection-side optical fiber 140 are configured to intersect in the vicinity of the center position of the biological information acquisition site pressing hole 135.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、光源側光ファイバー120の他方端における光ファイバーの光軸と検出側光ファイバー140の一方端における光ファイバーの光軸の交差角度は、60°〜120°の範囲内(例えば90°)にある。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the intersection angle between the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber 120 and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection side optical fiber 140 is in the range of 60 ° to 120 °. Within (for example, 90 °).

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、光源側光ファイバー120の他方端から生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置までの距離d1及び生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置から検出側光ファイバー140の一方端までの距離d2はともに、1mm〜5mmの範囲内(例えば2.5mm)にある。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the distance d1 from the other end of the light source side optical fiber 120 to the central position of the biological information acquisition site pressing hole 135 and the central position of the biological information acquisition site pressing hole 135. The distance d2 from the optical fiber 140 to one end of the detection-side optical fiber 140 is within a range of 1 mm to 5 mm (for example, 2.5 mm).

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、生体情報取得部位は、指の腹と指先との間に位置する部位である。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the biological information acquisition site is a site located between the belly of the finger and the fingertip.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、測定用アタッチメント130は、接触面131の一方側に指の腹を載置する指の腹載置面136が形成されている。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the measurement attachment 130 has a finger abdomen mounting surface 136 on which the abdomen of the finger is mounted on one side of the contact surface 131.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、測定用アタッチメント130は、加工性や剛性、硬度など機械的特性に優れた樹脂(例えばABS樹脂)からなる。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the measurement attachment 130 is made of a resin (for example, ABS resin) having excellent mechanical properties such as workability, rigidity, and hardness.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、近赤外吸収スペクトル測定装置150は、検出側光ファイバー140の他方端から射出された近赤外光を分光する回折格子154と、回折格子154により分光された光を選択的に反射するMEMSチップ158と、MEMSチップ158により反射された光を検出する単一のInGaAs系の光検出素子160とを有するMEMS型近赤外吸収スペクトル測定装置である。実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、近赤外吸収スペクトル測定装置150として、Polychromix社のポータブル近赤外分光システム(LABPOD1624/LABPODはPolychromix社の商標)を用いた。検出した信号をアダマール変換することで近赤外吸収スペクトルが得られる。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150 includes a diffraction grating 154 that separates near-infrared light emitted from the other end of the detection-side optical fiber 140 and a diffraction grating 154. This is a MEMS type near-infrared absorption spectrum measuring apparatus having a MEMS chip 158 that selectively reflects the dispersed light and a single InGaAs-based photodetecting element 160 that detects the light reflected by the MEMS chip 158. . In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, a polychromix portable near-infrared spectroscopy system (LABPOD1624 / LABPOD is a trademark of Polychromix) is used as the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150. A near-infrared absorption spectrum is obtained by Hadamard transform of the detected signal.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、データ解析装置170は、近赤外吸収スペクトル測定装置150により測定された近赤外吸収スペクトルのうち所定波長範囲の近赤外吸収スペクトルをPLS回帰分析法により解析して生体情報を得る機能を有する。   In the biological information measurement device 10 according to the first embodiment, the data analysis device 170 performs PLS regression on a near-infrared absorption spectrum in a predetermined wavelength range among the near-infrared absorption spectra measured by the near-infrared absorption spectrum measurement device 150. It has a function of obtaining biological information by analysis by an analysis method.

実施形態1に係る生体情報測定装置10においては、上記した所定波長範囲は、1600nm〜2400nmの波長範囲を含む。   In the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the predetermined wavelength range includes a wavelength range of 1600 nm to 2400 nm.

2.生体情報測定装置10を用いた血糖値の測定
2−1.血糖値測定
12時間絶食した被験者1名(20歳男性)に対して75gの糖負荷を行なった後、生体情報測定装置10を用いて、洗浄した左手中指について近赤外吸収スペクトルを測定した。リファレンス測定時には標準反射板としてSpectralon(Labsphere社製、250nm〜2500nmの範囲で反射率99%)を用いた。図3は、得られた近赤外吸収スペクトルを示す図である。近赤外吸収スペクトルの測定波長範囲は、図3に示すように、1600nm〜2400nmを含む波長範囲とし、積算回数は10回とした。
2. 2. Measurement of blood glucose level using biological information measuring apparatus 10-1. Measurement of blood glucose level After subjecting one subject (20-year-old male) who fasted for 12 hours to a glucose load of 75 g, the near-infrared absorption spectrum of the washed middle finger of the left hand was measured using the biological information measuring device 10. At the time of reference measurement, Spectralon (manufactured by Labsphere, reflectance in the range of 250 nm to 2500 nm) was used as a standard reflector. FIG. 3 is a diagram showing the obtained near-infrared absorption spectrum. As shown in FIG. 3, the measurement wavelength range of the near infrared absorption spectrum was a wavelength range including 1600 nm to 2400 nm, and the number of integrations was 10.

近赤外吸収スペクトルのデータ解析にはPLS回帰分析(Partial Least Square Regression)を用いた。上記のようにして得られた近赤外吸収スペクトルを説明変数とし、侵襲型の血糖値測定装置(ダイキン工業製アントセンスII)により測定して得られた血糖値を目的変数としてPLS回帰分析を行って、血糖値検量線を構築した。なお、解析波長範囲は1600nm〜2400nmとし、スペクトル処理として、Savizky-Golay法による一次微分(3点)を施した。その後、検量線の検証を行った。   PLS regression analysis (Partial Least Square Regression) was used for data analysis of the near infrared absorption spectrum. The near-infrared absorption spectrum obtained as described above is used as an explanatory variable, and PLS regression analysis is performed using the blood glucose level obtained by measuring with an invasive blood glucose level measuring apparatus (Antosense II manufactured by Daikin Industries) as an objective variable. A blood glucose calibration curve was constructed. The analysis wavelength range was 1600 nm to 2400 nm, and the first derivative (three points) by the Savizky-Golay method was applied as spectrum processing. Thereafter, the calibration curve was verified.

エラーグリッド分析法(EGA法)とは、バージニア大学のクラーク博士が開発した「血糖値計が臨床的に有効であるか否か」を示す指標である。図4は、エラーグリッドを示す図である。図4中、横軸は参照血糖値を示し、縦軸は予測血糖値を示す。対角線は参照値と予測値との一致を示しており、プロットが対角線の上方にあるときは予測血糖値が過大評価されていることを示し、プロットが対角線の下方にあるときは予測血糖値が過小評価されていることを示す。エラーグリッドにおいて、Aゾーンは予測血糖値が20%しか外れない、あるいは参照値が70mg/dlよりも低いときに低血糖値(<70mg/dl)である領域を示し、Bゾーンは上方と下方は参照血糖値に対して20%よりも大きく外れているが良性の治療が行われている領域を示し、Cゾーンは好ましい血糖値レベルを修正しすぎることとなる領域を示し、Dゾーンは誤りを検出する「危険な失敗」を犯すこととなる領域を示し、Eゾーンは「誤った治療」となる範囲を示す。   The error grid analysis method (EGA method) is an index indicating “whether or not a blood glucose meter is clinically effective” developed by Dr. Clark at the University of Virginia. FIG. 4 is a diagram showing an error grid. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the reference blood glucose level, and the vertical axis indicates the predicted blood glucose level. The diagonal line shows the agreement between the reference value and the predicted value.When the plot is above the diagonal line, the predicted blood glucose level is overestimated, and when the plot is below the diagonal line, the predicted blood glucose level is Indicates underestimated. In the error grid, zone A shows the region where the predicted blood glucose level is only 20% off or is low blood glucose level (<70 mg / dl) when the reference value is lower than 70 mg / dl, and zone B is above and below Indicates an area that is more than 20% above the reference blood glucose level but is undergoing benign treatment, zone C indicates an area that would overcorrect the preferred blood glucose level, and zone D is incorrect An E zone indicates an area that will make a “dangerous failure”, and an E zone indicates an “incorrect treatment” range.

図5は、実施形態1における検量線構築結果を説明するために示す図である。図5(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図5(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。図6は、実施形態1における検量線検証結果を説明するために示す図である。図6(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図6(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a calibration curve construction result in the first embodiment. FIG. 5A is a diagram showing blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 5B is a table showing PLS results and EGA results. FIG. 6 is a diagram for explaining a calibration curve verification result in the first embodiment. FIG. 6A is a diagram showing the blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 6B is a table showing the PLS result and the EGA result.

図5から分かるように、実施形態1においては、従来よりも小さなPLS因子(3)であっても、比較的高い相関係数(0.82)及び従来よりもかなり低い予測誤差(11mg/dl)が得られ、このことは高度に有意な結果が得られたと判断できる。また、全ての予測値(79個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(77個)又はBゾーン(2個)に入る結果が得られた。
また、検証の結果、図6から分かるように、予測誤差が20mg/dlと大きくなったが、全ての予測値(30個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(26個)又はBゾーン(4個)に入る結果が得られた。
As can be seen from FIG. 5, in the first embodiment, even a PLS factor (3) smaller than the conventional one has a relatively high correlation coefficient (0.82) and a considerably lower prediction error (11 mg / dl) than the conventional one. ), And this can be judged as a highly significant result. Moreover, the result into which all the predicted values (79) fall into A zone (77) or B zone (2) considered clinically preferable was obtained.
As a result of the verification, as can be seen from FIG. 6, the prediction error is as large as 20 mg / dl, but all the predicted values (30) are considered to be clinically preferable A zone (26) or B zone The result of entering (4) was obtained.

以上説明したように、実施形態1に係る生体情報測定装置(血糖値測定装置)10によれば、血糖値の測定精度が実用レベルにある(血糖値の測定精度が10%程度以内にある)生体情報測定装置(血糖値測定装置)を提供することが可能となる。   As described above, according to the biological information measuring device (blood glucose level measuring device) 10 according to the first embodiment, the blood glucose level measurement accuracy is at a practical level (the blood glucose level measurement accuracy is within about 10%). A biological information measuring device (blood glucose level measuring device) can be provided.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、近赤外光照射部100からの近赤外光を空隙を介して生体LBにおける生体情報取得部位に導光するとともに、生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して検出側導光部材140に導光するための導光空間134を有する測定用アタッチメント130を備えるため、生体への近赤外光の照射のされ具合を適切な状態に調整することで、生体への近赤外光の進入距離を適切な値に調整することが可能となる。その結果、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   In addition, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, near-infrared light from the near-infrared light irradiation unit 100 is guided to a biological information acquisition site in the living body LB through a gap, and biological information acquisition is performed. Since the measurement attachment 130 having the light guide space 134 for guiding the near infrared light diffusely reflected at the site to the detection side light guide member 140 through the gap is provided, the near infrared light is irradiated to the living body. It is possible to adjust the approach distance of the near-infrared light to the living body to an appropriate value by adjusting the state of being applied to an appropriate state. As a result, it is possible to measure a near-infrared absorption spectrum having a high S / N ratio, and thus it is possible to measure a blood glucose level with higher accuracy.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、近赤外光照射部として、近赤外光源110と、近赤外光源110から射出された近赤外光を一方端から他方端に導光する光源側光ファイバー120とを有する近赤外光照射部100を備えるとともに、検出側導光部材として、生体LBにより拡散反射された近赤外光を一方端から他方端に導光する検出側光ファイバー140からなる導光部材を備えるため、全体としては高機能・高性能な生体情報測定装置でありながら、使用者が最もよく使う測定用アタッチメントを小型化することが可能となるため、操作性に優れた生体情報測定装置を提供することが可能となる。   Moreover, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the near infrared light source 110 and the near infrared light emitted from the near infrared light source 110 are transmitted from one end to the other end as the near infrared light irradiation unit. And a near-infrared light irradiating unit 100 having a light source-side optical fiber 120 that guides the light, and as a detection-side light guide member, guides near-infrared light diffusely reflected by the living body LB from one end to the other end. Since the light guide member composed of the detection-side optical fiber 140 is provided, the measurement attachment most frequently used by the user can be downsized while being a high-performance and high-performance biological information measuring apparatus as a whole. It is possible to provide a biological information measuring device excellent in operability.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、光源側光ファイバー120の他方端における光ファイバーの光軸と検出側光ファイバー140の一方端における光ファイバーの光軸とが生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置近傍で交差するように構成された測定用アタッチメントを備えるため、生体により拡散反射された近赤外光を効率良く検出側光ファイバー140の一方端に入射させることが可能となる。その結果、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   Further, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber 120 and the optical axis of the optical fiber at the one end of the detection side optical fiber 140 are used for pressing the biological information acquisition site. Since the measurement attachment configured to intersect in the vicinity of the center position of the hole 135 is provided, the near infrared light diffusely reflected by the living body can be efficiently incident on one end of the detection-side optical fiber 140. As a result, it is possible to measure a near-infrared absorption spectrum having a high S / N ratio, and thus it is possible to measure a blood glucose level with higher accuracy.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、光源側光ファイバー120の他方端における光ファイバーの光軸と検出側光ファイバー140の一方端における光ファイバーの光軸との交差角度が60°〜120°の範囲内にあるため、生体への近赤外光の進入角度が適切な値になり、生体への近赤外光の進入距離が適切な値になる。その結果、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   Further, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the intersection angle between the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber 120 and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection side optical fiber 140 is 60 ° to 120 °. Since it is within the range of 0 °, the approach angle of near infrared light into the living body becomes an appropriate value, and the approach distance of near infrared light into the living body becomes an appropriate value. As a result, it is possible to measure a near-infrared absorption spectrum having a high S / N ratio, and thus it is possible to measure a blood glucose level with higher accuracy.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、光源側光ファイバー120の他方端から生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置までの距離d1及び生体情報取得部位押し当て用孔135の中心位置から検出側光ファイバー140の一方端までの距離d2はともに、1mm〜5mmの範囲内にあるため、ベースラインが低く、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   In addition, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the distance d1 from the other end of the light source side optical fiber 120 to the center position of the biological information acquisition site pressing hole 135 and the biological information acquisition site pressing hole 135. Since the distance d2 from the center position to one end of the detection-side optical fiber 140 is in the range of 1 mm to 5 mm, a near-infrared absorption spectrum with a low baseline and a high S / N ratio can be measured. As a result, the blood sugar level can be measured with higher accuracy.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、接触面131の一方側に指の腹を載置する指の腹載置面136が形成されている測定用アタッチメント130を備えるため、指の腹と指先との間に位置する生体情報取得部位にところで、常に安定して近赤外光吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   In addition, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, since the measurement attachment 130 in which the abdomen placement surface 136 of the finger is placed on one side of the contact surface 131 is provided, It is possible to always stably measure near-infrared light absorption spectrum at the biological information acquisition site located between the finger pad and fingertip, and to measure blood glucose level with higher accuracy. It becomes.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、加工性や剛性、硬度など機械的特性に優れた樹脂(例えばABS樹脂)からなる測定用アタッチメント130を備えるため、実用性に優れた生体情報測定装置を提供することが可能となる。   Moreover, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, since the measurement attachment 130 made of a resin (for example, ABS resin) having excellent mechanical properties such as workability, rigidity, and hardness is provided, it is excellent in practicality. A biological information measuring device can be provided.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、近赤外吸収スペクトル測定装置として、生体により拡散反射された近赤外光を分光する回折格子154と、回折格子154により分光された光を選択的に反射するMEMSチップ158と、MEMSチップにより反射された光を検出する単一の光検出素子160とを有するMEMS型近赤外吸収スペクトル測定装置150を備えるため、高性能でありながら小型でコンパクトな生体情報測定装置を提供することが可能となる。   Further, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, as a near infrared absorption spectrum measuring apparatus, the diffraction grating 154 that disperses the near infrared light diffusely reflected by the living body and the diffraction grating 154 are used. The MEMS type near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150 having the MEMS chip 158 that selectively reflects light and the single photodetecting element 160 that detects the light reflected by the MEMS chip has high performance. However, it is possible to provide a small and compact biological information measuring device.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、データ解析装置として、近赤外吸収スペクトル測定装置150により測定された近赤外吸収スペクトルのうち所定波長範囲の近赤外吸収スペクトルをPLS回帰分析法により解析して生体情報を得る機能を有するデータ解析装置170を備えるため、近赤外吸収スペクトルの全情報を利用して回帰式を算出することが可能となり、高い予測精度を得ることが可能となる。   Moreover, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the near-infrared absorption spectrum in the predetermined wavelength range among the near-infrared absorption spectra measured by the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150 is used as the data analysis apparatus. Since the data analysis device 170 having a function of obtaining biological information by analyzing by the PLS regression analysis method is provided, it is possible to calculate a regression equation using all the information of the near infrared absorption spectrum, thereby obtaining high prediction accuracy. It becomes possible.

また、実施形態1に係る生体情報測定装置10によれば、1600nm〜2400nmの波長範囲を含む所定波長範囲の近赤外吸収スペクトルをPLS回帰分析法により解析して生体情報を得ることとしているため、赤外吸収スペクトルを解析して生体情報を得る場合と比較して、生体への進入距離を大きくとることが可能となる。その結果、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。   Moreover, according to the biological information measuring apparatus 10 according to the first embodiment, the biological information is obtained by analyzing the near-infrared absorption spectrum in the predetermined wavelength range including the wavelength range of 1600 nm to 2400 nm by the PLS regression analysis method. Compared with the case where biological information is obtained by analyzing an infrared absorption spectrum, it is possible to increase the approach distance to the living body. As a result, it is possible to measure a near-infrared absorption spectrum having a high S / N ratio, and thus it is possible to measure a blood glucose level with higher accuracy.

[実施形態2]
実施形態2は、スペクトル処理としてSavizky-Golay法による二次微分(5点)を施して血糖値検量線を構築するとともに血糖値検量線の検証を行うこと以外は、実施形態1と同様の実験を行った。
[Embodiment 2]
The second embodiment is the same experiment as the first embodiment except that, as a spectral process, second-order differentiation (5 points) by the Savizky-Golay method is performed to construct a blood glucose level calibration curve and to verify the blood glucose level calibration curve. Went.

図7は、実施形態2における検量線構築結果を説明するために示す図である。図7(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図7(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。図8は、実施形態2における検量線検証結果を説明するために示す図である。図8(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図8(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。   FIG. 7 is a diagram for explaining a calibration curve construction result in the second embodiment. FIG. 7A is a diagram showing the blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 7B is a table showing the PLS results and the EGA results. FIG. 8 is a diagram for explaining a calibration curve verification result in the second embodiment. FIG. 8A is a diagram showing the blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 8B is a table showing the PLS result and the EGA result.

図7から分かるように、実施形態2においても、従来よりも小さなPLS因子(4)であっても、比較的高い相関係数(0.85)及び従来よりもかなり低い予測誤差(10mg/dl)が得られ、このことは高度に有意な結果が得られたと判断できる。また、全ての予測値(79個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(78個)又はBゾーン(1個)に入る結果が得られた。
また、検証の結果、図8から分かるように、予測誤差が18mg/dlと大きくなったが、全ての予測値(30個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(26個)又はBゾーン(4個)に入る結果が得られた。
As can be seen from FIG. 7, even in the second embodiment, even a PLS factor (4) smaller than the conventional one has a relatively high correlation coefficient (0.85) and a considerably lower prediction error (10 mg / dl) than the conventional one. ), And this can be judged as a highly significant result. Moreover, the result into which all the predicted values (79 pieces) fall into A zone (78 pieces) or B zone (one piece) considered clinically preferable was obtained.
In addition, as a result of the verification, as can be seen from FIG. 8, the prediction error has increased to 18 mg / dl, but all predicted values (30) are considered to be clinically preferable A zone (26) or B zone The result of entering (4) was obtained.

[実施形態3]
実施形態3は、アルミニウム製の測定用アタッチメントを用いて近赤外吸収スペクトルを測定すること以外は、実施形態1と同様の実験を行った。
[Embodiment 3]
In the third embodiment, an experiment similar to that in the first embodiment was performed except that a near-infrared absorption spectrum was measured using an aluminum measurement attachment.

図9は、実施形態3における検量線構築結果を説明するために示す図である。図9(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図9(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。図10は、実施形態3における検量線検証結果を説明するために示す図である。図10(a)はエラーグリッド上における血糖値分布を示す図であり、図10(b)はPLS結果及びEGA結果を示す表である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a calibration curve construction result in the third embodiment. FIG. 9A is a diagram showing the blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 9B is a table showing the PLS result and the EGA result. FIG. 10 is a diagram for explaining a calibration curve verification result in the third embodiment. FIG. 10A is a diagram showing blood glucose level distribution on the error grid, and FIG. 10B is a table showing PLS results and EGA results.

図9から分かるように、実施形態3においても、従来よりも小さなPLS因子(2)であっても、比較的高い相関係数(0.79)及び従来よりもかなり低い予測誤差(14mg/dl)が得られ、このことは高度に有意な結果が得られたと判断できる。また、全ての予測値(56個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(53個)又はBゾーン(3個)に入る結果が得られた。
また、検証の結果、図10から分かるように、予測誤差が23mg/dlと大きくなったが、全ての予測値(17個)が臨床的に好ましいとされるAゾーン(14個)又はBゾーン(3個)に入る結果が得られた。
As can be seen from FIG. 9, even in the third embodiment, even a PLS factor (2) smaller than the conventional one has a relatively high correlation coefficient (0.79) and a considerably lower prediction error (14 mg / dl) than the conventional one. ), And this can be judged as a highly significant result. Moreover, the result into which all the predicted values (56) enter into A zone (53) or B zone (3) considered clinically preferable was obtained.
As a result of the verification, as can be seen from FIG. 10, the prediction error is as large as 23 mg / dl, but all predicted values (17) are considered to be clinically preferable A zone (14) or B zone The result of entering (3) was obtained.

実施形態3においては、近赤外領域において吸収を持つABS樹脂の代わりに近赤外領域においてほとんど吸収を持たないアルミニウムを測定用アタッチメントの材料に用いたため、実施形態1の場合よりも小さなPLS因子(2)の場合であっても実施形態1の場合とほぼ同等のPLS結果及びEGA結果が得られた。   In the third embodiment, aluminum having almost no absorption in the near infrared region is used as the material for the measurement attachment instead of the ABS resin having absorption in the near infrared region. Therefore, the PLS factor is smaller than in the case of the first embodiment. Even in the case of (2), a PLS result and an EGA result almost equivalent to those in the case of the first embodiment were obtained.

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be carried out in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.

(1)上記実施形態1においては、測定用アタッチメントの素材としてABS樹脂を用い、上記実施形態1においては測定用アタッチメントの材料としてアルミニウムを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。ABS樹脂以外の樹脂、アルミニウム以外の金属、セラミックスその他の材料を用いることができる。 (1) In the first embodiment, ABS resin is used as the material for the measurement attachment, and in the first embodiment, aluminum is used as the material for the measurement attachment. However, the present invention is not limited to this. . Resins other than ABS resin, metals other than aluminum, ceramics and other materials can be used.

(2)上記実施形態1においては、測定用アタッチメントとして、接触面131の一方側に指の腹載置面136が形成された測定用アタッチメント130を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図11は変形例1における測定用アタッチメント130aを説明するために示す図である。図11に示すように、接触面131の一方側に指の腹載置面136が形成されるとともに、接触面131の他方側に指先を突き当てるための指先突き当て面が形成された測定用アタッチメントを用いることもできる。この場合、指先を突き当てた状態で測定用アタッチメントに指を押し付けることができるため、より一層安定して近赤外吸収スペクトルを測定することができ、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することができる。 (2) In the first embodiment, the measurement attachment 130 in which the abdomen placement surface 136 of the finger is formed on one side of the contact surface 131 is used as the measurement attachment. However, the present invention is limited to this. It is not a thing. FIG. 11 is a view for explaining the measurement attachment 130a in the first modification. As shown in FIG. 11, the abdomen placement surface 136 of the finger is formed on one side of the contact surface 131 and the fingertip abutting surface for abutting the fingertip on the other side of the contact surface 131 is used. Attachments can also be used. In this case, since the finger can be pressed against the measurement attachment with the fingertip abutted, the near-infrared absorption spectrum can be measured more stably, and the blood glucose level can be measured with higher accuracy. be able to.

(3)上記実施形態1においては、測定用アタッチメントとして、接触面131の一方側に指の腹載置面136が形成された測定用アタッチメント130を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図12は変形例2における測定用アタッチメント130bの断面図である。図12に示すように、接触面131の一方側に指の腹載置面136が形成されていない測定用アタッチメントを用いることもできる。この場合、測定用アタッチメントを生体における種々の部位に容易に押し付けることが可能となる。 (3) In the first embodiment, the measurement attachment 130 in which the belly placement surface 136 of the finger is formed on one side of the contact surface 131 is used as the measurement attachment. However, the present invention is limited to this. It is not a thing. FIG. 12 is a cross-sectional view of the measurement attachment 130b in the second modification. As shown in FIG. 12, a measurement attachment in which a finger belly placement surface 136 is not formed on one side of the contact surface 131 can be used. In this case, the measurement attachment can be easily pressed against various parts in the living body.

(4)上記実施形態1又は上記変形例2においては、測定用アタッチメントとして、光源側光ファイバー120の他方端における光ファイバーの光軸と検出側光ファイバー140の一方端における光ファイバーの光軸との交差角度が90°になるように構成された測定用アタッチメント130,130bを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図13は、変形例3における測定用アタッチメント130c及び変形例4における測定用アタッチメント130dの断面図である。図13(a)に示すように上記交差角度が90°よりも小さくなるように構成された測定用アタッチメント130cを用いてもよいし、図13(b)に示すように上記交差角度が90°よりも大きくなるように構成された測定用アタッチメント130cを用いてもよい。上記交差角度を、60°〜120°の範囲内にある適宜の角度に調整することにより、生体への近赤外光の進入角度を適切な値に調整することで、生体への近赤外光の進入距離を適切な値に調整することが可能となる。その結果、S/N比の高い近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となり、ひいてはより一層高い精度で血糖値を測定することが可能となる。 (4) In the first embodiment or the second modified example, as an attachment for measurement, the intersection angle between the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber 120 and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection side optical fiber 140 is Although the measurement attachments 130 and 130b configured to be 90 ° are used, the present invention is not limited to this. FIG. 13 is a cross-sectional view of the measurement attachment 130c in the third modification and the measurement attachment 130d in the fourth modification. As shown in FIG. 13A, a measurement attachment 130c configured such that the crossing angle is smaller than 90 ° may be used, and as shown in FIG. 13B, the crossing angle is 90 °. Alternatively, the measurement attachment 130c configured to be larger than that may be used. By adjusting the crossing angle to an appropriate angle within the range of 60 ° to 120 °, the near infrared light to the living body is adjusted to an appropriate value by adjusting the approach angle of the near infrared light to the living body. It is possible to adjust the light entry distance to an appropriate value. As a result, it is possible to measure a near-infrared absorption spectrum having a high S / N ratio, and thus it is possible to measure a blood glucose level with higher accuracy.

(5)上記実施形態1においては、近赤外光照射部として、近赤外光を射出する近赤外光源110と光源側光ファイバー120とを有する近赤外光照射部110を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図14は変形例5における測定用アタッチメント130eの断面図である。図14に示すように、近赤外光照射部として、近赤外光を射出する近赤外光源からなる近赤外光照射部を用いることができる。 (5) In the first embodiment, the near infrared light irradiation unit 110 including the near infrared light source 110 that emits near infrared light and the light source side optical fiber 120 is used as the near infrared light irradiation unit. The present invention is not limited to this. FIG. 14 is a cross-sectional view of the measurement attachment 130e in Modification 5. As shown in FIG. 14, a near-infrared light irradiation unit including a near-infrared light source that emits near-infrared light can be used as the near-infrared light irradiation unit.

(6)上記実施形態1においては、測定用アタッチメント130と近赤外吸収スペクトル測定装置150とが別体として構成された生体情報測定装置10を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図15は変形例6に係る生体情報測定装置12を説明するために示す図である。図15に示すように、測定用アタッチメント130fと近赤外吸収スペクトル測定装置150aとが一体化された生体情報測定装置12に本発明を適用することもできる。なお、変形例6に係る生体情報測定装置12においては、検出側導光部材として、生体により拡散反射された近赤外光を近赤外吸収スペクトル測定装置150aに導光する光学系(レンズ142)を用いている。 (6) In the first embodiment, the present invention has been described by taking the biological information measuring apparatus 10 in which the measurement attachment 130 and the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150 are configured as separate bodies. However, the present invention is not limited to this. It is not limited to. FIG. 15 is a view for explaining the biological information measuring device 12 according to the sixth modification. As shown in FIG. 15, the present invention can also be applied to the biological information measuring device 12 in which the measurement attachment 130f and the near-infrared absorption spectrum measuring device 150a are integrated. In the biological information measuring device 12 according to the modified example 6, as a detection-side light guide member, an optical system (lens 142) that guides near infrared light diffusely reflected by the living body to the near infrared absorption spectrum measuring device 150a. ) Is used.

(7)上記変形例6においては、検出側導光部材として、生体により拡散反射された近赤外光を近赤外吸収スペクトル測定装置150aに導光する光学系として、レンズ142を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。上記した光学系として、光導波路を用いることもできる。 (7) In Modification 6, the lens 142 is used as an optical system that guides near-infrared light diffusely reflected by the living body to the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus 150a as the detection-side light guide member. However, the present invention is not limited to this. An optical waveguide can also be used as the above optical system.

(8)上記各実施形態においては、血糖値測定装置を例にとって本発明の生体情報測定装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、血中コレステロール濃度測定装置、血中中性脂肪濃度測定装置、血中アルコール濃度測定装置などの生体情報測定装置も本発明に含まれる。 (8) In the above-described embodiments, the biological information measuring device of the present invention has been described by taking the blood glucose level measuring device as an example, but the present invention is not limited to this. For example, biological information measuring devices such as a blood cholesterol concentration measuring device, a blood neutral fat concentration measuring device, and a blood alcohol concentration measuring device are also included in the present invention.

10,12,80,90…血糖値測定装置、100…近赤外光照射部、110,810,910…光源装置、120…光源側光ファイバー、130,130a,130b,130c,130d,130e,130f…測定用アタッチメント、131…接触面、132…光源側光ファイバー固定部、133…検出側光ファイバー固定部、134…導光空間、135…生体情報取得部位押し当て用孔、136…指の腹載置面、137…指先突き当て面、140…検出側光ファイバー、150…近赤外吸収スペクトル測定装置、152…ミラー、154…回折格子、156…レンズ、158…MEMSチップ、160…単一検出素子、170…データ解析装置、180…参照用血糖値測定装置、812…赤外光源、814,818…レンズ、816…可動式干渉計、820,840…ミラー、830…試料室、832…板状プリズム、850,852,950…検出装置、930…光ファイバープローブ、932…光源側光ファイバーバンドル、934…ファイバーバンドル、934a…光源側光ファイバー、934b…検出側光ファイバー、936…全反射プリズム、938…検出側光ファイバーバンドル、LB…生体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 12, 80, 90 ... Blood glucose level measuring device, 100 ... Near infrared light irradiation part, 110, 810, 910 ... Light source device, 120 ... Light source side optical fiber, 130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f ... Measurement attachment, 131 ... Contact surface, 132 ... Light source side optical fiber fixing part, 133 ... Detection side optical fiber fixing part, 134 ... Light guiding space, 135 ... Biological information acquisition site pressing hole, 136 ... Abdomen placement of finger Surface: 137: Finger tip abutting surface, 140: Detection side optical fiber, 150: Near infrared absorption spectrum measuring device, 152: Mirror, 154: Diffraction grating, 156: Lens, 158: MEMS chip, 160: Single detection element, 170 ... Data analysis device, 180 ... Reference blood glucose level measuring device, 812 ... Infrared light source, 814,818 ... Lens, 816 Movable interferometer, 820, 840 ... mirror, 830 ... sample chamber, 832 ... plate prism, 850, 852, 950 ... detector, 930 ... optical fiber probe, 932 ... light source side optical fiber bundle, 934 ... fiber bundle, 934a ... Light source side optical fiber, 934b ... detection side optical fiber, 936 ... total reflection prism, 938 ... detection side optical fiber bundle, LB ... biological body

Claims (18)

近赤外光を生体に照射する近赤外光照射部と、
生体により拡散反射された近赤外光を導光する検出側導光部材と、
前記検出側導光部材により導光された近赤外光を用いて生体情報を含む近赤外吸収スペクトルを測定する近赤外吸収スペクトル測定装置と、
前記近赤外吸収スペクトル測定装置により測定された近赤外吸収スペクトルを解析して生体情報を得るデータ解析装置とを備える生体情報測定装置であって、
前記生体情報測定装置は、生体を接触させる接触面と、前記近赤外光照射部を固定するための近赤外光照射部固定部と、前記検出側導光部材を固定する検出側導光部材固定部と、前記近赤外光照射部からの近赤外光を空隙を介して生体における生体情報取得部位に導光するとともに、前記生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して前記検出側導光部材に導光するための導光空間とを有する測定用アタッチメントをさらに備えることを特徴とする生体情報測定装置。
A near-infrared light irradiation unit that irradiates a living body with near-infrared light; and
A detection-side light guide member that guides near-infrared light diffusely reflected by the living body;
A near-infrared absorption spectrum measuring apparatus for measuring a near-infrared absorption spectrum including biological information using near-infrared light guided by the detection-side light guide member;
A biological information measuring device comprising a data analysis device for analyzing the near infrared absorption spectrum measured by the near infrared absorption spectrum measuring device to obtain biological information,
The biological information measuring device includes a contact surface for contacting a living body, a near infrared light irradiation unit fixing unit for fixing the near infrared light irradiation unit, and a detection side light guide for fixing the detection side light guide member. The near-infrared light from the member fixing unit and the near-infrared light irradiation unit is guided to the biological information acquisition site in the living body through the gap, and the near-infrared light diffusely reflected by the biological information acquisition site is A biological information measuring apparatus further comprising a measurement attachment having a light guide space for guiding light to the detection-side light guide member through a gap.
請求項1に記載の生体情報測定装置において、
前記近赤外光照射部は、近赤外光を射出する近赤外光源と、前記近赤外光源から射出された近赤外光を一方端から他方端に導光する光源側光ファイバーとを有し、
前記近赤外光照射部は、前記光源側光ファイバーの他方端から近赤外光を生体に照射することを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 1,
The near-infrared light irradiation unit includes a near-infrared light source that emits near-infrared light, and a light source-side optical fiber that guides near-infrared light emitted from the near-infrared light source from one end to the other end. Have
The near-infrared light irradiation unit irradiates a living body with near-infrared light from the other end of the light source-side optical fiber.
請求項1に記載の生体情報測定装置において、
前記近赤外光照射部は、近赤外光を射出する近赤外光源からなり、
前記近赤外光照射部は、前記近赤外光源から近赤外光を直接生体に照射することを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 1,
The near-infrared light irradiator comprises a near-infrared light source that emits near-infrared light,
The near-infrared light irradiation unit directly irradiates a living body with near-infrared light from the near-infrared light source.
請求項1〜3のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
導光部材は、生体により拡散反射された近赤外光を一方端から他方端に導光する検出側光ファイバーからなることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The light guide member comprises a detection-side optical fiber that guides near-infrared light diffusely reflected by a living body from one end to the other end.
請求項1〜3のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
導光部材は、生体により拡散反射された近赤外光を前記近赤外吸収スペクトル測定装置に導光する光学系からなることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The light guide member includes an optical system that guides near-infrared light diffusely reflected by a living body to the near-infrared absorption spectrum measuring apparatus.
請求項1に記載の生体情報測定装置において、
前記近赤外光照射部として、近赤外光を射出する近赤外光源と、前記近赤外光源から射出された近赤外光を一方端から他方端に導光する光源側光ファイバーとを備え、
前記導光部材として、生体により拡散反射された近赤外光を一方端から他方端に導光する検出側光ファイバーを備え、
前記測定用アタッチメントは、前記近赤外光照射部固定部として、前記光源側光ファイバーの他方端近傍を固定する光源側光ファイバー固定部を有し、前記導光部材固定部として、前記検出側光ファイバーの一方端近傍を固定する検出側光ファイバー固定部を有し、前記導光空間として、前記光源側光ファイバーの他方端からの近赤外光を空隙を介して生体における生体情報取得部位に導光するとともに、前記生体情報取得部位で拡散反射された近赤外光を空隙を介して前記検出側光ファイバーの一方端に導光するための導光空間を有することを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 1,
As the near-infrared light irradiation unit, a near-infrared light source that emits near-infrared light, and a light source-side optical fiber that guides near-infrared light emitted from the near-infrared light source from one end to the other end Prepared,
As the light guide member, provided with a detection-side optical fiber for guiding near-infrared light diffusely reflected by a living body from one end to the other end,
The measurement attachment has a light source side optical fiber fixing portion for fixing the vicinity of the other end of the light source side optical fiber as the near infrared light irradiation portion fixing portion, and the light guide member fixing portion of the detection side optical fiber as the light guide member fixing portion. A detection-side optical fiber fixing part that fixes one end vicinity, and guides near-infrared light from the other end of the light source-side optical fiber to a biological information acquisition site in a living body through a gap as the light guide space A biological information measuring apparatus comprising a light guide space for guiding near infrared light diffusely reflected at the biological information acquisition site to one end of the detection-side optical fiber through a gap.
請求項6に記載の生体情報測定装置において、
前記測定用アタッチメントは、前記導光空間が前記接触面に露出して生体情報取得部位押し当て用孔を構成し、前記光源側光ファイバーの他方端における光ファイバーの光軸と前記検出側光ファイバーの一方端における光ファイバーの光軸とが前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置近傍で交差するように構成されていることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 6,
In the measurement attachment, the light guide space is exposed to the contact surface to form a biological information acquisition site pressing hole, and the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber and one end of the detection side optical fiber A biological information measuring device configured to intersect with the optical axis of the optical fiber in the vicinity of the center position of the biological information acquisition site pressing hole.
請求項7に記載の生体情報測定装置において、
前記光源側光ファイバーの他方端における光ファイバーの光軸と前記検出側光ファイバーの一方端における光ファイバーの光軸との交差角度は、60°〜120°の範囲内にあることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 7,
The biological information measuring device characterized in that the crossing angle between the optical axis of the optical fiber at the other end of the light source side optical fiber and the optical axis of the optical fiber at one end of the detection side optical fiber is in the range of 60 ° to 120 °. .
請求項7又は8に記載の生体情報測定装置において、
前記光源側光ファイバーの他方端から前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置までの距離d1及び前記生体情報取得部位押し当て用孔の中心位置から前記検出側光ファイバーの一方端までの距離d2はともに、1mm〜5mmの範囲内にあることを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to claim 7 or 8,
The distance d1 from the other end of the light source side optical fiber to the center position of the biological information acquisition site pressing hole and the distance d2 from the center position of the biological information acquisition site pressing hole to the one end of the detection side optical fiber are Both are in the range of 1 mm-5 mm, The biological information measuring device characterized by the above-mentioned.
請求項1〜9のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
前記生体情報取得部位は、指の腹と指先との間に位置する部位であることを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to any one of claims 1 to 9,
The biometric information measurement apparatus, wherein the biometric information acquisition part is a part located between a belly of a finger and a fingertip.
請求項10に記載の生体情報測定装置において、
前記測定用アタッチメントは、前記接触面の一方側に指の腹を載置する指の腹載置面が形成されていることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 10,
The biological information measuring device according to claim 1, wherein the measurement attachment has a finger abdomen mounting surface on which a belly of a finger is mounted on one side of the contact surface.
請求項11に記載の生体情報測定装置において、
前記測定用アタッチメントは、前記接触部の他方側に指先を突き当てるための指先突き当て面が形成されていることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 11,
The biological information measuring device according to claim 1, wherein the measurement attachment has a fingertip abutting surface for abutting a fingertip on the other side of the contact portion.
請求項1〜12のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
前記測定用アタッチメントは、樹脂からなることを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to any one of claims 1 to 12,
The biological information measuring device, wherein the measurement attachment is made of resin.
請求項1〜13のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
前記測定用アタッチメントは、金属からなることを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to any one of claims 1 to 13,
The biological information measuring device, wherein the measurement attachment is made of metal.
請求項1〜14のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
前記近赤外吸収スペクトル測定装置は、生体により拡散反射された近赤外光を分光する回折格子と、前記回折格子により分光された光を選択的に反射するMEMSチップと、前記MEMSチップにより反射された光を検出する単一の光検出素子とを有するMEMS型近赤外吸収スペクトル測定装置であることを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to any one of claims 1 to 14,
The near-infrared absorption spectrum measuring apparatus includes a diffraction grating that splits near-infrared light diffusely reflected by a living body, a MEMS chip that selectively reflects light dispersed by the diffraction grating, and a reflection by the MEMS chip. A biological information measuring device, which is a MEMS near-infrared absorption spectrum measuring device having a single photodetecting element for detecting the emitted light.
請求項1〜15のいずれかに記載の生体情報測定装置において、
前記データ解析装置は、前記近赤外吸収スペクトル測定装置により測定された近赤外吸収スペクトルのうち所定波長範囲の近赤外吸収スペクトルをPLS回帰分析法により解析して生体情報を得る機能を有することを特徴とする生体情報測定装置。
In the biological information measuring device according to any one of claims 1 to 15,
The data analysis device has a function of obtaining biological information by analyzing a near-infrared absorption spectrum in a predetermined wavelength range among near-infrared absorption spectra measured by the near-infrared absorption spectrum measuring device by a PLS regression analysis method. The biological information measuring device characterized by the above.
請求項16に記載の生体情報測定装置において、
前記所定波長範囲は、1600nm〜2400nmの波長範囲を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 16, wherein
The biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined wavelength range includes a wavelength range of 1600 nm to 2400 nm.
請求項1〜17に記載の生体情報測定装置において、
前記生体情報は、血糖値であることを特徴とする生体情報測定装置。
The biological information measuring device according to claim 1,
The biological information measuring device, wherein the biological information is a blood glucose level.
JP2011055993A 2011-03-14 2011-03-14 Biological information measuring apparatus Pending JP2012191969A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011055993A JP2012191969A (en) 2011-03-14 2011-03-14 Biological information measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011055993A JP2012191969A (en) 2011-03-14 2011-03-14 Biological information measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012191969A true JP2012191969A (en) 2012-10-11

Family

ID=47084491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011055993A Pending JP2012191969A (en) 2011-03-14 2011-03-14 Biological information measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012191969A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160102161A (en) 2013-12-27 2016-08-29 미쓰미덴기가부시기가이샤 Biological-information measurement device
JPWO2016117520A1 (en) * 2015-01-21 2017-10-26 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 Blood substance concentration measuring device and blood substance concentration measuring method
KR20170129705A (en) 2015-03-13 2017-11-27 신슈 다이가쿠 Non-invasive blood glucose level measurement method and non-invasive blood glucose level measurement device
US10307063B2 (en) 2015-11-20 2019-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical measuring device and electronic device including the same
US10420470B2 (en) 2015-07-03 2019-09-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for detecting biological information
JP2020010880A (en) * 2018-07-19 2020-01-23 武 小坂 Non-invasive blood glucose meter
US10918320B2 (en) 2017-05-05 2021-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of predicting blood glucose level using near-infrared (NIR) spectroscopy data
US11197614B2 (en) 2016-12-26 2021-12-14 Mitsubishi Electric Corporation Biological material measuring apparatus and method of measuring biological material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001056472A1 (en) * 2000-02-03 2001-08-09 Hamamatsu Photonics K.K. Noninvasion biological optical measuring instrument, measured portion holding device, and method for manufacturing the same
US20070027373A1 (en) * 2004-02-24 2007-02-01 Skymoon Research & Development, Llc Anti-stokes Raman in vivo probe of glucose concentrations through the human nail
JP2007085850A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Concrete degradation factor detection method and detection apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001056472A1 (en) * 2000-02-03 2001-08-09 Hamamatsu Photonics K.K. Noninvasion biological optical measuring instrument, measured portion holding device, and method for manufacturing the same
US20070027373A1 (en) * 2004-02-24 2007-02-01 Skymoon Research & Development, Llc Anti-stokes Raman in vivo probe of glucose concentrations through the human nail
JP2007085850A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Concrete degradation factor detection method and detection apparatus

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160102161A (en) 2013-12-27 2016-08-29 미쓰미덴기가부시기가이샤 Biological-information measurement device
CN107427266B (en) * 2015-01-21 2021-12-03 国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构 Blood substance concentration measuring device and blood substance concentration measuring method
JPWO2016117520A1 (en) * 2015-01-21 2017-10-26 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 Blood substance concentration measuring device and blood substance concentration measuring method
CN107427266A (en) * 2015-01-21 2017-12-01 国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构 Matter concentration measuring method in matter concentration measuring apparatus and blood in blood
JP2018199080A (en) * 2015-01-21 2018-12-20 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 Blood substance concentration measuring device and light guide part
US11412963B2 (en) 2015-01-21 2022-08-16 National Institutes for Quantum Science and Technology Method for measuring concentration of substance in blood
US10806385B2 (en) 2015-01-21 2020-10-20 National Institutes For Quantum And Radiological Science And Technology Device for measuring concentration of substance in blood, and method for measuring concentration of substance in blood
EP3248544B1 (en) * 2015-01-21 2021-12-08 National Institutes for Quantum Science and Technology Device for measuring concentration of substance in blood, and method for measuring concentration of substance in blood
KR20170129705A (en) 2015-03-13 2017-11-27 신슈 다이가쿠 Non-invasive blood glucose level measurement method and non-invasive blood glucose level measurement device
KR102433302B1 (en) 2015-03-13 2022-08-16 고쿠리츠 다이가쿠 호진 신슈 다이가쿠 Non-invasive blood glucose level measurement method and non-invasive blood glucose level measurement device
US10426386B2 (en) 2015-03-13 2019-10-01 Shinshu University Non-invasive blood glucose level measurement method and non-invasive blood glucose level measurement device
KR20220084207A (en) 2015-03-13 2022-06-21 고쿠리츠 다이가쿠 호진 신슈 다이가쿠 Non-invasive blood glucose level measurement method and non-invasive blood glucose level measurement device
US11229363B2 (en) 2015-07-03 2022-01-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for detecting biological information
US10420470B2 (en) 2015-07-03 2019-09-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for detecting biological information
US10624541B2 (en) 2015-11-20 2020-04-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical measuring device and electronic device including the same
US10307063B2 (en) 2015-11-20 2019-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical measuring device and electronic device including the same
US11197614B2 (en) 2016-12-26 2021-12-14 Mitsubishi Electric Corporation Biological material measuring apparatus and method of measuring biological material
US10918320B2 (en) 2017-05-05 2021-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of predicting blood glucose level using near-infrared (NIR) spectroscopy data
JP7080480B2 (en) 2018-07-19 2022-06-06 有限会社ティ・エス・イー Non-invasive blood sugar meter
JP2020010880A (en) * 2018-07-19 2020-01-23 武 小坂 Non-invasive blood glucose meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012191969A (en) Biological information measuring apparatus
CA2544204C (en) Determination of a measure of a glycation end-product or disease state using tissue fluorescence
JP3875798B2 (en) Method of operating a bloodless measuring device for blood component concentration and bloodless measuring device
JP6596430B2 (en) Near infrared and diffusion correlation spectroscopy devices and methods
Zhao et al. Integrated real‐time Raman system for clinical in vivo skin analysis
US8515506B2 (en) Methods for noninvasive determination of in vivo alcohol concentration using Raman spectroscopy
US8581697B2 (en) Apparatuses for noninvasive determination of in vivo alcohol concentration using raman spectroscopy
US7043288B2 (en) Apparatus and method for spectroscopic analysis of tissue to detect diabetes in an individual
US7403804B2 (en) Noninvasive determination of alcohol in tissue
CA2901211C (en) System for noninvasive determination of water in tissue
JP2006126219A (en) Method and apparatus for multi-spectral analysis in noninvasive infrared spectroscopy
JP2008203234A (en) Blood component concentration analysis method and device
Belay et al. Miniaturized broadband spectrometer based on a three-segment diffraction grating for spectral tissue sensing
Zhao et al. Real-time Raman spectroscopy for noninvasive in vivo skin analysis and diagnosis
JP2014018478A (en) Method and device for blood sugar level measurement
WO2002003857A2 (en) Method of tissue modulation for noninvasive measurement of an analyte
US20130317328A1 (en) Methods and Apparatuses for Noninvasive Determination of in vivo Alcohol Concentration using Raman Spectroscopy
JPH11244266A (en) Superficial organism tissue analytical method and superficial organism tissue analyzer
JP2007083028A (en) Non-invasive testing device
WO2019208561A1 (en) Blood component in-blood concentration measurement method, in-blood concentration measurement device and program
CN109984725B (en) Contact pressure interference suppression method and device in diffuse reflection measurement and measurement method
JP2011220994A (en) Near-infrared spectroscopic analysis apparatus
JP2011220993A (en) Near-infrared spectroscopic analysis apparatus
JP2000131322A (en) Method and instrument for determining glucose concentration
Marchilashvili et al. Extracting optical parameters of biological tissues by the optical spectroscopy of skin in vivo

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140317

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140516

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150714

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20151110