WO2005120361A1 - 生体情報測定装置、標準素子、及び生体情報測定装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

光源の光強度や光検出器の感度に、異常や特性変化があった場合、測定精度が悪くなる。　光源１１と、光源１１から出射した光を生体に照射し、帰還した光を受光する生体測定用光学素子１２と、生体測定用光学素子１２で受光した光を検出する光検出器１６と、生体測定用光学素子１２に接触して配置することが出来る導光体１４とを備え、導光体１４を生体測定用光学素子１２に接触配置させた状態で、光検出器１６からの出力を利用して、異常検出または校正を行う。

Description

明 細 書 生体情報測定装置、 標準素子、 及び生体情報測定装置の使 用方法 技術分野

本発明は、生体組織を光学的に測定する こ と に よ っ て体液 中 の グノレコ ー ス 、 コ レ ス テ ロ一ノレ 、 尿素、 ト リ グ リ セ リ ド等 を非侵襲的に測定す る ため に使用す る 生体情報測定装置、標 準素子、 及び生体情報測定装置の使用方法に関する。 背景技術

従来か ら 、 生体や溶液中 の特定成分を測定する 際に、 種々 の生体情報測定装置や キ ヤ リ ブ レー シ ョ ン方法が提案 さ れ てい る。

例えば、 特許 2 6 4 8 3 7 7 号公報に よ る と 、 近赤外光 を 用 いて 、生体表面に配置 さ れた光源か ら 生体内部に入射 した 光の う ち、 生体内部で散乱、 吸収 さ れなが ら伝播 して再び生 体表面 に現れた光 を 受光す る こ と で生体内部の情報 を計測 してレヽ る。

こ の場合、 光源や検出器の性能が経年的 に変化 し た場合、 測定値が変化 し測定精度が悪 く な る と い う 課題 を有 し て い た。

そ こ で、 光源か ら 出射 した光 を対向す る保護カバーに設け られた反射体に照射 さ せ、 反射 した光を、 光源 と 同一面上に あ る 受光部で受光 して、 光の光量を計測 し、 校正値 と して、 測定値を補正 していた。

しか し なが ら 、 上記の よ う な従来の光学測定方法 よ び光 学測定装置では、 以下の よ う な問題点を有 していた o

従来の方法では、 保護カ バーにつけた反射板に、 光源か ら 出 射 した光 を照射 して、 反射板か ら反射 した光を、 光源 と |pj一 平面内に設けた受光部 よ り 検出する も の で あ る 。

したが っ て、 光源 と 受光部が同一平面に あ っ て しか そ れ ら と 対向す る 位置に反射板が設定す る 場合に は有効であ る が 、生体に 向 けて光を 出射する 出射部 と 生体か ら の光が入 射する入射部 と が 同一面に ない場合には、反射板に光を照射 する と と も に、反射板か ら の反射光を受光する こ と は非常に 困難で め つ 7こ 。

図 4 に、光学測定装置に反射板を適用 した場合の 図 を示す すなわち 、 図 4 の光学測定装置は、 光源 1 1 、 生体測定用光 学素子 1 2 、 保持台 1 3 、 導光検出手段 1 6 力 ら構成 さ れて レ、 る o ま た、 カ ノく 一 1 0 2 の 開 口 部 と は反対側に反射板 1 0

1 が け られてレヽ る。

保持台 1 3 は、生体測定用光学素子 1 2 を保持する保持ム であ り 、光源 1 1 か ら 出射 した光を生体測定用光学素子 1 2 に入射 さ せ、生体測定用光学素子 1 2 か ら 出射する 光を光検 出 1 6 に出射する 穴部 2 5 が設け られてレヽ る 。生体測定用 光学素子 1 2 に設け られた溝部 1 7 は、生体に 向 け て光 を 出 射す る 出射部 と 生体か ら の光が入射す る 入射部 と を含んで り 、 それ ら の 同一面に配置 さ れてお らず、 出射部か ら 出射 した光は直接入射部に入射する よ う な溝形状 と な っ てい る。 従っ て、 出射部か ら 出射 した光 を反射板 1 0 1 に照射 し、 そ の反射光 を溝部 1 7 の入射部 に入射 さ せ る こ と は 困難で あ り 、光源 1 1 か ら 出射 した光 を再度生体測定用光学素子 1 2 を通 り 光検出手段 1 6 で検出する こ と が出来ない。

導 発明の開示

本発明 は 、 上記課題を考慮 し、 生体に 向 けて光を 出射す る 出射部 と 生体力ゝ ら の光が入射す る 入射部 と が 同一面 に ない 場 a であ つ て も 、異常検知ま たは校正を行 う こ と が 出来 る 生 体 'I B報測定装置、 標準素子、 及び生体情報測定装置の使用方 法を提供する こ と を 目 的 と する も のであ る。

上述 した課題を解決する た め に、第 1 の本発明 は、光源 と 、 前記光源か ら 出射 した光を生体に照射 し、前記生体か ら帰 した光を受'光する 生体測定用光学素子 と 、

刖記生体測定用 光学素子で受光 し た前記光 を検 出す る 光 検出 と 刖記生体測定用光学素子に接触 して配置 さ れた状態で、前 記生体測定用 光学素子か ら 照射 さ れた光が前記生体測定用 光学素子に帰還す る よ う に前記光 を導 く こ と が 出来 る 標準 導光体 と を備えた、 生体情報測定装置であ る。

ま た 第 2 の本発明 は、 前記光検出器に よ り 検出 さ れた、 刖記生体か ら帰還 した光に基づき 、前記生体の生体情報を算 出する演算部を さ ら に備え、 刖記道光体 を前記生体測定用 光学素子 に接触す る よ う に 配置 さ せた状態で前記光検出器に よ り 検 出 さ れた光 に基づ き 、 前記演算部が、 前記光源、 前記生体測定用光学素子及び 前記光検出器の少な く と も いずれかが異常で あ る こ と を検 出する 、 第 1 の本発明の生体情報測定装置であ る。

ま た、 第 3 の本発明 は、 前記光検出器に よ り 検出 さ れた、 前記生体か ら 帰還 した光に基づき 、前記生体の生体情報を算 出する演算部を さ ら に備え、

刖記導光体 を前記生体測定用 光学素子に接触す る よ う に 配 さ せた状態で前記光検 出器に よ り 検 出 さ れた光 に基づ さ 、 前記演算部が前記生体情報を校正する 、 第 1 の本発明 の 生体情報測定装置であ る。

ま た、 第 4 の本発明 は、 前記生体測定用光学素子の表面の

―部は、 凹凸が形成 さ れ、

記導光体の前記生体測定用 光学素子 に接触す る 部分は 変形可能であ る 、 第 1 の本発明 の生体情報測定装置で あ る 。

ま た、 第 5 の本発明 は、 前記導光体は、 空気 よ り 屈折率が 高 < 前記生体測定用 光学素子の屈折率 よ り も 屈折率が低い 材料で形成 さ れてい る 、第 1 の本発明 の生体情報測定装置で あ る o

ま た、 第 6 の本発明 は、 前記導光体は、 散乱体であ る 、 第

1 の本発明の生体情報測定装置であ る。

ま た、 第 7 の本発明 は、 前記導光体は、 弾性物質であ る 、 第 4 の本発明の生体情報測定装置であ る。

ま た、 第 8 の本発明 は、 前記導光体の弾性率は、 1〜 1 0 M P a であ る 、 第 7 の本発明の生体情報測定装置であ る。 ま た、 第 9 の本発明は、 光源 と 、

前記光源か ら 出射 した光を生体に照射 し、前記生体か ら帰 還 した光を受光する 生体測定用光学素子 と 、

前記生体測定用 光学素子で受光 した前記光 を検 出す る 光 検 出器 と を備 え た生体情報測定装置の た め の標準素子で あ つ て、

前記生体測定用光学素子に接触 して配置 さ れた状態で、前 記生体測定用 光学素子か ら 照射 さ れた光が前記生体測定用 光学素子 に帰還す る よ う に前記光 を導 く こ と が 出来 る 導光 体を備えた、 標準素子であ る。

ま た、 第 1 0 の本発明 は、 前記導光体の前記生体測定'用光 学素子 に接触す る 部分以外の部分 を覆 う カ バー を さ ら に備 えた、 第 9 の本発明の標準素子であ る。

ま た、 第 1 1 の本発明 は、 前記導光体の前記生体測定用光 学素子に接触する部分は変形可能であ る 、第 9 の本発明 の標 準素子であ る。

ま た、 第 1 2 の本発明 は、 前記導光体は、 空気 よ り 屈折率 が高 く 前記生体測定用 光学素子の屈折率 よ り も 屈折率が低 い材料で形成 さ れてい る 、 第 9 の本発明 の標準素子であ る 。

ま た、 第 1 3 の本発明 は、 前記導光体は、 散乱体であ る 、 第 9 の本発明の標準素子であ る。

ま た、第 1 4 の本発明 は、前記導光体は、弾性物質であ る 、 第 1 1 の本発明の標準素子であ る。

ま た、 第 1 5 の本発明 は、 前記導光体の弾性率は、 1〜 1 O M P a であ る 、 第 1 4 の本発明の標準素子であ る。 ま た、 第 1 6 の本発明 は、 第 1 の本発明 の生体情報測定装 置を使用する生体情報測定装置の使用方法であっ て、

前記生体測定用 光学素子 を測定対象で あ る 生体に 当 接 さ せ、前記光検出器で検出 さ れた光に基づき 生体情報を測定す る 生体情報測定ス テ ッ プ と 、

角 IJ記標準導光体を前記生体測定用光学素子に接触 さ せ、 記光検 出器で検出 さ れた光 に基づ き 異常検 出 ま た は校正を 行 ラ 異常校正ス テ ッ プ と を備 えた、生体情報測定装置の使用 方法である。

本発明 は、生体測定用光学素子に接触 して配置 さ れた状態 で 、 その生体測定用光学素子か ら 照射 さ れた光が生体測定用 光学素子に帰還す る よ う にそ の光 を導 く こ と が 出来 る 導光 体を備 えた標準素子、及びその導光体を備 えた生体情報測定 装置を用 い る こ と で、 光源、 生体測定用光学素子、 及び光検 出 の感度チ ェ ッ ク を行 う こ と が で き 、 温度変化、 経年変化 に よ る測定誤差を補正する こ と ができ る。 図面の簡単な説明

図 1 は、 図 1 は、 本発明 の実施の形態の生体情報測定装置 であ り 、 キ ヤ リ ブ レーシ ョ ン素子が生体測定用光学素子に接 触 していない時の概略図であ る。

図 2 は、 本発明 の実施の形態の生体情報測定装置であ り 、 キ ヤ リ ブ レー シ ョ ン素子が生体測定用 光学素子 に接触 して い る場合の概略図であ る。

図 3 は、本発明 の実施の形態の生体測定用光学素子の別の 構成を示す図であ る。

図 4 は、光学測定装置に反射板を適用 した場合に反射光 を 受光する のが困難であ る こ と を示す図であ る。 号の説明）

1 1 光源

1 2 生体測定用光学素子

1 3 保持台

1 4 導光体

1 5 カ ノく一

1 6 光検出

1 7 溝部

2 1 演算部

2 2 己 fe牛

2 3 表示部 発明を実施するための最良の形態

以下にヽ 本発明 の実施の形態を 図面を参照 して説明する。 なお、 本実施の形態は、 一例であ り 、 本明細書に記載の例に 限定する ち のではない。

図 1 はヽ 本発明 の生体情報測定装置の概略図であ る。

図 1 に示す よ に、 本実施の形態の生体情報測定装置は、 光源 1 1 、 生体測定用光学素子 1 2 、 保持台 1 3 、 導光体 1

4 、 カ ノく一部 1 5 、 光検出手段 1 6 、 演算部 2 1 、 記憶手段

2 2 、 及び表示部 2 3 カゝ ら構成 さ れてレヽ る。 なお、 導光体 1 4 、及びカ ノく 一部 1 5 でキ ヤ リ ブ レ ー シ ョ ン素子を構成 して い る o ま た 、 本実施の形態の キ ヤ リ ブ レー シ ョ ン素子は本発 明の標準素子の例であ る。

本実施の形態の生体情報測定装置は、生体の表面近 く の組 織に 関する 情報を計測する た め の装置であ る。 すなわち 、 本 実施の形態の生体情報測定装置は、生体の表面近 く の組織の 透過光を計測する た め に、生体測定用光学素子 1 2 の表面の 生体表面 と 接触する 部分に は溝部 1 7 が設け られてお り 、本 実施の形態の生体情報測定装置は、.生体測定用光学素子 1 2 の表面を生体表面に接触 さ せる こ と に よ り 、溝部 1 7 の 中 に 入 り 込んだ生体表面部分の透過光を計測する装置であ る。

光源 1 1 と して は、測定対象であ る測定成分の吸収波長の 光を含むあ のであれば用レヽ る こ と ができ る。

例 んば 、 中赤外領域の光であれば、 S i C を棒状に焼結 し た グ 一バ光源、 C O ₂ レーザ、 タ ン グ ス テ ン灯、 赤外パル ス光源 、 Q C L 光源等を用 レヽ る こ と ができ る。

グノレ コ ス の よ う に、 波数 1 0 3 3 、 1 0 8 0 c m 一 ¹ 付 近な どの 中赤外域に強い吸収 ピー ク が あ る よ う な物質 を測 定す る場八には、 特に限定す る も の ではないが、 グ ロ一バ光 源や赤外パル ス光源、 Q C L 光源が好ま し レ、 と レ、え る。

ま た、近赤外領域に吸収が あ る 物質を測定する よ う な場合 には、 例え ば、 ハ ロ ゲ ン光源、 半導体 レーザ、 L E D等を用 い る。

グルコ ー ス は、 中赤外領域だけでな く 、 近赤外領域に も 吸 収 ピー ク 力 S あ る こ と が知 られてお り 、 L E D を用 レヽ る こ と は 特に好ま しレ、 と 言え る。

生体測定用光学素子 1 2 の材料 と して は、 当該分野で公知 の も の を用 レ、 る こ と が で き る 。 .

例 えば、 中赤外に吸収が あ る 物質を測定する 場合は 、 シ V コ ン 、 ゲルマニ ウ ム、 S i C 、 ダイ ァモ ン ド、 Z n S e 、 Z n S お よ び K r S 等を用 レヽ る。

- 1 こ こ で、 グル コ ース の よ う に 、 波数 1 0 3 3 c m 一 、 あ る いは 1 0 8 0 c m— ¹ の 中赤外領域に吸収 ピー ク が あ る う な物質を計測する場合には、約 9 〜 1 0 ミ ク ロ ン の赤外波 長で透過率が高 く 、加工性や機械的強度 も 高い と い う 観点か ら 、 シ リ コ ンま たはゲルマニ ウ ムが特に好ま しい。

ま た、 近赤外領域に吸収が あ る 物質を測定する場合は 、 溶 融石英、 単結晶 シ リ コ ン、 光学ガ ラ ス 、 プ ラ ス テ イ ツ ク 、 透 明樹脂を用レヽ る。

生体測定用光学素子 1 2 に形成す る溝部 1 7 の形状は、例 え ば 、 図 に示 した よ う な V字型溝を用 レヽ る。 形状は こ れに限 定する も の ではな く 、 U字形状や、 階段形状の溝を用 レ、て ち 構わない。

1 3 は、 生体測定用光学素子 1 2 を保持す る保持台であ り 光源 1 1 か ら 出射 した光 を生体測定用 光学素子 1 2 に入射 さ せ 、生体測定用光学素子 1 2 か ら 出射する 光を光検出器 1

6 に出射する 穴部 2 5 が設け られてい る。

1 4 は光検出器 1 6 で検出する 、光の光量の検出信号を校 正する た めの導光体であ り 、 1 5 は導光体 1 4 を保持する 力 ノ^ ' ~部であ る。 なお、 導光体 1 4 と カ ノ 一部 1 5 と が生体測 定用 光学素子 1 2 を有す る 本体側 と 脱着 自 在に な っ て いて も構わなレヽ し、 導光体 1 4 と カノく一部 1 5 と が、 生体測定用 光学素子 1 2 を有す る 本体側 に取 り 付 け ら れて い て も 構わ なレヽ。

導光体 1 4 と して は、 変形が可能であ り 、 屈折率が空気 よ り も 高 く 、 生体測定用光学素子よ り 小 さ レ、 も の を用 レ、 る。

導光体 1 4 の材料 と して は、 例えば、 ァ ク リ ルゴム、 ウ レ タ ン ゴム 、 シ リ コ ー ン ゴム 、 フ ッ 素 ゴム等の ゴム状弾性物質 であ る のが好ま しい。導光体 1 4 の材料 と して こ の よ う な弾 性物質を用 いた場合、導光体 1 4 を繰 り 返 し用 いて校正を行 う こ と が出来る と レヽ ぅ 利点があ る。

ま た、その弾性率が 1 〜 1 0 M P a であれば更に好ま し く 、 生体測定用光学素子に容易に接触でき る。

ま た、 ス チ レ ンブ タ ジエ ン ゴム 、 ブ タ ジエ ン ゴム 、 イ ソ プ レ ン ゴ ム等の汎用 ゴ ムや二 ト リ ノレ ゴ ム 、 ク 口 口 プ レ ン ゴ ム 、 ブチノレゴム でも かま わない。

特に、 シ リ コ ー ン ゴム は、 人工乳房、 人工耳、 人工鼻な ど の人工補填材 と して利用 さ れてお り 、生体に対 して ほ と ん ど 不活性であ る ため に、 有用 と 言え る。

ま た 、 ポ リ エ チ レ ン ダ リ コ ール、 ポ リ プ ロ ピ レ ン ダ リ コ ー ル、 ポ リ テ ト ラ メ チ レ ン グ リ コ ールな どの医用エ ラ ス ト マ一 も好ま しレ、 と 言え る。

ま た、 水溶性高分子 に架橋構造、 疎水性基あ る い は結晶 構造な ど を導入す る こ と に よ り 不溶化 し 、 こ れ を水で膨潤 さ せたノヽィ ド ロ ゲルも 好ま しレヽ と 言え る。 ノヽィ ド ロ ゲノレは、 柔 ら か く て組織に損傷を与え なレ、だけ でな く 、 物質透過性 に富んでレ、 る た め、 好ま しい と 口 え、 例 え ば、 ポ ヒ 口 キ シェ チル メ タ ク リ レー ト 、 ポ ァ ク リ ルア ミ ド、 、 ポ リ ビ ニル ピ ロ リ ド ンが好ま し い。

前記導光体の 吸収係数につレ、て は特に 限定す る も の では ないが 、 使用する波長で小 さ い も のを選定すれば良い。

ま た 、 導光体 1 4 と して 、 散乱体を用 い る こ と も 出来る。 散乱体 と して は、 例えば、 高密度ポ リ エチ レ ンやポ リ カ ーボ ネ一 卜 等の樹脂が好ま しい。 特に、 光拡散グ レー ドの ポ リ 力 ポネ一 卜 は 、 拡散光線の透過率が高いた め、 有用 であ る 。 光検出手段 1 6 と して は、 当該分野で公知の も の を用い る こ と がで さ る 。 例 えば、 中赤外領域では、 焦電セ ンサゃサ一 モパィ ル 、 サ一 ミ ス タ 、 M C T検出器 （量子型検出器の一種 であ る H g C d T e 検出器） が挙げ られる。 ま た、 近赤外領 域では 、 I n G a A s 検出器、 フ ォ ト ダイ オー ド、 P b S 検 出 、 I n S b 検出器、 I n A s 検出器等が挙げ られる。 図 示は してレ、ないが、光検出手段 1 6 で検出 した信号に基づい て 、 演算部 2 1 が、 例 え ば、 グル コ ー ス濃度な ど の生体組織. のパ ラ メ ― タ を算出する。 表示部 2 3 は、 演算部 2 1 が算出 した結果を表示する。 表示部 2 3 と して は、 液晶表示装置や

E L 表示装置な どを用 レヽ る こ と が 出来る 。 ま た、 表示部 2 3 で 曰 尸 を 出力す る場合に はス ピーカ を用 レ、 る こ と が 出来 る。 ま た 演算部 2 1 は、 C P U と メ モ リ な ど力 ら構成 さ れる。

次に 、本実施形態の生体情報測定装置を用 いてキ ヤ リ ブ レ シ 3 ンする方法を図 1 、 図 2 を用いて説明する。 図 1 に示すよ う に、 ま ず 光体 1 4 を有 した力 ノ、 部 1

5 を持つ て、導光体 1 4 を生体用測定素子 1 2 に押 し付け る。 こ れに よ り 、 図 2 に示す よ に導光体 1 4 を生体用測定

1 2 の溝部 1 7 に接触 させる こ と ができ

光源 1 1 力ゝ ら 出射 さ れ、生体測定用光学素子 1 2 に到達 し た光は 、生体測定用光学素子 1 2 ί き ft け ら れた 部 1 7 に到 達 し、 溝部 1 7 よ り 導光体 1 4 に 出射する。 出射 した光は、 導光体に よ り 屈折ま た は散乱 して再び生体測定用 光学素子 1 2 に入射する。

溝部 1 7 に入射する 光の入射角度は、溝部 1 7 の形状や生 体測定用光学素子 1 2 や導光体の屈折率、 吸収係数も し く は 溝部 1 7 への入射角度で決め る こ と ができ る

本発明 の生体情報測定装置は、生体組織を測定す る と き に 最 も 、 光が光検出器 1 6 に到達 さ せ る こ と が好ま しレヽ の で、 生体組織の屈折率に あわせて上記形状、 入射角度や、 光体 の屈折率 、 吸収係数を設定する のが好ま しい。

従つ て 、 導光体の屈折率も 空気 よ り も大き く 、 生体測定用 光学素子 1 2 よ り 低 く ければ、上述の キ ヤ リ ブ レーシ ンの 効果 あ る が、好ま し く は生体の屈折率に近い方が好ま し く 約 1 . 2 1 . 4 が特に好ま しレ、 と 言え る。

生体測定用光学素子 1 2 に達 した光は こ の状態で、溝部 1

7 内 に接触 した導光体 1 4 の内部を透過 し、再び生体測定用 光学素子 1 2 に帰還 し、 光検出器 1 6 に到達する.。

の と き検出 した信号を校正信号 と して、記憶手段 2 2 に 記 する 光源 1 1 、光検出器 1 6 が正常な場合の校正信号値を基準 値 と する。 こ の よ う な基準値は記憶手段 2 2 に予め記憶手段

2 2 に格納 さ れてレ、 る。 そ して、 演算部 2 1 に よ り 記憶手段 案 2 2 に記憶 さ れた校正信号値を基準値 と 比較する。記憶手 段 2 2 に記憶 さ れた校正信号値が、基準値の範囲に なレ、場合 は、 光源 1 1 、 も し く は光検出器 1 6 や生体測定用 光学素子

1 2 に異常が あ る と 考え られる。 従っ て、 こ の よ う な場合に は、 表示部 2 3 は、 光源 1 1 、 も し く は光検出器 1 6 や生体 測定光学素子 に異常が あ る と い う メ ッ セ ー ジ を表示す る か 音声で通知する 。表示部 2 3 で こ の よ う な表示ま た は 士 1

曰 尸 よ る 通知が行われた場合、 光源 1 1 、 も し く は光検出 1 6 や生体測定光学素子を交換する のが好ま しい。

校正信号値に特に異常が ない場合は、導光体 1 4 を生体測 定用光学素子 1 2 力、 ら 取 り 外 し、 図 には示 してレヽなレ、が生体 組織を接触 させ生体情報を測定する。

生体組織 と し て は、 特に限定する も の ではないが、 口 唇、 前腕 、 指、 耳が好ま しい。

光源 、ら 出射 した光は、生体測定用光学素子 1 2 に到達 し た後 、 溝部 1 7 に接触 し た生体組織を通過 した後、 光検出器 に到達する o

の信号は、 導光体 1 4 の場合 と 違い、 生体組織を通過 し て き た光なの で生体情報を含んでい る。

般に、 こ の計測値は、 光源 1 1 の光強度や、 光検出器 1

7 の感度が経年的に変化 した場合、 大き く 影響を受け る o ぞ こ で、 こ の影響を補正す る ため に、 前述に計測 した校正 信号値を用 い る。

例 えば、 演算部 2 1 は、 生体情報を含んだ計測値を校正信 号値で除する。 そ して、 除 した値で生体情報を算出する。

演算部 2 1 が生体情報 を含んだ計測値 を校正信号値で除 す と で、光源や光検出器の経年変化や温度変化量を抑制す る こ と が でき る ため、光源の強度や光検出器の感度が変化 し た場 a で も 、 良好な測定を実現する こ と ができ る。

こ の よ う に、 本実施の形態に よ れば、 生体測定用光学素子 に接触 して配置 さ れた状態で、そ の生体測定用光学素子か ら 照射 さ れた光が生体測定用 光学素子 に帰還す る よ う に そ の 光を導 く こ と が 出来る 導光体を備 えた標準素子、及びそ の導 光体を備 えた生体情報測定装置を用 い る こ と で、 光源、 生体 測定用光学素子、光検出器の感度チェ ッ ク を行 う こ と 力 S でき 温度変化、経年変化に よ る 測定誤差を補正する こ と ができ る な 、導光体 1 4 を生体測定用光学素子 1 2 に接触 さ せて 計測す る 動作 と 生体表面 を生体測定用 光学素子 1 2 に接触 さ せて計測す る 動作 と はいずれの動作 を先 に行つ て も 構わ なレ、

なお 、 本実施の形態では生体測定用光学素子 1 2 は、 図 1 に示す よ う な も のであ る と して説明 したが、 こ れ 二 限 ら ず、 図 3 に示す よ う な生体光学素子 1 2 a を用 レ、 る こ と も 出来 る o 生体光学素子 1 2 a には、 光出射面 1 7 a 及び光入射面

1 7 b と を有する溝部 1 7 が設け られてお り 、光源 1 1 力 ら 出射 さ れた光 を溝部 1 7 a に導 く 光 フ ァ イ ノく 2 3 が設 け ら れてい る。 ま た、 光入射面 1 7 b か ら入射 した光を光検出器 1 6 に ¾ < 光フ ァ イ ノく 2 4 が設け ら れてい る。生体測定用光 学素子 1 2 a は、生体測定用 光学素子 1 2 a の溝部 1 7 の部 分を生体表面に押 し当 て 、生体表面の う ち溝部 1 7 に入 り 込 んだ部分を透過す る 光 を検出す る こ と に よ っ て生体情報の 測定を行 う の に用 レヽ ら れる。 こ の よ う な構成の生体測定用光 学素子 1 2 a .を生体測定用 光学素子 1 2 の代わ り に用 レ、て も本実施の形態 と 同様の効果を得る こ と が出来る 産業上の利用可能性

本発明 に係 る 生体情報測定装置、 標準素子、 及び生体 報 測定装置の使用方法は 、 光源、 生体測定用光学素子、 び光 検出器の感度チヱ ッ ク を行 う こ と 力 S でき 、 温度変化、 経年変 化に よ る 測定誤差を補正する こ と ができ と い う 効果を有 し、 生体組織を光学的 に測定す る こ と に よ っ て体液 中 の ダル コ ー ス 、 コ レ ス テ ロ ール 、 尿素、 ト リ グ リ セ リ ド等を非侵襲的 に測定する た め に使用する .生体情報測定装置、 標準素子、 及 び生体情報測定装置の使用方法等に有用 であ る。 すなわ ち 、 本発明 は、 医療用途での体液成分の測定に有用であ る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 光源 と 、

記光源か ら 出射 した光を生体に照射 し、前記生体か ら

IS した光を受光する生体測定用光学素子 と 、

刖記生体測定用光学素子で受光 し た前記光 を検 出す る 光 検出器 と 、

記生体測定用光学素子に接触 して配置 さ れた状態で、 記生体測定用 光学素子か ら 照射 さ れた光が前記生体測定用 光学素子 に帰還す る よ う に前記光 を導 く こ と が 出来 る標準 導光体 と を備えた、 生体情報測定装置。

2 . 前記光検出器に よ り 検出 さ れた、 前記生体か ら帰還 し た光に基づき 、前記生体の生体情報を算出する演算部を さ ら に備 え、

刖記導光体 を前記生体測定用 光学素子 に接触す る よ に 配置 さ せた状態で前記光検出器に よ り 検 出 さ れた光に基づ さ 前記演算部が、 前記光源、 前記生体測定用光学素子及び 記光検 出器の少 な く と も いずれかが異常であ る と を検 出する 、 請求の範囲第 1項記載の生体情報測定装置。

3 . 前記光検出器に よ り 検出 さ れた、 前記生体か ら帰還 し た光に基づき 、前記生体の生体情報を算出する 演算部を さ ら に備え、

記導光体を 前記生体測定用光学素子 に接触する よ う に 配 さ せた状態で前記光検出器に よ り 検出 さ れた光に基づ き 、 前記演算部が前記生体情報を校正す る 、 請求の範囲第 1 項記載の生体情報測定装置。

4. . 前記生体測定用光学素子の表面の一部は、 凹凸が形成 さ れ、

前記導光体の前記生体測定用 光学素子 に接触す る 部分は 変形可能であ る 、 請求の範囲第 1項記載の生体情報測定装置。

5 . 前記導光体は、 空気 よ り 屈折率が高 く 前記生体測定用 光学素子の屈折率 よ り も 屈折率が低い材料で形成 さ れて い る 、 請求の範囲第 1項記載の生体情報測定装置。

6 . 前記導光体は、 散乱体であ る 、 請求の範囲第 1項記載 の生体情報測定装置。

7 . 前記導光体は、 弾性物質であ る 、 請求の範囲第 4項記 載の生体情報測定装置。

8 . 前記導光体の弾性率は、 1〜 1 0 M P a であ る 、 請求の 範囲第 7項記載の生体情報測定装置。

9 . 光源 と 、

前記光源か ら 出射 した光を生体に照射 し、前記生体か ら 帰 還 した光を受光する生体測定用光学素子 と 、

前記生体測定用 光学素子で受光 し た前記光 を検 出す る 光 検 出器 と を備 え た生体情報測定装置の た め の標準素子であ つ て、

前記生体測定用光学素子に接触 して配置 さ れた状態で、前 記生体測定用 光学素子か ら 照射 さ れた光が前記生体測定用 光学素子 に帰還す る よ う に前記光 を導 く こ と が 出来 る 導光 体を備 えた、 標準素子。

1 0 . 前記導光体の前記生体測定用光学素子に接触する 部分 以外の部分を覆 う カ バー を さ ら に備 えた、 請求の範囲第 9項 記載の標準素子。

1 1 . 前記導光体の前記生体測定用光学素子に接触する 部分 は変形可能であ る 、 請求の範囲第 9項記載の標準素子。

1 2 . 前記導光体は.、 空気 よ り 屈折率が高 く 前記生体測定用 光学素子の屈折率 よ り も 屈折率が低い材料で形成 さ れて い る 、 請求の範囲第 9項記載の標準素子。

1 3 . 前記導光体は、 散乱体であ る 、 請求の範囲第 9項記載 の標準素子。

1 4 . 前記導光体は、 弾性物質であ る 、 請求の.範囲第 1 1項記 載の標準素子。

1 5 . 前記導光体の弾性率は、 1〜 1 0 M P a であ る 、 請求の 範囲第 1 4項記載の標準素子。

1 6 . 請求の範囲第 1項記載の生体情報測定装置 を使用す る 生体情報測定装置の使用方法であっ て、

前記生体測定用 光学素子 を測定対象で あ る 生体に 当 接 さ せ、前記光検出器で検出 さ れた光に基づき 生体情報を測定す る生体情報測定ステ ッ プと 、

前記標準導光体を前記生体測定用光学素子に接触 さ せ、前 記光検 出器で検 出 さ れた光 に基づ き 異常検 出 ま た は校正 を 行 う 異常校正ス テ ッ プ と を備えた、生体情報測定装置の使用 方法。