JP2009153664A - Biological component concentration measuring apparatus - Google Patents

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JP2009153664A JP2007334089A JP2007334089A JP2009153664A JP 2009153664 A JP2009153664 A JP 2009153664A JP 2007334089 A JP2007334089 A JP 2007334089A JP 2007334089 A JP2007334089 A JP 2007334089A JP 2009153664 A JP2009153664 A JP 2009153664A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological component concentration measuring apparatus capable of reducing influence of radiation light from an ear canal and highly accurately measuring a biological component concentration. <P>SOLUTION: The measuring apparatus of the biological component concentration includes: an insertion part provided with a light guide to be inserted to an earhole, where the light guide propagates infrared light made incident on a first opening opened inside the earhole and outputs it from a second opening when inserted to the earhole; a detector disposed with a gap from the second opening of the light guide, for detecting a part of the infrared light outputted from the second opening; an operation part for calculating the concentration of the biological components on the basis of the infrared light detected by a detector; an optical path cover provided so as to cover the gap from the second opening of the light guide to the detector and having an inner diameter larger than the outer diameter of the detector; and a light scattering part for scattering and attenuating the infrared light not made incident on the detector. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体からの赤外放射光を用いて生体情報を非侵襲的に測定する生体成分濃度測定装置に関する。   The present invention relates to a biological component concentration measuring apparatus that non-invasively measures biological information using infrared radiation from a living body.

生体成分濃度を測定する装置として、生体、特に鼓膜からの赤外放射光を用いて血糖値を非侵襲的に測定するものが提案されている。例えば、特許文献1には、熱として鼓膜から自然に発せられる赤外線における人体組織に特徴的な放射スペクトル線を非侵襲的に測定することにより血糖値を決定する装置が開示されている。   As a device for measuring the concentration of a biological component, a device that noninvasively measures a blood glucose level using infrared radiation from a living body, particularly the eardrum has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus for determining a blood glucose level by non-invasively measuring radiation spectrum lines characteristic of human tissue in infrared rays that are naturally emitted from the eardrum as heat.

しかし、プランクの法則によれば、温度を有する物体からは、必ず熱による赤外放射が存在する。したがって、鼓膜だけでなく、外耳道も赤外光の放射源となる。従来の測定装置では、鼓膜から放射された赤外光と外耳道から放射された赤外光とが赤外線検出器に入射し、それらを併せて検出していた。   However, according to Planck's law, infrared radiation due to heat always exists from an object having temperature. Therefore, not only the eardrum but also the ear canal becomes a radiation source of infrared light. In the conventional measuring apparatus, infrared light emitted from the eardrum and infrared light emitted from the ear canal enter the infrared detector and detect them together.

しかしながら、外耳道から放射された赤外光は測定精度を悪化させる要因となっている。その理由は、鼓膜から放射された赤外光と比較して、外耳道から放射された赤外光に含有される血液の情報量は少なく、その他の不要な情報、すなわちノイズが比較的多く含有されているためである。これは、外耳道の皮膚は鼓膜に比較して厚く、血液の供給は比較的深い位置で行われていることに起因する。   However, infrared light emitted from the ear canal is a factor that degrades the measurement accuracy. The reason is that the amount of blood information contained in the infrared light emitted from the ear canal is small compared to the infrared light emitted from the eardrum, and other unnecessary information, that is, a relatively large amount of noise is contained. This is because. This is because the skin of the ear canal is thicker than the eardrum, and blood supply is performed at a relatively deep position.

外耳道から放射された赤外光がノイズとして作用する例は、他にも存在する。鼓膜から放射される赤外光を用いて生体の体温を測定する耳式体温計を例に挙げると、外耳道の温度は鼓膜の温度よりも低いため、外耳道から放射された赤外光の影響により、耳式体温計が体温を実際よりも低く測定してしまうことがあった。   There are other examples in which infrared light emitted from the ear canal acts as noise. As an example of an ear thermometer that measures the body temperature of a living body using infrared light emitted from the eardrum, the temperature of the ear canal is lower than the temperature of the eardrum, so the influence of infrared light emitted from the ear canal Ear thermometers sometimes measured body temperature lower than the actual temperature.

そこで、外耳道から放射された赤外光の影響を軽減する技術が提案されている。例えば特許文献2に開示された耳孔体温計は、赤外光を伝搬させる導波管と、非接触型温度センサとを間隔Lbを空けて配置することにより、外耳道から放射された赤外光が非接触型温度センサに入射する量を低減させている。   Therefore, techniques for reducing the influence of infrared light emitted from the ear canal have been proposed. For example, an ear canal thermometer disclosed in Patent Document 2 is configured to dispose infrared light emitted from the external auditory canal by disposing a waveguide that propagates infrared light and a non-contact temperature sensor at an interval Lb. The amount incident on the contact-type temperature sensor is reduced.

一方、赤外光がノイズとなる例は他にも存在する。例えば、生体(被測定物)から放射される赤外光を検出することにより、その体温を算出する放射体温計では、赤外線検出器の視野が大きいため、比較的広い範囲の赤外線が赤外線検出器に入射する。したがって、被測定物の広い範囲の温度の平均値が測定値として取り扱われるため、正確な体温が算出できない。   On the other hand, there are other examples in which infrared light becomes noise. For example, in a radiation thermometer that calculates the body temperature by detecting infrared light emitted from a living body (object to be measured), since the infrared detector has a large field of view, a relatively wide range of infrared rays is transmitted to the infrared detector. Incident. Therefore, since an average value of temperatures in a wide range of the object to be measured is handled as a measured value, an accurate body temperature cannot be calculated.

そこで、赤外線検出器の視野を絞るため、例えば特許文献3では、赤外線透過孔を設け、内面を鏡面にすることによって赤外線の反射を高めた2次曲面体と、赤外線透過孔から入射した赤外線を検出する赤外線センサ部とを有する装置が開示されている。この装置では、赤外線センサ部を2次曲面体の焦点位置に設置している。
特表2001−503999号公報 特開平11−281484号公報 特開平11−160156号公報
Therefore, in order to narrow the field of view of the infrared detector, for example, in Patent Document 3, an infrared transmission hole is provided, and a secondary curved surface body in which infrared reflection is enhanced by making the inner surface a mirror surface, and infrared light incident from the infrared transmission hole An apparatus having an infrared sensor unit for detection is disclosed. In this apparatus, the infrared sensor unit is installed at the focal position of the quadric surface body.
JP-T-2001-503999 Japanese Patent Laid-Open No. 11-281484 JP-A-11-160156

特許文献1に記載された装置では、外耳道からの赤外光の影響に関する考慮がされていないため、測定精度が高くないという問題がある。   The apparatus described in Patent Document 1 has a problem in that the measurement accuracy is not high because no consideration is given to the influence of infrared light from the ear canal.

特許文献2に記載された装置では、非接触型温度センサを固定しているセンサフレームと、非接触型温度センサとが隙間なく接している。これにより、センサフレームが導光管として機能してしまい、外耳道から放射された赤外光はセンサフレームで反射を繰り返すことにより、非接触温度センサに入射してしまう。このような赤外光もまた、測定精度を悪化させる原因となる。また、キルヒホッフの法則によれば、センサフレームを赤外線吸収体で構成すると、センサフレームの吸収率が高いために、放射率が高くなり、センサフレーム自身の赤外光が非接触温度センサに入射してしまう。よって、同様に測定精度を悪化させる原因となる。   In the apparatus described in Patent Document 2, the sensor frame that fixes the non-contact type temperature sensor and the non-contact type temperature sensor are in contact with each other without a gap. As a result, the sensor frame functions as a light guide tube, and the infrared light radiated from the ear canal is repeatedly reflected by the sensor frame to enter the non-contact temperature sensor. Such infrared light also causes measurement accuracy to deteriorate. According to Kirchhoff's law, if the sensor frame is composed of an infrared absorber, the absorptivity of the sensor frame is high and the emissivity increases, and the infrared light of the sensor frame itself is incident on the non-contact temperature sensor. End up. Therefore, it causes the measurement accuracy to deteriorate similarly.

また、特許文献3に記載された装置では、赤外線センサが焦点位置に設置されていることにより、自らが放射する赤外光が測定精度を悪化させていた。これは、赤外線センサは温度を持つために自ら赤外線を放射していること、及び、当該自己放射光は2次曲面体と赤外線センサが設けられた平面とで反射され、再び赤外線センサに入射することが原因である。   Moreover, in the apparatus described in Patent Document 3, since the infrared sensor is installed at the focal position, the infrared light emitted from the infrared sensor deteriorates the measurement accuracy. This is because the infrared sensor itself emits infrared because it has temperature, and the self-radiated light is reflected by the secondary curved surface and the plane on which the infrared sensor is provided, and is incident on the infrared sensor again. Is the cause.

本発明は、上述の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、外耳道からの放射光の影響を低減し、生体成分濃度を高精度に測定することが可能な生体成分濃度測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a biological component concentration measuring apparatus capable of reducing the influence of radiated light from the ear canal and measuring the biological component concentration with high accuracy. The purpose is to do.

本発明の生体成分濃度の測定装置は、耳孔に挿入される、導光管が設けられた挿入部であって、前記耳孔に挿入されたときに、前記導光管は前記耳孔内に開口する第1開口部に入射した赤外光を伝搬して第2開口部から出力する、挿入部と、前記第2開口部から離間して配置され、前記第2開口部から出力された前記赤外光の一部を検出する検出器と、前記検出器によって検出された赤外光に基づいて生体成分の濃度を算出する演算部と、前記第2開口部から前記検出器までの空間の少なくとも一部を覆うように設けられ、かつ、前記検出器の外径より大きい内径を持つ光路カバーと、前記検出器に入射しない赤外光を散乱させて減衰させる光散乱部とを備えている。   The biological component concentration measuring apparatus of the present invention is an insertion portion provided with a light guide tube that is inserted into an ear canal, and the light guide tube opens into the ear canal when inserted into the ear hole. An infrared ray that propagates infrared light incident on the first opening and outputs it from the second opening, and the infrared light that is disposed apart from the second opening and is output from the second opening. A detector that detects a part of the light; an arithmetic unit that calculates a concentration of a biological component based on infrared light detected by the detector; and at least one of a space from the second opening to the detector And an optical path cover having an inner diameter larger than the outer diameter of the detector, and a light scattering section that scatters and attenuates infrared light that is not incident on the detector.

好ましい実施形態において、前記光散乱部は、前記検出器の外径、及び、前記光路カバーの内径の間の空間を通過した赤外光を散乱させる。   In a preferred embodiment, the light scattering unit scatters infrared light that has passed through a space between the outer diameter of the detector and the inner diameter of the optical path cover.

好ましい実施形態において、前記導光管は直線形状であり、前記検出器は、前記導光管の延長線上に配置されている。   In a preferred embodiment, the light guide tube has a linear shape, and the detector is disposed on an extension line of the light guide tube.

好ましい実施形態において、前記光路カバーの内面は、前記赤外光に対して所定の反射率以上の反射率を有する材料で形成されている。   In a preferred embodiment, the inner surface of the optical path cover is formed of a material having a reflectance equal to or higher than a predetermined reflectance with respect to the infrared light.

好ましい実施形態において、前記導光管は直線形状であり、前記光路カバーの内面は非球面形状である。   In a preferred embodiment, the light guide tube has a linear shape, and the inner surface of the optical path cover has an aspherical shape.

好ましい実施形態において、前記非球面形状は放物面形状である。   In a preferred embodiment, the aspherical shape is a parabolic shape.

好ましい実施形態において、前記放物面の焦点が前記第2開口部の中心に位置するよう調整されている。   In a preferred embodiment, the focal point of the paraboloid is adjusted so as to be located at the center of the second opening.

好ましい実施形態において、前記演算部は、赤外光の検出値と生体成分の濃度値との対応を規定したデータを保持しており、前記検出器による赤外光の検出値に基づいて前記データを参照して前記濃度値を特定する。   In a preferred embodiment, the calculation unit holds data defining a correspondence between a detection value of infrared light and a concentration value of a biological component, and the data is based on the detection value of infrared light by the detector. The density value is specified with reference to FIG.

本発明の生体成分濃度の測定装置は、耳孔に挿入される、第1導光管が設けられた挿入部であって、前記耳孔に挿入されたときに、前記第1導光管は前記耳孔内に開口する第1開口部に入射した赤外光を伝搬して第2開口部から出力する、挿入部と、前記第2開口部から離間して配置され、前記第2開口部から出力された前記赤外光の一部を検出する検出器と、前記第2開口部及び前記検出器の間に設けられた第2導光管と、前記検出器によって検出された赤外光に基づいて生体成分の濃度を算出する演算部と、前記第2開口部から前記検出器までの空間の少なくとも一部を覆うように設けられ、かつ、前記第2導光管の外径より大きい内径を持つ光路カバーと、前記第2導光管に入射しない赤外光を散乱させて減衰させる光散乱部とを備えている。   The biological component concentration measuring apparatus of the present invention is an insertion portion provided with a first light guide tube that is inserted into an ear canal, and the first light guide tube is inserted into the ear hole when the first light guide tube is inserted into the ear hole. Infrared light incident on the first opening that opens inside is transmitted and output from the second opening. The insertion portion is spaced from the second opening and is output from the second opening. Based on the detector that detects a part of the infrared light, the second light guide tube provided between the second opening and the detector, and the infrared light detected by the detector A calculation unit for calculating a concentration of a biological component; and an inner diameter that is provided so as to cover at least a part of a space from the second opening to the detector and that is larger than an outer diameter of the second light guide tube An optical path cover; and a light scattering portion that scatters and attenuates infrared light not incident on the second light guide tube There.

本発明の生体情報測定装置によれば、光路カバーの内径を検出器の外径よりも大きく構成し、光路カバーと検出器の間の空隙より、赤外光を逃がす。さらに、逃がした赤外光を光散乱部によって散乱させる。外耳道からの赤外光が検出器に入射する量を低減させることができ、測定におけるノイズが低減できるので、測定精度を向上させることができる。   According to the biological information measuring apparatus of the present invention, the inner diameter of the optical path cover is configured to be larger than the outer diameter of the detector, and infrared light is released from the gap between the optical path cover and the detector. Further, the escaped infrared light is scattered by the light scattering portion. The amount of infrared light from the ear canal entering the detector can be reduced, and noise in the measurement can be reduced, so that the measurement accuracy can be improved.

生体から放射される赤外光を測定することにより、例えば血糖値などの生体成分濃度の情報を得ることができる。以下では、まずその原理を説明し、その原理に基づいて動作する本発明による生体成分濃度測定装置の機能的な構成を説明する。その後、本発明による生体成分濃度測定装置の実施形態を説明する。   By measuring infrared light radiated from a living body, it is possible to obtain biological component concentration information such as blood glucose level. In the following, the principle will be described first, and the functional configuration of the biological component concentration measuring apparatus according to the present invention operating based on the principle will be described. Thereafter, an embodiment of the biological component concentration measuring apparatus according to the present invention will be described.

生体からの熱放射により放射される赤外放射光の放射エネルギーWは以下の数式で表される。

Figure 2009153664
Figure 2009153664
W:生体からの熱放射により放射される赤外放射光の放射エネルギー、
ε(λ):波長λにおける生体の放射率、
0(λ、T):波長λ、温度Tにおける熱放射の黒体放射強度密度、
h:プランク定数(h=6.625×10-34(W・S2))、
c:光速(c=2.998×1010(cm/s))、
λ1、λ2:生体からの熱放射により放射される赤外放射光の波長(μm)、
T:生体の温度(K)、
S:検出面積(cm2
k:ボルツマン定数 The radiant energy W of the infrared radiation emitted by the thermal radiation from the living body is expressed by the following mathematical formula.
Figure 2009153664
Figure 2009153664
W: radiant energy of infrared radiation emitted by thermal radiation from a living body,
ε (λ): the emissivity of the living body at the wavelength λ,
W 0 (λ, T): black body radiation intensity density of thermal radiation at wavelength λ, temperature T,
h: Planck's constant (h = 6.625 × 10 −34 (W · S 2 )),
c: speed of light (c = 2.998 × 10 10 (cm / s)),
λ 1 , λ 2 : wavelength of infrared radiation emitted by thermal radiation from a living body (μm),
T: biological temperature (K),
S: Detection area (cm 2 )
k: Boltzmann constant

(数1)によれば、検出面積Sが一定の場合、生体からの熱放射により放射される赤外放射光の放射エネルギーWは波長λにおける生体の放射率ε(λ)に依存する。放射におけるキルヒホッフの法則から、同じ温度、波長における放射率と吸収率は等しい。

Figure 2009153664
α(λ):波長λにおける生体の吸収率 According to (Equation 1), when the detection area S is constant, the radiation energy W of the infrared radiation emitted by the thermal radiation from the living body depends on the emissivity ε (λ) of the living body at the wavelength λ. From Kirchhoff's law of radiation, the emissivity and absorptivity at the same temperature and wavelength are the same.
Figure 2009153664
α (λ): Absorption rate of living body at wavelength λ

したがって、放射率を考える際には、吸収率を考えればよいことがわかる。エネルギー保存則から、吸収率、透過率及び反射率には、以下の関係が成り立つ。

Figure 2009153664
r(λ):波長λにおける生体の反射率
t(λ):波長λにおける生体の透過率 Therefore, it can be seen that the absorptance should be considered when considering the emissivity. From the law of conservation of energy, the following relationship holds for the absorptance, transmittance, and reflectance.
Figure 2009153664
r (λ): biological reflectance at wavelength λ t (λ): biological transmittance at wavelength λ

したがって、放射率は、透過率及び反射率を用いて以下の数式で表される。

Figure 2009153664
Therefore, the emissivity is expressed by the following formula using the transmittance and the reflectance.
Figure 2009153664

透過率は、入射光量と測定対象物体を透過してきたときの透過光量の比で表される。入射光量と測定対象物体を透過してきたときの透過光量は、ランベルト−ベールの法則で示される。

Figure 2009153664
t:透過光量、
0:入射光量、
d:生体の厚さ、
k(λ):波長λにおける生体の消衰係数
生体の消衰係数は、生体による光の吸収を表す。 The transmittance is represented by the ratio between the incident light amount and the transmitted light amount when it passes through the measurement object. The amount of incident light and the amount of light transmitted through the object to be measured are expressed by the Lambert-Beer law.
Figure 2009153664
I t: the amount of transmitted light,
I 0 : incident light quantity,
d: thickness of the living body,
k (λ): extinction coefficient of living body at wavelength λ The extinction coefficient of living body represents light absorption by the living body.

したがって、透過率は以下の数式で表される。

Figure 2009153664
Therefore, the transmittance is expressed by the following formula.
Figure 2009153664

次に反射率について説明する。反射率は、全方向に対する平均反射率を算出する必要があるが、ここでは、簡単のため、垂直入射に対する反射率で考える。垂直入射に対する反射率は、空気の屈折率を1として、以下の数式で表される。

Figure 2009153664
n(λ):波長λにおける生体の屈折率 Next, the reflectance will be described. As the reflectance, it is necessary to calculate an average reflectance in all directions, but here, for simplicity, the reflectance with respect to normal incidence is considered. The reflectance with respect to normal incidence is expressed by the following formula, where the refractive index of air is 1.
Figure 2009153664
n (λ): refractive index of the living body at wavelength λ

以上から、放射率は以下の数式で表される。

Figure 2009153664
From the above, the emissivity is expressed by the following mathematical formula.
Figure 2009153664

生体中の成分の濃度が変化すると、生体の屈折率及び消衰係数が変化する。反射率は、通常、赤外領域において約0.03程度と小さく、かつ(数8)から理解されるように、屈折率及び消衰係数にはあまり依存しない。したがって、生体中の成分の濃度の変化によって屈折率及び消衰係数が変化しても、反射率の変化は小さい。   When the concentration of the component in the living body changes, the refractive index and extinction coefficient of the living body change. The reflectance is usually as small as about 0.03 in the infrared region, and, as understood from (Equation 8), does not depend much on the refractive index and the extinction coefficient. Therefore, even if the refractive index and extinction coefficient change due to changes in the concentration of components in the living body, the change in reflectance is small.

一方、透過率は、(数7)に示されるように、消衰係数に大きく依存する。したがって、生体中の成分の濃度変化により生体の消衰係数、すなわち生体による光の吸収の度合いが変化すると、透過率が変化する。   On the other hand, the transmittance greatly depends on the extinction coefficient as shown in (Expression 7). Therefore, the transmittance changes when the extinction coefficient of the living body, that is, the degree of light absorption by the living body, changes due to the concentration change of the components in the living body.

したがって、生体からの熱放射により放射される赤外放射光の放射エネルギーは、生体中の成分の濃度に依存することがわかる。生体からの熱放射により放射される赤外放射光の放射エネルギー強度から生体中の成分の濃度を求めることができる。   Therefore, it can be seen that the radiant energy of the infrared radiation emitted by the thermal radiation from the living body depends on the concentration of the component in the living body. The concentration of the component in the living body can be obtained from the radiant energy intensity of the infrared radiation emitted by the thermal radiation from the living body.

(数7)によれば、透過率は生体の厚さに依存する。生体が薄いほど、生体の消衰係数の変化に対する透過率の変化の度合いが大きくなるため、生体中の成分の濃度変化を検出しやすくなる。   According to (Equation 7), the transmittance depends on the thickness of the living body. The thinner the living body, the greater the degree of change in the transmittance with respect to the change in the extinction coefficient of the living body, making it easier to detect changes in the concentration of components in the living body.

鼓膜の厚さは約60〜100μmであり薄い。したがって、鼓膜から放射された赤外光は、生体中の成分の濃度を測定するために適している。   The eardrum has a thin thickness of about 60 to 100 μm. Therefore, the infrared light emitted from the eardrum is suitable for measuring the concentration of components in the living body.

(実施形態1)
次に図1を参照しながら、上述の原理に基づく本発明の生体成分濃度測定装置の機能的構成を説明する。
(Embodiment 1)
Next, the functional configuration of the biological component concentration measuring apparatus of the present invention based on the above principle will be described with reference to FIG.

図1は、本発明による生体成分濃度測定装置100の外観を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a biological component concentration measuring apparatus 100 according to the present invention.

生体成分濃度測定装置100(以下「測定装置100」と記述する。)は、本体102と、本体102の側面に設けられた挿入部105とを備えている。   The biological component concentration measuring apparatus 100 (hereinafter referred to as “measuring apparatus 100”) includes a main body 102 and an insertion portion 105 provided on a side surface of the main body 102.

本体102には、生体成分の濃度の測定結果を表示するためのディスプレイ114、測定装置100の電源をON/OFFするための電源スイッチ101、及び測定を開始するための測定開始スイッチ103が設けられている。ディスプレイ114は液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等である。   The main body 102 is provided with a display 114 for displaying the measurement result of the concentration of the biological component, a power switch 101 for turning on / off the power of the measuring apparatus 100, and a measurement start switch 103 for starting the measurement. ing. The display 114 is a liquid crystal display, an organic electroluminescence (EL) display, or the like.

挿入部105は耳孔に挿入される部分であり、挿入部105の内部には導光管104が設けられている。耳孔に挿入されたときに、導光管104は耳孔内に開口する開口部に入射した赤外光を伝搬して、本体102内部の他方の開口部から出力する。導光管104は、赤外線を導くことのできるものであればよく、例えば、中空管や、赤外線を伝送する光ファイバ等を用いることができる。中空管を用いる場合、中空管の内表面に金の層を有することが好ましい。この金の層は、中空管の内面に金メッキを施したり、金を蒸着したりすることにより形成することができる。   The insertion portion 105 is a portion that is inserted into the ear hole, and a light guide tube 104 is provided inside the insertion portion 105. When inserted into the ear canal, the light guide tube 104 propagates infrared light incident on the opening that opens into the ear canal and outputs it from the other opening inside the main body 102. The light guide tube 104 only needs to be capable of guiding infrared rays. For example, a hollow tube or an optical fiber that transmits infrared rays can be used. When using a hollow tube, it is preferable to have a gold layer on the inner surface of the hollow tube. This gold layer can be formed by performing gold plating on the inner surface of the hollow tube or by depositing gold.

次に、生体成分濃度測定装置100の本体内部の構成について、図2〜図6を参照しながら説明する。   Next, the structure inside the main body of the biological component concentration measuring apparatus 100 will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施形態による測定装置100の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the measurement apparatus 100 according to the present embodiment.

本体102は、チョッパー118、赤外線検出器108、光路カバー120、前置増幅器130、帯域フィルタ132、同期復調器134、ローパスフィルタ136、アナログ/デジタルコンバータ(以下、A/Dコンバータと略称する)138、マイクロコンピュータ110、メモリ112、ディスプレイ114、電源116、タイマー156、及びブザー158を備えている。   The main body 102 includes a chopper 118, an infrared detector 108, an optical path cover 120, a preamplifier 130, a band filter 132, a synchronous demodulator 134, a low pass filter 136, and an analog / digital converter (hereinafter abbreviated as A / D converter) 138. A microcomputer 110, a memory 112, a display 114, a power source 116, a timer 156, and a buzzer 158.

測定装置100は、鼓膜202から放射され、導光管104によって導かれた赤外光を赤外線検出器108によって検出する。検出された赤外光に基づいて、マイクロコンピュータ110は生体成分の濃度を算出する。算出される生体成分の濃度としては、グルコース濃度(血糖値)、ヘモグロビン濃度、コレステロール濃度、中性脂肪濃度等が挙げられる。   The measuring apparatus 100 detects the infrared light emitted from the eardrum 202 and guided by the light guide tube 104 by the infrared detector 108. Based on the detected infrared light, the microcomputer 110 calculates the concentration of the biological component. Examples of the calculated biological component concentration include glucose concentration (blood glucose level), hemoglobin concentration, cholesterol concentration, and neutral fat concentration.

本明細書において、「鼓膜202から放射された赤外光」とは、鼓膜202自身の熱放射によって鼓膜202から放射された赤外光、及び、鼓膜202に照射された赤外光が鼓膜202において反射することにより、鼓膜202から放射された赤外光を含む。   In this specification, “infrared light emitted from the eardrum 202” means infrared light emitted from the eardrum 202 due to thermal radiation of the eardrum 202 itself and infrared light irradiated to the eardrum 202. Infrared light radiated from the eardrum 202 is included by being reflected at.

本実施形態による測定装置100は、後述の実施形態3の測定装置とは異なり、赤外光を放射する光源を備えていない。したがって、本実施形態による赤外線検出器108は、鼓膜202自身からの熱放射により放射された赤外光を検出する。   The measurement apparatus 100 according to the present embodiment does not include a light source that emits infrared light, unlike the measurement apparatus according to the third embodiment described later. Therefore, the infrared detector 108 according to the present embodiment detects infrared light emitted by thermal radiation from the eardrum 202 itself.

留意すべきは、導光管104には鼓膜202から放射された赤外光のみならず、外耳道204などから放射された赤外光が入射し、導光管104はそれらを伝播することにある。   It should be noted that not only the infrared light emitted from the eardrum 202 but also the infrared light emitted from the ear canal 204 or the like is incident on the light guide tube 104, and the light guide tube 104 propagates them. .

本実施形態による測定装置100の主要な特徴のひとつは、導光管104を伝播される赤外光のうちから、実質的に鼓膜202から放射された赤外光を検出することを可能にするための光路カバー120及び光散乱部404(図6において後述)を設けたことにある。   One of the main features of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment is that infrared light emitted from the eardrum 202 can be detected from infrared light propagated through the light guide tube 104. For this purpose, an optical path cover 120 and a light scattering portion 404 (described later in FIG. 6) are provided.

赤外線検出器108は本体102内に開口した導光管104の開口部から空隙を設けて配置されている。光路カバー120は、当該空隙を覆うように設けられ、かつ、赤外線検出器108の外径より大きい内径を持っている。外耳道204からの赤外光をこの空隙から逃がすことにより、赤外線検出器108はノイズとなる外耳道204からの赤外光を直接検出することを防止できる。   The infrared detector 108 is disposed with a gap from the opening of the light guide tube 104 opened in the main body 102. The optical path cover 120 is provided so as to cover the gap, and has an inner diameter larger than the outer diameter of the infrared detector 108. By letting infrared light from the external auditory canal 204 escape from the gap, the infrared detector 108 can prevent direct detection of infrared light from the external auditory canal 204 that becomes noise.

さらに、空隙から逃れた赤外光が本体102の内部で反射し、結果として赤外線検出器108に入射することがある。そこで、光散乱部によって本体102の内部で反射する赤外光を散乱させ、赤外線検出器108に入射する反射赤外光の強度を大幅に低減することができる。   Further, infrared light that escapes from the air gap may be reflected inside the main body 102 and may enter the infrared detector 108 as a result. Therefore, infrared light reflected inside the main body 102 is scattered by the light scattering unit, and the intensity of the reflected infrared light incident on the infrared detector 108 can be greatly reduced.

以下、本体102に設けられた構成要素を説明する。   Hereinafter, components provided in the main body 102 will be described.

電源116は、マイクロコンピュータ110にACまたはDC電力を供給する。電源116として電池を用いることが好ましい。   The power source 116 supplies AC or DC power to the microcomputer 110. A battery is preferably used as the power source 116.

チョッパー118は、鼓膜202から放射され、導光管104により本体102内に導かれた赤外光をチョッピングして、赤外光を高周波数の赤外線信号に変換する機能を有する。チョッパー118の動作は、マイクロコンピュータ110からの制御信号に基づき制御される。チョッパー118によりチョッピングされた赤外光の一部は赤外線検出器108に直接入射し、残りは赤外線検出器108と後述する光路カバー120との間の空間を通過して本体102内部を進む。   The chopper 118 has a function of chopping infrared light emitted from the eardrum 202 and guided into the main body 102 by the light guide tube 104 to convert the infrared light into a high-frequency infrared signal. The operation of the chopper 118 is controlled based on a control signal from the microcomputer 110. A part of the infrared light chopped by the chopper 118 directly enters the infrared detector 108, and the rest passes through the space between the infrared detector 108 and an optical path cover 120 described later and travels inside the main body 102.

赤外線検出器108は、チョッピングされた赤外光の一部を検出する。   The infrared detector 108 detects a part of the chopped infrared light.

図3は、赤外線検出器108の構成を示す。赤外線検出器108は赤外光を検出する検出領域126を備えている。検出領域126は、第1の検出領域126(a)及び第2の検出領域126(b)を含んでいる。第1の光学フィルタ128(a)を通過した赤外光は第1の検出領域126(a)に入射し、第2の光学フィルタ128(b)を通過した赤外光は第2の検出領域126(b)に入射する。光学フィルタ128(a)及び128(b)は、赤外光をそれぞれ異なる波長に分光する。   FIG. 3 shows the configuration of the infrared detector 108. The infrared detector 108 includes a detection region 126 that detects infrared light. The detection area 126 includes a first detection area 126 (a) and a second detection area 126 (b). The infrared light that has passed through the first optical filter 128 (a) is incident on the first detection region 126 (a), and the infrared light that has passed through the second optical filter 128 (b) is the second detection region. 126 (b). The optical filters 128 (a) and 128 (b) separate infrared light into different wavelengths.

第1の検出領域126(a)及び第2の検出領域126(b)に到達した赤外光は、各検出領域によって、それぞれ入射した赤外光の強度に対応した電気信号に変換されて出力される。   The infrared light that has reached the first detection region 126 (a) and the second detection region 126 (b) is converted into an electrical signal corresponding to the intensity of the incident infrared light by each detection region and output. Is done.

第1の光学フィルタ128(a)は、例えば、測定対象である生体成分によって吸収される波長を含む波長帯域(以下、測定用波長帯域と略称する)の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有する。一方、第2の光学フィルタ128(b)は、第1の光学フィルタ128(a)とは異なるスペクトル特性を有する。第2の光学フィルタ128(b)は、例えば、測定対象である生体成分による吸収がなく、かつ対象成分の測定を妨害するような他の生体成分による吸収のある波長を含む波長帯域(以下、参照用波長帯域と略称する)の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有する。ここで、このような他の生体成分としては、測定対象である生体成分以外で、生体中における成分量の多いものを選択すればよい。   The first optical filter 128 (a), for example, has a spectral characteristic that transmits infrared light in a wavelength band (hereinafter, abbreviated as a measurement wavelength band) that includes a wavelength that is absorbed by a biological component that is a measurement target. Have On the other hand, the second optical filter 128 (b) has a spectral characteristic different from that of the first optical filter 128 (a). The second optical filter 128 (b) is, for example, a wavelength band (hereinafter, referred to as a wavelength band including a wavelength that is not absorbed by a biological component that is a measurement target and that is absorbed by another biological component that interferes with the measurement of the target component). It has a spectral characteristic that transmits infrared light (abbreviated as a reference wavelength band). Here, as such other biological components, those having a large amount of components in the living body other than the biological component to be measured may be selected.

例えば、グルコースは、9.6マイクロメートル付近に吸収ピークを有する赤外吸収スペクトルを示す。そこで、測定対象である生体成分がグルコースの場合は、第1の光学フィルタ128(a)が、9.6マイクロメートルを含む波長帯域の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有することが好ましい。   For example, glucose exhibits an infrared absorption spectrum having an absorption peak near 9.6 micrometers. Therefore, when the biological component to be measured is glucose, it is preferable that the first optical filter 128 (a) has a spectral characteristic that transmits infrared light in a wavelength band including 9.6 micrometers. .

一方、生体中に多く含まれるタンパク質は8.5マイクロメートル付近の赤外光を吸収し、グルコースは8.5マイクロメートル付近の赤外光を吸収しない。そこで、第2の光学フィルタ128(b)が、8.5マイクロメートルを含む波長帯域の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有することが好ましい。   On the other hand, proteins that are abundant in the living body absorb infrared light near 8.5 micrometers, and glucose does not absorb infrared light near 8.5 micrometers. Therefore, it is preferable that the second optical filter 128 (b) has a spectral characteristic that transmits infrared light in a wavelength band including 8.5 micrometers.

光学フィルタの作製方法は、公知の技術を特に限定することなく利用できる。例えば、真空蒸着法、イオンスパッタ法を用いて光学フィルタを作製できる。光学フィルタは、SiまたはGeまたはZnSeを基板として、真空蒸着法を用いてZnS、MgF2、PbTe、Ge,ZnSe等を基板上に積層することにより作製することができる。 As a method for producing the optical filter, a known technique can be used without any particular limitation. For example, the optical filter can be manufactured using a vacuum deposition method or an ion sputtering method. The optical filter can be manufactured by stacking ZnS, MgF 2 , PbTe, Ge, ZnSe or the like on the substrate by using a vacuum deposition method with Si, Ge, or ZnSe as the substrate.

ここで、基板上に積層する各層の膜厚、積層する順序、積層回数等を調節して、積層された薄膜内における光の干渉を制御することにより、所望の波長特性を持つ光学フィルタを作製することができる。   Here, an optical filter having a desired wavelength characteristic is manufactured by controlling the light interference in the laminated thin film by adjusting the film thickness of each layer laminated on the substrate, the order of lamination, the number of laminations, and the like. can do.

再び図2を参照する。赤外線検出器108から出力された電気信号は、前置増幅器130によって増幅される。増幅された電気信号は、帯域フィルタ132によって、チョッピング周波数を中心周波数とする周波数帯域以外の信号が取り除かれる。これにより、熱雑音等の統計的揺らぎに起因するノイズを最小化することができる。   Refer to FIG. 2 again. The electrical signal output from the infrared detector 108 is amplified by the preamplifier 130. The amplified electric signal is removed by the band filter 132 from signals other than the frequency band having the chopping frequency as the center frequency. Thereby, noise resulting from statistical fluctuations such as thermal noise can be minimized.

帯域フィルタ132によって濾過された電気信号は、同期復調器134によって、チョッパー118のチョッピング周波数と帯域フィルタ132によって濾過された電気信号を同期させ、積分することにより、DC信号に復調される。   The electric signal filtered by the band filter 132 is demodulated into a DC signal by synchronizing and integrating the chopping frequency of the chopper 118 and the electric signal filtered by the band filter 132 by the synchronous demodulator 134.

同期復調器134によって復調された電気信号は、ローパスフィルタ136によって高周波数帯域の信号が取り除かれる。これにより、さらにノイズを取り除くことができる。   The electric signal demodulated by the synchronous demodulator 134 is removed from the high frequency band signal by the low-pass filter 136. Thereby, noise can be further removed.

ローパスフィルタ136によって濾過された電気信号は、A/Dコンバータ138によってデジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ110に入力される。   The electrical signal filtered by the low-pass filter 136 is converted into a digital signal by the A / D converter 138 and then input to the microcomputer 110.

メモリ112には、第1の検出領域126(a)に到達した赤外光の強度に対応する電気信号と第2の検出領域126(b)に到達した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す相関データが格納されている。マイクロコンピュータ110は、メモリ112からこの相関データを読み出し、この相関データを参照して、メモリ112に蓄積されたデジタル信号から算出された単位時間当たりのデジタル信号を、生体成分の濃度に換算する。   In the memory 112, an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light reaching the first detection area 126 (a) and an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light reaching the second detection area 126 (b) Correlation data indicating the correlation between the concentration of the biological component and the biological component is stored. The microcomputer 110 reads the correlation data from the memory 112, refers to the correlation data, and converts the digital signal per unit time calculated from the digital signal stored in the memory 112 into the concentration of the biological component.

マイクロコンピュータ110において換算された生体成分の濃度は、ディスプレイ114に出力され、表示される。   The concentration of the biological component converted in the microcomputer 110 is output to the display 114 and displayed.

メモリ112に格納されている、第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号、及び、第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す相関データは、例えば、以下の手順によって取得することができる。   The electric signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) and the intensity of the infrared light transmitted through the second optical filter 128 (b) stored in the memory 112 Correlation data indicating the correlation between the electrical signal corresponding to and the concentration of the biological component can be obtained, for example, by the following procedure.

まず、既知の生体成分濃度(例えば、血糖値)を有する患者について、鼓膜202から熱放射により放射される赤外光を測定する。このとき、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号とを求める。この測定を、異なる生体成分濃度を有する複数の患者について行うことにより、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度とからなるデータの組を得ることができる。   First, infrared light emitted from the eardrum 202 by thermal radiation is measured for a patient having a known biological component concentration (for example, blood glucose level). At this time, the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the intensity of the infrared light in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b). And an electric signal corresponding to. By performing this measurement on a plurality of patients having different biological component concentrations, the electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the second optical filter 128 are used. It is possible to obtain a data set consisting of an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by (b) and the corresponding biological component concentration.

次に、このようにして取得したデータの組を解析して相関データを求める。例えば、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度とについて、PLS(Partial Least Squares Regression)法などの重回帰分析法やニューラルネットワーク法などを用いて多変量解析を行う。これにより、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度との相関を示す関数を求めることができる。   Next, the data set thus obtained is analyzed to obtain correlation data. For example, the electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b). Multivariate analysis is performed on the corresponding electrical signals and the corresponding biological component concentrations using a multiple regression analysis method such as a PLS (Partial Least Squares Regression) method or a neural network method. As a result, the electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b) are obtained. A function indicating the correlation between the corresponding electrical signals and the corresponding biological component concentrations can be obtained.

また、第1の光学フィルタ128(a)が測定用波長帯域の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有し、第2の光学フィルタ128(b)が参照用波長帯域の赤外光を透過させるようなスペクトル特性を有する場合、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号との差を求め、その差とそれに対応する生体成分濃度との相関を示す相関データを求めてもよい。例えば、最小二乗法等の直線回帰分析を行うことにより求めることができる。   The first optical filter 128 (a) has a spectral characteristic that allows infrared light in the measurement wavelength band to pass therethrough, and the second optical filter 128 (b) transmits infrared light in the reference wavelength band. When having spectral characteristics that allow transmission, the electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the wavelength transmitted by the first optical filter 128 (a) A difference from an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the band may be obtained, and correlation data indicating a correlation between the difference and the corresponding biological component concentration may be obtained. For example, it can be obtained by performing a linear regression analysis such as a least square method.

次に、鼓膜202から放射された赤外光のみを実質的に検出するための構成を説明する。   Next, a configuration for substantially detecting only the infrared light emitted from the eardrum 202 will be described.

鼓膜202から放射された赤外光は、導光管104に対して略平行に、または十分小さい角度で導光管104に入射する。一方、外耳道204から放射された赤外光の大部分は、導光管104に対して比較的大きな入射角で導光管104に入射する。これは、外耳道204の位置が鼓膜202の位置よりも導光管104の近傍に存在するためである。   Infrared light radiated from the eardrum 202 enters the light guide tube 104 substantially parallel to the light guide tube 104 or at a sufficiently small angle. On the other hand, most of the infrared light emitted from the external auditory canal 204 enters the light guide tube 104 at a relatively large incident angle with respect to the light guide tube 104. This is because the position of the ear canal 204 is closer to the light guide tube 104 than the position of the eardrum 202.

導光管104内では、赤外光は反射しながら伝搬する。したがって、導光管104に入射した赤外光は、その入射角と同様の大きさの出射角で、本体102内に開口する導光管104の開口部(出射端面)から出射される。すなわち、鼓膜202から放射された赤外光は導光管104に対して略平行に出射され、外耳道204から放射された赤外光は、その入射角と同様の大きな出射角で出射される。   In the light guide tube 104, infrared light propagates while being reflected. Therefore, the infrared light incident on the light guide tube 104 is emitted from the opening (emission end surface) of the light guide tube 104 that opens in the main body 102 at an emission angle that is the same as the incident angle. That is, the infrared light emitted from the eardrum 202 is emitted substantially parallel to the light guide tube 104, and the infrared light emitted from the ear canal 204 is emitted at a large emission angle similar to the incident angle.

本発明はこの相違を考慮した形状の光路カバー120を設けている。   In the present invention, an optical path cover 120 having a shape that takes this difference into consideration is provided.

図4は、本実施形態による光路カバー120の拡大断面図である。光路カバー120は、本体102内に開口する導光管104(図2)の開口部と赤外線検出器108との間の空間を覆っている。図4には導光管104の開口部に設けられたチョッパー118を示している。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the optical path cover 120 according to the present embodiment. The optical path cover 120 covers a space between the opening of the light guide tube 104 (FIG. 2) that opens in the main body 102 and the infrared detector 108. FIG. 4 shows a chopper 118 provided at the opening of the light guide tube 104.

光路カバー120の内面は、赤外光に対して高い反射率を持つように構成されている。光路カバー120の内面は、赤外光に対して90%以上の反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。赤外光に対して95%以上の反射率を有する材料で形成されているさらにことが好ましい。赤外光に対して高い反射率を光路カバー120の内面に持たせるためには、例えば、光路カバー120をSUS304で加工し、研磨する。その後、ニッケルメッキを設け、さらにその上から金メッキを設けることにより実現する。   The inner surface of the optical path cover 120 is configured to have a high reflectance with respect to infrared light. The inner surface of the optical path cover 120 is preferably formed of a material having a reflectance of 90% or more with respect to infrared light. More preferably, it is made of a material having a reflectance of 95% or more with respect to infrared light. In order to give the inner surface of the optical path cover 120 a high reflectance with respect to infrared light, for example, the optical path cover 120 is processed and polished with SUS304. Then, it implement | achieves by providing nickel plating and also providing gold plating from it.

光路カバー120の内径L2は赤外線検出器108の外径L1より大きく設定されている。このように構成することにより、光路カバー120と赤外線検出器108との間に外耳道204(図2)からの赤外光が通過できる空隙が生じる。この空隙から外耳道204からの赤外光を逃がすことにより、外耳道204から放射された赤外光が赤外線検出器108へ直接入射することを防ぐことができる。   The inner diameter L2 of the optical path cover 120 is set larger than the outer diameter L1 of the infrared detector 108. With this configuration, a gap is formed between the optical path cover 120 and the infrared detector 108 through which infrared light from the external auditory canal 204 (FIG. 2) can pass. By letting infrared light from the external auditory canal 204 escape from the gap, it is possible to prevent the infrared light emitted from the external auditory canal 204 from directly entering the infrared detector 108.

赤外線検出器108が光路カバー120の開口部121内(光路カバー120の断面における範囲P内)に位置するときには、赤外線検出器108の外径L1及び光路カバー120の内径L2は、図示されるように、導光管の軸150と垂直な平面151上で測定される。光路カバー120と赤外線検出器108との間の空隙(以下、単に「空隙」と称する。)は、赤外線検出器108の外径L1から光路カバー120の内径L2までの間の空間として定義される。   When the infrared detector 108 is positioned in the opening 121 of the optical path cover 120 (within the range P in the cross section of the optical path cover 120), the outer diameter L1 of the infrared detector 108 and the inner diameter L2 of the optical path cover 120 are as illustrated. And measured on a plane 151 perpendicular to the axis 150 of the light guide tube. A gap between the optical path cover 120 and the infrared detector 108 (hereinafter simply referred to as “gap”) is defined as a space between the outer diameter L1 of the infrared detector 108 and the inner diameter L2 of the optical path cover 120. .

図5は、光路カバー120の立体形状を示す斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view showing a three-dimensional shape of the optical path cover 120.

光路カバー120は、内面が円すい形状の先端を切り落としたような形状に設定されている。光路カバー開口部の終端部の内径は、赤外線検出器108の外径よりも大きく構成されているが、形状の理解の便宜のため、赤外線検出器108は光路カバー120の開口部内から離れて記載している。   The optical path cover 120 is set to have a shape in which the inner surface is cut off from a conical tip. The inner diameter of the end portion of the optical path cover opening is configured to be larger than the outer diameter of the infrared detector 108. However, for convenience of understanding the shape, the infrared detector 108 is described away from the opening of the optical path cover 120. is doing.

図6は、測定装置100の筐体内部の物理的な構成を示す断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a physical configuration inside the housing of the measuring apparatus 100.

筐体内部には、電気回路基板400と、光反射部402と、光散乱部404とが設けられている。   Inside the housing, an electric circuit board 400, a light reflecting portion 402, and a light scattering portion 404 are provided.

電気回路基板400には、図2で示された赤外線検出器108、マイクロコンピュータ110、メモリ112、ディスプレイ114、前置増幅器130、帯域フィルタ132、同期復調器134、ローパスフィルタ136、A/Dコンバータ138、タイマー156、ブザー158等が実装されている。   The electric circuit board 400 includes an infrared detector 108, a microcomputer 110, a memory 112, a display 114, a preamplifier 130, a band filter 132, a synchronous demodulator 134, a low pass filter 136, and an A / D converter shown in FIG. 138, a timer 156, a buzzer 158, and the like are mounted.

赤外線検出器108が実装されている電気回路基板400の位置には、所定の傾斜角(たとえば45度)のテーパを持つ光反射部402が設けられている。光反射部402は、円すいの先端部を切り落としたような形状に設定されており、その側面には、赤外光の反射率を向上するように鏡面が設けられている。   At the position of the electric circuit board 400 on which the infrared detector 108 is mounted, a light reflecting portion 402 having a taper with a predetermined inclination angle (for example, 45 degrees) is provided. The light reflecting portion 402 is set in a shape such that the tip of the cone is cut off, and a mirror surface is provided on the side surface so as to improve the reflectance of infrared light.

また、外耳道204からの赤外光が光反射部402により反射される先の位置に、測定装置100の内面の一部に光散乱部404が構成されている。   In addition, a light scattering unit 404 is formed on a part of the inner surface of the measuring apparatus 100 at a position where the infrared light from the external auditory canal 204 is reflected by the light reflecting unit 402.

光散乱部404に到達した赤外光は、光散乱部404により散乱される。これにより、再び光反射部402に帰還し、光路カバー120で反射して赤外線検出器108に入射する外耳道204から放射された赤外光の量を低減することができる。   The infrared light that has reached the light scattering portion 404 is scattered by the light scattering portion 404. Thereby, it is possible to reduce the amount of infrared light radiated from the ear canal 204 that returns to the light reflection unit 402 again, is reflected by the optical path cover 120, and is incident on the infrared detector 108.

光散乱部404は、公知の技術を特に限定することなく利用することができるが、例えば、表面がブラスト加工で加工され、粗い面を持つ金属板を筐体に貼り付ける、または、直接筐体内部をブラスト加工し、筐体内部を粗い面に加工することにより実現される。   The light scattering unit 404 can use a known technique without any particular limitation. For example, the surface is processed by blasting, and a metal plate having a rough surface is attached to the housing, or directly the housing. This is realized by blasting the inside and processing the inside of the housing into a rough surface.

空隙より逃がれた赤外光の一部は、直接光反射部402により反射され、残りの空隙より逃がれた赤外光は、光路カバー120により反射され、光反射部402によって再び反射される。反射された赤外光は、筐体に設けられた光散乱部404に当たって散乱される。赤外光が散乱されて筐体内で反射することにより、空隙から逃がれた赤外光が赤外線検出器108に入射する量を大幅に低減できる。   A part of the infrared light escaped from the gap is directly reflected by the light reflecting portion 402, and the infrared light escaped from the remaining gap is reflected by the optical path cover 120 and reflected again by the light reflecting portion 402. Is done. The reflected infrared light strikes the light scattering portion 404 provided in the housing and is scattered. When the infrared light is scattered and reflected in the housing, the amount of the infrared light that has escaped from the air gap and enters the infrared detector 108 can be greatly reduced.

次に、本実施形態における生体成分濃度測定装置100の動作を説明する。   Next, the operation of the biological component concentration measuring apparatus 100 in this embodiment will be described.

まず、使用者が生体成分濃度測定装置100の電源スイッチ101を押すと、本体102内の電源がONとなり、生体成分濃度測定装置100は測定準備状態となる。   First, when the user presses the power switch 101 of the biological component concentration measuring apparatus 100, the power supply in the main body 102 is turned on, and the biological component concentration measuring apparatus 100 is in a measurement preparation state.

次に、使用者が本体102を持って、導光管104を耳孔200内に挿入する。挿入部105は、導光管104の先端部分から本体102との接続部分に向かって径が太くなるような円錐形状である。導光管104の外径が耳孔200の内径と等しくなる位置以上は導光管104が挿入されない構造になっている。   Next, the user holds the main body 102 and inserts the light guide tube 104 into the ear hole 200. The insertion portion 105 has a conical shape whose diameter increases from the distal end portion of the light guide tube 104 toward the connection portion with the main body 102. The light guide tube 104 is not inserted beyond the position where the outer diameter of the light guide tube 104 is equal to the inner diameter of the ear hole 200.

次に、導光管104の外径が耳孔200の内径と等しくなる位置で生体成分濃度測定装置100を保持した状態で、使用者が生体成分濃度測定装置100の測定開始スイッチ103を押すと、測定が開始される。   Next, when the user presses the measurement start switch 103 of the biological component concentration measuring apparatus 100 while holding the biological component concentration measuring apparatus 100 at a position where the outer diameter of the light guide tube 104 is equal to the inner diameter of the ear hole 200, Measurement starts.

挿入部105内に設けられた導光管104を介して、鼓膜202から放射された赤外光が検出される。マイクロコンピュータ110は、タイマー156からの計時信号により、測定開始から一定時間経過したと判断すると、チョッパー118を制御して、赤外線検出器108に到達する赤外光を遮断する。これにより、自動的に測定が終了する。   Infrared light emitted from the eardrum 202 is detected through the light guide tube 104 provided in the insertion portion 105. When the microcomputer 110 determines that a fixed time has elapsed from the start of measurement based on the time signal from the timer 156, the microcomputer 110 controls the chopper 118 to block infrared light reaching the infrared detector 108. As a result, the measurement automatically ends.

このとき、マイクロコンピュータ110はディスプレイ114やブザー158を制御して、測定が終了した旨のメッセージをディスプレイ114に表示したり、ブザー158を鳴らしたり、スピーカー(図示せず)から音声で出力したりすることにより、使用者に測定が終了したことを通知する。これにより使用者は測定が終了したことを確認することができるため、導光管104を耳孔200の外に取り出す。   At this time, the microcomputer 110 controls the display 114 and the buzzer 158 to display a message indicating that the measurement is completed on the display 114, to sound the buzzer 158, and to output the sound from a speaker (not shown). To notify the user that the measurement is completed. As a result, the user can confirm that the measurement has been completed, so the light guide tube 104 is taken out of the ear hole 200.

マイクロコンピュータ110は、前述の方法により、A/Dコンバータ138から出力された電気信号を、検出領域毎に識別し、それぞれの検出領域に対応する電気信号の平均値を算出する。   The microcomputer 110 identifies the electrical signal output from the A / D converter 138 for each detection region by the above-described method, and calculates the average value of the electrical signal corresponding to each detection region.

次に、マイクロコンピュータ110は、メモリ112から、第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す相関データを読み出し、この相関データを参照して、第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号を生体成分の濃度に換算する。求められた生体成分の濃度は、ディスプレイ114に表示される。   Next, the microcomputer 110 transmits the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) and the infrared light transmitted through the second optical filter 128 (b) from the memory 112. Correlation data indicating the correlation between the electrical signal corresponding to the intensity of the light and the concentration of the biological component is read out, and the correlation data is referenced to correspond to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a). The electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the electrical signal and the second optical filter 128 (b) is converted into the concentration of the biological component. The obtained concentration of the biological component is displayed on the display 114.

本実施形態にかかる測定装置100によれば、光路カバー120の内径を赤外線検出器108の外径よりも大きく構成し、光路カバー120と赤外線検出器108の間の空隙より、赤外光を逃がす。さらに、逃がした赤外光を光散乱部404によって散乱させる。外耳道202からの赤外光が検出器に入射する量を低減させることができ、測定におけるノイズが低減できるので、測定精度を向上させることができる。   According to the measuring apparatus 100 according to the present embodiment, the inner diameter of the optical path cover 120 is configured to be larger than the outer diameter of the infrared detector 108, and the infrared light is released from the gap between the optical path cover 120 and the infrared detector 108. . Furthermore, the escaped infrared light is scattered by the light scattering unit 404. The amount of the infrared light from the ear canal 202 entering the detector can be reduced, and noise in the measurement can be reduced, so that the measurement accuracy can be improved.

(実施形態2)
図7は、本実施形態による測定装置100の構成を示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment.

本実施形態による測定装置100と実施形態1の測定装置との相違点は、光路カバーの内面の形状が、非球面、具体的には放物面とされている点である。その他の構成については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。   The difference between the measuring apparatus 100 according to the present embodiment and the measuring apparatus according to the first embodiment is that the shape of the inner surface of the optical path cover is an aspherical surface, specifically a parabolic surface. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

光路カバー123を放物面状に構成することにより、光路カバー123は、焦点122をもつ。焦点122は、導光管104の赤外線検出器108側の出射端の中心に設定されている。これにより、導光管104から出射される外耳道202からの赤外光の大部分は、光路カバー123によって反射されると平行光となる。放物面の焦点を出射した光が放物面で反射すると、平行光に変換されるためである。   The optical path cover 123 has a focal point 122 by configuring the optical path cover 123 in a parabolic shape. The focal point 122 is set at the center of the emission end of the light guide tube 104 on the infrared detector 108 side. Thereby, most of the infrared light from the external auditory canal 202 emitted from the light guide tube 104 becomes parallel light when reflected by the optical path cover 123. This is because when light emitted from the focal point of the paraboloid is reflected by the paraboloid, it is converted into parallel light.

光は平行光になると、非常に取り扱いが容易になるため好ましい。平行光に変換された外耳道204から放射された赤外光は、赤外線検出器108と光路カバー123との間の空隙より逃がすことができる。   It is preferable that the light be parallel light because it is very easy to handle. Infrared light emitted from the external auditory canal 204 converted into parallel light can escape from the gap between the infrared detector 108 and the optical path cover 123.

次に、図8を参照しながら本実施形態に係る測定装置100の本体内部配置、および、空隙より逃がされた外耳道204からの赤外光を説明する。   Next, with reference to FIG. 8, the internal arrangement of the main body of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment and the infrared light from the ear canal 204 that has escaped from the air gap will be described.

図8は、本実施形態にかかる本体内部配置を表す断面図である。筐体内部には電気回路基板400が保持されている。電気回路基板400には、図7で示された赤外線検出器108、マイクロコンピュータ110、メモリ112、ディスプレイ114、前置増幅器130、帯域フィルタ132、同期復調器134、ローパスフィルタ136、A/Dコンバータ138、タイマー156、ブザー158等が実装されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal arrangement of the main body according to the present embodiment. An electric circuit board 400 is held inside the housing. The electric circuit board 400 includes the infrared detector 108, the microcomputer 110, the memory 112, the display 114, the preamplifier 130, the band filter 132, the synchronous demodulator 134, the low pass filter 136, and the A / D converter shown in FIG. 138, a timer 156, a buzzer 158, and the like are mounted.

赤外線検出器108が実装されている電気回路基板400の位置には、実施形態1と同様、45度のテーパを持つ光反射部402が構成されている。導光管104から出射された外耳道204からの赤外光の大部分は、光路カバー123によって反射されて平行光となるため、実質的に垂直に光散乱部404に入射する。これにより、光散乱部404は赤外光を効率的に散乱することができる。よって、再び光反射部402に帰還し、光路カバー123で反射して赤外線検出器108に入射する外耳道204から放射された赤外光の量を大幅に低減できる。   As in the first embodiment, a light reflecting portion 402 having a 45-degree taper is formed at the position of the electric circuit board 400 on which the infrared detector 108 is mounted. Most of the infrared light from the external auditory canal 204 emitted from the light guide tube 104 is reflected by the optical path cover 123 to become parallel light, and therefore enters the light scattering unit 404 substantially vertically. Thereby, the light scattering unit 404 can efficiently scatter infrared light. Therefore, the amount of infrared light radiated from the ear canal 204 that returns to the light reflecting portion 402 again, is reflected by the optical path cover 123, and enters the infrared detector 108 can be greatly reduced.

次に、図9を参照しながら本実施形態による測定装置100の変形例を説明する。   Next, a modification of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図9は、本実施形態の変形例による測定装置100の内部の物理的な構成を示す断面図である。図8の測定装置と異なる点は、赤外線検出器108の検出領域126が1つである点、及び、光学フィルタホイールで赤外光を分光する点である。なお、図8及び図9においては、いずれも同じ光路カバー123を採用しているが、光学フィルタホイールを設けることによって、赤外光の進行方向の光路カバー123の長さを短くしてもよい。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing an internal physical configuration of the measuring apparatus 100 according to a modification of the present embodiment. The difference from the measurement apparatus of FIG. 8 is that the infrared detector 108 has one detection region 126 and that the infrared light is dispersed by an optical filter wheel. 8 and 9, the same optical path cover 123 is used, but the length of the optical path cover 123 in the traveling direction of infrared light may be shortened by providing an optical filter wheel. .

図10は、光学フィルタホイール106を示す斜視図である。光学フィルタホイール106は、第1の光学フィルタ128(a)及び第2の光学フィルタ128(b)を有しており、これらがリング127にはめ込まれて構成されている。第1及び第2の光学フィルタ128(a)及び128(b)の各々は分光素子として機能する。   FIG. 10 is a perspective view showing the optical filter wheel 106. The optical filter wheel 106 includes a first optical filter 128 (a) and a second optical filter 128 (b), and these are fitted into a ring 127. Each of the first and second optical filters 128 (a) and 128 (b) functions as a spectroscopic element.

図10に示す例では、いずれも円盤状である第1の光学フィルタ128(a)、第2の光学フィルタ128(b)がリング127にはめ込まれることによりプロペラ状の部材が構成されており、そのプロペラ状の部材の中央部にシャフト125が設けられている。このシャフト125を図10の矢印の方向に回転させることにより、チョッパー118によりチョッピングされた赤外光の通過する光学フィルタを、第1の光学フィルタ128(a)及び第2の光学フィルタ128(b)の間で切り替えることができる。   In the example shown in FIG. 10, the first optical filter 128 (a) and the second optical filter 128 (b), both of which are disk-shaped, are fitted into the ring 127 to form a propeller-shaped member. A shaft 125 is provided at the center of the propeller-like member. By rotating the shaft 125 in the direction of the arrow in FIG. 10, the optical filters through which the infrared light chopped by the chopper 118 passes are changed into the first optical filter 128 (a) and the second optical filter 128 (b ).

シャフト125の回転は、マイクロコンピュータ110からの制御信号により制御される。シャフト125の回転は、チョッパー118の回転と同期させ、チョッパー118が閉じている間にシャフト125を180度回転させるように制御することが好ましい。これにより、次にチョッパー118が開いたときに、チョッパー118によりチョッピングされた赤外光の通過する光学フィルタを別の光学フィルタに切り替えることができる。   The rotation of the shaft 125 is controlled by a control signal from the microcomputer 110. The rotation of the shaft 125 is preferably synchronized with the rotation of the chopper 118 and controlled to rotate the shaft 125 180 degrees while the chopper 118 is closed. Thereby, when the chopper 118 is opened next, the optical filter through which the infrared light chopped by the chopper 118 passes can be switched to another optical filter.

光学フィルタホイール106を利用すると、図9に示されるように、赤外線検出器108を光路カバー123の開口部121内に配置することが困難になる。すなわち、光路カバー123は、本体102内に開口する導光管104の開口部と赤外線検出器108との間の空間の一部を覆うように設けられることになる。   When the optical filter wheel 106 is used, it is difficult to arrange the infrared detector 108 in the opening 121 of the optical path cover 123 as shown in FIG. That is, the optical path cover 123 is provided so as to cover a part of the space between the opening of the light guide tube 104 opened in the main body 102 and the infrared detector 108.

以下、図11を参照しながら、本実施形態における「検出器の外径より大きい内径を持つ光路カバー」の意味を説明する。   Hereinafter, the meaning of “an optical path cover having an inner diameter larger than the outer diameter of the detector” in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図11は、本実施形態による光路カバー123の拡大断面図である。   FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the optical path cover 123 according to the present embodiment.

赤外線検出器108が光路カバー123の開口部121(光路カバー123の断面における範囲P)から外れた範囲に位置するときには、光路カバー123の内径L2は、光路カバー123の開口端部の内径L2としている。光路カバー123と赤外線検出器108との間には必ず空隙が存在するので、赤外線検出器108に直接入射しなかった赤外光(外耳道204からの赤外光)は当該空隙から光路カバー123外に逃れてゆく。したがって、外耳道204から放射された赤外光が赤外線検出器108へ直接入射することを防ぐことができる。   When the infrared detector 108 is located in a range outside the opening 121 of the optical path cover 123 (range P in the cross section of the optical path cover 123), the inner diameter L2 of the optical path cover 123 is set as the inner diameter L2 of the opening end of the optical path cover 123. Yes. Since there is always a gap between the optical path cover 123 and the infrared detector 108, infrared light (infrared light from the external auditory canal 204) that is not directly incident on the infrared detector 108 passes from the gap to the outside of the optical path cover 123. To escape. Therefore, it is possible to prevent the infrared light emitted from the ear canal 204 from directly entering the infrared detector 108.

(実施形態3)
図12は、本実施形態にかかる測定装置100の構成を示す図である。
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the measurement apparatus 100 according to the present embodiment.

本実施形態による測定装置100と実施形態2の測定装置(図7)との相違点は、本実施形態による測定装置100では、本体102内部に、第2の導光管107、第1のハーフミラー142、第2のハーフミラー144、撮像素子320、レンズ312及び光源310を備えている点である。その他の構成については、実施形態2と同様であるため説明を省略する。   The difference between the measuring device 100 according to the present embodiment and the measuring device according to the second embodiment (FIG. 7) is that the measuring device 100 according to the present embodiment includes the second light guide tube 107 and the first half inside the main body 102. The mirror 142, the second half mirror 144, the image sensor 320, the lens 312, and the light source 310 are provided. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.

第2の導光管107は、導光管104からの出射光を光路カバー123の終端部より外側に導くために設けられている。第2の導光管107は、導光管104と同じ材質で作製してもよいし、他の材質であってもよい。   The second light guide tube 107 is provided to guide the emitted light from the light guide tube 104 to the outside from the end portion of the optical path cover 123. The second light guide tube 107 may be made of the same material as the light guide tube 104 or may be made of another material.

また、第2の導光管107の内径は、導光管104から出射した鼓膜202からの赤外光が広がることを考慮して、導光管104の内径よりも大きいことが好ましい。また、光路カバー123の内径は、第2の導光管107の外径よりも大きい。なお、本実施形態においても、「第2の導光管の外径より大きい内径を持つ光路カバー」の意味は、実施形態1の説明(図4)における検出器を第2の導光管に置き換えた内容と同じである。   The inner diameter of the second light guide tube 107 is preferably larger than the inner diameter of the light guide tube 104 in consideration of the spread of infrared light from the eardrum 202 emitted from the light guide tube 104. Further, the inner diameter of the optical path cover 123 is larger than the outer diameter of the second light guide tube 107. Also in this embodiment, the meaning of “optical path cover having an inner diameter larger than the outer diameter of the second light guide tube” means that the detector in the description of the first embodiment (FIG. 4) is used as the second light guide tube. It is the same as the replaced content.

第1のハーフミラー142は、可視光の一部と透過させ、残りを反射させる。第2のハーフミラー144は、鼓膜202から放射される赤外光を透過させ、可視光を反射させる。第2のハーフミラー144の材料としては、赤外線を吸収せず、透過し、可視光を反射する材料が好ましい。第2のハーフミラー144の材質としては、例えば、ZnSe、CaF2、Si、Ge等を用いることができる。 The first half mirror 142 transmits part of visible light and reflects the rest. The second half mirror 144 transmits infrared light emitted from the eardrum 202 and reflects visible light. The material of the second half mirror 144 is preferably a material that does not absorb infrared light, transmits it, and reflects visible light. As a material of the second half mirror 144, for example, ZnSe, CaF 2 , Si, Ge, or the like can be used.

撮像素子320は、耳孔の状態を撮像する。レンズ312は、撮像素子320上に結像させる。光源310は鼓膜202を照明するために利用される。   The image sensor 320 images the state of the ear canal. The lens 312 forms an image on the image sensor 320. The light source 310 is used to illuminate the eardrum 202.

第2の導光管107を設けることにより、導光管104を出射した赤外光を光路カバー123の終端部から外側に導くことができる。これにより撮像光学系を設けることができる。撮像光学系を設けると、鼓膜202を観察し、挿入部105先端が鼓膜202の方を向いていることを確認しながら鼓膜202からの赤外光を測定でき、操作性が向上して好適である。   By providing the second light guide tube 107, the infrared light emitted from the light guide tube 104 can be guided to the outside from the terminal portion of the optical path cover 123. Thereby, an imaging optical system can be provided. When the imaging optical system is provided, infrared light from the eardrum 202 can be measured while observing the eardrum 202 and confirming that the distal end of the insertion portion 105 faces the eardrum 202, which is preferable because operability is improved. is there.

一方、鼓膜202から外耳道204を通って導光管104内に入射した可視光は、第2のハーフミラー144により反射され、一部は第1のハーフミラー142を透過する。第1のハーフミラー142を透過した可視光は、レンズ枠322により保持されている集光レンズ312により集光され、撮像素子320に到達する。   On the other hand, visible light that has entered the light guide tube 104 from the eardrum 202 through the ear canal 204 is reflected by the second half mirror 144, and part of the visible light passes through the first half mirror 142. Visible light transmitted through the first half mirror 142 is collected by the condenser lens 312 held by the lens frame 322 and reaches the image sensor 320.

撮像素子320としては、例えば、CMOSやCCD等の画像素子を用いる。   As the image sensor 320, for example, an image element such as a CMOS or a CCD is used.

また、レンズ枠(図示せず)を駆動することにより、鼓膜202の像の結像状態を最適化するために、レンズ枠にアクチュエータを備えていてよい。このようにすることで、耳孔への挿入状態が変化しても、最適な鼓膜202の像が得られるため好ましい。   In addition, an actuator may be provided in the lens frame in order to optimize the imaging state of the image of the eardrum 202 by driving a lens frame (not shown). This is preferable because an optimal image of the eardrum 202 can be obtained even when the insertion state into the ear canal changes.

導光管104から光路カバー123側に出射した赤外光のうち、第2の導光管107を通過しなかった赤外光は、赤外線検出器108に直接入射することなく本体102内部へと進む。その赤外光は本体102内部に設けられた光散乱部404(たとえば図8)によって散乱されるため、その後赤外線検出器108に入射する強度を大幅に低減できる。   Of the infrared light emitted from the light guide tube 104 to the optical path cover 123 side, the infrared light that has not passed through the second light guide tube 107 does not directly enter the infrared detector 108 and enters the inside of the main body 102. move on. Since the infrared light is scattered by a light scattering portion 404 (for example, FIG. 8) provided in the main body 102, the intensity incident on the infrared detector 108 can be greatly reduced.

よって、測定におけるノイズを低減でき、測定精度を向上させることができる。さらに、鼓膜202を撮像しながら測定することにより、鼓膜202の方向に挿入部105が向いていることを確認しながら測定できるため、測定精度を向上させることができる。   Therefore, noise in measurement can be reduced and measurement accuracy can be improved. Furthermore, since measurement can be performed while confirming that the insertion portion 105 is directed in the direction of the eardrum 202 by performing measurement while imaging the eardrum 202, measurement accuracy can be improved.

(実施形態4)
図13は、本実施形態にかかる測定装置100の構成を示す図である。
(Embodiment 4)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the measurement apparatus 100 according to the present embodiment.

本実施形態による測定装置100と実施形態2の測定装置(図7)との相違点は、本実施形態による測定装置100では、本体102内部に、第2の導光管107、赤外線を放射する赤外光源700及びハーフミラー702を備えている点である。その他の構成については、実施形態2と同様であるため説明を省略する。   The difference between the measuring apparatus 100 according to the present embodiment and the measuring apparatus according to the second embodiment (FIG. 7) is that the measuring apparatus 100 according to the present embodiment radiates the second light guide tube 107 and infrared rays inside the main body 102. The infrared light source 700 and the half mirror 702 are provided. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.

第2の導光管107を設けることにより、導光管104を出射した赤外光を光路カバー120の終端部より外側に導くことができる。これにより、本実施形態のように、赤外光源700、ハーフミラー702を設けることができる。   By providing the second light guide tube 107, the infrared light emitted from the light guide tube 104 can be guided to the outside from the terminal portion of the optical path cover 120. Thereby, the infrared light source 700 and the half mirror 702 can be provided like this embodiment.

赤外光源700は、鼓膜202に赤外光を照射するための赤外光を出射する。赤外光源700から出射され、ハーフミラー702により反射された赤外光は、第2の導光管107、導光管104を通って外耳道204内に導かれ、鼓膜202を照射する。   The infrared light source 700 emits infrared light for irradiating the eardrum 202 with infrared light. The infrared light emitted from the infrared light source 700 and reflected by the half mirror 702 is guided into the ear canal 204 through the second light guide tube 107 and the light guide tube 104 and irradiates the eardrum 202.

鼓膜202に到達した赤外光は、鼓膜202、外耳道204で反射し、生体成分濃度測定装置100側に反射光として放射される。この赤外光は、再び導光管104、第2の導光管107、ハーフミラー702を透過し、赤外線検出器108で検出される。   The infrared light that has reached the eardrum 202 is reflected by the eardrum 202 and the external auditory canal 204, and is emitted as reflected light to the biological component concentration measuring apparatus 100 side. This infrared light again passes through the light guide tube 104, the second light guide tube 107, and the half mirror 702, and is detected by the infrared detector 108.

外耳道204からの赤外光の大部分は、外耳道204が鼓膜202に比較して導光管104の近傍に存在することから、導光管104に対して、大きな入射角で導光管104に入射する。導光管104内では、赤外光は反射しながら伝搬する。したがって、導光管104に入射した赤外光は、その入射角と同様の大きさの出射角で、本体102内に開口する導光管104の開口部(出射端面)から出射される。   Most of the infrared light from the external auditory canal 204 is present in the vicinity of the light guide tube 104 compared to the eardrum 202, so that the outer ear canal 204 has a large incident angle with respect to the light guide tube 104. Incident. In the light guide tube 104, infrared light propagates while being reflected. Therefore, the infrared light incident on the light guide tube 104 is emitted from the opening (emission end surface) of the light guide tube 104 that opens in the main body 102 at an emission angle that is the same as the incident angle.

光路カバー123の内径を第2の導光管107の外径より大きく設定されている。本実施形態においては、「第2の導光管の外径より大きい内径を持つ光路カバー」の意味は、実施形態1の説明(図4)における検出器を第2の導光管に置き換えた内容と同じである。光路カバーと第2の導光管の間に外耳道204からの赤外光が通過できる空隙が生じるので、この空隙から外耳道204からの赤外光を逃がすことができる。これにより、赤外線検出器108へ入射する外耳道204から放射された赤外光を低減することができる。   The inner diameter of the optical path cover 123 is set larger than the outer diameter of the second light guide tube 107. In the present embodiment, “the optical path cover having an inner diameter larger than the outer diameter of the second light guide tube” means that the detector in the description of the first embodiment (FIG. 4) is replaced with the second light guide tube. Same as the contents. Since an air gap through which infrared light from the external auditory canal 204 can pass is formed between the optical path cover and the second light guide tube, the infrared light from the external ear canal 204 can escape from the air gap. Thereby, the infrared light emitted from the ear canal 204 incident on the infrared detector 108 can be reduced.

本実施形態による測定装置100が検出する鼓膜202からの反射光の強度は、(数8)で示される反射率と鼓膜202へ照射された赤外光強度の積で表される。(数8)で示したとおり、生体中の成分の濃度が変化すると、生体の屈折率及び消衰係数が変化する。反射率は、通常、赤外領域において約0.03程度と小さく、かつ(数8)によれば屈折率及び消衰係数にはあまり依存せず、生体中の成分の濃度の変化による反射率の変化は小さい。しかしながら、赤外光源700が放射する赤外線の強度を強くすることで検出することができる。   The intensity of the reflected light from the eardrum 202 detected by the measurement apparatus 100 according to the present embodiment is represented by the product of the reflectance expressed by (Equation 8) and the intensity of infrared light applied to the eardrum 202. As shown in (Equation 8), when the concentration of the component in the living body changes, the refractive index and extinction coefficient of the living body change. The reflectance is usually as small as about 0.03 in the infrared region, and according to (Equation 8), it does not depend much on the refractive index and the extinction coefficient, and the reflectance due to changes in the concentration of components in the living body. The change is small. However, it can be detected by increasing the intensity of infrared rays emitted from the infrared light source 700.

赤外光源700としては、公知のものを特に限定することなく適用することができる。例えば、シリコンカーバイド光源、セラミック光源、赤外LED、量子カスケードレーザ等を用いることができる。   As the infrared light source 700, a known one can be applied without any particular limitation. For example, a silicon carbide light source, a ceramic light source, an infrared LED, a quantum cascade laser, or the like can be used.

ハーフミラー702は、赤外光を2光束に分割する機能を有する。ハーフミラー702の材質としては、例えば、ZnSe、CaF2、Si、Ge等を用いることができる。さらには、赤外線の透過率と反射率を制御する目的で、ハーフミラー702に、反射防止膜が形成されていることが好ましい。 The half mirror 702 has a function of dividing infrared light into two light beams. As a material of the half mirror 702, for example, ZnSe, CaF 2 , Si, Ge, or the like can be used. Furthermore, it is preferable that an antireflection film is formed on the half mirror 702 for the purpose of controlling infrared transmittance and reflectance.

メモリ112には、図3に示す第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号、及び第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す複数の相関データが格納されている。   In the memory 112, an electric signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) shown in FIG. 3 and the intensity of the infrared light transmitted through the second optical filter 128 (b). A plurality of correlation data indicating the correlation between the electrical signal corresponding to the above and the concentration of the biological component is stored.

メモリ112に格納されている、第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号、及び、第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す相関データは、例えば、以下の手順によって取得することができる。   The electric signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) and the intensity of the infrared light transmitted through the second optical filter 128 (b) stored in the memory 112 Correlation data indicating the correlation between the electrical signal corresponding to and the concentration of the biological component can be obtained, for example, by the following procedure.

まず、既知の生体成分濃度(例えば、血糖値)を有する患者について、赤外光源700から鼓膜202に照射された赤外光が鼓膜202において反射することにより鼓膜202から放射される赤外光を測定する。このとき、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号とを求める。この測定を、生体成分濃度が異なる複数の患者について行うことにより、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度とからなるデータの組を得ることができる。   First, with respect to a patient having a known biological component concentration (for example, blood sugar level), infrared light emitted from the eardrum 202 is reflected by the infrared light irradiated to the eardrum 202 from the infrared light source 700. taking measurement. At this time, the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the intensity of the infrared light in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b). And an electric signal corresponding to. By performing this measurement on a plurality of patients having different biological component concentrations, the electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the second optical filter 128 ( It is possible to obtain a data set consisting of an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by b) and a biological component concentration corresponding to the electrical signal.

このようにして取得したデータの組を、実施の形態1と同様に解析することにより、相関データを求める。具体的には、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度とについて、PLS(Partial Least Squares Regression)法などの重回帰分析法やニューラルネットワーク法などを用いて多変量解析を行う。これにより、グループごとに、第1の光学フィルタ128(a)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)が透過させる波長帯域における赤外光の強度に対応する電気信号と、それらに対応する生体成分濃度との相関を示す関数を求めることができる。   Correlation data is obtained by analyzing the data set thus obtained in the same manner as in the first embodiment. Specifically, an electrical signal corresponding to the intensity of infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and infrared light in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b). A multivariate analysis is performed on the electrical signal corresponding to the intensity of the light and the concentration of the biological component corresponding thereto using a multiple regression analysis method such as a PLS (Partial Least Squares Regression) method or a neural network method. Thereby, for each group, the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light in the wavelength band transmitted by the first optical filter 128 (a) and the infrared signal in the wavelength band transmitted by the second optical filter 128 (b). A function indicating the correlation between the electrical signal corresponding to the intensity of light and the corresponding biological component concentration can be obtained.

赤外光源700から鼓膜202に照射された赤外光が鼓膜202において反射することにより、赤外線検出器108は鼓膜202から放射した赤外光を検出する。これにより、生体成分濃度を測定することが可能である。   The infrared light emitted from the infrared light source 700 to the eardrum 202 is reflected by the eardrum 202, so that the infrared detector 108 detects infrared light emitted from the eardrum 202. Thereby, it is possible to measure a biological component density | concentration.

次に、本実施形態による生体成分濃度測定装置100の動作を説明する。   Next, the operation of the biological component concentration measuring apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

まず、使用者が生体成分濃度測定装置100の電源スイッチ101を押すと、本体102内の電源がONとなり、生体成分濃度測定装置100は測定準備状態となる。   First, when the user presses the power switch 101 of the biological component concentration measuring apparatus 100, the power supply in the main body 102 is turned on, and the biological component concentration measuring apparatus 100 is in a measurement preparation state.

次に、使用者が本体102を持って、導光管104を耳孔200内に挿入する。挿入部105は、導光管104の先端部分から本体102との接続部分に向かって径が太くなるような円錐形状である。導光管104の外径が耳孔200の内径と等しくなる位置以上は導光管104が挿入されない構造になっている。   Next, the user holds the main body 102 and inserts the light guide tube 104 into the ear hole 200. The insertion portion 105 has a conical shape whose diameter increases from the distal end portion of the light guide tube 104 toward the connection portion with the main body 102. The light guide tube 104 is not inserted beyond the position where the outer diameter of the light guide tube 104 is equal to the inner diameter of the ear hole 200.

次に、導光管104の外径が耳孔200の内径と等しくなる位置で生体成分濃度測定装置100を保持した状態で、使用者が生体成分濃度測定装置100の測定開始スイッチ103を押すと、測定が開始される。   Next, when the user presses the measurement start switch 103 of the biological component concentration measuring apparatus 100 while holding the biological component concentration measuring apparatus 100 at a position where the outer diameter of the light guide tube 104 is equal to the inner diameter of the ear hole 200, Measurement starts.

まず、赤外光源700が作動していない状態で、鼓膜202からの熱放射により放射される赤外光が測定される。次に、マイクロコンピュータ110は、タイマー156からの計時信号により、測定開始から一定時間経過したと判断すると、赤外光源700を作動させる。これにより、鼓膜202からの熱放射により放射される赤外光に加えて、赤外光源700から鼓膜202に照射された赤外光が鼓膜202において反射することにより鼓膜202から放射された赤外光が測定される。   First, infrared light emitted by thermal radiation from the eardrum 202 is measured in a state where the infrared light source 700 is not operating. Next, when the microcomputer 110 determines that a certain time has elapsed from the start of measurement based on a time signal from the timer 156, the microcomputer 110 activates the infrared light source 700. Thereby, in addition to the infrared light radiated by the thermal radiation from the eardrum 202, the infrared light emitted from the infrared light source 700 to the eardrum 202 is reflected by the eardrum 202, thereby the infrared light emitted from the eardrum 202. Light is measured.

マイクロコンピュータ110は、タイマー156からの計時信号により、測定開始から一定時間経過したと判断すると、赤外光源700を制御して赤外光を遮断する。これにより、自動的に測定が終了する。このとき、マイクロコンピュータ110はディスプレイ114やブザー158を制御して、測定が終了した旨のメッセージをディスプレイ114に表示したり、ブザー158を鳴らしたり、スピーカー(図示せず)から音声で出力したりすることにより、使用者に測定が終了したことを通知する。これにより使用者は測定が終了したことを確認することができるため、導光管104を耳孔200の外に取り出す。   When the microcomputer 110 determines that a certain time has elapsed from the start of measurement based on the time signal from the timer 156, the microcomputer 110 controls the infrared light source 700 to block infrared light. As a result, the measurement automatically ends. At this time, the microcomputer 110 controls the display 114 and the buzzer 158 to display a message indicating that the measurement is completed on the display 114, to sound the buzzer 158, and to output the sound from a speaker (not shown). To notify the user that the measurement is completed. As a result, the user can confirm that the measurement has been completed, so the light guide tube 104 is taken out of the ear hole 200.

マイクロコンピュータ110は、前述の方法により、A/Dコンバータ138から出力された電気信号を、光学フィルタ毎に識別し、それぞれの光学フィルタに対応する電気信号の平均値を算出する。   The microcomputer 110 identifies the electrical signal output from the A / D converter 138 for each optical filter by the above-described method, and calculates the average value of the electrical signal corresponding to each optical filter.

次に、マイクロコンピュータ110は、第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号と生体成分の濃度との相関を示す相関データを読み出す。この相関データを参照して、赤外光源700が作動している状態において測定された第1の光学フィルタ128(a)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号及び第2の光学フィルタ128(b)を透過した赤外光の強度に対応する電気信号を生体成分の濃度に換算する。求められた生体成分の濃度は、ディスプレイ114に表示される。   Next, the microcomputer 110 corresponds to the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) and the intensity of the infrared light transmitted through the second optical filter 128 (b). Correlation data indicating the correlation between the electrical signal to be performed and the concentration of the biological component is read out. With reference to the correlation data, the electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through the first optical filter 128 (a) measured in a state where the infrared light source 700 is operated, and the second optical filter The electrical signal corresponding to the intensity of the infrared light transmitted through 128 (b) is converted into the concentration of the biological component. The obtained concentration of the biological component is displayed on the display 114.

本実施の形態では、シリコンカーバイド光源、セラミック光源等のような、様々な波長を放射する赤外光源を利用した例について説明したが、例えば、赤外LED、量子カスケードレーザ等の特定波長の光を放射できる赤外光源を利用する場合には、赤外光を分光する必要がない。したがって、本実施の形態に係る赤外線検出器108に保持されている第1の光学フィルタ128(a)、第2の光学フィルタ128(b)は不要となる。   In this embodiment, an example using an infrared light source that emits various wavelengths such as a silicon carbide light source and a ceramic light source has been described. For example, light having a specific wavelength such as an infrared LED or a quantum cascade laser is used. In the case of using an infrared light source that can emit light, it is not necessary to split infrared light. Therefore, the first optical filter 128 (a) and the second optical filter 128 (b) held in the infrared detector 108 according to the present embodiment are not necessary.

本実施形態にかかる測定装置100によれば、光路カバー120の内径を第2の導光管107の外径よりも大きくすることにより、外耳道204からの赤外光が赤外線検出器108に入射する量を低減することができる。よって、測定におけるノイズが低減できる結果、測定精度を向上させることができる。さらに、鼓膜202を撮像しながら測定することにより、鼓膜202の方向に挿入部105が向いていることを確認しながら測定できるため、測定精度を向上させることができる。   According to the measuring apparatus 100 according to the present embodiment, the infrared light from the external auditory canal 204 enters the infrared detector 108 by making the inner diameter of the optical path cover 120 larger than the outer diameter of the second light guide tube 107. The amount can be reduced. Therefore, measurement accuracy can be improved as a result of reducing noise in measurement. Furthermore, since measurement can be performed while confirming that the insertion portion 105 is directed in the direction of the eardrum 202 by performing measurement while imaging the eardrum 202, measurement accuracy can be improved.

上述の実施形態3及び4における第2の導光管107の外表面に、光散乱部404と同じ材質の光散乱部を設けてもよい。   A light scattering portion made of the same material as the light scattering portion 404 may be provided on the outer surface of the second light guide tube 107 in the above-described third and fourth embodiments.

本発明は、非侵襲的な生体成分濃度の測定、例えば、血液を採取することなくグルコ−ス濃度を測定する際に有用である。   The present invention is useful for non-invasive measurement of biological component concentrations, for example, measuring glucose concentration without collecting blood.

生体成分濃度測定装置100の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a biological component concentration measuring apparatus 100. FIG. 実施形態1による測定装置100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measuring apparatus 100 by Embodiment 1. FIG. 赤外線検出器108の構成を示す。The structure of the infrared detector 108 is shown. 実施形態1による光路カバー120の拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view of an optical path cover 120 according to Embodiment 1. FIG. 光路カバー120の立体形状を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a three-dimensional shape of an optical path cover 120. FIG. 測定装置100内部の物理的な構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a physical configuration inside the measuring apparatus 100. FIG. 実施形態2による測定装置100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measuring apparatus 100 by Embodiment 2. FIG. 実施形態2にかかる本体内部配置を表す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an internal arrangement of a main body according to a second embodiment. 実施形態2の変形例による測定装置100の内部の物理的な構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an internal physical configuration of a measurement apparatus 100 according to a modification of the second embodiment. 光学フィルタホイール106を示す斜視図である。2 is a perspective view showing an optical filter wheel 106. FIG. 実施形態2による光路カバー123の拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view of an optical path cover 123 according to Embodiment 2. FIG. 実施形態3にかかる測定装置100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measuring apparatus 100 concerning Embodiment 3. FIG. 実施形態4にかかる測定装置100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measuring apparatus 100 concerning Embodiment 4. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 生体成分濃度測定装置
104 導光管
105 挿入部
108 赤外線検出器
118 チョッパー
120、123 光路カバー
121 光路カバー開口部
122 光路カバー焦点
200 耳孔
202 鼓膜
204 外耳道
400 電気回路基板
402 光反射部
404 光散乱部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Biological-component density | concentration measuring apparatus 104 Light guide tube 105 Insertion part 108 Infrared detector 118 Chopper 120, 123 Optical path cover 121 Optical path cover opening 122 Optical path cover focus 200 Ear hole 202 Tympanic membrane 204 Outer ear canal 400 Electric circuit board 402 Light reflection part 404 Light scattering Part

Claims (9)

耳孔に挿入される、導光管が設けられた挿入部であって、前記耳孔に挿入されたときに、前記導光管は前記耳孔内に開口する第1開口部に入射した赤外光を伝搬して第2開口部から出力する、挿入部と、
前記第2開口部から離間して配置され、前記第2開口部から出力された前記赤外光の一部を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された赤外光に基づいて生体成分の濃度を算出する演算部と、
前記第2開口部から前記検出器までの空間の少なくとも一部を覆うように設けられ、かつ、前記検出器の外径より大きい内径を持つ光路カバーと、
前記検出器に入射しない赤外光を散乱させて減衰させる光散乱部と
を備えた、生体成分濃度の測定装置。
An insertion portion provided with a light guide tube that is inserted into the ear hole, and when the light guide tube is inserted into the ear hole, the light guide tube receives infrared light incident on a first opening that opens into the ear hole. An insertion portion that propagates and outputs from the second opening;
A detector that is disposed apart from the second opening and detects a part of the infrared light output from the second opening;
A calculation unit for calculating a concentration of a biological component based on infrared light detected by the detector;
An optical path cover provided to cover at least a part of the space from the second opening to the detector, and having an inner diameter larger than the outer diameter of the detector;
A biological component concentration measuring apparatus comprising: a light scattering unit that scatters and attenuates infrared light that is not incident on the detector.
前記光散乱部は、前記検出器の外径、及び、前記光路カバーの内径の間の空間を通過した赤外光を散乱させる、請求項1に記載の測定装置。   The measurement apparatus according to claim 1, wherein the light scattering unit scatters infrared light that has passed through a space between an outer diameter of the detector and an inner diameter of the optical path cover. 前記導光管は直線形状であり、
前記検出器は、前記導光管の延長線上に配置されている、請求項1に記載の測定装置。
The light guide tube has a linear shape,
The measurement device according to claim 1, wherein the detector is disposed on an extension line of the light guide tube.
前記光路カバーの内面は、前記赤外光に対して所定の反射率以上の反射率を有する材料で形成されている、請求項1に記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 1, wherein an inner surface of the optical path cover is formed of a material having a reflectance equal to or higher than a predetermined reflectance with respect to the infrared light. 前記導光管は直線形状であり、
前記光路カバーの内面は非球面形状である、請求項4記載の測定装置。
The light guide tube has a linear shape,
The measuring apparatus according to claim 4, wherein an inner surface of the optical path cover has an aspherical shape.
前記非球面形状は放物面形状である、請求項5に記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 5, wherein the aspherical shape is a parabolic shape. 前記放物面の焦点が前記第2開口部の中心に位置するよう調整されている、請求項6に記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 6, wherein the paraboloid has a focal point adjusted to be located at a center of the second opening. 前記演算部は、赤外光の検出値と生体成分の濃度値との対応を規定したデータを保持しており、前記検出器による赤外光の検出値に基づいて前記データを参照して前記濃度値を特定する、請求項1に記載の測定装置。   The arithmetic unit holds data defining correspondence between the detection value of infrared light and the concentration value of a biological component, and refers to the data based on the detection value of infrared light by the detector. The measurement apparatus according to claim 1, wherein the measurement value is specified. 耳孔に挿入される、第1導光管が設けられた挿入部であって、前記耳孔に挿入されたときに、前記第1導光管は前記耳孔内に開口する第1開口部に入射した赤外光を伝搬して第2開口部から出力する、挿入部と、
前記第2開口部から離間して配置され、前記第2開口部から出力された前記赤外光の一部を検出する検出器と、
前記第2開口部及び前記検出器の間に設けられた第2導光管と、
前記検出器によって検出された赤外光に基づいて生体成分の濃度を算出する演算部と、
前記第2開口部から前記検出器までの空間の少なくとも一部を覆うように設けられ、かつ、前記第2導光管の外径より大きい内径を持つ光路カバーと、
前記第2導光管に入射しない赤外光を散乱させて減衰させる光散乱部と
を備えた、生体成分濃度の測定装置。
An insertion portion provided with a first light guide tube to be inserted into the ear hole, and when inserted into the ear hole, the first light guide tube is incident on a first opening portion that opens into the ear hole. An insertion part for propagating infrared light and outputting it from the second opening;
A detector that is disposed apart from the second opening and detects a part of the infrared light output from the second opening;
A second light guide tube provided between the second opening and the detector;
A calculation unit for calculating a concentration of a biological component based on infrared light detected by the detector;
An optical path cover provided to cover at least a part of the space from the second opening to the detector, and having an inner diameter larger than the outer diameter of the second light guide tube;
A biological component concentration measuring apparatus comprising: a light scattering unit that scatters and attenuates infrared light that is not incident on the second light guide tube.
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JP2007334089A Pending JP2009153664A (en) 2007-12-26 2007-12-26 Biological component concentration measuring apparatus

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JP (1) JP2009153664A (en)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016022295A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Valencell, Inc. Optical physiological sensor modules with reduced signal noise
US9289175B2 (en) 2009-02-25 2016-03-22 Valencell, Inc. Light-guiding devices and monitoring devices incorporating same
US9289135B2 (en) 2009-02-25 2016-03-22 Valencell, Inc. Physiological monitoring methods and apparatus
JP2016511019A (en) * 2013-02-04 2016-04-14 ヘレン オブ トロイ リミテッド Method for identifying an object in a subject's ear
US9427191B2 (en) 2011-07-25 2016-08-30 Valencell, Inc. Apparatus and methods for estimating time-state physiological parameters
US9538921B2 (en) 2014-07-30 2017-01-10 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices with adjustable signal analysis and interrogation power and monitoring methods using same
US9750462B2 (en) 2009-02-25 2017-09-05 Valencell, Inc. Monitoring apparatus and methods for measuring physiological and/or environmental conditions
US9794653B2 (en) 2014-09-27 2017-10-17 Valencell, Inc. Methods and apparatus for improving signal quality in wearable biometric monitoring devices
US9801552B2 (en) 2011-08-02 2017-10-31 Valencell, Inc. Systems and methods for variable filter adjustment by heart rate metric feedback
US9808204B2 (en) 2007-10-25 2017-11-07 Valencell, Inc. Noninvasive physiological analysis using excitation-sensor modules and related devices and methods
US9931021B2 (en) 2013-02-04 2018-04-03 Helen Of Troy Limited Method for identifying objects in a subject's ear
US10004386B2 (en) 2013-02-04 2018-06-26 Helen Of Troy Limited Otoscope
US10076253B2 (en) 2013-01-28 2018-09-18 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US10172513B2 (en) 2013-02-04 2019-01-08 Helen Of Troy Limited Otoscope
US10258243B2 (en) 2006-12-19 2019-04-16 Valencell, Inc. Apparatus, systems, and methods for measuring environmental exposure and physiological response thereto
US10413197B2 (en) 2006-12-19 2019-09-17 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for obtaining cleaner physiological information signals
US10610158B2 (en) 2015-10-23 2020-04-07 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods that identify subject activity type
US10827979B2 (en) 2011-01-27 2020-11-10 Valencell, Inc. Wearable monitoring device
US10945618B2 (en) 2015-10-23 2021-03-16 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods for noise reduction in physiological signals based on subject activity type
US10966662B2 (en) 2016-07-08 2021-04-06 Valencell, Inc. Motion-dependent averaging for physiological metric estimating systems and methods
US11058286B2 (en) 2013-02-04 2021-07-13 Helen Of Troy Limited Ear inspection device and method of determining a condition of a subject's ear

Cited By (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11272849B2 (en) 2006-12-19 2022-03-15 Valencell, Inc. Wearable apparatus
US11350831B2 (en) 2006-12-19 2022-06-07 Valencell, Inc. Physiological monitoring apparatus
US10258243B2 (en) 2006-12-19 2019-04-16 Valencell, Inc. Apparatus, systems, and methods for measuring environmental exposure and physiological response thereto
US11395595B2 (en) 2006-12-19 2022-07-26 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for monitoring and evaluating cardiopulmonary functioning
US11109767B2 (en) 2006-12-19 2021-09-07 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for obtaining cleaner physiological information signals
US11324407B2 (en) 2006-12-19 2022-05-10 Valencell, Inc. Methods and apparatus for physiological and environmental monitoring with optical and footstep sensors
US11295856B2 (en) 2006-12-19 2022-04-05 Valencell, Inc. Apparatus, systems, and methods for measuring environmental exposure and physiological response thereto
US11083378B2 (en) 2006-12-19 2021-08-10 Valencell, Inc. Wearable apparatus having integrated physiological and/or environmental sensors
US11399724B2 (en) 2006-12-19 2022-08-02 Valencell, Inc. Earpiece monitor
US11412938B2 (en) 2006-12-19 2022-08-16 Valencell, Inc. Physiological monitoring apparatus and networks
US11272848B2 (en) 2006-12-19 2022-03-15 Valencell, Inc. Wearable apparatus for multiple types of physiological and/or environmental monitoring
US11000190B2 (en) 2006-12-19 2021-05-11 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for obtaining cleaner physiological information signals
US10987005B2 (en) 2006-12-19 2021-04-27 Valencell, Inc. Systems and methods for presenting personal health information
US10413197B2 (en) 2006-12-19 2019-09-17 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for obtaining cleaner physiological information signals
US10716481B2 (en) 2006-12-19 2020-07-21 Valencell, Inc. Apparatus, systems and methods for monitoring and evaluating cardiopulmonary functioning
US10595730B2 (en) 2006-12-19 2020-03-24 Valencell, Inc. Physiological monitoring methods
US9808204B2 (en) 2007-10-25 2017-11-07 Valencell, Inc. Noninvasive physiological analysis using excitation-sensor modules and related devices and methods
US10092245B2 (en) 2009-02-25 2018-10-09 Valencell, Inc. Methods and apparatus for detecting motion noise and for removing motion noise from physiological signals
US11026588B2 (en) 2009-02-25 2021-06-08 Valencell, Inc. Methods and apparatus for detecting motion noise and for removing motion noise from physiological signals
US10076282B2 (en) 2009-02-25 2018-09-18 Valencell, Inc. Wearable monitoring devices having sensors and light guides
US11660006B2 (en) 2009-02-25 2023-05-30 Valencell, Inc. Wearable monitoring devices with passive and active filtering
US11589812B2 (en) 2009-02-25 2023-02-28 Valencell, Inc. Wearable devices for physiological monitoring
US11471103B2 (en) 2009-02-25 2022-10-18 Valencell, Inc. Ear-worn devices for physiological monitoring
US9289175B2 (en) 2009-02-25 2016-03-22 Valencell, Inc. Light-guiding devices and monitoring devices incorporating same
US9289135B2 (en) 2009-02-25 2016-03-22 Valencell, Inc. Physiological monitoring methods and apparatus
US10448840B2 (en) 2009-02-25 2019-10-22 Valencell, Inc. Apparatus for generating data output containing physiological and motion-related information
US9301696B2 (en) 2009-02-25 2016-04-05 Valencell, Inc. Earbud covers
US9314167B2 (en) 2009-02-25 2016-04-19 Valencell, Inc. Methods for generating data output containing physiological and motion-related information
US10842387B2 (en) 2009-02-25 2020-11-24 Valencell, Inc. Apparatus for assessing physiological conditions
US10542893B2 (en) 2009-02-25 2020-01-28 Valencell, Inc. Form-fitted monitoring apparatus for health and environmental monitoring
US9955919B2 (en) 2009-02-25 2018-05-01 Valencell, Inc. Light-guiding devices and monitoring devices incorporating same
US11160460B2 (en) 2009-02-25 2021-11-02 Valencell, Inc. Physiological monitoring methods
US9750462B2 (en) 2009-02-25 2017-09-05 Valencell, Inc. Monitoring apparatus and methods for measuring physiological and/or environmental conditions
US10842389B2 (en) 2009-02-25 2020-11-24 Valencell, Inc. Wearable audio devices
US10716480B2 (en) 2009-02-25 2020-07-21 Valencell, Inc. Hearing aid earpiece covers
US10750954B2 (en) 2009-02-25 2020-08-25 Valencell, Inc. Wearable devices with flexible optical emitters and/or optical detectors
US10973415B2 (en) 2009-02-25 2021-04-13 Valencell, Inc. Form-fitted monitoring apparatus for health and environmental monitoring
US10898083B2 (en) 2009-02-25 2021-01-26 Valencell, Inc. Wearable monitoring devices with passive and active filtering
US11324445B2 (en) 2011-01-27 2022-05-10 Valencell, Inc. Headsets with angled sensor modules
US10827979B2 (en) 2011-01-27 2020-11-10 Valencell, Inc. Wearable monitoring device
US9427191B2 (en) 2011-07-25 2016-08-30 Valencell, Inc. Apparatus and methods for estimating time-state physiological parameters
US9521962B2 (en) 2011-07-25 2016-12-20 Valencell, Inc. Apparatus and methods for estimating time-state physiological parameters
US9788785B2 (en) 2011-07-25 2017-10-17 Valencell, Inc. Apparatus and methods for estimating time-state physiological parameters
US9801552B2 (en) 2011-08-02 2017-10-31 Valencell, Inc. Systems and methods for variable filter adjustment by heart rate metric feedback
US11375902B2 (en) 2011-08-02 2022-07-05 Valencell, Inc. Systems and methods for variable filter adjustment by heart rate metric feedback
US10512403B2 (en) 2011-08-02 2019-12-24 Valencell, Inc. Systems and methods for variable filter adjustment by heart rate metric feedback
US11266319B2 (en) 2013-01-28 2022-03-08 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US10856749B2 (en) 2013-01-28 2020-12-08 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US12076126B2 (en) 2013-01-28 2024-09-03 Yukka Magic Llc Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US11684278B2 (en) 2013-01-28 2023-06-27 Yukka Magic Llc Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US10076253B2 (en) 2013-01-28 2018-09-18 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices having sensing elements decoupled from body motion
US11058286B2 (en) 2013-02-04 2021-07-13 Helen Of Troy Limited Ear inspection device and method of determining a condition of a subject's ear
US10172513B2 (en) 2013-02-04 2019-01-08 Helen Of Troy Limited Otoscope
US10004386B2 (en) 2013-02-04 2018-06-26 Helen Of Troy Limited Otoscope
JP2016511019A (en) * 2013-02-04 2016-04-14 ヘレン オブ トロイ リミテッド Method for identifying an object in a subject's ear
US9931021B2 (en) 2013-02-04 2018-04-03 Helen Of Troy Limited Method for identifying objects in a subject's ear
US11638561B2 (en) 2014-07-30 2023-05-02 Yukka Magic Llc Physiological monitoring devices with adjustable signal analysis and interrogation power and monitoring methods using same
US11638560B2 (en) 2014-07-30 2023-05-02 Yukka Magic Llc Physiological monitoring devices and methods using optical sensors
US11179108B2 (en) 2014-07-30 2021-11-23 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods using optical sensors
US11185290B2 (en) 2014-07-30 2021-11-30 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods using optical sensors
US11412988B2 (en) 2014-07-30 2022-08-16 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods using optical sensors
US10893835B2 (en) 2014-07-30 2021-01-19 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices with adjustable signal analysis and interrogation power and monitoring methods using same
US9538921B2 (en) 2014-07-30 2017-01-10 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices with adjustable signal analysis and interrogation power and monitoring methods using same
US11337655B2 (en) 2014-07-30 2022-05-24 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods using optical sensors
US10536768B2 (en) 2014-08-06 2020-01-14 Valencell, Inc. Optical physiological sensor modules with reduced signal noise
US11330361B2 (en) 2014-08-06 2022-05-10 Valencell, Inc. Hearing aid optical monitoring apparatus
WO2016022295A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Valencell, Inc. Optical physiological sensor modules with reduced signal noise
US10623849B2 (en) 2014-08-06 2020-04-14 Valencell, Inc. Optical monitoring apparatus and methods
US10015582B2 (en) 2014-08-06 2018-07-03 Valencell, Inc. Earbud monitoring devices
US11252499B2 (en) 2014-08-06 2022-02-15 Valencell, Inc. Optical physiological monitoring devices
US11252498B2 (en) 2014-08-06 2022-02-15 Valencell, Inc. Optical physiological monitoring devices
US10382839B2 (en) 2014-09-27 2019-08-13 Valencell, Inc. Methods for improving signal quality in wearable biometric monitoring devices
US10506310B2 (en) 2014-09-27 2019-12-10 Valencell, Inc. Wearable biometric monitoring devices and methods for determining signal quality in wearable biometric monitoring devices
US10834483B2 (en) 2014-09-27 2020-11-10 Valencell, Inc. Wearable biometric monitoring devices and methods for determining if wearable biometric monitoring devices are being worn
US10798471B2 (en) 2014-09-27 2020-10-06 Valencell, Inc. Methods for improving signal quality in wearable biometric monitoring devices
US9794653B2 (en) 2014-09-27 2017-10-17 Valencell, Inc. Methods and apparatus for improving signal quality in wearable biometric monitoring devices
US10779062B2 (en) 2014-09-27 2020-09-15 Valencell, Inc. Wearable biometric monitoring devices and methods for determining if wearable biometric monitoring devices are being worn
US10610158B2 (en) 2015-10-23 2020-04-07 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods that identify subject activity type
US10945618B2 (en) 2015-10-23 2021-03-16 Valencell, Inc. Physiological monitoring devices and methods for noise reduction in physiological signals based on subject activity type
US10966662B2 (en) 2016-07-08 2021-04-06 Valencell, Inc. Motion-dependent averaging for physiological metric estimating systems and methods

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