JP2002085385A - 血糖値の測定方法および測定装置 - Google Patents
血糖値の測定方法および測定装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 採血を行わなくても、正確な血糖値を測定す
ることのできる血糖値測定方法および装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 生体外から皮膚を通して生体内に単一波
長のレーザーを照射するレーザー照射部と、前記レーザ
ー照射工程により照射されたレーザーが生体内を通過し
た通過光の中から、生体の脈波に同期して強さが変動し
ているラマン散乱光のみを選択してラマン分光分析を行
い血中におけるシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン
量を測定するラマン分析部と、前記ラマン分析部により
測定した前記シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量
を、前記生体の脈波に同期して強さが変動している部分
のみを選択した基準に基づいて血糖値量に変換する変換
部と、前記変換部で変換された血糖値を視認可能に表示
する表示部とを備えた構成とした。
ることのできる血糖値測定方法および装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 生体外から皮膚を通して生体内に単一波
長のレーザーを照射するレーザー照射部と、前記レーザ
ー照射工程により照射されたレーザーが生体内を通過し
た通過光の中から、生体の脈波に同期して強さが変動し
ているラマン散乱光のみを選択してラマン分光分析を行
い血中におけるシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン
量を測定するラマン分析部と、前記ラマン分析部により
測定した前記シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量
を、前記生体の脈波に同期して強さが変動している部分
のみを選択した基準に基づいて血糖値量に変換する変換
部と、前記変換部で変換された血糖値を視認可能に表示
する表示部とを備えた構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、採血を行わずに血
糖値を測定することができる血糖値の測定方法および測
定装置に関する。
糖値を測定することができる血糖値の測定方法および測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】糖尿病の判断は、血液中のグルコース濃
度、すなわち血糖値を測定することにより行われる。従
来、血糖値の測定として、採取した血液をグルコース酸
化酵素によるグルコースの分解を利用したグルコース酸
化酵素法や、呈色試薬を含有する試験紙を用いた簡易比
色法などが一般的に行われていた。
度、すなわち血糖値を測定することにより行われる。従
来、血糖値の測定として、採取した血液をグルコース酸
化酵素によるグルコースの分解を利用したグルコース酸
化酵素法や、呈色試薬を含有する試験紙を用いた簡易比
色法などが一般的に行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法は、
血糖値を測定するために採血を行わなければならない。
このため、採血される者に対して苦痛を伴わせたり、採
血に用いる採血針の消毒が煩わしかったり、採血される
者の安全性に問題があったりするなど採血される者に大
きな負担を強いることとなっていた。以上のことから、
採血を行わずに血糖値を測定する方法や装置が提案され
ているが、従来の採血を行わない血糖値の測定方法で
は、正確な血糖値を求めることができなかった。
血糖値を測定するために採血を行わなければならない。
このため、採血される者に対して苦痛を伴わせたり、採
血に用いる採血針の消毒が煩わしかったり、採血される
者の安全性に問題があったりするなど採血される者に大
きな負担を強いることとなっていた。以上のことから、
採血を行わずに血糖値を測定する方法や装置が提案され
ているが、従来の採血を行わない血糖値の測定方法で
は、正確な血糖値を求めることができなかった。
【０００４】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
て、採血を行わなくても、正確な血糖値を測定すること
のできる血糖値測定方法および装置を提供することを目
的としている。
て、採血を行わなくても、正確な血糖値を測定すること
のできる血糖値測定方法および装置を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる血糖値測
定方法は、このような目的を達成するために、本発明に
かかる請求項１の血糖値測定方法（以下、「請求項１の
測定方法」とのみ記す。）は、生体外から皮膚を通して
生体内に単一波長のレーザーを照射するレーザー照射工
程と、前記レーザー照射工程により照射されたレーザー
が生体内を通過した通過光の中から、少なくともラマン
散乱光を含む光を受光する受光工程と、前記受光工程で
受光したラマン散乱光の中から、生体の脈波に同期して
強さが変動している部分のみを選択するとともに、この
選択したラマン散乱光をラマン分光分析して血中におけ
るシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量を測定する
ラマン分析工程とを備えた構成とした。
定方法は、このような目的を達成するために、本発明に
かかる請求項１の血糖値測定方法（以下、「請求項１の
測定方法」とのみ記す。）は、生体外から皮膚を通して
生体内に単一波長のレーザーを照射するレーザー照射工
程と、前記レーザー照射工程により照射されたレーザー
が生体内を通過した通過光の中から、少なくともラマン
散乱光を含む光を受光する受光工程と、前記受光工程で
受光したラマン散乱光の中から、生体の脈波に同期して
強さが変動している部分のみを選択するとともに、この
選択したラマン散乱光をラマン分光分析して血中におけ
るシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量を測定する
ラマン分析工程とを備えた構成とした。
【０００６】上記構成において、レーザー照射工程で照
射するレーザーの波長は、血中における酸化ヘモグロビ
ンを特定することができるのであれば、特に限定されな
いが、本発明にかかる請求項２の血糖値測定方法（以
下、「請求項２の測定方法」とのみ記す。）のように、
レーザー照射工程で照射するレーザーが、酸化ヘモグロ
ビン分子における波長の吸収を励起させる励起光（酸化
ヘモグロビンの吸収光）であることが好ましい。すなわ
ち、レーザー照射工程であるレーザーが、酸化ヘモグロ
ビンの吸収光であると、レーザーを照射することで、血
中成分の中から選択的に酸化ヘモグロビンまたは酸化ヘ
モグロビンの反応物における共鳴ラマンスペクトルを励
起させることとなる。したがって、ラマン分光分析を行
う際に、生体内の他の物質によるノイズを取り除き、シ
ッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量のみを選択的に
測定することができるようになる。
射するレーザーの波長は、血中における酸化ヘモグロビ
ンを特定することができるのであれば、特に限定されな
いが、本発明にかかる請求項２の血糖値測定方法（以
下、「請求項２の測定方法」とのみ記す。）のように、
レーザー照射工程で照射するレーザーが、酸化ヘモグロ
ビン分子における波長の吸収を励起させる励起光（酸化
ヘモグロビンの吸収光）であることが好ましい。すなわ
ち、レーザー照射工程であるレーザーが、酸化ヘモグロ
ビンの吸収光であると、レーザーを照射することで、血
中成分の中から選択的に酸化ヘモグロビンまたは酸化ヘ
モグロビンの反応物における共鳴ラマンスペクトルを励
起させることとなる。したがって、ラマン分光分析を行
う際に、生体内の他の物質によるノイズを取り除き、シ
ッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン量のみを選択的に
測定することができるようになる。
【０００７】ここで、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグ
ロビンを励起させる励起光とは、ヘモグロビンの酸化鉄
の吸収波長の光をいい、具体的には５７０ｎｍ〜５８０
ｎｍの波長をいう。このとき、レーザーの光源として
は、特に限定されないが、たとえば、半導体レーザーや
発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いることが好まし
い。すなわち、半導体レーザーや発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）などを光源としたときは、血糖値の測定において、
使用エネルギー効率の向上、装置の小型軽量化、携帯
化、Ｓ／Ｎ比向上等を図ることができる。
ロビンを励起させる励起光とは、ヘモグロビンの酸化鉄
の吸収波長の光をいい、具体的には５７０ｎｍ〜５８０
ｎｍの波長をいう。このとき、レーザーの光源として
は、特に限定されないが、たとえば、半導体レーザーや
発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いることが好まし
い。すなわち、半導体レーザーや発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）などを光源としたときは、血糖値の測定において、
使用エネルギー効率の向上、装置の小型軽量化、携帯
化、Ｓ／Ｎ比向上等を図ることができる。
【０００８】また、上記構成におけるラマン散乱光と
は、レーザーを生体内に照射したとき、生体内を通過し
た通過光の中で、前記レーザーの波長よりも長波側にシ
フトして出てくる散乱光のことをいう。このラマン散乱
光は、レーザーを対象物に照射したとき、この対象物ご
とに固有の特徴が表れるという性質を有する。また、ラ
マン分光分析とは、上記ラマン散乱光の特徴を分光分析
することにより、その対象物を特定していく分析手法を
いう。
は、レーザーを生体内に照射したとき、生体内を通過し
た通過光の中で、前記レーザーの波長よりも長波側にシ
フトして出てくる散乱光のことをいう。このラマン散乱
光は、レーザーを対象物に照射したとき、この対象物ご
とに固有の特徴が表れるという性質を有する。また、ラ
マン分光分析とは、上記ラマン散乱光の特徴を分光分析
することにより、その対象物を特定していく分析手法を
いう。
【０００９】次に、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビンについて説明する。まず、血中には、「ヘモグロビ
ン」と呼ばれている血液の赤血球に含まれる血色素が含
まれている。ヘモグロビンは、体内の全身に酸素を運搬
する役割を有しており、血中において、以下の化学式に
示すようにグルコースと反応してシッフ塩基型グリコヘ
モグロビン（Ｉ）、アマドリ型グリコヘモグロビン（I
I）という形態をしているグリコヘモグロビンとなる。
ビンについて説明する。まず、血中には、「ヘモグロビ
ン」と呼ばれている血液の赤血球に含まれる血色素が含
まれている。ヘモグロビンは、体内の全身に酸素を運搬
する役割を有しており、血中において、以下の化学式に
示すようにグルコースと反応してシッフ塩基型グリコヘ
モグロビン（Ｉ）、アマドリ型グリコヘモグロビン（I
I）という形態をしているグリコヘモグロビンとなる。
【００１０】
【化1】
【００１１】上記式において、ヘモグロビンとグルコー
スとが反応すると、まず不安定な反応物であるシッフ塩
基型グリコヘモグロビン（Ｉ）が生成され、その後、シ
ッフ塩基型グリコヘモグロビン（Ｉ）は、アマドリ転移
を経て安定した反応物であるアマドリ型グリコヘモグロ
ビン（II）となる。このとき、ヘモグロビンとグルコー
スとからシッフ塩基型グリコヘモグロビン（Ｉ）が生成
される生成反応は可逆反応であり、シッフ塩基型グリコ
ヘモグロビン（Ｉ）からアマドリ型グリコヘモグロビン
（II）が生成される生成反応は非可逆反応である。
スとが反応すると、まず不安定な反応物であるシッフ塩
基型グリコヘモグロビン（Ｉ）が生成され、その後、シ
ッフ塩基型グリコヘモグロビン（Ｉ）は、アマドリ転移
を経て安定した反応物であるアマドリ型グリコヘモグロ
ビン（II）となる。このとき、ヘモグロビンとグルコー
スとからシッフ塩基型グリコヘモグロビン（Ｉ）が生成
される生成反応は可逆反応であり、シッフ塩基型グリコ
ヘモグロビン（Ｉ）からアマドリ型グリコヘモグロビン
（II）が生成される生成反応は非可逆反応である。
【００１２】このように、グリコヘモグロビンとして
は、２種類の反応物があるが、シッフ塩基（−ＨＣ＝Ｎ
−）を含有しているのは、シッフ塩基型のグリコヘモグ
ロビン（Ｉ）である。また、ヘモグロビンは、生体の動
脈中において、大部分が酸化ヘモグロビンとして存在し
ている。したがって、シッフ塩基型の（非酸化）グリコ
ヘモグロビンよりも、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグ
ロビンのほうが、より容易にラマン分光分析を行うこと
が出来るのである。
は、２種類の反応物があるが、シッフ塩基（−ＨＣ＝Ｎ
−）を含有しているのは、シッフ塩基型のグリコヘモグ
ロビン（Ｉ）である。また、ヘモグロビンは、生体の動
脈中において、大部分が酸化ヘモグロビンとして存在し
ている。したがって、シッフ塩基型の（非酸化）グリコ
ヘモグロビンよりも、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグ
ロビンのほうが、より容易にラマン分光分析を行うこと
が出来るのである。
【００１３】また、本発明にかかる請求項３の血糖値の
測定装置（以下、「請求項３の装置」とのみ記す。）
は、生体外から皮膚を通して生体内に単一波長のレーザ
ーを照射するレーザー照射部と、前記レーザー照射工程
により照射されたレーザーが生体内を通過した通過光の
中から、少なくともラマン散乱光を含む光を受光する受
光部と、前記受光工程で受光したラマン散乱光の中か
ら、生体の脈波に同期して強さが変動している部分のみ
を選択するとともに、この選択したラマン散乱光をラマ
ン分光分析して血中におけるシッフ塩基型の酸化グリコ
ヘモグロビン量を測定するラマン分析部と、前記ラマン
分析部により測定した前記シッフ塩基型の酸化グリコヘ
モグロビン量を、前記生体の脈波に同期して強さが変動
している部分のみを選択した基準に基づいて血糖値量に
変換する変換部と、前記変換部で変換された血糖値を視
認可能に表示する表示部とを備えた構成とした。
測定装置（以下、「請求項３の装置」とのみ記す。）
は、生体外から皮膚を通して生体内に単一波長のレーザ
ーを照射するレーザー照射部と、前記レーザー照射工程
により照射されたレーザーが生体内を通過した通過光の
中から、少なくともラマン散乱光を含む光を受光する受
光部と、前記受光工程で受光したラマン散乱光の中か
ら、生体の脈波に同期して強さが変動している部分のみ
を選択するとともに、この選択したラマン散乱光をラマ
ン分光分析して血中におけるシッフ塩基型の酸化グリコ
ヘモグロビン量を測定するラマン分析部と、前記ラマン
分析部により測定した前記シッフ塩基型の酸化グリコヘ
モグロビン量を、前記生体の脈波に同期して強さが変動
している部分のみを選択した基準に基づいて血糖値量に
変換する変換部と、前記変換部で変換された血糖値を視
認可能に表示する表示部とを備えた構成とした。
【００１４】上記構成において、レーザー照射部からレ
ーザーを照射する生体部分としては、内部に血管が通っ
ている個所であれば特に限定されないが、たとえば、指
先や耳朶などを対象とすることが好ましい。すなわち、
このようにすると、測定装置を小型化できるとともに、
測定を行う際に大げさになることもない。また、受光部
としては、特に限定されないが、たとえば、電化結合デ
バイス（ＣＣＤ）を利用したものや赤外線受光素子を利
用したものなどが挙げられる。
ーザーを照射する生体部分としては、内部に血管が通っ
ている個所であれば特に限定されないが、たとえば、指
先や耳朶などを対象とすることが好ましい。すなわち、
このようにすると、測定装置を小型化できるとともに、
測定を行う際に大げさになることもない。また、受光部
としては、特に限定されないが、たとえば、電化結合デ
バイス（ＣＣＤ）を利用したものや赤外線受光素子を利
用したものなどが挙げられる。
【００１５】また、ラマン分析部は、ラマン分光分析を
行うことができるのであれば特に限定されないが、たと
えば、プリズム型、回折分光型、フーリエ分光型などの
ラマン分析器が挙げられる。
行うことができるのであれば特に限定されないが、たと
えば、プリズム型、回折分光型、フーリエ分光型などの
ラマン分析器が挙げられる。
【００１６】また、変換部の処理手段としては、特に限
定されないが、たとえば、ビート処理、デジタル化処
理、ＣＰＵを用いた処理などが挙げられる。また、表示
部は、血糖値を認識することが可能であれば、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）や液晶（ＬＣＤ）などを利用したデジ
タル表示であっても、アナログ表示であっても、その他
の手段を用いても良く特に限定されない。
定されないが、たとえば、ビート処理、デジタル化処
理、ＣＰＵを用いた処理などが挙げられる。また、表示
部は、血糖値を認識することが可能であれば、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）や液晶（ＬＣＤ）などを利用したデジ
タル表示であっても、アナログ表示であっても、その他
の手段を用いても良く特に限定されない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面とともに詳しく説明する。図１は、本発明にかかる血
糖値の測定装置（以下、「測定装置」とのみ記す。）の
一実施形態を示した斜視図である。また、図２は、図１
に示した測定装置１の仕組みを説明するための模式図で
ある。
面とともに詳しく説明する。図１は、本発明にかかる血
糖値の測定装置（以下、「測定装置」とのみ記す。）の
一実施形態を示した斜視図である。また、図２は、図１
に示した測定装置１の仕組みを説明するための模式図で
ある。
【００１８】図１（ａ）、（ｂ）に示したように、測定
装置１は、円筒形状をしており、指先Ｆを挿入させる指
挿入部１１と、血糖値を表示する表示部１２とを備えて
いる。指挿入部１１は、円筒形状をした測定装置１の中
空部分からなり、表示部１２は、血糖値の値をｍｇ／ｄ
Ｌの単位でデジタル表示するようになっている。
装置１は、円筒形状をしており、指先Ｆを挿入させる指
挿入部１１と、血糖値を表示する表示部１２とを備えて
いる。指挿入部１１は、円筒形状をした測定装置１の中
空部分からなり、表示部１２は、血糖値の値をｍｇ／ｄ
Ｌの単位でデジタル表示するようになっている。
【００１９】次に、指先Ｆを指挿入部１１に挿入させる
だけで、血糖値を測定することができる測定装置１の仕
組みについて説明する。測定装置１は、図２に示したよ
うに、レーザー照射部２と、受光部３と、ラマン分析部
４と、変換部５と、指挿入部１１と、表示部１２とを備
えている。
だけで、血糖値を測定することができる測定装置１の仕
組みについて説明する。測定装置１は、図２に示したよ
うに、レーザー照射部２と、受光部３と、ラマン分析部
４と、変換部５と、指挿入部１１と、表示部１２とを備
えている。
【００２０】レーザー照射部２は、図示していないが、
レーザーを発射する光源と、レーザー光線から単一波長
のレーザーを取り出すためのフィルターとを備えてお
り、図２に示したように、指挿入部１１に挿入した指先
Ｆ外から皮膚を通して指先Ｆ内に単一波長のレーザーＬ
を照射するようになっている。
レーザーを発射する光源と、レーザー光線から単一波長
のレーザーを取り出すためのフィルターとを備えてお
り、図２に示したように、指挿入部１１に挿入した指先
Ｆ外から皮膚を通して指先Ｆ内に単一波長のレーザーＬ
を照射するようになっている。
【００２１】上述した指先Ｆ内に照射されたレーザーＬ
は、指先Ｆ内を通過して通過光Ｏとなる。通過光Ｏは、
前記指先Ｆ内に照射したレーザーＬと全く同じ波長をし
たレイリー散乱光Ｒ２と、レーザーＬの波長よりも長波
側にシフトした波長のラマン散乱光Ｒ１とを備えてい
る。
は、指先Ｆ内を通過して通過光Ｏとなる。通過光Ｏは、
前記指先Ｆ内に照射したレーザーＬと全く同じ波長をし
たレイリー散乱光Ｒ２と、レーザーＬの波長よりも長波
側にシフトした波長のラマン散乱光Ｒ１とを備えてい
る。
【００２２】受光部３は、上述した通過光Ｏをすべて受
光するように、すなわちラマン散乱光Ｒ１とレイリー散
乱光Ｒ２との両方を受光するようになっている。この受
光部３は、図示していないが、集光手段（レンズ）と光
学的フィルターとを備えている。したがって、受光部３
は、光学的フィルターによりラマン散乱光Ｒ１とレイリ
ー散乱光Ｒ２とを分離して、ラマン散乱光Ｒ１をラマン
分析部４に送り、レイリー散乱光Ｒ２をレイリー分析部
６に送るようになっている。
光するように、すなわちラマン散乱光Ｒ１とレイリー散
乱光Ｒ２との両方を受光するようになっている。この受
光部３は、図示していないが、集光手段（レンズ）と光
学的フィルターとを備えている。したがって、受光部３
は、光学的フィルターによりラマン散乱光Ｒ１とレイリ
ー散乱光Ｒ２とを分離して、ラマン散乱光Ｒ１をラマン
分析部４に送り、レイリー散乱光Ｒ２をレイリー分析部
６に送るようになっている。
【００２３】ラマン分析部４は、図４に示したフィルタ
ー４１を備えており、受光部３から送られてきたラマン
散乱光Ｒ１の中から、生体の脈波に同期してその強さが
変動している部分であるラマン散乱光Ｒ１１を選択して
ラマン分光分析を行い、グリコヘモグロビンの量を測定
し、その測定データＤ１を変換部５に送るようになって
いる。
ー４１を備えており、受光部３から送られてきたラマン
散乱光Ｒ１の中から、生体の脈波に同期してその強さが
変動している部分であるラマン散乱光Ｒ１１を選択して
ラマン分光分析を行い、グリコヘモグロビンの量を測定
し、その測定データＤ１を変換部５に送るようになって
いる。
【００２４】変換部５は、ラマン分析部４で測定された
グリコヘモグロビンの測定データＤ１を、レイリー分析
部６から送られてきた規格化データＤ３に基づいて、表
示部１２で表示させる血糖値量（単位：ｍｇ／ｄＬ）変
換データＤ２に変換させ、この変換データＤ２を表示部
に送るようになっている。レイリー分析部６は、ラマン
分析部４と同様に、受光部３で分離されたレイリー散乱
光Ｒ２から脈波に同期して強さが変動している部分の割
合を求め、この割合を基に規格化データＤ３を作成し
て、変換部５に送るようになっている。
グリコヘモグロビンの測定データＤ１を、レイリー分析
部６から送られてきた規格化データＤ３に基づいて、表
示部１２で表示させる血糖値量（単位：ｍｇ／ｄＬ）変
換データＤ２に変換させ、この変換データＤ２を表示部
に送るようになっている。レイリー分析部６は、ラマン
分析部４と同様に、受光部３で分離されたレイリー散乱
光Ｒ２から脈波に同期して強さが変動している部分の割
合を求め、この割合を基に規格化データＤ３を作成し
て、変換部５に送るようになっている。
【００２５】このように、測定装置１は、単にラマン散
乱光Ｒ１を分光分析するのではなく、ラマン分析部４で
分析した測定データＤ１を、レイリー分析部６により求
めた規格化データＤ３に基づいて規格化されるように変
換した上で表示するため、指先Ｆの径や血管の太さなど
の個人差があるにもかかわらず、規格化された状態で血
糖値を測定することが出来るのである。
乱光Ｒ１を分光分析するのではなく、ラマン分析部４で
分析した測定データＤ１を、レイリー分析部６により求
めた規格化データＤ３に基づいて規格化されるように変
換した上で表示するため、指先Ｆの径や血管の太さなど
の個人差があるにもかかわらず、規格化された状態で血
糖値を測定することが出来るのである。
【００２６】なお、上述した測定装置１の説明におい
て、レーザー照射部２やラマン分析部４、変換部５、レ
イリー分析部６や表示部１２は、動力源として電源を用
いるが、この電源についての説明は省略する。もちろ
ん、電源としては、交流（ＡＣ）電源であっても、直流
（ＤＣ）電源であっても良く、また、電池などの携帯性
を重視した電源の供給源を用いても、コンセントなどを
通じて取り込んだ商用電源を用いても構わない。
て、レーザー照射部２やラマン分析部４、変換部５、レ
イリー分析部６や表示部１２は、動力源として電源を用
いるが、この電源についての説明は省略する。もちろ
ん、電源としては、交流（ＡＣ）電源であっても、直流
（ＤＣ）電源であっても良く、また、電池などの携帯性
を重視した電源の供給源を用いても、コンセントなどを
通じて取り込んだ商用電源を用いても構わない。
【００２７】次に、本発明にかかる血糖値測定装置１を
用いた血糖値の測定方法について説明する。 まず、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、血糖値
を測定しようとする被験者は、測定装置１の指挿入部１
１に指先Ｆを挿入させる。 測定装置１の電源スイッチ（図示せず）を入れ、図
２に示したように、レーザー照射部２から単一波長のレ
ーザーとして、酸化ヘモグロビンを励起させる波長であ
る５８０ｎｍの波長をしたレーザーＬを指先Ｆに照射す
る。
用いた血糖値の測定方法について説明する。 まず、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、血糖値
を測定しようとする被験者は、測定装置１の指挿入部１
１に指先Ｆを挿入させる。 測定装置１の電源スイッチ（図示せず）を入れ、図
２に示したように、レーザー照射部２から単一波長のレ
ーザーとして、酸化ヘモグロビンを励起させる波長であ
る５８０ｎｍの波長をしたレーザーＬを指先Ｆに照射す
る。
【００２８】 指先Ｆに照射したレーザーＬは、指先
Ｆを通過あるいは反射することにより指先Ｆから出射す
る通過光Ｏとなる。 通過光Ｏは、受光部３で受光されるとともに、ラマ
ン散乱光Ｒ１と、レイリー散乱光Ｒ２とに分光され、ラ
マン散乱光Ｒ１がラマン分析部４に送られ、レイリー散
乱光Ｒ２がレイリー分析部６へと送られる。
Ｆを通過あるいは反射することにより指先Ｆから出射す
る通過光Ｏとなる。 通過光Ｏは、受光部３で受光されるとともに、ラマ
ン散乱光Ｒ１と、レイリー散乱光Ｒ２とに分光され、ラ
マン散乱光Ｒ１がラマン分析部４に送られ、レイリー散
乱光Ｒ２がレイリー分析部６へと送られる。
【００２９】 ラマン分析部４に送られたラマン散乱
光Ｒ１は、ラマン分析部４で、生体の脈波に同期してそ
の強さが変動しているラマン散乱光Ｒ１１のみが選択さ
れ、そのラマン分光分析が行われる。このラマン分光分
析により、表１に示したシッフ塩基型の酸化ヘモグロビ
ン（Ｉ）の量が測定される。 ラマン分析部４で測定されたシッフ塩基型の酸化ヘ
モグロビン（Ｉ）の測定データＤ１は、変換部５へと送
られる。
光Ｒ１は、ラマン分析部４で、生体の脈波に同期してそ
の強さが変動しているラマン散乱光Ｒ１１のみが選択さ
れ、そのラマン分光分析が行われる。このラマン分光分
析により、表１に示したシッフ塩基型の酸化ヘモグロビ
ン（Ｉ）の量が測定される。 ラマン分析部４で測定されたシッフ塩基型の酸化ヘ
モグロビン（Ｉ）の測定データＤ１は、変換部５へと送
られる。
【００３０】 一方、レイリー分析部６に送られたレ
イリー散乱光Ｒ２は、生体の脈波に同期してその強さが
変動しているレイリー散乱光（図示せず）の割合が求め
られ、この割合を基に規格化データＤ３が作成される。
規格化データＤ３は、変換部５へと送られる。 変換部５は、測定データＤ１および規格化データＤ
３とから規格化された血糖値のデータである変換データ
Ｄ２を変換し、この変換データＤ２を表示部１２に送
る。
イリー散乱光Ｒ２は、生体の脈波に同期してその強さが
変動しているレイリー散乱光（図示せず）の割合が求め
られ、この割合を基に規格化データＤ３が作成される。
規格化データＤ３は、変換部５へと送られる。 変換部５は、測定データＤ１および規格化データＤ
３とから規格化された血糖値のデータである変換データ
Ｄ２を変換し、この変換データＤ２を表示部１２に送
る。
【００３１】 表示部１２は、変換部５で変換された
変換データＤ２を基に、被験者の血糖値を単位：ｍｇ／
ｄＬで表示する。以上のようにすることで、測定装置１
の指挿入部１１に指先Ｆを挿入した被験者は、採血を行
わなくても、表示部１２に表示された数値を見るだけ
で、自分の血糖値量がどの程度かを確認することができ
るのである。
変換データＤ２を基に、被験者の血糖値を単位：ｍｇ／
ｄＬで表示する。以上のようにすることで、測定装置１
の指挿入部１１に指先Ｆを挿入した被験者は、採血を行
わなくても、表示部１２に表示された数値を見るだけ
で、自分の血糖値量がどの程度かを確認することができ
るのである。
【００３２】次に、上記方法の原理について説明する。
まず、上記測定方法のにおいて、レーザー照射部２か
ら照射するレーザーＬの波長を５８０ｎｍとしたのは、
この５８０ｎｍ付近が酸化ヘモグロビンの励起波長であ
るからである。
まず、上記測定方法のにおいて、レーザー照射部２か
ら照射するレーザーＬの波長を５８０ｎｍとしたのは、
この５８０ｎｍ付近が酸化ヘモグロビンの励起波長であ
るからである。
【００３３】酸化ヘモグロビンは、ヘモグロビンと酸素
とが結びついたもので、全身に酸素を供給する動脈血に
高比率で含まれているものである。本発明の測定方法
は、生体の脈波に同期して強さが変動している部分、す
なわち動脈におけるシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビンをラマン分光分析により測定するため、酸化ヘモグ
ロビンを励起させる５８０ｎｍの波長レーザーを指先Ｆ
に照射すると、生体内の動脈血における酸化ヘモグロビ
ン以外の物質の影響を少なく抑え、より精度の高い分析
を行うことができるようになるのである。
とが結びついたもので、全身に酸素を供給する動脈血に
高比率で含まれているものである。本発明の測定方法
は、生体の脈波に同期して強さが変動している部分、す
なわち動脈におけるシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビンをラマン分光分析により測定するため、酸化ヘモグ
ロビンを励起させる５８０ｎｍの波長レーザーを指先Ｆ
に照射すると、生体内の動脈血における酸化ヘモグロビ
ン以外の物質の影響を少なく抑え、より精度の高い分析
を行うことができるようになるのである。
【００３４】また、上記測定方法のにおいて、ラマン
分析部４が、受光部３から送られてきたラマン散乱光Ｒ
１の中から、生体内の成分から動脈血部分のみを選択し
て、すなわち、ラマン散乱光Ｒ１１のみを選択してラマ
ン分光分析を行うのは、他の成分による分析ノイズをで
きるだけ取り除くためである。
分析部４が、受光部３から送られてきたラマン散乱光Ｒ
１の中から、生体内の成分から動脈血部分のみを選択し
て、すなわち、ラマン散乱光Ｒ１１のみを選択してラマ
ン分光分析を行うのは、他の成分による分析ノイズをで
きるだけ取り除くためである。
【００３５】つまり、ラマン散乱光Ｒは、図３（ａ）に
示したような状態にある。すなわち、ラマン散乱光Ｒ
は、ある一定成分ｄの上に脈波Ｈが乗った形になってい
る。ここでいう一定成分ｄとは、指先Ｆを形成する各種
細胞の成分とか、静脈血成分などの成分をいう。なお、
図３の縦軸に示した受光部の出力とは、受光部３で受光
した通過光Ｏを受光部３で電気的に変換したものであ
り、その単位は、電流や電圧をデジタル処理あるいはア
ナログ処理して表されたものである。すなわち、ラマン
分析部４は、フィルター４１により、一定成分ｄに対応
するラマン散乱光Ｒ２を除去して、脈波Ｈに対応するラ
マン散乱光Ｒ１１のみを分析することにより、動脈血の
みのラマン分光分析を行うのである。
示したような状態にある。すなわち、ラマン散乱光Ｒ
は、ある一定成分ｄの上に脈波Ｈが乗った形になってい
る。ここでいう一定成分ｄとは、指先Ｆを形成する各種
細胞の成分とか、静脈血成分などの成分をいう。なお、
図３の縦軸に示した受光部の出力とは、受光部３で受光
した通過光Ｏを受光部３で電気的に変換したものであ
り、その単位は、電流や電圧をデジタル処理あるいはア
ナログ処理して表されたものである。すなわち、ラマン
分析部４は、フィルター４１により、一定成分ｄに対応
するラマン散乱光Ｒ２を除去して、脈波Ｈに対応するラ
マン散乱光Ｒ１１のみを分析することにより、動脈血の
みのラマン分光分析を行うのである。
【００３６】また、レイリー分析部６で、レイリー散乱
光Ｒ２の中から脈波に同期して強さが変動する部分の割
合を基に、規格化データＤ３を作成するのは、指先Ｆの
径や血管の太さなど人それぞれ異なる生体要素に係わら
ず、規格化された血糖値を導き出すことを可能とするた
めである。なお、規格化データＤ３を作成するとき、す
なわち被測定者の生体要素の個人差を補正して規格化す
るには、上記レイリー分析部６に代えて、または、上記
レイリー分析部６に加えて、以下のような処理を行って
もよい。励起光であるレーザーＬとは異なる波長の光
（比較的吸収されない帯域の光）を単数あるいは複数、
指先ＦにレーザーＬと同じ光路となるよう照射して、上
記レイリー分析部６でレイリー散乱光Ｒ２を処理したの
と同様の処理を含む演算処理を行うことにより規格化デ
ータＤ３を定める。
光Ｒ２の中から脈波に同期して強さが変動する部分の割
合を基に、規格化データＤ３を作成するのは、指先Ｆの
径や血管の太さなど人それぞれ異なる生体要素に係わら
ず、規格化された血糖値を導き出すことを可能とするた
めである。なお、規格化データＤ３を作成するとき、す
なわち被測定者の生体要素の個人差を補正して規格化す
るには、上記レイリー分析部６に代えて、または、上記
レイリー分析部６に加えて、以下のような処理を行って
もよい。励起光であるレーザーＬとは異なる波長の光
（比較的吸収されない帯域の光）を単数あるいは複数、
指先ＦにレーザーＬと同じ光路となるよう照射して、上
記レイリー分析部６でレイリー散乱光Ｒ２を処理したの
と同様の処理を含む演算処理を行うことにより規格化デ
ータＤ３を定める。
【００３７】上記した規格化データＤ３は、ラマン散乱
が生じている生体内の空間部位が一定であれば作成する
必要がない。しかし、生体内の空間部位は、人により異
なるため、規格化する必要がある。そこで、ラマン散乱
光Ｒ１だけでなくレイリー散乱光Ｒ２においても脈波に
同期して強さが変動する部分の割合を求め、脈波成分を
算出して、ラマン分析部４で分析した測定データＤ１の
規格化を行うのである。
が生じている生体内の空間部位が一定であれば作成する
必要がない。しかし、生体内の空間部位は、人により異
なるため、規格化する必要がある。そこで、ラマン散乱
光Ｒ１だけでなくレイリー散乱光Ｒ２においても脈波に
同期して強さが変動する部分の割合を求め、脈波成分を
算出して、ラマン分析部４で分析した測定データＤ１の
規格化を行うのである。
【００３８】また、ラマン分析部４は、酸化ヘモグロビ
ンとグルコースとが反応することにより生成したシッフ
塩基型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）（下式参照）を
測定するようになっている。これは、ラマン分光分析に
よる、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の
主な波長シフトが、この励起光下においては、数十ｎｍ
〜１００ｎｍ前後であり、他の生体成分における分子の
影響が少なくなるためである。
ンとグルコースとが反応することにより生成したシッフ
塩基型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）（下式参照）を
測定するようになっている。これは、ラマン分光分析に
よる、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の
主な波長シフトが、この励起光下においては、数十ｎｍ
〜１００ｎｍ前後であり、他の生体成分における分子の
影響が少なくなるためである。
【００３９】
【化２】 これは、上記化学式に示したように、酸化ヘモグロビン
とグルコースとからシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビン（Ｉ）が生成される生成反応は可逆反応であり、し
かも反応速度が速いため、上記式における平衡状態が変
化する。この平衡状態の移動は、血中のグルコース量に
よって左右されることとなる、したがって、シッフ塩基
型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量は、血中のグル
コース量と比例関係にあるともいえ、シッフ塩基型の酸
化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量を測定することで血糖
値を求めることができるからである。
とグルコースとからシッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビン（Ｉ）が生成される生成反応は可逆反応であり、し
かも反応速度が速いため、上記式における平衡状態が変
化する。この平衡状態の移動は、血中のグルコース量に
よって左右されることとなる、したがって、シッフ塩基
型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量は、血中のグル
コース量と比例関係にあるともいえ、シッフ塩基型の酸
化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量を測定することで血糖
値を求めることができるからである。
【００４０】また、シッフ塩基型の酸化グリコヘモグロ
ビン（Ｉ）は、シッフ塩基（この場合、ＨＣ＝Ｎ−）を
含有しているという特徴も有している。すなわち、シッ
フ塩基そのものに注目してみると、ラマン分光分析を行
ったときに、シフト波数１６００〜１７００ｃｍ-1（励
起波長＋５４ｎｍ〜＋５７ｎｍ）のところに固有の特徴
が表れることが知られている。したがって、ラマン分光
分析に表れるシッフ塩基固有の特徴からも、シッフ塩基
型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量を測定すること
で、容易に血糖値を導き出すことが出来るのである。
ビン（Ｉ）は、シッフ塩基（この場合、ＨＣ＝Ｎ−）を
含有しているという特徴も有している。すなわち、シッ
フ塩基そのものに注目してみると、ラマン分光分析を行
ったときに、シフト波数１６００〜１７００ｃｍ-1（励
起波長＋５４ｎｍ〜＋５７ｎｍ）のところに固有の特徴
が表れることが知られている。したがって、ラマン分光
分析に表れるシッフ塩基固有の特徴からも、シッフ塩基
型の酸化グリコヘモグロビン（Ｉ）の量を測定すること
で、容易に血糖値を導き出すことが出来るのである。
【００４１】以上のことから、本発明にかかる血糖値測
定方法は、採血を行わなくても容易に血糖値を測定する
ことができるのである。なお、本発明にかかる血糖値の
測定方法及び測定装置は、上記実施の形態に限定されな
い。たとえば、上記実施の形態における測定装置１は、
指先Ｆの部分を指挿入部１１に挿入して測定を行うよう
にしていたが、たとえば、図５に示したように手首の部
分を挿入して血糖値を測定する測定装置１０のような形
態をしていても構わない。
定方法は、採血を行わなくても容易に血糖値を測定する
ことができるのである。なお、本発明にかかる血糖値の
測定方法及び測定装置は、上記実施の形態に限定されな
い。たとえば、上記実施の形態における測定装置１は、
指先Ｆの部分を指挿入部１１に挿入して測定を行うよう
にしていたが、たとえば、図５に示したように手首の部
分を挿入して血糖値を測定する測定装置１０のような形
態をしていても構わない。
【００４２】
【発明の効果】本発明にかかる血糖値の測定方法および
測定装置は、以上のように構成されているので、本測定
方法を行うことで、採血を行わなくても、正確な血糖値
を求めることができる。
測定装置は、以上のように構成されているので、本測定
方法を行うことで、採血を行わなくても、正確な血糖値
を求めることができる。
【図１】本発明にかかる血糖値の測定装置の一実施形態
を示した斜視図である。
を示した斜視図である。
【図２】図１の装置の動きを説明するための説明図であ
る。
る。
【図３】脈波に同期したラマン散乱光を示すグラフであ
る。
る。
【図４】ラマン分析部のフィルターを示した説明図であ
る。
る。
【図５】本発明にかかる血糖値の測定装置の他実施形態
を示した斜視図である。
を示した斜視図である。
１ （血糖値）測定装置 １０ （血糖値）測定装置 １２ 表示部 ２ レーザー照射部 ３ 受光部 ４ ラマン分析部 ５ 変換部
Claims (3)
- 【請求項１】生体外から皮膚を通して生体内に単一波長
のレーザーを照射するレーザー照射工程と、前記レーザ
ー照射工程により照射されたレーザーが生体内を通過し
た通過光の中から、少なくともラマン散乱光を含む光を
受光する受光工程と、前記受光工程で受光したラマン散
乱光の中から、生体の脈波に同期して強さが変動してい
る部分のみを選択するとともに、この選択したラマン散
乱光をラマン分光分析して血中におけるシッフ塩基型の
酸化グリコヘモグロビン量を測定するラマン分析工程と
を備えた血糖値の測定方法。 - 【請求項２】レーザー照射工程で照射するレーザーが、
酸化ヘモグロビン分子における波長の吸収を励起させる
励起光である請求項１に記載の血糖値の測定方法。 - 【請求項３】生体外から皮膚を通して生体内に単一波長
のレーザーを照射するレーザー照射部と、前記レーザー
照射工程により照射されたレーザーが生体内を通過した
通過光の中から、少なくともラマン散乱光を含む光を受
光する受光部と、前記受光工程で受光したラマン散乱光
の中から、生体の脈波に同期して強さが変動している部
分のみを選択するとともに、この選択したラマン散乱光
をラマン分光分析して血中におけるシッフ塩基型の酸化
グリコヘモグロビン量を測定するラマン分析部と、前記
ラマン分析部により測定した前記シッフ塩基型の酸化グ
リコヘモグロビン量を、前記生体の脈波に同期して強さ
が変動している部分のみを選択した基準に基づいて血糖
値量に変換する変換部と、前記変換部で変換された血糖
値を視認可能に表示する表示部とを備えた血糖値の測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286831A JP2002085385A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 血糖値の測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286831A JP2002085385A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 血糖値の測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002085385A true JP2002085385A (ja) | 2002-03-26 |
Family
ID=18770695
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000286831A Pending JP2002085385A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 血糖値の測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002085385A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7652763B2 (en) | 2004-12-09 | 2010-01-26 | The Science And Technology Facilities Council | Apparatus for depth-selective Raman spectroscopy |
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| WO2014002388A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | セイコーエプソン株式会社 | 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置 |
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| CN109770916A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-21 | 曾曹宁 | 非入侵式血糖仪拉曼光采集方法、采集器及血糖仪 |
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