生物體測定用光源系統及測定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及向生物體照射光并光學地測定生物體內的體液的成分的生物體測定 用光源系統等。
【背景技術】
[0002] 作為非侵入測量之一，已知有用光纖將近紅外光導入并入射被試者的皮膚，從擴 散反射散射光的吸光度頻譜進行體內成分的定量分析的技術（例如，參照專利文獻1)。
[0003] 另外，在W人體為代表的生物體組織中，已知有特征性的光吸收/反射特性（下 面，稱為"光吸收散射波長特性"）。具體而言，在波長從200nm到700nm附近，作為生物體 內的體液成分之一的血色蛋白的吸收的影響大，在2000nm W上的波段中，水的吸收的影響 大。因此，測量光選用如下的波長：稱為"光學窗"的、血色蛋白等生物體內的體液成分、水 的吸收的影響小且散射性優異的頻段的波長。
[0004] 【現有技術文獻】 陽00引【專利文獻】
[0006] 專利文獻1 :日本特開2007 - 259967號公報
[0007] 接下來，為了提高測量精度，需要提高檢測信號的S/N比（信噪比）。作為其方法， 存在增大信號的方法（approach)和減少噪聲的方法。在向被試者照射測量光的測量裝置 中，作為測量光，如果是例如僅使用激光、單波長LED那樣的指定單波長的結構，為了改善 S/N比，只要僅適當地將入射光強化到不引起熱傷害等的弊病的程度即可。
[000引然而，在使用比激光、單波長LED廣的頻段的測量光、所謂"白色光"作為測量光， 在寬廣波段上進行頻譜測量時（例如測量吸光譜等時），僅僅強化入射光是不行的。原因是 仔細查看生物體組織的光吸收散射波長特性時，有些地方存在峰值，并不一致。當然，容易 吸收的波長與其他波長相比，S/N比更差。運里，為了改善該波長的局部低S/N比而強化測 量光時，在實現期望的改善前，作為測量光整體的光強度（包含"光學窗"的比較寬的全頻 段的光強度的波長方向積分值）變高。其結果是，有可能達到抑制熱傷害等的弊病的公知 準則（例如，JIS口550 :燈及燈系統的光生物學的安全性，日本工業規格協會（日本工業規 格協會），2011)之憂。
【發明內容】
[0009] 本發明鑒于運樣的情況而提出，其目的在于改善因測定對象生物體的光吸收散射 波長特性導致的局部性低S/N比，使得能在更寬廣的頻段取得良好的S/N比。
[0010] 用于解決W上問題的第一方面的生物體測定用光源系統用于向生物體照射光，光 學地測定生物體內的體液的成分，照射與吸收或散射水的光的波長特性中的特征頻段對應 的照射光的第一頻段的光強度比照射光的第二頻段的光強度大的光。
[0011] 所謂生物體內的體液包括例如血液、淋己液、組織液等。
[0012] 根據第一方面，通過選擇性地增強與容易在生物體內吸收/散射的特征頻段對應 的照射光的第一頻段的光分量，從而能改善未増強時的低S/N比，能減少與照射光的第二 頻段（其他頻段）的波長的S/N比之間的偏差。在其中，僅部分頻段（第一頻段）的光強 度增加，故作為向生物體照射的測量光整體的強度，與僅強化光源并提高測量光的全波長 的光強度的情況相比，遠遠變小即可。
[0013] 因此，改善因測定對象生物體的光吸收散射波長特性引起的局部低S/N比，能在 更寬的頻段取得良好的S/N比。
[0014] 可根據設為測定對象的生物體內的體液特征，適當設定選擇性地増強的波長和増 強的強度的關系。
[0015] 例如，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第二方面中，照射976nm 的波長的光強度相對于800nm或1073nm的波長的光強度超過1倍且在100倍W下的光。或 者，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第二方面中，照射包含976nm的波長 的所述第一頻段的光強度相對于包含800nm或1073nm的波長的所述第二頻段的光強度超 過1倍且在100倍W下的光的第一發明的生物體測定用光源系統。
[0016] 另外，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第Ξ方面中，照射1196nm 的波長的光強度相對于800nm或1073nm的波長的光強度超過1倍且在100倍W下的光。或 者，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第Ξ方面中，照射包含1196nm的波 長的所述第一頻段的光強度相對于包含800nm或1073nm的波長的所述第二頻段的光強度 超過1倍且在100倍W下的光。
[0017] 另外，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第四方面中，照射1453nm 的波長的光強度相對于800nm或1073nm的波長的光強度在25倍W上100倍W下的光。或 者，根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第四方面中，照射包含1453nm的波 長的所述第一頻段的光強度相對于包含800nm或1073nm的波長的所述第二頻段的光強度 在25倍W上100倍W下的光。 陽01引 976皿、1196皿、1453nm在對于占體液的比例大的水的光吸收/散射頻率特性中是 局部容易吸收的波長。因此，依據第二方面至第四方面，對使用水的光吸收的程度高的波段 的光的測定有效。
[0019] 根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第五方面中，照射758nm的波 長的光強度相對于732nm的波長的光強度超過1倍且在100倍W下的光。或者，根據本發 明第一方面的生物體測定用光源系統，在第五方面中，照射包含758nm的波長的所述第一 頻段的光強度相對于包含732nm的波長的所述第二頻段的光強度超過1倍且100倍W下的 光。
[0020] 根據本發明第一方面的生物體測定用光源系統，在第六方面中，照射924nm的波 長的光強度相對于732nm的波長的光強度超過1倍且在100倍W下的光。或者，根據本發 明第一方面的生物體測定用光源系統，在第六方面中，照射包含924nm的波長的所述第一 頻段的光強度相對于包含732nm的波長的所述第二頻段的光強度超過1倍且在100倍W下 的光。
[0021] 758nm、924nm是容易被相當于靜脈血的氧飽和度的血色蛋白吸收的波長。因此，依 據第五方面、第六方面，在測定對象中包含血液成分時也是有效的。
[0022] 而且，運些發明能根據測量光的照射位置和受光位置的關系實現進一步的最優 化。
[0023] 例如，作為本發明第屯方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第二方面或第五方 面或第六方面的生物體測定用光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的 入射出射間距離定在1mm W上100mm W下的透射方式的光學測定，測定所述生物體內的體 液的成分。
[0024] 另外，作為第八方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第二方面或第五方面或第 六方面的生物體測定用光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的入射出 射間距離定在1mm W上10mm W下的反射方式的光學測定，測定所述生物體內的體液的成 分。
[0025] 另外，作為第九方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第Ξ方面的生物體測定用 光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的入射出射間距離定在1mm W上 50mm W下的透射方式的光學測定，測定所述生物體內的體液的成分。
[00%] 另外，作為第十方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第Ξ方面的生物體測定用 光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的入射出射間距離定在1mm W上 5mm W下的反射方式的光學測定，測定所述生物體內的體液的成分。
[0027] 另外，作為第十一方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第四方面的生物體測定 用光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的入射出射間距離定在1mm W 上1. 5mm W下的透射方式的光學測定，測定所述生物體內的體液的成分。
[0028] 另外，作為第十二方面，優選構成為如下的測定裝置：具備第四方面的生物體測定 用光源系統，通過將由所述生物體測定用光源系統照射的光的入射出射間距離定在1mm W 下的反射方式的光學測定，測定所述生物體內的體液的成分。
【附圖說明】
[0029] 圖1是示出生物體測定裝置的結構例的圖。
[0030] 圖2是說明光學濾波器的作用效果的示意圖。
[0031] 圖3是光程長1mm的水的吸光度頻譜的圖表。
[0032] 圖4是光程長1mm的水的透射率