(57)【要約】      （修正有）【課題】光を用いた高精度の測定に適用可能な光学試料を提供する。【解決手段】光学部材セットは、透光性の受光領域を有する光学部材を複数含む。複数の光学部材のそれぞれにおいて、受光領域の光吸収スペクトルは、第１の光吸収ピーク１０１および第２の光吸収ピーク１０２の少なくとも一方を有する。また、第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。【選択図】図１
2020051768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の受光領域を有する光学部材を複数含み、
前記複数の光学部材のそれぞれにおいて、前記受光領域の光吸収スペクトルが、第１の光吸収ピークおよび第２の光吸収ピークの少なくとも一方を有し、
前記第１の光吸収ピークの第１のピーク波長は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、
前記第２の光吸収ピークの第２のピーク波長は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である光学部材セット。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、前記受光領域の光吸収スペクトルが前記第１の光吸収ピークを有する第１の光学部材と、前記受光領域の光吸収スペクトルが前記第２の光吸収ピークを有する第２の光学部材とを含む光学部材セット。
【請求項３】
請求項２に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、互いに前記第１の光吸収ピークの強度が異なる複数の前記第１の光学部材を含む光学部材セット。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、互いに前記第２の光吸収ピークの強度が異なる複数の前記第２の光学部材を含む光学部材セット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の光学部材セットにおいて、
少なくとも酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンとの等吸収点以下である第１の波長の光および、前記第１の波長よりも長く、かつ前記等吸収点以上である第２の波長の光を用いた測定に用いられる光学部材セット。
【請求項６】
請求項５に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の波長は６４０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下であり、前記第２の波長は８１０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である光学部材セット。
【請求項７】
請求項５または６に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の波長と、前記第１のピーク波長との差は５０ｎｍ以下であり、
前記第２の波長と、前記第２のピーク波長との差は５０ｎｍ以下である光学部材セット。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一項に記載の光学部材セットにおいて、
パルスオキシメータ、ＮＩＲＳ、ＮＩＲＩ、および拡散光トモグラフィ装置のいずれかによる測定に用いられる光学部材セット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材はそれぞれ前記受光領域に光学試料を含み、
前記光学試料は、前記第１のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第１の吸光材料と、前記第２のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第２の吸光材料との少なくともいずれかを含む光学部材セット。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学部材セットにおいて、
前記第２の吸光材料はナノ粒子である光学部材セット。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の吸光材料はナノ粒子である光学部材セット。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の光学部材セットにおいて、
前記光学試料は母材をさらに含み、
前記第１の吸光材料と前記第２の吸光材料との少なくとも一方が前記母材に分散されている光学部材セット。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材のグリューナイゼン係数が０．１未満または２．０超過である光学部材セット。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材は高分子材料を含む光学部材セット。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材はアクリレートを含む光学部材セット。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットと、
前記受光領域への光の透過率を変化させる透過率調整部と、
前記透過率調整部を制御する制御部とを含む光学装置。
【請求項１７】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットを用いる測定方法であって、
前記複数の光学部材のうち、一以上の前記光学部材の前記受光領域に、光を通過させる測定方法。
【請求項１８】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現する光学部材セットの使用方法。
【請求項１９】
請求項５から８のいずれか一項に記載の光学部材セットの使用方法であって、
前記光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現し、
前記モデルにおいて、重ね合わされた前記二以上の光学部材の前記受光領域の、前記第１の波長における吸光度をＡλ１とし、前記第２の波長における吸光度をＡλ２としたとき、以下の式（ｃ１）で表されるＳが０以上１００以下であり、
Ａ’＝Ａλ２／Ａλ１が成り立ち、ε１，ｄｅｏｘｙは前記第１の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｄｅｏｘｙは前記第２の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε１，ｏｘｙは前記第１の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｏｘｙは前記第２の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数である光学部材セットの使用方法。
【数１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材セット、光学装置、測定方法、および光学部材セットの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いた医療機器の校正や開発、医師等の訓練等のために牛、山羊、豚などの動物の血液が試料として用いられる場合がある。しかし、動物の血液は管理や品質の維持が難しいこと、酸素飽和度等の条件の制御が困難であること、感染性廃棄物として適切な廃棄処理が求められること等から、より安定で、管理しやすく、条件制御が可能な擬似血液が求められている。
【０００３】
特許文献１には、光音響波診断装置用の血液モデルが記載されている。特許文献１の技術では、血液モデルに顔料等を光吸収性化合物に含有させることにより、血液モデルの吸収係数が調整されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光を用いた測定装置では、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンとの等吸収点を挟んだ複数の波長の光を用いることで、特に測定精度が高められる。
【０００６】
しかし、特許文献１の血液モデルは、このような測定装置による測定に適するものではなかった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては、光を用いた高精度の測定に適用可能な光学試料を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、
透光性の受光領域を有する光学部材を複数含み、
前記複数の光学部材のそれぞれにおいて、前記受光領域の光吸収スペクトルが、第１の光吸収ピークおよび第２の光吸収ピークの少なくとも一方を有し、
前記第１の光吸収ピークの第１のピーク波長は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、
前記第２の光吸収ピークの第２のピーク波長は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である光学部材セットである。
【０００９】
請求項１６に記載の発明は、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットと、
前記受光領域への光の透過率を変化させる透過率調整部と、
前記透過率調整部を制御する制御部とを含む光学装置である。
【００１０】
請求項１７に記載の発明は、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットを用いる測定方法であって、
前記複数の光学部材のうち、一以上の前記光学部材の前記受光領域に、光を通過させる測定方法である。
【００１１】
請求項１８に記載の発明は、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現する光学部材セットの使用方法である。
【００１２】
請求項１９に記載の発明は、
請求項５から８のいずれか一項に記載の光学部材セットの使用方法であって、
前記光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現し、
前記モデルにおいて、重ね合わされた前記二以上の光学部材の前記受光領域の、前記第１の波長における吸光度をＡλ１とし、前記第２の波長における吸光度をＡλ２としたとき、以下の式（６）で表されるＳが０以上１００以下であり、
Ａ’＝Ａλ２／Ａλ１が成り立ち、ε１，ｄｅｏｘｙは前記第１の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｄｅｏｘｙは前記第２の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε１，ｏｘｙは前記第１の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｏｘｙは前記第２の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数である光学部材セットの使用方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る光学試料の光吸収スペクトルを例示する図である。
【図２】６４０ｎｍから８４０ｎｍの波長における酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数と脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数の関係を例示する図である。
【図３】６６０ｎｍの波長の光に対する吸光度と、８２０ｎｍの波長の光に対する吸光度とを酸素飽和度ＳＯ２に対してプロットした図である。
【図４】実施例２に係る光学部材およびその使用方法を例示する図である。
【図５】（ａ）は、実施例２に係る光学部材の構造の第１の例を示す断面図であり、（ｂ）は、実施例２に係る光学部材の構造の第２の例を示す断面図である。
【図６】計算機の構成を例示する図である。
【図７】実施例２に係る光学部材の他の例を示す図である。
【図８】実施例３に係る光学部材セットを例示する斜視図である。
【図９】実施例３に係る光学部材セットの使用方法を例示する断面図である。
【図１０】光学部材セットに添付される表を例示する図である。
【図１１】実施例４に係る光学装置の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る光学試料の光吸収スペクトルを例示する図である。本実施形態に係る光学試料の光吸収スペクトルは、第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２とを有する。第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。以下に詳しく説明する。
【００１６】
本実施形態に係る光学試料は、血液モデル、すなわち擬似血液として用いることができる。本実施形態に係る光学試料の状態は特に限定されず、液体であってもよいし、固体であってもよい。
【００１７】
生物の血液においては、ヘモグロビンを含む赤血球が酸素を運ぶ役割を果たしている。ヘモグロビンは、鉄を含むヘムという色素と、グロビンというタンパク質との化合物である。この鉄部分に酸素が結合することで、酸素化ヘモグロビンとなり細胞へ酸素を運ぶことができる。一方、運んだ酸素を切り離した状態のヘモグロビンを脱酸素化ヘモグロビンと呼ぶ。
【００１８】
血液の状態を示す指標の一つとして酸素飽和度ＳＯ２がある。酸素飽和度は、血液中の全てのヘモグロビンに酸素が結合した場合の酸素量に対する、血液中のヘモグロビンに実際に結合していた酸素量の比である。なお、以下では酸素飽和度を百分率で表したものをＳと表す。
【００１９】
非侵襲で血液中の酸素飽和度を測定する手段の一つとしては、生体への透過光を用いて動脈血中酸素飽和度ＳｐＯ２を測定するパルスオキシメータや、組織酸素飽和度ＳｔＯ２を測定するNear-infrared spectroscopy（ＮＩＲＳ）等がある。
【００２０】
光を用いた酸素飽和度の測定方法の例について以下に説明する。なお、以下に記載する波長等の具体的な数値は説明のための一例である。溶液を光路長ｄの光学セルに入れ、光学セルに波長λの光を透過させる場合を考える。溶質の波長λｎにおけるモル吸光係数をεｎ、溶質の濃度をＣ、溶液による吸光度をＡλｎとすると、Beer-Lambertの法則によりＡλｎ＝εｎＣｄが成り立つ。また、光を吸収する溶質が複数含まれる溶液では、式（１）が成り立つ。式（１）において、εｎ，ｉは溶質ｉ（ｉ＝１，２，．．．，ｍ）の波長λｎの光に対するモル吸光係数であり、Ｃｉは、溶液における溶質ｉの濃度である。
【００２１】
【数１】
2020051768.tif 000003
【００２２】
濃度がＣｏｘｙである酸素化ヘモグロビンと、濃度がＣｄｅｏｘｙである脱酸素化ヘモグロビンで構成されている血液を仮定する。また、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの波長λｎの光に対するモル吸光係数をそれぞれεｎ，ｏｘｙおよびεｎ，ｄｅｏｘｙとする。この血液を光路長ｄの光学セルに入れて波長λｎの単一光源の光を透過させたときの、吸光度Ａλｎは、上記の式（１）に基づき、式（２）で表される。なお、この血液には散乱体としての赤血球は含まれないと仮定している。
【００２３】
【数２】
2020051768.tif 000004
【００２４】
上記の式（２）、以下の式（３）、および式（４）より、式（５）が成り立つ。Ｃｔｏｔａｌは総ヘモグロビン濃度である。なお、総ヘモグロビン濃度は人間の女性で７．４ｍｍｏｌ／Ｌ以上９．９ｍｍｏｌ／Ｌ以下、人間の男性で８．４ｍｍｏｌ／Ｌ以上１０．９ｍｍｏｌ／Ｌ以下であることが知られている。
【００２５】
【数３】
2020051768.tif 000005
【数４】
2020051768.tif 000006
【数５】
2020051768.tif 000007
【００２６】
εｎ，ｏｘｙおよびεｎ，ｄｅｏｘｙはそれぞれ、波長λｎに依存する既知の定数である。また、Ｃｔｏｔａｌとｄとの積は波長に依存しない値であり、この値を一定とした場合、吸光度Ａλｎは酸素飽和度ＳＯ２の一次関数である。
【００２７】
ここで、酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数と脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数の大小関係は、等吸収点の前後で逆転する。等吸収点は波長８００ｎｍ付近において、酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数と脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数とが一致する波長である。
【００２８】
図２は、６４０ｎｍから８４０ｎｍの波長における酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数と脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数の関係を例示する図である。本図は、”omlc.org/spectra/hemoglobin/summary.html”に示されている、オレゴン工科大学のScott Prahl氏がまとめたデータに基づく。
【００２９】
本データに基づく、６６０ｎｍと８２０ｎｍのそれぞれの波長の光に対する酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの各モル吸光係数は、具体的に表１の通りである。ここで、６６０ｎｍと８２０ｎｍは、等吸収点の前後の二波長である。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
図３は、６６０ｎｍの波長の光に対する吸光度と、８２０ｎｍの波長の光に対する吸光度とを酸素飽和度ＳＯ２に対してプロットした図である。ここで、光路長ｄを１ｃｍ、総ヘモグロビン濃度Ｃｔｏｔａｌを９ｍｍｏｌ／Ｌでそれぞれ固定した。本図から、酸素飽和度が４０％から１００％に上がるよう変化する場合、６６０ｎｍの波長に対する吸光度は単調減少することが分かる。一方、酸素飽和度が同様に変化する場合、８２０ｎｍの波長に対する吸光度は単調増加することが分かる。
【００３２】
さらに、各波長および各酸素飽和度の吸光度を、酸素飽和度が４０％である場合の６６０ｎｍの波長に対する吸光度について正規化した値を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2020051768.tif 000009
【００３４】
以上より、特定の酸素飽和度を有する血液の二波長の吸光度の関係を再現することにより、その酸素飽和度を有する血液の光学的な特徴を再現した血液モデルを実現することができると言える。二波長の吸光度の関係を再現する方法としては、たとえば、吸光特性が既知である二種類の溶質を含む溶液の濃度を調整することが挙げられる。
【００３５】
図１に戻り、本実施形態に係る光学試料について説明する。本実施形態に係る光学試料は、少なくとも酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンとの等吸収点以下である第１の波長λ１の光および、第１の波長λ１よりも長く、かつ等吸収点以上である第２の波長λ２の光を用いた測定に用いられる。このような測定としてはたとえば、パルスオキシメータ、ＮＩＲＳ、ＮＩＲＩ(Near Infrared Imaging)、および拡散光トモグラフィ装置の少なくともいずれかを用いた測定が挙げられる。上記したように、酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数と脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数の大小関係は、等吸収点の前後で逆転する。したがって、各測定装置では、等吸収点以下である第１の波長λ１の光と等吸収点以上である第２の波長λ２の光とを用いることにより、第１の波長λ１の光に対する特性と、第２の波長λ２の光に対する特性との違いを用いて、より高精度に測定が行われる。
【００３６】
第１の波長λ１は具体的にはたとえば６４０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下であり、第２の波長λ２は具体的にはたとえば８１０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。なお、詳しく後述するが、第１の波長λ１と第１のピーク波長λｐ１とは必ずしも一致する必要は無く、第２の波長λ２と第２のピーク波長λｐ２とは必ずしも一致する必要は無い。
【００３７】
上記した式（５）から、式（６）で得られるＳが酸素飽和度に相当する。すなわち、光学試料の、第１の波長λ１における吸光度をＡλ１とし、第２の波長λ２における吸光度をＡλ２としたとき、以下の式（６）で表されるＳが０以上１００以下である。ここで、Ａ’＝Ａλ２／Ａλ１が成り立ち、ε１，ｄｅｏｘｙは第１の波長λ１の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｄｅｏｘｙは第２の波長λ２の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε１，ｏｘｙは第１の波長λ１の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｏｘｙは第２の波長λ２の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数である。
【００３８】
【数６】
2020051768.tif 000010
【００３９】
本実施形態に係る光学試料は、第１の吸光材料と第２の吸光材料とを含む。第１の吸光材料は、光吸収スペクトルに第１のピーク波長λｐ１を有する光吸収ピークを有する材料である。また、第２の吸光材料は、光吸収スペクトルに第２のピーク波長を有する光吸収ピークを有する材料である。光路における第１の吸光材料と第２の吸光材料の濃度比を調整することにより、特定の酸素飽和度の血液における第１の波長λ１についての吸光度と第２の波長λ２についての吸光度との比を再現した光学試料を実現することができる。
【００４０】
第１の波長λ１と第１のピーク波長λｐ１とはある程度近ければよく、必ずしも一致する必要は無い。また、第２の波長λ２と第２のピーク波長λｐ２とも、ある程度近ければよく、必ずしも一致する必要は無い。たとえば、第１の波長λ１と、第１のピーク波長λｐ１との差Δλ１は５０ｎｍ以下であり、第２の波長λ２と、第２のピーク波長λｐ２との差Δλ２は５０ｎｍ以下である。第１の波長λ１に近い第１のピーク波長λｐ１を有する第１の吸光材料および第２の波長λ２に近い第２のピーク波長λｐ２を有する第２の吸光材料を用いることにより、第１の波長λ１についての吸光度と第２の波長λ２についての吸光度をそれぞれ精度良く調整できる。ここで、第１の波長λ１および第２の波長λ２以外の波長に対する吸光度は血液の吸光度と関連している必要は無く、光学試料全体の色も特に限定されない。
【００４１】
たとえば医療機器の校正装置としてバイタルサインシミュレーターがあるが、この校正装置では測定装置のプローブ等を校正装置の検出部に接触させる必要がある。また、校正装置の規模が大きく、操作も複雑である。一方、本実施形態に係る光学試料１０によれば、非接触で測定を行う測定装置に対しても、適用可能である。また、線状や面状など、様々な形態の光学試料１０を実現することができる。
【００４２】
なお、本実施形態に係る光学試料の光吸収スペクトルは、第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２の他にさらにピークを有しても良い。その場合でも、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下のピーク波長のいずれかを第１のピーク波長λｐ１とみなし、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下のピーク波長のいずれかを第２のピーク波長λｐ２とみなすことができる。
【００４３】
また、本実施形態に係る光学試料は、さらに第１の吸光材料および第２の吸光材料とは異なる吸収ピークを有する吸光材料をさらに含み、三波長以上で吸光度の関係が調整されていても良い。
【００４４】
以上、本実施形態によれば、光学試料の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２とを有する。そして第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。したがって本実施形態に係る光学試料は等吸収点の前後の波長の光を用いた測定に対して好適に用いられる。
【００４５】
（実施例１）
実施例１に係る光学試料は、実施形態に係る光学試料と同様の構成を有する。
【００４６】
本実施例に係る光学試料においては、光路における第１の吸光材料の濃度と第２の吸光材料の濃度とが調整されている。そうすることで、特定の酸素飽和度を有する血液の、第１の波長における吸光度と第２の波長における吸光度との比が、光学試料において再現される。
【００４７】
本実施例に係る光学試料は母材をさらに含む。そして、第１の吸光材料と第２の吸光材料との少なくとも一方が母材に分散されている。たとえば光学試料では、母材に第１の吸光材料と第２の吸光材料とが濃度を調整して合わせて分散されていてもよい。また、光学試料は、母材に第１の吸光材料が分散された第１部分と、母材に第２の吸光材料が分散された第２部分とを別々に含んでも良い。光学試料が第１部分と第２部分とを別々に含む場合、第１部分と第２部分との両方を通過する光路全体における、吸光度が調整されていればよい。
【００４８】
第１の吸光材料は特に限定されないが、たとえば顔料、染料、着色料、またはナノ粒子である。第１の吸光材料は中でもナノ粒子であることが好ましい。また、第２の吸光材料は特に限定されないが、たとえばナノ粒子である。
【００４９】
ナノ粒子を用いることで、ナノ粒子の形状や大きさに依存して吸収波長やピークのＱ値を精度良く制御することができる。また、安定性に優れ、光学試料の管理が容易となる。たとえば、光学試料は、光学的な品質を常温で少なくとも２年は維持することが可能である。なお、ナノ粒子とは、たとえば局在化表面プラズモン共鳴による光吸収を発現する粒子である。ナノ粒子は銀、金、銅、白金等の金属ナノ粒子である。ナノ粒子の形状は特に限定されないが、たとえばロッド状、三角形等の多角形プレート状、球状である。また、ナノ粒子の大きさは特に限定されないが、たとえばナノ粒子の投影の円相当径の平均が２００ｎｍ以下である。
【００５０】
ここで、第２のピーク波長の光は赤外光である。さらに、第１のピーク波長の光も赤外光であってもよい。すなわち、第１のピーク波長の光は７５０ｎｍ以上であってもよい。したがって、光学試料においては赤外光の吸光度を調整する必要がある。しかし、顔料、染料、着色料等は主に可視光を対象とするため、これらを用いても赤外光の吸光度を制御することは難しい。一方、ナノ粒子を用いることで、赤外域の光の吸収を高精度に制御することができる。
【００５１】
また、第１の吸光材料と第２の吸光材料がいずれもナノ粒子である場合、互いに親和性が良く、混合が容易である。
【００５２】
母材はたとえば高分子材料を含む。高分子材料はたとえば樹脂、樹脂のオリゴマー、およびモノマーのいずれかである。樹脂はたとえば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の少なくともいずれかである。高分子材料は特にアクリレートを含むことが好ましい。アクリレートとしては、たとえば単官能アクリレート、２官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、２官能メタクリレート、多官能メタクリレート等が挙げられる。多官能アクリレートとしてはたとえばペンタエリスリトールトリアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレートが挙げられる。
【００５３】
母材は５９０ｎｍ以上１１５０ｎｍ以下の波長範囲に光吸収ピークを有さないことが好ましい。
【００５４】
母材のグリューナイゼン係数に特に制限はなく、どのような値を採ることもできる。たとえば、母材のグリューナイゼン係数は０．１未満または２．０超過であってもよい。
【００５５】
光学試料はさらに、たとえば分散剤、重合開始剤、および散乱体のうち一以上を含んでも良い。分散剤としてはたとえばプロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。重合開始剤としてはたとえばイルガキュアが挙げられる。散乱体としてはたとえば粒径が５μｍ以上２０μｍ以下の樹脂ビーズが挙げられる。
【００５６】
本実施例に係る光学試料の第１の例において、波長８２０ｎｍにおける吸光度は波長６６０ｎｍにおける吸光度の０．３７９倍以上２．８６５倍以下である。この場合、酸素飽和度４０％以上１００％以下の血液が模擬される。
【００５７】
以上、本実施例によれば、実施形態と同様、光学試料の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２とを有する。そして第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。したがって本実施例に係る光学試料は等吸収点の前後の波長の光を用いた測定に対して好適に用いられる。
【００５８】
（実施例２）
図４は、実施例２に係る光学部材２０およびその使用方法を例示する図である。また、図５（ａ）は、実施例２に係る光学部材２０の構造の第１の例を示す断面図であり、図５（ｂ）は、実施例２に係る光学部材２０の構造の第２の例を示す断面図である。本実施例に係る光学部材２０は、光学試料１０を少なくとも一部に有する。光学試料１０は、実施形態および実施例１の少なくともいずれかに係る光学試料と同じである。以下に詳しく説明する。
【００５９】
図４、図５（ａ）および図５（ｂ）の例において、光学部材２０は基材２３０をさらに含む。基材２３０は、たとえばプレパラート等、透明な板状部材である。また、基材２３０はたとえばガラスまたは樹脂である。基材２３０は少なくとも５９０ｎｍ以上１１５０ｎｍ以下の波長範囲に光吸収ピークを有さないことが好ましい。光学試料１０はたとえば基材２３０の表面の少なくとも一部に積層されていても良いし、少なくとも一部が基材２３０の内部に埋め込まれていても良い。光学部材２０において光学試料１０は第１の吸光材料および第２の吸光材料の少なくとも一方を含む部分である。光学部材２０において光学試料１０が設けられた部分が測定装置４０による測定の受光領域２２０となる。
【００６０】
図５（ａ）の例において、光学部材２０には基材２３０に対し、光学試料１０として、母材に第１の吸光材料および第２の吸光材料が分散された層が設けられている。光学試料１０においては、血液の吸光度比を模擬するよう、第１の吸光材料と第２の吸光材料の濃度が調整されている。
【００６１】
図５（ｂ）の例において、光学部材２０には基材２３０に対し、光学試料１０として、母材に第１の吸光材料が分散された第１部分１００ａと、母材に第２の吸光材料が分散された第２部分１００ｂとが積層されている。この場合、第１部分１００ａと第２部分１００ｂとを合わせた光学試料１０の全体として、血液を模擬するよう、第１の波長における吸光度と第２の波長における吸光度との比が調整されていればよい。このとき、第１部分１００ａと第２部分１００ｂとの厚さは同じでも良いし、互いに異なっていても良い。
【００６２】
たとえば、第１の吸光材料、第２の吸光材料、母材、および母材を硬化させるための光重合開始剤を含む溶液を基材２３０に塗布し、塗布膜を光硬化させて光学試料１０を形成することにより、光学部材２０が得られる。
【００６３】
図４では、散乱体４５０上に並べられた光学部材２０に対し測定装置４０で順に測定が行われる例を示している。本図では、複数の光学部材２０を散乱体４５０上に並べて測定を行う例を示しているが、一つの光学部材２０のみが測定されても良い。また、測定装置４０の構成は以下に説明する例に限定されない。たとえば本図の例では光９０が光学試料１０を二度通過して測定が行われるが、光９０は光学試料１０を一度のみ通過して測定が行われても良い。
【００６４】
測定装置４０はたとえばＮＩＲＳ等、血液等の酸素動態を測定する装置である。測定装置４０は、光源４１０、検出部４２０、および測定制御部４３０を備える。光源４１０から出力された光９０は散乱体４５０で反射される前後で光学部材２０の光学試料１０を透過する。そして、光９０は検出部４２０で検出される。測定制御部４３０は光源４１０と検出部４２０とを制御し、光学部材２０に対する光照射を行うと共に、検出部４２０での検出結果に基づき酸素飽和度を算出する。ここで、光学試料１０で模擬した血液の酸素飽和度と、測定制御部４３０で算出された酸素飽和度とを比較する事で、測定装置４０の校正や性能評価が可能である。なお、測定装置４０は、吸光度を直接用いた測定に限らず、光透過率等を用いた測定を行う装置であっても良い。吸光度は直接または間接的に測定結果に反映されればよい。
【００６５】
測定制御部４３０は、各機能構成部を実現するハードウエア（例：ハードワイヤードされた電子回路など）で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ（例：電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど）で実現されてもよい。以下、測定制御部４３０がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
【００６６】
図６は、計算機１０００の構成を例示する図である。測定制御部４３０は本図のような計算機１０００を用いて実現される。計算機１０００は任意の計算機である。例えば計算機１０００は、Personal Computer（PC）、サーバマシン、タブレット端末、又はスマートフォンなどである。計算機１０００は、測定制御部４３０を実現するために設計された専用の計算機であってもよいし、汎用の計算機であってもよい。
【００６７】
計算機１０００は、バス１０２０、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイス１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０を有する。バス１０２０は、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイス１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ１０４０などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。プロセッサ１０４０は、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又は FPGA（Field-Programmable Gate Array）などの種々のプロセッサである。メモリ１０６０は、RAM（Random Access Memory）などを用いて実現される主記憶装置である。ストレージデバイス１０８０は、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、メモリカード、又は ROM（Read Only Memory）などを用いて実現される補助記憶装置である。
【００６８】
入出力インタフェース１１００は、計算機１０００と入出力デバイスとを接続するためのインタフェースである。例えば入出力インタフェース１１００には、キーボードなどの入力装置や、ディスプレイ装置などの出力装置が接続される。また、測定制御部４３０を実現する計算機１０００の入出力インタフェース１１００には、光源４１０および検出部４２０が接続される。
【００６９】
ネットワークインタフェース１１２０は、計算機１０００をネットワークに接続するためのインタフェースである。この通信網は、例えば LAN（Local Area Network）や WAN（Wide Area Network）である。ネットワークインタフェース１１２０がネットワークに接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。
【００７０】
ストレージデバイス１０８０は、測定制御部４３０を実現するプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ１０４０は、このプログラムモジュールをメモリ１０６０に読み出して実行することで、プログラムモジュールに対応する機能を実現する。
【００７１】
図７は、実施例２に係る光学部材２０の他の例を示す図である。本図の例において、光学部材２０は生体の少なくとも一部を模した模型２１０を含む。たとえば、上記した溶液をマネキン等の模型２１０の表面に塗布し、硬化させることで、重症虚血肢により生体組織の酸素飽和度が著しく下がった状態の患者の生体の少なくとも一部を模した、曲面を有する光学部材２０を得ることができる。このような光学部材２０は、ファントムとして非接触または接触型の、光を用いた医療診断装置の性能測定や、訓練に用いることができる。
【００７２】
本図の例において、模型２１０は、人の足先を模したマネキンである。模型２１０は、台２１１に固定されている。光学試料１０としては、糖尿病等を患うことで虚血状態となり組織が壊死しかけた場合の、低酸素飽和度の血液に相当する光学試料１０が塗布されている。実際の症例に応じて虚血状態の部位の形状や大きさを模した光学部材２０を作成し、これを医療機器である測定装置４０で測定することで、測定装置４０の解像度や分解能の医学的な性能を測ることが可能となる。
【００７３】
なお、光学部材２０において、光学試料１０は外部に露出していても良いし、光学試料１０は模型２１０に内包されていても良いし、または光学試料１０はたとえば透明な層や皮膚を模擬した層で覆われていても良い。
【００７４】
また、本実施例に係る光学部材２０は、上記に限らず、たとえば光学セルと、光学セルに導入された液状の光学試料１０とを含んで構成されても良い。
【００７５】
以上、本実施例によれば、実施形態と同様、光学試料１０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２とを有する。そして第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。したがって本実施例に係る光学部材２０は等吸収点の前後の波長の光を用いた測定に対して好適に用いられる。
【００７６】
（実施例３）
図８は、実施例３に係る光学部材セット３０を例示する斜視図である。本実施例に係る光学部材２０は、以下に説明する点を除いて実施例２に係る光学部材２０と同じである。本実施例に係る光学部材セット３０は、透光性の受光領域２２０を有する光学部材２０を複数含む。複数の光学部材２０のそれぞれにおいて、受光領域２２０の光吸収スペクトルは、第１の光吸収ピークおよび第２の光吸収ピークの少なくとも一方を有する。また、第１の光吸収ピークの第１のピーク波長は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピークの第２のピーク波長は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。以下に詳しく説明する。
【００７７】
光学部材セット３０を用いる測定方法では、複数の光学部材２０のうち、一以上の光学部材２０の受光領域２２０に光を通過させる。光学部材セット３０の使用においては、光学部材セット３０に含まれる複数の光学部材２０のうちの二以上の光学部材２０を重ねることにより、特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現することができる。
【００７８】
このように実現した血液モデルにおいては、重ね合わされた二以上の光学部材２０の受光領域２２０の、第１の波長における吸光度をＡλ１とし、第２の波長における吸光度をＡλ２としたとき、上記した式（６）で表されるＳが０以上１００以下となる。
【００７９】
光学部材セット３０の構成について以下に詳しく説明する。本図は、ケース３１０に複数の光学部材２０が収められている状態を示している。複数の光学部材２０は、受光領域２２０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピークを有する第１の光学部材２０ａと、受光領域２２０の光吸収スペクトルが第２の光吸収ピークを有する第２の光学部材２０ｂとを含む。第１の光学部材２０ａの受光領域２２０の光吸収スペクトルには、第２の光吸収ピークは現れない。また、第２の光学部材２０ｂの受光領域２２０の光吸収スペクトルには、第１の光吸収ピークは現れない。ただし、光学部材セット３０は、さらに、受光領域２２０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピークと第２の光吸収ピークの両方を有する第３の光学部材２０ｃを含んでも良い。たとえば、大まかに吸光度比が調整された第３の光学部材２０ｃに対し、さらに第１の光学部材２０ａおよび第２の光学部材２０ｂを重ねて吸光度比の細かな調整を行ってもよい。こうすることで、重ね合わせる光学部材２０の数を減らすことができる。
【００８０】
複数の光学部材２０は、互いに第１の光吸収ピークの強度が異なる複数の第１の光学部材２０ａを含んでもよい。また、複数の光学部材２０は、互いに第２の光吸収ピークの強度が異なる複数の第２の光学部材２０ｂを含んでもよい。
【００８１】
光学部材セット３０は、第１の波長の光および、第２の波長の光を用いた測定に用いられる。第１の波長、第２の波長、およびこれらの波長の光を用いた測定については実施形態で説明した通りである。また、第１の波長と第１の光吸収ピークとの関係、および、第２の波長と第２の光吸収ピークとの関係についても、実施形態で説明した通りである。
【００８２】
本実施例に係る光学部材セット３０によれば、二以上の光学部材２０を組み合わせて、第１の波長の吸光度と第２の波長の吸光度との比を任意に設定することができる。実施例１等で上記した通り、溶液における第１の吸光材料の濃度と第２の吸光材料との濃度との比を調整することで第１の波長の吸光度と第２の波長の吸光度との比を調整することができる。しかし、溶液や溶質を直接混ぜ合わせて精密に濃度を調整する作業には時間と手間を要する場合がある。
【００８３】
特に、第１の吸光材料が、第２のピーク波長における吸光度に多少の影響を及ぼすこともあり、逆に、第２の吸光材料が、第１のピーク波長における吸光度に多少の影響を及ぼすこともある。したがって、濃度の調整作業は単純ではない。
【００８４】
このような作業をユーザに強いることなく、複数の酸素飽和度の血液モデルを提供するための方法の一つとしては、予め濃度を調整した光学試料１０を酸素飽和度毎に準備しておく方法が挙げられる。
【００８５】
また、光学試料１０を酸素飽和度毎に準備しなくとも、本実施例に係る光学部材セット３０を用いれば、ユーザが測定時に、光学部材２０を組み合わせることで所望の酸素飽和度に対応する血液モデルを容易に実現することができる。
【００８６】
複数の光学部材２０はそれぞれ受光領域２２０に光学試料１０を含む。光学試料１０は、第１の吸光材料と、第２の吸光材料との少なくともいずれかを含む。すなわち、第１の光学部材２０ａに含まれる光学試料１０は第１の吸光材料を含み、第２の光学部材２０ｂに含まれる光学試料１０は第２の吸光材料を含み、第３の光学部材２０ｃに含まれる光学試料１０は第１の吸光材料と第２の吸光材料の両方を含む。第１の吸光材料および第２の吸光材料については実施例１で説明した通りである。
【００８７】
たとえば、第１の吸光材料、母材、および母材を硬化させるための光重合開始剤を含む溶液を基材２３０に塗布し、塗布膜を光硬化させて光学試料１０を形成することにより、第１の光学部材２０ａが得られる。また、同様の方法で第１の吸光材料の代わりに第２の吸光材料を用いることにより、第２の光学部材２０ｂが得られる。また、同様の方法で、溶液に第１の吸光材料と第２の吸光材料との両方を含有させることにより、第３の光学部材２０ｃが得られる。
【００８８】
図９は、実施例３に係る光学部材セット３０の使用方法を例示する断面図である。また、図１０は、光学部材セット３０に添付される表を例示する図である。光学部材セット３０を使用する際、ユーザは、光学部材セット３０に含まれる複数の光学部材２０のうちのいくつかを図９に示すように重ねて測定装置４０の測定対象とする。測定装置４０からの光９０は、重ねられた全ての光学部材２０の受光領域２２０を通過する。
【００８９】
光学部材セット３０に使用においては図１０に例示するような、光学部材２０の組み合わせを示す表が準備され、ユーザに提供されても良い。このような表を参照して、所望の酸素飽和度を実現するために用いるべき光学部材２０を把握することができる。
【００９０】
具体的にはたとえば、光学部材セット３０に含まれる複数の光学部材２０のそれぞれには、その光学部材２０の吸光特性を示す記号が付されている。この記号（本図中、３ａ、２ｂ等）は、たとえば、ピーク波長を示す記号（本図中、ａ，ｂ，ｃ）と、そのピーク波長における吸光度のレベルを示す番号との組み合わせとすることができる。そして、表には酸素飽和度毎に、用いるべき光学部材２０の記号と枚数が記載されている。ユーザは表に従って光学部材２０を組み合わせればよい。
【００９１】
なお、光学部材セット３０にはさらに、一つのみで用いられる光学部材２０が含まれても良い。たとえば、望まれる頻度が高いと思われる酸素飽和度については、単独でその酸素飽和度の血液のモデルとして用いることができる光学部材２０が準備され、光学部材セット３０に含まれても良い。
【００９２】
また、光学部材セット３０にはさらに、受光領域２２０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピークとも第２の光吸収ピークとも異なる光吸収ピークを有する一以上の光学部材２０が含まれていても良い。そうすれば、光学部材セット３０をより多くの測定波長に対応させることができる。
【００９３】
以上、本実施例によれば、光学部材セット３０に含まれる光学試料１０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２との少なくとも一方を有する。そして第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。したがって本実施例に係る光学試料は等吸収点の前後の波長の光を用いた測定に対して好適に用いられる。
【００９４】
くわえて、本実施例によれば、透光性の受光領域２２０を有する光学部材２０を複数含む。したがって、二以上の光学部材２０を組み合わせることで所望の酸素飽和度の血液モデルを容易に実現することができる。
【００９５】
（実施例４）
図１１は、実施例４に係る光学装置５０の構成を例示する図である。本実施例に係る光学装置５０は、光学試料１０、透過率調整部５１０、および制御部５２０を含む。光学試料１０は、実施形態、および実施例１から実施例３の少なくともいずれかに係る光学試料１０と同じである。透過率調整部５１０は、光学試料１０への光の透過率を変化させる。制御部５２０は、透過率調整部５１０を制御する。
【００９６】
透過率調整部５１０は、たとえば液晶シャッターであり、透過率調整部５１０を通過する光の透過率を連続的に変化させることができる。本実施例に係る光学装置５０では、光学試料１０への光の透過率を透過率調整部５１０で変化させることにより、測定装置４０で測定される吸光度を擬似的に変化させ、生体の脈拍を再現することができる。ここで、透過率調整部５１０の透過率は、少なくとも５９０ｎｍ以上１１５０ｎｍ以下の波長範囲で光の波長に依存しないことが好ましい。
【００９７】
本図では、光学試料１０が実施例２で示したような光学部材２０に含まれる例を示しているが、光学装置５０において光学試料１０は、実施例３で示したような光学部材セット３０を利用するものであっても良い。すなわち、光学装置５０は、光学部材セット３０、透過率調整部５１０、および制御部５２０を備え、透過率調整部５１０が積層された二以上の光学部材２０の受光領域２２０への光の透過率を変化させてもよい。
【００９８】
光学装置５０において、透過率調整部５１０の透過率は電気的に制御可能である。制御部５２０は予め定められ、記憶されたパターンに基づいて透過率調整部５１０の透過率を変化させる。このパターンは、たとえば透過率の増減を繰り返す周期的なパターンである。パターンの周期は、たとえば１／１００分以上１／４０分以下である。透過率調整部５１０は、ユーザによる入力操作に基づき定められたパターンで制御部５２０の透過率を変化させても良い。
【００９９】
制御部５２０は、たとえば図６で示したような計算機１０００を用いて実現される。ストレージデバイス１０８０は、制御部５２０を実現するプログラムモジュールを記憶している。さらに、計算機１０００のストレージデバイス１０８０には透過率を変化させるパターンを示す情報が保持されており、透過率調整部５１０はそれを読み出して透過率調整部５１０の制御に用いてもよい。また、制御部５２０を実現する計算機１０００の入出力インタフェース１１００には、透過率調整部５１０が接続される。
【０１００】
以上、本実施例によれば、光学試料１０の光吸収スペクトルが第１の光吸収ピーク１０１と第２の光吸収ピーク１０２との少なくとも一方を有する。そして第１の光吸収ピーク１０１の第１のピーク波長λｐ１は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、第２の光吸収ピーク１０２の第２のピーク波長λｐ２は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である。したがって本実施例に係る光学試料は等吸収点の前後の波長の光を用いた測定に対して好適に用いられる。
【０１０１】
くわえて、本実施例によれば、光学装置５０が光学試料１０への光の透過率を変化させる透過率調整部５１０を備える。したがって、生体の脈拍を再現した、より現実に近い模擬が可能である。
【０１０２】
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【０１０３】
以下、参考形態の例を付記する。
１−１．光吸収スペクトルが、第１の光吸収ピークと第２の光吸収ピークとを有し、
前記第１の光吸収ピークの第１のピーク波長は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、
前記第２の光吸収ピークの第２のピーク波長は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である光学試料。
１−２．  １−１．に記載の光学試料において、
少なくとも酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンとの等吸収点以下である第１の波長の光および、前記第１の波長よりも長く、かつ前記等吸収点以上である第２の波長の光を用いた測定に用いられる光学試料。
１−３．  １−２．に記載の光学試料において、
前記第１の波長は６４０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下であり、前記第２の波長は８１０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である光学試料。
１−４．  １−２．または１−３．に記載の光学試料において、
前記第１の波長と、前記第１のピーク波長との差は５０ｎｍ以下であり、
前記第２の波長と、前記第２のピーク波長との差は５０ｎｍ以下である光学試料。
１−５．  １−２．から１−４．のいずれか一つに記載の光学試料において、
パルスオキシメータ、ＮＩＲＳ、ＮＩＲＩ、および拡散光トモグラフィ装置の少なくともいずれかを用いた測定に用いられる光学試料。
１−６．  １−２．から１−５．のいずれか一つに記載の光学試料において、
当該光学試料の、前記第１の波長における吸光度をＡλ１とし、前記第２の波長における吸光度をＡλ２としたとき、式（６）で表されるＳが０以上１００以下であり、
Ａ’＝Ａλ２／Ａλ１が成り立ち、ε１，ｄｅｏｘｙは前記第１の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｄｅｏｘｙは前記第２の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε１，ｏｘｙは前記第１の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｏｘｙは前記第２の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数である光学試料。
１−７．  １−１．から１−６．のいずれか一つに記載の光学試料において、
前記第１のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第１の吸光材料と、
前記第２のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第２の吸光材料とを含む光学試料。
１−８．  １−７．に記載の光学試料において、
前記第２の吸光材料はナノ粒子である光学試料。
１−９．  １−７．または１−８．に記載の光学試料において、
前記第１の吸光材料はナノ粒子である光学試料。
１−１０．  １−７．から１−９．のいずれか一つに記載の光学試料において、
母材をさらに含み、
前記第１の吸光材料と前記第２の吸光材料との少なくとも一方が前記母材に分散されている光学試料。
１−１１．  １−１０．に記載の光学試料において、
前記母材のグリューナイゼン係数が０．１未満または２．０超過である光学試料。
１−１２．  １−１０．または１−１１．に記載の光学試料において、
前記母材は高分子材料を含む光学試料。
１−１３．  １−１２．に記載の光学試料において、
前記母材はアクリレートを含む光学試料。
１−１４．  １−１．から１−１３．のいずれか一つに記載の光学試料を少なくとも一部に有する光学部材。
１−１５．  １−１４．に記載の光学部材において、
生体の少なくとも一部を模した模型を含む光学部材。
１−１６．  １−１．から１−１３．のいずれか一つに記載の光学試料と、
前記光学試料への光の透過率を変化させる透過率調整部と、
前記透過率調整部を制御する制御部とを含む光学装置。
２−１．  透光性の受光領域を有する光学部材を複数含み、
前記複数の光学部材のそれぞれにおいて、前記受光領域の光吸収スペクトルが、第１の光吸収ピークおよび第２の光吸収ピークの少なくとも一方を有し、
前記第１の光吸収ピークの第１のピーク波長は、５９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、
前記第２の光吸収ピークの第２のピーク波長は、８００ｎｍ超過１１５０ｎｍ以下である光学部材セット。
２−２．  ２−１．に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、前記受光領域の光吸収スペクトルが前記第１の光吸収ピークを有する第１の光学部材と、前記受光領域の光吸収スペクトルが前記第２の光吸収ピークを有する第２の光学部材とを含む光学部材セット。
２−３．  ２−２．に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、互いに前記第１の光吸収ピークの強度が異なる複数の前記第１の光学部材を含む光学部材セット。
２−４．  ２−２．または２−３．に記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材は、互いに前記第２の光吸収ピークの強度が異なる複数の前記第２の光学部材を含む光学部材セット。
２−５．  ２−１．から２−４．のいずれか一つに記載の光学部材セットにおいて、
少なくとも酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンとの等吸収点以下である第１の波長の光および、前記第１の波長よりも長く、かつ前記等吸収点以上である第２の波長の光を用いた測定に用いられる光学部材セット。
２−６．  ２−５．に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の波長は６４０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下であり、前記第２の波長は８１０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である光学部材セット。
２−７．  ２−５．または２−６．に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の波長と、前記第１のピーク波長との差は５０ｎｍ以下であり、
前記第２の波長と、前記第２のピーク波長との差は５０ｎｍ以下である光学部材セット。
２−８．  ２−５．から２−７．のいずれか一つに記載の光学部材セットにおいて、
パルスオキシメータ、ＮＩＲＳ、ＮＩＲＩ、および拡散光トモグラフィ装置のいずれかによる測定に用いられる光学部材セット。
２−９．  ２−１．から２−８．のいずれか一つに記載の光学部材セットにおいて、
前記複数の光学部材はそれぞれ前記受光領域に光学試料を含み、
前記光学試料は、前記第１のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第１の吸光材料と、前記第２のピーク波長を有する光吸収ピークを有する第２の吸光材料との少なくともいずれかを含む光学部材セット。
２−１０．  ２−９．に記載の光学部材セットにおいて、
前記第２の吸光材料はナノ粒子である光学部材セット。
２−１１．  ２−９．または２−１０．に記載の光学部材セットにおいて、
前記第１の吸光材料はナノ粒子である光学部材セット。
２−１２．  ２−９．から２−１１．のいずれか一つに記載の光学部材セットにおいて、
前記光学試料は母材をさらに含み、
前記第１の吸光材料と前記第２の吸光材料との少なくとも一方が前記母材に分散されている光学部材セット。
２−１３．  ２−１２．に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材のグリューナイゼン係数が０．１未満または２．０超過である光学部材セット。
２−１４．  ２−１２．または２−１３．に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材は高分子材料を含む光学部材セット。
２−１５．  ２−１４．に記載の光学部材セットにおいて、
前記母材はアクリレートを含む光学部材セット。
２−１６．  ２−１．から２−１５．のいずれか一つに記載の光学部材セットと、
前記受光領域への光の透過率を変化させる透過率調整部と、
前記透過率調整部を制御する制御部とを含む光学装置。
２−１７．  ２−１．から２−１５．のいずれか一つに記載の光学部材セットを用いる測定方法であって、
前記複数の光学部材のうち、一以上の前記光学部材の前記受光領域に、光を通過させる測定方法。
２−１８．  ２−１．から２−１５．のいずれか一つに記載の光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現する光学部材セットの使用方法。
２−１９．  ２−５．から２−８．のいずれか一つに記載の光学部材セットの使用方法であって、
前記光学部材セットに含まれる前記複数の光学部材のうちの二以上の前記光学部材を重ねることにより特定の酸素飽和度を有する血液のモデルを実現し、
前記モデルにおいて、重ね合わされた前記二以上の光学部材の前記受光領域の、前記第１の波長における吸光度をＡλ１とし、前記第２の波長における吸光度をＡλ２としたとき、式（６）で表されるＳが０以上１００以下であり、
Ａ’＝Ａλ２／Ａλ１が成り立ち、ε１，ｄｅｏｘｙは前記第１の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｄｅｏｘｙは前記第２の波長の光に対する脱酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε１，ｏｘｙは前記第１の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数であり、ε２，ｏｘｙは前記第２の波長の光に対する酸素化ヘモグロビンのモル吸光係数である光学部材セットの使用方法。
３−１．  波長８２０ｎｍにおける吸光度が波長６６０ｎｍにおける吸光度の０．３７９倍以上２．８６５倍以下である血液モデル。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  光学試料
２０  光学部材
３０  光学部材セット
４０  測定装置
５０  光学装置
９０  光
１００ａ  第１部分
１００ｂ  第２部分
１０１  第１の光吸収ピーク
１０２  第２の光吸収ピーク
２１０  模型
２１１  台
２２０  受光領域
２３０  基材
３１０  ケース
４１０  光源
４２０  検出部
４３０  測定制御部
４５０  散乱体
５１０  透過率調整部
５２０  制御部
１０００  計算機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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