(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を重畳して放出する照射部を設け、該照射部が放出するレーザ光を生体に照射するように構成し、上記照射部は、上記励起光で励起されてレーザ光を放出する固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質から放出されたレーザ光を通過させて、該レーザ光を２つの異なる波長のレーザが重畳されたレーザ光として放出する光学素子とを備え、該光学素子から放出される２つの異なる波長のレーザ光を生体に照射することを特徴とする血糖値検出装置。
【請求項２】
生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を重畳して放出する照射部を設け、該照射部が放出するレーザ光を生体に照射するように構成し、上記照射部は上記励起光で励起される第１の固体レーザ媒質および、これとは組成の異なる第２の固体レーザ媒質を備え、
第１の固体レーザ媒質から放出されて第２の固体レーザ媒質を通過してきたレーザ光と、上記励起光で励起されて第２の固体レーザ媒質から放出されたレーザ光を生体に照射することを特徴とする血糖値検出装置。
【請求項３】
生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を放出する照射部と、上記照射部を間に位置させて、対向して配置した反射鏡および出力鏡と、出力鏡から出力されるレーザ光を受光する受光手段と、該受光手段が受光したレーザ光の強度に基づいて血糖値を求める検出手段とを備え、
上記反射鏡と出力鏡との間に生体を位置させて、上記照射部が放出するレーザ光を生体に照射することを特徴とする血糖値検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血糖値検出装置に関し、より詳しくは採血を行なわない非浸襲式の血糖値検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、採血を行なわずに生体の血糖値を検出する非浸襲式の血糖値検出装置は既に知られている（例えば特開平１０−２５８０３６号公報）。
上記公報に開示された従来の検出装置は、波長が異なる２つの半導体レーザから放出されたレーザ光を生体の指に照射して、その指を透過してきたレーザ光を受光しその強度に基づいて血糖値を求めるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の検出装置は、次のような欠点が指摘されていたものである。すなわち、従来の検出装置においては、波長の異なる２つの半導体レーザを並列し、あるいは、１つの半導体レーザの出力波長を切換えて波長が異なる２つのレーザ光を照射するよう構成されており、照射される指の位置が異なる、もしくは、同じ位置であってもタイミングが異なるものであって、このことが検出精度に影響を及ぼすおそれがある。
しかも、半導体レーザはレーザ光を拡散して放出するため、指を透過する光量が少なく、さらに透過後に受光できる光量も少ない。そのため、同時に受光されるノイズ成分との強度差が小さく検出精度が悪いという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した第１の本発明は、生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を重畳して放出する照射部を設け、該照射部が放出するレーザ光を生体に照射するように構成し、上記照射部は、上記励起光で励起されてレーザ光を放出する固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質から放出されたレーザ光を通過させて、該レーザ光を２つの異なる波長のレーザが重畳されたレーザ光として放出する光学素子とを備え、該光学素子から放出される２つの異なる波長のレーザ光を生体に照射するようにしたものである。
また、請求項２に記載した第２の本発明は、生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を重畳して放出する照射部を設け、該照射部が放出するレーザ光を生体に照射するように構成し、上記照射部は上記励起光で励起される第１の固体レーザ媒質および、これとは組成の異なる第２の固体レーザ媒質を備え、
第１の固体レーザ媒質から放出されて第２の固体レーザ媒質を通過してきたレーザ光と、上記励起光で励起されて第２の固体レーザ媒質から放出されたレーザ光を生体に照射するようにしたものである。
さらに、請求項３に記載した第３の本発明は、生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるように構成した血糖値検出装置において、
励起光を発光させる励起光源と、該励起光で励起されて、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を放出する照射部と、上記照射部を間に位置させて、対向して配置した反射鏡および出力鏡と、出力鏡から出力されるレーザ光を受光する受光手段と、該受光手段が受光したレーザ光の強度に基づいて血糖値を求める検出手段とを備え、
上記反射鏡と出力鏡との間に生体を位置させて、上記照射部が放出するレーザ光を生体に照射するように構成したものである。
【０００５】
上記第１及び第２の発明によれば、波長が異なる２つのレーザ光を重畳して生体へ透過させるので、上記従来のものと比較して血糖値の検出精度が向上される。
また、上記第３の発明によれば、反射鏡と出力鏡で共振させて増幅されたレーザ光を受光手段で受光し、それをもとに検出手段が血糖値を検出するので、上記従来の装置と比較して高精度な血糖値の検出が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において１が生体の血糖値を検出する血糖値検出装置である。この血糖値検出装置１は、レーザ光Ｌを放出する照射部１６およびこの照射部１６から放出されたレーザ光Ｌを受光する受光部１７を有する検出機構３と、この検出機構３の作動を制御するとともに該検出機構３の受光部１７によって検出したレーザ光Ｌの強度をもとに血糖値を検出する制御装置４とから構成している。
上記検出機構３は、図示しない固定フレームに取付けた上下一対の保持部材５，６を備えており、これらの保持部材５，６は、所定の間隔を隔てて水平に支持されている。上方側の保持部材５に照射部１６を設ける一方、下方側の保持部材６に受光部１７を設けてあり、それら照射部１６と受光部１７とを上下位置で相互に対向させている。これら照射部１６と受光部１７との間に被検査体となる人の手の指７を位置させて、その状態でレーザ光Ｌを指７に照射して透過させるようにしている。
後に詳述するが、照射部１６は反射鏡１１を備えており、他方、受光部１７は出力鏡８を備えており、照射部１６と受光部１７とによって実質的な共振器を構成している。本実施例では、出力鏡８と反射鏡１１との間に指７を位置させて、それら出力鏡８と反射鏡１１との間でレーザ光Ｌを共振させてその過程で指７に照射し透過させるようにしている。そして、増幅されて強度が上昇したレーザ光Ｌが出力鏡８を透過して出力されたものを、受光部１７に備えた受光素子２で受光するようにしている。
【０００７】
本実施例において照射部１６は、固体レーザ媒質としてのレーザ結晶１４と、さらに、レーザ結晶１４の底面に接合した光学素子としての複屈折フィルタ１５とから構成している。さらに、励起光源としての半導体レーザ素子１３を備え、この半導体レーザ素子１３の底面に反射鏡１１をコーティングにより設け、この反射鏡１１とレーザ結晶１４の上面を接合して、これらを照射部１６と一体に構成している。
半導体レーザ素子１３は制御装置４によって作動を制御されるようになっており、半導体レーザ素子１３が作動されると、パルス発振で波長が０．９４μｍの励起光を下方に向けて発光するようになっている。
反射鏡１１は、半導体レーザ素子１３から放出される励起光の波長域は透過させるが、照射部１６から放出される波長域のレーザ光Ｌは反射するようになっており、半導体レーザ素子１３から放出された励起光は反射鏡１１を透過してレーザ結晶１４に照射されて該レーザ結晶１４を励起させる。
レーザ結晶１４は、ＹＡＧ結晶を母体結晶としてＹｂイオンを添加したＹｂ：ＹＡＧ結晶からなり、半導体レーザ素子１３が発光する励起光で励起されて、波長が１．０５〜１．０３μｍの範囲に及ぶレーザ光を放出する。
複屈折フィルタ１５は、方解石により構成され、レーザ結晶１４から放出されるレーザ光を通過させると、それを２つの異なる波長のレーザ光が重畳されたレーザ光Ｌとして放出して、下方に向けて照射するようになっている。より詳細には、レーザ結晶１４が放出したレーザ光は、グルコースに吸収されやすい波長である１．０５μｍをピークとするレーザ光と、グルコースに吸収されにくい波長である１．０３μｍをピークとするレーザ光とが重畳されたレーザ光Ｌとして、複屈折フィルタ１５から放出されるようになっている。
なお、上述したように半導体レーザ素子とレーザ結晶を接合して一体化して構成したものをマイクロチップレーザという。
【０００８】
一方、受光部１７は、受光面を照射部１６に向けた受光手段としての受光素子２と、その上面にコーティングして設けた出力鏡８とから構成している。
出力鏡８は、レーザ光Ｌの異なる２つの波長の波長域が透過可能で、所定強度以上のレーザ光Ｌを所定の透過率で透過させることができ、透過しないレーザ光Ｌは反射させるようになっている。
受光素子２は一つの素子から構成され、制御装置４によって供給電流を制御したりあるいは素子の温度を制御することにより、レーザ光Ｌに重畳されている異なる２つの波長に対応して受光波長を切換えるようになっている。そして、指７を透過して出力鏡８から出力されたレーザ光Ｌを受光して、各々の強度を電圧に変換し制御装置４の検出部４Ａに入力するようになっている。
このように本発明によれば、反射鏡１１と出力鏡８とにより実質的に共振器が構成され、その間に指７を位置させてレーザ光Ｌを照射するようになっている。共振器内のレーザ光は共振器内における損失より強度が高まると出力鏡から一気に放出されるものであり、出力鏡が透過させる強度はこれより小さく設定されている。本発明においては、指７の血中グルコースによる吸収が損失に相当する。よって、血糖値が高い場合には、共振器内の損失が大きくなり、出力されるレーザ光Ｌの強度は低くなる。他方血糖値が低い場合には、損失が小さく出力されるレーザ光Ｌの強度は高くなるものであって、血糖値（血中グルコース濃度）の違いに応じてレーザ光Ｌの損失が異なるので、出力されるレーザ光Ｌの強度に基づいて血糖値を求めることができる。
また、レーザ光Ｌは共振により増幅されているので、受光素子２で受光されるレーザ光Ｌの強度は、単発で放出されたものを受光素子２によって受光する場合に比較して強くなっている。これにより、受光素子２で受光されるノイズ成分と、本来のレーザ光Ｌとの強度差が顕著なものとなるため、検出精度が高くなる。
【０００９】
制御装置４は、検出部４Ａと表示部４Ｂを備えている。検出部４Ａは、受光素子２で受光されたレーザ光Ｌの２つの異なる波長毎の強度に基づいて血糖値を求め、表示部４Ｂは、その結果を表示するようになっている。
本実施例では、検出部４Ａは、受光した２つの異なる波長の強度の値からそれらの比を演算し、予め記憶しているこれら波長の強度比とグルコース濃度の相関データを参照して、これに基づいて血糖値を求めるようにしている。
なお、検出部４Ａにおける血糖値の求め方については、生体に波長の異なるレーザ光を照射して、その生体を透過してきたレーザ光の強度に基づいて生体の血糖値を求めるようにしたものであれば、特開平１０−２５８０３６号公報、特開平５−１７６９１７号公報等で開示されるような公知の検出方法を採用することができる。
【００１０】
以上の構成において、血糖値検査装置１によって被検査体となる人の血糖値を検出する際には、先ず、手の指７を照射部１６と受光部１７との間に位置させる。この時、本実施例では爪７ａが上方に位置するようにして両保持部材５、６の間に指７を挿入し、爪７ａを照射部１６の直下位置に位置させているが、爪７ａが下方あるいは側方に位置するように挿入しても良い。
この状態となったら、制御装置４によって半導体レーザ素子１３を作動させると、該半導体レーザ素子１３によって励起光がパルス発振で発光されて、その励起光は反射鏡１１を透過して下方側のレーザ結晶１４に照射される。これにより、レーザ結晶１４からレーザ光が誘導放出されて、そのレーザ光は複屈折フィルタ１５に照射される。すると、複屈折フィルタ１５は入射されたレーザ光を、異なる２つの波長が重畳されたレーザ光Ｌとして下方へ放出する。
そして、このレーザ光Ｌは指７を透過して、下方側の出力鏡８に入射し、その出力鏡８によって上方側へ向けて反射されてからさらに指７を透過して複屈折フィルタ１５、レーザ結晶１４を透過して反射鏡１１に入射する。これら上下位置の反射鏡１１と出力鏡８との間でレーザ光Ｌが共振されて所定強度以上に増幅されると、一気に出力鏡８を透過して受光部１７の受光素子２によって受光される。
受光素子２によって受光されたレーザ光Ｌの強度が制御装置４の検出部４Ａに入力されると、検出部４Ａはその強度に基づいて血糖値を検出して、その検出した血糖値を表示部４Ｂに表示する。
【００１１】
図２は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例においては、照射部１６を構成するレーザ結晶１４に、ＹＡＧ結晶を母体結晶としてＮｄイオンを添加したＮｄ：ＹＡＧ結晶を用い、光学素子としてＬｉＮｂＯ３結晶から構成される非線形光学素子１５Ａを用いている。そして、半導体レーザ素子１３は、制御装置４に制御されて波長が０．８０８μｍの励起光を発光するようになっていて、この励起光で励起されてＮｄ：ＹＡＧ結晶からなるレーザ結晶１４からは波長が１．０６μｍのレーザ光が放出される。
このレーザ光を非線形光学素子１５Ａに通過させると、グルコースに吸収されやすい波長の１．２μｍのレーザ光とグルコースに吸収されにくい波長の０．９μｍのレーザ光が重畳されてレーザ光Ｌとして放出され、このレーザ光Ｌを生体に照射するようになっている。
その他の構成は、前記、第１実施例と変わるところがなく詳細な説明は省略するが、このような第２実施例においても第１実施例と同様の作用、効果を得ることができる。
【００１２】
図３は本発明の第３実施例を示したものである。この第３実施例においては、前記、第１実施例、第２実施例とは異なり、照射部１６を第１の固体レーザ媒質であるレーザ結晶１４Ａと、これとは組成の異なる第２の固体レーザ媒質であるレーザ結晶１４Ｂとから構成している。これらレーザ結晶１４Ａ，１４Ｂは上下に接合されて一体化されて照射部１６を構成しており、上方に位置するレーザ結晶１４Ａの上面を、半導体レーザ素子１３の底面にコーティングされた反射鏡１１に接合して、保持部材５に設けられている。
レーザ結晶１４Ａは、ＹＬＦ結晶を母体結晶としてＮｄイオンを添加したＮｄ：ＹＬＦ結晶からなり、レーザ結晶１４Ｂは、ＹＶＯ４結晶を母体結晶としてＮｄイオンを添加したＮｄ：ＹＶＯ４結晶としている。そして、半導体レーザ素子１３は，制御装置４に制御されて波長が０．８０８μｍの励起光を発光するようになっていて、この励起光で励起されてＮｄ：ＹＬＦ結晶からなるレーザ結晶１４Ａからは、グルコースに吸収されにくい波長の１．０４μｍのレーザ光が放出される。他方、Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶からなるレーザ結晶１４Ｂは、レーザ結晶１４Ａを通過してくる半導体レーザ素子１３が発光した波長が０．８０８μｍの励起光で励起されて、グルコースに吸収されやすい波長の１．０６４μｍのレーザ光を放出する。
レーザ結晶１４Ａが放出したレーザ光のうち下方に放出されたものは、レーザ結晶１４Ｂを通過するので、レーザ結晶１４Ｂからは波長が１．０４μｍのレーザ光と、レーザ結晶１４Ｂ自体が励起されて放出した波長が１．０６４μｍのレーザ光が重畳されてレーザ光Ｌとして放出され、このレーザ光Ｌを生体に照射するようになっている。
その他の構成は、前記、第１実施例、第２実施例と変わるところがなく詳細な説明は省略するが、このような第３実施例においても第１実施例、第２実施例と同様の作用、効果を得ることができる。
なお、上述した第３実施例におけるレーザ結晶１４Ａ，１４Ｂの各組成は、上記説明とは逆に、レーザ結晶１４ＡをＮｄ：ＹＶＯ４結晶とし、レーザ結晶１４ＢをＮｄ：ＹＬＦ結晶として構成しても良いものである。
また、上記で説明した第１の本発明に係る各実施例では、照射部１６は２つの異なる波長のレーザ光を重畳して放出するものとして説明したが、３つ以上の波長が必要である場合には、照射部１６に組成の異なる固体レーザ媒質を追加するなどして、放出する波長を増やすことも可能である。また、第２の本発明に係る各実施例については、さらに、組成の異なる固体レーザ媒質を並列させて照射部１６を構成し、２つもしくはそれ以上の異なる波長のレーザ光を同時に照射するようにすることも可能である。
また、上記各実施例において、指７に代えて耳朶など生体の他の部位を保持部材５，６の間に位置させるよう構成しても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、第１及び第２の本発明によれば、少なくとも２つの異なる波長のレーザ光を重畳して生体に照射するので、従来のものと比較して血糖値の検出精度が向上されるという効果が得られる。また、第３の本発明によれば、反射鏡と出力鏡の間に生体を位置させて、反射鏡と出力鏡で共振されて増幅されたレーザ光を受光するようになっているので、従来の装置と比較して高精度な血糖値の検出が可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１…血糖値検出装置                  ２…受光素子（受光手段）
４Ａ…検出部（検出手段）            ７…指（生体）
８…出力鏡                          １１…反射鏡
１３…半導体レーザ素子（励起光源）  １６…照射部
１４…レーザ結晶（固体レーザ媒質）
１５…複屈折フィルタ（受光素子）
【図１】
0003601782.tif 000002
【図２】
0003601782.tif 000003
【図３】
0003601782.tif 000004