(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、前記第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射部と、
前記照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、前記照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、前記生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出部と、
前記光強度検出部により検出された前記第１の光強度及び前記第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出部と、
前記第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、前記第１の散乱係数の変化量に基づき、前記第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する、脂質濃度算出部と、
を有することを特徴とする血中脂質濃度計測装置。
【請求項２】
前記脂質濃度算出部は、
前記第１の脂質群の濃度の変化量と、前記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、前記第１の脂質群と前記第２の脂質群との間で、重複しない脂質の濃度の変化量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項３】
前記第１の脂質群の濃度の変化量と前記第２の脂質群の濃度の変化量とに基づいて体調を判断する体調判断部をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項４】
前記第１の波長は750nm以上であり、前記第２の波長は、前記第１の波長より短く、かつ、900nm以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項５】
前記第１の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つ、及び、VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つが含まれ、前記第２の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項６】
前記照射位置と前記光強度を検出する検出位置とが所定の照射検出間距離を隔てて設けられており、前記光強度検出部が血液内の脂質により散乱された後方散乱光による光強度を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項７】
前記照射部が連続光を発する光源であり、前記光源から光を照射するとともに、その照射位置を略中心として各々異なる距離に設置された複数の前記光強度検出部により各々の検出位置における光強度を検出し、
前記散乱係数算出部は、各々の前記光強度検出部により検出された前記各々の光強度の比、又は、前記各々の光強度の差、に基づいて生体内における光の散乱係数を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項８】
前記体調判断部は、
前記VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、アルコール、又は、脂肪の総吸収量を判断することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項９】
前記体調判断部は、
前記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断することを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項１０】
前記体調判断部は、
前記第１の脂質群の濃度の変化量と前記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、脂質バランス改善のための行動方針を判断することを特徴とする請求項３から９のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項１１】
生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射部と、
前記照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、前記照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、前記生体から放出される光強度を検出する光強度検出部と、
前記光強度検出部により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出部と、
前記散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度のみの変化量を算出する、脂質濃度算出部と、
を有することを特徴とする血中脂質濃度計測装置。
【請求項１２】
前記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量に基づいて体調を判断する体調判断部をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項１３】
前記体調判断部は、
前記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断することを特徴とする請求項１２に記載の血中脂質濃度計測装置。
【請求項１４】
生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、前記第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射工程と、
前記照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、前記照射工程の光の照射位置から所定間隔をあけた位置、あるいは、連続的な位置で、前記生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出工程と、
前記光強度検出工程により検出された前記第１の光強度及び前記第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出工程と、
前記第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、前記第１の散乱係数の変化量に基づき、前記第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出工程と、
を有することを特徴とする血中脂質濃度計測装置の作動方法。
【請求項１５】
前記脂質濃度算出工程では、
前記第１の脂質群の濃度の変化量と、前記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、前記第１の脂質群と前記第２の脂質群との間で、重複しない脂質の濃度の変化量を算出する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の血中脂質濃度計測装置の作動方法。
【請求項１６】
前記第１の波長は750nm以上であり、前記第２の波長は、前記第１の波長より短く、かつ、900nm以下であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の血中脂質濃度計測装置の作動方法。
【請求項１７】
前記第１の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つ、及び、VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つが含まれ、前記第２の脂質群にはCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載の血中脂質濃度計測装置の作動方法。
【請求項１８】
生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射工程と、
前記照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、前記照射工程の光の照射位置から所定間隔をあけた位置、あるいは、連続的な位置で、前記生体から放出される光強度を検出する光強度検出工程と、
前記光強度検出工程により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出工程と、
前記散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する、脂質濃度算出工程と、
を有することを特徴とする血中脂質濃度計測装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液中の脂質濃度を計測する装置及びその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国民の医療費の抑制は大きな課題である。医療費の３分の１は生活習慣病に起因する疾患の治療費で占められる。国民の医療費を抑制するために、健康寿命の向上、QOLの向上が求められている。そのため、特定健診が施行されるとともに、未病に対する考え方が普及してきた。
【０００３】
特に、特定健診のスクリーニング対象であるメタボリックシンドローム（代謝症候群）は、内臓脂肪肥満の蓄積を原因とする代謝異常から生ずる糖尿病、脂質異常症、高血圧を発症することが知られている。代謝症候群の早期発見が、重症化予防やQOLの向上、国民医療費の抑制に繋がると期待されている。
【０００４】
このように、代謝異常が生活習慣病の早期発見に重要であるにも係らず、特定健診では腹囲径計測からインスリン抵抗性のリスクを予測するしか方法が無かった。これは、従来の採血を用いた検査法では、生体の代謝を即時的に計測することは困難であり、加えて、血中成分は採血を行わないと計測することが困難であったからである。
【０００５】
血液中の脂質は、その疎水性の高さから、両親媒性のリン脂質に覆われたミセルを形成し、粒子状で存在する。その表面にリポ蛋白が結合していることから、リポ蛋白と呼ばれる。
【０００６】
リポ蛋白は、その比重から大きく4種類に分類される。リポ蛋白は、比重の軽い順にカイロミクロン（CM）、VLDL、LDL、及び、HDLに分類される。また、リポ蛋白は、粒子径の大きい順に、CM、VLDL、LDL、及び、HDLに分類される。
【０００７】
リポ蛋白は、コレステロールや中性脂肪（TG）の集合体である。血液検査では、各リポ蛋白の構成成分の最小単位となる中性脂肪やコレステロールを計測している。
【０００８】
例えば、悪玉コレステロールと呼ばれるLDLコレステロールは、LDL粒子に含まれるコレステロール濃度であり、LDL粒子中のTGを計測すれば、LDL-TGとなる。中でもLDLコレステロールやHDLコレステロールは、それぞれ動脈硬化に関連する指標であることが知られている。
【０００９】
近年、代謝計測の重要性として挙げられる症状が、食後高脂血症である。食後高脂血症は、動脈硬化のリスクファクターとして注目されている。非空腹時の中性脂肪濃度が高くなると、冠動脈疾患のイベント発症リスクが高くなることが報告されている。
【００１０】
しかしながら、食後高脂血症の診断は、食後6〜8時間の血中の脂質濃度変化を観測する必要がある。つまり、食後の高脂血状態を計測するためには、被験者を6〜8時間拘束し、複数回の採血が必要である。そのため、食後高脂血症の診断は臨床研究の域を出ず、食後高脂血症の診断を臨床現場で実施することは、現実的ではなかった。
【００１１】
このような課題を解決する手法が、特許文献１に開示されている。特許文献１の手法によれば、採血を無くすことにより医療機関のみならず家庭でも血中脂質を計測できるようになる。即時的なデータ取得を可能とすることで、時間的に連続した血中脂質を計測することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第2014/087825号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の手法では、リポ蛋白全体として脂質濃度を測定するため、CM、VLDL、LDL、及び、HDLの個々の濃度を測定することはできない。これは、生体内において４種類のリポタンパクがそれぞれの役割を担っているにも関わらず４種類を総合的に計測することにより、体調判断を行う上で正確な情報が得られ難いということを指す。つまり、計測対象物の特異性が不明瞭であることにより、疾患や体調を評価する際の判断ミスを招く恐れや、データ解釈が不明瞭であるなどの課題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされた発明であって、非侵襲脂質計測により、各リポ蛋白の分離計測あるいは各リポ蛋白中の脂質の濃度を測定する装置及びその方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の血中脂質濃度計測装置は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射部と、照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出部と、光強度検出部により検出された第１の光強度及び第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出部と、第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、第１の散乱係数の変化量に基づき、第２の脂質群に含まれる脂質以下の粒子径の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出部と、を有する。
【００１６】
また、本発明の血中脂質濃度計測装置は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射部と、照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、生体から放出される光強度を検出する光強度検出部と、光強度検出部により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出部と、散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度のみの変化量を算出する、脂質濃度算出部と、を有する。
【００１７】
また、本発明の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射工程と、照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、照射工程による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出工程と、光強度検出工程により検出された第１の光強度及び第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出工程と、第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、第１の散乱係数の変化量に基づき、第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出工程と、を有する。
【００１８】
また、本発明の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射工程と、照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、照射工程の光の照射位置から所定間隔をあけた位置、あるいは、連続的な位置で、生体から放出される光強度を検出する光強度検出工程と、光強度検出工程により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出工程と、散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する、脂質濃度算出工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の血中脂質濃度計測装置及びその作動方法によれば、複数の波長を用いた非侵襲脂質計測により、リポ蛋白に含まれる脂質の個々の濃度を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の血中脂質濃度計測装置の構成を示す図である。
【図２】血中脂質による光の散乱を示す図である。
【図３】脂質の散乱係数μs’の変化量と脂質濃度との相関を示す図である。
【図４】本実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法のフローチャートである。
【図５】標準ラテックスを任意の割合で混合した試料を分光光度計で測定した結果を示す図である。
【図６】ラテックス混合試料のラテックス粒子の平均粒子径に対する吸光度を測定した結果を示す図である。
【図７】平均粒子径が同じであるが相異なる粒子径を有するラテックス粒子の混合比が異なる場合のラテックス混合試料の吸光度を測定した結果を示す図である。
【図８】平均粒子径が同じであるが相異なる粒子径を有するラテックス粒子の混合比が異なる場合のラテックス混合試料の吸光度を測定した結果を示す図である。
【図９Ａ】脂肪負荷試験時の血液の平均粒子径変化をDLSを用いて計測した結果を示す図である。
【図９Ｂ】AFMで血清中の脂質の大型粒子を確認した図である。
【図１０】照射光を短波長として脂肪負荷試験を実施した結果を示す図である。
【図１１】照射光を長波長として脂肪負荷試験を実施した結果を示す図である。
【図１２】照射光を短波長としてアルコール負荷試験を実施した結果を示す図である。
【図１３】照射光を長波長としてアルコール負荷試験を実施した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態である血中脂質濃度計測装置及びその作動方法について、図を参照して詳細に説明をする。
【００２２】
図１は、本実施形態の血中脂質濃度計測装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、血中脂質濃度計測装置１は、生体（図中のＡ）の外から生体に向けて照射光を照射する照射部２と、生体外の所定の検出位置３１における光強度を検出する光強度検出部３と、光強度検出部３により検出された光強度に基づき生体内における光の散乱係数μs’を算出する散乱係数算出部４と、散乱係数算出部４により算出された光の散乱係数μs’に基づき生体内における脂質濃度を算出する脂質濃度算出部５と、脂質濃度に基づき体調を判断する体調管理計測器１０とを有する。
【００２３】
図１に示すように、照射部２は、生体外から生体内に向けて、所定の照射位置２１に照射光を照射するための光源２２を有する。本実施形態の光源２２は、照射光の波長を調整することができる。光源２２は、波長範囲を血漿の無機物によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。光源２２は、血液の細胞成分によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。ここで、血液の細胞成分とは、血中の赤血球、白血球及び血小板である。血漿の無機物とは、血中の水及び電解質である。
【００２４】
本実施形態の光源２２は、第１の波長の照射光と、第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する。本実施形態の血中脂質濃度計測装置１は、相異なる波長の照射光を血中に照射することにより、相異なる粒子径の脂質の濃度をそれぞれ計測するものである。
【００２５】
ここで、第１の波長は750nm以上であることが好ましく、第２の波長は第１の波長より短く、かつ、900nm以下であることが好ましい。なお、750nmから900nmを境界値とした２波長で光強度を測定する理由については実施例で説明する。
【００２６】
また、本実施形態の照射部２は、後述する散乱係数算出部４による散乱係数μs’の算出方法に応じて、光の連続的な照射や光のパルス状の照射等の光を照射する時間長さを任意に調整することができる。照射部２は、照射する光の強度または光の位相を任意に変調することができる。
【００２７】
光強度検出部３は、生体から生体外に放出される第１の波長の照射光を受光して、第１の光強度を検出する。光強度検出部３は、生体から生体外に放出される第２の波長の照射光を受光して、第２の光強度を検出する。複数の光強度検出部３を用いる場合には、光強度検出部３は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に設置される。図１に示すように、本実施形態では、照射位置２１から所定の間隔で同一面上でかつ直線状に、第１の光強度検出部３１及び第２の光強度検出部３２が順に並べられる。光強度検出部３はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の受光素子であってもよい。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態では、照射位置２１から第１の光強度検出部３１による第１の検出位置３３１までの距離を第１の照射検出間距離ρ1とし、照射位置２１から第２の光強度検出部３２による第２の検出位置３３２までの距離を第２の照射検出間距離ρ2とする。
【００２９】
図２に示すように、光を生体に照射する照射位置２１と、生体中の血液（図中のＥ）から放出される光強度を検出する検出位置３１との間に所定の距離ρを設ける。所定の距離ρを設けることにより、照射した光（図中のＡ）が生体表面及び表面近傍の散乱体により反射して直接的に生体から放出される光（図中のＢ）の影響を抑制する。照射した光が、リポ蛋白等の脂質が存在する深さに達したのち、血液中の脂質（図中のＤ）によって光が反射する。
【００３０】
脂質による光の反射による散乱を経て、生体から放出される後方散乱光（図中のＣ）による光強度を検出する。また、照射位置２１と検出位置３１との距離ρを長くすることで、光路長は長くなる。このため、脂質との衝突回数が増え、検出される光は散乱の影響を多く受ける。距離ρを長くすることにより、これまでは弱く、検出しにくかった散乱の影響が捉えやすくなる。
【００３１】
計測対象であるリポ蛋白は、アポ蛋白等に覆われた球状構造を有する。リポ蛋白は血中において固体のような状態で存在する。リポ蛋白は、光を反射する性質を有する。特に、粒子径や比重の大きいカイロミクロン（CM）やVLDL等は中性脂肪（TG）を多く含み、光をより散乱させ易い特性を有する。よって、光強度検出部３により検出される光強度には、リポ蛋白による光の散乱の影響が含まれる。
【００３２】
なお、複数の検出位置３１を設ける場合の配列は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に配置されるのであれば直線状に限定されるものではなく、円状、波状、ジグザグ状など、適宜選択することができる。また、照射位置２１から検出位置３１までの第１の照射検出間距離ρ1や第２の照射検出間距離ρ2、検出位置３３１、３３２同士の間隔は、一定の間隔に限定されるものではなく、連続的でもよい。
【００３３】
散乱係数算出部４は、光強度検出部３により検出された第１の光強度に基づき生体（血液、皮膚、筋肉等を含む。以下同じ。）内における第１の散乱係数μs1’を算出する。散乱係数算出部４は、光強度検出部３により検出された第２の光強度に基づき生体内における第２の散乱係数μs2’を算出する。
【００３４】
上述のとおり、光強度検出部３により検出された第１及び第２の光強度は、リポ蛋白による光の散乱の影響が含まれる。そのことから第１の散乱係数μs1’及び第２の散乱係数μs2’を算出する。以下、第１の散乱係数μs1’及び第２の散乱係数μs2’の区別の必要がない場合には、単に、散乱係数μs’ともいう。
【００３５】
なお、本実施形態における散乱係数μs’は、一般的な散乱過程の効率を数値化したものに限定されるものではなく、散乱現象を考慮して散乱の影響を一定の条件下で数値化したものも含む。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態における散乱係数算出部４は、光強度比算出部４２、光強度差算出部４３の２つの算出部を有する。
【００３７】
光強度比算出部４２は、複数の光強度検出部３により検出された光強度の各々の比から散乱係数μs’を算出する。光強度比算出部４２は、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μs’を算出する。
【００３８】
本実施形態では、照射部２により所定の光強度の連続光を照射し、第１の光強度検出部３１により検出された光強度Ｒ（ρ1）と、第２の光強度検出部３２により検出された光強度Ｒ（ρ2）との比から、散乱係数μs’を算出する（数式１）。
（数式１）
μs’＝R(ρ1) / R(ρ2)
【００３９】
光強度差算出部４３は、複数の光強度検出部３により検出された光強度の差から散乱係数μs’を算出する。光強度比算出部４２と同様、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μs’を算出する。
【００４０】
本実施形態における光強度差算出部４３は、第１の検出位置３３１及び第２の検出位置３３２における光強度Ｒ（ρ1）と光強度Ｒ（ρ2）との差から散乱係数μs’を算出する（数式２）。
（数式２）
μs’＝R(ρ1) - R(ρ2)
【００４１】
なお、散乱係数算出部４による散乱係数μs’の算出方法は、上記の各算出によるものに限定されない。
【００４２】
脂質濃度算出部５は、散乱係数算出部４により算出された第２の散乱係数μs2’の変化量から、少なくとも１種の脂質（例えば、CM及びCMレムナント）を含む第２の脂質群の血液中の濃度の変化量C2を算出する。なお、レムナントとは、脂質が代謝により小径化したものをいう。また、脂質濃度算出部５は、散乱係数算出部４により算出された第１の散乱係数μs1’の変化量から、第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質（例えば、CM、CMレムナント、VLDL、及び、VLDLレムナント）を少なくとも１種含む第１の脂質群の血中濃度の変化量C1を算出する。脂質濃度算出部５は、第１の脂質群の濃度の変化量C1と、第２の脂質群の濃度の変化量C2との差から、第１の脂質群と第２の脂質群との間で、重複して含まれない脂質（例えば、VLDL、及び、VLDLレムナント）の濃度の変化量（C1-C2）を算出する。
【００４３】
図３に示すように散乱係数μs’の変化量（図３の横軸のΔμs’）と脂質濃度の変化量（図３の縦軸のΔTG）とは相関があることがわかる。したがって、散乱係数μs’の変化量に基づいて脂質濃度の変化量を算出することが可能である。なお、図３では線形近似としているが、曲線近似等、他の近似手法を適宜使用してもよい。
【００４４】
本実施形態では、散乱係数μs’の変化量とリポ蛋白の血液中の濃度の変化量の関係についてあらかじめ統計データを取り、本装置により測定された散乱係数μs’の変化量と、上記統計データとを比較することにより、脂質の濃度の変化量を算出する。
【００４５】
例えば、特定の生体（Ａ氏）の血中脂質濃度を計測対象とする場合は、Ａ氏の血中脂質濃度の変化量を採血などの、他の血中脂質濃度計測方法等により計測した計測結果と、算出された散乱係数μs’の変化量とを比較して、Ａ氏個人の統計データを作成して、脂質濃度の変化量を算出できるようにすることができる。
【００４６】
若しくは、Ａ氏の血中脂質の濃度の変化量を他の血中脂質の濃度の測定方法等により測定した測定結果と、検出された光強度より得られた脂質濃度の変化量の測定結果とを比較して、その比較により得られた脂質濃度の変化量と、一般的な生体の場合の統計データにおける脂質濃度の変化量との誤差を算出し、その誤差を修正するキャリブレーションすることで、Ａ氏個人の統計データを作成してもよい。
【００４７】
また、臨床現場において、濃度と濁度とは同義で使われることがあり、本実施形態における濃度には濁度の概念も含まれる。よって、脂質濃度算出部５の算出結果として、濃度のみならず、単位量当たりの粒子数やホルマジン濁度、あるいは脂質の平均粒子系変化量とすることができる。
【００４８】
なお、統計データの形式は特に限定されるものではなく、例えば、性別、身長、体重、ＢＭＩ等で分類していてもよく、表やグラフ、関数式等を用いて算出してもよい。
【００４９】
また、第２の散乱係数μs2’の変化量から、少なくとも１種の脂質（例えば、CM及びCMレムナント）を含む第２の脂質群の血液中の濃度の変化量C2を算出でき、第１の散乱係数μs1’の変化量から、第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の粒子径の脂質（例えば、CM、CMレムナント、VLDL、及び、VLDLレムナント）を少なくとも１種含む第１の脂質群の血中濃度の変化量C1を算出できる理由については、下記実施例で説明する。
【００５０】
脂質濃度算出部５は、第１の脂質群の濃度の変化量C1と第２の脂質群の濃度の変化量C2とから、第１の脂質群と第２の脂質群との間で、重複して含まれない脂質（例えば、VLDL、及び、VLDLレムナント）の濃度の変化量（C1-C2）を算出してもよい。これにより、脂質の挙動をより正確に評価することが可能となる。
【００５１】
ここ直近ではCM,CM-R（CMレムナント、以下同じ）が動脈硬化のリスクとして、認識されるようになったが、２〜３年前は、VLDL-R（VLDLレムナント、以下同じ）も動脈硬化のリスクといわれていた。まだ、CM系とVLDL系で動脈硬化の発症機序が違うと推定されるため、投薬の薬が異なる。例えば、脂肪の吸収抑制剤はCM、CM?R上昇を抑制するが、VLDLのようにアルコールで上昇する場合は、投薬の効果は得られない。
【００５２】
さらに、CM,CM-Rは脂肪細胞や肝臓細胞に取り込まれなくなることが問題で、両者に取り込まれなくなることで、行き場を失い血管に取り込まれる。一方、VLDLはもともと肝臓から出てくるので、肝臓の中性脂肪排出能を見ることができ、CMの量の割にVLDLが少ないと、肝臓に脂肪がたまりやすくなっているとも考えられる。
【００５３】
また、VLDLはLDLの前段階であるが、TG-richなVLDLは、LDLではなく動脈硬化のリスク因子であるsd-LDLになる。VLDLが大きめ（粒子系変化が大きい）場合には、動脈硬化のリスクが高くなっていることが考え、VLDLを大きくさせないための薬の選択をする指標としても使える。
【００５４】
体調管理計測器１０は、脂質濃度算出部５により算出された第１の脂質群の濃度の変化量C1及び第２の脂質群の濃度の変化量C2及びそれらの差（C1-C2）を取得して、脂質代謝状態や体調を判断する。本実施形態の体調管理計測器１０は、図１に示すように、脂質濃度算出部５に通信回線等を介して接続される。体調管理計測器１０は、脂質濃度算出部５により算出された脂質の濃度を所定時間毎に取得する算出値取得部１０１と、算出値取得部１０１により取得された脂質濃度の時間変化に応じて脂質代謝状態や体調を判断する体調判断部１０２とを有する。
【００５５】
なお、算出値取得部１０１が脂質の濃度の変化量を取得する時間間隔は特に限定されるものではない。時間間隔は、検査対象に応じて数ミリ秒間隔から数十分間隔、あるいはそれ以上に調整してよい。
【００５６】
また、脂質の濃度の変化量の取得は、通信回線を介したものに限定されるものではなく、脂質濃度算出部５により算出された脂質の濃度の変化量を手入力してもよい。また、本実施形態では、脂質濃度算出部５と体調管理計測器１０とを別体として構成したが、一体として構成してもよい。
【００５７】
体調判断部１０２は、算出値取得部１０１により取得された第１の脂質群及び第２の脂質群の脂質の濃度の変化量の時間変化等から被験者の体調を判断する。
【００５８】
例えば、第１の脂質群にCMとVLDL（及び、それらのレムナント）が含まれ、第２の脂質群にCM（及び、そのレムナント）が含まれる場合には、それらの濃度の変化量の差から求まるVLDL（及び、そのレムナント）の濃度の変化量の時間変化から、アルコールや脂肪の総吸収量がわかるので、健康管理や食事管理に使用しやすい。
【００５９】
例えば、CMとVLDL（及び、それらのレムナント）の濃度変化は、特保食品の評価指標として、現在使用されている。清涼飲料の有効成分である難消化性デキストリンの食後の中性脂肪上昇抑制効果確認として、食後の中性脂肪変化量を計測する（例えば、Effects of Carbonated Beverage Containg Resistant Maltodextrin on Postprandial Serum Triglyceride, Yuki Shinoda., et,al. p1031-1038  Jpn Pharmacol Ther Vol.43 no.7 2015参照）。
【００６０】
また、中性脂肪の時間変化の面積（血中濃度曲線下面積、area under the curve:AUC）も評価指標として使用され、特保食品、機能性食品のエビデンス評価指標として使用される(例えば、A Study on the Effects of Powdered Black Tea Containing Polydextrose on Postprandial searum Trigriceride, Akira Takano., et,al. p1149-p1156  Jpn Pharmacol Ther Vol.43 no.8 2015参照)。これらは、食後（脂肪負荷後）の中性脂肪変化量を検査しているものであって、非侵襲脂質計測機が計測しているものと同一であるといえる。
【００６１】
CM-Rは、動脈硬化の関連性や惹起性が指摘されている（例えば、-脂質異常症治療のQ&A-、 一般社団法人日本動脈硬化学会、インターネット＜URL: http://www.j-athero.org/qanda/＞、及び、〜病態へのアプローチ〜 Vol.34  食後高脂血症とレムナントに関して（No.2）  −メタボリックシンドロームでのレムナント測定意義−、臨床と検査VOL.38、福岡市医師会臨床検査センター、インターネット＜URL:http://www.city.fukuoka.med.or.jp/kensa/ensinbunri/enshin_38_x.pdf＞参照）。
【００６２】
CMとCM-Rの濃度の変化は、動脈硬化のリスクファクターとなるため、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断することができる。CMとCM−Rは、滞留時間でチェックする。CM-Rに異常があり（あるいは肝臓）、肝臓に取り込まれなくなったときに、血管内部に取り込まれてしまい、動脈硬化の原因となる。最終的には、これらを総合的に判断し、健康状態の総合的な判断をする。
【００６３】
体調判断部１０２は、第１の脂質群の濃度の変化量と第２の脂質群の濃度の変化量との差から、脂質(CM, VLDL)バランス改善のための行動方針を判断する。行動方針とは、非医療の分野では、栄養指導や、運動指導や、サプリ選定であり、医療の分野では、薬剤選定や、治療方針や、疾患の診断となる。
【００６４】
本実施形態の血中脂質濃度計測装置１は、生体内にパルス電流を流す電流印加部を有してもよい。脂質粒子は帯電しており、リポ蛋白の種類によりゼータ電位が異なる。この性質を利用し、電流印加部により、体外から体内にパルス電流を流すことで、CMあるいはVLDLを振動させる。これにより散乱係数に変化が生じ、より正確にリポ蛋白の分布を計測することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態の血中脂質濃度計測装置１は、上記第１の波長よりさらに長波長の光を用いることで、LDL、HDLの計測に応用することも可能である。したがって、本実施形態の血中脂質濃度計測装置１は、CM、VLDLの組み合わせの測定に限定されるものではなく、粒子径の異なる他の脂質の計測にも適用できる。
【００６６】
次に、本実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法について説明する。図４は、本実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法のフローチャートである。
【００６７】
照射工程（Ｓ１０１）では、照射部２を用いて照射位置２１に対して連続光を照射する。照射部２の光源２２は、750nm以上の波長（第１の波長）の光と、第１の波長より短く、かつ、900nm以下の波長（第２の波長）の照射光を照射することが好ましい。
【００６８】
光強度検出工程（Ｓ１０２）では、第１の光強度検出部３１を用いて第１の検出位置３３１における光強度を検出するとともに、第２の光強度検出部３２を用いて第２の検出位置３３２の光強度を検出する。光強度検出工程では、生体から生体外に放出される第１の波長の照射光を受光して、第１の光強度を検出する。光強度検出工程では、生体から生体外に放出される第２の波長の照射光を受光して、第２の光強度を検出する。第１の検出位置３３１及び第２の検出位置３３２で検出された光強度は、散乱係数算出工程へと送られる。
【００６９】
なお、複数の検出位置３１を設ける場合の配列は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に配置されるのであれば直線状に限定されるものではなく、円状、波状、ジグザグ状など、適宜選択することができる。また、照射位置２１から検出位置３１までの第１の照射検出間距離ρ1や第２の照射検出間距離ρ2、検出位置３３１、３３２同士の間隔は、一定の間隔に限定されるものではなく、連続的でもよい。
【００７０】
散乱係数算出工程（Ｓ１０３）では、第１の検出位置３３１における光強度と、第２の検出位置３３２における光強度との光強度差若しくは光強度比を算出し、当該光強度差若しくは光強度比に基づいて散乱係数μs’を算出する。散乱係数算出工程では、光強度検出工程で検出された第１の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数μs1’を算出する。
【００７１】
散乱係数算出工程では、光強度検出工程で検出された第２の光強度に基づき生体内における第２の散乱係数μs2’を算出する。算出した第１の散乱係数μs1’及び第２の散乱係数μs2’は、脂質濃度算出工程へ送られる。
【００７２】
脂質濃度算出工程（Ｓ１０４）では、第２の散乱係数μs2’の変化量から、少なくとも１種の脂質（例えば、CM及びCMレムナント）を含む第２の脂質群の血液中の濃度の変化量C2を算出する。また、脂質濃度算出工程では、第１の散乱係数μs1’の変化量から、第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質（例えば、CM、CMレムナント、VLDL、及び、VLDLレムナント）を少なくとも１種含む第１の脂質群の血中濃度の変化量C1を算出する。
【００７３】
脂質濃度算出工程（Ｓ１０４）では、第１の脂質群の濃度の変化量C1と、第２の脂質群の濃度の変化量C2との差から、第１の脂質群と第２の脂質群との間で、重複して含まれない脂質（例えば、VLDL、及び、VLDLレムナント）の濃度の変化量（C1-C2）を算出する。
【００７４】
算出値取得工程（Ｓ１０５）では、算出された第１の脂質の濃度の変化量C1と第２の脂質の濃度の変化量C2及びそれらの差（C1-C2）を通信回線を介して取得し、体調判断工程に送る。
【００７５】
体調判断工程（Ｓ１０６）では、第１の脂質の濃度の変化量C1と第２の脂質の濃度の変化量C2に基づいて、体調を判断する。具体的な体調判断については上述したので省略する。また、体調判断工程では、第１の脂質群と第２の脂質群との間で、重複して含まれない脂質の濃度の変化量（C1-C2）から、脂質バランス改善のための行動方針を判断する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の血液濁度計測装置及び作動方法によれば、CM、VLDL等のリポ蛋白の個別の濃度の計測によって、動脈硬化のリスクの管理や、健康管理や食事管理を行うことが可能となる。
【００７７】
従来、光の散乱を用いた測定では、リポタンパクのCMとVLDLと少量のLDL,HDLを計測していると考えられており、散乱には、波長によるCM,VLDLなどに対する特異性は無いと考えられてきた。しかしながら、本発明者の評価によれば、750nm〜900nm以下の波長の照射光では、CM(及びCM-R)のみを計測していることがわかった。これにより、本実施形態では、皮膚、血球、組織などの複数の散乱体からCM（CM-R）のみを選択的に計測することが可能となる。そして、本実施形態では、この特異性を利用して、CM（CM-R）濃度を差し引くことで、VLDL（VLDL-R）濃度の算出も可能となる。
【００７８】
（第２実施形態）
なお、上記第１の実施形態では、２波長の照射光を用いた脂質濃度の計測について説明したが、900nm以下の波長の照射光のみでCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の計測を行ってもよい。
【００７９】
以下、本発明の第２の実施形態である血中脂質濃度計測装置及びその作動方法について説明をする。なお、本発明の第２の実施形態である血中脂質濃度計測装置及び作動方法の構成は、本発明の第１の実施形態の血中脂質濃度計測装置及び作動方法の構成とほぼ共通するため、相違する部分を主に説明する。
【００８０】
本実施形態の血中脂質濃度計測装置１は、生体の外から生体に向けて照射光を照射する照射部２と、生体外の所定の検出位置３１における光強度を検出する光強度検出部３と、光強度検出部３により検出された光強度に基づき生体内における光の散乱係数μs’を算出する散乱係数算出部４と、散乱係数算出部４により算出された光の散乱係数μs’に基づき生体内における脂質濃度を算出する脂質濃度算出部５と、脂質濃度に基づき体調を判断する体調管理計測器１０とを有する。
【００８１】
照射部２は、生体外から生体内に向けて、所定の照射位置２１に照射光を照射するための光源２２を有する。本実施形態の光源２２は、照射光の波長を調整することができる。本実施形態の光源２２は、900nm以下の波長の照射光を照射する。
【００８２】
光強度検出部３は、生体から生体外に放出される照射光を受光して、光強度を検出する。複数の光強度検出部３を用いる場合には、光強度検出部３は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に設置される。
【００８３】
複数の検出位置３１を設ける場合の配列は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に配置されるのであれば直線状に限定されるものではなく、円状、波状、ジグザグ状など、適宜選択することができる。また、照射位置２１から検出位置３１までの第１の照射検出間距離ρ1や第２の照射検出間距離ρ2、検出位置３３１、３３２同士の間隔は、一定の間隔に限定されるものではなく、連続的でもよい。
【００８４】
散乱係数算出部４は、光強度検出部３により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数μs’を算出する。
【００８５】
本実施形態における散乱係数算出部４は、光強度比算出部４２、光強度差算出部４３の２つの算出部を有する。
【００８６】
光強度比算出部４２は、複数の光強度検出部３により検出された光強度の各々の比から散乱係数μs’を算出する。光強度比算出部４２は、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μs’を算出する。
【００８７】
光強度差算出部４３は、複数の光強度検出部３により検出された光強度の差から散乱係数μs’を算出する。光強度比算出部４２と同様、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μs’を算出する。
【００８８】
脂質濃度算出部５は、散乱係数算出部４により算出された散乱係数μs’の変化量から、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する。
【００８９】
体調管理計測器１０は、脂質濃度算出部５により算出されたCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を取得して、脂質代謝状態や体調を判断する。本実施形態の体調管理計測器１０は、脂質濃度算出部５に通信回線等を介して接続される。体調管理計測器１０は、脂質濃度算出部５により算出された脂質の濃度を所定時間毎に取得する算出値取得部１０１と、算出値取得部１０１により取得された脂質濃度の時間変化に応じて脂質代謝状態や体調を判断する体調判断部１０２とを有する。
【００９０】
体調判断部１０２は、算出値取得部１０１により取得されたCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量の時間変化等から被験者の体調を判断する。
【００９１】
体調判断部１０２は、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断する。
【００９２】
次に、本実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法について説明する。
【００９３】
照射工程（Ｓ２０１）では、照射部２を用いて照射位置２１に対して連続光を照射する。照射部２の光源２２は、900nm以下の波長の照射光を照射する。
【００９４】
光強度検出工程（Ｓ２０２）では、第１の光強度検出部３１を用いて第１の検出位置３３１における光強度を検出するとともに、第２の光強度検出部３２を用いて第２の検出位置３３２の光強度を検出する。光強度検出工程では、生体から生体外に放出される900nm以下の波長の照射光を受光して、光強度を検出する。第１の検出位置３３１及び第２の検出位置３３２で検出された光強度は、散乱係数算出工程へと送られる。
【００９５】
散乱係数算出工程（Ｓ２０３）では、第１の検出位置３３１における光強度と、第２の検出位置３３２における光強度との光強度差若しくは光強度比を算出し、当該光強度差若しくは光強度比に基づいて散乱係数μs’を算出する。算出した散乱係数μs’は、脂質濃度算出工程へ送られる。
【００９６】
脂質濃度算出工程（Ｓ２０４）では、散乱係数μs’の変化量から、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する。
【００９７】
算出値取得工程（Ｓ２０５）では、算出されたCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を通信回線を介して取得し、体調判断工程に送る。
【００９８】
体調判断工程（Ｓ２０６）では、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量に基づいて、体調を判断する。具体的な体調判断については上述したので省略する。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態では、900nm以下の波長の照射光を使用することにより、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出することが可能となる。これにより、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量に基づいて体調の判断をすることができる。また、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断することができる。
【実施例】
【０１００】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されない。
【０１０１】
図５は、標準ラテックスを任意の割合で混合した試料を分光光度計で測定した結果を示す図である。計測対象がラテックス粒子であるため、グラフの縦軸の表記は吸光度であるが、これは見かけ上の吸光度であり、実際は濁度（散乱強度ともいう。）を計測している。ここで用いたラテックスの粒子径は、25, 50, 100, 200, 500nmである。
【０１０２】
図５に示すように、これらの任意の粒子径のラテックス粒子を混合した試料（以下、ラテックス混合試料とする）のスペクトルを比較すると、照射光の短波長側（800nm以下）と長波長側（1900nm以上）で散乱強度が収束する傾向がある。図５に示すように、照射光の波長800nm〜1900nmは、様々なラテックス混合比の散乱強度が重ならない波長域となる。したがって、照射光の波長900〜1800nmの分解能が高いことがわかる。
【０１０３】
照射光の波長900〜1800nmの分解能が高いことが判明したため、次に、脂質の平均粒子径計測に好適な波長の検討を行った。図６は、照射光の波長800nm、1000nm、及び2400nmの3波長における、ラテックス混合試料のラテックス粒子の平均粒子径に対する吸光度（散乱強度）を測定した結果を示す図である。図６に示すように、ラテックス粒子の平均粒子径が300nmまでは各波長域ともにほぼ直線性が得られる。図６に示すように、照射光の波長1000nm近傍で分解能が高いことがわかる。図６において、照射光の波長2400nmでは吸光度（散乱強度）の直線性が得られていることが確認できる。
【０１０４】
散乱強度は、散乱体の大きさ（粒子径）と数（粒子数）の2つの要因に依存している。特に、散乱強度は、粒子径に依存することが知られており、散乱強度は粒子径の３乗に比例するといわれている。このように、大粒子の影響が非常に大きいため、散乱強度は大粒子存在下では大粒子の濃度に強く依存し計測が頭打ちしてしまう。しかしながら、照射光の長波長側（例えば、2400nm）になると、混合ラテックスの大粒子の濃度に依存せず、平均粒子径と散乱強度で直線性が得られていることから、散乱強度は、ラテックス粒子の平均粒子径を計測していると考えられる。
【０１０５】
図７と８は、ラテックス混合試料のラテックス粒子の平均粒子径が同じであるが、相異なる粒子径を有するラテックス粒子の混合比が異なる場合のラテックス混合試料の吸光度（散乱強度）を測定した結果を示す図である。図７と８に示すように、ラテックス粒子の平均粒子径が同一であっても、ラテックス粒子の大粒子と小粒子の混合比が異なる場合には、照射光の波長に対する吸光度（散乱強度）は相違する。
【０１０６】
また、平均粒子径260nmの場合には、ラテックス混合比は、粒径200nm：粒径500nm = 8:2と、粒径100nm:粒径500nm=6:4となる。また平均粒子系が320nmの場合には、ラテックス混合比は、粒径200nm：粒径500nm = 6:4と、粒径50nm：粒径500nm = 4:6となる。
【０１０７】
ここで、粒径500nm,200nmはCMを、粒径100nm,50nmはVLDLを想定している。サイズを２種類用意したので、それぞれのレムナントを想定している。また。CMとVLDLを想定しているのは、食後高脂血症による散乱変化がCMとVLDLによるものであるためである。
【０１０８】
図７と図８に示すように、ラテックス混合試料においてラテックス粒子の平均粒子径が同一の場合には、照射光の波長750nm以下の短波長側では吸光度がほぼ一致するが、照射光の波長750nmより長波長側では、吸光度に違いが生じる。すなわち、照射光の波長750nmより長波長側では、大粒子のラテックス粒子の散乱強度への影響が相対的に弱まり、小粒子のラテックス粒子の散乱強度への影響が相対的に強まる。
【０１０９】
この現象は、散乱強度への影響の境界となる照射光の波長の存在を示すものと解釈できる。すなわち、脂質粒子の360°方向均一に散乱する等価散乱と、光の進行方向に強く散乱するミー散乱との違いと推定できる。つまり、照射光の長波長では、濁ってはいるが明るく見える現象となる。
【０１１０】
本実験では、ラテックス粒子の平均粒子径は一定であるため、散乱強度は、ラテックス粒子の粒子径と照射光の波長の２つの要因で決定されることとなる。一般に、照射光の波長が短い場合には、振幅の幅が小さいため、ラテックス粒子等の散乱体に光が衝突する確率が高くなることから、散乱強度が増加する。また、ラテックス粒子の粒子径が大きい場合も同様に、ラテックス粒子に光が衝突する確率が高くなることから、散乱強度が増加する。
【０１１１】
図６に示すように、照射光の波長が短波長側（例えば、800nm）の場合には、散乱強度は強くなる。また、図６に示すように、照射光の波長が短波長になるにつれ、ラテックス粒子の平均粒子径が比較的小粒子（例えば100nm）であっても計測上限に達し、ラテックス粒子の平均粒子径の影響が大きくなる。なお、本実験では、ラテックス混合試料に比較的粒子径が大きなラテックス粒子を混合させている。つまり、照射光の波長が短波長側である場合には、照射光は、大きなラテックス粒子の隙間を透過し難いことがわかる。
【０１１２】
一方、照射光の波長が長波長側（例えば、2400nm付近）の場合には、散乱強度に対するラテックス粒子の平均粒子径の影響は小さい。また、照射光の波長が長波長の場合には、直線性が得られていることからも、照射光の波長が長波長側である場合には、照射光は、比較的粒子径が大きなラテックス粒子の隙間を透過し易いことがわかる。また、散乱強度の直線性が得られていることから、照射光の波長が長波長の場合には、大粒子のラテックス粒子の隙間に存在する小粒子のラテックス粒子の散乱も検出できることを表す。
【０１１３】
一方で、血液には、赤血球という粒子径が5000nm程度の大粒子が多数存在する。リポタンパクの粒子径は最大でも1000nmといわれるが、粒子径が200nmでも小粒子であるといえる。
【０１１４】
図９Ａは、脂肪負荷試験時の血液の平均粒子径変化をDLS(動的光散乱)を用いて計測した結果を示す図である。図９Ａに示すように、脂質濃度が最大になる濃度域においては、血液の平均粒子径が大きくなることを確認した。また、脂肪負荷後６時間では、平均粒子径は元に戻ることを確認した。ここで、図中の「ＤＬＳ：4710nm、5863nm、4464nm」は、採血後の全血液をDLS（Dynamic Light Scattering:動的光散乱）を用いて計測した時の、血液（血球＋リポ蛋白ふくむ、血中の全成分）の粒子径を示す。
【０１１５】
しかしながら、図９Ｂに示すように、AFM(原子間力顕微鏡)で血清を確認したところ、脂肪負荷後６時間であっても、脂質の大型粒子が存在していることも確認した。
【０１１６】
つまり、食後の血液の濁りの強度は、CMなどの大型粒子が多数存在することにより血液の血球を含めても平均粒子径が大きくなるほどの高脂質の状態と、CMなどの大粒子が存在するが、大きな粒子の数が少ないため、計測上血液の平均粒子径に大きな影響を与えない程度の脂質の状態と、の２つの状態があることがわかった。
【０１１７】
ここで、血球の粒子径は照射光の波長よりも十分に大きいので、血球による散乱は、鏡面反射のような散乱となり、照射光の波長の相違による散乱強度への影響は少ない。一方、脂質粒子は、照射光の波長の相違による散乱強度への影響が大きい粒子径である。
【０１１８】
したがって、CMなどの大型脂質粒子が数多く存在するような、血液の平均粒子径に影響を与える濁度状態を計測する場合であれば、一般的な散乱計測のように、照射光の短波長側の方が散乱強度を感度よく計測できる。このような散乱計測には、脂肪負荷試験時のピーク時間を見る検査などが該当する。
【０１１９】
一方、ミー散乱のように光の進行方向依存のような、光学的性質の変化域を計測する場合には、照射光の波長750nm〜900nmより長波長側を見ることが好ましい。つまり、血液の平均粒子径に影響を与えるほどの濁りではないが、血中に散乱体が増加した状態が、これに該当する。
【０１２０】
このことから、血中の脂質による散乱を計測する場合には、図７と８から750nm〜900nmがいわゆるグレーゾーンとなるが、少なくとも照射光の波長900m以下の短波長側では大粒子による散乱強度を計測し、照射光の波長750nm以上の長波長側では小粒子による散乱強度を計測することが適していると考えられる。したがって、２波長を用いた計測を行う場合には、第１の波長を750nm以上とし、第２の波長を、第１の波長より短く、かつ、900nm以下とすることが好ましい。また、比較的大粒子であるCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つを計測する場合には、照射光の波長を900nm以下とすることが好ましい。
【０１２１】
本発明者は、照射光の波長750nmから900nmを境界とする妥当性を検証するため、脂肪負荷試験とアルコール負荷試験を実施した。図１０は、照射光を短波長として脂肪負荷試験を実施した結果を示す図である。図１１は、照射光を長波長として脂肪負荷試験を実施した結果を示す図である。図１２は、照射光を短波長としてアルコール負荷試験を実施した結果を示す図である。図１３は、照射光を長波長としてアルコール負荷試験を実施した結果を示す図である。なお、本評価では、短波長を810nmとし、長波長を970nmとした。
【０１２２】
脂肪負荷試験及びアルコール負荷試験ともに、40歳台男性を対象に実験を行った。脂肪負荷試験は、前日21:00以降絶食し、翌朝9:00にオフトクリーム（上毛食品製）160gを負荷することで開始し、その後6時間（図１０，１１の横軸）に渡り散乱係数の変化量（図１０、１１の縦軸）の非侵襲計測を続けた。
【０１２３】
アルコール負荷試験も同様に、前日21:00以降絶食し、翌朝9:00にアルコール摂取を開始した。アルコールは糖分の影響を考慮し、蒸留酒である市販の焼酎をお湯割りで2時間に渡り摂取した。焼酎の量として、約350mlとなった。摂取後4時間半（図１２、１３の横軸）にわたり散乱係数の変化量（図１２、１３の縦軸）を計測した。
【０１２４】
図１０と１１に示すように、脂肪負荷試験においては、短波長側（図１０）、長波長側（図１１）ともに散乱係数の変化量の上昇（すなわち、脂質濃度の変化量の上昇）とともに、非侵襲計測においても同様の散乱係数の傾向が確認できる。
【０１２５】
一方、図１２と１３に示すように、アルコール負荷試験においては短波長側（図１２）、長波長側（図１３）ともに変化が確認されない。
【０１２６】
これは、照射光の短波長側が、脂質粒子の中でもっとも大きなCM粒子を計測するためである。アルコールによる血中中性脂肪濃度の上昇メカニズムは、アルコールがそのままの状態で吸収され、肝臓で代謝され、VLDLとして肝臓から分泌される。図１２、１３のアルコール負荷試験ではCM粒子は生成されないので、図１２に示すように、照射光の短波長側での散乱強度の変化量の測定値は変化しない。一方、図１３に示すように、照射光の長波長計測では、CM粒子と比較して小粒子であるVLDL粒子を計測して、散乱強度の変化量の測定値が変化する。
【０１２７】
図１０から１３に示す結果は、照射光の波長900nm付近を境界とする妥当性を実証するものである。すなわち、CMは血液の平均粒子径を増加させるほどの強い散乱強度を示すが、VLDLは、血液の平均粒子径に影響を与えない散乱強度であると考えられる。
【０１２８】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の血中脂質濃度計測装置は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、上記第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射部と、上記照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、上記照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、上記生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出部と、上記光強度検出部により検出された上記第１の光強度及び上記第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出部と、上記第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、上記第１の散乱係数の変化量に基づき、上記第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出部と、を有する。
【０１２９】
上記脂質濃度算出部は、上記第１の脂質群の濃度の変化量と、上記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、上記第１の脂質群と上記第２の脂質群との間で、重複しない脂質の濃度の変化量を算出する。
【０１３０】
上記血中脂質濃度計測装置は、上記第１の脂質群の濃度の変化量と上記第２の脂質群の濃度の変化量とに基づいて体調を判断する体調判断部をさらに有する。
【０１３１】
上記第１の波長は750nm以上であり、上記第２の波長は、上記第１の波長より短く、かつ、900nm以下である。
【０１３２】
上記第１の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つ、及び、VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つが含まれ、上記第２の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つが含まれる。
【０１３３】
上記照射位置と上記光強度を検出する検出位置とが所定の照射検出間距離を隔てて設けられており、上記光強度検出部が血液内の脂質により散乱された後方散乱光による光強度を検出する。
【０１３４】
上記照射部が連続光を発する光源であり、上記光源から光を照射するとともに、その照射位置を略中心として各々異なる距離に設置された複数の上記光強度検出部により各々の検出位置における光強度を検出し、上記散乱係数算出部は、各々の上記光強度検出部により検出された上記各々の光強度の比、又は、上記各々の光強度の差、に基づいて生体内における光の散乱係数を算出する。
【０１３５】
上記体調判断部は、上記VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、アルコール、又は、脂肪の総吸収量を判断する。
【０１３６】
上記体調判断部は、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断する。
【０１３７】
上記体調判断部は、上記第１の脂質群の濃度の変化量と上記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、脂質バランス改善のための行動方針を判断する。
【０１３８】
また、本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射部と、上記照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、上記照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、上記生体から放出される光強度を検出する光強度検出部と、上記光強度検出部により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出部と、上記散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する、脂質濃度算出部と、
を有する。
【０１３９】
本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置は、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量に基づいて体調を判断する体調判断部をさらに有する。
【０１４０】
上記体調判断部は、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断する。
【０１４１】
また、本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、上記第１の波長より短い波長の第２の波長の照射光を照射する照射工程と、上記照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、上記照射工程の光の照射位置から所定間隔をあけた位置、あるいは、連続的な位置で、上記生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出工程と、上記光強度検出工程により検出された上記第１の光強度及び上記第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出工程と、上記第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、上記第１の散乱係数の変化量に基づき、上記第２の脂質群に含まれる脂質の粒子径以下の脂質を含む、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出工程と、を有する。
【０１４２】
上記脂質濃度算出工程では、上記第１の脂質群の濃度の変化量と、上記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、上記第１の脂質群と上記第２の脂質群との間で、重複しない脂質の濃度の変化量を算出する。
【０１４３】
本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、上記第１の脂質群の濃度の変化量と上記第２の脂質群の濃度の変化量とに基づいて体調を判断する体調判断工程をさらに有する。
【０１４４】
上記第１の波長は750nm以上であり、上記第２の波長は、上記第１の波長より短く、かつ、900nm以下である。
【０１４５】
上記第１の脂質群には、CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つ、及び、VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つが含まれ、上記第２の脂質群にはCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つが含まれる。
【０１４６】
上記照射光の照射位置と上記光強度を検出する検出位置とが所定の照射検出間距離を隔てて設けられており、上記光強度検出工程が血液内の脂質により散乱された後方散乱光による光強度を検出する。
【０１４７】
上記照射工程では、連続光を照射し、上記光強度検出工程では、上記照射光の照射位置を略中心として各々異なる距離に設定された複数の検出位置における各々の光強度を検出し、上記散乱係数算出工程では、上記複数の検出位置で検出された上記各々の光強度の比、又は、上記各々の光強度の差、に基づいて生体内における光の散乱係数を算出する。
【０１４８】
上記体調判断工程では、上記VLDL及びVLDLレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、アルコール、又は、脂肪の総吸収量を判断する。
【０１４９】
上記体調判断工程では、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断する。
【０１５０】
上記体調判断工程では、上記第１の脂質群の濃度の変化量と上記第２の脂質群の濃度の変化量との差から、脂質バランス改善のための行動方針を判断する。
【０１５１】
また、本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、生体外から生体内に向けて所定の光強度で、900nm以下の波長の照射光を照射する照射工程と、上記照射した照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、上記照射工程の光の照射位置から所定間隔をあけた位置、あるいは、連続的な位置で、上記生体から放出される光強度を検出する光強度検出工程と、上記光強度検出工程により検出された光強度に基づき生体内における散乱係数を算出する散乱係数算出工程と、上記散乱係数の変化量に基づき、血液内のCM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量を算出する、脂質濃度算出工程と、を有する。
【０１５２】
本発明の実施形態の血中脂質濃度計測装置の作動方法は、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の変化量に基づいて体調を判断する体調判断工程をさらに有する。
【０１５３】
上記体調判断工程では、上記CM及びCMレムナントの内の少なくとも１つの濃度の時間変化から、動脈硬化のリスクを判断する。
【符号の説明】
【０１５４】
１  血中脂質濃度計測装置
２  照射部
３  光強度検出部
４  散乱係数算出部
５  脂質濃度算出部
１０  体調管理計測器、１０１  算出値取得部、１０２  体調判断部
２１  照射位置、２２  光源、
３１  第１の光強度検出部、３２  第２の光強度検出部、３３  検出位置、３３１  第１の検出位置、３３２  第２の検出位置
４２  光強度比算出部、４３  光強度差算出部
【要約】
【課題】  非侵襲脂質計測により、リポ蛋白中の脂質の個々の濃度を測定する装置及びその方法を提供する。
【解決手段】  生体外から生体内に向けて所定の光強度で、第１の波長の照射光、及び、第２の波長の照射光を照射する照射部と、照射した第１の波長及び第２の波長の照射光の光強度の照射検出間距離に応じた減衰を計測するために、照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、生体から放出される第１の光強度及び第２の光強度を検出する光強度検出部と、光強度検出部により検出された第１の光強度及び第２の光強度に基づき生体内における第１の散乱係数及び第２の散乱係数をそれぞれ算出する散乱係数算出部と、第２の散乱係数の変化量に基づき、血液内の第２の脂質群の濃度の変化量を算出し、第１の散乱係数の変化量に基づき、第１の脂質群の濃度の変化量を算出する脂質濃度算出部とを有する。
【選択図】  図１【図１】
0006029128.tif 000002
【図２】
0006029128.tif 000003
【図３】
0006029128.tif 000004
【図４】
0006029128.tif 000005
【図５】
0006029128.tif 000006
【図６】
0006029128.tif 000007
【図７】
0006029128.tif 000008
【図８】
0006029128.tif 000009
【図９Ａ】
0006029128.tif 000010
【図９Ｂ】
0006029128.tif 000011
【図１０】
0006029128.tif 000012
【図１１】
0006029128.tif 000013
【図１２】
0006029128.tif 000014
【図１３】
0006029128.tif 000015