(57)【要約】【課題】被検者に苦痛を感じない程度に生体の測定部位の周囲を拘束し、光ファイババンドルの先端部と皮膚との接触状態変化を少なくすることのできる皮膚組織測定用プローブを提供する。【解決手段】皮膚表面３１に光ファイババンドル３２の先端部であるプローブ３３を接触させて、該プローブ３３から近赤外光を該皮膚に照射することで皮膚組織の光学的信号を測定する皮膚組織測定用プローブ。プローブ３３を固定する固定部３４の外側に、測定部位の周囲を圧迫する帯状部材３７を設け、その帯状部材３７を腕４５に巻き付けて測定部位の周囲を被検者が苦痛を感じない程度に拘束する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の四肢に固定すると共に皮膚表面に光ファイババンドルの先端部を固定し、該先端部から近赤外光を該皮膚に照射することで皮膚組織の光学的信号を測定する皮膚組織測定用プローブであって、
前記皮膚表面に対して受発光ファイバを垂直に接触させる前記光ファイババンドルの先端部と、
前記先端部の周囲に配置される固定部と、
前記光ファイババンドルの先端部を皮膚に対して接近離反する方向へ駆動させる駆動機構部と、
前記固定部の外側に設けられ、前記生体の測定部位の周囲を圧迫する圧迫手段とを備えた
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記圧迫手段は、前記生体に巻き付けて前記固定部を測定部位に固定する帯状部材からなる
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項３】
請求項２に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記帯状部材には、空気が導入されて膨らみ、その空気圧で前記測定部位の周囲を圧迫する加圧部が形成されている
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項４】
請求項１に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記圧迫手段は、前記生体の測定部位を外側から挟み込む第１挟持部材及び該第１挟持部材に対して開閉自在とされた第２挟持部材とからなる
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項５】
請求項４に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記圧迫手段に支持台を設けた
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記固定部に前記圧迫手段を一体化させた
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【請求項７】
請求項６に記載の皮膚組織測定用プローブであって、
前記固定部と前記圧迫手段との間にフレキシブルな装着補助部材を介在させた
ことを特徴とする皮膚組織測定用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の皮膚組織に近赤外光を照射すると共に、前記皮膚組織からの拡散反射あるいは透過光を受光し、得られた皮膚組織からの信号の測定を行い、生体成分の定性・定量分析を行う生体成分センシング技術に関する。特に、皮膚組織中のグルコース濃度変化を代用特性として生体の血糖値を測定する血糖値モニタリング装置において皮膚組織スペクトルを測定する皮膚組織測定用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
血糖値測定あるいは血糖値モニタリングについては、以前より糖尿病患者の血糖値管理へのニーズが高かったが、近年、集中治療室（ICU）で血糖値を適切な範囲に管理することで死亡率の低下、合併症の発生率の低下等の医療効果が医学的に検証され、その応用分野が広がっている。
【０００３】
血糖値の測定手法は、採血した血液を用い、グルコースオキシダーゼ等の酵素反応を利用して定量する侵襲的手法（酵素電極法…GOD法、GDH法等、酵素比色法…HX法等）と、採血のような体を傷つける操作を行わないで、生体から得られる何らかの情報をもとに血糖値を推定する非侵襲的手法に大別できる。
【０００４】
測定装置としては、臨床検査用の大型装置のみならず侵襲的手法による携帯型血糖計が糖尿病患者の自己血糖値測定（SMBG）に広く利用されており、患者の指等の身体部位を針（ランセット）で穿刺し、１滴程度の血液を採取して血糖値測定を行う。このような採血による血糖値測定の信頼性は高く、自己血糖値測定に用いられる携帯型血糖計でも市販されているほとんどの機種において測定誤差は１０％以下である。
【０００５】
非侵襲的に血糖値を推定する手法としては様々なものが提案されているが、推定精度や信頼性に課題を残しており、今の時点で、日本国の薬事承認や米国のＦＤＡ認可を得た製品はない。提案されている手法の中では、近赤外光を用いる手法が最も知られている。近赤外光により非侵襲的に血糖値を測定する手法は、生体組織に近赤外光を照射し、生体組織内を拡散反射した光を測定して得られる信号やスペクトルから生体組織を定性・定量分析を行う。
【０００６】
その一例を示すと、特許文献１に開示されるような生体組織から得られた近赤外スペクトルから血糖値を測定する手法が提案されている。図９（Ａ）及び（Ｂ）は、特許文献１に開示された非侵襲式の光学式血糖値測定システムを示すもので、ハロゲンランプ１から発光された近赤外光は熱遮蔽板２、ピンホール３、レンズ４、光ファイババンドル５を介して生体組織６に入射される。
【０００７】
光ファイババンドル５には、測定用光ファイバ７の一端とリファレンス用光ファイバ８の一端が接続されている。測定用光ファイバ７の一端は、皮膚組織用測定用プローブ９に接続されており、リファレンス用光ファイバ８の他端はリファレンス用プローブ１０に接続されている。さらに、皮膚組織測定用プローブ９およびリファレンスプローブ１０は、光ファイバ７を介して測定側出射体１１、リファレンス側出射体１２にそれぞれ接続されている。
【０００８】
人体の前腕部など生体組織６の表面に皮膚組織測定用プローブ９の先端面を接触させて近赤外スペクトル測定を行う時、ハロゲンランプ１から光ファイババンドル５に入射した近赤外光は、この光ファイババンドル５内を伝達する。そして、近赤外光は、図９（Ｂ）に示すような皮膚組織測定用プローブ９の先端から同心円周上に配置された１２本の発光ファイバ２０より生体組織６の表面に照射される。
【０００９】
生体組織６に照射された測定光は、生体組織６内で拡散反射した後に、拡散反射光の一部が皮膚組織測定用プローブ９の先端中心に配置されている受光ファイバ１９に受光される。受光された光は、この受光ファイバ１９を介して、測定側出射体１１から出射される。測定側出射体１１から出射された光は、レンズ１３を通して回折格子１４に入射し、分光された後、受光素子１５において検出される。
【００１０】
受光素子１５で検出された光信号は、Ａ／Ｄコンバーター１６でＡＤ変換された後、パーソナルコンピュータなどの演算装置１７に入力される。血糖値は、このスペクトルデータを解析することによって算出される。リファレンス測定は、セラミック板などの基準板１８を反射した光を測定し、これを基準光として行う。すなわち、ハロゲンランプ１から光ファイババンドル５に入射した近赤外光は、リファレンス用光ファイバ８を通して、リファレンス用プローブ１０の先端から基準板１８の表面に照射される。
【００１１】
基準板１８に照射された光の反射光は、リファレンス用プローブ１０の先端中心に配置された受光ファイバ１９を介してリファンレス側出射体１２から出射される。前記測定側出射体１１とレンズ１３の間、及びこのリファンレス側出射体１２とレンズ１３の間には、それぞれシャッター２２が配置してある。そして、シャッター２２の開閉によって、測定側出射体１１からの光とリファンレス側出射体１２からの光のいずれか一方が選択的に通過するようになっている。
【００１２】
皮膚組織測定用プローブ９とリファレンス用プローブ１０の端面は、図９（Ｂ）のように円上に配置された１２本の発光ファイバ２０と、その中心に配置された１本の受光ファイバ１９で構成されている。発光ファイバ２０と受光ファイバ１９の中心間距離Ｌは、０．６５ｍｍである。測定側出射体１１とリファレンス側出射体１２の端面は、図示を省略するが、出射ファイバが中心に配置されている。
【００１３】
この装置では、皮膚組織のうち真皮部分のスペクトルを選択的に測定するため、図９（Ｂ）に示すように、中心間距離Ｌ＝０．６５ｍｍに受光ファイバ１９を配置し、入射点と検出点とする皮膚組織測定用プローブ９を用いている。この皮膚組織測定用プローブ９を皮膚表面に接触させスペクトル測定を行うと、入射光ファイバより照射された近赤外光は皮膚組織内を拡散反射し、入射された光の一部が検出用光ファイバに到達する。そして、その光の伝播経路はバナナ・シェイプと呼ばれる経路をとり、真皮部分を中心に伝播する。したがって、吸光信号のＳＮ比が向上し、精度よく生体成分濃度の測定ができる。
【００１４】
また、従来の皮膚組織測定用プローブとしては、例えば特許文献２に開示された構造がある。この皮膚組織測定用プローブは、光ファイババンドルの先端部を支持すると共に皮膚表面との接触を保持する光ファイババンドルの先端部の支持体と、この支持体に設けられて光ファイババンドルの先端部を皮膚表面に対して直交する方向に移動させて前記先端部と皮膚表面との接触面を無負荷時の生体組織表面位置より−１５０μmから５００μｍの範囲内に保持する駆動手段とを備えた構造としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−８７９１３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
採血によらず非観血的、非侵襲的に血糖値を推定する手法は、患者に負担をかけず血糖値を測定できるため、そのニーズは高く、多くの研究開発が行われ、検討に用いられた測定手法としても様々なものが提案されている。しかしながら、推定精度や信頼性に課題を残しており、今の時点で、日本国の薬事承認や米国のＦＤＡ認可を得た製品はない。
【００１７】
また、本発明が対象とする近赤外光を用いた非侵襲血糖値測定においても推定精度や信頼性に課題を残しているが、推定精度や信頼性を低下させる一つの要因として測定中の体動に伴う皮膚組織測定用プローブと皮膚との接触状態の変化がある。体動は、動きによる加速度変化によって皮膚組織測定用プローブと皮膚との接触状態変化に加え、体動を起こす生体内部の筋肉の動きやそれに付随する骨や腱の位置変化にも表皮層に大きな影響を与える。
【００１８】
前記体動によって皮膚組織測定用プローブと皮膚とが必要以上に強く接触すると、皮膚状態が大きく変化し易く、皮膚表面の平滑化に伴う表皮層の光学特性値の変化や、皮膚組織の圧縮に伴う光学特性値の変化が生じる。これらの光学特性値の変化は、血糖値の予測に大きな影響をもたらし、場合によっては、接触状態が安定するまで血糖値の測定ができない。
【００１９】
体動による皮膚組織測定用プローブと皮膚表面の接触状態変化を無くすには、皮膚組織測定用プローブを装着する生体部位を動かさないようにすれば良い。しかしながら、皮膚組織測定用プローブを全く動かせない状態で腕等の四肢に装着する場合、麻酔下において管理されるような場合を除いて被検者に忍耐と苦痛を強いることになる。この一方、腕等の四肢を自由に動かせる状態にすると、体動に伴う皮膚組織測定用プローブと皮膚との接触状態が大きく変化し、血糖値の推定精度が劣化する。
【００２０】
そこで、本発明は、被検者に苦痛を感じさせない程度に生体の測定部位の周囲を拘束し、光ファイババンドルの先端部と皮膚との接触状態変化を少なくすることのできる皮膚組織測定用プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に記載の発明は、生体の四肢に固定すると共に皮膚表面に光ファイババンドルの先端部を固定し、該先端部から近赤外光を該皮膚に照射することで皮膚組織の光学的信号を測定する皮膚組織測定用プローブであって、前記皮膚表面に対して受発光ファイバを垂直に接触させる前記光ファイババンドルの先端部と、前記先端部の周囲に配置される固定部と、前記光ファイババンドルの先端部を皮膚に対して接近離反する方向へ駆動させる駆動機構部と、前記固定部の外側に設けられ、前記生体の測定部位の周囲を圧迫する圧迫手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記圧迫手段は、前記生体に巻き付けて前記固定部を測定部位に固定する帯状部材からなることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記帯状部材には、空気が導入されて膨らみ、その空気圧で前記測定部位の周囲を圧迫する加圧部が形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記圧迫手段は、前記生体の測定部位を外側から挟み込む第１挟持部材及び該第１挟持部材に対して開閉自在とされた第２挟持部材とからなることを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記圧迫手段に支持台を設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記固定部に前記圧迫手段を一体化させたことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の皮膚組織測定用プローブであって、前記固定部と前記圧迫手段との間にフレキシブルな装着補助部材を介在させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載の皮膚組織測定用プローブは、生体の測定部位の周囲を圧迫する圧迫手段を固定部の外側に設けたので、この圧迫手段によって光ファイババンドルの先端部が皮膚に接触する測定部位を除くその周囲を圧迫して拘束することになり、体動による影響が測定部位へ伝わり難くなる。その結果、光ファイババンドルの先端部と皮膚表面との相対位置精度を高精度に保つことができ、血糖値測定精度を高めることが可能となる。
【００２９】
請求項２に記載の皮膚組織測定用プローブによれば、帯状部材を生体の測定部位の周囲に巻き付けて固定部を測定部位に固定するようにしたので、この帯状部材の巻き付けにより測定部位の周囲が圧迫されて拘束されることになり、体動による影響が測定部位に伝わり難くなる。また、帯状部材を生体に巻き付けるだけで測定部位の周囲を圧迫できるので、皮膚組織測定用プローブの生体への装着作業を簡略化することができる。
【００３０】
請求項３に記載の皮膚組織測定用プローブにおいては、空気圧で測定部位の周囲を圧迫する加圧部を帯状部材に形成しているので、帯状部材による圧迫に加えて空気が導入されて膨らむことにより生じた空気圧で更に測定部位の周囲を圧迫することができ、体動による影響をこの加圧部で更に抑制することができる。
【００３１】
請求項４に記載の皮膚組織測定用プローブにおいては、第１挟持部材とこの第１挟持部材に対して開閉自在とされた第２挟持部材で生体の測定部位を外側から挟み込んで測定部位の周囲を圧迫して拘束するので、体動による影響が測定部位に伝わり難くなる。
【００３２】
請求項５に記載の皮膚組織測定用プローブにおいては、圧迫手段に支持台が設けられると、皮膚組織測定用プローブ全体がこの支持台に支えられることになり、例えば前腕をベッド上に置いた時に腕の向きが安定し、より光ファイババンドルの先端部と皮膚表面の接触状態変化を抑制することができる。
【００３３】
請求項６に記載の皮膚組織測定用プローブにおいては、固定部に圧迫手段を一体化させたので、皮膚組織測定用プローブの生体への装着性が良くなり、その取り扱い性が向上する。
【００３４】
請求項７に記載の皮膚組織測定用プローブによれば、フレキシブルな装着補助部材によって固定部を曲面とされた皮膚の測定部位に安定して装着保持することができる。その結果、体動による固定部への影響を小さくすることができ、光ファイババンドルの先端部と皮膚表面との接触状態変化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は皮膚組織測定用プローブで測定する皮膚組織を模式的に示す図である。
【図２】図２は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図３】図３は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを装着させる生体部位を示す図である。
【図４】図４は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを生体部位に装着させた状態を示す図である。
【図５】図５は第２実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図６】図６は第２実施形態の皮膚組織測定用プローブを生体部位に装着させた状態を示す図である。
【図７】図７は第３実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、第２挟持部材を第１挟持部材に対して開いたときの断面図である。
【図８】図８は第３実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、第２挟持部材を第１挟持部材に対して閉じたときの断面図である。
【図９】図９は従来の皮膚組織測定装置を示し、（Ａ）はその全体構成図、（Ｂ）は光ファイババンドルの先端部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
非侵襲的に血糖値を推定するには、前記したように波長が１３００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の近赤外光を皮膚に照射することで皮膚組織の光学的信号（拡散反射スペクトル）を測定することで推定できる。生体の皮膚組織は、図１に示すように、大きく分類すると表皮組織Ｓ１、真皮組織Ｓ２、皮下組織Ｓ３の３層の組織で構成される。
【００３８】
表皮組織Ｓ１は、角質層を含む組織で、組織内に毛細血管はあまり発達していない。皮下組織Ｓ３は、主に脂肪組織で構成されている。したがって、この二つの組織内に含まれる水溶性の生体成分濃度、特に、グルコース濃度と血中グルコース濃度(血糖値)との相関は低いと考えられる。
【００３９】
一方、真皮組織Ｓ２については、毛細血管が発達していることと、水溶性の高い生体成分濃度、特にグルコースが組織内で高い浸透性を有することから組織内生体成分濃度、特にグルコース濃度は間質液(ISF: Interstitial Fluid)と同様に血糖値に追随して変化すると考えられる。したがって、真皮組織Ｓ２を標的としたスペクトル測定を行えば、生体成分濃度、特に血糖値変動と相関するスペクトル信号の測定が可能となる。
【００４０】
波長が１３００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の近赤外光を用いる場合、図１に示すように、発光部１００と受光部１０１を中心間距離Ｌ＝０．６５ｍｍとして両者を離して構成した近赤外スペクトル皮膚組織測定用プローブを皮膚に接触させる。そして、近赤外スペクトル測定を行うと、発光部から照射された近赤外光Ｈｖは照射面より皮膚組織に照射され、皮膚組織内を拡散反射してその一部が受光部に到達する。この際の光の伝播経路は、真皮組織Ｓ２を中心として、皮膚組織内伝播し、バナナ・シェイプと呼ばれる形状をとるので、皮膚組織の深さ方向の選択的測定を可能とし、精度良い測定ができる。
【００４１】
［第１実施形態］
図２は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図、図３は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを装着させる生体部位を示す図、図４は第１実施形態の皮膚組織測定用プローブを生体部位に装着させた状態を示す図である。
【００４２】
第１実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０は、皮膚表面３１に対して受発光ファイバを垂直に接触させる光ファイババンドル３２の先端部であるプローブ３３と、プローブ３３の周囲に配置される固定部３４と、プローブ３３を皮膚表面３１に対して接近離反する方向（図２（Ｂ）の矢印Ｘ方向）へ駆動する駆動機構部３５と、固定部３４を皮膚の測定部位に装着保持する装着補助部材３６と、生体の測定部位の周囲を圧迫する圧迫手段である帯状部材３７とを有している。
【００４３】
プローブ３３の先端には、図１で示したように、１３００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の近赤外光Ｈｖを皮膚表面３１に向けて照射する発光部と、皮膚組織内を拡散照射して戻る光を受光する受光部とが設けられている。発光部と受光部は、図９（Ｂ）と同じ構造であるので、ここではその説明は省略する。
【００４４】
固定部３４は、プローブ３３を保持する基台として機能し、例えば平面視円形状をなす台として形成されている。この固定部３４には、プローブ３３を保持固定する後述のプローブ駆動用昇降部材３８を上下動自在に収容させる穴部３９が設けられている。この穴部３９は、貫通穴ではなく、底部４０を有した止まり穴とされている。また、底部４０には、プローブ３３の先端を皮膚表面３１に接触させるための貫通孔４１が形成されている。
【００４５】
駆動機構部３５は、固定部３４に形成された穴部３９に収納されて上下動自在とされるプローブ駆動用昇降部材３８と、このプローブ駆動用昇降部材３８を上下動させるねじ部４２とから構成されている。プローブ駆動用昇降部材３８は、平面視矩形状をなし、前記穴部３９に上下動可能に挿入されている。そして、このプローブ駆動用昇降部材３８には、光ファイババンドル３２の先端部であるプローブ３３を挿入させて保持するためのプローブ挿入保持孔４３が形成されている。また、プローブ駆動用昇降部材３８には、ねじ部４２を取り付けるためのねじ穴４４が貫通して設けられている。
【００４６】
ねじ部４２は、時計回り方向に回すことで、プローブ駆動用昇降部材３８を上昇させ、該プローブ駆動用昇降部材３８に保持させたプローブ３３を皮膚表面３１から離間する方向へ移動させる。一方、ねじ部４２は、反時計回り方向に回すことで、該プローブ駆動用昇降部材３８を下降させ、プローブ３３を皮膚表面３１へ接近させる方向へ移動させる。このねじ部４２を反時計回り方向へ回してねじが締め切られると、前記プローブ３３の先端が前記皮膚表面３１に接触した状態とされる。
【００４７】
前記ねじ部４２には、例えばピッチ０．２５ｍｍの雄ねじが形成されたものが使用される。ねじ部４２をピッチ０．２５ｍｍという小さなねじピッチとすることで、プローブ３３の移動距離を数ミクロン単位で精密に制御することができる。一方、プローブ駆動用昇降部材３８には、これに応じたピッチの雌ねじを形成したねじ穴４４が形成されている。なお、ねじ部４２の先端部は、固定部３４に形成された穴部３９の底面に常に接触した状態とされる。
【００４８】
装着補助部材３６は、前記固定部３４を皮膚の測定部位に装着保持させるもので、該固定部３４を中心として上下左右方向にそれぞれ延在して設けられた十字形状とされている。かかる装着補助部材３６は、測定部位周辺の皮膚に密着して前記プローブ３３を皮膚表面３１に対して垂直に保つフレキシブルな装着部材として形成されている。装着補助部材３６は、例えば柔軟性に富んだポリウレタンやシリコンゴム等の素材で形成されており、前記固定部３４に接着剤で取り付けられている。
【００４９】
固定部３４を中心として上下左右方向にそれぞれ延在する装着補助部材３６は、その柔軟な特性により、何れも曲面を有する柔軟組織である生体部位に密着する。例えば、図３に示す腕４５のうち斜線で示す部位Ｓに固定部３４を装着保持する場合、４方向に延びる装着補助部材３６がそれぞれ腕４５の肘から手首に延びる方向Ａと、これと直交する方向である腕４５に巻き付く方向Ｂにそれぞれ装着される。４方向にそれぞれの装着補助部材３６が腕４５に装着されることで、体動による影響を固定部３４に伝え難くなる。
【００５０】
十字形状とされた装着補助部材３６のうち、固定部３４が装着される中央部分には、プローブ３３の先端部を皮膚表面３１に接触させるための開口孔４６が形成されている。また、この装着補助部材３６には、皮膚表面３１と対向する面に、該皮膚に対して繰り返し貼り付け可能な接着手段である両面テープ４７が取り付けられている。両面テープ４７は、装着補助部材３６とほぼ同一の大きさとされた十字形状とされている。両面テープ４７の一方の粘着面は、装着補助部材３６に接着され、他方の粘着面は、皮膚表面３１に接着される。この両面テープ４７には、前記開口孔４６と対向する部位にプローブ３３の先端部を臨ませる孔部４８が形成されている。
【００５１】
帯状部材３７は、腕４５の肘から手首に延びる方向Ａに延在する各装着補助部材３６の両端にそれぞれ設けられ、該装着補助部材３６を介在させて前記固定部３４に一体化されている。この帯状部材３７は、平面視長方形をなす帯状とされ、その長手方向を前記腕４５に巻き付ける方向Ｂに合わせて配置されている。
【００５２】
前記帯状部材３７には、その長手方向の一端側部に例えばマジックテープ（登録商標）からなる雄部材４９と、この雄部材４９と着脱自在に結合する雌部材５０が他端側部に設けられている。雄部材４９は、帯状部材３７の一面３７ａに設けられている。一方の雌部材５０は、帯状部材３７の他面３７ｂに設けられている。なお、帯状部材３７の皮膚との接触面となる他面３７ｂには、前記装着補助部材３６に貼り付けた両面テープ４７は設けられていない。
【００５３】
前記帯状部材３７には、例えば布製の帯等が使用される。また、本実施形態では、腕４５に巻き付けた帯状部材３７を固定する手段としてマジックテープ（登録商標）を使用したが、本発明はこれに限定されることはない。
【００５４】
前記帯状部材３７を腕４５に巻き付けて雄部材４９と雌部材５０を結合することで、測定部位の周囲を圧迫し、体動による影響を前記固定部３４へ及ぼすことを抑制する。前記腕４５に対する帯状部材３７の巻き付け状態を調整することで、測定部位を除くその周囲を圧迫する力を加減する。例えば、腕４５への帯状部材３７の巻き付けにより、被検者に苦痛を感じさせない程度に拘束する。
【００５５】
本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０にて生体の血糖値を測定するには、図３で示した腕４５の斜線で示す部位Ｓに、図４に示す如く肘から手首に向かう方向Ａに沿って光ファイババンドル３２を配策するようにしてこの方向Ａと平行な２つの装着補助部材３６を両面テープ４７にて皮膚表面３１に貼り付ける。その後、残りの２つの装着補助部材３６を腕４５に巻き付けるようにして両面テープ４７で皮膚表面３１に貼り付ける。なお、光ファイババンドル３２は、プローブ３３が取り付けられる位置から上方へ逆Ｕ字形状をなすように屈曲（湾曲）させる。
【００５６】
次に、それぞれの帯状部材３７、３７を腕４５に巻き付け、雄部材４９に雌部材５０を結合させて当該帯状部材３７を腕４５に装着する。この時、被検者に苦痛を感じさせない程度に腕４５を帯状部材３７、３７で拘束する。その結果、プローブ３３が設けられた測定部位の周囲は、前記帯状部材３７によって圧力がかけられた状態で拘束される。この帯状部材３７によって測定部位周囲を拘束することで、体を動かしたときの腕４５の動きや生体内部の筋肉の動きやそれに不随する骨や腱の位置変化等による影響が、前記測定部位に伝達され難くなる。そのため、プローブ３３と皮膚表面３１との接触状態を安定化させることが可能となる。
【００５７】
次に、ねじ部４２を反時計回り方向に回転させる。すると、プローブ駆動用昇降部材３８に固定されたプローブ３３が上方位置から皮膚表面３１へと下降する。プローブ３３は、その先端部が皮膚表面３１に接触するまで下降させられる。その後、ねじ部４２を時計回り方向に回転させて、プローブ３３を皮膚表面３１から僅かに上昇させた測定位置に保持させる。前記測定位置は、皮膚表面３１から１００μｍ程度上方へ上昇させた位置とする。
【００５８】
そして、測定位置に保持させたプローブ３３の発光部から近赤外光を皮膚表面３１に対して垂直に照射し、皮膚組織内を拡散反射した光りを受光部で受光する近赤外スペクトル測定を行う。これにより、近赤外スペクトル測定で得られたスペクトル信号から血糖値を推定することができる。
【００５９】
本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、生体の測定部位の周囲を圧迫する圧迫手段（帯状部材３７）を固定部３４の外側に設けたので、この圧迫手段によってプローブ３３が皮膚に接触する測定部位の周囲を圧迫して拘束することになり、体動による影響が測定部位へ伝わり難くなる。その結果、プローブ３３と皮膚表面３１との相対位置精度を高精度に保つことができ、皮膚組織の光学特性値変化を小さくでき且つ測定した近赤外スペクトルから推定する血糖値の予測誤差を小さくすることができる。
【００６０】
また、本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、圧迫手段として帯状部材３７を使用し、その帯状部材３７を生体の測定部位の周囲に巻き付けて固定部３４を測定部位に固定するようにしたので、この帯状部材３７の巻き付けにより測定部位の周囲が圧迫されて拘束されることになり、体動による影響が測定部位に伝わり難くなる。また、帯状部材３７を生体に巻き付けるだけで測定部位の周囲を圧迫できるので、皮膚組織測定用プローブ３０の生体への装着作業を簡略化することができる。更に、この帯状部材３７の生体への巻き付け状態を調整することで、被検者に苦痛を感じさせないようにして生体を拘束することができる。
【００６１】
また、本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、固定部３４に圧迫手段（帯状部材３７）を一体化させたので、皮膚組織測定用プローブ３０の生体への装着性が良くなり、その取り扱い性を向上させることができる。これにより、専門知識が無い者や経験の浅い者であっても皮膚組織測定用プローブ３０を適正に取り扱うことができ、正確な血糖値測定を行うことが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、フレキシブルな装着補助部材３６によって固定部３４を曲面とされた皮膚の測定部位に安定して装着保持することができる。その結果、体動による固定部３４への影響を更に小さくすることができ、プローブ３３と皮膚表面３１との接触状態変化を少なくすることができる。
【００６３】
また、本実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、固定部３４を皮膚の測定部位に装着保持させる装着補助部材３６をフレキシブルな装着部材としたので、曲面を有する柔軟組織である生体部位を測定する場合であっても、その柔軟な素材特性によって曲面に密着して装着補助部材３６が貼り付き、固定部３４の皮膚への装着状態を安定なものにできる。また、本実施形態によれば、体動により固定部３４に伝達される変動をフレキシブルな装着補助部材３６が吸収し、固定部３４に設けたプローブ３３と皮膚表面３１との接触状態を安定させることができる。
【００６４】
［第２実施形態］
図５は第２実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図、図６は第２実施形態の皮膚組織測定用プローブを生体部位に装着させた状態を示す図である。第２実施形態では、第１実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０と異なる点に関してのみ説明するものとし、第１実施形態と同一構成部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００６５】
第２実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０では、第１実施形態の装着補助部材３６の形状と圧迫手段である帯状部材３７の構造が異なる。具体的には、この第２実施形態の装着補助部材３６は、図５に示すように、固定部３４よりも大きな円形状とされている。この第２実施形態の帯状部材３７は、同じく図５に示すように、平面視矩形状をなす幅広の１枚の帯状とされている。前記帯状部材３７には、前記装着補助部材３６の形状に応じた円形孔５１がくり抜かれている。この円形孔５１には、装着補助部材３６の上に設けられた固定部３４が配置される。装着補助部材３６と帯状部材３７とは、例えば接着剤等によって固定されている。これにより、第２実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０は、フレキシブルな装着補助部材３６を介在させて前記固定部３４に帯状部材３７が一体化された構造となっている。
【００６６】
前記帯状部材３７は、図６に示すように、腕４５の広い範囲を覆う大きさとされている。前記帯状部材３７には、例えば布製の帯等が使用される。この帯状部材３７には、その長手方向の一端側部に例えばマジックテープ（登録商標）からなる雄部材４９と、この雄部材４９と着脱自在に結合する雌部材５０が他端側部に設けられている。雄部材４９は、帯状部材３７の一面３７ａに設けられている。一方の雌部材５０は、帯状部材３７の他面３７ｂに設けられている。なお、帯状部材３７の皮膚との接触面となる他面３７ｂには、前記装着補助部材３６に貼り付けた両面テープ４７は設けられていない。
【００６７】
また、この帯状部材３７には、空気が導入されて膨らみ、その空気圧で測定部位の周囲を圧迫する加圧部５２が形成されている。加圧部５２は、袋状とされており、空気導入管であるゴム管５３を通してその袋内に空気が注入されることで膨らむ。この加圧部５２は、例えば平面視長方形状をなし、その長手方向を腕４５の肘から手首に向けて設けられている。また、加圧部５２は、固定部３４を挟んで雄部材４９とは反対側の位置であって、腕４５に巻き付けられた時に該固定部３４の真反対の位置に設けられている。
【００６８】
第２実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０では、１枚の幅広とされた帯状部材３７を腕４５に巻き付けて雄部材４９に雌部材５０を結合させた後、ゴム管５３を通して空気を袋状とした加圧部５２に送り込む。すると、加圧部５２は、導入された空気によって膨らみ、その空気圧で固定部３４が設けられる測定部位の周囲を圧迫する。このときの加圧部５２による加圧力は、被検者に苦痛を感じさせない程度とする。
【００６９】
第２実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、帯状部材３７を腕４５に巻き付けたときの拘束力に加えて加圧部５２の空気圧による拘束力が更に加わることで、測定部位の周囲を最適な拘束力で圧迫させることができる。したがって、これら帯状部材３７と加圧部５２による拘束力で体動による影響をシャットアウトすることができ、測定部位に設けられたプローブ３３と皮膚表面３１との相対位置精度を高精度に保つことができる。その結果、皮膚組織の光学特性値変化を小さくでき且つ測定した近赤外スペクトルから推定する血糖値の予測誤差を小さくすることができる。
【００７０】
［第３実施形態］
図７は第３実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、第２挟持部材を第１挟持部材に対して開いたときの断面図、図８は第３実施形態の皮膚組織測定用プローブを示し、第２挟持部材を第１挟持部材に対して閉じたときの断面図である。第３実施形態では、第１実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０と異なる点に関してのみ説明するものとし、第１実施形態と同一構成部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００７１】
第３実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０では、第１実施形態の装着補助部材３６の形状と圧迫手段の構造が異なる。具体的には、この第３実施形態の装着補助部材３６は、十字形状ではなく、長方形状とされている。圧迫手段は、例えば腕４５を挿入させて測定部位を外側から挟み込む第１挟持部材５４と、この第１挟持部材５４に対して開閉自在とされた第２挟持部材５５とから構成されている。
【００７２】
第１挟持部材５４及び第２挟持部材５５は、図８に示すように、互いが結合された時に円筒形状となるように半円弧形状（例えば半径５０ｍｍ程度）とされている。これら第１挟持部材５４及び第２挟持部材５５は、例えば樹脂成形金型に樹脂を注入することによって形成される。第１挟持部材５４には、切れ込み部５６が形成されており、その切れ込み部５６に固定部３４が配置されている。この切れ込み部５６には、前記固定部３４に取り付けられた装着補助部材３６の外縁部が固定されるようになっている。なお、第１挟持部材５４及び第２挟持部材５５は、腕４５を全く動かないように固定するものではないため、取り扱い性を考慮して可能な限り軽量のものがよく、例えばポリウレタン製のものが適している。
【００７３】
第２挟持部材５５には、被検者の腕４５の太さに応じてプローブ３３に対する腕４５の高さ調整ができるようにクッション５７が置かれている。クッション５７は、円弧状をなす底部に配置される。また、クッション５７は、被検者の腕４５の太さに応じて適切な大きさのものに取り替えて使用する。この第２挟持部材５５には、腕４５をクッション５７の上に載せて第１挟持部材５４を閉じた時に、該第１挟持部材５４が開かないようにするための係止部材である留め帯５８が取り付けられている。
【００７４】
また、第２挟持部材５５には、支持台６０が取り付けられている。支持台６０は、例えば腕４５をベッド上に安定して置くための台である。例えば、腕４５を動かして再びベッド上に腕４５を置く時に、腕４５の向き等が再現し易いようにするものである。このように構成された第１挟持部材５４と第２挟持部材５５は、ヒンジ５９を介して図７に示すように開いて腕４５を挿入させると共に、挿入させた腕４５を図８に示すように上下方向から挟み込むようにして閉じて留め帯５８にて固定される。プローブ３３と皮膚との接触状態は、前記クッション５７の高さで調整する。
【００７５】
第３実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、第１挟持部材５４とこの第１挟持部材５４に対して開閉自在とされた第２挟持部材５５で生体の測定部位を外側から挟み込んで測定部位の周囲を圧迫して拘束するので、体動による影響が測定部位（特にプローブ３３）に伝わり難くなる。
【００７６】
また、第３実施形態の皮膚組織測定用プローブ３０によれば、圧迫手段に支持台６０が設けられると、皮膚組織測定用プローブ全体がこの支持台６０に支えられることになり、例えば腕４５をベッド上に置いた時に腕４５の向きが安定し、よりプローブ３３と皮膚表面３１の接触状態変化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７７】
３０…皮膚組織測定用プローブ
３１…皮膚表面
３２…光ファイババンドル
３３…プローブ（光ファイババンドルの先端部）
３４…固定部
３５…駆動機構部
３６…装着補助部材
３７…帯状部材（圧迫手段）
３８…プローブ駆動用昇降部材（駆動機構部）
４２…ねじ部（駆動機構部）
４５…腕（生体部位）
５２…加圧部
５３…ゴム管
５４…第１挟持部材（圧迫手段）
５５…第２挟持部材（圧迫手段）
５７…クッション
６０…支持台
【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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