(57)【要約】  生物化合物を測定し、定量化するための方法が記述される。サンプルの第１の側を光源で照らす。サンプルの第２の側から透過された光を検出する。サンプルの第２の側は、サンプルの第１の側の反対側である。検出された光に基づいて、結果が取得される。
2015526734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの第１の側を光源で照らすことと、
前記サンプルの第２の側から透過された光を検出することと、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側であり、
前記検出された光に基づいて、結果を取得することと
を備える生物化合物を測定し、定量化するための方法。
【請求項２】
前記透過された光を検出することは、光学検出器を使用することを備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、
血液、および
軟骨のうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ、
胸の組織ひだ、
手の組織ひだ、
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つである請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、および、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記結果は、前記サンプルにおけるカロテノイドのレベルに基づく、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記光源は、カロテノイドの吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記結果は、おおよそ４８０ｎｍに集中するスペクトル領域で検出される透過光に基づく、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
結果を取得することは、結果を取得するために前記検出された光を分析することを備え、前記方法は、さらに、前記結果を表示することを備える請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得するために前記結果を使用することをさらに備える請求項７記載の方法。
【請求項１２】
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記結果のカロテノイドの濃度レベルを、通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較することをさらに備える請求項７記載の方法。
【請求項１３】
前記結果は、前記サンプルの時間分解吸収に基づく請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記サンプルの前記時間分解吸収の前記結果は、ヒトの鼓動のリズムで拡張し、縮小する前記サンプルにおける血管に基づく請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記結果を取得することは、血液を循環するカロテノイドレベルと前記サンプルにおけるカロテノイドレベルとを決定するために、前記サンプルを分析することを備える請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記結果を取得することは、前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために前記サンプルを分析することを備える請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定すると、おおよそミリメータから３センチメータの厚さである請求項１記載の方法。
【請求項１８】
サンプルの第１の側を照らす光源と、
前記サンプルの第２の側から透過された光を検出する光学検出器とを備え、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側である
生物化合物を測定し、定量化するための装置。
【請求項１９】
囲いをさらに備え、前記囲いは、前記光学検出器が、前記サンプルの前記第２の側から透過されない何らかの光を検出するのを防ぐ請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、
血液、および、
軟骨のうちの１つである請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ
胸の組織ひだ
手の組織ひだ
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つである請求項１８記載の装置。
【請求項２２】
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有する請求項１８記載の装置。
【請求項２３】
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、または、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、請求項１８記載の装置。
【請求項２４】
結果を取得するために、前記光学検出器で検出された前記透過光を分析し、定量化する分光器／検出器の組み合わせをさらに備える、請求項１８記載の装置。
【請求項２５】
前記結果を表示するためのディスプレイをさらに備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記結果は、前記サンプルにおけるカロテノイドのレベルに基づく、請求項２４記載の装置。
【請求項２７】
前記光源は、カロテノイドの吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記結果は、おおよそ４８０ｎｍで検出される透過光に基づく、請求項２６記載の装置。
【請求項２９】
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得するために前記結果を使用することをさらに備える請求項２６記載の装置。
【請求項３０】
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記結果におけるカロテノイドの濃度レベルを、通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較することをさらに備える請求項２６記載の装置。
【請求項３１】
結果は、前記サンプルにおける時間分解吸収に基づく、請求項１８記載の装置。
【請求項３２】
前記サンプルの前記時間分解吸収の前記結果は、ヒトの鼓動のリズムで拡張および縮小する前記サンプルの血管に基づく、請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
前記結果を取得することは、血液を循環するカロテノイドレベルおよび前記サンプルにおけるカロテノイドレベルを決定するために、前記サンプルを分析することを備える請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記結果を取得することは、前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために、前記サンプルを分析することを備える請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定するとおおよそミリメータから３センチメータの厚さである、請求項１８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般的に、生物医用光学および生物医用光学に関連する技術に関する。さらに特には、本発明は、生物組織におけるカロテノイドに関する化合物のレベルの検出および測定のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]生体のヒト組織に存在する生物化合物は、対象物に関する情報を決定するのに使用され得る。例えば、環境毒素の存在が、生物化合物の識別によって決定され得る。生物化合物はまた、疾患の存在を検出するために使用されてもよい。例えば、抗体の存在は、疾患が対象物の免疫システムによって検出されることを示すかもしれない。この特許出願における関心である生物化合物は、カロテノイドに関する化合物である。
【０００３】
[0003]カロテノイドは、毎日のようにフルーツや野菜の消費を介して、日常的に摂取される重要な植物色素である。北アメリカの食事で消費されている最も広くいきわたっているカロテノイドは、αカロテン、βカロテン、リコピン、ルテイン、ゼアキサンチン、βクリプトキサンチンを含む。［“Dietary reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium, and carotenoids: a report of the panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds,”  Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academy of Sciences, National Academy Press, Washington, DC (2000)］カロテノイドは、血液、皮膚、ヒト網膜の黄斑領域、および、他の組織において測定されることができる。血液および皮膚のカロテノイドレベルは、フルーツおよび野菜の食事摂取と相互に関連している［Y. M. Peng, Y. S. Peng, Y. Lin, T. Moon, D. J. Roe, and C. Ritenbaugh, “Concentrations and plasma tissue diet relationships of carotenoids, retinoids, and tocopherols in humans,” Nutrition and Cancer.23, 234-246 (1995)］。従って、血液および皮膚のカロテノイドレベルの測定は、フルーツおよび野菜摂取の客観的バイオマーカとして役立つことができる。フルーツおよび野菜の消費は、一般的に、エネルギーの増加および全体的な良好な健康のために重要な要因とみなされる。例えば、フルーツおよび野菜の多量の食事の消費は、様々な癌［“Food, nutrition, physical activity, and the prevention of cancer: a global perspective,” World Cancer Research Fund, American Institution for Cancer Research, Washington, DC (2007)］、心臓血管疾患［S. Liu, J. E. Manson, I. M. Lee, S. R. Cole, C. H. Hennekens, W. C. Willett, and J. E. Buring, “Fruit and vegetable intake and risk of cardiovascular disease: the Women's Health Study,” Am. J. Clin.Nutr.72, 922-928 (2000)］、加齢黄斑変性、早期の皮膚老化［例えば、P. S. Bernstein and W. Gellermann, “Noninvasive Assessment of Carotenoids in the Human Eye and Skin,” chapter 3 in:“Carotenoids in Health and Disease,” N. I. Krinsky, S.T.Mayne, and H. Sies, (eds.), Marcel Dekker, New York, NY (2004)参照］、を含む多数の疾患に対する予防に関連付けられている。さらに、カロテノイドそのものは、植物性食物の抗発癌性フィトケミカルのうちの１つであると推測されており、光学フィルタリングおよび／または抗酸化作用を介して、組織細胞を保護すると考えられている。全てのこれらの理由に対し、直接生体のヒト組織におけるカロテノイドおよび関連する化合物のための便利な検出方法論を発展させることは、切実である。
【０００４】
[0004]カロテノイドの測定の標準的な方法は、生化学の高速液体クロマドグラフィ（ＨＰＬＣ）技能（technique）に基づいている。しかしながら、これらのＨＰＬＣ技能は、高い侵襲性がある。その後の組織処理および分析のために、対象物から比較的大量の組織を切除することを要求する。このことはまた、苦痛を与え、高価であり、不便であることに加え、完了するのに、少なくとも数時間がかかる。これらのタイプの分析の過程で、組織は損傷を受け、そうでなければ、完全に破壊される。代替的に、カロテノイド濃度は、血漿および血清のＨＰＬＣ分析を介して間接的に推定されることができる。重ねて、基本的な不利点は、不快さ、費用、静脈穿刺の必要であり、これは、対象物が、血液を供給するのを嫌がり得るので、参加バイアスを引き起こし得る。さらに、血液中のカロテノイド濃度は、βカロテンに対して１２日未満の推定半減期で、最近の食事摂取に応じて変動する［C. L. Rock, M. E. Swendseid, R. A. Jacob, and R. W. McKee, “Plasma carotenoid levels in human subjects fed a low carotenoid diet,” J. Nutr.122, 96-100 (1992)］。その状況は、ヒト網膜においてはいっそう悪くなる。血液を循環するおおよそ半ダースのカロテノイド種のうちたった２つ、すなわち、ルテインおよびゼアキサンチンが、取り込まれ、この組織で濃縮される。その結果、せいぜい、この特別な組織について血漿レベルとの大変乏しい相関があるだけである。一般的に、関心のある組織において直接、カロテノイドレベルの検出の新規な、非侵襲性の方法を発展させることが不可欠である。
【０００５】
[0005]本発明の上記および他の特徴を例示するために、発明のさらなる特別な説明は、付随の図面に例示されている、その特別な例を参照することによってなされるだろう。これらの図面は、発明の典型的な例だけを描写し、従って、その範囲の制限とみなされるべきではない。本発明は、添付の図面を使用して、追加の特殊性および詳細を伴い記述され、説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0006]吸収スペクトル、分子構造、および、ベータカロテン（βカロテン）、ゼアキサンチン、リコピン、ルテイン、フィトフルエンを含む、ヒト組織に見つかる主なカロテノイド種のエネルギーレベルスキームのグラフィック図である。
【図２】[0007]図２は、メラニンフリーのヒト皮膚組織における主な吸収発色団のモデル吸収スペクトルを例示している。
【図３】[0008]組織における生物化合物を測定し、定量化するための吸収分光法ベースの装置の１つの例を例示するブロック図である。
【図４】[0009]組織における生物化合物を測定し、定量化するための吸収分光法ベースの装置のさらに詳細な例を例示するブロック図である。
【図５Ａ】[0010]ヒト指における組織の様々な層を通した光伝播を例示する。
【図５Ｂ】[0011]耳たぶまたは組織のひだのような骨のない体の部分における組織の様々な層を通る光伝播を例示する。
【図６】[0012]吸収測定に適合する２つの異なる光源の典型的な発光スペクトルを例示する。
【図７】[0013]メタノールカロテノイド溶液で満たされた１ｍｍ厚さのクオーツキュベットの吸収スペクトルを例示している。
【図８】[0014]３５０‐５４０ｎｍ波長領域における切除された、血のない踵の皮膚組織サンプルの透過導出されたカロテノイド吸収スペクトルを例示している。
【図９Ａ】[0015]生体のヒト指のために測定された透過スペクトルを例示している。
【図９Ｂ】[0016]図９Ａにおける透過スペクトルから導出された吸収スペクトルを例示している。
【図１０】[0017]対象物の異なる指（親指、人差し指、小指）の透過導出された吸収スペクトルを例示している。
【図１１】[0018]２つの異なる対象物からの人差し指の吸収スペクトルを例示している。
【図１２】[0019]ヒト対象物の親指と人差し指との間の母指球皮膚ひだの吸収スペクトルを例示している。
【図１３】[0020]２つの異なる対象物の耳たぶの吸収スペクトルを例示している。
【図１４Ａ】[0021]牧草肥育の牛の切除されたリブ組織のサンプルから吸収スペクトルを例示している。
【図１４Ｂ】[0021]牧草肥育の牛の切除されたリブ組織のサンプルから吸収スペクトルを例示している。
【図１５】[0022]心臓リズムに起因するカロテノイド吸収の変調を示す、カロテノイド吸収領域におけるヒト指の時間分解吸収作用を例示している。
【図１６】[0023]組織の生物化合物を測定し、定量化するための方法のフロー図を例示している。
【図１７】[0024]組織の生物化合物を測定し、定量化するための方法のさらに詳細なフロー図を例示している。
【図１８】[0025]計算デバイスで使用され得る様々なハードウェアコンポーネントを例示するブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
[0026]生物化合物を測定し、定量化するための方法が記述される。サンプルの第１の側を光源で照らす。サンプルの第２の側から透過された光を検出する。サンプルの第２の側は、サンプルの第１の側の反対側である。検出された光に基づいて、結果が取得される。
【０００８】
[0027]透過光を検出することは、光学検出器を使用することを含んでもよい。サンプルは、皮膚、線維組識、脂肪、骨、血液、軟骨、またはこれらの組み合わせであってもよい。サンプルは、指、手、腕の組織ひだ、胸部の組織ひだ、手の組織ひだ、母指球組織ひだ、または、耳たぶであってもよい。
【０００９】
[0028]光源は、サンプルの生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有しうる。光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、または、何らかの他の適合する広域帯の光源であってもよい。
【００１０】
[0029]結果は、サンプルにおけるカロテノイドのレベルに基づいてもよい。光源は、カロテノイドの吸収帯と一部が一致し、隣接するスペクトル領域に拡張する波長で光を生成してもよい。結果は、おおよそ４８０ｎｍに集中するスペクトル領域で検出された透過光に基づいてもよく、隣接するスペクトル領域における透過光に対し参照されてもよい。結果を取得することは、結果を取得するために検出された光を分析することを含んでもよい。結果は、表示されてもよい。結果は、サンプルの抗酸化状態を取得するために使用されてもよい。結果におけるカロテノイドの濃度レベルは、悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較されてもよい。
【００１１】
[0030]結果は、サンプルの時間分解吸収に基づいてもよい。結果を取得することは、血液を循環するカロテノイドレベルおよびサンプルにおけるカロテノイドレベルを決定するために、サンプルを分析することを含んでもよい。結果を取得することは、サンプルにおけるレベルに関連して、血液を循環する他の発色団のレベルを決定するために、サンプルを分析することを含んでもよい。サンプルは、サンプルの第１の側からサンプルの第２の側まで測定するとおおよそミリメータから３センチメータの厚さであってよい。
【００１２】
[0031]生物化合物を測定し、定量化するための装置もまた、記述される。装置は、サンプルの第１の側を照らす光源を含む。装置はまた、サンプルの第２の側から透過された光を検出する光学検出器を含んでいる。サンプルの第２の側は、サンプルの第１の側の反対側である。
【００１３】
[0032]装置は、囲い（enclosure）を含んでもよい。囲いは、光学検出器が、サンプルの第２の側から透過されない何らかの光を検出するのを防いでもよい。装置は、結果を取得するために、光学検出器で検出された透過光を分析し、定量化する分光器を含んでもよい。
【００１４】
[0033]ヒト組織内の生物化合物は、対象物に関する情報を決定するのに使用されてもよい。例えば、環境毒素の存在は、生物化合物を使用して決定され得る。生物化合物はまた、疾患の存在を検出するために使用されてもよい。例えば、抗体の存在は、疾患が対象物の免疫システムによって検出されていることを示し得る。
【００１５】
[0034]いくつかの生物化合物は、皮膚および／または体の他の組織で見つけられてもよい。生物化合物の検出および測定は、高額な設備、長い測定期間および／または他のチャレンジを要求するかもしれない。例えば、皮膚における生物物質の検出は、組織サンプルを切除すること、および、サンプルの生化学的分析を実行することを要求し得る。サンプルを切除することは、対象物の苦痛を引き起こし、同時に、分析は、サンプルが、研究所に送られることを要求し得る。
【００１６】
[0035]このような生物化合物の１つの例が、カロテノイドおよび関連する化合物である。カロテノイドは、人体の抗酸化防御システムにとって重要な成分である。数多くの疫学および実験的な研究は、カロテノイドのより高い食事摂取が、癌、加齢黄斑変性、早期皮膚の老化、および、酸化の細胞損傷に関連付けられた他の病理学から保護し得ることを示している。カロテノイドは、大抵のフルーツや野菜で見つかり、人体では自然に生じない。依って、人体におけるカロテノイドの発見は、フルーツや野菜の消費を示している。フルーツや野菜の消費のレベルが増えると、体のカロテノイドのレベルが増える。
【００１７】
[0036]共鳴ラマン分光法による生物組織におけるカロテノイドおよび関連する科学物質の測定の非侵襲性の方法が、米国特許第６，２０５，３５４  Ｂ１号に開示されており、この開示は、参照することで、ここに組み込まれている。この技法は、カロテノイドレベルの早くて、正確で、安全な決定を提供し、次々に、フルーツおよび野菜の消費、栄養補助食品の摂取に関する診断情報を提供することができる、または、カロテノイドもしくは他の抗酸化化合物が、疾患に関する診断情報を提供し得る条件でマーカになり得る。この技法において、レーザまたは他のスペクトル的に狭い光が、手のひらのような関心のある組織エリアに直接向けられる。ほんのわずかな散乱光は、入射レーザ光と異なる周波数または対応する波長であるカロテノイドラマン信号を生じて、非弾性的に散乱され、ラマン信号は、収集され、フィルタされ、測定される。ラマン信号は、バックグラウンド蛍光信号が、減算されるように分析され、結果が表示され、周知のキャリブレーション標準と比較されることができる。
【００１８】
[0037]皮膚カロテノイドレベルの非侵襲性評価のさらなる非侵襲性光学方法は、反射分光法に基づいている。干渉する血液発色団の一時的除去の後に、皮膚カロテノイドレベルを評価することを可能にする反射分光法の圧力媒介版は、とりわけ期待ができる。この方法は、米国特許公開第２００９／０３０６５２１  Ａ１号（「生物組織中のカロテノイドの非侵襲的測定」）に開示されており、その開示は、ここに参照することによって組み込まれている。圧力媒介反射方法は、励起のために何らかの狭帯域光源を要求しないので、とりわけ簡単で、費用のかからない方法として期待できる。同様に、スペクトル的に狭いラマン線の特徴の検出のために必要とされているような比較的高分解能分光計を要求しない。
【００１９】
カロテノイドの光学特性および生物組織における非侵襲性検出のための光学的方法
[0038]カロテノイドは、ｎ電子共役炭素鎖分子であり、その構造および光学特性に関しポリエンに類似している。際立った特徴は、共役炭素二重結合（Ｃ＝Ｃ結合）の数、ｎ、付属のメチル側基の数、および、付属の末端基の存在と構造である。対象物におけるカロテノイドの光学検出は、栄養補助食品産業にとってとりわけの関心であり得、そこでは、カロテノイドの「損傷」バイオマーカの形成が、時間と共に監視され得て、および／または補給を介して潜在的に増加し得る。開示されているシステムと方法はまた、カロテノイド抗酸化剤と多数の対象物母集団における疾患との間の相関を調査するのに有効であるリサーチツールを提供する、眼科学、新生児科学、栄養学、疫学のような医学にとっての関心でもあり得る。
【００２０】
[0039]図１は、吸収スペクトル、分子構造、ベータカロテン（βカロテン）、ゼアキサンチン、リコピン、ルテイン、フィトフルエンを含む、ヒト組織でみつかる主なカロテノイド種のエネルギーレベル図式のグラフィック図である。全てのカロテノイドは、異常な偶数パリティ励起状態の特色をなす。その結果、吸収遷移は、電気双極子許可され、従って、これらの分子において強く、しかし、瞬時の発光は禁止されている。吸収処理は、青色および近ＵＶ波長領域内で広吸収帯（〜１００ｎｍ幅）を生じさせ、１１Ａｇ一重項基底状態から１１Ｂｕ一重項励起状態への（図１の差し込み図参照）分子非局在π軌道の間で生じる。吸収帯は、それぞれの分子の効果的な共役長さの増加数で、より長い波長にシフトする。例えば、比較的短いフィトフルエン分子（５共役のＣ＝Ｃ結合）の吸収は、〜３４０ｎｍに集中し、さらに長いリコピン分子（１１Ｃ＝Ｃ結合）は、〜４５０ｎｍに集中する。全てのカロテノイド分子は、〜１４００ｃｍ−１の周波数間隔で、弱い電子フォノンカップリングのために、はっきりと分解されたバイブロニックな下部構造を示す。
【００２１】
[0040]全てのカロテノイドにおいて、吸収帯内の何らかの光学的励起は、ほんのわずかにとても弱いルミネセンス信号をもたらす。ルミネセンスの関連する非常に低い量子効率は、１１Ｂｕ状態の下にある第２の励起一重項状態、２１Ａｇ状態の存在によって引き起こされる（図１、差し込み図参照）。１１Ｂｕ状態への励起に続き、カロテノイド分子は、非発光遷移を介して、基底状態への電子発光がパリティ禁止される、このより低い２１Ａｇ状態へ、〜２００‐２５０ｆｓ内で、とても早く緩和する（図１の差し込み図で、点線の下向き矢印）。低い１１Ｂｕ→１１Ａｇルミネサンス効果（１０−５‐１０−４）および分子の２１Ａｇ→１１Ａｇ蛍光の不在は、潜在的な遮蔽蛍光信号なしに、分子振動の共鳴ラマン散乱（ＲＲＳ）応答（図１の差し込み図の実線の下向き矢印として示される）を検出することを可能にする。特に、ＲＲＳは、メチル側基と同様にポリエンバックボーンの伸縮振動を検出する。分子が、可視の波長領域における振動吸収遷移の何れかにおいて励起される場合、カロテノイド分子の炭素‐炭素単結合および二重結合伸縮周波数は、それぞれ、スペクトル的に鋭く、共鳴強化ラマン信号を生成する。ＲＲＳ線は、振動伸縮周波数の量、すなわち、それぞれ１１５９および１５２５ｃｍ−１に、励起光周波数から正確にシフトされる。これらの周波数は比較的大きいので、カロテノイド分子が可視で励起される場合、これらのオフセットは、数十ｎｍの広波長シフトに移される。他の発色団のために、大きな皮膚蛍光バックグラウンド上に重ね合わせられ、スペクトル的にとても狭いＲＲＳ線は、励起光およびバックグラウンド蛍光から容易に孤立される。中分解能（＜１ｎｍ）分光器は、十分であり、その強度は、適合する高いダイナミックレンジの線形検出器アレイで容易に定量化されることができる。４８０ｎｍのスペクトル近傍の励起波長を選択し、ＲＲＳは、βカロテン、リコピン、βクリプトキサンチン、ルテイン、ゼアキサンチンを含む、皮膚における全ての共鳴励起カロテノイドの結合された濃度を測定する。フィトエンおよびフィトフルエン、ＵＶにおけるより短い共役長さおよび対応する吸収を有する皮膚で見つかる２つのカロテノイドは、可視光励起条件下では検出されない。
【００２２】
[0041]ヒト網膜において、ＲＲＳは、〜１ｍｍ直径黄斑領域でルテインとゼアキサンチンの結合された濃度を測定するのに使用されることができる。このことは、空間的に積分して［I. V. Ermakov, R. W. McClane, P. S. Bernstein, and W. Gellermann, “Resonant Raman detection of macular pigment levels in the living human retina,” Optics Letters 26, 202-204 (2001)]、または、空間分解された画像コンフィギュレーションで[M. Sharifzadeh, D.-Y. Zhou, P. S. Bernstein, and W. Gellermann, “Resonance Raman Imaging of Macular Pigment Distributions in the Human Retina,” Journal of the Optical Society of America, JOSA A 25, 947- 957 (2008)］達成される。ＲＲＳに基づいた皮膚カロテノイド測定にとって、好ましい身体部位の１つは、手のひらまたは足のかかとである。なぜなら、組織部位における真皮の（dermal）メラニン色素レベルが、より明るく、異なる人種および民族バックグラウンドをもつ個人の間であまり変化しないからである。加えて、角質層、外部真皮組織層は、手のひらまたはかかとでは、比較的厚い（少なくとも〜４００μｍ）。このことは、励起光が、この強い散乱層（光透過深度〜２００μｍ）を超えて、より深い組織層に浸透せず、他の潜在的な交絡色素団を励起し得ることを確実にする。携帯計器コンフィギュレーションのフィールド適用において、ＲＲＳ方法論の適合性は、多数の対象物母集団の早い測定のために論証され得る。対象物間の変動のような、カロテノイドステータスの客観的なバイオマーカの重要な特性を証明する、有意な幅でベル型分布を作り出す手のひらの測定（中央値の〜５０％）は、非侵襲性のやり方で容易に再現され得る[I. V. Ermakov, M. R. Ermakova, R. W. McClane, and W. Gellermann, “Resonance Raman detection of carotenoid antioxidants in living human tissues,” Opｆtics Letters 26, 1179-1181 (2001)]。
【００２３】
[0042]これらの初期の結果に基づいて、ＲＲＳに基づく皮膚カロテノイド検出は、栄養補助食品産業で商業的応用のために容易に発展され得る。この産業におけるフィールド適用にとって、携帯ＲＲＳ計器は、初めは、低電力コンパクト４７３ｎｍ固体状態レーザ／６５ｍｍ焦点距離分光器／ＣＣＤ検出器組み合わせに基づいて、発展された［I. V. Ermakov, M. Sharifzadeh, M. R. Ermakova, and W. Gellermann, “Resonance Raman Detection of carotenoid antioxidants in living human tissue,” Journal of Biomedical Optics, 10, 064028, 1-18 (2005)］。より後期の段階では、より頑丈な、非レーザ版が、光電子増倍検出との組み合わせでスペクトル的に狭いＬＥＤ励起に基づいて発展された［S. D. Bergeson, J. B. Peatross, N. J. Eyring, J. F. Fralick, D. N. Stevenson, and S. B. Ferguson, “Resonance Raman measurements of carotenoids using light emitting diodes,” J. Biomed.Optics 13, 044026 (2008)］。現在、約一万の携帯ＲＲＳ計器は、一千万を超える測定された対象物の合計数で、栄養補助食品産業で使用されている。重要なことに、方法は、このフィールドにおけるカロテノイドを含む栄養補助食品の配合の効能を証明する。
【００２４】
[0043]化学界および医学界におけるＲＲＳの受け入れは、生化学的に（すなわち、ＨＰＣＬ‐）導出されたカロテノイドレベルをもつこの新しい光学概念の厳密な確認を待たなければならなかった。初めに、手のひらの内部においてＲＲＳで測定されたカロテノイドレベルは、空腹時血清のＨＰＬＣ‐導出されたカロテノイドレベルと強固に、著しく相関することが示された。従って、間接的に方法を有効にする。［W. Gellermann, J. A. Zidichouski, C. R. Smidt, and P. S. Bernstein, “Raman detection of carotenoids in human tissue,” in Carotenoids and Retinoids:Molecular Aspects and Health Issues, L. Packer, K. Kraemer, U. Obermueller-Jervic, and H. Sies, Eds., Chapter 6, pp. 86-114, AOCS Press, Champain, Illinois (2005)］。さらに最近では、測定された組織量の生検とその後のＨＰＬＣ分析を伴う皮膚カロテノイドＲＲＳ測定を含んだ直接的な確認実験が、完了された［I. V. Ermakov and W. Gellermann “Validation model for Raman based skin carotenoid detection,” Archives of Biochemistry and Biophysics, 504, 40-9 (2010); S. T. Mayne, B. Cartmel, S. Scarmo, H. Lin, D. Leffel, E. Welch, I. V. Ermakov, P. Bohsale, P. S. Bernstein, and W. Gellermann, “Noninvasive assessment of dermal carotenoids as a biomarker of fruit and vegetable intake,” Am. J. Clin.Nutr.92,794-800 (2010)］。再び、高い相関が、両方の方法間で見つけられた。これらの確認に基づいて、ＲＲＳは、栄養科学において使用の増加が認められており、食事の健康効果、喫煙のような外部ストレス要因の有害な効果、および、個々の母集団間の一般的な栄養上の差への、高統計的有意性のある、眼識を提供する。加えて、方法は、癌予防研究および新生児科学のような医学的エリアにおける組織抗酸化ステータスにとって急速な客観的バイオマーカとして、使用の増加を見出している。
【００２５】
[0044]皮膚カロテノイドレベルの評価のためのさらなる非侵襲性光学方法は、反射分光法に基づいている。干渉する血液発色団の一時的除去の後に、皮膚カロテノイドレベルを評価することを可能にする反射分光法の圧力媒介版は、とりわけ有効である［I. V. Ermakov and W. Gellermann “Dermal carotenoid measurements via pressure-mediated reflection spectroscopy” J. Biophotonics 5, 55-570 (2012)］。この方法は、米国特許出願公開第２００９／０３０６５２１  Ａ１号に開示されており、その開示は、ここに参照することによって組み込まれている。この反射方法は、励起のために何らかの狭帯域光源を要求せず、著しく高い信号レベルを有し、従って、あまり複雑な計器を要求しないので、とりわけ簡単で、費用のかからない方法として期待できる。
【００２６】
[0045]基礎となる反射分光法は、ヒト網膜の黄斑領域（”黄斑色素”）におけるカロテノイドの定量化［米国特許公開第２００７／０２５２９５０号, Reflectometry Instrument and Method For Measuring Macular Pigment]および皮膚におけるカロテノイドの定量化[W. Stahl, U. Heinrich, H. Jungmann, J. von Laar, M. Schietzel, H. Sies, and H. Tronnier, “Increased dermal carotenoid levels assessed by noninvasive reflection spectrophotometry correlate with serum levels in women ingesting betatene,” J. Nutr.128, 903 (1998); W. Stahl, U. Heinrich, H. Jungmann, H. Tronnier, and H. Sies, “Carotenoids in Human Skin:Noninvasive Measurement and Identification of Dermal Carotenoids and Carotenol Esters,” Methods in Enzymology 319, 494-502 (2000)］のために予め使用されている。網膜反射分光法において、黄斑カロテノイド（皮膚と比べて、２つのカロテノイド種、すなわち、ルテインおよびゼアキサンチンしか含まない）は、角膜から網膜の後ろの反射強膜への全ての目の層およびその逆を通して白色光の複光路から導出される。カロテノイドの定量化は、全ての目の層の個々の吸収および／または散乱効果が、それぞれの吸収および／または散乱係数で記述される、多層で、連続的な、直線光経路透過モデルの助けで可能になる。黄斑に濃縮された網膜のカロテノイドレベルは、前記計算された反射スペクトルの複数のパラメータ適合から測定されたスペクトルまでに導出される。
【００２７】
[0046]ヒトの皮膚において、外側の角質層によって引き起こされた散乱するさらに強い光により、組織の光経路の仮定と、直線光経路のモデリングができない。さらに、反射板として使用され得る効果的な内部界面がない。その代りに、このより早いアプローチにおいての生体の組織における発色団分布の不均等性を考慮し、皮膚の発色団のための複数の区画モデルをもつ複雑なスペクトル逆重畳積分アルゴリズムを使用して、第１の原則からカロテノイドレベルを計算することが試みられている。基線皮膚とセラムカロテノイドレベルとの間の重要な相関は、１２週のβカロテン補給研究で実証され得る。また、皮膚カロテノイドレベルの明らかな上昇は、有志の対象物の小さなグループにおける補給に応じて実証され得る。［F. Niedorf, H. Jungmann, and M. Kietzmann, “Noninvasive reflection spectra provide quantitative information about the spatial distribution of skin chromophores,” Med.Phys.32, 1297-1307 (2005)］。しかしながら、濁った媒体中の拡散性の光透過モデル内の反射スペクトルの解釈は、比較的弱い吸収カロテノイド発色団の評価の問題になると認識された［F. Niedorf, H. Jungmann, and M. Kietzmann, “Noninvasive reflection spectra provide quantitative information about the spatial distribution of skin chromophores,” Med.Phys.32, 1297-1307 (2005)］、そして、方法論は、普及した適用を見つけていない。
【００２８】
[0047]皮膚カロテノイド濃度を導出するためのさらなる試みにより、皮膚色飽和測定が研究されている［S. Alaluf, U. Heinrich, W. Stahl, H. Tronnier, and S. Wiseman, “Dietary Carotenoids Contribute to Normal Human Skin Color and UV Photosensitivity,” J. of Nutrition 132, 399-403 (2002)］。この方法では、色の三刺激値のうちの１つ、ｂ＊値が、測定され、白色反射標準の色度図と比較された。ｂ＊値は、黄色から青色領域の色の彩度を測定するので、このスペクトル範囲に起こる皮膚カロテノイドの吸収によって影響されることが期待されている。しかしながら、測定は、カロテノイド吸収によってのみ影響されるのでなく、血液およびメラニンの多重吸収および散乱効果によっても影響され、従って、むしろ不特定の結果をもたらす。
【００２９】
[0048]圧力媒介反射分光法は、反射導出されたカロテノイド吸収レベルと、交絡血液発色団が一時的に絞り出される、組織におけるバックグラウンド吸収／散乱レベルとを比較することによって、皮膚カロテノイドレベルを経験的に導出する。計器は、簡単で、スペクトル的に広い光励起を使用する。皮膚表面から反射された光は、分光器／ＣＣＤ検出器組み合わせでスペクトル的に分解され測定されるか、または、代わりとして、それぞれカロテノイド吸収範囲内および外側のごくわずかな適合する離散波長で測定される。圧力媒介反射分光法は、カロテノイドが豊富なジュースを消費する対象物における皮膚カロテノイドレベルを確実に追跡するように既に実証されている［I. V. Ermakov and W. Gellermann, “Dermal carotenoid measurements via pressure mediated reflection spectroscopy,” J. Biophotonics 5, 559-570 (2012)］。
【００３０】
生物組織におけるヘモグロビンの光学特性
[0049]ヘモグロビン、赤血球における鉄含有酸素運搬プロテイン、は、可視の波長領域において強く吸収する。酸素運搬変異体（oxygen-carrying variant）、酸素化ヘモグロビン(oxy-hemoglobin)は、それぞれ約５３０および５８０ｎｍにおけるピークの２つの部分的に分解された吸収帯が特色であるが、低酸素変異体（oxygen-depleted variant）、デオキシヘモグロビンは、５６０ｎｍにおけるピークの単一で、広帯域な吸収より多くを有する。吸収を識別することがヘモグロビン発色団の吸収帯によって遮蔽されない組織カロテノイド測定において、注意をしなければならない。このことは、組織部位の適切な判断の選択、適合する光伝播シナリオ、および／または、検出波長の最適化された選択によって達成されることができる。好ましくは、後者は、血液発色団の波長範囲の外側であるべきである。
【００３１】
吸収分光法
[0050]上述されたＲＲＳおよび反射方法論は、わずかなミリメータの比較的浅い組織深さに至るまで、表面の組織層においてのみ、生体の皮膚のような生物組織においてカロテノイドレベルを測定する。励起光、ラマン散乱光、または反射光を含む可視の波長領域において何らかの光の高い光学損失を引き起こす、主に角質層で散乱する強い光によって制限が生じる。本システムおよび方法において、この欠点を克服する新しい光学方法について記述する。吸収分光法に基づいて、新しい方法は、生体の体の末端または数ｃｍまでの付属器官（appendage）の全組織厚さを通して、組織カロテノイド、および、関連する生物化合物とのレベル測定することが可能である。初めに、手、指、耳たぶ、皮膚ひだまたは類似物のような重要な生体のヒト体部分におけるカロテノイドレベルを測定し、このように、表面濃度だけというよりむしろ組織内部化合物レベルを含む、定量測定を取得することが可能である。組織化合物濃度の定量測定として、我々は、関心の波長領域における透過光強度Ｉｏｕｔと参照光強度Ｉｒｅｆとの対数比を選択し、他のスペクトル的に一部分が一致する組織発色団のために、散乱／吸収バックグラウンドの減算の後で、関心のカロテノイド吸収を決定する。特に、我々は、これらの測定から、光学密度
Ｏ．Ｄ．＝ｌｇ Ｔ−１
を決定する。Ｔは、サンプルを通した入力光のパーセンテージ透過である、すなわち、Ｔ＝Ｉｏｕｔ／Ｉｒｅｆ。時間とともに、カロテノイドの吸収を測定し、食事変化によって引き起こされる濃度における変化を追跡することが可能である。
【００３２】
[0051]透過導出された生物カロテノイドレベルを、異なる構成物を持つ組織において―例えば、それぞれ内部骨を含むまたは含まない組織において―開示された方法と比較すると、特定の内部組織のコンポーネントにおけるカロテノイド濃度の選択的情報を取得することが可能であってもよい。例えば、開示された方法で、内部脂肪層、軟骨、または、骨において選択的にカロテノイドレベルを決定することが可能であり得る。
【００３３】
[0052]図２は、メラニンフリーのヒト皮膚組織の主な吸収発色団のモデル吸収スペクトルを例示する。特に、図２は、酸素化ヘモグロビン、ＨｂＯ２（細い実線）、脱酸素化ヘモグロビン、Ｈｂ（薄い一点鎖線）、およびカロテノイド（ＣＡＲ）（太い実線）を例示している。例示されたカロテノイド吸収が、βカロ手ノンの分解について示されている。少しの濃度で皮膚に存在するフラボノイド（ＦＬＡＶ（細い点線））の吸収テールがまた、図２に示されている。図２は、カロテノイド検出に最も有効である分光窓（spectral window）が、４６０‐５００ｎｍ分光範囲（クロスハッチング参照）に集中しなければならないことを示唆する。なぜならば、他の発色団の吸収効果は、この領域では、比較的極小であるからである。
【００３４】
[0053]図３は、組織における生物化合物を測定し、定量化するための吸収分光法に基づく装置の１つの例を例示するブロック図である。生物化合物は、カロテノイド、血液、水分などを含んでもよい。生物化合物は、生体の組織サンプルおよび／または切除された組織サンプルから測定され、定量化されてもよい。装置は、光源３１２、光学検出器３３６、および、データ獲得、処理、定量化、ディスプレイモジュール３４６を含んでもよい。装置は、サンプル３２２で見つかった生物化合物を定量化してもよい。
【００３５】
[0054]光源３１２は、サンプル３２２に光３１６を照らしてもよい。光３１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、ＬＥＤアレイ、従来の光源、および／または、何らかの他の適合する広帯域の光源から発してもよい。例えば、安価なＬＥＤ光源が、使用されてもよい。１つの光源３１２または複数の高原が、使用されてもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、光ファイバが、光源３１２によって生成された光３１６を向けるのに使用されてもよい。
【００３６】
[0055]光源３１２は、例えば４００ｎｍから６００ｎｍの、４８０ｎｍを含む波長で生成された光３１６のスペクトルを放ってもよい。言い換えると、光は、カロテノイドの吸収帯と実質的に一部分が一致する波長で生成されてもよい。加えて、または、代替的に、光源３１２は、例えば800ｎｍから1050ｎｍの、９７０ｎｍを含む波長で生成された光３１６を放ってもよい。一般的に、光源３１２は、様々なスペクトルにわたる白光３１６のフルスペクトルを放ってもよい。
【００３７】
[0056]サンプル３２２は、指、皮膚のひだ、耳たぶなどのようなヒトからの生体組織サンプルであってもよい。サンプル３２２は、別の生体の有機体からの生体組織サンプルであってもよい。代替的に、サンプル３２２は、皮膚組織または骨サンプルの切除された断片のようなヒトから切除された組織サンプル、または、前の生体の非‐ヒト有機体からの切除されたサンプルであってもよい。サンプルは、組織カロテノイドの吸収に基づいた測定にとって予め可能だと思われているよりはるかに厚くあり得る。例えば、サンプル３２２は、３ｃｍまでの厚さの範囲で変動し得る。しかしながら、サンプル３２２は、多少厚くてもよい。例えば、サンプル３２２は、切除された皮膚組織の薄い断片、ほんの数ｍｍの厚さであってもよい、または、親指と人差し指との間のひだまたは耳たぶのような組織ひだであってもよい。反対に、サンプル３２２は、数ｃｍの厚さである動物の骨であってもよい。サンプル４２２は、吸収レベルの素早い処理と計算のために、十分に高い透過光レベルで、光源３１２からの光３１６をサンプル３２２を通り抜けさせるのに十分な厚さであるべきである。いくつかのコンフィギュレーションでは、より強い光源３１２が、より厚いサンプル３２２から生物化合物を定量化し測定するのに使用されてもよい。
【００３８】
[0057]光学検出器３３６は、スペクトル的に分解された検出コンフィギュレーションにおいて、または、戦略的に選ばれた離散波長で、サンプル３２２から透過光３３０を検出してもよい。例えば、光学検出器３３６は、サンプル３２２からの発光の強度を測定してもよい。光学検出器３３６は、分光器／電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳ検出器コンフィギュレーション、光電子増倍チューブ、フォトダイオード検出器、および／または他の光学検出器を含んでもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、光学検出器３３６は、空間積分光学検出器を含んでもよい。
【００３９】
[0058]サンプル３２２が、ヒト指である場合、光源３１２は、指に光３１６を照らしてもよい。光３１６は、指の１つの側に入ってもよい。光３１６は、指を通り抜けてもよい。透過光３３０は、指と反対から出ていってもよい。透過光３３０は、光学検出器３３６で検出されてもよい。
【００４０】
[0059]光学検出器３３６は、検出された光を電子信号に変換する。光学検出器は、獲得、定量化、ディスプレイモジュール３４６に電子信号３４４を送信してもよい。
【００４１】
[0060]獲得、定量化、ディスプレイモジュール３４６は、電子信号３４４を分析し、定量化してもよく、適合するデータ獲得および処理ルーティンを使用して、結果を表示してもよい。結果は、生物化合物濃度レベルを含んでもよい。
【００４２】
[0061]サンプル３２２における生物化合物のレベルを決定することは、光学検出器３３６からの電子信号３４４を処理することを含んでもよい。電子信号３４４を処理することは、信号を分析すること、および／または、モニタ（図示されず）および／または他のディスプレイ上で信号を視覚的に表示することを含んでもよい。光学検出器３３６からの電子信号を処理することは、光信号を他のデジタルおよび／または値の形式に変換することをさらに含んでもよい。データ獲得ソフトウェアは、サンプル３２２における生物化合物のレベルを決定するために、定量化およびディスプレイモジュール３４６によって使用されてもよい。
【００４３】
[0062]例えば、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、サンプル３２２において、カロテノイド、ヘモグロビン、および／または水分のレベルを分析、定量化、表示してもよい。加えて、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、悪性疾患もしくは他の疾患のリスクまたは存在を評価し、または、食事補給に応じたレベルの変化を追跡するために、結果のカロテノイドの濃度レベルを通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較してもよい。
【００４４】
[0063]加えて、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、生体組織またはサンプル３２２の結合されたカロテノイドおよびフラボノイド抗酸化ステータスを評価し得る。このようにして、サンプル３２２の関連する抗酸化ステータスは、サンプル３２２が取られたか、または、生体組織が測定されたユーザによって消費されたフルーツまたは野菜のレベルのいくつかのインジケーションを提供し得る。１つの例として、ユーザが、フルーツおよび野菜の自身の消費を増やすと、ユーザの関連する抗酸化ステータスが、時間とともに肯定的に変化し得る。
【００４５】
[0064]いくつかのコンフィギュレーションでは、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、計算デバイスであってもよい。計算デバイスは、パーソナルコンピュータであってもよい、または、他の計算デバイスを含んでもよい。
【００４６】
[0065]いくつかのコンフィギュレーションでは、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、光源３１２と電子通信してもよい。例えば、定量化およびディスプレイモジュール３４６は、透過光３３０を、光源３１２で放たれた光３１６に関係して比較してもよい。加えて、光源３１２は、入力を提供し、定量化およびディスプレイモジュール３４６からフィードバックを受信することができる。
【００４７】
[0066]図４は、組織における生物化合物を測定し、定量化するための吸収分光法ベースの装置のさらに詳細な例を例示するブロック図である。生物化合物は、カロテノイドレベル、血液レベル、水分レベルなどを含んでもよい。これらの生物化合物は、指、耳たぶ、皮膚ひだなどのような生体組織で見つけられてもよい。加えて、生物化合物は、適合する厚さで切除された組織で見つけられてもよい。
【００４８】
[0067]装置は、光源４1２、囲い４１８、光学検出器436、獲得、定量化、ディスプレイモジュール446を含んでもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、コンポーネントは、単一の装置に結合されてもよい。他のコンフィギュレーションでは、装置のコンポーネントは、お互いに独立していてもよい。言い換えると、コンポーネントは、システムを形成してもよい。
【００４９】
[0068]光源４１２は、ビーム拡大器、フィルタ、アパーチャ、シャッタなどのような光デリバリーオプション４１４を含んでもよい。１つのコンフィギュレーションでは、ビーム拡大器およびフィルタは、サンプル４２２上の所定のサイズおよび／または形に対し光を大きくする、および／または縮小するために用いられてもよい。他のコンフィギュレーションでは、ビーム拡大器およびフィルタは、他の所定の形および／またはエリアを有するサンプル４２２に対し光を大きくする、および／または縮小してもよい。例えば、ビーム拡大器およびフィルタは、楕円、環形、多角形、複数の楕円のような所定の形および／または他の所定の形に対し、光を大きくするおよび／または縮小してもよい。別の例では、ビーム拡大器およびフィルタは、他の励起および検出器エリアを予め決めるために、光を拡張および／または縮小してもよい。
【００５０】
[0069]光源４１２は、サンプル422に光416を照らしてもよい。光416は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、ＬＥＤアレイ、従来のタングステン光源、および／または、何らかの他の適した広帯域の光源から発してもよい。例えば、安価なＬＥＤ光源が、使用されてもよい。１つの光源412または複数の光源が、使用されてもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、光ファイバが、光源412によって生成された光を向けるのに使用されてもよい。
【００５１】
[0070]光源412は、例えば４００ｎｍから６００ｎｍの、４８０ｎｍを含む波長で生成された光416のスペクトルを放ってもよい。言い換えると、光は、生体組織または他の有機体サンプルにおいて、カロテノイドの吸収帯と実質的に一部分が一致する波長で生成されてもよい。加えて、または、代替的に、光源412は、例えば800ｎｍから1050ｎｍの、９７０ｎｍを含む波長で生成された光416を放ってもよい。言い換えると、光は、組織水和の吸収帯と実質的に一部分が一致する波長で生成されてもよい。一般的に、光源412は、様々な生物化合物吸収スペクトルにわたる白光416のフルスペクトルを放ってもよい。
【００５２】
[0071]囲い４１８は、サンプル４２２を含んでもよい。光源４１２は、囲い418に光416を照らしてもよい。囲い４１８は、サンプル４２２が挿入される開口部を含んでもよい。
【００５３】
[0072]囲い４１８は、第１の窓４２０ａおよび第２の窓４２０ｂを有してもよい。第１の窓４２０ａは、光源４１２からの光４１６が、囲い４１８に入ることを可能にしてもよい。第２の窓４２０ｂは、サンプルからの透過光４３０が、囲い４１８を出ることを可能にしてもよい。そうでなければ、囲い４１８は、透過光４３０以外の、光４１６および／または他の迷光が囲い４１８を出るのを防ぎ得る。例えば、囲い４１８は、迷光が囲い４１８を出るのを防ぐために、調整可能４４８であってもよい。透過光４３０以外の光が囲い４１８を出る場合、不正確な結果が起こり得る。
【００５４】
[0073]接触ジェル４２８ａ、４２８ｂは、囲い窓と組織サンプルとの間の空間を満たすために用いられてもよい。接触ジェル４２８ａ、４２８ｂは、中間にある光学表面からの光反射を縮小し得る。言い換えると、コンタクトジェル４２８ａ、４２８ｂは、第１の窓４２０ａとサンプル４２２との間と、同じく第２の窓４２０ｂとサンプル４２２との間との空間を防ぎ得る。
【００５５】
[0074]サンプル４２２は、手、指、皮膚ひだ、耳たぶ、鼻の一部などのようなヒトからの生体組織サンプルであってもよい。ヒト指サンプル４２２は、皮膚、骨、および脂肪を含んでもよい。ヒトの手の親指と人差し／指し示す指との間のエリアは、皮膚の２つの層を含み得る。ヒト耳たぶは、軟骨を含み、骨は含まないかもしれない。
【００５６】
[0075]例えば、サンプル４２２は、生体の胸組織であってもよい。これは、カロテノイドが乳がんに影響を与え得るので、有益でありうる。生物化合物を測定するための最近のアプローチは、胸に針を突き刺し、ファイバオプティックスを介して胸に光を送り、ファイバ間で伝播する光を測定することを要求する。ヒトの胸組織における生物化合物を測定するための侵襲性のアプローチを使用するよりむしろ、ここに記述される本システムおよび方法は、生物化合物が、非侵襲性アプローチを使用して測定されることを可能にする。
【００５７】
[0076]加えて、サンプル422は、皮膚組織もしくは骨サンプルの切除された断片のような切除されたヒト組織サンプル、または、前の生体の有機体から切除されたサンプルであってもよい。例えば、人参スライスまたは他の野菜は、サンプル４２２として使用されてもよい。
【００５８】
[0077]サンプル４２２は、光源４１２からの光４１６が、サンプル４２２を通り抜けることを可能にするのに十分な薄さであるべきである。いくつかのコンフィギュレーションでは、より強い光源４１２は、より厚いサンプル４２２から生物化合物を定量化し測定するのに使用されてもよい。
【００５９】
[0078]サンプル４２２は、第１の側４２４及び第２の側４２６を含んでもよい。光源４１２からの光４１６は、サンプル４２２の第１の側４２４を照らしてもよい。光４１６の一部は、サンプル４２２によって吸収され、光４１６の一部は、透過光４３０としてサンプル４２２によって透過されてもよい。透過光４３０は、サンプル４２２の第２の側４２６から現れてもよい。サンプル４２２の第２の側４２６からの透過光４３０は、囲い４１８の第２の窓４２０ｂを通り抜け、光学検出器４３６によって捕捉されてもよい。
【００６０】
[0079]いくつかのコンフィギュレーションでは、光源４１２と囲い４１８の第１の窓４２０ａとの間に空隙がなくてもよい。加えて、または、代替的に、囲い４１８の第２の窓４２０ｂと光学検出器４３６との間に空隙がなくてもよい。このやり方では、迷光が、取得された結果に干渉しない。
【００６１】
[0080]別のコンフィギュレーションでは、光源４１２および／または光学検出器４３６は、囲い４１８の部分であってもよい。例えば、光源４１２が、第１の窓４２０ａの代わりに含まれてもよい。加えて、または、代替的に、光学検出器436が、第２の窓４２０ｂの代わりに含まれてもよい。囲い４１８に、光源４１２および／または光学検出器４３６を加えることは、迷光を、何らかの取得された結果に干渉することから防ぐのに役立ち得る。
【００６２】
[0081]光学検出器436は、サンプル４２２の第２の側４２６から透過光４３０を検出してもよい。光学検出器３３６は、収集モジュール４３８、スペクトル選択モジュール４４０、光検出モジュール４４２を含んでもよい。収集モジュール４３８は、透過光４３０を収集してもよい。収集モジュール４３８は、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、ＣＭＯＳ検出器、光電子増倍チューブ、フォトダイオード検出器、および／または他の光学検出器を含んでもよい。ＣＣＤアレイは、ピクセルに対応する光強度および波長を検出するピクセルのアレイである。いくつかのコンフィギュレーションでは、収集モジュール438は、空間的な積算光学検出器を含んでもよい。
【００６３】
[0082]スペクトル選択モジュール４４０は、収集された光の不要の周波数をフィルタして取り除いてもよい。例えば、スペクトル選択モジュール４４０は、４００ｎｍ−６００ｎｍ波長の外側にある収集された光をフィルタして取り除いてもよい。別の例として、スペクトル選択モジュール４４０は、水和した組織の帯域の外側にある収集された光をフィルタして取り除いてもよい。言い換えると、スペクトル選択モジュール４４０は、不適切な、または、不要の波長から信号をフィルタして取り除いてもよい。
【００６４】
[0083]加えて、または、代替的に、スペクトル選択モジュール４４０は、分光計または分光器をオプション的に含んでもよい。例えば、分光器は、サンプル４２２におけるカロテノイド、水和物および／またはヘモグロビンレベルを測定することが要求されてもよい。分光器は、高いライトスループットを用いる中分解能格子分光器のような、および、コンパクトで、電荷結合的シリコン検出アレイをともなう素早い検出に対応する商業用分光器システムから選択されてもよい。例えば、１２００ライン／ｍｍの分散格子と、１４ｘ２００μｍの個々の画素エリアをもつ１次元の１ｘ２０４８、シリコンＣＣＤ検出器アレイを用いる、分光器／ＣＣＤアレイ光検出システムを使用することができる。
【００６５】
[0084]光検出モジュール４４２は、収集された光を検出してもよい。加えて、または、代替的に、光検出モジュール442は、検出された光を電子信号に変換してもよい。光学検出器は、定量化およびディスプレイモジュール446に電子信号444を送信してもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、光検出モジュール４４２は、分光器の一部であってもよい。
【００６６】
[0085]獲得、定量化、およびディスプレイモジュール446は、電子信号444を分析し、定量化してもよく、結果を表示してもよい。結果は、生物化合物濃度レベルを含んでもよい。加えて、または、代替的に、結果は、サンプル４２２における測定された生物化合物に基づいた複合スコアであってもよい。
【００６７】
[0086]サンプル422における生物化合物のレベルを決定することは、光学検出器436からの電子信号444を処理することを含んでもよい。電子信号444を処理することは、信号を分析すること、および／または、モニタ（図示されず）および／または他のディスプレイ上に信号を視覚的に表示することを含んでもよい。光学検出器436からの電子信号４４４を処理することは、光信号を他のデジタルおよび／または値の形式に変換することをさらに含んでもよい。データ獲得ソフトウェアは、サンプル422における生物化合物のレベルを決定するために、定量化およびディスプレイモジュール446によって使用されてもよい。例えば、定量化およびディスプレイモジュール446は、サンプル422において、カロテノイド、水分、ヘモグロビン、および／または他の生物化合物のレベルを分析、定量化、表示してもよい。
【００６８】
[0087]定量化およびディスプレイモジュール４４６は、悪性疾患もしくは他の疾患のリスクまたは存在を評価するために、結果のカロテノイドおよび他の生物化合物の濃度レベルを、通常の生物組織におけるカロテノイドおよび他の化合物の濃度レベルと比較してもよい。定量化およびディスプレイモジュール４４６は、サンプル４２２の結合されたカロテノイドおよびフラボノイド抗酸化ステータスを評価してもよい。このようにして、サンプル４２２の関連する抗酸化ステータスは、サンプル４２２が取られたユーザによって消費されたフルーツまたは野菜のレベルのインジケーションを提供してもよい。１つの例として、ユーザが、フルーツおよび野菜の自身の消費を増やすと、ユーザの抗酸化ステータスが、時間とともに肯定的に変化し得る。
【００６９】
[0088]いくつかのコンフィギュレーションでは、定量化およびディスプレイモジュール４４６は、計算デバイスであってもよい。計算デバイスは、パーソナルコンピュータであってもよい、または、他の計算デバイスを含んでもよい。いくつかのコンフィギュレーションでは、定量化およびディスプレイモジュール４４６は、一部、モバイルデバイス（図示されず）に含まれてもよい。例えば、定量化およびディスプレイモジュール４４６は、モバイルデバイスにあるアプリケーションの部分であってもよい。
【００７０】
[0089]いくつかのコンフィギュレーションでは、定量化およびディスプレイモジュール４４６は、光源４１２と電子通信してもよい。例えば、定量化およびディスプレイモジュール４４６は、光源４１２で放たれた光４１６と関係して、透過光４３０を比較してもよい。加えて、光源４１２は、入力を提供し、定量化およびディスプレイモジュール４４６からフィードバックを受信することができる。
【００７１】
[0090]図５Ａは、ヒト指における組織の様々な層を通した光伝播を例示する。サンプル５２２ａは、皮膚、血液、脂肪、骨を含んでもよい。皮膚層は、皮下の層、表皮、真皮を含んでもよい。１つの例として、サンプル５２２ａは、ヒト指であってもよい。指からのカロテノイドの複合スコアを取得することは、体の他の部分のカロテノイドレベルを代表し得る。さらに、光吸収から取得された複合カロテノイドスコアは、皮膚の表面層から反射された光の測定から取得された複合スコアよりも、より正確な結果を提供する。
【００７２】
[0091]皮膚、血液、脂肪、および骨を含む指または別のサンプル５２２ａのケースでは、光源３１２からの光５１６ａは、皮膚の２層、血液、脂肪を通り抜けなければならないかもしれない。光５１６ａは、サンプル５２２ａを通して伝わるように散乱され、吸収されてもよい。この散乱および吸収は、点線として例示されている。入射光の一部は、定量化され、表示される透過光５３０ａとして、出るかもしれない。
【００７３】
[0092]皮膚の色は、一般的に、メラニン、血液、カロテノイド、および光散乱の結合された光学的効果によって定義される。カロテノイドは、自然では黄色であり、そのため、青色を吸収する。他方、皮膚の血液は、青色光を強くは吸収しない。依って、血液は、青色波長領域におけるカロテノイド濃度を測定するのに縮小された吸収効果を有する。
【００７４】
[0093]図５Ｂは、耳たぶまたは組織ひだのような骨のない体の部分における組織の様々な層を通して光伝播を例示する。骨のないサンプル５２２ｂは、皮膚、線維組織、脂肪、および血液を代表し得る。例えば、サンプル５２２ｂは、ヒトの耳たぶであってもよい。この例では、サンプル５２２ｂは、皮膚、線維組織、血液、脂肪の複数の層を含んでもよい。光５１６ｂは、サンプル５２２ｂを通して伝わるように内部で散乱し、反射し、吸収されるかもしれず、その結果、組織内部の直線‐光‐経路伝播から激しく逸脱する経路となる。組織内部に点線で例示されている、透過光５３０ｂは、定量化され、表示されるサンプル５２２ｂを出てもよい。
【００７５】
[0094]図６は、吸収測定に適合する２つの異なる光源の典型的な発光スペクトルを例示する。例えば、白色発光ダイオード、ＬＥＤ、（実線（ａ））、または、タングステンハロゲン電球（点線ｂ）は、サンプル３２２における生物化合物の吸収レベルを測定するのに使用されてもよい。光の両方の源は、近紫外（ＵＶ）から近赤外（ＩＲ）スペクトル範囲まで広いスペクトル範囲をカバーし得る。タングステンハロゲン光源（ｂ）は、近ＩＲ範囲に向けて測定される生物化合物にとって、よりよいかもしれない。例えば、タングステンハロゲン源を光源として使用することは、白色ＬＥＤを使用するより、サンプルにおける水分レベルを測定するのにより効果的であるかもしれない。これは、水分レベルが、一般的に、９７０ｎｍの波長で一般的に測定されるからである。
【００７６】
[0095]図７は、サンプル３２２として使用されるメタノールカロテノイド溶液で満たされた１ｍｍ厚さのクオーツキュベットの吸収スペクトルを例示している。このケースでは、タングステンハロゲン電球が、光源３１２として使用された。カロテノイド溶液は、４５０ｎｍと４８０ｎｍのカロテノイド吸収レベルで特性振動ピークを示す。
【００７７】
[0096]図８は、３５０‐５４０ｎｍ波長範囲（トレース（ａ）、実線）における切除された、血のない踵の皮膚組織サンプルの透過導出されたカロテノイド吸収スペクトルを例示している。点線は、スペクトルに対する基線を表す。基線の減算の後で、カロテノイド吸収スペクトルが、導出されてもよい。これは、挿入されているように（トレースｂ）、拡張されたスケールとともに示されている。重要なことに、組織サンプル内のカロテノイド吸収のそれぞれの特性振動下部構造特徴は、際立ち得るので、依って、カロテノイドの存在を明確に明らかにし、従って、吸収の強度に基づいて、それらのレベルを定量化することを可能にする。これらの透過に基づいた組織カロテノイド測定における重要な側面は、入力光強度の適切な判断の選択である。組織側と反対側の検出器に拡散性の散乱光だけを透過するには、十分に低く保つことが必要である。このようにして、内部の組織発色団は、入ってくる光のスペクトル特性に完全な吸収を授けることができる。そうでなければ、光強度が高すぎる場合、検出器は、弾道透過光子のみを見るかもしれず、透過光スペクトルは、入力スペクトルに関連して不変であるだろう。
【００７８】
[0097]基線推定に使用され得る可能な方法は、Schulzeおよびその他によって記述された「Signal Removal Methods (SRM)」と名付けられたアルゴリズムの修正版である［G. Schulze, A. Jirasek, M. M. L. Yu, A. Lim, R. F. B. Turner, and M. W. Blades, “Investigation of selected baseline removal techniques as candidates for automated implementation,” Appl.Spectrosc.59, 545-574 (2005)］。
【００７９】
[0098]ＳＲＭは、全体の測定されたスペクトルに適したスムージング手順または低次多項式を使用する基線を推定する。基線の最初の推定の後で、基線より高い強度を有するスペクトルのこれらの点は、推定された基線の値と置き換えることによって、スペクトルから外されるだろう。外した後、新しい基線推定が生成され、このプロシージャは、新しい基線推定が、２つの連続反復の間でもはや変化しなくなるまで、または、ほんの少しだけ変化するまで、反復される。通例、このプロシージャは、自動化にとって、早くて理想的である。
【００８０】
[0099]修正されたアルゴリズムは、次のステップを用いていもよい。第１に、分光器で実際のスペクトルを獲得する。第２に、第１の推定基線を生成するためのオリジナルデータ点を通してスムージング手順（例えば、Savitsky-Golayフィルタリング）または低次多項式近似を使用する。第３に、基線から信号を分離するために初期の推定を使用し閾値を確立する。信号は、閾値を超えるデータであり、基線は、閾値を下回るデータである。第４に、閾値より高く見積もられたいずれかの点を、その点の閾値の値と置き換える（言い換えると、信号を除去する）ことによって、オリジナルデータを修正する。第５に、基線の第２の推定を提供するために、Savitsky-Golayフィルタリングまたは修正されたデータセットの類似物を適用する。第６に、Savitsky-Golayフィルタ手順で取得された新しい閾値を使用する信号除去ステップを繰り返し、修正されたデータセットに再びSavitsky-Golayフィルタリングを適用する。第７に、反復基準に到達するため、または、定数の反復ステップに到達したために、反復が停止されることができるまで、処理を繰り返す。最後に、基線減算されたスペクトルを生じるために、オリジナルスペクトルから最良の推定基線を減算する。
【００８１】
[00100]図９Ａは、サンプル３２２として生体のヒト指のために測定された透過スペクトルを例示する。光３１６は、白色光源３１２からであり、分光器／ＣＣＤアレイ計器コンフィギュレーションで測定される。光３１６は、サンプル３２２を通り抜けるので、吸収されず、または内部反射しない光３１６だけが、透過光３３０としてサンプルを出る。いずれかの波長におけるサンプル吸収は、励起光強度と透過強度との間の対数比を取ることによって、対応する波長における測定された透過から推定されることができる。加えて、強い信号が、サンプル３２２から発せられるかもしれないので、安価な光源３１２が、透過測定を取得するのに使用されてもよい。
【００８２】
[00101]図９Ｂは、図９Ａの透過スペクトルから導出された吸収スペクトルを例示する。図９Ｂは、４００−６００ｎｍ波長範囲で特性的なカロテノイドおよび血液吸収特徴を明らかにする。例えば、カロテノイド（ＣＡＲ）は、４８０ｎｍ辺りの特性的な吸収ピークを通して識別され、ヘモグロビン（ＨｂＯ２）のような血液発色団特徴は、５３０および５８０ｎｍでそのピークを通して識別される。
【００８３】
[00102]図１０は、対象物の異なる指（親指、人差し指、小指）の透過導出された吸収スペクトルを例示している。各実線は、同じ手の異なる指３２２を表す。図１０は、同じ対象物について、異なる指でのカロテノイド（ＣＡＲ）の異なる合計量を明らかにする。バックグラウンド吸収レベルは、カロテノイドの吸収領域の外側で類似していることに留意されたい。
【００８４】
[00103]図１１は、２つの異なる対象物からの同等の厚さの人差し指の吸収スペクトルを例示している。実線は、サンプル３２２として使用される、第１の対象物からの人差し指を表す。点線は、第２の対象物からの人差し指を表す。両方のケースで、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、光源３１２として使用された。図１１は、２つの対象物の間の組織のカロテノイドレベルにおける差を例示する（実線スペクトルと比較すると、点線スペクトルに関してより高い）。
【００８５】
[00104]図１２は、ヒト対象物の親指と人差し指との間の母指球皮膚ひだの吸収スペクトルを例示している。母指球皮膚ひだを測定することは、生物皮膚カロテノイドレベルを定量化する点で測定正確性を増加させる。これは、母指球皮膚ひだが、２つの皮膚表面のため、皮膚カロテノイド濃度を２倍測定することが可能であるからである。言い換えると、母指球皮膚ひだは、皮膚層を２倍表すので、加えて、比較的低い量の血液と脂肪という特色があるので、カロテノイドのような生物化合物の特性的吸収特徴は、皮膚のような関心の組織について２倍起こる。これは、表面測定から皮膚レベルを推定する光学方法と比較すると、皮膚における生物化合物のより正確な測定をもたらす。
【００８６】
[00105]図１３は、２つの異なる対象物の同等の厚さの耳たぶの吸収スペクトルを例示している。異なるカロテノイド吸収強度が、それぞれの対象物における異なる組織のカロテノイドレベルを示す。耳たぶは、比較的薄い外側の皮膚層だけを有するので、耳たぶを測定することは、結合組織のような内部の組織層におけるカロテノイドの正確な測定を提供し得る。
【００８７】
[00106]図１４Ａおよび図１４Ｂは、サンプル３２２として牧草肥育の牛の切除されたリブ組織のサンプルからの吸収スペクトルを例示している。切除されたリブは、骨だけが残るように、全ての肉および脂肪を除去される。特に、図１４Ａは、生データ（実線カーブ）およびバックグラウンド修正データ（点線カーブ）の両方を例示している。これらの吸収の結果は、吸収スペクトルにおけるそれぞれの特性的波長ポジションによって証明されているように、牧草肥育の牛のリブでは、カロテノイド（ＣＡＲ）、ヘモグロビン（ＨｂＯ２）、メトヘモグロビン（ＭＨｂ）の存在を実証する。図１４Ｂは、骨材料における少量の水分含有量の存在を示す、同じ骨組織サンプル３２２における水分含有量を例示している。類似の結果が、牧草肥育の牛の脂肪サンプルから取得された。牧草肥育でなかった牛は、何らかの測定可能なカロテノイド吸収を含んでいなかった。このやり方で、ここに記述されたシステムおよび方法は、「非オーガニック」食肉に対する「オーガニック」食肉の検査のための素早い非侵襲性のアプローチを提供し得る。言い換えると、牧草肥育の牛からのオーガニック食肉は、カロテノイドを含み、非オーガニック食肉は、含まない。
【００８８】
[00107]ヒト骨サンプルはまた、ここに記述されたシステムおよび方法を使用して測定されてもよい。ヒトにおける皮膚と骨との間のカロテノイドレベルの高い相関がある。このやり方で、ユーザは、皮膚で測定されたカロテノイドレベルに基づいて骨健康を測定、計画し得る。
【００８９】
[00108]図１５は、心臓リズムに起因するカロテノイド吸収の変調を示す、カロテノイド吸収領域におけるヒト指の時間分解吸収作用を例示している。図１５は、健康なヒト指の４８０ｎｍ領域におけるカロテノイド吸収の時間分解測定を示す。繰り返し、交互する、カロテノイド吸収化合物は、明白であり、すなわち、大きく、一定である、カロテノイド吸収バックグラウンドに重ね合わせられている（後者は、図１５には示されてない）。標準脈酸素計測法技法で測定された場合、交互するカロテノイド吸収は、血液の吸収と同じであるよく知られた時間的作用を有する［S. Palreddy, “Signal Processing Algorithms,” in:Design of Pulse Oximeters, J. G. Webster (ed.), Institute of Physics Publishing, Bristol, UK, and Philadelphia, USA (1997),  chapter 9, pp. 124-158; P. D. Mannheimer, “The light interaction of pulse oximetry.”Anesth.Analg.105 (6) S10-7 (2007)]。この効果は、ヒトの鼓動のリズムで、拡張し、縮む組織内部の血管のために光に対する吸収経路変化によって引き起こされる。カロテノイド吸収は、同じリズムで変化するので、交互するカロテノイド吸収は、血流中を循環するカロテノイドによって引き起こされるに違いない。従って、静的組織の吸収と同じく、ヒト組織におけるカロテノイドレベルの時間分解吸収作用を測定および処理し、血液を循環するカロテノイドレベルおよび組織におけるカロテノイドレベルを別々に決定することは可能であろう。
【００９０】
[00109]図１６は、組織における生物化合物を測定し、定量化するための方法１６００のフロー図を例示している。方法１６００は、光源４１２でサンプル４２２（例えば、組織）の第１の側４２４を照明する１６０２ことを含む。光源４１２からの光４１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、ＬＥＤアレイ、従来の光源、および／または、他の光源であってもよい。光源４１２は、１つまたは複数の光学コンポーネントを通り抜けてもよい。
【００９１】
[00110]サンプル４２２の第２の側４２６を透過された光４３０が、検出されてもよい１６０４。サンプル４２２の第２の側４２６は、サンプル４２２の第１の側４２４の反対側であってもよい。
【００９２】
[00111]光４１６は、サンプル４２２を通して伝わるように散乱され、反射され、吸収されてもよい。光４１６の一部は、透過光４３０としてサンプル４２２によって透過されてもよい。
【００９３】
[00112]透過光４３０を検出すること１６０４は、サンプル４２２から発光する光のスペクトル的に分解された強度、または、戦略的に選択された離散波長における光の検出を測定することを含んでもよい。透過光４３０は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳアレイ、光電子倍増チューブ、フォトダイオード検出器および／または他の光学検出器のような光学検出器４３６によって検出されてもよい１６０４。透過光４３０を検出すること１６０４は、検出された光を電子信号４４４に変換することを含んでもよい。
【００９４】
[00113]検出された光に基づいて、結果が取得されてもよい１６０６。結果を取得すること１６０６は、光学検出器４３６からの電子信号４４４を処理することを含んでもよい。電子信号４４４を処理することは、信号を分析し、および／または、モニタおよび／または他のディスプレイ上の信号を視覚的に表示することを含んでもよい。電子信号４４４を処理することは、光信号を他のデジタルおよび／または値の形式に変換することをさらに含んでもよい。データ獲得ソフトウェアは、サンプル４２２における生物化合物のレベルを決定するために、計算デバイスによって使用されてもよい。
【００９５】
[00114]生物化合物レベルは、１つまたは複数の病理または症状を示す相関的なデータと比較されてもよい。比較に基づいて、１つまたは複数の病理または症状の存在、不在、または程度が決定され得る。
【００９６】
[00115]図１７は、組織における生物化合物を測定し、定量化するための方法１７００のさらに詳細なフロー図を例示している。方法１７００は、光源４１２を提供すること１７０２を含んでもよい。光４１６は、組織におけるカロテノイドの吸収帯と実質的に一部が一致する波長で生成され得る。
【００９７】
[00116]いくつかのコンフィギュレーションでは、光源４１２は、光の一定の波長がサンプル４２２に到達するのを可能にする／防ぐようにフィルタされてもよい。光源４１２によって生成された光４１６をフィルタすることは、狭帯域パスフィルタ、レーザ線フィルタおよび／または他の光学フィルタを提供することを含んでもよい。光源４１２によって生成された光４１６をフィルタすることは、望ましい帯域外の波長をもつ光を一般的に遮断するため光をフィルタすることを含んでもよい。例えば、光４１６は、組織発色団によって典型的に吸収された波長を含むだけであるようにフィルタされてもよい。
【００９８】
[00117]光源４１２は、光源４１２でサンプル４２２の第１の側４２４を照らしてもよい１７０４。光源４１２からの光４１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、ＬＥＤアレイ、従来の光源、および／または、他の光源であってもよい。光源４１２は、１つまたは複数の光学コンポーネントを通して通過されてもよい。光源４１２は、サンプル４２２の第１の側４２４に向けられてもよい。光源４１２をサンプル４２２の第１の側４２４に向けることは、様々な光学要素を使用して達成されてもよく、ターゲットを作成するため、光を調節することを含んでもよい。例えば、レンズは、訳１ｃｍディスク型ターゲットを作成するために光を拡張するために使用されてもよい。他のコンフィギュレーションでは、光源４１２は、他の所定の形および／またはエリアを有するターゲットに対し、拡張されおよび／または縮小されてもよい。
【００９９】
[00118]サンプル４２２を透過した光４１６は、フィルタされてもよい１７０６。透過光４３０をフィルタすること１７０６は、光の全ての不要なスペクトルをフィルタして取り除いてもよい。例えば、フィルタすること１７０６は、４８０ｎｍ、５３０ｎｍ、９７０ｎｍおよび／または他の波長における光をフィルタするロングパスフィルタを使用することを含んでもよい。
【０１００】
[00119]サンプル４２２の第２の側４２６を通して透過した光４３０が、検出されてもよい１７０８。サンプル４２２の第２の側４２６は、サンプル４２２の第１の側４２４の反対であってもよい。透過光４３０は、フォトダイオード検出器、光電子倍増チューブ、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳアレイ、および／または他の光学検出器によって検出されてもよい１７０８。透過光４３０を検出すること１７０８は、検出された光を電子信号４４４に変換することを含んでもよい。
【０１０１】
[00120]検出された光は、結果を取得するために分光器／検出器の組み合わせで分析されてもよい１７１０。電子信号４４４を分析すること１７１０は、光学検出器４３６からの電子信号４４４を処理することを含んでもよい。電子信号４４４を処理することは、光信号を他のデジタルおよび／または値の形式に変換することをさらに含んでもよい。データ獲得ソフトウェアは、サンプル４２２における生物化合物のレベルを決定するために、計算デバイスによって使用されてもよい。
【０１０２】
[00121]１つのコンフィギュレーションでは、サンプル４２２における生物化合物レベルの１つの測定が、なされてもよい。他のコンフィギュレーションでは、複数の測定が取られても良い。生物化合物レベルの複数の測定が取られ得るコンフィギュレーションでは、複数の測定は、対象物に関し平均生物化合物を決定するために平均されてもよい。生物化合物レベルが平均され得るいくつかのコンフィギュレーションでは、測定は、ユーザにおける同じ位置からとられてもよい。例えば、各測定に使用された光は、耳たぶのような同じサンプル４２２位置に向けられてもよい。他のコンフィギュレーションでは、測定は、ユーザの体の異なる位置からとられてもよい。例えば、サンプル４２２は、指、母指球皮膚ひだ、耳たぶから取られ得る。さらなるコンフィギュレーションでは、同じおよび／または異なる位置からの測定の組み合わせが、ユーザにおける平均生物化合物レベルを決定するのに使用されてもよい。平均生物化合物レベルは、複合のスコア／結果を形成してもよい。
【０１０３】
[00122]結果は、表示されてもよい１７１２。表示すること１７１２は、モニタおよび／または他のディスプレイ上の信号を視覚的に表示することを含んでもよい。例えば、ディスプレイは、タブレットコンピュータまたはスマートフォンのようなモバイルデバイスであってもよい。
【０１０４】
[00123]図１８は、計算デバイス１８４６で使用され得る様々なハードウェアコンポーネントを例示するブロック図である。計算デバイス１８４６は、定量化およびディスプレイモジュール３４６の１つの例であってもよい。計算デバイス１８４６は、典型的には、入力コンポーネントまたはデバイス１８０５、および／または、出力コンポーネントまたはデバイス１８０７と電子通信するプロセッサ１８０３を含む。プロセッサ１８０３は、プロセッサ１８０３と電子通信可能な入力デバイス１８０５および／または出力デバイス１８０７に、または言い換えると、電子信号の形態で入力および／または出力可能なデバイスに動作可能に接続されてもよい。デバイス１８４６の例は、同じ物理構造内、または、別々の筐体もしくは構造において、入力デバイス１８０５、出力デバイス１８０７、およびプロセッサ１８０３を含んでもよい。
【０１０５】
[00124]計算デバイス１８４６はまた、メモリ１８０９も備えてもよい。メモリ１８０９は、プロセッサ１８０３から独立したコンポーネントであってもよい、または、プロセッサ１８０３と同じ部分に含まれるオンボードメモリであってもよい。例えば、マイクロコントローラは、しばしば、一定の量のオンボードメモリを含んでいる。メモリ１８０９は、本システムと方法で使用され得る、脂肪褐色素レベルおよび／または他の情報のような情報を格納し得る。
【０１０６】
[00125]プロセッサ１８０３はまた、通信インタフェース１８１１と電子通信してもよい。通信インタフェース１８１１は、他のデバイス１８４６との通信のために使用されてもよい。例えば、通信インタフェース１８１１は、光源３１２および／または光学検出器３３６と通信するために使用されてもよい。依って、様々なデバイス１８４６の通信インタフェース１８１１は、計算デバイス１８４６の間で信号またはメッセージを送信するためにお互い通信するように設計されてもよい。
【０１０７】
[00126]計算デバイス１８４６はまた、他の通信ポート１８１３を含んでもよい。加えて、他のコンポーネント１８１５もまた、計算デバイス１８４６に含まれてもよい。
【０１０８】
[00127]多くの種類の異なるデバイスが、ここに、例で使用されてもよい。計算デバイス１８４６は、マイクロコントローラのようなワンチップコンピュータ、コントローラのようなワンボードタイプのコンピュータ、ＩＢＭ‐ＰＣと互換性のあるコンピュータのような典型的なデスクトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ＵＮＩＸ（登録商標）ベースのワークステーション、スマートフォンなどであってもよい。従って、図１８のブロック図は、計算デバイス１８４６の典型的コンポーネントを例示することを意味しているだけであり、ここに開示された例の範囲に制限することを意味しない。
【０１０９】
[00128]情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表され得る。例えば、上記の記述全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光粒子、またはこれらの何らかの組み合わせによって表され得る。
【０１１０】
[00129]ここに開示された例と関連して記述されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、アルゴリズムステップが電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実現されてもよい。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性を例示するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般にそれらの機能の観点から上記で記述されている。このような機能性が、ハードウェアまたはソフトウェアとして実現されるか否かは、総体的なシステムに課せられている、特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。熟練者が、それぞれの特定のアプリケーションに関してやり方を変えて、記述された機能性を実現し得るが、このようなインプリメンテーションの決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきでない。
【０１１１】
[00130]ここに開示された例と関係して記述される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、もしくは、ここに記述された機能を実行するよう設計されたこれらの何らかの組み合わせで実現または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替例として、プロセッサは、何らかの従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンでありうる。プロセッサはまた、計算デバイスの組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアを備えた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または、何らかの他のこのようなコンフィギュレーションとして、実現されてもよい。
【０１１２】
[00131]ここに開示される例にと関連して記述される方法またはアルゴリズムのステップは、直接的にハードウェアで、プロセッサにおいて実行されるソフトウェアモジュールで、または、この２つの組み合わせで具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）メモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当該技術において周知の何らかの他の形態の記憶媒体に存在しうる。模範的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体からの情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替において、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に存在してもよい。代替で、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリート・コンポーネントとして存在しうる。
【０１１３】
[00132]「模範的（exemplary）」という用語は、ここでは、「例、事例、または実例としての役割を果たす」という排他的な意味で用いられる。ここで「模範的（exemplary）」と記述される任意の例は、他の例に対して、必ずしも好ましいまたは有利であるようには解釈されない。
【０１１４】
[00133]ここに開示された例のいくつかの特徴は、コンピュータソフトウェア、電子ハードウェア、または両方の組み合わせとして実現されてもよい。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に例示するために、様々なコンポーネントが、一般的に、機能性に関して、記述されている。このような機能性が、ハードウェアまたはソフトウェアとして実現されるか否かは、総体的なシステムに課せられた特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。熟練者が、それぞれの特定のアプリケーションに関してやり方を変えて、記述された機能を実現するかもしれないが、このようなインプリメンテーションの決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきでない。
【０１１５】
[00134]記述された機能性は、コンピュータソフトウェアとして実現され、そのようなソフトウェアは、メモリデバイス内に位置するおよび／またはシステムバスまたはネットワークを通して電子信号として送信される、何らかのタイプのコンピュータ命令、または、コンピュータ実行可能なコードを含んでもよい。ここに記述されたコンポーネントと関連付けられた機能性を実現するソフトウェアは、単一の命令または多くの命令を備えており、いくつかの異なるコードセグメントを通じて、異なるプログラム間で、および、いくつかのメモリデバイスにわたって、分散されてもよい。
【０１１６】
[00135]用語「決定すること（determining）」（およびその文法的変形）は、極めて広い意味で使用される。用語「決定すること(determining）」は、多種多様なアクションを包含する、したがって、「決定すること」は、計算すること(calculating)、計算（computing）、処理すること、導出すること、調査すること、調べること（例えば、表、データベース、または別のデータ構造を調べること）、確認すること、および同等のものを含むことができる。加えて、「決定すること」は、受信すること（例えば、情報を受信すること）や、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータにアクセスすること）および同等のものを含み得る。加えて、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選ぶこと、確立することおよび同等のものを含むことができる。
【０１１７】
[00136]フレーズ「〜に基づく」は、そうではないと明白に特定されていない限りは、「〜のみに基づく」ことを意味しない。言い換えると、フレーズ「〜に基づく」は、「〜のみに基づく」および「少なくとも〜に基づく」の両方を記述している。
【０１１８】
[00137]ここに開示された方法は、記述された方法を達成するための１又は複数のステップまたはアクションを備える。方法ステップおよび／またはアクションは、本発明の範囲から逸脱することなくお互い交換されうる。言い換えると、ステップまたはアクションの特定の順序が、例の適切な動作のために要求されない限り、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用が、ここに記述されている本システムおよび方法の範囲から逸脱することなく修正され得る。
【０１１９】
[00138]ここに記述された本システムおよび方法の特定の例および適用が、例示され、記述されているが、本発明は、ここに開示された厳密なコンフィギュレーションおよびコンポーネントに制限されないことが理解されるべきである。当業者に明らかであるだろう様々な修正、変更、バリエーションは、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、ここに開示された本発明の方法とシステムの調整、操作、詳細でなされ得る。
【図１】
2015526734.tif 000003
【図２】
2015526734.tif 000004
【図３】
2015526734.tif 000005
【図４】
2015526734.tif 000006
【図５Ａ】
2015526734.tif 000007
【図５Ｂ】
2015526734.tif 000008
【図６】
2015526734.tif 000009
【図７】
2015526734.tif 000010
【図８】
2015526734.tif 000011
【図９Ａ】
2015526734.tif 000012
【図９Ｂ】
2015526734.tif 000013
【図１０】
2015526734.tif 000014
【図１１】
2015526734.tif 000015
【図１２】
2015526734.tif 000016
【図１３】
2015526734.tif 000017
【図１４Ａ】
2015526734.tif 000018
【図１４Ｂ】
2015526734.tif 000019
【図１５】
2015526734.tif 000020
【図１６】
2015526734.tif 000021
【図１７】
2015526734.tif 000022
【図１８】
2015526734.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月24日(2015.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの第１の側を光源で照らすことと、
前記サンプルの第２の側からの光強度を測定することと、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側であり、
カロテノイドの吸収帯において前記測定された光強度に基づいて、前記サンプルのカロテノイドレベルを決定することと
を備えるカロテノイドレベルを測定するための方法。
【請求項２】
光強度を測定することは、光学検出器を使用することを備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、および、
軟骨のうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ、
胸の組織ひだ、
手の組織ひだ、
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つである請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、および、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記光源は、前記カロテノイドの吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記カロテノイドの吸収帯は、おおよそ４８０ｎｍに集中する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記決定されたカロテノイドレベルを表示することを備える請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得することをさらに備える請求項１記載の方法。
【請求項１１】
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記サンプルのカロテノイドレベルを、通常の生物組織のカロテノイドレベルと比較することをさらに備える請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記サンプルの時間分解吸収を決定することをさらに備える請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記サンプルの前記時間分解吸収は、ヒトの鼓動のリズムで拡張し、縮小する前記サンプルにおける血管に基づく請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
血液を循環するカロテノイドレベルを決定するために、前記サンプルを分析することをさらに備える請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために前記サンプルを分析することをさらに備える請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定すると、おおよそミリメータから３センチメータの厚さである請求項１記載の方法。
【請求項１７】
サンプルの第１の側を照らす光源と、
前記サンプルの第２の側からの光強度を測定する光学検出器と、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側であり、
カロテノイドの吸収帯で前記測定された光強度に基づいて、前記サンプルのカロテノイドレベルを決定する分光器／検出器の組み合わせとを備える
カロテノイドレベルを測定するための装置。
【請求項１８】
囲いをさらに備え、前記囲いは、前記光学検出器が、前記サンプルの前記第２の側から透過されない何らかの光を検出するのを防ぐ請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、および、
軟骨のうちの１つである請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ
胸の組織ひだ
手の組織ひだ
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つである請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有する請求項１７記載の装置。
【請求項２２】
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、または、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、請求項１７記載の装置。
【請求項２３】
前記決定されたカロテノイドレベルを表示するためのディスプレイをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記光源は、カロテノイドの前記吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
前記カロテノイドの吸収帯は、おおよそ４８０ｎｍに集中する、請求項１７記載の装置。
【請求項２６】
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得することをさらに備える請求項１７記載の装置。
【請求項２７】
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記サンプルのカロテノイドレベルを、通常の生物組織のカロテノイドレベルと比較することをさらに備える請求項１７記載の装置。
【請求項２８】
前記サンプルの時間分解吸収を決定することをさらに備える、請求項１７記載の装置。
【請求項２９】
前記サンプルの前記時間分解吸収は、ヒトの鼓動のリズムで拡張および縮小する前記サンプルの血管に基づく、請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
血液を循環するカロテノイドレベルを決定するために、前記サンプルを分析することをさらに備える請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために、前記サンプルを分析することをさらに備える請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定すると、おおよそミリメータから３センチメータの厚さである、請求項１７記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
[00138]ここに記述された本システムおよび方法の特定の例および適用が、例示され、記述されているが、本発明は、ここに開示された厳密なコンフィギュレーションおよびコンポーネントに制限されないことが理解されるべきである。当業者に明らかであるだろう様々な修正、変更、バリエーションは、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、ここに開示された本発明の方法とシステムの調整、操作、詳細でなされ得る。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
サンプルの第１の側を光源で照らすことと、
前記サンプルの第２の側から透過された光を検出することと、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側であり、
前記検出された光に基づいて、結果を取得することと
を備える生物化合物を測定し、定量化するための方法。
［Ｃ２］
前記透過された光を検出することは、光学検出器を使用することを備える、Ｃ１記載の方法。
［Ｃ３］
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、
血液、および
軟骨のうちの１つである、Ｃ１記載の方法。
［Ｃ４］
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ、
胸の組織ひだ、
手の組織ひだ、
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つであるＣ１記載の方法。
［Ｃ５］
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有する、Ｃ１記載の方法。
［Ｃ６］
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、および、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、Ｃ１記載の方法。
［Ｃ７］
前記結果は、前記サンプルにおけるカロテノイドのレベルに基づく、Ｃ１記載の方法。
［Ｃ８］
前記光源は、前記カロテノイドの吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、Ｃ７記載の方法。
［Ｃ９］
前記結果は、おおよそ４８０ｎｍに集中するスペクトル領域で検出される透過光に基づく、Ｃ７記載の方法。
［Ｃ１０］
結果を取得することは、結果を取得するために前記検出された光を分析することを備え、前記方法は、さらに、前記結果を表示することを備えるＣ７記載の方法。
［Ｃ１１］
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得するために前記結果を使用することをさらに備えるＣ７記載の方法。
［Ｃ１２］
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記結果のカロテノイドの濃度レベルを、通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較することをさらに備えるＣ７記載の方法。
［Ｃ１３］
前記結果は、前記サンプルの時間分解吸収に基づくＣ１記載の方法。
［Ｃ１４］
前記サンプルの前記時間分解吸収の前記結果は、ヒトの鼓動のリズムで拡張し、縮小する前記サンプルにおける血管に基づくＣ１３記載の方法。
［Ｃ１５］
前記結果を取得することは、血液を循環するカロテノイドレベルと前記サンプルにおけるカロテノイドレベルとを決定するために、前記サンプルを分析することを備えるＣ１４記載の方法。
［Ｃ１６］
前記結果を取得することは、前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために前記サンプルを分析することを備えるＣ１４記載の方法。
［Ｃ１７］
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定すると、おおよそミリメータから３センチメータの厚さであるＣ１記載の方法。
［Ｃ１８］
サンプルの第１の側を照らす光源と、
前記サンプルの第２の側から透過された光を検出する光学検出器とを備え、前記サンプルの前記第２の側は、前記サンプルの前記第１の側の反対側である
生物化合物を測定し、定量化するための装置。
［Ｃ１９］
囲いをさらに備え、前記囲いは、前記光学検出器が、前記サンプルの前記第２の側から透過されない何らかの光を検出するのを防ぐＣ１８記載の装置。
［Ｃ２０］
前記サンプルは、
皮膚、
線維組識、
脂肪、
骨、
血液、および、
軟骨のうちの１つであるＣ１８記載の装置。
［Ｃ２１］
前記サンプルは、
指、
手、
腕の組織ひだ
胸の組織ひだ
手の組織ひだ
母指球組織ひだ、および、
耳たぶのうちの１つであるＣ１８記載の装置。
［Ｃ２２］
前記光源は、前記サンプルにおける生物化合物レベルを実質的に変更しない強度を有するＣ１８記載の装置。
［Ｃ２３］
前記光源は、発光ダイオード、発光ダイオードアレイ、タングステンハロゲン電球、または、別の適合する広域帯の光源のうちの１つである、Ｃ１８記載の装置。
［Ｃ２４］
結果を取得するために、前記光学検出器で検出された前記透過光を分析し、定量化する分光器／検出器の組み合わせをさらに備える、Ｃ１８記載の装置。
［Ｃ２５］
前記結果を表示するためのディスプレイをさらに備える、Ｃ２４に記載の装置。
［Ｃ２６］
前記結果は、前記サンプルにおけるカロテノイドのレベルに基づく、Ｃ２４記載の方法。
［Ｃ２７］
前記光源は、カロテノイドの前記吸収帯と一部分が一致する波長で光を生成する、Ｃ２６に記載の装置。
［Ｃ２８］
前記結果は、おおよそ４８０ｎｍで検出される透過光に基づく、Ｃ２６記載の装置。
［Ｃ２９］
前記サンプルの抗酸化ステータスを取得するために前記結果を使用することをさらに備えるＣ２６記載の装置。
［Ｃ３０］
悪性疾患または他の疾患の危険性または存在を評価するために、前記結果におけるカロテノイドの濃度レベルを、通常の生物組織におけるカロテノイドの濃度レベルと比較することをさらに備えるＣ２６記載の装置。
［Ｃ３１］
前記結果は、前記サンプルにおける時間分解吸収に基づく、Ｃ１８記載の装置。
［Ｃ３２］
前記サンプルの前記時間分解吸収の前記結果は、ヒトの鼓動のリズムで拡張および縮小する前記サンプルの血管に基づく、Ｃ３１記載の装置。
［Ｃ３３］
前記結果を取得することは、血液を循環するカロテノイドレベルおよび前記サンプルにおけるカロテノイドレベルを決定するために、前記サンプルを分析することを備えるＣ３２記載の方法。
［Ｃ３４］
前記結果を取得することは、前記サンプルにおける他の発色団のレベルに関連している血液を循環する前記他の発色団のレベルを、決定するために、前記サンプルを分析することを備えるＣ３２記載の方法。
［Ｃ３５］
前記サンプルは、前記サンプルの前記第１の側から前記サンプルの前記第２の側まで測定するとおおよそミリメータから３センチメータの厚さである、Ｃ１８記載の装置。
【国際調査報告】
2015526734.tif 000024