(57)【要約】【課題】  呼気や呼気溶液に含まれる超微量の旋光物質を検出し血中グルコース濃度との関連を明らかにする無侵襲旋光測定装置を提供すること。【解決手段】  上記の目的を達成するために本発明に係わる無侵襲旋光測定装置は呼気をグルコース酸化酵素に注入しグルコン酸を生成しそれを両方向に透過する直交する円偏光の位相差を測定することによって呼気に含まれる超微量な旋光物質を検出する。グルコース酸化酵素に注入した呼気検体を位相変調方式光ファイバジャイロのループの中に置き対向する複数の対向偏光変換コリメータ光学系をその空間伝送部が並列に配置され光ファイバを縦続に接続することによってマルチパス化し検出感度を大幅に改善したことにある。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光リング干渉計のリング光路内に呼気を含んだ検体を検体配置部に配置し、
前記検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させ、
前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記呼気に含まれるグルコースに関する情報を得ることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の旋光度測定装置において、
前記検体内における信号光の光路が前記検体における信号光の最初の入射点とその信号光が当該検体から最後に出射する出射点の間を幾何学的に直線で結んだ距離よりも長いことを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の旋光度測定装置において、
前記検体が呼気を溶かすことができる溶液に呼気を注入した検体であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の旋光度測定装置において、
前記検体が呼気凝縮液であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記旋光度測定装置は呼気を含む前記検体を前記検体配置部に配置した場合と前記検体の代わりに呼気を含まずかつ呼気以外は前記献体と同質である比較検体を前記検体配置部に配置した場合との前記互いに直交する円偏光の位相差の変化を測定することによって前記呼気に含まれるグルコースに関する情報を得ることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記溶液がグルコース酸化酵素を含む溶液であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記旋光度測定装置は前記検体に特定の糖質を分解する薬品を加えた場合と前記薬品を加えない場合との前記互いに直交する円偏光の位相差の変化を測定することによって前記検体に含まれるグルコース濃度を推定することができることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記検体がそれを入れることができる検体セルに入れて検体配置部に配置されていることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の旋光度測定装置において、
前記検体セルが呼気注入口とガス排出口を有しており、前記呼気注入口は前記検体セルの下方に設けられていることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の旋光度測定装置において、
前記検体セルが、前記検体セルに注入する呼気を収納することができ呼気注入口に開閉部を介して接続されている呼気収納室と検体セルから出るガスを収納することができ呼気排出口に開閉部を介して接続されている排出ガス収容室の少なくとも一方を有していることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の旋光度測定装置において、
前記検体セルの呼気収納室および／または排出ガス収容室は容積が可変であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の旋光度測定装置において、
前記検体セルの前記呼気収納室と排出ガス収容室の少なくとも一方は着脱可能であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記検体セルの呼気収納室と排出ガス収容室の少なくとも一方はそこに収納されている気体等の圧力測定手段と容積測定手段と残量測定手段のうちの少なくとも１つを有していることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記検体がリング干渉計のリング光路の途中に挿入された対向偏光変換光学系の対向レンズ間に配置されていることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の旋光度測定装置において、
前記対向偏光変換光学系は、光ファイバの端面の近傍の光路上で光ファイバ端面と前記検体の間に少なくともレンズと偏光子と、一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光ファイバ光学系が光路上で検体配置部を挟んで対向している対向光ファイバ光学系であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の旋光度測定装置において、
前記対向偏光変換光学系が対向偏光変換コリメータ光学系であることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の旋光度測定装置において、
前記対向偏光変換コリメータは、偏波面保存光ファイバの出射端にレンズ、偏光子、ファラデー回転素子、４分の１波長板を配置した偏光変換コリメータを検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで信号光の光路において対向させて配置した光学系（以下、対向偏光変換コリメータセットという）を少なくとも１つ用いており、前記対向偏光変換コリメータセットでは両端の前記偏波面保存光ファイバから出射される信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を伝搬するように両方のコリメータから出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であるような対向偏光変換コリメータであることを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の旋光度測定装置において、
前記旋光度測定装置が複数個の前記対向偏光変換コリメータセットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの各検体配置部に一つの検体を置くことを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の旋光度測定装置において、
前記旋光度測定装置は、光源から発せられたレーザ光を第１の光カプラ、偏光子を介して第２の光カプラに導き、前記第２のカプラにより分岐した光を、主として偏波面保存光ファイバから成るリング光路の途中に前記対向偏光変換コリメータ光学系の両端を接続して構成したリング光路に当該リング光路を両方向に伝搬する光として分岐し、前記リング光路の第２のカプラの近傍に光位相変調器を設け、前記リング光路を両方向に伝搬する前記光を前記第２のカプラ、前記偏光子、前記第１のカプラを介して受光器および信号処理回路に導き、前記リング光路を両方向に伝搬する光の位相差を前記位相変調信号に同期した信号として抽出し、検体の旋光度を測定して検体の糖濃度を測定することを特徴とする旋光度測定装置。
【請求項２０】
検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させ、前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記検体の旋光度を測定することができる旋光度測定システムに使用することができる対向偏光変換光学系において、
光ファイバの端面の近傍の光路上における光ファイバの端面と前記検体の間に、少なくとも、レンズと偏光子と一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、
当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光学系を信号光の航路において前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで対向させて配置した一組の光学系を対向偏光変換光学系セットと定義して、
前記対向偏光変換光学系は、複数セットの前記対向偏光変換光学系セットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの検体配置部に一体の検体を配置しことを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系。
【請求項２１】
請求項２０に記載のアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系において、
前記対向偏光変換光学系がコリメータ光学系であることを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載のアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系において、
前記対向偏光変換光学系を構成する各対向偏光変換コリメータセットの光ファイバの出射信号光と入射信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体を伝搬するように両方の偏光変換光学系から出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であることを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系。
【請求項２３】
検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させることができる対向偏光変換光学系を用いて前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記検体の旋光度を測定することができる旋光度測定方法において、
光ファイバの端面の近傍の光路上における光ファイバの端面と前記検体の間に、少なくとも、レンズと偏光子と一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、
当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光学系を信号光の航路において前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで対向させて配置した一組の光学系を対向偏光変換光学系セットと定義して、
前記対向偏光変換光学系は、複数セットの前記対向偏光変換光学系セットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの検体配置部に一体の検体を配置したアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系であることを特徴とする旋光度測定方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の旋光度測定方法において、
前記対向偏光変換光学系がコリメータ光学系であることを特徴とする旋光度測定方法。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の旋光度測定方法において、
前記対向偏光変換光学系を構成する各対向偏光変換コリメータセットの光ファイバの出射信号光と入射信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体を伝搬するように両方の偏光変換光学系から出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であることを特徴とする旋光度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は旋光測定装置および旋光度測定方法ならびにマルチパス対向偏光変換光学系に関し、例えば、呼気や呼気を含む溶液に含まれる旋光物質の濃度を高精度に測定できる旋光測定装置、旋光度測定システムに使用することができる対向偏光変換光学系およびそれを用いた旋光度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の旋光度測定方法は、被測定試料に直線偏光を入射し試料を透過した光のパワーを検光子（アナライザ）で測定し旋光角度を測定するものであるが、この方法では光源のパワーの変動の影響によりたとえば健常者の血糖値である１００ｍｇ／デシリッタ（ｄＬ）に対応する旋光角度である０．００５度を数％の精度で測定することはできない。
【０００３】
従来のもう一つの旋光測定方法は、特許文献１に示されるような空間型リング干渉系の中に試料を置いてそれに左右両周りの直交偏光を伝搬させ、リング光路の外でその位相差を検出する方式である。この方法は光の位相を変調していないので安定に旋光度あるいは複屈折率を測定することはできない。
【０００４】
従来の更にもう一つの旋光測定法は、非特許文献１に記載されている鉛ガラスのベルデ定数を利用し入射偏光状態を変調し検光子を通過する光の変化をロックインアンプで検出するものである。この方法でセル長が１０ｍｍで６．６ｘ１０-4度という微小な旋光角の測定が可能になっている。
【０００５】
しかし、この方法では装置が大掛かりであるということ、鉛ガラスの温度特性の影響を受けやすいことなどの課題がある。またこの方法では呼気凝縮液に含まれる微小なグルコース濃度測定に必要な０．０００１度以下の精度で旋光角度を計測することはできない。
【０００６】
上記以外の従来の旋光測定法として、本発明の発明者が提案した特許文献２に記載の方法がある。この方法はリング干渉計あるいは光ファイバジャイロスコープのセンシングループのなかにファラデー回転素子を用いた１対の非相反光学系を設け、その中に被測定試料を入れて複屈折率を測定するものである。４分の１波長板を追加すると旋光計となることが記載されている。本方式は、上に述べた従来の複屈折率測定法と比較すると小型で低価格で構成でき高精度で測定できるという特徴がある。この方法では０．０００１度の精度で旋光角度を計測することができる。
【０００７】
一方、非特許文献２には呼気凝縮液に含まれるグルコース濃度は健常者で血液に含まれる濃度である０．１ｇ／ｄＬのおよそ７％であることが示されている。すなわち、オレンジレーザ光を用いた旋光測定においては検体長が１ｃｍの場合の旋光度はおよそ０．０００３５度である。
【０００８】
これを十分な精度で測定するためにはもう１ケタ下の０．００００３５度程度の測定感度が必要である。従って、従来の最も高感度な測定方法である特許文献２に記載の測定装置をもってしても呼気の凝縮液に含まれるグルコース濃度を十分な精度で測定することはできない。
【０００９】
グルコースに特異的に反応しグルコン酸を生成するいわゆるグルコース酸化酵素は化学的にグルコース濃度を測定する手段としてよく知られている。しかしこのような従来の化学的方法による成分分析はバッチ処理でありリアルタイムではない。すなわち呼気に含まれている微量なグルコース濃度をリアルタイムに測定する方法は知られていない。
【００１０】
採血することなく血糖値を推定するもう一つの試みとしての光学的な方法として、生体に光を照射しその散乱光の強度のスペクトルを測定する方法がある。この方法では皮膚表面の状態に測定結果が依存し安定して測定できないので現在まで実用化されていない。
【００１１】
以上のように、これまで光方式で呼気や呼気凝縮液に含まれる微小な旋光物質の旋光度を測定する旋光度測定装置は存在しないのみならず、開発しようとの発想すらされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３１８１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４３８０号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】横田正幸他、「鉛ガラスファイバ偏光変調器を用いた旋光計」、第３３回光波センシング技術研究会、ＬＳＴ３３−１５，ＰＰ．１１１−１１６，２００４年６月
【非特許文献２】Ｂａｋｅｒ  ＥＨ他、  Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００７  Ｍａｙ；１０２（５），１９６９−７５，Ｅｐｕｂ  ２００７  Ｆｅｂ  １５
【非特許文献３】梶岡、於保、「光ファイバジャイロの開発」、第３回光波センシング技術研究会、ＬＳＴ３−９，ＰＰ．５５−６２，１９８９年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、旋光度測定装置の測定感度を大幅に改善するとともに、呼気および呼気凝縮液のグルコース濃度をはじめ、生体のグルコース濃度を非侵襲で高精度に測定できる新規な旋光度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
係る課題を解決するために、本発明では、従来の技術思想とは異なり、たとえば、検体の光路を検体の寸法を大きくせずに大幅に長くすること、呼気を凝集すること、呼気をグルコース酸化酵素に注入し化学的な方法とハイブリッド化した方法を採用することなどを適宜採用して呼気および呼気凝縮液のグルコース濃度をはじめ、生体のグルコース濃度を非侵襲で高精度に測定できる新規な旋光度測定装置を提供した。以下、本発明の課題を解決するための手段を詳細に説明する。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた本発明の一例としての第１の発明（以下、発明１という）は、光リング干渉計のリング光路内に呼気を含んだ検体を検体配置部に配置し、前記検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させ、前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記呼気に含まれるグルコースに関する情報を得ることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００１７】
発明１を展開してなされた本発明の他の一例としての第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載の旋光度測定装置において、前記検体内における信号光の光路が前記検体における信号光の最初の入射点とその信号光が当該検体から最後に出射する出射点の間を幾何学的に直線で結んだ距離よりも長いことを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００１８】
発明１または２を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第３の発明（以下、発明３という）は、発明１または２に記載の旋光度測定装置において、前記検体が呼気を溶かすことができる溶液に呼気を注入した検体であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００１９】
発明１または２を展開してなされた本発明の他の一例としての第４の発明（以下、発明４という）は、発明１または２に記載の旋光度測定装置において、前記検体が呼気凝縮液であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２０】
発明１〜４を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第５の発明（以下、発明５という）は、発明１〜４のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記旋光度測定装置は呼気を含む前記検体を前記検体配置部に配置した場合と前記検体の代わりに呼気を含まずかつ呼気以外は前記献体と同質である比較検体を前記検体配置部に配置した場合との前記互いに直交する円偏光の位相差の変化を測定することによって前記呼気に含まれるグルコースに関する情報を得ることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２１】
発明１〜５を展開してなされた本発明の他の一例としての第６の発明（以下、発明６という）は、発明１〜５のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記溶液がグルコース酸化酵素を含む溶液であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２２】
発明１〜６を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第７の発明（以下、発明７という）は、発明１〜６のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記旋光度測定装置は前記検体に特定の糖質を分解する薬品を加えた場合と前記薬品を加えない場合との前記互いに直交する円偏光の位相差の変化を測定することによって前記検体に含まれるグルコース濃度を推定することができることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２３】
発明１〜７を展開してなされた本発明の他の一例としての第８の発明（以下、発明８という）は、発明１〜７のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記検体がそれを入れることができる検体セルに入れて検体配置部に配置されていることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２４】
発明８を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第９の発明（以下、発明９という）は、発明８に記載の旋光度測定装置において、前記検体セルが呼気注入口とガス排出口を有しており、前記呼気注入口は前記検体セルの下方に設けられていることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２５】
発明８または９を展開してなされた本発明の他の一例としての第１０の発明（以下、発明１０という）は、発明８または９に記載の旋光度測定装置において、前記検体セルが、前記検体セルに注入する呼気を収納することができ呼気注入口に開閉部を介して接続されている呼気収納室と検体セルから出るガスを収納することができ呼気排出口に開閉部を介して接続されている排出ガス収容室の少なくとも一方を有していることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２６】
発明１０を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第１１の発明（以下、発明１１という）は、発明１０に記載の旋光度測定装置において、前記検体セルの呼気収納室および／または排出ガス収容室は容積が可変であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２７】
発明１０または１１を展開してなされた本発明の他の一例としての第１２の発明（以下、発明１２という）は、発明１０または１１に記載の旋光度測定装置において、前記検体セルの前記呼気収納室と排出ガス収容室の少なくとも一方は着脱可能であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２８】
発明８〜１２を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第１３の発明（以下、発明１３という）は、発明８〜１２のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記検体セルの呼気収納室と排出ガス収容室の少なくとも一方はそこに収納されている気体等の圧力測定手段と容積測定手段と残量測定手段のうちの少なくとも１つを有していることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００２９】
発明１〜１３を展開してなされた本発明の他の一例としての第１４の発明（以下、発明１４という）は、発明１〜１３のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記検体がリング干渉計のリング光路の途中に挿入された対向偏光変換光学系の対向レンズ間に配置されていることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３０】
発明１４を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第１５の発明（以下、発明１５という）は、発明１４に記載の旋光度測定装置において、前記対向偏光変換光学系は、光ファイバの端面の近傍の光路上で光ファイバ端面と前記検体の間に少なくともレンズと偏光子と、一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光ファイバ光学系が光路上で検体配置部を挟んで対向している対向光ファイバ光学系であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３１】
発明１４または１５を展開してなされた本発明の他の一例としての第１６の発明（以下、発明１６という）は、発明１４または１５に記載の旋光度測定装置において、前記対向偏光変換光学系が対向偏光変換コリメータ光学系であることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３２】
発明１６を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第１７の発明（以下、発明１７という）は、発明１６に記載の旋光度測定装置において、前記対向偏光変換コリメータは、偏波面保存光ファイバの出射端にレンズ、偏光子、ファラデー回転素子、４分の１波長板を配置した偏光変換コリメータを検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで信号光の光路において対向させて配置した光学系（以下、対向偏光変換コリメータセットという）を少なくとも１つ用いており、前記対向偏光変換コリメータセットでは両端の前記偏波面保存光ファイバから出射される信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を伝搬するように両方のコリメータから出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であるような対向偏光変換コリメータであることを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３３】
発明１７を展開してなされた本発明の他の一例としての第１８の発明（以下、発明１８という）は、発明１７に記載の旋光度測定装置において、前記旋光度測定装置が複数個の前記対向偏光変換コリメータセットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの各検体配置部に一つの検体を置くことを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３４】
発明１〜１８を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第１９の発明（以下、発明１９という）は、発明１〜１８のいずれかに記載の旋光度測定装置において、前記旋光度測定装置は、光源から発せられたレーザ光を第１の光カプラ、偏光子を介して第２の光カプラに導き、前記第２のカプラにより分岐した光を、主として偏波面保存光ファイバから成るリング光路の途中に前記対向偏光変換コリメータ光学系の両端を接続して構成したリング光路に当該リング光路を両方向に伝搬する光として分岐し、前記リング光路の第２のカプラの近傍に光位相変調器を設け、前記リング光路を両方向に伝搬する前記光を前記第２のカプラ、前記偏光子、前記第１のカプラを介して受光器および信号処理回路に導き、前記リング光路を両方向に伝搬する光の位相差を前記位相変調信号に同期した信号として抽出し、検体の旋光度を測定して検体の糖濃度を測定することを特徴とする旋光度測定装置の発明である。
【００３５】
課題を解決するためになされた本発明の他の一例としての第２０の発明（以下、発明２０という）は、検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させ、前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記検体の旋光度を測定することができる旋光度測定システムに使用することができる対向偏光変換光学系において、光ファイバの端面の近傍の光路上における光ファイバの端面と前記検体の間に、少なくとも、レンズと偏光子と一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光学系を信号光の航路において前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで対向させて配置した一組の光学系を対向偏光変換光学系セットと定義して、前記対向偏光変換光学系は、複数セットの前記対向偏光変換光学系セットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの検体配置部に一体の検体を配置しことを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系の発明である。
【００３６】
発明２０を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第２１の発明（以下、発明２１という）は、発明２０に記載のアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系において、前記対向偏光変換光学系がコリメータ光学系であることを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系の発明である。
【００３７】
発明２０または２１を展開してなされた本発明の他の一例としての第２２の発明（以下、発明２２という）は、発明２０または２１に記載のアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系において、前記対向偏光変換光学系を構成する各対向偏光変換コリメータセットの光ファイバの出射信号光と入射信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体を伝搬するように両方の偏光変換光学系から出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であることを特徴とするアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系の発明である。
【００３８】
課題を解決するためになされた本発明の更に他の一例としての第２３の発明（以下、発明２３という）は、検体に互いに直交する円偏光を二つの相異なる方向から入射させることができる対向偏光変換光学系を用いて前記検体に起因して生じる前記互いに直交する円偏光の位相差を測定することによって前記検体の旋光度を測定することができる旋光度測定方法において、光ファイバの端面の近傍の光路上における光ファイバの端面と前記検体の間に、少なくとも、レンズと偏光子と一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する素子である偏光面回転素子としてのファラデー回転素子と４分の１波長版とが配置されている光学系を信号光の航路において前記検体あるいは検体配置部あるいは空間部を挟んで対向させて配置した一組の光学系を対向偏光変換光学系セットと定義して、前記対向偏光変換光学系は、複数セットの前記対向偏光変換光学系セットを空間的には並列に、かつ、光路においては直列に配置し、各対向偏光変換コリメータセットの検体配置部に一体の検体を配置したアレイ型マルチパス対向偏光変換光学系であることを特徴とする旋光度測定方法の発明である。
【００３９】
発明２３を展開してなされた本発明の他の一例としての第２４の発明（以下、発明２４という）は、発明２３に記載の旋光度測定方法において、前記対向偏光変換光学系がコリメータ光学系であることを特徴とする旋光度測定方法の発明である。
【００４０】
発明２３または２４を展開してなされた本発明の更に他の一例としての第２５の発明は、発明２３または２４に記載の旋光度測定方法において、前記対向偏光変換光学系を構成する各対向偏光変換コリメータセットの光ファイバの出射信号光と入射信号光が固有偏光モードが同一の直線偏光であり、前記検体を伝搬するように両方の偏光変換光学系から出射される偏光がそれぞれ互いに直交する円偏光であることを特徴とする旋光度測定方法の発明である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、検体の光路を検体の寸法を大きくせずに大幅に長くすること、呼気を凝集すること、呼気をグルコース酸化酵素に注入し化学的な方法とハイブリッド化した方法を採用することなどを適宜採用してグルコース濃度の測定精度を大幅に高め、呼気に含まれるグルコースの濃度の測定を可能にし、生体のグルコース濃度の非侵襲での測定を可能にしたので、生体から採血することなしに血糖値を推定できるという極めて大きな効果を奏するものである。
【００４２】
さらに具体的には、例えば本発明は、第１に、被験者の針による採血に伴う煩わしさや苦痛がないこと、第２に、採血針の廃棄処理が不要で衛生的であること、第３に簡単に血糖値を測定でき、血糖値モニターが１日何回でもできるので糖尿病患者や健常者の健康管理などに使えることなど、従来では全く期待できなかったような極めて大きな効果を奏するものである。そして、本発明の旋光度測定装置が一般家庭で使用されれば、現在世界的に増加している糖尿病患者数を減らすことができ、その治療に必要な費用を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る一実施の形態例において呼気を注入したグルコース酸化酵素に直交円偏光を両方向に伝搬させる概念図である。
【図２】本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定システムに用いる対向偏光変換コリメータ光学系の構成図である。
【００４４】
【図３】本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定装置の構成図である。
【図４】本発明に係る一実施の形態例としてのマルチパス偏光変換コリメータ光学系の構成図である。
【００４５】
【図５】本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定装置の構成図である。
【図６】本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定装置の検体セルの構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，５０：検体セル
２：グルコース溶液
３−１，３−３：右円偏光入射光
３−２，３−４：左円偏光入射光
３−５：右円偏光出射光
３−６：左円偏光出射光
４：入力呼気を説明する矢印
５：出力ガスを説明する矢印
６−１，６−２，１６−１，１６−２：偏波面保存光ファイバ
７−１，７−２：光ファイバフェルール
８−１，８−２：偏光板
９−１，９−２：ファラデー回転素子
【００４７】
１０−１，１０−２：４分の１波長板
１１−１，１１−２：レンズ
１２：対向偏光変換コリメータ光学系
１３：ＳＬＤ光源
１４−１，１４−２：カプラ
１５：光ファイバ偏光子
１７：光位相変調器
１８−１：時計方向直線偏光
１８−２：反時計方向直線偏光
１９：受光器
【００４８】
２０：信号処理回路
２１：位相変調信号
２２−１，２２−２，２２−３：スプライス
２３：マルチパス対向偏光変換コリメータ光学系
２４，３６：管
２５：呼気収納室
２６：呼気収納部
２７：可動壁
２８：ネジ
２９，３７：圧力測定部
３０，３１，３２，３５：開閉弁
３３：排出ガス収容室
３４：排出ガス収容部
３８：ガスセンサ−
３９〜４２：側壁
４３〜４８：信号光
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施の形態の例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本実施の形態例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００５０】
また、以下の説明では、本実施の形態例の旋光度測定装置、旋光度測定方法、旋光度測定システムに使用することができる対向偏光変換光学系に関しては説明の重複部分が多い。したがって、説明の重複を避けるため、誤解を生じないようにしつつ、特に言及せずに、対向偏光変換光学系の説明で旋光度測定装置や旋光度測定方法の部分的説明を兼ねたり、その逆のこともある。
【００５１】
以下に図１〜図５を用いて本発明に係る一実施の形態例を説明する。図１は本発明に係る一実施の形態例においてグルコース酸化酵素を入れた検体に呼気を注入し、そこに直交円偏光を両方向に伝搬させることを説明するための検体配置部の概念図である。
【００５２】
図１で、検体配置部に配置された検体セル１にグルコースオキシダーゼ２を入れた検体に矢印４の方向に呼気を注入し、図の左から右方向へ右円偏光３−１を、図の右から左方向へ左円偏光３−２をそれぞれ伝搬させる。検体セル１内において発生する過酸化水素および未反応の呼気は出力ガスとして矢印５の方向へ排出される。なお、この伝搬させる左右両円偏光は前記と逆方向に、すなわち、符号３−１の円偏光を左円偏光に符号３−２の円偏光を右円偏光にしてもよい。
【００５３】
図１の検体セル１を、一方の側から信号光としての偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって時計回りまたは反時計回りに所定角度だけ回転させ、当該偏光面回転素子の他方の側から信号光として偏光ビームを入射させたときには当該信号光の偏光面を当該信号光の進行方向に向かって前記一方の側から入射させた場合とは逆方向に所定角度だけ回転させるように作用する非相反光学素子である偏光面回転素子を有する光ファイバ光学系としての偏光変換光学系を光路において検体配置部を挟んで対向させた対向偏光変換光学系の検体配置部に配置し、以下に詳細に説明する本発明によって、従来は測定器の開発など発想すらされなかった呼気中のグルコースに関する情報を得ることができる旋光度測定装置の実現が可能になった。
【００５４】
なお、前記検体セルの呼気注入口とガス排出口は種々の位置に設けることができるが、最も簡便な例として呼気注入口を前記検体セルの下方にガス排出口を前記検体セルの上方に設けて測定系の低価格化を図ることができる。
【００５５】
図２は本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定システムに用いることができる対向偏光変換光学系の構成図である。以下、前記対向偏光変換光学系として特に好ましい例として、対向偏光変換コリメータ光学系を用いた例を説明する。
【００５６】
検体セル１は対向偏光変換コリメータ光学系１２のレンズ１１−１とレンズ１１−２の間の検体配置部になる空間部に挿入される。以下その構成を詳細に説明する。偏波面保存光ファイバ６−１の固有偏光軸を伝搬する直線偏光はフェルール７−１から出射され、偏光板８−１、４５度ファラデー回転素子９−１、４分の１波長板１０−１、レンズ１１−１を介して空間に右（あるいは左）円偏光として出射する。
【００５７】
同様に偏波面保存光ファイバ６−２の固有偏光軸を伝搬する直線偏光はフェルール７−２から出射され、偏光板８−２、４５度ファラデー回転素子９−２、４分の１波長板１０−２、レンズ１１−２を介して空間に左（あるいは右）円偏光として出射する。これにより検体セル１内のグルコース溶液２を両方向に伝搬する光を互いに直交する円偏光にすることができる。
【００５８】
図３は本発明に係る一実施の形態例としての呼気注入グルコース酸化酵素をリング干渉計のリング光路に挿入し呼気の旋光度を測定する旋光度測定装置の構成図である。
【００５９】
すなわち波長７８０ｎｍを中心波長とするＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｒｄ）光源１３から発せられたレーザ光を第１の光カプラ１４−１、偏光子１５を介して第２の光カプラ１４−２に導き、第２のカプラ１４−２により偏波面保存光ファイバ１６−１，１６−２にそれぞれ直線偏光１８−１、１８−２を分岐する。これらの分岐光は第２のカプラの近傍に置かれた位相変調器１７を介して図２に示した対向偏光変換コリメータ光学系１２の両端と接続することによりリング光路を構成する。
【００６０】
検体１内のグルコース溶液２を伝搬しリング光路を両方向に伝搬した光は前記第２のカプラ１４−２、該偏光子１５、前記第１のカプラ１４−１を介して受光器１９で電気信号に変換される。
【００６１】
信号処理回路２０からは位相変調器１７に２０ＫＨｚの変調信号２１が印加されている。リング光路を両方向に伝搬する光の位相差を前記位相変調信号に同期した信号として抽出し検体の旋光度を測定できる。
【００６２】
図３の構成の測定回路はいわゆる位相変調方式光ファイバジャイロを基本としているが、本実施の形態例では位相変調方式光ファイバジャイロのリング光路の途中に対向偏光変換コリメータ光学系を設置したものである。位相変調方式光ファイバジャイロは慣性空間におけるリング光路の回角速度を高精度に測定できるが偏光角の回転すなわち旋光度は測定できない。
【００６３】
本実施の形態例の旋光度測定装置ではリング干渉計のリング光路の中にアレイ型旋光度測定用光学系を設けることによって光ファイバジャイロの高感度特性を維持しつつ旋光度を測定できるようにした。なお図３においてはリング光路の偏波面保存光ファイバの半分の長さをそれぞれ逆方向に巻いて回転角速度を検出しないように工夫した。
【００６４】
本実施の形態例のリング干渉計の光路に使用している偏波面保存光ファイバにはコアが楕円の光ファイバを用いたが、いわゆるコアに異方性の応力を印加した構造の光ファイバも使用することができる。ここで用いた光ファイバ干渉計は、検体を検体配置部に配置した対向偏光変換コリメータ光学系をリング光路に挿入したことを除いて、非特許文献３に記載されている光ファイバジャイロに用いられているものと同じ方法を用いた。
【００６５】
リング光路の光ファイバ長は１００ｍ、位相変調器１７ではシリンダー型ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）素子を用いた信号処理回路２０から約２０ｋＨｚの正弦波変調信号２１で光ファイバを伝搬する信号光を位相変調している。非特許文献３に記載の光ファイバジャイロは、変調器を正弦波で変調し、受光部でその基本波、２倍波、４倍波成分を検出し、基本波と２倍波の振幅比の逆正接（ｔａｎ−１）で位相差を、２倍波、４倍波成分の比で変調度を一定に制御する方式である。
【００６６】
図４は、図２の対向偏光変換コリメータ光学系（以下、対向偏光変換コリメータセットという）４個を空間的には並列に、光学的には直列に接続した本発明に係る一実施の形態例としてのマルチパス偏光変換コリメータ光学系の構成図である。
【００６７】
各対向偏光変換コリメータセットの両端はスプライス２２−１，２２−２、２２−３によって接続されている。図４において符号３−３は右円偏光入射光，３−５は右円偏光出射光、３−４は左円偏光入射光、３−６は左円偏光出射光である。
【００６８】
符号３−３に付した矢印方向から入射した右円偏光入射光３−３は４つの対向偏光変換コリメータセットと前記３つの接続部により検体セル１を配置してある空間部をすべて右円偏光として伝搬し、符号３−５に付した矢印方向に右円偏光３−５として出射する。
【００６９】
同様に、左円偏光として逆の端子から符号３−４に付した矢印方向に入射した入射光３−４は４つの対向偏光変換コリメータセットと前記３つの接続部を経て前記空間部をすべて左円偏光として伝搬し、符号３−６に付した矢印方向に左円偏光３−５として出射する。
【００７０】
もし検体セル１内の検体に旋光性があれば、検体を伝搬する互いに直交する左右両円偏光の間に位相差が発生する。公知のように、前記発生する位相差は直線偏光が検体を通過するときに受ける旋光角度の２倍である。発生する位相差は検体の比旋光度、波長、温度、検体長に比例する。発生する位相差が小さい場合には検体長を長くすればよいがセンサー部が大きくなってしまうし対向距離が長くなると光軸調整も複雑になる。
【００７１】
図４のマルチパス偏光変換コリメータ光学系では各コリメータの対向距離を長くすることなしに感度を４倍に上げることができる。
【００７２】
図５は本発明の検体セル１に入っている呼気注入グルコース酸化酵素を挿入した本発明のマルチパス対向偏光変換コリメータ光学系をリング干渉計のリング光路に挿入し、本発明のマルチパス対向偏光変換コリメータ光学系により呼気の旋光度を測定する本発明に係る一実施の形態例としての旋光度測定装置の構成図である。
【００７３】
図５のマルチパス対向偏光変換コリメータ光学系では対向偏光変換コリメータセットを３個用いた３パスの例が示されているが実際には４パスで実験した。対向距離は１パス当たり１０ｃｍとした。このような４パス光学系によって呼気凝縮液のグルコース濃度が十分な精度で計測できることを以下に示す。なお、試作した対向偏光変換コリメータセットの幅は４ｍｍであり４個並べると１６ｍｍであった。セルの深さは２ｍｍとした。検体は呼気凝縮液でその容積は３ｃｃとした。
【００７４】
前記のように、非特許文献２には呼気凝縮液に含まれるグルコース濃度が健常者の血液に含まれる濃度である０．１ｇ／ｄＬのおよそ７％であることが示されている。
【００７５】
すなわちオレンジレーザ光を用いた旋光測定においては検体長が１ｃｍの場合の旋光度はおよそ０．０００３５度である。これを十分な精度で測定するためにはもう１ケタ下の０．００００３５度程度の測定感度が必要である。従って従来最も高感度な測定方法である特許文献２に記載の測定装置をもってしても呼気の凝縮液に含まれるグルコース濃度を十分な精度で測定することは困難である。
【００７６】
そこで、本発明に係る一実施の形態例では、図１に示すように呼気４をグルコース酸化酵素２に注入し、グルコン酸を生成させ、その旋光度を測定する光・化学的な方法を発明した。
【００７７】
本実施の形態例での実験では呼気を注入する時間に比例して旋光度が大きくなった。あらかじめグルコースオキシダーゼ２の重量または濃度を記録しておき、旋光度の時間的変化を測定する。その都度従来の採血方式の血糖値測定装置によって被検者の血糖値を測定し旋光度の時間に対する増加率との相関を調べたところ有意な相関が得られた。
【００７８】
本実施の形態例の実験における光源出力と損失レベルはおおよそ以下の通りであった。
光源出力：〜１ｍＷ
光干渉計損失：〜１０ｄＢ（カップラ６ｄＢ，偏光子３ｄＢ，その他１ｄＢ）
対向偏光変換コリメータセット4個分の損失：１６ｄＢ
全体で損失は２６ｄＢとなり受光レベルは２５μＷであった。
【００７９】
図１では本実施の形態例の旋光度測定に用いる検体セルの基本構成の例を説明したが、これを展開した本発明の検体セルについてさらに説明する。
【００８０】
図６は本実施の形態例の旋光度測定に用いる検体セルの別の実施の形態例を説明するための図である。符号５０は図１の基本的な検体セル１に呼気収納室２５と排出ガス収容室３３を設けた検体セル、符号３９〜４２は基本的な検体セル１の側壁、符号２６は呼気収納室２５の呼気収容部、符号３４は排出ガス収容室３３の排出ガス収容部である。
【００８１】
図６で、呼気注入管２４を通り矢印４の方向に吹き込まれた呼気は、開閉弁３０を経て呼気収納室２５の呼気収容部２６に収納される。呼気収容部２６の容積と気圧は、可動隔壁２７を動かすネジ２８を操作して変えることができ、呼気収容部２６の圧力測定部２９の測定値と可動壁２７の位置を示す目盛り（図示せず）によって所定の値に調整することができる。
【００８２】
符号３１は呼気収納室２５と検体セル１の間の開閉弁で、必要に応じて可動壁２７の操作によって呼気収容部２６に収納されている呼気を検体セル１に注入することができる。
【００８３】
検体セル１の発生ガス（呼気の場合も含む）を排出する必要がある場合、検体セル１と排出ガス収容室３３の間の開閉弁３２を経て排出ガス収容室３３にガスを収納することができる。
【００８４】
排出ガス収容部３４の圧力は圧力測定部３７の測定値で知ることができ、ガスの種類はガスセンサ−３８で知ることができる。排出ガス収容部３４のガスは、開閉弁３５を経て管３６から矢印５の方向へ排出される。ガスの排出手段は既知の種々の方法を用いることができる。排出ガス収容部３４にたとえば風船のような体積可変部品（図示せず）を設けて、体積可変部品の体積を変化させてガスの排出を行うことができる。
【００８５】
符号４３〜４８は検体セル１に入射する信号光とその進行方向（矢印）を示す。信号光４３と４４，４５と４６，４７と４８は、図示していない対向偏光変換光学系から出射される互いに直交する円偏光で、対向偏光変換光学系の対向する一方の偏光変換光学系から発せられた信号光は右回り円偏光４３として検体セル１に入射し検体セル１を通過して、光学的接続機構を経て信号光４６として検体セル１に再入射し検体セル１を通過して、光学的接続機構を経て信号光４７として検体セル１に再入射し検体セル１を通過して、前記対向偏光変換光学系の対向する他方の偏光変換光学系に入射する。
【００８６】
同様に、対向偏光変換光学系の対向する前記他方の偏光変換光学系から発せられた信号光は左回り円偏光４８として検体セル１に入射し検体セル１を通過して、光学的接続機構を経て信号光４５として検体セル１に再入射し検体セル１を通過して、光学的接続機構を経て信号光４４として検体セル１に再入射し検体セル１を通過して、前記対向偏光変換光学系の対向する前記一方の偏光変換光学系に入射する。
【００８７】
そして、信号光４３と４４、４５と４６、４７と４８はそれぞれ互いに直交する円偏光であり、前記一方の偏光変換光学系の光ファイバの入出射端における信号光４３となる出射光と信号光４４としての入射光は同一固有偏光モードの直線偏光で、前記他方の偏光変換光学系の光ファイバの入出射端における信号光４８となる出射光と信号光４７としての入射光は同一固有偏光モードの直線偏光である。
【００８８】
図６では、検体セル５０の基本検体セル１への信号光の入出射方向が図示の上下の面からの場合について説明したが、入出射方向はこれに限定されず、あらゆる方向から入出射させることができる。
【００８９】
呼気収容室２５と排出ガス収容室３３の少なくとも一方を風船のように圧力で体積が変化するもので構成することにより、検体セル１への呼気の注入を容易にし、形状の自由度を高め、安価で小型で操作し易い測定システムを構成することができる。
【００９０】
呼気収容室２５と排出ガス収容室３３の少なくとも一方を検体セルから着脱可能に設けることができる。このようにすることによって測定系の小型化、低価格化などを図ることができる。
【００９１】
このような本実施の形態例の旋光度測定方法および旋光度測定装置は医療やバイオ分野における超微量の旋光度測定装置として用いて大きな効果を発揮することができるものである。
【００９２】
以上、本発明の旋光度測定装置、対向偏光変換コリメータ光学系、マルチパス対向偏光変換コリメータ光学系、旋光度測定方法を図を参照しながら説明したが、本発明に係る一実施の形態例の前記各構成は、それぞれ単独で用いても本発明の効果を発揮することができ、種々組み合わせても本発明の効果を発揮することができるものであるのみならず、本発明はこれに狭く限定されるものでなく、本発明の技術思想に基づいて多くのバリエーションを可能とするものである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本実施の形態例の旋光度測定装置、対向偏光変換コリメータ光学系、マルチパス対向偏光変換コリメータ光学系、旋光度測定方法は呼気や呼気凝縮液や超微量な旋光性を有する検体の旋光度を高精度に測定できるので医療分野、健康機器分野、農業分野などにおいて広く利用できるものである。特に、医療分野、健康機器分野などにおいては、無侵襲で血糖値を測定できれば、第１に、被験者が採血の痛みから解放されること、第２に、採血しないので衛生的であることに加えて採血器具等を介する病気の感染が防げること、第３に注射針や酵素などの廃棄物がでないこと等の多大な効果を奏するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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