生物体测定用光源系统及测定装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及向生物体照射光并光学地测定生物体内的体液的成分的生物体测定 用光源系统等。
【背景技术】
[0002] 作为非侵入测量之一，已知有用光纤将近红外光导入并入射被试者的皮肤，从扩 散反射散射光的吸光度频谱进行体内成分的定量分析的技术（例如，参照专利文献1)。
[0003] 另外，在W人体为代表的生物体组织中，已知有特征性的光吸收/反射特性（下 面，称为"光吸收散射波长特性"）。具体而言，在波长从200nm到700nm附近，作为生物体 内的体液成分之一的血色蛋白的吸收的影响大，在2000nm W上的波段中，水的吸收的影响 大。因此，测量光选用如下的波长：称为"光学窗"的、血色蛋白等生物体内的体液成分、水 的吸收的影响小且散射性优异的频段的波长。
[0004] 【现有技术文献】 阳00引【专利文献】
[0006] 专利文献1 :日本特开2007 - 259967号公报
[0007] 接下来，为了提高测量精度，需要提高检测信号的S/N比（信噪比）。作为其方法， 存在增大信号的方法（approach)和减少噪声的方法。在向被试者照射测量光的测量装置 中，作为测量光，如果是例如仅使用激光、单波长LED那样的指定单波长的结构，为了改善 S/N比，只要仅适当地将入射光强化到不引起热伤害等的弊病的程度即可。
[000引然而，在使用比激光、单波长LED广的频段的测量光、所谓"白色光"作为测量光， 在宽广波段上进行频谱测量时（例如测量吸光谱等时），仅仅强化入射光是不行的。原因是 仔细查看生物体组织的光吸收散射波长特性时，有些地方存在峰值，并不一致。当然，容易 吸收的波长与其他波长相比，S/N比更差。运里，为了改善该波长的局部低S/N比而强化测 量光时，在实现期望的改善前，作为测量光整体的光强度（包含"光学窗"的比较宽的全频 段的光强度的波长方向积分值）变高。其结果是，有可能达到抑制热伤害等的弊病的公知 准则（例如，JIS口550 :灯及灯系统的光生物学的安全性，日本工业规格协会（日本工業規 格協会），2011)之忧。
【发明内容】
[0009] 本发明鉴于运样的情况而提出，其目的在于改善因测定对象生物体的光吸收散射 波长特性导致的局部性低S/N比，使得能在更宽广的频段取得良好的S/N比。
[0010] 用于解决W上问题的第一方面的生物体测定用光源系统用于向生物体照射光，光 学地测定生物体内的体液的成分，照射与吸收或散射水的光的波长特性中的特征频段对应 的照射光的第一频段的光强度比照射光的第二频段的光强度大的光。
[0011] 所谓生物体内的体液包括例如血液、淋己液、组织液等。
[0012] 根据第一方面，通过选择性地增强与容易在生物体内吸收/散射的特征频段对应 的照射光的第一频段的光分量，从而能改善未増强时的低S/N比，能减少与照射光的第二 频段（其他频段）的波长的S/N比之间的偏差。在其中，仅部分频段（第一频段）的光强 度增加，故作为向生物体照射的测量光整体的强度，与仅强化光源并提高测量光的全波长 的光强度的情况相比，远远变小即可。
[0013] 因此，改善因测定对象生物体的光吸收散射波长特性引起的局部低S/N比，能在 更宽的频段取得良好的S/N比。
[0014] 可根据设为测定对象的生物体内的体液特征，适当设定选择性地増强的波长和増 强的强度的关系。
[0015] 例如，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第二方面中，照射976nm 的波长的光强度相对于800nm或1073nm的波长的光强度超过1倍且在100倍W下的光。或 者，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第二方面中，照射包含976nm的波长 的所述第一频段的光强度相对于包含800nm或1073nm的波长的所述第二频段的光强度超 过1倍且在100倍W下的光的第一发明的生物体测定用光源系统。
[0016] 另外，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第Ξ方面中，照射1196nm 的波长的光强度相对于800nm或1073nm的波长的光强度超过1倍且在100倍W下的光。或 者，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第Ξ方面中，照射包含1196nm的波 长的所述第一频段的光强度相对于包含800nm或1073nm的波长的所述第二频段的光强度 超过1倍且在100倍W下的光。
[0017] 另外，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第四方面中，照射1453nm 的波长的光强度相对于800nm或1073nm的波长的光强度在25倍W上100倍W下的光。或 者，根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第四方面中，照射包含1453nm的波 长的所述第一频段的光强度相对于包含800nm或1073nm的波长的所述第二频段的光强度 在25倍W上100倍W下的光。 阳01引 976皿、1196皿、1453nm在对于占体液的比例大的水的光吸收/散射频率特性中是 局部容易吸收的波长。因此，依据第二方面至第四方面，对使用水的光吸收的程度高的波段 的光的测定有效。
[0019] 根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第五方面中，照射758nm的波 长的光强度相对于732nm的波长的光强度超过1倍且在100倍W下的光。或者，根据本发 明第一方面的生物体测定用光源系统，在第五方面中，照射包含758nm的波长的所述第一 频段的光强度相对于包含732nm的波长的所述第二频段的光强度超过1倍且100倍W下的 光。
[0020] 根据本发明第一方面的生物体测定用光源系统，在第六方面中，照射924nm的波 长的光强度相对于732nm的波长的光强度超过1倍且在100倍W下的光。或者，根据本发 明第一方面的生物体测定用光源系统，在第六方面中，照射包含924nm的波长的所述第一 频段的光强度相对于包含732nm的波长的所述第二频段的光强度超过1倍且在100倍W下 的光。
[0021] 758nm、924nm是容易被相当于静脉血的氧饱和度的血色蛋白吸收的波长。因此，依 据第五方面、第六方面，在测定对象中包含血液成分时也是有效的。
[0022] 而且，运些发明能根据测量光的照射位置和受光位置的关系实现进一步的最优 化。
[0023] 例如，作为本发明第屯方面，优选构成为如下的测定装置：具备第二方面或第五方 面或第六方面的生物体测定用光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的 入射出射间距离定在1mm W上100mm W下的透射方式的光学测定，测定所述生物体内的体 液的成分。
[0024] 另外，作为第八方面，优选构成为如下的测定装置：具备第二方面或第五方面或第 六方面的生物体测定用光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的入射出 射间距离定在1mm W上10mm W下的反射方式的光学测定，测定所述生物体内的体液的成 分。
[0025] 另外，作为第九方面，优选构成为如下的测定装置：具备第Ξ方面的生物体测定用 光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的入射出射间距离定在1mm W上 50mm W下的透射方式的光学测定，测定所述生物体内的体液的成分。
[00%] 另外，作为第十方面，优选构成为如下的测定装置：具备第Ξ方面的生物体测定用 光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的入射出射间距离定在1mm W上 5mm W下的反射方式的光学测定，测定所述生物体内的体液的成分。
[0027] 另外，作为第十一方面，优选构成为如下的测定装置：具备第四方面的生物体测定 用光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的入射出射间距离定在1mm W 上1. 5mm W下的透射方式的光学测定，测定所述生物体内的体液的成分。
[0028] 另外，作为第十二方面，优选构成为如下的测定装置：具备第四方面的生物体测定 用光源系统，通过将由所述生物体测定用光源系统照射的光的入射出射间距离定在1mm W 下的反射方式的光学测定，测定所述生物体内的体液的成分。
【附图说明】
[0029] 图1是示出生物体测定装置的结构例的图。
[0030] 图2是说明光学滤波器的作用效果的示意图。
[0031] 图3是光程长1mm的水的吸光度频谱的图表。
[0032] 图4是光程长1mm的水的透射率