专利名称：生物体信息测定用光学部件、生物体信息计算装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于通过对生物体组织进行光学测定，从而非侵袭性地计算体液中的葡萄糖、胆固醇、尿素、甘油三酯、蛋白质等的生物体信息测定用光学部件、生物体信息计算装置、生物体信息计算方法、程序以及记录介质。
背景技术：
对用于测定生物体或溶液中的特定成分的现有的光学测定装置进行说明。
已有一种使具有一对平行相对的反射面的透明的衰减全发射元件(以下，称作ATR棱镜)与上下口唇密接，以测定血糖值的光学测定装置(例如，参照特开平09-113439号公报)，将该现有的光学测定装置称为第一现有技术。
更具体地叙述，如作为以往的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图12所示，在将由硒化锌、硅或锗等形成的ATR棱镜1201放在嘴上并通过口唇1203对ATR棱镜1201施压的状态下，通过光纤1202使光入射到ATR棱镜1201。
于是，在ATR棱镜1201的反射面和口唇1203的界面处反复进行一边稍微侵入口唇1203一边全反射(即衰减全反射)，将出射到ATR棱镜1201外部的光利用光纤1204取出并分析。即，分析所发出光的光谱，通过计算作为测定对象的特定成分所易于吸收的波长的光的量，从而可以知道这种波长的光被特定成分吸收多少。这样，就可以定量地测定生物体中的特定成分。
另外，已有另一种光学测定装置，其使由ZnSe晶体等形成的ATR棱镜密接于口腔粘膜上后，向该ATR棱镜中入射9～11μm的激光，使之在ATR棱镜内部多重反射，通过对其衰减全反射光、散射反射光等进行分析，从而测定血糖值或血液中乙醇的浓度〔例如参照福岛英生等5人、《血糖值的非侵袭测量法-光学葡萄糖传感器的研制》，BME，日本医用电子学和生物工程师协会(Japan Society of Medical Electronic and BiologicalEngineering)，1991，第5卷，第8期，p.16-21〕。将该以往的光学测定装置称为第二现有技术。
在ATR棱镜中行进的光略微侵入口唇后反射。
所反射的光受到存在于口唇中的体液中的各成分的影响，相比于侵入口唇前衰减。
于是，通过测定反射光的光量，可以测定体液中各成分的信息。
第一和第二现有技术将衰减波(evanescent wave)(所谓的渗入光)用于定量分析。
另外，已经存在一种生物体信息检测用触头，其包括具有抵接在生物体组织上的凹部的抵接机构、从凹部内的一部分射出检测光的光检测机构、以及设于凹部内的其他部分并使检测光入射的检测光入射机构，抵接机构由具有比生物体组织的折射率还高的折射率的材料构成，在抵接机构和生物体组织抵接的状态中，检测光通过了嵌入到凹部的生物体组织后，入射到检测光入射机构(例如参照国际公开第01/058355号公报)。将该以往的生物体信息检测用触头称为第三现有技术。
对生物体组织的损伤小，并可简易且高精度地测定生物体的信息。
然而，在第一至第三现有技术中，来自太阳光、照明的光等、测定光源以外的光大多会成为干扰光。
因此，在上述的现有技术中，存在因干扰光引起的对生物体信息测定的负面影响的问题。
另外，在第一和第二现有技术中，衰减波(evanescent wave)浸入生物体的渗入深度可由公式(1)大概求得。
d=λ02πn12sin2θ1-n22---(1)]]>
d渗入深度；λ0真空中的波长；n1第一介质的折射率；n2第二介质的折射率；θ1由第一介质向第二介质的入射角。
若针对将ZnSe晶体(n1＝2.0)用作ATR棱镜，λ0＝10微米，θ1＝45°的情况进行计算，则由于生物体的折射率大约是1.3～1.5左右，固n2＝1.41时，d＝29微米，这表明可以得到与几十微米左右的表面及其附近的状态相关的信息。
在这里，衰减波的电场随着深度以指数关系衰减下去。
因此，使生物体组织密接ATR棱镜的生物体组织测定部是非常重要的。
然而，第一和第二现有技术都只是将ATR棱镜放在口唇上或按压在口唇上。
因此，使口唇和ATR棱镜密接是很困难的。
为此，在第一和第二现有技术中，正确的生物体信息的测定变得困难。
另外，虽然在第三现有技术中使生物体组织在所形成的凹部中隆起，能够选择性地测定所隆起的部位，但依然同上述第一、第二现有技术一样，生物体组织和生物体组织测定部的密接是非常重要的。
然而，由于生物体组织和生物体组织测定部之间的密接非常困难，故在生物体组织和生物体组织测定部之间的密接不充分的情况下，光路长度变化，正确的生物体信息的测定变得困难。
发明内容
本发明考虑了上述以往的问题，其目的在于，提供一种能够抑制由干扰光引起的对生物体信息测定的负面影响的生物体信息测定用光学部件、生物体信息计算装置、生物体信息计算方法、程序以及记录介质。
本发明之一是一种生物体信息测定用光学部件，其中具备光学元件，其具有将发出的光入射的入射面；生物体组织所接触的接触面；和出射面，所述出射面将由所述生物体组织所接触的所述接触面反射的光、或者经由所述生物体组织所接触的所述接触面而通过所述生物体组织而来的光出射；以及光学元件罩，其以使所述接触面露出且包围所述光学元件的外周部的全部或一部分的方式设置。
本发明之二是在本发明之一所述的生物体信息测定用光学部件中，所述生物体组织的一部分进入的空间，形成于所述光学元件和所述光学元件罩之间。
本发明之三是在本发明之二所述的生物体信息测定用光学部件中，所述接触面突出到所述空间的外侧。
本发明之四是在本发明之二所述的生物体信息测定用光学部件中，还具备以覆盖所述空间的方式设置并能移动的空间罩；所述空间罩，在被所述接触面所接触的所述生物体组织按压时，缩入到所述空间中。
本发明之五是在本发明之四所述的生物体信息测定用光学部件中，所述空间罩由弹性体保持着。
本发明之六是在本发明之二所述的生物体信息测定用光学部件中，还具备当所述生物体组织接触所述接触面时将所述空间减压的减压机构。
本发明之七是在本发明之六所述的生物体信息测定用光学部件中，还具备以覆盖所述空间的方式设置的、具有窗口并能移动的空间罩；所述空间罩在被所述接触面所接触的所述生物体组织按压时，缩入到所述空间中；所述减压机构通过所述窗口进行排气，以将所述空间减压。
本发明之八是在本发明之一所述的生物体信息测定用光学部件中，还具备设置于所述光学元件罩外面的全部或一部分的减光机构。
本发明之九是在本发明之八所述的生物体信息测定用光学部件中，所述减光机构是反射光的光反射体、吸收光的光吸收体、以及散射光的光散射体中的至少一种。
本发明之十是在本发明之一所述的生物体信息测定用光学部件中，所述接触面具有沟槽。
本发明之十一是在本发明之十所述的生物体信息测定用光学部件中，所述光学元件的折射率为1.55以上。
本发明之十二是在本发明之一所述的生物体信息测定用光学部件中，所述接触面具有曲面。
本发明之十三是在本发明之一所述的生物体信息测定用光学部件中，所述光学元件罩的端面的接触所述生物体组织的部分具有曲面。
本发明之十四是一种生物体信息计算装置，其中具备本发明之一所记载的生物体信息测定用光学部件；发出所述光的光源；检测由所述出射面出射的所述光的光检测器；和根据所述检测结果，计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息的计算部。
本发明之十五是在本发明之十四所述的生物体信息计算装置中，被计算的所述生物体信息是与所述生物体组织所包含的物质的浓度相关的信息。
本发明之十六是一种生物体信息计算方法，是利用生物体信息测定用光学部件的生物体信息计算方法，所述生物体信息测定用光学部件具有光学元件，其具有将发出的光入射的入射面、生物体组织所接触的接触面、和将由所述生物体组织所接触的所述接触面反射的光，或者经由所述生物体组织所接触的所述接触面且通过所述生物体组织而来的光出射的出射面；以及光学元件罩，其以使所述接触面露出且包围所述光学元件的外周部的全部或一部分的方式设置；其中所述生物体信息计算方法具备发出所述光的发光步骤；检测由所述出射面出射的所述光的光检测步骤；根据所述检测结果，计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息的计算步骤。
本发明之十七是一种程序，是用于使计算机执行本发明之十六所述的生物体信息计算方法的、根据所述检测结果来计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息的计算步骤。
本发明之十八是一种介质，是存储了本发明之十七所述的程序的记录介质，是可由计算机读取的记录介质。
本发明具有能够抑制由干扰光引起的对生物体信息测定的负面影响的优点。
图1(a)是本发明第1实施方式的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(b)是本发明第1实施方式的生物体信息测定用光学部件的侧视图；(c)是本发明第1实施方式的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图2是本发明实施方式的生物体组织测定部213和棱镜罩214成为分离体的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图3(a)是本发明第2实施方式的动作前的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(b)是本发明第2实施方式的动作后的、即使生物体组织接触了生物体组织测定部313的状态的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(c)是本发明第2实施方式的动作前的生物体信息测定用光学部件的沿A-A′线的剖面图。
图4是本发明第3实施方式的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图5(a)是本发明实施方式的、生物体组织测定部513具有沟槽515的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(b)是本发明实施方式的、生物体组织599密接在沟槽551上而光552透过所密接的生物体组织599中时的示意图。
图6是本发明的实施方式的、具备与生物体组织接触的部分成为球状的生物体组织测定部613的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图7是本发明实施方式的、具备与生物体组织所接触部分成为球状棱镜罩714的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图8是本发明第4实施方式的生物体信息计算装置的示意图。
图9是本发明实施方式的、在吸气孔441设有单向阀911的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图10(a)是本发明实施方式的、生物体组织测定部1013具有沟槽1015的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(b)是本发明实施方式的、生物体组织1099密接在沟槽1051上，光1052透过了所密接的生物体组织1099中时的示意图。
图11(a)是本发明实施方式的、具有作为光纤端部而带有生物体组织测定部1113的光纤束1100、1101的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；(b)是本发明实施方式的、生物体组织1199密接于间隙1151而光1152透过所密接的生物体组织1199中时的示意图。
图12是以往的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
图中11-光入射面，12-光出射面，13-生物体组织测定部，14-棱镜罩，15-生物体组织收纳部，16-减光机构，100-棱镜，331-生物体组织收纳部罩，332-切口，333-弹簧，334-凹槽部，441-吸气孔，499-泵，551-沟槽，552-光，881-光源，882-光检测器，883-计算部。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
(第1实施方式)首先，主要参照图1(a)～(c)，说明本发明实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构。
在这里，图1(a)是本发明第一实施方式的生物体信息测定用光学部件的俯视图；图1(b)是本发明第一实施方式的生物体信息测定用光学部件的侧视图；图1(c)是本发明第一实施方式的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
如图1(b)所示，本实施方式的生物体信息测定用光学部件由光入射面11、光出射面12、生物体组织测定部13、棱镜罩14、生物体组织收纳部15组成。
也就是说，本实施方式的生物体信息测定用光学部件，包括棱镜100，其具有将所发出的光入射的光入射面11、相当于口唇等生物体组织(图中未示出)所接触的接触面的生物体组织测定部13、以及将由生物体组织所接触的生物体组织测定部13反射的光射出的光出射面12；以及棱镜罩14，其以使生物体组织测定部13露出且包围棱镜100的外周部的方式设置。
棱镜100的材料，可以使用与测定中所利用的光的波长相对应的器件。
另外，作为棱镜100的材料的具体例，举例如下硅、锗、SiC、金刚石、ZnSe、ZnS、熔融石英、氟化钙、塑料和KrS等。
在这里，在测定像葡萄糖一样、在波数1033cm-1、1080cm-1等的中红外区域以及波长1～2.5μm的近红外区域具有吸收峰值的物质时，优选在中红外区域中，在大约1000～1100cm-1的波数区域具有高透过率的材料。
根据这种观点，棱镜100的材料，优选为成为上述透过率较低的原因硼或磷等杂质的含量低的硅或锗。另外，硼或磷等杂质的含量越少，硅或锗的电阻率越高。因此，优选其电阻率为100Ωcm以上，更优选其电阻率1500Ωcm以上。
在近红外区域的情况下，棱镜100的材料是硅、或高折射率的塑料，在是硅的情况下，基于同样的理由，优选电阻率为100Ωcm以上，电阻率是1500Ωcm以上为最佳。另外，棱镜100的材料也可以是氟化钙、熔融石英等。
如图1(b)所示，生物体组织测定部13比生物体组织的一部分所进入的一侧的棱镜罩14的端面还向生物体组织收纳部15的外侧突出。
在这里，虽然在测定时使作为测定对象的生物体组织接触生物体组织测定部13，但通过使生物体组织测定部13比棱镜罩14突出，从而使生物体组织和生物体组织测定部13的接触压力提高来提高密接性。
如图1(c)所示，棱镜罩14被设置成在生物体组织测定部13的外周部环绕生物体组织测定部13。
另外，在该棱镜罩14中设有减光机构16。
减光机构16只要是减小光入射到光检测器的概率的器件就可以，可以由光吸收体、光散射体和光反射体中的任何一个构成。
作为光吸收体的具体例，可以列举吸收被认为是干扰光的各种波长的光的光学薄膜等。
更具体地，优选以适当厚度的单层膜或多层膜形成这种光学薄膜，以便使光在膜内多重干涉而高效地吸收不需要的光。
另外，作为这种光学薄膜的材料的具体例，可列举如下Cu、Cr、Mo、Fe、Ni、非晶硅、SiC、Ge、WSi2、Ti、TiN、Ta、TiW、Co、SiGe、TiSi2、CrSi2、MoSi2、FeSi2、NiSi2、CrN、MoN2、SiO2、Al2O3和TiO2等。
此外，作为这种光学薄膜的形成方法的具体例，可列举如下化学气相生长法、等离子气相生长法、光CVD法、真空蒸镀法、液相外延法、溶胶-凝胶法、阳极氧化反应法、氧化还原法、激光磨蚀法(laser abrasion)等。
作为光散射体的具体例子，可以举出以使光散射的方式用喷射加工等将棱镜罩14的表面粗糙化的器件。
作为光反射体的具体例子，可以举出由铝等形成的光学薄膜。
另外，如图1(b)所示，生物体组织收纳部15设置于生物体组织接触部13和棱镜罩14之间，且成为凹部。
而且，棱镜100对应于本发明的光学元件，棱镜罩14对应于本发明的光学元件罩、减光机构16对应于本发明的减光机构。
以下，说明本实施方式的生物体信息测定用光学部件的动作。
首先，使生物体组织接触生物体组织测定部13。
其后，若进一步按压下去，则生物体组织进入到生物体组织收纳部15中去。
这样，通过使生物体组织进入生物体组织收纳部15，从而提高了生物体组织和生物体组织测定部13的密接性。
棱镜罩14通过设置在生物体组织测定部13的外周，而形成生物体组织收纳部15，以防止室内的照明光、太阳光、来自人体的辐射、其他对测定产生负面影响的干扰光入射到生物体组织测定部13中。
另外，虽然例示了将生物体信息测定用光学部件一体地形成的情况的例子，但是可以如作为本发明实施方式的生物体组织测定部213和棱镜罩214成为分离体的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图2所示，在棱镜214中另做成设有减光机构216的部分，然后将具有光入射面211、生物体组织测定部213的部分组装。此外，在具有光入射面211、生物体组织测定部213等的部分的外侧面中、即使进行了组装也露出到外部的部分(除了光入射面211和光出射面，而且在图2中覆以阴影)中，也可以设有用于防止干扰光入射到生物体组织测定部213的减光机构。
(第二实施方式)首先，主要参照图3(a)～(c)，说明本实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构。
在这里，图3(a)是本发明第二实施方式的动作前的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；图3(b)是本发明第二实施方式的动作后的、即使生物体组织接触了生物体组织测定部313的状态的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图；图3(c)是本发明第二实施方式的动作前的生物体信息测定用光学部件的沿A-A′线的剖面图。
本实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构，与上述第一实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构类似，只是备有生物体组织收纳部罩331。在该生物体组织收纳部罩331中设置有与生物体组织测定部313实质上具有相等尺寸和形状的凹槽部334，以及从凹槽部334的四角开始沿着与A-A′线平行的方向设置的切口332(在图3(a)中用虚线表示)。
由于设置有凹槽部334以及切口332，故生物体组织收纳部罩331，可如图3所示在接触棱镜300的同时而缩入其中。
根据这种观点，生物体组织收纳部罩331的材料，优选为具有硅橡胶、天然橡胶等的适度弹性的橡胶。
如图3(c)所示出的，由于设有弹簧333，故生物体组织收纳部罩331在将生物体组织按压到生物体组织测定部313上时缩入，而在生物体组织从生物体组织测定部313中离开时，恢复到原来的状态。
另外，由于通过设置弹簧333，从而能够通过适当地选择弹簧333的弹簧常数来设计使生物体组织收纳部罩331缩入所需的力，因此可以实现用于提高密接性的最佳设计。
而且，生物体组织收纳部罩331对应于本发明的空间罩。
以下，说明本实施方式的生物体信息测定用光学部件的动作。
如图3(a)所示，在使生物体组织接触生物体组织测定部313的前一阶段，生物体组织收纳部315由生物体组织收纳部罩331封闭。
因此，即使在保管生物体信息测定用光学部件的情况等下，尘埃、灰尘等杂物也难于进入生物体组织收纳部315中。
在生物体组织被压抵在生物体组织测定部313的情况下，生物体组织收纳部罩331借助将生物体组织压抵在生物体组织测定部313的压力，如图3(b)所示出的那样缩入。
由于在生物体组织收纳部罩331上设有如图3(a)所示的凹槽部334以及切口332，因此生物体组织收纳部罩331能够如图3所示那样地缩入。
由于如图3(c)所示设有弹簧333，因此生物体组织收纳部罩331在将生物体组织按压向生物体组织测定部313时缩入，而在生物体组织从生物体组织测定部313离开时恢复原始状态。
此外，可以用橡胶等弹性体来替代弹簧333。
另外，虽然在生物体组织收纳部罩331中并不一定设置如设置于棱镜罩314上的减光机构316那样的减光机构，但也可以将减光机构设置成用于防止来自生物体组织的辐射。
(第三实施方式)首先，主要参照图4说明本实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构。
在这里，图4是本发明的第三实施方式的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图。
本实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构与上述第二实施方式的生物体信息测定用光学部件的结构类似，只是设有棱镜400和贯通棱镜罩414的底面部分的吸气孔441。
当然，在生物体组织收纳部罩431上与吸气孔441重合的为位置也设置圆形的开口。
因此，泵499在生物体组织收纳部罩431被接触在棱镜400上的生物体组织按压而缩入到生物体组织收纳部415中时，通过那样的开口而进行排气，从而能够使生物体组织收纳部415的内部减压。
另外，泵499对应于本发明的减压机构。
以下，说明本实施方式的生物体信息测定用光学部件的动作。
在使生物体组织接触到生物体组织测定部413后，用泵499通过吸气孔441进行吸气。
于是，通过使生物体组织收纳部415内部成为负压而提高密接性。
另外，用于进行吸气的孔，可以设置为贯通棱镜罩414的侧面部。当然，在这种情况下，也可以根据用于进行吸气的孔的位置，不在生物体组织收纳部罩431上设置窗口。
此外，虽然示出了使用泵499的例子，但也可以如作为本发明的实施方式的、在吸气孔441设有单向阀911的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图9所示，在吸气孔441上设置具有止回阀的单向阀911。更具体地，也可以利用如下的吸盘结构，其在将生物体组织按压在生物体组织测定部413上时，若生物体组织充满生物体组织收纳部415，则生物体组织收纳部415内部的空气从吸气孔441通过单向阀911而被排气，生物体组织密接在生物体组织测定部413上。
以上，对第一至第三实施方式进行了详细的说明。
(A)另外，虽然说明了生物体组织测定部是大致平面状的情况，也可以如作为本发明的实施方式的、生物体组织测定部513具有沟槽515的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图5(a)，以及作为本发明的实施方式的、生物体组织599密接在沟槽551上且光552透过所密接的生物体组织599中时的示意图的图5(b)所示，利用生物体组织测定部513具有沟槽515的棱镜500。
如图5(b)所示，使生物体组织599密接在设置于生物体组织测定部513上的多个沟槽551上，使光552透过所密接的生物体组织599来进行测定。
由此，介由生物体组织599所接触的生物体组织测定部513并通过生物体组织599而来的光552的光路长度，由多个沟槽551的单个尺寸来决定。
A=ΣξiCil---(2)]]>A吸光度；i成分的序号；ξi第i成分的摩尔吸光系数；Ci第i成分的浓度；l透过介质的光路长度。
因此，由公式(2)所示的朗伯-比尔定律可以明白，光路长度由沟槽551的尺寸机械地决定，能够进行更高精度的测定。优选棱镜500的折射率为比生物体的折射率1.3～1.5高的1.55以上，以便从形成多个沟槽551中的一个沟槽的一个面发射出的光552，在一个面和生物体组织599之间的界面折射，在生物体组织599内直线行进，一直到达形成该沟槽的其他面与生物体组织599之间的界面，由该界面再次折射而返回其他面〔参照图5(b)〕。
当然，虽然说明了设置有多个沟槽的情况，也可以如作为本发明的实施方式的、生物体组织测定部1013具有沟槽1015的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图10(a)；以及作为本发明的实施方式的、生物体组织1099密接在沟槽1051上，光1052透过所密接的生物体组织1099中时的示意图的图10(b)所示，利用生物体组织测定部1013具有一个沟槽1015的棱镜1000。
(B)另外，也可以如作为本发明的实施方式的、具备与生物体组织所接触部分成为球状的生物体组织测定部613的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图6所示，将生物体组织测定部613做成曲面。
如此，在将生物体组织按压到棱镜600的生物体组织测定部613上时，能够减轻痛感。
另外，由于生物体组织测定部613的外周的曲面针对任何方向均是圆球状，因此可以确实地减轻痛感。
此外，生物体组织变得更容易导入生物体组织收纳部615，相比于生物体组织测定部613的外周部不是曲面的情况，生物体的变形变得更加缓和，能够使生物体组织和生物体组织测定部613的密接性提高。
当然，也可以在将生物体组织测定部613的外周部做成曲面的同时，在生物体组织测定部613上设置像沟槽551那样的沟槽。
(C)再有，也可以如作为本发明的实施方式的、具备与生物体组织所接触部分成为球状的棱镜罩714的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图7所示，将棱镜罩714的端面的、与生物体组织接触的部分做成曲面。
做成这样是优选的，因为在将生物体组织按压在生物体组织测定部713上时能够减轻痛感，并且生物体组织变得更容易导入到生物体组织收纳部715中。
(D)还有，虽然说明了利用棱镜的情况，也可以如作为本发明的实施方式的、具有作为光纤端部而带有生物体组织测定部1113的光纤束1100、1101的生物体信息测定用光学部件的鸟瞰图的图11(a)，以及作为本发明的实施方式的、生物体组织1199密接于间隙1151且光1152透过所密接的生物体组织1199中时的示意图的图11(b)所示，利用光纤束1100、1101。
光1152从光入射面1111入射到光纤束1100，通过光纤束1100，并从间隙1151侧的光纤的端部入射到生物体组织1199。接着，光1152从生物体组织1199射出，从光纤束1101的间隙1151侧的光纤的端部入射到光纤束1101，通过光纤束1101，而从光出射面1112射出。
做成这样是优选的，因为可以实现生物体信息测定用光学部件的轻巧化。
(第四实施方式)首先，主要参照图8，说明本实施方式的生物体信息计算装置的结构。
在这里，图8是本发明的第四实施方式的生物体信息计算装置的示意图。
本实施方式的生物体信息计算装置由以下部件构成发出光的光源881、上述第一实施方式中说明的生物体信息测定用光学部件1、检测由棱镜100射出的光的光检测器882以及根据检测结果来计算与具有生物体组织的生物体相关的生物体信息的计算部883。
当然，在光源881和生物体信息测定用光学部件1之间，可以设置使用了光栅的分光装置和傅里叶变换分光装置等分光器(图中未示出)。
光源881是LD、LED、卤素光源、半导体激光器、将SiC烧结成棒状的碳硅棒(Globar)光源、CO2激光器、钨灯等发出作为测定对象的测定成分的吸收波长的光的机构。另外，对于光源881是LED的情况进行图示。
在测定像葡萄糖一样在波数1033cm-1、1080cm-1等中红外区域以及波长1～2.5μm的近红外区域具有吸收峰值的物质的情况下，在以中红外光进行测量时，从可以覆盖比较宽的波长范围而且即使在大约10μm的长波长区域也能良好发光的观点出发，光源881优选为碳硅棒光源。另外，在测定从1000nm到2500nm的近红外区域的情况下，光源881优选为卤素光源。
这样，希望所发出的光，包含波长为1000nm和10000nm之间的光。
光检测器882在中红外区域的情况下，是利用水银、碲、镉的混晶的MCT检测器、热电传感器、DTGS检测器、热敏电阻、热电堆(thermopile)、高莱探测器(Colay cell)等；在近红外区域的情况下，是PbS检测器、InSb检测器、PbSe检测器、InGaAs检测器、Si检测器等机构。
计算部883是计算机。
作为所计算的生物体信息的具体例，可列举为与葡萄糖、甘油三酯、尿素、胆固醇(总胆固醇)以及蛋白质等的浓度相关的信息。
另外，光源881对应于本发明的光源，光检测器882对应于本发明的光检测器，计算部883对应于本发明的计算部。
以下，说明本实施方式的生物体信息计算装置的动作。
此外，在说明本实施方式的生物体信息计算装置的动作的同时，说明本发明的生物体信息计算方法的一个实施方式。
通过光源881所发射出的光852，入射到生物体信息检测用光学部件1。
入射到生物体信息检测用光学部件1的光852，被与生物体组织测定部13接触的生物体组织透过·散射·吸收，由生物体信息测定用光学部件1的出射面12射出。
由生物体信息测定用光学部件1射出的光852，被光检测器882检测。
计算部883，利用由光检测器882检测出的结果，计算生物信息。
按照本实施方式，由于利用上述第一实施方式所说明的生物体信息检测用光学部件1，故能够减轻由生物体组织测定部以外的面入射的杂光的影响，可以提高生物体组织和光学元件的密接性，稳定且容易地计算被检测样品中目标成分的浓度，例如在医疗用途的体液成分的测定中有用。
另外，本发明的程序是用于使计算机执行上述本发明的生物体信息计算方法的全部或者一部分的步骤的动作的程序，是与计算机协同动作的程序。
此外，本发明的记录介质是存储了用于使计算机执行上述本发明的生物体信息计算方法的全部或者一部分的步骤的全部或者一部分动作的程序的记录介质，是可以由计算机读取，且所读取的所述程序和所述计算机协同来执行所述动作的记录介质。
进而，本发明的上述“一部分步骤”是指这多个步骤中的一个或多个步骤。
另外，本发明的上述“步骤的工作”是指所述步骤的全部或一部分动作。
再者，本发明的程序的一个使用方式，也可以是记录在可由计算机读取的记录介质上，并与计算机协同动作的方式。
此外，本发明的程序的另一个使用方式，也可以在传送介质中传送，由计算机读取，并与计算机协同而动作的方式。
再有，作为记录介质，包括ROM等；作为传送介质，包括因特网、光·电波·声波等。
还有，上述本发明的计算机，不限于CPU等单纯硬件，也可以是固件(firmware)或OS，还有包括外部设备的器件。
而且，如上所述，本发明的结构可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。
(工业上的可利用性)本发明所涉及的生物体信息测定用光学部件、生物体信息计算装置、生物体信息计算方法、程序、以及记录介质，能够抑制由干扰光引起的对生物体测定的负面影响，是有用的。
权利要求
1.一种生物体信息测定用光学部件，其中具备光学元件，其具有将发出的光入射的入射面、生物体组织所接触的接触面、和出射面，所述出射面，将由所述生物体组织所接触的所述接触面反射的光，或者经由所述生物体组织所接触的所述接触面且通过了所述生物体组织而来的光出射；以及光学元件罩，其以使所述接触面露出且包围所述光学元件的外周部的全部或一部分的方式设置。
2.根据权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件，其中，可使所述生物体组织的一部分进入的空间，形成于所述光学元件和所述光学元件罩之间。
3.根据权利要求2所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述接触面突出到所述空间的外侧。
4.根据权利要求2所述的生物体信息测定用光学部件，其中，还具备以覆盖所述空间的方式设置的、可移动的空间罩；所述空间罩在被接触在所述接触面上的所述生物体组织按压时，缩入所述空间中。
5.根据权利要求4所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述空间罩由弹性体保持着。
6.根据权利要求2所述的生物体信息测定用光学部件，其中，还具备在所述生物体组织接触在所述接触面时将所述空间减压的减压机构。
7.根据权利要求6所述的生物体信息测定用光学部件，其中，还具备以覆盖所述空间的方式设置的、具有窗口且可移动的空间罩；所述空间罩在被接触在所述接触面上的所述生物体组织按压时，缩入所述空间中；所述减压机构，通过所述窗口进行排气，以将所述空间减压。
8.根据权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件，其中，还具备设置于所述光学元件罩的外面的全部或一部分的减光机构。
9.根据权利要求8所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述减光机构是反射光的光反射体、吸收光的光吸收体以及散射光的光散射体中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述接触面具有沟槽。
11.根据权利要求10所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述光学元件的折射率为1.55以上。
12.根据权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述接触面具有曲面。
13.根据权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件，其中，所述光学元件罩的端面的、接触所述生物体组织的部分具有曲面。
14.一种生物体信息计算装置，其中具备权利要求1所述的生物体信息测定用光学部件；光源，其发出所述光；光检测器，其检测由所述出射面出射的所述光；和计算部，其根据所述检测结果，计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息。
15.根据权利要求14所述的生物体信息计算装置，其中，所计算的所述生物体信息，是与所述生物体组织所包含的物质的浓度相关的信息。
16.一种生物体信息计算方法，是利用生物体信息测定用光学部件的生物体信息计算方法，所述生物体信息测定用光学部件具有光学元件，其具有将发出的光入射的入射面、生物体组织所接触的接触面、和出射面，所述出射面将由所述生物体组织所接触的所述接触面反射的光或者经由所述生物体组织所接触的所述接触面且通过所述生物体组织而来的光出射；以及光学元件罩，其以使所述接触面露出且包围所述光学元件的外周部的全部或一部分的方式设置；其中，所述生物体信息计算方法具备发光步骤，其发出所述光；光检测步骤，其检测由所述出射面出射的所述光；计算步骤，其根据所述检测结果，计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息。
17.一种程序，其中，用于使计算机执行权利要求16所述的生物体信息计算方法的、根据所述检测结果来计算与具有所述生物体组织的生物体相关的生物体信息的计算步骤。
18.一种记录介质，其中，该记录介质存储了权利要求17所述的程序的记录介质，并可由计算机来读取。
全文摘要
本发明提供一种生物体信息测定用光学部件，其中包括棱镜(100)，其具有将发出的光入射的光入射面(11)、生物体组织所接触的生物体组织测定部(13)、和光出射面(12)，所述光出射面(12)，将由所述生物体组织所接触的所述生物体组织测定部(13)反射的光或者经由所述生物体组织所接触的所述生物体组织测定部(13)且通过所述生物体组织而来的光出射；棱镜罩(14)，其以使所述生物体组织测定部(13)露出且包围所述棱镜(100)的外周部的全部或一部分的方式设置。
文档编号G01N21/27GK1736331SQ20051009262
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月19日 优先权日2004年8月20日
发明者盐井正彦, 内田真司 申请人:松下电器产业株式会社