DE112021006621T5

DE112021006621T5 - Komponenten-messeinrichtung und komponenten-messverfahren

Info

Publication number: DE112021006621T5
Application number: DE112021006621.8T
Authority: DE
Inventors: Yuki Tsuda; Shusaku Hayashi; Koichi Akiyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2023-10-26
Also published as: CN116917713A; WO2022185454A1; US20240122503A1; JP6966028B1; JPWO2022185454A1

Abstract

Es wird eine Komponenten-Messeinrichtung zum Messen einer gegebenen Komponente offenbart, die in einer Probe enthalten ist. Die Komponenten-Messeinrichtung weist Folgendes auf: einen Optikmedium-Bereich, auf welchem die Probe stationär platziert wird, eine Anregungslichtquelle zum Emittieren von Anregungslicht auf den Optikmedium-Bereich, eine Prüflichtquelle zum Emittieren von Prüflicht auf den Optikmedium-Bereich, eine Intensitätsmodulationseinheit zum Durchführen einer Intensitätsmodulation auf dem Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle emittiert wird, auf der Basis von Stratum-corneum-Information über das Stratum corneum der Probe zum Erzeugen von intensitätsmoduliertem Anregungslicht und Emittieren des erzeugten intensitätsmodulierten Anregungslichts auf den Optikmedium-Bereich, und eine Messeinheit zum Messen der gegebenen Komponente auf der Basis der Differenz zwischen dem Prüflicht, das von dem Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem ersten Zustand, in dem das Anregungslicht emittiert wird, und dem Prüflicht, das vom Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem zweiten Zustand, in dem das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponenten-Messeinrichtung und ein Komponenten-Messverfahren, und sie betrifft insbesondere eine Komponenten-Messeinrichtung und ein Komponenten-Messverfahren zum Messen einer Komponente in einem lebenden Körper.
Stand der Technik
Bei Anwendungen in verschiedenen Gebieten, insbesondere Chemie, Biologie und medizinische Wissenschaften, ist eine Komponenten-Messeinrichtung zum Messen einer Komponente bekannt, die in einer Probe enthalten ist. Beispielsweise ist eine Komponenten-Messeinrichtung zum Messen einer Komponente bekannt, die in einem lebenden Körper enthalten ist. Die meisten Komponenten-Messeinrichtungen sind invasive Einrichtungen, die eine chemische Analyse verwenden. In dem Fall einer solchen invasiven Komponenten-Messeinrichtung ändert sich eine Substanz infolge einer teilweisen Trennung oder einer chemischen Reaktion während der Messung. Beispielsweise wird für die Messung des Blutzuckerspiegels in einem lebenden Körper weitverbreitet ein invasiver Sensor verwendet. In diesem Fall wird unter Verwendung einer Nadel eine Blutprobe genommen und mit einem Reagenz zum Reagieren gebracht.
Wenn eine invasive Komponenten-Messeinrichtung beispielsweise zur Blutzuckerspiegel-Messung verwendet wird, empfindet ein Patient infolge der Nadel einen Schmerz. Daher besteht insbesondere auf dem Gebiet der medizinischen Wissenschaften und der Krankenpflege ein Bedarf an nicht-invasiven Komponenten-Messeinrichtungen.
Eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung auf der Basis von optothermischer Spektroskopie ist bekannt, die eine Messung auf der Basis einer interstitiellen Flüssigkeit durchführt, zu welcher die biologischen Komponenten aus dem Blut transportiert werden sollen. Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung zum Durchführen - als biometrische Messung - einer Messung einer Komponente, wie z. B. des Blutzuckerspiegels oder Lipids auf der Basis der interstitiellen Flüssigkeit, zu welcher die biologischen Komponenten aus dem Blut transportiert werden sollen. Die interstitielle Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die in den Zellen enthalten ist und sich außerdem in einem Bereich befindet, der sich näher an der Hautoberfläche befindet als die Blutgefäße, und ist daher zur Messung von außerhalb des Körpers geeignet.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
PTL1: Japanische nationale Patentveröffentlichung JP 2017- 519 214 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das Stratum corneum, das die am weitesten außenliegende Fläche der Haut ist, ist jedoch eine Schicht aus toten Zellen. Die interstitielle Flüssigkeit ist im Stratum corneum nicht enthalten, das die am weitesten außenliegende Fläche der Haut als eine Schicht aus toten Zellen ist, und ist im Stratum granulosum unter dem Stratum corneum und in Schichten tiefer als das Stratum granulosum enthalten. Die Dicke des Stratum corneum hängt im Allgemeinen vom Teil des lebenden Körpers ab und kann zwischen einem Teil, wie z. B. dem Arm, dem Handgelenk, der Stirn oder dem Abdomen und einem Teil verschieden sein, der häufig mit externen Substanzen in Berührung kommt, wie z. B. einem Finger, der Handfläche oder der Fußunterseite.
Daher kann in dem Fall einer solchen nicht-invasiven Komponenten-Messeinrichtung, wie oben beschrieben, zum Durchführen der Messung auf der Basis der interstitiellen Flüssigkeit die Messung auf der Basis von Informationen von einem Bereich durchgeführt werden, der keine interstitielle Flüssigkeit enthält. Aus diesem Grund muss eine solche nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung, wie oben beschrieben, bezüglich der Komponenten-Messgenauigkeit verbessert werden.
Um das obige Problem zu lösen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung und ein nicht-invasives Komponenten-Messverfahren anzugeben, die eine verbesserte Komponenten-Messgenauigkeit bieten.
Lösung des Problems
Eine Komponenten-Messeinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Komponenten-Messeinrichtung zum Messen einer gegebenen Komponente, die in einer Probe enthalten ist, wobei die Komponenten-Messeinrichtung Folgendes aufweist: einen Optikmedium-Bereich, auf welchem die Probe stationär platziert wird; eine Anregungslichtquelle zum Emittieren von Anregungslicht auf den Optikmedium-Bereich; eine Prüflichtquelle zum Emittieren von Prüflicht auf den Optikmedium-Bereich; eine Intensitätsmodulationseinheit zum Durchführen einer Intensitätsmodulation auf dem Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle emittiert wird, auf der Basis von Stratum-corneum-Information über das Stratum corneum der Probe zum Erzeugen von intensitätsmoduliertem Anregungslicht und Emittieren des erzeugten intensitätsmodulierten Anregungslichts auf den Optikmedium-Bereich; und eine Messeinheit zum Messen der gegebenen Komponente auf der Basis der Differenz zwischen dem Prüflicht, das von dem Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem ersten Zustand, in dem das Anregungslicht emittiert wird, und dem Prüflicht, das vom Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem zweiten Zustand, in dem das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird.
Ein Komponenten-Messverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Komponenten-Messverfahren zum Messen einer gegebenen Komponente, die in einer Probe enthalten ist, wobei das Komponenten-Messverfahren Folgendes umfasst: einen Stationäranordnungs-Schritt, in dem die Probe stationär auf dem Optikmedium-Bereich angeordnet wird, einen Anregungslicht-Emissionsschritt, in dem Anregungslicht aus einer Anregungslichtquelle auf den Optikmedium-Bereich emittiert wird, einen Prüflicht-Emissionsschritt, in dem Prüflicht aus einer Prüflichtquelle auf den Optikmedium-Bereich emittiert wird, einen Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt, in dem eine Stratum-corneum-Information über ads Stratum corneum der Probe erfasst wird,einen Intensitätsmodulations-Schritt, in dem eine Intensitätsmodulation des Anregungslichts durchgeführt wird, das von der Anregungslichtquelle emittiert wird, und zwar auf der Basis der Stratum-corneum-Information, die im Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt erfasst wird, so dass intensitätsmoduliertes Anregungslicht erzeugt wird und das erzeugte intensitätsmodulierte Anregungslicht auf den Optikmedium-Bereich emittiert wird, und einem Messschritt, in dem die gegebene Komponente gemessen wird, und zwar auf der Basis der Differenz zwischen dem Prüflicht, das von dem Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem ersten Zustand, in dem das Anregungslicht emittiert wird, und dem Prüflicht, das vom Optikmedium-Bereich emittiert wird, in einem zweiten Zustand, in dem das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung und ein nicht-invasives Komponenten-Messverfahren mit einer verbesserten Komponenten-Messgenauigkeit anzugeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Komponenten-Messeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Draufsicht eines Optikmedium-Bereichs der Komponenten-Messeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein Graph, der die Relation zwischen der Modulationsfrequenz, die zur Messung verwendet wird, und der Diffusionslänge der Wärme zeigt, die innerhalb der Haut erzeugt wird.
4 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Komponenten-Messeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird ein Beispiel einer Komponenten-Messeinrichtung zum Messen des Blutzuckerspiegels in einem lebenden Körper als eine Komponente, die in einer Probe enthalten ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es bedarf jedoch keiner Erwähnung, dass die Komponenten-Messeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch zur Messung einer Komponente verwendet werden kann, die vom Blutzuckerspiegel verschieden ist.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Die Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform weist Folgendes auf: eine Anregungslichtquelle 1, eine Prüflichtquelle 2, einen Optikmedium-Bereich 3, einen Lichtpositionsdetektor 4, einen optischen Zerhacker 9, einen Lock-in-Verstärker 10, eine Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information und eine Betriebseinheit 20.
Die Anregungslichtquelle 1 weist zumindest eine Infrarotlichtquelle auf. Die Anregungslichtquelle 1 ist eine Komponente zum Emittieren - als Anregungslicht 6 - von Infrarotlicht im gesamten Wellenlängenbereich von 8 µm bis 10 µm inklusive der Wellenlänge eines Fingerabdruck-Spektrums, durch die Glucose identifiziert werden kann, um einen Blutzuckerspiegel zu messen, oder in einem Teil eines solchen Wellenlängenbereichs. Die Anregungslichtquelle 1 weist einen breitbandigen Quantenkaskatenlaser auf. Die Anregungslichtquelle 1 ist so konfiguriert, dass sie Wellenlängen enthält, die zur Messung verwendet werden, wie z. B. die Wellenlängen λ1 und λ2, die von Glucose in einem menschlichen Körper absorbiert werden, und die Wellenlänge λ3, die nicht von Glucose in einem menschlichen Körper absorbiert wird und als Referenz-Wellenlänge verwendet wird. Die Anregungslichtquelle 1 kann so konfiguriert sein, dass sie 4 oder mehr Wellenlängen aufweist, die zur Messung verwendet werden.
Die Prüflichtquelle 2 ist ein Laser zum Ausgeben - als Prüflicht 7 - von Licht in einem Wellenlängenbereich, der durch den Optikmedium-Bereich 3 geht, wie später noch beschrieben. Die Prüflichtquelle 2 ist vorzugsweise als ein Laser zum Ausgeben von Licht mit einer Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich vom sichtbaren Licht bis in den Nahinfrarotbereich konfiguriert. Dies rührt daher, dass Licht mit einer Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich vom sichtbaren Licht zum Nahinfrarotbereich leicht zur Ausgabe erzeugt werden kann und detektiert werden kann, und daher kann der Aufwand zum Aufbau der Komponenten-Messeinrichtung 100 verringert werden.
Der Optikmedium-Bereich 3 ist ein Probentisch, auf dem eine Probe 5, die Glucose entält, die zum Messen des Blutzuckerspiegels verwendet wird, stationär platziert wird. In der Komponenten-Messeinrichtung 100 der ersten Ausführungsform gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Finger stationär als eine Probe 5 auf dem Optikmedium-Bereich 3 als dem Probentisch platziert. Der Optikmedium-Bereich 3 wird ausgebildet unter Verwendung von - als Optikmedium - eines Materials, das für Licht im infraroten Wellenlängenbereich hoch permeabel ist, wie z. B. Zinksulfid (ZnS), Zinkselenid (ZnSe), Germanium (Ge), Silicium (Si) oder Chalkogenidglas, so dass es einen vorbestimmten Brechungsindex-Gradient 8 hat. Der Brechungsindex-Gradient 8 wird vom Anregungslicht 6 geändert, das von der Anregungslichtquelle 1 emittiert wird.
Der Lichtpositionsdetektor 4 ist ein Lichtdetektionssensor zum Detektieren von Licht aus der Prüflichtquelle 2, das vom Optikmedium-Bereich 3 emittiert wird. Durch eine solche Detektion detektiert der Lichtpositionsdetektor 4 den Lichtpfad, der von der Prüflichtquelle 2 emittiert wird und durch den Optikmedium-Bereich 3 geht. Der Lichtpositionsdetektor 4 ist so konfiguriert,, dass er dazu imstande ist, das emittierte Prüflicht 7a und das emittierte Prüf-Brechungslicht 7b zu detektieren, wie später noch beschrieben. Der Lichtpositionsdetektor 4 detektiert die Position des Lichts, das in den Lichtpositionsdetektor 4 eintritt. Der Lichtpositionsdetektor 4 ist beispielsweise unter Verwendung einer Quadrantenphotodiode konfiguriert.
Der optische Zerhacker 9 ist eine Komponente zum Durchführen der Intensitätsmodulation des Lichts, das dort hindurchgeht, unter Verwendung einer spezifischen Frequenzkomponente. Der optische Zerhacker 9 ist zwischen der Anregungslichtquelle 1 und dem Optikmedium-Bereich 3 angeordnet und ist so konfiguriert, dass er die Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6 durchführt, das von der Anregungslichtquelle 1 emittiert wird, und intensitätsmodulierte Anregungslicht 6' zum Optikmedium-Bereich 3 schickt. Der optische Zerhacker 9 weist ein rotierendes Blatt auf. Die Rotation des rotierenden Blatts blockiert periodisch das Anregungslicht 6 als kontinuierliches Licht, so dass die Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6 durchgeführt wird.
Der Brechungsindex-Gradient 8 des Optikmedium-Bereichs 3 zu der Zeit, wenn Anregungslicht 6 emittiert wird, das keiner Intensitätsmodulation unterzogen wird, unterscheidet sich vom Brechungsindex-Gradienten 8 des Optikmedium-Bereich 3 zu der Zeit, wenn das intensitätsmodulierte Anregungslicht 6' emittiert wird. Der Lichtpositionsdetektor 4 detektiert die Differenz zwischen dem Pfad des emittierten Prüflichts 7a zu der Zeit, wenn Anregungslicht 6 emittiert wird, das keiner Intensitätsmodulation unterzogen wird, und dem Pfad des emittierten Prüf-Brechungslichts 7b zu der Zeit, wenn das intensitätsmodulierte Anregungslicht 6' emittiert wird.
Der Lock-in-Verstärker 10 ist mit dem Lichtpositionsdetektor 4 und dem optischen Zerhacker 9 verbunden. Der Lock-in-Verstärker 10 liest aus den Signalen, die vom Lichtpositionsdetektor 4 detektiert wird, ein Signal aus, das mit der Modulationsfrequenz-Komponente des Anregungslichts 6 synchronisiert ist. Daher kann die Komponenten-Messeinrichtung 100 die Messung mit hoher Genauigkeit durchführen.
Ein gemessenes Signal weist Rauschen auf, das verschiedene Frequenzkomponenten beinhaltet, und der Wert des Rauschens nimmt zu, wenn die Frequenz abnimmt. Wenn Anregungslicht unter Verwendung eines optischen Zerhackers so moduliert wird, dass es eine Frequenz f hat, ist ein gewünschtes gemessenes Signal ein moduliertes Signal, das die gleiche Frequenz und Phase wie das modulierte Anregungslicht hat, aber eine vom modulierten Anregungslicht verschiedene Amplitude.
Zu dieser Zeit gilt Folgendes: Wenn das Anregungslicht und das gemessene Signal multipliziert werden, wird ein Signal erhalten, das eine Frequenzkomponente aufweist, die erhalten wird, indem eine Addition (2f) derer jeweiligen Frequenzkomponenten f durchgeführt wird, und eine Frequenzkomponente, die erhalten wird, indem eine Subtraction (0 = Gleichstrom-Komponente) derer jeweiligen Frequenzkomponenten f durchgeführt wird. Wenn das gemessene Signal ein Rauschen enthält, das eine große Menge von verschiedenen Frequenzkomponenten aufweist, werden gemessene Signale entsprechend der Modulationsfrequenz des Anregungslichts und der Frequenz des Rauschens hinzugefügt. Eine notwendige Komponente ist jedoch nur in einer Gleichstrom-Komponente enthalten. Daher wird nur eine Gleichstrom-Komponente unter Verwendung eines Tiefpassfilters gemessen, was es ermöglicht, eine Rauschkomponente sogar aus einem schwachen Signal zu entfernen, so dass eine Messung mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird.
Die Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information ist eine Komponente zum Erfassen der Stratum-corneum-Information betreffend das Stratum corneum der Probe 5, die stationär auf dem Optikmedium-Bereich 3 platziert ist. Beispielsweise ist die Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information eine Eingabeeinrichtung zum Erfassen von Stratum-corneum-Information, die von einem Benutzer der Komponenten-Messeinrichtung 100 eingegeben wird.
Die Dicke des Stratum corneum kann im genauen Sinne unterschiedlich sein, in Abhängigkeit vom Messverfahren, das verwendet wird, oder von Person zu Person, aber sie hängt allgemein von einem Teil eines lebenden Körpers ab. Es ist bekannt, dass das Stratum corneum eines Teils, der häufig mit externen Substanzen in Berührung kommt, wie z. B. ein Finger, die Handfläche oder die Fußunterseite, 100 bis 300 µm dick ist, wohingegen die Dicke des Stratum corneum eines Teils, wie z. B. des Arms, des Handgelenks, der Stirn oder des Abdomens ungefähr 20 µm beträgt. Daher ist die Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information gemäß der ersten Ausführungsform eine numerische Eingabeeinrichtung, wie z. B. eine numerische Tastatur, und sie erfasst - als Stratum-corneum-Information - den Dicke-Wert, wie z. B. 20 µm von einem Benutzer.
Als Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, wird beispielhaft eine numerische Eingabeeinrichtung verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann auch eine Eingabeeinrichtung verwendet werden, die einen Zielbereich auswählen kann, und zwar entsprechend der Probe 5 aus Teilen, wie z. B. dem Arm, dem Handgelenks, der Stirn, dem Abdomen, dem Finger, der Handfläche und der Fußunterseite. Der Dicke-Wert des Stratum corneum entsprechend jedem Teil, wie z. B. Arm, Handgelenk, Stirn, Abdomen, Finger, Handfläche oder Fußunterseite kann in einer Speichereinhiet gespeichert werden, so dass der so Dicke-Wert entsprechend einem Teil, der unter Verwendung der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information ausgewählt wird, erfasst werden kann. Eine solche Konfiguration ermöglicht es, die Entwurfs-Flexibilität der Komponenten-Messeinrichtung 100 zu erhöhen.
Die Betriebseinheit 20 ist eine Komponente zum Berechnen des Blutzuckerspiegels zum Messen der Glucose, die in der Probe 5 enthalten ist. Die Betriebseinheit 20 ist mit dem Lock-in-Verstärker 10 verbunden. Die Betriebseinheit 20 berechnet einen Blutzuckerspiegel auf der Basis eines Signals, das vom Lock-in-Verstärker 10 erfasst wird.
Die Betriebseinheit 20 ist auch eine Komponente zum weiteren Durchführen einer Anpassung auf der Basis des Stratum corneum der Probe 5. Die Betriebseinheit 20 ist nicht nur mit dem Lock-in-Verstärker 10 verbunden, sondern auch mit der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information. Die Betriebseinheit 20 führt eine Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6 durch, das von der Anregungslichtquelle 1 emittierten wird, und zwar auf der Basis der Stratum-corneum-Information, die von der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information erfasst wird. Genauer gesagt: Die Betriebseinheit 20 steuert die Drehzahl des optischen Zerhackers 9 zum Vorgeben einer Modulationsfrequenz, wie später beschrieben. Die Modulationsfrequenz bedeutet hierin die Frequenz der Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6
Wie in 1 gezeigt, ist die Komponenten-Messeinrichtung 100 so konfiguriert, dass das Prüflicht 7, das von der Prüflichtquelle 2 emittiert wird, in den Optikmedium-Bereich 3 als einfallendes Prüflicht eintritt und in Richtung des Lichtpositionsdetektors 4 als emittiertes Prüflicht 7a emittiert wird. Wenn die Anregungslichtquelle 1 das Anregungslicht 6 in Richtung des Optikmedium-Bereichs 3 emittiert, so dass Absorptionswärme in der Probe 5 erzeugt wird, so wird die erzeugte Absorptionswärme zum Optikmedium-Bereich 3 geleitet, so dass sich ein Temperaturgradient im Optikmedium-Bereich 3 ausbildet und sich der Brechungsindex-Gradient 8 des Optikmedium-Bereichs 3 ändert.
Wenn es durch den Optikmedium-Bereich 3 geht, dessen Brechungsindex-Gradient 8 sich geändert hat, wird das Prüflicht 7 in Richtung des Lichtpositionsdetektors 4 als emittiertes Prüf-Brechungslicht 7b emittiert, dessen Lichtpfad von demjenigen des emittierten Prüflichts 7a verschieden ist, weil sich der Brechungsindex des Optikmedium-Bereichs 3 ebenfalls infolge einer Änderung des Brechungsindex-Gradienten 8 ändert. Die Komponenten-Messeinrichtung 100 ist so konfiguriert, dass sie eine Komponenten-Messung durchführt, indem sie ermöglicht, dass der Lichtpositionsdetektor 4 einen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem emittierten Prüflicht 7a und dem emittierten Prüf-Brechungslicht 7b detektiert und ermöglicht, dass die Betriebseinheit 20 einen Vorgang auf dem Detektionsergebnis durchführt, das durch den Lock-in-Verstärker 10 gegangen ist.
Die oben beschriebenen Elemente, nämlich der Lichtpositionsdetektor 4, der Lock-in-Verstärker 10, die Betriebseinheit 20 und eine Kombination aus diesen, betreffen ein Beispiel einer Messeinheit zum Messen einer gegebenen Komponente auf der Basis der Differenz zwischen dem emittierten Prüflicht 7a, das vom Optikmedium-Bereich 3 zur Zeit emittiert wird, wenn das Anregungslicht 6 emittiert wird, und dem emittierten Prüf-Brechungslicht 7b, das vom Optikmedium-Bereich 3 zu der Zeit emittiert wird, wenn das intensitätsmodulierte Anregungslicht 6' emittiert wird.
Der optische Zerhacker 9 führt die Intensitätsmodulation auf der Basis der Modulationsfrequenz aus, die von der Betriebseinheit 20 vorgegeben wird, so dass das Anregungslicht 6, das von der Anregungslichtquelle 1 emittiert wird, eine Modulationsfrequenz entsprechend der Stratum-corneum-Information hat, die von der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information erfasst wird. Genauer gesagt: Die Intensitätsmodulation wird bei dem Anregungslicht 6 durchgeführt, indem das rotierende Blatt mit einer Drehzahl rotiert, die der Modulationsfrequenz entspricht, die von der Betriebseinheit 20 vorgegeben wird.
Das heißt, der optische Zerhacker 9 entspricht einem Beispiel einer Intensitätsmodulationseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Das intensitätsmodulierte Anregungslicht 6', nachdem es durch den optischen Zerhacker 9 gegangen ist, geht durch den Optikmedium-Bereich 3 und tritt in die Probe 5 ein. In dem Fall einer Blutzuckerspiegel-Messung entspricht die Probe 5 einem Teil eines Subjekts, wie z. B. einem Finger, einem Handgelenk, einem Arm oder einem Ohrläppchen. Die Betriebseinheit 20 berechnet die Absorption durch eine Glucose-Komponente, die in der interstitiellen Flüssigkeit der Probe 5 enthalten ist, wo das Prüflicht 7 durch die Haut hindurch eindringt.
2 ist eine Draufsicht eines Optikmedium-Bereichs 3 der Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Anregungslichtquelle 1 und die Prüflichtquelle 2 sind so konfiguriert, dass der Lichtpfad des Prüflichts 7 das Anregungslicht 6 von der Anregungslichtquelle 1 in einem Anregungslicht-Bestrahlungsort auf der Draufsicht schneidet, die in 2 gezeigt ist. Wenn der Bereich eines Brechungsindex-Gradienten-Erzeugungsbereichs α, der im Optikmedium-Bereich 3 erzeugt wird, berücksichtigt wird, ist die Strahlbreite des Anregungslichts 6, das von der Anregungslichtquelle 1 emittiert wird, vorzugsweise gleich groß wie oder größer als diejenige des Prüflichts 7, das von der Prüflichtquelle 2 emittiert wird. Wenn die Strahlbreite des Anregungslichts 6 klein ist, kann der Brechungsindex-Gradienten-Erzeugungsbereich α kleiner als die Strahlbreite des Prüflichts 7 sein.
Wenn der Brechungsindex-Gradienten-Erzeugungsbereich α kleiner als die Strahlbreite des Prüflichts 7 ist, wird nur ein Teil des Prüflichts 7 beeinflusst, was es schwierig macht, eine Änderung des Lichtpfads des Prüflichts 7 zu messen. Wenn andererseits die Strahlbreite des Anregungslichts 6 übermäßig groß ist, kann sich die Dichte des Anregungslichts 6 verringern, oder der Brechungsindex-Gradienten-Erzeugungsbereich α kann breiter werden. Wenn die Dichte des Anregungslichts 6 niedriger als notwendig ist oder der Brechungsindex-Gradienten-Erzeugungsbereich α breiter als nötig ist, kann der Brechungsindex-Gradient selbst verringert werden. Wenn der Brechungsindex-Gradient selbst verringert wird, kann der Brechungsindex-Gradient keine Wirkung zum Ändern des Lichtpfads des Prüflichts 7 haben. Daher ist es insbesondere bevorzugt, dass die Strahlbreite des Anregungslichts 6 einen Wert von 50 µm und die Strahlbreite des Prüflichts 7 einen Wert von 30 µm hat.
Der Betrieb der Blutzuckerspiegelmessung in der Komponenten-Messeinrichtung 100 wird beschrieben. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf einen Fall, in dem der Zustand, in dem die Lichtausgabe aus der Anregungslichtquelle 1 Null ist, als ein Referenzzustand definiert ist. Im Referenzzustand wird der innere Zustand des Optikmedium-Bereichs 3 als einheitlich angenommen. Daher wird das Prüflicht 7, das aus der Prüflichtquelle 2 ausgegeben wird, nur gebrochen, wenn es in den Optikmedium-Bereich 3 eintritt und aus diesem austritt. Hier ist die Position, wo das emittierte Prüflicht 7a in den Lichtpositionsdetektor 4 im Referenzzustand eintritt, als eine Referenzposition definiert. In einem Beispiel gemäß der ersten Ausführungsform - wie in 1 gezeigt - ist die Komponenten-Messeinrichtung 100 so konfiguriert, dass das Prüflicht 7 einmal von der Kontaktfläche mit der Probe 5 am Anregungslichts-Bestrahlungs-Ort totalreflektiert wird.
Der Brechungsindex-Gradient 8, der in einem Optikmedium erzeugt wird, das später noch beschrieben wird, wird nahe der Fläche des Optikmedium-Bereichs 3 erzeugt, und insbesondere ist der Gradient größer, wenn er näher an der Fläche in Kontakt mit einem Bereich ist, wo Wärme erzeugt wird. Wie oben beschrieben, gilt Folgendes: Da die Prüflichtquelle angebracht ist, kann der Einfallswinkel des Prüflichts 7 flach gemacht werden, und daher befindet sich der Pfad, durch den das Prüflicht 7 geht, nahe der Fläche des Optikmediums. Dadurch wird ermöglicht, dass der Lichtpfad effizient geändert wird. Das Prüflicht 7 wird gebrochen, indem es durch den Brechungsindex-Gradienten 8 geht, so dass sich dessen Lichtpfad ändert. Daher kann beispielsweise die Komponenten-Messeinrichtung 100 so konfiguriert sein, dass der Pfad ein solcher ist, dass das Prüflicht 7 zweimal oder öfter im Optikmedium-Bereich 3 totalreflektiert wird oder das Prüflicht 7 nahe der Kontaktfläche mit der Probe 5 parallel zur Kontaktfläche passiert.
Nachdem die Prüflichtquelle 2 das Prüflicht 7 emittiert hat, gibt die Anregungslichtquelle 1 als das Anregungslicht 6 Infrarotlicht mit einer Fingerabdruck-Spektrum-Wellenlänge von Glucose aus. Der optische Zerhacker 9 führt eine Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6 aus, das von der Anregungslichtquelle 1 ausgegeben wird. Das Anregungslicht 6, das der Intensitätsmodulation durch den optischen Zerhacker 9 unterzogen wird, geht durch den Optikmedium-Bereich 3 und tritt in die Probe 5 ein. Das Anregungslicht 6, das Infrarotlicht ist und in die Probe 5 eingetreten ist, wird von der Glucose absorbiert, die in der interstitiellen Flüssigkeit enthalten ist, die sich nahe der Fläche der Probe 5 befindet. Wenn das Anregungslicht 6 von der Glucose absorbiert wird, wird Absorptionswärme innerhalb der Probe 5 erzeugt.
Die erzeugte Absorptionswärme wird zum Optikmedium-Bereich 3 von der Probe 5 geleitet. Wenn die Absorptionswärme zum Optikmedium-Bereich 3 geleitet wird, so wird ein Temperaturgradient im Optikmedium-Bereich 3 ausgebildet. Der Brechungsindex des Optikmedium-Bereichs 3 hat allgemein eine Temperaturabhängigkeit. Daher gilt Folgendes: Wenn ein Temperaturgradient im Optikmedium-Bereich 3 erzeugt wird, so wird der Brechungsindex-Gradient so erzeugt, dass der Brechungsindex-Gradient 8 ausgebildet wird. Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf einen Fall, in dem ein Zustand, wo der Brechungsindex-Gradient 8 ausgebildet wird, als ein Zustand A definiert ist.
Wenn das Anregungslicht 6, das auf die Probe 5 emittiert wird, bis ungefähr 50 µm bis 100 µm in die Probe 5 eindringt, so dass Absorptionswärme erzeugt wird, so wird die Wärme-Diffusionslänge L, was die Länge der Diffusion der erzeugten Wärme ist, durch die folgende Formel (1) ausgedrückt, unter Verwendung der Frequenz f, die der Modulationsfrequenz des Anregungslichts 6 entspricht und bei die Absorptionswärme erzeugt wird, und des thermischen Diffusionskoeffizienten α der Probe 5. Wenn die Probe 5 ein Teil eines Subjekts ist, wie z. B. ein Finger, ein Handgelenk, ein Arm oder ein Ohrläppchen, beträgt der thermische Diffusionskoeffizient der Haut eines solchen Teils ungefähr 0,13 bis 0,17 mm²/s. $L = \sqrt{α / (π \cdot f)}$
3 ist ein Graph, der die Relation zwischen der Modulationsfrequenz, die zur Messung verwendet wird, und der Diffusionslänge der Wärme zeigt, die innerhalb der Haut erzeugt wird. 3 zeigt die Wärme-Diffusionslänge innerhalb der Haut bezogen auf die Modulationsfrequenz, wenn der thermische Diffusionskoeffizient 0,15 mm²/s beträgt. Genauer gesagt: Wenn die Modulationsfrequenz 100 Hz, 30 Hz oder 5 Hz beträgt, beträgt die Wärme-Diffusionslänge ungefähr 20 µm, ungefähr 40 µm bzw. ungefähr 100 µm. Um eine Komponente zu messen, die in der interstitiellen Flüssigkeit enthalten ist, muss die Wärme-Diffusionslänge größer als die Dicke des Stratum corneum sein.
Daher wird die Modulationsfrequenz f so vorgegeben, dass sie Folgendes erfüllt: f < α/(d² · π). Noch bevorzugter ist die Wärme-Diffusionslänge in dem Bereich vom Dreifachen der Dicke des Stratum corneum, und daher wird die Modulationsfrequenz f so vorgegeben, dass sie Folgendes erfüllt: α/{(3d)² · π} < f < α/(d² · π). Um die Wärme-Diffusionslänge zu erhöhen, muss die Modulationsfrequenz verringert werden. Eine Störung bzw. ein Rauschen, das während der Messung erzeugt wird, ist jedoch für gewöhnlich im niedrigen Frequenzbereich stärker. Daher gilt Folgendes: Wenn die Modulationsfrequenz niedrig ist, kann das Signal-/Rausch-Verhältnis eines Signals verringert werden, selbst wenn ein Lock-in-Verstärker verwendet wird Aus diesem Grund ist die zu verwendende Frequenz vorzugsweise so hoch wie möglich, und zwar in einem solchen Bereich, dass die interstitielle Flüssigkeit gemessen werden kann.
Genauer gesagt: Wenn ein Finger oder eine Handfläche gemessen wird, deren Haut ein dickes Stratum corneum von 100 µm oder mehr hat, gibt die Betriebseinheit 20 die Drehzahl des optischen Zerhackers 9 via den Lock-in-Verstärker 10 so vor, dass die Modulationsfrequenz des Anregungslichts 6 einen Wert von 0,5 Hz bis 5 Hz hat. Ähnlich gilt Folgendes: Wenn ein Teil, wie z. B. ein Arm, ein Handgelenk oder eine Stirn gemessen wird, deren Haut ein Stratum corneum von ungefähr 20 µm hat, gibt die Betriebseinheit 20 die Drehzahl des optischen Zerhackers 9 via den Lock-in-Verstärker 10 so vor, dass die Modulationsfrequenz des Anregungslichts 6 einen Wert von 15 Hz bis 100 Hz hat. Eine solche Konfiguration wie oben beschrieben ermöglicht es - wenn das Stratum relativ dünn ist - die Messung unter Verwendung einer höheren Modulationsfrequenz durchzuführen.
Wenn es durch den Brechungsindex-Gradienten 8 geht, in dem der Gradient des Brechungsindex nicht im Referenzzustand erzeugt wird, wird das Prüflicht 7 gemäß einem Brechungsindex an einer Position im Optikmedium-Bereich 3 gebrochen, wo das Prüflicht 7 passiert. Das Brechungs-Prüflicht 7 wird vom Optikmedium-Bereich 3 als emittiertes Prüflicht 7a emittiert und tritt in den Lichtpositionsdetektor 4 ein. Im Referenzzustand detektiert der Lichtpositionsdetektor 4 eine Position, wo das emittierte Prüflicht 7a in den Lichtpositionsdetektor 4 eintritt, als Referenzposition.
Wenn es durch den Brechungsindex-Gradienten 8 geht, in dem der Gradient des Brechungsindex im Zustand A erzeugt wird, wird das Prüflicht 7 gemäß dem Brechungsindex im Brechungsindex-Gradienten 8 an einer Position im Optikmedium-Bereich 3 gebrochen, wo das Prüflicht 7 passiert. Das einfallende Brechungs-Prüflicht 7 wird vom Optikmedium-Bereich 3 als emittiertes Prüf-Brechungslicht 7b emittiert und tritt in den Lichtpositionsdetektor 4 ein. Im Zustand A detektiert der Lichtpositionsdetektor 4 eine Position, wo das emittierte Prüf-Brechungslicht 7b in den Lichtpositionsdetektor 4 eintritt, als verschobene Position.
Der Lock-in-Verstärker 10 liest den Wert eines Signals auf der Basis der Differenz zwischen der Referenzposition und der verschobenen Position aus, die vom Lichtpositionsdetektor 4 detektiert wird. Die Betriebseinheit 20 erfasst das Signal bezüglich der Differenz, das vom Lock-in-Verstärker 10 ausgelesen wird, und berechnet den Blutzuckerspiegel als eine Komponente.
Wie oben beschrieben, kann die Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform wirksam die Absorptionswärme messen, die von einer gegebenen Komponente in der interstitiellen Flüssigkeit erzeugt wird, die in den Schichten tiefer als das Stratum corneum vorhanden ist, indem sie den optischen Zerhacker 9 auf der Basis der Stratum-corneum-Information antreibt, die von der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information erfasst wird. Genauer gesagt: Die Diffusionslänge der Wärme, die in einem lebenden Körper während der Messung erzeugt wird, beträgt ungefähr das 1- bis 3-fache der Dicke des Stratum corneum, und daher kann die Absorptionswärme, die von einer Glucose-Komponente in der interstitiellen Flüssigkeit erzeugt wird, die in Schichten tiefer als das Stratum corneum enthalten ist, wirksam gemessen werden. Mit anderen Worten: Es ist möglich, eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung anzugeben, die das Risiko der Durchführung einer Messung auf der Basis von Informationen aus einem Teil verringert, der keine interstitielle Flüssigkeit enthält, und sie erzielt daher eine verbesserte Komponenten-Messgenauigkeit.
Ein Komponenten-Messverfahren zum Messen des Blutzuckerspiegels als eine gegebene Komponente, die in der Probe 5 enthalten ist, wird unter Verwendung der Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Im Komponenten-Messverfahren wird zunächst ein Stationäranordnungs-Schritt durchgeführt, in dem die Probe 5 stationär auf dem Optikmedium-Bereich 3 angeordnet wird.
Im Komponenten-Messverfahren wird - nachdem der Stationäranordnungs-Schritt durchgeführt ist - ein Anregungslicht-Emissionsschritt durchgeführt, in dem das Anregungslicht 6 von der Anregungslichtquelle 1 auf den Optikmedium-Bereich 3 emittiert wird. Im Komponenten-Messverfahren wird - nachdem der Stationäranordnungs-Schritt durchgeführt ist - ein Prüflicht-Emissionsschritt ebenfalls durchgefürt, in dem das Prüflicht 7 von der Prüflichtquelle 2 auf den Optikmedium-Bereich 3 emittiert wird. Im Komponenten-Messverfahren wird ein Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt ebenfalls durchgeführt, in dem die Stratum-corneum-Information über das Stratum corneum der Probe 5 erfasst wird.
In dem oben beschriebenen Komponenten-Messverfahren gilt Folgendes: Nachdem die Stratum-corneum-Information im Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt erfasst ist, wird ein Intensitätsmodulations-Schritt durchgeführt, in dem die Intensitätsmodulation am Anregungslicht 6 durchgeführt wird, das von der Anregungslichtquelle 1 emittiert wird, und zwar auf der Basis der acquired Stratum-corneum-Information, so dass das intensitätsmodulierte Anregungslicht erzeugt wird, und das erzeugte intensitätsmodulierte Anregungslicht wird auf den Optikmedium-Bereich 3 emittiert.
Im Komponenten-Messverfahren gilt Folgendes: Nachdem der Intensitätsmodulations-Schritt durchgeführt ist, wird ein Messschritt durchgeführt, in dem der Blutzuckerspiegel als eine gegebene Komponente gemessen wird, und zwar auf der Basis der Differenz zwischen dem emittierten Prüflicht 7a, das vom Optikmedium-Bereich 3 zu der Zeit emittiert wird, wenn das Anregungslicht 6 emittiert wird, und dem emittierten Prüf-Brechungslicht 7b, das vom Optikmedium-Bereich 3 zu der Zeit emittiert wird, wenn das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird.
Wie oben beschrieben, führt das Komponenten-Messverfahren gemäß der ersten Ausführungsform den Intensitätsmodulations-Schritt durch, indem der optische Zerhacker 9 auf der Basis der Stratum-corneum-Information betrieben wird, die von der Erfassungseinheit 11 für Stratum-corneum-Information erfasst wird, was es ermöglicht, dass die Absorptionswärme effizient gemessen wird, die von einer gegebenen Komponente in der interstitiellen Flüssigkeit erzeugt wird, die in den Schichten tiefer als das Stratum corneum enthalten ist. Genauer gesagt: Die Diffusionslänge der Wärme, die in einem lebenden Körper während der Messung erzeugt wird, beträgt ungefähr das 1- bis 3-fache der Dicke des Stratum corneum, und daher kann die Absorptionswärme, die von einer Glucose-Komponente in der interstitiellen Flüssigkeit erzeugt wird, die in Schichten tiefer als das Stratum corneum enthalten ist, wirksam gemessen werden. Mit anderen Worten: Es ist möglich, ein nicht-invasives Komponenten-Messverfahren anzugeben, das das Risiko der Durchführung einer Messung auf der Basis von Informationen aus einem Teil verringert, der keine interstitielle Flüssigkeit enthält, und es erzielt daher eine verbesserte Komponenten-Messgenauigkeit.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein Beispiel der Komponenten-Messeinrichtung 100 zum Berechnen des Blutzuckerspiegels beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches oben beschriebenes Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Komponenten-Messeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine solche zum Messen und Berechnen von Protein, Aminosäuren, Zucker, Fettsäuren, Hormonen, Neurotransmittern oder dergleichen sein, die in der interstitiellen Flüssigkeit eines lebenden Körpers enthalten sind. Daher kann die Komponenten-Messeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Messung von verschiedenartiger biologischer Information angewendet werden.
Zweite Ausführungsform
4 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass der optische Zerhacker 9 nicht vorhanden ist. Die Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform weist anstelle des optischen Zerhackers 9 einen Modulator 22 zum Durchführen der Modulation einer Energiequelle der Anregungslichtquelle 1 auf. In der Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform sendet der Modulator 22 periodisch ein moduliertes Signal an die Anregungslichtquelle 1, so dass die Intensitätsmodulation des Anregungslichts 6 durchgeführt wird. Das heißt, der Modulator 22 entspricht dem Beispiel der Intensitätsmodulationseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Modulator 22 wird konfiguriert, indem beispielsweise ein Signalgenerator zum Ausgeben eines intensitätsmodulierten Impulssignals gemäß einer vorgegebenen Frequenz verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann auch eine Einrichtung verwendet werden, die zum Modulieren eines elektrischen Signals imstande ist. Die Signalmodulation kann unter Verwendung einer periodischen Funktion, wie z. B. einer Sinuswelle, einer Rechteckwelle oder einer Sägezahnwelle durchgeführt werden. Die Energiequelle der Anregungslichtquelle 1 führt der Anregungslichtquelle 1 Energie zu, und zwar mittels einer Stromausgabe oder einer Spannungsausgabe, die gemäß dem Signal des Modulators 22 moduliert sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei der eine Energiequelle mit einer Modulationsfunktion mit dem Modulator 22 integriert ist.
In der Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Lock-in-Verstärker 10 mit dem Modulator 22 verbunden. Der Modulator 22 bestimmt die Betriebsfrequenz des Lock-in-Verstärkers 10, so dass die Modulationsfrequenz der Anregungslichtquelle 1 und die Betriebsfrequenz des Lock-in-Verstärkers 10 miteinander synchronisiert sind. Die übrige Konfiguration der Komponenten-Messeinrichtung 101 ist die gleiche wie diejenige der Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Komponenten-Messeinrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Komponenten-Messeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass der optische Zerhacker 9 nicht vorhanden ist. Daher kann die Modulationsfrequenz gemessen werden, ohne einen physischen Antriebsmechanismus zu verwenden, um extern eine Laser-Intensitätsmodulation durchzuführen. Dies ermöglicht es, eine nicht-invasive Komponenten-Messeinrichtung anzugeben, die nicht nur das Risiko verringert, dass die Messung auf der Basis von Informationen von einem Teil durchgeführt wird, der keine interstitielle Flüssigkeit enthält, und eine verbesserte Komponenten-Messgenauigkeit erhalten wird, sondern deren Größe ebenfalls durch Raumsparen verringert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: AnregungsLichtquelle
2: Prüflichtquelle
3: Optikmedium-Bereich
4: Lichtpositionsdetektor
5: Probe
6: Anregungslicht
7: Prüflicht
7a: emittiertes Prüflicht
7b: emittiertes Prüf-Brechungslicht
8: Brechungsindex-Gradient
9: optischer Zerhacker
10: Lock-in-Verstärker
11: Erfassungseinheit für Stratum-corneum-Information
20: Betriebseinheit
22: Modulator
100: Komponenten-Messeinrichtung
101: Komponenten-Messeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017 A [0005]

Claims

Komponenten-Messeinrichtung (101) zum Messen einer gegebenen Komponente, die in einer Probe enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten-Messeinrichtung Folgendes aufweist: - einen Optikmedium-Bereich (3), auf welchem die Probe stationär platziert wird; - eine Anregungslichtquelle (1) zum Emittieren von Anregungslicht auf den Optikmedium-Bereich (3); - eine Prüflichtquelle (2) zum Emittieren von Prüflicht auf den Optikmedium-Bereich (3); - eine Intensitätsmodulationseinheit (9) zum Durchführen einer Intensitätsmodulation von dem Anregungslicht, das von der Anregungslichtquelle (1) emittiert wird, auf der Basis von Stratum-corneum-Information über das Stratum corneum der Probe zum Erzeugen von intensitätsmoduliertem Anregungslicht und Emittieren des erzeugten intensitätsmodulierten Anregungslichts auf den Optikmedium-Bereich (3); und eine Messeinheit (4, 10, 20) zum Messen der gegebenen Komponente auf der Basis der Differenz zwischen dem Prüflicht, das von dem Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, in einem ersten Zustand, in dem das Anregungslicht emittiert wird, und dem Prüflicht, das vom Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, in einem zweiten Zustand, in dem das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird.
Komponenten-Messeinrichtung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Erfassungseinheit (11) für Stratum-corneum-Information zum Erfassen einer Stratum-corneum-Information über das Stratum corneum der Probe aufweist, wobei die Intensitätsmodulationseinheit (9) konfiguriert ist zum Durchführen der Intensitätsmodulation auf der Basis der Stratum-corneum-Information, die von der Erfassungseinheit (11) für Stratum-corneum-Information erfasst wird.
Komponenten-Messeinrichtung (101) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Modulationsfrequenz des intensitätsmodulierten Anregungslichts als f definiert ist, die Dicke des Stratum corneum, angezeigt durch die Stratum-corneum-Information, die von der Erfassungseinheit (11) für Stratum-corneum-Information erfasst wird, als d definiert ist, und der thermische Diffusionskoeffizient der Probe als α definiert ist, die Intensitätsmodulationseinheit (9) die Intensitätsmodulation so durchführt, dass f, d, und α Folgendes erfüllen: $f < α / (d^{2} π) .$
Komponenten-Messeinrichtung (101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsmodulationseinheit (9) die Intensitätsmodulation so durchführt, dass f, d, und α ferner Folgendes erfüllen: α/{(3 d)²π < f.
Komponenten-Messeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsmodulationseinheit (9) ein rotierendes Blatt aufweist, das mit einer vorbestimmten Drehzahl rotiert, die Intensitätsmodulationseinheit (9) zwischen der Anregungslichtquelle (1) und dem Optikmedium-Bereich (3) angeordnet ist, die Anregungslichtquelle (1) konfiguriert ist zum Emittieren des Anregungslichts auf den Optikmedium-Bereich (3) durch das rotierende Blatt, und die Intensitätsmodulationseinheit (9) die Drehzahl des rotierenden Blattes auf der Basis der Stratum-corneum-Information ändert, die von der Erfassungseinheit (11) für Stratum-corneum-Information erfasst wird.
Komponenten-Messeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsmodulationseinheit (9) einen Modulator (22) zum Durchführen einer Modulation einer Energiequelle der Anregungslichtquelle (1) aufweist, und die Intensitätsmodulationseinheit (9) die Modulation, die vom Modulator (22) durchgeführt wird, auf der Basis der Stratum-corneum-Information ändert, die von der Erfassungseinheit (11) für Stratum-corneum-Information erfasst wird.
Komponenten-Messverfahren zum Messen einer gegebenen Komponente, die in einer Probe enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Komponenten-Messverfahren Folgendes aufweist: einen Stationäranordnungs-Schritt, in dem die Probe stationär auf dem Optikmedium-Bereich (3) angeordnet wird, einen Anregungslicht-Emissionsschritt, in dem Anregungslicht aus einer Anregungslichtquelle (1) auf den Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, einen Prüflicht-Emissionsschritt, in dem Prüflicht aus einer Prüflichtquelle (2) auf den Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, einen Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt, in dem eine Stratum-corneum-Information über ads Stratum corneum der Probe erfasst wird, einen Intensitätsmodulations-Schritt, in dem eine Intensitätsmodulation des Anregungslichts durchgeführt wird, das von der Anregungslichtquelle (1) emittiert wird, und zwar auf der Basis der Stratum-corneum-Information, die im Stratum-corneum-Informations-Erfassungsschritt erfasst wird, so dass intensitätsmoduliertes Anregungslicht erzeugt wird und das erzeugte intensitätsmodulierte Anregungslicht auf den Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, und einem Messschritt, in dem die gegebene Komponente gemessen wird, und zwar auf der Basis der Differenz zwischen dem Prüflicht, das von dem Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, in einem ersten Zustand, in dem das Anregungslicht emittiert wird, und dem Prüflicht, das vom Optikmedium-Bereich (3) emittiert wird, in einem zweiten Zustand, in dem das intensitätsmodulierte Anregungslicht emittiert wird.