2017 Fiscal Year Annual Research Report
複数波長量子カスケードレーザを用いた無侵襲血糖測定システムの開発
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17H03242
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (30536082)
片桐 崇史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90415125)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 血糖値測定 / 赤外分光 / 量子カスケードレーザ / 中空光ファイバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
赤外吸収分光法に基づく非侵襲血糖値測定法において，光源を従来用いられてきた連続波長を発生する赤外ランプから，複数の単一波長量子カスケードレーザ（以下QCL）に置き換えたシステムの開発を行うことを目的として，次の事項について検討を行った．
1.連続的な吸収スペクトルから重回帰分析等によって最適波長の組み合わせを選択する．
FTIR分光器を用いた測定系により，ボランティアの口唇の吸収スペクトルを測定し，データ蓄積を行い，８００程度のスペクトルデータを取得した．これらのスペクトル上の複数の波長を説明変数とした重回帰分析により血糖値との相関性が高くなる波長の組み合わせを探索したところ，特定の３波長の組み合わせで良好な相関性が得られることがわかった．この3波長はグルコースの吸収ピークとは異なる波長であり，今後はこれらの波長を発生するQCLを用いて実証を行う．
2.複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験
３つの波長の異なるQCLと，中空光ファイバ，およびATRプリズムによって血糖値測定システムを構築し，ヒトを対象とした実証実験を行った．使用した波長はグルコースの吸収ピークに一致する2つの波長と，グルコースの吸収が現れない１つの波長である．後者は測定の際のベースライン変動を補正する目的で使用した．測定の結果，光学的に測定した吸収値と採血により測定した血糖値の間にある程度の相関が得られたものの，十分に高い精度は得られていない．これは主にQCL光の出力変動によるものであることがわかっており，今後の検討を行うこととした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画にある，I）測定系を構成するQCL波長の最適な組み合わせの探索，Ⅱ）QCLを用いた測定システムの開発，Ⅲ）複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験，の3項目について実施し，現段階ですでに良好な結果が得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
現状でほぼ計画通りに研究が進んでおり，良好な結果も得られはじめている．今後はさらに加速させ，実用化システムのためのプロトタイプ作製まだ行う予定である．
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