2017 Fiscal Year Annual Research Report
Pulse glucometry: Pioneering research towards practical non-invasive optical measurement of blood glucose
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26242044
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
山越 憲一 昭和大学, 医学部, 客員教授 (40014310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 祐次 北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (50261582)
山越 健弘 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (70444205)
李 知炯 福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (10735583)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非侵襲光学的血糖計測 / パルス・グルコメトリ / 積分球式光電容積信号検出法 / 側方入射型光電容積信号検出法 / グルコース吸光波長帯域 / 光散乱現象 / 偏光変調型光電容積信号検出法 / 糖尿病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度（最終年度）研究計画書に基づき研究を実施し、以下の成果を得た。
(1) 多波長PPG計測システムの改良研究と実験的検討：血糖値（BGL）に吸光特性を持つ波長域（1500～1750 nm）は組織内水分の吸収が著しく高く、従来型の光電容積信号（PPG）検出は極めて困難で、前年度までにそれを可能とする新たなPPG検出法（光源と光センサを近接直交配置とした側方入射型PPG検出法；sPPG）の改良研究を行い、多波長sPPG計測システムの開発とヒト手指によるsPPG同時計測に成功した。特にBGLに強い吸収のある1600 nmの波長に注目し、基準波長として808 nmのレーザー光を用い、糖負荷試験（BGL計測は自己血糖計測法（SMBG））を実施したところ、sPPG信号から得た規格化差分吸光度とSMBGで得た血糖値とは有意な直線相関が認められ、単回帰モデルでもBGL推定の可能性が示された。今後、必要最小限の最適波長数と重回帰モデルによるBGL推定精度の向上を図る予定である。
(2) 高速偏光変調器を用いた組織内伝搬準直進光成分検出法の考案・開発と性能評価：BGL変化に対する吸光度変化は極めて小さく、更なる精度向上の基礎的検討も行なった。すなわち、組織内を伝搬してきた散乱光のうち、準直進光成分が物質濃度変化に反応するという先行研究に着目し、BGLに吸収を持たないが光透過性の良い近赤外波長を用い、偏光子と高速偏光変調器を用いた新たなPPG検出法（偏光変調型PPG検出法；pPPG）を提案し、本法の具現可能性を示唆する結果を得た。
(3) 総括・まとめと今後の展開：これまでの研究成果のまとめと今後の実用化に向けた検討を行なった。特に、対象物質の光吸収（前記(1)）と光散乱現象（前記(2)）を複合化した方法（ハイブリッド・パルスグルコメトリ）は有望であり、更なる発展的研究を推進する予定である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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