研究課題
肥満者の増加に伴う糖尿病患者の増加は、世界的に医療費の増大を招き、大きな問題となっており、予防という観点からもその簡易測定は極めて大きな需要がある。血液採取によらない糖尿病の非侵襲計測は、超音波、電気（インピーダンス）、光吸収などを利用した多くの研究がなされているにも関わらず、現在に至るまで、決定的な技術が実現していない極めて挑戦的な課題である。これに対して、光音響検出を利用したグルコース検出手法が知られている。本研究では、高感度な光音響センサを開発し、半導体レーザーダイオード（LD）でも光音響信号が計測できるようにすることで、家庭でも使える小型のグルコース検出システムを実証する。高感度検出のために、機械共振を用いることを特徴としている。ヘルスケアセンサでは、信号強度を校正し、その絶対値レベルの精度を高める必要がある。このため、グルコースが吸収される波長とグルコースが吸収されない波長の２つのレーザー光を利用し、信号の較正を行う。簡易な光学系とするため、２つの波長のレーザー光を自由に入射できる光音響装置のプロトタイプを試作した。生体にLDのパルス光を照射した際に発生する検出器として、シリコンの振動子を真空封止することで、Q値を高めて高感度化した光音響検出素子を開発した。本素子を用いて、グルコースの濃度を変えたゼラチンなどのテスト資料を用いて、光音響信号がグルコース濃度の増加とともに増大することを実証した。また、開発したプロトタイプが人の指から光音響信号を検出でき、血液採取して測定したグルコース濃度と相関があるとの実験結果を得た。以上により、本研究では、高Qなシリコン振動子を開発し、光音響計測に用いれることを実証し、さらに人体のグルコース濃度の計測の可能性を示した。
すべて 2018 2017
すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)
Proceeding of IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
巻: 19 ページ: 1253-1256
Micromachines
巻: 8 ページ: 312-1-9
10.3390/mi8100312
Japanese Journal of Applied Physics
巻: 56 ページ: 110101-1-11
10.7567/JJAP.56.110101/meta
Proceeding of International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
巻: 19 ページ: 1096-1099
10.1109/TRANSDUCERS.2017.7994243
