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これまで様々な非侵襲血糖値計測に関する研究が行われているが、困難なテーマであり、未だ、実用的な手法は確立されていない。
我々は、光音響分光法による非侵襲血糖値測定システムの開発を行っているが、最近では、非観血に加え、連続的な血糖値測定に対する要望が高まっている。血糖値の連続的な測定を実現するためには、システムの低消費電力化、小型化が必要となり、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用した光音響式血糖センサの省電力化、小型化について検討を行った。
具体的には、MEMS技術を利用した光音響式血糖センサを製作可能な範囲で感度が最大となる寸法を選定し、さらに、そのMEMS型センサを複数配置することにより感度上昇を試みることとした。光音響式血糖センサに用いるコンデンサマイクロホンの感度は、薄膜の半径は大きく、厚さは薄く、空隙は狭くすることにより感度向上が得られることから、半径0.5mm、厚さ10μm、間隙0.1μmとし、主にPolysiliconを使用する想定した。Polysiliconの各々の物性値はヤング率166GPa、ポアソン比0.27、内部応力35MPaであり、これらより感度は約1.3mV/Paと算出された。しかし、配置できる個数は現在検討中であるが、例えば10個配置したとすれば、全体としての検出器の感度は13mV/Paと従来のマイクロホンの感度100mV/Paと比較して低い。そこで、ヤング率が3.2GPaのParyleneを使用することにより、信号検出素子1個の感度は138mV/Paと飛躍的に向上することを確認した。また、内部応力は製造時の温度履歴に影響されることから、今後、この値を数値解析により制御することを予定しており、さらに感度の向上が見込めると考えられる。
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