非侵襲的血糖モニタリングのための中間赤外線皮膚分光法の機会と限界の評価

Evaluation of Opportunities and Limitations of Mid-Infrared Skin Spectroscopy for Noninvasive Blood Glucose Monitoring.

• Sven Delbeck
• H Michael Heise

抄録

背景:

近年、多変量皮膚スペクトル解析に基づいた非侵襲的血糖センシング法の開発のために、様々な光学技術が発表されているが、その中でも特に最近の研究を簡単にレビューする。グルコースの振動スペクトルフィンガープリントは、特に中赤外またはラマンスペクトルに見られるように、非侵襲的な血糖法の開発のための最大の選択性を達成するために提案されています。

BACKGROUND: A wide range of optical techniques has recently been presented for the development of noninvasive methods for blood glucose sensing based on multivariate skin spectrum analysis, and most recent studies are reviewed in short by us. The vibrational spectral fingerprints of glucose, as especially found in the mid-infrared or Raman spectrum, have been suggested for achieving largest selectivity for the development of noninvasive blood glucose methods.

方法:

ここでは、主な皮膚成分である水の吸収特性に大きく依存する積分皮膚測定の様々な側面を紹介する。特に、最近実現された様々な中赤外測定技術について議論する。特に減衰全反射法の使用の制限が詳しく説明され、皮膚または唾液のスペクトルの特徴を交絡させることは、減衰全反射法が非侵襲的な測定に利用できることを主張し、最近発表された作品に照らして説明され、議論されています。

METHODS: Here, the different aspects on integral skin measurements are presented, which are much dependent on the absorption characteristics of water as the main skin constituent. In particular, different mid-infrared measurement techniques as realized recently are discussed. The limitations of the use of the attenuated total reflection technique in particular are elaborated, and confounding skin or saliva spectral features are illustrated and discussed in the light of recently published works, claiming that the attenuated total reflection technique can be utilized for noninvasive measurements.

結果:

波長10μm前後の赤外線放射の浸透深さが重要なパラメータであり、これは光熱や拡散反射などの異なる測定技術によって調整できることが示されます。しかし、物理学の法則により、ダイヤモンドや類似の光学材料からなる導波路を用いた減衰全反射法の使用は制限されています。

RESULTS: It will be shown that the penetration depth of the infrared radiation with wavelengths around 10 µm is the essential parameter, which can be modulated by different measurement techniques as with photothermal or diffuse reflection. However, the law of physics is limiting the option of using the attenuated total reflection technique with waveguides from diamond or similar optical materials.

結論:

グルコース測定のために誤って解釈されている粘膜、または唾液からの交絡機能があります。グルコース指紋の特徴に基づいて多変量評価と以前の研究の結果は、再び否定的な実験的証明として参照されます。

CONCLUSIONS: There are confounding features from mucosa, , or saliva, which have been misinterpreted for glucose measurements. Results of an earlier study with multivariate evaluation based on glucose fingerprint features are again referred to as a negative experimental proof.