JP5386634B2 - 測定結果処理装置、測定システム、測定結果処理方法、制御プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

測定結果処理装置、測定システム、測定結果処理方法、制御プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、生体に対して励起光を照射することにより発生した蛍光の強度を測定する測定装置、測定システム、測定方法に関する。さらには、本発明は、励起光を用いて得られる放射光(蛍光)の特性を利用した化学物質の測定方法およびシステムに関する。
近年、食生活の欧米化に伴い、生活習慣病患者が増加し、医学的、社会的問題が深刻となっている。現在、日本における糖尿病患者は800万人、その予備軍を含めると2000万人にのぼるとも言われている。糖尿病の三大合併症は、「網膜症、腎症、神経障害」であり、さらには糖尿病は動脈硬化症の要因ともなり、心臓疾患や脳疾患までもが懸念される。
糖尿病は、食習慣や生活習慣の乱れ、肥満による脂肪細胞からの分泌物の影響、酸化ストレスから、すい臓の機能が低下し、血糖値をコントロールするインシュリンが不足したり、効能が低下したりすることで発症する。糖尿病にかかると排尿の回数や量が多い、のどがかわくなどの症状が現れるが、これだけであれば病気だという自覚症状が無く、病院などでの検査により発覚することが殆どである。このことが、「サイレント」な糖尿病患者が多い由縁である。
病院などで合併症による異常な症状が表れてからでは、すでに病状が進行していることが多く、完治することは難しい。特に合併症は治療が困難なものが多く、他の生活習慣病と同様に予防が重要視されている。予防を行うためには早期発見と治療効果判定が不可欠であり、それを目的とした糖尿病の検査が多数存在している。
血中に異常な量の糖質や脂質が存在する環境下で、酸化ストレスが加わると、タンパク質と糖質または脂質とが反応を起こし、糖化タンパクが生成される。これがさらに脱水・縮合を繰り返すと、AGEs(Advanced Glycation Endproducts;後期糖化反応生成物)が生成される。AGEsはタンパク質の非酵素的糖付加反応(メイラード反応)により形成される最終生成物である。糖化タンパクおよびAGEsの一部は、黄褐色を呈し、蛍光を発する物質であって、近くに存在する蛋白と結合して架橋を形成する性質を有している。さらに、AGEsに関しては、AGEs受容体により認識されるという生化学的特性を有している。
このAGEsは、血管壁に沈着、侵入したり、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用してたんぱく質の一種であるサイトカインを放出させ、炎症を引き起こしたりして、動脈硬化を発症させると言われている。
なかでも、アルデヒド類物質由来のAGEsは糖尿病合併症における病変部位に特に多く蓄積していることが確認されており、合併症進行における重要な成分として提唱されている(非特許文献1参照)。このような、生物学的毒性をもつAGEsは特にTAGE(toxic AGEs)とも呼ばれることがある。
以上のような性質により、糖化タンパク、糖化アミノ酸、および、AGEsなどを健康状態の指標として利用できる可能性が提唱され、その種類や人体存在量などに基づいて健康状態を把握することに関して、研究が活発化している。例えば、糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、AGEsも増加するので、AGEsをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。このように、近年、糖化タンパク、糖化アミノ酸、および、AGEsなどをモニタリングする方法がいくつか開発されている。AGEsをモニタリングすることで、真性糖尿病をスクリーニングする手法として、例えば特許文献1に記載の方法が報告されている。
この方法では、前腕の皮膚に励起光を照射し、皮膚コラーゲンに結合したAGEsからの蛍光スペクトルを測定し、測定した蛍光スペクトルと予め決定されたモデルとを比較することでAGEsをモニタリングしている。これにより、侵襲することなくAGEsのデータを取得している。
なお、波長の異なる複数のLED(Light Emitting Diode)を備え、血管を可視化する生体計測装置が特許文献2〜4に開示されている。
日本国公表特許公報「特表2007−510159号公報(2007年4月19日公表)」 日本国公開特許公報「特開2000−189391号公報(2000年7月11日公開)」 日本国公開特許公報「特開2001−59814号公報(2001年3月6日公開)」 国際公開第1997/24066号パンフレット(1997年7月10日公開)
竹内正義、「生活習慣病におけるTAGE(toxic AGEs)病因説;"TAGE(toxic AGEs) hypothesis in life style-related disease"」、北陸大学 紀要 第28号(2004)、pp.33〜48、2004年10月
ところが、特許文献1に記載の構成では、複数回にわたって測定を繰り返した場合、同一の被験者が同様の部位で測定しても、測定値がばらつき、信頼性の高い測定結果が得られないという問題が生じる。この問題は、励起光が照射される位置が測定機会ごとに異なっているためであることを本発明の発明者が見出した。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきを低減できる測定装置および測定方法を提供することにある。
本発明に係る測定装置は、上記の課題を解決するために、生体の特定部位または特定位置に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、生体の特定部位または特定位置に対して励起光が照射され、その励起光によって生じた蛍光が受光される。この蛍光の強度は、例えば血管の健康状態を示す指標として利用される。
それゆえ、励起光の照射位置によって発生する蛍光が異なる測定対象(すなわち、発生する蛍光強度が異なる複数種類の部位を含む測定対象)を測定する場合に、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきを低減できる。
本発明に係る測定方法は、上記の課題を解決するために、生体の特定部位または特定位置に対して励起光を出射する励起光出射工程と、上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光工程とを含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、生体の特定部位または特定位置に対して励起光が照射され、その励起光によって生じた蛍光が受光される。それゆえ、励起光の照射位置によって発生する蛍光が異なる測定対象を測定する場合に、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきを低減できる。
以上のように、本発明に係る測定装置は、生体の特定部位または特定位置に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部とを備える構成である。
本発明に係る測定方法は生体の特定部位または特定位置に対して励起光を出射する励起光出射工程と、上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光工程とを含む構成である。
それゆえ、励起光の照射位置によって発生する蛍光が異なる測定対象を測定する場合に、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきを低減できるという効果を奏する。
本発明の一実施の形態に係る測定装置の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る測定システムの構成を示す概略図である。 上記測定装置が備える血管可視化光源の構成を示す平面図である。 図4の(a)は手首に近赤外光を照射したときの撮像画像の一例を示す図であり、図4の(b)は手首に赤色光を照射したときの撮像画像の一例を示す図である。 図5の(a)および(b)は、本発明の測定装置(1または1001)が備えるプローブの断面形状を示す図である。 上記測定装置が備えるプローブ挿入口にプローブガイドが挿入されている状態を示す図である。 上記測定装置を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。 図8の(a)はプローブの先端が動脈に配置されている状態を示す図であり、図8の(b)はプローブの先端が静脈に配置されている状態を示す図であり、図8の(c)はプローブの先端が静脈の図8の(b)の位置とは異なる位置に配置されている状態を示す図であり、図8の(d)はプローブの先端が血管以外の箇所に配置されている状態を示す図である。 図8の(a)〜(d)に示す各位置における測定結果を示すグラフである。 上記測定システムにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る測定装置の外観を示す斜視図である。 上記測定装置が備える撮像用筐体を傾倒させた状態を示す斜視図である。 上記測定装置におけるカメラおよび血管可視化光源の配置様式の変更例を示す図である。 図14の(a)および(b)は、本発明のさらに別の実施形態に係る携帯型の測定装置の構成を示す断面図である。 上記測定装置が携帯型端末に接続されている状態を示す図である。 AGEsにおける、励起光源と蛍光強度との関係を示す表である。 本発明のさらに他の実施形態における制御装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態における測定システムの構成を示す概略図である。 撮像用筐体の透視斜視図である。 撮像用筐体の内部を底部側から見た平面図である。 図21の(a)および(b)は、制御装置の表示部に表示される、測定装置を操作するための操作画面の一例を示す図である。 分光器から取得された蛍光スペクトルの具体例および特徴量として抽出されるピーク蛍光強度を示す図である。 ピーク蛍光強度とAGEs蓄積量との相関関係を示すグラフである。 図24の(a)および(b)は、相関情報記憶部に記憶される蓄積量/血管状態の相関情報のいくつかの具体例を示す図である。 性別年齢/平均余命の相関情報の具体例を示す図である。 性別年齢/平均余命の相関情報の他の具体例を示す図である。 本発明の実施形態における制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 制御装置の照射位置判定部が実施するプローブ位置決め処理の流れを示すフローチャートである。 測定結果を表示する表示画面の具体例を示す図である。 測定結果を表示する表示画面の具体例を示す図である。 測定結果を表示する表示画面の具体例を示す図である。
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、測定対象となる被験者の体の一部(測定対象部と称する)を撮像した画像を解析することにより、励起光を照射する位置を算出する測定システム100について説明する。
(測定システム100の構成)
図2は、測定システム100の構成を示す概略図である。図2に示すように、測定システム100は、測定装置1および制御装置20を備えている。
測定装置1は、被験者の腕、手首、指、手のひら等の測定対象部に含まれる特定部位または特定位置に対して励起光を照射し、それによって発生した蛍光を受光し、受光した蛍光の強度を測定することにより、生体内の物質の蓄積量を測定する測定装置である。
特定部位とは、例えば、動脈、静脈、動脈および静脈の組み合わせ(つまり血管)、血管が存在しない箇所を意味している。また、特定位置とは、例えば、ある測定の機会において算出された位置、予め定められた生体における位置または測定装置1の構造から必然的に決まる位置を意味している。本実施形態では、特定部位に励起光が照射されるように、測定対象部の画像から励起光の照射位置を算出するが、この照射位置が特定位置となる。ただし、後述するように、本発明では、特定部位を考慮することなく特定位置を決定してもよいし、特定位置が測定装置1と測定対象部との相対位置関係によって予め規定されていてもよい。
なお、特定位置に単一種類の部位が存在している場合には、後述するプローブ7は、単一部位に対して励起光を照射すると表現できる。
制御装置20は、測定装置1の各部を制御するとともに、測定装置1が撮像した画像を解析することにより、励起光を照射すべき照射位置および励起光の照射角度を算出する。この制御装置20は、汎用のパーソナルコンピュータであってもよいし、専用の端末装置であってもよい。
(測定装置1の構成)
図1は、測定装置1の外観を示す斜視図である。図1および図2に示すように、測定装置1は、底部2の上に筒状部3が設けられた撮像用筐体(遮光部)4、カメラ(撮像部)5、血管可視化光源(照明部)6、プローブ(励起光照射部、導光部)7、プローブ7の位置および角度を3次元的に調整するプローブ操作部(位置調整部)8、励起光源(励起光照射部)9および検出器10を備えている。
(撮像用筐体4)
撮像用筐体4は、励起光が照射されることにより発生する蛍光を、プローブ7によって効率良く得るためのものであり、測定対象部(特定部位または特定位置)に到達する環境光を遮断する遮光部として機能する。
この撮像用筐体4の材質としては、遮光性ポリスチレン、ポリエチレンといったプラスチック製のもの、容器内側にアルミ箔をつけた紙類、金属類、木類等どんなものでも構わないが、可搬性、経済性、耐久性を鑑みると遮光性プラスチックが有利である。
撮像用筐体4の底部2の側面には、測定対象部を挿入するための挿入口2aが設けられている。また、底部2の上面には、開口部2bが設けられており、この開口部2bと筒状部3の内部とが連通することにより測定対象部を撮像するための空間が形成されている。
筒状部3は、複数段階のユニットからなるように形成しておくと、必要なときに組み立てて使え、使用しないときは分解して収納できるため、携帯性が高まる。この筒状部3は、底部2と容易に結合する、例えば差し込み式の構造となっていることが望ましい。
測定装置1は、据え置き型の装置であり、筒状部3の高さは、例えば25cmであり、開口部2bの一辺は、例えば12cmであるが、測定装置1の大きさは特に限定されない。
(カメラ5)
カメラ5は、測定対象部を撮像する撮像装置であり、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)カメラまたはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)カメラであるが、その他の撮像装置を用いてもよい。このカメラ5は、筒状部3の上部に設けられており、挿入口2aから挿入された測定対象部を撮像できる。
カメラ5は、レンズ5aを備えており、このレンズ5aを調整することにより、画像の拡大および縮小が可能である。このようなレンズ5aの調整は、ユーザが直接手動で行ってもよいし、制御装置20を介して行ってもよい。
カメラ5が撮像した画像は、制御装置20へ出力され、表示部30に表示される。
なお、市販のデジタルカメラでは、可視光を透過させて、赤外線を反射させるIRカットフィルタが撮像素子の前に装備されている場合があるが、このフィルタを除去して、近赤外領域だけを通すバンドパスフィルターを入れてもよい。この場合は、プローブ7の前にも、例えば450nmを中心とするバンドパスフィルターを入れることになる。この構成により、カメラの筐体が不要になり、測定装置を小型化できる。
(血管可視化光源6)
血管可視化光源6は、波長範囲の互いに異なる複数種類の照明光(具体的には、赤色光および赤外光)を切り換えて、測定対象部に照射する照明装置であり、筒状部3の内部かつカメラ5の近傍に設けられている。血管可視化光源6の例として、京セミ株式会社製Multi−Wavelength LED KED694M31Dを挙げることができる。血管可視化光源6とカメラ5との間の距離は、例えば4.5cmである。
図3は、血管可視化光源の構成を示す平面図である。同図に示すように、血管可視化光源6において、光源としての複数の近赤外LED(赤外色LED)61および赤色LED62が、基板63に形成された開口部64の周囲に交互に設けられている。基板63は、固定ワッシャー65およびビス66によって筒状部3の内部側面に取り付けられている。開口部64の中心は、カメラ5の光軸の中心とほぼ一致しているため、血管可視化光源6が測定対象部の撮像に支障を来たすことはない。
近赤外LED61は、945nm前後(890〜1010nm)の近赤外領域の波長を有する光を出射する光源である。近赤外光を皮膚表面に照射することにより、酸化ヘモグロビンを検出することができ、静脈を可視化できる。
赤色LED62は、660nm前後(620〜700nm)の赤色領域の波長を有する光を出射する光源である。赤色光を皮膚表面に照射することにより、還元ヘモグロビンを検出することができ、動脈を可視化できる。
図4の(a)は、手首に近赤外光を照射したときの撮像画像の一例を示す図であり、図4の(b)は、手首に赤色光を照射したときの撮像画像の一例を示す図である。図4の(a)に示すように近赤外光を照射した場合には、静脈が動脈よりもはっきりと視認できるのに対し、図4の(b)に示すように赤色光を照射した場合には、動脈が静脈よりもはっきりと視認できる。
近赤外LED61を点灯させるか、赤色LED62を点灯させるかの切り換えは、筒状部3の側面に配された切り替えスイッチ6aによって行うことができる。なお、この切換えを制御装置20を介して行ってもよい。
このように、血管可視化光源6を用いることにより、目視で確認しにくい毛細血管であっても可視化することができ、血管の太さや皮膚表面からの深さを選ばずに測定位置を特定することが可能となる。また、動脈と静脈とを区別することが容易になる。
(プローブ7)
プローブ7(AGEs検出用プローブ)は、複数の測定機会にわたって、測定対象部の皮膚表面における特定位置(特定部位)に対して励起光を照射する励起光照射部と、励起光が当該特定位置(特定部位)に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部として機能する。すなわち、プローブ7は、励起光出射部および受光部の組み合わせである。
図5の(a)および(b)は、プローブ7の断面形状を示す図である。同図に示すように、プローブ7は、入射・反射同軸系光ファイバーであり、励起光源9からの励起光を特定位置へと導光する入射用ファイバー(励起光照射部、導光部)7aと、特定位置において発生した蛍光を検出器10へ導く反射用ファイバー(受光部、導光部)7bとを備えている。入射用ファイバー7aおよび励起光源9、ならびに、反射用ファイバー7bおよび検出器10はSMAコネクタを通して結合されている。プローブ7として光ファイバを用いることにより、励起光をできるだけロス無く特定位置まで導くことができる。
入射用ファイバー7aおよび反射用ファイバー7bの数および配置はどのようなものでもよい。例えば、図5の(a)に示すように、反射用ファイバー7bを中心として6本の入射用ファイバー7aを配置してもよい。
この場合、入射用ファイバー7aおよび反射用ファイバー7bの直径は、例えば600μmであり、入射用ファイバー7aの総断面積は1.7mmであり、反射用ファイバー7bの総断面積は0.28mmである。
なお、図5の(a)に示す構成で得られる蛍光強度と、反射用ファイバー7bを外側に、入射用ファイバー7aを内側に配した構成で得られる蛍光強度との比(相対蛍光強度)は3:1であり、反射用ファイバー7bの総断面積に応じて蛍光強度が増えるとは限らない。
また、図5の(b)に示すように、入射用ファイバー7aおよび反射用ファイバー7bを1本ずつ並べて配置してもよい。
この場合、入射用ファイバー7aおよび反射用ファイバー7bの直径は、例えば1800μmであり、入射用ファイバー7aおよび反射用ファイバー7bの総断面積は、それぞれ2.5mmである。
図5の(a)に示す構成で得られる蛍光強度を「3」とした場合、図4の(b)に示す構成で得られる蛍光強度は「4」である。ただし、図5の(b)に示す構成では、プローブ7が剛直になり、扱いにくくなるという問題がある。
反射用ファイバー7bの直径は、蛍光の検出効率および扱い易さを考慮すると、300〜2000μm程度が好ましい。
血管に対して測定を行う場合には、プローブ7の好ましい直径は、測定対象となる血管の太さにも依存する。動脈の直径は約4mmであり、細動脈の直径は約0.5〜0.03mmである。動脈を測定対象とする場合には、プローブ7の直径は600μm程度が好ましい。
なお、入射用ファイバー7aと反射用ファイバー7bとを、同軸ではなく別々のファイバーとして設けてもよい。また、本発明の励起光照射部および受光部を光ファイバー以外のもので形成してもよい。例えば、励起光源9からの励起光を、集光レンズを通して測定対象となる単一部位に照射してもよい。
(プローブ操作部8)
プローブ操作部8は、プローブ7による励起光の照射位置および照射角度、ならびにプローブ7の先端と照射位置(特定位置)における測定対象部の表面との間の距離を調整するマニュピレーターである。
具体的には、プローブ操作部8は、制御装置20の2次元座標算出部22が算出した照射位置に励起光が照射されるようにプローブ7の先端の位置を調整する。また、プローブ操作部8は、制御装置20の距離算出部25が算出した調整値に基づいてプローブ7の先端と上記表面との間の距離を調整する。また、プローブ操作部8は、制御装置20の角度算出部23が算出した調整値に基づいて、上記表面に対する励起光の照射角度を調整する。
プローブ操作部8は、プローブガイド81、支柱82、距離調整部83、角度調整部84、移動部85およびラックレール86を備えている。
プローブガイド81は、プローブ7をその内部に挿入するための管状の部材である。プローブ7が可撓性を有する場合には、プローブ7の正確な位置合わせが困難になる。そのため、プローブ7をプローブガイド81に挿入した状態で、プローブガイド81の位置および角度を調整することにより、プローブ7の位置および角度を調整することが好ましい。
このプローブガイド81は、支柱82に支持された状態で、筒状部3に設けられたプローブ挿入口(溝穴部)3aに挿入されているか、または、プローブ挿入口3aの近傍まで延びている。支柱82は移動部85の上に設けられており、移動部85は、ラックレール86に沿って移動可能である。ラックレール86は、プローブ挿入口3aの長軸にほぼ平行に配置されているため、移動部85がラックレール86の上を移動すれば、プローブガイド81は、プローブ挿入口3aの長軸方向に沿って移動する。
換言すれば、筒状部3は、プローブ7を貫通させ、所定の方向に移動させるためのプローブ挿入口3aを有している。図6は、プローブ挿入口3aにプローブガイド81が挿入されている状態を示す図である。
プローブ挿入口3aは、遮光性および可撓性を有する複数の繊維状物質からなる遮蔽部材3bを有している。遮蔽部材3bは、例えば、SUS(ステンレス鋼)、アルミなどの金属部材、シリコンゴム、プラスチックなどの有機材料等からなるものであるが、遮蔽部材3bの材質はこれらに限定されない。
遮蔽部材3bを設けることにより、プローブ挿入口3aを通って外光が筒状部3の内部に入ること、および塵や埃が筒状部3の内部に入ることを防止できる。また、遮蔽部材3bは、可撓性を有する複数の繊維状物質であるため、プローブガイド81(またはプローブ7)の、プローブ挿入口3aの長軸方向における移動を妨げることがない。
移動部85は、ラックレール86の上を移動できるものであればよく、例えば、電動モータによって駆動する車輪またはギアを備えるものである。
距離調整部83は、プローブガイド81の、プローブ挿入口3aへの挿入量を調整することにより、プローブ7の先端と照射位置における測定対象部の表面との間の距離を調整する。距離調整部83がプローブガイド81の挿入量を調整する機構は、公知のものでよい。例えば、距離調整部83の一部として電動シリンダを設け、この電動シリンダが有するシリンダロッドの伸長・収縮運動に連動させて、プローブガイド81の挿入量を増減させればよい。
角度調整部84は、支柱82に対するプローブガイド81の角度を調整することにより、上記表面に対する励起光の照射角度を調整する。角度調整部84における角度調整の機構は、公知のものでよい。例えば、角度調整部84の一部として電動シリンダを設け、この電動シリンダが有するシリンダロッドの伸長・収縮運動に連動してギアを回転させ、このギアの回転によって支柱82とプローブガイド81との角度を調整すればよい。
さらに、角度調整部84は、自身の支柱82における位置(すなわち、角度調整部84の、ラックレール86が配設されているステージ87からの高さ)を調整する機構も備えている。この高さを調整する機構も公知のものを用いればよい。
距離調整部83、角度調整部84および移動部85は、制御装置20の制御下で作動する。この制御方法については後述する。
(励起光源9)
励起光源9は、測定対象部に照射する励起光を生成する光源である。この励起光は、AGEs由来の蛍光を検出するためのものであり、AGEsを測定するために適した波長範囲を有している。励起光源9として用いられる光源の種類としては、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、LED、LD等が利用可能である。
AGEsには、現在構造が明らかになったものだけでも20ほどの種類があり、その中で励起光を照射すると蛍光を発するものがいくつかある。図16の表にその例を示す。
図16の表において、CLF(collagen−linked fluorescence)は、コラーゲンと結合したAGEsからの蛍光であり、総AGEs生産およびこれに付随するコラーゲン架橋の一般的な尺度として用いられる。
ペントシジンおよびべスパーリジンはAGEsの代表的な例である。ペントシジンはペントースと等モルのリジンとアルギニンとが架橋した構造を有し、酸加水分解後に安定な蛍光性物質である。このペントシジンは、特に糖尿病の発症や末期の腎症において増加することが報告されている。ベスパーリジンはAGE化ウシ血清アルブミン(BSA)を酸加水分解した後、主要な蛍光性物質として単離され、2分子のリジンを架橋した構造を有している。
図16の表から分かるように、励起光源9の波長としては、370nmまたはその近傍の波長が最も適している。AGEsの種類によって適応する励起光の幅としては、UVAの領域である315〜400nmから可視光の領域である315〜600nmのものが適している。
(検出器10)
検出器10は、特定位置に励起光が照射されることによって発生した蛍光を、プローブ7の反射用ファイバー7bを通して受光し、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定する。すなわち、検出器10は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定する。検出器10としてはCCDアレイやCMOSイメージセンサといった半導体検出器、光電子倍増管(PMT)やチャンネルトロン検出器等が利用可能である。ただし、測定装置1の可搬性を高める上では、半導体検出器を用いるほうが有利である。
蛍光は励起光よりも波長が長いため、検出器10としては、350〜500nmの範囲の光が検出できるものであればよいが、蛍光についても、AGEsの種類によって検出される波長に幅があるため、320〜900nmの範囲が検出できるものであれば利用可能である。なお、検出器10は、分光器を備えるものであってもよい。
(制御装置20の構成)
図7は、制御装置20の構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置20は、主制御部21、表示部30、入力部31および記憶部(第1記憶部)32を備えている。
主制御部21は、測定装置1の各部を制御する機能を有しており、2次元座標算出部22、角度算出部23、面積算出部24、距離算出部25、移動部制御部26、角度調整部制御部27、距離調整部制御部28および測定データ解析部29を備えている。なお、主制御部21は、カメラ5を制御する撮像部制御部としての機能、励起光源9を制御する励起光源制御部としての機能、および表示部30を制御する表示部制御部としての機能も有している。
表示部30は、カメラ5が撮像した画像および測定結果を表示する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイである。
入力部31は、ユーザからの入力操作を受け付ける入力装置であり、例えば、キーボード、マウス、入力ボタン等を含んでいる。
記憶部32は、主制御部21が実行する(1)各部の制御プログラム、(2)OSプログラム、(3)アプリケーションプログラム、および、(4)これらプログラムを実行するときに読み出す各種データを記録するものである。特に記憶部32は、カメラ5が撮像した画像と2次元座標算出部22が算出した照射位置とを互いに関連付けて記憶する。この記憶部32は、ハードディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。
(主制御部21の各部の詳細)
(2次元座標算出部22)
2次元座標算出部22は、カメラ5が撮像した画像を解析することにより、励起光を照射すべき照射位置を、2次元座標として算出する。この画像における2次元座標と、プローブ操作部8がプローブ7の位置決めのために利用する2次元座標とは同じものである。
2次元座標算出部22は、具体的には、測定対象部における血管の位置(カメラ5が撮像した画像に写った血管の位置)を基準として照射位置を算出する。このとき、2次元座標算出部22は、上記血管に対して励起光が照射されるように照射位置を算出してもよいし、血管が存在しない箇所を照射位置として算出してもよい。
血管に対して励起光を照射する場合には、2次元座標算出部22は、動脈と静脈とを識別し、ユーザが指示した方の血管(動脈または静脈)に励起光が照射されるように照射位置を算出してもよい。
2次元座標算出部22において照射位置を算出するとき、まず、カメラ5から取得した画像(撮像画像と称する)から血管の像(血管パターン)を抽出する。血管パターンの抽出には、公知の技術を用いればよく、例えば、撮像画像に対して差分フィルタを適用することで行うことができる。
差分フィルタは、注目している画素とその周囲の画素とについて、注目している画素と周囲の画素との差分が大きな部分において、大きな値を出力値として出力するフィルタである。換言すれば、差分フィルタとは、注目している画素の画素値とその近傍の画素の画素値との差分を用いて演算することにより、画像中の線や縁を強調するフィルタである。
血管パターンを抽出した後、2次元座標算出部22は、血管パターンの特定箇所または当該特定箇所から所定の距離だけ離れた箇所を励起光の照射位置として算出する。上記所定の距離は、血管におけるAGEsの測定と血管が存在しない箇所におけるAGEsの測定とが、測定値として明確に区別できる距離であればよく、当業者によって適宜設定されればよい。
上記特定箇所を決定する方法は特に限定されないが、例えば、撮像画像の中心から最も近い位置にある血管パターンの部分を上記特定箇所として決定してもよいし、血管パターンのうちで最もコントラストが高い部分を上記特定箇所として決定してもよい。この特定箇所は、励起光の照射位置またはその近傍であるため、プローブ7の先端を当該特定箇所に配置することになる。そのため、上記特定箇所は、プローブ7の先端を配置しやすい箇所、すなわち、プローブ7の先端の初期位置から近い位置に決定することが好ましい。
なお、励起光の照射位置は1つのみ算出してもよいし、複数算出してもよい。照射位置が複数算出された場合には、複数回に分けて測定が行われる。ただし、測定装置1にプローブ7を複数備え、複数の位置に対して測定を行ってもよい。この場合には、それぞれのプローブ7の先端を、対応する照射位置(2次元座標算出部22が算出した照射位置)に配置すればよい。
近赤外LED61を点灯させるか、赤色LED62を点灯させるかの切り換えをユーザが行い、ユーザが意図した一方の血管(動脈または静脈)を基準として照射位置を算出する場合には、カメラ5から出力される撮像画像が主に動脈の像を含むものなのか、主に静脈の像を含むものなのかを2次元座標算出部22が識別する必要はない。
これに対して、2次元座標算出部22が、動脈と静脈とを撮像画像において区別し、照射位置を設定する場合には、カメラ5から出力される撮像画像に対して、当該撮像画像が近赤外LED61を点灯させた状態で撮像されたものなのか、赤色LED62を点灯させた状態で撮像されたものなのかを識別するための識別子を付与することが好ましい。
さらに、2次元座標算出部22が複数の照射位置を算出する場合には、その照射位置が動脈上のものなのか、静脈上のものなのか、血管から外れた箇所のものなのかを識別する識別子を付与するとともに、得られた測定データに対しても同様の識別子を付与することが好ましい。
2次元座標算出部22は、算出した照射位置を示す照射位置情報を移動部制御部26および距離調整部制御部28へ出力するとともに、取得した撮像画像と対応付けて照射位置情報を記憶部32に格納する。
(角度算出部23)
角度算出部23は、カメラ5が撮像した画像を用いて、2次元座標算出部22が算出した照射位置に照射された励起光の投影像(スポット)の形状から、特定位置における測定対象部の表面に対する励起光の照射角度を所定の角度の範囲内に収める(または、所定の角度に調整する)ための調整値を算出する。角度算出部23が利用する撮像画像は、2次元座標算出部22が算出した照射位置にプローブ7の先端が配置され、励起光が照射された状態で撮像されたものである。
角度算出部23は、この撮像画像から所定の画素値以上の画素を有する画素を抽出することにより励起光の投影像を抽出し、抽出した投影像の長軸の長さ(長径)と短軸の長さ(短径)との比を算出する。この比が所定の範囲に入っていない場合に、当該所定の範囲に入るように上記調整値を算出する。この調整値は、その時点でのプローブ7の角度と、予め設定されたプローブ7の好ましい角度との差分を示す値である。
プローブ7と支柱82との角度と、励起光の投影像の長径との関係を示す数式が予め記憶部32に格納されており、角度算出部23は、この数式を用いて上記調整値を算出すればよい。
励起光が測定対象部の表面に対して垂直に照射されていれば、励起光の投影像は円となり、励起光の照射軸が垂直から傾いていれば投影像は楕円になる。励起光の照射角度の最適値は、測定対象部によって異なる可能性があるため、一概に最適値を決めることは困難である。測定対象部に応じて、予め好ましい照射角度の範囲を決めておき、その範囲に実際の照射角度が収まるようにすればよい。
角度算出部23は、算出した調整値を角度調整部制御部27へ出力する。
(面積算出部24)
面積算出部24は、カメラ5が撮像した画像を用いて、2次元座標算出部22が算出した照射位置に照射された励起光の投影像の面積を算出する。面積算出部24が利用する撮像画像は、2次元座標算出部22が算出した照射位置にプローブ7の先端が配置され、励起光が照射された状態で撮像されたものである。
面積算出部24は、この撮像画像から所定の画素値以上の画素を有する画素を抽出することにより励起光の投影像を抽出し、その投影像の面積を算出する。
(距離算出部25)
距離算出部25は、面積算出部24が算出した面積から、プローブ7の先端と特定位置における測定対象部の表面との間の距離を所定の距離に調整するための調整値を算出する。具体的には、距離算出部25は、面積算出部24が算出した投影像の面積から、その時点でのプローブ7の先端と上記表面との間の距離を算出し、当該距離と所定の設定値との差分を算出する。投影像の面積と上記距離との関係を示す数式が予め記憶部32に格納されており、距離算出部25は、この数式を用いて上記距離を算出する。
そして、距離算出部25は、算出した差分を上記調整値として距離調整部制御部28へ出力する。
(移動部制御部26)
移動部制御部26は、移動部85へ制御信号を送信するものであり、2次元座標算出部22から出力された照射位置情報に含まれるx座標と、プローブ7の先端部のx座標とが一致するように移動部85を制御する。なお、x座標軸は、ラックレール86の長軸方向に平行な軸である。
(角度調整部制御部27)
角度調整部制御部27は、角度調整部84へ制御信号を送信するものであり、2次元座標算出部22から出力された照射位置情報に含まれるy座標と、プローブ7の先端部のy座標とが一致するように角度調整部84を制御する。なお、y座標軸は、ラックレール86の長軸方向に垂直な軸であり、xy平面は、ステージ87に平行な平面である。
また、角度調整部制御部27は、角度算出部23から出力された調整値に基づいて、角度調整部84のステージ87からの高さを調整する。このとき、プローブ7の先端のx座標およびy座標がずれないように、プローブガイド81と支柱82との角度も調整する。すなわち、角度調整部制御部27は、プローブ7の先端のx座標およびy座標を維持しつつ、励起光の照射角度が、角度算出部23が算出した調整値が示す角度だけ変化するように角度調整部84を制御する。
なお、角度算出部23および角度調整部制御部27の処理は、測定対象部に励起光を照射するために必須の構成ではない。なぜならば、角度調整部84のステージ87からの高さが固定されていれば、プローブ7の先端のy座標が決定されたときには、励起光の照射角度もおのずと決定されるからである。しかし、より好ましい照射角度で励起光を照射するために角度算出部23を設けることが好ましい。
(距離調整部制御部28)
距離調整部制御部28は、距離調整部83へ制御信号を送信するものであり、距離算出部25が算出した調整値に従って距離調整部83を制御する。すなわち、距離調整部制御部28は、プローブ7の先端と特定位置における測定対象部の表面との間の距離が所定の距離になるように距離調整部83を制御する。
なお、後述するように、測定対象部に対して垂直にプローブ7を下ろし、斜め方向から測定対象部を撮像してもよい。この場合には、プローブ7と測定対象部の表面とのなす角度はほぼ直角であり、当該角度を調整する必要はなくなる。また、プローブ7の先端と測定対象部の表面と間の距離を一定にするためのプローブ操作部8の動作も単純になる。この場合、プローブ7の先端が測定対象部の表面から例えば1mm程度離れるようにするガイドを設けてもよい。
(測定データ解析部29)
測定データ解析部29は、検出器10から出力された測定データを用いて測定結果表示用の画面を合成し、その画面を表示部30に表示する。測定結果は、蛍光スペクトルとして表示されてもよいし、所定の波長における蛍光強度が数値として表示されてもよい。また、測定データ解析部29は、測定データに対して各種の演算を行う機能も有している。
(照射位置を同一にする意義)
次に、励起光の照射位置(すなわち、測定位置)を、複数の測定機会において同一にすることの意義について説明する。
図8の(a)〜(d)は、プローブ7の先端が手首の異なる位置に配置されている状態を示す図であり、図8の(a)はプローブ7の先端が動脈に、図8の(b)はプローブ7の先端が静脈に、図8の(c)はプローブ7の先端が図8の(b)の位置とは異なる静脈の位置に、図8の(d)はプローブ7の先端が血管以外の箇所に配置されている状態を示す図である。図9は、図8の(a)〜(d)に示す各位置における測定結果を示すグラフである。
図9に示すように、励起光が手首のどの位置に照射されるかによって、発生する蛍光の強度に違いがある。特に血管に励起光を照射した場合に、血管以外の箇所に励起光を照射した場合よりも強い蛍光が検出され、動脈に励起光を照射した場合に、静脈に励起光を照射した場合よりも強い蛍光が検出される。
このような事実は、本発明の発明者が見出したものであり、これまで知られていなかった。そのため、従来のAGEs測定装置では、励起光の照射位置については特に注意が払われていなかった。その結果、従来のAGEs測定装置では、同一の被験者が測定しても、測定の機会ごとに測定値が異なるという問題が生じる。
本発明では、励起光の照射位置を複数の測定機会にわたって同一にすることにより、測定結果の再現性を高めることができ、測定結果の信頼性を高めることができる。
AGEsを測定するときに、動脈において測定することが好ましいか、静脈において測定することが好ましいかについては、結論は得られていない。しかし、動脈において測定した場合により強い蛍光が得られることは確実なため、AGEsの体内蓄積量が少ない被験者の測定を行う場合には、動脈において測定することが好ましい。なぜなら、蛍光強度が低すぎると、測定値がバックグラウンドの影響を受け易くなるからである。
なお、なぜ、動脈においてAGEsを測定すると、静脈における測定よりも強い蛍光が得られるのかについては、現時点では解明されていない。可能性として、動脈では血管壁が損傷する可能性が高く、修復のためにコレステロールが付着し、動脈硬化が起こることと関係があることが考えられる。
(測定システム100における処理の流れ)
次に、測定システム100における処理の流れの一例について説明する。図10は、測定システム100における処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、動脈においてAGEsの測定を行う場合について説明する。
まず、被験者は、挿入口2aに測定対象部を挿入し、動脈を可視化するために近赤外LED61または赤色LED62を点灯させる。その後、被験者は、入力部31を介して、測定開始の指示を入力する。
この指示を受け取ると、主制御部21は、カメラ5を制御することにより測定対象部を撮像する(S1)。この撮像画像は、照射位置(x,y座標)を算出するための画像であり、2次元座標算出部22へ出力される。
撮像画像を受け取ると、2次元座標算出部22は、その撮像画像から動脈パターンを抽出し(S2)、撮像画像の中心から最も近い位置にある動脈パターンの部分を算出し、励起光の照射位置(すなわち、測定位置)として決定する(S3)。2次元座標算出部22は、算出した照射位置の座標を示す照射位置情報を移動部制御部26および角度調整部制御部27へ出力する。
照射位置情報を受け取ると、移動部制御部26は、2次元座標算出部22から出力された照射位置情報に含まれるx座標と、プローブ7の先端部のx座標とが一致するように移動部85を制御する。また、角度調整部制御部27は、2次元座標算出部22から出力された照射位置情報に含まれるy座標と、プローブ7の先端部のy座標とが一致するように角度調整部84を制御する。これらの制御により、プローブ7の先端が、2次元座標算出部22が算出したx,y座標に位置決めされる(S4)。
その後、主制御部21の制御に従って励起光源9から励起光が出射され、プローブ7の先端から測定対象部の特定位置に励起光が照射される。この状態で再度カメラ5は、測定対象部を撮像し、その撮像画像(励起光照射画像と称する)は面積算出部24および角度算出部23へ出力される(S5)。
励起光照射画像を受け取ると、面積算出部24は、この励起光照射画像に含まれる励起光の投影像の面積を算出し、算出した面積を距離算出部25へ出力する(S6)。
距離算出部25は、面積算出部24が算出した投影像の面積から、その時点でのプローブ7の先端と特定位置における測定対象部の表面との間の距離を算出し、当該距離と所定の設定値との差分を算出する(S7)。そして、距離算出部25は、算出した差分を示す調整値を距離調整部制御部28へ出力する。
この調整値を受け取ると、距離調整部制御部28は、プローブ7の先端と上記表面との間の距離が当該調整値が示す距離だけ変化するように距離調整部83を制御する(S8)。
その後、角度算出部23は、励起光照射画像から励起光の投影像を抽出し、抽出した投影像の長軸の長さ(長径)と短軸の長さ(短径)との比を算出する(S9)。そして、角度算出部23は、この比が所定の範囲に入っているかどうかを判定し、入っていない場合に(S10にてNO)、上記比を所定の範囲内に収めるための調整値(角度調整値)を算出する(S11)。
一方、上記比が所定の範囲に入っている場合には(S10にてYES)、角度算出部23は処理を終了する(S12へ)。
なお、面積算出部24・距離算出部25における処理と、角度算出部23における処理とは、実行される順序が逆転してもよい。
その後、再度、励起光源9から測定対象部の特定位置に励起光が照射され(励起光出射工程)、その励起光によって発生した蛍光が反射用ファイバー7bによって受光され(受光工程)、当該反射用ファイバー7bを通して検出器10へ導かれる。検出器10は、蛍光を受光し、当該蛍光の波長および波長ごとの強度を測定し、その測定データを測定データ解析部29へ出力する(S12)。なお、このとき、励起光が照射された状態を撮像した画像が、表示部30に表示されるとともに、記憶部32に格納されてもよい。
測定データを受け取ると、測定データ解析部29は、当該測定データを用いて、表示用のグラフ等を作成し、表示部30に表示する(S13)。
なお、蛍光強度をより正確に測定するために、特定の基準物質に対して励起光を照射し、その蛍光を基準(リファレンス)として検出器10が受光した蛍光強度を補正することが好ましい。
すなわち、本発明の測定方法に、蛍光強度の測定の標準となる蛍光を受光する標準蛍光受光工程と、標準蛍光受光工程において受光した蛍光の強度を用いて、受光工程において受光した蛍光の強度を補正する補正工程とを含めてもよい。これらの工程は、検出器10が特定位置からの蛍光を受光する前後の短い時間間隔の間に行われることが好ましい。このような蛍光強度の補正を行うことにより、測定値の信頼性を高めることができる。
リファレンスを用いて補正を行う場合の計算例の一例として、例えば、測定値とリファレンスとの比をとることが挙げられる。
また、上記基準物質として、励起光を長時間照射しても蛍光強度が低下しにくい物質を選択することが好ましい。このような基準物質として、ナノメータサイズの粒子を用いたナノ粒子蛍光体を用いることが好ましい。ナノ粒子蛍光体は、励起光を連続的に照射しても発生する蛍光の強度が低下しにくい。上記基準物質として蛍光ビーズを用いた場合には、励起光を連続的に照射すると次第に蛍光強度が低下していくという問題がある。なお、ナノ粒子蛍光体は、ナノ粒子のサイズを調整することによって蛍光波長を調整できるものである。
また、ステップS12において得られた蛍光強度が所定の蛍光強度に達していない場合に、2次元座標算出部22は、励起光の照射位置を補正してもよい。上記の場合に、例えば、2次元座標算出部22は、励起光の照射位置のx座標またはy座標を所定の値だけ増加または減少させてもよい。上記所定の値は、当業者によって予め適宜設定されればよい。そして、測定装置1は、補正された照射位置に励起光を照射し、再度蛍光強度を測定する。
この構成により、何らかの誤差により血管に励起光が照射されなかった場合に、僅かに照射位置をずらして再度測定することにより、所定の強度以上の強度を有する蛍光を検出する可能性を高めることができる。
(測定システム100の効果)
以上のように測定システム100では、測定対象部を撮像した画像を解析し、血管の位置を基準として励起光の照射位置を算出する。血管の位置は、短期間ではほとんど変化することはないため、血管の位置を基準として照射位置を算出することにより、異なる測定機会において同一被験者の体における同一の位置に励起光を照射することができる。
それゆえ、励起光の照射位置が異なることにより測定値が異なる可能性のある測定を測定システム100を用いて行うことにより、測定値のばらつきが少なく、再現性の高い測定結果を得ることができる。
上述の説明では、AGEsを測定する場合を例に挙げたが、本発明は、AGEsの測定に限らず、励起光の照射位置が異なることにより測定値が異なる可能性のある測定を行うための測定装置に適用できる。換言すれば、励起光源から出射される励起光の波長は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長に限定されない。
(変更例)
測定システム100において、測定機会ごとに照射位置を算出する必要は必ずしもなく、最初の測定機会において2次元座標算出部22が算出した座標、角度算出部23および距離算出部25がそれぞれ算出した調整値を記憶部32に格納しておき、2回目の測定機会では、記憶部32に格納された情報が示す励起光の照射位置(x,y座標)、励起光の照射角度およびプローブガイド81のプローブ挿入口3aへの挿入量を採用して励起光を照射してもよい。
すなわち、制御装置20は、励起光を照射すべき位置を示す照射位置情報を記憶する記憶部32を備えており、測定装置1は、記憶部32が記憶した照射位置情報が示す位置に励起光が照射されるようにプローブ7の位置を調節するプローブ操作部8を備えていてもよい。
この構成では、測定機会ごとに照射位置を算出する必要がなくなり、制御装置20の処理量を低減できる。
ただし、この構成では、プローブ操作部8に対する測定対象部の相対位置を、複数の測定機会にわたって同一にするための構成を設けることが好ましい。例えば、拳を握った状態で手首を挿入口2aに挿入した状態で、当該拳の先端の位置を規定する突起部を底部2の内部に設けてもよい。
また、制御装置20は、励起光を照射すべき位置を示す照射位置情報を、入力部31を介してユーザから取得し、その照射位置情報を記憶部32に記憶しておき、次の測定機会において、記憶部32に記憶した照射位置情報が示す照射位置にプローブ7の先端が配置されるようプローブ操作部8を制御してもよい。
この構成では、ユーザが自身で励起光の照射位置を決定し、制御装置20に入力する。一度照射位置を入力すれば、次回の測定機会から、その照射位置に励起光が照射される。それゆえ、複数の測定機会にわたって励起光の照射位置を同一にすることができる。
また、プローブ7の先端の位置を2次元座標算出部22が算出した照射位置に配置する工程を、ユーザが手動でプローブ操作部8を直接操作することで行ってもよい。この場合には、プローブ操作部8を制御する機能を制御装置20に持たせる必要はなくなる。その代わりに、制御装置20は、2次元座標算出部22が算出した照射位置を、リアルタイムでカメラ5が撮像した画像中に表示する。ユーザは、表示部30に表示されたリアルタイムの画像を見ながら、表示されている照射位置にプローブ7の先端が位置するようにプローブ操作部8を操作すればよい。
また、最初の測定機会において、励起光が照射されている測定対象部(測定が行われた部位)を撮像した画像を記憶部(第2記憶部)32に格納しておき、2回目以降の測定機会において、表示部30は、リアルタイムでカメラ5が撮像した画像に加え、記憶部32に記憶されている画像を表示してもよい。
この構成において、ユーザは、表示部30に表示された初回の撮像画像を見ることにより、どこにプローブ7の先端を配置すればよいかを知ることができる。そして、リアルタイムの撮像画像と初回の撮像画像とを見比べることにより、初回の照射位置にプローブ7の先端を配置することが容易にできる。その結果、複数の測定機会にわたって、同一位置に励起光を照射することが容易になる。この構成では、プローブ操作部8をユーザが手動で操作してもよいし、制御装置20を介してプローブ操作部8を操作してもよい。
プローブ操作部8をユーザが操作する構成では、2次元座標算出部22が算出した照射位置に励起光を正確に照射することが困難な場合が想定される。そのため、2次元座標算出部22が算出した照射位置に励起光が照射されているかどうかをユーザに報知する報知部を設けることが好ましい。この報知は、音(ビープ音)によって行われてもよいし、画像、光等によって行われてもよい。すなわち、報知部は、例えば、スピーカ、表示部、発光装置またはこれらの組み合わせである。上記表示部として制御装置20が有する表示部30を利用することができる。上記スピーカとして、制御装置20が有するスピーカを利用できる。
上記発光装置は、例えば、測定装置1に設けられたLEDである。報知部としてLEDを用いる場合、2次元座標算出部22が算出した照射位置(目標照射位置と称する)に励起光が照射されているかどうかを、目標照射位置と実際の励起光の照射位置(実測照射位置と称する)との間の距離に基づいて複数の点灯パターンを切り換えることによってユーザに報知してもよい。
例えば、予め4段階の点灯パターン(消灯も含む)を設けておき、実測照射位置が目標照射位置から第1の距離(例えば、3mm)以上離れている場合にはLEDを消灯し、第1の距離よりも近く第2の距離(例えば、0.5mm)以上離れている場合にLEDを所定の点灯間隔で点滅(低速点滅)させ、第2の距離よりも近く第3の距離(例えば、0.1mm)以上離れている場合にLEDを上記所定の点灯間隔よりも短い時間間隔で点滅(高速点滅)させ、第3の距離よりも近づいた場合(例えば、誤差が0.1mmよりも小さい場合)にLEDを点灯させてもよい。
点灯パターンは2段階でも、3段階でもよい。2段階の場合には、例えば、実測照射位置が目標照射位置とほぼ一致した場合(許容される所定の誤差範囲に入った場合)にLEDを点灯させ、一致していない場合に消灯してもよい。3段階の場合には、例えば、消灯、点滅、点灯という点灯パターンを用いればよい。
このような構成を実現するために、2次元座標算出部22が算出した照射位置と、実際に励起光が照射されている位置(プローブ操作部8によって調整された照射位置)とが一致しているかどうかの判定を行う判定部を主制御部21に設ける。
実際に励起光が照射されている位置は、励起光が照射されている箇所を撮像したカメラ5の画像(第2撮像画像)から算出してもよい。この場合には、第2撮像画像から励起光の照射位置を算出する照射位置算出部を主制御部21に設ければよい。
または、ユーザが制御装置20を介してプローブ操作部8を操作する場合には、プローブ7の先端の位置を、実際に励起光が照射されている位置とみなし、プローブ操作部8の操作履歴からプローブ7の先端の位置を求め、その時点における励起光の照射位置として利用してもよい。この処理は、上記判定部が行えばよい。
また、互いに異なる口径を有する複数のプローブ7を測定装置1に備え、これらのプローブを切り換えることができる構成にしてもよい。すなわち、プローブ7は、互いに異なる口径を有する複数のプローブを含み、蛍光を受光する(または励起光を出射する)プローブを切り換える切り換え部を測定装置1に設けてもよい。
上述したように、血管の太さによって、プローブ7の最適な口径は異なる。そのため、複数段階の大きさの口径を有する複数のプローブ7を切り換えることにより、太さの異なる複数種類の血管に対してそれぞれ最適な測定を行うことができる。
複数のプローブ7を切り換える機構(切り換え部)として、例えば、複数のプローブ7を全て励起光源9および検出器10に接続しておき、励起光を出射するプローブ7を切り換える構成を採用してもよい。また、励起光源9および検出器10に接続されるプローブ7を切り換える構成にしてもよい。
また、測定装置1にプローブ7を複数備え、特定部位としての、動脈、静脈、および血管が存在していない箇所を含む少なくとも3箇所に対して測定を行ってもよい。この場合には、2次元座標算出部22は、動脈上、静脈上、および血管が存在していない箇所を含む少なくとも3箇所の照射位置を算出し、プローブ操作部8は、少なくとも3つのプローブ7の先端を、各照射位置に配置すればよい。
この構成により、一度に種類の異なる複数箇所に対して測定を行うことができる。動脈、静脈、および血管が存在していない箇所においては、測定値が互いに異なる可能性が高く、3箇所の測定値のうち最も信頼性が高いものを採用するなど、測定値の解析方法に幅をもたせることができる。
また、特定部位としての、動脈または静脈において互いに太さの異なる複数の箇所に対して同時に測定を行ってもよい。この場合、2次元座標算出部22は、カメラ5の画像を解析することにより、血管の太さが互いに異なる複数箇所を励起光の照射位置として算出すればよい。
この構成によっても、得られた複数の測定値のうち最も信頼性が高いものを採用するなど、測定値の解析方法に幅をもたせることができる。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図11〜図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、腕枕44に腕(測定対象部)を載置することにより、腕の同一位置にプローブの先端を配置する測定装置40について説明する。
図11は、測定装置40の外観を示す斜視図である。図12は、測定装置40が備える撮像用筐体41を傾倒させた状態を示す斜視図である。
図11および図12に示すように、測定装置40は、撮像用筐体(遮光部)41、カメラ5、血管可視化光源6、プローブ7および腕枕(固定部)44を備えている。なお、図11においては、腕枕44を図示しておらず、図12においてはプローブ7は撮像されていない。
撮像用筐体41は、撮像用筐体4と同様に遮光性を有する材質からなるものであり、測定対象部を撮像するための撮像空間を形成する。この撮像用筐体41の上面には、カメラ5および血管可視化光源6が設けられており、測定装置1と同様に血管を可視化した状態で撮像が行えるようになっている。
なお、図13に示すように、カメラ5および血管可視化光源6を撮像用筐体41の上面に対して傾けた状態で配置してもよい。図13は、カメラ5および血管可視化光源6の配置様式の変更例を示す図である。
また、撮像用筐体41の側面には、被験者の測定対象部を挿入するための開口部42が設けられている。この開口部42の内周には、外光を遮断し、可撓性を有する材質からなる複数の弁状部材43が設けられている。これらの弁状部材43は、測定対象部を開口部42に挿入するときに、当該挿入に伴って撮像用筐体41の内部に湾曲する。
このような弁状部材43を設けることで、測定対象部を開口部42に挿入した状態で外光が撮像用筐体41の内部に入ることを防止できるとともに、塵や埃が撮像用筐体41の内部に入ることを防止できる。
プローブ7は、撮像用筐体41の上面から当該撮像用筐体41に対してほぼ垂直に挿入されている。プローブ7は、図示しない操作部によって、撮像用筐体41の上面に対して垂直な方向に移動させることができる。
プローブ7の他方の2つの端部は、測定装置1と同様に、それぞれ励起光源9および検出器10に接続されている。
腕枕44は、プローブ7の先端に対する測定対象部の相対位置を固定する台である。この腕枕44の表面には、測定対象部を載置する場所を規定する窪みまたは突起部が設けられていることが好ましい。例えば、指先または肘を当接させることができる突起部が設けられていてもよいし、手首の形状に適合した窪みが設けられていてもよい。
腕枕44の大きさおよび形状は特に限定されないが、例えば、12×18×5cmの直方体形状のものを利用できる。
また、測定装置40の各部は、測定装置1と同様に制御装置20によって制御できるように当該制御装置20と接続されている。
(測定装置40の効果)
測定装置40では、プローブ7を垂直方向に移動させることはできるが、測定装置1のように3次元的にプローブ7を操作することはできない。しかし、測定対象部を腕枕44に載置することにより、プローブ7の先端は、複数の測定機会において測定対象部の同じ位置に下りる。そのため、複数の測定機会にわたって励起光の照射位置を同一にすることができる。
なお、測定装置40において、面積算出部24および距離算出部25の機能を利用して、プローブ7の先端と測定対象部の表面との間の距離を調整してもよい。また、測定装置40に接続される制御装置20には、2次元座標算出部22および角度算出部23を設ける必要はない。
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施形態について図14〜図15に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1〜2と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、携帯型の測定装置50・60について説明する。
本発明の測定装置を携帯型として実現してもよい。図14の(a)および(b)は、測定装置50・60の構成を示す断面図である。図14の(a)および(b)に示すように、測定装置50・60は、撮像用筐体(遮光部)51を備えている。この撮像用筐体51は、撮像用筐体4と同様に遮光性の材質からなる中空部材である。撮像用筐体51の高さは、測定装置50の場合、例えば9cmである。
撮像用筐体51の底部には、開口部52が設けられており、この開口部52を測定対象部に当接させることにより閉じた撮像空間が形成される。
カメラ5および血管可視化光源6は、撮像用筐体51の上面に設けられている。カメラ5の撮影軸は、図14の(a)に示すように開口部52を含む平面に対して垂直であってもよいし、図14の(b)に示すように開口部52を含む平面に対して垂直から傾いていてもよい。プローブ7の角度についても同様である。
携帯型の測定装置50・60の場合には、図15に示すように、制御装置20の代わりに小型の携帯型端末70に接続してもよい。携帯型端末70は、例えば、携帯電話、PDA(personal digital assistant)、携帯ゲーム機である。図15は、携帯型の測定装置50・60が携帯型端末70に接続されている状態を示す図である。図15に示す構成では、励起光源9および検出器10は、撮像用筐体51の内部に設けられている。また、図15には、3本のプローブ7が示されているが、プローブ7は単数でも複数でもよい。
測定装置50・60では、携帯型端末70の表示部71に、カメラ5が撮像したリアルタイムの画像と、前回の測定時の画像とが表示される。すなわち、携帯型端末70は、最初の測定機会において、励起光が照射されている測定対象部(測定が行われた部位)を撮像した画像を記憶部に格納しておき、2回目以降の測定機会において、表示部71は、リアルタイムでカメラ5が撮像した画像に加え、記憶部に記憶されている画像を表示する。
この構成により、被験者は、表示部30に表示された初回の撮像画像を見ることにより、どこにプローブ7の先端を配置すればよいかを知ることができる。そして、リアルタイムの撮像画像と初回の撮像画像とを見比べることにより、初回の照射位置にプローブ7の先端を配置することが容易にできる。その結果、複数の測定機会にわたって、同一位置に励起光を照射することが容易になる。
測定装置50・60では、測定対象部に対する撮像用筐体51の相対位置を変化させることで、プローブ7の先端の位置(すなわち、励起光の照射位置)を変更する。
〔測定結果処理装置について〕
(発明が解決しようとする課題)
特許文献1に記載の方法では、さらに、以下のような問題が生じる。
すなわち、特許文献1に記載の方法では、得られた蛍光スペクトルから、疾病の存在と状態に関係する特徴量を読み取るには、専門知識や複雑な計算が必要であり、測定結果を特別の知識を持たない一般ユーザが理解することは難しい。そのため、健康管理や疾病予防のためのツールとして、一般ユーザに提供することはできないという問題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のさらなる目的は、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定システムにおいて得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報として提供する測定結果処理装置、測定システム、測定結果処理方法、制御プログラムおよび記録媒体を実現することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明の測定結果処理装置は、上記課題を解決するために、被験者の体(生体)の一部を測定対象部として、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光における蛍光特性を抽出する特徴量抽出手段と、上記特徴量抽出手段によって抽出された蛍光特性に基づいて、上記測定対象部に含まれる蛍光物質の量を示す蛍光物質量を特定する物質量特定手段と、上記物質量特定手段によって特定された蛍光物質量に基づいて、上記測定対象部または該測定対象部の一部が受けている損傷の度合いを示すダメージ度を判定するダメージ度判定手段とを備えていることを特徴としている。
本発明の測定システムは、上記課題を解決するために、被験者(生体)の測定対象部に励起光が照射されることによって生じる蛍光の測定データを取得する測定装置と、上述のいずれかの測定結果処理装置とを備え、上記測定結果処理装置が、上記測定装置によって取得された測定データを処理し、上記測定装置は、上記被験者の測定対象部に到達する環境光を遮断する遮光部と、上記被験者の測定対象部に対して励起光を照射する励起光源と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を分析して測定データを生成する検出器とを備えていることを特徴としている。
本発明の測定結果処理方法は、上記課題を解決するために、被験者の体(生体)の一部を測定対象部として、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光における蛍光特性を抽出する特徴量抽出ステップと、上記特徴量抽出ステップにて抽出された蛍光特性に基づいて、上記測定対象部に含まれる蛍光物質の量を示す蛍光物質量を特定する物質量特定ステップと、上記物質量特定ステップにて特定された蛍光物質量に基づいて、上記測定対象部または該測定対象部の一部が受けている損傷の度合いを示すダメージ度を判定するダメージ度判定ステップとを含むことを特徴としている。
上記構成によれば、物質量特定手段が、被験者の測定対象部を測定して得られた蛍光特性から目的の蛍光物質量を出力するのみにとどまらず、さらに、ダメージ度判定手段が、上記蛍光物質量に基づいて、測定対象部の損傷の度合いを示すダメージ度を出力することができる。
測定結果として得られる蛍光物質の蛍光物質量は、その他の化学物質の量を表すときと同様に、日常生活でよく用いられることない単位や量で数値化されることが多い。したがって、上記蛍光物質量が出力されたとしても、化学の知識に乏しいユーザがその測定結果を分析して、何らかの結論を導き出したり、被験者(測定対象部)の状態を把握したりすること困難である。
これに対し、本願発明は、測定結果の蛍光物質量を、ダメージ度に置き換えて出力することが可能となる。上記ダメージ度とは、測定対象部の損傷の度合いを示す値であり、化学物質の量を示す数値と比較して、被験者(測定対象部)の状態をより直接的に表すことができる。
したがって、測定結果処理装置は、ダメージ度という被験者(測定対象部)の状態を想像しやすい指標を出力することにより、従来理解することが難しかった測定結果を、特別の知識がない一般のユーザにも容易に理解できる情報として提供することが可能になるという効果を奏する。
これにより、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定システムにおいて得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報としてユーザに提供することが可能になるという効果を奏する。
≪実施形態4≫
本発明の一実施形態について図17〜図31に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、測定対象となる生体(以下、被験者と称する)の体の一部(測定対象部と称する)に励起光を照射し、得られた蛍光スペクトル(蛍光特性)を解析することにより、測定対象部のAGEs蓄積量(蛍光物質量)を測定する測定システム1100について説明する。しかし、本発明の測定システムは、ヒトに限定されず、イヌやネコなどの動物も含むあらゆる生体を被検体として測定を実施することができる。
〔測定システム1100の構成〕
図18は、本発明の実施形態における測定システム1100の構成を示す概略図である。図18に示すように、測定システム1100は、測定装置1001および制御装置1020を備えている。
測定装置1001は、被験者の腕、手首、指、手のひら等の測定対象部の特定部位に対して励起光を照射し、それによって発生した蛍光を受光し、受光した蛍光の強度を測定する(蛍光スペクトルを検出する)測定装置である。この蛍光スペクトルに基づいて、生体内の物質の蓄積量を測定することができる。
特定部位とは、例えば、動脈、静脈、動脈および静脈の組み合わせ(つまり血管)、逆に、血管が存在しない皮膚の部分を意味している。本実施形態では、測定装置1001を制御する制御装置1020は、被験者の手首付近の血管に励起光が照射されるように、測定対象部を撮像した撮像画像に基づいて、ユーザ(測定装置1001・制御装置1020の操作者および/または被験者)の操作を支援する機能(測定操作支援機能)を有する。
制御装置1020は、測定装置1001の各部を制御するとともに、測定装置1001が取得した各種情報を処理する情報処理装置である。この制御装置1020は、汎用のパーソナルコンピュータであってもよいし、専用の端末装置であってもよい。制御装置1020が測定装置1001から取得する情報としては、測定装置1001が撮像した測定対象部の画像、および、測定装置1001が測定した測定対象部の蛍光スペクトル(蛍光の強度)などの各種情報が挙げられる。
〔測定装置1001の構成〕
図18に示すように、測定装置1001は、撮像用筐体1004、プローブ7、プローブ7を支持するプローブ支持部1008、励起光源9および分光器1010を備えている。撮像用筐体1004は、底部1002の上に測定対象収容部1003が設けられた構成となっており、測定対象部を収容するものである。
(撮像用筐体1004)
撮像用筐体(遮光部)1004は、励起光が照射されることにより発生する蛍光を、プローブ7によって効率良く得るためのものであり、測定対象部(ここでは手首)に到達する環境光を遮断し、励起光の強い反射を防止するための遮光部として機能する。撮像用筐体1004は、底部1002の上に測定対象収容部1003が設けられた構成であり、測定対象収容部1003は、内部に、測定対象部を撮像するためのカメラ部1005および血管可視化光源1006と、測定対象部に励起光を照射または蛍光を導光するためのプローブ7の先端とを収容する。
撮像用筐体1004の測定対象収容部1003の材質としては、PP(ポリプロピレン)、遮光性ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等といったプラスチック製のものでもよいし、これらの樹脂類の代わりに、容器内側にアルミ箔をつけた紙類、金属類、木類等どんなものでも構わない。だたし、可搬性、経済性、耐久性を鑑みると遮光性プラスチックが有利である。
撮像用筐体1004の底部1002は、底部1002の側面から、測定対象部(手首)を測定対象収容部1003内部へと収容した状態でも、測定対象収容部1003を安定して支持する支持部として機能する。底部1002の材質は、特に限定されないが、測定対象収容部1003と同様に遮光性を有するとともに、人体との密着性が高いシリコーン樹脂製のパッドで構成されることが好ましい。
図19は、撮像用筐体1004の透視斜視図である。図20は、撮像用筐体1004の内部を底部1002側から見た平面図である。
図19に示すとおり、底部1002の側面には、測定対象部(手首)を挿入するための挿入口1002aが設けられている。また、図19および図20に示すとおり、底部1002の上面には、開口部1002bが設けられており、この開口部1002bと測定対象収容部1003の内部とが連通することにより測定対象部を撮像するための空間が形成されている。
測定対象収容部1003の大きさは、想定されている測定対象部を収容できさえすればどのような大きさでもかまわない。
しかし、測定装置1001を可搬性、携帯性にすぐれた小型の装置で実現する場合には、測定対象収容部1003は小さければ小さいほど好ましい。測定装置1001を小型化するために、撮像用筐体1004と励起光源9との間、および、撮像用筐体1004と分光器1010との間を、プローブ7を用いずに中空ネジなどを介して直結することができ、さらに、励起光源9および分光器1010についても可搬性に優れた小型の装置を採用することができる。
なお、想定されている測定対象部が大きく、測定対象収容部1003を大型化しなければいけない場合には、測定対象収容部1003は、複数段階のユニットからなるように形成しておくことが好ましい。このようにすれば、必要なときに組み立てて使え、使用しないときは分解して収納できるため、携帯性が高まる。この測定対象収容部1003は、底部1002と容易に結合する、例えば差し込み式の構造となっていることが望ましい。
図18〜図20に示すとおり、測定対象収容部1003の内部には、各種電子部品を搭載する基板1060がビス1064によって固定されており、測定対象収容部1003に形成されている空間は、基板1060によって上部と下部に仕切られている。空間上部にカメラ部1005が、空間下部に血管可視化光源1006(近赤外LED61および赤色LED62)が収容されるように、それぞれが、基板1060の上面、下面に搭載されている。
図19および図20に示すとおり、基板1060には、開口部1063が設けられている。このため、図19に示すように、測定対象収容部1003の外部上面のプローブ挿入口1003aから挿入されたプローブ7は、測定対象収容部1003の空間上部および下部を貫通し、その先端は、底部1002の挿入口1002aから挿入された測定対象部に到達することが可能である。また、空間上部において基板1060上に搭載されたカメラ部1005は、開口部1063を介して空間下部に収容される測定対象部を撮像することができる。
(カメラ部1005)
カメラ部1005は、測定対象部を撮像する撮像装置であり、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)カメラまたはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)カメラであるが、その他の撮像装置を用いてもよい。
カメラ部1005は、図示しないレンズを備えており、このレンズを調整することにより、画像の拡大および縮小が可能である。このようなレンズの調整は、ユーザが直接手動で行ってもよいし、制御装置1020を介して行ってもよい。
カメラ部1005が撮像した画像は、制御装置1020へ出力され、制御装置1020の表示部に表示される。
なお、市販のデジタルカメラでは、可視光を透過させて、赤外線を反射させるIRカットフィルタが撮像素子の前に装備されている場合があるが、このフィルタを除去して、近赤外領域だけを通すバンドパスフィルターを入れてもよい。この場合は、プローブ7の前にも、例えば450nmを中心とするバンドパスフィルターを入れることになる。この構成により、カメラの筐体が不要になり、測定装置を小型化できる。
(血管可視化光源1006)
血管可視化光源1006は、波長範囲の互いに異なる複数種類の照明光(具体的には、赤色光および赤外光)を切り換えて、測定対象部に照射する照明装置であり、測定対象収容部1003の内部かつカメラ部1005の近傍に設けられている。血管可視化光源1006の例として、京セミ株式会社製Multi−Wavelength LED KED694M31Dを挙げることができる。より詳細には、図19および図20に示すとおり、血管可視化光源1006は、複数の近赤外LED61および赤色LED62で実現されている。近赤外LED61および赤色LED62は、血管中に存在する酸化/還元ヘモグロビンの吸収特性から、その画像を可視化することが可能である。近赤外LED61および赤色LED62は、基板1060に形成された開口部1063の周囲に交互に設けられている。基板1060は、ビス1064によって測定対象収容部1003の内部に取り付けられている。開口部1063の中心は、カメラ部1005の光軸の中心とほぼ一致しているため、開口部1063の周囲に配置された血管可視化光源1006が測定対象部の撮像に支障を来たすことはない。
近赤外LED61は、945nm前後(890〜1010nm)の近赤外領域の波長を有する光を出射する光源である。近赤外光を皮膚表面に照射することにより、酸化ヘモグロビンを検出することができ、静脈を可視化できる。
赤色LED62は、660nm前後(620〜700nm)の赤色領域の波長を有する光を出射する光源である。赤色光を皮膚表面に照射することにより、還元ヘモグロビンを検出することができ、動脈を可視化できる。
近赤外LED61を点灯させるか、赤色LED62を点灯させるかの切り換えは、例えば、制御装置1020を介して行ってもよい。
このように、測定装置1001において、血管可視化光源1006を用いることにより、目視で確認しにくい毛細血管であっても可視化することができ、その画像をカメラ部1005から得て、制御装置1020に表示させることが可能となる。したがって、血管の太さや皮膚表面からの深さを選ばずに測定位置を特定できるようにユーザを支援することが可能となる。また、動脈と静脈とを区別することが容易になる。
(プローブ7)
プローブ7は、複数の測定機会にわたって、測定対象部の皮膚表面における特定部位(血管など)に対して励起光を照射する励起光照射部、および、励起光が当該特定部位に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部として機能する。すなわち、プローブ7は、励起光照射部および受光部の組み合わせである。
図5の(a)および(b)は、プローブ7の断面形状を示す図である。同図については実施の形態1〜3において説明したとおりであるので説明は繰り返さない。
(プローブ支持部1008)
プローブ支持部1008は、プローブ7の先端と、照射位置(特定部位)における測定対象部の表面との間の距離を安定して保つための支持機構である。プローブ支持部1008は、プローブ先端を収容するプローブガイド1081(図19、図20)、支柱82および留め具1083(図18)を備えている。
プローブガイド1081は、プローブ7をその内部に挿入するための管状の部材である。プローブ7が可撓性を有する場合には、プローブ7先端の正確な位置合わせが困難になる。そのため、プローブ7先端をプローブガイド1081に挿入した状態で、プローブガイド1081の位置および角度を調整することにより、プローブ7先端の位置および角度を調整することが好ましい。
図19および図20に示すとおり、本実施形態では、このプローブガイド1081は、測定対象収容部1003に設けられたプローブ挿入口1003aに挿入されているか、または、測定対象収容部1003内部で、プローブ挿入口1003aに連結している。
支柱82および留め具1083は、励起光源9および分光器1010のそれぞれから撮像用筐体1004へと伸びるプローブ7を支持するために、励起光源9および分光器1010と、撮像用筐体1004との間に設置される。プローブ7が可撓性を有する場合、測定対象収容部1003の上面に設けられたプローブ挿入口1003aからプローブ7を挿入すると、励起光源9および分光器1010と撮像用筐体1004との位置関係によっては、プローブ7の先端の向きを安定させることが難しい。そこで、支柱82に接続して高さが調節された留め具1083でプローブ7を掴んで保持することにより、プローブ7の先端を安定して測定対象収容部1003内に挿入することができる。
(励起光源9)
励起光源9は、測定対象部に照射する励起光を生成する光源である。本実施形態では、この励起光は、AGEs由来の蛍光を検出するためのものであり、AGEsを測定するために適した波長範囲を有している。励起光源9として用いられる光源の種類としては、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、LED、LD等が利用可能である。
AGEsには、現在構造が明らかになったものだけでも20ほどの種類があり、その中で励起光を照射すると蛍光を発するものがいくつかある。
例えば、CLF(collagen−linked fluorescence)は、コラーゲンと結合したAGEsからの蛍光であり、総AGEs生産およびこれに付随するコラーゲン架橋の一般的な尺度として用いられる。
ペントシジンおよびベスパーリジンはAGEsの代表的な例である。ペントシジンはペントースと等モルのリジンとアルギニンとが架橋した構造を有し、酸加水分解後に安定な蛍光性物質である。このペントシジンは、特に糖尿病の発症や末期の腎症において増加することが報告されている。ベスパーリジンはAGE化ウシ血清アルブミン(BSA)を酸加水分解した後、主要な蛍光性物質として単離され、2分子のリジンを架橋した構造を有している。
励起光源9は、例えば、紫外光(230〜365nm)や可視光(405nm)などを照射することができる。このような波長の励起光を測定対象部の特定部位(例えば、血管など)に照射することにより、照射位置の血管壁蓄積物から蛍光が得られる。得られた蛍光は、分光器1010に導光され、分光器1010によって分析される。
(分光器1010)
分光器1010は、特定部位に励起光が照射されることによって発生した蛍光を、プローブ7の反射用ファイバー7bを通して受光し、その蛍光の波長および波長ごとの強度を測定する。すなわち、分光器1010は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定する。分光器1010の仕様としては、目的とする波長帯の光を検出できるものなら特に制限はない。ただし、測定装置1001の可搬性を高める上では、半導体検出器を用いるほうが有利である。
分光器1010は、蛍光を検出・分析し、分析結果を電気信号に変換したものである測定データを、通信ケーブルを介してあるいは無線通信手段を介して制御装置1020に送信する。本実施形態では、制御装置1020または他のパソコンから、通信ケーブルを介して分光器1010を制御することが可能であり、検出の積算時間設定やデータ取り込み等の制御を行うことができる。本実施形態では、制御装置1020が備える分光器制御ソフトとしては例えばVisualSpectra2.1Srを用いることができる。
制御装置1020は、分光器1010を制御し、分光器1010から受信した測定データを処理する。測定データから得られた測定対象部の蛍光強度は、測定対象部の血管内蓄積物の存在量に比例して、その量が多い場合には強く、少ない場合は弱く出ることが明らかになった。
そこで、制御装置1020は、得られた蛍光強度に基づいて、測定対象部の血管壁に蓄積するAGEsなどの蛍光物質の蓄積量(蛍光物質量)を測定し、測定結果をユーザにとって分かり易い情報に変換して出力する。すなわち、制御装置1020は、血管壁における蛍光物質の蓄積量という情報を健康状態が一目で分かる指標に変換してユーザに提示する機能(以下、測定結果処理機能)を実現する測定結果処理装置である。制御装置1020は、変換された測定結果を、例えば表示部に表示することにより、ユーザに提供する。以下では、この制御装置1020の構成について、より詳細に説明する。
〔制御装置1020の構成〕
図17は、本発明の実施形態における制御装置1020の要部構成を示すブロック図である。図17に示すとおり、本実施形態における制御装置1020は、制御部1030、記憶部1031、表示部1032、操作部1033、および、通信部34を備える構成となっている。
表示部1032は、制御装置1020が測定装置1001から取得した各種情報や、あらかじめ自装置に保存している各種情報を表示したり、制御装置1020が分析した測定結果を表示したり、ユーザが制御装置1020を操作するための操作画面をGUI(Graphical User Interface)画面として表示したりするものである。表示部1032は、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)などの表示装置で構成される。
操作部1033は、ユーザが制御装置1020に指示信号を入力するためのものである。操作部1033は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネル、タッチセンサ、タッチペン、もしくは、音声入力部と音声認識部などの適宜の入力装置で構成される。
通信部34は、有線または無線通信網を介して外部の装置と通信を行うものである。本実施形態では、通信部34は、分光器1010と通信し、分光器1010から測定データなどの各種データを受信したり、分光器1010に指示を送信したりする。また、通信部34は、励起光源9、血管可視化光源1006と通信して、各光源による照射動作を制御する。さらに、通信部34は、カメラ部1005と通信し、カメラ部1005が撮像する測定対象部の画像(静止画またはライブビュー画像いずれでもよい)を取得する。
記憶部1031は、制御部1030が、制御装置1020が有する各種機能を実行するときに読み出す各種データを記憶するものであり、例えば、不揮発性の書き換え可能な記憶装置にて実現される。特に、記憶部1031は、制御装置1020が、測定操作支援機能、および、測定結果処理機能を実現する際に読み出す各種プログラム、データを記憶する。具体的には、記憶部1031には、対象特徴量記憶部1050および相関情報記憶部1051が含まれる。なお、制御部1030が実行する制御プログラムおよびOSプログラムは、記憶部1031とは別に、不図示のROM(read only memory)等の記憶装置に記憶されていてもよい。
制御部1030は、制御装置1020が備える各部を統括制御するものであり、機能ブロックとして、少なくとも、分光器制御部1040、特徴量抽出部1041、蓄積量特定部1042、血管状態判定部1043、および、表示制御部1045を備えている。さらに、制御部1030は、機能ブロックとして、血管年齢算出部1044および照射位置判定部1046を備えていてもよい。
上述した制御部1030の各機能ブロックは、CPU(central processing unit)が、ROM(read only memory)等で実現された不図示の記憶装置または記憶部1031に記憶されているプログラムを不図示のRAM(random access memory)等に読み出して実行することで実現できる。
照射位置判定部1046は、制御装置1020の測定操作支援機能を実現するものである。照射位置判定部1046は、プローブ7の先端と測定対象部の特定部位との位置関係が適正であるか否かを判定する。具体的には、照射位置判定部1046は、カメラ部1005によって撮像された、測定対象収容部1003内部における測定対象部およびプローブ7の画像を解析し、プローブ7の先端が測定対象部の特定部位を適正に照射する位置にあるのか否かを判断する。
本実施形態では、測定対象部は被験者の手首であり、特定部位は血管(動脈でも静脈でもよい)である。測定対象収容部1003内部では、被験者の手首は血管可視化光源1006が照射されているため、血管は可視化状態にあり、また、プローブ7の先端からは励起光が放射されているので、放射光が認められる部分がプローブ7の先端であると視認できる。
よって、照射位置判定部1046は、画像を解析し、プローブ7の先端が血管の上にあると判断すれば、適正な照射位置であると判定し、先端が血管から外れた位置にあれば照射位置が不適切であると判定する。
分光器制御部1040は、分光器1010を制御するものであり、必要なデータを分光器1010から取得するものである。例えば、分光器制御部1040は、CPUが、記憶部1031に分光器制御ソフトとして記憶されているVisualSpectra2.1Srを読み出して実行することで実現される。
本実施形態では、分光器制御部1040は、照射位置判定部1046がプローブ7の先端と測定対象部との位置を適正と判断した場合において、ユーザから測定の指示を操作部1033を介して受け付けたときに分光器1010から測定データを取得する構成である。
なお、照射位置判定部1046は、プローブ7の先端が適正な照射位置にあると判断したときのみ、分光器制御部1040に対して、蛍光スペクトルを分光器1010から取得することを許可する構成とすることが好ましい。こうして、プローブ7の先端が適正な位置に無い場合に、分光器1010から蛍光スペクトルを取得できないようにして、不正な蛍光スペクトルを制御装置1020が処理にかけてしまうことを防ぐことができる。なお、分光器制御部1040は、照射位置判定部1046によって許可されて、分光器1010から蛍光スペクトルを取得した場合であっても、得られた蛍光強度(蛍光強度のピークあるいは平均値)が極端に小さい(例えば、1000a.u.以下の)場合には、十分な蛍光強度が得られなかったとして測定エラーを、制御装置1020の各部にフィードバックしてもよい。これに従い、制御装置1020の各部は、測定装置1001を制御して、再度、被験者の測定対象部の蛍光を測定する処理を繰り返す。なお、制御装置1020は、ユーザに対しても再測定を促すメッセージを提示してもよい。上記構成によれば、蛍光強度が不十分で正しい結果が得られない虞のある蛍光スペクトルを制御装置1020が処理にかけてしまうことを防ぐことができる。
さらに、照射位置判定部1046は、カメラ部1005から取得した画像を表示制御部1045に出力し、画像を表示部1032に表示させることが好ましい。これにより、ユーザは、表示部1032に表示された画像に基づいて、現在のプローブ7の先端と手首の血管との位置関係を、測定対象収容部1003に収容した状態のまま目視することが可能となる。さらには、照射位置判定部1046は、カメラ部1005が撮像するライブビュー画像を表示部1032に表示させることが好ましい。これにより、ユーザは、プローブ7先端と手首の血管との位置関係を目で確認しながら、手首またはプローブ7を動かして、それらの位置を適正な位置に合わせていくことができる。
さらに、照射位置判定部1046は、プローブ7の先端が適正な位置に無い場合に、先端を血管の位置に合わせるようにユーザを促すメッセージ、および、先端が適正な位置にある場合に、その位置が正しいことおよびその位置を維持するようにユーザに指示するメッセージを表示するように表示制御部1045に指示することが好ましい。
これにより、ユーザは、測定を行える状態か否かをより正確に判断することが可能となる。
表示制御部1045は、制御装置1020が取得した各種情報およびGUI画面のデータを映像信号として表示部1032に出力するものである。
例えば、カメラ部1005が撮像した画像は、通信部34によって受信されたのち、表示制御部1045を介して表示部1032に出力され、ユーザが目視可能なように表示される。
また、表示制御部1045は、照射位置判定部1046の指示にしたがって、照射位置判定部1046の判定結果に応じたメッセージを表示部1032に出力する。
以上のように、撮像用筐体1004のカメラ部1005、血管可視化光源1006、分光器制御部1040、表示制御部1045および照射位置判定部1046の構成によれば、ユーザ(被験者および/または操作者)の測定操作を支援することが可能となる。上述の画像やメッセージの表示画面の一例を図21を参照して説明する。なお、表示制御部1045は、後述する血管状態判定部1043および血管年齢算出部1044が出力する測定結果を表示部1032に出力することも行う。測定結果の表示画面の具体例は別図を用いて後に説明する。
図21の(a)および(b)は、制御装置1020の表示部1032に表示される測定装置1001の操作画面の一例を示す図である。なお同図に示す操作画面は、本発明を限定する意図はなく、測定装置1001の機能、測定目的に応じて適宜設計できるものである。
図21の(a)および(b)に示すとおり、表示部1032に表示される操作画面には、被験者情報を入力するための領域321と、カメラ部1005が撮像したライブビュー画像を表示する領域322と、照射位置の適否をユーザに知らせるメッセージを表示する領域323と、測定開始(蛍光スペクトルの取得)を指示するためのOKボタン324とが含まれている。
ユーザは、キーボードやマウスなどで構成されている操作部1033を操作して、被験者情報(ここでは、実年齢および性別)を領域321に入力したり、測定開始を指示するOKボタン324をクリックしたりする。
図21の(a)に示すとおり、プローブ7の先端が血管上にない状態では、照射位置判定部1046の判定結果に従い、表示制御部1045は、領域323に、先端を血管の位置に合わせるようにユーザを促すメッセージを表示する。ユーザは、領域322に表示されるライブビュー画像を確認しながら、プローブ7の先端に血管が来るように、被験者の手首を動かして位置を調整することができる。図21の(a)に示す状態では、OKボタン324を選択できない状態にしておくことが好ましい。
図21の(b)に示すとおり、プローブ7の先端が血管上にある状態になれば、照射位置判定部1046の判定結果に従い、表示制御部1045は、領域323に、照射位置が正しいことおよびその位置を維持するようにユーザに指示するメッセージを表示する。そして、表示制御部1045は、さらに、OKボタン324を選択可能な状態で表示し、測定を開始するようにユーザに促すメッセージを表示する。
OKボタン324が選択されると、分光器制御部1040は、その指示信号を受け付けて、分光器1010から測定データを取得する。
特徴量抽出部1041は、分光器1010から取得された、測定データを分析し、その特徴量を抽出するものである。
具体的には、本実施形態では、分光器1010から出力される測定データには、励起光源9が、特定の励起光波長(Ex)で測定対象部を照射したときに、該測定対象部から放射される蛍光の蛍光波長(Em)と、その蛍光波長における強度を示したスペクトルが含まれる。特徴量抽出部1041は、上記スペクトルから、特定波長範囲のピーク強度を検出しピーク時の蛍光強度(ピーク蛍光強度)を、測定対象部の特徴量として抽出する。本実施形態では、特徴量抽出部1041は、波長範囲(434.664〜474.308nm)における最大値をピーク時の蛍光強度として抽出する。
図22は、分光器1010から取得された蛍光スペクトルの具体例および特徴量として抽出される蛍光強度を示す図である。
図22に示す蛍光スペクトルのグラフにおいて、横軸は、測定対象部から放射された蛍光の波長Emを示し、縦軸は、その波長における蛍光の強度を示す。上述したとおり、特徴量抽出部1041は、蛍光の特定の波長範囲R(例えば、434.664〜474.308nm)における蛍光強度の最大値を特徴量として取得する。図22に示す例では、蛍光強度Ex「5500(a.u.)」を特徴量として取得する。
本実施形態では、特徴量抽出部1041は、測定前に入力された被験者情報(図21の領域321)と、被験者の測定対象部について得られた蛍光スペクトルから抽出したピーク時の蛍光強度(図22)とを関連付けて、対象特徴量記憶部1050に記憶する。あるいは、図22に示す蛍光スペクトルそのものを対象特徴量記憶部1050に記憶してもよい。
対象特徴量記憶部1050には、例えば、被験者の年齢・性別、必要に応じて被験者IDなどの被験者情報と、ピーク時の蛍光強度Ex(nm)とが対応付けて記憶される。
例えば、図21および図22に示す例では、少なくとも、被験者の年齢「55歳」と、被験者の性別「男性」と、特徴量である蛍光強度「5500(a.u.)」とが互いに関連付けられて対象特徴量記憶部1050に記憶される。
蓄積量特定部1042は、特徴量抽出部1041によって抽出された血管の蛍光強度に基づいて、血管における蛍光物質の蓄積量を特定するものである。本実施形態では、AGEsの蓄積量を特定する。
AGEsは、血管壁に沈着し、動脈硬化を発症させる一因になると言われている。AGEsは、励起光を照射することで蛍光を発するものがいくつか存在する。その蛍光強度は、血管壁に蓄積した、あるいは、血中のAGEsの量と相関がある。すなわち、この蛍光強度は、血管内蓄積物の存在量に比例して、その量が多い場合は強く、少ない場合は弱く出ることが判明している。ここで、血管内に蓄積するAGEsは、加齢に伴って増加するものであるが、加齢の要因を除いても、高血糖、高脂血症の状態では、AGEsの量が急激に増加することが知られている。したがって、被験者の実年齢と、血管の蛍光強度とに基づいて、外から非侵襲的に血管内のAGEs蓄積量を観察することが可能となり、AGEs蓄積量を健康状態の指標として利用して疾病予測を行うことができる。
蛍光強度と血管内AGEs蓄積量とは、比例の関係を有するが、より具体的に、それらの相関関係を示す情報(以下、相関情報)を制御装置1020があらかじめ保持しておく。図17に示すとおり、制御装置1020の相関情報記憶部1051は、蛍光強度とAGEs蓄積量との相関関係を示す、蛍光強度/蓄積量相関情報150を記憶する。蓄積量特定部1042は、蛍光強度/蓄積量相関情報150を参照することにより、抽出された蛍光強度に基づいて、より正確に、被験者の血管中のAGEs蓄積量を特定することができる。
図23は、蛍光強度とAGEs蓄積量との相関関係を示すグラフである。図23に示すグラフは、蛍光強度/蓄積量相関情報150として相関情報記憶部1051に記憶されている。
図23に示すグラフにおいて、横軸は特徴量抽出部1041によって抽出された蛍光強度(a.u.)を示し、縦軸は蛍光強度と相関するAGEs蓄積量(mol/L)を示す。
図23に示す蛍光強度/蓄積量相関情報150は、事前に行った評価実験によって得られたものである。すなわち、既知のあらゆるAGEs量の蛍光強度を評価し、その評価結果から近似関数を導出する。
例えば、評価の具体的な方法としては、石英管内に既知の量のAGEsを入れたものを、擬似的に作った人の手の皮膚の模型の中に封入し、励起光を照射することで蛍光強度を測定することが考えられる。模型に封入する前のAGEsは、コスモ・バイオ社のAGE ELISA kit、ミズホメディー社製血中グリセルアルデヒド由来AGE ELISA、伏見製薬製のFSKペントシジンなどを使って用意する。このように作成されたAGEsの既知の量を、手の模型に封入することにより、人体の手首の血管を測定した場合の蛍光強度とAGEs量との関係をより正確に評価することが可能である。
なお、本実施形態においてAGEs蓄積量とは、血管壁に蓄積するAGEs量を指しているが、これに限定されず、蓄積量特定部1042は、血中に含まれるAGEs濃度を、あるいは、血中AGEs濃度および血管壁蓄積AGEs量を統合したものを、AGEs蓄積量として特定してもよい。あるいは、より間接的には、被験者の血液を採取し、その血中AGEs濃度を参考にすることも可能であるし、モデル動物を用い、実際に蛍光法で確認されるAGEs強度とその血管から抽出されたAGEs濃度との相関をとることも可能である。
本実施形態では、蓄積量特定部1042は、相関情報記憶部1051に記憶されている蛍光強度/蓄積量相関情報150(図23のグラフ)を参照し、抽出された蛍光強度に基づいて、この測定による被験者の血管のAGEs蓄積量を特定する。例えば、図22に示す例を用いれば、蛍光強度が5500(a.u.)であれば、AGEs蓄積量は、0.45×10−6(mol/L)と特定される。
血管状態判定部1043は、蓄積量特定部1042によって特定された血管中のAGEs蓄積量に基づいて、被験者の血管の状態を判定するものである。AGEsは、血管壁に沈着したり、侵入したりして、免疫システムの一部を担うマクロファージに作用し、たんぱく質の一種であるサイトカンを放出させ、炎症を引き起こすなどして、動脈硬化を発症させると言われている。そこで、本実施形態では、血管状態判定部1043は、AGEsの蓄積量に基づいて、血管の状態として、血管壁の健康状態、つまり、AGEsの沈着によって血管壁がどの程度の損傷を受けているのかを判定する。
より具体的には、血管状態判定部1043は、AGEs蓄積量と血管状態との相関関係に基づいて、血管壁の健康状態を数値で表す「血管壁ダメージ度」というパラメータを特定する。
上述したとおり、血中に蓄積するAGEsは、動脈硬化をはじめとする循環器系疾病の発症の一因となることが明らかになっている。つまり、AGEsの蓄積量が多く、血管のダメージが激しいほど循環器系疾病のリスクが高くなると言える。そこで、AGEs蓄積量と疾病リスクとの比例の関係にしたがって、AGEs蓄積量と「血管壁ダメージ度」との相関関係を導出する。
上述のようにして導出されたAGEs蓄積量と血管壁ダメージ度との相関関係は、図17に示す蓄積量/血管状態相関情報(第1の相関情報)151として、相関情報記憶部1051にあらかじめ記憶されている。
図24の(a)および(b)は、相関情報記憶部1051に記憶される蓄積量/血管状態相関情報151のいくつかの具体例を示す図である。
図24の(a)は、AGEs蓄積量と血管壁ダメージ度との相関関係を示すグラフである。
図24の(a)に示すグラフにおいて、横軸は蓄積量特定部1042によって特定されたAGEs蓄積量(mol/L)を示し、縦軸はAGEs蓄積量と相関する血管壁ダメージ度を示す。
本発明の実施形態においては、「血管壁ダメージ度」を、0からおよそ80を上限とする数値として定義する。血管壁ダメージ度は、老若を問わず、健康な人で数値は1〜2程度となる。血管壁ダメージ度がそれより上である場合には、血管壁の損傷が進行している可能性が高いことを意味する。そして、このことは、血管の老化が実年齢以上に進んでいる可能性が高いことを意味している。ここで、本実施形態において、血管の健康状態を示す「血管壁ダメージ度」は、実年齢を考慮しない絶対的な値である。そして、後に詳述するが、血管の老化の進み具合を数値化した「血管年齢(測定部位年齢)」は、実年齢を考慮した相対的な値である。この点で両者は異なる。
本実施形態では、血管状態判定部1043は、相関情報記憶部1051に記憶されている蓄積量/血管状態相関情報151(図24の(a)のグラフ)を参照し、特定されたAGEs蓄積量に基づいて、被験者の血管の血管壁ダメージ度を判定する。例えば、図22および図23に示す例を用いれば、AGEs蓄積量が、0.45×10−6(mol/L)であれば、血管壁ダメージ度は、「1.5(a.u.)」と判定される。
図24の(b)は、血管壁ダメージ度を循環器系疾病リスクに基づいて3段階評価した場合の、AGEs蓄積量と血管壁ダメージ度の3段階ランクとの対応関係を示す表である。
血管状態判定部1043は、図24の(b)に示す表を参照し、特定されたAGEs蓄積量が3段階評価のうちのどの段階に属するのかを特定し、特定された段階に基づいて、血管壁ダメージ度、血管壁の健康状態、循環器系疾病リスクを同じく3段階評価で判定する。
例えば、図22および図23に示す例を用いれば、AGEs蓄積量が、0.45×10−6(mol/L)、すなわち、4.5×10−7(mol/L)であれば、血管状態判定部1043は、血管壁ダメージ度を「1.61未満」と判定し、血管壁の健康状態を「青信号」と判定し、循環器系疾病リスクを「リスク少(健康)」と判定する。
本実施形態では、血管状態判定部1043は、図24の(a)に示すグラフを用いて、特定されたAGEs蓄積量に基づいて血管壁ダメージ度の数値を算出する構成でもよいし、図24の(b)に示す表を用いて、特定されたAGEs蓄積量に応じて、血管壁ダメージ度、血管壁の健康状態および疾病リスクを3段階評価で判定してもよい。あるいは、これらを併用し、血管壁ダメージ度の算出および3段階評価の判定の両方を実施してもよい。
血管年齢算出部1044は、血管状態判定部1043によって判定された血管壁ダメージ度と、操作部1033を介して入力された被験者情報(年齢および性別)とに基づいて、被験者の血管年齢を算出するものである。血管年齢は、血管壁の損傷の度合いである血管壁ダメージ度と、被験者の実年齢および性別とを考慮して、被験者の血管の老化の進み具合を、被験者の年齢と同じ尺度を用いて表した数値である。
AGEs蓄積量および血管壁ダメージ度は、健康な人でも加齢に伴って増加するものである。そこで、被験者の実年齢を考慮した数値として、血管壁ダメージ度に基づいて血管年齢を算出しユーザに提示することにより、ユーザは、被験者の実年齢に照らし合わせて、血管の健康状態をより直感的に理解し易くなる。
より詳細には、本実施形態では、血管年齢算出部1044は、被験者の実年齢と、被験者の実年齢と性別とから割り出した平均余命と、血管状態判定部1043によって判定された血管壁ダメージ度とに基づいて血管年齢を算出する。
まず、血管年齢算出部1044は、相関情報記憶部1051に記憶されている性別年齢/平均余命相関情報152を参照して、操作部1033から入力された被験者の性別および年齢から、該被験者の平均余命を割り出す。
図25および図26は、性別年齢/平均余命相関情報152のいくつかの具体例を示す図である。本実施形態では、性別年齢/平均余命相関情報152は、平均余命が被験者の性別および実年齢から特定できる関数を含んでいればどのようなデータ形式で格納されていてもよい。例えば、図25に示すとおり、性別年齢/平均余命相関情報152が、性別ごとに実年齢と平均余命との対応関係を示す表として記憶されており、血管年齢算出部1044は、上記表を参照して平均余命を特定することができる。例えば、図21の(a)および(b)に示す例を用いれば、被験者情報は、性別「男性」、実年齢「55歳」であるので、血管年齢算出部1044は、表にしたがって、被験者の平均余命を「26.3」と特定する。
あるいは、図26に示すとおり、性別年齢から平均余命を算出するための式が、性別年齢/平均余命相関情報152として記憶されていてもよい。血管年齢算出部1044は、上記被験者情報に基づいて、男性用の式を用いて、上記被験者の平均余命を「26.313(≒26.3)」と特定する。
次に、血管年齢算出部1044は、血管壁ダメージ度と血管年齢との相関関係を用いて、被験者の平均余命および実年齢と血管壁ダメージ度とに基づいて、被験者の血管年齢を算出する。
上記相関関係を式で表した血管状態/血管年齢相関情報(第2の相関情報)153が相関情報記憶部1051に記憶されており、血管年齢算出部1044はこの式にしたがって被験者の血管年齢を算出する。本実施形態では、血管年齢算出部1044は、一例として以下の式を血管状態/血管年齢相関情報153として用いて血管年齢を算出する。
血管年齢=平均余命−(平均余命÷血管壁ダメージ度)+(実年齢−10)
上記血管状態/血管年齢相関情報153によれば、実年齢を考慮して、実年齢と同じ尺度で血管年齢を算出することが可能となる。これにより、ユーザは、実年齢と血管年齢とを比較することができる。つまり、血管状態/血管年齢相関情報153に基づいて算出された血管年齢は、加齢の要因に基づく自然な血管壁の老化の事情を差し引いて、循環器系の病的な要因に基づく血管壁の老化の進み具合を、ユーザに分かり易く提示することができる。
上述の具体例における被験者の血管壁ダメージ度は「1.5」であった。上記式にしたがえば、血管年齢算出部1044は、上記被験者の血管年齢を、
26.3−(26.3/1.5)+(55−10)≒53.77
と算出することが可能となる。
このような血管年齢がユーザに提示されれば、被験者の血管年齢は、実年齢(55歳)より若いということが理解しやすくなる。なお、数値が適切な桁数になるように、血管年齢算出部1044が、適宜、四捨五入、切り上げ、切り捨てなどの演算を行ってもよい。
もし、血管壁ダメージ度が1.65の場合は、上記被験者(55歳、男性)の血管年齢は、約55.3歳と算出される。この場合、被験者の血管年齢は年相応であるということが容易に理解できる。
仮に、血管壁ダメージ度が80であるとすれば、上記被験者(55歳、男性)の血管年齢は、約71歳と算出される。この場合、被験者の血管年齢は実年齢を大幅に上回っており、血管の老化がかなり進んでいるということが容易に理解できる。
上記式において、性別および実年齢と相関関係にある平均余命のパラメータを用いることにより、被験者の性別と年齢とを考慮して、血管壁ダメージ度に基づいた血管年齢を算出することが可能となる。また、上記式の最後の項;(実年齢−10)において、−10の重み付けを行うことにより、AGEs蓄積量が想定以上に少ない(血管の詰まりが少ない)被験者については、実年齢よりも若く血管年齢が算出されるようになっている。実年齢よりも若いという測定結果が出力されれば、被験者の健康管理への意識、および、現状維持へのモチベーションが高まり、制御装置1020を健康管理ツールとして採用する場合に有利である。
なお、本発明の血管状態/血管年齢相関情報153は、上記式に限定されるものではない。血管壁ダメージ度から、加齢の要因を除いて、病的な要因に基づく血管の損傷を導出できるものであれば何でもよい。また、血管状態/血管年齢相関情報153は、算出式として実現されていなくてもよく、血管壁ダメージ度と血管年齢と相関関係を示したグラフであったり、両者の対応関係を明確にする対応テーブルであったりしてもよい。
以上のとおり、本発明の制御装置1020の構成によれば、分光器1010から取得された測定結果から特徴量抽出部1041が蛍光のピーク強度を抽出し、これに基づいて蓄積量特定部1042が、血管中のAGEs蓄積量を特定する。さらに、血管状態判定部1043が、特定されたAGEs蓄積量に基づいて、蓄積量/血管状態相関情報151にしたがって、被験者の血管状態を判定する。血管状態は、血管壁ダメージ度の数値や、血管壁の健康状態や疾病リスクを直接表現する言葉で表される。このような情報が提示されることにより、AGEs蓄積量が提示される場合よりも、ユーザは、理解し易い数字や言葉で血管についての情報を得ることができる。数字や言葉で表現された血管の情報によって健康状態を理解する場合、ユーザには特別な知識は特に要求されない。
したがって、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定システムにおいて得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報として提供することが可能になるという効果を奏する。
〔制御装置の測定処理フロー〕
図27および図28は、本発明の実施形態における制御装置1020が実行する処理の流れを示すフローチャートである。制御装置1020は、以下の一連の工程を実行することにより、測定操作支援機能および測定結果処理機能を実現する。
まず、制御部1030の表示制御部1045が図21に示すような操作画面を表示して、制御部1030は、操作部1033から被験者情報(性別および年齢)の入力を受け付ける(S101)。続いて、制御部1030は、プローブ位置決め処理を実行する(S102)。プローブ位置決め処理については図28を用いて後に詳述するが、制御部1030がカメラ部1005および血管可視化光源1006を制御して、被験者の測定対象部の画像を取得するとともに、その画像に基づいて、照射位置判定部1046が、血管とプローブ7の先端との位置関係の適否を判断する処理である。照射位置判定部1046が、上記位置関係が適切であり測定可能と判断したら、ユーザは、測定開始の指示を入力することができる。
操作部1033を介して測定開始の指示が制御装置1020に対して入力されると(S103においてYES)、制御部1030は、励起光源9を制御して、撮像用筐体1004内に収容された被験者の手首の血管上に励起光を照射する(S104)。
そして、分光器1010が、血管から放射された蛍光を分析し、得られた蛍光特性(例えば、図22の蛍光スペクトル)を制御装置1020の分光器制御部1040が取得する(S105)。
続いて、特徴量抽出部1041が、取得された蛍光特性から特徴量を抽出する(S106)。すなわち、図22の例に示すように、特定の蛍光波長範囲おいて、蛍光強度がピークとなるときのピーク蛍光強度を抽出する。
蓄積量特定部1042は、蛍光強度/蓄積量相関情報150を参照し、抽出された特徴量(ピーク蛍光強度)に基づいて、AGEs蓄積量を特定する(S107)。
血管状態判定部1043は、蓄積量/血管状態相関情報151を参照し、特定されたAGEs蓄積量に基づいて、被験者の血管状態を判定する(S108)。例えば、血管状態判定部1043は、血管壁ダメージ度を算出し、血管壁の健康状態および循環器系疾病リスクを3段階で評価する。
次に、血管年齢算出部1044は、S101にて入力された被験者情報および血管壁ダメージ度に基づいて被験者の血管年齢を算出する(S109)。詳細には、まず、血管年齢算出部1044は、性別年齢/平均余命相関情報152を参照し、被験者情報に基づいて平均余命を割り出す。そして、血管年齢算出部1044は、血管状態/血管年齢相関情報153としての計算式にしたがって、実年齢、平均余命、および、血管壁ダメージ度から被験者の血管年齢を算出する。
最後に、表示制御部1045は、血管年齢算出部1044が算出した血管年齢を測定結果として表示部1032に表示する(S101)。さらに、表示制御部1045は、血管状態判定部1043が判定した、血管壁ダメージ度、血管壁の健康状態および循環器系疾病リスクを表示部1032に表示してもよい。また、表示制御部1045は、専門知識を有しているユーザ向けに、蓄積量特定部1042が特定したAGEs蓄積量を表示部1032に表示してもよい。
図28は、照射位置判定部1046が実施するプローブ位置決め処理の流れを示すフローチャートである。
まず、照射位置判定部1046は、血管可視化光源1006を制御して、目的に合った光源(近赤外LED61または赤色LED62など)を、撮像用筐体1004内に収容された被験者の測定対象部(手首)に照射する(S201)。そして、照射位置判定部1046は、カメラ部1005を制御して手首の画像を撮像する(S202)。続いて、照射位置判定部1046は、撮像された画像をカメラ部1005から取得する(S203)。ここで、表示制御部1045は、上記画像(動画でも静止画でもよい)を表示部1032に表示してもよい。
照射位置判定部1046は、取得した画像を解析し、プローブ7の先端が、被験者の手首の血管上にあるか(先端と血管との位置関係が適切か)否かを判定する(S204)。
ここで、照射位置判定部1046は、位置関係が適切であると判定した場合は(S204においてYES)、表示制御部1045に対して測定可能のメッセージ(例えば、図21の(b))の表示を指示する。そして、ユーザが測定の開始を指示できるように入力を許可する(S205)。あるいは、照射位置判定部1046は、分光器制御部1040に対して、分光器1010から測定データを取得することをここで初めて許可してもよい。
一方、照射位置判定部1046は、位置関係が適切でないと判定した場合は(S204においてNO)、表示制御部1045に対して、プローブ位置の変更をユーザに促すメッセージ(例えば、図21の(a))の表示を指示する(S206)。
そして、ユーザがプローブ7の先端を移動させたり、位置合わせなどを行ったりした後、照射位置判定部1046は、測定対象部の撮影(S202)、画像の解析(S203、S204)等の各処理に戻る。これらの処理は、照射位置判定部1046が、プローブ7の先端が血管上にあると判定するまでに繰り返される。
上記方法によれば、分光器1010から取得された測定データにおける蛍光のピーク強度に基づいて、血管中のAGEs蓄積量を特定することができる。そして、専門知識がなければ理解することが難しいAGEs蓄積量の値を、血管壁ダメージ度、血管年齢などの分かり易い数値または血管壁の健康状態や疾病リスクを表現する言葉などに変換することが可能となる。このような情報が提示されることにより、AGEs蓄積量が提示される場合よりも、ユーザは、理解し易い数字や言葉で血管についての情報を得ることができる。数字や言葉で表現された血管の情報によって健康状態を理解する場合、ユーザには特別な知識は特に要求されない。
したがって、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定システムにおいて得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報として提供することが可能になるという効果を奏する。
〔測定結果の表示例〕
図29〜図31は、制御装置1020の表示部1032に表示される、測定装置1001による測定結果の表示画面のいくつかの例を示す図である。これらの図面に示す表示画面は、本発明を限定する意図はなく、測定装置1001の機能、測定目的に応じて適宜設計できるものである。
図29に示すとおり、表示制御部1045は、血管年齢算出部1044によって算出された血管年齢のみではなく、分光器1010から取得された蛍光スペクトルのグラフと蓄積量特定部1042によって特定されたAGEs蓄積量を併せて表示してもよい。
図30に示すとおり、表示制御部1045は、血管年齢のみではなく、測定が行われた日時情報、被験者情報を併せて表示してもよい。さらに、表示制御部1045は、血管状態判定部1043が判定した血管状態の3段階評価の結果がイラストや文字で表現されたものを表示してもよい。
同じ被験者に対する測定が定期的に行われる場合には、図31に示すとおり、表示制御部1045が、同じ被験者についての過去の測定結果を併せて表示し、測定結果の推移をより分かり易くユーザに提示することが好ましい。例えば、図31に示すグラフは、横軸を時間、縦軸を血管年齢とし、時間の経過とともに血管年齢の推移を表している。ここで、実年齢を表示しておけば、被験者の血管年齢が実年齢より高いか低いかが一目で分かるし、実年齢を目標と設定するならば、日々目標に近づいているなど変化が一目で分かる。したがって、測定結果を上述のように表示することにより、本発明の測定システム1100を、健康管理ツールとしてより利便性の高いものとすることができる。
〔応用例〕
また、表示部1032に表示された測定結果を、被験者ごと測定1回ごとに記憶してデータベース化してもよい。
例えば、被験者が、(1)起床時、(2〜4)毎食事ごと、および、(5)就寝時の、1日5回、蛍光強度の測定を行うとする。そして、測定結果(AGEs蓄積量、血管壁ダメージ度、血管年齢など)に対応付けて、被験者情報、測定日、測定タイミング(上記(1)〜(5))、測定タイミングが食事後のときは、そのときの食事情報を併せてデータベースに登録することが考えられる。食事情報としては、摂取した食べ物の名前、食品群、カロリー、食べ物の画像など、食事管理に必要な情報が適宜登録される。
このように、本発明の測定システム1100において、測定装置1001によって測定した測定結果をデータベースで管理することにより、1日前はもとより、1ヶ月前、半年前、数年前まで遡って、健康状態の維持、促進、改善が図れることとなる。上述したとおり、特定結果は、その日、そのときの食事内容とともにデータベースに登録されている。このため、本発明の測定システム1100を、食事制限により健康管理を行う健康管理システムに好適に用いることが可能となる。
本発明の測定装置は、以下のようにも表現できる。
また、上記励起光は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有していることが好ましい。
上記の構成により、後期糖化反応生成物を測定できる。後期糖化反応生成物の測定に適した波長の励起光を測定対象に照射した場合には、励起光を照射する位置によって得られる蛍光強度が大きく異なることを本発明の発明者が見出した。そのため、後期糖化反応生成物を測定する測定装置として本発明を実現することは有用である。
また、上記測定装置は、上記生体を撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した画像を解析することにより、上記励起光を照射すべき照射位置を算出する位置算出部(位置算出手段)と、上記位置算出部が算出した照射位置に上記励起光が照射されるように上記励起光照射部の位置を調整する位置調整部とをさらに備えることが好ましい。
上記の構成によれば、位置算出部は、撮像部が撮像した画像を解析することにより、励起光を照射すべき照射位置(特定部位における照射位置または特定位置としての照射位置)を算出し、位置調整部は、算出された照射位置に励起光が照射されるように励起光照射部の位置を調整する。撮像部が撮像した画像には、生体の像が含まれており、例えば、生体の表面に表れた特徴(例えば、血管、しわ、指紋、ほくろ)を基準として励起光の照射位置を算出できる。生体表面の画像は、測定機会が異なっても大きく変わることは少ないため、励起光の照射位置を常に一定の位置に定めることができる。
また、上記位置算出部は、血管の位置を基準として上記照射位置を算出することが好ましい。
血管の位置は、測定機会が異なってもほとんど変わることはない。それゆえ、血管の位置を基準として励起光の照射位置を算出することにより、当該照射位置を一定にできる。
また、上記位置算出部は、上記特定部位としての血管に対して上記励起光が照射されるように上記照射位置を算出することが好ましい。
後期糖化反応生成物を測定する場合に、血管(特に動脈)に励起光を照射することでより強い蛍光が得られることを本発明の発明者が見出した。上記の構成により、血管に励起光を照射することでより強い蛍光を得ることができ、バックグラウンドの影響の少ない信頼性の高い測定値を得ることができる。
また、上記撮像部が撮像した画像を用いて、上記照射位置に照射された励起光の投影像の面積を算出する面積算出部(面積算出手段)と、上記面積算出部が算出した面積から、上記励起光照射部と上記特定部位または上記特定位置との間の距離を所定の距離に調整するための調整値を算出する距離算出部(距離算出手段)とをさらに備え、上記位置調整部は、上記距離算出部が算出した調整値に基づいて上記距離を調整することが好ましい。
上記の構成によれば、励起光の投影像の面積に基づいて励起光照射部と特定部位または特定位置との間の距離が調整される。上記距離が短ければ投影像の面積は小さくなり、上記距離が長ければ投影像の面積は大きくなる。そのため、励起光の投影像の面積を基準として励起光照射部と特定部位または特定位置との間の距離を好ましい所定の距離に調整できる。
上記距離が異なれば、測定値も異なる可能性が高い。それゆえ、上記距離を所定の距離に調整することで、測定値のばらつきを抑制できる。
また、上記測定装置は、上記撮像部が撮像した画像を用いて、上記照射位置に照射された励起光の投影像の形状から、上記特定部位の表面または上記特定位置における生体表面に対する上記励起光の照射角度を所定の角度の範囲内に収めるための調整値を算出する角度算出部(角度算出部)をさらに備え、上記位置調整部は、上記角度算出部が算出した調整値に基づいて上記照射角度を調整することが好ましい。
上記の構成によれば、励起光の投影像の形状に基づいて生体表面に対する励起光の照射角度が調整される。励起光が生体表面に対して垂直に照射されていれば、励起光の投影像は円となり、励起光の照射軸が垂直から傾いていれば投影像は楕円になる。そのため、励起光の投影像の形状から励起光の照射角度を算出できる。
照射角度が異なれば、測定値も異なる可能性が高い。それゆえ、照射角度を所定の角度の範囲内に調整することで、測定値のばらつきを抑制できる。
また、上記測定装置は、上記撮像部が撮像した画像と上記位置算出部が算出した照射位置とを互いに関連付けて記憶する第1記憶部をさらに備えることが好ましい。
特定部位または特定位置の画像と励起光の照射位置とを互いに関連付けて格納しておくことにより、別の測定装置でも同一位置に励起光を照射することが容易になる。
また、上記位置算出部は、上記受光部が受光した蛍光の強度が所定の蛍光強度に達していない場合に、上記照射位置を補正することが好ましい。
蛍光の強度が低いとバックグラウンドの影響を大きく受けるため、測定結果の信頼性が低下する。上記の構成により、所定の蛍光強度以上の強度を有する蛍光を受光できる可能性を高められる。
また、上記測定装置は、波長範囲の互いに異なる複数種類の照明光を切り換えて上記生体に照射する照明部をさらに備えることが好ましい。
測定対象に照射する照明光の波長によって、視認しやすくなる対象と視認しにくくなる対象とがある。それゆえ、波長範囲の互いに異なる複数種類の照明光を切り換えて生体表面に照射することで、当該生体表面に存在する、位置決めの基準となる特徴の認識精度を高めることができる。
また、上記照明部は、赤色光および赤外光を切り換えて照射することが好ましい。
赤色光を皮膚表面に照射することにより、還元ヘモグロビンを検出することができ、動脈を可視化できる。また、赤外光を皮膚表面に照射することにより、酸化ヘモグロビンを検出することができ、静脈を可視化できる。それゆえ、赤色光および赤外光を切り換えて照射することにより、血管の種類の判別が容易になる。
また、上記測定装置は、上記特定部位または上記特定位置に到達する環境光を遮断する遮光部をさらに備えることが好ましい。
上記の構成により、測定対象となる特定部位または特定位置に到達する環境光が遮断されるため、特定部位または特定位置において発生する蛍光を受光部で受光する効率を高めることができる。
また、上記励起光照射部は、上記励起光照射部は、上記励起光を生成する励起光光源と、上記励起光光源から出射された励起光を導光する導光部とを備え、上記遮光部は、上記導光部を貫通させ、所定の方向に移動させるための溝穴部を有し、上記溝穴部は、遮光性および可撓性を有する複数の繊維状物質からなる遮蔽部材を有していることが好ましい。
上記の構成によれば、励起光は、励起光光源から導光部を経て特定部位または特定位置に照射される。そのため、励起光の照射位置を調整するときには、導光部の位置を調整すればよいため、照射位置の調整が容易になる。
このような構成において導光部が遮光部を貫くと、その貫通箇所から外光が遮光部内に入る可能性が高い。そこで、導光部が通る溝穴部に、遮光性および可撓性を有する複数の繊維状物質からなる遮蔽部材を設けることで、導光部の位置を変化させても外光が遮光部内に入ることを防止できる。また、遮光部内に塵や埃が入ることを防止することもできる。
また、上記測定装置は、上記励起光を照射すべき位置を示す位置情報を記憶する第2記憶部をさらに備え、上記第2記憶部が記憶した位置情報が示す位置に上記励起光が照射されるように上記励起光照射部の位置を調整する位置調整部とをさらに備えることが好ましい。
上記の構成により、励起光を照射すべき位置を示す位置情報が記憶され、その位置情報が示す位置に励起光が照射されるように励起光照射部の位置が調整される。
それゆえ、一旦照射位置が決まれば、次回の測定機会において同一の位置に励起光を照射することができる。なお、第2記憶部に記憶される位置情報は、装置が算出したものであってもよいし、ユーザが入力したものであってもよい。
また、上記測定装置は、上記励起光照射部から出射される励起光の照射位置を調整する位置調整部と、上記励起光が照射されている箇所を撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した画像を記憶する第2記憶部と、上記第2記憶部に記憶されている画像を表示する表示部とを備えることが好ましい。
上記の構成によれば、ユーザは、表示部に表示された過去の撮像画像を見ることにより、どこに励起光を照射すればよいかを知ることができる。その結果、複数の測定機会にわたって、同一位置に励起光を照射することが容易になる。
また、上記測定装置は、上記励起光照射部に対する上記特定部位または特定位置の相対位置を固定する固定部をさらに備えることが好ましい。
上記の構成によれば、励起光照射部に対する特定部位または特定位置の相対位置を固定部で固定することにより、複数の測定機会において生体の同じ位置に励起光照射部を配置させることができる。そのため、複数の測定機会にわたって励起光の照射位置を同一にすることができる。
また、上記受光部は、互いに異なる口径を有する複数の導光部を含み、上記蛍光を受光する導光部を切り換える切り換え部をさらに備えることが好ましい。
励起光が照射される特定部位(例えば、血管)の太さや大きさによって、受光部の最適な口径は異なる。そのため、複数段階の大きさの口径を有する複数の導光部を切り換えることにより、太さや大きさの異なる複数種類の組織や器官に対して、それぞれ最適な測定を行うことができる。
また、上記測定装置は、上記励起光照射部および上記受光部の組を複数備え、複数の位置に対して測定を行うことが好ましい。
上記の構成により、複数の箇所に対して同時測定を行うことができ、測定時間を短縮できる。
また、上記測定装置は、上記特定部位としての、動脈、静脈、および血管が存在していない箇所を含む少なくとも3箇所に対して測定を行うことが好ましい。
上記の構成により、一度に種類の異なる複数箇所に対して測定を行うことができる。動脈、静脈、および血管が存在していない箇所においては、測定値が互いに異なる可能性が高く、3箇所の測定値のうち最も信頼性が高いものを採用するなど、測定値の解析方法に幅をもたせることができる。
また、上記特定部位としての、動脈または静脈において互いに太さの異なる複数の箇所に対して測定を行うことが好ましい。
上記の構成により、動脈または静脈の太さの異なる複数の箇所に対して同時に測定を行うことができる。それゆえ、得られた複数の測定値のうち最も信頼性が高いものを採用するなど、測定値の解析方法に幅をもたせることができる。
また、上記測定装置は、上記励起光照射部から出射される励起光の照射位置を調整する位置調整部と、上記特定部位または特定位置を含む領域を撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した画像を解析することにより、上記励起光を照射すべき照射位置を算出する位置算出部と、上記位置算出部が算出した照射位置と上記位置調整部によって調整された照射位置とが一致していない場合に、その旨を報知する報知部とを備えることが好ましい。
上記の構成によれば、励起光を照射すべき位置は、位置算出部によって算出され、算出された照射位置に励起光が照射されていない場合に報知部がその旨を報知する。この報知は、音によって行われてもよいし、画像、光等によって行われてもよい。すなわち、報知部は、スピーカ、表示部、発光装置またはこれらの組み合わせである。
それゆえ、ユーザ(被験者)が位置調整部を用いて励起光の照射位置を調整するときに、励起光を照射すべき位置に励起光を照射することが容易になる。

また、上記測定方法は、蛍光強度の測定の標準となる蛍光を受光する標準蛍光受光工程と、上記標準蛍光受光工程において受光した蛍光の強度を用いて、上記受光工程において受光した蛍光の強度を補正する補正工程とをさらに含むことが好ましい。
上記の構成では、標準となる蛍光(リファレンス)に基づいて、受光工程で受光した蛍光の強度を補正するため、測定値の信頼性を高めることができる。
本発明の制御方法は、上記課題を解決するために、測定装置の制御方法であって、上記測定装置は、生体の特定部位または特定位置に対して励起光を照射する励起光照射部と、上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部と、上記生体を撮像する撮像部と、上記励起光照射部の位置を調整する位置調整部とを備えており、上記測定装置が、上記撮像部が撮像した画像を解析するステップと、上記測定装置が、上記解析するステップにおける解析内容に基づいて、上記励起光を照射すべき照射位置を算出する位置算出ステップと、上記測定装置が、上記位置算出ステップにて算出された照射位置に、上記励起光が照射されるように上記位置調整部を制御する位置調整制御ステップとを含むことを特徴としている
本発明の様態15に係る測定装置は、
生体の血管を含む特定部位または特定位置に対して励起光を照射する励起光照射部と、
上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部と、
上記生体を撮像する撮像部と、
上記撮像部が撮像した画像を解析することにより、上記励起光を照射すべき照射位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段が算出した照射位置に上記励起光が照射されるように上記励起光照射部の位置を調整する第1の位置調整部とを備え、
上記位置算出手段は、上記画像に写る血管の位置を基準として、上記血管に対して上記励起光が照射されるように上記照射位置を算出することを特徴とする。
本発明の様態16に係る測定装置は、上記様態15において、
上記特定部位または上記特定位置に到達する環境光を遮断する遮光部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態17に係る測定装置では、上記様態16において、
上記励起光照射部は、
上記励起光を生成する励起光光源と、
上記励起光光源から出射された励起光を導光する導光部とを備え、
上記遮光部は、上記導光部を貫通させ、所定の方向に移動させるための溝穴部を有し、
上記溝穴部は、遮光性および可撓性を有する複数の繊維状物質からなる遮蔽部材を有していることを特徴とする。
本発明の様態18に係る測定装置は、上記様態15から17までのいずれかにおいて、
上記撮像部が撮像した画像を用いて、上記照射位置に照射された励起光の投影像の面積を算出する面積算出手段と、
上記面積算出手段が算出した面積から、上記励起光照射部と上記特定部位または上記特定位置との間の距離を所定の距離に調整するための調整値を算出する距離算出手段とをさらに備え、
上記第1の位置調整部は、上記距離算出手段が算出した調整値に基づいて上記距離を調整することを特徴とする。
本発明の様態19に係る測定装置は、上記様態15から18までのいずれかにおいて、
上記撮像部が撮像した画像を用いて、上記照射位置に照射された励起光の投影像の形状から、上記特定部位の表面または上記特定位置における生体表面に対する上記励起光の照射角度を所定の角度の範囲内に収めるための調整値を算出する角度算出手段をさらに備え、
上記第1の位置調整部は、上記角度算出手段が算出した調整値に基づいて上記照射角度を調整することを特徴とする。
本発明の様態20に係る測定装置は、上記様態15から19までのいずれかにおいて、
上記撮像部が撮像した画像と上記位置算出手段が算出した照射位置とを互いに関連付けて記憶する第1記憶部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態21に係る測定装置では、上記様態15から20までのいずれかにおいて、
上記位置算出手段は、上記受光部が受光した蛍光の強度が所定の蛍光強度に達していない場合に、上記照射位置を補正することを特徴とする。
本発明の様態22に係る測定装置は、上記様態15から21までのいずれかにおいて、
波長範囲の互いに異なる複数種類の照明光を切り換えて上記生体に照射する照明部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態23に係る測定装置では、上記様態22において、
上記照明部は、赤色光および赤外光を切り換えて照射することを特徴とする。
本発明の様態24に係る測定装置は、上記様態15から23までのいずれかにおいて、
上記励起光を照射すべき位置を示す位置情報を記憶する第2記憶部をさらに備え、
上記第2記憶部が記憶した位置情報が示す位置に上記励起光が照射されるように上記励起光照射部の位置を調整する第2の位置調整部とをさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態25に係る測定装置では、上記様態15から24までのいずれかにおいて、
上記撮像部は、上記生体の、上記励起光照射部から出射される励起光が照射されている照射位置を撮像し、
当該測定装置は、さらに、
上記撮像部によって撮像された画像を表示する表示部を備えることを特徴とする。
本発明の様態26に係る測定装置では、上記様態25において、
上記位置算出手段が算出した照射位置と、上記撮像部によって撮像された照射位置とが一致していない場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態27に係る測定装置は、上記様態15から26までのいずれかにおいて、
上記励起光照射部に対する上記特定部位または特定位置の相対位置を固定する固定部をさらに備え、
上記固定部には、上記特定部位である指尖を当接させるための構造物が設けられていることを特徴とする。
本発明の様態28に係る測定装置では、上記様態15から27までのいずれかにおいて、
上記受光部は、互いに異なる口径を有する複数の導光部を含み、
上記蛍光を受光する導光部を切り換える切り換え部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の様態29に係る測定装置は、上記様態15から28までのいずれかにおいて、
上記励起光照射部および上記受光部の組を複数備え、複数の位置に対して測定を行うことを特徴とする。
本発明の様態30に係る測定装置は、上記様態29において、
動脈、静脈、および血管が存在していない箇所を含む少なくとも3箇所に対して測定を行うことを特徴とする。
本発明の様態31に係る測定装置は、上記様態29において、
動脈または静脈において互いに太さの異なる複数の箇所に対して測定を行うことを特徴とする。
本発明の様態32に係る測定装置では、上記様態15から31までのいずれかにおいて、
上記励起光は、後期糖化反応生成物を測定するために適した波長範囲を有し、
上記励起光が照射された上記生体の特定部位または特定位置からの蛍光は、後期糖化反応生成物(AGEs)由来の蛍光であって、
上記後期糖化反応生成物は、上記生体における生理的な反応により蓄積したものであることを特徴とする。
本発明の様態33に係る測定装置では、上記様態15から32までのいずれかにおいて、
上記励起光照射部により照射される励起光の励起波長は、315〜600nmであることを特徴とする。
本発明の様態34に係る測定装置では、上記様態15から33までのいずれかにおいて、
上記励起光照射部は、LED(Light Emitting Diode)であることを特徴とする。
本発明の様態35に係る制御方法は、
測定装置の制御方法であって、
上記測定装置は、
生体の血管を含む特定部位または特定位置に対して励起光を照射する励起光照射部と、
上記励起光が上記特定部位または特定位置に照射されることによって生じる蛍光を受光する受光部と、
上記生体を撮像する撮像部と、
上記励起光照射部の位置を調整する位置調整部とを備えており、
上記測定装置の制御方法は、
上記測定装置が、上記撮像部が撮像した画像を解析するステップと、
上記測定装置が、上記解析するステップにおける解析内容に基づいて、上記励起光を照射すべき照射位置を算出する位置算出ステップと、
上記測定装置が、上記位置算出ステップにて算出された照射位置に、上記励起光が照射されるように上記位置調整部を制御する位置調整制御ステップとを含み、
上記位置算出ステップでは、上記画像に写る血管の位置を基準として、上記血管に対して上記励起光が照射されるように上記照射位置が算出されることを特徴とする。
本発明の様態36に係る制御方法では、上記様態35において、
上記測定装置は、上記励起光照射部および上記受光部の組を複数備え、
上記位置算出ステップでは、動脈、静脈、および血管が存在していない箇所を含む少なくとも3箇所を、上記励起光を照射すべき照射位置として算出することを特徴とする。
本発明の様態37に係る制御プログラムは、
コンピュータを、上記様態15から34までのいずれかにおける測定装置の各手段として機能させるための制御プログラムである。
本発明の様態38に係る記録媒体は、
上記様態37の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
また、本発明の測定結果処理装置は、以下のようにも表現できる。
上記蛍光物質量と上記測定対象部のダメージ度との相関を示す第1の相関情報を記憶する相関情報記憶部を備え、上記ダメージ度判定手段は、上記第1の相関情報を用いて、上記蛍光物質量からダメージ度を判定する。
上記構成によれば、事前に明らかにした、測定対象部に含まれる蛍光物質の量と該測定対象部のダメージ度との間にある相関関係を相関情報記憶部にあらかじめ記憶しておくことが可能となる。
これにより、測定結果が想定される範囲内の蛍光物質量であれば、上記ダメージ度判定手段は、上記第1の相関情報を用いることにより、蛍光物質量に基づいて何度でも安定した正しさで容易にダメージ度を出力することが可能となる。
自装置に入力された上記被験者(生体)の実年齢と、上記ダメージ度判定手段によって判定された上記測定対象部のダメージ度とに基づいて、上記測定対象部の老化の進み具合を示す測定部位年齢を算出する年齢算出手段を備えていることが好ましい。
上記構成によれば、年齢算出手段は、上記ダメージ度判定手段によって判定された上記測定対象部のダメージ度について、被験者の実年齢を考慮して、上記測定対象部の老化の進み具合を示す測定部位年齢を算出することができる。このため、測定結果処理装置は、ダメージ度という抽象的な概念を年齢というより具体的な概念に置き換えて、測定結果をより分かり易くユーザに提供することができる。
これにより、測定部位年齢を被験者の実年齢を比較することなどによって、ユーザは、特別の知識がなくても、測定結果を簡単に分析し、被験者の状態を把握することが可能となる。
上記被験者(生体)の実年齢および上記ダメージ度と、上記測定部位年齢との相関を示す第2の相関情報を記憶する相関情報記憶部を備え、上記年齢算出手段は、上記第2の相関情報を用いて、上記被験者の実年齢および上記ダメージ度から測定部位年齢を算出する。
上記構成によれば、事前に明らかにした、測定対象部のダメージ度と測定対象部の老化の進捗との間にある相関関係を相関情報記憶部にあらかじめ記憶しておくことが可能となる。
これにより、年齢算出手段は、上記第2の相関情報を用いることにより、被験者の実年齢およびダメージ度に基づいて何度でも安定した正しさで容易に血管年齢を出力することが可能となる。
例えば、上記第2の相関情報の具体例としては以下のものが挙げられる。すなわち、上記年齢算出手段は、さらに、上記被験者(生体)の実年齢に基づいて平均余命を特定し、上記第2の相関情報としての式;測定部位年齢=平均余命−(平均余命÷ダメージ度)+(実年齢−10)を用いて、測定部位年齢を算出する。
上記年齢算出手段は、さらに、自装置に入力された上記被験者(生体)の性別と上記実年齢とに基づいて平均余命を特定することが好ましい。性別によって平均余命が異なるので、性別ごとに平均余命を特定することにより、上記式を用いてより正確に測定部位年齢を算出することが可能となる。
上記特徴量抽出手段は、上記測定対象部の血管に励起光を照射することによって得られた血管からの蛍光における蛍光特性を抽出し、上記物質量特定手段は、上記血管内に含まれる蛍光物質の蛍光物質量を特定し、上記ダメージ度判定手段は、上記血管内の蛍光物質量に基づいて、血管壁の損傷の度合いを示す血管壁ダメージ度を判定し、上記年齢算出手段は、上記被験者(生体)の実年齢と、上記血管壁ダメージ度とに基づいて、血管年齢を算出することが好ましい。
上記特徴量抽出手段は、上記測定対象部の血管に励起光を照射することによって得られた血管からの蛍光における蛍光特性を抽出し、上記物質量特定手段は、上記血管内に含まれる蛍光物質の蛍光物質量を特定し、上記ダメージ度判定手段は、上記血管内の蛍光物質量に基づいて、血管壁の損傷の度合いを示す血管壁ダメージ度を判定することが好ましい。
上記構成によれば、被験者の血管内に含まれる蛍光物質の量のみならず、血管壁の損傷の度合いを示す血管壁ダメージ度(あるいは、血管壁ダメージ度および血管の老化の進み具合を示す血管年齢の両方)をユーザに提供することができる。
これにより、ユーザは、被験者の血管の健康状態を容易に把握することが可能となる。つまり、特別な知識が無くとも、ユーザは、本発明の測定結果処理装置を、循環器系疾病に関係する健康管理のツールとして簡単に利用することが可能になる。
上記特徴量抽出手段は、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光のスペクトルから、所定波長範囲におけるピーク蛍光強度を上記蛍光特性として抽出することが好ましい。
これにより、被験者の状態を把握する上で有効な指標となる蛍光物質に特有の特徴のみを効率的に抽出して、より簡単に精度良く、蛍光物質の量の測定および測定対象部の状態の判定を実施することができる。
上記物質量特定手段は、上記測定対象部に含まれる後期糖化反応生成物の量を特定することが好ましい。
被験者の体内に含まれる後期糖化反応生成物(AGEs)の量は、被験者の健康状態と相関があることが明らかになっている。そのため、測定結果処理装置は、後期糖化反応生成物の量に基づく被験者の健康状態に係る測定結果を、特別な知識を持たないユーザが理解できるように出力することができる。
さらに、自装置の処理結果を表示部に表示する表示制御手段を備えていることが好ましい。
これにより、測定結果処理装置は、自装置の、特徴量抽出手段によって出力される蛍光特性、物質量特定手段によって出力される蛍光物質量、および、ダメージ度判定手段によって出力されるダメージ度、(あるいは、さらに年齢算出手段によって出力される測定部位年齢)の各種情報のうち、ユーザにとって理解し易い情報を、ユーザが視認可能なように提供することができる。
本発明の測定システムは、上記課題を解決するために、被験者(生体)の測定対象部に励起光が照射されることによって生じる蛍光の測定データを取得する測定装置と、上述のいずれかの測定結果処理装置とを備え、上記測定結果処理装置が、上記測定装置によって取得された測定データを処理し、上記測定装置は、上記被験者の測定対象部に到達する環境光を遮断する遮光部と、上記被験者の測定対象部に対して励起光を照射する励起光源と、上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を分析して測定データを生成する検出器とを備えていることを特徴としている。
上記測定システムにおいて、上記測定装置は、さらに、上記測定対象部を照射して該測定対象部の血管を可視化する血管可視化光源と、上記血管可視化光源によって照射された測定対象部を撮像するカメラ部とを備えていてもよい。
上記構成によれば、測定対象部を被験者の血管とするとき、血管の蛍光の正しい測定データを得ることができ、血管中の蛍光物質の量をより正確に特定できる。
本発明の測定結果処理方法は、上記課題を解決するために、被験者の体の一部を測定対象部として、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光における蛍光特性を抽出する特徴量抽出ステップと、上記特徴量抽出ステップにて抽出された蛍光特性に基づいて、上記測定対象部に含まれる蛍光物質の量を示す蛍光物質量を特定する物質量特定ステップと、上記物質量特定ステップにて特定された蛍光物質量に基づいて、上記測定対象部または該測定対象部の一部が受けている損傷の度合いを示すダメージ度を判定するダメージ度判定ステップとを含むことを特徴としている。
なお、上記測定装置および上記測定結果処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記測定装置または上記測定結果処理装置をコンピュータにて実現させる測定装置の制御プログラム、測定結果処理装置の制御プログラム、およびそれぞれの制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
(その他の変更例)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、制御装置20と測定装置1とを一体として形成してもよい。すなわち、主制御部21と同様の機能を有するマイクロコンピュータを測定装置1に内蔵するとともに、表示部30、入力部31、記憶部32に相当する部材を測定装置1に設けてもよい。
また、例えば、制御装置1020と測定装置1001とを一体として形成してもよい。すなわち、制御部1030と同様の機能を有するマイクロコンピュータを測定装置1001に内蔵するとともに、表示部1032、操作部1033、記憶部1031、通信部1034に相当する部材を測定装置1001に設けてもよい。
さらに、制御装置20と制御装置1020とを一体として形成してもよい。すなわち、主制御部21と同様の機能と、制御部1030と同様の機能とを共に有するマイクロコンピュータによって、1つの制御装置を実現してもよい。この場合、測定装置1および測定装置1001に備わっている各部材のうち、機能が重複する部材(構成)を除き、必要な部材のみを適宜組み合わせて構成して1つの測定装置を実現してもよい。これにより、励起光の照射位置によって発生する蛍光が異なる測定対象を測定する場合に、励起光の照射位置のずれによる測定値のばらつきを低減できるとともに、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定システムにおいて得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報としてユーザに提供することが可能な測定装置、制御装置、および、測定システムを実現することができる。
また、上述した制御装置20および携帯型端末70の各ブロック、特に主制御部21は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。さらに、制御装置1020の各ブロック、特に、特徴量抽出部1041、蓄積量特定部1042、血管状態判定部1043、血管年齢算出部1044、および、照射位置判定部1046は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、制御装置20および携帯型端末70、ならびに、制御装置1020は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置20または携帯型端末70、もしくは、制御装置1020の制御プログラム(認証プログラム)のプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置20または携帯型端末70、もしくは、制御装置1020に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、制御装置20および携帯型端末70、ならびに、制御装置1020を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR(high data rate)、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明の測定装置は、励起光の照射位置が異なることにより測定値が異なる可能性のある測定を行う測定装置、測定システムに適用することができ、その結果、測定値のばらつきを抑えることができる。本発明の測定結果処理装置は、励起光を用いて得られる放射光特性を利用した化学物質の測定装置、および、測定システムに適用することができ、その結果、得られた測定結果を、特別の知識がなくとも容易に理解できる情報として提供することが可能となる。また、本発明の測定結果処理装置は、測定結果をユーザに直感的に理解し易い健康指標として提案することができるので、健康管理システムにも好適に用いることができる。
1 測定装置
2 底部
2a 挿入口
2b 開口部
3 筒状部
3a プローブ挿入口(溝穴部)
3b 遮蔽部材
4 撮像用筐体(遮光部)
5 カメラ(撮像部)
5a レンズ
6 血管可視化光源(照明部)
6a スイッチ
7 プローブ(励起光照射部、受光部)
7a 入射用ファイバー(励起光照射部)
7b 反射用ファイバー(受光部)
8 プローブ操作部(位置調整部)
9 励起光源
10 検出器
20 制御装置
21 主制御部
22 2次元座標算出部(位置算出手段)
23 角度算出部(角度算出手段)
24 面積算出部(面積算出部手段)
25 距離算出部(距離算出手段)
26 移動部制御部(位置調整制御手段)
27 角度調整部制御部(位置調整制御手段)
28 距離調整部制御部(位置調整制御手段)
29 測定データ解析部
30 表示部
31 入力部
32 記憶部(第1記憶部、第2記憶部)
40 測定装置
41 撮像用筐体(遮光部)
42 開口部
43 弁状部材
44 腕枕(固定部)
50 測定装置
51 撮像用筐体(遮光部)
52 開口部
60 測定装置
61 近赤外LED
62 赤色LED
63 基板
64 開口部
65 固定ワッシャー
66 ビス
70 携帯型端末(制御装置)
71 表示部
81 プローブガイド
82 支柱
83 距離調整部(位置調整部)
84 角度調整部(位置調整部)
85 移動部(位置調整部)
86 ラックレール
87 ステージ
100 測定システム
150 蛍光強度/蓄積量相関情報
151 蓄積量/血管状態相関情報(第1の相関情報)
152 性別年齢/平均余命相関情報
153 血管状態/血管年齢相関情報(第2の相関情報)
1001 測定装置
1002 底部
1002a 挿入口
1002b 開口部
1003 測定対象収容部
1003a プローブ挿入口
1004 撮像用筐体(遮光部)
1005 カメラ部
1006 血管可視化光源
1008 プローブ支持部
1010 分光器(検出器)
1020 制御装置(測定結果処理装置)
1030 制御部
1031 記憶部
1032 表示部
1033 操作部
1034 通信部
1040 分光器制御部
1041 特徴量抽出部(特徴量抽出手段)
1042 蓄積量特定部(物質量特定手段)
1043 血管状態判定部(ダメージ度判定手段)
1044 血管年齢算出部(年齢算出手段)
1045 表示制御部
1046 照射位置判定部
1050 対象特徴量記憶部
1051 相関情報記憶部
1060 基板
1063 開口部
1064 ビス
1081 プローブガイド
1083 留め具
1100 測定システム

Claims (12)

  1. 生体の一部を測定対象部として、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光における蛍光特性を抽出する特徴量抽出手段と、
    上記特徴量抽出手段によって抽出された蛍光特性に基づいて、上記測定対象部に含まれる蛍光物質の量を示す蛍光物質量を特定する物質量特定手段と、
    上記物質量特定手段によって特定された蛍光物質量に基づいて、上記測定対象部または該測定対象部の一部が受けている損傷の度合いを示すダメージ度を判定するダメージ度判定手段と、
    自装置に入力された上記生体の実年齢と、上記実年齢に基づき特定した平均余命と、上記ダメージ度判定手段によって判定された上記測定対象部のダメージ度とに基づいて、上記測定対象部の老化の進み具合を示す測定部位年齢を算出する年齢算出手段と
    上記生体の実年齢、平均余命および上記ダメージ度と、上記測定部位年齢との相関を示す相関情報を記憶する相関情報記憶部とを備え、
    上記年齢算出手段は、
    上記相関情報としての式;
    測定部位年齢=平均余命−(平均余命÷ダメージ度)+(実年齢−10)
    を用いて測定部位年齢を算出することを特徴とする測定結果処理装置。
  2. 上記相関情報記憶部は、さらに、
    上記蛍光物質量と上記測定対象部のダメージ度との相関を示す他の相関情報を記憶し、
    上記ダメージ度判定手段は、上記他の相関情報を用いて、上記蛍光物質量からダメージ度を判定することを特徴とする請求項1に記載の測定結果処理装置。
  3. 上記年齢算出手段は、さらに、
    自装置に入力された上記生体の性別と上記実年齢とに基づいて平均余命を特定することを特徴とする請求項1に記載の測定結果処理装置。
  4. 上記特徴量抽出手段は、上記測定対象部の血管に励起光を照射することによって得られた血管からの蛍光における蛍光特性を抽出し、
    上記物質量特定手段は、上記血管内に含まれる蛍光物質の蛍光物質量を特定し、
    上記ダメージ度判定手段は、上記血管内の蛍光物質量に基づいて、血管壁の損傷の度合いを示す血管壁ダメージ度を判定し、
    上記年齢算出手段は、上記生体の実年齢と、上記平均余命と、上記血管壁ダメージ度とに基づいて、血管年齢を算出することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置。
  5. 上記特徴量抽出手段は、
    上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光のスペクトルから、所定波長範囲におけるピーク蛍光強度を上記蛍光特性として抽出することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置。
  6. 上記物質量特定手段は、
    上記測定対象部に含まれる後期糖化反応生成物の量を特定することを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置。
  7. さらに、自装置の処理結果を表示部に表示する表示制御手段を備えていることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置。
  8. 生体の測定対象部に励起光が照射されることによって生じる蛍光の測定データを取得する測定装置と、
    上記測定装置によって取得された測定データを処理する請求項1から7までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置とを備え、
    上記測定装置は、
    上記生体の測定対象部に到達する環境光を遮断する遮光部と、
    上記生体の測定対象部に対して励起光を照射する励起光源と、
    上記励起光が上記測定対象部に照射されることによって生じる蛍光を分析して測定データを生成する検出器とを備えていることを特徴とする測定システム。
  9. 上記測定装置と、
    上記測定装置によって取得された測定データを処理する請求項4に記載の測定結果処理装置とを備え、
    上記測定装置は、さらに、
    上記測定対象部を照射して該測定対象部の血管を可視化する血管可視化光源と、
    上記血管可視化光源によって照射された測定対象部を撮像するカメラ部とを備えていることを特徴とする請求項8に記載の測定システム。
  10. 測定結果処理装置によって実行される測定結果処理方法であって、
    生体の一部を測定対象部として、上記測定対象部に励起光を照射することによって得られた該測定対象部の蛍光における蛍光特性を抽出する特徴量抽出ステップと、
    上記特徴量抽出ステップにて抽出された蛍光特性に基づいて、上記測定対象部に含まれる蛍光物質の量を示す蛍光物質量を特定する物質量特定ステップと、
    上記物質量特定ステップにて特定された蛍光物質量に基づいて、上記測定対象部または該測定対象部の一部が受けている損傷の度合いを示すダメージ度を判定するダメージ度判定ステップと、
    上記測定結果処理装置に入力された上記生体の実年齢と、上記実年齢に基づき特定される平均余命と、上記ダメージ度判定ステップにて判定された上記測定対象部のダメージ度とに基づいて、上記測定対象部の老化の進み具合を示す測定部位年齢を算出する年齢算出ステップとを含み、
    上記測定結果処理装置は、上記生体の実年齢、平均余命および上記ダメージ度と、上記測定部位年齢との相関を示す相関情報を記憶する相関情報記憶部を備えており、
    上記年齢算出ステップでは、
    上記相関情報としての式;
    測定部位年齢=平均余命−(平均余命÷ダメージ度)+(実年齢−10)
    を用いて測定部位年齢を算出することを特徴とする測定結果処理方法。
  11. コンピュータを、請求項1から7までのいずれか1項に記載の測定結果処理装置の各手段として機能させるための制御プログラム。
  12. 請求項11に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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