CN105476643B - 生物体信息取得装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供使得能够容易地指定适于取得生物体信息的目标部位的生物体信息取得装置。在生物体信息取得装置(10)中,传感器组件(50)对受检者(2)的生物体图像进行拍摄。触摸屏(16)具有形成为与测定区域(A13)大致相同的大小的显示区域(A11),测定区域(A13)与传感器组件(50)对受检者(2)进行拍摄的拍摄范围一致,在该显示区域(A11)中与拍摄范围大致等倍地显示生物体图像。这些传感器组件(50)和触摸屏(16)的拍摄方向和显示方向相反,在俯视观察时,测定区域(A13)和显示区域(A11)层叠配置于大致相同的位置。
Description
技术领域
本发明涉及取得受检者的生物体信息的生物体信息取得装置。
背景技术
作为取得受检者的生物体信息的装置,已知有使传感器等与受检者的皮肤面接触并向受检者的生物体内照射测定光来取得血液成分等生物体信息的装置。例如,在专利文献1、2中披露了解析对生物体进行拍摄所得的图像信息而取得生物体信息的非侵入式生物体检查用装置。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2000-189391号公报
专利文献2:日本专利特开2000-339445号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1、2的技术中,采用内置有拍摄部的检测部把持住手指的构成,该检测部和显示拍摄到的图像的显示部构成为分体。因此,难以掌握拍摄位置和所拍摄到的图像的关系,通过边观察拍摄到的图像的同时边改变拍摄位置来指定适于取得生物体信息的部位的作业是困难的。拍摄范围和显示图像的尺寸不一致也助长了该问题。因此,本发明的目的在于能够容易地指定适于取得生物体信息的目标部位。
用于解决技术问题的方案
用于解决上述技术问题的第一发明是一种生物体信息取得装置,具备:拍摄部,拍摄受检者的生物体图像;以及显示部,具有形成为与所述拍摄部对所述受检者进行拍摄的拍摄范围大致相同的大小的显示区域,在该显示区域,与所述拍摄范围大致等倍地显示所述生物体图像,所述拍摄部的拍摄方向与所述显示部的显示方向为相反方向,在俯视观察时,所述拍摄范围和所述显示区域层叠配置于大致相同的位置。
第一发明的生物体信息取得装置被构成为,拍摄方向和显示方向为相反方向,拍摄部和显示部层叠配置成在俯视观察时,拍摄范围和显示区域大致在同一位置。并且,在显示部,与拍摄部对受检者进行拍摄的拍摄范围大致等倍地显示拍摄部所拍摄到的生物体图像。由此,能够以大致实物大小显示位于显示区域正下方的受检者的部位,从而可以容易地指定适于生物体信息取得的拍摄目标的部位。
第二发明是在第一发明的生物体信息取得装置的基础上,所述拍摄范围中的任意拍摄点与所述显示区域中的任意显示点在俯视观察时的偏移量为3mm以下。
根据第二发明,能够使拍摄范围和显示区域在俯视观察时的偏移量为3mm以下。
第三发明是在第一或第二发明的生物体信息取得装置的基础上,从所述拍摄部拍摄所述生物体图像起至在所述显示部进行显示为止的延迟时间小于1秒。
根据第三发明,能够在从拍摄生物体图像起不到1秒的期间内显示所拍摄到的生物体图像。
第四发明是在第一~第三任一发明的生物体信息取得装置的基础上,所述拍摄部的拍摄帧速率和所述显示部的显示帧速率中的一方为另一方的整数倍。
根据第四发明,能够以拍摄帧速率对生物体图像进行拍摄,以显示帧速率对所拍摄到的生物体图像进行动画显示,能够使此时的拍摄帧速率以及显示帧速率中一方为另一方的整数倍。
第五发明是在第一~第四任一发明的生物体信息取得装置的基础上,所述拍摄部是接触式(コンタクト型)图像传感器。
根据第五发明,可以采用接触式图像传感器作为拍摄部。
第六发明是在第一~第四任一发明的生物体信息取得装置的基础上,所述拍摄部是具有缩小光学系统(縮小光学系)的透镜的缩小光学系统型图像传感器。
根据第六发明,可以采用具有缩小光学系统透镜的缩小光学系统型图像传感器作为拍摄部。
附图说明
图1是示出生物体信息取得装置的整体构成例的外观图。
图2的(1)和(2)是示出传感器组件的构成例的图。
图3是说明生物体组织内的光的传播的图。
图4是示意性示出生物体图像的图。
图5是示出生物体信息取得装置的功能构成例的框图。
图6是示出生物体信息取得处理的处理步骤的流程图。
图7是示出显示画面例的图。
图8是示出其它显示画面例的图。
图9是变形例中的生物体信息取得装置的概略构成图。
符号说明
10、10a生物体信息取得装置、16触摸屏、50、50a传感器组件、110传感器部、111发光部、52发光元件、113受光部、54受光元件、120操作输入部、130显示部、140通信部、150处理部、151照射控制部、152受光控制部、153生物体图像生成部、154血管位置取得部、155测定处理部、160存储部、161测定程序、162发光元件列表、163受光元件列表、164生物体图像数据、165血管位置数据、166照射受光位置数据、167测定结果数据、501透镜、502可变分光基板、503图像传感器基板、504LED基板、2受检者、7血管、8非血管部
具体实施方式
以下,参照附图,对应用本发明的生物体信息取得装置的实施方式的一个例子进行说明。需要说明的是,本发明并不受以下说明的实施方式的限定,可应用本发明的方式并不限于以下的实施方式。而且,在附图的记载中,对同样的部分标注同样的符号。
整体构成
图1是示出本实施方式中的生物体信息取得装置10的整体构成例的外观图。该生物体信息取得装置10是既作为非侵入式地取得(测定)受检者2的生物体信息的测定仪而发挥作用、也作为存储测定数据的数据记录仪而发挥作用的装置,其也可称作是一种计算机。如图1所示,生物体信息取得装置10例如构成为手表型的可穿戴式设备,通过设置于主体壳体12的带14而佩戴在受检者2的手臂、足、颈等身体部位加以使用。
生物体信息取得装置10在主体壳体12的表面(佩戴于受检者2时向外的面)侧具备作为显示部的触摸屏16,而在主体壳体12的背面(佩戴于受检者2时与受检者2的皮肤接触的面)侧具备作为拍摄部的传感器组件50,这些触摸屏16和传感器组件50上下(Z方向)层叠配置而构成。
触摸屏16兼作用于进行测定开始操作等各种操作输入的操作输入单元。在该触摸屏16的显示区域A11上显示后面叙述的生物体图像、生物体信息的测定结果等。
传感器组件50是用于向受检者2的生物体内照射作为测定光的照射波并接收反射波光的主要的传感器。
而且,在主体壳体12的侧面具备电源开关等操作开关18、可装卸用于与外部装置通信的有线电缆的通信装置20、以及实现存储卡22的数据读写的读写器24。并且,在主体壳体12的内部内置有充电式的内置电池26和控制基板30。
通信装置20如果采用的是以无线进行与外部装置的通信的构成的话,可以通过无线通信模块及天线来实现。
存储卡22是可进行数据改写的装卸式的非易失性存储器。作为该存储卡22,除了闪存之外还可以使用铁电体存储器(FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory)、磁阻存储器(MRAM:Magnetoresistive Random Access Memory)等可改写的非易失性存储器。
对内置电池26的充电方式可以适当选择。例如,既可以构成为在主体壳体12的背面侧另外设置电接点,将其放置于与家用电源连接的支座,通过电接点并经由支座来进行通电/充电,也可以是非接触式无线式充电。
控制基板30统一控制生物体信息取得装置10。该控制基板30搭载有CPU(CentralProcessing Unit:中央处理器)32、主存储器34、测定数据用存储器36、触摸屏控制器IC(Integrated Circuit:集成电路)38、以及传感器组件控制器40。而且,除此之外,还可以适当搭载电源管理IC、图像处理用IC等电子部件。
主存储器34是能够存储程序、初始设定数据、及存储CPU32的运算值的存储介质。适当使用RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存等而实现。另外,也可以采用将程序、初始设定数据存储于存储卡22中的构成。
测定数据用存储器36是可改写数据的非易失性存储器,是用于存储生物体信息的测定结果的存储介质。作为该测定数据用存储器36,除可采用闪存之外,还可以采用铁电体存储器(FeRAM)、磁阻存储器(MRAM)等可改写的非易失性存储器。另外,也可以采用将测定数据存储于存储卡22中的构成。
触摸屏控制器IC38是实现用于使触摸屏16显示图像的驱动器功能、并实现用于实现触摸输入的功能的IC。可以与触摸屏16一起适当利用现有技术而实现。
传感器组件控制器40具有掌管传感器组件50的测定光照射功能以及测定光透过受检者2的生物体组织的光(透过光)、从其反射的光(反射光)的受光功能的IC、电路。该传感器组件控制器40包括:发光控制部42,由对传感器组件50所具备的多个发光元件(随着通电而发出测定光的元件)进行单独的发光控制的IC、电路构成;以及受光控制部44,由控制传感器组件50所具备的多个受光元件(发出与所接收到的光量相对应的电信号的元件)的受光的IC、电路构成。
需要说明的是,传感器组件控制器40也可以由多个IC构成。例如,也可以采用使相当于发光控制部42的IC、电路以及相当于受光控制部44的IC、电路分别为另外的IC的构成。或者,也可以采用通过CPU32实现一部分这些功能的构成。
图2是示出传感器组件50的构成例的图,图2的(1)是形成在图1所示的里面侧露出的测定区域A13的传感器组件50的主视图,图2的(2)是传感器组件50的截面图。需要注意的是,为了容易理解,有意地放大示出了发光元件52、受光元件54。而且,尺寸、纵横比等也不限定于此,可以适当设定。
传感器组件50是将多个发光元件52排列为平面状的层和多个受光元件54排列为平面状的层层叠而构成的器件。换而言之,是光源内置型图像传感器,是实现测定光的照射以及受光两个功能的传感器阵列。传感器组件50也可以与传感器组件控制器40构成为一体。
发光元件52是照射测定光的照射部,例如可利用LED(Light Emitting Diode:发光二极管)、OLED(Organic light-emitting diode:有机发光二极管)等来实现。如果是测定后面叙述的血糖值作为生物体信息时,形成为可发出包含具有皮下透过性的接近可见光区域的近红外光的光的元件较好。
受光元件54是接收测定光的透过光、反射光并输出与受光量相应的电信号的拍摄元件。例如,可由CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)等半导体元件实现。一个受光元件54包括接收RGB各波长成分的多个元件。
并且,传感器组件50通过从基底侧(图2的(2)中的背面侧。图1中的主体壳体12的表侧)起依次层叠以下各层而配备有这些层:
1)受光层51,其中,多个受光元件54排列为平面状及格子状;
2)遮光层53,选择性地屏蔽朝向各受光元件54的光以外的光;
3)分光层55,选择性地使近红外光透过;
4)发光层57,位于相邻的受光元件54之间的、不阻碍包括透过生物体组织的光和/或从生物体组织反射的光的光到达受光元件54时的光路的位置,其中,多个发光元件52排列为平面状及格子状。
受光层51的受光元件54配置成像素在Xs-Ys直角坐标系中可识别的矩阵状,传感器组件50发挥与现有的图像传感器同样的功能。需要注意的是,受光元件54的形状、大小、配置图案可以适当设定。
当从正面(主体壳体12的里面侧)观察传感器组件50时,发光层57的发光元件52在邻近的受光元件54的角部的对接部各配置有一个。更具体而言,在四个受光元件54的角部的对接部配置有一个发光元件52,发光元件52整体上配置成在与受光元件54相同的Xs-Ys直角坐标系中可识别的矩阵状。传感器组件50具有使发光元件52选择性地发光的驱动机构,例如可以与液晶面板显示器的有源矩阵方式同样地驱动控制发光元件52。
对于具有这样的叠层构造的传感器组件50的制作,可适当应用用于现有的图像传感器、OLED显示器的制造的半导体精细加工技术。
需要说明的是,发光元件52的大小和配置间隔、受光元件54的大小和配置间隔等可适当设定。例如,配置间隔优选为1μm~500μm,从兼顾制造成本与测定精度出发,例如也可以是50μm~200μm左右。而且,出于缩小从发光元件52照射的测定光的照射范围、偏光的目的、或者出于将包括透过生物体组织的光和/或从生物体组织反射的光的光确实地聚集于受光元件54的目的,也可以在传感器组件50进一步地设置具有光学元件的聚光层。而且,也可以适当设置防止表面损伤的保护层等。而且,不限于发光元件52和受光元件54层叠的构成,发光元件52和受光元件54也可以采用并排设置的构成。
概要
图3是说明在生物体组织内的光的传播的图,其示出了沿着受检者2的与测定区域A13接触的部分(佩戴部位)的深度方向的截面。如图3所示,从传感器组件50中某发光元件52照射的光自皮肤面进入生物体组织内并扩散反射,其中一部分到达某受光元件54。该光的传播路径呈所谓的香蕉形状(被两段弧夹着而成的区域),在大致中央附近,深度方向的宽度最宽。传播路径的深度(可到达的深度)D随着发光元件52与受光元件54的间隔W越小而越浅,间隔W越大则越深。
并且,在这样地被受光元件54所接收的光(接收光)中,在于生物体组织内传播的过程中通过了血液的光、即到达血管7而被血管7中流动的血液反射、吸收或者透过了血液的光反映了血液中的葡萄糖浓度(所谓的“血糖值”)、氧饱和度等生物体信息。因而,通过选择适合检测测定区域A13的皮下血管位置并接收通过了血液的光的测定用的发光元件(测定用发光元件)52及受光元件(测定用受光元件)54,并控制测定光的照射及受光,从而可以从受光结果获得生物体信息。
在生物体信息的测定时,生物体信息取得装置10用带14固定,使在主体壳体12的里面侧露出的传感器组件50的测定区域A13紧贴在受检者2的皮肤上。通过使传感器组件50紧贴在皮肤上,能够抑制测定光在皮肤面反射、在皮肤面附近的组织散射等降低测定精度的主因。
当将生物体信息取得装置10安装于受检者2的身体并操作操作开关18而接通电源时,以规定的拍摄帧速率(例如30帧/秒)对测定区域A13的皮下生物体组织(皮下组织)进行拍摄,在触摸屏16上以与拍摄帧速率相同的显示帧速率实时地动画显示生物体图像。实时是指,包含信号处理所需程度的时间延迟在内,从传感器组件50对生物体图像进行拍摄开始至在触摸屏16进行显示为止的延迟时间约为1秒左右或者不到1秒。
本实施方式中,在测定之前为了检测存在于测定区域A13的皮下的血管位置并指定血管而生成生物体图像。而且,在触摸屏16实时地动画显示生物体图像是为了使受检者2、医师等生物体信息取得装置10的使用者能够把握在生物体信息取得装置10的佩戴部位(即测定区域A13的皮下)是否存在血管。该生物体图像的生成步骤例如可以与现有的静脉认证技术中的静脉图案(静脈パターン)检测同样地进行,首先,使传感器组件50所具备的发光元件52一起发光,将佩戴部位的整个区域作为拍摄范围而照射测定光。然后,使用所有的受光元件54来接收(拍摄)包括透过测定区域A13的皮下组织的光和/或从其反射的光的光而生成生物体图像。以规定的拍摄帧速率反复进行上述内容。
这样生成(拍摄)的生物体图像是分别与传感器组件50的受光元件54相对应的像素的亮度(辉度)数据的集合,作为与传感器组件50的像素坐标相同的Xs-Ys直角坐标系的二维图像而得到。血管因在内部流动的血液的影响,比血管之外的生物体组织部分(以下称为「非血管部」。)更容易吸收近红外光。因此,血管的亮度比非血管部更低更暗。因而,通过提取生物体图像中亮度变低的部位,可以每个像素地识别拍摄到了血管还是拍摄到了非血管部,换而言之,可识别在各受光元件54之下是否存在血管。
图4是示意性示出生物体图像的图。在图4的例子中,带有阴影线的带状的部位表示血管7,白色的部位是非血管部8。
此处,在本实施方式中,触摸屏16的显示区域A11和传感器组件50的测定区域A13具有同样的大小,触摸屏16和传感器组件50被定位成触摸屏16的显示方向和从传感器组件50照射的测定光的照射方向(拍摄方向)上下互为反方向,测定区域A13和显示区域A11在俯视观察中(从上下方向观察)为大致相同的位置。而且,在本实施方式中,传感器组件50对受检者2进行拍摄的拍摄范围与测定区域A13一致。
并且,触摸屏16的列方向及行方向的像素数(显示点数)与传感器组件50的列方向及行方向的像素数(受光元件数)分别为相同数量,像素间距也相同,显示区域A11的各显示点和传感器组件50的各受光元件54一一对应。例如,使用触摸屏16和传感器组件50附带的对准标记进行触摸屏16和传感器组件50的定位,使对应的显示点和受光元件54上下重叠。
因此,在触摸屏16的显示区域A11中,作为传感器组件50对受检者2进行拍摄的拍摄范围的显示区域A11正下方的佩戴部位以大致等倍地被显示、即位于显示区域A11正下方的皮下组织以大致实物大小而被显示。而且,关于拍摄帧速率(フレームレート)和触摸屏16中的显示帧速率,一个是另一个的整数倍,从拍摄开始至显示为止的延迟时间小于1秒。因而,在触摸屏16上,生物体图像被实时地动画显示。据此,即使受检者2等使用者中途移动了生物体信息取得装置10的佩戴部位时,也能以更新显示的生物体图像的低亮度区域为线索而容易地掌握在显示区域A11的正下方、即移动目的地的佩戴部位是否存在血管。
在这样的适于取得生物体信息的传感器组件50(进而,生物体信息取得装置10)的定位结束时,用带14将生物体信息取得装置10固定于受检者2。
若生物体信息取得装置10的定位结束、且从生物体图像检测到血管7的位置,则以选择的血管为目标控制测定光的照射及受光,并处理受光结果进行测定生物体信息的处理(测定处理)。例如,在测定血糖值作为生物体信息时,选择按照血管7的位置选择的测定用发光元件52以及测定用受光元件54。接着,从测定用发光元件52照射测定光,根据测定用受光元件54的受光结果(接收到的接收光的强度)提取血管透过光成分。此时,例如,通过使发光元件52的发射光的波长变化而使测定光的波长λ在近红外区域内变化,对应每个波长λ生成透过血管7的血管透过光的分光光谱(吸收光谱)。然后,使用预定的表示血液中的葡萄糖浓度与吸光度的关系的“校准曲线”,根据吸收光谱算出(推测)血糖值。需要注意的是,处理受光结果算出血糖值的方法并不限于例示的方法,可以适当采用现有技术。在测定氧饱和度等其它生物体信息时也同样可以适当采用现有技术。
功能构成
图5是示出第一实施方式中的生物体信息取得装置10的主要的功能构成例的框图。如图5所示,生物体信息取得装置10具备传感器部110、操作输入部120、显示部130、通信部140、处理部150、和存储部160。
传感器部110对应于图2的传感器组件50,具有由多个发光元件52构成的发光部111、和由多个受光元件54构成的受光部113。构成发光部111的各发光元件52的配置位置(Xs-Ys坐标值)作为其中配置位置与分配给对应的发光元件52的发光元件编号相互对应的发光元件列表162而预先存储于存储部160。而且,构成受光部113的各受光元件54的配置位置(Xs-Ys坐标值)作为其中配置位置与分配给对应的受光元件54的受光元件编号相互对应的受光元件列表163而预先存储于存储部160。
操作输入部120通过按钮开关、拨盘开关等各种开关、触摸屏等输入装置而实现,响应用户进行的各种操作输入而向处理部150输出操作输入信号。图1的触摸屏16、操作开关18与其对应。
显示部130通过LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、EL显示器(Electroluminescence display:电致发光显示器)等显示装置而实现,根据从处理部150输入的显示信号显示各种画面。图1的触摸屏16与其对应。
通信部140是在处理部150的控制下用于与外部的信息处理装置之间进行在装置内部所使用的信息的收发的通信装置。图1的通信装置20与其相对应。作为通信部140的通信方式,可以应用经由依据规定的通信标准的电缆进行有线连接的形式、经由被称为支座的兼作充电器的中间装置进行连接的形式、利用无线通信进行无线连接的形式等各种方式。
处理部150通过CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、DSP(DigitalSignal Processor:数字信号处理器)等微处理器、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等控制装置及运算装置而实现,统一控制生物体信息取得装置10的各部。图1的控制基板30与其相对应。该处理部150具备照射控制部151、受光控制部152、生物体图像生成部153、血管位置检测部154、和测定处理部155。需要注意的是,构成处理部150的各部也可以由专用的模块电路等硬件构成。
照射控制部151对构成发光部111的发光元件52进行单独的发光控制。例如,可利用所谓的有源矩阵方式的驱动控制技术而实现。受光控制部152进行从由受光部113的受光元件54接收到的接收光读出与其强度相对应的电信号的控制。
生物体图像生成部153对测定区域A13的皮下组织进行拍摄并生成生物体图像(参照图4)。血管位置检测部154对生物体图像进行图像处理并检测血管位置。可适当利用现有的静脉认证技术等中的生物体图像的拍摄技术、根据生物体图像识别静脉图案的技术来实现该生物体图像的拍摄以及血管位置的检测。
测定处理部155根据由血管位置检测部154检测到的血管位置使测定发光元件52发光,并使用测定用受光元件54的受光结果测定生物体信息。
存储部160通过RAM、ROM、闪存等各种IC存储器、或硬盘等存储介质而实现,事先存储或者每次处理时临时存储用于使生物体信息取得装置10动作而实现该生物体信息取得装置10具备的各种功能的程序、在该程序的执行中所使用的数据等。在图1中,控制基板30上搭载的主存储器34、测定数据用存储器36、存储卡22与其相对应。
在该存储部160中存储用于使处理部150作为照射控制部151、受光控制部152、生物体图像生成部153、血管位置检测部154以及测定处理部155发挥作用而执行生物体信息取得处理(参照图6)的测定程序161。而且,在存储部160中存储发光元件列表162、受光元件列表163、生物体图像数据164、血管位置数据165、照射受光位置数据166、和测定结果数据167。
生物体图像数据164存储以规定的拍摄帧速率拍摄的生物体图像的图像数据。血管位置数据165存储生物体图像内的血管的位置。照射受光位置数据166存储测定用发光元件52的发光元件编号以及测定用受光元件54的受光元件编号。测定结果数据167存储通过测定处理所得的生物体信息的测定结果。
处理流程
图6是示出生物体信息取得处理的流程的流程图。此处说明的处理可通过处理部150从存储部160中读出测定程序161加以执行而实现。该处理在将生物体信息取得装置10安装于受检者2的身体并接通生物体信息取得装置10的电源时开始。
如图6所示,在生物体信息取得处理中,首先,开始生物体图像生成部153以规定的拍摄帧速率连续拍摄生物体图像并在显示部130例如以与拍摄帧速率相同的显示帧速率更新显示所生成的生物体图像的控制(步骤S1)。通过此处开始的控制,在显示部130上实时地动画显示对测定区域A13的皮下组织进行拍摄而得的生物体图像。受检者2等使用者边观察生物体图像,边适当地使生物体信息取得装置10的佩戴部位移动,寻找血管。然后,选择血管所在的佩戴部位并用带14固定生物体信息取得装置10之后,输入规定的测定开始操作。
在输入了测定开始操作的情况下(步骤S3:是),在停止了步骤S1中开始的控制之后,血管位置检测部154从生物体图像数据164读出最新的生物体图像的图像数据并进行图像处理,检测从皮肤面观察到的血管位置(步骤S5)。例如,血管位置检测部154按照生物体图像(亮度图像)的每个像素与基准亮度进行比较,进行二值化、滤波处理来检测血管位置。小于基准亮度的像素被认为显示血管,基准亮度以上的像素被认为显示非血管部。
然后,如果在步骤S5中成功检测到血管位置(步骤S7:是),则处理部150控制大意为开始生物体信息的测定并提示注意在测定结束前不要移动佩戴部位的消息在显示部130上进行显示(步骤S9)。图7是示出此时显示于显示部130的显示画面例的图。在显示部130上显示有测定开始的消息的情况下,受检者2按照指示静待测定结束。然后,如图6所示,测定处理部155进行测定处理,测定生物体信息(步骤S11)。然后,处理部150控制在显示部130显示生物体信息的测定结果(步骤S13),并结束本处理。
作为步骤S11的测定处理的步骤,测定处理部155首先根据在步骤S5中检测到的血管位置选择测定用发光元件52及测定用受光元件54。接着,测定处理部155在照射控制部151及受光控制部152的控制下,使测定用发光元件52发光而照射测定光,并根据测定用受光元件54的受光结果生成血管透过光的吸收光谱。于是,测定处理部155根据生成的吸收光谱获得血糖值。例如,使用多重回归分析法(multiple regression analysis)、主成分回归分析法、PLS回归分析法、独立成分分析法等分析法来从吸收光谱算出血糖值。
另一方面,在生物体图像内不存在小于基准亮度的像素集合的区域等、血管位置的检测失败的情况下(步骤S7:否),处理部150控制在显示部130显示指示移动佩戴部位的消息(步骤S15)。在此基础上,返回步骤S1,再次开始生物体图像的拍摄、显示控制,重复上述处理。
图8是示出通过步骤S15的处理而在显示部130显示的显示画面例的图。在显示部130显示有指示移动佩戴部位的消息的情况下,受检者2等使用者随后观察在显示部130再次进行动画显示的生物体图像的同时移动生物体信息取得装置10的佩戴部位,在重新寻找了血管之后输入测定开始操作。
如以上所说明地,根据本实施方式,在生物体信息的测定之前,可将对位于显示区域的正下方的皮下组织进行拍摄所得的生物体图像与该皮下组织几乎等倍(大致实物大小)地以动画的形式进行显示。因此,受检者2等使用者可边观察生物体图像边寻找血管,并能随后进行测定开始操作。据此,因为能够抑制在将生物体信息取得装置10佩戴于了不存在血管的部位的状态下开始生物体信息的测定等状况,从而可以容易地指定血管来进行生物体信息的测定。
需要注意的是,在上述实施方式中,触摸屏16和传感器组件50的像素数为相同数量,像素间距也相同,但只要采用的是受检者2的拍摄范围与显示区域具有大致相同的大小且在显示区域大致等倍地显示拍摄范围的构成,则像素数、像素间距也不必一致。
而且,如果想如上述实施方式这样指定血管时,优选拍摄范围中的任意拍摄点(例如拍摄范围的中心点)与显示区域中的任意显示点(例如显示范围的中心点)在俯视观察时的偏移量为3mm以下。由于想指定的血管的最大宽为3mm左右,因此,通过设为在此之下的偏移量,从而能够抑制看漏血管之忧。
而且,也可以代替在上述实施方式中说明过的传感器组件50而使用具有等倍光学系统(等倍(1:1magnification)光学系)的透镜的接触式图像传感器(CIS:Contact ImageSensor)来构成传感器组件。
或者,也可以使用具有缩小光学系统(縮小光学系;reducing optical system)的透镜的CCD图像传感器来构成传感器组件。图9是示出该变形例中的生物体信息取得装置10a的基本层叠构造的图,生物体信息取得装置10a与上述实施方式同样地构成为触摸屏16与传感器组件50a上下层叠配置。在本变形例中,传感器组件50a具备缩小光学系统的透镜501、可变分光基板502、图像传感器基板503、和LED基板504。可变分光基板502具有相当于图2所示的分光层55的功能,图像传感器基板503具有相当于图2的受光层51的功能,LED基板504具有相当于图2的发光层57的功能。而且,触摸屏16和传感器组件50a被设计为触摸屏16的显示区域与传感器组件50a对受检者2进行拍摄的拍摄范围(测定光的照射范围)为大致相同的大小,由此,与上述实施方式同样,将对位于显示区域正下方的皮下组织进行拍摄所得的生物体图像与该皮下组织几乎等倍(大致实物大小)地显示于显示区域。
而且,在上述实施方式中,显示帧速率与拍摄帧速率相同。相对于此,也可以使拍摄帧速率和显示帧速率中一方为另一方的整数倍。例如,也可以将拍摄帧速率设为10帧/秒,将显示帧速率设为其3倍的30帧/秒等。
而且,在上述实施方式中,主要说明了测定血糖值作为生物体信息,但本发明也同样可以应用于测定其它血液成分的情况。例如,可以应用于GPT(Glutamic PyruvicTransaminase:谷丙转氨酶)等酶值、白蛋白等血浆蛋白值、胆固醇值、乳酸值等的测定。
而且,本发明也可以应用于测定生物体内组织的状态作为受检者2的生物体信息的情况。例如,也可以应用于向受检者的生物体内照射作为照射波的超声波来测定血管直径作为生物体内组织的状态的情况、根据血管直径变化测定(推测)血压的情况。
Claims (8)
1.一种生物体信息取得装置,其特征在于,具备:
传感器,拍摄受检者的生物体图像,所述传感器具有图像拍摄范围,在所述图像拍摄范围中所述传感器拍摄生物体图像;以及
显示部,具有与所述图像拍摄范围相同的大小的显示区域,在该显示区域,以与拍摄受检者的生物体图像的范围相同的大小显示所述生物体图像,
配置所述传感器和所述显示部使得所述传感器的拍摄方向与所述显示部的显示方向是相反的,在俯视观察时,所述图像拍摄范围和所述显示区域层叠配置于相同的位置。
2.根据权利要求1所述的生物体信息取得装置,其特征在于,所述拍摄范围中的任意拍摄点与所述显示区域中的任意显示点在俯视观察时的偏移量为3mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的生物体信息取得装置,其特征在于,从所述传感器拍摄所述生物体图像起至在所述显示部进行显示为止的延迟时间小于1秒。
4.根据权利要求1或2所述的生物体信息取得装置,其特征在于,所述传感器的拍摄帧速率和所述显示部的显示帧速率中的一方为另一方的整数倍。
5.根据权利要求1或2所述的生物体信息取得装置,其特征在于,所述传感器是接触式图像传感器。
6.根据权利要求1或2所述的生物体信息取得装置,其特征在于,所述传感器是具有缩小光学系统的透镜的缩小光学系统型图像传感器。
7.一种生物体信息取得装置,其特征在于,具有:
传感器,拍摄受检者的生物体图像,所述传感器具有图像拍摄范围,在所述图像拍摄范围中所述传感器拍摄生物体图像;以及
显示部,具有与所述图像拍摄范围相同的大小的显示区域,在该显示区域,以与拍摄受检者的生物体图像的范围相同的大小显示所述生物体图像,
配置所述传感器和所述显示部使得所述传感器的拍摄方向与所述显示部的显示方向是相反的,在俯视观察时,所述图像拍摄范围和所述显示区域层叠配置于相同的位置;
根据所述生物体图像检测血管位置的血管位置检测部;以及
处理部,
在成功检测到所述血管位置的情况下,所述处理部在所述显示部显示提示注意在生物体信息的测定结束前不要移动所述生物体信息取得装置的位置的消息,在结束所述测定之后,所述处理部在所述显示部显示所述测定的结果,
在所述血管位置的检测失败的情况下,所述处理部在所述显示部显示指示移动所述生物体信息取得装置的位置的消息。
8.根据权利要求7所述的生物体信息取得装置,其特征在于,
所述血管位置检测部按照所述生物体图像的每个像素,将小于规定亮度的像素设为血管部,将所述规定亮度以上的像素设为非血管部来检测所述血管位置。
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