CN109195523A - 生物体信息取得装置以及生物体信息取得方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种对发光元件的劣化进行抑制的技术。生物体信息取得装置通过使受光部接受以发光部作为测量用发光部照射出的光而取得受光结果,并且利用受光结果而取得生物体信息,在生物体信息取得装置中,在对包括多个发光元件中的发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时,实施用于取得一次量的受光结果的来自发光部的光的照射。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物体信息取得装置以及生物体信息取得方法。
背景技术
一直以来,已知一种生物体信息取得装置,该生物体信息取得装置取得与血管或血管中的血液相关的生物体信息(例如,专利文献1)。在专利文献1中,记载了一种为了测量生物体中的血液成分而通过使多个发光元件一齐发光从而确保光量的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-124455号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在使多个发光元件一齐发光的情况下,由于发光的发光元件发热,因此发光元件有可能劣化。在使被配置成面状的发光元件一齐发光的情况下,发光的多个发光元件中的存在于中央附近的发光元件的散热尤其困难,这样的发光元件处于容易劣化的趋势。因此,期望一种对发光元件的劣化进行抑制的技术。
用于解决课题的手段
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的发明,能够作为以下的方式或应用例来实现。
(1)根据本发明的第一方式,提供了一种生物体信息取得装置。该生物体信息取得装置具备:发光部,其由多个发光元件形成,并向生物体照射光;受光部,其接受透过了所述生物体的光;以及控制部,其对所述发光部和所述受光部进行控制,所述控制部通过使所述受光部接受从所述发光部照射出的光,从而取得受光结果,并且,利用所述受光结果而取得生物体信息,在对包括所述多个发光元件中的发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时,实施用于取得一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,由于在对包括多个发光元件中的发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时实施用于取得一次量的受光结果的来自所述发光部的光的照射,因此,能够对发光元件的连续发光进行抑制,并能够对因发光元件的发热而引起的劣化进行抑制。
(2)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,具备多个所述发光部,所述控制部通过使多个所述发光部的至少一个发光来确定所述生物体的血管的位置,在多个所述发光部中,根据所述血管的位置,而实施用于取得所述一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,由于通过根据血管的位置来实施用于取得一次量的受光结果的来自发光部的光的照射,从而能够将适于取得与血管相关联的的生物体信息的发光部作为测量用发光部来选择,因此,能够精度良好地取得与血管相关联的生物体信息。
(3)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,在用于取得所述一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射中,所述多个发光图案的各发光图案均被重复相同的次数。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,由于通过多个发光图案均被重复相同的次数,从而能够减轻各发光图案中的发光元件的发光位置的偏离,因此,能够精度良好地取得与血管相关联的生物体信息。
(4)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,在所述多个发光图案的各发光图案中发光的发光元件位于,相对于所述发光部的中心而点对称的位置,或者相对于穿过所述中心的线而线对称的位置。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够抑制发光图案之间的光量的偏差,其结果为,能够精度良好地取得与血管相关联的生物体信息。
(5)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,在所述多个发光图案的各发光图案中,在与发光的发光元件相邻的发光元件中,存在不发光的发光元件。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,由于发光的发光元件所发出的热量通过向存在于周围的不发光的发光元件的存在方向扩散而进行散热,因此,能够对因发光元件的发热而引起的劣化进行抑制。
(6)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,在所述多个发光图案中,在任意的发光图案中发光的发光元件在该发光图案的下一个发光图案中不发光。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够对因发光元件的发热而引起的劣化进行抑制。
(7)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,所述发光部照射包括波长为0.7μm至2.5μm的近红外线的光。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够利用作为易于透过生物体的光的近红外线,来取得生物体信息。
(8)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,在所述多个发光图案中,预定数量以上的发光元件发光。
与使少于预定数量的发光元件发光的情况相比,本实施方式的生物体信息取得装置能够取得足够的发光强度。
(9)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,所述生物体信息包括所述生物体的血液中的葡萄糖浓度。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够取得生物体的血液中的葡萄糖浓度。
(10)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,所述生物体信息包括所述生物体的血液中的氧饱和度。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够取得生物体的血液中的氧饱和度。
(11)在上述生物体信息取得装置中,也可以采用如下的方式,即,作为所述发光元件,使用有机发光二极管。
根据本实施方式的生物体信息取得装置,能够使用有机发光二极管。
本发明也能够通过除了上述的方式以外的各种方式来实现,例如,能够通过由生物体信息取得装置来取得生物体信息的生物体信息取得方法、或实现该方法的计算机程序、以及对计算机程序进行存储的非临时的记录介质(non-transitory storage medium)等的方式等来实现,其中,所述生物体信息取得装置具备由多个发光元件形成并向生物体照射光的发光部和接受透过了所述生物体的光的受光部。
附图说明
图1为表示第一实施方式中的生物体信息取得装置的结构的示意图。
图2为表示传感器模块的一部分的俯视示意图。
图3为传感器模块的结构图。
图4为对取得血管图案(血管位置)的情况进行说明的示意图。
图5为表示根据生物体图像而获得的血管图案的示例的图。
图6为根据图5的血管图案而获得的测量对象的血管部位的一个示例。
图7为对发光部和受光部的选择进行说明的图。
图8为对光在生物体组织内的传播进行说明的图。
图9为表示发光部与发光元件之间的关系以及受光部与受光元件之间的关系的示意图。
图10为表示本实施方式中的多个发光图案的示意图。
图11为本实施方式中的血糖值测量装置的功能结构图。
图12为表示血管部位数据的数据结构的一个示例的图。
图13为对血糖值测量处理的流程进行说明的流程图。
图14为表示与本实施方式不同的发光图案的示意图。
图15为表示与本实施方式不同的发光图案的示意图。
图16为表示比较例的点亮图案的示意图。
图17为表示比较例的点亮图案的示意图。
图18为对光源寿命进行测量后获得的结果。
图19为表示与本实施方式不同的发光图案的示意图。
图20为表示与本实施方式不同的发光图案的示意图。
图21为表示与本实施方式不同的发光图案的示意图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
A1.装置结构:
图1为表示第一实施方式中的生物体信息取得装置10的结构的示意图。生物体信息取得装置10为利用光而非侵入式地对使用者2的生物体信息进行测量的生物体信息取得装置。在本实施方式中,作为生物体信息,取得使用者2的血液中的作为葡萄糖浓度的血糖值。生物体信息取得装置10也称为血糖值测量装置10。生物体信息取得装置10为手表型,且为被构成为具备主体外壳12、和用于将主体外壳12佩戴并固定在使用者2的手腕或胳膊等测量部位上的固定表带14在内的佩戴式装置(佩戴式设备)。
在主体外壳12的表面(佩戴于使用者2时朝向外侧的面)上,设置有触摸面板16、操作开关18。使用者2能够利用该触摸面板16、操作开关18,实施测量开始指示的输入,或者将测量结果显示于触摸面板16上。
另外,在主体外壳12的侧面,设置有用于与外部装置进行通信的通信装置20和存储卡22的读写器24。通信装置20通过用于对有线电缆进行拆装的插口、或者用于实施无线通信的的无线通信模块以及天线而被实现。存储卡22为,闪存或铁电体随机存取存储器(FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory)、磁阻随机存取存储器(MRAM:Magnetoresistive Random Access Memory)等可改写数据的非易失性存储器。
另外,在主体外壳12的背面上,以可与使用者2的皮肤表面进行接触的方式设置有传感器模块50。传感器模块50为,对使用者2的皮肤表面照射测量光,从而接受透过使用者2的身体或者在使用者2的身体上反射后的光的测量用的仪器,并成为光源内置的薄型图像传感器。
而且,在主体外壳12中内置充电式的蓄电池26、和控制基板30。作为向蓄电池26进行充电的充电方式,可以采用如下的结构,即,在主体外壳12的背面侧设置电触点,并安置于与家庭用电源的连接的托架上,通过电触点且经由托架而被充电的结构,此外也可以为无线式充电。
在控制基板30上,搭载有CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、主存储器、测量数据用存储器、触摸面板控制器和传感器模块控制器。主存储器为,能够存储程序、初始设定数据并存储CPU的运算值的存储介质,并通过RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)或ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存等而被实现。并且,也可以采用程序或初始设定数据被存储于存储卡22中的结构。测量数据用存储器为用于对测量数据进行存储的存储介质,且通过闪存或铁电体随机存取存储器(FeRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)等可改写数据的非易失性存储器而被实现。并且,也可以采用将测量数据存储于存储卡22中的结构。
图2以及图3为传感器模块50的结构图。图2为表示传感器模块50的一部分的俯视示意图,图3为传感器模块50的剖视示意图。如图2所示,传感器模块50在其受发光区域内具有分别被规则地排列的多个发光元件53以及多个受光元件59。在此,受发光区域是指,包括多个发光元件53以及受光元件59的区域。
如图3所示,传感器模块50为被构成为层压有发光层52、遮光层54、分光层56和受光层58的光学传感器,其中,所述发光层52平面状地二维排列有大量的发光元件53,所述遮光层54选择性地隔断除了朝向受光层58的光以外的光,所述分光层56选择性地使近红外线透过,所述受光层58平面状地二维排列有大量的受光元件59。而且,该传感器模块50以正面侧(发光层52侧的面)朝向使用者2的皮肤表面的方式而被设置于主体外壳12的背面侧。
发光元件53为向生物体照射光的部位,通过例如LED(Light Emitting Diode:发光二极管)或OLED(Organic light-emitting diode:有机发光二极管)等而被实现。在本实施方式中,为了对血糖值(血液中的葡萄糖浓度)进行测量,将发光元件53设为能够使包含具有皮下透过性的近红外线(波长为从0.7μm至2.5μm的光)在内的光进行发光的元件。在本实施方式中,使用OLED以作为发光元件53。
受光元件59为接受透过生物体或在生物体上反射后的光、并输出与受光量相应的电信号的部位,其由例如CCD(Charge Coupled Device Image Sensor:电荷耦合器件图像传感器)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor:互补金属氧化物半导体图像传感器)等摄像元件实现。另外,一个受光元件59包括接受校准所需的各波长成分的多个元件。
如图2所示,发光元件53以及受光元件59被配置为由公共的Xs-Ys正交坐标系定义的矩阵状。而且,虽然发光元件53和受光元件59彼此的Xs、Ys轴向各自的配置间隔相同,但是被配置为在Xs-Ys平面上交错。即,以发光元件53和受光元件59的Xs、Ys轴向的位置相互错开预定长度的方式而进行排列。
并且,能够恰当地对发光元件53以及受光元件59各自的配置进行设定。例如,配置间隔优选设为1~500μm,从兼顾制造成本和测量精度的观点来看,例如能够设为50~200μm。另外,并未被限于发光元件53和受光元件59被层压的结构,也可以并排设置发光元件53和受光元件59。
A2.测量原理:
(A)血糖值的测量
对本实施方式中的血糖值的测量原理进行说明。每当测量时,血糖值测量装置10以传感器模块50与使用者2的皮肤表面紧贴的方式通过固定表带14而被固定。通过使传感器模块50与皮肤表面紧贴,从而能够抑制测量光在皮肤表面的反射或皮肤表面附近的散射这样的使测量精度下降的主要原因。而且,将传感器模块50的正下方的生物体组织内的血管设定为测量对象,接受包括测量光透过该血管后的透过光在内的光,而求出吸光光谱,并对血糖值进行推测运算。
(A-1)血管图案的取得
具体而言,首先,取得从皮肤表面观察到的血管图案(血管位置)。能够与公知的静脉认证技术中的静脉图案检测同样地实现血管图案的取得。
图4为对取得血管图案(血管位置)的情况进行说明的示意图。如图4所示,使传感器模块50的发光元件53一齐发光,对使用者2的皮肤表面照射测量光。而且,使用受光元件59,对测量光射过生物体组织后的光(透过光)、由生物体组织反射的光(反射光)进行接受、即进行拍摄,从而取得生物体图像。并且,在取得生物体图像时,也可以仅使传感器模块50的一部分发光元件53发光。
由于血管与非血管部相比易于吸收近红外线,因此,在被取得的生物体图像中,血管的部分与非血管的部分相比,放射亮度变低变暗。因此,通过提取在生物体图像中放射亮度变低的部分,从而能够提取血管图案。即,根据每个构成生物体图像的像素的放射亮度是否在预定的阈值以下,能够知道血管是否存在于相应的受光元件59的正下方,即取得血管的位置。
图5为表示根据生物体图像而获得的血管图案P4的示例的图。血管图案P4为,针对每个构成生物体图像的像素、即每个受光元件59的位置而表示是血管还是非血管区域的信息。在图5中,描绘了阴影的带状的部分为血管4,除此以外的空白的部分作为非血管区域8而被提取。
(A-2)测量对象的血管部位的选择
如果已取得血管图案,那么接下来,对作为测量对象的血管(更加具体而言,为血管部位)进行选择。以满足以下的选择条件的方式对作为测量对象的血管部位进行选择。选择条件是指,“是除了血管的分支部分、合流部分、图像的端部以外的部位,且在血管长度方向上具有预定的长度以及预定的宽度”。
在血管的分支/合流部分5a(参照图5)中,穿过测量对象以外的血管的光有可能与接受光混合。测量对象的血管部位以外的血管的透过光有可能对测量对象的血管部位的吸光光谱造成影响,并使测量精度降低。因此,设为从除去了血管的分支/合流部分5a之外的血管部分中对测量对象的血管部位进行选择。
另外,在生物体图像的端部5b(参照图5)中,由于图像的外侧附近的血管的分支或合流这样的结构不明,因此,有可能由于与上述同样的理由而降低测量精度。为了避免这样的情况,设为从除去了图像端部5b之外的血管部分中对测量对象的血管部位进行选择。
来自发光元件53的照射光在生物体组织内漫反射,其一部分由受光元件59接受。也就是说,由受光元件59接受的光的一部分称为对象血管的透过光,而该透过光的比例越高,则越可能成为更加显著地表现了对象血管的血中成分的特征的吸光光谱。即,测量精度升高。
较细地拍摄到的血管(宽度方向的长度较短的血管)是本来较细的血管,或者是位于较深的位置的血管。在这样的血管中,透过光的光量变少,可能产生测量精度的降低。因此,设为从除去了较细地拍摄到的血管之外的血管部分(即,具有预定的宽度的血管部位)中对测量对象的血管部位进行选择。
而且,图6为根据图5的血管图案P4而获得的测量对象的血管部位6的一个示例。在图6中,血管4中的由斜线描绘出阴影的部分为作为测量对象而被选择的血管部位6。
(A-3)发光部以及受光部的选择
接下来,对发光部L和受光部S进行选择。
图7为对发光部L和受光部S的选择进行说明的图。发光部L和受光部S根据血管的位置而被选择。在本实施方式中,(i)将位于血管的上方的发光部L作为测量用发光部Ld来选择,(ii)将从测量用发光部Ld起分离预定距离W且位于血管的上方的受光部S作为测量用受光部Sd来选择。在此,“血管的上方”是指测量对象的血管部位6的上方。
另外,(iii)将不位于血管的上方的发光部L作为参考用发光部Lr来选择,(iv)将从参考用发光部Lr起分离预定距离W且不位于血管的上方的受光部S作为参考用受光部Sr来选择。在此,“不位于血管的上方”是指,不位于包括测量对象的血管部位6在内的血管4的上方。预定距离W规定如下。
图8为对光在生物体组织内的传播进行说明的图,并表示沿着深度方向的剖视图。从某个发光部L被照射的光在生物体组织内漫反射,被照射的光的一部分到达某个受光部S。该光的传播路径形成所谓的香蕉形状(由两个弧夹着的区域),在大致中央附近,深度方向的宽度变得最大,并且,根据发光元件53与受光元件59的间隔而使整体的深度(可到达的深度)变深。
为了提高测量精度,优选为,透过血管4的更多的透过光由受光部S接受。由此,优选为,对象血管4位于发光部L和受光部S的下方,规定了与对象血管4的假设的深度D相应的预定距离W。预定距离W、即发光部L与受光部S之间的最佳间隔W设为血管4的距皮肤表面的深度D的大约2倍的距离。例如,当将深度D设为3mm左右时,最佳距离W成为5~6mm左右。接下来,对发光部L与发光元件53之间的关系以及受光部S与受光元件59之间的关系进行说明。
图9为表示发光部L与发光元件53之间的关系以及受光部S与受光元件59之间的关系的示意图。本实施方式中的发光部L由发光区域R1内的多个发光元件53形成。发光区域R1为传感器模块50的受发光区域中的一部分区域,且是指具有固定的形状以及尺寸的区域。在图9中,发光区域R1为,三个发光元件53进入纵向(Ys方向)且三个发光元件53进入横向(Xs方向)的区域。
在本实施方式中,传感器模块50具备与发光区域R1内所含的发光元件53的数量相比更多的发光元件53。因此,在传感器模块50的受发光区域内,存在多个发光部L。而且,从多个发光部L中选择出测量用发光部Ld或参考用发光部Lr。也将包括作为测量用发光部Ld而发光的多个发光元件53在内的区域称为第一发光区域,并且,也将包括作为参考用发光部Lr而发光的多个发光元件53在内的区域称为第二发光区域。
同样地,本实施方式中的受光部S由受光区域R2内的多个受光元件59形成。受光区域R2为传感器模块50的受发光区域中的一部分区域,且是指具有固定的形状以及尺寸的区域。在图9中,受光区域R2设为,三个受光元件59进入纵向(Ys方向)且三个受光元件59进入横向(Xs方向)的区域,且使受光区域R2内的全部受光元件59作为受光部S来进行受光。
在本实施方式中,传感器模块50具备与受光区域R2内所含的受光元件59的数量相比更多的受光元件59。因此,在传感器模块50的受发光区域中,存在多个受光部S。而且,从多个受光部S中选择出测量用受光部Sd或参考用受光部Sr。也将包括作为测量用受光部Sd而受光的多个受光元件59在内的区域称为第一受光区域,并且,也将作为参考用受光部Sr而受光的多个受光元件59在内的区域称为第二受光区域。
并且,也可以使受光区域R2内的全部的受光元件59不进行受光。在本实施方式中,发光部L与受光部S之间的预定距离W是指发光区域R1的重心与受光区域R2的重心之间的距离。这些重心为根据区域的形状而确定的几何学的重心。
在本实施方式中,将测量用发光部Ld和测量用受光部Sd连结的直线L1、与将参考用发光部Lr和参考用受光部Sr连结的直线L2大致平行。并且,“大致平行”是指,两条直线L1、L2所成的角为10°以内。另外,优选为,测量用发光部Ld与参考用发光部Lr之间的距离J为6mm以下,在本实施方式中,该距离J为5mm。
(A-4)测量
在选择针对测量对象的血管部位6的、测量用发光部Ld、测量用受光部Sd、参考用发光部Lr、以及参考用受光部Sr后,实施血糖值的测量。具体而言,首先,使测量用发光部Ld发光,并取得该光的来自测量用受光部Sd的受光结果Q1(称为“第一受光结果Q1”)。接下来,使参考用发光部Lr发光,并取得该光的来自参考用受光部Sr的受光结果Q2(称为“第二受光结果Q2”)。而且,利用受光结果Q1和受光结果Q2,生成吸光光谱。
此时,通过使由例如发光部L发出的发出光的波长变化从而使向皮肤表面照射的照射光的波长λ在近红外区域内发生变化,从而求出每个波长λ的血管部位6的透过率。根据由测量用受光部Sd获得的光强度Os(λ)和由参考用受光部Sr获得的光强度Or(λ),作为T(λ)=Os(λ)/Or(λ)而获得透过率T(λ)。而且,根据该透过率而求出吸光率,从而生成吸光光谱。
在此,简单地对透过率的计算原理进行说明。一般而言,当将由发光部L发出的照射光的强度设为P(λ),将照射光所透过的物体部分的透过率设为T(λ),将受光部S所规定的灵敏度设为S(λ)时,通过O(λ)=P(λ)·T(λ)·S(λ)而给出由受光部S获得的光强度O(λ)。
根据该关系式,当将非血管区域部分的透过率T(λ)假设为“1”时,由不含有血管4的透过光的参考用受光部Sr获得的光强度Or(λ)成为Or(λ)=P(λ)·S(λ)。
另外,由含有血管4的透过光的测量用受光部Sd而获得的光强度Os(λ)成为Os(λ)=P(λ)·T(λ)·S(λ)。根据这两个公式,而求出透过率T(λ)。另外,该透过率T(λ)成为相对于非血管区域8的透过率的相对值。
(A-4-1)测量时的光的照射方法
在本实施方式中,用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld或参考用发光部Lr实施的光的照射,是在对发光区域R1内的多个发光元件53中的包括发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时被实施的。并且,虽然在图9中,为了易于理解技术,将发光区域R1设为三个发光元件53进入纵向(Ys方向)、三个发光元件53进入横向(Xs方向)的区域,但在本实施方式中,发光区域R1是在纵向和横向上各有15个发光元件53进入的区域。在本说明书中,发光区域R1为包围在任一发光图案中发光的发光元件53的外周的区域。发光区域R1的边界位于在任一发光图案中发光的发光元件53与在任一发光图案中均不发光的发光元件53之间。
图10为表示本实施方式的发光区域R1中的多个发光图案P11~P14的示意图。在图10中,将发光区域R1内的发光元件53中的发光的发光元件53表示为发光元件53on,并将不发光的发光元件53表示为发光元件53off。在本实施方式中,用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld所实施的光的照射时间为4秒。在每隔0.5秒切换发光图案的同时,实施用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld进行的光的照射。具体而言,将发光图案从发光图案P11起依次切换为发光图案P12、P13、P14,发光图案P14的下一个被切换为发光图案P11。也就是说,在本实施方式中,多个发光图案均被重复相同的次数即两次。关于多个发光图案P11~P14的特征和优点,将在后文叙述。
(A-5)血糖值的计算
接下来,根据吸光光谱,利用表示预先被规定的血糖值(血液中的葡萄糖浓度)与吸光度之间的关系的校准线,而实施血糖值的推测计算。并且,根据该吸光光谱而对预定成分(在本实施方式中为葡萄糖)的浓度进行计算的技术本身是公知的,在本实施方式中,能够应用该公知技术。
A3.功能结构:
图11为本实施方式中的血糖值测量装置10的功能结构图。血糖值测量装置10被构成为,功能性地具备操作输入部110、显示部120、声音输出部130、通信部140、照射部210、摄像部220、控制部300和存储部400。
操作输入部110为按钮开关、触摸面板、各种传感器等输入装置,并将与所实施的操作相应的操作信号向控制部300输出。通过该操作输入部110实施血糖值的测量开始指示等各种指示输入。在图1中,操作开关18、触摸面板16相当于操作输入部110。
显示部120为LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)等显示装置,实施基于来自控制部300的显示信号的各种显示。在该显示部120中显示了测量结果等。在图1中,触摸面板16相当于显示部120。
声音输出部130为扬声器等声音输出装置,并实施基于来自控制部300的声音信号的各种声音输出。通过该声音输出部130输出血糖值的测量开始、测量结束、低血糖值发生等的报知声音。
通信部140为无线通信机、调制解调器、有线用的通信电缆的插口、控制电路等通信装置,且与通信线路连接从而实现与外部之间的通信。在图1中,通信装置20相当于通信部。
照射部210具有平面状地二维排列的大量的发光元件53。图2所示的传感器模块50的发光层52相当于照射部210。该照射部210的配置位置(具体而言,Xs-Ys正交坐标系中的各发光元件53的位置坐标)作为发光元件列表406而被存储。
摄像部220具有平面状地二维排列的大量的受光元件59。图2所示的传感器模块50的受光层58相当于摄像部220。该摄像部220的配置位置(具体而言,Xs-Yx正交坐标系中的各受光元件59的位置坐标)作为受光元件列表408而被存储。
控制部300通过例如CPU、GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)等微型处理器、ASIC(特定用途集成电路:Application Specific Integrated Circuit)、IC存储器等电子零件来实现,并根据预定的程序或数据、来自操作输入部110的操作信号而执行各种运算处理,从而对血糖值测量装置10的动作进行控制。在图1中,控制基板30相当于控制部300。另外,控制部300具有血糖值测量部310、照射控制部342和摄像控制部344。照射控制部342分别选择性地对多个发光元件53进行发光控制。摄像控制部344取得从多个受光元件59各自中接受的光量。
血糖值测量部310具有生物体图像取得部314、血管图案取得部316、血管部位选择部318、测量用受发光部选择部320、参考用受发光部选择部322、吸光光谱计算部324和成分值计算部326,并实施使用者2的血液中的葡萄糖浓度即血糖值的测量。
生物体图像取得部314实施使用者2的生物体图像的取得。通过适当地利用公知的静脉认证技术等中的生物体图像的拍摄技术来实现生物体图像的取得。即,使发光元件53一齐发光,实施由受光元件59实现的测光(拍摄)。而且,生成由测光结果产生的放射亮度图像、即生物体图像。由生物体图像取得部314取得的生物体图像作为生物体图像数据414而被存储。
血管图案取得部316针对由生物体图像取得部314取得的生物体图像而实施预定的图像处理,并取得血管图案。具体而言,通过适当地利用公知的静脉认证技术中的根据生物体图像来识别静脉图案的技术,从而实现。例如,针对生物体图像的每个像素,与基准放射亮度进行比较,实施二值化或过滤处理。低于基准放射亮度的像素表示血管,基准放射亮度以上的像素表示非血管区域。由血管图案取得部316取得的血管图案作为血管图案数据416而被存储。
血管部位选择部318根据由血管图案取得部316取得的血管图案,而将表示预定的选择条件的血管部位6作为测量对象来选择。在此,作为测量对象的血管部位6既可以设为一个,也可以设为多个。作为测量对象而被选择的血管部位6各自作为血管部位数据418而被存储。
图12为表示血管部位数据418的数据结构的一个示例的图。血管部位数据418存储了作为该血管部位的识别信息的血管部位ID418a、部位像素列表418b、中心线位置信息418c、血管长度方向的长度即部位长度418d、测量用发光部数据418e、测量用受光部数据418f、参考用发光部数据418g、参考用受光部数据418h。部位像素列表418b为与该血管部位相对应的像素(即,受光元件59)的一览表。中心线位置信息418c为Xs-Ys正交坐标系中的该血管部位的中心线(为血管宽度方向的中心,且为沿着血管长度方向的线)的位置坐标的信息。
测量用受发光部选择部320针对各个测量对象的血管部位6而分别选择测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd。具体而言,在Xs-Ys正交坐标系中(即,在皮肤表面中),将血管部位6的中心线上的一个位置作为测量用发光部Ld来选择,并选择从测量用发光部Ld起分离预定距离W、且位于血管部位6的中心线上的测量用受光部Sd。也将该测量用发光部Ld和测量用受光部Sd的选择条件称为第一条件。预定距离W作为最佳距离数据410而被存储。血管部位6的中心线上的一个位置的选择方法例如被规定为血管部位6的长度方向的大致中心位置。所选择的测量用发光部Ld作为测量用发光部数据418e而被存储,所选择的测量用受光部Sd作为测量用受光部数据418f而被存储。
并且,在不存在满足上述第一条件的测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd的情况下,对在从该一个位置起沿着血管部位6的中心线而分离预定的单位距离的位置上是否存在满足上述第一条件的测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd进行判断。在即使那样也不存在满足上述第一条件的测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd的情况下,通过同样地反复进行这种判断,从而实施测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd的检索以及选择。参考用发光部Lr作为参考用发光部数据418g而被存储,所选择的参考用发光部Lr作为参考用受光部数据418h而被存储。
参考用受发光部选择部322以由测量用受发光部选择部320设定的测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd为基准,将未位于血管4的上方的一个位置作为参考用发光部Lr来选择,并选择从参考用发光部Lr起分离预定距离W且不位于血管4的上方的参考用受光部Sr。也将该参考用发光部Lr和参考用受光部Sr的选择条件称为第二条件。
在本实施方式中,如图7所示,测量用发光部Ld与参考用发光部Lr之间的距离为5mm,选择将测量用发光部Ld和测量用受光部Sd连结的直线与将参考用发光部Lr和参考用受光部Sr连结的直线平行的参考用受光部Sr。将与第一条件和第二条件不同的上述选择条件称为第三选择条件。并且,在不存在满足上述第二条件以及第三条件的参考用发光部Lr以及参考用受光部Sr的情况下,再次实施由测量用受发光部选择部320进行的测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd的检索以及选择。
吸光光谱计算部324针对各个测量对象的血管部位6而生成吸光光谱。具体而言,以来自测量用受光部Sd的第一受光结果Q1以及来自参考用受光部Sr的第二受光结果Q2为基础,对每个波长λ的透过率T进行计算,从而生成吸光光谱。而且,在存在多个测量对象的血管部位6的情况下,对上述多个测量对象的血管部位6各自的吸光光谱进行平均,从而对平均吸光光谱进行计算。由吸光光谱计算部324计算出的吸光光谱作为吸光光谱数据420而被存储。
成分值计算部326根据由吸光光谱计算部324计算出的吸光光谱而对作为目的的血液成分的血中浓度即葡萄糖浓度(即,血糖值)进行计算。在本实施方式中,对于吸光光谱,利用多重回归分析法、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。并且,在具有多个测量对象的血管部位6的情况下,根据对各血管部位6所涉及的吸光光谱进行平均后获得的平均吸光光谱而对血糖值进行计算。由成分值计算部326计算出的血糖值与测量时刻相对应地作为测量血糖值数据422而被累积存储。
存储部400为ROM、RAM、硬盘等存储装置,其存储了用于供控制部300统一地对血糖值测量装置10进行控制的程序或数据等,并且,存储部400被用作控制部300的工作区域,且临时地存储控制部300所执行的运算结果、来自操作输入部110的操作数据等。在图1中,被搭载于控制基板30的主存储器或测量数据用存储器相当于存储部400。另外,在存储部400中,存储了系统程序402、血糖值测量程序404、发光元件列表406、受光元件列表408、最佳距离数据410、生物体图像数据414、血管图案数据416、血管部位数据418、吸光光谱数据420和测量血糖值数据422。
A4.生物体信息取得方法:
图13为用于对作为生物体信息取得方法的血糖值测量处理的流程进行说明的流程图。该处理是通过控制部300执行基于血糖值测量程序404的处理而被实现的。
根据图13,血糖值测量部310实施对使用者的血糖值进行测量的测量处理。首先,血糖值测量部310的生物体图像取得部314将传感器模块50的发光面的几乎整个面(即,包含几乎全部的发光元件53在内的范围)设为发光范围,使发光范围内的发光元件53发光,从而取得使用者的生物体图像(步骤P120)。接下来,血管图案取得部316根据所获得的生物体图像而取得从皮肤表面观察到的血管图案(步骤P130)。其结果,如果未获得血管图案(步骤P140:否),则返回步骤P120。
如果获得了血管图案(步骤P140:是),则血管部位选择部318根据所获得的血管图案而对满足预定的选择条件的测量对象的血管部位6进行选择(步骤P150)。而且,测量用受发光部选择部320对测量用发光部Ld以及测量用受光部Sd进行选择(步骤P160)。接下来,使测量用发光部Ld发光(步骤P170),并通过所选择的测量用受光部Sd来获得第一受光结果Q1(步骤P180)。
此后,参考用受发光部选择部322对参考用发光部Lr以及参考用受光部Sr进行选择(步骤P190)。接下来,使参考用发光部Lr发光(步骤P200),并通过所选择的参考用受光部Sr来获得第二受光结果Q2(步骤P210)。并且,在取得第一受光结果的工序(步骤P180)和取得第二受光结果的工序(步骤P210)之间设置预定时间的间隔。在本实施方式中,作为预定时间的间隔,设置5秒钟的间隔。
接下来,吸光光谱计算部324利用第一受光结果Q1以及第二受光结果Q2而生成有关该血管部位6的吸光光谱(步骤P220)。而且,在具有多个测量对象的血管部位6的情况下,对使各个血管部位6的吸光光谱进行平均而获得的吸光光谱进行计算。
此后,成分值计算部326根据吸光光谱而对血液中的葡萄糖浓度即血糖值进行计算(步骤P230)。而且,将所计算出的血糖值显示于显示部120上,并且与测量时刻相对应地进行累积存储(步骤P240)。在待机经过了预定的待机时间之后(步骤P250),返回步骤P120,同样地实施下一次的血糖值的测量。
A5.作用效果:
A5-1.使用了发光图案的作用效果
在本实施方式的生物体信息取得装置10中,由测量用发光部Ld或参考用发光部Lr实施的光的照射是在对多个发光图案P11~P14(参照图10)进行切换的同时被实施的。因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,在某个发光图案中发光的发光元件53可能在其他的发光图案中不发光,从而能够抑制发光元件53的连续发光,并抑制因发光元件53的发热而引起的劣化。
以下示出了表示如下情况的结果,即,通过在对多个发光图案进行切换的同时实施用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld进行的光的照射,从而抑制发光元件53的劣化的情况。具体而言,示出了将使用了本实施方式的发光图案、其他的发光图案的情况下的光源寿命与比较例进行比较后获得的结果。
图14为表示与本实施方式不同的发光图案P21~P23的示意图。该方式中的光的照射是在每隔大约0.67秒而对发光图案进行切换的同时被实施的。具体而言,将发光图案从发光图案P21起依次切换为发光图案P22、P23,并将发光图案P23的下一个切换为发光图案P21。并且,将上述的本实施方式中使用的多个发光图案P11~P14(参照图10)统称为点亮图案A,并将图14所示的多个发光图案P21~P23统称为点亮图案B。
图15为表示与本实施方式不同的发光图案P31~P33的示意图。该方式中的光的照射是在每隔大约0.67秒而对发光图案进行切换的同时被实施的。具体而言,将发光图案从发光图案P31起依次切换为发光图案P32、P33,并将发光图案P33的下一个切换为发光图案P31。并且,将图15所示的多个发光图案P31~P33统称为点亮图案C。
图16以及图17为表示比较例的点亮图案的示意图。图16为表示使发光区域R1内的发光元件53全部连续点亮的图案P41的示意图。另外,图17为表示使发光区域R1内的全部发光元件53点亮的图案P51和使发光区域R1内的全部发光元件53未点亮的图案P51的示意图。图17所示的图案P51、P52每隔2秒而交替地切换。并且,将图16所示的图案P41称为点亮图案D,并也将图17所示的图案P51、P52统称为点亮图案E。
图18为对在各点亮图案中使发光元件点亮的情况下的光源寿命进行测量后获得的结果。光源寿命的结果表示到发光元件的光量相对于实验开始时的光量而成为80%的光量为止的时间。另外,作为发光元件,使用了OLED。作为OLED的制作方法,可以参考日本特开2012-219078号公报。
根据图18可知,在对包含发光的发光元件53和不发光的发光元件53在内的多个发光图案进行切换的同时实施光的照射的实施例1至实施例3,与并非该情况的比较例1以及比较例2进行比较,光源寿命较长。也就是说,根据该结果可知,通过在对多个发光图案进行切换的同时实施用于取得一次量的受光结果的光的照射,能够抑制发光元件53的劣化。
在点亮图案A、B、C(参照图10、14、15)中,在切换前的发光图案中发光的发光元件在切换后的发光图案中不发光。通过采用这样的方式,而能够抑制发光元件53的劣化。
另外,在点亮图案A、B、C(参照图10、14、15)中,在全部的发光图案中,在与发光的发光元件53on相邻的发光元件53中,存在不发光的发光元件53off。根据这样的方式,能够通过发光的发光元件53on所发出的热量向存在于周围的不发光的发光元件53off扩散而进行散热,因此,能够抑制发光元件53的劣化。
另外,在作为点亮图案A(参照图10)的全部的发光图案中,与发光的发光元件53on相邻的发光元件53均为不发光的发光元件53off。通过采用这样的方式,能够更加有效地对发光的发光元件53on所发出的热量进行散热,因此,能够抑制发光元件53的劣化。
另外,在点亮图案A、B、C(参照图10、14、15)中,在任一发光图案中发光的发光元件53在其他的发光图案中不发光。因此,由于发光的发光元件53on所发出的热量能够在不发光的时间内进行散热,因此,能够抑制局部的的蓄热。
另外,在点亮图案B、C(参照图14、15)中,相对于发光部L的中心而成为点对称的位置的发光元件发光,另外,相对于穿过发光部L的中心的线而成为线对称的位置的发光元件发光。因此,能够抑制发光图案之间的光量的偏差,其结果为,能够精度良好地取得生物体信息。
另外,在点亮图案A、B、C(参照图10、14、15)中,均有预定数量以上的发光元件53发光。具体而言,在点亮图案A、B、C(参照图10、14、15)中,均有相对于发光区域R1内所含的发光元件的总计而在10%以上的发光元件53发光。因此,与使少于预定数量的发光元件53发光的情况相比较,本实施方式的生物体信息取得装置10能够获得足够的发光强度。其结果为,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得生物体信息。并且,更加优选为,预定数量相对于发光区域R1内所含的发光元件的总计而为20%,进一步优选为,预定数量相对于发光区域R1内所含的发光元件的总计而为30%。
并且,通过抑制发光元件53的发热,也能够抑制热量向佩戴了生物体信息取得装置10的生物体进行的传导。因此,也能够对因发光元件53的发热而引起的生物体的低温烫伤的可能性进行抑制。另外,由于能够通过对发光元件53的发热进行抑制而对生物体信息取得装置10自身的温度上升进行抑制,因此,也能够对由温度漂移而导致的生物体信息取得装置10的精度降低进行抑制。而且,由于生物体是光的散射体,因此,受光量较小。因此,需要增高发光功率。尤其是,优选为,在血液中的葡萄糖等的浓度测量时,与取得血管位置时相比,增高发光功率。
A5-2.其他的作用效果
通过在本实施方式的生物体信息取得装置10中根据血管的位置而对测量用发光部Ld进行选择,从而能够将适于取得与血管相关联的生物体信息的发光部L作为测量用发光部Ld来选择。因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得与血管相关联的生物体信息。
另外,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,作为发光元件53,使用了OLED。OLED中使用的有机材料的玻璃化转变温度一般为90℃至130℃左右,而通过发光所产生的热量,有可能达到玻璃化转变温度。而且,在达到玻璃化转变温度的情况下,可能会产生OLED的发光效率的降低等。但是,在本实施方式中,由于通过对在发光元件中所产生的热量进行散热而能够抑制发光元件53的劣化,因此,能够使用OLED。
在本实施方式的生物体信息取得装置10中,第一受光结果中的光源(测量用发光部Ld)和第二受光结果中的光源不同。因此,测量用发光部Ld能够选择位于血管的上方的结构,参考用发光部Lr能够选择未位于血管的上方的结构。其结果为,关于第一受光结果,由于被照射的光穿过血管的比例较多,因此,第一受光结果包括较多的与血管或血管内血液相关的信息,其中,所述第一受光结果是通过位于血管的上方的测量用受光部Sd接受从位于血管的上方的测量用发光部Ld被发出的光而获得的。另一方面,关于第二受光结果,由于被照射的光穿过血管的比例较少,因此,在第二受光结果中与血管或血管内的血液相关的信息较少,其中,所述第二受光结果是通过未位于血管的上方的参考用受光部Sr接受从未位于血管的上方的参考用发光部Lr被发出的光而获得的。由于利用这样的第一受光结果和第二受光结果而取得生物体信息,因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得生物体信息。
另外,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,将测量用发光部Ld和测量用受光部Sd连结的直线与将参考用发光部Lr和参考用受光部Sr连结的直线大致平行。另外,测量用发光部Ld与参考用发光部Lr之间的距离在6mm以下。因此,由测量用发光部Ld发出的光向测量用受光部Sd前进的光路中的生物体的结构与由参考用发光部Lr发出的光向参考用受光部Sr前进的光路中的生物体的结构相比,除了不穿过血管部位6这一点之外,都相似。因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,由于利用第一受光结果和第二受光结果来取得生物体信息,因此,能够精度良好地取得生物体信息。
另外,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,作为受发光区域的一部分区域,对具有固定的形状以及尺寸的发光区域R1进行选择,并且,将所选择的发光区域R1内的多个发光元件53作为测量用发光部Ld或参考用发光部Lr来发光。这样,本实施方式中的发光部L由多个发光元件53形成。因此,与一个发光部由一个发光元件形成的情况相比较,本实施方式的生物体信息取得装置10能够获得足够的发光强度。其结果为,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得生物体信息。
同样地,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,作为受发光区域的一部分区域,对具有固定的形状以及尺寸的发光区域R2进行选择,并且,使所选择的发光区域R2内的多个受光元件59作为测量用受光部Sd或参考用受光部Sr来进行受光。这样,本实施方式中的受光部S由多个受光元件59形成。因此,与一个受光部由一个受光元件形成的情况相比,本实施方式的生物体信息取得装置10能够获得足够的受光量。其结果为,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得生物体信息。
另外,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,由于一个发光部L由更小的多个发光元件53的集合而形成,因此,能够以较小的发光元件53的间距的单位来选择发光部L的位置。因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,提高了对发光部L进行选择的自由度。
同样地,在本实施方式的生物体信息取得装置10中,由于一个受光部S由更小的多个受光元件59的集合而形成,因此,能够以较小的受光元件59的间距的单位来选择受光部S的位置。因此,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,提高了对受光部S进行选择的自由度。
在本实施方式的生物体信息取得方法中,在取得第一受光结果的工序(步骤P180(参照图13))与取得第二受光结果的工序(步骤P210)之间设置有预定的时间。因此,能够抑制参考用受光部Sr接受测量用发光部Ld所发出的光的情况、测量用受光部Sd接受参考用发光部Lr所发出的光的情况。其结果为,根据本实施方式的生物体信息取得方法,能够精度良好地取得生物体信息。
B.第二实施方式:
第二实施方式与第一实施方式相比,参考用发光部Lr和参考用受光部Sr的选择方法不同,除此以外都相同。
在第二实施方式的生物体信息取得装置10A中,将在取得生物体图像时的放射亮度的高度在整个受发光区域内处于高位10%以内的位置,作为参考用发光部Lr以及参考用受光部Sr来选择。并且,将参考用发光部Lr与参考用受光部Sr之间的距离设为与第一实施方式相同的预定距离W。
如前文所述,由于血管与非血管部相比易于吸收近红外线,因此,在所取得的生物体图像中,血管的部分与非血管的部分相比,放射亮度变低。另外,在人体中,到处都通有毛细血管。因此,在取得生物体图像时放射亮度的高度均处于高位10%以内的位置不存在含毛细血管的血管的可能性较高。由于这样的位置被选择作为参考用发光部Lr以及参考用受光部Sr,因此,在根据从参考用发光部Lr照射出的光由参考用受光部Sr获得的第二受光结果中,与血管或血管内的血液相关的信息变少。其结果为,根据本实施方式的生物体信息取得装置10,能够精度良好地取得生物体信息。
C.改变例:
本发明并未被限定于上述实施例或其改变例,在不脱离其主旨的范围内能够在各种各样的方式中实施,例如也能够实施如下的改变。
C1.改变例1:
虽然在上述实施方式中,利用了图10所示的多个发光图案P11~P14,但本发明并未被限定于此。例如,也可以利用如下的发光图案。
图19为表示与本实施方式不同的发光图案P61~P64的示意图。在本方式中,用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld实施的光的照射时间为4秒。用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld实施的光的照射是在每隔0.5秒而对发光图案进行切换的同时被实施的。具体而言,将发光图案从P61起依次切换为发光图案P62、P63、P64,并将发光图案P64的下一个切换为发光图案P61。也就是说,在本方式中,多个发光图案均被重复相同的次数即两次。
图20为表示与本实施方式不同的发光图案P71~P73的示意图。在本方式中,用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld实施的光的照射时间为4秒。在每隔大约0.67秒而对发光图案进行切换的同时实施用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld进行的光的照射。具体而言,将发光图案从P71起依次切换为发光图案P72、P73,并将发光图案P73的下一个切换为发光图案P71。也就是说,在本方式中,多个发光图案均被重复相同的次数即两次。
图21为表示与本实施方式不同的发光图案P81~P82的示意图。在本方式中,用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld实施的光的照射时间为4秒。在每隔1秒而对发光图案进行切换的同时实施用于取得一次量的受光结果的由测量用发光部Ld进行的光的照射。具体而言,依次交替地对发光图案P81和发光图案P82进行切换。也就是说,在本方式中,多个发光图案均被重复相同的次数即两次。
在图20、21所记载的发光图案中,在切换前的发光图案中发光的发光元件在切换后的发光图案中不发光。另外,在图19、20、21所记载的发光图案中,在全部的发光图案内,在与发光的发光元件53on相邻的发光元件53中,存在不发光的发光元件53off。
另外,在图20、21所记载的发光图案中,在任一发光图案中发光的发光元件53在其他的发光图案中不发光。另外,在图19、20、21所记载的发光图案中,相对于发光部L的中心而成为点对称的位置的发光元件发光,另外,相对于穿过发光部L的中心的线而成为线对称的位置的发光元件发光。
并且,为了获得一次量的受光结果而使用的一组多个发光图案,优选为,具有如下的特征点中的一个以上。
<特征点1>一组多个发光图案中的发光的发光元件53的至少一部分互不相同。
<特征点2>在各发光图案中发光的发光元件53位于相对于发光部53内(发光区域R1内)的中心而点对称的位置。
<特征点3>在各发光图案中发光的发光元件53位于相对于穿过发光部53内(发光区域R1内)的中心的线而线对称的位置。
<特征点4>在一组多个发光图案中于任意的发光图案中发光的发光元件53在下一个发光图案中不发光。
<特征点5>在各发光图案中位于发光的发光元件53的四个附近位置的其他四个发光元件53不发光。
<特征点6>在各发光图案中位于发光的发光元件53的八个附近位置的其他八个发光元件53不发光。
<特征点7>关于在一组多个发光图案中发光的各个发光元件53,对一组多个发光图案进行总计后获得的发光次数N(N为1以上的整数)彼此相等。
<特征点8>关于发光部53内的所有的发光元件53,对一组多个发光图案进行总计后获得的发光次数至少在1次以上。
<特征点9>一组多个发光图案中的各发光图案的使用次数M(M为1以上的整数)彼此相等。
图10所示的一组发光图案P11~P14具有上述特征点1、3、4、5、6、7、8、9。如果使用这样的一组发光图案P11~P14,则能够防止相同的发光元件53的连续发光,因此,能够抑制因发光元件53的发热而引起的劣化。
C2.改变例2:
在上述实施方式中,作为生物体信息,取得血糖值。但是,本发明并未被限于此。作为生物体信息,例如,也可以取得作为使用者的生物体的血液中的氧饱和度。血液中的氧饱和度是指,红血球中的血红蛋白中的与氧结合的血红蛋白的比例。根据有无与氧进行结合,血液中的血红蛋白的红光和红外光的吸光度不同。因此,例如,通过使用多组如对红光进行发光或受光的元件、对红外光进行发光或受光的元件等那样的使发光波长以及受光波长不同的元件,从而能够取得氧饱和度。
另外,虽然在上述实施方式中,将本发明使用于血糖值的取得装置中,但本发明并未被限于此。作为应用本发明的设备,例如,能够列举出皮肤诊断机、人体脂肪测量器、体内荧光物质观察设备、静脉认证设备、红外扫描仪设备、皮肤癌诊断设备、瞳孔观察装置、血管观察装置,并能够在这些设备的光源中应用本发明的发光部。
C3.改变例3:
在上述实施方式中,在对多个发光图案进行切换的同时实施用于取得受光结果时的光的照射。但是,本发明并未被限于此。也就是说,也可以在对多个发光图案进行切换的同时实施用于确定血管的位置时的光的照射。但是,由于为了更多地取得血管中的信息(葡萄糖浓度、氧饱和度等),需要通过受光部更多地接受透过生物体后的光,因此,优选为,用于取得受光结果时的光的照射量大于用于确定血管的位置时的光的照射量。因此,优选为,在对多个发光图案进行切换的同时实施用于取得受光结果时的光的照射。
C4.改变例4:
在上述实施方式中,在取得第一受光结果Q1的工序(步骤P180)之后,实施取得第二受光结果Q2的工序(步骤P210)。但是,本发明并未被限于此。也可以在取得第二受光结果Q2的工序之后,实施取得第一受光结果Q1的工序。
C5.改变例5:
在上述实施方式中,将未位于血管4的上方的一个位置作为参考用发光部Lr来选择,并选择从参考用发光部Lr起分离预定距离W、且不位于血管4的上方的参考用受光部Sr。但是,本发明并未被限于此。也就是说,除了上述条件之外,还可以加上在参考用发光部Lr与参考用受光部Sr之间不包含位于血管的上方的位置这个条件。通过采用这样的方式,在由参考用受光部Sr获得的第二受光结果中,由于所照射的光穿过血管的比例变少,因此,与血管或血管内的血液相关的信息变得更少。其结果为,能够精度良好地获得生物体信息。
C6.改变例6:
在上述实施方式中,在选择发光部L以及受光部S(例如,步骤P160)之后,实施发光部L的发光(例如步骤P170)。但是,本发明并未被限于此。也可以在发光部L发光之后实施受光部S的选择。
C7.改变例7:
在上述实施方式中,在选择发光部L之后,选择了从发光部L起分离预定距离W后的受光部S。但是,本发明并未被限于此。也可以在选择受光部S之后选择从受光部S起分离预定距离W后的发光部L。另外,发光部L和受光部S的位置可以采用图7所示的示例以外的各种位置。
并且,上述的各实施例以及各改变例中的结构要素中的、独立权利要求中被记载的要素之外的要素为附加的要素,可以适当地省略。
符号说明
1…发光元件;2…使用者;4…对象血管;5a…分支/合流部分;5b…图像端部;6…血管部位;8…非血管区域;10…生物体信息取得装置;10A…生物体信息取得装置;12…主体外壳;14…固定表带;16…触摸面板;18…操作开关;20…通信装置;22…存储卡;24…读写器;26…蓄电池;30…控制基板;50…传感器模块;52…发光层;53(53on、53off)…发光元件;54…遮光层;56…分光层;58…受光层;59…受光元件;110…操作输入部;120…显示部;130…声音输出部;140…通信部;210…照射部;220…摄像部;300…控制部;310…血糖值测量部;314…生物体图像取得部;316…血管图案取得部;318…血管部位选择部;320…测量用受发光部选择部;322…参考用受发光部选择部;324…吸光光谱计算部;326…成分值计算部;342…照射控制部;344…摄像控制部;400…存储部;402…系统程序;404…血糖值测量程序;406…发光元件列表;408…受光元件列表;410…最佳距离数据;414…生物体图像数据;416…血管图案数据;418…血管部位数据;418a…血管部位ID;418b…部位像素列表;418c…中心线位置信息;418d…部位长度;418e…测量用发光部数据;418f…测量用受光部数据;418g…参考用发光部数据;
418h…参考用受光部数据;420…吸光光谱数据;422…测量血糖值数据;L…发光部;Ld…测量用发光部;Lr…参考用发光部;O…光强度;Or…光强度;Os…光强度;P11~P14、P21~P23、P31~P33、P61~P64、P71~P73、P81~P82…发光图案;P41、P51~P52…图案;A、B、C、D、E…点亮图案;P4…血管图案;Q1…第一受光结果;Q2…第二受光结果;R1…发光区域;R2…受光区域;S…受光部;Sd…测量用受光部;Sr…参考用受光部;T…透过率;W…预定距离。
Claims (12)
1.一种生物体信息取得装置,具备:
发光部,其由多个发光元件形成,并向生物体照射光;
受光部,其接受透过了所述生物体的光;以及
控制部,其对所述发光部和所述受光部进行控制,
所述控制部通过使所述受光部接受从所述发光部照射出的光,从而取得受光结果,并且,利用所述受光结果而取得生物体信息,
在对包括所述多个发光元件中的发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时,实施用于取得一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射。
2.如权利要求1所述的生物体信息取得装置,其中,
具备多个所述发光部,
所述控制部通过使多个所述发光部的至少一个发光来确定所述生物体的血管的位置,
在多个所述发光部中,根据所述血管的位置,而实施用于取得所述一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射。
3.如权利要求1或权利要求2所述的生物体信息取得装置,其中,
在用于取得所述一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射中,所述多个发光图案的各发光图案均被重复相同的次数。
4.如权利要求1至权利要求3中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
在所述多个发光图案的各发光图案中发光的发光元件位于,相对于所述发光部的中心而点对称的位置,或者相对于穿过所述中心的线而线对称的位置。
5.如权利要求1至权利要求4中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
在所述多个发光图案的各发光图案中,在与发光的发光元件相邻的发光元件中,存在不发光的发光元件。
6.如权利要求1至权利要求5中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
在所述多个发光图案中,在任意的发光图案中发光的发光元件在该发光图案的下一个发光图案中不发光。
7.如权利要求1至权利要求6中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
所述发光部照射包括波长为0.7μm至2.5μm的近红外线的光。
8.如权利要求1至权利要求7中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
在所述多个发光图案中,预定数量以上的发光元件发光。
9.如权利要求1至权利要求8中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
所述生物体信息包括所述生物体的血液中的葡萄糖浓度。
10.如权利要求1至权利要求9中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
所述生物体信息包括所述生物体的血液中的氧饱和度。
11.如权利要求1至权利要求10中的任一项所述的生物体信息取得装置,其中,
作为所述发光元件,使用有机发光二极管。
12.一种生物体信息取得方法,通过具备发光部和受光部的生物体信息取得装置而取得生物体信息,其中,所述发光部由多个发光元件形成,并向生物体照射光,所述受光部接受透过了所述生物体的光,
所述生物体信息取得方法具备:
通过使所述受光部接受从所述发光部照射出的光而取得受光结果的工序;以及
利用所述受光结果而取得生物体信息的工序,
在对包含所述多个发光元件中的发光的发光元件和不发光的发光元件在内的多个发光图案进行切换的同时,实施用于取得一次量的所述受光结果的来自所述发光部的光的照射。
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