JP2002107291A - Non-invasive biological measuring device and method - Google Patents
Non-invasive biological measuring device and methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、非侵襲生体測定
方法に関し、とくに、生体から採血することなく経皮的
に血管又は血液の情報、つまり、血管径、血管深さ、ヘ
モグロビン濃度やヘマトクリットなどを測定する方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-invasive living body measuring method, and more particularly, to percutaneous blood or blood information without collecting blood from a living body, such as blood vessel diameter, blood vessel depth, hemoglobin concentration and hematocrit. A method for measuring
【０００２】[0002]
【従来の技術】末梢血液の検査は、臨床検査において最
も重要で且つ頻繁に行われる検査のひとつである。特に
ヘモグロビン濃度は、貧血の診断を行う上で必須の検査
項目である。これらの検査は現在採血によって行われて
いるが、頻回の採血は患者の負担となるばかりか注射針
の誤射による感染事故の発生が危惧される。2. Description of the Related Art Peripheral blood testing is one of the most important and frequently performed tests in clinical tests. In particular, the hemoglobin concentration is an essential test item for diagnosing anemia. Although these tests are currently performed by blood sampling, frequent blood sampling not only burdens the patient, but also may cause an infection accident due to erroneous injection of the injection needle.
【０００３】以上のようなことを背景として、この検査
項目を非侵襲的（経皮的）に計測しようとする装置が考
案されている。つまり、血管を含む生体組織を光源で照
明して撮像し、撮像された画像について血管を横切って
分布する画像濃度分布を画像の濃度プロファイルとして
抽出し、抽出した濃度プロファイルから血管に対応する
部分をベースラインで切り取り、切り取ったプロファイ
ルに基づいて血液成分を検査するようにした装置が知ら
れている（例えば、国際特許公開ＷＯ９７／２４０６６
号公報参照）。[0003] Against the background of the above, a device for non-invasively (percutaneously) measuring this inspection item has been devised. That is, a living tissue including a blood vessel is illuminated with a light source and imaged, an image density distribution distributed across the blood vessel is extracted as a density profile of the image, and a portion corresponding to the blood vessel is extracted from the extracted density profile. An apparatus is known which cuts at a baseline and tests blood components based on the cut profile (for example, International Patent Publication WO97 / 24066).
Reference).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置では、濃度プロファイルから血管に対応
する部分を切り取るベースラインを画一的に設定してい
るため、血管の太さや皮膚からの深さが変化すると計測
結果にバラツキを生じ、従って、被検者や被検部位が変
わると正しい検査結果を得ることが難しいという問題点
があった。この発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、画像濃度プロファイル（光強度分布）の形
態に基づいて血管の太さや深さを考慮してベースライン
を適正に設定することにより、被検者や被検部位が変化
しても精度の高い計測結果を得ることが可能な非侵襲人
体計測装置および方法を提供するものである。However, in such a conventional apparatus, since the baseline for cutting out the portion corresponding to the blood vessel from the concentration profile is set uniformly, the thickness of the blood vessel and the depth from the skin are set. When the test object changes, the measurement results vary, and therefore, it is difficult to obtain a correct test result when the subject or the test site changes. The present invention has been made in consideration of such circumstances, and by appropriately setting a baseline in consideration of the thickness and depth of a blood vessel based on the form of an image density profile (light intensity distribution), It is an object of the present invention to provide a non-invasive human body measuring apparatus and method capable of obtaining a highly accurate measurement result even when a subject or a part to be examined changes.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は血管を含む生
体組織の一部を照明するための光源と、照明された血管
と組織を撮像する撮像部と、撮像された画像を解析する
解析部を備え、解析部が、（１）撮像された画像につい
て血管を横切って分布する画像輝度分布を対数変換し、
変換した画像輝度分布から血管の中心に対応して極小と
なる谷状の輝度プロファイルを抽出し、（２）得られた
輝度プロファイルを高さHの頂上を有する山状の吸収プ
ロファイルに変換し、（３）前記吸収プロファイルを分
布関数とみなしてＨを変化させながらその関数の標準偏
差бと、吸収プロファイルの高さａＨ（0＜ａ＜１）に
おける幅Ｗを算出し、Ｗ＝２бとなるＨを決定して、高
さａＨにおける水平線をベースラインとし、（４）ベー
スラインより上にある吸収プロファイルの特徴を定量化
し、（５）その特徴に基づいて血管又は血液情報を算出
する手段を備える非侵襲生体計測装置を提供するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, an imaging unit for imaging the illuminated blood vessel and tissue, and an analyzing unit for analyzing the captured image. The analysis unit performs (1) logarithmic conversion of an image luminance distribution distributed across blood vessels in the captured image,
A valley-shaped luminance profile that is minimized corresponding to the center of the blood vessel is extracted from the converted image luminance distribution, and (2) the obtained luminance profile is converted into a mountain-shaped absorption profile having a peak of height H; (3) The standard deviation の of the absorption profile and the width W at the height aH (0 <a <1) are calculated while changing H while considering the absorption profile as a distribution function, and W = 2б. H is determined, a horizontal line at height aH is used as a baseline, (4) features of the absorption profile above the baseline are quantified, and (5) blood vessel or blood information is calculated based on the features. The present invention provides a non-invasive living body measuring apparatus provided with the apparatus.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】光を血管を有する組織に透過さ
せ、その透過光像を撮像すると、血管部分は光を吸収す
るためその画像は暗くなり、他の部分は光を透過させる
のでその画像は明るくなる。そこで、この発明は、血管
を横切った輝度分布を検出することにより、血管情報や
血液成分（例えばヘモグロビン）の濃度を定量しようと
するものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When light is transmitted through a tissue having blood vessels and a transmitted light image is taken, the image becomes dark because the blood vessel part absorbs light and the other part transmits light, so that the image becomes dark. Becomes brighter. Thus, the present invention seeks to quantify the blood vessel information and the concentration of blood components (for example, hemoglobin) by detecting a luminance distribution across a blood vessel.
【０００７】従って、この発明では、血管を含む生体組
織の一部を照明するための光源と、照明された血管と組
織を撮像する撮像部と、撮像された画像を解析する解析
部を備え、解析部は、撮像された画像または輝度分布を
解析する。Therefore, the present invention includes a light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, an imaging unit for imaging the illuminated blood vessel and tissue, and an analysis unit for analyzing the captured image. The analysis unit analyzes the captured image or the luminance distribution.
【０００８】この発明における生体とはヒトを含む哺乳
動物であり、また、生体組織の一部とは生体から分離し
た組織ではなく、生体のありのままの一部であって、例
えば指や耳朶などがあげられる。また、撮像部が生体組
織の所望の部分を撮像できるように光源と撮像部とに対
して生体の一部を相対的に固定する固定機構を備えるこ
とが好ましい。In the present invention, the living body is a mammal including a human, and the part of the living tissue is not a tissue separated from the living body but a part of the living body as it is, such as a finger or an earlobe. can give. In addition, it is preferable to include a fixing mechanism that fixes a part of the living body relatively to the light source and the imaging unit so that the imaging unit can image a desired portion of the living tissue.
【０００９】この発明において、撮像する画像は透過光
画像でも反射光画像でもよい。この発明の光源には、半
導体レーザ（以下、ＬＤ）やＬＥＤあるいはハロゲン光
源など使用でき、直接生体の一部に照射してもよいし、
ファイバーを介して照射してもよい。波長としては生体
組織を透過し、水の吸収が大きくない４００〜９５０ｎ
ｍの範囲にあることが好ましい。光源の波長（帯）は、
透過光画像の場合には、例えば６００〜９５０ｎｍが使
用され、反射光画像の場合には、例えば４００〜９５０
ｎｍが使用される。In the present invention, the image to be picked up may be a transmitted light image or a reflected light image. As the light source of the present invention, a semiconductor laser (hereinafter, LD), an LED, a halogen light source, or the like can be used.
Irradiation may be through a fiber. The wavelength is 400 to 950 n, which transmits through the living tissue and does not absorb much water.
m is preferably in the range. The wavelength (band) of the light source is
For a transmitted light image, for example, 600 to 950 nm is used, and for a reflected light image, for example, 400 to 950 nm.
nm is used.
【００１０】また、光源が、少なくとも２波長以上の光
を選択的に照射する発光素子からなることが好ましく、
少なくとも１波長は、それぞれ酸化ヘモグロビンおよび
還元ヘモグロビンの実質的な等吸収波長であることが望
ましい。撮像部は、レンズなどの光学系とＣＣＤなどの
撮像デバイスから構成できる。Preferably, the light source comprises a light emitting element for selectively irradiating light of at least two wavelengths.
Desirably, at least one wavelength is a substantially equal absorption wavelength of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin, respectively. The imaging unit can be composed of an optical system such as a lens and an imaging device such as a CCD.
【００１１】撮像部では、血管を横切る方向の画像輝度
プロファイルが得られればよいので、撮像素子として
は、ＣＣＤの他にラインセンサーやフォトダイオードア
レイが使用できる。画像輝度プロファイルとしては血管
に直交する方向のものが好ましいまた、フォトダイオー
ド１個を、血管を横切る方向に駆動させて輝度プロファ
イルを得ることもできる。[0011] The imaging section only needs to obtain an image luminance profile in the direction crossing the blood vessel, so that a line sensor or a photodiode array can be used as the imaging element in addition to the CCD. The image luminance profile is preferably in a direction orthogonal to the blood vessel. Further, a single photodiode can be driven in a direction crossing the blood vessel to obtain a luminance profile.
【００１２】解析部は、抽出部と定量化部と演算部と出
力部からなり、得られた画像濃度プロファイルから血液
成分の量、例えばヘモグロビン濃度を演算して出力する
が、これらは市販のパーソナルコンピュータを利用して
もよい。The analyzing section comprises an extracting section, a quantifying section, a calculating section, and an output section. The analyzing section calculates and outputs the amount of blood components, for example, hemoglobin concentration from the obtained image density profile. A computer may be used.
【００１３】解析部では、先ず、撮像された画像につい
て血管を横切って分布する画像輝度分布を求める。血管
を横切って分布する画像輝度プロファイルは、光が血管
部分で吸収されるため図６に示すように血管の中心で極
小となる谷状の輝度プロファイルとなり、その輝度を自
然対数で変換すると、吸光度が求まり、プロファイルが
得られる。この輝度プロファイルは、測定対象や部位が
変わると組織表面から血管までの深さ，血管径などによ
って谷の深さ（ピーク）や谷間の広がりなどが変化する
ため、測定対象や部位が変化しても輝度プロファイルか
ら血管又は血液情報を正しく抽出できる部分を特定する
必要がある。The analysis unit first obtains an image luminance distribution that is distributed across the blood vessel in the captured image. The image luminance profile distributed across the blood vessel is a valley-shaped luminance profile that is minimized at the center of the blood vessel as shown in FIG. 6 because light is absorbed in the blood vessel part. Is obtained, and a profile is obtained. In this luminance profile, when the measurement target or site changes, the depth (peak) of the valley or the spread of the valley changes depending on the depth from the tissue surface to the blood vessel, the diameter of the blood vessel, and the like. Also, it is necessary to specify a portion from which the blood vessel or blood information can be correctly extracted from the luminance profile.
【００１４】そこで、解析部は、谷状の輝度プロファイ
ルについて、図６に示すように谷底（極小値）Ｐからの
深さがＨまでの部分を切り出し、切り出した輝度プロフ
ァイルを吸収プロファイルに変換する。それによって図
７に示すように高さＨの頂上Ｑを有する山状の吸収プロ
ファイルが得られる。Therefore, the analyzing section cuts out the portion from the valley bottom (minimum value) P to the depth H as shown in FIG. 6 for the valley-shaped luminance profile, and converts the cut-out luminance profile into an absorption profile. . As a result, a mountain-shaped absorption profile having a peak Q with a height H as shown in FIG. 7 is obtained.
【００１５】そこで、この山状の吸収プロファイルを正
規分布関数やローレンズ分布関数のような分布関数と見
なし、切り出し高さＨを種々に変化させながらその関数
における標準偏差ａと、吸収プロファイル（図７）の高
さａＨ（０＜ａ＜１）における幅Ｗを算出する。Therefore, this peak-shaped absorption profile is regarded as a distribution function such as a normal distribution function or a low-lens distribution function, and the standard deviation a and the absorption profile (FIG. ) Is calculated at the height aH (0 <a <1).
【００１６】図９は、図６の輝度プロファイルを切り取
る谷底からの深さＨ、つまり、図７の吸収プロファイル
の高さＨを、最大値Ｈｍ（図６）の0〜100％の間で変化
させたときの高さ0.5Ｈ，0.6Ｈ，0.7Ｈにおける幅Ｗの
変化をそれぞれ曲線Ｗ50，Ｗ60，Ｗ70で表わし、２σの
変化を曲線Ｇで表わしている。FIG. 9 shows that the depth H from the valley bottom where the luminance profile shown in FIG. 6 is cut, that is, the height H of the absorption profile shown in FIG. 7 is changed between 0% and 100% of the maximum value Hm (FIG. 6). The changes in the width W at the heights of 0.5H, 0.6H, and 0.7H are represented by curves W50, W60, and W70, respectively, and the change in 2σ is represented by the curve G.
【００１７】図９から、高さＨをＨｍの100％まで変化
させると曲線Ｗ50，Ｗ60，Ｗ70は曲線Ｇとそれぞれ点
Ａ，Ｂ，Ｃで交わることが分かる。これは、輝度プロフ
ァイルを異なる深さＨで切り出し（図６）、それから得
られる高さＨの吸収プロファイル（図７）を分布関数と
みなすと、各高さについて２σに等しい幅Ｗが１つ存在
することを示している。この原理を応用したのがこの発
明の特徴である。FIG. 9 shows that when the height H is changed to 100% of Hm, the curves W50, W60 and W70 intersect with the curve G at points A, B and C, respectively. This is because, when the luminance profile is cut out at different depths H (FIG. 6) and the absorption profile of the height H obtained therefrom (FIG. 7) is regarded as a distribution function, there is one width W equal to 2σ for each height. It indicates that you want to. The feature of the present invention is that this principle is applied.
【００１８】そこで、この発明では、予め設定したａに
対してＷ＝Ｋσ（Ｋは定数）となるＨを決定し、高さＨ
の吸収プロファイルにおいて高さａＨにおける水平線を
ベースラインとし、ベースラインより上にある吸収プロ
ファイルを血管又は血液情報を正しく抽出できる部分
（血管プロファイル）として特定する。そして、特定し
た部分に基づいて血管又は血液情報を算出するようにし
ている。Therefore, in the present invention, H for which W = Kσ (K is a constant) is determined with respect to a preset value a, and the height H is determined.
In the above absorption profile, the horizontal line at the height aH is used as the baseline, and the absorption profile above the baseline is specified as a portion (blood vessel profile) from which blood vessel or blood information can be correctly extracted. Then, blood vessel or blood information is calculated based on the specified portion.
【００１９】この発明において、光源が、少なくとも２
種類の波長の光によって血管を含む生体組織の一部を照
明する光源である場合には、吸収プロファイルの特徴を
定量化する工程において、少なくとも２種類の波長の光
によってそれぞれ得られるベースラインより上にある吸
収プロファイルの特徴を、吸収プロファイルの高さｈ
１、ｈ２、吸収プロファイルの幅W１、W２、吸収プロフ
ァイルとベースラインで囲まれた面積Ａ１、Ａ２として
算出するようにしてもよい。In the present invention, at least two light sources are provided.
In the case where the light source illuminates a part of the living tissue including the blood vessel with the light of the different wavelengths, in the step of quantifying the characteristics of the absorption profile, the light source has a wavelength above the baseline obtained by the light of the at least two different wavelengths. The characteristic of the absorption profile at the height h of the absorption profile
1, h2, widths W1 and W2 of the absorption profile, and areas A1 and A2 surrounded by the absorption profile and the base line may be calculated.
【００２０】血管又は血液情報を算出する場合には、血
管の組織表面からの深さｔをｈ１、ｈ２、Ｗ１、Ｗ２に
基づいて算出することができる。また、血管径φをｈ
１、Ａ１、又はＷ１、ｔに基づいて算出することができ
る。When calculating blood vessel or blood information, the depth t of the blood vessel from the tissue surface can be calculated based on h1, h2, W1, and W2. Also, the blood vessel diameter φ is h
1, A1, or W1, t can be calculated.
【００２１】さらに、ヘモグロビン濃度をｈ１、Ａ１、
ｔ、φに基づいて算出することができる。ａが、0.5≦
ａ≦0.9の範囲の値に設定されることが好ましい。Further, the hemoglobin concentration is set to h1, A1,
It can be calculated based on t and φ. a is 0.5 ≦
It is preferable to set a value in the range of a ≦ 0.9.
【００２２】また、この発明は、血管を含む生体組織の
一部を照明するための光源と、照明された生体組織の光
強度分布を検出するための検出部と、検出された光強度
分布を解析する解析部を備えた測定装置において、解析
部が、（１）光強度分布を所定の関数によって変換し、
（２）変換された光強度分布から、極小点または極大点
を検出し、（３）検出された極小点または極大点を中心
として、変換された光強度分布上の左右の任意の少なく
とも２点を決定し、その２点を結んだ直線または曲線を
基準線として、吸収プロファイルを求め、（４）吸収プ
ロファイルの形状特徴を定量化し、（５）吸収プロファ
イルの形状特徴を一定の関数の式に適合させ、（６）極
大点または極小点の入る少なくとも２点の位置をしきい
値として、２点のしきい値位置を任意に移動させて、
（３）〜（５）を繰り返し、（７）吸収プロファイルの
形状特徴を一定の関数の式に適合するしきい値をベース
ラインと決定し、（８）決定されたベースラインでの吸
収プロファイルの特徴から血管または血液情報を算出す
る手段から構成されることを特徴とする非侵襲生体計測
装置を提供するものである。Further, the present invention provides a light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, a detecting unit for detecting a light intensity distribution of the illuminated living tissue, and a detecting unit for detecting the detected light intensity distribution. In a measuring device provided with an analyzing unit for analyzing, the analyzing unit converts (1) a light intensity distribution by a predetermined function,
(2) detecting a minimum point or a maximum point from the converted light intensity distribution; and (3) at least two arbitrary left and right points on the converted light intensity distribution with the detected minimum point or maximum point as a center. Is determined, and a straight line or a curve connecting the two points is used as a reference line to determine an absorption profile. (4) Quantify the shape characteristic of the absorption profile, and (5) convert the shape characteristic of the absorption profile into an equation of a certain function. (6) At least two positions where the maximum point or the minimum point enters are set as thresholds, and the two threshold positions are arbitrarily moved.
(3) to (5) are repeated, (7) a threshold value that conforms the shape characteristic of the absorption profile to an equation of a certain function is determined as a baseline, and (8) the absorption profile at the determined baseline is determined. It is an object of the present invention to provide a non-invasive living body measuring apparatus comprising a means for calculating blood vessel or blood information from features.
【００２３】この場合、光源が少なくとも２種類の波長
の光を照明する光源であり、吸収プロファイルの形状特
徴を、各波長毎に算出してもよい。また、上記変換関数
が対数関数であってもよい。吸収プロファイルの形状か
ら面積Ａ、ピーク高ｈとピーク高に対するｎ％高におけ
る幅Ｗを算出し、吸収プロファイルの形状を定量しても
よい。吸収プロファイルの形状特徴が、吸収プロファイ
ルを確率密度関数と想定した時の標準偏差σで算出され
てもよい。In this case, the light source may be a light source for illuminating at least two wavelengths of light, and the shape characteristic of the absorption profile may be calculated for each wavelength. Further, the conversion function may be a logarithmic function. The shape of the absorption profile may be quantified by calculating the area A, the peak height h, and the width W at an n% height relative to the peak height from the shape of the absorption profile. The shape characteristic of the absorption profile may be calculated by the standard deviation σ when the absorption profile is assumed to be a probability density function.
【００２４】吸収プロファイルを確率密度関数と想定し
た時の標準偏差σと吸収プロファイルのピーク高に対す
るｎ％高における幅Ｗの定数倍とが一致してもよい。し
きい値位置の移動方法が、極小点または極大点を中心と
して、左右均等に変化させてもよい。少なくとも検出部
に撮像素子、またはラインセンサー、またはフォトセン
サを血管を横切る方向に移動させる方法を用いてもよ
い。少なくとも血管情報が血管幅であり、少なくとも血
液情報がヘモグロビンまたはヘマトクリットまたは酸素
飽和度であってもよい。When the absorption profile is assumed to be a probability density function, the standard deviation σ may coincide with a constant multiple of the width W at n% height with respect to the peak height of the absorption profile. The method of moving the threshold value position may be changed left and right equally around the minimum point or the maximum point. A method of moving an image sensor, a line sensor, or a photosensor at least in the detection unit in a direction crossing a blood vessel may be used. At least the blood vessel information may be a blood vessel width, and at least the blood information may be hemoglobin or hematocrit or oxygen saturation.
【００２５】血管幅φが吸収プロファイルのパラメータ
面積Ａ、ピーク高ｈ、ピーク高に対するｎ％高における
幅Ｗから構成される関数であってもよい。ヘモグロビン
またはヘマトクリットが吸収プロファイルのパラメータ
面積Ａ、ピーク高ｈ、ピーク高に対するｎ％高における
Ｗから構成される関数であってもよい。血管幅または血
液情報を算出する手段が、少なくとも２波長の吸光度パ
ラメータから深さｔ、またはヘマトクリット、酸素飽和
度を推定してもよい。上記深さの推定方法が各波長の吸
収プロファイルのパラメータピーク高ｈ、ピーク高に対
するｎ％高における幅Ｗからなる関数であってもよい。
血管幅は推定された深さｔ、および吸収プロファイルの
パラメータ面積Ａ、ピーク高ｈ、ピーク高に対するｎ％
高における幅Ｗからなる関数であってもよい。ヘモグロ
ビンまたはヘマトクリットは推定された深さｔを用い
て、および吸収プロファイルのパラメータ面積Ａ、ピー
ク高ｈ、ピーク高に対するｎ％高における幅Ｗからなる
関数であってもよい。The blood vessel width φ may be a function composed of the parameter area A of the absorption profile, the peak height h, and the width W at n% height relative to the peak height. Hemoglobin or hematocrit may be a function composed of the parameter area A of the absorption profile, the peak height h, and the W at n% height relative to the peak height. The means for calculating blood vessel width or blood information may estimate the depth t, hematocrit, or oxygen saturation from at least two wavelength absorbance parameters. The method for estimating the depth may be a function consisting of the parameter peak height h of the absorption profile of each wavelength and the width W at n% height relative to the peak height.
The blood vessel width is estimated depth t, and parameter area A of absorption profile, peak height h, n% of peak height
It may be a function consisting of the width W at the height. Hemoglobin or hematocrit may be a function using the estimated depth t and consisting of the parameter area A of the absorption profile, the peak height h, and the width W at n% height relative to the peak height.
【００２６】また、別の観点からこの発明は、血管を含
む生体組織の一部を照明するための光源と、照明された
生体組織の光強度分布を検出するための検出部と、検出
された光強度分布を解析する解析部を備えた測定装置に
おいて、解析部が、（１）光強度分布を所定の関数によ
って変換し、（２）変換された光強度分布から、極小点
または極大点を検出し、（３）検出された極小点または
極大点を中心として、変換された光強度分布上の左右の
任意の少なくとも２点を決定し、その２点を結んだ直線
または曲線を基準線として、吸収プロファイルを求め、
（４）吸収プロファイルの形状特徴を定量化し、（５）
吸収プロファイルの形状特徴を一定の関数の式に適合さ
せ、（６）極大点または極小点の入る少なくとも２点の
位置をしきい値として、２点のしきい値位置を任意に移
動させて、（３）〜（５）を繰り返し、（７）吸収プロ
ファイルの形状特徴を一定の関数の式に適合するしきい
値をベースラインと決定し、（８）決定されたベースラ
インでの吸収プロファイルの特徴から血管または血液情
報を算出する手段から構成されることを特徴とする非侵
襲生体計測方法を提供するものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, a detecting unit for detecting a light intensity distribution of the illuminated living tissue, In a measuring apparatus provided with an analyzing unit for analyzing a light intensity distribution, the analyzing unit converts (1) the light intensity distribution by a predetermined function, and (2) converts a minimum point or a maximum point from the converted light intensity distribution. (3) At least two points on the left and right of the converted light intensity distribution are determined around the detected minimum point or maximum point, and a straight line or a curve connecting the two points is used as a reference line. , Determine the absorption profile,
(4) Quantifying the shape characteristics of the absorption profile, (5)
By adapting the shape characteristic of the absorption profile to an equation of a certain function, (6) at least two positions where the maximum point or the minimum point enters are set as thresholds, and the two threshold positions are arbitrarily moved, (3) to (5) are repeated, (7) a threshold value that conforms the shape characteristic of the absorption profile to an equation of a certain function is determined as a baseline, and (8) the absorption profile at the determined baseline is determined. It is intended to provide a non-invasive living body measurement method characterized by comprising means for calculating blood vessel or blood information from features.
【００２７】実施例 以下、実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによ
ってこの発明が限定されるものではない。まず、この発
明の実施例に用いる血液検査装置の構成を説明する。図
１は血液検査装置の構成を示すブロック図であり、血管
を含む生体組織の一部を照明するための光源１１と、照
明された血管と組織の透過光像を撮像する撮像部１２
は、検出部１の内部に設けられる。EXAMPLES The present invention will be described below in detail based on examples. This does not limit the present invention. First, the configuration of a blood test apparatus used in an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a blood test apparatus. A light source 11 for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, and an imaging unit 12 for imaging a transmitted light image of the illuminated blood vessel and tissue.
Is provided inside the detection unit 1.
【００２８】解析部２は、撮像部１２で撮像された画像
について血管を直角に直線的に横切って分布する画像輝
度分布を対数変換して輝度プロファイルを抽出する抽出
部２１と、抽出された輝度プロファイルを吸収プロファ
イルに変換し吸収プロファイルの特徴を定量化する定量
化部２２と、定量化された特徴に基づいて血管又は血液
情報を算出する演算部２３と、算出結果を出力する出力
部（ＣＲＴ）２４を備える。なお、解析部２はパーソナ
ルコンピュータによって構成される。また、抽出部２１
の輝度プロファイルの抽出の時、必ずしも対数変換をし
なくとも良い。その場合は定量部２２において、吸収プ
ロファイルを対数変換しても良い。The analyzing unit 2 extracts a luminance profile by logarithmically converting an image luminance distribution of the image picked up by the image pickup unit 12 that crosses the blood vessel linearly at right angles, and extracts a luminance profile. A quantification unit 22 that converts the profile into an absorption profile and quantifies the characteristics of the absorption profile, a calculation unit 23 that calculates blood vessel or blood information based on the quantified characteristics, and an output unit (CRT) that outputs a calculation result ) 24. The analysis unit 2 is configured by a personal computer. Also, the extraction unit 21
When the luminance profile is extracted, it is not always necessary to perform logarithmic conversion. In that case, the quantification unit 22 may logarithmically convert the absorption profile.
【００２９】図２は図１に示す装置の斜視図であり、検
出部１に内蔵される光源１１および撮像部１２は解析部
２に信号ケーブル３によって接続されている。図３は検
出部１の断面図であり、検出部１は光源１１と、レンズ
１４および撮像素子１５を有する撮像部１２とを備え、
開口部１３に指１６が挿入されると、光源１１が指１６
を照明し、その透過光による画像がレンズ１４を介して
撮像素子１５で撮像されるようになっている。ここで、
開口部１３は、挿入される指１６を軽く固定できるよう
に指先に向かって内径が小さくなり、固定部材を構成し
ている。なお、撮像素子１５はＣＣＤで構成される。ま
た、図８は光源１１の正面図であり、ＬＥＤ１１ａとＬ
ＥＤ１１ｂを備える。FIG. 2 is a perspective view of the apparatus shown in FIG. 1. A light source 11 and an image pickup section 12 incorporated in the detection section 1 are connected to an analysis section 2 by a signal cable 3. FIG. 3 is a cross-sectional view of the detection unit 1. The detection unit 1 includes a light source 11, an imaging unit 12 having a lens 14 and an imaging element 15,
When the finger 16 is inserted into the opening 13, the light source 11
, And an image of the transmitted light is captured by the image sensor 15 via the lens 14. here,
The opening 13 has a smaller inner diameter toward the fingertip so that the inserted finger 16 can be lightly fixed, and forms a fixing member. Note that the image pickup device 15 is constituted by a CCD. FIG. 8 is a front view of the light source 11, in which the LEDs 11a and L
The ED 11b is provided.
【００３０】この実施例では、ＬＥＤ１１ａとして、中
心波長６６０ｎｍ、半値幅４０ｎｍのＶＳＦ６６５Ｍ１
（ＯＰＴＲＡＮＳ製）を使用し、ＬＥＤ１１ｂとして、
中心波長８０５ｎｍ、半値幅５０ｎｍのものを使用して
いる。In this embodiment, a VSF665M1 having a center wavelength of 660 nm and a half width of 40 nm is used as the LED 11a.
(Made by OPTRANS), and as the LED 11b,
It has a center wavelength of 805 nm and a half-value width of 50 nm.
【００３１】次に、このように構成された血液検査装置
の解析部２の解析手順を図４に示すフローチャートを用
いて説明する。まず、ＬＥＤ１１ａによる波長（以下、
第１波長という）の光で指を照明し、その透過像を撮像
する（ステップＳ１）。それによって、図５のように、
ＣＣＤ１５側の皮膚表面に局在する血管（静脈）像Ｖを
得ることができる。この場合、光源にコヒーレンシーの
高いＬＤを使用しても、組織によって拡散されるためス
ペックルのない図５に示すような画像が得られる。Next, the analysis procedure of the analyzer 2 of the blood test apparatus thus configured will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the wavelength by the LED 11a (hereinafter, referred to as the LED 11a)
The finger is illuminated with light having a first wavelength (hereinafter, referred to as a first wavelength), and a transmitted image is captured (step S1). Thereby, as shown in FIG.
A blood vessel (vein) image V localized on the skin surface on the CCD 15 side can be obtained. In this case, even if an LD with high coherency is used as a light source, an image as shown in FIG. 5 without speckles can be obtained because the light is diffused by the tissue.
【００３２】次に、図５において、画像中血管像の最も
コントラストがよい領域を検索し、決定した領域Ｒを解
析領域として４角形で囲むように設定する（ステップＳ
２）。次に、領域Ｒ内で血管に垂直な方向の画像輝度分
布を作製し、輝度の値を自然対数で変換して図６に示す
ような輝度プロファイルを求める（ステップＳ３，Ｓ
４）。Next, in FIG. 5, a region having the best contrast of the blood vessel image in the image is searched, and the determined region R is set as an analysis region so as to be surrounded by a rectangle (step S).
2). Next, an image luminance distribution in a direction perpendicular to the blood vessel is created in the region R, and the luminance value is converted into a natural logarithm to obtain a luminance profile as shown in FIG. 6 (steps S3 and S3).
4).
【００３３】次に、ステップＳ５において、吸収プロフ
ァイルの作成とベースラインの決定を行うが、この処理
を図１１のフローチャートを用いて詳述する。まず、ス
テップＳ５１において、定数ａを設定する。この実施例
ではａ＝0.7（70％）としている。Next, in step S5, an absorption profile is created and a baseline is determined. This process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. First, in step S51, a constant a is set. In this embodiment, a = 0.7 (70%).
【００３４】次に、ステップＳ５２において、Ｈを最小
値（例えば図６の輝度プロファイルの最大深さＨｍの10
％）に設定する。そして、図６の輝度プロファイルにつ
いて谷底Ｐからの深さＨまでの部分を切り出し（ステッ
プＳ５３）、切り出した部分を図７に示すように吸収プ
ロファイルに変換する（ステップＳ５４）。Next, in step S52, H is set to a minimum value (for example, 10 times of the maximum depth Hm of the luminance profile in FIG. 6).
%). Then, a portion of the luminance profile of FIG. 6 from the valley bottom P to the depth H is cut out (step S53), and the cut out portion is converted into an absorption profile as shown in FIG. 7 (step S54).
【００３５】次に、吸収プロファイルを分布関数（確率
密度関数）と見なし、その標準偏差σと、吸収プロファ
イル（図７）の高さａＨつまり0.7Ｈにおける幅Ｗを算
出する（ステップＳ５５）。Next, the absorption profile is regarded as a distribution function (probability density function), and its standard deviation σ and the height aH of the absorption profile (FIG. 7), that is, the width W at 0.7H are calculated (step S55).
【００３６】そして、２σとＷとが一致するか否か比較
し（ステップＳ５６）、一致しない場合には、Ｈを若干
大きい値に再設定し（ステップＳ５７）、処理ルーチン
をステップＳ５３へ戻す。Then, it is determined whether 2σ and W match (step S56). If they do not match, H is reset to a slightly larger value (step S57), and the processing routine returns to step S53.
【００３７】ステップＳ５３〜Ｓ５６をくり返すと、Ｈ
が増大するに従って２σとＷとはそれぞれ図１０の曲線
ＧとＷ70に示すように変化し、ＨがＨｍの75％つまりＨ
＝0.75Ｈｍになると、点Ｃで両者が一致し、２σ＝Ｗと
なる。この時の吸収プロファイルは図１２に示すように
なり、高さ0.7Ｈにおける水平線をベースラインＢＬと
決定する（ステップＳ５８）。When steps S53 to S56 are repeated, H
As W increases, 2σ and W change as shown by curves G and W70 in FIG. 10, respectively, where H is 75% of Hm, that is, H
= 0.75Hm, they coincide at point C, and 2σ = W. The absorption profile at this time is as shown in FIG. 12, and the horizontal line at the height of 0.7H is determined as the base line BL (step S58).
【００３８】次に図４のステップＳ６において、図１２
の吸収プロファイルのベースラインＢＬから上の部分を
図１３に示すように切り出し、これを血管プロファイル
と決定する（ステップＳ６）。そして、図１３の血管プ
ロファイルの高さｈ１，幅Ｗ２，面積Ａ１を算出する
（ステップＳ７）。Next, in step S6 of FIG.
The upper part of the absorption profile from the base line BL is cut out as shown in FIG. 13, and this is determined as a blood vessel profile (step S6). Then, the height h1, the width W2, and the area A1 of the blood vessel profile in FIG. 13 are calculated (step S7).
【００３９】次に、ＬＥＤ１１ｂによる８０５ｎｍの波
長（以下、第２波長という）の光で再び同じ指を照明
し、その透過像を撮像する（ステップＳ８）。以下、ス
テップＳ９〜Ｓ１４においてステップＳ２〜Ｓ７と同様
の処理を行い、第２波長に対応する血管プロファイルの
高さｈ２、幅Ｗ２，面積Ａ２を算出する。Next, the same finger is again illuminated with the light of the wavelength of 805 nm (hereinafter, referred to as the second wavelength) by the LED 11b, and the transmitted image is captured (step S8). Hereinafter, in steps S9 to S14, the same processing as in steps S2 to S7 is performed to calculate the height h2, the width W2, and the area A2 of the blood vessel profile corresponding to the second wavelength.
【００４０】そして、ステップＳ１５において、組織表
面から血管までの深さｔを次式で算出する。 ｔ＝（ｈ2／Ｗ2n）／（ｈ１／Ｗ１）m……（１） ここで、ｍ，ｎは定数Then, in step S15, the depth t from the tissue surface to the blood vessel is calculated by the following equation. t = (h2 / W2 n ) / (h1 / W1) m (1) where m and n are constants
【００４１】次に、ステップＳ１６において血管径φと
血管を流れる血液のヘモグロビン濃度Ｈｇｂをそれぞれ
次式で算出する。 φ＝Ａ１α／ｈ１＝Ｗ１×ｆ１(ｔ) ……（２） Ｈｇｂ＝（ｈ１／Ａ１β）×ｆ２(ｔ)×ｇ（φ）……（３） ここで、α，βは定数、関数ｆ１，ｆ２，ｇは実験的に
決定される関数である。このようにして、血管深さ，血
管径およびヘモグロビン濃度が求められる。Next, in step S16, the blood vessel diameter φ and the hemoglobin concentration Hgb of the blood flowing through the blood vessel are calculated by the following equations. φ = A1α / h1 = W1 × f1 (t) (2) Hgb = (h1 / A1β) × f2 (t) × g (φ) (3) where α and β are constants and function f1 , F2, and g are functions determined experimentally. Thus, the blood vessel depth, the blood vessel diameter, and the hemoglobin concentration are obtained.
【００４２】さらに、次の式を用いてヘマトクリットＨ
ｃｔ、酸素飽和度Ｏｓが求められる。 Ｈｃｔ＝ｋ×ｈ１／ｈ２＋Ｌ…（４） または、 Ｈｃｔ＝ｋ×Ａ１／Ａ２＋Ｌ…（５） Ｏｓ＝１００×ｈ１／ｈ２＋ｂ…（６） または Ｏｓ＝１００×Ａ１／Ａ２＋ｃ…（７） ここで、ｋ，Ｌ，ｂ，ｃは定数である。Further, the hematocrit H is calculated using the following equation.
ct and oxygen saturation Os are determined. Hct = k × h1 / h2 + L (4) or Hct = k × A1 / A2 + L (5) Os = 100 × h1 / h2 + b (6) or Os = 100 × A1 / A2 + c (7) k, L, b, and c are constants.
【００４３】図１４は血管情報や血液情報を求める他の
方法を示すフローチャートであり、図４に示すステップ
Ｓ４，Ｓ１１の処理（対数輝度プロファイルの作成）を
それぞれステップＳ６，Ｓ１３の処理の後で実行するよ
うにしたものである。各ステップの処理内容は図４と同
等であり、これによっても図４の方法と同様の算出結果
を得ることができる。FIG. 14 is a flowchart showing another method for obtaining blood vessel information and blood information. The processing of steps S4 and S11 (creation of logarithmic luminance profile) shown in FIG. 4 is performed after the processing of steps S6 and S13, respectively. It is intended to be executed. The processing contents of each step are the same as those in FIG. 4, and thus, the same calculation results as in the method in FIG. 4 can be obtained.
【００４４】この実施例によれば、撮像画像から得られ
る吸収プロファイルを一種の分布関数とみなし、その標
準偏差に基づいて、ベースラインを決定して吸収プロフ
ァイルの一部を血管の特性を表すプロファイルとして特
定するようにしたので、特定したプロファイルから血管
情報や血液情報を、測定対象や測定部位が変わっても精
度よく測定することができる。According to this embodiment, an absorption profile obtained from a captured image is regarded as a kind of distribution function, a baseline is determined based on the standard deviation, and a part of the absorption profile is used as a profile representing the characteristics of a blood vessel. Therefore, blood vessel information and blood information can be accurately measured from the specified profile even if the measurement target or the measurement site changes.
【００４５】[0045]
【発明の効果】この発明によれば、生体組織から得られ
る吸収プロファイルを所定の関数に適合させ、その関数
に基づいてベースラインを決定するので、ベースライン
によって特定される吸収プロファイルの特徴から血管情
報や血液情報を、被検者や被検部位が変化しても精度よ
く計測することができる。According to the present invention, the absorption profile obtained from the living tissue is adapted to a predetermined function, and the baseline is determined based on the function. Information and blood information can be accurately measured even when the subject or the site to be examined changes.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】この発明の実施例に用いる血液検査装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a blood test apparatus used in an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例に用いる血液検査装置の外形
を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an outer shape of the blood test apparatus used in the embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施例に用いる血液検査装置の要部
断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part of the blood test apparatus used in the embodiment of the present invention.
【図４】この発明の実施例の画像処理方法を示すフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an image processing method according to an embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例による撮像画像を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a captured image according to the embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施例で得られる対数輝度プロファ
イルの一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a logarithmic luminance profile obtained in an embodiment of the present invention.
【図７】この発明の実施例で得られる吸収プロファイル
の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an absorption profile obtained in an embodiment of the present invention.
【図８】この発明の実施例に用いる光源の正面図であ
る。FIG. 8 is a front view of a light source used in the embodiment of the present invention.
【図９】この発明の吸収プロファイルの幅と標準偏差の
関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the width of the absorption profile and the standard deviation according to the present invention.
【図１０】この発明の実施例の吸収プロファイルの幅と
標準偏差との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the width of the absorption profile and the standard deviation in the example of the present invention.
【図１１】図４の要部詳細を示すフローチャートであ
る。FIG. 11 is a flowchart showing details of a main part of FIG. 4;
【図１２】この発明の実施例で得られる吸収プロファイ
ルの一例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of an absorption profile obtained in an embodiment of the present invention.
【図１３】この発明の実施例で得られる吸収プロファイ
ルの一部を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a part of an absorption profile obtained in an example of the present invention.
【図１４】図４の変形例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a modification of FIG. 4;
１ 検出部 ２ 解析部 ２１ 抽出部 ２２ 定量化部 ２３ 演算部 ２４ 出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection part 2 Analysis part 21 Extraction part 22 Quantification part 23 Operation part 24 Output part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 香織 神戸市中央区脇浜海岸通１丁目５番１号 シスメックス株式会社内 (72)発明者 斉藤 太計雄 神戸市中央区脇浜海岸通１丁目５番１号 シスメックス株式会社内 (72)発明者 小澤 利行 神戸市中央区脇浜海岸通１丁目５番１号 シスメックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 AA05 BB13 CC16 EE01 EE02 EE11 FF01 GG01 GG02 GG10 HH01 HH02 HH06 JJ11 JJ17 KK04 MM01 MM02 MM05 4C038 KK00 KK01 KL05 KL07 KM01 KX02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kaori Yonekura 1-5-1, Wakihama Kaigandori, Chuo-ku, Kobe City Inside Sysmex Corporation (72) Inventor Taimeo Saito 1-5-1, Wakihama-Kaigandori, Chuo-ku, Kobe City No. 1 Sysmex Corporation (72) Inventor Toshiyuki Ozawa 1-5-1, Wakihama Kaigandori, Chuo-ku, Kobe F-term (reference) 2G059 AA01 AA05 BB13 CC16 EE01 EE02 EE11 FF01 GG01 GG02 GG10 HH01 HH02 HH06 JJ11 JJ17 KK04 MM01 MM02 MM05 4C038 KK00 KK01 KL05 KL07 KM01 KX02
Claims (23)
めの光源と、照明された生体組織を撮像する撮像部と、
撮像された画像を解析する解析部を備え、解析部が、
（１）撮像された画像について血管を横切って分布する
画像輝度分布を対数変換し、変換した画像輝度分布から
血管の中心に対応して極小となる谷状の輝度プロファイ
ルを抽出し、（２）得られた輝度プロファイルを高さＨ
の頂上を有する山状の吸収プロファイルに変換し、
（３）前記吸収プロファイルを分布関数とみなしてＨを
変化させながらその関数の標準偏差бと、吸収プロファ
イルの高さａＨ（0＜ａ＜１）における幅Ｗを算出し、
Ｗがбの定数倍となるＨを決定して、高さａＨにおける
水平線をベースラインとし、（４）ベースラインより上
にある吸収プロファイルの特徴を定量化し、（５）その
特徴に基づいて血管又は血液情報を算出する手段を備え
る非侵襲生体計測装置。A light source configured to illuminate a part of a living tissue including a blood vessel; an imaging unit configured to image the illuminated living tissue;
An analysis unit that analyzes the captured image is provided, and the analysis unit includes:
(1) Logarithmic conversion of an image luminance distribution distributed across a blood vessel in a captured image, and extracting a valley-like luminance profile that is minimal corresponding to the center of the blood vessel from the converted image luminance distribution, (2) The obtained luminance profile is represented by a height H.
Into a mountain-shaped absorption profile with the top of
(3) Calculating the standard deviation 関 数 of the absorption profile and the width W at the height aH (0 <a <1) of the absorption profile while changing H while considering the absorption profile as a distribution function;
H, where W is a constant multiple of б, is determined, and the horizontal line at height aH is used as a baseline. (4) The characteristics of the absorption profile above the baseline are quantified, and (5) blood vessels are determined based on the characteristics. Alternatively, a non-invasive living body measurement device including a means for calculating blood information.
よって血管を含む生体組織の一部を照明する光源であ
り、吸収プロファイルの特徴を定量化する際に、少なく
とも２種類の波長の光によってそれぞれ得られるベース
ラインより上にある吸収プロファイルの特徴を、吸収プ
ロファイルの高さｈ１、ｈ２、吸収プロファイルの幅W
１、W２、吸収プロファイルとベースラインで囲まれた
面積Ａ１、Ａ２として算出することを特徴とする請求項
１記載の非侵襲生体測計測装置。2. The light source according to claim 1, wherein the light source illuminates a part of a living tissue including a blood vessel with at least two wavelengths of light. The characteristics of the absorption profiles above the respective obtained baselines are characterized by the absorption profile heights h1, h2 and the absorption profile width W.
The non-invasive biometric measurement apparatus according to claim 1, wherein the calculation is performed as 1, W2, and areas A1 and A2 surrounded by an absorption profile and a baseline.
の組織表面からの深さｔをｈ１、ｈ２、Ｗ１、Ｗ２に基
づいて算出することを特徴とする請求項２記載の非侵襲
生体計測装置。3. The non-invasive living body according to claim 2, wherein the depth t of the blood vessel from the tissue surface is calculated based on h1, h2, W1, and W2 when calculating the blood vessel or blood information. Measuring device.
径φをｈ１、Ａ１、又はＷ１、ｔに基づいて算出するこ
とを特徴とする請求項３記載の非侵襲生体計測装置。4. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 3, wherein the blood vessel diameter φ is calculated based on h1, A1, or W1, t when calculating the blood vessel or blood information.
グロビン濃度をｈ１、Ａ１、ｔ、φに基づいて算出する
ことを特徴とする請求項４記載の非侵襲生体計測装置。5. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 4, wherein when calculating blood vessel or blood information, the hemoglobin concentration is calculated based on h1, A1, t, and φ.
れる請求項１〜５のいずれか１つに記載の非侵襲生体計
測装置。6. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 1, wherein a is set to a value in a range of 0.5 ≦ a ≦ 0.9.
めの光源と、照明された生体組織の光強度分布を検出す
るための検出部と、検出された光強度分布を解析する解
析部を備えた測定装置において、解析部が、 （１）光強度分布を所定の関数によって変換し、 （２）変換された光強度分布から、極小点または極大点
を検出し、 （３）検出された極小点または極大点を中心として、変
換された光強度分布上の左右の任意の少なくとも２点を
決定し、その２点を結んだ直線または曲線を基準線とし
て、吸収プロファイルを求め、 （４）吸収プロファイルの形状特徴を定量化し、 （５）吸収プロファイルの形状特徴を一定の関数の式に
適合させ、 （６）極大点または極小点の入る少なくとも２点の位置
をしきい値として、２点のしきい値位置を任意に移動さ
せて、（３）〜（５）を繰り返し、 （７）吸収プロファイルの形状特徴を一定の関数の式に
適合するしきい値をベースラインと決定し、 （８）決定されたベースラインでの吸収プロファイルの
特徴から血管または血液情報を算出する手段から構成さ
れることを特徴とする非侵襲生体計測装置。7. A light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, a detecting unit for detecting a light intensity distribution of the illuminated living tissue, and an analyzing unit for analyzing the detected light intensity distribution. In the measuring device provided with (1), the analysis unit converts (1) the light intensity distribution by a predetermined function, (2) detects a minimum point or a maximum point from the converted light intensity distribution, and (3) detects the detected point. At least two points on the left and right of the converted light intensity distribution are determined around the minimum point or the maximum point, and an absorption profile is determined using a straight line or a curve connecting the two points as a reference line. ) Quantifying the shape characteristics of the absorption profile, (5) adapting the shape characteristics of the absorption profile to an equation of a certain function, and (6) setting the position of at least two points where the maximum point or the minimum point enters as a threshold value, The threshold position of the point (3) to (5) are repeatedly moved, (7) a threshold value that matches the shape characteristic of the absorption profile with an equation of a certain function is determined as a baseline, and (8) the determined base is determined. A non-invasive living body measurement apparatus comprising: means for calculating blood vessel or blood information from characteristics of an absorption profile in a line.
明する光源であり、吸収プロファイルの形状特徴を、各
波長毎に算出することを特徴とする請求項７の非侵襲生
体計測装置。8. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 7, wherein the light source is a light source for illuminating light of at least two wavelengths, and the shape characteristic of the absorption profile is calculated for each wavelength.
徴とする請求項７または８の非侵襲生体計測装置。9. The non-invasive living body measurement device according to claim 7, wherein the conversion function is a logarithmic function.
ピーク高ｈとピーク高に対するｎ％高における幅Ｗを算
出し、吸収プロファイルの形状を定量することを特徴と
する請求項７または８の非侵襲生体計測装置。10. The area A,
9. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 7, wherein a width W at a peak height h and an n% height with respect to the peak height is calculated to determine a shape of the absorption profile.
プロファイルを確率密度関数と想定した時の標準偏差σ
で算出されることを特徴とした時の請求項７または８の
非侵襲生体計測装置。11. The shape characteristic of an absorption profile is a standard deviation σ when the absorption profile is assumed to be a probability density function.
9. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 7, wherein the non-invasive living body measuring apparatus is calculated by:
定した時の標準偏差σと吸収プロファイルのピーク高に
対するｎ％高における幅Ｗの定数倍とが一致することを
特徴とした請求項７または８の非侵襲生体計測装置。12. The method according to claim 7, wherein the standard deviation σ when the absorption profile is assumed to be a probability density function is equal to a constant multiple of the width W at n% height with respect to the peak height of the absorption profile. Non-invasive biometric device.
たは極大点を中心として、左右均等に変化させてゆくこ
とを特徴とした請求項７または８の非侵襲生体計測装
置。13. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 7, wherein the method of moving the threshold value position is to change the threshold value position evenly right and left around the minimum point or the maximum point.
ラインセンサー、またはフォトセンサを血管を横切る方
向に移動させる方法を用いることを特徴とする請求項７
または８の生体計測装置。14. The method according to claim 7, wherein at least the detection unit uses a method of moving an image sensor, a line sensor, or a photosensor in a direction crossing a blood vessel.
Or the biological measuring device of 8.
少なくとも血液情報がヘモグロビンまたはヘマトクリッ
トまたは酸素飽和度であることを特徴とする請求項７ま
たは８の非侵襲生体計測装置。15. At least blood vessel information is a blood vessel width,
9. The non-invasive living body measuring apparatus according to claim 7, wherein at least blood information is hemoglobin, hematocrit, or oxygen saturation.
ータ面積Ａ、ピーク高ｈ、ピーク高に対するｎ％高にお
ける幅Ｗから構成される関数であることを特徴とする請
求項１５の非侵襲生体計測装置。16. The noninvasive living body measuring apparatus according to claim 15, wherein the blood vessel width φ is a function composed of the parameter area A of the absorption profile, the peak height h, and the width W at n% height relative to the peak height. .
吸収プロファイルのパラメータ面積Ａ、ピーク高ｈ、ピ
ーク高に対するｎ％高におけるＷから構成される関数で
あることを特徴とする請求項１５の非侵襲生体計測装
置。17. The non-invasive biometric device according to claim 15, wherein hemoglobin or hematocrit is a function composed of a parameter area A of the absorption profile, a peak height h, and W at n% height with respect to the peak height.
が、少なくとも２波長の吸光度パラメータから深さｔ、
またはヘマトクリット、酸素飽和度を推定することを特
徴とする請求項８の非侵襲生体計測装置。18. A method for calculating a blood vessel width or blood information, comprising calculating a depth t, a depth t, from an absorbance parameter of at least two wavelengths.
9. The non-invasive living body measurement device according to claim 8, wherein the hematocrit and the oxygen saturation are estimated.
ロファイルのパラメータピーク高ｈ、ピーク高に対する
ｎ％高における幅Ｗからなる関数であることを特徴とす
る請求項１８の非侵襲生体計測装置。19. The non-invasive biometric measurement according to claim 18, wherein the method of estimating the depth is a function consisting of a parameter peak height h of the absorption profile of each wavelength and a width W at an n% height relative to the peak height. apparatus.
収プロファイルのパラメータ面積Ａ、ピーク高ｈ、ピー
ク高に対するｎ％高における幅Ｗからなる関数であるこ
とを特徴とする請求項１９の非侵襲生体計測装置。20. The method according to claim 19, wherein the blood vessel width is a function consisting of the estimated depth t and the parameter area A of the absorption profile, the peak height h, and the width W at n% height relative to the peak height. Non-invasive biometric device.
推定された深さｔを用いて、および吸収プロファイルの
パラメータ面積Ａ、ピーク高ｈ、ピーク高に対するｎ％
高における幅Ｗからなる関数であることを特徴とする請
求項１７の非侵襲生体計測装置。21. Hemoglobin or hematocrit is determined using the estimated depth t and the parameter area A, peak height h, n% of peak height of the absorption profile.
18. The non-invasive living body measurement device according to claim 17, wherein the function is a function consisting of a width W at a height.
ための光源と、照明された生体組織の光強度分布を検出
するための検出部と、検出された光強度分布を解析する
解析部を備えた測定装置において、解析部が、 （１）光強度分布を所定の関数によって変換し、 （２）変換された光強度分布から、極小点または極大点
を検出し、 （３）検出された極小点または極大点を中心として、変
換された光強度分布上の左右の任意の少なくとも２点を
決定し、その２点を結んだ直線または曲線を基準線とし
て、吸収プロファイルを求め、 （４）吸収プロファイルの形状特徴を定量化し、 （５）吸収プロファイルの形状特徴を一定の関数の式に
適合させ、 （６）極大点または極小点の入る少なくとも２点の位置
をしきい値として、２点のしきい値位置を任意に移動さ
せて、（３）〜（５）を繰り返し、 （７）吸収プロファイルの形状特徴を一定の関数の式に
適合するしきい値をベースラインと決定し、 （８）決定されたベースラインでの吸収プロファイルの
特徴から血管または血液情報を算出する手段から構成さ
れることを特徴とする非侵襲生体計測方法。22. A light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, a detecting unit for detecting a light intensity distribution of the illuminated living tissue, and an analyzing unit for analyzing the detected light intensity distribution. In the measuring device provided with (1), the analysis unit converts (1) the light intensity distribution by a predetermined function, (2) detects a minimum point or a maximum point from the converted light intensity distribution, and (3) detects the detected point. At least two points on the left and right of the converted light intensity distribution are determined around the minimum point or the maximum point, and an absorption profile is determined using a straight line or a curve connecting the two points as a reference line. ) Quantifying the shape characteristics of the absorption profile, (5) adapting the shape characteristics of the absorption profile to an equation of a certain function, and (6) setting the position of at least two points where the maximum point or the minimum point enters as a threshold value, Point threshold position Is moved arbitrarily, and (3) to (5) are repeated. (7) The threshold value that matches the shape characteristic of the absorption profile with the equation of a certain function is determined as the baseline, and (8) is determined. A non-invasive living body measurement method, comprising: means for calculating blood vessel or blood information from characteristics of an absorption profile at a baseline.
ための光源と、照明された生体組織を撮像する撮像部
と、撮像された画像を解析する解析部を備え、解析部
が、 （１）撮像された画像について血管を横切って分布する
画像輝度分布から血管の中心に対応して極小となる谷状
の又は極大となる山状の輝度プロファイルを抽出し、 （２）得られた輝度プロファイルを高さHの頂上を有す
る基準線を設定し、基準線から山状となる吸収プロファ
イルに変換し、 （３）前記吸収プロファイルを分布関数とみなしてＨを
変化させながらその関数の標準偏差ａと、吸収プロファ
イルの高さａＨ（0＜ａ＜１）における幅Ｗを算出し、
Ｗがａの定数倍となるＨを決定して、高さａＨにおける
基準線をベースラインとし、 （４）ベースラインより上にある吸収プロファイルの特
徴を定量化したパラメータを関数変換し、 （５）その特徴に基づいて血管又は血液情報を算出する
手段を備える非侵襲生体計測装置。23. A light source for illuminating a part of a living tissue including a blood vessel, an imaging unit for imaging the illuminated living tissue, and an analyzing unit for analyzing the captured image, wherein the analyzing unit comprises: 1) Extracting a minimum valley-like or maximum peak-like luminance profile corresponding to the center of a blood vessel from an image luminance distribution distributed across a blood vessel in a captured image, and (2) obtained luminance A profile is set as a reference line having a peak of height H, and the reference line is converted into an absorption profile having a mountain shape. (3) The absorption profile is regarded as a distribution function and the standard deviation of the function is changed while changing H. a and the width W at the height aH (0 <a <1) of the absorption profile,
H is determined such that W is a constant multiple of a, and a reference line at a height aH is used as a baseline. (4) Parameters quantifying the characteristics of the absorption profile above the baseline are converted into a function. A) a non-invasive living body measuring device comprising means for calculating blood vessel or blood information based on its characteristics.
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