JP2007105331A - Measuring instrument of metabolic amount - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、採血せずに生体中の複数の生理パラメータを測定し、複数の生理パラメータから代謝量を算出する代謝量測定装置に関する。 The present invention relates to a metabolic rate measuring apparatus that measures a plurality of physiological parameters in a living body without collecting blood and calculates a metabolic rate from the plurality of physiological parameters.
代謝の測定にはいくつかの手法がある。そのうち間接熱量測定は、代謝量を直接測定するのではなく、その代謝量を産生するために消費された酸素量を測定する手法である。間接熱量測定の内、人の顔にマスクを被せ、呼吸する空気を採取し、酸素及び二酸化炭素の消費量を測定する開放回路系の間接熱量測定方法がある。この方法は、運動時と安静時の代謝量の変化などを測定する場合に使用されるが、マスクを長時間つけ続けることが難しいため、短時間の代謝量測定に限られる。より長時間の代謝量を測定するために、密閉された室内に入り、そこで消費される酸素及び二酸化炭素産生量を測定する閉鎖回路系の間接熱量測定方法がある。この方法は、安静時や睡眠時などの代謝量を測定することができ、人への負担も少ないため長時間の測定が可能である。また、人体に無害な水素と酸素の安定同位体が含まれた水を飲み、尿中へ安定同位体が排泄される経過を測定することにより、その間のエネルギー消費量を測定する方法がある。この測定では人の日常生活における平均エネルギー消費量を測定することとなる。また、特開2004−329542号公報には、体表面に由来する複数の温度と血中酸素量とに対応するパラメータと血糖値との関係を利用して血糖値を算出する方法が記載されている。
代謝量の測定にあたっては、従来、大掛かりな装置を必要とし、日常生活の中で個人が簡単に測定できるようなものではなかった。 In measuring the amount of metabolism, a large-scale device has been conventionally required, and it has not been easy for an individual to measure in daily life.
本発明は、個人が自宅で簡易的に代謝量を測定することができる方法及び装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the method and apparatus which an individual can measure a metabolic rate simply at home.
代謝によって発生した熱量の多くは体温の維持に費やされ、余分な熱量は体外へ放出される。すなわち、代謝によって発生した熱量(産熱量) は体内に蓄えられる熱量(蓄熱量) と体外へ放出される熱量(放熱量) の和と等しい。この人体の熱制御機構から、蓄熱量、放熱量に基づいて代謝量を算出することができる。 Much of the heat generated by metabolism is spent on maintaining body temperature, and excess heat is released outside the body. That is, the amount of heat generated by metabolism (the amount of heat produced) is equal to the sum of the amount of heat stored in the body (the amount of stored heat) and the amount of heat released outside the body (the amount of heat released). From this heat control mechanism of the human body, the metabolic rate can be calculated based on the heat storage amount and the heat release amount.
本発明による代謝量測定装置は、環境温度を測定する環境温度測定器と、指の表面の温度を測定する指温度測定器と、体温の情報を取り込む体温取り込み部と、指の血流量に関する情報を取り込む血流量取り込み部と、指認証用の撮像部と、認証用の画像を記憶する画像記憶部と、撮像部で撮像した画像と画像記憶部に記憶された画像とを用いて認証を行う認証部と、環境温度、指表面の温度、体温、及び血流量と代謝量との関係を記憶した記憶部と、環境温度測定器によって測定された環境温度、指温度測定器によって測定された指表面の温度、体温取り込み部によって取り込まれた体温、及び血流量取り込み部によって取り込まれた血流量を記憶部に記憶した前記関係に適用して代謝量を演算する演算部と、演算部によって演算された結果を表示する表示部とを備える。体温取り込み部は、体温計であって、体温計の出力が演算部に供給されるようにしてもよいし、別途測定した体温を数値入力するための操作部であってもよい。認証部による認証に失敗したときには、処理を終了する。 The metabolic rate measuring device according to the present invention includes an environmental temperature measuring device that measures the environmental temperature, a finger temperature measuring device that measures the temperature of the finger surface, a body temperature capturing unit that captures body temperature information, and information on the blood flow of the finger Authentication is performed by using a blood flow volume capturing unit that captures the image, an image capturing unit for finger authentication, an image storage unit that stores an image for authentication, an image captured by the image capturing unit, and an image stored in the image storage unit The authentication unit, the storage unit storing the relationship between the environmental temperature, the finger surface temperature, the body temperature, the blood flow rate and the metabolic rate, the environmental temperature measured by the environmental temperature measuring device, and the finger measured by the finger temperature measuring device A computing unit that calculates the metabolic rate by applying the surface temperature, the body temperature taken in by the body temperature taking-in unit, and the blood flow taken in by the blood flow taking-in unit to the relationship stored in the storage unit, and is calculated by the computing unit Tayu And a display unit for displaying. The body temperature capturing unit is a thermometer, and the output of the thermometer may be supplied to the calculation unit, or may be an operation unit for inputting a separately measured body temperature as a numerical value. If authentication by the authentication unit fails, the process ends.
本発明による代謝量測定装置は、また、環境温度を測定する環境温度測定器と、指の表面が接触する指表面接触部と、指表面接触部に接し、かつ一端が開口する筒状部材と、筒状部材の他端の近傍に設けられ、指の表面からの輻射熱を測定する輻射温度計と、指の血流量に関する情報を取得する血流量取得部と、筒状部材の前記一端に向けて、少なくとも2つの異なる波長の光を照射する光源と、指表面接触部に接触している指と相互作用した光を検出する光検出器と、体温の情報を取り込む体温取り込み部と、指認証用の撮像部と、認証用の画像を記憶する画像記憶部と、撮像部で撮像した画像と画像記憶部に記憶された画像とを用いて認証を行う認証部と、環境温度測定器によって測定された環境温度、輻射温度計によって測定された指表面の温度、体温取り込み部によって取り込まれた体温、血流量取り込み部によって取り込まれた血流量、及び光検出器によって測定された光検出結果を、予め記憶した代謝量との関係に適用して代謝量を演算する演算部と、演算部から出力される結果を表示する表示部とを備える。
また、演算部から出力される結果を蓄積する蓄積部を有し、蓄積部に蓄積されたデータを表示部に時系列的に表示するようにしてもよい。
The metabolic rate measuring apparatus according to the present invention also includes an environmental temperature measuring device for measuring the environmental temperature, a finger surface contact portion that contacts the finger surface, a cylindrical member that contacts the finger surface contact portion and opens at one end. A radiation thermometer that is provided in the vicinity of the other end of the tubular member and that measures radiant heat from the surface of the finger; a blood flow obtaining unit that obtains information on the blood flow of the finger; and toward the one end of the tubular member A light source that emits light of at least two different wavelengths, a photodetector that detects light interacting with a finger in contact with the finger surface contact portion, a body temperature capturing portion that captures body temperature information, and finger authentication Measured by an imaging unit for image processing, an image storage unit for storing an image for authentication, an authentication unit for performing authentication using an image captured by the imaging unit and an image stored in the image storage unit, and an environmental temperature measuring instrument Measured ambient temperature, finger measured by radiation thermometer Metabolism by applying the surface temperature, the body temperature captured by the body temperature capturing unit, the blood flow captured by the blood flow capturing unit, and the photodetection result measured by the photodetector to the relationship with the prestored metabolic rate A calculation unit that calculates the quantity and a display unit that displays a result output from the calculation unit are provided.
In addition, a storage unit that stores the results output from the calculation unit may be provided, and the data stored in the storage unit may be displayed in time series on the display unit.
本発明によれば、簡易な代謝量測定装置が得られる。 According to the present invention, a simple metabolic rate measuring device can be obtained.
人体の熱制御機構の原理に基づき、代謝によって発生した熱量(産熱量) は体内に蓄えられる熱量(蓄熱量) と体外へ放出される熱量(放熱量) の和と等しいため、次式が成り立つ。
(体全体の代謝量[産熱量])=(体全体の蓄熱量)+(体全体の放熱量) …(1)
Based on the principle of the human body's thermal control mechanism, the amount of heat generated by metabolism (the amount of heat produced) is equal to the sum of the amount of heat stored in the body (the amount of stored heat) and the amount of heat released to the outside of the body (the amount of heat released). .
(Total body metabolism [amount of heat production]) = (total body heat storage) + (total body heat release)… (1)
体の部位riにおける体内部温度をT、体の部位riにおける組織温度をTT、体の部位riにおける熱容量をαiとすると、体全体の蓄熱量は体の各部位における蓄熱量の総和となり、以下の式で示すことができる。 The body internal temperature at the site r i of the body T, the tissue temperature T T in the region r i of the body, when the heat capacity at the site r i of the body and alpha i, the heat storage amount of the entire body is the heat storage amount in each part of the body And can be expressed by the following equation.
式(2)は体の部位ごとの量を取り扱ったものであるが、体内部温度を代表する有効値として体の深部の動脈血温度Taを用い、体の組織温度を代表する有効値として体温Tcを用いる。また熱容量についても、体全体の熱容量を代表する有効値としてαを用いる。このαは各個人の体組成、密度及び体重等に依存する値となる。以上から体全体の蓄熱量は以下の式で表すことができる。
体全体の蓄熱量 =α(Ta−Tc) …(3)
Although equation (2) are those dealing with the amount of each part of the body, the body temperature as a valid value using the arterial blood temperature T a of the body deep as an effective value representing the body portion temperature, representative of the tissue temperature of the body Use Tc . As for the heat capacity, α is used as an effective value representing the heat capacity of the whole body. This α is a value that depends on the body composition, density, weight, etc. of each individual. From the above, the heat storage amount of the whole body can be expressed by the following formula.
Total amount of heat stored in the body = α (T a −T c ) (3)
また、通常、放熱は伝導、放射、対流及び蒸発により行なわれるが、伝導及び放射は人が服を着ている状態では熱量が小さく無視することができる。蒸発は、発汗がない温度制御が行なわれている室内状態を仮定すると、無視することができる。このため体表面と空気との対流による放熱のみ考慮すると、体の表面部位rjにおける皮膚温度をTS、体の表面部位rjに接する外部温度をTOUT、体の表面部位rjにおける対流熱伝達率をβjとすると、体全体の放熱量は体の表面部位からの放熱量の総和となり、以下の式で示すことができる。 In general, heat radiation is performed by conduction, radiation, convection, and evaporation, but conduction and radiation have a small amount of heat and can be ignored when a person is wearing clothes. Evaporation can be ignored assuming a room condition where temperature control is performed without sweating. When this order is considered only heat dissipation by convection between the body surface and the air, convection skin temperature at the surface region r j of the body T S, the external temperature in contact with the surface sites r j of the body T OUT, in the surface region r j of the body If the heat transfer coefficient is β j , the heat dissipation amount of the entire body is the sum of the heat dissipation amounts from the surface parts of the body, and can be expressed by the following equation.
式(4)は体の部位ごとの量を取り扱ったものであるが、体の体表面温度を代表する有効値として指の皮膚温度TFSを用い、外部温度を代表する有効値として室温TRを用いる。また対流熱伝達率についても、体の表面部位全体の対流熱伝達率を代表する有効値としてβを用いる。このβは各個人の表面積及び服装等に依存する値となる。以上により、体全体からの放熱量は以下の式で表すことができる。
体全体の放熱量 = β(TFS−TR) …(5)
Equation (4) deals with the amount of each part of the body, but the finger skin temperature T FS is used as an effective value representing the body surface temperature of the body, and the room temperature T R is used as an effective value representing the external temperature. Is used. As for the convective heat transfer coefficient, β is used as an effective value representing the convective heat transfer coefficient of the entire body surface region. This β is a value that depends on the surface area and clothes of each individual. As described above, the amount of heat released from the entire body can be expressed by the following equation.
Total heat dissipation = β (T FS -T R ) (5)
本実施例で、体全体の放熱を代表する部位として指を用いるのは、指は外部温度の変化に敏感で、皮膚温度や放熱量の変化が大きく現れることと、筋肉が少ないために局所的な産熱量が小さく、体全体の現象をよく反映するからである。 In this example, the finger is used as a representative part of the heat dissipation of the entire body because the finger is sensitive to changes in the external temperature, the skin temperature and the amount of heat release appear to be large, and the muscles are few so that it is local. This is because the amount of heat produced is small and reflects well the whole body phenomenon.
式(1),(3),(5)から体全体の代謝量は以下の式で表すことができる。
(体全体の代謝量[産熱量])=α(Ta−Tc) +β(TFS−TR) …(6)
From the formulas (1), (3), and (5), the metabolism amount of the whole body can be expressed by the following formula.
(Metabolic rate of whole body [heat production]) = α (T a -T c) + β (T FS -T R) ... (6)
指での熱流保存則から、指に入ってくる熱量と指から放熱される熱量は釣り合っていると考えることができる。指の組織に関して、指の深部の動脈温度をTFaとし、指組織の熱伝導率をλ、指組織における血流量をωb、血液の比熱をcb、指表面の対流熱伝達率κとすると、指の熱流保存則は以下の式で表すことができる。この式でχは比例係数である。
λ(χωbcbTFa−TFS)=κ(TFS−TR) …(7)
From the heat flow conservation rule with fingers, it can be considered that the amount of heat entering the finger and the amount of heat released from the finger are balanced. For the finger tissue, let T Fa be the arterial temperature of the deep part of the finger, λ be the thermal conductivity of the finger tissue, ω b be the blood flow in the finger tissue, c b be the specific heat of the blood, and the convective heat transfer coefficient κ Then, the heat flow conservation law of a finger can be expressed by the following formula. In this equation, χ is a proportional coefficient.
λ (χω b c b T Fa -T FS) = κ (T FS -T R) ... (7)
左辺は動脈から指表面への組織への熱移動を表し、ペン(Penn)の生体熱移動方程式(Pennes H.H., “Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm” J. applied physiology, 1, 93-122(1984))に基づいている。 The left-hand side represents the heat transfer from the artery to the finger surface to the tissue, and Penn's biological heat transfer equation (Pennes HH, “Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm” J. applied physiology, 1, 93-122 (1984)).
ここで、指の深部の動脈温度TFaと体の深部の動脈血温度Taが比例し、TFa=σTa+τと仮定すると、式(7)は以下のようになる。 Here, assuming that the arterial temperature T Fa in the deep part of the finger is proportional to the arterial blood temperature T a in the deep part of the body, and T Fa = σT a + τ, Equation (7) is as follows.
式(9)を使用するためには、各個人によって異なる比例係数a〜eを決定する必要がある。そのためには、人の代謝量を測定し、式(9)と代謝量測定値から各個人の係数を重回帰分析により求める方法を取ることができる。 In order to use Equation (9), it is necessary to determine proportional coefficients a to e that are different for each individual. For this purpose, it is possible to take a method in which a person's metabolic rate is measured and a coefficient of each individual is obtained by multiple regression analysis from Equation (9) and the measured metabolic rate.
上記モデル式に従い、体の体表面温度を代表する有効値としての指表面温度TFS、室温TR、体の組織温度を代表する有効値としての体温Tc、血流量ωbを測定し、別途測定した比例係数を使用することにより、代謝量を測定することができる。ここでは、体の代表測定ポイントを指先としたが、他の体表面を使うことも可能である。体の組織温度の代表ポイントは舌下、腋下、直腸など、体の体表面温度を代表する有効値としての温度測定部位と異なる部位の温度を測定することにより、体内部の組織温度に相当する温度が得られる。なお、体の体表面温度を代表する有効値としての温度測定部位としては、指表面の他、四肢の部位を利用することもできる。 According to the above model equation, finger surface temperature T FS , room temperature T R as an effective value representing the body surface temperature of the body, body temperature T c as an effective value representing the body tissue temperature, and blood flow ω b are measured, By using the proportionality coefficient measured separately, the metabolic rate can be measured. Here, the representative measurement point of the body is the fingertip, but other body surfaces can be used. The representative point of body tissue temperature corresponds to the tissue temperature inside the body by measuring the temperature of the part different from the temperature measurement part as the effective value representing the body surface temperature of the body, such as sublingual, armpit, rectum, etc. Temperature to be obtained. In addition, as a temperature measurement site | part as an effective value representing the body surface temperature of a body, the site | part of an extremity can also be utilized besides a finger surface.
また、代謝量を測定することは大掛かりな装置を必要とするため、人のエネルギー源である血中グルコース濃度と代謝量との関係を使用することにより、グルコース濃度に対応する代謝量を求めることもできる。体全体の代謝量とグルコース濃度の関係は、体の部位rkでグルコース熱産生によって発生する熱量をQG(rj)、脂肪及びアミノ酸等のグルコース以外の物質による熱産生によって発生する熱量をQΠ(rj)とすると、体全体の代謝量は体の各部位で発生する熱量総和となり、以下の式で示すことができる。 In addition, since measuring the amount of metabolism requires a large-scale device, the amount of metabolism corresponding to the glucose concentration can be obtained by using the relationship between the blood glucose concentration and the amount of metabolism, which is a human energy source. You can also. Relationship metabolic rate and the glucose concentration of the whole body, part r k QG (r j) the amount of heat generated by the glucose heat production in the body, Qpai the amount of heat generated by the heat production by glucose substances other than such fatty and amino acids If (r j) to, metabolic rate of the entire body becomes a heat summation occurring in each part of the body, it can be shown by the following equation.
式(10)は体の部位ごとの熱量を取り扱ったものであるが、体全体での平均的な細胞内グルコース濃度Gcは細胞内のグルコースによる代謝量と比例し、体全体での平均的なグルコース以外の物質の細胞内濃度Πは細胞内のグルコース以外による代謝量と比例すると仮定し、比例係数をA,Bとすると、体全体の代謝量は以下の式で表すことができる。
体全体の代謝量 = AGc+BΠ …(11)
式(9)と式(11)より、以下の式が成立する。
Equation (10) is, which treats heat of each part of the body, the average intracellular glucose concentration G c in the entire body is proportional to the metabolic rate by glucose in cells, the average of the whole body Assuming that the intracellular concentration の of substances other than glucose is proportional to the amount of metabolism due to other than intracellular glucose, and the proportionality coefficients are A and B, the amount of metabolism of the whole body can be expressed by the following equation.
Total body metabolism = AG c + BΠ… (11)
From the equations (9) and (11), the following equation is established.
上記モデル式に従い、体の体表面温度を代表する有効値としての指表面温度TFS、室温TR、体の組織温度を代表する有効値としての体温Tc、血流量ωbを測定し、別途測定した比例係数を使用することにより、血中グルコースに対応した代謝量AGcを測定することができる。 According to the above model equation, finger surface temperature T FS , room temperature T R as an effective value representing the body surface temperature of the body, body temperature T c as an effective value representing the body tissue temperature, and blood flow ω b are measured, By using the separately measured proportionality coefficient, the metabolic rate AG c corresponding to blood glucose can be measured.
また、より精度を向上させたい場合は、組織酸素飽和度を考慮する。体全体の放熱量は使用される酸素量に比例するため、Gc+Π∝[O2消費量]の関係が成立する。組織酸素飽和度StO2はO2消費量と同義なため、以下の式で表すことができる。
StO2=a’Gc+b’Π …(13)
式(12)と式(13)より式(14)が成立する。
When it is desired to improve accuracy, tissue oxygen saturation is taken into consideration. Since the heat radiation amount of the whole body is proportional to the amount of oxygen used, the relationship of G c + Π∝ [O 2 consumption amount] is established. Since tissue oxygen saturation StO 2 is synonymous with O 2 consumption, it can be expressed by the following equation.
StO 2 = a′G c + b′Π (13)
Equation (14) is established from Equation (12) and Equation (13).
上記モデル式に従い、体の体表面温度を代表する有効値としての指表面温度TFS、室温TR、体の組織温度を代表する有効値としての体温Tc、血流量ωb、組織酸素飽和度StO2を測定し、別途測定した比例係数を使用することにより、血中グルコースに対応した代謝量である((ab’-a’b)/b’)Gcを測定することができる。 According to the above model formula, finger surface temperature T FS , room temperature T R as effective values representative of body surface temperature of body, body temperature T c as effective values representative of body tissue temperature, blood flow ω b , tissue oxygen saturation By measuring the degree StO 2 and using a separately measured proportionality coefficient, it is possible to measure ((ab′−a′b) / b ′) G c which is a metabolic amount corresponding to blood glucose.
また、式(14)の係数を整理すると式(15)のようになり、グルコース濃度を算出することが出来る。 Further, when the coefficients of the equation (14) are arranged, the equation (15) is obtained, and the glucose concentration can be calculated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
最初に、指表面温度及び室温については、一例として測温抵抗体や輻射熱を測定する輻射温度計を使用すれば比較的容易に測定することができる。また、体温については測温抵抗体を使用した電子体温計や輻射温度計を使用した耳式体温計等で舌下体温、腋下体温、直腸温度及び鼓膜温度を比較的容易に測定することができる。血流量は、一例としてドップラー効果を利用したレーザー血流計で計測することができ、また、指に微小な熱量を加えてその温度変化を測定する方式でも測定することができる。組織酸素飽和度は、光学式の酸素飽和度を求める機能を持つパルスオキシメータや組織酸素飽和度計で無侵襲に測定することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the finger surface temperature and room temperature can be measured relatively easily by using, for example, a resistance temperature detector or a radiation thermometer that measures radiation heat. Regarding body temperature, sublingual body temperature, armpit body temperature, rectal temperature, and eardrum temperature can be measured relatively easily with an electronic thermometer using a resistance thermometer or an ear thermometer using a radiation thermometer. The blood flow rate can be measured by a laser blood flow meter using the Doppler effect as an example, and can also be measured by a method in which a minute amount of heat is applied to the finger and the temperature change is measured. The tissue oxygen saturation can be measured non-invasively with a pulse oximeter or a tissue oxygen saturation meter having a function of obtaining an optical oxygen saturation.
図1は、各種センサによる測定値と、それから導出されるパラメータとの関係を図示した説明図である。輻射温度計を使用して指の表面温度TFSを測定し、サーミスタを用いて室温TRを測定する。本体に接続された又は市販の体温計を使用し、体温Tcを測定する。また、ヘモグロビンの吸収に関係する波長で光強度Iを測定し、血流量ωbを算出する。指の表面温度TFSと血流量ωbより、動脈血温度に関するパラメータを算出する。また、ヘモグロビンの吸収に関係する少なくとも2種類の波長で吸光度A1,A2を測定し、モグロビン酸素飽和度に関するパラメータを算出する。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the relationship between measured values obtained by various sensors and parameters derived therefrom. Using radiation thermometer measures the surface temperature T FS finger, measuring the room temperature T R with the thermistor. The body temperature T c is measured using a thermometer connected to the main body or commercially available. Further, the light intensity I is measured at a wavelength related to the absorption of hemoglobin, and the blood flow ω b is calculated. A parameter relating to the arterial blood temperature is calculated from the finger surface temperature TFS and the blood flow ω b . Further, the absorbances A 1 and A 2 are measured at at least two wavelengths related to the absorption of hemoglobin, and a parameter relating to the degree of oxygen saturation of the hemoglobin is calculated.
図2は、本発明による代謝メーターの上面図である。この装置では、体表面として指先の腹の皮膚を使うが、計測の原理上、他の体表面を使うことも可能である。 FIG. 2 is a top view of a metabolic meter according to the present invention. In this device, the skin of the belly of the fingertip is used as the body surface, but other body surfaces can be used on the principle of measurement.
装置には体温を測定する体温測定部1と、室温、指表面温度、血流量及び組織酸素飽和度を測定する本体部2に分かれ、体温測定部1と本体部2とは配線部3で接続されている。本実施例では、体温測定部1と本体部2を接続し、体温測定部1で測定した体温データを本体部2に送信するようになっているが、一般に販売されている体温計を使用し、その体温データを本体部2の操作部10を使用して入力するようにしても良い。また、血流量や組織酸素飽和度を、一般に販売されている装置を使用し、その血流量データや組織酸素飽和度データを本体部2の操作部10を使用して入力するようにしても良い。図3に体温及び血流量を一般の装置で測定することとした場合の、本発明による代謝メーターの上面図を示す。
The apparatus is divided into a body temperature measuring unit 1 for measuring body temperature and a
体温データ等の入力は、一例として図4に示すような画面で行なうことができる。この例では36.50℃を規定値で表示するようにし、1の位に下線が表示され、入力対象であることが示されている。ここで操作ボタン10b,10cを使用して数値を変更する。すなわち、表示されている数値を増やす場合には操作ボタン10bを押し、減らす場合には操作ボタン10cを押して、測定した体温となるように入力し、その後、操作ボタン10dを押して体温の1の位を決定する。後は同様の操作で小数点第1位及び第2位を入力し、体温データを入力する。もし誤って操作ボタン10dを押してしまったら、操作ボタン10aを押すことにより、入力をやり直すことができる。
For example, body temperature data can be input on a screen as shown in FIG. In this example, 36.50 ° C. is displayed as a specified value, and an underline is displayed at the first place, indicating that it is an input target. Here, the numerical values are changed using the
装置上面には、操作部10、測定対象となる指が置かれる測定部12、測定結果の表示、装置の状態や測定値などを表示する表示部11、指が適切な圧力で測定部12に置かれているか表示する押し圧表示発光ダイオード15a,15bが設けられている。操作部10には、装置の操作を行うための4個の押しボタン10a〜10dが配置されている。測定部12にはカバー14が設けられ、カバー14を開けると(図はカバーを開けた状態を示す)、楕円型の周縁を持つ指置き部13がある。指置き部13の中には、輻射温度センサ部の開口端22と光学センサ部30、温度センサ部20がある。
On the upper surface of the apparatus, the
図5に、装置の操作手順を示す。操作部10のボタンを押し装置の電源を入れると、表示部11に「ウォーミングアップ」が表示され、装置内の電子回路がウォーミングアップされる。同時に、チェックプログラムが作動し、電子回路を自動的にチェックする。「ウォーミングアップ」が終了すると、静脈認証で個人認証をするため、液晶表示部11に「認証します。指を置いてください」と表示される。測定部12に設けられたカメラで撮影された画像は、データベースに登録された画像とパタンマッチングされ、登録されているユーザかそうでないユーザかの認証をする。パタンマッチングで認証できなかった場合、再認証するかどうか判断し、再認証しない場合測定は終了する。静脈認証パタンマッチングが終了すると、表示部11に測定のため「指を置いてください」と表示される。
FIG. 5 shows the operation procedure of the apparatus. When the device is turned on by pressing the button on the
指置き部13に指を置くと、測定が開始し、表示部11にカウントダウンが表示される。カウントダウンの最中、同時に、指が指置き部13を押しつける押し圧が適正押し圧かどうか、押し圧表示部発光ダイオード15a,15bによって表示される。たとえば押し圧が適正であるときには、押し圧表示部発光ダイオード15a,15bの両方が点灯する。押し圧が適正範囲より小さいときには発光ダイオード15aのみが点灯し、押し圧が適正範囲より大きいときは、発光ダイオード15bのみが点灯する。押し圧表示部発光ダイオード15aと15bの色を変えても良い。カウントダウンが終了すると、表示部11に「指を離してください」と表示される。指置き部13から指を離すと、表示部11に「データ処理中」が表示される。その後、表示部11に血中グルコース濃度に相当する代謝量が表示される。このとき血中グルコースを求める式に掛かる係数は、静脈認証で認証されたユーザ用の係数が使用される。この時点で、表示された血糖値は、日時・時間とともにユーザごとに分けて装置内の測定データ用DBに保存される。また、ユーザ用のICカードが装置に装着されている場合は、ICカードに日時・時間とともに測定データが保存される。ICカードに記憶される。表示された代謝量を読み取ったら、操作部のボタンを押す。装置は、約1分後に、次の認証用に「認証します。指を置いてください」が表示部11に表示された状態になる。
When a finger is placed on the
装置に保存された過去の履歴を見たいときにも、静脈認証したユーザの履歴のみ表示される。また、装置が1人のユーザで使用される場合や、測定されたデータを共有しても良い場合には、静脈認証機能を解除可能である。 When viewing a past history stored in the device, only the history of the user who has performed vein authentication is displayed. Further, when the apparatus is used by one user or when measured data may be shared, the vein authentication function can be canceled.
図6は測定部の詳細を示す図であり、(a)は上面図、(b)はそのXX断面図、(c)はそのYY断面図である。 6A and 6B are diagrams showing details of the measurement unit, in which FIG. 6A is a top view, FIG. 6B is an XX sectional view thereof, and FIG. 6C is a YY sectional view thereof.
最初に、本発明の代謝メーターによる温度測定について説明する。指置き部13に置かれた被検部(指の腹)を見通せる装置内部の位置に赤外線レンズ25が配され、赤外線レンズ25の下方に赤外線透過窓26を介して焦電検出器27が配置されている。また、サーミスタ23は室温を測定するために使用され、指を置く直前の温度を室温とする。さらに、指静脈認証のために、小型カメラ28をセンサ本体に組み込んでいる。
First, temperature measurement using the metabolic meter of the present invention will be described. An
このように本実施例の温度センサ部は3個の温度センサを有し、次の3種類の温度を測定する。
(1)指の輻射温度(焦電検出器27):TFS
(2)室温(サーミスタ23):TR
(3)体温(体温測定部1):Tc
As described above, the temperature sensor unit of the present embodiment has three temperature sensors and measures the following three types of temperatures.
(1) Radiation temperature of finger (pyroelectric detector 27): T FS
(2) room temperature (thermistor 23): T R
(3) Body temperature (body temperature measurement unit 1): T c
図7は、押し圧検出機構の模式図である。適正な押し圧で押しているかをユーザに伝えるために、ばね29とスイッチ50a,50bが筐体にとりつけられており、移動距離測定バー51がセンサカバー30に取り付けられている。センサカバー下部にはばね29がある。スイッチ50a,50bには発光ダイオード15a,15bが接続されている。ばね29のバネ定数をkとし、ばねはセンサカバー底辺4隅に取り付けられているとすると、全体のバネ定数は4kである。押し圧m1からm2が適切であるとするならば、ばねの縮む距離h1=4k/m1からh2=4k/m2が適切な押し圧を示している。ばね29がh1縮んだところにスイッチ50aを設置し、ばね29がh2縮んだところにスイッチ50bを設置する。センサがm1未満の力で押されているときには、移動距離測定バー51はスイッチ50aを通過しないので、発光ダイオード15aしか点いていない。センサがm1以上m2以下の力で押されているときは、移動距離測定バー51がスイッチ50aを通過するので、発光ダイオード15aと15bが点灯する。m2より大きな力で押されているときには、移動距離測定バー51はスイッチ50bを通過し、発光ダイオード15aは消え、15bのみ点灯することで適切な押し圧を超えたことを知らせる。
FIG. 7 is a schematic diagram of the pressing pressure detection mechanism. A
次に、光学センサ部30について説明する。光学センサ部は、組織酸素飽和度を求めるために必要なヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度とを測定するためのものである。ヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度を測定するには最低2波長での吸光度測定が必要であり、図6(c)は2個の光源33,34と1個の検出器35によって2波長測定を行うための構成例を示している。
Next, the
光学センサ部30には、2個の光ファイバー31,32の端部が位置する。光ファイバー31は光照射用の光ファイバーであり、光ファイバー32は受光用の光ファイバーである。図6(c)に示すように、光ファイバー31は支線となるファイバー31a,31bにつながり、それらの末端には2つの波長の発光ダイオード33,34が配されている。受光用光ファイバー32の末端には、フォトダイオード35が配されている。発光ダイオード33は波長830nmの光を出射し、発光ダイオード34は波長780nmの光を出射する。この2つの近赤外光を用いて、酸素化及び還元ヘモグロビンの濃度変化、そしてその総和であり血液量に対応する総ヘモグロビン濃度変化を計測する。
The ends of the two
光学センサ部30では、小型カメラ28を用いてユーザ認証をする。2個の発光ダイオード33,34が発光し、指などの測定部に光が透過、散乱する。発光ダイオード33,34が測定部を照射しているときに、小型カメラ28で測定部を撮影する。このとき撮影された映像と事前に登録されている映像とをマッチングさせてユーザを認証する。
In the
2個の発光ダイオード33,34は時分割的に発光し、発光ダイオード33,34から発生された光は光照射用光ファイバー31から被検者の指に照射される。指に照射された光は、指の皮膚で拡散反射し、受光用光ファイバー32に入射してフォトダイオード35によって検出される。指に照射された光が指の皮膚で拡散反射されるとき、光は皮膚を通して組織内部に侵入し、毛細血管を流れる血液中のヘモグロビンによる吸収を受ける。フォトダイオード35による測定データは反射率Rであり、吸光度は近似的にlog(1/R)で計算される。波長830nmと波長780nmの光について各々照射を行い、各々につき反射率Rを測定し、かつlog(1/R)を求めることにより、波長830nmの吸光度A1と波長780nmの吸光度A2が測定される。
The two
還元型ヘモグロビン濃度を[Hb]、酸素結合型ヘモグロビン濃度を[HbO2]とすると、吸光度A1及び吸光度A2は次式で表される。 Assuming that the reduced hemoglobin concentration is [Hb] and the oxygen-binding hemoglobin concentration is [HbO 2 ], the absorbance A 1 and absorbance A 2 are expressed by the following equations.
AHb(830nm)とAHb(780nm)、AHbO2(830nm)とAHbO2(780nm)はそれぞれ還元型ヘモグロビン、酸素結合型ヘモグロビンのモル吸光係数であり各波長で既知である。aは比例係数である。ヘモグロビン濃度[Hb]+[HbO2]、ヘモグロビン酸素飽和度[HbO2]/([Hb]+[HbO2])は上式から次のように求められる。 A Hb (830 nm), A Hb (780 nm), A HbO 2 (830 nm) and A HbO 2 (780 nm) are molar extinction coefficients of reduced hemoglobin and oxygen-binding hemoglobin, respectively, and are known at each wavelength. a is a proportionality coefficient. The hemoglobin concentration [Hb] + [HbO 2 ] and the hemoglobin oxygen saturation [HbO 2 ] / ([Hb] + [HbO 2 ]) are obtained from the above equation as follows.
なお、ここでは2波長による吸光度測定によってヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度を測定する例について説明したが、3波長以上で吸光度を測定することによって、妨害成分の影響を低減し、測定精度を高めることも可能である。 Although an example of measuring hemoglobin concentration and hemoglobin oxygen saturation by measuring absorbance at two wavelengths has been described here, measuring the absorbance at three wavelengths or more reduces the influence of interfering components and increases the measurement accuracy. Is also possible.
血流量については、同様に指で散乱反射された光のうち、発光ダイオード34の780nmの光の周波数スペクトルから以下の式で求めることができる。
The blood flow rate can be obtained from the frequency spectrum of 780 nm light of the
ここで、k1は比例定数、ωは角周波数、P(ω)は信号のパワースペクトル、Iは波長780nmの受光量である。 Here, k 1 is a proportionality constant, ω is an angular frequency, P (ω) is a power spectrum of the signal, and I is an amount of light received at a wavelength of 780 nm.
図8は、装置内におけるデータ処理の流れを示す概念図である。本例の装置には、体温測定部1,サーミスタ23、焦電検出器27,フォトダイオード35、静脈認証用カメラ28、押し圧チェック用スイッチ50a,50bからなるセンサがある。フォトダイオード35では波長830nmの吸光度と波長780nmの吸光度を測定する。静脈認証用カメラ28でも、波長830nmと波長780nmの光が照射された測定部位を撮影する。さらに、移動距離測定バー51が、センサカバー30の上下動に応じて押し圧チェック用スイッチ50a,50bに作用する。これらの測定値が装置に入力される。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the flow of data processing in the apparatus. The apparatus of this example includes a sensor including a body temperature measuring unit 1, a
9種類のアナログ信号は、それぞれA1〜A6の増幅器を経由して、AD1〜AD6のアナログ・デジタル変換器によってデジタル変換される。デジタル変換された値から5つの生理パラメータ(体温、室温、指表面温度、血流量、組織酸素飽和度)が計算される。 Nine kinds of analog signals are converted into digital signals by analog / digital converters AD1 to AD6 via amplifiers A1 to A6, respectively. Five physiological parameters (body temperature, room temperature, finger surface temperature, blood flow, tissue oxygen saturation) are calculated from the digitally converted values.
これら5つの生理パラメータをもって、最終的な表示を行なうための代謝量への変換計算が行なわれる。図9は、装置の機能ブロック図を示す。本装置はバッテリー41で駆動される。温度センサ及び光学センサで構成されるセンサ部43で測定した信号は、各々の信号に対応して設置されるアナログ・デジタル変換器44(アナログ・デジタル変換器AD1〜AD6)へ入りデジタル信号へ変換される。マイクロプロセッサ45の周辺回路としては、アナログ・デジタル変換器AD1〜AD6、液晶表示器11、RAM42、押し圧表示発光ダイオード15a,15bがあり、これらは各バスライン46を介してマイクロプロセッサ45からアクセスされる。また、押しボタン10a〜10dはそれぞれマイクロプロセッサ45と接続されている。マイクロプロセッサ45はソフトウェアを格納するROM47を内蔵している。またマイクロプロセッサ45は、ボタン10a〜10dを押すことによって、外部からの指令を受けることができる。
With these five physiological parameters, a conversion calculation into a metabolic rate for final display is performed. FIG. 9 shows a functional block diagram of the apparatus. This apparatus is driven by a
マイクロプロセッサ45に内蔵されたROM47は、処理計算に必要なプログラム及び認証プログラムを記憶する。認証プログラムは、小型カメラによって撮像された指静脈の画像と、認証用画像記憶部に記憶されている画像を用いてパタンマッチングによる認証を行う。マイクロプロセッサ45はさらに、ヘモグロビン酸素飽和度の定数を格納するヘモグロビン酸素飽和度定数格納部48と、血流量の定数を格納する血流量定数格納部29とを内蔵している。計算プログラムは指の測定終了後、Hb/O2定数格納部及び血流量定数格納部から最適定数を呼び出して計算する。また、処理計算に必要なメモリー領域は、同様に装置に組み込まれているRAM42に確保される。計算処理された結果は、液晶表示部11に表示される。
A
また、本実施例では、装置内で代謝量の計算を実施しているが、ICカードに生理パラメータを保存し、例えば別PCでICカードデータを読み込み代謝量を計算することができる。 In this embodiment, the metabolic rate is calculated in the apparatus. However, physiological parameters can be stored in the IC card, and the metabolic rate can be calculated by reading the IC card data with another PC, for example.
ROMには処理計算に必要なプログラム構成要素として、特に代謝量を求めるための関数が入っている。この関数は以下のように定められたものである。まず、代謝量は式(9)で表現される。式(9)中の計数a〜eは、複数の測定データから前もって決定されている。a〜e(ai(i=0,1,2,3,4))を求める手順は以下のとおりである。
(1)生理パラメータと別途測定した代謝量の関係を示す重回帰式を作成する。
(2)最小二乗法によって得られた式から生理パラメータに関する正規方程式(連立方程式)を求める。
(3)正規方程式から係数ai(i=0,1,2,3,4,5)の値を求め、重回帰式に代入する。
The ROM contains a function for obtaining a metabolic rate as a program component necessary for processing calculation. This function is defined as follows. First, the metabolic rate is expressed by equation (9). Counts a to e in Equation (9) are determined in advance from a plurality of measurement data. The procedure for obtaining a to e (a i (i = 0,1,2,3,4)) is as follows.
(1) Create a multiple regression equation showing the relationship between physiological parameters and metabolic rate measured separately.
(2) A normal equation (simultaneous equation) relating to physiological parameters is obtained from an equation obtained by the method of least squares.
(3) The values of the coefficients a i (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) are obtained from the normal equation and substituted into the multiple regression equation.
また、グルコース濃度は式(15)で表現される。式(15)中の計数a〜fは、複数の測定データから前もって決定されている。a〜f(ai(i=0,1,2,3,4,5))を求める手順は上記代謝量と同様に行なうことができる。ここでは、グルコース濃度の例をしめす。 Further, the glucose concentration is expressed by the formula (15). The counts a to f in the equation (15) are determined in advance from a plurality of measurement data. The procedure for obtaining a to f (a i (i = 0,1,2,3,4,5)) can be performed in the same manner as the above metabolic rate. Here, an example of glucose concentration is shown.
初めに、血中グルコース濃度Gcと生理パラメータX1=(TFS−TR)/ωb,X2=TFS/ωb,X3=(TFS−TR),X4=Tc,X5=StO2の関係を表す次の回帰式(19)を作る。 First , blood glucose concentration G c and physiological parameters X 1 = (T FS −T R ) / ω b , X 2 = T FS / ω b , X 3 = (T FS −T R ), X 4 = T The following regression equation (19) representing the relationship of c , X 5 = StO 2 is made.
続いて、酵素電極法による血中グルコース濃度測定値Gcとの誤差が最小になるような重回帰式を求めるため、最小二乗法を用いる。残差の二乗和をDとすると、Dは次式(20)で表される。 Subsequently, the least square method is used to obtain a multiple regression equation that minimizes an error from the blood glucose concentration measurement value G c by the enzyme electrode method. When the sum of squares of the residual is D, D is expressed by the following equation (20).
残差の二乗和Dが最小になるのは、式(20)をa0,a1,…,a5で偏微分してゼロとなるときなので、次式が得られる。 The square sum D of the residual is minimized, wherein the (20) a 0, a 1 , ..., because when a zero partial differentiation with a 5, the following equation is obtained.
C、X1〜X5の平均値をCmean、X1mean〜X5meanとするとXimean=0(i=1〜5)であるので、式(19)から式(22)が得られる。 When the average values of C and X 1 to X 5 are C mean and X 1mean to X 5mean , X imean = 0 (i = 1 to 5), and thus Expression (22) is obtained from Expression (19).
また、正規化パラメータ間の変動・共変動は、式(23)で表され、正規化パラメータXi(i=1〜5)とCとの共変動は式(24)で表される。 Further, the fluctuation / covariation between the normalization parameters is expressed by Expression (23), and the covariation between the normalization parameter X i (i = 1 to 5) and C is expressed by Expression (24).
式(22)(23)(24)を式(21)に代入して整理すると、連立方程式(正規方程式)(25)が得られ、これを解くことでa1〜a5が求まる。 If equation (22) (23) (24) organized into Equation (21), simultaneous equations (normal equation) (25) is obtained, a 1 ~a 5 is obtained by solving this.
定数項a0は、式(22)を用いて求める。以上で求めた ai(i=0,1,2,3,4,5)は装置製造時にROMに格納されている。装置による実際の測定では、測定値から求めた正規化パラメータX1〜X5を回帰式(19)に代入することで、グルコース濃度が算出される。また、ai(i=0,1,2,3,4,5)は装置製造時ではなく、販売後に使用する個人毎に求めICカードに収納することもできる。 The constant term a 0 is obtained using equation (22). The a i (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) obtained as described above are stored in the ROM when the apparatus is manufactured. In the actual measurement by the apparatus, the glucose concentration is calculated by substituting the normalization parameters X 1 to X 5 obtained from the measurement values into the regression equation (19). Further, a i (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) can be obtained for each individual to be used after the sale, not at the time of manufacturing the device, and can be stored in the IC card.
以下に、代謝量の算出過程の具体例を示す。予め大人数に対して測定した多数のデータから式(9)の係数が決められており、マイクロプロセッサのROMには下記の代謝量の算出式が格納されている。 Below, the specific example of the calculation process of metabolic rate is shown. The coefficient of equation (9) is determined from a large number of data measured in advance for the number of adults, and the following formula for calculating the metabolic rate is stored in the ROM of the microprocessor.
測定値の一例として、測定データTc = 36.70、TFS−TR =4.70、(TFS−TR)/ωb =10.00、TFS/ωb =61.80を上記の式に代入すると8.4kJとなる。この時の閉鎖回路系の間接熱量測定法による代謝量は8.5kJである。また、閉鎖回路系の間接熱量測定法による代謝量が7.4kJの時の測定データTc =37.10、TFS−TR =7.20、(TFS−TR)/ωb =8.60、TFS/ωb =38.10を上記の式に代入すると7.7kJとなる。 As an example of the measured value, if the measurement data T c = 36.70, T FS −T R = 4.70, (T FS −T R ) / ω b = 10.00, and T FS / ω b = 61.80 are substituted into the above formula, 8.4 kJ It becomes. The metabolic rate by the indirect calorimetry of the closed circuit system at this time is 8.5 kJ. In addition, measurement data T c = 37.10, T FS −T R = 7.20, (T FS −T R ) / ω b = 8.60, T FS / Substituting ω b = 38.10 into the above equation yields 7.7 kJ.
図10は、縦軸を本発明の方法による代謝量の算出値、横軸を閉鎖回路系の間接熱量測定法による代謝量の測定値として、複数の被験者に対してそれぞれの測定値をプロットした図である。本法の様に人の体温・指温度・血流量を測定し代謝量を算出することで良好な相関が得られる(相関係数=0.82)。 FIG. 10 plots the measured values for a plurality of subjects, with the vertical axis representing the calculated metabolic rate by the method of the present invention and the horizontal axis representing the measured metabolic rate by the closed circuit indirect calorimetry method. FIG. As in this method, a good correlation can be obtained by measuring the body temperature, finger temperature, and blood flow of a person and calculating the metabolic rate (correlation coefficient = 0.82).
以下に、グルコース濃度の算出過程の具体例を示す。予め大人数に対して測定した多数のデータから式(15)の係数が決められており、マイクロプロセッサのROMには下記のグルコース濃度の算出式が格納されている。 Below, the specific example of the calculation process of glucose concentration is shown. The coefficient of equation (15) is determined from a large number of data measured in advance for the large number of people, and the following formula for calculating the glucose concentration is stored in the ROM of the microprocessor.
測定値の一例として、測定データTc = 36.55、TFS−TR =7.91、(TFS−TR)/ωb =16.27、TFS/ωb =64.96、StO2=0.36を上記の式に代入すると141.2となる。この時の血中グルコース濃度は138.0mg/dlである。また、血中グルコース濃度が100.0mg/dlの時の測定データTc =36.85、TFS−TR =8.02、(TFS−TR)/ωb =11.74、TFS/ωb =46.97、StO2=0.38を上記の式に代入すると95.7mg/dlとなる。 As an example of the measured value, the measurement data T c = 36.55, T FS −T R = 7.91, (T FS −T R ) / ω b = 16.27, T FS / ω b = 64.96, StO 2 = 0.36 Substituting for yields 141.2. The blood glucose concentration at this time is 138.0 mg / dl. In addition, when the blood glucose concentration is 100.0 mg / dl, the measurement data T c = 36.85, T FS −T R = 8.02, (T FS −T R ) / ω b = 11.74, T FS / ω b = 46.97, Substituting StO 2 = 0.38 into the above equation yields 95.7 mg / dl.
図11は、縦軸を本発明の方法によるグルコース濃度の算出値、横軸を酵素電極法によるグルコース濃度の測定値として、複数の被験者に対してそれぞれの測定値をプロットした図である。本法の様に人の体温・指温度・酸素供給量・血流量を測定し血中グルコース濃度を算出することで良好な相関が得られる(相関係数=0.84)。 FIG. 11 is a diagram in which the measured values are plotted for a plurality of subjects, with the vertical axis representing the glucose concentration calculated by the method of the present invention and the horizontal axis representing the glucose concentration measured value by the enzyme electrode method. As in this method, a good correlation can be obtained by measuring the human body temperature, finger temperature, oxygen supply amount, blood flow volume and calculating blood glucose concentration (correlation coefficient = 0.84).
また、算出したグルコース濃度に式(11)の係数Aを掛けると、血中グルコース濃度に対応した代謝量を算出することができる。 Further, by multiplying the calculated glucose concentration by the coefficient A in the equation (11), the metabolic rate corresponding to the blood glucose concentration can be calculated.
実施例ではグルコース濃度に対応した代謝量を求めたが、グルコース以外の物質の代謝量として、中性脂肪やコレステロールによる代謝量があり、これらの血中濃度と測定値とから算出式を作成し、中性脂肪やコレステロール濃度に対応した代謝量も求めることができる。 In the examples, the amount of metabolism corresponding to the glucose concentration was determined, but there are metabolic amounts of substances other than glucose such as neutral fat and cholesterol, and a calculation formula was created from these blood concentrations and measured values. In addition, the amount of metabolism corresponding to the neutral fat or cholesterol concentration can also be determined.
また、算出した代謝量又はグルコース濃度又は血中グルコース濃度等に対応した代謝量の蓄積された測定値の傾向が、健常者と、動脈硬化や心疾患、耐糖能異常などの代謝病の疾患を患っている患者と異なるため、これら算出した値は、病態を把握できる指標としても使用することができる。蓄積された代謝量を時系列的に表示することによって、その傾向についての判断が容易になる。 In addition, the tendency of the accumulated measurement value of the metabolic amount corresponding to the calculated metabolic amount, glucose concentration, blood glucose concentration, etc. shows that the healthy person and metabolic disease such as arteriosclerosis, heart disease, glucose intolerance etc. Since these are different from the affected patients, these calculated values can also be used as an index for understanding the disease state. By displaying the accumulated metabolic rate in time series, it becomes easy to judge the tendency.
1…体温測定部、2…本体部、3…配線部、10…操作部、11…表示部、12…測定部、13…指置き部、22…輻射温度センサ部の開口端、20…温度センサ部、30…光学センサ部、21…プレート、23…サーミスタ、25…赤外線レンズ、26…赤外線透過窓、27…焦電検出器、31,32…光ファイバー、33,34…光源、35…フォトダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Body temperature measurement part, 2 ... Main part, 3 ... Wiring part, 10 ... Operation part, 11 ... Display part, 12 ... Measurement part, 13 ... Finger placing part, 22 ... Opening end of radiation temperature sensor part, 20 ... Temperature Sensor unit, 30 ... Optical sensor unit, 21 ... Plate, 23 ... Thermistor, 25 ... Infrared lens, 26 ... Infrared transmission window, 27 ... Pyroelectric detector, 31, 32 ... Optical fiber, 33, 34 ... Light source, 35 ... Photo diode
Claims (15)
指の表面の温度を測定する指温度測定器と、
体温の情報を取り込む体温取り込み部と、
前記指の血流量に関する情報を取り込む血流量取り込み部と、
指認証用の撮像部と、
認証用の画像を記憶する画像記憶部と、
前記撮像部で撮像した画像と前記画像記憶部に記憶された画像とを用いて認証を行う認証部と、
環境温度、指表面の温度、体温、及び血流量と代謝量との関係を記憶した記憶部と、
前記環境温度測定器によって測定された環境温度、前記指温度測定器によって測定された指表面の温度、前記体温取り込み部によって取り込まれた体温、及び前記血流量取り込み部によって取り込まれた血流量を前記記憶部に記憶した前記関係に適用して代謝量を演算する演算部と、
前記演算部によって演算された結果を表示する表示部と
を備えることを特徴とする代謝量測定装置。 An environmental temperature measuring device for measuring the environmental temperature;
A finger temperature measuring device for measuring the temperature of the finger surface;
A body temperature capturing section that captures body temperature information;
A blood flow capturing unit that captures information about the blood flow of the finger;
An imaging unit for finger authentication;
An image storage unit for storing an authentication image;
An authentication unit that performs authentication using an image captured by the imaging unit and an image stored in the image storage unit;
A storage unit storing a relationship between an environmental temperature, a finger surface temperature, a body temperature, and a blood flow rate and a metabolic rate;
The environmental temperature measured by the environmental temperature measuring device, the finger surface temperature measured by the finger temperature measuring device, the body temperature captured by the body temperature capturing unit, and the blood flow captured by the blood flow capturing unit are A calculation unit that calculates a metabolic rate by applying the relationship stored in the storage unit;
A metabolic rate measuring apparatus comprising: a display unit that displays a result calculated by the calculation unit.
指の表面が接触する指表面接触部と、
前記指表面接触部に接し、かつ一端が開口する筒状部材と、
前記筒状部材の他端の近傍に設けられ、前記指の表面からの輻射熱を測定する輻射温度計と、
前記指の血流量に関する情報を取得する血流量取得部と、
前記筒状部材の前記一端に向けて、少なくとも2つの異なる波長の光を照射する光源と、
前記指表面接触部に接触している指と相互作用した光を検出する光検出器と、
体温の情報を取り込む体温取り込み部と、
指認証用の撮像部と、
認証用の画像を記憶する画像記憶部と、
前記撮像部で撮像した画像と前記画像記憶部に記憶された画像とを用いて認証を行う認証部と、
前記環境温度測定器によって測定された環境温度、前記輻射温度計によって測定された指表面の温度、前記体温取り込み部によって取り込まれた体温、前記血流量取り込み部によって取り込まれた血流量、及び前記光検出器によって測定された光検出結果を、予め記憶した代謝量との関係に適用して代謝量を演算する演算部と、
前記演算部から出力される結果を表示する表示部と
を備えることを特徴とする代謝量測定装置。 An environmental temperature measuring device for measuring the environmental temperature;
A finger surface contact portion with which the finger surface contacts;
A cylindrical member in contact with the finger surface contact portion and having one end open;
A radiation thermometer that is provided in the vicinity of the other end of the cylindrical member and measures radiant heat from the surface of the finger;
A blood flow acquisition unit for acquiring information on the blood flow of the finger;
A light source that emits light of at least two different wavelengths toward the one end of the cylindrical member;
A photodetector for detecting light interacting with a finger in contact with the finger surface contact portion;
A body temperature capturing section that captures body temperature information;
An imaging unit for finger authentication;
An image storage unit for storing an authentication image;
An authentication unit that performs authentication using an image captured by the imaging unit and an image stored in the image storage unit;
The environmental temperature measured by the environmental temperature measuring device, the temperature of the finger surface measured by the radiation thermometer, the body temperature captured by the body temperature capturing unit, the blood flow captured by the blood flow capturing unit, and the light A calculation unit that calculates the metabolic rate by applying the light detection result measured by the detector to the relationship with the metabolic rate stored in advance;
A metabolic rate measuring apparatus comprising: a display unit that displays a result output from the arithmetic unit.
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