JP2009039268A - Noninvasive biological information measuring device - Google Patents

Noninvasive biological information measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2009039268A
JP2009039268A JP2007206570A JP2007206570A JP2009039268A JP 2009039268 A JP2009039268 A JP 2009039268A JP 2007206570 A JP2007206570 A JP 2007206570A JP 2007206570 A JP2007206570 A JP 2007206570A JP 2009039268 A JP2009039268 A JP 2009039268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
living body
light source
time difference
measurement position
feature amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007206570A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Ishita
博義 井下
Yasushi Ueda
泰志 上田
Mamiko Akizuki
麻水子 秋月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007206570A priority Critical patent/JP2009039268A/en
Publication of JP2009039268A publication Critical patent/JP2009039268A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noninvasive biological information measuring device for highly accurately estimating the feature quantity with low power consumption. <P>SOLUTION: The biological information measuring device comprises at least one light source 200; a control means 800 for controlling the light source 200; a biological information sensor 300 for measuring biological information; an amplifying means 400 for amplifying output signals from the biological information sensor 300; an analog-digital conversion means 500 for analog-digital converting the amplified signals; a storage means 600 for storing analog-digital converted digital data; and a feature quantity estimation means 700 for estimating the feature quantity of the biological information by analyzing the digital data in the storage means 600. The low power consumption can be achieved by changing the content of the control of the light source 200 according to the distance to an object to be measured obtained from the digital data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体を侵襲することなく生体情報の測定が可能な非侵襲生体情報測定装置に関し、より詳細には、生体からの光音響波信号を用いて測定光の照射条件を可変することが可能な非侵襲生体情報測定装置に関する。   The present invention relates to a non-invasive living body information measuring apparatus capable of measuring living body information without invading the living body. More specifically, the irradiation condition of measuring light can be varied using a photoacoustic wave signal from the living body. The present invention relates to a possible noninvasive living body information measuring apparatus.

代表的な生活習慣病である糖尿病の患者数は世界的に増加傾向にある。糖尿病患者は、糖尿病による合併症を抑制し、患者の生活の質を向上するために、日常的な血糖コントロールが必要である。そのため、患者は医師の指導のもと、毎日定期的に血糖値を測定しなければならない。血糖値を測定する代表的な方法としては、患者の指を刺して血液を採取し血糖値を測定する侵襲型の血糖測定装置がある。指を刺して血液を採取する際に手間と痛みを伴うこと、さらに感染症などの危険が伴うことから、血液の採取を必要としない、非侵襲型の血糖測定装置が提案されている。   The number of patients with diabetes, a typical lifestyle-related disease, is increasing worldwide. Diabetic patients require routine glycemic control to reduce complications from diabetes and improve the quality of life of patients. Therefore, patients must measure blood glucose regularly every day under the guidance of a doctor. As a typical method for measuring a blood glucose level, there is an invasive blood glucose measuring device that measures blood glucose level by collecting blood by inserting a patient's finger. A noninvasive blood glucose measurement device that does not require blood collection has been proposed because it involves labor and pain when blood is collected by puncturing a finger and there is a risk of infection and the like.

非侵襲型の血糖測定装置として、光音響効果を用いた「生物学的測定システム」が記載されている。グルコースに吸収される波長の光を、生物学的測定システムから指先のような生体の部分に照射し、照射された光は生体内の比較的小さい焦点領域(例えば血管)に集光され、また一般的に光はグルコースに吸収されて焦点領域と隣接する領域の組織内で運動エネルギーに変換される。運動エネルギーは、吸収組織領域の温度及び圧力を増大させ、音波を生成する。この音波を、以下「光音響波信号」と表記する。光音響波信号は吸収組織領域から放射され、生物学的測定システムが備える音響センサによって検出される。   As a non-invasive blood glucose measurement device, a “biological measurement system” using a photoacoustic effect is described. Light of a wavelength absorbed by glucose is irradiated from a biological measurement system onto a part of a living body such as a fingertip, and the irradiated light is focused on a relatively small focal region (for example, a blood vessel) in the living body. In general, light is absorbed by glucose and converted into kinetic energy in the tissue in the region adjacent to the focal region. Kinetic energy increases the temperature and pressure of the absorbing tissue region and generates sound waves. This sound wave is hereinafter referred to as “photoacoustic wave signal”. The photoacoustic wave signal is emitted from the absorbing tissue region and detected by an acoustic sensor included in the biological measurement system.

音響センサは生体表面と接するよう装着される。光音響波信号の強度は、吸収組織領域内のグルコースの関数であり、音響センサによって計測された強度は血糖値を調べるために使用される(例えば、特許文献1)。   The acoustic sensor is mounted in contact with the living body surface. The intensity of the photoacoustic wave signal is a function of glucose in the absorption tissue region, and the intensity measured by the acoustic sensor is used to check the blood glucose level (for example, Patent Document 1).

このようなシステムでは生体内の血管位置が変化した場合に血管と音響センサの距離が離れるために光音響波信号が減衰し、光音響波信号の信号品質が悪化することがある。そこで複数チャンネルの生体音響センサを平面的に配列し、複数の生体音響センサから得られた信号の中から最適なチャンネルの信号を選択する方法が開示されている(例えば、特許文献2)。
特表2001−526557号公報 特開2004−147940号公報
In such a system, when the blood vessel position in the living body changes, the distance between the blood vessel and the acoustic sensor is increased, so that the photoacoustic wave signal is attenuated, and the signal quality of the photoacoustic wave signal may be deteriorated. Therefore, a method is disclosed in which a plurality of channels of bioacoustic sensors are arranged in a plane and an optimal channel signal is selected from signals obtained from the plurality of bioacoustic sensors (for example, Patent Document 2).
Special table 2001-526557 gazette JP 2004-147940 A

しかしながら、上記特許文献1、上記特許文献2に記載された技術では、生体から得られる光音響波は非常に微弱であるため、血管と音響センサの距離に関わらず、その微弱な信号の変化で特徴量を推定できるだけの十分な光量を光源から出力している。   However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the photoacoustic wave obtained from a living body is very weak, so that the weak signal changes regardless of the distance between the blood vessel and the acoustic sensor. A sufficient amount of light that can be used to estimate the feature amount is output from the light source.

そのため、上記従来の装置では大きな消費電力を必要とし、ポータブルな製品を実用化するには不向きであるという課題を有していた。   For this reason, the above-described conventional apparatus has a problem that it requires a large amount of power consumption and is not suitable for practical use of a portable product.

また、従来はノイズの影響や体動の影響を最小限にするために、測定を複数回行い、一連の測定結果を平均化している。そのため、消費電力のみならず、測定時間も増大するという課題を有していた。   Conventionally, in order to minimize the influence of noise and the influence of body movement, measurement is performed a plurality of times, and a series of measurement results are averaged. Therefore, there is a problem that not only power consumption but also measurement time increases.

本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、低消費電力、かつ、測定時間の短縮が可能な非侵襲生体情報測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a non-invasive living body information measurement apparatus that can reduce power consumption and shorten measurement time.

従来の課題を解決するために、本発明の請求項1にかかる非侵襲生体情報測定装置は、生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、少なくとも一つの光源と、前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、前記特徴量推定手段は前記デジタルデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて前記光源の制御方法を前記制御手段を通じて変更することを特徴としたものである。   In order to solve the conventional problem, a non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 1 of the present invention is a photoacoustic wave from the living body that includes a feature amount of living body information by making light incident on the surface of the living body. In a non-invasive living body information measuring apparatus for detecting a signal from the surface of the living body, at least one light source, a control means for controlling the light amount and lighting timing of the light source and activation of each means described later, and measuring biological information for a predetermined time A living body information sensor, an amplifying means for amplifying an output signal from the living body information sensor, an A / D converting means for A / D converting the amplified signal, and storing the A / D converted digital data Storage means for analyzing the digital data stored in the storage means and estimating the feature quantity of the biological information. Extract the measurement position and the second measurement position, in which the control method of the light source in accordance with the time difference between the first measurement position to the second measurement position was and changes through the control means.

また、本発明の請求項2にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記光源の制御方法は光源の光量であることを特徴としたものである。   A non-invasive living body information measuring device according to claim 2 of the present invention is the non-invasive living body information measuring device according to claim 1, characterized in that the light source control method is the light amount of the light source. is there.

また、本発明の請求項3にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記光源の制御方法は光源の点灯時間であることを特徴としたものである。
ことを特徴としたものである。
A non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 3 of the present invention is the non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the light source control method is a lighting time of the light source. It is.
It is characterized by that.

また、本発明の請求項4にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項2乃至請求項3に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、前記第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記光源の制御方法を変更することを特徴としたものである。   A non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 4 of the present invention is the non-invasive living body information measuring apparatus according to any one of claims 2 to 3, wherein the feature amount estimating means is based on the first measuring position. Comparing the time difference to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, and changing the control method of the light source according to the region. It is what.

また、本発明の請求項5にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項4に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能であることを特徴としたものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 5 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 4, wherein the feature amount estimating means includes a writable register, The time difference threshold value can be changed from the outside.

また、本発明の請求項6にかかる非侵襲生体情報測定装置は、生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、少なくとも一つの光源と、前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、前記特徴量推定手段は前記デジタルデータから第二の測定位置を抽出し、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差に応じて前記光源の制御方法を前記制御手段を通じて変更することを特徴としたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a non-invasive living body information measuring apparatus that receives light from a living body from a surface of the living body by entering light on the surface of the living body and including a feature amount of living body information. In the noninvasive living body information measuring device to detect, at least one light source, a control means for controlling the light amount and lighting timing of the light source and activation of each means described later, a living body information sensor for measuring living body information for a predetermined time, and Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor, A / D converting means for A / D converting the amplified signal, storage means for storing the A / D converted digital data, and the storage A feature amount estimating means for analyzing the digital data stored in the means to estimate a feature amount of biological information, the feature amount estimating means extracting a second measurement position from the digital data, Is obtained is characterized in that the light source is changed through the control means a control method of the light source in accordance with the time difference from the lit to the second measurement position.

また、本発明の請求項7にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記光源の制御方法は、光源の光量であることを特徴としたものである。   A noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 7 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 6, wherein the light source control method is the light amount of the light source. It is.

また、本発明の請求項8にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記光源の制御方法は、光源の点灯時間であることを特徴としたものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 8 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 6, wherein the light source control method is a lighting time of the light source. Is.

また、本発明の請求項9にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項7乃至請求項8に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値を比較し、該領域に応じて前記光源の制御方法を変更することを特徴としたものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 9 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to any one of claims 7 to 8, wherein the feature amount estimating means is configured to turn on the light source. Comparing the time difference to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, and changing the control method of the light source according to the region. It is a thing.

また、本発明の請求項10にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項9に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能であることを特徴としたものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 10 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 9, wherein the feature amount estimating means includes a writable register, The time difference threshold value can be changed from the outside.

また、本発明の請求項11にかかる非侵襲生体情報測定装置は、生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、少なくとも一つの光源と、前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、前記光源を点灯させてから前記デジタルデータを前記記憶手段に記録するまでの一連の動作を所定回数繰り返し、前記記憶手段に記憶されている所定回数分のデジタルデータを平均化し、前記平均化したデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、前記特徴量推定手段は、前記平均化したデジタルデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更することを特徴としたものである。   A noninvasive living body information measuring apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is configured to receive a photoacoustic wave signal from the living body including a feature amount of living body information by inputting light to the surface of the living body from the surface of the living body. In the noninvasive living body information measuring device to detect, at least one light source, a control means for controlling the light amount and lighting timing of the light source and activation of each means described later, a living body information sensor for measuring living body information for a predetermined time, and Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor, A / D converting means for A / D converting the amplified signal, storage means for storing the A / D converted digital data, and the light source Is repeated a predetermined number of times until the digital data is recorded in the storage means, and the digital data for a predetermined number of times stored in the storage means is averaged, A feature amount estimating unit that analyzes the averaged digital data to estimate a feature amount of biological information, and the feature amount estimating unit includes a first measurement position and a second measurement from the averaged digital data. The position is extracted, and the number of repetitions of the series of operations is changed according to the time difference from the first measurement position to the second measurement position.

また、本発明の請求項12にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項11に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、前記第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更することを特徴としたものである。   A non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 12 of the present invention is the non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 11, wherein the feature amount estimating means performs a second measurement from the first measuring position. The time difference to the position is compared with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, and the number of repetitions of the series of operations is changed according to the region. Is.

また、本発明の請求項13にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項12に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能であることを特徴としたものである。   A non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 13 of the present invention is the non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 12, wherein the feature amount estimating means includes a writable register, The time difference threshold value can be changed from the outside.

また、本発明の請求項14にかかる非侵襲生体情報測定装置は、生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、少なくとも一つの光源と、前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、前記光源を点灯させてから前記デジタルデータを前記記憶手段に記録するまでの一連の動作を所定回数繰り返し、前記記憶手段に記憶されている所定回数分のデジタルデータを平均化し、前記平均化したデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、前記特徴量推定手段は、前記平均化したデジタルデータから第二の測定位置を抽出し、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更することを特徴としたものである。   According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a non-invasive living body information measuring device that receives light from the living body from a surface of the living body by inputting light to the surface of the living body and including a feature amount of living body information. In the noninvasive living body information measuring device to detect, at least one light source, a control means for controlling the light amount and lighting timing of the light source and activation of each means described later, a living body information sensor for measuring living body information for a predetermined time, and Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor, A / D converting means for A / D converting the amplified signal, storage means for storing the A / D converted digital data, and the light source Is repeated a predetermined number of times until the digital data is recorded in the storage means, and the digital data for a predetermined number of times stored in the storage means is averaged, A feature amount estimating means for analyzing the averaged digital data to estimate a feature amount of biological information, the feature amount estimating means extracting a second measurement position from the averaged digital data, and The number of repetitions of the series of operations is changed according to the time difference from when the light source is turned on to the second measurement position.

また、本発明の請求項15にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項14に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更することを特徴としたものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 15 of the present invention is the noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 14, wherein the feature amount estimating means performs the second measurement after the light source is turned on. The time difference to the position is compared with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, and the number of repetitions of the series of operations is changed according to the region. Is.

また、本発明の請求項16にかかる非侵襲生体情報測定装置は、請求項15に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能であることを特徴としたものである。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the noninvasive living body information measuring device according to the fifteenth aspect, the feature amount estimating means includes a writable register, and the register is configured by the register. The time difference threshold value can be changed from the outside.

本発明の非侵襲生体情報測定装置によれば、光音響検出手段により検出したデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて次回からの光量あるいは測定回数を変更することにより、低消費電力で測定時間が短い測定装置を実現することが可能となり、ポータブル機器として実現した場合にその連続測定時間を向上することができる。   According to the noninvasive living body information measuring apparatus of the present invention, the first measurement position and the second measurement position are extracted from the data detected by the photoacoustic detection means, and the first measurement position to the second measurement position are extracted. By changing the amount of light from the next time or the number of measurements according to the time difference, it becomes possible to realize a measurement device with low power consumption and short measurement time, and improve the continuous measurement time when realized as a portable device Can do.

以下に、本発明の非侵襲生体情報測定装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of the noninvasive living body information measuring apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1においては、非侵襲生体情報測定装置として、光音響方式を用いた非侵襲血糖測定装置110を想定している。
(Embodiment 1)
In Embodiment 1 of the present invention, a noninvasive blood glucose measurement device 110 using a photoacoustic method is assumed as a noninvasive living body information measurement device.

図1は、本発明の実施の形態1におけるシステム構成を示す図である。図1(a)において、110は非侵襲血糖測定装置、120は生体の表面、111は照射光、130は血管、131は光音響波信号である。また、図1(b)は起動信号803、図1(c)は点灯タイミング802、図1(d)は光音響波信号131、図1(e)は終了信号804、図1(f)は推定血糖値出力タイミングを示す。   FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1A, 110 is a non-invasive blood glucose measuring device, 120 is the surface of a living body, 111 is irradiation light, 130 is a blood vessel, and 131 is a photoacoustic wave signal. 1B is a start signal 803, FIG. 1C is a lighting timing 802, FIG. 1D is a photoacoustic wave signal 131, FIG. 1E is an end signal 804, and FIG. The estimated blood glucose level output timing is shown.

図2は、本発明の実施の形態1における非侵襲血糖測定装置110のブロック構成を示す図である。図2において、110は非侵襲血糖測定装置である。この非侵襲血糖測定装置110において、200は光源、300は生体情報を測定する生体情報センサ、400は生体情報センサ300からの出力信号を増幅する増幅手段、500は増幅手段400により増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段、600はA/D変換手段500によりA/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段、700は記憶手段600に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段、800は光源200の制御、および、増幅手段400、A/D変換手段500の起動を制御する制御手段である。また、801は光量、301は電圧信号、401は増幅信号、501はサンプリングデータ、601は記憶データ、602はデータ転送終了パルス、701は推定血糖値、702は時間差信号である。   FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of the noninvasive blood glucose measurement device 110 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 110 denotes a noninvasive blood glucose measurement device. In this non-invasive blood glucose measurement device 110, 200 is a light source, 300 is a biological information sensor for measuring biological information, 400 is an amplification means for amplifying an output signal from the biological information sensor 300, and 500 is a signal amplified by the amplification means 400. A / D conversion means for A / D conversion, 600 for storage means for storing digital data A / D converted by the A / D conversion means 500, 700 for analyzing digital data stored in the storage means 600 The feature amount estimation means 800 for estimating the feature amount of the biological information is a control means 800 for controlling the light source 200 and the activation of the amplification means 400 and the A / D conversion means 500. Reference numeral 801 denotes a light amount, 301 denotes a voltage signal, 401 denotes an amplified signal, 501 denotes sampling data, 601 denotes stored data, 602 denotes a data transfer end pulse, 701 denotes an estimated blood sugar level, and 702 denotes a time difference signal.

制御手段800は時間差判定手段820と光量変更手段830を有する光源制御内容変更手段810を備え、時間差判定手段820の内部に設けた時間差判定閾値レジスタ821と光量変更手段830の内部に設けた第1領域光量レジスタ831及び第2領域光量レジスタ832を用いることにより、特徴量推定手段700が算出した時間差信号702に応じて光源200の光量を変更するように制御手段800を制御する。   The control unit 800 includes a light source control content change unit 810 having a time difference determination unit 820 and a light amount change unit 830, and includes a time difference determination threshold register 821 provided inside the time difference determination unit 820 and a first light source provided inside the light amount change unit 830. By using the region light amount register 831 and the second region light amount register 832, the control unit 800 is controlled to change the light amount of the light source 200 according to the time difference signal 702 calculated by the feature amount estimation unit 700.

図3は、特徴量推定手段700の詳細なブロック構成を示す図である。図3において、710は推定手段、720はサンプル数カウンタ、730は時間窓生成手段、740は測定位置検出手段、750は時間差検出手段である。また、721はサンプル数カウント信号、731は時間窓信号、736はカウンタ停止信号、741は測定位置パルスである。   FIG. 3 is a diagram showing a detailed block configuration of the feature quantity estimation means 700. In FIG. 3, reference numeral 710 denotes estimation means, 720 denotes a sample number counter, 730 denotes time window generation means, 740 denotes measurement position detection means, and 750 denotes time difference detection means. Reference numeral 721 denotes a sample number count signal, 731 denotes a time window signal, 736 denotes a counter stop signal, and 741 denotes a measurement position pulse.

推定手段710は、記憶データ601とデータ転送終了パルス602から血糖値を推定し、推定結果を推定血糖値701として出力する。サンプル数カウンタ720は記憶データ601と終了信号804とカウンタ停止信号736を用いて記憶データ601のサンプル数をカウントし、カウント結果をサンプル数カウント信号721として出力する。   The estimation means 710 estimates a blood glucose level from the stored data 601 and the data transfer end pulse 602 and outputs the estimation result as an estimated blood glucose level 701. The sample number counter 720 counts the number of samples of the stored data 601 using the stored data 601, the end signal 804 and the counter stop signal 736, and outputs the count result as a sample number count signal 721.

時間窓生成手段730は、第一時間窓レジスタ732と第二時間窓レジスタ733と第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735を有し、サンプル数カウント信号721の示すカウント値に応じて時間窓の開閉を示す時間窓信号731を出力する。また、第四時間窓レジスタ735の示す値をカウンタ停止信号736としてサンプル数カウンタ720に出力する。   The time window generating means 730 includes a first time window register 732, a second time window register 733, a third time window register 734, and a fourth time window register 735, and according to the count value indicated by the sample number count signal 721. A time window signal 731 indicating opening / closing of the time window is output. The value indicated by the fourth time window register 735 is output to the sample number counter 720 as a counter stop signal 736.

測定位置検出手段740は、時間窓信号731と記憶データ601から測定位置を検出し、検出結果を測定位置パルス741として出力する。   The measurement position detection means 740 detects the measurement position from the time window signal 731 and the stored data 601 and outputs the detection result as a measurement position pulse 741.

時間差検出手段750は、データ転送終了パルス602とサンプル数カウント信号721と測定位置パルス741から第一の測定位置と第二の測定位置をそれぞれ検出した後、第一の測定位置と第二の測定位置間の時間差を検出し、検出結果を時間差信号702として出力する。   The time difference detection means 750 detects the first measurement position and the second measurement position from the data transfer end pulse 602, the sample number count signal 721, and the measurement position pulse 741, respectively, and then the first measurement position and the second measurement position. A time difference between the positions is detected, and the detection result is output as a time difference signal 702.

図4は、本発明の実施の形態1における非侵襲血糖測定装置110の動作を時間軸でプロットしたタイミングチャートである。図4において、(b)は起動信号803、(e)は終了信号804、(g)は記憶データ601、(h)はサンプル数カウント信号721、(i)は時間窓信号731、(j)は測定位置パルス741、(k)はデータ転送終了パルス602、(l)は時間差信号702、(f)は推定血糖値出力タイミングである。   FIG. 4 is a timing chart in which the operation of the noninvasive blood sugar measurement device 110 according to Embodiment 1 of the present invention is plotted on the time axis. In FIG. 4, (b) is an activation signal 803, (e) is an end signal 804, (g) is stored data 601, (h) is a sample count signal 721, (i) is a time window signal 731, (j). Is a measurement position pulse 741, (k) is a data transfer end pulse 602, (l) is a time difference signal 702, and (f) is an estimated blood sugar level output timing.

また、起動信号803が発生してから血糖値を推定するまでの区間を測定基本サイクル(10秒)として、測定周期(3分)ごとに一連の血糖値推定動作を行う。   Further, a period from the generation of the activation signal 803 to the estimation of the blood glucose level is defined as a measurement basic cycle (10 seconds), and a series of blood glucose level estimation operations are performed every measurement cycle (3 minutes).

以下、図1、図2、図3、図4を用いて、非侵襲血糖測定装置110が血糖値の連続測定を行う場合の動作を説明する。非侵襲血糖測定装置110を、生体の表面120に接するように装着することで、光源200が発する照射光111が生体に入射される。入射した照射光111は生体内を伝播し、血管130内の血糖値を推定できる物質で吸収されて光音響波信号131が生成される。光音響波信号131は生体情報センサ300により検出され、検出結果である電圧信号301が増幅手段400に送られる。   Hereinafter, the operation when the noninvasive blood glucose measurement device 110 performs continuous blood glucose measurement will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. By mounting the non-invasive blood glucose measuring device 110 so as to be in contact with the surface 120 of the living body, the irradiation light 111 emitted from the light source 200 enters the living body. The incident irradiation light 111 propagates in the living body and is absorbed by a substance capable of estimating the blood glucose level in the blood vessel 130 to generate a photoacoustic wave signal 131. The photoacoustic wave signal 131 is detected by the biological information sensor 300, and the voltage signal 301 as a detection result is sent to the amplification unit 400.

増幅手段400では電圧信号301を増幅し、増幅信号401をA/D変換手段500に出力する。A/D変換手段500は増幅信号401をサンプリングしてサンプリングデータ501を出力し、記憶手段600はサンプリングデータ501を記憶する。   The amplification unit 400 amplifies the voltage signal 301 and outputs the amplified signal 401 to the A / D conversion unit 500. The A / D conversion means 500 samples the amplified signal 401 and outputs sampling data 501, and the storage means 600 stores the sampling data 501.

特徴量推定手段700は記憶手段600から記憶データ601を受け取り、記憶手段600からのデータ転送の終了タイミングを知らせるデータ転送終了パルス602を受け取ると、血糖値の推定を行い、推定結果を推定血糖値701として出力する。   When the feature amount estimation unit 700 receives the storage data 601 from the storage unit 600 and receives the data transfer end pulse 602 that informs the end timing of the data transfer from the storage unit 600, the feature amount estimation unit 700 estimates the blood glucose level and the estimation result is estimated blood glucose level. 701 is output.

このとき、記憶手段600から受け取った記憶データ601から第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、それらの時間差を検出して、検出結果を時間差信号702として制御手段800に出力する。制御手段800は、増幅手段400とA/D変換手段500の起動や終了を行うと共に、時間差信号702を用いて光源200の制御内容を変更する。   At this time, the first measurement position and the second measurement position are extracted from the storage data 601 received from the storage unit 600, the time difference between them is detected, and the detection result is output to the control unit 800 as a time difference signal 702. The control unit 800 activates and terminates the amplification unit 400 and the A / D conversion unit 500 and changes the control content of the light source 200 using the time difference signal 702.

以下では、具体的な数値例を用いて説明する。本実施の形態1において、測定周期は3分間隔で実施するものとする。また、生体内を光音響波が伝播する速度を1500m/s、A/D変換手段500におけるサンプリング周波数を50MHz、生体内の測定対象である血管130は個人差により生体の表面120に対して1.0mmから2.25mmの深さに存在する可能性があるものとし、特に本実施の形態1では血管130が生体の表面120に対して1.5mmの深さにある場合を想定する。   Below, it demonstrates using a specific numerical example. In the first embodiment, the measurement cycle is performed at intervals of 3 minutes. Also, the speed at which the photoacoustic wave propagates in the living body is 1500 m / s, the sampling frequency in the A / D conversion means 500 is 50 MHz, and the blood vessel 130 to be measured in the living body is 1 to the surface 120 of the living body due to individual differences. In this first embodiment, it is assumed that the blood vessel 130 is 1.5 mm deep with respect to the surface 120 of the living body.

ここで、外部より書き込み可能なレジスタの初期値として以下の値を設定する。   Here, the following values are set as initial values of the register that can be written from the outside.

即ち、
(A)第一時間窓レジスタ732:時間窓生成手段730における1回目の時間窓が開くタイミングとして45を設定、
(B)第二時間窓レジスタ733:時間窓生成手段730における1回目の時間窓が閉じるタイミングとして55を設定、
(C)第三時間窓レジスタ734:時間窓生成手段730における2回目の時間窓が開くタイミングとして90を設定、
(D)第四時間窓レジスタ735:時間窓生成手段730における2回目の時間窓が閉じるタイミングとして130を設定、
(E)時間差判定閾値レジスタ821:時間差判定手段820における光量選択のための閾値として60を設定、
(F)第1領域光量レジスタ831:第1領域における光量変更手段830の光量値として1.5(μJ)を設定、
(G)第2領域光量レジスタ832:第2領域における領域別光量変更手段830の光量値として1.0(μJ)を設定、
また、図4に示す時間差信号702以外の各信号を0に初期化し、時間差信号702の初期値を時間差判定閾値レジスタ821の示す値よりも大となる100に設定する。
That is,
(A) First time window register 732: 45 is set as the timing for opening the first time window in the time window generating means 730.
(B) Second time window register 733: 55 is set as the timing for closing the first time window in the time window generating means 730,
(C) Third time window register 734: 90 is set as the timing for opening the second time window in the time window generating means 730.
(D) Fourth time window register 735: 130 is set as the timing for closing the second time window in the time window generating means 730.
(E) Time difference determination threshold register 821: 60 is set as a threshold for light amount selection in the time difference determination means 820.
(F) First area light quantity register 831: 1.5 (μJ) is set as the light quantity value of the light quantity changing means 830 in the first area,
(G) Second area light quantity register 832: 1.0 (μJ) is set as the light quantity value of the area-specific light quantity changing means 830 in the second area.
Also, each signal other than the time difference signal 702 shown in FIG. 4 is initialized to 0, and the initial value of the time difference signal 702 is set to 100, which is larger than the value indicated by the time difference determination threshold register 821.

以上の初期設定が終了した後、まず、非侵襲血糖測定装置110を図1に示すように患者の腕などの生体の表面120に装着する。その後、患者が非侵襲血糖測定装置110に設けられた血糖値測定開始スイッチ(図示せず)を起動すると、制御手段800により起動信号803が増幅手段400とA/D変換手段500とに出力され、増幅手段400とA/D変換手段500とが起動する(図4:T4A)。増幅手段400とA/D変換手段500とが安定動作に入るのと同じタイミングで光源200の点灯タイミング802および光量801が制御され、光源200が点灯され、光音響波信号131が生成される。   After the above initial setting is completed, first, the noninvasive blood glucose measuring device 110 is mounted on the surface 120 of a living body such as a patient's arm as shown in FIG. Thereafter, when the patient activates a blood glucose level measurement start switch (not shown) provided in the noninvasive blood glucose measurement device 110, an activation signal 803 is output from the control unit 800 to the amplification unit 400 and the A / D conversion unit 500. Then, the amplification means 400 and the A / D conversion means 500 are activated (FIG. 4: T4A). The lighting timing 802 and the light quantity 801 of the light source 200 are controlled at the same timing when the amplification means 400 and the A / D conversion means 500 enter a stable operation, the light source 200 is turned on, and the photoacoustic wave signal 131 is generated.

このとき、時間差判定手段820には時間差信号702の初期値100が入力されており、この値は時間差判定閾値レジスタ821の示す値60以上である。そのため、光量変更手段830は第1領域光量レジスタ831の示す値を選択し、光源200は光量1.5(μJ)の照射光111を照射する。   At this time, the initial value 100 of the time difference signal 702 is input to the time difference determination means 820, and this value is equal to or greater than the value 60 indicated by the time difference determination threshold register 821. Therefore, the light amount changing unit 830 selects the value indicated by the first region light amount register 831 and the light source 200 emits the irradiation light 111 having a light amount of 1.5 (μJ).

これは、1回目の測定時には血管130が生体の表面120に対してどの程度の深さにあるのか不明であるため、最も深い場合を想定したものである。   This is because the depth of the blood vessel 130 with respect to the surface 120 of the living body is unknown at the time of the first measurement, and is assumed to be the deepest case.

光音響波信号131は、生体情報センサ300により、その圧力に応じた電圧信号301に変換される。   The photoacoustic wave signal 131 is converted into a voltage signal 301 corresponding to the pressure by the biological information sensor 300.

生体情報センサ300によって変換された電圧信号301は、増幅手段400により、あらかじめ設定されているゲインで増幅され、増幅信号401としてA/D変換手段500に出力される。   The voltage signal 301 converted by the biological information sensor 300 is amplified by the amplification unit 400 with a preset gain, and is output to the A / D conversion unit 500 as an amplification signal 401.

ここで、増幅手段400に起動信号803と終了信号804とが入力されているのは、光音響波信号131が発生するタイミングでのみ増幅手段400の構成要素であるオペアンプ等の素子を動作させることにより、増幅手段400の低消費電力化を図る目的のものである。従って、これらの信号によらずに同等の動作を実現することも可能である。   Here, the reason why the start signal 803 and the end signal 804 are input to the amplifying unit 400 is that an element such as an operational amplifier that is a constituent element of the amplifying unit 400 is operated only at the timing when the photoacoustic wave signal 131 is generated. Thus, the power consumption of the amplifying unit 400 is reduced. Therefore, it is possible to realize an equivalent operation regardless of these signals.

制御手段800からの起動信号803はA/D変換手段500を起動する。増幅手段400から出力された増幅信号401はA/D変換手段500により特定の間隔でA/D変換され、該A/D変換結果であるサンプリングデータ501が記憶手段600に書き込まれる。   An activation signal 803 from the control unit 800 activates the A / D conversion unit 500. The amplified signal 401 output from the amplifying unit 400 is A / D converted at a specific interval by the A / D converting unit 500, and sampling data 501 as the A / D conversion result is written in the storage unit 600.

ここで、終了信号804がA/D変換手段500に入力されているのは、光音響波信号131の発生しているタイミングでのみA/D変換手段500の構成要素であるADコンバータ等の素子を動作させることにより、A/D変換手段500の低消費電力化を図る目的のものである。従って、この信号によらずに同等の動作を実現することも可能である。   Here, the end signal 804 is input to the A / D conversion unit 500 only when the photoacoustic wave signal 131 is generated, such as an element such as an AD converter that is a component of the A / D conversion unit 500. Is intended to reduce the power consumption of the A / D conversion means 500. Therefore, it is possible to realize an equivalent operation regardless of this signal.

制御手段800からの終了信号804が特徴量推定手段700により受け取られると(図4:T4B)、記憶手段600に記録されている記憶データ601が特徴量推定手段700により読み出される。このとき、サンプル数カウンタ720は終了信号804により0にリセットされた後、記憶データ601のサンプリング毎にカウントアップを開始する。   When the end signal 804 from the control means 800 is received by the feature quantity estimation means 700 (FIG. 4: T4B), the stored data 601 recorded in the storage means 600 is read by the feature quantity estimation means 700. At this time, the sample number counter 720 is reset to 0 by the end signal 804 and then starts counting up every time the stored data 601 is sampled.

本実施の形態1における使用方法では、記憶データ601に3つのピークが存在する。これらは時間経過順に、光源200の点灯タイミング直後に照射光111の一部が生体情報センサ300に到達することによって発生するピーク(図4:T4C)、生体の表面120において発生した光音響波信号131が生体情報センサ300に到達するまでの遅延時間後に発生するピーク(図4:T4E)、血管130から発生した光音響波信号131が生体情報センサ300に到達するまでの遅延時間後に発生するピーク(図4:T4H)である。   In the usage method in the first embodiment, there are three peaks in the stored data 601. These are a peak (FIG. 4: T4C) generated when a part of the irradiation light 111 reaches the biological information sensor 300 immediately after the lighting timing of the light source 200, and a photoacoustic wave signal generated on the surface 120 of the living body. Peak that occurs after a delay time until 131 reaches the biological information sensor 300 (FIG. 4: T4E), peak that occurs after a delay time until the photoacoustic wave signal 131 generated from the blood vessel 130 reaches the biological information sensor 300 (FIG. 4: T4H).

これらのピークが発生する大まかな時間は生体内を光音響波が伝播する速さと距離の関係から既知であるので、時間窓を用いてそれぞれのピークを検出することにより、ピークの誤検出を効果的に防ぐことが可能となる。   The approximate time at which these peaks occur is known from the relationship between the speed and distance of propagation of photoacoustic waves in the living body, so detecting each peak using a time window is effective in detecting peaks. Can be prevented.

サンプル数カウント信号721が第一時間窓レジスタ732の示す値である45に達すると時間窓信号731が0から1に変化し(図4:T4D、1回目の時間窓が開く)、サンプル数カウント信号721が第二時間窓レジスタ733の示す値である55に達すると時間窓信号731が1から0に変化する(図4:T4F、1回目の時間窓が閉じる)。   When the sample number count signal 721 reaches 45, which is the value indicated by the first time window register 732, the time window signal 731 changes from 0 to 1 (FIG. 4: T4D, the first time window opens), and the sample number count When the signal 721 reaches 55 which is the value indicated by the second time window register 733, the time window signal 731 changes from 1 to 0 (FIG. 4: T4F, the first time window is closed).

測定位置検出手段740では、1回目の時間窓が開いている間において記憶データ601のピーク位置を検出し、ピークを検出したサンプリングタイミングに1回目の測定位置パルス741を発生する(図4:T4E)。   The measurement position detection means 740 detects the peak position of the stored data 601 while the first time window is open, and generates the first measurement position pulse 741 at the sampling timing at which the peak is detected (FIG. 4: T4E). ).

時間差検出手段750は1回目の測定位置パルス741の発生タイミングにおいてサンプル数カウント信号721が示す値を第一の測定位置として検出する。このときの第一の測定位置を50とする。   The time difference detection means 750 detects the value indicated by the sample number count signal 721 at the generation timing of the first measurement position pulse 741 as the first measurement position. The first measurement position at this time is 50.

サンプル数カウント信号721が第三時間窓レジスタ734の示す値である90に達すると時間窓信号731が再び0から1に変化し(図4:T4G、2回目の時間窓が開く)、サンプル数カウント信号721が第四時間窓レジスタ735の示す値である130に達すると時間窓信号731が再び1から0に変化する(図4:T4I、2回目の時間窓が閉じる)。   When the sample count signal 721 reaches 90, which is the value indicated by the third time window register 734, the time window signal 731 changes from 0 to 1 again (FIG. 4: T4G, the second time window opens), and the number of samples When the count signal 721 reaches 130, which is the value indicated by the fourth time window register 735, the time window signal 731 changes from 1 to 0 again (FIG. 4: T4I, the second time window is closed).

測定位置検出手段740では、2回目の時間窓が開いている間において記憶データ601のピーク位置を検出し、ピークを検出したサンプリングタイミングに2回目の測定位置パルス741を発生する(図4:T4H)。   The measurement position detection means 740 detects the peak position of the stored data 601 while the second time window is open, and generates the second measurement position pulse 741 at the sampling timing at which the peak is detected (FIG. 4: T4H). ).

このとき、時間差検出手段750は2回目の測定位置パルス741の発生タイミングにおけるサンプル数カウント信号721の示す値を第二の測定位置として検出する。このときの第二の測定位置を100とする。   At this time, the time difference detection means 750 detects the value indicated by the sample number count signal 721 at the generation timing of the second measurement position pulse 741 as the second measurement position. The second measurement position at this time is set to 100.

サンプル数カウンタ720は、2回目の時間窓が閉じるとカウントアップの動作を停止する。   The sample number counter 720 stops counting up when the second time window is closed.

記憶手段600から特徴量推定手段700への記憶データ601の転送が終了すると、データ転送終了パルス602が発生する(図4:T4J)。   When the transfer of the storage data 601 from the storage unit 600 to the feature amount estimation unit 700 is completed, a data transfer end pulse 602 is generated (FIG. 4: T4J).

特徴量推定手段700はデータ転送終了パルス602を受け取ると、時間差検出手段750において第一の測定位置(図4:T4E)と第二の測定位置(図4:T4H)の間のカウント値の差(50サンプル数)を時間差信号702として出力する(図4:T4K)。また、このときに推定手段710において血糖値の推定を開始する。   When the feature amount estimation means 700 receives the data transfer end pulse 602, the time difference detection means 750 causes the difference in count value between the first measurement position (FIG. 4: T4E) and the second measurement position (FIG. 4: T4H). (50 samples) is output as the time difference signal 702 (FIG. 4: T4K). At this time, the estimation means 710 starts estimating the blood glucose level.

ここで時間差信号702が50となるのは以下の理由によるものである。   Here, the reason why the time difference signal 702 is 50 is as follows.

血管130と生体の表面120との距離Lを1.5mm、生体内を光音響波が伝播する速度vを1500m/sとした場合、第一の測定位置が発生してから第二の測定位置が発生するまでの時間差tはt=L/v=0.0015/1500=1μsとなる。A/D変換手段500におけるサンプリング周波数を50MHzとすると、サンプリング周期は20nsとなるため、1μsの時間差を記憶データ601におけるサンプリングデータ数に換算すると1μs/20ns=50サンプルデータ数となる。   When the distance L between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body is 1.5 mm and the speed v at which the photoacoustic wave propagates in the living body is 1500 m / s, the second measuring position is generated after the first measuring position is generated. The time difference t until the occurrence of t is t = L / v = 0.015 / 1500 = 1 μs. If the sampling frequency in the A / D conversion means 500 is 50 MHz, the sampling period is 20 ns. Therefore, if the time difference of 1 μs is converted into the number of sampling data in the stored data 601, 1 μs / 20 ns = 50 sample data numbers.

データ転送終了パルス602により開始された血糖値の推定が終了すると、推定手段710から推定血糖値701が外部に出力される(図4:T4L)。   When the estimation of the blood glucose level started by the data transfer end pulse 602 is completed, the estimated blood glucose level 701 is output from the estimation means 710 to the outside (FIG. 4: T4L).

制御手段800の内部に設けた時間差判定手段820では、時間差信号702の示すサンプル数が時間差判定閾値レジスタ821の示す値60(血管130と生体の表面120との距離Lが1.8mmに相当)より小であるため、光量変更手段830に対して第2領域光量レジスタ832の示す値を選択するよう指示する。その結果、制御手段800は次回の測定周期における光量を1.0(μJ)に下げる。   In the time difference determination means 820 provided inside the control means 800, the number of samples indicated by the time difference signal 702 is the value 60 indicated by the time difference determination threshold register 821 (the distance L between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body corresponds to 1.8 mm). Since it is smaller, the light quantity changing means 830 is instructed to select the value indicated by the second area light quantity register 832. As a result, the control means 800 reduces the amount of light in the next measurement cycle to 1.0 (μJ).

以上の動作を測定周期毎に繰り返す。   The above operation is repeated every measurement cycle.

本発明の実施の形態1では、記憶データ601におけるT4EからT4Hまでのサンプル数を用いて時間差信号702を作成したが、T4CからT4Hまでのサンプル数を用いても同様の効果が得られる。これは、生体の表面120に装着された非侵襲血糖測定装置110では、生体の表面120から生体情報センサ300まで光音響波信号131が伝播する時間は生体情報センサ300の構成材料及び寸法に起因して一意に決定するためである。   In the first embodiment of the present invention, the time difference signal 702 is created using the number of samples from T4E to T4H in the stored data 601, but the same effect can be obtained by using the number of samples from T4C to T4H. This is because, in the non-invasive blood glucose measurement device 110 attached to the living body surface 120, the time for the photoacoustic wave signal 131 to propagate from the living body surface 120 to the living body information sensor 300 is caused by the constituent material and dimensions of the living body information sensor 300. This is because it is uniquely determined.

但し、非侵襲血糖測定装置110の生体の表面120に対する接触圧が変化した場合はT4Eの発生位置がわずかながら変化することがあるため、1回目の時間窓の開く幅はT4Eの発生位置の変動量を考慮して設定すればよい。   However, when the contact pressure of the non-invasive blood glucose measurement device 110 with respect to the surface 120 of the living body changes, the T4E generation position may change slightly, so the width of the first time window opening varies with the T4E generation position. What is necessary is just to set in consideration of quantity.

この場合、1回目の時間窓が開くタイミングを第一時間窓レジスタ732と第二時間窓レジスタ733によりあらかじめ変更しておけばよく、具体的には光源200の点灯タイミング直後に発生する記憶データ601のピーク(図4:T4C)を検出できるような幅の時間窓を設定し、時間差判定閾値レジスタ821の値を光音響波信号131が血管130から生体情報センサ300に到達するまでに必要な伝播時間を考慮して設定すればよい。   In this case, the timing for opening the first time window may be changed in advance by the first time window register 732 and the second time window register 733. Specifically, the stored data 601 generated immediately after the light source 200 is turned on. A time window having a width that can detect the peak (FIG. 4: T4C) is set, and the value of the time difference determination threshold register 821 is propagated until the photoacoustic wave signal 131 reaches the biological information sensor 300 from the blood vessel 130. What is necessary is just to set in consideration of time.

時間差信号702を作成する別の方法として、制御手段800から出力される点灯タイミング802を特徴量推定手段700に入力し、照射光111を照射してから第二の測定位置までのサンプル数を用いてもよい。   As another method for generating the time difference signal 702, the lighting timing 802 output from the control unit 800 is input to the feature amount estimation unit 700, and the number of samples from the irradiation of the irradiation light 111 to the second measurement position is used. May be.

この場合、時間窓は第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735で設定したタイミングでのみ開くようにすればよい。   In this case, the time window may be opened only at the timing set by the third time window register 734 and the fourth time window register 735.

また、本発明の実施の形態1では、光源200の光量を変更することで説明したが、光源の点灯時間を変更することでも同様の結果を得ることが可能である。   In the first embodiment of the present invention, the light amount of the light source 200 is changed. However, the same result can be obtained by changing the lighting time of the light source.

また、本発明の実施の形態1では、A/D変換手段500のサンプリングデータ501を記憶手段600に一度書き込み、特徴量推定手段700で読み出すことにより推定血糖値701を算出するようにしたが、特徴量推定手段700が直接A/D変換手段500からサンプリングデータ501を受け取ることで推定血糖値701を算出してもよい。   In the first embodiment of the present invention, the estimated blood glucose level 701 is calculated by writing the sampling data 501 of the A / D conversion unit 500 into the storage unit 600 once and reading it by the feature amount estimation unit 700. The estimated blood glucose level 701 may be calculated by the feature quantity estimation unit 700 receiving the sampling data 501 directly from the A / D conversion unit 500.

また、本発明の実施の形態1では、光量変更手段830で変更可能な光量を1.5(μJ)と1.0(μJ)の2通りとしたが、時間差判定閾値レジスタ821の閾値の数を複数にすることにより、3通り以上の光量設定も可能である。   In the first embodiment of the present invention, the amount of light that can be changed by the light amount changing unit 830 is set to 1.5 (μJ) and 1.0 (μJ), but the number of threshold values in the time difference determination threshold register 821 By using a plurality of values, it is possible to set three or more light quantities.

また、本発明の実施の形態1では、血管130が患者によって生体の表面120から1.0mmから2.25mmの深さに存在するとして説明したが、血管130の深さはこれに限ったものではない。第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735を用いて2回目の時間窓の開くタイミングを変更することにより、第一の測定位置と第二の測定位置を任意に検出することが可能である。   In the first embodiment of the present invention, it has been described that the blood vessel 130 exists at a depth of 1.0 mm to 2.25 mm from the surface 120 of the living body depending on the patient. However, the depth of the blood vessel 130 is limited to this. is not. By changing the opening timing of the second time window using the third time window register 734 and the fourth time window register 735, it is possible to arbitrarily detect the first measurement position and the second measurement position. is there.

以上、本発明の実施の形態1に記載の非侵襲血糖測定装置110では、血管130と生体の表面120の距離が変化した場合に必要最小限の光量を照射周期毎に設定することが可能となるため低消費電力の測定装置を実現することが可能となる。   As described above, in the noninvasive blood glucose measurement device 110 described in the first embodiment of the present invention, it is possible to set the minimum necessary light amount for each irradiation cycle when the distance between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body changes. Therefore, it becomes possible to realize a measuring device with low power consumption.

なお、本発明の実施の形態1における非侵襲血糖測定装置110で測定する対象は、血管130中のグルコース量に限定されるものではない。すなわち、照射光111の波長領域におけるエネルギーを吸収し光音響波を発生する物質であれば良く、例えば生体の表面120から血管130までの間の組織液に含まれるグルコースや血管130中のヘモグロビン量などに対しても適用可能である。   Note that the target to be measured by the noninvasive blood glucose measurement device 110 according to Embodiment 1 of the present invention is not limited to the amount of glucose in the blood vessel 130. That is, any substance that absorbs energy in the wavelength region of the irradiation light 111 and generates a photoacoustic wave may be used. For example, glucose contained in the tissue fluid between the surface 120 of the living body and the blood vessel 130, the amount of hemoglobin in the blood vessel 130, etc. It is applicable to.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2において、非侵襲生体情報測定装置は非侵襲血糖測定装置140を想定している。この実施の形態2は、呼吸や脈拍等の体動、外部ノイズの影響による推定血糖値701の誤差を最小限に抑えるために、上記測定基本サイクルを10μsから100ms程度の周期で規定回数繰り返し動作させ、測定基本サイクルとして推定血糖値701を算出することにより、消費電力および測定回数の低減を図ったものである。
(Embodiment 2)
In Embodiment 2 of the present invention, the noninvasive biological information measuring device is assumed to be a noninvasive blood glucose measuring device 140. In the second embodiment, in order to minimize the error of the estimated blood sugar level 701 due to the influence of body movement such as breathing and pulse and external noise, the measurement basic cycle is repeated a specified number of times at a cycle of about 10 μs to 100 ms. The estimated blood glucose level 701 is calculated as a measurement basic cycle, thereby reducing power consumption and the number of measurements.

図5は、本発明の実施の形態2におけるシステム構成を示す図である。図5(a)において、140は非侵襲血糖測定装置、120は生体の表面、111は照射光、130は血管、131は光音響波信号である。また、図5(b)は起動信号803、図5(c)は点灯タイミング802、図5(d)は光音響波信号131、図5(e)は終了信号804、図5(f)は推定血糖値出力タイミングを示す。   FIG. 5 is a diagram showing a system configuration according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5A, 140 is a non-invasive blood glucose measuring device, 120 is the surface of a living body, 111 is irradiation light, 130 is a blood vessel, and 131 is a photoacoustic wave signal. 5B is the start signal 803, FIG. 5C is the lighting timing 802, FIG. 5D is the photoacoustic wave signal 131, FIG. 5E is the end signal 804, and FIG. The estimated blood glucose level output timing is shown.

図6は、本発明の実施の形態2における非侵襲血糖測定装置140のブロック構成を示す図である。図6において、140は非侵襲血糖測定装置である。この非侵襲血糖測定装置140において、200は光源、300は生体情報を測定する生体情報センサ、400は生体情報センサ300からの出力信号を増幅する増幅手段、500は増幅手段400により増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段、600はA/D変換手段500によりA/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段、700は記憶手段600に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段、805は光源200の制御、および、増幅手段400、A/D変換手段500の起動を制御する制御手段である。また、801は光量、301は電圧信号、401は増幅信号、501はサンプリングデータ、601は記憶データ、602はデータ転送終了パルス、701は推定血糖値、702は時間差信号である。   FIG. 6 is a diagram showing a block configuration of the noninvasive blood glucose measurement device 140 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 140 denotes a noninvasive blood glucose measurement device. In this non-invasive blood glucose measurement device 140, 200 is a light source, 300 is a biological information sensor for measuring biological information, 400 is an amplification means for amplifying an output signal from the biological information sensor 300, and 500 is a signal amplified by the amplification means 400. A / D conversion means for A / D conversion, 600 for storage means for storing digital data A / D converted by the A / D conversion means 500, 700 for analyzing digital data stored in the storage means 600 805 is a control unit that controls the light source 200 and the activation of the amplification unit 400 and the A / D conversion unit 500. Reference numeral 801 denotes a light amount, 301 denotes a voltage signal, 401 denotes an amplified signal, 501 denotes sampling data, 601 denotes stored data, 602 denotes a data transfer end pulse, 701 denotes an estimated blood sugar level, and 702 denotes a time difference signal.

制御手段805は時間差判定手段820と繰り返し回数変更手段840を有する光源制御内容変更手段811を備え、時間差判定手段820の内部に設けた時間差判定閾値レジスタ821と繰り返し回数変更手段840の内部に設けた第1領域繰り返し回数レジスタ841及び第2領域繰り返し回数レジスタ842を用いることにより、特徴量推定手段700が算出した時間差信号702に応じて一連の測定動作の繰り返し回数を変更するように制御手段805を制御する。   The control unit 805 includes a light source control content change unit 811 having a time difference determination unit 820 and a repetition number change unit 840, and is provided inside the time difference determination threshold register 821 and the repetition number change unit 840 provided in the time difference determination unit 820. By using the first region repetition number register 841 and the second region repetition number register 842, the control unit 805 is configured to change the number of repetitions of a series of measurement operations according to the time difference signal 702 calculated by the feature amount estimation unit 700. Control.

図7は、特徴量推定手段700の詳細なブロック構成を示す図である。図7において、760は平均化手段、710は推定手段、720はサンプル数カウンタ、730は時間窓生成手段、740は測定位置検出手段、750は時間差検出手段である。また、721はサンプル数カウント信号、731は時間窓信号、736はカウンタ停止信号、741は測定位置パルス、761は平均化記憶データ、762は平均化終了パルス、763は平均化データ転送終了パルスである。   FIG. 7 is a diagram showing a detailed block configuration of the feature quantity estimation means 700. As shown in FIG. In FIG. 7, 760 is an averaging means, 710 is an estimation means, 720 is a sample number counter, 730 is a time window generation means, 740 is a measurement position detection means, and 750 is a time difference detection means. 721 is a sample count signal, 731 is a time window signal, 736 is a counter stop signal, 741 is a measurement position pulse, 761 is averaged storage data, 762 is an average end pulse, and 763 is an average data transfer end pulse. is there.

平均化手段760は、記憶データ601とデータ転送終了パルス602と終了信号804から記憶データ601の平均化を行い、その結果を平均化記憶データ761として出力するとともに平均化の終了タイミングを示す平均化終了パルス762と平均化記憶データ761のデータ転送が終了したタイミングを示す平均化データ転送終了パルス763を出力する。   The averaging means 760 averages the stored data 601 from the stored data 601, the data transfer end pulse 602 and the end signal 804, outputs the result as averaged stored data 761, and averages indicating the end timing of the averaging An average data transfer end pulse 763 indicating the timing at which the data transfer of the end pulse 762 and the average storage data 761 is completed is output.

推定手段710は、平均化記憶データ761と平均化データ転送終了パルス763から血糖値を推定し、推定結果を推定血糖値701として出力する。   The estimation means 710 estimates a blood glucose level from the averaged storage data 761 and the averaged data transfer end pulse 763 and outputs the estimation result as an estimated blood glucose level 701.

サンプル数カウンタ720は平均化記憶データ761と平均化終了パルス762とカウンタ停止信号736を用いて記憶データ601のサンプル数をカウントし、カウント結果をサンプル数カウント信号721として出力する。   The sample number counter 720 counts the number of samples of the stored data 601 using the averaged storage data 761, the averaging end pulse 762, and the counter stop signal 736, and outputs the count result as a sample number count signal 721.

時間窓生成手段730は、第一時間窓レジスタ732と第二時間窓レジスタ733と第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735を有し、サンプル数カウント信号721の示すカウント値に応じて時間窓の開閉を示す時間窓信号731を出力する。また、第四時間窓レジスタ735の示す値をカウンタ停止信号736としてサンプル数カウンタ720に出力する。   The time window generating means 730 includes a first time window register 732, a second time window register 733, a third time window register 734, and a fourth time window register 735, and according to the count value indicated by the sample number count signal 721. A time window signal 731 indicating opening / closing of the time window is output. The value indicated by the fourth time window register 735 is output to the sample number counter 720 as a counter stop signal 736.

測定位置検出手段740は、時間窓信号731と平均化記憶データ761から測定位置を検出し、検出結果を測定位置パルス741として出力する。   The measurement position detection means 740 detects the measurement position from the time window signal 731 and the averaged storage data 761 and outputs the detection result as a measurement position pulse 741.

時間差検出手段750は、平均化データ転送終了パルス763とサンプル数カウント信号721と測定位置パルス741から第一の測定位置と第二の測定位置をそれぞれ検出した後、第一の測定位置と第二の測定位置間の時間差を検出し、検出結果を時間差信号702として出力する。   The time difference detection means 750 detects the first measurement position and the second measurement position from the averaged data transfer end pulse 763, the sample number count signal 721, and the measurement position pulse 741, respectively, and then the first measurement position and the second measurement position. The time difference between the measurement positions is detected, and the detection result is output as a time difference signal 702.

図8は、本発明の実施の形態2における非侵襲血糖測定装置140の動作を時間軸でプロットしたタイミングチャートである。図8において、(b)は起動信号803、(e)は終了信号804、(m)は平均化終了パルス762、(n)は平均化記憶データ761、(h)はサンプル数カウント信号721、(i)は時間窓信号731、(j)は測定位置パルス741、(o)は平均化データ転送終了パルス763、(l)は時間差信号702、(f)は推定血糖値出力タイミングである。   FIG. 8 is a timing chart in which the operation of the noninvasive blood glucose measurement device 140 according to Embodiment 2 of the present invention is plotted on the time axis. 8, (b) is an activation signal 803, (e) is an end signal 804, (m) is an averaging end pulse 762, (n) is averaged storage data 761, (h) is a sample count signal 721, (I) is a time window signal 731, (j) is a measurement position pulse 741, (o) is an averaged data transfer end pulse 763, (l) is a time difference signal 702, and (f) is an estimated blood glucose level output timing.

繰り返し測定において起動信号803の発生間隔を測定ユニット(0.1秒)、起動信号803が発生してから測定ユニットを所定回数繰り返して血糖値を推定するまでの区間を測定基本サイクル(10秒)として測定周期(3分)ごとに一連の動作を行う。   In the repeated measurement, the generation interval of the activation signal 803 is measured by the measurement unit (0.1 seconds), and the interval from the generation of the activation signal 803 until the measurement unit is repeated a predetermined number of times to estimate the blood glucose level is the measurement basic cycle (10 seconds) As described above, a series of operations are performed every measurement cycle (3 minutes).

以下、図5、図6、図7、図8を用いて、非侵襲血糖測定装置140が血糖値の連続測定を行う場合の動作を説明する。   Hereinafter, the operation when the noninvasive blood glucose measurement device 140 performs continuous blood glucose measurement will be described with reference to FIGS. 5, 6, 7, and 8.

非侵襲血糖測定装置140を、生体の表面120に接するように装着することで、光源200が発する照射光111が生体に入射される。入射した照射光111は生体内を伝播し、血管130内の血糖値を推定できる物質で吸収されて光音響波信号131が生成される。   By mounting the non-invasive blood glucose measuring device 140 so as to be in contact with the surface 120 of the living body, the irradiation light 111 emitted from the light source 200 is incident on the living body. The incident irradiation light 111 propagates in the living body and is absorbed by a substance capable of estimating the blood glucose level in the blood vessel 130 to generate a photoacoustic wave signal 131.

光音響波信号131は生体情報センサ300により検出され、検出結果である電圧信号301が増幅手段400に送られる。   The photoacoustic wave signal 131 is detected by the biological information sensor 300, and the voltage signal 301 as a detection result is sent to the amplification unit 400.

増幅手段400は電圧信号301を増幅し、増幅信号401をA/D変換手段500に出力する。   The amplifying unit 400 amplifies the voltage signal 301 and outputs the amplified signal 401 to the A / D conversion unit 500.

A/D変換手段500は増幅信号401をサンプリングしてサンプリングデータ501を出力し、記憶手段600はサンプリングデータ501を記憶する。   The A / D conversion means 500 samples the amplified signal 401 and outputs sampling data 501, and the storage means 600 stores the sampling data 501.

特徴量推定手段700は記憶手段600から記憶データ601を受け取り、記憶手段600からのデータ転送の終了タイミングを知らせるデータ転送終了パルス602を受け取ると、血糖値の推定を行い、推定結果を推定血糖値701として出力する。   When the feature amount estimation unit 700 receives the storage data 601 from the storage unit 600 and receives the data transfer end pulse 602 that informs the end timing of the data transfer from the storage unit 600, the feature amount estimation unit 700 estimates the blood glucose level and the estimation result is estimated blood glucose level. 701 is output.

このとき、記憶手段600から受け取った記憶データ601から第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、それらの時間差を検出して、検出結果を時間差信号702として制御手段805に出力する。   At this time, the first measurement position and the second measurement position are extracted from the storage data 601 received from the storage unit 600, the time difference between them is detected, and the detection result is output to the control unit 805 as a time difference signal 702.

制御手段805は、増幅手段400とA/D変換手段500の起動や終了を行うと共に、時間差信号702を用いて一連の測定動作の繰り返し回数を変更する。   The control unit 805 activates and terminates the amplification unit 400 and the A / D conversion unit 500 and changes the number of repetitions of a series of measurement operations using the time difference signal 702.

以下では、具体的な数値例を用いて説明する。本実施の形態において、測定周期は3分間隔で実施するものとする。また、生体内を光音響波が伝播する速度を1500m/s、A/D変換手段500におけるサンプリング周波数を50MHz、生体内の測定対象である血管130は個人差により生体の表面120に対して1.0mmから2.25mmの深さに存在する可能性があるものとし、特に本実施の形態2では血管130が生体の表面120に対して1.5mmの深さにある場合を想定する。   Below, it demonstrates using a specific numerical example. In the present embodiment, it is assumed that the measurement cycle is performed at intervals of 3 minutes. Also, the speed at which the photoacoustic wave propagates in the living body is 1500 m / s, the sampling frequency in the A / D conversion means 500 is 50 MHz, and the blood vessel 130 to be measured in the living body is 1 to the surface 120 of the living body due to individual differences. In the present second embodiment, it is assumed that the blood vessel 130 is 1.5 mm deep with respect to the surface 120 of the living body.

ここで、外部より書き込み可能なレジスタの初期値として以下の値を設定する。   Here, the following values are set as initial values of the register that can be written from the outside.

即ち、
(A)第一時間窓レジスタ732:時間窓生成手段730における1回目の時間窓が開くタイミングとして45を設定、
(B)第二時間窓レジスタ733:時間窓生成手段730における1回目の時間窓が閉じるタイミングとして55を設定、
(C)第三時間窓レジスタ734:時間窓生成手段730における2回目の時間窓が開くタイミングとして90を設定、
(D)第四時間窓レジスタ735:時間窓生成手段730における2回目の時間窓が閉じるタイミングとして130を設定、
(E)時間差判定閾値レジスタ821:時間差判定手段820における繰り返し回数選択のための閾値として60を設定、
(F)第1領域繰り返し回数レジスタ841:第1領域における繰り返し回数として150回を設定、
(G)第2領域繰り返し回数レジスタ842:第2領域における繰り返し回数として100回を設定、
また、図8に示す時間差信号702以外の各信号を0に初期化し、時間差信号702の初期値を時間差判定閾値レジスタ821の示す値よりも大となる100に設定する。
That is,
(A) First time window register 732: 45 is set as the timing for opening the first time window in the time window generating means 730.
(B) Second time window register 733: 55 is set as the timing for closing the first time window in the time window generating means 730,
(C) Third time window register 734: 90 is set as the timing for opening the second time window in the time window generating means 730.
(D) Fourth time window register 735: 130 is set as the timing for closing the second time window in the time window generating means 730,
(E) Time difference determination threshold value register 821: 60 is set as a threshold value for selecting the number of repetitions in the time difference determination means 820.
(F) First area repetition number register 841: 150 is set as the number of repetitions in the first area.
(G) Second area repeat count register 842: 100 is set as the repeat count in the second area.
Further, each signal other than the time difference signal 702 shown in FIG. 8 is initialized to 0, and the initial value of the time difference signal 702 is set to 100 which is larger than the value indicated by the time difference determination threshold register 821.

以上の初期設定が終了した後、まず、非侵襲血糖測定装置140を図5に示すように患者の腕などの生体の表面120に装着する。その後、患者が非侵襲血糖測定装置140に設けられた血糖値測定開始スイッチ(図示せず)を起動すると、制御手段805により起動信号803が増幅手段400とA/D変換手段500とに出力され、増幅手段400とA/D変換手段500とが起動する(図8:T8A)。増幅手段400とA/D変換手段500とが安定動作に入るのと同じタイミングで光源200の点灯タイミング802および光量801が制御され、光源200が点灯され、光音響波信号131が生成される。   After the above initial setting is completed, first, the noninvasive blood glucose measuring device 140 is attached to the surface 120 of a living body such as a patient's arm as shown in FIG. Thereafter, when the patient activates a blood glucose level measurement start switch (not shown) provided in the noninvasive blood glucose measurement device 140, an activation signal 803 is output to the amplification unit 400 and the A / D conversion unit 500 by the control unit 805. Then, the amplification means 400 and the A / D conversion means 500 are activated (FIG. 8: T8A). The lighting timing 802 and the light quantity 801 of the light source 200 are controlled at the same timing when the amplification means 400 and the A / D conversion means 500 enter a stable operation, the light source 200 is turned on, and the photoacoustic wave signal 131 is generated.

このとき、時間差判定手段820には時間差信号702の初期値100が入力されており、この値は時間差判定閾値レジスタ821の示す値60以上である。そのため、一連の測定動作の繰り返し回数は第1領域繰り返し回数レジスタ841の示す回数値が選択され、150回の繰り返しが行われる。   At this time, the initial value 100 of the time difference signal 702 is input to the time difference determination means 820, and this value is equal to or greater than the value 60 indicated by the time difference determination threshold register 821. Therefore, as the number of repetitions of the series of measurement operations, the number value indicated by the first area repetition number register 841 is selected, and the repetition is performed 150 times.

これは、1回目の測定時には血管130が生体の表面120に対してどの程度の深さにあるのか不明であるため、最も深い場合を想定したものである。   This is because the depth of the blood vessel 130 with respect to the surface 120 of the living body is unknown at the time of the first measurement, and is assumed to be the deepest case.

光音響波信号131は、生体情報センサ300により、その圧力に応じた電圧信号301に変換される。   The photoacoustic wave signal 131 is converted into a voltage signal 301 corresponding to the pressure by the biological information sensor 300.

生体情報センサ300によって変換された電圧信号301は、増幅手段400により、あらかじめ設定されているゲインで増幅され、増幅信号401としてA/D変換手段500に出力される。   The voltage signal 301 converted by the biological information sensor 300 is amplified by the amplification unit 400 with a preset gain, and is output to the A / D conversion unit 500 as an amplification signal 401.

ここで、増幅手段400に起動信号803と終了信号804とが入力されているのは、光音響波信号131が発生するタイミングでのみ増幅手段400の構成要素であるオペアンプ等の素子を動作させることにより、増幅手段400の低消費電力化を図る目的のものである。従って、これらの信号によらずに同等の動作を実現することも可能である。   Here, the reason why the start signal 803 and the end signal 804 are input to the amplifying unit 400 is that an element such as an operational amplifier that is a constituent element of the amplifying unit 400 is operated only at the timing when the photoacoustic wave signal 131 is generated. Thus, the power consumption of the amplifying unit 400 is reduced. Therefore, it is possible to realize an equivalent operation regardless of these signals.

制御手段805からの起動信号803はA/D変換手段500を起動する。増幅手段400から出力された増幅信号401はA/D変換手段500により特定の間隔でA/D変換され、該A/D変換結果であるサンプリングデータ501が記憶手段600に書き込まれる。   An activation signal 803 from the control unit 805 activates the A / D conversion unit 500. The amplified signal 401 output from the amplifying unit 400 is A / D converted at a specific interval by the A / D converting unit 500, and the sampling data 501 as the A / D conversion result is written in the storage unit 600.

ここで、終了信号804がA/D変換手段500に入力されているのは、光音響波信号131の発生しているタイミングでのみA/D変換手段500の構成要素であるADコンバータ等の素子を動作させることにより、A/D変換手段500の低消費電力化を図る目的のものである。従って、この信号によらずに同等の動作を実現することも可能である。   Here, the end signal 804 is input to the A / D conversion unit 500 only when the photoacoustic wave signal 131 is generated, such as an element such as an AD converter that is a component of the A / D conversion unit 500. Is intended to reduce the power consumption of the A / D conversion means 500. Therefore, it is possible to realize an equivalent operation regardless of this signal.

起動信号803が出力されてからサンプリングデータ501が記憶手段600に書き込まれるまでの一連の処理を150回繰り返す。   A series of processing from when the start signal 803 is output until the sampling data 501 is written in the storage unit 600 is repeated 150 times.

150回目の制御手段805からの終了信号804が特徴量推定手段700により受け取られると(図8:T8B)、記憶手段600に記録されている記憶データ601が特徴量推定手段700により読み出される。   When the 150th end signal 804 from the control unit 805 is received by the feature amount estimation unit 700 (FIG. 8: T8B), the storage data 601 recorded in the storage unit 600 is read by the feature amount estimation unit 700.

平均化手段760は、終了信号804を受け取ると記憶データ601の平均化動作を開始する。そして、150回分の記憶データ601が平均化手段760に転送されたことを示すデータ転送終了パルス602を受け取ると、記憶データ601の平均化演算を行った後に平均化終了パルス762を発生する(図8:T8C)。   When the averaging means 760 receives the end signal 804, the averaging means 760 starts the averaging operation of the stored data 601. When the data transfer end pulse 602 indicating that 150 times of stored data 601 has been transferred to the averaging means 760 is received, an averaged end pulse 762 is generated after averaging the stored data 601 (see FIG. 8: T8C).

このとき、サンプル数カウンタ720は平均化終了パルス762により0にリセットされた後、平均化記憶データ761のサンプリング毎にカウントアップを開始する。   At this time, the sample number counter 720 is reset to 0 by the averaging end pulse 762 and then starts counting up every time the averaged storage data 761 is sampled.

本実施の形態2における使用方法では、平均化記憶データ761に3つのピークが存在する。これらは時間経過順に、光源200の点灯タイミング直後に照射光111の一部が生体情報センサ300に到達することによって発生するピーク(図8:T8D)、生体の表面120において発生した光音響波信号131が生体情報センサ300に到達するまでの遅延時間後に発生するピーク(図8:T8F)、血管130から発生した光音響波信号131が生体情報センサ300に到達するまでの遅延時間後に発生するピーク(図8:T8I)である。   In the usage method in the second embodiment, there are three peaks in the averaged storage data 761. These are the peak (FIG. 8: T8D) generated when a part of the irradiation light 111 reaches the biological information sensor 300 immediately after the lighting timing of the light source 200, and the photoacoustic wave signal generated on the surface 120 of the living body. A peak that occurs after a delay time until 131 reaches the biological information sensor 300 (FIG. 8: T8F), and a peak that occurs after a delay time until the photoacoustic wave signal 131 generated from the blood vessel 130 reaches the biological information sensor 300. (FIG. 8: T8I).

これらのピークが発生する大まかな時間は生体内を光音響波が伝播する速さと距離の関係から既知であるので、時間窓を用いてそれぞれのピークを検出することにより、ピークの誤検出を効果的に防ぐことが可能となる。   The approximate time at which these peaks occur is known from the relationship between the speed and distance of propagation of photoacoustic waves in the living body, so detecting each peak using a time window is effective in detecting peaks. Can be prevented.

サンプル数カウント信号721が第一時間窓レジスタ732の示す値である45に達すると時間窓信号731が0から1に変化し(図8:T8E、1回目の時間窓が開く)、サンプル数カウント信号721が第二時間窓レジスタ733の示す値である55に達すると時間窓信号731が1から0に変化する(図8:T8G、1回目の時間窓が閉じる)。   When the sample number count signal 721 reaches 45, which is the value indicated by the first time window register 732, the time window signal 731 changes from 0 to 1 (FIG. 8: T8E, the first time window opens), and the sample number count When the signal 721 reaches 55, which is the value indicated by the second time window register 733, the time window signal 731 changes from 1 to 0 (FIG. 8: T8G, the first time window is closed).

測定位置検出手段740では、1回目の時間窓が開いている間において平均化記憶データ761のピーク位置を検出し、ピークを検出したサンプリングタイミングに1回目の測定位置パルス741を発生する(図8:T8F)。   The measurement position detection means 740 detects the peak position of the average storage data 761 while the first time window is open, and generates the first measurement position pulse 741 at the sampling timing at which the peak is detected (FIG. 8). : T8F).

時間差検出手段750は1回目の測定位置パルス741の発生タイミングにおいてサンプル数カウント信号721が示す値を第一の測定位置として検出する。このときの第一の測定位置を50とする。   The time difference detection means 750 detects the value indicated by the sample number count signal 721 at the generation timing of the first measurement position pulse 741 as the first measurement position. The first measurement position at this time is 50.

サンプル数カウント信号721が第三時間窓レジスタ734の示す値である90に達すると時間窓信号731が再び0から1に変化し(図8:T8H、2回目の時間窓が開く)、サンプル数カウント信号721が第四時間窓レジスタ735の示す値である130に達すると時間窓信号731が再び1から0に変化する(図8:T8J、2回目の時間窓が閉じる)。   When the sample count signal 721 reaches 90, which is the value indicated by the third time window register 734, the time window signal 731 changes from 0 to 1 again (FIG. 8: T8H, the second time window opens), and the number of samples When the count signal 721 reaches 130, which is the value indicated by the fourth time window register 735, the time window signal 731 changes from 1 to 0 again (FIG. 8: T8J, the second time window is closed).

測定位置検出手段740では、2回目の時間窓が開いている間において記憶データ601のピーク位置を検出し、ピークを検出したサンプリングタイミングに2回目の測定位置パルス741を発生する(図8:T8I)。   The measurement position detection means 740 detects the peak position of the stored data 601 while the second time window is open, and generates the second measurement position pulse 741 at the sampling timing at which the peak is detected (FIG. 8: T81). ).

このとき、時間差検出手段750は2回目の測定位置パルス741の発生タイミングにおけるサンプル数カウント信号721の示す値を第二の測定位置として検出する。このときの第二の測定位置を100とする。   At this time, the time difference detection means 750 detects the value indicated by the sample number count signal 721 at the generation timing of the second measurement position pulse 741 as the second measurement position. The second measurement position at this time is set to 100.

サンプル数カウンタ720は、2回目の時間窓が閉じるとカウントアップの動作を停止する。   The sample number counter 720 stops counting up when the second time window is closed.

平均化手段760から推定手段710への平均化記憶データ761のデータ転送が終了すると、平均化データ転送終了パルス763が発生する(図8:T8K)。   When the data transfer of the average storage data 761 from the averaging means 760 to the estimation means 710 is completed, an average data transfer end pulse 763 is generated (FIG. 8: T8K).

特徴量推定手段700は平均化データ転送終了パルス763を受け取ると、時間差検出手段750において第一の測定位置(図8:T8F)と第二の測定位置(図8:T8I)の間のカウント値の差(50サンプル数)を時間差信号702として出力する(図8:T8L)。また、このときに推定手段710において血糖値の推定を開始する。   When the feature quantity estimation means 700 receives the averaged data transfer end pulse 763, the time difference detection means 750 counts between the first measurement position (FIG. 8: T8F) and the second measurement position (FIG. 8: T8I). Is output as the time difference signal 702 (FIG. 8: T8L). At this time, the estimation means 710 starts estimating the blood glucose level.

ここで時間差信号702が50となるのは以下の理由によるものである。   Here, the reason why the time difference signal 702 is 50 is as follows.

血管130と生体の表面120との距離Lを1.5mm、生体内を光音響波が伝播する速度vを1500m/sとした場合、第一の測定位置が発生してから第二の測定位置が発生するまでの時間差tはt=L/v=0.0015/1500=1μsとなる。A/D変換手段240におけるサンプリング周波数を50MHzとすると、サンプリング周期は20nsとなるため、1μsの時間差を記憶データ601におけるサンプリングデータ数に換算すると1μs/20ns=50サンプルデータ数となる。   When the distance L between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body is 1.5 mm and the speed v at which the photoacoustic wave propagates in the living body is 1500 m / s, the second measuring position is generated after the first measuring position is generated. The time difference t until the occurrence of t is t = L / v = 0.015 / 1500 = 1 μs. If the sampling frequency in the A / D conversion means 240 is 50 MHz, the sampling period is 20 ns. Therefore, when the time difference of 1 μs is converted into the number of sampling data in the stored data 601, 1 μs / 20 ns = 50 sample data numbers.

平均化データ転送終了パルス763により開始された血糖値の推定が終了すると、推定手段710から推定血糖値701が外部に出力される(図8:T8M)。   When the estimation of the blood glucose level started by the averaged data transfer end pulse 763 is completed, the estimated blood glucose level 701 is output from the estimation means 710 to the outside (FIG. 8: T8M).

制御手段805の内部に設けた繰り返し回数変更手段840では、時間差信号702の示すサンプル数が時間差判定閾値レジスタ821の示す値60(血管130と生体の表面120との距離Lが1.8mmに相当)より小であるため、光量変更手段830に対して第2領域繰り返し回数レジスタ842の示す値を選択するよう指示する。その結果、制御手段805は次回の測定周期における一連の繰り返し回数を100回に設定する。   In the repetition number changing means 840 provided inside the control means 805, the number of samples indicated by the time difference signal 702 is the value 60 indicated by the time difference determination threshold register 821 (the distance L between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body corresponds to 1.8 mm). ), The light quantity changing means 830 is instructed to select the value indicated by the second area repetition count register 842. As a result, the control means 805 sets the series of repetitions in the next measurement cycle to 100 times.

以上の動作を測定周期毎に繰り返す。   The above operation is repeated every measurement cycle.

本発明の実施の形態2では、平均化記憶データ761におけるT8FからT8Iまでのサンプル数を用いて時間差信号702を作成したが、T8DからT8Iまでのサンプル数を用いても同様の効果が得られる。これは、生体の表面120に装着された非侵襲血糖測定装置140では、生体の表面120から生体情報センサ300まで光音響波信号131が伝播する時間は生体情報センサ300の構成材料及び寸法に起因して一意に決定するためである。   In the second embodiment of the present invention, the time difference signal 702 is created using the number of samples from T8F to T8I in the averaged storage data 761, but the same effect can be obtained by using the number of samples from T8D to T8I. . This is because, in the non-invasive blood glucose measurement device 140 attached to the living body surface 120, the time for the photoacoustic wave signal 131 to propagate from the living body surface 120 to the living body information sensor 300 is caused by the constituent material and dimensions of the living body information sensor 300. This is because it is uniquely determined.

但し、非侵襲血糖測定装置140の生体の表面120に対する接触圧が変化した場合はT8Fの発生位置がわずかながら変化することがあるため、1回目の時間窓の開く幅はT8Fの発生位置の変動量を考慮して設定すればよい。   However, when the contact pressure of the non-invasive blood glucose measuring device 140 with respect to the surface 120 of the living body changes, the T8F generation position may change slightly, so the first time window opening width varies with the T8F generation position. What is necessary is just to set in consideration of quantity.

この場合、1回目の時間窓が開くタイミングを第一時間窓レジスタ732と第二時間窓レジスタ733によりあらかじめ変更しておけばよく、具体的には光源200の点灯タイミング直後に発生する記憶データ601のピーク(図8:T8D)を検出できるような幅の時間窓を設定し、時間差判定閾値レジスタ821の値を光音響波信号131が血管130から生体情報センサ300に到達するまでに必要な伝播時間を考慮して設定すればよい。   In this case, the timing for opening the first time window may be changed in advance by the first time window register 732 and the second time window register 733. Specifically, the stored data 601 generated immediately after the light source 200 is turned on. Is set to a time window that can detect the peak (FIG. 8: T8D), and the value of the time difference determination threshold register 821 is propagated until the photoacoustic wave signal 131 reaches the biological information sensor 300 from the blood vessel 130. What is necessary is just to set in consideration of time.

時間差信号702を作成する別の方法として、制御手段805から出力される点灯タイミング802を特徴量推定手段700に入力し、照射光111を照射してから第二の測定位置までのサンプル数を用いてもよい。   As another method of creating the time difference signal 702, the lighting timing 802 output from the control unit 805 is input to the feature amount estimation unit 700, and the number of samples from the irradiation of the irradiation light 111 to the second measurement position is used. May be.

この場合、時間窓は第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735で設定したタイミングでのみ開くようにすればよい。   In this case, the time window may be opened only at the timing set by the third time window register 734 and the fourth time window register 735.

また、本発明の実施の形態2では、A/D変換手段500のサンプリングデータ501を記憶手段600に一度書き込み、特徴量推定手段700で読み出すことにより推定血糖値701を算出するようにしたが、特徴量推定手段700が直接A/D変換手段500からサンプリングデータ501を受け取ることで推定血糖値701を算出してもよい。   In the second embodiment of the present invention, the estimated blood glucose level 701 is calculated by writing the sampling data 501 of the A / D conversion unit 500 into the storage unit 600 once and reading it by the feature amount estimation unit 700. The estimated blood glucose level 701 may be calculated by the feature quantity estimation unit 700 receiving the sampling data 501 directly from the A / D conversion unit 500.

また、本発明の実施の形態2では、繰り返し回数変更手段840で変更可能な繰り返し回数を100回と150回の2通りとしたが、時間差判定閾値レジスタ821の閾値の数を複数にすることにより、3通り以上の繰り返し回数も設定可能である。   In the second embodiment of the present invention, the number of repetitions that can be changed by the repetition number changing means 840 is two types of 100 and 150. However, by making the number of thresholds in the time difference determination threshold register 821 plural. Three or more repetitions can be set.

また、本発明の実施の形態2では、血管130が患者によって生体の表面120から1.0mmから2.25mmの深さに存在するとして説明したが、血管130の深さはこれに限ったものではない。第三時間窓レジスタ734と第四時間窓レジスタ735を用いて2回目の時間窓の開くタイミングを変更することにより、第一の測定位置と第二の測定位置を任意に検出することが可能である。   In the second embodiment of the present invention, it has been described that the blood vessel 130 exists at a depth of 1.0 mm to 2.25 mm from the surface 120 of the living body depending on the patient. However, the depth of the blood vessel 130 is limited to this. is not. By changing the opening timing of the second time window using the third time window register 734 and the fourth time window register 735, it is possible to arbitrarily detect the first measurement position and the second measurement position. is there.

以上、本発明の実施の形態2に記載の非侵襲血糖測定装置140では、血管130と生体の表面120の距離が変化した場合において、必要最小限の繰り返し回数を照射周期毎に設定することが可能となるため低消費電力の測定装置を実現することが可能となる。   As described above, in the noninvasive blood glucose measurement device 140 described in the second embodiment of the present invention, when the distance between the blood vessel 130 and the surface 120 of the living body changes, the minimum necessary number of repetitions can be set for each irradiation cycle. Therefore, a measurement device with low power consumption can be realized.

なお、本発明の実施の形態2における非侵襲血糖測定装置140で測定する対象は、血管130中のグルコース量に限定されるものではない。すなわち、照射光111の波長領域におけるエネルギーを吸収し光音響波を発生する物質であれば良く、例えば生体の表面120から血管130までの間の組織液に含まれるグルコースや血管130中のヘモグロビン量などに対しても適用可能である。   Note that the target to be measured by the non-invasive blood glucose measurement device 140 in Embodiment 2 of the present invention is not limited to the amount of glucose in the blood vessel 130. That is, any substance that absorbs energy in the wavelength region of the irradiation light 111 and generates a photoacoustic wave may be used. For example, glucose contained in the tissue fluid between the surface 120 of the living body and the blood vessel 130, the amount of hemoglobin in the blood vessel 130, etc. It is applicable to.

以上のように、本発明にかかる非侵襲生体情報測定装置は、光音響検出手段により検出したデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて光源の制御方法や測定繰り返し回数を変更することにより、低消費電力で短い測定時間の装置を実現することが可能となり、ポータブルな非侵襲生体情報測定機器の連続測定時間を向上するうえで有用である。   As described above, the noninvasive living body information measurement apparatus according to the present invention extracts the first measurement position and the second measurement position from the data detected by the photoacoustic detection means, and the second measurement position is extracted from the first measurement position. By changing the control method of the light source and the number of measurement repetitions according to the time difference to the measurement position, it is possible to realize a device with low power consumption and short measurement time, and continuous measurement of portable noninvasive biological information measurement equipment Useful for improving time.

本発明の実施の形態1におけるシステム構成を示す図The figure which shows the system configuration | structure in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における非侵襲血糖測定装置110のブロック構成を示す図The figure which shows the block configuration of the noninvasive blood-glucose measuring apparatus 110 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における特徴量推定手段700のブロック構成を示す図The figure which shows the block structure of the feature-value estimation means 700 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における非侵襲血糖測定装置110の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing operation of non-invasive blood glucose measurement device 110 according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2におけるシステム構成を示す図The figure which shows the system configuration | structure in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における非侵襲血糖測定装置140のブロック構成を示す図The figure which shows the block configuration of the noninvasive blood glucose measuring device 140 in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における特徴量推定手段700のブロック構成を示す図The figure which shows the block structure of the feature-value estimation means 700 in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における非侵襲血糖測定装置140の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the non-invasive blood sugar measurement device 140 according to Embodiment 2 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

110 非侵襲血糖測定装置
111 照射光
120 生体の表面
130 血管
131 光音響波信号
140 非侵襲血糖測定装置
200 光源
300 生体情報センサ
301 電圧信号
400 増幅手段
401 増幅信号
500 A/D変換手段
501 サンプリングデータ
600 記憶手段
601 記憶データ
602 データ転送終了パルス
700 特徴量推定手段
701 推定血糖値
702 時間差信号
710 推定手段
720 サンプル数カウンタ
721 サンプル数カウント信号
730 時間窓生成手段
731 時間窓信号
732 第一時間窓レジスタ
733 第二時間窓レジスタ
734 第三時間窓レジスタ
735 第四時間窓レジスタ
736 カウンタ停止信号
740 測定位置検出手段
741 測定位置パルス
750 時間差検出手段
760 平均化手段
761 平均化記憶データ
762 平均化終了パルス
763 平均化データ転送終了パルス
800 制御手段
801 光量
802 点灯タイミング
803 起動信号
804 終了信号
805 制御手段
810 光源制御内容変更手段
811 光源制御内容変更手段
820 時間差判定手段
821 時間差判定閾値レジスタ
830 光量変更手段
831 第1領域光量レジスタ
832 第2領域光量レジスタ
840 繰り返し回数変更手段
841 第1領域繰り返し回数レジスタ
842 第2領域繰り返し回数レジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Non-invasive blood glucose measuring device 111 Irradiation light 120 Living body surface 130 Blood vessel 131 Photoacoustic wave signal 140 Non-invasive blood glucose measuring device 200 Light source 300 Biological information sensor 301 Voltage signal 400 Amplifying means 401 Amplifying signal 500 A / D converting means 501 Sampling data 600 storage means 601 stored data 602 data transfer end pulse 700 feature quantity estimation means 701 estimated blood sugar level 702 time difference signal 710 estimation means 720 sample number counter 721 sample number count signal 730 time window generation means 731 time window signal 732 first time window register 733 Second time window register 734 Third time window register 735 Fourth time window register 736 Counter stop signal 740 Measurement position detection means 741 Measurement position pulse 750 Time difference detection means 760 Averaging Stage 761 Averaging stored data 762 Averaging end pulse 763 Averaging data transfer end pulse 800 Control means 801 Light quantity 802 Lighting timing 803 Start signal 804 End signal 805 Control means 810 Light source control content change means 811 Light source control content change means 820 Time difference determination Means 821 Time difference determination threshold value register 830 Light quantity change means 831 First area light quantity register 832 Second area light quantity register 840 Repeat count change means 841 First area repeat count register 842 Second area repeat count register

Claims (16)

生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、
少なくとも一つの光源と、
前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、
前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、
前記特徴量推定手段は前記デジタルデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて前記光源の制御方法を前記制御手段を通じて変更する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
In a non-invasive living body information measuring apparatus for detecting a photoacoustic wave signal from the living body containing light from a living body by entering light on the living body surface from the living body surface,
At least one light source;
Control means for controlling the light quantity and lighting timing of the light source and activation of each means described later;
A biological information sensor for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor;
A / D conversion means for A / D converting the amplified signal;
Storage means for storing the A / D converted digital data;
A feature amount estimating means for analyzing the digital data stored in the storage means and estimating a feature amount of biological information;
The feature amount estimation means extracts a first measurement position and a second measurement position from the digital data, and controls the control method of the light source according to a time difference from the first measurement position to the second measurement position. A noninvasive living body information measuring device characterized by changing through means.
前記光源の制御方法は、光源の光量であることを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The noninvasive living body information measuring device according to claim 1, wherein the light source control method is a light amount of the light source. 前記光源の制御方法は、光源の点灯時間であることを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The noninvasive living body information measuring device according to claim 1, wherein the light source control method is a lighting time of the light source. 前記特徴量推定手段は、前記第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記光源の制御方法を変更する、ことを特徴とする請求項2乃至請求項3に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means compares the time difference from the first measurement position to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more areas. The noninvasive living body information measuring device according to claim 2, wherein a control method of the light source is changed according to the method. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする請求項4に記載の非侵襲生体情報測定装置。 5. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 4, wherein the feature amount estimating unit includes a writable register, and the time difference threshold value can be changed from the outside by the register. . 生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、
少なくとも一つの光源と、
前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、
前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、
前記特徴量推定手段は前記デジタルデータから第二の測定位置を抽出し、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差に応じて前記光源の制御方法を前記制御手段を通じて変更する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
In a non-invasive living body information measuring apparatus for detecting a photoacoustic wave signal from the living body containing light from a living body by entering light on the living body surface from the living body surface,
At least one light source;
Control means for controlling the light quantity and lighting timing of the light source and activation of each means described later;
A biological information sensor for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor;
A / D conversion means for A / D converting the amplified signal;
Storage means for storing the A / D converted digital data;
A feature amount estimating means for analyzing the digital data stored in the storage means and estimating a feature amount of biological information;
The feature amount estimation means extracts a second measurement position from the digital data, and changes the control method of the light source through the control means according to a time difference from when the light source is turned on to the second measurement position. A noninvasive living body information measuring device characterized by the above.
前記光源の制御方法は、光源の光量であることを特徴とする請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The noninvasive living body information measuring device according to claim 6, wherein the light source control method is a light amount of the light source. 前記光源の制御方法は、光源の点灯時間であることを特徴とする請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The noninvasive living body information measuring device according to claim 6, wherein the light source control method is a lighting time of the light source. 前記特徴量推定手段は、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値を比較し、該領域に応じて前記光源の制御方法を変更する、ことを特徴とする請求項7乃至請求項8に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimating means compares the time difference from when the light source is turned on to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, 9. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 7, wherein a control method of the light source is changed accordingly. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする請求項9に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 9, wherein the feature amount estimation unit includes a writable register, and the time difference threshold value can be changed from the outside by the register. . 生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、
少なくとも一つの光源と、
前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、
前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、
前記光源を点灯させてから前記デジタルデータを前記記憶手段に記録するまでの一連の動作を所定回数繰り返し、前記記憶手段に記憶されている所定回数分のデジタルデータを平均化し、前記平均化したデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段とを備え、
前記特徴量推定手段は、前記平均化したデジタルデータから第一の測定位置と第二の測定位置を抽出し、第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
In a non-invasive living body information measuring apparatus for detecting a photoacoustic wave signal from the living body containing light from a living body by entering light on the living body surface from the living body surface,
At least one light source;
Control means for controlling the light quantity and lighting timing of the light source and activation of each means described later;
A biological information sensor for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor;
A / D conversion means for A / D converting the amplified signal;
Storage means for storing the A / D converted digital data;
A series of operations from when the light source is turned on until the digital data is recorded in the storage means is repeated a predetermined number of times, the digital data for a predetermined number of times stored in the storage means is averaged, and the averaged digital A feature amount estimating means for analyzing the data and estimating the feature amount of the biological information,
The feature amount estimation unit extracts a first measurement position and a second measurement position from the averaged digital data, and the series of operations according to a time difference from the first measurement position to the second measurement position. The non-invasive living body information measuring device characterized by changing the number of times of repetition.
前記特徴量推定手段は、前記第一の測定位置から第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更する、ことを特徴とする請求項11に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means compares the time difference from the first measurement position to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more areas. The noninvasive living body information measuring device according to claim 11, wherein the number of repetitions of the series of operations is changed in accordance with. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする請求項12に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 12, wherein the feature amount estimating unit includes a writable register, and the time difference threshold value can be changed from the outside by the register. . 生体の表面に光を入射して生体情報の特徴量を含んだ前記生体内からの光音響波信号を前記生体の表面から検出する非侵襲生体情報測定装置において、
少なくとも一つの光源と、
前記光源の光量や点灯タイミングや後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定する生体情報センサと、
前記生体情報センサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段と、
前記光源を点灯させてから前記デジタルデータを前記記憶手段に記録するまでの一連の動作を所定回数繰り返し、前記記憶手段に記憶されている所定回数分のデジタルデータを平均化し、前記平均化したデジタルデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段と、を備え、
前記特徴量推定手段は、前記平均化したデジタルデータから第二の測定位置を抽出し、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
In a non-invasive living body information measuring apparatus for detecting a photoacoustic wave signal from the living body containing light from a living body by entering light on the living body surface from the living body surface,
At least one light source;
Control means for controlling the light quantity and lighting timing of the light source and activation of each means described later;
A biological information sensor for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying an output signal from the biological information sensor;
A / D conversion means for A / D converting the amplified signal;
Storage means for storing the A / D converted digital data;
A series of operations from when the light source is turned on until the digital data is recorded in the storage means is repeated a predetermined number of times, the digital data for a predetermined number of times stored in the storage means is averaged, and the averaged digital A feature amount estimating means for analyzing the data and estimating the feature amount of the biological information,
The feature amount estimation unit extracts a second measurement position from the averaged digital data, and changes the number of repetitions of the series of operations according to a time difference from when the light source is turned on to the second measurement position. A non-invasive living body information measuring device characterized by that.
前記特徴量推定手段は、前記光源が点灯してから第二の測定位置までの時間差と、該時間差を2つ以上の領域に分ける少なくとも1つ以上の時間差しきい値とを比較し、該領域に応じて前記一連の動作の繰り返し回数を変更する、ことを特徴とする請求項14に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimating means compares the time difference from when the light source is turned on to the second measurement position with at least one time difference threshold value that divides the time difference into two or more regions, The noninvasive living body information measuring device according to claim 14, wherein the number of repetitions of the series of operations is changed in accordance with. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記時間差しきい値を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする請求項15に記載の非侵襲生体情報測定装置。 16. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 15, wherein the feature amount estimating means includes a writable register, and the time difference threshold value can be changed from the outside by the register. .
JP2007206570A 2007-08-08 2007-08-08 Noninvasive biological information measuring device Pending JP2009039268A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007206570A JP2009039268A (en) 2007-08-08 2007-08-08 Noninvasive biological information measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007206570A JP2009039268A (en) 2007-08-08 2007-08-08 Noninvasive biological information measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009039268A true JP2009039268A (en) 2009-02-26

Family

ID=40440690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007206570A Pending JP2009039268A (en) 2007-08-08 2007-08-08 Noninvasive biological information measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009039268A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012020062A (en) * 2010-07-16 2012-02-02 Ihara Denshi Kogyo Kk Biosignal detecting device, control method used for the same, and program
WO2012114695A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 富士フイルム株式会社 Photoacoustic image generation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012020062A (en) * 2010-07-16 2012-02-02 Ihara Denshi Kogyo Kk Biosignal detecting device, control method used for the same, and program
WO2012114695A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 富士フイルム株式会社 Photoacoustic image generation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4760342B2 (en) Biological condition detection device
EP2207474B1 (en) Optical sensor for determining the concentration of an analyte
JP2009039267A (en) Noninvasive biological information measuring apparatus
US11079279B2 (en) Diagnosis method using laser induced breakdown spectroscopy and diagnosis device performing the same
TW408219B (en) Method and apparatus for noninvasive measurement of blood glucose by photoacoustics
KR100871074B1 (en) Noninvasive apparatus and method for measuring blood glucose
JP2015039542A (en) Pulse wave measurement apparatus
JP2012005622A (en) Photoacoustic imaging apparatus and photoacoustic imaging method
Zhang et al. Noninvasive photoacoustic measurement of glucose by data fusion
CN107228904B (en) Photoinduced ultrasonic blood glucose noninvasive detection device and method
JP4444227B2 (en) Component concentration measuring apparatus and component concentration measuring method
JP2009039268A (en) Noninvasive biological information measuring device
US8437821B2 (en) Non-invasive body information measurement apparatus
JP2010069065A (en) Non-invasive blood sugar measuring apparatus
KR20190063446A (en) Non-invasive glucose prediction system, glucose prediction method, and glucose sensor
JP5327194B2 (en) Biological condition detection device
JP4477568B2 (en) Component concentration measuring apparatus and component concentration measuring apparatus control method
JP2009039264A (en) Noninvasive biological information measuring device
EP4144292A1 (en) Process and analyte monitor for estimating a quantity in mathematical relationship with an analyte concentration level in a target
JP2008253438A (en) Non-invasive biological information measuring device
CN113876321A (en) Non-invasive blood glucose detection method based on photoacoustic effect
JP6080004B2 (en) Parameter measuring apparatus, parameter measuring method, and program
KR100438839B1 (en) Apparatus and measuring method of PPG
JP2008253397A (en) Non-invasive biological information measuring device
JP2009011555A (en) Non-invasive biological information measuring instrument