JP2015142700A - Wristwatch type blood glucose level watch device - Google Patents
Wristwatch type blood glucose level watch device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015142700A JP2015142700A JP2014049555A JP2014049555A JP2015142700A JP 2015142700 A JP2015142700 A JP 2015142700A JP 2014049555 A JP2014049555 A JP 2014049555A JP 2014049555 A JP2014049555 A JP 2014049555A JP 2015142700 A JP2015142700 A JP 2015142700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- light
- reflected
- wavelength
- group
- 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
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、血糖値の変化を測定して低血糖症状等を警告する腕時計型の血糖値ウォッチ装置に関する The present invention relates to a wristwatch-type blood sugar level watch device that measures changes in blood sugar level and warns of hypoglycemic symptoms and the like.
糖尿病は血糖値が高くなる病気である。食事をすると血糖値が上がり始め、この時に、血糖値に反応して体内で唯一の血糖降下ホルモンであるインスリンが膵臓から分泌されて、血糖値を下げるように働く。しかし、このインスリンの分泌量が少なかったり、その作用が悪かったりすると、血糖値は正常な範囲まで下がらず高血糖となる。糖尿病は慢性の高血糖を主徴とする代謝疾患群であり、このインスリンの作用不足が主な病態であると言われている。 Diabetes is a disease that increases blood sugar levels. When you eat, your blood sugar level starts to rise, and at this time, insulin, the only hypoglycemic hormone in your body, is secreted from the pancreas in response to your blood sugar level and works to lower your blood sugar level. However, if the amount of insulin secreted is small or its action is poor, the blood sugar level does not drop to the normal range and becomes high blood sugar. Diabetes is a group of metabolic diseases whose main feature is chronic hyperglycemia, and it is said that this lack of action of insulin is the main disease state.
糖尿病患者にとって高血糖状態は緊急事態とはならないが、低血糖状態は患者にとって危険なものとなる。原因としては、インスリンの過剰投与、内服薬の使用量過多、食事摂取量の不足、薬の服用(あるいはインスリンの投与)時間が早すぎた場合、下痢や嘔吐の持続、激しい運動、アルコール過飲などが挙げられているが、いずれにしても低血糖症状に陥らないように血糖値変化を監視することが重要になる。 A hyperglycemic state is not an emergency for diabetics, but a hypoglycemic state is dangerous for the patient. Causes include overdose of insulin, excessive use of internal medicine, lack of food intake, prolonged use of medicine (or insulin administration), persistent diarrhea and vomiting, intense exercise, alcohol overdose, etc. However, in any case, it is important to monitor blood glucose level changes so as not to fall into hypoglycemic symptoms.
低血糖の症状としては、血糖値の下降程度により、副交感神経症状(急激な空腹感)から中枢神経症状(頭痛、めまい、吐き気)となり、更に交感神経症状(発汗、動悸、ふるえ)と進み、血糖が下がりすぎると異常行動や錯乱、痙攣を引き起こし、意識消失(低血糖性昏睡)を来し、危険な状況を招くこともある。ただ、神経障害を合併している場合やインスリン製剤の種類など個々人により、出現症状や時期は異なるため、可能であれば定期的な血糖値変化を知ることが有効であるが、簡易的かつ継続的に血糖値を測定する装置は無かった。 Symptoms of hypoglycemia change from parasympathetic symptom (rapid hunger) to central nervous symptom (headache, dizziness, nausea), and further sympathetic symptom (sweat, palpitation, tremor), If blood sugar falls too low, it can cause abnormal behavior, confusion, and convulsions, resulting in loss of consciousness (hypoglycemic coma), which can lead to dangerous situations. However, it is effective to know the change in blood glucose level regularly if possible because it may vary depending on the individual, such as the presence of neurological disorders or the type of insulin preparation, but it is effective and simple. There was no device for measuring blood glucose level.
糖尿病における健康管理では血糖値、特に低血糖にならないような管理が重要なテーマとなる。この血糖値を管理するのに、携帯型の穿刺器を使った侵襲型血糖測定装置が普及しているが、穿刺器を毎日使うのは精神的にも肉体的にも苦痛であった。
糖尿病患者の血糖値を測定する手段としてパルスオキシメータが知られている。パルスオキシメーターは、プローブを指先や耳などに付けて、侵襲せずに脈拍数と経皮的動脈血酸素飽和度をモニターする医療機器である。しかし、血糖値を測定するパルスオキシメータは医療機器であり、価格も高価であり、普段身に付ける機器ではない。
In health management in diabetes, blood glucose level, particularly management that does not cause hypoglycemia is an important theme. In order to manage this blood glucose level, an invasive blood glucose measuring device using a portable puncture device has become widespread, but daily use of the puncture device has been mentally and physically painful.
A pulse oximeter is known as a means for measuring a blood glucose level of a diabetic patient. A pulse oximeter is a medical device that attaches a probe to a fingertip or an ear and monitors the pulse rate and percutaneous arterial oxygen saturation without invading. However, pulse oximeters that measure blood glucose levels are medical devices, are expensive, and are not usually worn.
一般的な糖尿病患者の立場からは、正確な血糖値がわからなくても、例えば低血糖になりそうになった時にアラームを出してくれる簡易的な血糖値センサーが望まれている。発明者は、撮像素子とLEDを使った血管位置を検出する血糖値ウォッチを発明した。これは、近赤外線パルスと近赤外線以外の波長の階段波を組み合わせた複合パルスを使って血糖値の変化を測定するものである(特許文献1)。 From the standpoint of a general diabetic patient, there is a demand for a simple blood glucose level sensor that gives an alarm when the blood glucose level is likely to become low even if the accurate blood glucose level is unknown. The inventor has invented a blood glucose level watch that detects a blood vessel position using an image sensor and an LED. This is to measure a change in blood glucose level using a composite pulse in which a near-infrared pulse and a step wave having a wavelength other than near-infrared are combined (Patent Document 1).
一方、パルスオキシメーターにおいても、波長650nmの発光素子と波長950nmの発光素子を使い、それぞれをパルス駆動して、動脈血による吸収度を比較測定することにより動脈血酸素飽和度を測定することが知られている(特許文献2)。 On the other hand, a pulse oximeter is also known to measure arterial oxygen saturation by using a light-emitting element with a wavelength of 650 nm and a light-emitting element with a wavelength of 950 nm, driving each pulsed, and comparing and measuring the absorbance by arterial blood. (Patent Document 2).
上記の特許文献1においては、CCDカメラを使っているので、従来のパルスオキシメーターとは構成が異なり開発に時間がかかる問題がある。一方、特許文献2のパルスオキシメーターでは、段落(0033)に「発光素子1および発光素子2は、手足の指、耳介、鼻等の生体の一部3を通して、受光素子4へ時分割的に各波長の光を照射する対」医療機関での使用を前提としているので、正確な血糖値の測定を前提としている。また、特許文献2の段落(0033)には「発光素子1および発光素子2は、手足の指、耳介、鼻等の生体の一部3を通して、受光素子4へ時分割的に各波長の光を照射するようになっており、」と記載されていて、ポータブル機器への組み込みは想定していないので、腕時計にて日常的に使える技術ではない。糖尿病患者にとって問題となる低血糖症状や高血糖値症状に対する警告をするには、正確な数値測定が必要な訳ではなく、血糖値が所定の下限より低くなった時や上限値より高くなった時がわかれば日常的な使用には十分となる。
In the above-mentioned patent document 1, since a CCD camera is used, there is a problem that the configuration is different from a conventional pulse oximeter and development takes time. On the other hand, in the pulse oximeter of
そこで、本発明では、パルスオキシメータのように製造が容易で、しかも血糖値を測定するのではなく、血糖値レベルの変化を検出して所定の最大値や最小値と比較してアラームを発生させる安価な簡易血管位置を検出する血糖値ウォッチを提供することを目的とした。 Therefore, in the present invention, it is easy to manufacture like a pulse oximeter, and instead of measuring a blood glucose level, a change in the blood glucose level is detected and compared with a predetermined maximum or minimum value to generate an alarm. An object of the present invention is to provide a blood sugar level watch that detects an inexpensive simple blood vessel position.
上記の課題を解決するために、本発明においては、時計機能を持つCPUと、このCPUに接続されたメモリと、前記CPUによって制御されて異なる波長のパルス光を手首に向けて発射する発光手段と、前記手首で反射された反射パルス光を検出して光電変換電圧値を前記CPUに出力する受光手段で皮膚の血管位置を検出する方法において、前記パルス発光手段から出力される近赤外線以外の波長を持ち階段波を形成する第1グループのパルス光と、この第1グループのパルス光の階段波の最上段の頂点部タイミング期間内で重畳される近赤外線の波長を持つ第2グループのパルス光を皮膚に照射して反射させることにより皮膚からの反射で複合反射パルス光を生成し、前記CPUによって前記階段波の踊り場分と、最上段の手前部分と、前記第2グループのパルス光と重複する部分にタイミングパルスを発生させてサンプリングを行うことにより、前記皮膚で反射された前記複合パルスのうちの第1グループの反射パルス光の階段波の段差で基準レベルを設定し、前記第2グループの反射パルス光の反射光ピークレベルを測定し、この反射光ピークレベルを変動値として前記基準値との比率を計算し、所定数の前記反射複合パルスにおける前記基準値との比率のうち、反射パルス光の相対的な低レベル領域から前記皮膚の血管位置を検出する血管を検出するようにした。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a CPU having a clock function, a memory connected to the CPU, and a light emitting unit that emits pulsed light of different wavelengths toward the wrist under the control of the CPU. And a method for detecting the blood vessel position of the skin with the light receiving means for detecting the reflected pulsed light reflected by the wrist and outputting the photoelectric conversion voltage value to the CPU, other than the near infrared ray output from the pulse light emitting means. A first group of pulse lights having a wavelength and forming a staircase wave, and a second group of pulses having a near-infrared wavelength superimposed within the uppermost vertex timing period of the staircase wave of the first group of pulse lights The composite reflected pulse light is generated by reflection from the skin by irradiating the light to the skin and reflected by the CPU. By sampling by generating a timing pulse at a portion overlapping with the second group of pulsed light, a reference is made with a step of the stepped wave of the reflected pulsed light of the first group of the composite pulses reflected by the skin. The level is set, the reflected light peak level of the reflected light of the second group is measured, the ratio of the reflected light peak level to the reference value is calculated using the reflected light peak level as a variation value, and the predetermined number of the reflected composite pulses Of the ratio to the reference value, the blood vessel for detecting the blood vessel position of the skin is detected from the relative low level region of the reflected pulse light.
本発明においては、引用文献1と同じ反射複合パルス波を使って血糖値の変動を検出する方法を使っている。しかし、引用文献1はひとつの反射複合パルスを複数の受光セル、例えばCCDカメラ等で一括受光し、反射複合パルスの中の近赤外線の反射パルスレベルをパラメーターとして血管位置を検出している。一方、本発明では従来のパルスオキシメータと類似の構造としながらも複数のパルス発光源を複数の異なる位置にて異なるタイミングで発光させ、受光手段は単体のセンサーで、従来型パルスオキシメーターなどで使われている赤外線/近赤外線センサーなどが使える。複数の発光手段の中から血管に近い位置で近赤外線パルスを受光タイミングにより検出する点で特許文献1とは異なり、また単一発光源と単一受光手段を使う特許文献2とも異なる発明である。
In the present invention, a method of detecting a change in blood glucose level using the same reflected composite pulse wave as in the cited document 1 is used. However, in the cited document 1, one reflected composite pulse is collectively received by a plurality of light receiving cells, for example, a CCD camera, and the blood vessel position is detected using the near-infrared reflected pulse level in the reflected composite pulse as a parameter. On the other hand, in the present invention, while having a structure similar to that of a conventional pulse oximeter, a plurality of pulse light emission sources emit light at different timings at a plurality of different positions, and the light receiving means is a single sensor, such as a conventional pulse oximeter. The infrared / near-infrared sensor used can be used. It differs from Patent Document 1 in that a near-infrared pulse is detected at a position close to a blood vessel from among a plurality of light emitting means, and is different from
従来のパルスオキシメーターの基本構造と類似の構造でありながら、LEDを複数配置することにより本発明を実施することができるので急速な普及が見込まれる。この血糖値ウォッチを糖尿病患者が日常的に腕時計として身につけて携帯することにより、特に低血糖状態になった場合には、本人のみならず周囲の人にもアラーム機能により警告音を発生させて低血糖症状であることを周囲に通報することができる。 Although the structure is similar to the basic structure of a conventional pulse oximeter, the present invention can be implemented by arranging a plurality of LEDs, so that rapid spread is expected. When diabetics wear and carry this blood glucose watch as a wrist watch on a daily basis, especially in the case of hypoglycemia, a warning sound is generated not only by themselves but also by the surrounding people using the alarm function. Can report to the surroundings that it is a hypoglycemic condition.
本発明では、血糖値レベルを測定するために被測定者の血管を含む測定の対象部位皮膚に密着させて装着し、時計機能と、CPUと、このCPUによって制御されて所定のパルスを発光するパルス発光手段と、このパルス発光手段から発射されるパルス光が前記皮膚に発射されて反射した反射パルス光を電圧値に変換する受光手段を備える近赤外線分光法を使った腕時計型の血糖値ウォッチ装置であって、
前記パルス発光手段は近赤外線以外の波長を持つLEDと近赤外線の波長を持つLEDを組み合わせ、所定方向に前記時計機能と同期した所定複数のタイミングで走査しながら発光する複数のLEDで構成され、
前記パルス発光手段から出力される所定複数のタイミングで発光されるパルス光は、近赤外線以外の波長を持ち階段波を形成する第1グループのパルス光と、この第1グループのパルス光の階段波の最上段の頂点部タイミング期間内で重畳される近赤外線の波長を持つ第2グループのパルス光で構成された反射複合パルスを構成し、
前記CPUは、前記皮膚で反射された前記複合パルスのうちの第1グループの反射パルス光の階段波の段差で基準レベルを設定し、前記第2グループの反射パルス光の反射光ピークレベルを測定し、この反射光ピークレベルを変動値として前記基準値との比率を計算し、所定数の前記反射複合パルスにおける前記基準値との比率のうち、反射パルス光の相対的な低レベル領域から前記皮膚の血管位置を検出して反射複合パルスの血糖値変動パラメーター値とするようにした。
In the present invention, in order to measure the blood sugar level, the blood pressure level is attached in close contact with the measurement target skin including the blood vessel of the measurement subject, and a predetermined pulse is emitted by being controlled by the clock function, the CPU, and the CPU. A wristwatch-type blood glucose level watch using near-infrared spectroscopy, comprising pulse light emitting means and light receiving means for converting the reflected pulse light emitted from the pulse light emitting means and reflected by being emitted to the skin. A device,
The pulse light emitting means is a combination of an LED having a wavelength other than near infrared and an LED having a near infrared wavelength, and is configured by a plurality of LEDs that emit light while scanning at a predetermined timing synchronized with the clock function in a predetermined direction,
The pulsed light emitted from the pulsed light emitting means at a plurality of predetermined timings includes a first group of pulsed light having a wavelength other than near infrared rays and forming a staircase wave, and a staircase wave of the first group of pulsed light A reflection composite pulse composed of a second group of pulsed light having a near-infrared wavelength superimposed within the topmost vertex timing period of
The CPU sets a reference level at the step of the stepped wave of the reflected pulse light of the first group of the composite pulses reflected by the skin, and measures the reflected light peak level of the reflected pulse light of the second group Then, the ratio of the reflected light peak level to the reference value is calculated as a fluctuation value, and the ratio from the reference value in the predetermined number of the reflected composite pulses is calculated from the relative low level region of the reflected pulse light. The blood vessel position of the skin was detected and used as the blood glucose level fluctuation parameter value of the reflex composite pulse.
図1は、1つの発光手段と複数の受光手段を備える腕時計型の血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置の機能ブロック図である。血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置1には、CPU9が備えられ、このCPU9にはプログラムメモリ9aとデータメモリ9bが接続されている。また、CPU9によって制御されるパルス発生装置2が内蔵され、パルス発生装置2が生成するパルスタイミングで第1の発光回路3a、3a’と第2の発光回路3bが制御され、腕時計の裏面には近赤外線以外の波長の第1発光回路複数の異なる位置に後述する反射光が複合反射パルスを形成するように配置された第1の発光回路3a、3a’と第2の発光回路3bから発射されたパルス光は被験者の腕の皮膚を照射し、血管4に到達する。
FIG. 1 is a functional block diagram of a blood glucose level watch device that detects a wristwatch type blood vessel position including one light emitting means and a plurality of light receiving means. The blood glucose level watch device 1 that detects the blood vessel position is provided with a
皮膚の血管4によって反射されたパルスは後述する複合反射パルスとして受光手段5によって受光され、光電変換された電圧が第1発光回路3a、3a’のサンプルホールド回路6で生成された基準値と第発光回路3bのサンプルホールド回路7で生成された変動値データーが保持され、比較回路8で比較されてCPU9にフィードバックされ、結果は血糖値ウォッチ装置1の表示部10に表示される。比較回路8によって基準値Aに対して変動値Bがどの程度の割合で変化しているのかを計算するが、血液があまり流れていない領域においては参照光がヘモグロビンに吸収される割合が少ないので、測定精度を上げるためには皮膚の血管4上を照射した反射光によって計算する必要がある。
The pulse reflected by the blood vessel 4 of the skin is received by the
この場合、血圧によって検出されるヘモグロビンによって糖度パラメータが変化するので血糖値パラメータの絶対値は変化するが、本発明においては近赤外線以外の波長のパルス光と近赤外線波長のパルス光を複合反射パルスとして検出し、計測しているので、血流量の影響は受け難くなる。 In this case, since the sugar content parameter is changed by hemoglobin detected by the blood pressure, the absolute value of the blood glucose level parameter is changed, but in the present invention, the pulse light having a wavelength other than the near infrared ray and the pulse light having the near infrared wavelength are combined and reflected. Since it detects and measures as, it becomes difficult to receive the influence of a blood flow rate.
また、血圧は、一般的に夜間、睡眠中が最低で、午後は午前よりやや高くなり、夜間は低くなり、起床とともに高くなる傾向があり、また食後は上昇し、1時間ほどで元に戻る傾向があるので、生活パターンに合わせたデータから血糖値を管理する必要がある。 In addition, blood pressure is generally lowest at night and during sleep, slightly higher in the afternoon, lower at night, and tends to increase with getting up, and rises after meals, returning to the original level in about an hour. Since there is a tendency, it is necessary to manage blood glucose levels from data tailored to life patterns.
上記において、第1の発光回路3では、青や緑などの700〜800nm以外の波長を持つLEDや半導体レーザーを使い、第2の発光回路4からは、生体を透過しやすい波長700〜900nm近赤外光(好ましくは760nm)或いは近赤外拡散反射スペクトル(700nm〜1050nm)の波長光を発光する発光ダイオードや半導体レーザーの光を使用することが望ましい。この反射型センサを腕時計の外周に円形で並べたり、直径方向に直線亜配置して、ひとつの近赤外線LEDと隣接するユニットの赤外線を使って波長660nmの赤色光例えば赤外線組み合わせでも良い。 In the above, the first light-emitting circuit 3 uses LEDs or semiconductor lasers having wavelengths other than 700 to 800 nm, such as blue and green, and the second light-emitting circuit 4 has a wavelength of about 700 to 900 nm that easily passes through the living body. It is desirable to use light of a light emitting diode or a semiconductor laser that emits light having a wavelength of infrared light (preferably 760 nm) or near infrared diffuse reflection spectrum (700 nm to 1050 nm). This reflective sensor may be arranged in a circle on the outer periphery of the wristwatch or linearly arranged in the diametrical direction, and a combination of red light having a wavelength of 660 nm, for example, infrared rays, using the infrared light of a unit adjacent to one near infrared LED.
また、腕時計に取り付ける発光手段としての第1発光回路3a、3a’と第2発光回路の発光手段としては、小型化が可能であれば発光ダイオードLEDや半導体レーザー、特にホログラムレーザユニットを使うことが考えられる。
Further, as the light emitting means of the first
前記LEDを腕時計に配置する場合は、同心円上に近赤外線波長のLEDと近赤外線波長のLEDを円形に配置し、近赤外線波長のLEDと、この近赤外線波長のLEDに隣接する近赤外線以外の波長のLEDをグループ化してこれらの発光により複合反射パルス波を合成することができる。 When the LED is arranged on a wristwatch, a near-infrared wavelength LED and a near-infrared wavelength LED are arranged in a circle on a concentric circle, and the near-infrared wavelength LED and the near-infrared wavelength LED other than the near-infrared wavelength adjacent to the near-infrared wavelength LED are arranged. It is possible to group LEDs of wavelengths and synthesize a composite reflected pulse wave by these emission.
例えば、新日本無線株式会社では、パルスオキシメータも用途のひとつとして反射型センサ「NJL5501R」を販売していて、波長660nmの赤色光と波長940nm の近赤外光のふたつのLEDを使っているが、この反射型センサは2個しかLEDを搭載していないので、電圧操作で赤外線の階段波パルスを生成しても良いが、光量を増やすのであれば最大定格電流を流して本体のLEDをLED3aとして階段波のベース光とし、隣接する両隣のふたつの波長660nmの赤色光LEDをLED3a’として階段波のステップを形成する光として使うことも考えられる。
For example, New Japan Radio Co., Ltd. sells a reflective sensor “NJL5501R” as one of the applications of a pulse oximeter, and uses two LEDs, a red light with a wavelength of 660 nm and a near infrared light with a wavelength of 940 nm. However, since this reflective sensor has only two LEDs, it is possible to generate infrared staircase pulses by voltage operation. It is also conceivable to use a staircase base light as the
また、受光部5については、従来のパルスオキシメーターで使われているテキサス・インスツルメンツ株式会社が販売するTMS320C5515などの光センサーを使うことができる。従来のパルスオキシメーターとの違いは、受信信号が連続光であるか、複合パルス反射光であるかの違いである。
For the
図2は、複合パルスの発光タイミング図である。ここで使う方法は、パルス発光手段から出力される所定複数のタイミングで発光されるパルス光が、近赤外線以外の波長を持ち階段波を形成する第1グループのパルス光と、この第1グループのパルス光の階段波の最上段の頂点部タイミング期間内で重畳される近赤外線の波長を持つ第2グループのパルス光が皮膚で反射して受光手段にて反射複合パルスとして検出する検出方法である。 FIG. 2 is a light emission timing diagram of the composite pulse. The method used here includes a first group of pulsed lights that are emitted from the pulsed light emitting means at a plurality of predetermined timings and have a wavelength other than near infrared rays to form a staircase wave. This is a detection method in which the second group of pulsed light having a near-infrared wavelength superimposed within the topmost vertex timing period of the staircase wave of the pulsed light is reflected by the skin and detected as a reflected composite pulse by the light receiving means. .
前記の方法は、前記皮膚で反射された前記複合パルスのうちの第1グループの反射パルス光の階段波の段差で基準レベルを設定し、前記第2グループの反射パルス光の反射光ピークレベルを測定し、この反射光ピークレベルを変動値として前記基準値との比率を計算し、所定数の前記反射複合パルスにおける前記基準値との比率のうち、反射パルス光の相対的な低レベル領域から前記皮膚の血管位置を検出する血管を検出する方法である。 In the method, a reference level is set by a step of a stepped wave of the first group of reflected pulse lights of the composite pulse reflected by the skin, and a reflected light peak level of the second group of reflected pulse lights is determined. Measure and calculate the ratio of the reflected light peak level as the fluctuation value to the reference value, and from the relative low level region of the reflected pulse light out of the ratio to the reference value in the predetermined number of the reflected composite pulses. It is a method of detecting a blood vessel for detecting the blood vessel position of the skin.
図2(a)は、近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aから発光されたパルス階段波の土台を形成するパルス11である。発光パルスの高さはA1ありタイミングはt1からt5まであり、反射複合パルスにおいては第1LED3から発射される階段波の階段部を形成される。
FIG. 2A shows a pulse 11 that forms the basis of a pulse staircase wave emitted from the main first pulse
図2(b)は、近赤外線以外の波長を持つパルス階段波の上層部を形成するパルス12である。このパルスは、近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路3a´から発光されたパルスである。反射複合パルスにおいては第1LED3’から発射される階段波の階段上部を形成する。発光パルスの高さはA3あり、タイミングはt2からt5までである。前記の近赤外線以外の波長を持つパルス11の高さA1と高さA3を加算するとA2となる。
FIG. 2B shows a pulse 12 that forms the upper layer of a pulse staircase having a wavelength other than near infrared. This pulse is a pulse emitted from the sub-first pulse
図2(c)は、近赤外線の波長を持つパルス13である。このパルスは近赤外線の波長の第2パルス発光回路3bから発光されたパルスである。反射複合パルス波においては階段の頂上部分に重畳され、発光パルスの高さはA4あり、タイミングはt3からt4までとなる。
FIG. 2C shows a pulse 13 having a near infrared wavelength. This pulse is a pulse emitted from the second pulse
図2(d)は、皮膚で反射されたパルス11〜13の反射複合パルス波形14である。ここで、近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aから発光されたパルス11の反射波部分の高さはa1,近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路3a´から発光されたパルス12の反射波部分の高さと前記反射波部分の高さはa1を加えた反射パルスの高さはa2となる。
FIG. 2D shows a reflected composite pulse waveform 14 of pulses 11 to 13 reflected from the skin. Here, the height of the reflected wave portion of the pulse 11 emitted from the main first pulse
反射パルスの高さa1とa2の差はh1である。また、近赤外線の波長の第2パルス発光回路3bから発光されたパルスの反射光部分の高さはh2であり、前記反射パルスの高さはa2を加えると、ピーク高さはa3になる。
The difference between the heights a1 and a2 of the reflected pulse is h1. Further, the height of the reflected light portion of the pulse emitted from the second pulse
図3は、複数の発光手段と1つの受光手段を備える腕時計型の血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置の機能ブロック図である。腕時計型の血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置1には、CPU109が備えられ、このCPU109にはプログラムメモリ109aとデータメモリ109bが接続されている。また、CPU109によって制御されるパルス発生装置2が内蔵され、パルス発生装置102が生成するパルスタイミングで第1の発光回路103a、103a’と第2の発光回路103bが制御され、腕時計の裏面には近赤外線以外の波長の第1発光回路複数の異なる位置に後述する反射光が反射複合パルスを形成するように配置された近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路103a、と近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路103a’と近赤外線の波長の第2パルス発光回路103bから発射されたパルス光は被験者の皮膚を照射し、血管104に到達する。
FIG. 3 is a functional block diagram of a blood glucose monitoring device that detects a wristwatch type blood vessel position including a plurality of light emitting means and one light receiving means. The blood glucose level watch device 1 that detects a wristwatch-type blood vessel position is provided with a
皮膚の血管104によって反射されたパルスは反射複合パルスとして受光手段105によって受光され、反射複合パルス光の中の近赤外線以外の波長の主パルス発光回路103a、と近赤外線以外の波長の副パルス発光回路103a’の皮膚で反射された反射パルス光が光電変換されて基準値検出回路6基準値が生成される。一方、反射複合パルス光の中の近赤外線の波長の第2パルス発行回路103bの皮膚で反射された反射パルス光が光電変換されて変動値検出回路7で変動値が生成される。前記基準値と変動値はCPUの制御により比率計算回路108で比率計算される。この計算結果がデータメモリ109bに格納される、計算結果はCPU109にフィードバックされ、結果は血糖値ウォッチ装置101の表示部110に表示される。
The pulse reflected by the
ここで、従来のパルスオキシメータにおいては指や腕の透過光又は反射光を積分したものを検出しているので、後処理が複雑になる。もし血管周辺からだけの反射光を検出できれば複雑な計算なしでも血糖値の変動を知ることができる。 Here, in the conventional pulse oximeter, since the integrated light transmitted or reflected from the finger or arm is detected, post-processing is complicated. If the reflected light only from the periphery of the blood vessel can be detected, the fluctuation of the blood glucose level can be known without complicated calculation.
上記の近赤外線と近赤外線以外の光を使った血液の検査方法については血液中の酸素測定では昔からよく知られて、いた。しかしパルスオキシメーターでは基本的には連続光あるいは単一波光のパルスしか使っていなかったのでパルスだけで基準値と変動パラメーター情報をもたせるという技術的な思想は無かった。 The above-described methods for examining blood using near-infrared light and light other than near-infrared light have been well known in the past for measuring oxygen in blood. However, since the pulse oximeter basically uses only continuous light or single wave light pulses, there was no technical idea of providing reference values and variation parameter information using only pulses.
本発明においては、本正確な血糖値の測定ではなく、定期的に測定することにより低血糖状態や高血糖状態になることを予知して被験者に警告を出すことを重要な解決すべき課題とした。そして、近赤外線パルスとそれ以外の波長パルスを組み合わせた複合パルスの皮膚からの反射光からに基準値情報と血糖値変化値情報を読み取ることにより上記の課題を解決した。 In the present invention, it is an important problem to be solved to issue a warning to a subject in anticipation of becoming a hypoglycemic state or a hyperglycemic state by regularly measuring the blood sugar level instead of measuring the blood sugar level accurately. did. And the above-mentioned subject was solved by reading standard value information and blood glucose level change value information from the reflected light from the skin of the compound pulse which combined the near-infrared pulse and other wavelength pulses.
図4は、複数LEDの配置例である。図1では腕時計の周縁に同心円でLEDを配置したが、これ以外に腕時計の直径方向に血管と略直行する直線上にLEDを配置しても血管を検出することができる。最上列は近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生するLED103aで、最下列は近赤外線以外の波長の副第1パルスを発生するLED103a´で、それらに挟まれる中間列は近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED103bである。 FIG. 4 is an arrangement example of a plurality of LEDs. In FIG. 1, LEDs are arranged concentrically on the periphery of the wristwatch. However, blood vessels can be detected by arranging LEDs on a straight line that is substantially perpendicular to the blood vessels in the diameter direction of the wristwatch. The top row is an LED 103a that generates a primary first pulse of a wavelength other than near infrared, and the bottom row is an LED 103a 'that generates a secondary first pulse of a wavelength other than near infrared, and the middle row sandwiched between them is the wavelength of the near infrared The LED 103b that generates the second pulse.
SMDタイプのLEDでは大きな出力は出せないので、例えば、近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED18と、近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生するLED115、116及び近赤外線以外の波長の副第1パルスを発生するLED121、122を組み合わせてパルスを発生することにより受光手段105が反射複合パルスを受信する。更に、近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED119と、近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生するLED116、117及び近赤外線以外の波長の副第1パルスを発生するLED122、123を組み合わせてパルスを発生することにより受光手段105が反射複合パルスを受信することができる。
Since a large output cannot be obtained with an SMD type LED, for example, an
また、近赤外線パルスの受信レベルを高くしたい場合には、近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED118、119と、近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生するLED116及び近赤外線以外の波長の副第1パルスを発生するLED122を組み合わせてパルスを発生することにより受光手段5が反射複合パルスを受信する。更に、近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED119、120と、近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生するLED17及び近赤外線以外の波長の副第1パルスを発生するLED123を組み合わせてパルスを発生することにより受光手段105が反射複合パルスを受信する。
When it is desired to increase the reception level of the near-infrared pulse, the
第2実施例では、第1実施例の腕時計型の血糖値ウォッチ装置において、前記CPUが前記基準レベルおよび変動値を検知するサンプリングパルスを使い、第1グループのパルス光はCPUにより前記基準値を生成する為のサンプリングパルスを使って発光手段の発光タイミングにマスキングがかけられた波形であり、第2グループのパルス光はCPUにより前記変動値を生成する為のサンプリングパルスを使って発光手段の発光タイミングにマスキングがかけられた波形であり、第1グループのパルス光はCPUにより前記基準値を生成する為のサンプリングパルスのタイミングを含み、該タイミングパルス以上のパルス幅を持ち、第2グループのパルス光はCPUにより前記変動値を生成する為のサンプリングパルスのタイミングを含み、該タイミングパルス以上のパルス幅を持つようにした。 In the second embodiment, in the wristwatch-type blood glucose level watch device of the first embodiment, the CPU uses a sampling pulse for detecting the reference level and the fluctuation value, and the first group of pulsed lights is obtained by the CPU using the reference value. The waveform is obtained by masking the light emission timing of the light emitting means using the sampling pulse for generating, and the second group of pulse lights is emitted by the light emitting means using the sampling pulse for generating the fluctuation value by the CPU. The first group of pulse lights includes a timing of a sampling pulse for generating the reference value by the CPU, has a pulse width equal to or greater than the timing pulse, and is a second group of pulses. The light includes the timing of the sampling pulse for generating the fluctuation value by the CPU. And to have a pulse width of more than the timing pulses.
ここで、前記反射複合パルスにおいて、皮膚の血管104によって反射されたパルスは反射複合パルスとして受光手段105によって受光され、反射複合パルス光の中の基準値の生成に使う部分と、変動値を生成する部分のみを発光回路から発光させることも考えられる。
Here, in the reflection composite pulse, the pulse reflected by the
図4は、階段波の検出パルスのみを発光・受光する発光シーケンスの例である。これは実施例1において、近赤外線以外の波長のパルス光を皮膚で反射した際に合成される階段波において、受光センサーで受光する部分のみを抽出して利用するものである。 FIG. 4 shows an example of a light emission sequence for emitting and receiving only the detection pulse of the staircase wave. In the first embodiment, only the portion received by the light receiving sensor is extracted and used in the staircase wave synthesized when the pulse light having a wavelength other than near infrared is reflected by the skin.
図4(a)は、図2(a)における近赤外線以外の近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aから発光されたパルス階段波の土台を形成するパルスP1に含まれるパルスP101である。発光パルスの高さはA1ありタイミングは図2(a)のt1とt2の間にあるタイミングpt01aからpt01bまでである。
FIG. 4A shows a pulse P101 included in the pulse P1 forming the base of the pulse staircase wave emitted from the main first pulse
図4(b)は、近赤外線以外の波長を持つパルス階段波の上層部を形成するパルスP102aとP102bである。このパルスは、図2(b)における階段波上部P2に含まれる2つのパルスで構成される。これら2つのパルスはいずれも同じ振幅A2を持つ。振幅A2は、図2(b)の前記の近赤外線以外の波長を持つパルス11の高さA1と高さA3を加算した振幅である。前半の第1パルスP102aは階段波の踊り場部分に含まれるタイミングpt02aからpt02bまでの期間発光される。また、後半の第2パルスP102bは、後述する図2(c)に示す近赤外線のパルスP103と同じタイミングとなる。発光パルスの高さはA3あり、タイミングt3からタイミングt4までの間発光される。これらは近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路3a´から発光されるパルスである。皮膚で反射して合成される複合パルスにおいては図2(b)に示される第1LED3’から発射される階段波P2の階段上部に位置する。
FIG. 4B shows pulses P102a and P102b that form the upper layer of a pulse staircase having a wavelength other than near infrared rays. This pulse is composed of two pulses included in the upper staircase wave P2 in FIG. Both these two pulses have the same amplitude A2. The amplitude A2 is an amplitude obtained by adding the height A1 and the height A3 of the pulse 11 having a wavelength other than the near infrared ray shown in FIG. The first pulse P102a in the first half is emitted during a period from timing pt02a to pt02b included in the staircase landing area. The second pulse P102b in the latter half has the same timing as the near-infrared pulse P103 shown in FIG. The height of the light emission pulse is A3, and light is emitted from timing t3 to timing t4. These are pulses emitted from the sub-first pulse
図4(c)は、近赤外線の波長を持つパルスP103である。このパルスは図2(c)において近赤外線の波長の第2パルス発光回路3bから発光されたパルスP3と同じパルスである。反射複合パルス波においては階段の頂上部分に重畳され、発光パルスの高さはA4あり、タイミングはt3からt4までとなる。
FIG. 4C shows a pulse P103 having a near infrared wavelength. This pulse is the same pulse as the pulse P3 emitted from the second pulse
図4(d)は、皮膚で反射されたパルスP101、P102a、P102b、P103が皮膚で反射して合成された反射複合パルス波形RP101である。ここで、近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aから発光されたパルスP1の反射波部分の高さはa1,近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路3a´から発光されたパルス12の反射波部分の高さと前記反射波部分の高さはa1を加えた反射パルスの高さはa2となる。
FIG. 4D shows a reflected composite pulse waveform RP101 synthesized by reflecting the pulses P101, P102a, P102b, and P103 reflected by the skin. Here, the height of the reflected wave portion of the pulse P1 emitted from the main first pulse
反射パルスの高さa1とa2の差はh1である。また、近赤外線の波長の第2パルス発光回路3bから発光されたパルスの反射光部分の高さはh2であり、前記反射パルスの高さはa2を加えると、ピーク高さはa3になる。
The difference between the heights a1 and a2 of the reflected pulse is h1. Further, the height of the reflected light portion of the pulse emitted from the second pulse
本実施例の場合は、発光手段による発光タイミングと受光手段による検出タイミングが合わせられるので、回路設計が簡単になる。 In the case of the present embodiment, since the light emission timing by the light emitting means and the detection timing by the light receiving means are matched, the circuit design is simplified.
比較回路においては、パルスP101の反射光である近赤外線以外の波長の第1の単一反射パルス波形部分RP101aと、近赤外線以外の波長の第2の単一反射パルス波形部分P102bとで基準値を生成し、この基準値に対してパルスP103の単一反射光パルスPR103cを検出して生成される変動値を比較して血液中のヘモグロビン量の変動を観測することができる。 In the comparison circuit, the first single reflected pulse waveform portion RP101a having a wavelength other than the near infrared ray, which is the reflected light of the pulse P101, and the second single reflected pulse waveform portion P102b having a wavelength other than the near infrared ray are used as reference values. And the fluctuation value generated by detecting the single reflected light pulse PR103c of the pulse P103 with respect to the reference value is compared, and the fluctuation of the hemoglobin amount in the blood can be observed.
回路的には、近赤外線以外の波長の主パルス発光回路103a、と近赤外線以外の波長の副パルス発光回路103a’の皮膚で反射された近赤外線以外の波長の第1の単一反射パルス波形部分RP101aとRP101bが光電変換されて基準値検出回路6基準値を生成する。一方、反射複合パルス光の中の近赤外線の波長の第2パルス発行回路103bの皮膚で反射された近赤外線の波長の単一反射パルス部分PR101cが光電変換されて変動値検出回路7で変動値が生成される。前記基準値と変動値はCPUの制御により比率計算回路108で比率計算される。この計算結果がデータメモリ109bに格納される、計算結果はCPU109にフィードバックされ、結果は血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置101の表示部110に表示される。
In terms of circuit, the first single reflected pulse waveform of the wavelength other than near infrared reflected by the skin of the main pulse light emitting circuit 103a having a wavelength other than near infrared and the sub-pulse light emitting circuit 103a ′ having a wavelength other than near infrared. The portions RP101a and RP101b are photoelectrically converted to generate the reference
図5は実施例2の発光手段及び受光手段のユニット構造を示している。受光手段5については複数ある各ユニットに共通のデバイスとしても良いし、例えば、新日本無線のグループ毎に受光手段を設けても良い。 FIG. 5 shows a unit structure of the light emitting means and the light receiving means of the second embodiment. The light receiving means 5 may be a device common to a plurality of units. For example, a light receiving means may be provided for each group of New Japan Radio.
近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aは近赤外線以外の波長のLED101と、ON/OFFを制御するスイッチ102で構成されている。
The main first pulse
CPU9からの制御信号108がCPU9の制御で選択スイッチ109を選択した場合に、スイッチ102がONとなり、前記近赤外線以外の波長のLED101から前記パルス階段波の土台を形成するパルスP1が発射される。
When the control signal 108 from the
近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3a’は近赤外線以外の波長のLED103と、ON/OFFを制御するスイッチ104で構成されている。
The main first pulse
パルスP101を生成するには、CPU9の選択により、第1のスイッチ出力端子103が選択される。パルス発生回路からの制御信号101はスイッチ101において、スイッチ入力端子102から入力して、第1のスイッチ出力端子103から出力する。ここで、第1のトランジスタ107をオンさせて第1の負荷抵抗108を介して流れる電流を近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生する第1のLED109に流すことによりパルスP101を発生させる。
In order to generate the pulse P101, the first
パルスP102aとP102bを生成するには、CPU9の選択により、第2のスイッチ出力端子104が選択される。パルス発生回路からの制御信号101はスイッチ101において、スイッチ入力端子102から入力して、第2のスイッチ出力端子104から出力する。ここで、第2のトランジスタ111をオンさせて第2の負荷抵抗112を介して流れる電流を近赤外線以外の波長の主第2パルスを発生する第2のLED113に流すことによりパルスP102a及びP102bを発生させる。
In order to generate the pulses P102a and P102b, the
また、第2のスイッチ出力端子104からの出力は、ダイオード114を介して第1のトランジスタ107をオンさせて第1の負荷抵抗108を介して流れる電流を近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生する第1のLED109に流すことによりパルスP101を発生させる。
Further, the output from the second
パルスP103を生成するには、CPU9の選択により、第3のスイッチ出力端子105が選択される。パルス発生回路からの制御信号101はスイッチ101において、スイッチ入力端子102から入力して、第3のスイッチ出力端子105から出力する。ここで、第3のトランジスタ116をオンさせて第3の負荷抵抗117を介して流れる電流を近赤外線波長のパルスを発生するLED118に流すことによりパルスP103を発生させる。
To generate the pulse P103, the third
また、ダイオード119を介して第1のトランジスタ107をオンさせ、ダイオード120を介して第2のトランジスタ111をオンさせる。
Further, the
前記のパルスP101,P102a、P102b、P103は皮膚で反射され、これらのパルス発生タイミングを使って受光手段5によって3パルスで構成される反射複合パルス波形RP101が検出され、第1の反射パルスPR101aと第2の反射パルスPR101bから基準値が生成され、更に第3の反射パルスPR101cと第2の反射パルスPR101bのレベル差から変動値が生成されて、前記基準値で変動値を除算することにより血中ヘモグロビンの変動値が計算される。 The pulses P101, P102a, P102b, and P103 are reflected on the skin, and using these pulse generation timings, a reflection composite pulse waveform RP101 composed of three pulses is detected by the light receiving means 5, and the first reflected pulse PR101a is detected. A reference value is generated from the second reflected pulse PR101b, a fluctuation value is further generated from the level difference between the third reflected pulse PR101c and the second reflected pulse PR101b, and the blood value is divided by dividing the fluctuation value by the reference value. A variation of medium hemoglobin is calculated.
上記において、発光パルスのパルスタイミングは、受光手段のサンプリングのタイミングを含み、かつ発光パルスのパルス幅は、受光手段のサンプリングのパルス幅以上とすることが望ましい。 In the above, it is desirable that the pulse timing of the light emission pulse includes the sampling timing of the light receiving means, and the pulse width of the light emission pulse is greater than or equal to the sampling pulse width of the light receiving means.
また、前記パルス発光手段は近赤外線以外の波長を持つLEDと近赤外線の波長を持つLEDを組み合わせ、所定方向に前記時計機能と同期した所定複数のタイミングで走査させることが望ましい。 In addition, it is desirable that the pulsed light emitting means combine an LED having a wavelength other than near-infrared light and an LED having a near-infrared wavelength and scan in a predetermined direction at a plurality of predetermined timings synchronized with the clock function.
この場合、走査方向としては、腕の長さ方向に直交する直線方向でも良いし、腕時計の裏蓋が円形である場合は、同心円の円周方向でも良い。 In this case, the scanning direction may be a linear direction orthogonal to the arm length direction, or may be a concentric circumferential direction when the back cover of the wristwatch is circular.
本発明の特徴は、反射位置の異なる複数の反射複合パルス波形の中から血管に近い位置からの反射光を選択することにより、この計算値の中から、最も変動値の低いものを血管に近い位置からの反射光によるモグロビンの変動値と推定することにある。 The feature of the present invention is that by selecting reflected light from a position close to the blood vessel from among a plurality of reflection composite pulse waveforms having different reflection positions, the one having the lowest fluctuation value is close to the blood vessel from among the calculated values. This is to estimate the fluctuation value of moglobin due to the reflected light from the position.
上記において、従来からあるひとつのパルスオキシメータの構造を利用するのであれば、受光手段114を腕時計裏面の中央に配置し、発光手段3a、3a’、3bをその周辺二配置することも考えられるが、例えば新日本無線株式会社のフォトリフレクタNJL8801Rなどのようにパルスオキシメータ(酸素飽和度計)や脈拍計などを用途として近赤外光(波長940nm)および赤色光(波長660nm)の2つのLEDとフォトトランジスタを1つのパッケージに搭載したフォトリフレクタを使う場合には、フォトリフレクタ毎に受光手段114を備えていても良い。
In the above, if one conventional pulse oximeter structure is used, it is possible to arrange the light receiving means 114 at the center of the back of the wristwatch and to arrange the
また、腕時計でなくとも、前記パルス発光手段から出力される近赤外線以外の波長を持ち階段波を形成する第1グループのパルス光と、この第1グループのパルス光の階段波の最上段の頂点部タイミング期間内で重畳される近赤外線の波長を持つ第2グループのパルス光を皮膚に照射して反射させることにより皮膚からの反射で複合反射パルス光を生成し、 前記CPUによって前記階段波の踊り場分と、最上段の手前部分と、前記第2グループのパルス光と重複する部分にタイミングパルスを発生させてサンプリングを行うことにより、 前記皮膚で反射された前記複合パルスのうちの第1グループの反射パルス光の階段波の段差で基準レベルを設定し、前記第2グループの反射パルス光の反射光ピークレベルを測定し、この反射光ピークレベルを変動値として前記基準値との比率を計算し、所定数の前記反射複合パルスにおける前記基準値との比率のうち、反射パルス光の相対的な低レベル領域から前記皮膚の血管位置を検出する血管を検出する方法は、例えば腕などの皮膚に照射することにより皮下にある動脈や静脈の血管位置を検出することができる。 Further, even if it is not a wristwatch, the first group of pulse lights having a wavelength other than the near infrared ray output from the pulse light emitting means and forming a staircase wave, and the top vertex of the staircase wave of the pulse light of the first group A second group of pulsed light having a near-infrared wavelength that is superimposed within a part timing period is applied to the skin and reflected to generate composite reflected pulsed light by reflection from the skin. The first group of the composite pulses reflected by the skin by sampling by generating a timing pulse at the landing, the uppermost front part, and the part overlapping the pulse light of the second group The reference level is set by the step of the stepped wave of the reflected pulsed light, and the reflected light peak level of the reflected pulsed light of the second group is measured. The ratio of the reference value is calculated using a bell as a fluctuation value, and the blood vessel position of the skin is detected from the relative low level region of the reflected pulse light out of the ratio to the reference value in a predetermined number of the reflected composite pulses. As a method for detecting a blood vessel to be performed, for example, the position of a blood vessel in an artery or vein under the skin can be detected by irradiating the skin such as an arm.
上記の方法であれば、従来は動画を使わなければ識別できなかった皮下の動脈と静脈の識別が動画を使わなくても反射複合パルスの基準値と変動値の違いをリアルタイムで比較することにより容易に識別できるようになる。 By using the above method, by comparing the difference between the reference value and the fluctuation value of the reflection composite pulse in real time without using the movie, it is possible to identify the subcutaneous artery and vein that could not be identified without using the movie. It becomes easy to identify.
本発明に係る血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置は、腕時計代わりに常用できるので、例えば医療現場においても入院患者などが正規の血糖測定装置の補助的な使い方をして、緊急時にのみ精密な血糖値測定をすることもできるので、精密測定装置の台数を増やさなくても医療体制の改善ができるようになる。 The blood glucose level watch device for detecting a blood vessel position according to the present invention can be used regularly instead of a wristwatch. Since blood glucose levels can also be measured, it is possible to improve the medical system without increasing the number of precision measuring devices.
1 腕時計型の血管位置を検出する血糖値ウォッチ装置
2 パルス発生回路
3a 近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路
3a´ 近赤外線以外の波長の副第1パルス発光回路
3b 近赤外線の波長の第2パルス発光回路
4 皮膚中の血管
5 受光手段
6 基準値検出回路
7 変動値検出回路
8 比率計算回路
9 CPU
9 プログラムメモリ
9 データメモリ
10 表示装置
101 パルス発生回路からの制御信号
102 スイッチ入力端子
103 第1のスイッチ出力端子
104 第2のスイッチ出力端子
105 第3のスイッチ出力端子
106 ダイオード
107 第1のトランジスタ
108 第1の負荷抵抗
109 近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生する第1のLED
110 ダイオード
111 第2のトランジスタ
112 第2の負荷抵抗
113 近赤外線以外の波長の主第1パルスを発生する第2のLED
114 ダイオード
115 ダイオード
116 第3のトランジスタ
117 第3の負荷抵抗
118 近赤外線の波長の第2パルスを発生するLED
119 ダイオード
120 ダイオード
P1、P101 近赤外線以外の波長の主第1パルス波形
P2、P101a、P101b 近赤外線以外の波長の単一反射パルス波形
P3、P101c 近赤外線の波長の単一反射パルス波形
PR101 反射複合パルス波形
PR101a 近赤外線以外の波長の第1の単一反射パルス波形部分
PR101b 近赤外線以外の波長の第2の単一反射パルス波形部分
PR101c 近赤外線の波長の単一反射パルス部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blood glucose level watch apparatus which detects wristwatch-type
9
101 Control signal from
110
114
P2, P101a, P101b Single reflected pulse waveform of wavelength other than near infrared P3, P101c Single reflected pulse waveform of near infrared wavelength PR101 Reflected composite pulse waveform PR101a First single reflected pulse waveform of wavelength other than near infrared PR101b Second single reflection pulse waveform portion of wavelength other than near infrared ray PR101c Single reflection pulse portion of wavelength of near infrared ray
図4(a)は、図2(a)における近赤外線以外の近赤外線以外の波長の主第1パルス発光回路3aから発光されたパルス階段波の土台を形成するパルスP1に含まれるパルスP101a乃至P101cである。発光パルスの高さはA1であり、P101aのタイミングは図2(a)のt1とt2の間にあるタイミングpt01aからpt01bまでで、 P101bのタイミングは後述するパルスP102aと同じであり、P101cのタイミ ングは後述するパルスP102b及びP103と同じタイミングである。FIG. 4A shows a pulse P101 a included in the pulse P1 forming the base of the pulse staircase wave emitted from the main first pulse
Claims (2)
前記パルス発光手段は近赤外線以外の波長を持つLEDと近赤外線の波長を持つLEDを組み合わせ、前記時計機能と同期した所定複数のタイミングで所定方向に走査しながら発光する複数のLEDで構成され、
前記パルス発光手段から出力される所定複数のタイミングで発光されるパルス光は、近赤外線以外の波長を持ち階段波を形成する第1グループのパルス光と、この第1グループのパルス光の階段波の最上段の頂点部タイミング期間内で重畳される近赤外線の波長を持つ第2グループのパルス光で構成された反射複合パルスを構成し、
前記CPUは、前記皮膚で反射された前記複合パルスのうちの第1グループの反射パルス光の階段波の段差で基準レベルを設定し、前記第2グループの反射パルス光の反射光ピークレベルを測定し、この反射光ピークレベルを変動値として前記基準値との比率を計算し、所定数の前記反射複合パルスにおける前記基準値との比率のうち、反射パルス光の相対的な低レベル領域から前記皮膚の血管位置を検出して反射複合パルスの血糖値変動パラメーター値とすることを特徴とする腕時計型の血糖値ウォッチ装置。 In order to measure the blood glucose level, it is attached in close contact with the measurement target skin including the blood vessel of the measurement subject, a clock function, a CPU, and a pulse light emitting means that emits a predetermined pulse controlled by the CPU. A wristwatch type blood glucose monitoring device using near-infrared spectroscopy comprising light receiving means for converting reflected pulsed light emitted from the pulsed light emitting means to the skin and reflected by being emitted to the skin. ,
The pulse light emitting means is composed of a plurality of LEDs that emit light while scanning in a predetermined direction at a plurality of predetermined timings synchronized with the clock function, by combining an LED having a wavelength other than near infrared and an LED having a wavelength of near infrared.
The pulsed light emitted from the pulsed light emitting means at a plurality of predetermined timings includes a first group of pulsed light having a wavelength other than near infrared rays and forming a staircase wave, and a staircase wave of the first group of pulsed light A reflection composite pulse composed of a second group of pulsed light having a near-infrared wavelength superimposed within the topmost vertex timing period of
The CPU sets a reference level at the step of the stepped wave of the reflected pulse light of the first group of the composite pulses reflected by the skin, and measures the reflected light peak level of the reflected pulse light of the second group Then, the ratio of the reflected light peak level to the reference value is calculated as a fluctuation value, and the ratio from the reference value in the predetermined number of the reflected composite pulses is calculated from the relative low level region of the reflected pulse light. A wristwatch-type blood glucose monitoring device characterized by detecting a blood vessel position on a skin and using it as a blood glucose level fluctuation parameter value of a reflection composite pulse.
第1グループのパルス光はCPUにより前記基準値を生成する為のサンプリングパルスを使って発光手段の発光タイミングにマスキングがかけられた波形であり、
第2グループのパルス光はCPUにより前記変動値を生成する為のサンプリングパルスを使って発光手段の発光タイミングにマスキングがかけられた波形であり、
第1グループのパルス光はCPUにより前記基準値を生成する為のサンプリングパルスのタイミングを含み、該タイミングパルス以上のパルス幅を持ち、
第2グループのパルス光はCPUにより前記変動値を生成する為のサンプリングパルスのタイミングを含み、該タイミングパルス以上のパルス幅を持つことを特徴とする腕時計型の血糖値ウォッチ装置。
The wristwatch-type blood sugar level watch device according to claim 1, wherein the CPU uses a sampling pulse for detecting the reference level and the fluctuation value,
The first group of pulsed light is a waveform in which the light emission timing of the light emitting means is masked using a sampling pulse for generating the reference value by the CPU,
The second group of pulsed light is a waveform in which the light emission timing of the light emitting means is masked using a sampling pulse for generating the fluctuation value by the CPU.
The first group of pulse lights includes the timing of the sampling pulse for generating the reference value by the CPU, and has a pulse width equal to or greater than the timing pulse,
A wristwatch-type blood sugar level watch device characterized in that the second group of pulsed lights includes a sampling pulse timing for generating the fluctuation value by the CPU and has a pulse width equal to or greater than the timing pulse.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014049555A JP2015142700A (en) | 2013-12-23 | 2014-03-13 | Wristwatch type blood glucose level watch device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013264731 | 2013-12-23 | ||
JP2013264731 | 2013-12-23 | ||
JP2014049555A JP2015142700A (en) | 2013-12-23 | 2014-03-13 | Wristwatch type blood glucose level watch device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015142700A true JP2015142700A (en) | 2015-08-06 |
Family
ID=53888200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014049555A Pending JP2015142700A (en) | 2013-12-23 | 2014-03-13 | Wristwatch type blood glucose level watch device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015142700A (en) |
-
2014
- 2014-03-13 JP JP2014049555A patent/JP2015142700A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11224363B2 (en) | Active-pulse blood analysis system | |
TW202310798A (en) | Wearable device with physiological parameters monitoring | |
US11330993B2 (en) | Sensor and method for continuous health monitoring | |
JP5455135B1 (en) | Blood sugar level watch device | |
US20200170521A1 (en) | Photoplethysmogram device with skin temperature regulator | |
JP4739126B2 (en) | Oxygen saturation measuring device, control program for oxygen saturation measuring device, and recording medium recording control program for oxygen saturation measuring device | |
US20150057511A1 (en) | Sensor and method for continuous health monitoring | |
US20210059542A1 (en) | Totally non-invasive blood sugar level monitoring apparatus integrated with real-time health support system | |
US9451911B1 (en) | Test model for wearable devices | |
JP2019506205A (en) | Apparatus, system, and method for non-invasive monitoring of physiological measurements | |
US10172530B2 (en) | Biological information processing system and method of controlling biological information processing system | |
JP6293927B2 (en) | Sensor | |
JP2016123713A (en) | Biological information measurement module, and biological information measurement device | |
JP7023403B2 (en) | Measuring device and measuring method | |
JP2016123715A (en) | Biological information measurement module, and biological information measurement device | |
JP2016123714A (en) | Biological information measurement module, and biological information measurement device | |
JP6056946B2 (en) | Biological information measuring module and biological information measuring device | |
JP5299079B2 (en) | Biological information measuring device | |
WO2014104036A1 (en) | Wristwatch-type blood sugar level watch device | |
JP2016123717A (en) | Biological information measurement module, and biological information measurement device | |
JP2015142700A (en) | Wristwatch type blood glucose level watch device | |
JP5850190B1 (en) | Biological information measuring module and biological information measuring device | |
WO2019181267A1 (en) | Biological information measurement device | |
JP2016158701A (en) | Biological information measurement module and biological information measurement apparatus | |
JP6365644B2 (en) | Biological information measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140322 |