JP2016054822A - 計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】血管等の対象物における所定成分の濃度を精度良く計測する装置を提供する。
【解決手段】生体情報取得装置１００は、手指２００の血管を検出する計測対象検出手段２０と、血管におけるグルコースの成分濃度を詳細に計測する高精度計測手段５７と、所定の推定に基づいてグルコースの成分濃度を計測する推定計測手段５８と、計測対象検出手段２０が血管を検出できた場合、高精度計測手段５７に計測を指示し、計測対象検出手段２０が血管を検出できなかった場合、推定計測手段５８に計測を指示する制御部５４と、高精度計測手段５７または推定計測手段５８が計測した計測結果を出力する表示部９０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、計測装置に関する。

健康管理や医療のため、採血を行うことなく、血液中の生体内成分を非侵襲的に分析する方法が注目されている。この分析方法に近赤外光を用いる場合は、近赤外光は生体内を伝搬しやすいという長所がある。その反面、近赤外域の信号レベルが中赤外域の信号レベルに比して非常に小さく、またグルコースのような目的体内成分の吸収信号が、水、脂質およびタンパク質のような他の体内成分の濃度変化に敏感であるので、ピーク位置やピーク高さを使用して目的体内成分を正確に分析することが困難であることが知られている。
近年においては、下記特許文献１に示すように、複数の吸光度スペクトルを用いて多変量解析を行うことで、近赤外光を用いて目的体内成分の濃度を安定した精度で検出できる定量分析用の検量線を作成する方法が提案されている。

特開２００６−８７９１３号公報

しかしながら、血液中の所望の生体内成分を高精度で計測するためには、近赤外光を血液が流動する血管に照射する必要があるが、血管を外して照射した場合、照射した領域におけるリンパ液や汗等の間質液に関する情報を検出し、生体内成分を正しく計測できない場合があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、血管等の対象物における所定成分の濃度を精度良く計測することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる計測装置は、計測対象物を検出する検出手段と、前記計測対象物にて特性値を計測する高精度計測手段と、所定の推定方法に基づいて前記特性値を計測する推定計測手段と、を備え、前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は第１の特性値を計測し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は第２の特性値を計測することを特徴とする。

このような構成によれば、計測装置は、計測対象物を検出できた場合には、高精度計測手段により計測対象物における特性値を詳細に計測し、計測対象物を検出できない場合には、推定計測手段により所定の推定に基づいて特性値を計測する。従って、計測対象物の検出の可否に応じて特性値の計測を切り替えるため、計測対象物が検出できない場合であっても、適切な推定により特性値を計測し、計測結果を表示することができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる計測装置において、記憶部を有し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段が前記第１の特性値を計測した際の計測条件を前記記憶部は記憶し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記記憶部に記憶されている前記計測条件を前記所定の方法として前記計測対象物の位置を推定し、推定した位置にて前記第２の特性値を計測することが好ましい。

このような構成によれば、推定計測手段は、高精度計測手段が計測した計測条件に基づいて計測対象物の位置を推定し、推定した位置において特性値を計測するため、計測対象物が検出できない場合であっても、計測対象物から大きく外れることなく計測できる。

［適用例３］
上記適用例にかかる計測装置において、記憶部を有し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は、前記第１の特性値の計測に加え、前記計測対象物よりも浅い領域で第３の特性値を計測し、前記記憶部は前記第１の特性値と前記第３の前記特性値との第１相関関係を記憶し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記所定の方法として前記浅い領域で第４の特性値を計測し、前記第４の特性値と前記記憶部に記憶されている前記第１相関関係とに基づいて前記第２の特性値を得ることが好ましい。

このような構成によれば、高精度計測手段は、計測対象物における第１の特性値を計測する際に、計測対象物よりも浅い領域で第２の特性値を計測し、推定計測手段は、浅い領域で計測した第３の特性値と第２の特性値との関係に基づいて、計測対象物における特性値を推定するため、推定計測手段による計測の精度を向上させることができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる計測装置において、記憶部を有し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は、前記第１の特性値の計測に加え、前記計測対象物の位置とは異なる複数の領域で第５の特性値を複数個計測し、前記第５の特性値の平均値を算出し、前記記憶部は前記第１の特性値と前記第５の特性値の平均値との第２相関関係を記憶し、前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記所定の方法として複数個の測定箇所にて第６の特性値を複数個計測し、前記第６の特性値の平均値を算出し、前記第６の特性値の平均値と前記第２相関関係とに基づいて、前記第２の特性値を得ることが好ましい。

このような構成によれば、推定計測手段は、複数の測定箇所において計測した特性値の平均値を算出し、平均値に基づいて計測対象物における特性値を推定するため、推定計測手段による計測の精度を向上させることができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる計測装置において、前記第１の特性値または前記第２の特性値を計測結果として出力する出力部を有し、前記出力部は、前記計測結果を出力する場合、前記推定計測手段で計測したか、または、前記高精度計測手段で計測したか、を示す情報を出力することが好ましい。

このような構成によれば、推定計測手段による計測、または、高精度計測手段による計測の情報が表示部に表示されるため、推定計測手段で計測した場合、表示する計測値が高精度でないことを通知できる。

［適用例６］
上記適用例にかかる計測装置において、前記計測対象物は血管であり、前記特性値は血液中でのグルコース濃度であっても良い。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係る生体情報取得装置１００の構成を示す図であり、（ｂ）は、制御部が果たす機能を説明する図。 撮像部の断面図。 集光部の各レンズの配列を示す模式図。 本発明の実施形態１における高精度計測モードについて説明する図。 生体情報取得装置による計測処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施形態１における高精度計測モードによる計測処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施形態１における低精度計測モードによる計測処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施形態２における高精度計測モードについて説明する図。 本発明の実施形態２における高精度計測モードによる計測処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施形態２における低精度計測モードによる計測処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施形態３における低精度計測モードによる計測処理の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る生体情報取得装置１００の構成を示す図であり、図１（ｂ）は、制御部５４が果たす機能を説明する図である。
この生体情報取得装置１００は計測装置に相当し、撮像部１０の所定面を被検者の手指２００に近接させ、手指２００を光学的に撮像することにより、被検者の手指２００における血管（計測対象物）２２０（図４）を検出し、検出した血管２２０に対して所定の計測を行うことで、例えば、血液中のグルコースの成分濃度（特性値）を取得して表示する機能を備える。生体情報取得装置１００は種々の態様が想定できる。本実施形態１では、被検者の腕に装着する腕時計の態様を想定するが、態様は限定されるものではない。
生体情報取得装置１００は、撮像部１０、制御部５４、操作部８０および表示部９０を備える。また、撮像部１０は発光部６０および受光部３０を備え、制御部５４は演算部５５および記憶部５６を備える。
また、制御部５４は、計測対象検出手段２０、計測モード決定手段２２、高精度計測手段５７、推定計測手段５８および成分濃度算出手段７０を機能手段として有する。

この生体情報取得装置１００は、ハードウェアとして、何れも図示を略した、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー等のハードウェアを備える。また、ＲＯＭやフラッシュメモリーには種々のソフトウェアが記憶されており、ハードウェアおよびソフトウェアが協働することにより、種々の機能を実現している。
ここで、図２および図３を参照して、撮像部１０の機能を詳述する。
図２は、撮像部１０の断面図である。撮像部１０は、第１の基板４２に形成された発光部６０と、第２の基板３２に形成された受光部３０と、が対向して形成されている。

発光部６０は、集光部４０および光源部５０を備える。集光部４０は、手指２００（被写体）と受光部３０との間に介在し、光源部５０は受光部３０と集光部４０との間に介在する。受光部３０（例えばＣＭＯＳセンサーやＣＣＤセンサー）は、平板状の第２の基板３２と複数の受光素子３４とを具備する。複数の受光素子３４は、第２の基板３２のうち手指２００側（集光部４０側）の表面上に形成されて行列状に配列する。各受光素子３４は、受光量に応じた検出信号Ｓ３を生成および出力する。
集光部４０は、第１の基板４２と複数のレンズ（マイクロレンズ）４４とを含んで構成される。第１の基板４２は、光透過性の板状部材（例えばガラス基板）である。第１の基板４２のうち受光部３０とは反対側の表面が検出面１６に相当する。
複数のレンズ４４の各々は、受光部３０の各受光素子３４に１対１に対応するように第１の基板４２のうち受光部３０側の表面に形成される。各レンズ４４は、手指２００側からの入射光をそのレンズ４４に対応する受光素子３４に対して集光する凸レンズである。なお、第１の基板４２と複数のレンズ４４とを一体に形成することも可能である。

図３は、集光部４０の各レンズ４４の配列を示す模式図である。複数のレンズ４４は、相互に直交するＸ方向およびＹ方向に沿って行列状に配列する。具体的には、Ｘ方向に延在する複数の直線ＬＸ１とＹ方向に延在する複数の直線ＬＹ１との各交点を各レンズ４４の光軸が通過するように各レンズ４４は配列される。図２に示すように、各レンズ４４の光軸はそのレンズ４４に対応する受光素子３４の中心を通過する。
図２の光源部５０は、複数の発光素子６５としての有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２と、基板５２と、を含んで構成される。基板５２は、光透過性の板状部材（例えばガラス基板）である。有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２は、所定の波長の光（以下「検査光」という）を手指２００に照射する薄膜型の発光素子（光源）であり、図３に示すように基板５２の面上の複数の直線ＬＸ２と複数の直線ＬＹ２との各交差に配置されている。

本実施形態１では、有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２は、Ｙ方向には一方の有機ＥＬ素子Ｄ１または他方の有機ＥＬ素子Ｄ２が連続して配置され、Ｘ方向には一方の有機ＥＬ素子Ｄ１の列および他方の有機ＥＬ素子Ｄ２の列が交互になるように配置されている。また、有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２は、近赤外光の波長域内の波長を出射する。尚、本実施形態１では、有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２は同一の波長を想定するが、これには限定されず、それぞれ相違する波長であり、計測する対象物に応じて適切に選択される態様も想定できる。また、レンズ４４や有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２は、直交する方向に沿った配列には限定されない。
以上の構成において、各有機ＥＬ素子Ｄ１，Ｄ２から出射した検査光は、図２に矢印α１で示すように、基板５２と集光部４０の第１の基板４２とを透過して手指２００に入射する。手指２００に入射した光は、内部で吸収されながら伝播したうえで手指２００から出射し、図２に矢印α２で示すように、検出面１６から集光部４０に入射するとともに各レンズ４４で集光されたうえで受光素子３４に到達する。

図１に戻り、計測対象検出手段２０は、操作部８０からの指示Ｓ１に基づいて、撮像部１０を動作させて手指２００における血管２２０の分布状態（パターン）を検出する。本実施形態１では、発光部６０の全ての発光素子６５から検査光を発光させ、受光部３０の全ての受光素子３４が手指２００から出射する光を受光する。尚、計測対象検出手段２０は、手指２００の皮下脂肪や低気温による血管収縮等により、血管のパターンを検出できない場合も想定できる。
計測対象検出手段２０は、各受光素子３４からの検出信号Ｓ１に基づいて、手指２００の血管２２０のパターンを検出し、血管２２０のパターンを検出できたか、否かを示す検出情報を計測モード決定手段２２に送る。
計測モード決定手段２２は、計測対象検出手段２０から送られる検出情報に基づいて、計測するモードを決定する。本実施形態１では２つの計測モードを想定する。

検出情報が血管２２０のパターンの検出を示す場合には、検出した血管の位置に応じて精密な計測を行い、高精度な成分濃度を算出する高精度計測モードが決定される。他方で、検出情報が血管２２０のパターンを検出できなかったこと（検出失敗）を示す場合には、所定の推定に基づいて計測を行い、低精度な成分濃度を算出する低精度計測モードが決定される。
計測モード決定手段２２は、決定した計測モードの情報を制御部５４に送る。更に、計測モード決定手段２２は、低精度計測モードを決定した場合、表示部９０に低精度で計測する旨のメッセージを表示したり、表示部９０が備えるアラームを鳴動させたりしてユーザーに通知する。

制御部５４は、演算部５５が所定のプログラムを実行することにより、高精度計測手段５７または推定計測手段５８による計測を制御する。
高精度計測手段５７は、計測モード決定手段２２が高精度計測モードに決定した場合、詳細な計測を実行する。即ち、高精度計測手段５７は、計測対象検出手段２０が検出した血管パターンの位置を取得し、計測する血管の位置に応じて駆動させる発光素子６５と、受光素子３４と、を決定する。そして、高精度計測手段５７は、決定した発光素子６５と、受光素子３４と、を駆動させるべく、撮像部１０に指示する（Ｓ２）。撮像部１０は、高精度計測手段５７が指示した発光素子６５と、受光素子３４と、を駆動させ、受光素子３４が出力する検出信号Ｓ３を成分濃度算出手段７０に送る。
尚、発光素子６５と受光素子３４との距離は、血管内の光伝播長さができるだけ長くなるように設定することが好ましい。こうすることにより、受光素子３４で得られる検出信号Ｓ３は、血管内の情報を多く含むものとなる。

また、本実施形態１では、高精度計測手段５７は、今回計測するために決定した発光素子６５および受光素子３４の情報を記憶部５６に記憶する。尚、記憶した情報は、推定計測手段５８が計測を行う場合に参照される。
ここで、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、高精度計測モードについて説明する。図４（Ａ）は、第１の方向（Ｘ方向）に離間した発光素子６５Ａおよび受光素子３４で手指２００の血管２２０を計測する場合を示している。尚、測定部位は限定されるものではなく、前腕や手首等が想定できるが、本実施形態１では手指２００を対象として説明する。
発光素子６５Ａから手指２００の方向（Ｚ方向）に出射された検査光は、手指２００の内部に入射し、表皮層２１０を通過して真皮層２１５の血管２２０に伝播する。ここで、血管２２０に伝播した光は、血管２２０を流動する赤血球等で散乱され、後方散乱光として受光素子３４Ａに入射し、受光素子３４Ａは入射した光に応じて検出信号Ｓ３を出力する。

また、図４（Ｂ）は、第２の方向（Ｙ方向）に離間した発光素子６５Ａおよび受光素子３４Ｂで手指２００の血管２２０を計測する場合を示している。この場合も、図４（Ａ）と同様に、受光素子３４Ｂは、後方散乱光として入射した光に応じて検出信号Ｓ３を出力する。
本実施形態１では、高精度計測手段５７は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）の何れか１つを選択して計測しても良く、また、両方向に計測しても良い。また、ユーザーが操作部８０を操作して選択する態様も想定できる。また、検出した血管２２０の位置に沿って、発光素子６５および受光素子３４の複数の組み合わせを決定し、それぞれの検出信号を出力させても良い。

図１に戻り、推定計測手段５８は、計測モード決定手段２２が低精度計測モードに決定した場合、計測を実行する。本実施形態１では、推定計測手段５８は、記憶部５６に記憶されている血管２２０の位置に関する情報のうち、最新の情報、即ち、前回の高精度計測モード時の情報（計測条件）を取得する。更に、推定計測手段５８は取得した情報に基づいて血管２２０の位置を推定し、推定した位置に応じて駆動させる発光素子６５および受光素子３４を決定する。推定計測手段５８は、決定した発光素子６５および受光素子３４を駆動させるべく、撮像部１０に指示する（Ｓ２）。撮像部１０は、推定計測手段５８が指示した発光素子６５および受光素子３４を駆動させ、受光素子３４が出力する検出信号Ｓ３を成分濃度算出手段７０に送る。
尚、推定計測手段５８が推定した血管２２０の位置は、誤差が含まれる場合が想定できる。この場合、推定計測手段５８が出力する検出信号には、血液を対象とした検出情報以外に、血液以外の間質液を対象とした検出情報を多く含み、血管内情報が相対的に微小になる場合が想定される。

成分濃度算出手段７０は、撮像部１０から送られる検出信号Ｓ３に基づいて、血液中の成分濃度を算出する。尚、成分濃度の算出方法は、Ｄ１にグルコース固有の吸収波長を配置している場合には、検出信号から容易に求めることができる。また、Ｄ１に波長広がりのある光源を配置し、図示されない分光器と近赤外分光分析を用いて血液中のグルコース濃度を算出する場合、スペクトル分析を採用した特開平１０−３２５７９４号公報や、確率統計的シミュレーションを採用した特開２００３−５０２００号公報が開示されている。成分濃度算出手段７０は、これらの公報に開示された多変量解析による定量分析の技術を適用することで、成分濃度を算出しても良い。成分濃度算出手段７０が算出した成分濃度Ｓ４は、出力部に相当する表示部９０に送られて表示される。
また、成分濃度算出手段７０は、低精度計測モードにおける成分濃度と、高精度計測モードにおける成分濃度と、の相関関係を示すデータとして、低精度計測モードおよび高精度計測モードで算出した成分濃度を記憶部５６に記憶する態様も想定できる。

尚、本実施形態１では、高精度計測手段５７および推定計測手段５８から送られる検出信号Ｓ２に対して成分濃度算出手段７０が成分濃度を算出する態様を採用したが、高精度計測手段５７および推定計測手段５８がそれぞれ成分濃度算出手段７０の機能を備え、高精度計測手段５７および推定計測手段５８から表示部９０に成分濃度が出力される態様も想定できる。
図５は、生体情報取得装置１００による計測処理の流れを示すフローチャートである。ユーザーからの駆動指示Ｓ１により、手指２００に接した生体情報取得装置１００が計測処理を開始すると、生体情報取得装置１００は全ての発光素子６５から検査光を発光させ（ステップＳ３００）、手指２００の内部から出射する光を全ての受光素子３４で受光する（ステップＳ３１０）。
次に、生体情報取得装置１００は各受光素子３４が受光した検出信号Ｓ３に基づいて手指２００の血管パターンを検出し（ステップＳ３２０）、更に、発光している発光素子６５を消灯させる（ステップＳ３３０）。
次に、生体情報取得装置１００は、血管パターンを検出できたか、否かを判定し（ステップＳ３４０）、血管パターンを検出できたと判定した場合（ステップＳ３４０でＹｅｓ）、高精度計測モードを実行し（ステップＳ４００）、処理を終了する。

他方で、血管パターンを検出できなかったと判定した場合（ステップＳ３４０でＮｏ）、生体情報取得装置１００は低精度で計測する旨のメッセ―ジの表示やアラームの通知を行い（ステップＳ３５０）、低精度計測モードを実行し（ステップＳ５００）、処理を終了する。
図６は、高精度計測モードによる計測処理（ステップＳ４００）の流れを示すフローチャートである。この計測処理が開始されると、生体情報取得装置１００は、検出した血管パターンに基づいて、計測に使用する発光部６０の発光素子６５、および受光部３０の受光素子３４を決定する（ステップＳ４０２）。

次に、生体情報取得装置１００は、決定した発光素子６５から検査光を発光させると共に（ステップＳ４０４）、決定した受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ４０６）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ４０８）。
次に、生体情報取得装置１００は検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ４１０）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて血液中の成分濃度（第１の特性値）を算出する（ステップＳ４１２）。
次に、生体情報取得装置１００は算出した成分濃度を表示し（ステップＳ４１４）、今回の計測で駆動させた発光素子６５および受光素子３４の情報（計測条件）を記憶部５６に記憶し（ステップＳ４１６）、処理を終了する。要するに、ステップＳ４１６では、計測対象検出手段２０が計測対象物を検出した場合に、高精度計測手段５７は第１の特性値を計測した際の計測条件を記憶部５６に記憶させる。
図７は、低精度計測モードによる計測処理（ステップＳ５００）の流れを示すフローチャートである。この計測処理が開始されると、生体情報取得装置１００は、前回の高精度計測モードで駆動させ、記憶部５６に記憶している発光素子６５および受光素子３４の情報を取得する（ステップＳ５０２）。

次に、生体情報取得装置１００は、取得した情報が示す発光素子６５から検査光を発光させ（ステップＳ５０４）、取得した情報が示す受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ５０６）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ５０８）。
次に、生体情報取得装置１００は検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ５１０）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて成分濃度（第２の特性値）を算出する（ステップＳ５１２）。
次に、生体情報取得装置１００は算出した成分濃度を表示し（ステップＳ５１４）、処理を終了する。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）推定計測手段５８は、高精度計測手段５７が計測した情報を取得し、取得した情報に基づいて血管２２０の位置を推定し、推定した位置で計測するため、血管の位置が検出できない場合であっても、血管を含む可能性を有する領域を計測できる。特に、連続して計測する場合において、直近が高精度計測手段５７で計測した場合、血管２２０の位置は大きく変化していないことが想定できるため、推定計測手段５８による計測であっても精度を落とすことなく成分濃度を取得できる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図８〜図１０を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
実施形態１では、高精度計測モードは血管２２０を対象として計測し、低精度計測モードは高精度計測モードで過去に計測した箇所を計測したが、本実施形態２では、高精度計測手段５７は、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、血管２２０の計測に加えて、真皮層２１５内の非血管部分を主として（または対象として）計測し、低精度計測モードは非血管部分を主として（または対象として）計測する。尚、図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、検査光および後方散乱光を単純化して描画している。
本実施形態２では、高精度計測手段５７は、非血管部分として手指２００における血管２２０よりも深度が浅い領域Ｑを計測対象とする。真皮層２１５の領域Ｑには、リンパ管、神経、汗腺および皮脂腺等があっても良い。高精度計測手段５７は、血管２２０を計測した受光素子３４Ａ，３４Ｂよりも発光素子６５Ａ側に近い受光素子３４Ｃ，３４Ｄで計測し、受光素子３４Ｃ，３４Ｄは真皮層２１５内の血管２２０よりも浅い領域Ｑで散乱した後方散乱光を検出する。

高精度計測手段５７は、それぞれの検出信号を成分濃度算出手段７０に送り、成分濃度算出手段７０が算出した血液中の成分濃度と、非血管部分における成分濃度と、を記憶部５６に関連付けて記憶する。
推定計測手段５８は、非血管部分を計測して得られる検出信号を成分濃度算出手段７０に送り、成分濃度算出手段７０が算出した非血管部分の成分濃度に基づいて、血液中の成分濃度を推定する。本実施形態２では、推定計測手段５８は、高精度計測モード時に記憶部５６に関連付けて記憶した血液中の成分濃度および非血管部分の成分濃度の情報から相関関係を求め、非血管部分の成分濃度に応じた血液中の成分濃度を相関関係から推定する。
周知のように、非血管部分の成分濃度は、血液中の成分濃度を時間遅れで追従することが知られている。従って、相関関係は、記憶部５６に記憶した血液中の成分濃度および非血管部分の成分濃度の濃度情報や、濃度情報の時間変動に基づいて相関関係を決定しても良い。

また、記憶部５６に記憶される濃度情報は計測回数に応じて増加するため、高精度計測モードの計測回数の増加に応じて、推定する血液中の成分濃度の信頼性が向上する。
図９は、高精度計測モードによる計測処理（ステップＳ４００）の流れを示すフローチャートである。この計測処理が開始されると、生体情報取得装置１００は、検出した血管パターンに基づいて、計測に使用する発光部６０の発光素子６５、および受光部３０の受光素子３４を決定する（ステップＳ４０２）。
次に、生体情報取得装置１００は、決定した発光素子６５から検査光を発光させると共に（ステップＳ４０４）、決定した受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ４０６）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ４０８）。
次に、生体情報取得装置１００は検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ４１０）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて血液中の成分濃度（第１の特性値）を算出する（ステップＳ４１２）。

次に、生体情報取得装置１００は、計測する真皮層２１５の領域Ｑに合わせて、受光素子３４を切り替える（ステップＳ４２０）。尚、領域Ｑを測定するためには、発光素子６５のみ、受光素子３４のみ、または、発光素子６５と受光素子３４の両方、を切り替える態様が想定できるが、本実施形態２では、受光素子３４のみを切り替える態様について説明する。
次に、生体情報取得装置１００は、発光素子６５から検査光を発光させると共に（ステップＳ４２２）、切り換えた受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ４２４）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ４２６）。
次に、生体情報取得装置１００は検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ４２８）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて真皮層２１５において血管２２０よりも浅い領域である領域Ｑの成分濃度（第３の特性値）を算出する（ステップＳ４３０）。

次に、生体情報取得装置１００は血液中の成分濃度（第１の特性値）と、真皮層２１５の領域Ｑの成分濃度（第３の特性値）との関係（第１相関関係）を関連付けて記憶する（ステップＳ４３２）。
次に、生体情報取得装置１００は算出した成分濃度（第１の特性値）を表示し（ステップＳ４１４）、処理を終了する。
図１０は、低精度計測モードによる計測処理（ステップＳ５００）の流れを示すフローチャートである。この計測処理が開始されると、生体情報取得装置１００は、真皮層測定のための発光素子６５および受光素子３４を決定する（ステップＳ５０３）。
次に、生体情報取得装置１００は、決定した発光素子６５から検査光を発光させ（ステップＳ５０４）、決定した受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ５０６）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ５０８）。

次に、生体情報取得装置１００は、検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ５１０）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて真皮層２１５の成分濃度（第４の特性値）を算出する（ステップＳ５２０）。
生体情報取得装置１００は、記憶部５６に記憶した血液中の成分濃度と、真皮層２１５の領域Ｑの成分濃度との関係（第１相関関係）に基づいて、算出した真皮層の成分濃度（第４の特性値）から血液中の成分濃度を推定する（ステップＳ５２２）。この推定値が第２の特性値に相当する。
次に、生体情報取得装置１００は算出した成分濃度（第２の特性値）を表示し（ステップＳ５１４）、処理を終了する。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（２）高精度計測手段５７は、血管２２０の計測に加えて、真皮層２１５内の非血管部分を計測し、計測結果を記憶する。また、推定計測手段５８は非血管部分を計測し、記憶した計測結果から血液中の成分濃度および非血管部分の成分濃度の情報から相関関係を求め、非血管部分の成分濃度に応じた血液中の成分濃度を相関関係から推定する。従って、推定計測手段５８は、高精度計測手段５７が計測した計測結果に基づく相関関係から血液中の成分濃度を精度良く取得できる。また、高精度計測手段５７の計測結果は蓄積されるため、高精度計測手段５７による計測結果が増加するに従い、血液中の成分濃度をより高い精度で取得できる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について、図１１を参照して説明する。実施形態２では、推定計測手段５８は、真皮層２１５内の非血管部分を計測したが、本実施形態３では、推定計測手段５８は、真皮層２１５内を広範囲に亘る複数箇所（複数の領域）で計測し、複数の測定箇所で計測した成分濃度（第５の特性値）の平均値を算出し、この平均値から血液中の成分濃度を推定する。
即ち、計測対象検出手段２０が計測対象物を検出できた場合には、高精度計測手段５７は、第１の特性値の計測に加え、計測対象物の位置とは異なる複数の領域で第５の特性値を複数個計測する。そして、第５の特性値の平均値を算出し、記憶部５６は測定した血液中の成分濃度（第１の特性値）と第５の特性値の平均値との関係（第２相関関係）を記憶する。計測対象検出手段２０が計測対象物を検出できなかった場合には、推定計測手段５８は、所定の方法として複数個の測定箇所にて第６の特性値を複数個計測し、第６の特性値の平均値を算出し、第６の特性値の平均値と先に求めた第２相関関係とに基づいて、第２の特性値を推定する。

真皮層２１５内を計測する場合の発光素子６５と受光素子３４との離間距離は、血管２２０を計測する場合の発光素子６５と受光素子３４との離間距離と同一である。従って、真皮層２１５内を計測する場合、受光素子３４が検出する後方散乱光は非血管部分によるものとは限定されず、血管２２０によるものが含まれる場合も有り得る。
また、計測する箇所数は一定数であっても良く、また、ユーザーが設定可能であっても良い。
図１１は、低精度計測モードによる計測処理（ステップＳ５００）の流れを示すフローチャートである。この計測処理が開始されると、生体情報取得装置１００は、真皮層測定のための発光素子６５および受光素子３４を決定する（ステップＳ５０３）。

次に、生体情報取得装置１００は、決定した発光素子６５から検査光を発光させ（ステップＳ５０４）、決定した受光素子３４で受光して検出信号Ｓ３を取得し（ステップＳ５０６）、発光素子６５を消灯させる（ステップＳ５０８）。
次に、生体情報取得装置１００は、検出信号Ｓ３を処理し（ステップＳ５１０）、処理した検出信号Ｓ３に基づいて真皮層２１５の成分濃度（第６の特性値）を算出する（ステップＳ５２０）。
次に、生体情報取得装置１００は、真皮層２１５に対する計測を所定回数に亘り繰り返したか、否かを判定し（ステップＳ５２４）、所定回数に達していないと判定した場合（ステップＳ５２４でＮｏ）、ステップＳ５０３に戻り、計測する箇所を変えて成分濃度の算出を繰り返す。

他方で、所定回数に達したと判定した場合（ステップＳ５２４でＹｅｓ）、生体情報取得装置１００は、計測する箇所を変えて算出した成分濃度の平均値を算出する（ステップＳ５２６）。
次に、生体情報取得装置１００は、記憶部５６に記憶した血液中の成分濃度と、真皮層２１５の成分濃度との関係（第２相関関係）に基づいて、成分濃度の平均値から血液中の成分濃度を推定する（ステップＳ５２８）。
次に、生体情報取得装置１００は血液中の成分濃度を表示し（ステップＳ５１４）、処理を終了する。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（３）推定計測手段５８は、血管部分および非血管部分を問わず真皮層２１５内を広範囲の複数箇所に亘り計測し、複数箇所を計測した成分濃度の平均値を算出し、平均値を算出した成分濃度と高精度計測手段５７が計測した計測結果に基づく相関関係から血液中の成分濃度を推定するため、血液中の成分濃度を精度良く取得できる。また、高精度計測手段５７の計測結果は蓄積されるため、高精度計測手段５７による計測結果が増加するに従い、血液中の成分濃度をより高い精度で取得できる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、計測対象物として血管２２０を検出したが、しみ、あざ、ほくろ、やけど、骨等の場所を検出し、分光分析等の光学測定を施すことにより、組織状態の取得や確認を行う態様も想定できる。
また、以上のような手法を実施する装置は、単独の装置によって実現される場合もあれば、複数の装置を組み合わせることによって実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。
各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態により限定されるものではなく、クレームの範囲によってのみ限定される。

１０…撮像部、１６…検出面、２０…計測対象検出手段、２２…計測モード決定手段、３０…受光部、３２…第２の基板、３４…受光素子、３４Ａ…受光素子、３４Ｂ…受光素子、３４Ｃ…受光素子、３４Ｄ…受光素子、４０…集光部、４２…第１の基板、４４…レンズ、５０…光源部、５２…基板、５４…制御部、５５…演算部、５６…記憶部、５７…高精度計測手段、５８…推定計測手段、６０…発光部、６５…発光素子、６５Ａ…発光素子、７０…成分濃度算出手段、８０…操作部、９０…表示部、１００…生体情報取得装置、２００…手指、２１０…表皮層、２１５…真皮層、２２０…血管。

Claims (6)

1. 計測対象物を検出する検出手段と、
   前記計測対象物にて特性値を計測する高精度計測手段と、
   所定の推定方法に基づいて前記特性値を計測する推定計測手段と、
   を備え、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は第１の特性値を計測し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は第２の特性値を計測することを特徴とする計測装置。
2. 請求項１に記載の計測装置において、
   記憶部を有し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段が前記第１の特性値を計測した際の計測条件を前記記憶部は記憶し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記記憶部に記憶されている前記計測条件を前記所定の方法として前記計測対象物の位置を推定し、推定した位置にて前記第２の特性値を計測することを特徴とする計測装置。
3. 請求項１に記載の計測装置において、
   記憶部を有し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は、前記第１の特性値の計測に加え、前記計測対象物よりも浅い領域で第３の特性値を計測し、前記記憶部は前記第１の特性値と前記第３の前記特性値との第１相関関係を記憶し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記所定の方法として前記浅い領域で第４の特性値を計測し、前記第４の特性値と前記記憶部に記憶されている前記第１相関関係とに基づいて前記第２の特性値を得ることを特徴とする計測装置。
4. 請求項１に記載の計測装置において、
   記憶部を有し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できた場合には、前記高精度計測手段は、前記第１の特性値の計測に加え、前記計測対象物の位置とは異なる複数の領域で第５の特性値を複数個計測し、前記第５の特性値の平均値を算出し、前記記憶部は前記第１の特性値と前記第５の特性値の平均値との第２相関関係を記憶し、
   前記検出手段が前記計測対象物を検出できなかった場合には、前記推定計測手段は、前記所定の方法として複数個の測定箇所にて第６の特性値を複数個計測し、前記第６の特性値の平均値を算出し、前記第６の特性値の平均値と前記第２相関関係とに基づいて、前記第２の特性値を得ることを特徴とする計測装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の計測装置において、
   前記第１の特性値または前記第２の特性値を計測結果として出力する出力部を有し、
   前記出力部は、前記計測結果を出力する場合、前記推定計測手段で計測したか、または、前記高精度計測手段で計測したか、を示す情報を出力することを特徴とする計測装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の計測装置において、
   前記計測対象物は血管であり、前記特性値は血液中でのグルコース濃度であることを特徴とする計測装置。

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