JP2017189327A - Biological information acquisition device and biological information acquisition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報取得装置及び生体情報取得方法に関する。 The present invention relates to a biological information acquisition apparatus and a biological information acquisition method.
従来、血管や血管中の血液に関する生体情報を取得する生体情報取得装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、照射位置に存在する発光素子から照射された光を、(i)測定用受光位置に存在する受光素子が取得した受光結果と、(ii)リファレンス用受光位置に存在するリファレンス用受光素子が取得した受光結果と、を用いて、生体情報を取得する旨が記載されている。
Conventionally, a biological information acquisition device that acquires biological information related to blood vessels and blood in blood vessels is known (for example, Patent Document 1). In
特許文献1及び2の技術において、照射位置と、測定用受光位置と、リファレンス用受光位置との位置関係は、以下のとおりである。つまり、(i)照射位置と測定用受光位置との間の中央部に測定対象の血管部位が位置し、(ii)照射位置とリファレンス用受光位置との間に測定対象の血管部位が存在しないように位置する。また、リファレンス用受光位置は、照射位置と測定用受光位置とを結ぶ延長線上であって、照射位置から見て測定用受光位置とは反対側に位置する。
In the techniques of
しかし、特許文献1及び2の技術において、照射位置に対して測定用受光位置とリファレンス用受光位置とが離れている。このため、測定用発光位置から発せられた光が測定用受光位置へ進む光路における生体の構造は、測定用発光位置から発せられた光がリファレンス用へ進む光路における生体の構造と大きく異なる場合があるため、血管に関連した生体情報を得る上では、生体情報を十分な精度で得られない場合がある。このため、血管に関連した生体情報を精度良く取得する技術が望まれていた。
However, in the techniques of
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
(1)本発明の第1の形態によれば、生体情報取得装置が提供される。この生体情報取得装置は、生体へ光を照射する複数の発光部と、前記生体を透過した光を受光する複数の受光部と、前記複数の発光部と前記複数の受光部とを制御する制御部と、を備える生体情報取得装置であって、前記制御部は、前記複数の発光部の少なくとも一つを発光させることにより前記生体の血管の位置を特定し、前記複数の発光部のうち、前記血管から第1の距離だけ離れた発光部を測定用発光部として選択して発光させ、前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第1の距離よりも大きな第2の距離だけ離れた受光部を測定用受光部として選択して第1の受光結果を取得するとともに、前記測定用発光部から前記第2の距離だけ離れた受光部をリファレンス用受光部として選択して第2の受光結果を取得する受光処理を、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部及びリファレンス用受光部を選択して実行することによって、前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果で構成される一組の受光結果をN組取得し、前記N組の受光結果を用いて、生体情報を取得し、前記N対の測定用受光部及びリファレンス用受光部のうちの個々の一対の測定用受光部及びリファレンス用受光部は、(i)前記測定用発光部と前記測定用受光部とを結ぶ第1の線分は前記血管の上を通り、(ii)前記測定用発光部と前記リファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分は前記血管の上を通らず、(iii)前記第1の線分と前記第2の線分とが成す角の角度が45°以下である、という条件が成立するように選択される。
測定用発光部と測定用受光部とを結ぶ第1の線分と、測定用発光部とリファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分とが成す角の角度が45°以下であることにより、測定用発光部により発せられた光が測定用受光部へ進む光路における生体の構造は、リファレンス用発光部により発せられた光がリファレンス用受光部へ進む光路における生体の構造と血管以外の点で近似するため、本実施形態の生体情報取得装置によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。また、本実施形態の生体情報取得装置によれば、N組の受光結果を用いて生体情報を取得するため、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。
(1) According to the first aspect of the present invention, a biological information acquisition apparatus is provided. The biological information acquisition apparatus is configured to control a plurality of light emitting units that irradiate light to a living body, a plurality of light receiving units that receive light transmitted through the living body, and the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units. A biological information acquisition device comprising: a control unit, wherein the control unit identifies a position of a blood vessel of the living body by causing at least one of the plurality of light emitting units to emit light, and among the plurality of light emitting units, A light emitting unit that is separated from the blood vessel by a first distance is selected as a measurement light emitting unit to emit light, and light emitted from the measurement light emitting unit is transmitted from the measurement light emitting unit among the plurality of light receiving units. The light receiving unit that is separated by a second distance larger than the first distance is selected as the measurement light receiving unit to obtain the first light reception result, and is separated from the measurement light emitting unit by the second distance. Select the receiver as the reference receiver Then, the light reception process for acquiring the second light reception result is performed by selecting N pairs (N is an integer of 2 or more) of the measurement light reception units and the reference light reception unit, and thereby executing the first light reception result and N sets of light reception results including the second light reception results are acquired, biometric information is acquired using the N sets of light reception results, and the N pairs of measurement light reception units and reference light reception units are obtained. (I) a first line segment connecting the measurement light emitting part and the measurement light receiving part passes over the blood vessel, and (ii) ) The second line segment connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit does not pass over the blood vessel, and (iii) the angle formed by the first line segment and the second line segment The condition that the angle is 45 ° or less is selected.
The angle formed by the first line segment connecting the measurement light emitting unit and the measurement light receiving unit and the second line segment connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit is 45 ° or less. The structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the measurement light emitting section travels to the light receiving section for measurement is a point other than the structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the light emitting section for reference travels to the light receiving section for reference Therefore, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy. Moreover, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, since biological information is acquired using N sets of light reception results, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
(2)上記生体情報取得装置において、受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、前記制御部は、前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する発光領域を選択し、前記発光領域内の複数の発光素子を前記測定用発光部として発光させてもよい。
一つの発光部が、より小さな複数の発光素子の集合で形成されるので、発光部の位置を小さな発光素子のピッチの単位で選択することができるため、本実施形態の生体情報取得装置によれば、発光部を選択する自由度が向上する。また、一つの発光部が一つの発光素子で形成されている場合と比較して、本実施形態の生体情報取得装置は、十分な発光強度を得ることができる。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。
(2) The biometric information acquisition apparatus includes a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged in a light receiving / emitting region, and the control unit includes one of the light receiving / emitting regions. A light emitting region having a certain shape and size may be selected as the region of the part, and a plurality of light emitting elements in the light emitting region may emit light as the measurement light emitting unit.
Since one light emitting unit is formed by a set of a plurality of smaller light emitting elements, the position of the light emitting unit can be selected in units of the pitch of the small light emitting elements. Thus, the degree of freedom for selecting the light emitting unit is improved. Moreover, compared with the case where one light emission part is formed with one light emitting element, the biological information acquisition apparatus of this embodiment can obtain sufficient light emission intensity. As a result, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
(3)上記生体情報取得装置において、受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、前記制御部は、前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する第1受光領域及び第2受光領域を選択し、前記第1受光領域内の複数の受光素子を前記測定用受光部として受光させるとともに、前記第2受光領域内の複数の受光素子を前記リファレンス用受光部として受光させてもよい。
一つの受光部が、より小さな複数の受光素子の集合で形成されるので、受光部の位置を小さな受光素子のピッチの単位で選択することができるため、本実施形態の生体情報取得装置によれば、受光部を選択する自由度が向上する。また、一つの受光部が一つの受光素子で形成されている場合と比較して、本実施形態の生体情報取得装置は、十分な受光強度を得ることができる。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。
(3) The biometric information acquisition apparatus includes a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged in a light receiving / emitting region, and the control unit includes a sensor module having one of the light receiving and emitting regions. The first light receiving region and the second light receiving region having a certain shape and size are selected as the region of the part, and a plurality of light receiving elements in the first light receiving region are received as the measurement light receiving unit, and the second light receiving region is received. A plurality of light receiving elements in the light receiving area may be received as the reference light receiving unit.
Since one light receiving unit is formed by a set of a plurality of smaller light receiving elements, the position of the light receiving unit can be selected in units of the pitch of the small light receiving elements. Thus, the degree of freedom for selecting the light receiving portion is improved. Moreover, compared with the case where one light-receiving part is formed with one light-receiving element, the biological information acquisition apparatus of this embodiment can obtain sufficient light-receiving intensity. As a result, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
(4)上記生体情報取得装置において、前記生体情報は、前記生体の血液中のグルコース濃度を含んでもよい。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、血液中のグルコース濃度を取得することができる。
(4) In the biological information acquisition apparatus, the biological information may include a glucose concentration in blood of the biological body.
According to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, the glucose concentration in blood can be acquired.
(5)上記生体情報取得装置において、前記生体情報は、前記生体の血液中の酸素飽和度を含んでもよい。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、血液中の酸素飽和度を取得することができる。
(5) In the biological information acquisition apparatus, the biological information may include oxygen saturation in blood of the living body.
According to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, the oxygen saturation in blood can be acquired.
本発明は、上述した形態以外の種々の形態でも実現可能であり、例えば、生体へ光を照射する複数の発光部と、前記生体を透過した光を受光する複数の受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法や、この方法を実現するコンピュータープログラム、及び、コンピュータープログラムを格納する一時的でない記録媒体(non-transitory storage medium)等の形態等で実現することが可能である。 The present invention can be realized in various forms other than the above-described forms. For example, a living body including a plurality of light emitting units that irradiate light to a living body and a plurality of light receiving units that receive light transmitted through the living body. Realization of a biological information acquisition method for acquiring biological information by an information acquisition device, a computer program for realizing this method, a non-transitory storage medium for storing the computer program, and the like Is possible.
A.第1実施形態:
A1.装置構成:
図1は、第1実施形態における生体情報取得装置10の構成を示す模式図である。生体情報取得装置10は、光を用いて使用者2の生体情報を非侵襲に測定する生体情報取得装置である。本実施形態では、生体情報として、使用者2の血液中のグルコース濃度である血糖値を取得する。生体情報取得装置10は、血糖値測定装置10とも呼ぶ。生体情報取得装置10は、腕時計型であり、本体ケース12と、本体ケース12を使用者2の手首や腕等の測定部位に装着固定するための固定バンド14とを備えて構成されるウェアラブル装置(ウェアラブル機器)である。
A. First embodiment:
A1. Device configuration:
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a biological
本体ケース12の表面(使用者2に装着したときに外向きになる面)には、タッチパネル16や操作スイッチ18が設けられている。このタッチパネル16や操作スイッチ18を用いて、使用者2が測定開始指示の入力を行ったり、測定結果がタッチパネル16に表示されたりすることができる。
A
また、本体ケース12の側面には、外部装置と通信するための通信装置20と、メモリーカード22のリーダーライター24とが設けられている。通信装置20は、有線ケーブルを着脱するためのジャックや、或いは、無線通信を行うための無線通信モジュール及びアンテナにより実現される。メモリーカード22は、フラッシュメモリーや強誘電体メモリー(FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory)、磁気抵抗メモリー(MRAM:Magnetoresistive Random Access Memory)等のデータ書き換えが可能な不揮発性メモリーである。
A
また、本体ケース12の裏面には、センサーモジュール50が使用者2の皮膚面に接触可能に設けられている。センサーモジュール50は、使用者2の皮膚面に測定光を照射し、使用者2の体を透過もしくは反射した光を受光する測定用のデバイスであり、光源内蔵の薄型イメージセンサーとなっている。
A
更に、本体ケース12には、充電式のバッテリー26と、制御基板30と、が内蔵され
ている。バッテリー26への充電方式としては、本体ケース12の背面側に電気接点を設
け、家庭用電源に接続されたクレードルにセットし、電気接点を介してクレードル経由で
充電される構成でも良いし、無線式充電でも良い。
Further, the
制御基板30には、CPU(Central Processing Unit)と、メインメモリーと、測定データ用メモリーと、タッチパネルコントローラーと、センサーモジュールコントローラーとが搭載されている。メインメモリーは、プログラムや初期設定データを格納したり、CPUの演算値を格納することができる記憶媒体であり、RAMやROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー等で実現される。なお、プログラムや初期設定データ、メモリーカード22に記憶されている構成でも良い。測定データ用メモリーは、測定データを記憶するための記憶媒体であり、フラッシュメモリーや強誘電体メモリー(FeRAM)、磁気抵抗メモリー(MRAM)等のデータ書き換え可能な不揮発性メモリーによって実現される。なお、測定データをメモリーカード22に記憶する構成でも良い。
The
図2及び図3は、センサーモジュール50の構成図である。図2はセンサーモジュール50の一部を示す平面模式図であり、図3はセンサーモジュール50の断面模式図である。図2に示すように、センサーモジュール50は、その受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子53及び複数の受光素子59を有する。ここで、受発光領域とは、複数の発光素子53及び受光素子59を包含する領域をいう。
2 and 3 are configuration diagrams of the
図3に示すように、センサーモジュール50は、多数の発光素子53を平面状に二次元配列した発光層52と、受光層58へ向かう光以外を選択的に遮断する遮光層54と、近赤外線を選択的に透過させる分光層56と、多数の受光素子59を平面状に二次元配列した受光層58とを積層して構成された光学センサーである。そして、このセンサーモジュール50は、正面側(発光層52の側の面)が使用者2の皮膚面に向くように、本体ケース12の裏面側に設けられている。
As shown in FIG. 3, the
発光素子53は、生体へ光を照射する部位であり、例えばLED(Light Emitting Diode)やOLED(Organic light-emitting diode)等により実現される。本実施形態では、血糖値(血液中のグルコース濃度)を測定するため、発光素子53は、皮下透過性を有する近赤外線を含む光を発光可能な素子とする。
The
受光素子59は、生体を透過又は反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する部位であり、例えばCCD(Charge Coupled Device Image Sensor)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等の撮像素子で実現される。また、1つの受光素子59は、検量に必要な各波長成分を受光する複数の素子を含む。
The
図2に示すように、発光素子53及び受光素子59は、共通のXs−Ys直交座標系で定義されるマトリクス状に配置されている。そして、発光素子53と受光素子59とは、それぞれにおけるXs,Ys軸方向それぞれの配置間隔が同一であるが、Xs−Ys平面において互い違いとなるように配置される。すなわち、発光素子53と受光素子59とのXs,Ys軸方向の位置が、互いに所定長だけずれるように配列されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、発光素子53及び受光素子59それぞれの配置間隔は、適宜設定可能である。例えば、配置間隔は、1〜500μmとすると好適であり、製造コストと測定精度との兼ね合いから、例えば50〜200μmとすることもできる。また、発光素子53と受光素子59とが積層された構成に限らず、発光素子53と受光素子59とが並置されていてもよい。
In addition, the arrangement | positioning space | interval of each of the
A2.測定原理:
(A)血糖値の測定
本実施形態における血糖値の測定原理について説明する。測定にあたり、血糖値測定装置10は、センサーモジュール50が使用者2の皮膚面に密着するようにして固定バンド14で固定される。センサーモジュール50を皮膚面に密着させることで、測定光の皮膚面での反射や皮膚面付近での散乱といった測定精度を下げる要因を抑制することができる。そして、センサーモジュール50の直下の生体組織内における血管を測定対象として設定し、測定光がこの血管を透過した透過光を含む光を受光して吸光スペクトルを求め、血糖値を推定演算する。
A2. Measuring principle:
(A) Measurement of blood glucose level The measurement principle of blood glucose level in the present embodiment will be described. In the measurement, the blood glucose
(A−1)血管パターンの取得
具体的には、先ず、皮膚面から見た血管パターン(血管位置)を取得する。血管パターンの取得は、公知の静脈認証技術における静脈パターン検出と同様に実現することができる。
(A-1) Acquisition of blood vessel pattern Specifically, first, a blood vessel pattern (blood vessel position) viewed from the skin surface is acquired. Acquisition of a blood vessel pattern can be realized in the same manner as vein pattern detection in a known vein authentication technique.
図4は、血管パターン(血管位置)を取得する様子を説明する模式図である。図4に示すように、センサーモジュール50の発光素子53を一斉発光させ、使用者2の皮膚面に測定光を照射する。そして、全ての受光素子59を用いて、測定光が生体組織を透過した光(透過光)や、生体組織で反射した光(反射光)を受光すなわち撮影して、生体画像を取得する。なお、生体画像の取得の際に、センサーモジュール50の一部の発光素子53のみを発光させてもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining how a blood vessel pattern (blood vessel position) is acquired. As shown in FIG. 4, the
血管は非血管部よりも近赤外線を吸収し易いため、取得された生体画像において、血管の部分は非血管の部分よりも輝度が低く暗くなる。このため、生体画像において輝度が低くなっている部分を抽出することで、血管パターンを抽出することができる。すなわち、生体画像を構成するピクセル毎に、その輝度が所定の閾値以下であるか否かによって、該当する受光素子59の直下に血管が存在するか否か、すなわち血管の位置を取得することができる。
Since the blood vessel absorbs near infrared rays more easily than the non-blood vessel portion, the blood vessel portion is darker and darker than the non-blood vessel portion in the acquired biological image. For this reason, a blood vessel pattern can be extracted by extracting the part where the brightness | luminance is low in a biological image. That is, for each pixel constituting the living body image, whether or not a blood vessel exists immediately below the corresponding
図5は、生体画像に基づいて得られる血管パターンP4の例を示す図である。血管パターンP4は、生体画像を構成するピクセル毎、すなわち受光素子59の位置毎に、血管であるか非血管領域であるかを示した情報である。図5では、網掛けした帯状の部分が血管4であり、それ以外の白抜きされた部分が非血管領域8として抽出されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a blood vessel pattern P4 obtained based on a biological image. The blood vessel pattern P4 is information indicating whether it is a blood vessel or a non-blood vessel region for each pixel constituting the living body image, that is, for each position of the
(A−2)測定対象の血管部位の選択
血管パターンを取得したならば、続いて、測定対象とする血管(より具体的には血管部位)を選択する。測定対象とする血管部位を、次の選択条件を満たすように選択する。選択条件とは、「血管の分岐部分や合流部分、画像の端部以外の部位であり、且つ、血管長手方向において所定の長さ及び所定の幅を有する」ことである。
(A-2) Selection of blood vessel part to be measured Once a blood vessel pattern is acquired, subsequently, a blood vessel (more specifically, a blood vessel part) to be measured is selected. The blood vessel part to be measured is selected so as to satisfy the following selection condition. The selection condition is “a part other than a branching part or a merging part of a blood vessel or an end part of an image and having a predetermined length and a predetermined width in the longitudinal direction of the blood vessel”.
血管の分岐・合流部分5a(図5参照)では、受光光に、測定対象以外の血管を通過した光が混合する可能性がある。測定対象の血管部位以外の血管の透過光は、測定対象の血管部位の吸光スペクトルに影響を及ぼし、測定精度が低下する可能性がある。このため、血管の分岐・合流部分5aを除いた血管部分から測定対象の血管部位を選択することとする。
In the branching / merging
また、生体画像の端部5b(図5参照)では、画像の外側近傍の血管の分岐や合流といった構造が不明であるため、上述と同様の理由による測定精度の低下の可能性がある。これを避けるために、画像端部5bを除いた血管部分から測定対象の血管部位を選択することとする。
In addition, since the structure such as branching and merging of blood vessels near the outside of the image is unknown at the
発光素子53からの照射光は、生体組織内を拡散反射し、その一部が受光素子59にて受光される。つまり、受光素子59にて受光される光の一部が対象血管の透過光となるが、この透過光の割合が高いほど、対象血管の血中成分の特徴をより顕著に表した吸光スペクトルとなり得る。すなわち、測定精度が高くなる。
Irradiation light from the
比較的細く写っている血管(幅方向の長さが短い血管)は、本来的に細い血管であるか、比較的深い位置にある血管である。こういった血管では透過光の光量が少なくなり、測定精度の低下が生じ得る。このため、細く写った血管を除いた血管部分(すなわち、所定の幅を有する血管部位)から、測定対象の血管部位を選択することとする。 A blood vessel that is relatively thin (a blood vessel having a short width in the width direction) is essentially a thin blood vessel or a blood vessel that is relatively deep. In such blood vessels, the amount of transmitted light is reduced, and the measurement accuracy may be reduced. For this reason, the blood vessel part to be measured is selected from the blood vessel part excluding the thinly drawn blood vessel (that is, a blood vessel part having a predetermined width).
そして、図6は、図5の血管パターンP4に基づいて得られる測定対象の血管部位6の一例である。図6において、血管4のうち、斜線でハッチングされた部分が、測定対象として選択された血管部位6である。
FIG. 6 is an example of the
(A−3)発光部及び受光部の選択
続いて、発光部Lと受光部Sとを選択する。
(A-3) Selection of light emitting unit and light receiving unit Subsequently, the light emitting unit L and the light receiving unit S are selected.
図7は、発光部Lと受光部Sとの選択について説明する図である。本実施形態において、(i)血管から距離X(第1の距離)だけ離れた発光部Lを、測定用発光部Ldとして選択する。ここで、「血管から距離Xだけ離れた発光部L」とは、発光部Lの中心が血管の境界線から距離X±10%の距離だけ離れたことを意味する。 FIG. 7 is a diagram illustrating selection between the light emitting unit L and the light receiving unit S. In the present embodiment, (i) the light emitting unit L that is separated from the blood vessel by the distance X (first distance) is selected as the measurement light emitting unit Ld. Here, “the light emitting portion L separated from the blood vessel by a distance X” means that the center of the light emitting portion L is separated from the blood vessel boundary by a distance X ± 10%.
また、(ii)測定用発光部Ldから距離Xよりも大きな距離W(第2の距離)だけ離れた受光部Sを、測定用受光部Sdとして選択し、同様に、(iii)測定用発光部Ldから距離Wだけ離れた受光部Sを、リファレンス用受光部Srとして選択する。ここで、「測定用発光部Ldから距離Wだけ離れた受光部S」とは、受光部Sの中心が測定用発光部Ldの中心から距離W±10%の距離だけ離れたことを意味する。 Further, (ii) a light receiving part S separated from the measurement light emitting part Ld by a distance W (second distance) larger than the distance X is selected as the measurement light receiving part Sd, and similarly (iii) measurement light emission. The light receiving part S separated by the distance W from the part Ld is selected as the reference light receiving part Sr. Here, “the light receiving part S separated from the measurement light emitting part Ld by the distance W” means that the center of the light receiving part S is separated from the center of the measurement light emitting part Ld by a distance W ± 10%. .
測定用発光部Ldと測定用受光部Sdとを結ぶ第1の線分N1は、血管の上を通り、測定用発光部Ldとリファレンス用受光部Srとを結ぶ第2の線分N2は、血管の上を通らない。ここで、「第1の線分N1」とは、測定用発光部Ldの中心と測定用受光部Sdの中心とを結ぶ線分を意味し、「第1の線分N1は、血管の上を通る」とは、第1の線分N1は、血管の中心線を通過し、かつ、血管の幅方向の境界線を2度跨ぐことを意味する。また、「第2の線分N2」とは、測定用発光部Ldの中心とリファレンス用受光部Srの中心とを結ぶ線分を意味し、「第2の線分N2は、血管の上を通らない」とは、第2の線分N2は、血管の境界線を一度も跨がないことを意味する。 The first line segment N1 connecting the measurement light emitting part Ld and the measurement light receiving part Sd passes over the blood vessel, and the second line segment N2 connecting the measurement light emitting part Ld and the reference light receiving part Sr is Do not pass over blood vessels. Here, the “first line segment N1” means a line segment connecting the center of the measurement light emitting unit Ld and the center of the measurement light receiving unit Sd, and “the first line segment N1 is an upper part of the blood vessel. The term “passes through” means that the first line segment N1 passes through the center line of the blood vessel and crosses the boundary line in the width direction of the blood vessel twice. Further, the “second line segment N2” means a line segment connecting the center of the measurement light emitting unit Ld and the center of the reference light receiving unit Sr, and “the second line segment N2 is above the blood vessel. The term “does not pass” means that the second line segment N2 never crosses the boundary line of the blood vessel.
また、第1の線分N1と第2の線分N2とが成す角の角度θが45°以下である。ここで、角度θは、劣角の角度を意味する。本実施形態において、角度θは30°である。なお、上述の距離Wは、次のように定められる。 In addition, the angle θ formed by the first line segment N1 and the second line segment N2 is 45 ° or less. Here, the angle θ means an inferior angle. In the present embodiment, the angle θ is 30 °. The above-mentioned distance W is determined as follows.
図8は、生体組織内での光の伝播を説明する図であり、深さ方向に沿った断面図を示している。ある発光部Lから照射された光は、生体組織内を拡散反射し、照射された光の一部がある受光部Sに到達する。その光の伝播経路は、いわゆるバナナ形状(2つの弧で挟まれた領域)を成し、略中央付近で深さ方向の幅が最も広くなるとともに、発光素子53と受光素子59との間隔に応じて全体の深さ(到達可能な深さ)が深くなる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the propagation of light in the living tissue, and shows a cross-sectional view along the depth direction. The light emitted from a certain light emitting unit L is diffusely reflected in the living tissue and reaches the light receiving unit S where a part of the irradiated light is present. The light propagation path has a so-called banana shape (a region sandwiched between two arcs), the width in the depth direction is the largest near the center, and the distance between the light-emitting
測定精度を高めるには、血管4を透過したより多くの透過光が受光部Sで受光されることが望ましい。このことから、発光部Lと受光部Sとの下方に対象血管4が位置することが好ましく、対象血管4の想定する深さDに応じた所定距離Wが定められる。所定距離W、すなわち発光部Lと受光部Sとの間の最適な間隔Wは、血管4の皮膚面からの深さDの約2倍の距離とする。例えば、深さDを3mm程度とすると、最適距離Wは5〜6mm程度となる。次に、発光部Lと発光素子53との関係及び受光部Sと受光素子59との関係について説明する。
In order to increase the measurement accuracy, it is desirable that a larger amount of transmitted light transmitted through the
図9は、発光部Lと発光素子53との関係及び受光部Sと受光素子59との関係を示す図である。本実施形態における発光部Lは、発光領域R1内の複数の発光素子53から形成されている。発光領域R1は、センサーモジュール50の受発光領域のうちの一部の領域であり、一定の形状及びサイズを有する領域をいう。本実施形態では、発光領域R1を、縦(Ys方向)に3つの発光素子53が入り、横(Xs方向)に3つの発光素子53とが入る領域とし、発光領域R1内の全ての発光素子53を発光部Lとして発光させる。本実施形態において、センサーモジュール50は、縦(Ys方向)に3つより多い発光素子53を備え、かつ、横(Xs方向)に3つより多い発光素子53を備える。このため、センサーモジュール50の受発光領域には複数の発光部Lが存在することとなる。そして、複数の発光部Lから測定用発光部Ldが選択される。測定用発光部Ldとして発光させる複数の発光素子53が含まれる領域を第1発光領域とも呼ぶ。測定用発光部Ldを構成する第1発光領域は、その全体が血管の上方の外側にあることが好ましい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between the light emitting unit L and the
なお、一定の形状及びサイズを有する発光領域は、例えば、発光素子1つ分の領域としてもよい。この場合、この領域内の1つの発光素子53が発光部Lとなる。また、発光領域R1内の全ての発光素子53を発光させなくてもよい。
Note that the light emitting region having a certain shape and size may be, for example, a region for one light emitting element. In this case, one
同様に、本実施形態における受光部Sは、受光領域R2内の複数の受光素子59から形成されている。受光領域R2は、センサーモジュール50の受発光領域のうちの一部の領域であり、一定の形状及びサイズを有する領域をいう。本実施形態では、受光領域R2を、縦(Ys方向)に3つの受光素子59が入り、横(Xs方向)に3つの受光素子59とが入る領域とし、受光領域R2内の全ての受光素子59を受光部Sとして受光させる。本実施形態において、センサーモジュール50は、縦(Ys方向)に3つより多い受光素子59を備え、かつ、横(Xs方向)に3つより多い受光素子59を備える。このため、センサーモジュール50の受発光領域には複数の受光部Sが存在することとなる。そして、複数の受光部Sから測定用受光部Sdまたはリファレンス用受光部Srが選択される。測定用受光部Sdとして受光させる複数の受光素子59が含まれる領域を第1受光領域とも呼び、リファレンス用受光部Srとして発光させる複数の受光素子59が含まれる領域を第2受光領域とも呼ぶ。測定用受光部Sdを構成する第1受光領域は、その全体が血管の上方の外側にあることが好ましい。同様に、リファレンス用受光部Srを構成する第2受光領域は、その全体が血管の上方の外側にあることが好ましい。
Similarly, the light receiving portion S in the present embodiment is formed from a plurality of light receiving
なお、一定の形状及びサイズを有する受光領域R2について、例えば、受光素子59が1つ分の領域としてもよい。この場合、この受光領域R2内の1つの受光素子59が受光部Sとなる。また、受光領域R2内の全ての受光素子59を受光させなくてもよい。
For example, the light receiving region R2 having a certain shape and size may be a region corresponding to one
(A−4)測定
測定対象の血管部位6に対する測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srを選択すると、血糖値の測定を行う。具体的には、測定用発光部Ldを発光させ、(i)その光の測定用受光部Sdからの受光結果Q1(「第1の受光結果Q1」と呼ぶ)、及び(ii)その光のリファレンス用受光部Srからの受光結果Q2(「第2の受光結果Q2」と呼ぶ)を取得する。そして、受光結果Q1と受光結果Q2とを用いて、吸光スペクトルを生成する。
(A-4) Measurement When the measurement light emitting part Ld, the measurement light receiving part Sd, and the reference light receiving part Sr for the
このとき、例えば発光部Lによる発光光の波長を変化させることで皮膚面への照射光の波長λを近赤外領域内で変化させて、波長λ毎の血管部位6の透過率を求める。透過率T(λ)は、測定用受光部Sdによって得られた光強度Os(λ)と、リファレンス用受光部Srによって得られた光強度Or(λ)とから、T(λ)=Os(λ)/Or(λ)、として得られる。そして、この透過率から吸光率を求めて吸光スペクトルを生成する。
At this time, for example, by changing the wavelength of the light emitted by the light emitting portion L, the wavelength λ of the light irradiated onto the skin surface is changed in the near infrared region, and the transmittance of the
ここで、透過率の算出原理について簡単に説明する。一般的に、発光部Lによる照射光の強度をP(λ)、照射光が透過した物体部分の透過率をT(λ)、受光部Sに定められている感度をS(λ)とすると、受光部Sで得られる光強度O(λ)は、O(λ)=P(λ)・T(λ)・S(λ)、で与えられる。 Here, the principle of calculating transmittance will be briefly described. In general, assuming that the intensity of light emitted from the light emitting portion L is P (λ), the transmittance of the object part through which the irradiated light is transmitted is T (λ), and the sensitivity defined for the light receiving portion S is S (λ). The light intensity O (λ) obtained by the light receiving unit S is given by O (λ) = P (λ) · T (λ) · S (λ).
この関係式より、血管4の透過光を含まないリファレンス用受光部Srで得られる光強度Or(λ)は、非血管領域部分の透過率T(λ)を「1」と仮定すると、Or(λ)=P(λ)・S(λ)、となる。
From this relational expression, the light intensity Or (λ) obtained by the reference light receiving unit Sr that does not include the transmitted light of the
また、血管4の透過光を含む測定用受光部Sdで得られる光強度Os(λ)は、Os(λ)=P(λ)・T(λ)・S(λ)、となる。この2つの式から、透過率T(λ)が求められる。また、この透過率T(λ)は、非血管領域8の透過率に対する相対的な値となる。
The light intensity Os (λ) obtained by the measurement light receiving unit Sd including the light transmitted through the
(A−5)血糖値の算出
続いて、吸光スペクトルに基づき、予め定められた血糖値(血液中のグルコース濃度)と吸光度との関係を示す検量線を用いて、血糖値の推定算出を行う。なお、この吸光スペクトルから所定成分(本実施形態ではグルコース)の濃度を算出する技術自体は公知であり、本実施形態ではその公知技術を適用可能である。
(A-5) Calculation of blood glucose level Subsequently, based on the absorption spectrum, the blood glucose level is estimated and calculated using a calibration curve showing the relationship between a predetermined blood glucose level (glucose concentration in blood) and absorbance. . In addition, the technique itself which calculates the density | concentration of a predetermined component (in this embodiment glucose) from this light absorption spectrum is well-known, and this well-known technique is applicable in this embodiment.
A3.機能構成:
図10は、本実施形態における血糖値測定装置10の機能構成図である。血糖値測定装置10は、機能的には、操作入力部110と、表示部120と、音出力部130と、通信部140と、照射部210と、撮像部220と、制御部300と、記憶部400とを備えて構成される。
A3. Functional configuration:
FIG. 10 is a functional configuration diagram of the blood sugar
操作入力部110は、ボタンスイッチやタッチパネル、各種センサー等の入力装置であり、なされた操作に応じた操作信号を制御部300に出力する。この操作入力部110によって、血糖値の測定開始指示等の各種指示入力が行われる。図1では、操作スイッチ18やタッチパネル16がこれに該当する。
The
表示部120は、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置であり、制御部300からの表示信号に基づく各種表示を行う。この表示部120に、測定結果等が表示される。図1では、タッチパネル16がこれに該当する。
The
音出力部130は、スピーカー等の音出力装置であり、制御部300からの音信号に基づく各種音出力を行う。この音出力部130によって、血糖値の測定開始や測定終了、低血糖値発生等の報知音が出力される。
The
通信部140は、無線通信機やモデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等の通信装置であり、通信回線と接続して外部との通信を実現する。図1では、通信装置20がこれに該当する。
The
照射部210は、平面状に二次元配列された多数の発光素子53を有する。図2に示すセンサーモジュール50の発光層52がこれに該当する。この照射部210の配置位置(具体的には、Xs−Ys直交座標系における各発光素子53の位置座標)については、発光素子リスト406として記憶されている。
The
撮像部220は、平面状に二次元配列された多数の受光素子59を有する。図2に示すセンサーモジュール50の受光層58がこれに該当する。この撮像部220の配置位置(具体的には、Xs−Yx直交座標系における各受光素子59の位置座標)については、受光素子リスト408として記憶されている。
The
制御部300は、例えばCPUやGPU(Graphics Processing Unit)等のマイクロプロセッサーや、ASIC(特定用途向け集積回路:Application Specific Integrated Circuit)、ICメモリー等の電子部品によって実現され、所定のプログラムやデータ、操作入力部110からの操作信号に基づいて各種の演算処理を実行して、血糖値測定装置10の動作を制御する。図1では、制御基板30がこれに該当する。また、制御部300は、血糖値測定部310と、照射制御部342と、撮像制御部344とを有する。照射制御部342は、複数の発光素子53それぞれを選択的に発光制御する。撮像制御部344は、複数の受光素子59それぞれから受光した光量を取得する。
The
血糖値測定部310は、生体画像取得部314と、血管パターン取得部316と、血管部位選択部318と、受発光部選択部320と、吸光スペクトル算出部324と、成分値算出部326とを有し、使用者2の血液中のグルコース濃度すなわち血糖値の測定を行う。
The blood glucose
生体画像取得部314は、使用者2の生体画像の取得を行う。生体画像の取得は、公知の静脈認証技術等における生体画像の撮影技術を適宜利用することで実現する。すなわち、発光素子53を一斉発光させ、全ての受光素子59による測光(撮影)を行う。そして、測光結果による輝度画像、すなわち生体画像を生成する。生体画像取得部314によって取得された生体画像は、生体画像データ414として記憶される。
The biological
血管パターン取得部316は、生体画像取得部314によって取得された生体画像に対する所定の画像処理を行って、血管パターンを取得する。具体的には、公知の静脈認証技術における生体画像から静脈パターンを識別する技術を適宜利用することで実現する。例えば、生体画像のピクセル毎に、基準輝度と比較して2値化やフィルター処理を施す。基準輝度未満のピクセルが血管、基準輝度以上のピクセルが非血管領域を示すことになる。血管パターン取得部316によって取得された血管パターンは、血管パターンデータ416として記憶される。
The blood vessel
血管部位選択部318は、血管パターン取得部316によって取得された血管パターンに基づいて、所定の選択条件を示す血管部位6を測定対象として選択する。ここで、測定対象とする血管部位6は、1つであっても良いし複数としても良い。測定対象として選択された血管部位6それぞれについては、血管部位データ418として記憶される。
Based on the blood vessel pattern acquired by the blood vessel
図11は、血管部位データ418のデータ構成の一例を示す図である。血管部位データ418は、当該血管部位の識別情報である血管部位ID418aと、部位ピクセルリスト418bと、中心線位置情報418cと、血管長手方向の長さである部位長418dと、測定用発光部データ418eと、測定用受光部データ418fと、リファレンス用受光部データ418gとを格納している。部位ピクセルリスト418bは、当該血管部位に対応するピクセル(すなわち、受光素子59)の一覧である。中心線位置情報418cは、Xs−Ys直交座標系における当該血管部位の中心線(血管幅方向の中心であり血管長さ方向に沿った線)の位置座標の情報である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the blood
受発光部選択部320は、測定対象の血管部位6それぞれについて、上述した条件を満たす測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srを選択する。選択された測定用発光部Ldは、測定用発光部データ418eとして記憶され、同様に、選択された測定用受光部Sdは、測定用受光部データ418fとして記憶され、選択されたリファレンス用受光部Srは、リファレンス用受光部データ418hとして記憶される。なお、上述する条件を満たす測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srが存在しない場合、第1の線分N1と第2の線分N2とが成す角の角度θを45°よりも小さくした後、同様に上述の条件を満たす測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srを検索及び選択を行う。同様に、それでも上述の条件を満たす測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srが存在しない場合、さらに角度θを小さくした後、同様に上述の条件を満たす測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srを検索及び選択を行う。
The light receiving / emitting
吸光スペクトル算出部324は、測定対象の血管部位6それぞれについて、吸光スペク
トルを生成する。具体的には、測定用受光部Sdからの第1の受光結果Q1及びリファレンス用受光部Srからの第2の受光結果Q2をもとに、波長λ毎の透過率Tを算出することで、吸光スペクトルを生成する。更に、測定対象の血管部位6が複数有る場合は、これら複数の測定対象の血管部位6それぞれの吸光スペクトルを平均して平均吸光スペクトルを算出する。吸光スペクトル算出部324によって算出された吸光スペクトルは、吸光スペクトルデータ420として記憶される。
The absorption
成分値算出部326は、吸光スペクトル算出部324によって算出された吸光スペクトルに基づいて、目的とする血液成分の血中濃度であるグルコース濃度(すなわち、血糖値)を算出する。本実施形態では、吸光スペクトルを、重回帰分析法、主成分回帰分析法、PLS回帰分析法、独立成分分析法等の分析法を用いる。なお、測定対象の血管部位6が複数有る場合には、各血管部位6に係る吸光スペクトルを平均した平均吸光スペクトルから血糖値を算出する。成分値算出部326によって算出された血糖値は、測定時刻と対応付けて、測定血糖値データ422として蓄積記憶される。
The component
記憶部400は、ROMやRAM、ハードディスク等の記憶装置であり、制御部300が血糖値測定装置10を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、制御部300の作業領域として用いられ、制御部300が実行した演算結果や、操作入力部110からの操作データ等が一時的に格納される。図1では、制御基板30に搭載されるメインメモリーや測定データ用メモリーがこれに該当する。また、記憶部400には、システムプログラム402と、血糖値測定プログラム404と、発光素子リスト406と、受光素子リスト408と、最適距離データ410と、生体画像データ414と、血管パターンデータ416と、血管部位データ418と、吸光スペクトルデータ420と、測定血糖値データ422とが記憶される。
The
A4.生体情報取得方法:
図12は、生体情報取得方法としての血糖値測定処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、制御部300が、血糖値測定プログラム404に従った処理を実行することで実現される。
A4. Biometric information acquisition method:
FIG. 12 is a flowchart for explaining the flow of blood sugar level measurement processing as a biological information acquisition method. This process is realized by the
図12によれば、血糖値測定部310が、使用者の血糖値を測定する測定処理を行う。まず、血糖値測定部310の生体画像取得部314が、センサーモジュール50の発光面の全面(すなわち、全ての発光素子53を含む範囲)を発光範囲とし、発光範囲内の発光素子53を発光させて、使用者の生体画像を取得する(ステップP120)。続いて、血管パターン取得部316が、得られた生体画像に基づいて、皮膚面から見た血管パターンを取得する(ステップP130)。その結果、血管パターンが得られないならば(ステップP140:NO)、ステップP120に戻る。
According to FIG. 12, the blood glucose
血管パターンが得られたならば(ステップP140:YES)、血管部位選択部318が、得られた血管パターンに基づいて、所定の選択条件を満たす測定対象の血管部位6を選択する(ステップP150)。そして、受発光部選択部320が、測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、及びリファレンス用受光部Srを選択する(ステップP160)。次いで、測定用発光部Ldを発光させ(ステップP170)、選択された測定用受光部Sdにより第1の受光結果Q1を取得し、選択されたリファレンス用受光部Srにより第2の受光結果Q2を取得する(ステップP210)。
If a blood vessel pattern is obtained (step P140: YES), the blood vessel
次いで、吸光スペクトル算出部324が、第1の受光結果Q1及び第2の受光結果Q2を用いて、当該血管部位6についての吸光スペクトルを生成する(ステップP220)。更に、測定対象の血管部位6が複数有る場合には、血管部位6毎の吸光スペクトルを平均した吸光スペクトルを算出する。
Next, the absorption
その後、成分値算出部326が、吸光スペクトルに基づいて、血液中のグルコース濃度すなわち血糖値を算出する(ステップP230)。そして、算出した血糖値を表示部120に表示させるとともに、測定時刻と対応付けて蓄積記憶する(ステップP240)。所定の待機時間の経過を待機した後(ステップP250)、ステップP120に戻り、同様に次回の血糖値の測定を行う。
Thereafter, the component
A5.作用効果:
上述の実施形態によれば、測定用発光部Ldと測定用受光部Sdとを結ぶ第1の線分N1は血管の上を通り、測定用発光部Ldとリファレンス用受光部Srとを結ぶ第2の線分N2は血管の上を通らない。また、測定用発光部Ldと測定用受光部Sdとを結ぶ第1の線分N1と、測定用発光部Ldとリファレンス用受光部Srとを結ぶ第2の線分N2とが成す角の角度θが45°以下である。このため、測定用発光部Ldにより発せられた光が測定用受光部へ進む光路における生体の構造は、リファレンス用発光部により発せられた光がリファレンス用受光部へ進む光路における生体の構造と血管以外の点で近似する。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。
A5. Effect:
According to the above-described embodiment, the first line segment N1 connecting the measurement light emitting unit Ld and the measurement light receiving unit Sd passes over the blood vessel, and connects the measurement light emitting unit Ld and the reference light receiving unit Sr. The second line segment N2 does not pass over the blood vessel. Further, the angle formed by the first line segment N1 connecting the measurement light emitting part Ld and the measurement light receiving part Sd and the second line segment N2 connecting the measurement light emitting part Ld and the reference light receiving part Sr. θ is 45 ° or less. For this reason, the structure of the living body in the optical path in which the light emitted by the measurement light emitting section Ld travels to the measurement light receiving section is the structure of the living body and the blood vessel in the optical path in which the light emitted by the reference light emitting section travels to the reference light receiving section. Approximate at other points. As a result, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
なお、測定用発光部Ldにより発せられた光が測定用受光部へ進む光路における生体の構造と、測定用発光部Ldにより発せられた光がリファレンス用受光部へ進む光路における生体の構造との血管以外の相違点をより少なくする観点から、角度θは、40°以下が好ましく、35°以下がより好ましく、30°以下がさらに好ましい。一方、測定用発光部Ldと測定用受光部Sdとを結ぶ第1の線分N1の下に存在する血管が、リファレンス用受光部Srにより取得する第2の受光結果Q2に与える影響を軽減する観点から、角度θは、5°以上が好ましく、10°以上がより好ましく、15°以上がさらに好ましい。 The structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the measurement light emitting section Ld travels to the light receiving section for measurement, and the structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the measurement light emitting section Ld travels to the reference light receiving section. From the viewpoint of reducing differences other than blood vessels, the angle θ is preferably 40 ° or less, more preferably 35 ° or less, and further preferably 30 ° or less. On the other hand, the influence of the blood vessel existing under the first line segment N1 connecting the measurement light emitting unit Ld and the measurement light receiving unit Sd on the second light reception result Q2 acquired by the reference light receiving unit Sr is reduced. From the viewpoint, the angle θ is preferably 5 ° or more, more preferably 10 ° or more, and further preferably 15 ° or more.
また、本実施形態の生体情報取得装置10において、受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する発光領域R1を選択するとともに、選択された発光領域R1内の複数の発光素子53を、測定用発光部Ldとして発光させる。このように、本実施形態における発光部Lは、複数の発光素子53から形成されている。このため、一つの発光部が一つの発光素子で形成されている場合と比較して、本実施形態の生体情報取得装置10は、十分な発光強度を得ることができる。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置10によれば、生体情報を精度よく取得できる。
In the biological
同様に、本実施形態の生体情報取得装置10において、受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する受光領域R2を選択するとともに、選択された受光領域R2内の複数の受光素子59を、測定用受光部Sd又はリファレンス用受光部Srとして受光させる。このように、本実施形態における受光部Sは、複数の受光素子59から形成されている。このため、一つの受光部が一つの受光素子で形成されている場合と比較して、本実施形態の生体情報取得装置10は、十分な受光量を得ることができる。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置10によれば、生体情報を精度よく取得できる。
Similarly, in the biological
また、本実施形態の生体情報取得装置10において、一つの発光部Lが、より小さな複数の発光素子53の集合により形成されるので、発光部Lの位置を小さな発光素子53のピッチの単位で選択することができる。このため、本実施形態の生体情報取得装置10によれば、発光部Lを選択する自由度が向上する。
Further, in the biological
同様に、本実施形態の生体情報取得装置10において、一つの受光部Sが、より小さな複数の受光素子59の集合により形成されるので、受光部Sの位置を小さな受光素子59のピッチの単位で選択することができる。このため、本実施形態の生体情報取得装置10によれば、受光部Sを選択する自由度が向上する。
Similarly, in the biological
B.第2実施形態:
第2実施形態は、第1実施形態と比べて、測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部SrをN対(Nは2以上の整数)備える点が異なり、これにより生体情報を取得する処理が異なるが、それ以外は同じである。
B. Second embodiment:
The second embodiment is different from the first embodiment in that the measurement light receiving unit Sd and the reference light receiving unit Sr are provided with N pairs (N is an integer of 2 or more). It is different, but otherwise it is the same.
図13は、第2実施形態の発光部Lと受光部Sとの選択について説明する図である。第1実施形態と同様に、本実施形態においても、血管から距離X(第1の距離)だけ離れた発光部Lを、測定用発光部Ldとして選択する。 FIG. 13 is a diagram illustrating selection of the light emitting unit L and the light receiving unit S of the second embodiment. Similarly to the first embodiment, also in this embodiment, the light emitting portion L that is separated from the blood vessel by the distance X (first distance) is selected as the measurement light emitting portion Ld.
本実施形態では、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Srを使用する。図13の例ではN=2である。N対の測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Srのうちの個々の一対の測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Srは、以下の条件が成立するように選択される。 In the present embodiment, N pairs (N is an integer of 2 or more) of the measurement light-receiving units Sd and the reference light-receiving unit Sr are used. In the example of FIG. 13, N = 2. Of each of the N pairs of measurement light receivers Sd and reference light receivers Sr, each pair of measurement light receivers Sd and reference light receivers Sr is selected so that the following conditions are satisfied.
(1)1組目の一対の受光部Sd(1),Sr(1)
測定用発光部Ldから距離Xよりも大きな距離W(第2の距離)だけ離れた受光部Sを、測定用受光部Sd(1)として選択し、測定用発光部Ldから距離Wだけ離れた受光部Sを、リファレンス用受光部Sr(1)として選択する。
(2)2組目の一対の受光部Sd(2),Sr(2)
測定用発光部Ldから距離Wだけ離れた受光部Sを、測定用受光部Sd(2)として選択し、測定用発光部Ldから距離Wだけ離れた受光部Sを、リファレンス用受光部Sr(2)として選択する。Nが3以上の場合も同様である。
(1) First pair of light receiving portions Sd (1), Sr (1)
The light receiving part S separated from the measurement light emitting part Ld by a distance W (second distance) larger than the distance X is selected as the measurement light receiving part Sd (1), and is separated from the measurement light emitting part Ld by the distance W. The light receiving unit S is selected as the reference light receiving unit Sr (1).
(2) A second pair of light receiving portions Sd (2), Sr (2)
The light receiving part S separated by the distance W from the measurement light emitting part Ld is selected as the measurement light receiving part Sd (2), and the light receiving part S separated by the distance W from the measurement light emitting part Ld is selected as the reference light receiving part Sr ( Select as 2). The same applies when N is 3 or more.
なお、1組目の測定用受光部Sd(1)と2組目の測定用受光部Sd(2)とは異なる受光部であり、1組目のリファレンス用受光部Sr(1)と2組目のリファレンス用受光部Sr(2)とは異なる受光部である。つまり、N個の測定用受光部は互いに異なる受光部であり、N個のリファレンス用受光部は互いに異なる受光部である。 Note that the first set of light receiving units for measurement Sd (1) and the second set of light receiving units for measurement Sd (2) are different light receiving units, and the first set of reference light receiving units Sr (1) and two sets. It is a light receiving unit different from the reference light receiving unit Sr (2) of the eye. That is, the N light receiving units for measurement are different light receiving units, and the N reference light receiving units are different light receiving units.
また、測定用発光部Ldと1組目の測定用受光部Sd(1)とを結ぶ第1の線分N1(1)は、血管の上を通り、測定用発光部Ldと1組目のリファレンス用受光部Sr(1)とを結ぶ第2の線分N2(1)は、血管の上を通らない。同様に、測定用発光部Ldと2組目の測定用受光部Sd(2)とを結ぶ第1の線分N1(2)は、血管の上を通り、測定用発光部Ldと2組目のリファレンス用受光部Sr(2)とを結ぶ第2の線分N2(2)は、血管の上を通らない。Nが3以上の場合も同様である。 Further, the first line segment N1 (1) connecting the measurement light emitting unit Ld and the first set of light receiving units Sd (1) passes over the blood vessel, and the measurement light emitting unit Ld and the first set of light receiving units Sd (1). The second line segment N2 (1) connecting the reference light receiving unit Sr (1) does not pass over the blood vessel. Similarly, a first line segment N1 (2) connecting the measurement light emitting unit Ld and the second set of light receiving units Sd (2) passes over the blood vessel, and the measurement light emitting unit Ld and the second set. The second line segment N2 (2) connecting the reference light receiving portion Sr (2) does not pass over the blood vessel. The same applies when N is 3 or more.
そして、1組目の受光部Sd(1),Sr(1)に関する第1の線分N1(1)と第2の線分N2(1)とが成す角の角度θ(1)、及び、2組目の受光部Sd(2),Sr(2)に関する第1の線分N1(2)と第2の線分N2(2)とが成す角の角度θ(2)は、それぞれ45°以下である。ここで、角度θ(1),θ(2)は、ともに、劣角の角度を意味する。本実施形態において、角度θ(1)及び角度θ(2)は、それぞれ30°である。Nが3以上の場合も同様である。 An angle θ (1) between the first line segment N1 (1) and the second line segment N2 (1) related to the first set of light receiving portions Sd (1) and Sr (1), and The angle θ (2) formed by the first line segment N1 (2) and the second line segment N2 (2) for the second set of light receiving portions Sd (2) and Sr (2) is 45 °, respectively. It is as follows. Here, both the angles θ (1) and θ (2) mean an inferior angle. In the present embodiment, the angle θ (1) and the angle θ (2) are each 30 °. The same applies when N is 3 or more.
上述する条件を満たす測定用発光部Ldと、N対の受光部Sd,Srが存在しない場合、角度θをさらに小さくした後、同様に上述の条件を満たす測定用発光部Ldと、N対の受光部Sd,Srを検索及び選択を行う。 When the measurement light emitting section Ld that satisfies the above-described conditions and the N pairs of light receiving sections Sd and Sr do not exist, after the angle θ is further reduced, the measurement light emitting section Ld that satisfies the above-described conditions and the N pairs of light receiving sections Search and select the light receiving portions Sd and Sr.
図14は、第2実施形態の血糖値測定処理の流れを説明するフローチャートである。第2実施形態の血糖値測定処理は、第1実施形態の血糖値測定処理と比べて、(i)受発光部選択部320が、測定用発光部Ld、測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Srを選択する工程(ステップP160A)と、(ii)受光結果を取得する工程(ステップP210A)と、(iii)スペクトルを生成する工程(ステップP220A)と、(iv)血糖値を算出する工程(ステップP230A)と、が異なるが、それ以外は、同じである。なお、受光結果を取得する工程を、受光処理とも呼ぶ。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the flow of blood sugar level measurement processing according to the second embodiment. Compared with the blood glucose level measurement process of the first embodiment, the blood glucose level measurement process of the second embodiment is (i) the light emitting / receiving
測定用発光部Ld、測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Srを選択する方法においては、上述したため、以下に、受光結果を取得する工程(ステップP210A)と、スペクトルを生成する工程(ステップP220A)と、血糖値を算出する工程(ステップP230A)とについて、説明する。 In the method of selecting the measurement light emitting unit Ld, the measurement light receiving unit Sd, and the reference light receiving unit Sr, as described above, a process of acquiring a light reception result (step P210A) and a process of generating a spectrum (step P220A) are described below. ) And the step of calculating the blood glucose level (step P230A) will be described.
受光処理(ステップP210A)において、制御部300は、N対の受光部Sd,Srから、それぞれ受光結果を取得することによって、N組の受光結果{Q1(i),Q2(i)}(i=1〜N)を得る。ここで、Q1(i)はi番目の測定用受光部Sd(i)から得られた第1の受光結果であり、Q2(i)はi番目のリファレンス用受光部Sr(i)から得られた第2の受光結果である。
In the light reception process (step P210A), the
そして、スペクトルを生成する工程(ステップP220A)において、制御部300は、各組の第1の受光結果Q1(i)及び第2の受光結果Q2(i)を用いて、各組の吸光度スペクトルAi(λ)を生成する。
Ai(λ)=−log10Ti(λ) (1)
Ti(λ)=Osi(λ)/Ori(λ) (2)
ここで、Ti(λ)はi番目の受光結果から得られるi番目の透過率スペクトルであり、Osi(λ)はi番目の測定用受光部Sdによって得られた光強度スペクトルであり、Ori(λ)はi番目のリファレンス用受光部Srによって得られた光強度スペクトルである。
Then, in the process of generating the spectrum (step P220A), the
A i (λ) = − log 10 T i (λ) (1)
T i (λ) = Os i (λ) / Or i (λ) (2)
Here, T i (λ) is the i-th transmittance spectrum obtained from the i-th light reception result, and Os i (λ) is the light intensity spectrum obtained by the i-th measurement light-receiving unit Sd. Or i (λ) is a light intensity spectrum obtained by the i-th reference light receiving portion Sr.
次に、血糖値を算出する工程(ステップP230A)において、制御部300は、N個の吸光度スペクトルA1(λ)〜AN(λ)を用いて、血糖値の算出を行う。具体的には、制御部300は、N個の吸光度スペクトルA1(λ)〜AN(λ)の平均化処理を行い、平均化した吸光度スペクトルAave(λ)に基づき、予め定められた血糖値と特定の波長λsにおける吸光度Aave(λs)との関係を示す検量線を用いて、血糖値の推定算出を行う。
Next, in the step of calculating the blood sugar level (step P230A), the
第2実施形態では、測定用発光部Ldと測定用受光部Sdとを結ぶ第1の線分N1は、血管の上を通る。一方、測定用発光部Ldとリファレンス用受光部Srとを結ぶ第2の線分N2は、血管の上を通らない。また、第1の線分N1と第2の線分N2とが成す角の角度θは、45°以下である。このため、測定用発光部Ldにより発せられた光が測定用受光部へ進む光路における生体の構造は、測定用発光部Ldにより発せられた光がリファレンス用受光部へ進む光路における生体の構造と血管以外の点で近似する。この結果として、本実施形態の生体情報取得装置によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。 In the second embodiment, the first line segment N1 connecting the measurement light emitting unit Ld and the measurement light receiving unit Sd passes over the blood vessel. On the other hand, the second line segment N2 connecting the measurement light emitting portion Ld and the reference light receiving portion Sr does not pass over the blood vessel. The angle θ formed by the first line segment N1 and the second line segment N2 is 45 ° or less. For this reason, the structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the measurement light emitting section Ld travels to the measurement light receiving section is the same as the structure of the living body in the optical path in which the light emitted from the measurement light emitting section Ld travels to the reference light receiving section. Approximate at points other than blood vessels. As a result, according to the biological information acquisition apparatus of this embodiment, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
また、第2実施形態では、N組(第2実施形態では、N=2)の受光結果を用いて生体情報を取得するため、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。 In the second embodiment, since biological information is acquired using N sets (N = 2 in the second embodiment) of light reception results, biological information related to blood vessels can be acquired with high accuracy.
なお、第2実施形態では、各組の第1の受光結果Q1(i)及び第2の受光結果Q2(i)を用いて、各組の吸光度スペクトルAi(λ)を生成し、N組の吸光度スペクトルA1(λ)〜AN(λ)を平均化した吸光度スペクトルAave(λ)に基づき、血糖値を算出する。しかし、本発明はこれに限られない。 In the second embodiment, the absorbance spectra A i (λ) of each set are generated using the first light reception result Q1 (i) and the second light reception result Q2 (i) of each set, and N sets The blood glucose level is calculated on the basis of the absorbance spectrum Aave (λ) obtained by averaging the absorbance spectra A 1 (λ) to A N (λ). However, the present invention is not limited to this.
例えば、以下のように吸光度スペクトルAt(λ)を生成してもよい。
At(λ)=−log10Tt(λ) (3)
Tt(λ)=Ost(λ)/Ort(λ) (4)
Ost(λ)={Os1(λ)+・・・+OsN(λ)}/N (5)
Ort(λ)={Or1(λ)+・・・+OrN(λ)}/N (6)
ここで、Tt(λ)はN個の受光結果を総合して得られる透過率スペクトルであり、Ost(λ)はN個の測定用受光部Sdによって得られた光強度スペクトルを平均した光強度スペクトルであり、Ort(λ)はN個のリファレンス用受光部Srによって得られた光強度スペクトルを平均した光強度スペクトルである。
つまり、N組の受光結果のうちのN個の第1の受光結果Os1(λ)〜OsN(λ)を平均化処理して第1の平均化受光結果Ost(λ)とし、N組の受光結果のうちのN個の第2の受光結果Or1(λ)〜OrN(λ)を平均化処理して第2の平均化受光結果Ort(λ)とし、第1の平均化受光結果Ost(λ)及び第2の平均化受光結果Ort(λ)を用いて、吸光度スペクトルAt(λ)を生成してもよい。
For example, the absorbance spectrum A t (λ) may be generated as follows.
A t (λ) = - log 10 T t (λ) (3)
T t (λ) = Os t (λ) / Or t (λ) (4)
Os t (λ) = {Os 1 (λ) +... + Os N (λ)} / N (5)
Or t (λ) = {Or 1 (λ) +... + Or N (λ)} / N (6)
Here, T t (λ) is a transmittance spectrum obtained by combining N light reception results, and Os t (λ) is obtained by averaging the light intensity spectra obtained by the N measurement light receiving portions Sd. Or t (λ) is a light intensity spectrum obtained by averaging the light intensity spectra obtained by the N reference light receiving portions Sr.
That is, of the N sets of light reception results, the N first light reception results Os 1 (λ) to Os N (λ) are averaged to obtain a first averaged light reception result Os t (λ). The N second light reception results Or 1 (λ) to Or N (λ) in the set light reception results are averaged to obtain a second averaged light reception result Or t (λ), and the first average The absorbance spectrum A t (λ) may be generated using the normalized light reception result Os t (λ) and the second averaged light reception result Or t (λ).
C.変形例:
この発明は前記実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
C1.変形例1:
前記実施形態では、測定用発光部Ld、測定用受光部Sd及びリファレンス用受光部Sr)の選択(ステップP160)の後、発光部Lの発光を行う(ステップP170)。しかし、本発明はこれに限られない。発光部Lの発光後に、受光部Sの選択を行っても良い。
C1. Modification 1:
In the embodiment, after the selection of the measurement light emitting unit Ld, the measurement light receiving unit Sd, and the reference light receiving unit Sr) (step P160), the light emitting unit L emits light (step P170). However, the present invention is not limited to this. After the light emitting unit L emits light, the light receiving unit S may be selected.
C2.変形例2:
前記実施形態では、生体情報として血糖値を取得する。しかし、本発明はこれに限られない。生体情報として、例えば、使用者である生体の血液中の酸素飽和度を取得してもよい。血液中の酸素飽和度とは、赤血球中のヘモグロビンのうち、酸素と結合しているヘモグロビンの割合のことである。血液中のヘモグロビンは、酸素との結合の有無により赤色光と赤外光の吸光度が異なる。そこで、例えば、赤色光を発光若しくは受光する素子や、赤外光を発光若しくは受光する素子などのような発光波長及び受光波長を異ならせた素子を複数組用いることにより、酸素飽和度を取得することができる。
C2. Modification 2:
In the said embodiment, a blood glucose level is acquired as biometric information. However, the present invention is not limited to this. As the biological information, for example, the oxygen saturation in the blood of the user who is the user may be acquired. The oxygen saturation in blood is the proportion of hemoglobin that is bound to oxygen out of hemoglobin in red blood cells. The hemoglobin in blood has different absorbances for red light and infrared light depending on the presence or absence of binding to oxygen. Therefore, for example, oxygen saturation is obtained by using a plurality of sets of elements having different emission wavelengths and light reception wavelengths, such as elements that emit or receive red light and elements that emit or receive infrared light. be able to.
本発明は、以下のような形態においても適用できる。 The present invention can also be applied in the following forms.
[適用例1]
生体へ光を照射する複数の発光部と、
前記生体を透過した光を受光する複数の受光部と、
前記複数の発光部と前記複数の受光部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の発光部の少なくとも一つを発光させることにより前記生体の血管の位置を特定し、
前記複数の発光部のうち、前記血管から第1の距離だけ離れた発光部を測定用発光部として選択して発光させ、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第1の距離よりも大きな第2の距離だけ離れた受光部を測定用受光部として選択して第1の受光結果を取得し、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第2の距離だけ離れた受光部をリファレンス用受光部として選択して第2の受光結果を取得し、
前記第1の受光結果と前記第2の受光結果とを用いて、生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記測定用発光部と前記測定用受光部とを結ぶ第1の線分は前記血管の上を通り、
前記測定用発光部と前記リファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分は前記血管の上を通らず、
前記第1の線分と前記第2の線分とが成す角の角度が45°以下である、生体情報取得装置。
[Application Example 1]
A plurality of light emitting units for irradiating light to a living body;
A plurality of light receiving parts for receiving light transmitted through the living body;
A control unit that controls the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units,
The controller is
Identifying a position of a blood vessel of the living body by causing at least one of the plurality of light emitting portions to emit light,
Of the plurality of light emitting units, select a light emitting unit that is separated from the blood vessel by a first distance as a measurement light emitting unit, and emit light.
The light irradiated from the measurement light emitting unit is selected as the measurement light receiving unit, among the plurality of light receiving units, the light receiving unit separated from the measurement light emitting unit by a second distance larger than the first distance. To obtain the first light reception result,
The light received from the measurement light emitting unit is selected as a reference light receiving unit by selecting a light receiving unit that is separated from the measurement light emitting unit by the second distance from the plurality of light receiving units. Get
A biological information acquisition device that acquires biological information using the first light reception result and the second light reception result,
A first line segment connecting the measurement light emitting unit and the measurement light receiving unit passes over the blood vessel,
The second line connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit does not pass over the blood vessel,
The biological information acquisition apparatus, wherein an angle formed by the first line segment and the second line segment is 45 ° or less.
[適用例2]
適用例1に記載の生体情報取得装置であって、
受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、
前記制御部は、前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する発光領域を選択し、前記発光領域内の複数の発光素子を前記測定用発光部として発光させる、生体情報取得装置。
[Application Example 2]
A biological information acquisition apparatus according to Application Example 1,
In the light receiving and emitting region, each comprising a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged,
The control unit selects a light emitting region having a certain shape and size as a partial region of the light receiving and emitting region, and causes a plurality of light emitting elements in the light emitting region to emit light as the measurement light emitting unit. Acquisition device.
[適用例3]
適用例1又は適用例2に記載の生体情報取得装置であって、
受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、
前記制御部は、
前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する第1受光領域及び第2受光領域を選択し、前記第1受光領域内の複数の受光素子を前記測定用受光部として受光させるとともに、前記第2受光領域内の複数の受光素子を前記リファレンス用受光部として受光させる、生体情報取得装置。
[Application Example 3]
The biological information acquisition device according to Application Example 1 or Application Example 2,
In the light receiving and emitting region, each comprising a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged,
The controller is
A first light receiving region and a second light receiving region having a certain shape and size are selected as a partial region of the light receiving / emitting region, and a plurality of light receiving elements in the first light receiving region are received as the measurement light receiving unit. And a biological information acquisition apparatus that receives a plurality of light receiving elements in the second light receiving region as the reference light receiving unit.
[適用例4]
適用例1から適用例3のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記生体情報は、前記生体の血液中のグルコース濃度を含む、生体情報取得装置。
[Application Example 4]
The biological information acquisition device according to any one of Application Example 1 to Application Example 3,
The biological information acquisition apparatus, wherein the biological information includes a glucose concentration in blood of the biological body.
[適用例5]
適用例1から適用例4のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記生体情報は、前記生体の血液中の酸素飽和度を含む、生体情報取得装置。
[Application Example 5]
The biological information acquisition device according to any one of Application Example 1 to Application Example 4,
The biological information acquisition apparatus, wherein the biological information includes oxygen saturation in blood of the living body.
[適用例6]
適用例1に記載の生体情報取得装置であって、
前記制御部は、
前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果を取得する受光処理を、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部及びリファレンス用受光部を選択して実行することによって、前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果で構成される一組の受光結果をN組取得し、
前記N組の受光結果を用いて、生体情報を取得する、
生体情報取得装置。
[Application Example 6]
A biological information acquisition apparatus according to Application Example 1,
The controller is
The light receiving process for acquiring the first light receiving result and the second light receiving result is executed by selecting N pairs (N is an integer of 2 or more) of measurement light receiving units and reference light receiving units. N sets of a set of light reception results including the first light reception result and the second light reception result are acquired,
Using the N sets of light reception results, biometric information is acquired.
Biological information acquisition device.
[適用例7]
生体へ光を照射する複数の発光部と、前記生体を透過した光を受光する複数の受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法であって、
前記複数の発光部の少なくとも一つを発光させることにより前記生体の血管の位置を特定する工程と、
前記複数の発光部のうち、前記血管から第1の距離だけ離れた発光部を測定用発光部として選択して発光させる工程と、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第1の距離よりも大きな第2の距離だけ離れた受光部を測定用受光部として選択して第1の受光結果を取得する工程と、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第2の距離だけ離れた受光部をリファレンス用受光部として選択して第2の受光結果を取得する工程と、
前記第1の受光結果と前記第2の受光結果とを用いて、生体情報を取得する工程、とを備え、
前記測定用発光部と前記測定用受光部とを結ぶ第1の線分は前記血管の上を通り、
前記測定用発光部と前記リファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分は前記血管の上を通らず、
前記第1の線分と前記第2の線分とが成す角の角度が45°以下である、生体情報取得方法。
[Application Example 7]
A biological information acquisition method for acquiring biological information by a biological information acquisition device comprising: a plurality of light emitting units that irradiate light to a living body; and a plurality of light receiving units that receive light transmitted through the living body.
Identifying the position of the blood vessel of the living body by causing at least one of the plurality of light emitting portions to emit light, and
A step of selecting a light emitting unit that is separated from the blood vessel by a first distance as the measurement light emitting unit among the plurality of light emitting units to emit light;
The light irradiated from the measurement light emitting unit is selected as the measurement light receiving unit, among the plurality of light receiving units, the light receiving unit separated from the measurement light emitting unit by a second distance larger than the first distance. And obtaining a first light reception result;
The light received from the measurement light emitting unit is selected as a reference light receiving unit by selecting a light receiving unit that is separated from the measurement light emitting unit by the second distance from the plurality of light receiving units. A process of obtaining
Using the first light reception result and the second light reception result to obtain biological information,
A first line segment connecting the measurement light emitting unit and the measurement light receiving unit passes over the blood vessel,
The second line connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit does not pass over the blood vessel,
The biological information acquisition method, wherein an angle formed by the first line segment and the second line segment is 45 ° or less.
[適用例8]
適用例7に記載の生体情報取得方法であって、
前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果を取得する受光処理を、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部及びリファレンス用受光部を選択して実行することによって、前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果で構成される一組の受光結果をN組取得する工程と、
前記N組の受光結果を用いて、生体情報を取得する工程、とを備える生体情報取得方法。
[Application Example 8]
A biological information acquisition method according to Application Example 7,
The light receiving process for acquiring the first light receiving result and the second light receiving result is executed by selecting N pairs (N is an integer of 2 or more) of measurement light receiving units and reference light receiving units. Obtaining N sets of a set of light reception results including a first light reception result and the second light reception result;
A biological information acquisition method comprising: acquiring biological information using the N sets of light reception results.
なお、前述した各実施例、各適用例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。 It should be noted that elements other than the elements described in the independent claims among the constituent elements in the above-described embodiments, application examples, and modification examples are additional elements and may be omitted as appropriate.
1…発光素子、2…使用者、4…対象血管、5a…分岐・合流部分、5b…画像端部、6…血管部位、8…非血管領域、10…生体情報取得装置、10A…生体情報取得装置、12…本体ケース、14…固定バンド、16…タッチパネル、18…操作スイッチ、20…通信装置、22…メモリーカード、24…リーダーライター、26…バッテリー、30…制御基板、50…センサーモジュール、52…発光層、53…発光素子、54…遮光層、56…分光層、58…受光層、59…受光素子、60…発光範囲、110…操作入力部、120…表示部、130…音出力部、140…通信部、210…照射部、220…撮像部、300…制御部、310…血糖値測定部、314…生体画像取得部、316…血管パターン取得部、318…血管部位選択部、320…受発光部選択部、324…吸光スペクトル算出部、326…成分値算出部、342…照射制御部、344…撮像制御部、400…記憶部、402…システムプログラム、404…血糖値測定プログラム、406…発光素子リスト、408…受光素子リスト、410…最適距離データ、414…生体画像データ、416…血管パターンデータ、418…血管部位データ、418a…血管部位ID、418b…部位ピクセルリスト、418c…中心線位置情報、418d…部位長、418e…測定用発光部データ、418f…測定用受光部データ、418g…リファレンス用受光部データ、420…吸光スペクトルデータ、422…測定血糖値データ、L…発光部、Ld…測定用発光部、N1…第1の線分、N2…第2の線分、O…光強度、Or…光強度、Os…光強度、P4…血管パターン、Q1…第1の受光結果、Q2…第2の受光結果、R1…発光領域、R2…受光領域、S…受光部、Sd…測定用受光部、Sr…リファレンス用受光部、T…透過率、X…距離、W…距離、θ…角度
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記生体を透過した光を受光する複数の受光部と、
前記複数の発光部と前記複数の受光部とを制御する制御部と、
を備える生体情報取得装置であって、
前記制御部は、
前記複数の発光部の少なくとも一つを発光させることにより前記生体の血管の位置を特定し、
前記複数の発光部のうち、前記血管から第1の距離だけ離れた発光部を測定用発光部として選択して発光させ、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第1の距離よりも大きな第2の距離だけ離れた受光部を測定用受光部として選択して第1の受光結果を取得するとともに、前記測定用発光部から前記第2の距離だけ離れた受光部をリファレンス用受光部として選択して第2の受光結果を取得する受光処理を、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部及びリファレンス用受光部を選択して実行することによって、前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果で構成される一組の受光結果をN組取得し、
前記N組の受光結果を用いて、生体情報を取得し、
前記N対の測定用受光部及びリファレンス用受光部のうちの個々の一対の測定用受光部及びリファレンス用受光部は、
(i)前記測定用発光部と前記測定用受光部とを結ぶ第1の線分は前記血管の上を通り、
(ii)前記測定用発光部と前記リファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分は前記血管の上を通らず、
(iii)前記第1の線分と前記第2の線分とが成す角の角度が45°以下である、
という条件が成立するように選択される、生体情報取得装置。 A plurality of light emitting units for irradiating light to a living body;
A plurality of light receiving parts for receiving light transmitted through the living body;
A control unit that controls the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units;
A biological information acquisition device comprising:
The controller is
Identifying a position of a blood vessel of the living body by causing at least one of the plurality of light emitting portions to emit light,
Of the plurality of light emitting units, select a light emitting unit that is separated from the blood vessel by a first distance as a measurement light emitting unit, and emit light.
The light irradiated from the measurement light emitting unit is selected as the measurement light receiving unit, among the plurality of light receiving units, the light receiving unit separated from the measurement light emitting unit by a second distance larger than the first distance. A light receiving process for acquiring the first light receiving result and selecting the light receiving unit that is separated from the measurement light emitting unit by the second distance as the reference light receiving unit and acquiring the second light receiving result; A pair of light reception results constituted by the first light reception result and the second light reception result by selecting and executing a pair of measurement light reception units and a reference light reception unit (N is an integer of 2 or more) N sets,
Using the N sets of light reception results, biometric information is acquired,
Each of the N pairs of measurement light receivers and reference light receivers is a pair of measurement light receivers and reference light receivers.
(I) A first line segment connecting the measurement light emitting unit and the measurement light receiving unit passes over the blood vessel,
(Ii) The second line segment connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit does not pass over the blood vessel,
(Iii) The angle formed by the first line segment and the second line segment is 45 ° or less.
The biometric information acquisition device is selected so that the condition is established.
受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、
前記制御部は、前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する発光領域を選択し、前記発光領域内の複数の発光素子を前記測定用発光部として発光させる、生体情報取得装置。 The biological information acquisition apparatus according to claim 1,
In the light receiving and emitting region, each comprising a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged,
The control unit selects a light emitting region having a certain shape and size as a partial region of the light receiving and emitting region, and causes a plurality of light emitting elements in the light emitting region to emit light as the measurement light emitting unit. Acquisition device.
受発光領域内において、それぞれ規則的に配列された複数の発光素子及び複数の受光素子を有するセンサーモジュールを備え、
前記制御部は、
前記受発光領域の一部の領域として、一定の形状及びサイズを有する第1受光領域及び第2受光領域を選択し、前記第1受光領域内の複数の受光素子を前記測定用受光部として受光させるとともに、前記第2受光領域内の複数の受光素子を前記リファレンス用受光部として受光させる、生体情報取得装置。 The biometric information acquisition device according to claim 1 or 2,
In the light receiving and emitting region, each comprising a sensor module having a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements regularly arranged,
The controller is
A first light receiving region and a second light receiving region having a certain shape and size are selected as a partial region of the light receiving / emitting region, and a plurality of light receiving elements in the first light receiving region are received as the measurement light receiving unit. And a biological information acquisition apparatus that receives a plurality of light receiving elements in the second light receiving region as the reference light receiving unit.
前記生体情報は、前記生体の血液中のグルコース濃度を含む、生体情報取得装置。 The biological information acquisition device according to any one of claims 1 to 3,
The biological information acquisition apparatus, wherein the biological information includes a glucose concentration in blood of the biological body.
前記生体情報は、前記生体の血液中の酸素飽和度を含む、生体情報取得装置。 The biological information acquisition device according to any one of claims 1 to 4,
The biological information acquisition apparatus, wherein the biological information includes oxygen saturation in blood of the living body.
前記複数の発光部の少なくとも一つを発光させることにより前記生体の血管の位置を特定する工程と、
前記複数の発光部のうち、前記血管から第1の距離だけ離れた発光部を測定用発光部として選択して発光させる工程と、
前記測定用発光部から照射された光を、前記複数の受光部のうち、前記測定用発光部から前記第1の距離よりも大きな第2の距離だけ離れた受光部を測定用受光部として選択して第1の受光結果を取得するとともに、前記測定用発光部から前記第2の距離だけ離れた受光部をリファレンス用受光部として選択して第2の受光結果を取得する受光処理を、N対(Nは2以上の整数)の測定用受光部及びリファレンス用受光部を選択して実行することによって、前記第1の受光結果及び前記第2の受光結果で構成される一組の受光結果をN組取得する工程と、
前記N組の受光結果を用いて、生体情報を取得する工程と、を備え、
前記N対の測定用受光部及びリファレンス用受光部のうちの個々の一対の測定用受光部及びリファレンス用受光部は、
(i)前記測定用発光部と前記測定用受光部とを結ぶ第1の線分は前記血管の上を通り、
(ii)前記測定用発光部と前記リファレンス用受光部とを結ぶ第2の線分は前記血管の上を通らず、
(iii)前記第1の線分と前記第2の線分とが成す角の角度が45°以下である、
という条件が成立するように選択される、生体情報取得方法。 A biological information acquisition method for acquiring biological information by a biological information acquisition device comprising: a plurality of light emitting units that irradiate light to a living body; and a plurality of light receiving units that receive light transmitted through the living body.
Identifying the position of the blood vessel of the living body by causing at least one of the plurality of light emitting portions to emit light, and
A step of selecting a light emitting unit that is separated from the blood vessel by a first distance as the measurement light emitting unit among the plurality of light emitting units to emit light;
The light irradiated from the measurement light emitting unit is selected as the measurement light receiving unit, among the plurality of light receiving units, the light receiving unit separated from the measurement light emitting unit by a second distance larger than the first distance. A light receiving process for acquiring the first light receiving result and selecting the light receiving unit that is separated from the measurement light emitting unit by the second distance as the reference light receiving unit and acquiring the second light receiving result; A pair of light reception results constituted by the first light reception result and the second light reception result by selecting and executing a pair of measurement light reception units and a reference light reception unit (N is an integer of 2 or more) Obtaining N sets of
Using the N sets of light reception results to obtain biological information,
Each of the N pairs of measurement light receivers and reference light receivers is a pair of measurement light receivers and reference light receivers.
(I) A first line segment connecting the measurement light emitting unit and the measurement light receiving unit passes over the blood vessel,
(Ii) The second line segment connecting the measurement light emitting unit and the reference light receiving unit does not pass over the blood vessel,
(Iii) The angle formed by the first line segment and the second line segment is 45 ° or less.
The biometric information acquisition method is selected so that the condition is satisfied.
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JP2016079971A JP2017189327A (en) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | Biological information acquisition device and biological information acquisition method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101961147B1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-03-22 | 에스지하이텍 주식회사 | Apparatus for measurements non-invasive blood sugar, method for measurements non-invasive blood glucose using the apparatus |
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- 2016-04-13 JP JP2016079971A patent/JP2017189327A/en active Pending
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