JP2020146364A - Blood component measuring apparatus, blood component measuring apparatus control method, and blood component measuring apparatus control program - Google Patents

Blood component measuring apparatus, blood component measuring apparatus control method, and blood component measuring apparatus control program Download PDF

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克己 薮崎
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Nakahiro Kato
央大 加藤
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Kyo Suzuki
京 鈴木
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Abstract

To provide a technique capable of improving measurement accuracy of the concentration of blood components.SOLUTION: A blood component measuring apparatus 1 comprises: plural light-emitting devices which respectively irradiate a measurement portion of a living body with lights with different wavelengths; a light-receiving device which receives lights having passed through blood in the measured portion; and a control unit 10 which controls the light-emitting devices to irradiate the measurement portion with lights having wavelengths in increasing order of biological permeability in the measurement portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、血液成分測定装置、血液成分測定装置の制御方法、および血液成分測定装置の制御プログラムに関する。 The present invention relates to a blood component measuring device, a control method of the blood component measuring device, and a control program of the blood component measuring device.

複数波長の光を生体の測定部位(例えば、ヒトの指)に照射して脈波信号を取得し、脈波信号を解析して血液成分の濃度を測定する技術がある。特許文献1には、波長の異なる近赤外光を発光する2つのLight-Emitting Diode(LED)と、生体を透過した近赤外光を受光するPhotodiode(PD)とを備える血液分析装置が記載されている。当該血液分析装置において、交互に発光される2つのLEDが生体に近赤外光をそれぞれ照射し、当該生体を透過した近赤外光をPDが受光して光の強さに応じた電圧信号を出力する。これによって、当該血液分析装置は、PDでの受光強度の変化から生体中のグルコースによる近赤外光の吸収により生じる脈波を検出し、ヘモグロビンの吸収による脈波の大きさを参照信号として、血液中の総ヘモグロビン量に対する糖化ヘモグロビンの割合を算出する。 There is a technique of irradiating a measurement site (for example, a human finger) of a living body with light of a plurality of wavelengths to acquire a pulse wave signal, and analyzing the pulse wave signal to measure the concentration of a blood component. Patent Document 1 describes a blood analyzer including two Light-Emitting Diodes (LEDs) that emit near-infrared light having different wavelengths and a Photodiode (PD) that receives near-infrared light transmitted through a living body. Has been done. In the blood analyzer, two LEDs that emit light alternately irradiate the living body with near-infrared light, and the PD receives the near-infrared light transmitted through the living body, and a voltage signal corresponding to the intensity of the light is received. Is output. As a result, the blood analyzer detects the pulse wave generated by the absorption of near-infrared light by glucose in the living body from the change in the light receiving intensity in PD, and uses the magnitude of the pulse wave due to the absorption of hemoglobin as a reference signal. Calculate the ratio of glycated hemoglobin to the total amount of hemoglobin in the blood.

特開2004−248716号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-248716

ところで、PDの出力信号は光入力に応じて変化し始めるが、PDの出力信号が最大値および最小値に至るまでには遅延が生じる。したがって、一のLEDが発光を停止した直後に別のLEDが発光を開始すれば、PDは、当該一のLEDからの入力光に対応する出力信号成分がゼロになる前に当該別のLEDからの光を受光したことによって出力信号の上昇を開始してしまうので、2つのLEDからの入力光に対応するPDの各出力信号成分が重なり合ってしまう。2つの異なる波長の光を照射するLEDからの入力光に対応するPDの各出力信号成分が重なり合ってしまうと波長ごとの正確な出力信号成分を分離抽出して検出することができないので、正確な脈波信号を検出できなくなる。脈波信号を解析して血液成分の濃度を測定する技術において、正確な脈波信号を検出できなければ、血液成分の濃度の測定精度が低下してしまう。 By the way, the output signal of the PD starts to change according to the optical input, but there is a delay until the output signal of the PD reaches the maximum value and the minimum value. Therefore, if another LED starts emitting light immediately after one LED stops emitting light, the PD will start emitting light from the other LED before the output signal component corresponding to the input light from the one LED becomes zero. Since the output signal starts to rise when the light is received, the output signal components of the PD corresponding to the input light from the two LEDs overlap each other. If each output signal component of the PD corresponding to the input light from the LED that irradiates light of two different wavelengths overlaps, the accurate output signal component for each wavelength cannot be separated and extracted and detected, so that it is accurate. The pulse wave signal cannot be detected. In the technique of analyzing the pulse wave signal to measure the concentration of the blood component, if the accurate pulse wave signal cannot be detected, the measurement accuracy of the blood component concentration will be lowered.

上記の実情に鑑み、本件開示は、血液成分の濃度の測定精度を向上し得る技術を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present disclosure aims to provide a technique capable of improving the measurement accuracy of the concentration of blood components.

本件開示の血液成分測定装置は、生体の測定部位に対して異なる波長の光をそれぞれ照射する複数の発光素子と、前記測定部位における血液を通過した前記光を受光する受光素子と、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する制御部と、を備える。ここで、血液成分測定装置は、生体の測定部位に対して生体透過性の低い波長順に光を照射しているが、生体やその測定部位によって生体透過性は異なる。血液成分測定装置は、生体透過性の低い波長順に光を照射することで、各波長に対応する受光データを正確に取得し、以て、正確な受光データから正確な脈波信号を得ることで、血液成分の濃度の測定精度を向上できる。 The blood component measuring device disclosed in the present invention includes a plurality of light emitting elements that irradiate a measurement site of a living body with light of different wavelengths, a light receiving element that receives the light that has passed through blood at the measurement site, and the measurement site. The present invention includes a control unit that controls the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in the order of wavelength having low biopermeability. Here, the blood component measuring device irradiates the measurement site of the living body with light in the order of wavelength having the lowest biopermeability, but the biopermeability differs depending on the living body and the measuring site. The blood component measuring device accurately acquires the received light data corresponding to each wavelength by irradiating light in the order of wavelengths with low biopermeability, and thus obtains an accurate pulse wave signal from the accurate received data. , The measurement accuracy of the concentration of blood components can be improved.

上記血液成分測定装置において、前記複数の発光素子は、波長850nm〜1150n
mの波長域にピーク波長を有する光を照射する第1発光素子と、波長1150nm〜1350nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第2発光素子と、を有し、前記制御部は、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御してもよい。
In the blood component measuring device, the plurality of light emitting elements have wavelengths of 850 nm to 1150 n.
The control unit includes a first light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in the wavelength range of m, and a second light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1150 nm to 1350 nm. The plurality of light emitting elements may be controlled so as to irradiate light in the order of the second light emitting element and the first light emitting element.

上記血液成分測定装置において、前記複数の発光素子は、波長1350nm〜1500nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第3発光素子を更に有し、前記制御部は、前記第3発光素子、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御してもよい。 In the blood component measuring device, the plurality of light emitting elements further include a third light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1350 nm to 1500 nm, and the control unit is the third light emitting element. The plurality of light emitting elements may be controlled so as to irradiate light in the order of the second light emitting element and the first light emitting element.

上記血液成分測定装置では、濃度測定の対象とする血液成分に応じて、第1発光素子、第2発光素子、および第3発光素子の各ピーク波長は適宜選択される。血液成分測定装置は、例えば、血液中のトリグリセライド(Triglyceride)の値(以下、「血中TG値」と称する)を測定する場合には、波長1050nmにピーク波長を有する光を照射する第1発光素子と、波長1300nmにピーク波長を有する光を照射する第2発光素子を備えていてもよい。また、血液成分測定装置は、例えば、血液中に含まれる総ヘモグロビン濃度に占める糖化ヘモグロビンの割合をパーセントで表した値(以下、「HbA1c値」と称する)を測定する場合には、波長1450nmにピーク波長を有する光を照射する第3発光素子を備えていてもよい。なお、糖化ヘモグロビンの一例としては、ヘモグロビンのβ鎖N末端のアミノ基に、水溶液中で鎖状構造となっているグルコースのアルデヒド基が結合して生じるヘモグロビンが挙げられる。ここで、生体の測定部位がヒトの指である場合には、生体透過性は、低い順に、波長1450nmの光、波長1300nmの光、波長1050nmの光である。 In the blood component measuring device, the peak wavelengths of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element are appropriately selected according to the blood component to be measured in concentration. When measuring the value of triglyceride in blood (hereinafter referred to as "blood TG value"), for example, the blood component measuring device irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1050 nm. It may include an element and a second light emitting element that irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1300 nm. Further, for example, when measuring a value in which the ratio of glycated hemoglobin to the total hemoglobin concentration contained in blood is expressed as a percentage (hereinafter referred to as "HbA1c value"), the blood component measuring device has a wavelength of 1450 nm. A third light emitting element that irradiates light having a peak wavelength may be provided. An example of saccharified hemoglobin is hemoglobin produced by binding an amino group at the N-terminal of the β chain of hemoglobin to an aldehyde group of glucose having a chain structure in an aqueous solution. Here, when the measurement site of the living body is a human finger, the biopermeability is, in ascending order, light having a wavelength of 1450 nm, light having a wavelength of 1300 nm, and light having a wavelength of 1050 nm.

上記血液成分測定装置は、前記受光素子の出力端子がグランドに接続された接続状態と、前記出力端子が前記グランドから切り離された非接続状態とを切り替えるスイッチング素子を更に備え、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に前記複数の発光素子が光を各1回ずつ照射して前記測定部位における血液を通過した前記光を前記受光素子が受光して受光データを取得するサイクルを複数回実行する場合、前記スイッチング素子は、1回の前記サイクルが終了する毎に、前記受光素子の前記出力端子を前記グランドに接続してもよい。これにより、血液成分測定装置は、複数サイクルで受光データを取得する場合に、前回のサイクルにおける出力信号成分の影響を無くすことができる。このため、血液成分測定装置によれば、正確な受光データを取得することによって、血液成分の濃度の測定精度を向上できる。 The blood component measuring device further includes a switching element that switches between a connected state in which the output terminal of the light receiving element is connected to the ground and a non-connected state in which the output terminal is disconnected from the ground, and the living body at the measurement site. A cycle is executed in which the plurality of light emitting elements irradiate light once each in the order of low transmission wavelength, and the light receiving element receives the light that has passed through the blood at the measurement site and acquires the received light data. In this case, the switching element may connect the output terminal of the light receiving element to the ground each time the cycle ends. As a result, the blood component measuring device can eliminate the influence of the output signal component in the previous cycle when the light receiving data is acquired in a plurality of cycles. Therefore, according to the blood component measuring device, the measurement accuracy of the blood component concentration can be improved by acquiring accurate light receiving data.

また、本件開示は血液成分測定装置の制御方法または血液成分測定装置の制御プログラムの側面からも捉えることができる。例えば、本件開示の血液成分測定装置の制御方法は、生体の測定部位に対して異なる波長の光をそれぞれ照射する複数の発光素子と、前記測定部位における血液を通過した前記光を受光する受光素子と、を備える血液成分測定装置の制御方法であって、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御してもよい。 The present disclosure can also be grasped from the aspect of the control method of the blood component measuring device or the control program of the blood component measuring device. For example, the control method of the blood component measuring device disclosed in the present invention includes a plurality of light emitting elements that irradiate a measurement site of a living body with light of different wavelengths, and a light receiving element that receives the light that has passed through blood at the measurement site. A method for controlling a blood component measuring device comprising the above, the plurality of light emitting elements may be controlled so as to irradiate light in order of wavelength with low biopermeability at the measurement site.

本件開示の技術によれば、血液成分の濃度の測定精度を向上し得る。 According to the technique disclosed in the present invention, the measurement accuracy of the concentration of blood components can be improved.

一実施形態に係る血液成分測定装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る血液成分測定装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る血液成分測定装置の一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows a part of the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment schematically. 一実施形態に係る血液成分測定装置の一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows a part of the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment schematically. 一実施形態に係る血液成分測定装置の一部の回路図である。It is a circuit diagram of a part of the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment. PDの応答特性を示すグラフである。It is a graph which shows the response characteristic of PD. PDの応答特性を示すグラフである。It is a graph which shows the response characteristic of PD. 近赤外光をヒトの親指に照射して、その光を検出したPDの出力信号を示すグラフである。It is a graph which shows the output signal of PD which irradiates a human thumb with near-infrared light, and detected the light. 一実施形態に係る血液成分測定装置による受光データ取得方法を説明するグラフである。It is a graph explaining the light-receiving data acquisition method by the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment. 比較例に係る血液成分測定装置による受光データ取得方法を説明するグラフである。It is a graph explaining the light-receiving data acquisition method by the blood component measuring apparatus which concerns on a comparative example. 一実施形態に係る血液成分測定装置によって受光データを複数サイクルで取得する方法を説明するグラフである。It is a graph explaining the method of acquiring the received light data in a plurality of cycles by the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment. 比較例に係る血液成分測定装置によって受光データを複数サイクルで取得する方法を説明するグラフである。It is a graph explaining the method of acquiring the received light data in a plurality of cycles by the blood component measuring apparatus which concerns on a comparative example. 一実施形態に係る血液成分測定装置を用いた血液成分測定処理に関するフローチャートである。It is a flowchart about the blood component measurement process using the blood component measuring apparatus which concerns on one Embodiment.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations of the following embodiments are examples, and the present invention is not limited to the configurations of these embodiments.

まず、本実施形態に係る血液成分測定装置について説明する。本実施形態に係る血液成分測定装置1は、血液を含む生体の身体の一部である測定部位にLight-Emitting Diode(LED)によって近赤外光を照射して、測定部位内の血液を通過した近赤外光をPhotodiode(PD)で受光して受光データを取得する。生体は眼球などの例外を除いて透明ではないので光は透過しない。しかしながら、例えば、ヒトの指の内部に侵入した光は組織、血液などに散乱されて直進しないが、侵入した光のごく一部がPDに到達して検出される。この検出された光の強度のうち、周期的に変動する成分は血液を通過してきた光の受光データによって検出される脈波信号である。 First, the blood component measuring device according to the present embodiment will be described. The blood component measuring device 1 according to the present embodiment irradiates a measurement site that is a part of the body of the living body including blood with near-infrared light by a Light-Emitting Diode (LED) and passes through the blood in the measurement site. The near-infrared light is received by a Photodiode (PD) to acquire the received data. Since the living body is not transparent except for the eyeball, light is not transmitted. However, for example, the light that has entered the inside of a human finger is scattered by tissues, blood, etc. and does not travel straight, but a small part of the light that has entered reaches the PD and is detected. Of the detected light intensities, the component that fluctuates periodically is the pulse wave signal detected by the received data of the light that has passed through the blood.

ここで、血液成分測定装置1による測定対象の生体としては、ヒトが挙げられる。測定対象がヒトである場合、測定部位は、近赤外光により容易に脈動を検出できる部位であればよく、手の指、手のひら、手首、肘の内側、膝の裏側、足の裏、足の指、耳たぶ、耳の前側、唇、みぞおちなどが好ましく、脈動を明瞭に検出できる親指、人差し指、中指がより好ましい。以下では、測定対象の生物をヒトとし、測定部位を親指として説明する。なお、測定対象の生物および測定部位はこれらに限られない。 Here, a human being can be mentioned as a living body to be measured by the blood component measuring device 1. When the measurement target is a human, the measurement site may be a site where pulsation can be easily detected by near-infrared light, and the finger, palm, wrist, inside of elbow, back of knee, sole of foot, foot. The fingers, ear flaps, anterior sides of the ears, lips, groove, etc. are preferable, and the thumb, index finger, and middle finger, which can clearly detect pulsation, are more preferable. In the following, the organism to be measured will be described as a human, and the measurement site will be described as a thumb. The organism to be measured and the measurement site are not limited to these.

図1は、本実施形態に係る血液成分測定装置1の概略構成を示す図である。図1に示すように、血液成分測定装置1は、制御部10、記憶部20、照射部30、受光部40、通信部50を備える。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a blood component measuring device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the blood component measuring device 1 includes a control unit 10, a storage unit 20, an irradiation unit 30, a light receiving unit 40, and a communication unit 50.

制御部10は、Central Processing Unit(CPU)を含み、血液成分測定装置1内の
各部を制御する。例えば、制御部10は、測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように照射部30を制御する。記憶部20は、フラッシュメモリやElectrically Erasable Programmable Read-Only Memory(EEPROM)などの不揮発性メモリとRandom Access Memory(RAM)を含む。記憶部20は、血液成分測定装置1における制
御プログラム、および種々の処理を実行した際に得られるデータを記憶する。
The control unit 10 includes a Central Processing Unit (CPU) and controls each unit in the blood component measuring device 1. For example, the control unit 10 controls the irradiation unit 30 so as to irradiate light in the order of wavelengths having low biopermeability at the measurement site. The storage unit 20 includes a non-volatile memory such as a flash memory and an electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), and a Random Access Memory (RAM). The storage unit 20 stores the control program in the blood component measuring device 1 and the data obtained when various processes are executed.

照射部30は、生体の測定部位に近赤外光を照射する。本実施形態に係る血液成分測定装置1は、測定対象であるヒトの親指に照射部30によって近赤外光を照射することにより、血中TG値およびHbA1c値を測定する。 The irradiation unit 30 irradiates the measurement site of the living body with near-infrared light. The blood component measuring device 1 according to the present embodiment measures the blood TG value and the HbA1c value by irradiating the thumb of a human being to be measured with near-infrared light by the irradiation unit 30.

ヒトの指の血管内における血液を通過した光の強度は、血液の脈動によって周期的に変動する。本実施形態に係る血液成分測定装置1は、ヒトの親指の血管内における血液を通過した光強度の経時変化である脈波信号を利用して、複数の波長における血液の吸光度を非侵襲的に測定することによって、血中TG値およびHbA1c値を測定する。 The intensity of light passing through blood in the blood vessels of a human finger fluctuates periodically due to the pulsation of blood. The blood component measuring device 1 according to the present embodiment non-invasively adjusts the absorbance of blood at a plurality of wavelengths by utilizing a pulse wave signal which is a change over time in the light intensity passing through blood in a blood vessel of a human thumb. By measuring, the blood TG value and the HbA1c value are measured.

血中TG値の濃度が上昇して血液の濁度が大きくなると、波長1050nm付近の近赤外光における吸光度が大きくなる。そこで、本実施形態では、波長1050nmにおける血液の吸光度と、波長1300nmにおける血液の吸光度との差分に基づいて血中TG値を測定する。 When the concentration of the TG value in blood increases and the turbidity of blood increases, the absorbance in near-infrared light having a wavelength of around 1050 nm increases. Therefore, in the present embodiment, the blood TG value is measured based on the difference between the absorbance of blood at a wavelength of 1050 nm and the absorbance of blood at a wavelength of 1300 nm.

また、本願発明の発明者達によって、HbA1c値に応じて波長1450nm付近の吸光度が他波長に比べて大きく変化することが見出されている。更に、血液中の総ヘモグロビン濃度に応じて波長900nm〜1300nm付近の吸光度が変化することから、本実施形態では、1450nmの吸光度と、波長1050nmまたは波長1300nmの吸光度とを用いてHbA1c値を測定する。 Further, it has been found by the inventors of the present invention that the absorbance at a wavelength of around 1450 nm changes significantly as compared with other wavelengths depending on the HbA1c value. Further, since the absorbance in the vicinity of the wavelength of 900 nm to 1300 nm changes depending on the total hemoglobin concentration in the blood, in the present embodiment, the HbA1c value is measured using the absorbance at 1450 nm and the absorbance at wavelength 1050 nm or wavelength 1300 nm. ..

本実施形態に係る血液成分測定装置1の照射部30は、上記波長の近赤外光をヒトの指に照射することで非侵襲的に血中TG値およびHbA1c値を測定するために、第1発光素子としてピーク波長が1050nmであるLED、第2発光素子としてピーク波長が1300nmであるLED、第3発光素子としてピーク波長が1450nmであるLEDを有している。なお、これらのLEDの詳細、および血中TG値、HbA1c値の測定方法の詳細については後述する。 The irradiation unit 30 of the blood component measuring device 1 according to the present embodiment is the first to non-invasively measure the blood TG value and the HbA1c value by irradiating a human finger with near-infrared light having the above wavelength. The first light emitting element includes an LED having a peak wavelength of 1050 nm, the second light emitting element includes an LED having a peak wavelength of 1300 nm, and the third light emitting element includes an LED having a peak wavelength of 1450 nm. The details of these LEDs and the details of the method for measuring the blood TG value and the HbA1c value will be described later.

受光部40は、測定部位における血液を通過した光を受光する。照射部30によって照射された近赤外光は、生体の測定部位に含まれる血液を通過し、受光部40によって受光される。受光部40は、PD(フォトダイオード)を有しており、血液を通過した光をPDによって検出してその強さを電圧信号として出力する。また、血液成分測定装置1は、AD(Analog Digital)変換器(不図示)を有しており、受光部40のPDからの受光データとしての出力信号をAD変換した後、制御部10に出力する。制御部10は、受光データを記憶部20に記憶する。なお、照射部30と受光部40の位置関係については後述する。 The light receiving unit 40 receives the light that has passed through the blood at the measurement site. The near-infrared light emitted by the irradiation unit 30 passes through the blood contained in the measurement site of the living body and is received by the light receiving unit 40. The light receiving unit 40 has a PD (photodiode), detects light that has passed through blood by the PD, and outputs the intensity as a voltage signal. Further, the blood component measuring device 1 has an AD (Analog Digital) converter (not shown), and after AD-converting the output signal as the received light data from the PD of the light receiving unit 40, it is output to the control unit 10. To do. The control unit 10 stores the received light data in the storage unit 20. The positional relationship between the irradiation unit 30 and the light receiving unit 40 will be described later.

通信部50は、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth Low Energy(BLE)、Wi-Fiなどの公知の近距離無線通信によってユーザーが有する端末装置100と無線通信を行い、各種データを端末装置100に送信することができる。 The communication unit 50 wirelessly communicates with the terminal device 100 owned by the user by known short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark), Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi, and transmits various data to the terminal device 100. can do.

端末装置100としては、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、その他の各種電子機器が挙げられる。端末装置100は、液晶表示装置や有機EL表示装置などで構成され、血中TG値およびHbA1c値を測定値として表示する表示部100aを備えている。また、端末装置100には、以下に説明する血液成分測定における種々の処理(図13参照)を実行するための血液成分測定プログラムや各種データが格納されている。本実施形態において、端末装置100はコンピュータの一例である。本実施形態では、血液成分測定装置1によって得られた脈波信号に基づいて端末装置100が血中TG値およびHbA1c値を算出する。 Examples of the terminal device 100 include smartphones, feature phones, tablet-type personal computers, notebook-type personal computers, desktop-type personal computers, and various other electronic devices. The terminal device 100 is composed of a liquid crystal display device, an organic EL display device, and the like, and includes a display unit 100a that displays a blood TG value and an HbA1c value as measured values. In addition, the terminal device 100 stores a blood component measurement program and various data for executing various processes (see FIG. 13) in the blood component measurement described below. In this embodiment, the terminal device 100 is an example of a computer. In the present embodiment, the terminal device 100 calculates the blood TG value and the HbA1c value based on the pulse wave signal obtained by the blood component measuring device 1.

次に図2を用いて、本実施形態に係る血液成分測定装置1の構成例について更に詳細に説明する。図2は、血液成分測定装置1の外観斜視図である。血液成分測定装置1は、筐体60と、筐体60の上部を覆う上部カバー61とを備える。また、血液成分測定装置1
において筐体60と上部カバー61との間には測定対象である被験者の指を挿入するための開口部62が設けられている。開口部62内に被験者が指を挿入した場合に、筐体60において当該指と当接する当接面60aには照射部30と受光部40が設けられている。
Next, a configuration example of the blood component measuring device 1 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is an external perspective view of the blood component measuring device 1. The blood component measuring device 1 includes a housing 60 and an upper cover 61 that covers the upper part of the housing 60. In addition, blood component measuring device 1
An opening 62 for inserting the finger of the subject to be measured is provided between the housing 60 and the upper cover 61. When a subject inserts a finger into the opening 62, an irradiation unit 30 and a light receiving unit 40 are provided on the contact surface 60a that comes into contact with the finger in the housing 60.

図3は、図2に示す血液成分測定装置1において、被験者が親指101を開口部62に挿入した状態を模式的に示す図である。本実施形態に係る血液成分測定装置1には、照射部30が親指101の腹側に光を照射し、血液を通過した当該光を当該指の腹側に配置されている受光部40で受光する反射光方式が採用されている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a subject inserts a thumb 101 into an opening 62 in the blood component measuring device 1 shown in FIG. In the blood component measuring device 1 according to the present embodiment, the irradiation unit 30 irradiates the ventral side of the thumb 101 with light, and the light that has passed through the blood is received by the light receiving unit 40 arranged on the ventral side of the finger. The reflected light method is adopted.

図4は、血液成分測定装置1において照射部30および受光部40が配置される当接面60aを示す平面図である。照射部30は、第1LED31(「第1発光素子」の一例)と、第2LED32(「第2発光素子」の一例)と、第3LED33(「第3発光素子」の一例)と、を有する。第1LED31は、波長1050nmにピーク波長を有する光を照射する。第2LED32は、波長1300nmにピーク波長を有する光を照射する。第3LED33は、波長1450nmにピーク波長を有する光を照射する。 FIG. 4 is a plan view showing a contact surface 60a in which the irradiation unit 30 and the light receiving unit 40 are arranged in the blood component measuring device 1. The irradiation unit 30 includes a first LED 31 (an example of a "first light emitting element"), a second LED 32 (an example of a "second light emitting element"), and a third LED 33 (an example of a "third light emitting element"). The first LED 31 irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1050 nm. The second LED 32 irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1300 nm. The third LED 33 irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1450 nm.

また、本実施形態では、照射部30は、生体の測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射する。ここで、生体透過性は、生体内での光の吸収率が低いほど高く、生体内での光の吸収率が高いほど低い。一般的に、波長850nm〜1500nmにおける近赤外光は、生体内での吸収率が小さく、生体透過性が高い。上記波長の近赤外光において、ヒトの指における生体透過性は、低い順に、波長1450nm、波長1300nm、波長1050nmである。照射部30は、制御部10によって制御されることによって、生体透過性の低い波長順、すなわち、第3LED33、第2LED32、第1LED31の順で光を照射する。また、図4に示すように、生体透過性がこの3波長の中で相対的に低い波長1450nmにピーク波長を有する光を照射する第3LED33が受光部40との距離が最も近くなるように、3つ並んだLED31〜33の中央に配置されている。 Further, in the present embodiment, the irradiation unit 30 irradiates light in the order of wavelength with low biopermeability at the measurement site of the living body. Here, the biopermeability is higher as the absorption rate of light in the living body is lower, and is lower as the absorption rate of light in the living body is higher. In general, near-infrared light having a wavelength of 850 nm to 1500 nm has a small absorption rate in a living body and high biopermeability. In the near-infrared light having the above wavelengths, the biopermeability in human fingers is, in ascending order, a wavelength of 1450 nm, a wavelength of 1300 nm, and a wavelength of 1050 nm. The irradiation unit 30 is controlled by the control unit 10 to irradiate light in the order of wavelength with low biopermeability, that is, in the order of the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31. Further, as shown in FIG. 4, the third LED 33 that irradiates light having a peak wavelength at a wavelength of 1450 nm, which is relatively low among these three wavelengths, is closest to the light receiving unit 40. It is arranged in the center of three LEDs 31 to 33 arranged side by side.

また、受光部40は、PD41(「受光素子」の一例)を有する。PD41は、照射部30から指に照射されて血液を通過した光を受光する。PD41は光を受光することによって受光データとしての電圧信号を出力する。 Further, the light receiving unit 40 has a PD 41 (an example of a “light receiving element”). The PD 41 receives light that is irradiated from the irradiation unit 30 to the finger and has passed through the blood. The PD 41 outputs a voltage signal as light receiving data by receiving light.

図5は、本実施形態に係る血液成分測定装置1の一部の回路図である。血液成分測定装置1は、制御部10および記憶部20を構成するマイコン70を備える。マイコン70は、血液成分測定装置1が備える不図示の電源(例えば、二次電池)によって電力が供給されることによって作動する。PD41の一端側(出力端子)は抵抗器71とコンデンサ72が並列に接続されたRC並列回路(R=680kΩ、C=3nF)を介してマイコン70に接続され、PD41の他端側はグランドに接続(接地)されている。また、血液成分測定装置1は、トランジスタ73(NPN型)を備える。トランジスタ73において、コレクタ端子がPD41の出力端子に接続され、エミッタ端子がグランドに接続され、ベース端子がマイコン70に接続されている。トランジスタ73は、PD41の出力端子がグランドに接続された接続状態と、PD41の出力端子がグランドから切り離された非接続状態とを切り替えるスイッチング素子の一例である。 FIG. 5 is a partial circuit diagram of the blood component measuring device 1 according to the present embodiment. The blood component measuring device 1 includes a microcomputer 70 that constitutes a control unit 10 and a storage unit 20. The microcomputer 70 is operated by being supplied with electric power by a power source (for example, a secondary battery) (not shown) included in the blood component measuring device 1. One end side (output terminal) of PD41 is connected to the microcomputer 70 via an RC parallel circuit (R = 680kΩ, C = 3nF) in which a resistor 71 and a capacitor 72 are connected in parallel, and the other end side of PD41 is grounded. It is connected (grounded). Further, the blood component measuring device 1 includes a transistor 73 (NPN type). In the transistor 73, the collector terminal is connected to the output terminal of the PD 41, the emitter terminal is connected to the ground, and the base terminal is connected to the microcomputer 70. The transistor 73 is an example of a switching element that switches between a connected state in which the output terminal of the PD 41 is connected to the ground and a non-connected state in which the output terminal of the PD 41 is disconnected from the ground.

また、本実施形態に係る血液成分測定装置1は、所定時間(100msec)内で第3LED33、第2LED32、第1LED31の順で異なる波長の光を照射することによって1サイクル分の受光データを取得する。トランジスタ73によって、あるサイクルにおける第1LED31による光照射後にPD41の出力端子がグランドに接続され、あるサイクルの次のサイクルにおける第3LED33による光照射前にPD41の出力端子がグランドから切り離される。トランジスタ73のスイッチング制御は、マイコン70によって実行される。この制御を実行するための制御プログラムは、マイコンの記憶部(図1
に示す記憶部20)に格納されている。
Further, the blood component measuring device 1 according to the present embodiment acquires light reception data for one cycle by irradiating light having different wavelengths in the order of the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31 within a predetermined time (100 msec). .. The transistor 73 connects the output terminal of the PD 41 to the ground after the light irradiation by the first LED 31 in a certain cycle, and disconnects the output terminal of the PD 41 from the ground before the light irradiation by the third LED 33 in the next cycle of the certain cycle. The switching control of the transistor 73 is executed by the microcomputer 70. The control program for executing this control is the storage unit of the microcomputer (Fig. 1).
It is stored in the storage unit 20) shown in.

また、図5に示すように、第1LED31、第2LED32、第3LED33のアノード端子は3.3Vの直流電圧を印加する電源回路(不図示)に接続されており、それらのカソード端子は抵抗器を介してトランジスタ74〜76(NPN型)のコレクタ端子に接続されている。トランジスタ74〜76のいずれのエミッタ端子もグランドに接続されており、また、トランジスタ74〜76のいずれのベース端子も抵抗器を介してマイコン70に接続されている。マイコン70が第1LED31、第2LED32、および第3LED33による光照射タイミングに応じてトランジスタ74〜76の各ベース端子に電圧を印加することによって、3.3Vの直流電圧が各LEDに印加される。これにより、血液成分測定装置1は、所定のタイミングで第1LED31、第2LED32、および第3LED33による光照射を実行することができる。なお、この制御を実行するための制御プログラムは、マイコンの記憶部(図1に示す記憶部20)に格納されている。 Further, as shown in FIG. 5, the anode terminals of the first LED31, the second LED32, and the third LED33 are connected to a power supply circuit (not shown) that applies a DC voltage of 3.3 V, and their cathode terminals have a resistor. It is connected to the collector terminal of the transistors 74 to 76 (NPN type) via. Each emitter terminal of the transistors 74 to 76 is connected to the ground, and any base terminal of the transistors 74 to 76 is connected to the microcomputer 70 via a resistor. When the microcomputer 70 applies a voltage to each of the base terminals of the transistors 74 to 76 according to the light irradiation timing by the first LED 31, the second LED 32, and the third LED 33, a DC voltage of 3.3 V is applied to each LED. As a result, the blood component measuring device 1 can execute the light irradiation by the first LED 31, the second LED 32, and the third LED 33 at a predetermined timing. The control program for executing this control is stored in the storage unit (storage unit 20 shown in FIG. 1) of the microcomputer.

次に、図6および図7を用いて、PDの応答特性について説明する。図6は、PDの応答特性(応答速度)を示すグラフである。図6のグラフの横軸は時間(任意単位)を表している。PDの応答特性は、端子間容量と負荷抵抗器の時定数(t1)、空乏層外の生成キャリアの拡散時間(t2)、およびキャリアの空乏層走行時間(t3)の要因に起因して決定される。図6の上段にはLEDへの入力信号(電圧)の波形を示し、中段にはt1およびt3が支配的な場合のPDからの出力信号(電圧)の波形を示し、下段にはt2が支配的な場合のPDからの出力信号の波形を示している。図6に示す時刻s1〜s2の時間においてLEDからの光がPDで受光されているが、PDからの出力信号はLEDへの入力信号よりも最大値に至るまでの立ち上がり、および最小値に至るまでの立ち下がりの両方で遅延している。 Next, the response characteristics of PD will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a graph showing the response characteristics (response speed) of PD. The horizontal axis of the graph of FIG. 6 represents time (arbitrary unit). The response characteristics of PD are determined by factors such as the inter-terminal capacitance and the time constant of the load resistor (t1), the diffusion time of the generated carriers outside the depletion layer (t2), and the depletion layer running time of the carriers (t3). Will be done. The upper part of FIG. 6 shows the waveform of the input signal (voltage) to the LED, the middle part shows the waveform of the output signal (voltage) from PD when t1 and t3 are dominant, and the lower part shows the waveform of t2. The waveform of the output signal from the PD in the above case is shown. The light from the LED is received by the PD at the times s1 to s2 shown in FIG. 6, but the output signal from the PD rises to the maximum value and reaches the minimum value than the input signal to the LED. There is a delay in both the fall to.

図7は、負荷抵抗器の抵抗値を変化させた場合のPDからの出力信号の波形を示すグラフである。図7のグラフの横軸は時間(任意単位)を表している。また、図7のグラフにおける線a1はLEDへの入力信号の波形を示し、線b1〜b5はPDからの出力信号の波形を示している。線b1〜b5は、この順に負荷抵抗器の抵抗値が大きくなる場合の出力信号の波形の一例をそれぞれ示している。図7のグラフに示すように、負荷抵抗器の抵抗値が大きくなるほどPDの出力信号が最大値に至るまでの立ち上がり、および最小値に至るまでの立ち下がりの両方で応答遅延が増大する。このように、一般的にPDは、光入力に対する出力信号の立ち上がりおよび立ち下がりが遅延する応答特性を有している。 FIG. 7 is a graph showing the waveform of the output signal from the PD when the resistance value of the load resistor is changed. The horizontal axis of the graph of FIG. 7 represents time (arbitrary unit). Further, the line a1 in the graph of FIG. 7 shows the waveform of the input signal to the LED, and the lines b1 to b5 show the waveform of the output signal from the PD. Lines b1 to b5 show an example of the waveform of the output signal when the resistance value of the load resistor increases in this order. As shown in the graph of FIG. 7, as the resistance value of the load resistor increases, the response delay increases both at the rising edge of the PD output signal until it reaches the maximum value and at the falling edge until it reaches the minimum value. As described above, the PD generally has a response characteristic in which the rise and fall of the output signal with respect to the optical input are delayed.

次に、図8を用いて、近赤外光の生体透過性について説明する。図8(a)〜(c)のそれぞれは、近赤外光をヒトの親指に照射して、その光を受光したPDの出力信号を示すグラフである。図8(a)〜(c)の横軸は時間(msec)を表している。 Next, the biopermeability of near-infrared light will be described with reference to FIG. Each of FIGS. 8A to 8C is a graph showing a PD output signal obtained by irradiating a human thumb with near-infrared light and receiving the light. The horizontal axis of FIGS. 8A to 8C represents time (msec).

図8(a)のグラフにおいて、線c1は波長1050nmにピーク波長を有する光を照射するLEDへの入力信号の波形を示し、線d1はヒトの親指内の血液を通過した光を受光するPDからの出力信号の波形を示している。同様に図8(b)のグラフにおいて、線c2は波長1300nmにピーク波長を有する光を照射するLEDへの入力信号の波形を示し、線d2はヒトの親指内の血液を通過した光を受光するPDからの出力信号の波形を示している。同様に図8(c)のグラフにおいて、線c3は波長1450nmにピーク波長を有する光を照射するLEDへの入力信号の波形を示し、線d3はヒトの親指内の血液を通過した光を受光するPDからの出力信号の波形を示している。 In the graph of FIG. 8A, line c1 shows the waveform of the input signal to the LED that irradiates light with a peak wavelength at a wavelength of 1050 nm, and line d1 is the PD that receives the light that has passed through the blood in the human thumb. The waveform of the output signal from is shown. Similarly, in the graph of FIG. 8B, line c2 shows the waveform of the input signal to the LED that irradiates light with a peak wavelength at a wavelength of 1300 nm, and line d2 receives the light that has passed through the blood in the human thumb. The waveform of the output signal from the PD is shown. Similarly, in the graph of FIG. 8C, line c3 shows the waveform of the input signal to the LED that irradiates light with a peak wavelength at a wavelength of 1450 nm, and line d3 receives the light that has passed through the blood in the human thumb. The waveform of the output signal from the PD is shown.

図8(a)〜(c)に示すように、波長1050nm、波長1300nm、および波長1450nmの3波長の近赤外光においては、この順にPDからの出力信号が大きくなる。PDからの出力信号が大きいほど光の生体透過性は高く、PDからの出力信号が小さい
ほど光の生体透過性は低い。このため、ヒトの親指におけるこの3波長の近赤外光の生体透過性は、低い順に、波長1450nm、波長1300nm、波長1050nmであることが分かる。なお、ヒトの人差し指や中指における生体透過性についても同様である。
As shown in FIGS. 8A to 8C, in the near-infrared light having three wavelengths of 1050 nm, 1300 nm, and 1450 nm, the output signal from the PD increases in this order. The larger the output signal from the PD, the higher the biotransparency of light, and the smaller the output signal from the PD, the lower the biotransmission of light. Therefore, it can be seen that the biopermeability of these three wavelengths of near-infrared light in the human thumb is, in ascending order, a wavelength of 1450 nm, a wavelength of 1300 nm, and a wavelength of 1050 nm. The same applies to the biopermeability of the human index finger and middle finger.

次に、図9を用いて、本実施形態に係る血液成分測定装置1での受光データの取得方法について説明する。本実施形態では、血液成分測定装置1を用いて生体透過性の低い波長順に近赤外光を被験者の親指に照射し、血液を通過した光をPD41で受光する。図9は、本実施形態での受光データの取得方法を説明するグラフである。図9のグラフにおいて、線eはPD41からの出力信号の波形を示し、線f1は第3LED33への入力信号の波形を示し、線f2は第2LED32への入力信号の波形を示し、線f3は第1LED31への入力信号の波形を示している。また、図9のグラフの横軸は時間(msec)を表している。 Next, a method of acquiring light-receiving data in the blood component measuring device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the blood component measuring device 1 is used to irradiate the thumb of the subject with near-infrared light in ascending order of wavelength with low biopermeability, and the light that has passed through the blood is received by the PD41. FIG. 9 is a graph illustrating a method of acquiring light receiving data in the present embodiment. In the graph of FIG. 9, line e shows the waveform of the output signal from PD41, line f1 shows the waveform of the input signal to the third LED 33, line f2 shows the waveform of the input signal to the second LED 32, and line f3 shows the waveform of the input signal to the second LED 32. The waveform of the input signal to the first LED 31 is shown. The horizontal axis of the graph in FIG. 9 represents time (msec).

各LEDによる光の照射時間は、ピーク波長の生体透過性が低い程長く設定する。具体的には、第3LED33は50msec程度の時間で光照射を行い、第2LED32は25msec程度の時間で光照射を行い、第1LED31は7msec程度の時間で光照射を行う。これにより、血液成分測定装置1は、ヒトの脈波に対応する所定時間(本実施形態では100ms)を1サイクルとして生体透過性の低い波長順、すなわち、第3LED33、第2LED32、第1LED31の順で光を照射して受光部40のPD41によって受光データを取得する。 The irradiation time of light by each LED is set longer as the peak wavelength is lower in biotransparency. Specifically, the third LED 33 irradiates light in a time of about 50 msec, the second LED 32 irradiates light in a time of about 25 msec, and the first LED 31 irradiates light in a time of about 7 msec. As a result, the blood component measuring device 1 sets the predetermined time corresponding to the human pulse wave (100 ms in the present embodiment) as one cycle, and the wavelength order of low biopermeability, that is, the order of the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31. The light reception data is acquired by the PD 41 of the light receiving unit 40.

また、図6および図7を用いて上記で説明した通り、一般的に、PDは、入力光に対応する出力信号の立ち上がりおよび立ち下がりが遅延する応答特性を有する。PD41の出力信号は、その波形を示す線の傾きが略ゼロとなる期間において安定している。図9のグラフに示すように、第3LED33が光を照射する期間においては、線eの傾きが略ゼロになる期間p1においてPD41の出力信号は安定している。同様に、第2LED32が光を照射する期間においては、線eの傾きが略ゼロになる期間p2においてPD41の出力信号は安定している。同様に、第1LED31が光を照射する期間においては、線eの傾きが略ゼロになる期間p3においてPD41の出力信号は安定している。血液成分測定装置1は、PD41の出力信号が安定している期間における当該出力信号を受光データとして取得する。 Further, as described above with reference to FIGS. 6 and 7, the PD generally has a response characteristic in which the rise and fall of the output signal corresponding to the input light is delayed. The output signal of PD41 is stable during the period when the slope of the line indicating the waveform becomes substantially zero. As shown in the graph of FIG. 9, in the period in which the third LED 33 irradiates the light, the output signal of the PD 41 is stable in the period p1 in which the slope of the line e becomes substantially zero. Similarly, in the period in which the second LED 32 irradiates light, the output signal of the PD 41 is stable in the period p2 in which the slope of the line e becomes substantially zero. Similarly, in the period in which the first LED 31 irradiates light, the output signal of the PD 41 is stable in the period p3 in which the slope of the line e becomes substantially zero. The blood component measuring device 1 acquires the output signal as light receiving data during the period when the output signal of the PD 41 is stable.

次に、図10を用いて、比較例に係る血液成分測定装置での受光データの取得方法について説明する。比較例においては、本実施形態に係る血液成分測定装置1と同じ構成を備えた血液成分測定装置を用いて生体透過性の高い波長順に近赤外光を被験者の親指に照射し、血液を通過した光をPDで受光する。図10は、比較例での受光データの取得方法を説明するグラフである。図10のグラフにおいて、線gはPDからの出力信号の波形を示し、線h1はピーク波長が1050nmの光を照射するLEDへの入力信号の波形を示し、線h2はピーク波長が1300nmの光を照射するLEDへの入力信号の波形を示し、線h3はピーク波長が1450nmの光を照射するLEDへの入力信号の波形を示している。また、図10のグラフの横軸は時間(msec)を表している。 Next, a method of acquiring light-receiving data with the blood component measuring device according to the comparative example will be described with reference to FIG. In the comparative example, a blood component measuring device having the same configuration as the blood component measuring device 1 according to the present embodiment is used to irradiate the thumb of the subject with near-infrared light in order of wavelength having high biopermeability, and pass through the blood. The light is received by the PD. FIG. 10 is a graph illustrating a method of acquiring light receiving data in a comparative example. In the graph of FIG. 10, line g shows the waveform of the output signal from PD, line h1 shows the waveform of the input signal to the LED that irradiates light with a peak wavelength of 1050 nm, and line h2 shows the light with a peak wavelength of 1300 nm. The waveform of the input signal to the LED that irradiates the light is shown, and the line h3 shows the waveform of the input signal to the LED that irradiates the light having a peak wavelength of 1450 nm. The horizontal axis of the graph in FIG. 10 represents time (msec).

各LEDによる光の照射時間は、上記の本実施形態と同じにする。よって、ピーク波長が1050nmの光を照射するLEDは7msec程度の時間で光照射を行う。ピーク波長が1300nmの光を照射するLEDは25msec程度の時間で光照射を行う。ピーク波長が1450nmの光を照射するLEDは50msec程度の時間で光照射を行う。これにより、比較例に係る血液成分測定装置は、ヒトの脈波に対応する所定時間(本実施形態では100ms)を1サイクルとして生体透過性の高い波長順に光を照射して受光データを取得する。 The irradiation time of light by each LED is the same as that of the present embodiment described above. Therefore, the LED that irradiates the light having a peak wavelength of 1050 nm irradiates the light in a time of about 7 msec. An LED that irradiates light with a peak wavelength of 1300 nm irradiates light in a time of about 25 msec. An LED that irradiates light with a peak wavelength of 1450 nm irradiates light in a time of about 50 msec. As a result, the blood component measuring device according to the comparative example irradiates light in the order of wavelengths with high biopermeability in a predetermined time (100 ms in the present embodiment) corresponding to a human pulse wave as one cycle and acquires light receiving data. ..

また、上記で説明した通り、PDからの出力信号の波形を示す線の傾きが略ゼロになる期間においてPDの出力信号が安定している。図10のグラフに示すように、線gの傾きが略ゼロとなる期間q1、q2、q3においてPDの出力信号が安定している。 Further, as described above, the output signal of the PD is stable during the period when the slope of the line indicating the waveform of the output signal from the PD becomes substantially zero. As shown in the graph of FIG. 10, the output signal of PD is stable during the period q1, q2, and q3 when the slope of the line g is substantially zero.

上記の通り、本実施形態に係る血液成分測定装置1においては、生体透過性の低い波長順に光を照射している。また、PDは、出力信号の立ち上がりおよび立ち下がりが遅延する応答特性を有する。また、図8(a)〜(c)を用いて説明した通り、波長1450nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号は、波長1300nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号に比べて小さい。このため、第3LED33(ピーク波長:1450nm)による光照射を停止した後、第2LED32(ピーク波長:1300nm)による光照射を直ちに開始してこれら2つのLEDからの入力光に対応するPD41の各出力信号成分が重なり合っても、第2LED32からの入力光に対応するPD41の出力信号成分への影響は小さい。同様に、波長1300nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号は、波長1050nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号に比べて小さい。このため、第2LED32(ピーク波長:1300nm)による光照射を停止した後、第1LED31(ピーク波長:1050nm)による光照射を直ちに開始してこれら2つのLEDからの入力光に対応するPD41の各出力信号成分が重なり合っても、第1LED31からの入力光に対応するPD41の出力信号成分への影響は小さい。 As described above, in the blood component measuring device 1 according to the present embodiment, light is irradiated in the order of wavelengths having low biopermeability. In addition, the PD has a response characteristic in which the rising and falling edges of the output signal are delayed. Further, as described with reference to FIGS. 8A to 8C, when the thumb of the subject is irradiated with light having a wavelength of 1450 nm and the light is received by the PD, the output signal of the PD is light having a wavelength of 1300 nm. Is smaller than the output signal of the PD when the subject's thumb is irradiated with the light and the light is received by the PD. Therefore, after stopping the light irradiation by the third LED 33 (peak wavelength: 1450 nm), the light irradiation by the second LED 32 (peak wavelength: 1300 nm) is immediately started, and each output of the PD 41 corresponding to the input light from these two LEDs is started. Even if the signal components overlap, the effect on the output signal component of the PD 41 corresponding to the input light from the second LED 32 is small. Similarly, when the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1300 nm and the light is received by the PD, the output signal of the PD is such that the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1050 nm and the light is received by the PD. It is smaller than the output signal of the PD in the case. Therefore, after stopping the light irradiation by the second LED 32 (peak wavelength: 1300 nm), the light irradiation by the first LED 31 (peak wavelength: 1050 nm) is immediately started, and each output of the PD 41 corresponding to the input light from these two LEDs is started. Even if the signal components overlap, the effect on the output signal component of the PD 41 corresponding to the input light from the first LED 31 is small.

一方、比較例に係る血液成分測定装置においては、生体透過性の高い波長順に光を照射している。波長1050nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号は、波長1300nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号に比べて大きい。このため、波長1050nmの光照射を停止した後、波長1300nmの光照射を直ちに開始すると、波長1300nmの入力光に対応するPDの出力信号成分が波長1050nmの入力光に対応するPDの出力信号成分に重なって埋もれてしまう。したがって、波長1300nmの入力光に対応するPDの正確な出力信号成分が得られる比較例における期間q2は本実施形態における期間p2と比較して短くなる。同様に、波長1300nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号は、波長1450nmの光を被験者の親指に照射してその光をPDで受光した場合の当該PDの出力信号に比べて大きい。このため、波長1300nmの光照射を停止した後、波長1450nmの光照射を直ちに開始すると、波長1450nmの入力光に対応するPDの出力信号成分が波長1300nmの入力光に対応するPDの出力信号成分に重なって埋もれてしまう。したがって、波長1450nmの入力光に対応するPDの正確な出力信号成分が得られる比較例における期間q3は本実施形態における期間p1と比較して短くなる。 On the other hand, in the blood component measuring device according to the comparative example, light is irradiated in the order of wavelength having high biopermeability. The output signal of the PD when the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1050 nm and the light is received by the PD is the corresponding when the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1300 nm and the light is received by the PD. It is larger than the output signal of PD. Therefore, when the light irradiation having a wavelength of 1300 nm is immediately started after the light irradiation having a wavelength of 1050 nm is stopped, the output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1300 nm becomes the output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1050 nm. It overlaps with and is buried. Therefore, the period q2 in the comparative example in which the accurate output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1300 nm can be obtained is shorter than the period p2 in the present embodiment. Similarly, when the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1300 nm and the light is received by the PD, the output signal of the PD is such that the subject's thumb is irradiated with light having a wavelength of 1450 nm and the light is received by the PD. It is larger than the output signal of the PD in the case. Therefore, when the light irradiation having a wavelength of 1300 nm is stopped and then the light irradiation having a wavelength of 1450 nm is immediately started, the output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1450 nm becomes the output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1300 nm. It overlaps with and is buried. Therefore, the period q3 in the comparative example in which the accurate output signal component of the PD corresponding to the input light having a wavelength of 1450 nm can be obtained is shorter than the period p1 in the present embodiment.

以上の通り、波長1450nmの光を照射する期間においてPDの正確な出力信号成分が得られる期間p1は、期間q3よりも長く、波長1300nmの光を照射する期間においてPDの正確な出力信号成分が得られる期間p2は、期間q2よりも長い。したがって、本実施形態においては、PD41の出力信号が安定している期間p1、p2を比較例よりも長く得ることができ、脈波信号を取得する信号処理を行うための正確な受光データを比較例よりも多く取得できる。なお、波長1050nmの光を照射する期間においてPDの正確な出力信号成分が得られる期間p3も脈波信号を取得する信号処理を行うための正確な受光データを得るのに十分な長さとすることができる。 As described above, the period p1 in which the accurate output signal component of PD is obtained in the period of irradiating light having a wavelength of 1450 nm is longer than the period q3, and the accurate output signal component of PD is obtained in the period of irradiating light having a wavelength of 1300 nm. The obtained period p2 is longer than the period q2. Therefore, in the present embodiment, the periods p1 and p2 in which the output signal of PD41 is stable can be obtained longer than in the comparative example, and accurate light receiving data for performing signal processing for acquiring the pulse wave signal is compared. You can get more than the example. In the period of irradiating light with a wavelength of 1050 nm, the period p3 in which the accurate output signal component of PD is obtained should also be long enough to obtain accurate received light data for signal processing to acquire the pulse wave signal. Can be done.

上記の通り、本実施形態に係る血液成分測定装置1は、ヒトの親指における生体透過性の低い波長順になるように、すなわち、第3LED33、第2LED32、第1LED31の順に100msec内で光を照射して1サイクル分の受光データを取得する。血液成
分測定装置1は、受光データを取得する際、PD41からの出力信号が安定している期間p1、p2、p3において各出力信号の大きさに対応した回数分だけ出力信号を検出する。例えば、血液成分測定装置1は、PD41の出力信号が小さい第3LED33が光を照射する期間p1においては900回分の信号値を検出する。また、血液成分測定装置1は、PD41の出力信号が中間の大きさである第2LED32が光を照射する期間p2においては300回分の信号値を検出する。また、血液成分測定装置1は、PD41の出力信号が大きい第1LED31が光を照射する期間p1においては100回分の信号値を検出する。血液成分測定装置1の制御部10は、波長毎に検出値を足し合わせたのち各検出回数分で除算を行うことによって1サイクル分の波長毎の受光データを取得する。これにより、血液成分測定装置1は、PDの出力信号のノイズ除去を行い、正確な受光データを取得することができる。血液成分測定装置1は、このサイクルを複数回行い(例えば、100msecの1サイクルを200回)、ヒトの脈波信号を得るのに十分な時間(例えば、20秒)の受光データを取得する。本実施形態に係る血液成分測定装置1によれば、PD41の出力信号が安定している期間を長く得ることができ、脈波信号を取得する信号処理を行う正確な受光データを多く取得できるので、血液中に含まれる血液成分の濃度の測定精度を向上できる。
As described above, the blood component measuring device 1 according to the present embodiment irradiates light in the order of wavelengths with low biopermeability in the human thumb, that is, in the order of the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31 within 100 msec. The received data for one cycle is acquired. When acquiring the received light data, the blood component measuring device 1 detects the output signal as many times as the number of times corresponding to the magnitude of each output signal during the period p1, p2, and p3 in which the output signal from the PD 41 is stable. For example, the blood component measuring device 1 detects a signal value for 900 times during the period p1 in which the third LED 33, which has a small output signal of the PD 41, irradiates light. Further, the blood component measuring device 1 detects the signal values for 300 times during the period p2 in which the second LED 32, which has an intermediate magnitude of the output signal of the PD 41, irradiates the light. Further, the blood component measuring device 1 detects the signal values for 100 times during the period p1 in which the first LED 31 having a large output signal of the PD 41 irradiates the light. The control unit 10 of the blood component measuring device 1 acquires the received light data for each wavelength for one cycle by adding the detected values for each wavelength and then dividing by the number of detections. As a result, the blood component measuring device 1 can remove noise from the output signal of the PD and acquire accurate received light data. The blood component measuring device 1 performs this cycle a plurality of times (for example, one cycle of 100 msec is performed 200 times), and acquires the received light data for a time sufficient to obtain a human pulse wave signal (for example, 20 seconds). According to the blood component measuring device 1 according to the present embodiment, it is possible to obtain a long period in which the output signal of the PD 41 is stable, and it is possible to obtain a large amount of accurate received light data for signal processing for acquiring a pulse wave signal. , The measurement accuracy of the concentration of blood components contained in blood can be improved.

また、本実施形態に係る血液成分測定装置1は、図5に示すトランジスタ73を備えることでPD41の出力端子をグランドに接続することによって、サイクル毎でPD41の出力信号を一旦リセットすることができる。PD41の出力信号を一旦リセットすることによる効果について、図11および図12を用いて説明する。図11および図12は、PDの出力信号を示すグラフであり、図11の線jおよび図12の線kは、PDの出力信号の波形を示している。また、図11および図12の横軸は、時間(msec)を表している。 Further, the blood component measuring device 1 according to the present embodiment can temporarily reset the output signal of the PD 41 every cycle by connecting the output terminal of the PD 41 to the ground by providing the transistor 73 shown in FIG. .. The effect of resetting the output signal of PD41 once will be described with reference to FIGS. 11 and 12. 11 and 12 are graphs showing the output signal of the PD, and the line j of FIG. 11 and the line k of FIG. 12 show the waveform of the output signal of the PD. Further, the horizontal axis of FIGS. 11 and 12 represents time (msec).

図11は、本実施形態に係る血液成分測定装置1において、サイクル毎にPD41の出力信号を一旦リセットする場合の例、すなわち、サイクル毎にPD41の出力端子をグランドに接続する場合の例を示している。図11に示すように、N(Nは自然数)回目のサイクルにおける第1LED31による光照射後、N+1回目のサイクルにおける第3LED33による光照射開始前にPD41の出力端子をグランドに接続する場合には、N回目の第1LED31の光照射に対応するPD41の出力信号成分が一旦ゼロにリセットされるので、N回目の第1LED31の光照射に対応するPD41の出力信号成分が、N+1回目の第3LED33の光照射に対応するPD41の出力信号成分と重なり合うのを防ぐことができる。 FIG. 11 shows an example in which the output signal of the PD 41 is once reset every cycle in the blood component measuring device 1 according to the present embodiment, that is, an example in which the output terminal of the PD 41 is connected to the ground every cycle. ing. As shown in FIG. 11, when the output terminal of the PD 41 is connected to the ground after the light irradiation by the first LED 31 in the N (N is a natural number) cycle and before the start of the light irradiation by the third LED 33 in the N + 1th cycle, Since the output signal component of the PD 41 corresponding to the Nth light irradiation of the first LED 31 is temporarily reset to zero, the output signal component of the PD 41 corresponding to the Nth light irradiation of the first LED 31 is the N + 1th light of the third LED 33. It is possible to prevent the PD41 from overlapping with the output signal component corresponding to the irradiation.

図12は、比較例に係る血液成分測定装置において、サイクル毎にPDの出力信号を一旦リセットしない場合の例、すなわち、サイクル毎にPDの出力端子をグランドに接続しない場合の例を示している。図12に示すように、Nサイクル目における波長1050nmにピーク波長を有するLEDによる光照射後、N+1サイクル目における波長1450nmにピーク波長を有するLEDによる光照射開始前にPDの出力端子をグランドに接続しない場合には、PDの上記の応答特性により、Nサイクル目の波長1050nmの光照射に対応するPDの出力信号成分(図中、破線k1で示す)が、N+1サイクル目の波長1450nmの光照射に対応するPDの出力信号成分(図中、破線k2で示す)と重なり合ってしまう虞がある。 FIG. 12 shows an example in which the output signal of the PD is not reset once every cycle in the blood component measuring device according to the comparative example, that is, an example in which the output terminal of the PD is not connected to the ground every cycle. .. As shown in FIG. 12, the output terminal of the PD is connected to the ground after the light irradiation by the LED having the peak wavelength at the wavelength of 1050 nm in the Nth cycle and before the start of the light irradiation by the LED having the peak wavelength at the wavelength of 1450 nm in the N + 1 cycle. If not, due to the above response characteristics of the PD, the output signal component of the PD (indicated by the broken line k1 in the figure) corresponding to the light irradiation at the wavelength of 1050 nm in the Nth cycle is the light irradiation at the wavelength of 1450 nm in the N + 1 cycle. There is a risk that it will overlap with the output signal component of the PD corresponding to (indicated by the broken line k2 in the figure).

本実施形態に係る血液成分測定装置1は、照射部30の第1LED31、第2LED32、第3LED33によって各波長の光を各1回ずつ照射してヒトの親指内の血液を通過した光を受光部40のPD41が受光して受光データを取得するサイクルを複数回実行する場合において、トランジスタ73によって、1回のサイクルが終了する毎にPD41の出力端子をグランドに一時的に接続する。これにより、血液成分測定装置1は、複数サイ
クルでPD41により受光データを取得する場合に、前回のサイクルにおける出力信号成分の影響を無くすことができる。このため、血液成分測定装置1によれば、より正確な受光データを取得することによって、血液中に含まれる血液成分の濃度の測定精度をより向上できる。
The blood component measuring device 1 according to the present embodiment irradiates light of each wavelength once by the first LED 31, the second LED 32, and the third LED 33 of the irradiation unit 30, and receives the light that has passed through the blood in the human thumb. When the PD 41 of 40 receives light and executes a cycle of acquiring light reception data a plurality of times, the output terminal of the PD 41 is temporarily connected to the ground each time one cycle is completed by the transistor 73. As a result, the blood component measuring device 1 can eliminate the influence of the output signal component in the previous cycle when the light receiving data is acquired by the PD 41 in a plurality of cycles. Therefore, according to the blood component measuring device 1, the measurement accuracy of the concentration of the blood component contained in the blood can be further improved by acquiring more accurate light receiving data.

次に、図13を用いて本実施形態に係る血液成分測定装置1における血中TG値およびHbA1c値の測定処理について説明する。図13は、血液成分測定装置1における血中TG値およびHbA1c値の測定処理に関するフローチャートである。 Next, the blood TG value and the HbA1c value measurement process in the blood component measuring device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart relating to the measurement process of the blood TG value and the HbA1c value in the blood component measuring device 1.

まず、OP101において、血液成分測定装置1は、第3LED33、第2LED32、第1LED31の順で光を被験者の親指に照射して、当該指内の血液を通過した光をPD41で受光して受光データを取得する。血液成分測定装置1は、例えば、20秒分(200サイクル分)の受光データを取得して、20秒分の受光データを脈波信号データとする。 First, in OP101, the blood component measuring device 1 irradiates the thumb of the subject with light in the order of the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31, and receives the light passing through the blood in the finger with the PD 41 to receive the received data. To get. The blood component measuring device 1 acquires, for example, light-receiving data for 20 seconds (200 cycles), and uses the light-receiving data for 20 seconds as pulse wave signal data.

本実施形態では、血液成分測定装置1が脈波信号データを取得し、端末装置100が脈波データ信号を解析して血中TG値およびHbA1c値を算出するので、血液成分測定装置1は、端末装置100に取得した脈波信号データを送信し、端末装置100は、血液成分測定装置1から脈波信号データを受信する。 In the present embodiment, the blood component measuring device 1 acquires the pulse wave signal data, and the terminal device 100 analyzes the pulse wave data signal to calculate the blood TG value and the HbA1c value. The acquired pulse wave signal data is transmitted to the terminal device 100, and the terminal device 100 receives the pulse wave signal data from the blood component measuring device 1.

次のOP102では、端末装置100は、脈波信号データから各波長に対応する吸光度を算出する。例えば、各波長に対応する脈動信号の変化幅は適宜吸光度に変換できる。端末装置100は、各波長の照射時に対応する脈波信号の変化幅から、波長1050nmの光照射に対応する血液の吸光度(以下、「第1吸光度」と称する)と、波長1300nmの光照射に対応する血液の吸光度(以下、「第2吸光度」を称する)と、波長1450nmの光照射に対応する血液の吸光度(以下、「第3吸光度」を称する)を算出する。本実施形態によれば、図9で説明した受光データ取得方法によって各波長の正確な脈波信号を分離抽出することができるので、各波長に対応する第1〜第3吸光度を正確に算出することができる。 In the next OP 102, the terminal device 100 calculates the absorbance corresponding to each wavelength from the pulse wave signal data. For example, the change width of the pulsating signal corresponding to each wavelength can be appropriately converted into absorbance. The terminal device 100 determines the absorbance of blood corresponding to light irradiation at a wavelength of 1050 nm (hereinafter referred to as “first absorbance”) and light irradiation at a wavelength of 1300 nm from the change width of the pulse wave signal corresponding to irradiation at each wavelength. The absorbance of the corresponding blood (hereinafter referred to as "second absorbance") and the absorbance of blood corresponding to light irradiation at a wavelength of 1450 nm (hereinafter referred to as "third absorbance") are calculated. According to this embodiment, since the accurate pulse wave signal of each wavelength can be separated and extracted by the light receiving data acquisition method described with reference to FIG. 9, the first to third absorbances corresponding to each wavelength are accurately calculated. be able to.

次のOP103では、端末装置100は、第1吸光度と第2吸光度から、血中TG値を算出する。端末装置100は、例えば、第1吸光度と第2吸光度との差分を行うことによって非侵襲血液吸光度を算出し、所定の変換テーブルを用いて非侵襲血液吸光度を血中TG値に変換する。これにより、血中TG値が算出される。 In the next OP103, the terminal device 100 calculates the blood TG value from the first absorbance and the second absorbance. The terminal device 100 calculates the non-invasive blood absorbance by, for example, performing the difference between the first absorbance and the second absorbance, and converts the non-invasive blood absorbance into a blood TG value using a predetermined conversion table. As a result, the blood TG value is calculated.

次のOP104では、端末装置100は、第3吸光度を規格化し、規格化された第3吸光度をHbA1c値に変換する。規格化の一例としては、例えば、第1吸光度または第2吸光度で第3吸光度を除算することが挙げられる。第3吸光度の規格化により、総ヘモグロビン濃度に依存することなくより正確にHbA1c値を算出することができる。また、規格化された第3吸光度をHbA1c値に変換する方法としては、例えば、端末装置100にはあらかじめ作成された吸光度とHbA1c値の関係を表す検量線のデータが格納されており、規格化後の第3吸光度と検量線とを比較することでHbA1c値を算出することが挙げられる。なお、検量線の作成には、測定対象であるヒトのヘモグロビンおよび糖化ヘモグロビンを用いることが好ましい。 In the next OP 104, the terminal device 100 normalizes the third absorbance and converts the normalized third absorbance into an HbA1c value. As an example of standardization, for example, the third absorbance is divided by the first absorbance or the second absorbance. By normalizing the third absorbance, the HbA1c value can be calculated more accurately without depending on the total hemoglobin concentration. Further, as a method of converting the standardized third absorbance into the HbA1c value, for example, the terminal device 100 stores a calibration curve data representing the relationship between the absorbance and the HbA1c value, which is prepared in advance, and is standardized. The HbA1c value can be calculated by comparing the third absorbance later with the calibration curve. It is preferable to use human hemoglobin and glycated hemoglobin to be measured for preparing the calibration curve.

端末装置100は、血液成分測定プログラムによって上記の方法で血中TG値およびHbA1c値を算出する。 The terminal device 100 calculates the blood TG value and the HbA1c value by the above method according to the blood component measurement program.

次のOP105では、端末装置100は、血中TG値およびHbA1c値を測定値として表示部100aに表示する。これにより、被験者は血中TG値およびHbA1c値を知
ることができる。本実施形態によれば、正確な脈波信号を検出することができるので、血液成分の濃度の測定精度を向上できる。
In the next OP 105, the terminal device 100 displays the blood TG value and the HbA1c value as measured values on the display unit 100a. As a result, the subject can know the blood TG value and the HbA1c value. According to this embodiment, since an accurate pulse wave signal can be detected, the measurement accuracy of the blood component concentration can be improved.

以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の血液成分測定装置1の構成、血中TG値およびHbA1c値の算出処理などは、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。 The above is the description of the present embodiment, but the configuration of the blood component measuring device 1, the calculation process of the blood TG value and the HbA1c value, etc. are not limited to the above embodiment, and the technique of the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes can be made within the range that does not lose the identity with the idea.

また、上記実施形態では、生体の測定部位に対して生体透過性の低い波長順に光を照射しているが、生体やその測定部位によって生体透過性は異なる。このため、生体透過性の低い波長順は波長1450nm、波長1300nm、波長1050nmには限られない。なお、生体透過性の低い波長順に光を照射する制御は、端末装置100からの制御信号に基づいて実行されてもよい。例えば、端末装置100には種々の生体の測定部位における各波長の生体透過性情報が格納されており、端末装置100は、測定対象となる生体の測定部位における生体透過性の低い順に光を照射するように、血液成分測定装置1を制御してもよい。 Further, in the above embodiment, the measurement site of the living body is irradiated with light in the order of wavelength having the lowest biopermeability, but the biopermeability differs depending on the living body and the measurement site. Therefore, the order of wavelengths with low biopermeability is not limited to wavelengths of 1450 nm, 1300 nm, and 1050 nm. The control of irradiating light in the order of wavelength with low biopermeability may be executed based on the control signal from the terminal device 100. For example, the terminal device 100 stores biopermeability information of each wavelength at various measurement sites of a living body, and the terminal device 100 irradiates light in ascending order of biopermeability at the measurement site of the living body to be measured. The blood component measuring device 1 may be controlled so as to do so.

また、上記本実施形態では、血液成分測定装置1によって得た脈波信号データに基づいて端末装置100が血中TG値およびHbA1c値を算出して表示しているがこれに限られない。例えば、脈波信号データに基づいて血液成分測定装置1が血中TG値およびHbA1c値を算出して、血液成分測定装置1が備える表示部が血中TG値およびHbA1c値を表示してもよい。また、脈波信号データに基づいて血液成分測定装置1が血中TG値およびHbA1c値を算出して、端末装置100が血中TG値およびHbA1c値を表示してもよい。この場合において、血液成分測定装置1は、コンピュータの一例であり、記憶部20に血液成分測定プログラムが格納されており、制御部10が血液成分測定プログラムを記憶部20内のRAMに展開して実行することで図13に示す種々の処理(例えば、OP102〜OP105の処理)を実行する。 Further, in the present embodiment, the terminal device 100 calculates and displays the blood TG value and the HbA1c value based on the pulse wave signal data obtained by the blood component measuring device 1, but the present invention is not limited to this. For example, the blood component measuring device 1 may calculate the blood TG value and the HbA1c value based on the pulse wave signal data, and the display unit included in the blood component measuring device 1 may display the blood TG value and the HbA1c value. .. Further, the blood component measuring device 1 may calculate the blood TG value and the HbA1c value based on the pulse wave signal data, and the terminal device 100 may display the blood TG value and the HbA1c value. In this case, the blood component measuring device 1 is an example of a computer, in which the blood component measuring program is stored in the storage unit 20, and the control unit 10 expands the blood component measuring program into the RAM in the storage unit 20. By executing the various processes shown in FIG. 13 (for example, the processes of OP102 to OP105) are executed.

また、血液成分測定装置1によって得た脈波信号データを端末装置100が通信回線を介して外部サーバに送信し、この外部サーバが脈波信号データに基づいて血中TG値およびHbA1c値を算出して血中TG値およびHbA1c値を含む情報を通信回線を介して端末装置100に送信し、端末装置100が血中TG値およびHbA1c値を表示部100aに表示してもよい。 Further, the terminal device 100 transmits the pulse wave signal data obtained by the blood component measuring device 1 to an external server via a communication line, and the external server calculates the blood TG value and the HbA1c value based on the pulse wave signal data. Then, information including the blood TG value and the HbA1c value may be transmitted to the terminal device 100 via the communication line, and the terminal device 100 may display the blood TG value and the HbA1c value on the display unit 100a.

また、上記実施形態では血液成分測定装置1には、反射光方式が採用されているが、透過光方式が採用されてもよい。透過光方式の血液成分測定装置1は、照射部30と受光部40が開口部62から挿入された被験者の親指101を挟むように例えば照射部30が上部カバー61に配置されており、親指101の背側(爪側)から照射部30が光を照射し、親指を通過した光を受光部40が受光する構成であってもよい。 Further, although the reflected light method is adopted for the blood component measuring device 1 in the above embodiment, the transmitted light method may be adopted. In the transmitted light type blood component measuring device 1, for example, the irradiation unit 30 is arranged on the upper cover 61 so that the irradiation unit 30 and the light receiving unit 40 sandwich the thumb 101 of the subject inserted through the opening 62, and the thumb 101 The irradiation unit 30 may irradiate light from the back side (nail side) of the thumb, and the light receiving unit 40 may receive the light that has passed through the thumb.

また、上記実施形態に係る血液成分測定装置1において、照射部30が所定時間内で第3LED33、第2LED32、第1LED31の順で異なる波長の光を照射することによってPD41からの出力信号を取得することを1サイクルとし、複数サイクルを連続的または断続的に行ってもよい。この場合の照射部30の制御は、制御部10が行ってもよいし、端末装置100からの制御信号に基づいて血液成分測定装置1が行ってもよい。 Further, in the blood component measuring device 1 according to the above embodiment, the irradiation unit 30 acquires the output signal from the PD 41 by irradiating the third LED 33, the second LED 32, and the first LED 31 with light having different wavelengths in this order within a predetermined time. This may be regarded as one cycle, and a plurality of cycles may be performed continuously or intermittently. In this case, the irradiation unit 30 may be controlled by the control unit 10 or by the blood component measuring device 1 based on the control signal from the terminal device 100.

なお、照射部30が有するLEDの個数、各LEDの照射光のピーク波長および配置パターンは上記実施形態に限られない。例えば、血中TG値のみを測定する場合には、照射部30は第1LED31および第2LED32を有していればよい。また、この場合において、血液成分測定装置1が複数サイクルでPD41からの出力信号を取得する場合には、トランジスタ73によって、Nサイクル目における第1LED31による光照射後にP
D41の出力端子がグランドに接続され、N+1サイクル目における第2LED32による光照射前にPD41の出力端子がグランドから切り離されるようにしてもよい。また、HbA1c値のみを測定する場合には、照射部30は第1LED31または第2LED32のいずれかと、第3LED33とを有していればよい。また、この場合において、血液成分測定装置1が複数サイクルでPD41からの出力信号を取得する場合には、トランジスタ73によって、Nサイクル目における第1LED31または第2LED32による光照射後にPD41の出力端子がグランドに接続され、N+1サイクル目における第3LED33による光照射前にPD41の出力端子がグランドから切り離されるようにしてもよい。このように、血液成分測定装置1は、測定対象とする血液成分によらず、1回のサイクルが終了する毎にPD41の出力端子をグランドに接続してもよい。
The number of LEDs included in the irradiation unit 30, the peak wavelength of the irradiation light of each LED, and the arrangement pattern are not limited to the above embodiment. For example, when measuring only the blood TG value, the irradiation unit 30 may have the first LED 31 and the second LED 32. Further, in this case, when the blood component measuring device 1 acquires the output signal from the PD 41 in a plurality of cycles, the transistor 73 performs P after the light irradiation by the first LED 31 in the Nth cycle.
The output terminal of the D41 may be connected to the ground, and the output terminal of the PD41 may be disconnected from the ground before the light irradiation by the second LED 32 in the N + 1 cycle. Further, when measuring only the HbA1c value, the irradiation unit 30 may have either the first LED 31 or the second LED 32 and the third LED 33. Further, in this case, when the blood component measuring device 1 acquires the output signal from the PD 41 in a plurality of cycles, the output terminal of the PD 41 is grounded by the transistor 73 after the light irradiation by the first LED 31 or the second LED 32 in the Nth cycle. The output terminal of the PD 41 may be disconnected from the ground before the light irradiation by the third LED 33 in the N + 1 cycle. As described above, the blood component measuring device 1 may connect the output terminal of the PD 41 to the ground after each cycle, regardless of the blood component to be measured.

また、上記実施形態における測定対象の生体はヒトであったが、測定対象の生体はヒトに限られない。具体的な測定対象の生体の一例としては、哺乳類、鳥類が挙げられる。このうち、高血糖による病気(例えば、糖尿病)の診断の可能性があるヒトや、ペットや家畜になり得る哺乳類や鳥類を測定対象とするのがより好ましい。 Further, although the living body to be measured in the above embodiment is a human, the living body to be measured is not limited to human. Mammals and birds are examples of specific living organisms to be measured. Of these, it is more preferable to measure humans who may be diagnosed with diseases caused by hyperglycemia (for example, diabetes), and mammals and birds which can be pets and livestock.

また、上記実施形態においては血液成分の濃度として血中TG値およびHbA1c値が測定されているが、他の血液成分の濃度を測定してもよい。例えば、血液中のヘモグロビン、グルコース、コレステロール類(総コレステロール、HDL−またはLDL−コレステロール、遊離コレステロール)、尿素、ビリルビン、リポ蛋白質、リン脂質、エチルアルコール等を測定してもよい。この場合には、各血液成分の濃度によって吸光度が変化する波長の光を生体に対して照射して、当該吸光度から各血液成分の濃度を算出する。 Further, in the above embodiment, the blood TG value and the HbA1c value are measured as the blood component concentrations, but the concentrations of other blood components may be measured. For example, hemoglobin, glucose, cholesterol (total cholesterol, HDL- or LDL-cholesterol, free cholesterol), urea, bilirubin, lipoprotein, phospholipid, ethyl alcohol and the like in blood may be measured. In this case, the living body is irradiated with light having a wavelength whose absorbance changes depending on the concentration of each blood component, and the concentration of each blood component is calculated from the absorbance.

また、上記実施形態では、発光波長の異なる3つのLEDを使用した例を示したが、測定対象の血液成分を変更したり、増加させたりすることで、必要なLEDの個数や、LEDの発光波長の種類は適宜変更される。この場合、さらに生体透過性が低下する波長も想定され、複数のLEDの点灯順序をより厳密に制御しなくてはならない場合も想定できる。このような場合においても、本件開示の技術によれば、血液成分の濃度の測定精度を向上することができる。 Further, in the above embodiment, an example in which three LEDs having different emission wavelengths are used has been shown, but by changing or increasing the blood component to be measured, the required number of LEDs and the light emission of the LEDs are shown. The type of wavelength is changed as appropriate. In this case, it is assumed that the wavelength further reduces the biopermeability, and it is possible that the lighting order of the plurality of LEDs must be controlled more strictly. Even in such a case, according to the technique disclosed in the present invention, it is possible to improve the measurement accuracy of the concentration of blood components.

1 血液成分測定装置
10 制御部
20 記憶部
30 照射部
40 受光部
50 通信部
100 端末装置
1 Blood component measuring device 10 Control unit 20 Storage unit 30 Irradiation unit 40 Light receiving unit 50 Communication unit 100 Terminal device

Claims (12)

生体の測定部位に対して異なる波長の光をそれぞれ照射する複数の発光素子と、
前記測定部位における血液を通過した前記光を受光する受光素子と、
前記測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。
Multiple light emitting elements that irradiate the measurement site of the living body with light of different wavelengths,
A light receiving element that receives the light that has passed through the blood at the measurement site, and
A control unit that controls the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in the order of wavelengths having low biopermeability at the measurement site.
A blood component measuring device characterized by comprising.
前記複数の発光素子は、波長850nm〜1150nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第1発光素子と、波長1150nm〜1350nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第2発光素子と、を有し、
前記制御部は、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の血液成分測定装置。
The plurality of light emitting elements include a first light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 850 nm to 1150 nm, and a second light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1150 nm to 1350 nm. Have,
The blood component measuring device according to claim 1, wherein the control unit controls the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in the order of the second light emitting element and the first light emitting element.
前記複数の発光素子は、波長1350nm〜1500nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第3発光素子を更に有し、
前記制御部は、前記第3発光素子、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する、ことを特徴とする請求項2に記載の血液成分測定装置。
The plurality of light emitting elements further include a third light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1350 nm to 1500 nm.
2. The second aspect of the present invention, wherein the control unit controls the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in the order of the third light emitting element, the second light emitting element, and the first light emitting element. Blood composition measuring device.
前記受光素子の出力端子がグランドに接続された接続状態と、前記出力端子が前記グランドから切り離された非接続状態とを切り替えるスイッチング素子を更に備え、
前記測定部位における生体透過性の低い波長順に前記複数の発光素子が光を各1回ずつ照射して前記測定部位における血液を通過した前記光を前記受光素子が受光して受光データを取得するサイクルを複数回実行する場合、前記スイッチング素子は、1回の前記サイクルが終了する毎に、前記受光素子の前記出力端子を前記グランドに接続する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の血液成分測定装置。
A switching element for switching between a connected state in which the output terminal of the light receiving element is connected to the ground and a non-connected state in which the output terminal is disconnected from the ground is further provided.
A cycle in which the plurality of light emitting elements irradiate light once each in the order of wavelength having low biopermeability at the measurement site, and the light receiving element receives the light that has passed through blood at the measurement site to acquire light receiving data. When the switching element is executed a plurality of times, the switching element connects the output terminal of the light receiving element to the ground each time the cycle ends, according to any one of claims 1 to 3. The blood component measuring device according to item 1.
生体の測定部位に対して異なる波長の光をそれぞれ照射する複数の発光素子と、前記測定部位における血液を通過した前記光を受光する受光素子と、を備える血液成分測定装置の制御方法であって、
前記測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する、ことを特徴とする血液成分測定装置の制御方法。
A control method for a blood component measuring device including a plurality of light emitting elements that irradiate a measurement site of a living body with light having different wavelengths, and a light receiving element that receives the light that has passed through blood at the measurement site. ,
A control method for a blood component measuring device, characterized in that the plurality of light emitting elements are controlled so as to irradiate light in order of wavelength having low biopermeability at the measurement site.
前記複数の発光素子は、波長850nm〜1150nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第1発光素子と、波長1150〜1350nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第2発光素子と、を有し、
前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する、ことを特徴とする請求項5に記載の血液成分測定装置の制御方法。
The plurality of light emitting elements include a first light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 850 nm to 1150 nm, and a second light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1150 to 1350 nm. Have,
The control method for a blood component measuring device according to claim 5, wherein the plurality of light emitting elements are controlled so as to irradiate light in the order of the second light emitting element and the first light emitting element.
前記複数の発光素子は、波長1350nm〜1500nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第3発光素子を更に有し、
前記第3発光素子、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御する、ことを特徴とする請求項6に記載の血液成分測定装置の制御方法。
The plurality of light emitting elements further include a third light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1350 nm to 1500 nm.
The blood component measuring device according to claim 6, wherein the plurality of light emitting elements are controlled so as to irradiate light in the order of the third light emitting element, the second light emitting element, and the first light emitting element. Control method.
前記血液成分測定装置は、前記受光素子の出力端子がグランドに接続された接続状態と、前記出力端子が前記グランドから切り離された非接続状態とを切り替えるスイッチング素子を更に備え、
前記制御方法は、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に前記複数の発光素子
が光を各1回ずつ照射して前記測定部位における血液を通過した前記光を前記受光素子が受光して受光データを取得するサイクルを複数回実行する場合、前記スイッチング素子を制御して、1回の前記サイクルが終了する毎に、前記受光素子の前記出力端子を前記グランドに接続する、ことを特徴とする請求項5から7のいずれか一項に記載の血液成分測定装置の制御方法。
The blood component measuring device further includes a switching element that switches between a connected state in which the output terminal of the light receiving element is connected to the ground and a non-connected state in which the output terminal is disconnected from the ground.
In the control method, the plurality of light emitting elements irradiate light once each in the order of wavelength having low biopermeability at the measurement site, and the light receiving element receives and receives the light that has passed through blood at the measurement site. When the cycle of acquiring data is executed a plurality of times, the switching element is controlled, and the output terminal of the light receiving element is connected to the ground each time the cycle is completed. The control method for a blood component measuring device according to any one of claims 5 to 7.
生体の測定部位に対して異なる波長の光をそれぞれ照射する複数の発光素子と、前記測定部位における血液を通過した前記光を受光する受光素子と、を備える血液成分測定装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御させる、ことを特徴とする血液成分測定装置の制御プログラム。
A control program for a blood component measuring device including a plurality of light emitting elements that irradiate a measurement site of a living body with light of different wavelengths and a light receiving element that receives the light that has passed through blood at the measurement site. ,
A control program for a blood component measuring device, wherein a computer is made to control the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in order of wavelength having low biopermeability at the measurement site.
前記複数の発光素子は、波長850nm〜1150nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第1発光素子と、波長1150nm〜1350nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第2発光素子と、を有し、
前記コンピュータに、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御させる、ことを特徴とする請求項9に記載の血液成分測定装置の制御プログラム。
The plurality of light emitting elements include a first light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 850 nm to 1150 nm, and a second light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1150 nm to 1350 nm. Have,
The control program for a blood component measuring device according to claim 9, wherein the computer controls the plurality of light emitting elements so as to irradiate the second light emitting element and the first light emitting element in this order. ..
前記複数の発光素子は、波長1350nm〜1500nmの波長域にピーク波長を有する光を照射する第3発光素子を更に有し、
前記コンピュータに、前記第3発光素子、前記第2発光素子、前記第1発光素子の順に光を照射するように前記複数の発光素子を制御させる、ことを特徴とする請求項10に記載の血液成分測定装置の制御プログラム。
The plurality of light emitting elements further include a third light emitting element that irradiates light having a peak wavelength in a wavelength range of 1350 nm to 1500 nm.
The blood according to claim 10, wherein the computer is made to control the plurality of light emitting elements so as to irradiate light in the order of the third light emitting element, the second light emitting element, and the first light emitting element. Control program for component measuring device.
前記血液成分測定装置は、前記受光素子の出力端子がグランドに接続された接続状態と、前記出力端子が前記グランドから切り離された非接続状態とを切り替えるスイッチング素子を更に備え、
前記制御プログラムは、前記測定部位における生体透過性の低い波長順に前記複数の発光素子が光を各1回ずつ照射して前記測定部位における血液を通過した前記光を前記受光素子が受光して受光データを取得するサイクルを複数回実行する場合、前記コンピュータに前記スイッチング素子を制御させて、1回の前記サイクルが終了する毎に、前記受光素子の前記出力端子を前記グランドに接続する、ことを特徴とする請求項9から11のいずれか一項に記載の血液成分測定装置の制御プログラム。
The blood component measuring device further includes a switching element that switches between a connected state in which the output terminal of the light receiving element is connected to the ground and a non-connected state in which the output terminal is disconnected from the ground.
In the control program, the plurality of light emitting elements irradiate light once each in the order of wavelength having low biopermeability at the measurement site, and the light receiving element receives and receives the light that has passed through blood at the measurement site. When the cycle of acquiring data is executed a plurality of times, the computer is made to control the switching element, and the output terminal of the light receiving element is connected to the ground each time the cycle is completed. The control program of the blood component measuring device according to any one of claims 9 to 11, characterized by this.
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