JP3824377B2

JP3824377B2 - 血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法、血中成分の濃度算出方法及び無血診断器

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Publication number: JP3824377B2
Application number: JP13359197A
Authority: JP
Inventors: 吉源尹; 相旻李; 泓植金; 源麒金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: DE69727998D1; US6101404A; EP0808605B1; JPH1043166A; EP0808605A2; KR0165522B1; EP0808605A3; DE69727998T2; KR970073520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査者の診断部位のうち最適な診断点を検索し、該検索点で無血診断を行うための血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法、血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器、最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無血診断器は手指や手首などの所定の部位に特定の波長光を照射し、その光が照射された部位から反射あるいは透過された光を検出してヘモグロビン、グルコース、コレステロル、アルコール及びビリルビンなどの血中成分の動作を測定している。すなわち、血液中の特定の成分とよく反応して多量の光が吸収される特定の波長光を診断部位に照射して反射あるいは透過された光を検出した後、前記特定の成分にあまり吸収されない光を照射して反射あるいは透過された光を検出する。その後、前記検出された２種の光量により実験的に計算されている特定の成分の濃度及び吸収度のデータを用いて血中成分の濃度を計算する。
【０００３】
しかしながら、従来の無血診断器を用いる場合、使用者は多量の血流量により最大の検出値を有する部位を検索して測定しないので、反射あるいは透過された光量が非常に少なくて正確な血中成分の測定には多数の問題がある。すなわち、血中成分のうち、血液中の量の多い成分はある程度は測定可能であるが、その正確度が劣る。かつ、血液中の量の少ない成分は測定しにくいという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、被検査者の診断部位のうち、多量の血流量により検出値の大きい地点を検索する血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法を提供するにある。
本発明の他の目的は、血中成分の無血診断のための最適な診断点検索装置を用いて最大の検出値を有する地点を検索した後、その検索地点で無血診断を行うことにより、被検査者の血中成分の濃度を正確に測定するための血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を用いた無血診断器を提供するにある。さらに、本願発明では、血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器、最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を提案する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、被検査者の診断部位から血流量に関連する所定の信号を検出する検出手段と、前記検出手段を駆動するための駆動手段と、前記検出手段の出力信号を増幅するための増幅手段と、前記増幅手段から出力された信号を入力してディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、所定の最適診断点検索方法を貯蔵している貯蔵手段と、使用者の命令が入力される命令入力手段と、前記駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記命令入力手段及び前記貯蔵手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記貯蔵手段に貯蔵されている前記最適診断点検索方法を行う中央処理手段と、前記中央処理手段に接続されており、前記検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段とを備える最適診断点検索装置における最適診断点検索方法を提案する。
【０００６】
ここで、最適診断点検索方法は、（ａ）前記駆動手段に所定の信号を印加して前記駆動手段を動作させる段階と、（ｂ）前記駆動手段の出力信号により前記検出手段が作動して前記検出手段から検出された後、前記増幅手段で増幅された信号を前記アナログ／ディジタル変換手段を用いてディジタルデータに変換する段階と、（ｃ）前記ディジタルデータ値と所定の基準値とを比較して前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値以上の場合には後続する段階に進む段階と、（ｄ）前記基準値を前記ディジタルデータ値に置き換える段階と、（ｅ）前記表示手段に前記基準値を表示する段階と、（ｆ）検索回数が所定の回数以上であるかを判別して、所定の回数未満の場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、所定の回数以上の場合には後続する段階に進む段階と、（ｇ）前記表示手段に前記基準値を表示し、前記基準値が最大値であることを表示する段階とを含む。
【０００７】
また、前記最適診断点検索装置は前記増幅手段と前記アナログ／ディジタル変換手段との間に前記増幅手段の出力をフィルタリングするためのフィルタリング手段をさらに備え、前記段階（ｂ）において、前記フィルタリング手段に前記増幅手段の出力をフィルタリングするように構成できる。
さらに、前記検出手段は光発生手段と光検出手段とを含み、前記段階（ｂ）において前記光発生手段により発生された光を前記診断部位に照射し、前記診断部位から反射あるいは通過される光量を前記光検出手段により検出するように構成できる。
【０００８】
前記光発生手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発生する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることが好ましい。
また、前記検出手段は超音波発生手段と超音波検出手段とを含み、前記段階（ｂ）において前記超音波発生手段により発生された超音波を前記診断部位に照射し、前記診断部位から反射される超音波の周波数を超音波検出手段により検出するように構成できる。
【０００９】
さらに、前記検出手段は圧電素子であり、前記段階（ｂ）において前記血流量に応じて変わる前記診断部位における圧力変化を前記圧電素子により検出するように構成できる。
前記検出手段はＣＣＤカメラであり、前記段階（ｂ）において前記診断部位を前記ＣＣＤカメラで撮像した後、その撮像部位で多量の血流量により明るさの階調が急激に変わる部位を検索することが望ましい。
【００１０】
また、本発明では、被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、使用者の命令を入力する命令入力手段と、前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段とを備える血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を用いた最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を提案する。
【００１１】
この血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を用いた最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法は、（ａ）前記第１駆動手段に所定の信号を印加して前記第１駆動手段を動作させる段階と、（ｂ）前記第１駆動手段の出力信号により前記第１検出手段が作動して前記第１検出手段から検出されて前記第１増幅手段で増幅された信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させてディジタルデータに変換する段階と、（ｃ）前記ディジタルデータ値と所定の基準値とを比較して前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値以上の場合には後続する段階に進む段階と、（ｄ）前記表示手段に前記ディジタルデータ値を表示し、その値が最大値であることを表示する段階と、（ｅ）前記段階（ａ）〜（ｄ）により最適の診断点が検索されたとき、前記第２駆動手段に所定の信号を印加して前記第２駆動手段を動作させる段階と、（ｆ）前記第２検出手段から検出されて前記第１フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第２増幅手段により増幅された複数の信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、（ｇ）前記第２検出手段から検出されて前記第２フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第３増幅手段により増幅された複数の信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、（ｈ）前記第２フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値を用いて測定しようとする成分のほかの雑音成分量を計算する段階と、（ｉ）前記第１フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値から前記段階（ｈ）で計算された雑音成分量にスケール定数を反映させた値を減算することにより、測定しようとする血中成分のデータから雑音成分を取り除く段階と、（ｊ）前記段階（ｉ）で雑音成分が取り除かれた血中成分値を用いて前記測定しようとする血中成分の濃度を計算する段階と、（ｋ）前記計算された血中成分の濃度を前記表示手段に表示する段階とを含むことが望ましい。
【００１２】
また、血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を用いた最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法は、被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、使用者の命令を入力する命令入力手段と、前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段とを備える構成とすることができる。
【００１３】
前記他の目的を達成するために本発明は、被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、使用者の命令を入力する命令入力手段と、前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段とを含むことを特徴とする血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を提供する。
【００１４】
また、前記第１検出手段は、光を発生して前記診断部位に照射する光発生手段と、前記診断部位から反射あるいは透過される光量を検出する光検出手段とを含むことが望ましい。
前記光発生手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発光する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることが望ましい。
【００１５】
前記第１発光手段及び第２発光手段は、レーザーダイオード、発光ダイオード及び光帯域波長の光を発生するランプのうち、いずれか一つよりなることが望ましい。
また、前記第１発光手段及び第２発光手段は、レーザーダイオード、発光ダイオード及び光帯域波長の光を発生するランプの組合せのうち、いずれか一つの組合わせよりなることが望ましい。
【００１６】
さらに、前記第１発光手段及び第２発光手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発光する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１を参照すれば、本発明の第１実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置は、被検査者の診断部位１０に所定の波長光を照射するための光発生部１２と、照射された光が被検査者の血中成分に反射されるときの光量を検出するための光検出部１４と、光発生部１４を駆動するための駆動部１８と、光検出部１４から出力された検出信号を増幅するための増幅器１３と、増幅器１３の出力信号をフィルタリングするためのフィルター１５と、フィルター１５から出力された信号を入力してディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換部１６と、所定の最適診断点検索方法が貯蔵されているメモリ２４と、使用者の命令が入力されるキーパッド１７と、駆動部１８、アナログ／ディジタル変換部１６、キーパッド１７及びメモリ２４に接続されており、使用者が入力した命令に応じてメモリ２４に貯蔵された最適診断点検索方法を行うマイクロプロセッサ２０と、マイクロプロセッサ２０に接続されており、光検出部１４から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示部２２とを備えている。
【００１８】
上述したように構成された本発明の第１実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置の動作を、マイクロプロセッサ２０により行われる最適診断点検索方法を中心にして図５を参照して次に説明する。
図１及び図５を参照すれば、段階Ｓ６２では使用者の開始命令がキーパッド１７に入力されると、マイクロプロセッサ２０は所定の基準値を設定する。段階Ｓ６４では、駆動部１８に所定の信号を印加して駆動部１８を動作させる。駆動部１８が動作すると、光発生部１２は所定の波長光を発生して診断部位１０に光を照射する。ここで、光発生部１２は所定の幅を有するパルス光を発生するフラッシュランプや連続的な光を発光する連続発光電球であることが望ましい。特に、フラッシュランプを光発生部１２として用いると、光発生部１２は瞬間的に強度に優れる光パルスを出力する。これにより、信号対雑音比が改善するので、全体の性能が向上する。一方、診断部位１０に照射された光のうち、反射された光は光検出部１４で検出されて増幅器１３により増幅された後、フィルター１５によりフィルタリングされる。
段階Ｓ６６では、アナログ／ディジタル変換部１６を用いてこの信号をディジタルデータに変換する。段階Ｓ６８では、変換されたディジタルデータの値、すなわち検出値と所定の基準値を比較して検出値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して段階Ｓ６６に進み、検出値が前記所定の基準値以上の場合には次の段階に進む。段階Ｓ７０では、基準値を検出値に置き換える。段階Ｓ７２では、表示部２２に検出値に置き換えられた基準値を表示する。段階Ｓ７４では、検索回数が所定の回数（Ｎ）以上であるかを判別して、所定の回数（Ｎ）未満の場合には検出点を移動して段階Ｓ６６に進み、所定の回数（Ｎ）以上の場合には次の段階に進む。段階Ｓ７６では、表示部２２に段階Ｓ７０で検出値に置き換えられた基準値を表示し、基準値が最大値であることを表示する。段階Ｓ７８では、使用者が再検索命令を入力するかを判別して、再検索命令が入力される場合には段階Ｓ６６に進み、使用者の再検索命令が入力されない場合には最適診断点検索方法を終了する。
【００１９】
検出値が最大となる地点に光検出部１４を再び位置させるためには、光発生部１２と光検出部１４を移動して検索点を再び検索しながら、検出された最大値と同一や大きい値を検出するまで段階Ｓ６６〜段階Ｓ６８を繰り返し行う。前記最大値が表示部２２に表示されるとき、検索を止めればよい。
図６は他の最適診断点検索方法を示しているが、検出値が所定の基準値以上の場合にはその地点を最適診断点と判断して最適診断点検索を行う。ここで、基準値は血中成分を正確に計算するように実験的に得られた値である。
【００２０】
図１及び図６を参照すれば、段階Ｓ８０では、使用者の開始命令がキーパッド１７に入力されると、マイクロプロセッサ２０は所定の基準値を設定する。段階Ｓ８２では、駆動部１８に所定の信号を印加して駆動部１８を動作させる。駆動部１８が動作すると、光発生部１２は所定の波長光を発生して診断部位１０に光を照射する。診断部位１０に照射された光のうち、反射された光は光検出部１４で検出されて増幅器１３により増幅された後、フィルター１５によりフィルタリングされる。段階Ｓ８４では、アナログ／ディジタル変換部１６を用いてこの信号をディジタルデータに変換する。段階Ｓ８６では、変換されたディジタルデータの値、すなわち検出値と所定の基準値を比較する。検出値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して再びＳ８４に進み、検出値が前記所定の基準値以上の場合には次の段階に進む。
段階Ｓ８８では、表示部２２に検出値を表示し、この値が最大値であることを表示することにより、最適診断点検索方法が終了する。
【００２１】
前記第１実施形態によれば、光発生部１２と光検出部１４としては、超音波発生手段と超音波検出手段がそれぞれ用いられる。この場合、検出された信号の周波数に応じて出力信号の大きさが変わるので、超音波検出手段は反射される超音波の周波数を検出し、その検出信号を判別することにより、最適診断点を検索する。
【００２２】
図２、図３及び図４はそれぞれ本発明の第２、第３及び第４実施形態よる血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置のブロック図である。
図２を参照すれば、図１に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置では光検出部１４が反射される光を検出するが、本発明の第２実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置では、光検出部１４が診断部位１０を透過する光を検出する。ここで、光発生部１２は所定の幅のパルス光を発生するフラッシュランプや連続的な光を発光する連続発光電球であることが望ましい。さらに、図３を参照すれば、本発明の第３実施形態による無血診断のための最適診断点検索装置では、第１実施形態における光発生部１２と光検出部１４を用いることなく、圧電素子２６を用いて多量の血流量を有する部位の圧力を検出することにより、検出値が最大となる地点を検索している。
【００２３】
図４に示した本発明の第４実施形態による無血診断のための最適診断点検索装置では、検出手段としてＣＣＤカメラ２８を用いる。光源３０から出力される光を診断部位１０に照射した後、ＣＣＤカメラ２８で診断部位１０を撮像する。その後、多量の血流量により明るさが急激に変わる部位を検索し、これを表示部２２に表示する。第４実施形態による無血診断のための最適診断点検索装置を用いて無血診断を行うためには、無血診断器（図示せず）の検出部を表示部２２上の最適診断点に位置させて無血診断を行えばよい。
【００２４】
次に、図７及び図８を参照して本発明の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器の動作を説明する。
図７は本発明の実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器のブロック図であり、図８は図７に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器の動作を説明するための流れ図である。
【００２５】
図７及び図８を参照すれば、本発明の実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器は、被検査者の診断部位１０に所定の波長光を照射するための第１光発生部６９と、照射された光が被検査者の血中成分に反射あるいは透過されるときの光量を検出するための第１光検出部７３と、第１光発生部６９を駆動するための第１駆動部４０と、第１光検出部７３から出力された検出信号を増幅するための第１増幅器４６と、第１増幅器４６の出力信号をフィルタリングするための第１フィルター部５６と、診断部位１０に測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して照射する第２光発生部７０と、診断部位１０に測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して照射する第３光発生部７２と、診断部位１０から反射あるいは透過された光を検出して検出信号を出力する第２光検出部７４と、第２光発生部７０を駆動するための第２駆動部４２と、第２光検出部７４の出力のうち、測定しようとする血中成分と反応する波長帯の信号をフィルタリングするための第２フィルター部１と、第２光検出部７４の出力のうち、測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する波長帯の信号をフィルタリングするための第３フィルター部２と、第２フィルター部１の出力を増幅するための第２増幅部３と、第３フィルター部２の出力を増幅するための第３増幅部４と、第１フィルター部５６、第２及び第３増幅部３，４の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレクサ６６と、マルチプレクサ６６の出力信号をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換部６８と、所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されているメモリ７８と、使用者の命令を入力するキーパッド７６と、第１駆動部４０、第２駆動部４２、第３駆動部４４、アナログ／ディジタル変換部６８、メモリ７８及びキーパッド７６に接続されており、使用者の命令入力に応じて最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行うマイクロプロセッサ８０と、前記第１光検出部７３から最大検出信号が検出されるとき、検出された値とこの値が最大検出値であることを表示し、算出された血中成分の濃度を表示するためにマイクロプロセッサ８０に接続されている表示部８２とを備えている。
【００２６】
前記第２フィルター部１と第３フィルター部２は複数のフィルターを、第２増幅部３と第３増幅部４は複数の増幅器を備えている。
上述したように構成された本発明の実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器の動作をマイクロプロセッサ８０により行われる最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を中心にして次に説明する。
【００２７】
最適診断点検索方法は、図５あるいは図６に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置における検索方法と同様なので省略する。最適診断点を検索した後、血中成分の濃度を算出する方法と関連する動作も説明する。
図６、図７及び図８を参照すれば、段階Ｓ９０では、第１駆動部４０、第１光発生部６９、第１光検出部７３、第１増幅器４６及び第１フィルター部５６を用いて図５あるいは図６に示した順序に応じて最適診断地点が検索される。段階Ｓ９２では、第２駆動部４２に所定の信号を印加して第２駆動部４２を動作させ、第２光発生部７０は第２駆動部４２の出力信号により測定血中成分と反応する第１グループの光を順次に発生させて診断部位１０に照射する。診断部位１０に照射された光の一部は反射されて第２フィルター部１によりフィルタリングされて第２増幅部３により増幅される。その後、マイクロプロセッサ８０はマルチプレクサ６６に制御信号を印加してアナログ／ディジタル変換部６８を用いて検出された信号をディジタルデータに変換した後、順次にメモリ７８に貯蔵する。
【００２８】
段階Ｓ９４では、第３駆動部４４に所定の信号を印加して第３駆動部４４を動作させ、第３光発生部７２は第３駆動部４４の出力信号により測定血中成分のほかの成分、例えば、肌、骨、水、脂肪酸などの成分と反応する第２グループの光を順次に発生させて診断部位１０に照射する。その診断部位１０に照射された光の一部は反射されて第３フィルター部２によりフィルタリングされて第３増幅部４により増幅された後、マイクロプロセッサ８０はマルチプレクサ６６に制御信号を印加してアナログ／ディジタル変換部６８を用いて検出された信号をディジタルデータに変換した後、順次にメモリ７８に貯蔵する。
【００２９】
段階Ｓ９６では、メモリ７８に貯蔵された測定血中成分のほかの成分との反応により反射された信号に対するディジタルデータを用いて雑音成分の量を計算する。段階Ｓ９８では、メモリ７８に貯蔵された測定血中成分との反応により反射された信号に対するディジタルデータから前記計算された雑音成分の量に所定の比例定数を乗算した値を減算することにより、測定血中成分に対するディジタルデータから雑音成分による影響を最小とする。このように検出された信号から雑音成分を取り除くことにより、測定しようとする血中成分の濃度を正確に計算することができる。
【００３０】
段階Ｓ１００では、雑音成分が取り除かれた測定血中成分に対するディジタルデータを用いて正確な濃度を計算する。ここでは、実験的に算出された測定血中成分の濃度グラフと所定の方程式を用いて血中成分を正確に計算する。段階Ｓ１１０では、段階Ｓ１００で計算された血中成分の濃度を表示部８２に表示して使用者にこれを知らせる。ここで、第１光発生部６９、第２光発生部７０及び第３光発生部７３は所定の幅のパルス光を発生するフラッシュランプや連続的な光を発光する連続発光電球であることが望ましい。特に、フラッシュランプを第１光発生部６９、第２光発生部７０及び第３光発生部７２として用いると、前記第１、第２及び第３光発生部６９，７０，７２は瞬間的に強度に優れる光パルスを出力するので、全体の信号対雑音比を改善することができる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、血流量が最大となり検出値が最大となる地点を検索した後、この地点で無血診断を行うので、被検査者の血中成分の濃度を正確に測定することができる。かつ、多数の光を用い、雑音成分を取り除いて雑音成分に対する影響を最小とするので、血液中の濃度が非常に低い成分も正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施形態による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を示すブロック図である。
【図５】図１に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置の動作を説明する流れ図である。
【図６】図１に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置の動作を説明する他の流れ図である。
【図７】本発明による血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を用いた無血診断器の実施例を示すブロック図である。
【図８】図７に示した血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を用いた無血診断器の動作を説明する流れ図である。

Claims

被検査者の診断部位から血流量に関連する所定の信号を検出する検出手段と、
前記検出手段を駆動するための駆動手段と、
前記検出手段の出力信号を増幅するための増幅手段と、
前記増幅手段から出力された信号を入力してディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、
所定の最適診断点検索方法を貯蔵している貯蔵手段と、
使用者の命令が入力される命令入力手段と、
前記駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記命令入力手段及び前記貯蔵手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記貯蔵手段に貯蔵されている前記最適診断点検索方法を行う中央処理手段と、
前記中央処理手段に接続されており、前記検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段と、
を備える最適診断点検索装置における最適診断点検索方法であって、
（ａ）前記駆動手段に所定の信号を印加して前記駆動手段を動作させる段階と、
（ｂ）前記駆動手段の出力信号により前記検出手段が作動して前記検出手段から検出された後、前記増幅手段で増幅された信号を前記アナログ／ディジタル変換手段を用いてディジタルデータに変換する段階と、
（ｃ）前記ディジタルデータ値と所定の基準値とを比較して前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値以上の場合には後続する段階に進む段階と、
（ｄ）前記基準値を前記ディジタルデータ値に置き換える段階と、
（ｅ）前記表示手段に前記基準値を表示する段階と、
（ｆ）検索回数が所定の回数以上であるかを判別して、所定の回数未満の場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、所定の回数以上の場合には後続する段階に進む段階と、
（ｇ）前記表示手段に前記基準値を表示し、前記基準値が最大値であることを表示する段階とを含むことを特徴とする血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記最適診断点検索装置は前記増幅手段と前記アナログ／ディジタル変換手段との間に前記増幅手段の出力をフィルタリングするためのフィルタリング手段をさらに備え、前記段階（ｂ）において、前記フィルタリング手段に前記増幅手段の出力をフィルタリングすることを特徴とする請求項１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記検出手段は光発生手段と光検出手段とを含み、前記段階（ｂ）において前記光発生手段により発生された光を前記診断部位に照射し、前記診断部位から反射あるいは通過される光量を前記光検出手段により検出することを特徴とする請求項１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記光発生手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発生する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることを特徴とする請求項３に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記検出手段は超音波発生手段と超音波検出手段とを含み、前記段階（ｂ）において前記超音波発生手段により発生された超音波を前記診断部位に照射し、前記診断部位から反射される超音波の周波数を超音波検出手段により検出することを特徴とする請求項１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記検出手段は圧電素子であり、前記段階（ｂ）において前記血流量に応じて変わる前記診断部位における圧力変化を前記圧電素子により検出することを特徴とする請求項１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
前記検出手段はＣＣＤカメラであり、前記段階（ｂ）において前記診断部位を前記ＣＣＤカメラで撮像した後、その撮像部位で多量の血流量により明るさの階調が急激に変わる部位を検索することを特徴とする請求項１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索方法。
被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、
前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、
測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、
測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、
前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、
前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、
前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、
前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、
前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、
前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、
前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、
所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、
使用者の命令を入力する命令入力手段と、
前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、
前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段と、
を備える血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を用いた最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法であって、
（ａ）前記第１駆動手段に所定の信号を印加して前記第１駆動手段を動作させる段階と、
（ｂ）前記第１駆動手段の出力信号により前記第１検出手段が作動して前記第１検出手段から検出されて前記第１増幅手段で増幅された信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させてディジタルデータに変換する段階と、
（ｃ）前記ディジタルデータ値と所定の基準値とを比較して前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値以上の場合には後続する段階に進む段階と、
（ｄ）前記表示手段に前記ディジタルデータ値を表示し、その値が最大値であることを表示する段階と、
（ｅ）前記段階（ａ）〜（ｄ）により最適の診断点が検索されたとき、前記第２駆動手段に所定の信号を印加して前記第２駆動手段を動作させる段階と、
（ｆ）前記第２検出手段から検出されて前記第１フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第２増幅手段により増幅された複数の信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、
（ｇ）前記第２検出手段から検出されて前記第２フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第３増幅手段により増幅された複数の信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、
（ｈ）前記第２フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値を用いて測定しようとする成分のほかの雑音成分量を計算する段階と、
（ｉ）前記第１フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値から前記段階（ｈ）で計算された雑音成分量にスケール定数を反映させた値を減算することにより、測定しようとする血中成分のデータから雑音成分を取り除く段階と、
（ｊ）前記段階（ｉ）で雑音成分が取り除かれた血中成分値を用いて前記測定しようとする血中成分の濃度を計算する段階と、
（ｋ）前記計算された血中成分の濃度を前記表示手段に表示する段階と、
を含むことを特徴とする最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法。
被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、
前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、
測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、
測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、
前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、
前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、
前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、
前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、
前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、
前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、
前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、
所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、
使用者の命令を入力する命令入力手段と、
前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、
前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段と、
を備える血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器を用いた最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法であって、
（ａ）前記第１駆動手段に所定の信号を印加して前記第１駆動手段を動作させる段階と、
（ｂ）前記第１検出手段から検出された後、前記第１増幅手段で増幅された信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させてディジタルデータに変換する段階と、
（ｃ）前記ディジタルデータ値と所定の基準値とを比較して前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値より小さい場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、前記ディジタルデータ値が前記所定の基準値以上の場合には後続する段階に進む段階と、
（ｄ）前記基準値を前記ディジタルデータ値に置き換える段階と、
（ｅ）前記表示手段に前記基準値を表示する段階と、
（ｆ）検索回数が所定の回数以上であるかを判別して、所定の回数未満の場合には検出点を移動して前記段階（ｂ）に進み、所定の回数以上の場合には後続する段階に進む段階と、
（ｇ）前記表示手段に前記基準値を表示し、前記基準値が最大値であることを表示する段階と、
（ｈ）前記段階（ｂ）〜（ｇ）により最適の診断点が検索されたとき、前記第２駆動手段に所定の信号を印加して前記第２駆動手段を動作させる段階と、
（ｉ）前記第２検出手段から検出されて前記第１フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第２増幅手段により増幅された複数の信号を、順次に前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、
（ｊ）前記第２検出手段から検出されて前記第２フィルタリング手段によりフィルタリングされた後、前記第３増幅手段により増幅された複数の信号を、前記マルチプレキシング手段に制御信号を印加して前記アナログ／ディジタル変換手段に入力させた後、ディジタルデータに変換して前記貯蔵手段に貯蔵する段階と、
（ｋ）前記第２フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値を用いて測定しようとする成分のほかの雑音成分量を計算する段階と、
（ｌ）前記第１フィルタリング手段を経由してディジタルデータに変換された値から前記（ｋ）段階で計算された雑音成分量にスケール定数を反映させた値を減算することにより、測定しようとする血中成分のデータから雑音成分を取り除く段階と、
（ｍ）前記段階（ｌ）で雑音成分が取り除かれた血中成分値を用いて前記測定しようとする血中成分の濃度を計算する段階と、
（ｎ）前記計算された血中成分の濃度を前記表示手段に表示する段階と、
を含むことを特徴とする最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法。
被検査者の診断部位から血流量と関連する所定の信号を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段を駆動するための第１駆動手段と、
前記第１検出手段の出力信号を増幅するための第１増幅手段と、
測定しようとする血中成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第１発光手段と、
測定しようとする血中成分のほかの成分と反応する相異なる波長の複数の光を発生して前記診断部位に照射する第２発光手段と、
前記第１発光手段と前記第２発光手段から出力される光が前記診断部位に照射されて反射あるいは透過された光を検出する第２検出手段と、
前記第１発光手段を駆動するための第２駆動手段と、
前記第２発光手段を駆動するための第３駆動手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第１発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第１フィルタリング手段と、
前記第２検出手段の各出力を前記第２発光手段で発生する各光の周波数帯でフィルタリングするために複数のフィルター部を備えた第２フィルタリング手段と、
前記第１フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第２増幅手段と、
前記第２フィルタリング手段の各出力を増幅するために複数の増幅部を備えた第３増幅手段と、
前記第１、第２及び第３増幅手段の出力をマルチプレキシングするためのマルチプレキシング手段と、
前記マルチプレキシング手段の出力信号をディジタルデータに変換するためのアナログ／ディジタル変換手段と、
所定の最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法が貯蔵されている貯蔵手段と、
使用者の命令を入力する命令入力手段と、
前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、前記第３駆動手段、前記アナログ／ディジタル変換手段、前記貯蔵手段及び前記命令入力手段に接続されており、前記使用者の命令入力に応じて前記最適診断点検索方法及び血中成分の濃度算出方法を行う中央処理手段と、
前記中央処理手段に接続されており、前記第１検出手段から最大の検出信号が検出されるとき、検出された値と前記検出された値が最大値であることを表示するための表示手段と、
を含むことを特徴とする血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。
前記第１検出手段は、光を発生して前記診断部位に照射する光発生手段と、前記診断部位から反射あるいは透過される光量を検出する光検出手段とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。
前記光発生手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発光する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることを特徴とする請求項１１に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。
前記第１発光手段及び第２発光手段は、レーザーダイオード、発光ダイオード及び光帯域波長の光を発生するランプのうち、いずれか一つよりなることを特徴とする請求項１０に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。
前記第１発光手段及び第２発光手段は、レーザーダイオード、発光ダイオード及び光帯域波長の光を発生するランプの組合せのうち、いずれか一つの組合わせよりなることを特徴とする請求項１０に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。
前記第１発光手段及び第２発光手段は、パルス光を発生するフラッシュランプと連続的な光を発光する連続発光電球のうち、いずれか一つよりなることを特徴とする請求項１０に記載の血中成分の無血診断のための最適診断点検索装置を備えた無血診断器。