JP4189438B2 - 生体成分濃度測定装置 - Google Patents
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Description
ε(λ):波長λにおける生体の放射率、
W0(λ、T):波長λ、温度Tにおける熱放射の黒体放射強度密度、
h:プランク定数(h=6.625×10-34(W・S2))、
c:光速(c=2.998×1010(cm/s))、
λ1、λ2:生体からの熱放射により放射される赤外放射光の波長(μm)、
T:生体の温度(K)、
S:検出面積(cm2)
k:ボルツマン定数
t(λ):波長λにおける生体の透過率
I0:入射光量、
d:生体の厚さ、
k(λ):波長λにおける生体の消衰係数
生体の消衰係数は、生体による光の吸収を表す。
図2は、本実施形態による生体成分濃度測定装置100の外観を示す斜視図である。
図11および図12を参照しながら、本実施形態による生体成分濃度測定装置の構成を説明する。
図14は、本実施形態による生体成分濃度測定装置400(以下「測定装置400」と記述する。)の外観を示す斜視図である。外観は、実質的には図1と同じであるため、その説明は省略する。
11 赤外光検出部
12 取得部
13 演算部
14 出力部
15 メモリカード
16 ネットワーク
17 病院
101 電源スイッチ
102、302 本体
103 測定開始スイッチ
104 導波管
106、306 光学フィルタホイール
108 赤外線検出器
110 マイクロコンピュータ
112 メモリ
114 ディスプレイ
116 電源
118 チョッパー
121 第1の光学フィルタ
122 第2の光学フィルタ
123 第3の光学フィルタ
124 第4の光学フィルタ
125 シャフト
126 検出領域
127 リング
130 前置増幅器
132 帯域フィルタ
134 同期復調器
136 ローパスフィルタ
138 A/Dコンバータ
142 第1のハーフミラー
144 第2のハーフミラー
156 タイマー
158 ブザー
200 耳孔
202 鼓膜
204 外耳道
310 光源
312 第1の集光レンズ
314 第2の集光レンズ
316 アクチュエータ
318 空間フィルタ
320 光検出器
322 レンズ枠
700 赤外光源
702 ハーフミラー
Claims (16)
- 鼓膜から放射された赤外光を検出する検出部と、
前記鼓膜の厚さに関連する厚さ情報を取得する取得部と、
検出された前記赤外光および取得された前記厚さ情報に基づいて、生体成分の濃度を算出する演算部と
を備えた、生体成分濃度の測定装置。 - 前記検出部は、
前記生体成分によって吸収される赤外光の波長を含む波長帯域A1の赤外光を受けて、その強度に応じた信号A1を出力し、
11マイクロメートル以上の波長帯域から選択された波長帯域Bの赤外光を受けて、その強度に応じた信号Bを出力し、
4.5から5.8マイクロメートルの波長帯域から選択された波長帯域Cの赤外光を受けて、その強度に応じた信号Cを出力し、
前記演算部は、前記検出部から出力された信号A1、BおよびCに基づいて、前記生体成分の濃度を算出する、請求項1に記載の測定装置。 - 前記検出部は、前記生体成分による吸収が前記波長帯域A1の赤外光よりも少ない波長帯域A2の赤外光であって、前記生体成分とは異なる生体成分によって吸収される波長帯域A2の赤外光を受けて、その強度に応じた信号A2を出力し、
前記演算部は、前記検出部から出力された信号A1、A2、BおよびCの各々に基づいて、前記生体成分の濃度を算出する、請求項2に記載の測定装置。 - 前記波長帯域A1に関する前記検出部の信号値、前記波長帯域Bに関する前記検出部の信号値および前記波長帯域Cに関する前記検出部の信号値と、前記生体成分の濃度との相関を示す濃度相関データを記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記検出部から出力された信号A1、BおよびCに基づいて前記相関データを参照して、前記生体成分の濃度を算出する、請求項2に記載の測定装置。 - 前記記憶部は、
前記波長帯域Bに関する前記検出部の信号値と温度との相関を示す温度相関データ、および、温度および前記波長帯域Cに関する前記検出部の信号値と前記鼓膜の厚さとの相関を示す厚さ相関データをさらに記憶しており、
前記取得部は、前記検出部から出力された信号Bに基づいて前記温度相関データを参照して温度を特定し、さらに、特定された温度および前記検出部から出力された信号Cに基づいて前記厚さ相関データを参照して前記厚さ情報を取得する、請求項4に記載の測定装置。 - 前記演算部は、特定された前記温度、取得された前記厚さ情報および前記波長帯域A1に関する前記検出部の信号値に基づいて前記濃度相関データを参照し、前記生体成分の濃度を算出する、請求項5に記載の測定装置。
- 前記鼓膜と前記検出器との間の光路上に設けられた少なくとも3つの光学素子であって、前記波長帯域A1の波長の赤外光を透過させる光学素子、前記波長帯域Bの波長の赤外光を透過させる光学素子、および、前記波長帯域Cの波長の赤外光を透過させる光学素子をさらに備えた、請求項2に記載の測定装置。
- 光を放射する光源と、
前記光源から放射され、前記鼓膜で反射された前記光を集光するレンズと、
前記レンズを移動させるアクチュエータと、
空間フィルタと、
前記レンズにより集光された前記光のうち、前記空間フィルタを透過した光を検出して、その強度に応じた信号を出力する光検出器と
をさらに備え、前記取得部は、前記レンズを移動させながら前記光検出器から出力される信号を測定し、前記光検出器の出力信号が第1の極大値を示すときの前記レンズの第1の位置から、前記光検出器の出力信号が第2の極大値を示すときの前記レンズの第2の位置まで移動するときの前記レンズの移動量を、前記厚さ情報として算出する、請求項1に記載の測定装置。 - 光を放射する光源と、
前記光を前記鼓膜に集束させる光学系と、
前記鼓膜において反射した前記光を検出する光検出器と
をさらに備え、
前記取得部は、前記光源からの光が前記鼓膜の第1面に合焦したときの前記光学系の第1設定値と、前記光源からの光が前記鼓膜の第2面に合焦したときの前記光学系の第2設定値とに基づいて、前記厚さ情報を算出する、請求項1に記載の測定装置。 - 前記光源は、400〜420nmの範囲の波長の光を放射するレーザ光源である、請求項8に記載の測定装置。
- 前記検出部は、
前記生体成分によって吸収される赤外光の波長を含む波長帯域A1の赤外光を受けて、その強度に応じた信号A1を出力し、
11マイクロメートル以上の波長帯域Bを受けて、その強度に応じた信号Bを出力し、
前記演算部は、前記検出部から出力された信号A1およびBに基づいて、前記生体成分の濃度を算出する、請求項8に記載の測定装置。 - 前記波長帯域A1に関する前記検出部の信号値および前記波長帯域Bに関する前記検出部の信号値と、前記厚さ情報と、前記生体成分の濃度との相関を示す相関データを記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記検出部から出力された信号A1およびBと前記厚さ情報とに基づいて前記相関データを参照し、前記生体成分の濃度を算出する、請求項11に記載の測定装置。 - 前記鼓膜から放射される赤外光の強度を増加させるための赤外光源をさらに備え、
前記検出部は、受けた赤外光の強度に応じた信号を出力する、請求項1に記載の測定装置。 - 前記取得部は、ネットワークを介して前記厚さ情報を取得する、請求項1に記載の測定装置。
- 前記取得部は、着脱可能な記録媒体を介して前記厚さ情報を取得する、請求項1に記載の測定装置。
- 算出された前記生体成分の濃度の情報を出力する出力部をさらに備えた、請求項1に記載の測定装置。
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