JP4400968B2 - Biological model for non-invasive biopsy - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無侵襲的に生体成分情報を計測する無侵襲生体検査用装置に使用する生体モデルに関する。
【0002】
【従来の技術】
簡単な装置構成で指などの生体の一部に合まれる血管の透過像を得、これを画像解析することによって血管サイズやヘモグロビン濃度およびヘマトクリットのような血液成分の濃度を経皮的、非侵襲的に計測しようとする装置が考案されている(例えば、国際特許出願公開番号WO97/24066)。このような非侵襲生体検査用装置では、装置の較正や精度管理を行うのに、測定プローブ単体での透過像の調整や電流の調整、光学系の調整、つまり倍率調整、焦点調整、分解能の確認を行っていた。また、正常なヒトの生体部分(指など)を使用して実際に測定することで較正が行われており、同一人物の指先を複数回、測定プローブに装着して、同じ測定値を示すかどうか調べていた。そして測定前に装置が正しく作動しているかを確認するためには毎回、特定のヒトの生体部分など測定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ヒトの生体部分を実際に測定して較正を行う方法では、ヒトに生体成分の生理学的変動のため、測定された値の再現性に乏しく、そのため測定値が信頼できるかどうかの判定が難しかった。また、異常測定値が正しく測定されるどうかを調べるためには、疾病者やいつも異常値が観察されるヒトの生体部分(指など)を使用しなければならず、毎回、装置の使用ごとにそのようなことを行うのは不便な点や困難な面があった。また、装置の光学系の調整も測定プローブ単体で行う必要があり、手間と時間がかかっていた。
【0004】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、無侵襲生体検査用装置において信頼性の高い較正や精度管理を行うため、生体(例えば指)に似た光学特性を有し、光学系の較正も行えるようにした無侵襲生体検査用生体モデルを提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、生体を撮像し、撮像して得られた画像情報を解析して生体成分情報を計測する無侵襲生体検査用装置の較正に用いられる無侵襲生体検査用生体モデルであって、生体組織と同様の光学特性を有し、無侵襲生体検査用装置によって撮像される表面としての撮像対象面を備える第1部材と、血管と同様の光学特性を有し、第1部材の撮像対象面に設けられた第2部材と、を備えることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
この発明の第1部材は生体組織と同じような光の散乱や吸収が大きいものが好ましく、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネイト樹脂、テフロン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂等が使用できる。また、これらの樹脂に顔料などを練り込むなどして、生体組織の光散乱や吸収に近づけることが好ましい。
【0007】
第2部材は血管と同じような特定波長領域(近赤外)を吸収する液体が封入された細管や特定波長領域(近赤外)を吸収する樹脂などから構成される。細管はガラス性やプラスティック製のキャピラリー管などが使用できる。液体は血液の代用品でインクや色素など特定波長領域(近赤外)を吸収するものが使用できる。また樹脂は特定波長領域(近赤外)を吸収する顔料を練り込んだものが好ましい。
【0008】
このように第1部材と第2部材の光学特性が異なり、第1部材を生体組織に、第2部材を血管に模した部材を使用することにより、無侵襲生体検査用装置において指などを撮像したときの撮影像(皮膚表面に局在する血管像を含む)と同等の画像が得られ、画像から濃度プロファイル、プロファイルの規格化、定量化することにより血液成分濃度などを算出することが可能になる。
また、前記血液の代用品としてのインク、色素の濃度を変化させることにより、血液成分濃度の異なる生体モデルを作ることができる。
【0009】
第1部材の形状は棒状であって、断面が四角、円、半円などが使用できる。第2部材は第1部材の軸方向に沿って設けられ、第2部材は第1部材の表面や内部に設けられても良い。表面に第2部材を設ける場合、接着剤を使用した接着や溶着により付けることができる。内部に第2部材を設ける場合、軸方向に沿って細管が通る孔を開けるか、溝を掘り、細管、樹脂を封入することができる。
ここで、第1部材を棒状の形状にすることにより、指などの生体と同じように無侵襲生体検査用装置のプローブに抜き差しがし易くなる。
【0010】
また、第1部材は前記軸方向に平行な面を有し、第2部材は第1部材の平面側の中心付近の表面部分や内部に設けられても良い。
ここで、第1部材に平行な面を有することにより、無侵襲生体検査用装置のプローブにしっかり固定ができ、安定した再現性の良い結果が得られる。また、平面側に第2部材が設けられることにより、無侵襲生体検査用装置で安定した画像が得ることが可能になる。
【0011】
テストチャートは第1部材の表面に備えられるが、蒸着により形成しても良いし、接着剤等により貼付しても良い。
ここで、テストチャートとは光学系の確認に用いられ、所定の模様が描かれたものである。
【0012】
【実施例】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図1は本発明に用いられる無侵襲生体計測装置の測定状態における外観図であり、マウス様の検出部1をノート型パソコン様の解析部3の載置部4に載置した状態を示している。図2は図1の装置全体のブロック図である。検査対象としては生体であるヒトの指とし、生体情報として血管幅、血液成分濃度および酸素化率を計測できる。
0013】
検出部1側のコネクタ7と解析部3側のコネクタ8とは電気的にまた機構的に連結され、検出部1で検出された生体(指16)の光学情報(ここでは画像情報)が解析部3に送られる。測定や取り扱いの自由度を得るために検出部1を解析部3の載置部4から取り外し、コネクタ付き接続コードで検出部1と解析部3とを接続して使用することも可能である。
【0014】
検出部1は基台6と基台6に対して軸27を中心にして回動できるカバー部5とからなる。本実施例では検出対象をヒトの指としているためカバー部5は指形状に合わせて指の長手方向に沿って細長く形成されている。カバー部5の内側には光源部11が備えられ、指16を間に挟んで光源部11に対向する基台6の内側には受光部としての撮像部12が備えられている。
【0015】
計測に際しては、カバー部5を上方に開けて基台6の載置部15に被検者の指16を載置し保持し、カバー部5を閉じて載置部15を暗室状態にし、指16の背側から光を照射し指の腹側から第2関節部分の透過光像を撮像する。測定時、指16は載置部15において圧迫されることなくかつ安定的に保持されている。
【0016】
解析部3はデータ処理部2、出力部(液晶モニター)24及び操作部(複数のキー)35からなる。解析部3には外部記憶媒体であるメモリーカードの挿入口36が設けられ測定情報等を外部記憶することができる。
【0017】
操作部35より測定キーが押されると、光源部11が点灯し、受光部12によって血管の透過像が得られる。受光部12で得られた透過像はコネクタ7,8を介して特徴抽出部31で解析され、生体(指16)の特徴点が算出され、これと記憶部32によって記憶された特徴点が比較部33によって、比較され、解析領域設定部34によって解析領域が設定される。
【0018】
次に、プロファイル抽出部21によって、解析領域内で血管に垂直な方向の濃度プロファイル(図4)が作成され、その部分の濃度プロファイルが定量化部22によって、ピーク高や半値幅などに定量化される(図5)。
【0019】
この定量化された値を使用して、演算部23によって血管幅、血液成分濃度(ヘモグロビン、ヘマトクリット)、酸素化率を計算する。
【0020】
これらの計測結果は記憶部25に記憶され、記憶されたデータは出力部24によって時系列データとしてグラフや表として表示できる。
【0021】
次に、本発明品の第1の実施例の斜視図を図6に示す。大きさはl:27mm、m:35mm、n:9mm、r:16mm、O:5.5mm、P:5.5mmであり、凸部を形成している。図7(a)は図6の下方向から平面図を示し、fはカメラ用テストチャートを示している。図7(b)は側面図であり、表面が暗色になっており、無侵襲生体装置に設置したときに光が入り込まないようにしてある。図7(c)はA−A’断面の断面図を表したものである。図7(c)のdは、血管を模した幅1.0mm、深さ0.5mmの黒色の塩化ビニル製樹脂が埋め込まれている。eの材質は生体組織を模したポリアセタール樹脂からなる。本実施例では、血管を模したdを有するので、無侵襲生体計測装置で計測した場合、人の指を測定したときと同様に血液成分濃度であるヘモグロビン濃度を求めることができる。生体モデルの大きさは子供用、大人用など用途に応じて大きさを変更することができる。
【0022】
次に、本発明品の参考例の斜視図を図8に示す。大きさは図6と同様であり、凸部を形成している。図9(a)は図3の下方向からの平面図を示し、fはカメラ用テストチャートを示している。図9(b)は側面図であり、表面が暗色になっており、無侵襲生体装置に設置したときに光が入り込まないようにしてある。図9(c)は、A−A'断面の断面図を表したものである。図9(c)のeの材質はポリアセタール樹脂からなる。また、表面部には、カメラ用テストチャートfが蒸着によって備えられている。本参考例では、カメラ用テストチャートfを備えるので、焦点、倍率の調整ができる。
【0023】
次に、本発明品の第3の実施例の斜視図を図10に示す。大きさは図3と同様であり、凸部を形成している。図11(a)は図3の下方向から平面図を示し、fはカメラ用テストチャートを示している。図11(b)は側面図であり、表面が暗色になっており、無侵襲生体装置に設置したときに光が入り込まないようにしてある。図11(c)はA−A’断面の断面図を表したものである。図11(c)のdは、血管を模して幅1.0mm、深さ0.5mmの黒色の塩化ビニル製樹脂が埋め込まれている。eの材質はポリアセタール樹脂からなる。また、表面部には、カメラ用テストチャートfが蒸着によって備えられている。本実施例では、血管を模したd及びカメラ用テストチャートfを備えるので、血液成分濃度の確認、焦点、倍率の調整ができる。
【0024】
次ぎに、模擬血管dとカメラ用テストチャートfの両方を備える実施例3の生体モデルを用いて、焦点、倍率の調整方法、血液成分濃度の確認方法について説明する。
【0025】
図12は無侵襲生体装置に実施例3の生体モデル17を長手方向に設置したときの図を示し、図1および図2に対応する部分は図中に同一の番号を付し、同一番号については説明は省略する。無侵襲生体装置は、カバー部5は被写物に照射光を照射するフォトダイオード11a、11b、被写物の透過光を受光する受光部12は焦点調整部13に備え、受光部内に存在するレンズとCCDとの距離を調整する倍率調整ネジ13aと13bを備えている。また、無侵襲生体装置はBとB’の部分からネジ18を緩めることにより、上下に簡単に分割できる。焦点調整、倍率調整時には上下分割して焦点調整部、倍率調整部を調整できる。
【0026】
指と同様に生体モデル17を載置部15に載置して保持し、カバー部5を閉じて載置部15を暗室状態にし、生体モデルの背側から光を照射し生体モデルの腹側から透過像を得る。そのとき模擬血管dとカメラ用テストチャートfの透過画像が図3のように得られる。ここで、生体モデルは、挿入口側の面が暗色であり、光が受光部12に入り込まず、測定に影響を与えない。
【0027】
まず、カメラ用テストチャートの部分を解析することにより焦点が合っているかを確認する。図13(a)にカメラ用テストチャートのパターン図の拡大図を示した。そのパターン図の焦点がずれているとき濃度プロファイルは図13(b)に示されるようなすその拡がったブロードな輝度ファイルとなり、焦点が合っていれば図13(c)に示すようなエッジの立った急峻な濃度プロファイルが得られる。図5に示されるように、濃度プロファイルは正規化すると、ピーク高h1が得られ、これは濃度プロファイルの急峻さを表すパラメータとして使用できる。つまり、ピーク高h1が最も高いときが、エッジが立ち急峻な濃度プロファイルで、焦点が最も合っていることを示す。以て、焦点の調整は、ピーク高h1が最も高くなるようように、焦点調整部13を調整することによって行う。
【0028】
同様に、カメラ用テストチャートの部分を解析することにより倍率が合っているかを確認する。図13(c)に示すように、焦点が合ったなエッジの立った急峻な濃度プロファイルを用い、矢印で示した幅が実際の長さと同じであるかを確認することにより、目的の倍率に合っているかどうか確認できる。実際には、正規化された濃度プロファイルの半値幅w1を利用して、半値幅w1の数値が実際のカメラ用テストチャートの幅と同じであるかどうかを確認することにより目標倍率に合わせることが可能である。以て、半値幅w1の数値が実際のカメラ用テストチャートの幅と同じになるように、倍率調整ネジ13aと13bを調整し、受光部12内に存在するレンズとCCDとの距離を調整することにより、倍率を調整する。
【0029】
次に、疑似血管dの部分の透過像は、ヒトの指を解析と同様な解析手順を踏み、血液成分濃度としてヘモグロビン濃度が算出される。このヘモグロビン濃度は、生体モデルによって固有の値であり、この値が正常な範囲にあるかどうかで装置の動作確認ができる。
【0030】
ここで、実施例3の生体モデルによるヘモグロビン濃度の再現性について調べた。無侵襲生体検査用装置は他の血液分析装置との相関が取れ、較正された装置を使用した。測定方法は、1回1回生体モデルを抜き差しする方法をとり、実際に生体を使った場合と同じ条件で装置を使用した。10回測定した結果を表1に示す。表1に示されたようにヘモグロビンの同時再現性(変動係数)は3.76%と非常に良く、生体モデルが精度管理用、較正に使用できることを示している。較正に使用する場合、人体を用いて正確に較正され基準器で生体モデルを測定し、そのときの表示値を較正値として、その較正値をもとに他の装置の較正ができる。精度管理に使用する場合、生体モデルを装置にセットし、測定前に装置が正常に動作しているかどうかの確認に使用できる。
【0031】
【表1】

Figure 0004400968
【0032】
【発明の効果】
この発明の生体モデルによれば、無侵襲生体検査用装置において、光学系の焦点調整、倍率調整に使用できる。また、表示データの較正や精度管理用に使用でき、測定前に装置が正常に動作しているかどうかが確認ができる。このように、今まで時間のかかっていた光学系の調整や装置の動作確認が簡単に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明で使用される無侵襲生体検査用装置の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例の外形を示す斜視図である。
【図3】この発明の無侵襲生体検査装置より得られた画像である。
【図4】この発明で使用される無侵襲生体検査用装置の画像例の濃度プロファイルを示す説明図である。
【図5】この発明で使用される無侵襲生体検査用装置の正規化された濃度プロファイルを示す説明図である。
【図6】この発明の第1実施例の斜視図である。
【図7】この発明の第1実施例の平面・側面・断面図である。
【図8】参考例の斜視図である。
【図9】参考例の平面・側面・断面図である。
【図10】この発明の第3実施例の斜視図である。
【図11】この発明の第3実施例の平面・側面・断面図である。
【図12】第3実施例の生体モデルを無侵襲生体検査用装置に載置した図である。
【図13】カメラ用テストチャートの画像例と輝度ファイルの説明図である。
【符号の説明】
1 検出部
2 データ処理部
3 解析部
11 光源部
12 受光部
21 抽出部
22 定量化部
23 演算部
24 出力部
25 記憶部
31 特徴抽出部
32 記憶部
33 比較部
34 解析領域設定部
35 操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a living body model used for a noninvasive living body inspection apparatus that measures living body component information noninvasively.
[0002]
[Prior art]
With a simple device configuration, a transmission image of a blood vessel that fits a part of a living body such as a finger is obtained, and by analyzing this image, the blood vessel size, hemoglobin concentration, and blood component concentration such as hematocrit are percutaneous and non-transparent. Devices that attempt to measure invasively have been devised (eg, International Patent Application Publication No. WO 97/24066). In such a noninvasive biopsy device, in order to perform calibration and accuracy control of the device, adjustment of the transmission image and current of the measurement probe alone, adjustment of the optical system, that is, magnification adjustment, focus adjustment, resolution adjustment, etc. I was checking. In addition, whether calibration is performed by actually measuring using a normal human body part (such as a finger), and the same person's fingertip is attached to the measurement probe several times to show the same measurement value. I was investigating. In order to confirm whether the apparatus is operating correctly before measurement, a specific human biological part is measured each time.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of actually measuring and calibrating the human body part, the reproducibility of the measured value is poor due to physiological fluctuations of the biological components in humans, and therefore it was difficult to determine whether the measured value is reliable. . In addition, in order to check whether abnormal measurement values are measured correctly, it is necessary to use a living body part (such as a finger) of a sick person or a person who always observes abnormal values, and every time the device is used. It was inconvenient and difficult to do such a thing. Moreover, it is necessary to adjust the optical system of the apparatus with a single measuring probe, which takes time and effort.
[0004]
This invention was made in consideration of such circumstances, and has optical characteristics similar to a living body (for example, a finger) in order to perform highly reliable calibration and accuracy control in a non-invasive living body inspection apparatus, A living body model for noninvasive living body inspection which can perform calibration of an optical system is provided.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a non-invasive biopsy biomodel used for calibration of a non-invasive biopsy device that measures biocomponent information by imaging a living body and analyzing image information obtained by taking the image. A first member having an imaging target surface as a surface to be imaged by a non-invasive biopsy device having the same optical characteristics as a tissue, and an imaging target surface of the first member having optical characteristics similar to a blood vessel The 2nd member provided in is provided, It is characterized by the above-mentioned.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first member of the present invention preferably has the same light scattering and absorption as that of living tissue, and is a polyacetal resin, polycarbonate resin, Teflon resin, nylon resin, polyester resin, fluororesin, silicon resin, phenol resin, amino resin. An epoxy resin or the like can be used. In addition, it is preferable to approximate light scattering and absorption of biological tissues by kneading pigments or the like into these resins.
[0007]
The second member is composed of a thin tube filled with a liquid that absorbs a specific wavelength region (near infrared) similar to a blood vessel, a resin that absorbs the specific wavelength region (near infrared), and the like. The capillary can be made of glass or plastic capillary tube. A liquid that substitutes for blood and that absorbs a specific wavelength region (near infrared) such as ink or pigment can be used. The resin is preferably a resin kneaded with a pigment that absorbs a specific wavelength region (near infrared).
[0008]
In this way, the optical characteristics of the first member and the second member are different, and a finger or the like is imaged in a non-invasive biopsy apparatus by using a member that imitates the first member as a living tissue and the second member as a blood vessel. An image equivalent to a captured image (including a blood vessel image localized on the skin surface) can be obtained, and the concentration profile, profile normalization, and quantification can be used to calculate the blood component concentration, etc. become.
In addition, by changing the concentrations of ink and pigment as blood substitutes, biological models with different blood component concentrations can be created.
[0009]
The shape of the first member is a rod, and a square, circle, semicircle or the like can be used for the cross section. The second member may be provided along the axial direction of the first member, and the second member may be provided on the surface or inside of the first member. When the second member is provided on the surface, the second member can be attached by adhesion or welding using an adhesive. When providing a 2nd member inside, the hole which a thin tube passes along an axial direction can be made, or a groove | channel can be dug, and a thin tube and resin can be enclosed.
Here, by making the first member into a rod-like shape, it is easy to insert and remove the probe of the non-invasive biopsy device as with a living body such as a finger.
[0010]
Further, the first member may have a surface parallel to the axial direction, and the second member may be provided in a surface portion near the center on the plane side of the first member or in the inside thereof.
Here, by having a plane parallel to the first member, it can be firmly fixed to the probe of the non-invasive biopsy apparatus, and a stable and reproducible result can be obtained. In addition, by providing the second member on the plane side, it is possible to obtain a stable image with the noninvasive biopsy device.
[0011]
The test chart is provided on the surface of the first member, but may be formed by vapor deposition, or may be attached by an adhesive or the like.
Here, the test chart is used for confirming the optical system and has a predetermined pattern drawn thereon.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. This does not limit the invention.
FIG. 1 is an external view in a measurement state of a non-invasive living body measuring apparatus used in the present invention, and shows a state in which a mouse-like detection unit 1 is placed on a placement unit 4 of a notebook personal computer-like analysis unit 3. Yes. FIG. 2 is a block diagram of the entire apparatus of FIG. A test subject is a human finger that is a living body, and blood vessel width, blood component concentration, and oxygenation rate can be measured as biological information.
0013
The connector 7 on the detection unit 1 side and the connector 8 on the analysis unit 3 side are electrically and mechanically connected, and optical information (here, image information) of the living body (finger 16) detected by the detection unit 1 is analyzed. Sent to part 3. In order to obtain the degree of freedom of measurement and handling, it is also possible to remove the detection unit 1 from the mounting unit 4 of the analysis unit 3 and connect the detection unit 1 and the analysis unit 3 with a connection cord with a connector.
[0014]
The detection unit 1 includes a base 6 and a cover 5 that can rotate around a shaft 27 with respect to the base 6. In this embodiment, since the detection target is a human finger, the cover portion 5 is elongated along the longitudinal direction of the finger in accordance with the finger shape. A light source unit 11 is provided inside the cover unit 5, and an imaging unit 12 as a light receiving unit is provided inside the base 6 facing the light source unit 11 with a finger 16 interposed therebetween.
[0015]
For measurement, the cover 5 is opened upward, the subject's finger 16 is placed and held on the placement portion 15 of the base 6, the cover 5 is closed, the placement portion 15 is placed in the dark room, and the finger is placed. Light is irradiated from the dorsal side 16 and a transmitted light image of the second joint portion is taken from the ventral side of the finger. At the time of measurement, the finger 16 is stably held without being pressed on the placement unit 15.
[0016]
The analysis unit 3 includes a data processing unit 2, an output unit (liquid crystal monitor) 24, and an operation unit (a plurality of keys) 35. The analysis unit 3 is provided with a memory card insertion slot 36, which is an external storage medium, and can store measurement information and the like externally.
[0017]
When the measurement key is pressed from the operation unit 35, the light source unit 11 is turned on, and a blood vessel transmission image is obtained by the light receiving unit 12. The transmission image obtained by the light receiving unit 12 is analyzed by the feature extraction unit 31 via the connectors 7 and 8, the feature point of the living body (finger 16) is calculated, and the feature point stored by the storage unit 32 is compared. The comparison is made by the unit 33, and the analysis region is set by the analysis region setting unit 34.
[0018]
Next, the profile extraction unit 21 creates a concentration profile (FIG. 4) in the direction perpendicular to the blood vessel within the analysis region, and the concentration profile of that portion is quantified by the quantification unit 22 to the peak height, half-value width, and the like. (FIG. 5).
[0019]
Using this quantified value, the calculation unit 23 calculates the blood vessel width, blood component concentration (hemoglobin, hematocrit), and oxygenation rate.
[0020]
These measurement results are stored in the storage unit 25, and the stored data can be displayed as time-series data as a graph or a table by the output unit 24.
[0021]
Next, a perspective view of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. The dimensions are l: 27 mm, m: 35 mm, n: 9 mm, r: 16 mm, O: 5.5 mm, P: 5.5 mm, and form a convex part. FIG. 7A shows a plan view from below in FIG. 6, and f shows a camera test chart. FIG. 7B is a side view, and the surface is dark, so that light does not enter when it is installed in a non-invasive living body device. FIG. 7C shows a cross-sectional view taken along the line AA ′. In FIG. 7 (c), a black vinyl chloride resin having a width of 1.0 mm and a depth of 0.5 mm simulating a blood vessel is embedded. The material of e is made of polyacetal resin imitating a living tissue. In the present embodiment, since it has d imitating a blood vessel, when measured with a non-invasive living body measurement apparatus, the hemoglobin concentration, which is the blood component concentration, can be obtained in the same manner as when measuring a human finger. The size of the biological model can be changed according to the use such as for children and adults.
[0022]
Next, a perspective view of a reference example of the product of the present invention is shown in FIG. The size is the same as in FIG. 6 and forms a convex portion. FIG. 9A shows a plan view from below in FIG. 3, and f shows a test chart for the camera. FIG. 9B is a side view, the surface of which is dark, so that light does not enter when installed on a non-invasive living body device. FIG. 9C illustrates a cross-sectional view of the AA ′ cross section. The material e of FIG. 9C is made of polyacetal resin. Further, a camera test chart f is provided on the surface portion by vapor deposition. In this reference example, since the camera test chart f is provided, the focus and magnification can be adjusted.
[0023]
Next, a perspective view of a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The size is the same as that in FIG. 3, and a convex portion is formed. FIG. 11A shows a plan view from below in FIG. 3, and f shows a camera test chart. FIG. 11 (b) is a side view, the surface of which is dark, and prevents light from entering when it is installed in a non-invasive living body device. FIG. 11C shows a cross-sectional view taken along the line AA ′. In FIG. 11 (c), d is imbedded with black vinyl chloride resin having a width of 1.0 mm and a depth of 0.5 mm, imitating a blood vessel. The material of e is made of polyacetal resin. Further, a camera test chart f is provided on the surface portion by vapor deposition. In the present embodiment, d including a blood vessel and a camera test chart f are provided, so that the blood component concentration can be confirmed, and the focus and magnification can be adjusted.
[0024]
Next, a focus, magnification adjustment method, and blood component concentration confirmation method will be described using the biological model of Example 3 including both the simulated blood vessel d and the camera test chart f.
[0025]
FIG. 12 shows a view when the living body model 17 of Example 3 is installed in the longitudinal direction on a non-invasive living body device. Parts corresponding to those in FIG. 1 and FIG. Will not be described. In the non-invasive living body device, the cover unit 5 is provided with photodiodes 11a and 11b that irradiate the object with irradiation light, and the light receiving unit 12 that receives the transmitted light of the object is provided with the focus adjustment unit 13, and is present in the light receiving unit. Magnification adjusting screws 13a and 13b for adjusting the distance between the lens and the CCD are provided. Further, the non-invasive living body device can be easily divided up and down by loosening the screw 18 from the portions B and B ′. At the time of focus adjustment and magnification adjustment, the focus adjustment unit and the magnification adjustment unit can be adjusted by dividing vertically.
[0026]
Like the finger, the biological model 17 is placed and held on the placement unit 15, the cover unit 5 is closed to place the placement unit 15 in a dark room, and light is irradiated from the back side of the biological model to the ventral side of the biological model. To obtain a transmission image. At that time, transmission images of the simulated blood vessel d and the camera test chart f are obtained as shown in FIG. Here, in the biological model, the surface on the insertion port side is dark, light does not enter the light receiving unit 12, and does not affect the measurement.
[0027]
First, the camera test chart is analyzed to confirm whether it is in focus. FIG. 13A shows an enlarged view of the pattern diagram of the camera test chart. When the focus of the pattern diagram is deviated, the density profile becomes a broad brightness file as shown in FIG. 13B, and when the pattern is in focus, an edge standing as shown in FIG. 13C is obtained. A steep concentration profile can be obtained. As shown in FIG. 5, when the concentration profile is normalized, a peak height h1 is obtained, which can be used as a parameter representing the sharpness of the concentration profile. That is, when the peak height h1 is the highest, the density profile with sharp edges is the best focus. Therefore, the focus is adjusted by adjusting the focus adjusting unit 13 so that the peak height h1 is the highest.
[0028]
Similarly, it is confirmed whether the magnification is appropriate by analyzing the part of the camera test chart. As shown in FIG. 13C, by using a sharp density profile with a focused edge and confirming whether the width indicated by the arrow is the same as the actual length, the target magnification can be obtained. You can check whether they are correct. In practice, the half-value width w1 of the normalized density profile is used to match the target magnification by checking whether the value of the half-value width w1 is the same as the actual camera test chart width. Is possible. Accordingly, the magnification adjusting screws 13a and 13b are adjusted so that the value of the half-value width w1 is the same as the actual width of the camera test chart, and the distance between the lens existing in the light receiving unit 12 and the CCD is adjusted. Adjust the magnification.
[0029]
Next, the transmission image of the pseudo blood vessel d is subjected to an analysis procedure similar to the analysis of a human finger, and the hemoglobin concentration is calculated as the blood component concentration. The hemoglobin concentration is a unique value depending on the biological model, and the operation of the apparatus can be confirmed by checking whether this value is in a normal range.
[0030]
Here, the reproducibility of the hemoglobin concentration by the living body model of Example 3 was examined. The non-invasive biopsy device was correlated with other blood analyzers and used a calibrated device. The measuring method used was a method of inserting and removing the living body model once, and the apparatus was used under the same conditions as when the living body was actually used. The results of 10 measurements are shown in Table 1. As shown in Table 1, the reproducibility (coefficient of variation) of hemoglobin is very good at 3.76%, indicating that the biological model can be used for quality control and calibration. When used for calibration, a human body is accurately calibrated and a biological model is measured with a reference device. The display value at that time is used as a calibration value, and other devices can be calibrated based on the calibration value. When used for accuracy control, a biological model can be set on the device and used to check whether the device is operating normally before measurement.
[0031]
[Table 1]
Figure 0004400968
[0032]
【The invention's effect】
According to the living body model of the present invention, it can be used for focus adjustment and magnification adjustment of an optical system in a non-invasive living body inspection apparatus. It can also be used for calibration of display data and quality control, and it can be confirmed whether the device is operating normally before measurement. In this way, it has become possible to easily adjust the optical system and confirm the operation of the apparatus, which has taken time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a noninvasive biopsy device used in the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an outer shape of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an image obtained from the non-invasive biopsy device of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a density profile of an image example of a non-invasive biopsy device used in the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing a normalized concentration profile of the noninvasive biopsy device used in the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan, side, and sectional view of the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a reference example.
FIG. 9 is a plan / side / cross-sectional view of a reference example;
FIG. 10 is a perspective view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan, side, and sectional view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram in which a living body model of a third embodiment is placed on a non-invasive living body inspection apparatus.
FIG. 13 is an explanatory diagram of an example image of a camera test chart and a luminance file.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection part 2 Data processing part 3 Analysis part 11 Light source part 12 Light receiving part 21 Extraction part 22 Quantification part 23 Calculation part 24 Output part 25 Storage part 31 Feature extraction part 32 Storage part 33 Comparison part 34 Analysis area setting part 35 Operation part

Claims (3)

生体を撮像し、撮像して得られた画像情報を解析して生体成分情報を計測する無侵襲生体検査用装置の較正に用いられる無侵襲生体検査用生体モデルであって、
生体組織と同様の光学特性を有し、無侵襲生体検査用装置によって撮像される表面としての撮像対象面を備える第1部材と、
血管と同様の光学特性を有し、第1部材の撮像対象面に設けられた第2部材と、を備えることを特徴とする無侵襲生体検査用生体モデル。
A biological model for non-invasive biopsy used for calibration of a non-invasive biopsy device that measures biological component information by imaging a living body and analyzing image information obtained by imaging,
A first member having an optical characteristic similar to that of a biological tissue and having an imaging target surface as a surface imaged by a noninvasive biopsy device;
A living body model for non-invasive living body inspection, comprising: a second member having optical characteristics similar to those of blood vessels and provided on an imaging target surface of the first member.
第1部材の撮像対象面には、さらに所定の模様を含むテストチャートが設けられていることを特徴とする請求項1記載の無侵襲生体検査用生体モデル。  The living body model for noninvasive biopsy according to claim 1, wherein a test chart including a predetermined pattern is further provided on the imaging target surface of the first member. 請求項1または2に記載の無侵襲生体検査用生体モデルの撮像対象面を前記無侵襲生体検査用装置によって撮像し、撮像して得られた画像情報を解析し、解析された結果に基づいて無侵襲生体検査用装置の較正を行う無侵襲生体検査用装置の較正方法。  The imaging target surface of the biological model for noninvasive biopsy according to claim 1 or 2 is imaged by the noninvasive biopsy device, image information obtained by imaging is analyzed, and based on the analyzed result A non-invasive biopsy device calibration method for calibrating a non-invasive biopsy device.
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