JP6201314B2 - 血液成分測定方法、血液成分測定装置及び医療機器 - Google Patents
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Description
このとき、上述した血液成分測定装置を具備する医療機器を構成することとしてもよい。
図1は、本実施形態の血液成分測定装置10の構成例である。この血液成分測定装置10は、非侵襲式で被験者2の血液成分を測定する医療用の測定装置であり、医療機器である。本実施形態では、血液成分としてグルコース濃度(すなわち血糖値)を測定することとする。
本実施形態における血液成分の測定原理について説明する。測定にあたり、血液成分測定装置10は、センサーモジュール50を被験者2の皮膚に密着させるようにして固定バンド14で固定される。センサーモジュール50の皮膚面に密着させることで、測定光の皮膚面での反射や皮膚面付近での散乱といった測定精度を下げる要因を抑制することができる。そして、センサーモジュール50の直下の生体組織内における血管の一部を測定対象の血管部位として設定し、測定光がこの血管部位を透過した透過光を含む光を受光して吸光スペクトルを求め、血糖値を推定演算する。
具体的には、先ず、皮膚面から見た血管の位置(血管パターン)を取得する。血管位置の取得は、公知の静脈認証技術における静脈パターンの検出と同様に実現することができる。
血管位置を取得したのならば、次いで、測定対象とする血管(より具体的には血管部位)を選択する。測定対象とする血管部位6を、次の選択条件を満たすように選択する。選択条件とは、「血管の分岐部分や合流部分、画像の端部以外の部位であり、且つ、所定の長さ及び幅を有する」ことである。
続いて、選択した測定対象の血管部位6に対して、測定光の照射位置(測定用発光素子)と、測定対象の血管部位6の透過光を受光するのに適当な受光位置(測定用受光素子)と、リファレンス用の透過光を得るのに適当な受光位置(リファレンス用受光素子)とを選択する。リファレンス用の透過光は、測定対象の血管部位6を透過せず、当該血管部位6の近傍の非血管領域8のみを透過した光のことである。
測定対象の血管部位6に対する照射位置及び受光位置を決定すると、血液成分の測定を行う。すなわち、測定対象の血管部位6に設定した測定用照射位置(測定用発光素子53a)から測定光を照射させ、測定用受光位置(測定用受光素子59a)及びリファレンス用受光位置(リファレンス用受光素子59b)それぞれの受光結果に基づいて、吸光スペクトルを生成する。
続いて、吸光スペクトルに基づき、予め定められた血中成分濃度(グルコース濃度)と吸光度との関係を示す「検量線」を用いて、血中成分(グルコース濃度、すなわち血糖値)の推定算出を行う。なお、この吸光スペクトルから所定成分(本実施形態ではグルコース)濃度を算出する技術自体は公知であり、本実施形態ではその公知技術を適用可能である。
図9は、血液成分測定装置10の機能構成図である。血液成分測定装置10は、機能的には、操作入力部110と、表示部120と、音出力部130と、通信部140と、発光部210と、受光部220と、処理部300と、記憶部400とを備えて構成される。
図11は、血液成分測定処理の流れを説明するフローチャートである。但し、血液成分測定装置10は被験者2に取り付けられ、測定開始指示がなされたとする。
このように、本実施形態の血液成分測定装置10によれば、生体画像をもとに皮膚面から見た血管位置を取得し、測定に適当な血管部位6を挟むように、測定用照射位置(測定用発光素子53a)及び測定用受光位置(測定用受光素子59a)を選択して測定を行う。よって、血液の成分を測定可能な照射位置及び受光位置を自動的に判定するため、使用者が手動で位置調整をする必要がない。また、測定用照射位置との間に血管が存在しないリファレンス用受光位置(リファレンス用受光素子59b)を選択し、このリファレンス用受光素子59bでの受光結果を参照することで、血管の透過光についての吸収スペクトルを容易に求めることができる。
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の適用形態はこれに限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
例えば、上述の実施形態では、測定用照射位置、及び、測定用受光位置を非血管領域8に設定することとしたが、図12に示すように血管4上に設定することとしても良い。
また、上述の実施形態では、一の血管部位6に対して、それぞれ1つの測定用照射位置及び測定用受光位置を設定することとしたが、これを、複数の照射位置を設定することにしても良い。
また、上述の実施形態では、一の測定対象の血管部位6に対して、1つの発光素子53(測定用発光素子)と、2つの受光素子59(測定用受光素子59a、及び、リファレンス用受光素子59b)とを設定する構成とした。これを、図14に示すように、一の血管部位6に対して、2つの発光素子53a,53bと、1つの受光素子59aとを設定するように構成しても良い。
また、血液成分測定装置10は腕時計型の一体の装置に限らず、例えば図15に示すように、センサーモジュール50と固定バンド14とを腕時計型のデバイス11とし、操作スイッチ18やタッチパネル16、制御基板30などその他の構成要素を装置本体60に備え、両者を有線通信或いは無線通信接続する医療機器を構成しても良い。
また、上述の実施形態では、測定光は位置が固定された発光素子53から所定方向に照射される構成であって、照射位置は発光制御する発光素子53と対応する構成であったが、発光素子53を単数とし、照射方向を偏向する光学デバイスで照射位置へ向けて測定光を照射する構成としても良い。
Claims (6)
- 平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを備えて皮膚面に向けて配置されたデバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得することと、
前記取得された前記対象血管の位置に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と当該皮膚面における受光位置との間の所与の位置を前記対象血管が通り、且つ、前記照射位置と前記受光位置との間の距離が前記対象血管の想定深さ位置に応じた距離となる第1の相対位置条件を満たす第1の照射位置と第1の受光位置とを判定することと、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて、血液の成分を測定することと、
を含む血液成分測定方法。 - 平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを備えて皮膚面に向けて配置されたデバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得することと、
前記取得された前記対象血管の位置に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と当該皮膚面における受光位置との間の所与の位置を前記対象血管が通り、且つ、前記照射位置と前記受光位置との間の距離が前記対象血管の想定深さ位置に応じた距離となる第1の相対位置条件を満たす第1の照射位置と第1の受光位置とを判定することと、
前記皮膚面において前記第1の受光位置との間に前記対象血管が位置しない第3の相対位置条件を満たす第2の照射位置を判定することと、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子からの照射とは異なるタイミングで前記第2の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射した際の少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果と、前記第2の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射した際の少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果とに基づいて、血液の成分を測定することと、
を含む血液成分測定方法。 - 平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
前記取得された前記対象血管の位置に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と当該皮膚面における受光位置との間の所与の位置を前記対象血管が通り、且つ、前記照射位置と前記受光位置とが前記皮膚面において前記対象血管上に位置し、且つ、前記照射位置と前記受光位置との間の距離が前記対象血管の想定深さ位置に応じた距離となる第1の相対位置条件を満たす第1の照射位置と第1の受光位置とを判定する位置判定部と、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御を行う照射制御部と、
少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて、血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。 - 平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
前記取得された前記対象血管の位置に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と当該皮膚面における受光位置との間の所与の位置を前記対象血管が通り、且つ、前記照射位置と前記受光位置との間の距離が前記対象血管の想定深さ位置に応じた距離となる第1の相対位置条件を満たす第1の照射位置と第1の受光位置とを判定する位置判定部と、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御を行う照射制御部と、
少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて、血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。 - 平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
前記取得された前記対象血管の位置に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と当該皮膚面における受光位置との間の所与の位置を前記対象血管が通り、且つ、前記照射位置と前記受光位置との間の距離が前記対象血管の想定深さ位置に応じた距離となる第1の相対位置条件を満たす第1の照射位置と第1の受光位置とを判定する位置判定部と、
前記皮膚面において前記第1の受光位置との間に前記対象血管が位置しない第3の相対位置条件を満たす第2の照射位置を判定する第2の位置判定部と、
前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御と、前記第1の照射位置に対応する前記発光素子からの光の照射とは異なるタイミングで前記第2の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御とを行う照射制御部と、
少なくとも前記第1の受光位置に対応する前記受光素子の受光結果であって前記第1の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射した際の受光結果と、前記第2の照射位置に対応する前記発光素子から光を照射した際の受光結果とに基づいて、血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。 - 請求項3〜5の何れか一項に記載の血液成分測定装置を具備する医療機器。
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