JP6291875B2 - 血糖値計測装置及び血糖値計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の血糖値を計測する血糖値計測装置等に関する。

光を用いることで非侵襲に血液中のグルコース濃度すなわち血糖値を計測する血糖値計測装置が知られている。血糖値は、食事や運動等によって一日のうちでも大きく変動するため、こまめに計測する必要がある。そこで、糖尿病患者等が自分で血糖値を計測・管理するため、継続的な使用を前提とした携帯型の血糖値計測装置が望まれている。但し、携帯型であるが故に、バッテリー動作が前提となる。使用可能時間や、充電や電池交換の頻度などの観点からは大容量のバッテリーが望ましいが、携帯性の観点からは小型・軽量である小容量のバッテリーが望ましい。何れの観点においても、重要な技術が、消費電力の低減である。

消費電力の低減を図る技術として、例えば、計測を間欠的に行う技術が特許文献１に開示されている。

特開平１０−３１４１５０公報

ところで、継続的な血糖値の計測は、血糖値が低い低血糖状態の速やかな検出を目的としてなされる。低血糖状態は、命に関わる危険な状態であるため、速やかな検出が要求される。特許文献１のような計測を間欠的に行う技術を採用する場合、設定する計測間隔が長すぎると、低血糖状態の検出が遅れる危険性（リスク）がある。低血糖状態の速やかな検出のためには計測間隔が短いほうが良く、その場合には消費電力の低減効果はあまり望めない。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、消費電力の低減を図ることを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、使用者の血糖値を予測する予測部と、前記使用者の生体内に向けて計測光を照射するための発光部と、前記予測された血糖値に基づいて１回の計測当たりの前記計測光の光量を制御する光量制御部と、前記使用者からの反射光を受光して血糖値を計測する計測部と、を備えた血糖値計測装置である。

また、別形態として、使用者の血糖値を予測することと、前記使用者の生体内に向けて計測光を照射することと、前記予測された血糖値に基づいて１回の計測当たりの前記計測光の光量を制御することと、前記使用者からの反射光を受光して血糖値を計測することと、を含む血糖値計測方法を構成することとしてもよい。

１回の計測当たりの計測光の光量を減らせば、消費電力を抑えることができる。第１の発明及び別形態によれば、使用者の血糖値を予測し、予測された血糖値に基づいて１回の計測当たりの計測光の光量を制御することができるので、消費電力の低減を図ることができる。

第２の発明は、前記予測部は、前記計測部によって過去に計測された血糖値に基づいて前記使用者の血糖値を予測する、第１の発明の血糖値計測装置である。

第２の発明によれば、過去に計測された血糖値に基づいて使用者の血糖値を予測することができる。

第３の発明は、前記予測部は、前記過去に計測された血糖値の推移に基づいて前記使用者の血糖値を予測する、第２の発明の血糖値計測装置である。

第４の発明は、前記予測部は、直前に計測された血糖値を前記使用者の血糖値として予測する、第２の発明の血糖値計測装置である。

第３の発明によれば、過去に計測された血糖値の推移に基づいて使用者の血糖値を予測することができる。また、第４の発明によれば、直前に計測された血糖値を使用者の血糖値として予測することができる。

第５の発明は、前記予測部は、少なくとも前記使用者の食事の有無及びインスリン投与の有無の何れか一方に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、第１〜第４の何れかの発明の血糖値計測装置である。

食事時の血糖値は上昇傾向を示し、インスリン投与時の血糖値は下降傾向を示す。第５の発明によれば、少なくとも使用者の食事の有無及びインスリン投与の有無の何れか一方に基づいて、予測された血糖値を調整することができる。したがって、血糖値の予測精度を向上させることができる。

第６の発明は、前記予測部は、前記使用者の食事内容に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、第５の発明の血糖値計測装置である。

上記したように、食事時の血糖値は上昇傾向を示すが、その上昇量は食事内容によって変動する。第６の発明によれば、使用者の食事内容に基づいて、予測された血糖値を調整することができる。したがって、血糖値の予測精度をより向上させることができる。

第７の発明は、前記使用者の体動を検出するための体動検出部を備え、前記予測部は、前記体動検出部の検出結果に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、第１〜第６の何れかの発明の血糖値計測装置である。

運動時の血糖値は、下降傾向を示す。第７の発明によれば、使用者の体動を検出し、検出結果に基づいて、予測された血糖値を調整することができる。したがって、血糖値の予測精度を向上させることができる。

第８の発明は、前記光量制御部は、前記予測された血糖値が第１の範囲の場合は、第１の光量制御方法を用いて前記計測光の光量を制御し、前記予測された血糖値が前記第１の範囲より高い第２の範囲の場合は、前記第１の光量制御方法よりも消費電力の小さい第２の光量制御方法を用いて前記計測光の光量を制御する、第１〜第７の何れかの発明の血糖値計測装置である。

第８の発明によれば、予測された血糖値が第１の範囲の場合は、第１の光量制御方法を用いて１回の計測当たりの計測光の光量を制御することができる。一方、予測された血糖値が第１の範囲よりも高い第２の範囲の場合は、第１の光量制御方法よりも消費電力の小さい第２の光量制御方法を用いて１回の計測当たりの計測光の光量を制御することができる。

第９の発明は、前記光量制御部による前記第２の光量制御方法を用いた光量制御のもとで前記計測部によって計測された血糖値に基づいて、前記予測された血糖値の予測誤差を算出する誤差算出部を備え、前記計測部は、前記予測誤差が比較的大きいことを示す所定条件を満たす場合に、前記光量制御部による前記第１の光量制御方法を用いた光量制御のもとで前記使用者の血糖値を再度計測する、第８の発明の血糖値計測装置である。

第９の発明によれば、第１の光量制御方法よりも消費電力の小さい第２の光量制御方法を用いた場合の予測誤差が大きい場合には、第１の光量制御方法を用いて１回の計測当たりの計測光の光量を制御し、使用者の血糖値を再度計測することができる。

第１０の発明は、前記光量制御方法は、前記発光部を構成する発光素子数、前記発光部に供給する電流量、前記発光部の露光時間、及び前記計測光の計測波長幅のうちの少なくとも何れか１つによって定義された、第８又は第９の発明の血糖値計測装置である。

第１０の発明によれば、発光部を構成する発光素子数、発光部に供給する電流量、発光部の露光時間、及び計測光の計測波長幅のうちの少なくとも何れか１つによって光量制御方法を定義し、１回の計測当たりの計測光の光量を制御することができる。

図１は、血糖値計測装置の全体構成例を示す外観図。 図２は、センサーモジュールの構成例を示す図。 図３は、クラーク・エラー・グリッド散布図を示す図。 図４は、血管位置の取得方法を示す概念図。 図５は、生体画像を模式的に示す図。 図６は、図５の血管位置から精度低下要因部位を除外して得た血管部分を示す図。 図７は、最低部位長に基づいて選択した血管部分を示す図。 図８は、生体組織内での光の伝播を説明する図。 図９は、計測点候補設定処理を説明する図。 図１０は、第１実施形態における血糖値計測装置の機能構成例を示すブロック図。 図１１は、光量制御方法一覧のデータ構成例を示す図。 図１２は、運動時用調整テーブルのデータ構成例を示す図。 図１３は、計測点候補リストのデータ構成例を示す図。 図１４は、計測結果ＤＢのデータ構成例を示す図。 図１５は、第１計測処理の処理手順を示すフローチャート。 図１６は、血糖値予測処理の詳細な処理手順を示すフローチャート。 図１７は、血糖値計測処理の詳細な処理手順を示すフローチャート。 図１８は、第２実施形態における血糖値計測装置の機能構成例を示すブロック図。 図１９は、第２計測処理の処理手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の血糖値計測装置及び血糖値計測方法を実施するための一形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明が適用可能な形態は、以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

〔第１実施形態〕
［全体構成］
図１は、第１実施形態における非侵襲式の血糖値計測装置１０の全体構成例を示す外観図である。この血糖値計測装置１０は、使用者２の血中グルコース濃度（いわゆる「血糖値」）を計測する計測器として機能し、且つ計測データを記憶するデータロガーとしても機能する装置であり、一種のコンピューターとも言える。図１に示すように、血糖値計測装置１０は、例えば腕時計型のウェアラブル機器として構成され、本体ケース１２に設けられたバンド１４で使用者２の腕や足、頸等の身体部位に装着・固定して使用される。

血糖値計測装置１０は、本体ケース１２の表面（使用者２に装着した時に外向きになる面）に、操作入力手段として、操作スイッチ１６と、画像表示手段を兼ねるタッチパネル１８とを備える。使用者２は、これらを用いて計測開始操作等の各種操作入力をすることができる。

また、本体ケース１２の側面には、外部装置と通信するための有線ケーブルを着脱できる通信装置２０と、メモリーカード２２へのデータの読み書きを実現するリーダーライター２４とを備える。また、本体ケース１２の背面（使用者２に装着した時に使用者２の皮膚に接触する面）側には、照射波として使用者２の生体内に向けて計測光を照射し、反射波光を受光するための主たるセンサーとなるセンサーモジュール５０と、加速度センサー２７とを備える。そして、本体ケース１２の内部には充電式の内蔵バッテリー２６と制御基板３０とが内蔵されている。

通信装置２０は、外部装置との通信を無線で行う構成ならば、無線通信モジュール及びアンテナにより実現される。
メモリーカード２２は、データの書き換えが可能な着脱式の不揮発性メモリーである。このメモリーカード２２としては、フラッシュメモリーの他、強誘導体メモリー（ＦｅＲＡＭ：Ferroelectric Random Access Memory）や、磁気抵抗メモリー（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）等、書き換え可能な不揮発性メモリーを用いることができる。
内蔵バッテリー２６への充電方式は適宜設定できる。例えば、本体ケース１２の背面側に電気接点を別途設け、家庭用電源に接続されたクレードルにセットし、電気接点を介してクレードル経由で通電・充電される構成でもよいし、非接触式の無線式充電でもよい。

加速度センサー２７は、使用者２の加速度ベクトルを検出する。例えば、血糖値計測装置１０は、図１中本体ケース１２の近傍に表記した加速度センサー２７のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各検出軸成分を検出加速度として用い、使用者２の運動状態を判定する。

制御基板３０は、血糖値計測装置１０を統合的に制御する。具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、メインメモリー３４と、計測データ用メモリー３６と、タッチパネルコントローラーＩＣ（Integrated Circuit）３８と、センサーモジュールコントローラー４０とを搭載する。また、その他には電源管理ＩＣや、画像処理用ＩＣ等の電子部品を適宜搭載することができる。

メインメモリー３４は、プログラムや初期設定データを格納したり、ＣＰＵ３２の演算値を格納することのできる記憶媒体である。ＲＡＭやＲＯＭ、フラッシュメモリー等を適宜用いて実現される。なお、プログラムや初期設定データは、メモリーカード２２に記憶されている構成でもよい。

計測データ用メモリー３６は、データ書き換えが可能な不揮発性メモリーであって、血糖値の計測データを記憶するための記憶媒体である。この計測データ用メモリー３６としては、フラッシュメモリーの他、強誘導体メモリー（ＦｅＲＡＭ）や、磁気抵抗メモリー（ＭＲＡＭ）等、書き換え可能な不揮発性メモリーを用いることができる。なお、計測データは、メモリーカード２２に記憶される構成でもよい。

タッチパネルコントローラーＩＣ３８は、タッチパネル１８に画像を表示させるためのドライバー機能を実現し、またタッチ入力を実現するための機能を実現するＩＣである。タッチパネル１８ともども公知技術を適宜利用することで実現可能である。

センサーモジュールコントローラー４０は、センサーモジュール５０による計測光の照射機能、及び計測光が使用者２の生体組織を透過した光（透過光）や反射した光（反射光）の受光機能を担うＩＣや回路を有する。
より具体的には、センサーモジュール５０が備える複数の発光素子（通電により計測光を発する素子）を個別に発光制御するＩＣや回路からなる発光コントローラー部４２と、センサーモジュール５０が備える複数の受光素子（受光した光量に応じた電気信号を発する素子）による受光を制御するＩＣや回路からなる受光コントローラー部４４とを含む。

なお、センサーモジュールコントローラー４０は、複数のＩＣにより構成してもよい。例えば、発光コントローラー部４２に相当するＩＣや回路と、受光コントローラー部４４に相当するＩＣや回路とをそれぞれ別のＩＣとする構成も可能である。或いは、これらの機能の一部をＣＰＵ３２により実現する構成も可能である。

図２は、センサーモジュール５０の構成例を示す図であって、（１）正面図、（２）断面図に相当する。なお、理解を容易にするために発光素子５２や受光素子５４を意図的に大きく記している。また、サイズ、縦横比等もこれに限られるものではなく、適宜設定可能である。

センサーモジュール５０は、複数の発光素子５２を平面状に配列した層と、複数の受光素子５４を平面状に配列した層とを積層して構成されるデバイスである。換言すれば、光源内蔵型のイメージセンサーであり、計測光の照射及び受光の両方の機能を実現するセンサアレイである。センサーモジュール５０は、センサーモジュールコントローラー４０と一体に構成されるとしてもよい。

発光素子５２は、計測光を照射する発光部であり、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）等により実現できる。血糖値を計測する場合には、皮下透過性を有する可視領域に近い近赤外光を含む光を発光可能な素子とする。

受光素子５４は、計測光の透過光や反射光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する撮像素子である。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）等の半導体素子で実現できる。一つの受光素子５４は、ＲＧＢ各波長成分を受光する複数の素子を含むものとする。

そして、センサーモジュール５０は、基底側（本体ケース１２の表側）から順に、
１）複数の受光素子５４を平面状且つ格子状に配列した受光層５１、
２）各受光素子５４へ向かう光以外を選択的に遮蔽する遮光層５３、
３）近赤外光を選択的に透過する分光層５５、
４）隣接する受光素子５４の間であって、生体組織を透過・反射した光が受光素子５４へ到達する際の光路を阻害しない位置に、複数の発光素子５２を平面状且つ格子状に配列した発光層５７、
を積層して備える。

受光層５１の受光素子５４は、公知のＣＣＤイメージセンサー等のように、ピクセルがＸｓ−Ｙｓ直交座標系で識別できるマトリクス状に配置されている。つまり、センサーモジュール５０は公知のイメージセンサーと同様に機能する。なお、受光素子５４の形状や大きさ、配置パターンは適宜設定可能である。

発光層５７の発光素子５２は、センサーモジュール５０を正面（本体ケース１２の裏側）から見ると、近隣の受光素子５４の隅の突き合わせ部に１つずつ配置される。より具体的には、４つの受光素子５４の角の突き合わせ部に１つの発光素子５２が配置されており、発光素子５２全体としては受光素子５４と同じＸｓ−Ｙｓ直交座標系で識別できるマトリクス状に配置されている。センサーモジュール５０は、発光素子５２を選択的に発光させる駆動機構を有しており、発光素子５２は、例えば、液晶パネルディスプレイのアクティブマトリクス方式と同様に駆動制御できるようになっている。

こうした積層構造を有したセンサーモジュール５０の作成には、公知のＣＣＤイメージセンサーやＯＬＥＤディスプレイの製造に用いられる半導体微細加工技術を適宜応用することができる。

なお、発光素子５２の大きさや配置間隔、受光素子５４の大きさや配置間隔等は、適宜設定可能である。例えば、配置間隔は、１〜５００［μｍ］とすると好適であり、製造コストと計測精度との兼ね合いから、例えば５０〜２００［μｍ］程度とすることもできる。また、センサーモジュール５０には、発光素子５２の発光によって照射される計測光の照射範囲を絞ったり、偏光する目的、あるいは生体組織を透過・反射した光を受光素子５４に的確に集める目的で、更なる光学素子を有する集光層を設けることもできる。また、表面の損傷を防止する保護層等を適宜設けてもよい。また、発光素子５２と受光素子５４とが積層された構成に限らず、発光素子５２と受光素子５４とが並置されていてもよい。

［概要］
第１実施形態は、過去に計測された血糖値の計測値（以下、適宜「計測血糖値」という。）に基づいて使用者２の血糖値を予測（以下、予測した血糖値を適宜「予測血糖値」という。）し、予測血糖値に基づいて１回の計測当たりの光量、より詳細には、１回の計測において発光させる発光素子５２の光量の全体量を制御して血糖値を計測するものであり、異なる複数の光量制御方法を選択的に適用することで光量の制御を行う。

１回の計測当たりの光量を制限しなければ、最も高い精度で血糖値を計測することができる。これに対し、１回の計測当たりの光量を減らせば、Ｓ／Ｎ比が小さくなる等の要因で計測精度は低下するものの、消費電力を抑えることが可能となる。

ここで、血糖値の真値に対する計測値の許容誤差を評価する手法として、クラーク・エラー・グリッド分析と呼ばれる手法が知られている。図３は、クラーク・エラー・グリッド散布図を示す図である。一般に、低血糖状態では高い計測精度が要求され、許容される計測値の誤差は小さくなる。逆に言えば、血糖値が高い場合は、低い場合と比べて要求される計測精度が緩和される。例えば、クラーク・エラー・グリッド分析では、真値と計測値との関係が図３に示す散布図においてＡゾーンに属すれば臨床的に十分な計測精度を有するとされているが、Ａゾーンの誤差範囲は、真値が低くなるにつれて狭くなっている。具体的な数値としては、真値に対する計測値の誤差率が概ね±２０％以内に収まれば、Ａゾーンに属するとされている。

そこで、第１実施形態では、計測に際して発光させる発光素子５２の数（後述する発光位置（計測用発光素子５２−１）の数；以下、「発光素子数」という。）によって第１の光量制御方法及び第２の光量制御方法の２種類の光量制御方法を事前に定義しておく。具体的には、第２の光量制御方法の発光素子数を、第１の光量制御方法の発光素子数よりも少ない数として定義しておく。ただし、何れの光量制御方法の場合も、発光素子数は、要求される計測精度を実現可能な数を前提に定義される。

そして、予測血糖値が低い場合は、第１の光量制御方法を適用して高い計測精度を実現する。一方、予測血糖値が高い場合は消費電力の小さい第２の光量制御方法を適用し、要求される計測精度を確保しつつ消費電力の低減を図る。

計測に先立ち、血糖値計測装置１０は、センサーモジュール５０が露出している裏面を使用者２の皮膚に密着させるようにしてバンド１４で固定される。センサーモジュール５０を皮膚に密着させることで、計測光の皮膚面での反射や皮膚面付近の組織での散乱といった計測精度を下げる要因を抑制することができる。

血糖値の計測手順としては、先ず、センサーモジュール５０を被せた身体の皮下にある血管を選択する。そして、選択した血管をターゲットとして計測光の照射及び受光を行う。その後、受光結果（受光した受光光の強度）から血管を透過した血管透過光成分を抽出し、その血管透過光成分量を反映した相対スペクトル（吸光スペクトル）から血糖値を算出する。

血管を選択するためには、センサーモジュール５０を被せた皮下のどこに血管が存在するかを把握する必要がある。図４は、血管位置の取得方法を示す概念図であって、使用者２にセンサーモジュール５０を被せた部分の断面図に相当する。なお、センサーモジュール５０は簡略表記している。

血管位置の取得に際しては、先ず、公知の静脈認証技術における静脈パターン検出と同様にして、センサーモジュール５０が備える発光素子５２を一斉発光させてセンサーモジュール５０の装着部位全域へ計測光を照射する。そして、全ての受光素子５４を用い、皮下の生体組織（皮下組織）を透過・反射した光を受光（撮影）して生体画像を取得する。

ここで、センサーモジュール５０によって取得される生体画像は、センサーモジュール５０の受光素子５４それぞれに対応するピクセルの輝度データの集合となり、センサーモジュール５０のピクセル座標と同じＸｓ−Ｙｓ直交座標系の２次元画像として得られる。血管は、内部を流れる血液の影響で、皮下に血管７が存在しない個所よりも近赤外光を吸収する。そのため、血管位置は、それ以外の領域よりも輝度が低く暗くなる。したがって、生体画像において輝度が低くなっている領域を抽出することで、ピクセル毎に血管が写っているか否か、換言すれば、各受光素子５４の下に血管があるか否かを識別できる。“受光素子５４の下”とは、使用者２に対する装置の操作説明に適した表現を用いており、より正確には、皮膚面を挟んで受光素子５４の対向方向（受光する方向）という意味である。

図５は、生体画像を模式的に示す図である。図５の例では、斜線あるいはドットパターンでハッチングした帯状の領域が血管７の位置を示し、白抜きされた箇所が皮下に血管７が存在しない生体組織部分（非血管部）８である。なお、血管位置の取得方法は例示した方法に限定されるものではない。例えば、超音波エコーやＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、ＣＴ（Computed Tomography）等の公知の生体断層画像計測技術を利用して事前に生体内部構造の相対的な位置を取得しておき、それをもとに血管位置を決定する方法も考えられる。

血管７の位置を取得したならば、計測に適した血管部分を計測対象部位として選択する。先ず、図５中に破線で囲って示した血管７の分岐点や合流点、一点鎖線で囲って示した生体画像端部といった血管部分は、計測精度の低下要因となり得る部分（精度低下要因部分）として除外する。血管の分岐点や合流点に計測光が及ぶと、受光位置での受光光に血管以外の非血管部８の透過光や反射光が混合し、混合した光が本来得たい血管透過光の吸光スペクトルに影響を及ぼして計測精度を低下させるおそれがあるからである。また、一点鎖線で囲って示した生体画像端部の血管部分には、撮影範囲の外側近傍に血管の分岐点や合流点が存在する可能性があるため除外する。図６は、図５の血管位置から精度低下要因部分を除外した血管部分７ａの一例を示す図である。例えば、斜線のハッチング部分が除外されずに残った血管部分７ａである。

また、発光素子５２からの照射光は、生体組織内を拡散反射し、その一部が受光素子５４にて受光される。つまり、受光素子５４にて受光される光の一部が血管透過光となるが、この血管透過光の割合が高いほど血液中の成分の特徴をより顕著に表した吸光スペクトルを得ることができ、計測精度が高くなる。ここで、比較的細い血管は、生体画像から特定される血管パターンにおいて細く抽出され、場合によっては途切れ途切れに抽出されたりする。また、比較的深い位置にある血管についても、血管透過光の光量が少なくなることから、同様に途切れ途切れに抽出され得る。このことから、所定の最低部位長以上の長さを有する血管部分を選択し、計測対象部位とする。血管部分の長さは、例えば、その中心線Ｌの長さとしてもよいし、中心線Ｌを構成するピクセル数としてもよい。図７は、最終的に選択された血管部分７ｂの一例を示す図である。例えば、「最低部位長」に基づいて、斜線のハッチングが施された血管部分７ｂが選択される。

計測に適した血管部分７ｂを計測対象部位として選択したならば、計測光の発光位置（計測用発光素子）と、血管透過光（血管部分７ｂの透過光）を得るのに適当な受光位置（計測用受光素子）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、血管部分７ｂを透過せず、血管部分７ｂの近傍の非血管部８のみを透過した光のことである。

図８は、生体組織内での光の伝播を説明する図であり、深さ方向に沿った断面図を示している。ある発光素子５２から照射された計測光は、生体組織内を拡散反射し、照射された計測光の一部がある受光素子５４に到達する。その光の伝播経路は、いわゆるバナナ形状（２つの弧で挟まれた領域）を成し、ほぼ中央付近で深さ方向の幅が最も広くなる。伝播経路の深さ（到達可能な深さ）は、発光素子５２と受光素子５４との間隔が小さいほど浅く、間隔が大きいほど深くなる。

ここで、計測精度を高めるには、より多くの血管透過光が受光素子５４で受光されることが望ましい。このことから、発光素子５２と受光素子５４との間の最適な間隔（最適距離）Ｗは、発光素子５２と受光素子５４との間のほぼ中央に血管７が位置する前提で、想定される血管７の深さ（皮膚面から血管中心までの距離）Ｄに応じて定めることができる。最適距離Ｗは、血管７の深さＤの約２倍の距離である。例えば、深さＤを３ｍｍ程度とすると、最適距離Ｗは５〜６ｍｍ程度となる。

そこで、「発光位置と計測用受光位置との間の中央部に血管７が位置し、発光位置と計測用受光位置との間の距離が所定の最適距離Ｗに等しい」ことを第１の相対位置条件とし、この第１の相対位置条件を満たす発光素子５２と受光素子５４とを検索して発光位置及び計測用受光位置として選択する。加えて、「発光位置とリファレンス用受光位置との間に血管７が存在せず、発光位置とリファレンス用受光位置との間の距離が所定の最適距離Ｗに等しい」ことを第２の相対位置条件とし、この第２の相対位置条件を満たす受光素子５４をリファレンス用受光位置として選択する。

実際には、発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置は、複数の計測点候補毎に選択する（計測点候補設定処理）。図９は、計測点候補設定処理を説明する図である。計測点候補設定処理では、例えば、図９中に「×」印で示すように、血管部分７ｂの中心線Ｌ上に所定間隔で計測点候補を設定する。そして、第１の相対位置条件を満たし、且つ第２の相対位置条件を満たす発光素子５２及び受光素子５４の組合せを計測点候補毎に検索する。例えば、１つの計測点候補Ｐ１１に着目すれば、中央部に計測点候補Ｐ１１が位置し、互いの距離が最適距離Ｗである発光素子５２を計測用発光素子５２−１、受光素子５４を計測用受光素子５４−１とすることで発光位置及び計測用受光位置を選択する。また、発光位置及び計測用受光位置を結ぶ延長線上であって、発光位置からみて計測用受光位置とは反対側でリファレンス用受光位置を選択し、リファレンス用受光素子５４−２とする。発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置の各位置は、何れも血管７上に位置しない（非血管部８上に位置する）こととする。他の計測点候補についても同様に、発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置を選択する。なお、第１の相対位置条件を満たし、且つ第２の相対位置条件を満たす発光素子５２及び受光素子５４の組合せが存在しない場合は、該当する計測点候補を削除する。

以上のようにして複数の計測点候補毎に発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置を選択したならば、使用者２の血糖値を予測する。そして、予測血糖値に基づいて第１の光量制御方法又は第２の光量制御方法を選択的に適用することで発光素子数を決定し、決定した発光素子数個の計測点候補を計測点として選択する。

続いて、全ての計測点の発光位置（計測用発光素子５２−１）を発光させて計測光を照射し、対応する計測用受光位置（計測用受光素子５４−１）及びリファレンス用受光位置（リファレンス用受光素子５４−２）での受光結果から計測点毎に血管透過光成分を抽出する。例えば、計測用発光素子５２−１の各々をその発光波長を所定の計測波長幅ずつずらしながら発光させることで計測光の波長λを近赤外領域内で変化させ、各計測点のそれぞれについて波長λ毎に血管透過光の透過率Ｔ（λ）を求める。なお、計測光の波長λを変化させる構成は、計測用発光素子５２−１の発光波長を所定の計測波長幅ずつずらす構成に限らず、分光フィルターの透過帯域幅を所定の計測波長幅毎に変更することで行ってもよい。

各計測点での透過率Ｔ（λ）は、計測用の受光素子５４によって得られた光強度Ｏｓ（λ）と、リファレンス用の受光素子５４によって得られた光強度Ｏｒ（λ）とから、次式（１）で求めることができる。そして、求めた透過率Ｔ（λ）から吸光率を求め、吸光スペクトルを生成する。
Ｔ（λ）＝Ｏｓ（λ）／Ｏｒ（λ） ・・・（１）

その後は、予め定められた血中グルコース濃度と吸光度との関係を示す「検量線」を用い、吸光スペクトルから血糖値を算出（推定）する。なお、吸光スペクトルを生成し、血糖値を算出する手法については公知技術を適宜採用することができる。

［機能構成］
図１０は、第１実施形態における血糖値計測装置１０の主要な機能構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、血糖値計測装置１０は、センサー部１１０と、体動検出部１２０と、操作入力部１３０と、表示部１４０と、通信部１５０と、処理部１６０と、記憶部１８０とを備える。

センサー部１１０は、図２のセンサーモジュール５０に該当し、複数の発光素子５２で構成される発光部１１１と、複数の受光素子５４で構成される受光部１１３とを有する。発光部１１１を構成する各発光素子５２の配置位置（Ｘｓ−Ｙｓ座標値）は、該当する発光素子５２に割り振られた発光素子番号と対応付けた発光素子リスト１８３として予め記憶部１８０に記憶されている。また、受光部１１３を構成する各受光素子５４の配置位置（Ｘｓ−Ｙｓ座標値）は、該当する受光素子５４に割り振られた受光素子番号と対応付けた受光素子リスト１８４として予め記憶部１８０に記憶されている。

体動検出部１２０は、体動を検出するためのものであり、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサーを用いて実現できる。図１の加速度センサー２７がこれに該当し、検出加速度を随時処理部１６０に出力する。

操作入力部１３０は、ボタンスイッチやダイヤルスイッチ等の各種スイッチ、タッチパネル等の入力装置によって実現されるものであり、ユーザーによって為された各種の操作入力に応じて操作入力信号を処理部１６０に出力する。図１の操作スイッチ１６、タッチパネル１８がこれに該当する。

表示部１４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬディスプレイ（Electroluminescence display）等の表示装置によって実現されるものであり、処理部１６０から入力される表示信号に基づいて各種画面を表示する。図１のタッチパネル１８がこれに該当する。

通信部１５０は、処理部１６０の制御のもと、装置内部で利用される情報を外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。図１の通信装置２０がこれに該当する。通信部１５０の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレードルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。

処理部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のマイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の制御装置及び演算装置によって実現されるものであり、血糖値計測装置１０の各部を統括的に制御する。図１の制御基板３０がこれに該当する。この処理部１６０は、発光制御部１６１と、受光制御部１６２と、血管位置取得部１６３と、計測点候補設定部１６４と、運動状態判定部１６５と、予測部としての血糖値予測部１６６と、光量制御方法決定部１６８と、計測点選択部１６９と、吸光スペクトル生成部１７０と、血糖値算出部１７１とを備える。なお、処理部１６０を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで構成することとしてもよい。

発光制御部１６１は、発光部１１１を構成する発光素子５２を個別に発光制御する。例えば、いわゆるアクティブマトリクス方式の駆動制御技術を利用することで実現できる。この発光制御部１６１は、計測点候補設定部１６４、光量制御方法決定部１６８、及び計測点選択部１６９とともに光量制御部として機能する。

受光制御部１６２は、受光部１１３の受光素子５４により受光した受光光からその強度に応じた電気信号を読み出す制御を行う。この受光制御部１６２は、吸光スペクトル生成部１７０及び血糖値算出部１７１とともに計測部として機能する。

血管位置取得部１６３は、センサーモジュール５０を被せた皮下の生体画像（図５を参照）を取得し、生体画像を画像処理して血管位置を取得し、計測に適した血管部分を計測対象部位として選択する。この血管位置の取得は、公知の静脈認証技術等における生体画像の撮影技術や、公知の静脈認証技術等における生体画像から静脈パターンを識別する技術を適宜利用することで実現する。

計測点候補設定部１６４は、計測点候補設定処理を行う機能部であり、計測対象部位とされた血管部分に沿って複数の計測点候補を設定する。また、このとき、計測点候補設定部１６４は、第１の相対位置条件を満たし、且つ第２の相対位置条件を満たす発光素子５２及び受光素子５４の組合せを検索することで、発光位置（計測用発光素子５２−１）、計測用受光位置（計測用受光素子５４−１）、及びリファレンス用受光位置（リファレンス用受光素子５４−２）を各計測点候補のそれぞれについて選択しておく。最適距離Ｗは、最適距離データ１８５として予め記憶部１８０に記憶されている。

運動状態判定部１６５は、体動検出部１２０から入力された検出加速度に基づいて運動強度を算出し、使用者２の運動状態（運動しているか否か）を判定する。

血糖値予測部１６６は、過去の計測血糖値に基づいて使用者２の血糖値を予測する。この血糖値予測部１６６は、使用者２の運動強度、使用者２の操作入力を受け付けて取得した食事情報やインスリン投与情報に基づいて予測血糖値を調整する調整部１６７を備える。

光量制御方法決定部１６８は、予測血糖値に基づいて第１の光量制御方法又は第２の光量制御方法を選択的に適用し、発光素子数を決定する。

計測点選択部１６９は、計測点候補の中から発光素子数分の計測点候補を計測点として選択する。

吸光スペクトル生成部１７０は、発光制御部１６１及び受光制御部１６２の制御のもと、全ての計測点の計測用発光素子５２−１を発光させて計測光を照射する。そして、吸光スペクトル生成部１７０は、全ての計測点の計測用受光素子５４−１及びリファレンス用の受光素子５４による受光結果に基づいて吸光スペクトルを生成する。

血糖値算出部１７１は、吸光スペクトルに基づいて血糖値を算出する。例えば、重回帰分析法、主成分回帰分析法、ＰＬＳ回帰分析法、独立成分分析法等の分析法を用いて吸光スペクトルから血糖値を算出する。

記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種ＩＣ（Integrated Circuit）メモリーやハードディスク等の記憶媒体により実現されるものである。記憶部１８０には、血糖値計測装置１０を動作させ、この血糖値計測装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が事前に記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。図１では、制御基板３０が搭載するメインメモリー３４や計測データ用メモリー３６、メモリーカード２２がこれに該当する。

また、記憶部１８０には、処理部１６０を発光制御部１６１、受光制御部１６２、血管位置取得部１６３、計測点候補設定部１６４、運動状態判定部１６５、血糖値予測部１６６、光量制御方法決定部１６８、計測点選択部１６９、吸光スペクトル生成部１７０、及び血糖値算出部１７１として機能させ、第１計測処理（図１５を参照）を行うための第１計測処理プログラム１８１と、発光素子リスト１８３と、受光素子リスト１８４と、最適距離データ１８５と、光量制御方法一覧１８６と、調整テーブル１９０とが予め記憶される。さらに、記憶部１８０には、計測の実施に伴い、血管位置情報２００と、計測点候補リスト２１０と、発光受光位置リスト２２０と、吸光スペクトルデータ２３０と、計測結果ＤＢ２４０とが記憶される。

光量制御方法一覧１８６は、使用者２の予測血糖値に基づいて選択的に適用される光量制御方法の一覧を記憶する。図１１は、光量制御方法一覧１８６のデータ構成例を示す図である。図１１に示すように、光量制御方法一覧１８６には、予測血糖値が予め第１の範囲として設定された所定の閾値未満の場合に適用される第１の光量制御方法の発光素子数Ｄ_２１と、予測血糖値が第２の範囲として設定された所定の閾値以上の場合に適用される第２の光量制御方法の発光素子数Ｄ_２３とが設定される。各発光素子数Ｄ_２１，Ｄ_２３の具体的な値は上記の要領で予め定義されるが、少なくとも、発光素子数Ｄ_２３は発光素子数Ｄ_２１よりも少ない数として設定される。

調整テーブル１９０は、運動時用、食事時用、及びインスリン投与時用の各調整テーブル１９１，１９３，１９５を含む。何れの調整テーブル１９１，１９３，１９５も、調整条件毎に、対応する調整量を設定したものである。

図１２は、運動時用調整テーブル１９１のデータ構成例を示す図である。図１２に示すように、運動時用調整テーブル１９１は、調整条件と、調整量とを対応付けたデータテーブルである。各調整条件には、運動強度の範囲とその継続時間とによって表した運動状態の程度が段階的に設定される。一方、調整量には、該当する運動状態の程度に応じて想定される計測間隔（第１実施形態では１分）毎の血糖値の下降幅が設定される。運動時の血糖値は低下傾向を示すが、その下降量は、運動状態の程度によって変動するためである。血糖値の予測に際しては、調整部１６７は、運動状態判定部１６５が運動状態を「運動している」と判定した場合に、運動時用調整テーブル１９１に設定されているどの調整条件を満たすのかによって使用者２の運動状態の程度を特定する。そして、調整部１６７は、対応する調整量を用いて予測血糖値を調整する。これによれば、血糖値の予測精度を向上させることができる。

食事時用調整テーブル１９３は、複数の食事メニューが調整条件として登録され、各々の食事メニュー（食事内容）に応じた調整量が設定される。食事時の血糖値は上昇傾向を示すが、その上昇量は、食事メニューに応じて変動するためである。血糖値の予測に際しては、調整部１６７は、食事を開始してから所定期間（例えば、３０分等）を食事時と判定する。そして、調整部１６７は、食事時と判定した場合は、食事時用調整テーブル１９３に設定されている使用者２の食事メニューに応じた調整量で予測血糖値を調整する。これによれば、血糖値の予測精度を向上させることができる。

インスリン投与時用調整テーブル１９５には、インスリンを投与したことを調整条件とする調整量が設定される。インスリン投与後は血糖値が低下するためである。血糖値の予測に際しては、調整部１６７は、インスリンを投与してから所定期間（例えば、３分等）をインスリン投与時と判定する。そして、調整部１６７は、インスリン投与時と判定した場合は、インスリン投与時用調整テーブル１９５に設定されている調整量で予測血糖値を調整する。これによれば、血糖値の予測精度を向上させることができる。

なお、各調整テーブル１９１，１９３，１９５は、全ての使用者に共通のものとして用意しておく構成としてもよいし、使用者毎に用意しておくこととしてもよい。運動時や食事時、インスリン投与時の血糖値変動には個人差があるため、使用者の過去の計測血糖値から血糖値変動を分析し、その使用者用に調整量を設定しておけば、血糖値の予測精度をより向上させることが可能となる。

計測点候補リスト２１０は、計測点候補設定処理の結果選択された発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置を記憶する。図１３は、計測点候補リスト２１０のデータ構成例を示す図である。図１３に示すように、計測点候補リスト２１０は、計測点候補番号と対応付けて、該当する計測点候補について選択された発光位置２１１、計測用受光位置２１３、及びリファレンス用受光位置２１５が設定されたデータテーブルである。発光位置２１１には、該当する発光素子５２すなわち計測用発光素子５２−１の発光素子番号が登録され、計測用受光位置２１３には、該当する受光素子５４すなわち計測用受光素子５４−１の受光素子番号が登録され、リファレンス用受光位置２１５には、該当する受光素子５４すなわちリファレンス用受光素子５４−２が登録される。

計測結果ＤＢ２４０は、現在までに行った使用者２の血糖値の計測結果を蓄積・記憶する。図１４は、計測結果ＤＢ２４０のデータ構成例を示す図である。この計測結果ＤＢ２４０には、計測日時と、計測血糖値と、運動強度と、食事情報と、インスリン投与情報とを対応付けた計測結果データが１回の計測を行うたびに生成・追加される。食事情報は、対応する計測血糖値の計測に際して使用者２の操作入力があった場合に設定され、食事を開始した旨の操作入力があれば「○」が設定されるとともに、併せて操作入力された食事内容が設定される。食事内容の操作入力については、食事時用調整テーブル１９３に登録されている食事メニューを一覧表示し、一覧からの選択操作によって受け付ける。インスリン投与情報についても同様に、対応する計測血糖値の計測に際して使用者２の操作入力があった場合に設定され、インスリンを投与した旨の操作入力があれば「○」が設定される。

［処理の流れ］
図１５は、第１計測処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここで説明する処理は、処理部１６０が記憶部１８０から第１計測処理プログラム１８１を読み出して実行することで実現できる。この第１計測処理は、血糖値計測装置１０が使用者２の身体に装着され、所定の計測開始操作が入力されると開始される。

図１５に示すように、第１計測処理では、処理部１６０は、計測タイミングとなるまで待機状態となる（ステップａ１：Ｎｏ）。例えば、１分毎に計測する場合であれば、前回の計測タイミングから１分経過した時点で計測タイミングと判定する。

そして、計測タイミングとなったならば（ステップａ１：ＹＥＳ）、処理部１６０は、食事情報を取得し（ステップａ３）、インスリン投与情報を取得する（ステップａ５）。例えば、処理部１６０は、計測タイミングとなるたびに食事を開始したかどうかの操作入力や食事メニューの選択操作入力がなされたかを確認し、操作入力に従って食事を開始したこと及び食事メニューを含む食事情報を取得する。同様に、処理部１６０は、計測タイミングとなるたびにインスリンを投与したかどうかの操作入力がなされてかを確認し、操作入力に従ってインスリンを投与したことを含むインスリン投与情報を取得する。食事やインスリン投与に係る操作入力がなされていない場合には、何れも無しと判断する。処理部１６０は、今回の計測に関する計測結果データを生成し、計測日時として現在時刻を設定するとともに、ステップａ３で取得した食事情報やステップａ５で取得したインスリン投与情報があれば、これを設定する。

続いて、処理部１６０は、画像取得タイミングか否かを判定する。画像取得タイミングと判定した場合は（ステップａ７：ＹＥＳ）、ステップａ９に移行する。画像取得タイミングでなければ（ステップａ７：ＮＯ）、ステップａ１５に移行する。ここで、画像取得タイミングは、例えば１０分であってもよいし、１時間であってもよいが、間隔を短くして頻繁に生体画像を撮影し、血管位置を取得すれば、計測精度を維持できる。これに対し、間隔を長く設定するほど消費電力を抑えることができる。ただし、血管が動く等して皮下の血管位置が取得した血管位置と一致しなくなったり、血管を正しく特定できなかった場合等、次に血管位置を取得するまでの間の計測精度が低下する事態も生じ得る。画像取得タイミングは、このような事態を考慮して適宜設定する。

ステップａ９では、発光制御部１６１がセンサーモジュール５０の発光素子５２を一斉発光させ、受光制御部１６２が全ての受光素子５４により受光（撮影）させて生体画像を取得する。続いて、血管位置取得部１６３が、生体画像を画像処理し、皮膚面から見た血管位置を取得して計測対象部位とする血管部分を選択する（ステップａ１１）。例えば、血管位置取得部１６３は、得られた生体画像（輝度画像）のピクセル毎に、基準輝度と比較し２値化やフィルター処理をして血管位置を取得する。基準輝度未満のピクセルが血管を示すことになる。そして、血管位置取得部１６３は、精度低下要因部位を除外し、所定の最低部位長以上の長さを有する血管部分を選択する。取得した血管位置や選択した血管部分の位置は、血管位置情報２００として記憶部１８０に記憶される。

続いて、計測点候補設定部１６４が計測点候補設定処理を行い、ステップａ１１で選択した血管部分に複数の計測点候補を設定して発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置を選択する（ステップａ１３）。このとき、計測点候補設定部１６４は、各計測点候補に計測点候補番号を割り振り、計測用発光素子５２−１の発光素子番号と、計測用受光素子５４−１の受光素子番号と、リファレンス用受光素子５２−２の受光素子番号とを対応付けて計測点候補リスト２１０を生成する。

そして、ステップａ１５では、運動状態判定部１６５が、加速度センサー２７からの検出加速度に基づいて使用者２の運動強度を算出する。そして、運動状態判定部１６５は、運動強度を閾値処理し、予め設定されている所定の閾値以上の場合に使用者２が「運動している」と判定する。このとき、運動状態判定部１６５は、算出した運動強度を今回の計測に関する計測結果データに設定する。

その後、血糖値予測部１６６が血糖値予測処理を行う（ステップａ１７）。血糖値予測処理を行った後は、ステップａ１９に移行する。図１６は、血糖値予測処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。

図１６に示すように、血糖値予測処理では、血糖値予測部１６６は先ず、過去の計測血糖値の推移に基づいて使用者２の現在の血糖値を予測する（ステップｂ１）。例えば、血糖値予測部１６６は、計測結果ＤＢ２４０を参照し、測定日時をさかのぼって過去所定時間分の計測血糖値を読み出す。そして、血糖値予測部１６６は、外挿法等の公知の手法を用い、読み出した各計測血糖値に基づいて求めた外挿直線に従って予測血糖値を算出する。外挿曲線を求めて予測血糖値を算出してもよい。

続いて、調整部１６７が、運動時調整処理としてステップｂ３〜ステップｂ７の処理を行う。すなわち、調整部１６７は、図１５のステップａ１５で運動状態を「運動している」と判定した場合に（ステップｂ３：ＹＥＳ)、計測結果ＤＢ２４０に設定されている使用者２の運動強度を今回の値から測定日時をさかのぼって参照し、運動時用調整テーブル１９１に設定されているどの調整条件を満たすのかによって使用者２の運動状態の程度を特定する（ステップｂ５）。そして、調整部１６７は、特定した使用者２の運動状態の程度に対応する調整量をステップｂ１で予測した予測血糖値から減算して、予測血糖値を調整する（ステップｂ７）。

続いて、調整部１６７が、食事時調整処理としてステップｂ９及びステップｂ１１の処理を行う。すなわち、調整部１６７は先ず、計測結果ＤＢ２４０に設定されている使用者２の食事情報を今回の値から測定日時をさかのぼって参照し、直近の食事情報に基づいて食事を開始してから所定時間（第１実施形態では、過去３０分間）を経過しているか否かを判定する。そして、調整部１６７は、経過しておらず食事時と判定した場合には（ステップｂ９：ＹＥＳ）、食事時用調整テーブル１９３から食事メニューに応じた調整値を読み出し、ステップｂ１で予測した予測血糖値に加算して予測血糖値を調整する（ステップｂ１１）。

続いて、調整部１６７が、インスリン投与時調整処理としてステップｂ１３及びステップｂ１５の処理を行う。すなわち、調整部１６７は先ず、計測結果ＤＢ２４０に設定されている使用者２のインスリン投与情報を今回の値から測定日時をさかのぼって参照し、直近のインスリン投与情報に基づいてインスリンを投与してから所定時間（第１実施形態では、過去３分間）を経過しているか否かを判定する。そして、調整部１６７は、経過しておらずインスリン投与時と判定した場合には（ステップｂ１３：ＹＥＳ）、インスリン投与時用調整テーブル１９５から調整値を読み出し、ステップｂ１で予測した予測血糖値から減算して予測血糖値を調整する（ステップｂ１５）。

そして、図１５のステップａ１９では、光量制御方法決定部１６８が、光量制御方法一覧１８６に従って第１の光量制御方法又は第２の光量制御方法を適用し、発光素子数を決定する。具体的には、光量制御方法決定部１６８は、予測血糖値が所定の閾値未満であり低い場合には第１の光量制御方法を選択し、予測血糖値が所定の閾値以上であり高い場合は第２の光量制御方法を選択する。そして、このようにして予測血糖値に基づいて第１の光量制御方法又は第２の光量制御方法を選択することにより、予測血糖値が高い場合の発光素子数を予測血糖値が低い場合の発光素子数よりも少ない数として決定する。

続いて、計測点選択部１６９が、計測点候補リスト２１０を参照し、ステップａ１９で決定した発光素子数分の計測点候補を計測点として選択する（ステップａ２１）。このとき、計測点選択部１６９は、選択した計測点に計測点番号を割り振り、計測点候補リスト２１０に設定されている発光位置、計測用受光位置、及びリファレンス用受光位置を対応付けて発光受光位置リスト２２０を生成する。

ここで、計測点候補のうちのどれを計測点とするのかは、計測点候補リスト２１０の順番に発光素子数分の計測点候補を選択する構成としてもよいし、計測点候補リスト２１０からランダムに発光素子数分の計測点候補を選択する構成としてもよい。あるいは、ステップａ１３において計測点候補リスト２１０を生成する際、各血管部分上での位置が中央に近い計測点候補から順番に計測点候補を並び替える処理を行っておき、血管部分の端部に設定された計測点候補よりも中央付近の計測点候補を計測点として優先的に選択する構成としてもよい。

そして、続くステップａ２３では、発光受光位置リスト２２０を用い、血糖値計測処理を行う。血糖値計測処理を行った後は、ステップａ２５に移行する。

図１７は、血糖値計測処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図１７に示すように、血糖値計測処理では、発光制御部１６１が、発光受光位置リスト２２０に従って計測用の発光素子５２を一斉発光させて計測光を照射するとともに（ステップｃ１）、受光制御部１６２が、全ての受光素子５４により使用者２からの反射光を受光させる（ステップｃ３）。続いて、吸光スペクトル生成部１７０が、対応する計測用受光位置及びリファレンス用受光位置での受光結果に基づいて計測点毎に吸光スペクトルを生成し（ステップｃ５）、生成した各計測点の吸光スペクトルを平均した平均吸光スペクトルを生成する（ステップｃ７）。生成した平均吸光スペクトルのスペクトルデータは、吸光スペクトルデータ２３０として記憶部１８０に記憶される。そして、血糖値算出部１７１が、ステップｃ７で生成した平均吸光スペクトルから血糖値を算出する（ステップｃ９）。このとき、血糖値算出部１７１は、算出した血糖値を計測血糖値とし、今回の計測に関する計測結果データに設定する。

そして、図１５のステップａ２５では、処理部１６０が、計測結果ＤＢ２４０を参照して最新の計測結果データから計測血糖値を読み出し、今回の計測血糖値を表示部１４０に表示する制御を行う。その後は、計測を終了するまでの間（ステップａ２７：Ｎｏ）、ステップａ１に戻って上記した処理を繰り返す。

以上説明したように、第１実施形態によれば、過去に計測された計測血糖値の推移から予測血糖値を算出し、運動強度、使用者２の操作入力を受け付けて取得した食事情報やインスリン投与情報を加味して予測血糖値を調整することができる。したがって、使用者２の現在の血糖値を精度よく予測することができる。そして、計測に際して発光させる発光素子数を予測血糖値が低い場合は多く、予測血糖値が高い場合は少なくすることができる。これによれば、予測血糖値が低い場合は計測を高精度に行う一方、予測血糖値が高い場合は、１回の計測当たりの光量を低減して消費電力を抑えることができるので、消費電力の低減が図れる。結果、糖尿病患者の血糖値を監視する場合等、長期間にわたり使用者２に装着されて繰り返し血糖値を計測する血糖値計測装置１０の使用態様においても、より長期間の使用が可能となり、使用者２による充電作業や電池交換作業等の手間が省ける。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現できるが、第１実施形態で説明した第２の光量制御方法を適用した場合の計測血糖値に基づいて予測血糖値の予測誤差を算出し、予測誤差が大きい場合に第１の光量制御方法を適用して血糖値を再度計測する点で異なる。

［機能構成］
図１８は、第２実施形態における血糖値計測装置１０ａの主要な機能構成例を示すブロック図である。図１８に示すように、血糖値計測装置１０ａは、センサー部１１０と、体動検出部１２０と、操作入力部１３０と、表示部１４０と、通信部１５０と、処理部１６０ａと、記憶部１８０ａとを備える。なお、上記した各実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。

第２実施形態では、処理部１６０ａは、発光制御部１６１と、受光制御部１６２と、血管位置取得部１６３と、計測点候補設定部１６４と、運動状態判定部１６５と、予測部としての血糖値予測部１６６と、光量制御方法決定部１６８と、計測点選択部１６９と、吸光スペクトル生成部１７０と、血糖値算出部１７１と、誤差算出部としての予測誤差算出部１７２ａと、再計測制御部１７３ａとを備える。

予測誤差算出部１７２ａは、今回の計測を第２の光量制御方法を適用して行った場合に、得られた計測血糖値に基づいて予測血糖値の予測誤差を算出する。

再計測制御部１７３ａは、予測誤差が比較的大きいことを示す所定条件である再計測条件を満たす場合に、第１の光量制御方法を適用して発光素子数を再度決定する。

また、記憶部１８０ａには、処理部１６０ａを発光制御部１６１、受光制御部１６２、血管位置取得部１６３、計測点候補設定部１６４、運動状態判定部１６５、血糖値予測部１６６、光量制御方法決定部１６８、計測点選択部１６９、吸光スペクトル生成部１７０、血糖値算出部１７１、予測誤差算出部１７２ａ、及び再計測制御部１７３ａとして機能させ、第２計測処理（図１９を参照）を行うための第２計測処理プログラム１８２ａと、発光素子リスト１８３と、受光素子リスト１８４と、最適距離データ１８５と、光量制御方法一覧１８６と、調整テーブル１９０とが予め記憶される。さらに、記憶部１８０ａには、計測の実施に伴い、血管位置情報２００と、計測点候補リスト２１０と、発光受光位置リスト２２０と、吸光スペクトルデータ２３０と、計測結果ＤＢ２４０とが記憶される。

［処理の流れ］
図１９は、第２計測処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここで説明する処理は、処理部１６０ａが記憶部１８０ａから第２計測処理プログラム１８２ａを読み出して実行することで実現できる。

図１９に示すように、第２計測処理では、ステップａ２３で血糖値計測処理を行った後、予測誤差算出部１７２ａが、ステップａ１９で適用した光量制御方法を判定する。そして、予測誤差算出部１７２ａは、消費電力の小さい第２の光量制御方法を適用したと判定した場合に（ステップｄ１：ＹＥＳ）、ステップａ２３の結果得られた計測血糖値と、ステップａ１７の結果得られた予測血糖値とに基づいて、予測血糖値の誤差率を予測誤差として算出する（ステップｄ３）。第１の光量制御方法を適用したと判定した場合は（ステップｄ１：ＮＯ）、ステップａ２５に移行する。

続いて、再計測制御部１７３ａが、予測誤差が予め設定される所定の許容誤差率（例えば、図３に示したＡゾーンに属するとされている±２０％以内）にないことを再計測条件として判定する。そして、再計測条件を満たす場合には（ステップｄ５：ＹＥＳ）、再計測制御部１７３ａは、第１の光量制御方法を適用するとして光量制御方法一覧１８６から第１の光量制御方法の発光素子数を読み出し、再度決定する（ステップｄ７）。再計測条件を満たしていなければ（ステップｄ５：ＮＯ）、ステップａ２５に移行する。

その後は、計測点選択部１６９が、計測点候補リスト２１０を参照し、ステップｄ７で再度決定した発光素子数個の計測点候補を計測点として選択する（ステップｄ９）。ここでの処理は、ステップａ２１と同様の要領で行い、発光受光位置リスト２２０を新たに生成する。

そして、続くステップｄ１１では、ステップｄ９で新たに生成した発光受光位置リスト２２０を用い、血糖値計測処理を行う。ここでの処理は、ステップａ２３と同様の要領で行い、今回の計測に関する計測結果データの計測血糖値を書き換える。その後は、ステップａ２５に移行する。

以上説明したように、第２実施形態によれば、消費電力が小さい第２の光量制御方法を適用して計測した計測血糖値に基づいて、予測血糖値の予測誤差を算出することができる。そして、予測誤差が比較的大きい場合に、比較的高精度に計測を行える第１の光量制御方法を適用して再度血糖値を計測することができる。

なお、上記した実施形態では、発光素子数によって定義した光量制御方法を例示した。これに対し、発光素子数として具体的な数を定義しておくのではなく、全ての計測点候補を計測点として選択する光量制御方法として第１の光量制御方法を定義し、各血管部分からその血管部分上の位置が最も中央に近い計測点候補（例えば、図９において、ある血管部分７ｂの血管長手方向の中央に最も近い計測点候補）から順番に所定数の計測点を選択する光量制御方法を第２の光量制御方法として定義しておくこととしてもよい。

また、上記した実施形態では、予測血糖値が低いか高いかの２段階で発光素子数を定義した２種類の光量制御方法（第１の光量制御方法及び第２の光量制御方法）について例示したが、３種類以上の光量制御方法を選択的に適用して発光素子数を決定することとしてもよい。この場合には、予測血糖値の値幅を３段階以上で細かく区切り、予測血糖値が高くなるほど段階的に発光素子数が少なくなるように３種類以上の光量制御方法を定義して光量制御方法一覧１８６に登録しておく。

また、上記した実施形態では、発光素子数によって光量制御方法を定義し、１回の計測当たりの光量を制御する場合を例示した。これに対し、計測用発光素子５２−１に供給する電流量によって２種類以上の光量制御方法を定義し、１回の計測当たりの光量を制御することとしてもよい。例えば、予測計測値が高い場合に適用する第２の光量制御方法の電流量を、予測計測値が低い場合に適用する第１の光量制御方法の電流量よりも少なく定義する。あるいは、露光時間によって２種類以上の光量制御方法を定義し、１回の計測当たりの光量を制御することとしてもよい。例えば、予測計測値が高い場合に適用する第２の光量制御方法の露光時間を、予測計測値が低い場合に適用する第１の光量制御方法の露光時間よりも短く定義する。電流量を減らせば、Ｓ／Ｎ比が小さくなるため計測精度は低下するものの、消費電力を抑えることが可能となる。露光時間を短くする場合も同様である。

あるいは、上記した実施形態では、血管透過光の吸光スペクトルを生成するために、発光波長を所定の波長幅ずつずらしながら計測用発光素子５２−１を発光させているが、この所定の波長幅（波長間隔ともいえる）によって２種類以上の光量制御方法を定義し、１回の計測当たりの光量を制御することとしてもよい。例えば、予測計測値が高い場合に適用する第２の光量制御方法の波長幅を、予測計測値が低い場合に適用する第１の光量制御方法の波長幅よりも長く定義する。一例を挙げれば、第１の光量制御方法の波長幅を１０ｎｍとし、第２の光量制御方法の波長幅を１００ｎｍとする等である。波長幅（波長間隔）を長くした場合には、消費電力を抑えることができるものの、発光させなかった波長のデータを補間して吸光スペクトルを生成するため計測精度は低下する。

また、発光素子数、電流量、露光時間、及び計測波長幅（計測波長間隔）のうちの２つ以上を用い、各値の組合せによって２種類以上の光量制御方法を定義することとしてもよい。

また、上記した実施形態では、過去の計測血糖値の推移に基づいて予測血糖値を算出することとした。これに対し、上記した実施形態のように計測間隔が１分程度と短く、前回の計測時からの血糖値変動が小さいと考えられる場合には、前回の計測で得た計測血糖値を今回の予測血糖値として予測することとしてもよい。

また、上記した実施形態では、体動検出部１２０を加速度センサー２７で構成し、検出加速度に基づいて運動強度を算出することとした。これに対し、体動検出部１２０を角速度センサー（ジャイロ）で構成し、検出角速度に基づいて運動強度を算出することとしてもよい。あるいは、体動検出部１２０を歩数計で構成し、単位時間当たりの歩数（ピッチ）に基づいて運動強度を算出することとしてもよい。

１０，１０ａ 血糖値計測装置、５０ センサーモジュール、１１０ センサー部、１１１ 発光部、５２ 発光素子、５２−１ 計測用発光素子、１１３ 受光部、５４ 受光素子、５４−１ 計測用受光素子、５４−２ リファレンス用受光素子、１２０ 体動検出部、１３０ 操作入力部、１４０ 表示部、１５０ 通信部、１６０，１６０ａ 処理部、１６１ 発光制御部、１６２ 受光制御部、１６３ 血管位置取得部、１６４ 計測点候補設定部、１６５ 運動状態判定部、１６６ 血糖値予測部、１６７ 調整部、１６８ 光量制御方法決定部、１６９ 計測点選択部、１７０ 吸光スペクトル生成部、１７１ 血糖値算出部、１７２ａ 予測誤差算出部、１７３ａ 再計測制御部、１８０，１８０ａ 記憶部、１８１ 第１計測処理プログラム、１８２ａ 第２計測処理プログラム、１８３ 発光素子リスト、１８４ 受光素子リスト、１８５ 最適距離データ、１９０ 調整テーブル、１９１ 運動時用調整テーブル、１９３ 食事時用調整テーブル、１９５ インスリン投与時用調整テーブル、２００ 血管位置情報、２１０ 計測点候補リスト、２２０ 発光受光位置リスト、２３０ 吸光スペクトルデータ、２４０ 計測結果ＤＢ、２ 使用者、７ 血管、７ｂ 血管部分、８ 非血管部

Claims (9)

1. 使用者の血糖値を予測する予測部と、
   前記使用者の生体内に向けて計測光を照射する複数の発光素子を有する発光部と、
   前記使用者からの反射光を受光する受光部と、
   前記発光部の発光制御及び前記受光部の受光制御を行って前記使用者の生体画像を取得して当該生体画像中の血管部分を取得する取得部と、
   前記血管部分に基づいて、血糖値を計測する際に発光させる前記発光素子を関連付けた計測点候補及び当該計測点候補の優先順を設定する計測点候補設定部と、
   前記予測された血糖値に基づいて１回の計測当たりに発光させる発光素子数を決定し、当該発光素子数に対応する前記計測点候補を前記優先順に従って選択して、選択した前記計測点候補に関連付けられた前記発光素子を、血糖値を計測する際に発光させる発光素子として決定することで光量を決定する光量決定部と、
   前記光量決定部により決定された発光素子の発光制御及び前記受光部の受光制御を行って血糖値を計測する計測部と、
   を備えた血糖値計測装置。
2. 前記予測部は、前記計測部によって過去に計測された血糖値に基づいて前記使用者の血糖値を予測する、
   請求項１に記載の血糖値計測装置。
3. 前記予測部は、前記過去に計測された血糖値の推移に基づいて前記使用者の血糖値を予測する、
   請求項２に記載の血糖値計測装置。
4. 前記予測部は、直前に計測された血糖値を前記使用者の血糖値として予測する、
   請求項２に記載の血糖値計測装置。
5. 前記予測部は、少なくとも前記使用者の食事の有無及びインスリン投与の有無の何れか一方に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の血糖値計測装置。
6. 前記予測部は、前記使用者の食事内容に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、
   請求項５に記載の血糖値計測装置。
7. 前記使用者の体動を検出するための体動検出部を備え、
   前記予測部は、前記体動検出部の検出結果に基づいて、前記予測された血糖値を調整する、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の血糖値計測装置。
8. 前記取得部は、前記生体画像中の血管位置のうち、所定の部位長以上の長さを有する前記血管部分を取得し、
   前記計測点候補設定部は、前記血管部分に前記計測点候補を設定し、且つ、前記血管部分のうちの血管長手方向の中央に近いほど前記計測点候補の優先順を高く設定する、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の血糖値計測装置。
9. 使用者の生体内に向けて計測光を照射する複数の発光素子を有する発光部と、前記使用者からの反射光を受光する受光部とを備えたセンサー部を制御して前記使用者の血糖値を計測する血糖値計測方法であって、
   前記使用者の血糖値を予測することと、
   前記発光部の発光制御及び前記受光部の受光制御を行って前記使用者の生体画像を取得して当該生体画像中の血管部分を取得することと、
   前記血管部分に基づいて、血糖値を計測する際に発光させる前記発光素子を関連付けた計測点候補及び当該計測点候補の優先順を設定することと、
   前記予測された血糖値に基づいて１回の計測当たりに発光させる発光素子数を決定し、当該発光素子数に対応する前記計測点候補を前記優先順に従って選択して、選択した前記計測点候補に関連付けられた前記発光素子を、血糖値を計測する際に発光させる発光素子として決定することで光量を決定することと、
   前記決定された発光素子の発光制御及び前記受光部の受光制御を行って血糖値を計測することと、
   を含む血糖値計測方法。

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