JP6658307B2 - 生体情報取得装置及び生体情報取得方法 - Google Patents
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本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーと、第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーとを同じとした場合に比べて、第1の生体情報を取得する際の発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーを小さくすることができるので、省エネルギー化を実現できる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度と、第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度とを同じとした場合に比べて、第1の生体情報を取得する際の発光素子一つあたりの電力密度を小さくすることができるので、省エネルギー化を実現できる。
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本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の発光領域における第1の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力と、第2の発光領域における第2の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力を同じとした場合に比べて、第1の発光領域における第1の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力を小さくすることができるので、省エネルギー化を実現できる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の生体情報を取得する際に第1の発光領域内の発光素子に流れる電流と、第2の生体情報を取得する際に第2の発光領域内の発光素子に流れる電流を同じとした場合に比べて、第1の生体情報を取得する際に第1の発光領域内の発光素子に流れる電流を小さくすることができるので、省エネルギー化を実現できる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、第2の生体情報として、生体の血液中の情報を取得できる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の生体情報として、生体の血管位置を特定する情報を取得できる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、第1の生体情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も大きい発光素子の単位面積あたりの発光パワーと、第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、第2の生体情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も小さい発光素子の単位面積あたりの発光パワーとを同じとした場合に比べて、第1の生体情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーを小さくすることができるので、省エネルギー化を実現できる。
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本実施形態の生体情報取得装置によれば、電池を備えることができる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、固定バンドを備えることができる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、OLEDを用いることができる。
本実施形態の生体情報取得装置によれば、2の生体情報として、生体の血液中のグルコース濃度または血液中の酸素飽和度を取得できる。
A1.装置構成:
図1は、第1実施形態における生体情報取得装置10の構成を示す模式図である。生体情報取得装置10は、光を用いて使用者2の生体情報を非侵襲に測定する生体情報取得装置である。本実施形態では、生体情報として、使用者2の血液中のグルコース濃度である血糖値を取得する。生体情報取得装置10は、血糖値測定装置10とも呼ぶ。生体情報取得装置10は、腕時計型であり、本体ケース12と、本体ケース12を使用者2の手首や腕等の測定部位に装着及び固定するための固定バンド14とを備えて構成されるウェアラブル装置(ウェアラブル機器)である。
(A)血糖値の測定
本実施形態における血糖値の測定原理について説明する。測定にあたり、血糖値測定装置10は、センサーモジュール50が使用者2の皮膚面に密着す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を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を測定対象として設定し、測定光がこの血管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位置(血管パターン)情報を取得する。血管位置情報の取得は、公知の静脈認証技術における静脈位置情報の検出と同様に実現することができる。
血管位置情報を取得したならば、続いて、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、血管長手方向において所定の長さ及び所定の幅を有する」ことである。
続いて、発光部Lと受光部Sとを選択する。
測定対象の血管部位6に対する測定用発光部Ld、測定用受光部Sd、リファレンス用発光部Lr、及びリファレンス用受光部Srを選択すると、血糖値情報の取得を行う。具体的には、まず、測定用発光部Ldを発光させ、その光の測定用受光部Sdからの受光結果Q1(「第1の受光結果Q1」と呼ぶ)を取得する。次に、リファレンス用発光部Lrを発光させ、その光のリファレンス用受光部Srからの受光結果Q2(「第2の受光結果Q2」と呼ぶ)を取得する。そして、受光結果Q1と受光結果Q2とを用いて、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、予め定められた血糖値(血液中のグルコース濃度)と吸光度との関係を示す検量線を用いて、血糖値情報の取得を行う。なお、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)の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10は、血管位置情報取得時及び血糖値情報取得時の光照射方法を説明する図である。図10において、(i)血管位置情報取得時のセンサーモジュール50の発光状態と、(ii)血糖値情報取得時のセンサーモジュール50の発光状態とを示す。なお、図10において、ハッチングが施されている発光素子53が発光していることを示し、ハッチングの濃さが濃いほど、光の照射量が大きいことを示す。なお、どの発光素子が発光しているかは、センサーモジュール50を、赤外領域に感度を有するカメラで撮像すれば、発光している発光素子53を特定できる。
吸光スペクトルを生成するとき、例えば発光部Lによる発光光の波長を変化させることで皮膚面への照射光の波長λを近赤外領域内で変化させて、波長λ毎の血管部位6の透過率を求める。透過率T(λ)は、測定用受光部Sdによって得られた光強度Os(λ)と、リファレンス用受光部Srによって得られた光強度Or(λ)とから、T(λ)=Os(λ)/Or(λ)、として得られる。そして、この透過率から吸光率を求めて吸光スペクトルを生成する。
図12は、本実施形態における血糖値測定装置10の機能構成図である。血糖値測定装置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、照射部210と、撮像部220と、制御部300と、記憶部400とを備えて構成される。
トルを生成する。具体的には、測定用受光部Sdからの第1の受光結果Q1及びリファレンス用受光部Srからの第2の受光結果Q2をもとに、波長λ毎の透過率Tを算出することで、吸光スペクトルを生成する。更に、測定対象の血管部位6が複数有る場合は、これら複数の測定対象の血管部位6それぞれの吸光スペクトルを平均して平均吸光スペクトルを算出する。吸光スペクトル算出部324によって算出された吸光スペクトルは、吸光スペクトルデータ420として記憶される。
図14は、生体情報取得方法としての血糖値測定処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、制御部300が、血糖値測定プログラム404に従った処理を実行することで実現される。
本実施形態の生体情報取得装置10において、血管の位置に基づいて測定用発光部Ldを選択することにより、血管に関連した生体情報を取得するのに適した発光部Lを測定用発光部Ldとして選択できる。このため、本実施形態の生体情報取得装置10によれば、血管に関連した生体情報を精度良く取得することができる。
第2実施形態は、第1実施形態と比較して、リファレンス用発光部Lrとリファレンス用受光部Srとの選択方法が異なるが、それ以外は同じである。
この発明は前記実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
血管位置情報取得時及び血糖値情報取得時の光照射条件として、生体情報取得装置10の省エネルギー化の観点から、以下のような特徴点のうちの1つ以上を有することが好ましい。
〈特徴点1〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53一つあたりの電力密度は、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53一つあたりの電力密度よりも小さい。
〈特徴点2〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53一つあたりの電流密度は、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53一つあたりの電流密度よりも小さい。
〈特徴点3〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域RL1における血管位置情報を取得する際の発光パワー(mW)は、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第2の発光領域RL2における血糖値情報を取得する際の発光パワー(mW)よりも小さい。
〈特徴点4〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域RL1における血管位置情報を取得する際の発光素子53の消費電力(mW)は、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第2の発光領域RL2における血糖値情報を取得する際の発光素子53の消費電力(mW)よりも小さい。
〈特徴点5〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域RL1における印加電流(mA)は、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53が外接する最小円の内側の領域である第2の発光領域RL2における印加電流(mA)よりも小さい。
〈特徴点6〉血管位置情報を取得する際に第1の発光領域RL1内の発光素子53に流れる電流は、血糖値情報を取得する際に第2の発光領域RL2内の発光素子53に流れる電流よりも小さい。
〈特徴点7〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53の中で、血管位置情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も大きい発光素子53の単位面積あたりの発光パワーは、血糖値情報を取得する際に同時に発光した発光素子53の中で、血糖値情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も小さい発光素子53の単位面積あたりの発光パワーよりも小さい。
〈特徴点8〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53の中で、血管位置情報を取得する際の電力密度が最も大きい発光素子53の電力密度は、血糖値情報を取得する際に発光した発光素子53の中で、血糖値情報を取得する際の電力密度が最も小さい発光素子53の電力密度よりも小さい。
〈特徴点9〉血管位置情報を取得する際に同時に発光した発光素子53の中で、血管位置情報を取得する際の電流密度が最も大きい発光素子53の電流密度は、血糖値情報を取得する際に発光した発光素子53の中で、血糖値情報を取得する際の電流密度が最も小さい発光素子53の電流密度よりも小さい。
前記実施形態では、生体情報として、血管位置情報及び血糖値情報を取得する。換言すると、第1の生体情報として、生体の血管位置を特定する情報である血管位置情報を取得し、第2の生体情報として、第1の生体情報とは異なる情報である生体の血液中の情報を取得する。しかし、本発明はこれに限られない。
前記実施形態では、発光部Lの選択後、発光部Lから所定距離W離れた受光部Sを選択している。しかし、本発明はこれに限られない。受光部Sの選択後、受光部Sから所定距離W離れた発光部Lを選択してもよい。また、発光部Lと受光部Sの位置は、図7に示した例以外の種々の位置をとり得る。
前記実施形態では、第1の受光結果Q1を取得する工程(ステップP180)の後、第2の受光結果Q2を取得する工程(ステップP210)を行なう。しかし、本発明はこれに限られない。第2の受光結果Q2を取得する工程の後、第1の受光結果Q1を取得する工程を行なっても良い。
前記実施形態では、血管4の上にない一の位置をリファレンス用発光部Lrとして選択し、リファレンス用発光部Lrから所定距離Wだけ離れており、かつ、血管4の上にないリファレンス用受光部Srを選択する。しかし、本発明は、これに限られない。つまり、上記条件に加え、リファレンス用発光部Lrとリファレンス用受光部Srとの間に血管の上である位置を含まないとの条件を加えても良い。このようにすることにより、リファレンス用受光部Srにて得られる第2の受光結果は、照射された光が血管を通る割合が少なくなるため、血管や血管内の血液に関する情報がより少なくなる。この結果として、生体情報を精度よく取得できる。
前記実施形態では、発光部L及び受光部Sの選択(例えば、ステップP160)の後、発光部Lの発光を行う(例えば、ステップP170)。しかし、本発明はこれに限られない。発光部Lの発光後に、受光部Sの選択を行っても良い。
前記実施形態では、第1の発光領域RL1内の発光素子53は、血管位置情報取得時に全てが発光し、第2の発光領域RL2内の発光素子53は、血糖値情報取得時に全てが発光しているが、本発明はこれに限られない。つまり、第1の発光領域RL1内の発光素子53の中で、血管位置情報取得時に少なくとも一つの発光素子53が発光すればよく、第2の発光領域RL2内の発光素子53の中で、血糖値情報取得時に少なくとも一つの発光素子53が発光すればよい。
Claims (19)
- 生体へ光を照射する複数の発光素子と、
前記生体を透過した光を受光する受光部と、
前記発光素子と前記受光部とを制御し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する、制御部と、を備え、
前記第1の生体情報は、前記生体の血管位置を特定する情報を含み、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーは、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーよりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、
前記生体を透過した光を受光する受光部と、
前記発光素子と前記受光部とを制御し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する、制御部と、を備え、
前記第1の生体情報は、前記生体の血管位置を特定する情報を含み、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度は、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項2に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電流密度は、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電流密度よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、
前記生体を透過した光を受光する受光部と、
前記発光素子と前記受光部とを制御する制御部し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する、制御部と、を備え、
前記第1の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域における前記第1の生体情報を取得する際の発光パワーは、
前記第2の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域であり、前記第1の発光領域よりも小さい領域である第2の発光領域における前記第2の生体情報を取得する際の発光パワーよりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、
前記生体を透過した光を受光する受光部と、
前記発光素子と前記受光部とを制御し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得し、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する、制御部と、を備え、
前記第1の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域内における前記第1の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力は、
前記第2の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域であり、前記第1の発光領域よりも小さい領域である第2の発光領域内の発光素子における前記第2の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項5に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報を取得する際に前記第1の発光領域内の発光素子に流れる電流は、
前記第2の生体情報を取得する際に前記第2の発光領域内の発光素子に流れる電流よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記第2の生体情報は、前記生体の血液中の情報を含むことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報は、前記生体の血管位置を特定する情報を含むことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第1の生体情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も大きい発光素子の単位面積あたりの発光パワーは、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第2の生体情報を取得する際の単位面積あたりの発光パワーが最も小さい発光素子の単位面積あたりの発光パワーよりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項2に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第1の生体情報を取得する際の電力密度が最も大きい発光素子の電力密度は、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第2の生体情報を取得する際の電力密度が最も小さい発光素子の電力密度よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項3に記載の生体情報取得装置であって、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第1の生体情報を取得する際の電流密度が最も大きい発光素子の電流密度は、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子の中で、前記第2の生体情報を取得する際の電流密度が最も小さい発光素子の電流密度よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、さらに、
前記発光素子が光を照射するためのエネルギーを供給する電池を備えることを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、さらに、
前記生体の手首に装着するための固定バンドを備えることを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記発光素子として、OLEDを用いることを特徴とする、生体情報取得装置。 - 請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の生体情報取得装置であって、
前記第2の生体情報は、前記生体の血液中のグルコース濃度または前記血液中の酸素飽和度であることを特徴とする、生体情報取得装置。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、前記生体を透過した光を受光する受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法であって、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得する工程と、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する工程と、を備え、
前記第1の生体情報は、前記生体の血管位置を特定する情報を含み、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーは、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの単位面積あたりの発光パワーよりも小さいことを特徴とする、生体情報取得方法。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、前記生体を透過した光を受光する受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法であって、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得する工程と、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する工程と、を備え、
前記第1の生体情報は、前記生体の血管位置を特定する情報を含み、
前記第1の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度は、
前記第2の生体情報を取得する際に発光した発光素子一つあたりの電力密度よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得方法。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、前記生体を透過した光を受光する受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法であって、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得する工程と、
前記複数の発光素子のうちの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する工程と、を備え、
前記第1の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域における前記第1の生体情報を取得する際の発光パワーは、
前記第2の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域であり、前記第1の発光領域よりも小さい領域である第2の発光領域における前記第2の生体情報を取得する際の発光パワーよりも小さいことを特徴とする、生体情報取得方法。 - 生体へ光を照射する複数の発光素子と、前記生体を透過した光を受光する受光部と、を備える生体情報取得装置により生体情報を取得する生体情報取得方法であって、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより第1の生体情報を取得する工程と、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一つの発光素子に照射させた光を、前記受光部に受光させることにより、前記第1の生体情報とは異なる第2の生体情報を取得する工程と、を備え、
前記第1の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域である第1の発光領域における前記第1の生体情報を取得する際の消費電力は、
前記第2の生体情報を取得する際に同時に発光した発光素子が外接する最小円の内側の領域であり、前記第1の発光領域よりも小さい領域である第2の発光領域における前記第1の生体情報を取得する際の発光素子の消費電力よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得方法。
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