JPH11128176A

JPH11128176A - 生体光計測装置

Info

Publication number: JPH11128176A
Application number: JP29666597A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Sonehara; 剛志曽根原; Yuji Miyahara; 裕二宮原; Masao Kan; 正男管
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】生体中を透過あるいは拡散した照射光を検出し
て生化学物質の濃度を無侵襲的に測定する装置におい
て、測定部位の位置決めを高精度に行い、より高精度な
測定を可能にする。【解決手段】光を照射した部分を含む、生体の一部を撮
影して画像情報化する装置とこれによって得られた画像
情報を記録する装置及び光を照射する位置を調整する機
構を設け、２回目以降の測定の際は、以前に得られた画
像情報と今回得られた画像情報とを比較し、光の照射位
置が前回と同一になるように調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体中の血液等の
体液や組織に含まれるグルコースやヘモグロビン，コレ
ステロールなどの化学物質の濃度を、体外から生体の所
定の部位に光を照射して、生体中を透過あるいは拡散し
て人体から放射された光を検出することにより無侵襲的
に計測する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒトの指に近赤外光を照射し、透過して
きた光のスペクトルを測定することにより、被験者の血
中グルコース濃度（血糖値）を無侵襲的に計測する装置
がクリニカル・ケミストリー第３８巻９号，１９９２
年，第１６１８頁から第１６２２頁に記載されている。
上記従来技術では、レンズ系あるいはファイバーで構成
された光学系を介して、タングステンハロゲンランプを
光源とするフーリエ変換型分光器の出力を被験者の指に
照射し、照射側の反対側から透過光を集光して検出し、
指の近赤外スペクトルを求める構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では糖負
荷試験下の糖尿病患者に対して、指の近赤外スペクトル
を測定すると同時に採血し、従来のグルコースオキシダ
ーゼとの化学反応を利用する定量分析法によって血糖値
を測定し、得られた近赤外スペクトルとグルコースオキ
シダーゼ法で得られた血糖値の間で部分最小二乗法を用
いた多変量解析を行って近赤外スペクトルから血糖値を
予測する式を算出している。

【０００４】上記従来技術では、装置に対する指の位置
決めのずれが、近赤外スペクトル測定に大きなゆらぎを
発生する原因の一つとなっている。上記従来技術ではス
ペクトルが通常の分布から大きく外れたような場合、多
変量解析でキャリブレーションモデルをつくる際にその
データを外すという処置を行っているだけで、指の位置
ずれを解消するための対策は特に施していない。

【０００５】本発明の目的は、指などの測定部位の位置
決めを高精度に行い、より高精度な血糖値や血中ヘモグ
ロビン濃度などの無侵襲計測装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光を照射し
た部分を含む生体の一部を撮影して画像情報化する装置
と、これによって得られた画像情報を記録する装置及び
光を照射する位置を調整する機構を設け、２回目以降の
測定の際は、各測定を行う際に以前に得られた画像情報
と今回得られた画像情報とを比較し、光の照射位置が前
回と同一になるように調整することによって達成され
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例の構
成図である。本実施例は指を測定部位とする無侵襲血糖
値測定装置である。１は指、２は筺体、３は窓、４ａ，
４ｂ，４ｃは光源、５ａ，５ｂ，５ｃはファイバーコリ
メーターレンズ、６はファイバーカプラー、７ａ，７
ｂ，７ｃは光ファイバー、８はレンズ、１０ａ，１０ｂ
は光学フィルター、１１はハーフミラー、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは支柱、１３はＣＣＤ（電
化結合素子）カメラ、１４はＣＣＤ出力信号処理回路、
１５ａ，１５ｂ，１５ｃは半導体メモリ、１６はハード
ディスク、１７は半導体フォトダイオード、１８は電流
電圧変換回路、１９はアナログ−デジタル変換器、２０
はＸＹステージ、２１はステージ駆動装置、２２は中央
処理装置、２３ａ，２３ｂは光源駆動回路、２４は画像
表示装置、２５は操作ユニット、２６はジョイスティッ
ク、２７ａ，２７ｂはボタン、２８は計算結果表示装置
である。

【０００８】表示装置２４と操作ユニットを除く部分は
不透明なプラスチック製の筺体２の中に内蔵されてい
る。筺体２の上面の一部は被験者の指の形に合わせた凹
部が設けられ、被験者の指を凹部に合わせて置けば±約
１mm程度の位置再現性が得られるようになっている。凹
部の中心は筺体に直径８mmの穴が開けられており、穴の
サイズに合わせた透明な円形窓材３が取り付けられてい
る。

【０００９】光源４ａは波長１６００ｎｍの半導体レー
ザ、光源４ｂは波長１８００ｎｍの近赤外半導体レーザ
である。光源４ａと光源４ｂの出力光はファイバーコリ
メーターレンズ５ａ，５ｂによって光ファイバー７ａ，
７ｂに導入され、ファイバーカプラー６によって合波さ
れ、一本の光ファイバー７ｃに導入され、ファイバーコ
リメーターレンズ５ｃによって再び直径１mmの平行ビー
ムとなって射出される。光源４ｃはタングステンハロゲ
ンランプであり、レンズ８によって直径１０mmの平行光
束化された上で指を撮像するためのインコヒーレント光
源として使用される。

【００１０】光源４ａ，４ｂの光と光源４ｃの光は、近
赤外光は９５％透過し、可視光はほぼ１００％反射する
光学フィルター１０ａによって合成され、光源４ａ，４
ｂの光が合波されたビームが平行光束化された光源４ｃ
の光の中心を通るような状態にさせられたうえで、ハー
フミラー１１で窓材３を介して指１に照射される。

【００１１】指１の拡散反射光を近赤外光は９５％透過
し、可視光はほぼ１００％反射する光学フィルター１０
ｂによって反射光と透過光に分けて反射光をレンズを内
蔵したＣＣＤカメラ１３で、透過光を半導体フォトダイ
オード１７で検出する。光学フィルター１０ｂは波長が
７５０ｎｍより長い近赤外光を透過し、波長が４００〜
７００ｎｍの可視光を反射するため、ＣＣＤカメラ１３
で撮影されるのはタングステンハロゲンランプ４ｃの光
の可視光成分による指１の像であり、半導体フォトダイ
オード１７で検出されるのは指１の拡散反射光の内半導
体レーザ光源４ａ，４ｂに由来する成分となる。

【００１２】なお、ファイバーコリメーターレンズ５
ｃ，光学フィルター１０ａ，１０ｂ、ハーフミラー１
１，タングステンハロゲンランプ光源４ｃ，レンズ８，
ＣＣＤカメラ１３は支柱１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅ等によりｘｙステージ２０に一体化して固定
されており、ｘｙステージを動かすことにより筺体２に
対して相対的に動くようになっている。

【００１３】ＣＣＤカメラ１３の出力信号はＣＣＤ出力
信号処理回路１４によって２値化されたデジタル画像情
報として半導体メモリ１５ａに取り込まれる。半導体フ
ォトダイオード１７の出力電流は電流電圧変換回路１８
でアナログ電圧信号に変換された後にアナログ−デジタ
ル変換器１９によって１６ビットのデジタル信号に変換
され、メモリ１５ｃに取り込まれる。

【００１４】半導体メモリ１５ｂに記憶された画像情報
は中央処理装置２２によってメモリ１５ａから読み取ら
れ、窓３から見える指の範囲のうち、４mm×３mmの領域
が画像表示装置２４に表示される。中央処理装置２２は
このほか、メモリ１５ｂ，メモリ１５ｃ，ステージ駆動
装置２１，操作ユニット２５，計算結果表示装置２８に
接続されている。

【００１５】操作ユニット２５上にはボタン２７ａ，２
７ｂとジョイスティック２６がついている。ボタン２７
ａはリセットボタンであり、これが押されると中央処理
装置２２はメモリ１５ａの内容をハードディスク１６に
書き込み、メモリ１５ｃの読み出しを行い、その結果を
もとに計算した血糖値を計算結果表示装置２８に表示す
る。

【００１６】電源投入時に中央処理装置はハードディス
ク１６の記録内容をメモリ１５ｂに転送する。ボタン２
７ａ，２７ｂが押されていない状態では中央処理装置２
２はメモリ１５ａとメモリ１５ｂのイメージの重ね合わ
せを画像表示装置に表示し続けるだけである。ボタン２
７ｂが押されると中央処理装置２２はメモリ１５ｃの読
み出しを行い、その結果をもとに計算した血糖値を計算
結果表示装置２８に表示する。ジョイスティック２６を
倒した方向に応じて中央処理装置２２はステージ駆動装
置２１に信号を送り、ジョイスティック２６を倒した方
向に毎秒０.５mmでｘｙステージ上のファイバーコリメ
ーターレンズ５ｃやフィルター，ハーフミラー等を含む
光学系を移動させ、指１の撮影位置および光照射・測定
位置を移動させる。

【００１７】光源４ａの出力光は光源駆動回路２３ａに
よって１３ｋＨｚで、光源４ｂの出力光は光源駆動回路
２３ｂによって１７ｋＨｚでそれぞれ強度変調されてい
る。アナログ−デジタル変換器１９のサンプリングレー
トは２５６ｋＨｚである。中央処理装置２２はサンプリ
ングされてメモリ１５ｃに取り込まれたフォトダイオー
ド１７の出力信号を高速フーリエ変換し、周波数１３ｋ
Ｈｚ，１７ｋＨｚの成分をそれぞれ求め、波長１６００
ｎｍと波長１８００ｎｍの光強度に比例した信号成分を
それぞれ求め、電流電圧変換回路１８の変換ゲイン，フ
ォトダイオード１７の分光感度などからそれぞれの波長
の拡散反射光強度を求める。指に照射している光の強度
は１６００ｎｍ，１８００ｎｍともに１ｍＷなので、波
長λ〔ｎｍ〕の減光度Ａ（λ）は波長λの拡散反射光強
度をＰ（λ）〔ｍＷ〕とするとき、（数１）となる。

【００１８】

【数１】

【００１９】Ａ（１６００），Ａ（１８００）の値をも
とに中央処理装置２２は血糖を計算してＡ（１６０
０）、Ａ（１８００）の値とともに表示する。

【００２０】本実施例の操作方法を図２に従ってより詳
細に説明する。図２は本実施例による血糖値測定の手順
である。リセットボタン２７ａを押したときの測定を最
初の測定、ボタン２７ｂを押したときの測定を２回目以
降の測定と呼ぶことにする。最初の測定では窓３に押し
あてた指の指紋の画像が表示され、記録される。２回目
以降の測定では、まず最初の測定で記録された指の画像
と現在の指の画像が重ねて表示される。よほどのまぐれ
がおこらないかぎり最初に指をのせた位置から現在の位
置はコンマ数ミリは必ずずれ、二つの画像は重ならな
い。

【００２１】ジョイステック２６によってＸＹステージ
２０を平行移動させ、指の撮影する部分を移動すること
によりほぼかさなる位置を見つけ出す。指紋のしわの間
隔は約０.５mm であり、図２の右下の図のようにもっと
もよく重なる位置を見出すことにより間隔の１／１０，
５０μｍ程度の位置再現性を得ることができる。結果と
して光源４ａ，４ｂの光も同一の精度で最初の測定の際
と同一位置に照射されることになる。

【００２２】１６００ｎｍ，１８００ｎｍともにグルコ
ースの吸収波長であり、原理的にはどちらか一方だけの
波長の吸光度だけからグルコース濃度を決定することが
可能である。しかし体温の変動によっていずれの波長に
おいても水の吸収が変化し、１波長ではグルコース濃度
の変化なのか体温の変化なのかを区別することができな
い。この体温に由来する水の吸収の変化が１６００ｎｍ
と１８００ｎｍとでは逆になる。すなわち１６００ｎｍ
における吸収は体温の上昇とともに減少し、１８００ｎ
ｍにおける吸収は増加する。したがって１６００ｎｍに
おける吸光度Ａ（１６００）と１８００ｍにおける吸光
度Ａ（１８００）にある定数をかけた値との和は体温に
よらずグルコース濃度によってだけ変化する値となる。

【００２３】Ａ（１６００）とＡ（１８００）から血糖
値を求める式は、一週間にわたり被験者の指のＡ（１６
００）とＡ（１８００）の本実施例による測定と同時
に、採血してグルコースオキシダーゼ法による血糖値測
定を行い、線型重回帰モデルを用いて作成した。その結
果血糖値ｃ〔ｍｇ／ｄＬ〕を表す式として、（数２）が
得られた。

【００２４】

【数２】

【００２５】図３は本実施例の効果である。図３は被験
者が空腹時に本実施例を用いて２０回１６００ｎｍにお
ける指の減光度測定を行った結果を模擬的に示す。
（ａ）はジョイスティックによる位置調整を行わなかっ
た場合、（ｂ）は行った場合である。いずれも測定は３
０分以内に行われ、被験者の血糖値はほとんど一定であ
ったと考えてよい。減光度のばらつきは（ａ）が標準偏
差０.０２８、(ｂ）が０.００３４で、(ｂ）は（ａ）に
くらべ約一桁減少している。この結果として予測誤差１
０ｍｇ／ｄＬ以下の無侵襲血糖値計測が実現されるので
ある。本実施例による血糖値の測定値と従来のグルコー
スオキシダーゼ法による測定結果の間では相関係数の二
乗値が０.９以上の非常に高い相関を得ることも可能で
ある。

【００２６】本実施例ではグルコースを測定対象とした
ためグルコースの吸収波長である１６００ｎｍと１８０
０ｎｍを使用したが、他の物質の吸収波長を用いること
によりグルコース以外の成分の高精度な無侵襲計測装置
を実現できることはいうまでもない。たとえば、７００
ｎｍと９００ｎｍを使えばヘモグロビン濃度やヘモグロ
ビン酸素飽和度の高精度無侵襲測定装置となる。

【００２７】本実施例では生体の拡散反射光を測定した
が、たとえば半導体フォトダイオード１７の位置を筺体
２及び指１の上方に設置し、透過光を検出してもほぼ同
様の結果が得られる。

【００２８】なお本実施例では指を測定部位として指紋
を位置のマーカーとして利用したが、他の測定部位でも
ほくろや毛穴，傷跡，しわなど位置の基準として利用可
能なものがある部位であれば同様のことができる。

【００２９】図４は本発明の第２の実施例を示す。本実
施例は基本的には第１の実施例と類似の構成をとるが、
レーザ光源をタングステンハロゲンランプ４ｄを分光器
２９で分光したもので代用したほかは、全体的に構成を
簡略化して小型化を図った。レーザの代わりにタングス
テンハロゲンランプを使用した結果、減光度の連続的な
スペクトルをとることが可能となった。

【００３０】分光器２９で単色化された光は光ファイバ
ー７ｄに導入され、ファイバーコリメーターレンズ５ｃ
で平行光束化されてハーフミラー１１で反射されて指１
に照射される。指の像を撮影するための白色光源４ｄの
光は本実施例では斜めから指１に照射される。ハーフミ
ラー１１の裏側から指の拡散反射光をＣＣＤカメラ１３
で検出する。本実施例ではＣＣＤカメラは筐体２に完全
に固定されていて動かない。ファイバーコリメーターレ
ンズ５ｃだけが支柱１２ｃによって筐体２に固定された
ｘｚステージ３０に取り付けられている。この結果とし
て可動部が小さくなり、装置の小型化，安定化が実現さ
れる。

【００３１】本実施例の使用手順は第１の実施例とやや
異なるので、図５に従って簡単に説明する。

【００３２】まず電源投入時に中央処理装置２２は光源
駆動回路２３ｃと２３ｄを制御して、光源４ｃを消灯
し、光源４ｄを点灯する。リセットボタン２７ａを押し
た場合の最初の測定では３mm×４mmの領域の指の像を表
示し、その中心１mm×１mmの領域（図４で点線で囲まれ
た領域）の画像データをハードディスク１６に保存す
る。その後光源４ｃを点灯し、光源４ｄを消灯する。

【００３３】電源投入時はファイバーコリメーターレン
ズ５ｃから出力される光源４ｃの出力光ビームが画像表
示範囲の中心に照射されるようになっており、分光器２
９の出力光の波長は１１００ｎｍに設定されている。最
初の測定ではこの状態のまま、拡散反射光をＣＣＤカメ
ラで検出する。

【００３４】中央処理装置は光照射点を中心とする１mm
×１mmの領域の輝度の平均を計算して、拡散反射光強度
とする。中央処理装置２２は分光器２９を制御し、分光
器の出力光の波長を１１００ｎｍから１８００ｎｍの範
囲で１０ｎｍステップで変化させ、そのつど同様のこと
を行い、７１波長でのスペクトルをとり終えるとともに
分光器から出てくる光の波長を１１００ｎｍに戻す。

【００３５】２回目以降の測定の前に、図５（ｂ）のよ
うに最初の測定で記憶された１mm×１mmの画像と現在の
指紋の画像が重ねて表示される。ジョイスティック２６
の操作によってこの１mm×１mmの画像を表示する位置が
移動し、この動きに連動してｘｚステージ３０が制御さ
れ、この画面上における移動に対応した分だけファイバ
ーコリメーターレンズ５ｃから出力される光の照射位置
が移動する。すなわちファイバーコリメーターレンズ５
ｃから出力される光の照射位置は常に最初に記録された
１mm×１mmの像の中心にあるように自動的に調整され
る。１mm×１mmの像が現在の指紋の像にほぼ重なる位置
が見つかったらボタン２７ｂを押す。その後は最初の測
定と同一のことが行われる。

【００３６】この第２の実施例で７１波長のスペクトル
から血糖値を求める式の出しかたは第１の実施例とほぼ
同様で、一週間にわたり被験者の指の減光度スペクトル
の測定と同時に、採血してグルコースオキシダーゼ法に
よる血糖値測定を行い、部分最小二乗（ＰＬＳ）モデル
を用いて作成した。

【００３７】図６は本発明の第３の実施例の概念図であ
る。本実施例もまた第１の実施例及び第２の実施例とほ
ぼ同一の構成をとる。本実施例では第１の実施例と同様
に撮像素子であるＣＣＤを動かす構成となっている。そ
れ以外の点は第２の実施例とほとんど同一である。

【００３８】本実施例ではｘｙステージ２０による平行
移動に加え、回転ステージ３１をＣＣＤおよびｘｙステ
ージの下に設置し、回転の自由度を付加している。第１
及び第２の実施例では指を置く位置の水平方向のずれに
ついてのみ考慮し、指を置く向きすなわち角度のずれに
対しては考慮していなかったが、本実施例によれば指を
置く向きが前回の測定と異なっていてもＣＣＤを回転す
ることにより前回撮影された指の画像と新たに撮影され
た画像とほとんど完全に重なり合う点を見い出すことが
可能である。

【００３９】図７は本実施例の使用方法をより詳細に説
明するために使用手順を示した図である。図７（ａ）は
水平移動だけで中心部をできる限り前回の測定で撮影し
た画像に一致させるようにした段階である。角度がずれ
ているため、周辺部では明瞭なずれが存在する。（ｂ）
はＣＣＤを−１４度回転した結果である。角度のずれが
修正され、二つの画像の間にほとんど完璧な一致を得る
ことができた。なお、本実施例ではＣＣＤを回転して新
たに撮影する画像を回転したが、以前撮影した画像をコ
ンピューターグラフィックス処理によって回転しても良
いし、ＣＣＤの代わりに光学的カメラを使用してフィル
ム等に撮影し、フィルムを回転するなどの手段を用いて
ももちろん良い。

【００４０】図８は本発明の第４の実施例である。本実
施例の構成はほぼ第２の実施例と同一であるが、表示装
置２４と操作ユニット２５がないかわりに画像比較装置
３２があり、表示装置と操作ユニットによって人間がマ
ニュアルで行っていた位置合わせ操作を自動的に行う。
その操作は次のようである。

【００４１】本実施例ではＣＣＤカメラで撮影した視野
３mm×４mm，１画素のサイズ５０μｍ，１画素あたり８
ビット２５６階調の白黒画像がメモリに取り込まれる。
最初の測定では画像データがメモリ１５ａに転送された
後、ハードディスク１６に記録される。２回目以降の測
定ではハードディスク１６に記録された画像イメージが
メモリ１５ｂに転送され、新たに撮影された画像データ
はメモリ１５ａに転送される。

【００４２】二つのメモリに記憶された画像データをも
とに画像比較装置３２は、次のような手順によって自動
位置合わせ操作を行う。まずメモリ１５ａにおける、画
像左下から右にｉ番目，上にｊ番目の画素の明るさに対
応する８ビット＝１バイトのデータをａ（ｉ，ｊ）とあ
らわすことにする。メモリ１５ｂに対しては、画像の中
心部１mm×１mmの部分画像において、左下から右にｉ番
目、上にｊ番目の画素の明るさに対応する８ビット＝１
バイトのデータをｂ（ｉ，ｊ）とあらわすことにする。
画像比較装置３２はｍ＝０〜５９，ｎ＝０〜３９の各
（ｍ，ｎ）に対して、３×４mmの全画像の左下から右に
ｍ番目、上にｎ番目を左下とする１mm×１mmの部分画像
と、最初の測定で得られた画像の中心１mm×１mmの部分
画像との距離、（数３）を計算する。

【００４３】

【数３】

【００４４】６０×４０＝２４００通りのＤ（ａ，ｂ）
を計算して距離が最小になる（ｍ，ｎ）を求め、中央処
理装置２２に送る。ずれがなければ、部分画像が中心と
なるとき、すなわちｍ＝２９，ｎ＝１９のとき最小にな
るはずである。異なる場合は、中央処理装置はｘｚステ
ージを操作して、画素サイズは５０μｍだから、（ｍ−
２９）×５０μｍ右に、（ｎ−１９）×５０μｍ上に光
照射位置をずらし、最初の測定とできる限り近い位置に
光を照射する。このようにして光照射位置再現性として
５０μｍ程度が得られるのである。指を置く位置が大幅
にずれてしまった場合、比較装置３２で自動的に判定さ
れた位置が必ずしも５０μｍオーダーの精度で最初の測
定に一致しない場合もあり得る。そこで、比較装置３２
は画像間の距離Ｄのほかに相関係数（数４）を同時に計
算して中央処理装置に送る。

【００４５】

【数４】

【００４６】ただし、

【００４７】

【数５】

【００４８】

【数６】

【００４９】である。

【００５０】この相関係数が０.９未満である場合には
エラーと判断してブザーをならし、指のおきなおしを指
示する。このようにすることで大幅にずれているにもか
かわらず、距離が最小になる点を機械的に選び出してし
まう危険を避けている。

【００５１】なお、本実施例では平行移動の自由度だけ
考慮したが、角度のずれに対してもａ（ｉ，ｊ）に回転
変換を施してやることにより同様の自動化が可能であ
る。それには例えば次のようにすればよい。もとのビッ
トマップ画像ａ（ｉ，ｊ）を角度θ回転した画像ｃ
（ｉ，ｊ）を（数７）として、ｃとａの距離を比較す
る。

【００５２】

【数７】

【００５３】ただし、〔ｘ〕はｘに最も近い整数とす
る。被験者は３０度以上角度をずらさないようにして指
を置くこととし、θは例えば０度から３０度の範囲で１
度ステップで変えて距離が最小となるθを求めればよ
い。この例では後で撮影されたほうの画像を回転した
が、もちろん先に撮影した画像を回転してもよい。

【００５４】本実施例では第２の実施例と同様に、最初
の測定で得られた画像の中心部とその後の測定で得られ
た画像から切り出した撮影された画像の一部分とを比較
したが、第１の実施例において示したように、撮影する
位置を移動させ、撮影された画像全体との相関をとって
ももちろんよい。また、本実施例では二つの画像データ
間の距離が最小になる場合を探したが、二つの画像デー
タ間の相関、（数８）が最大になる場合を探してもほぼ
等価であることはもちろんいうまでもない。

【００５５】

【数８】

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、生体光計測装置におけ
る光の照射位置，検出位置の再現性を飛躍的に高めるこ
とができ、安定な減光度の測定が可能となり、その結果
として光計測を利用した血中グルコース濃度など、生化
学成分の無侵襲計測の高精度化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す概念図。

【図２】本発明の第１の実施例の使用手順を示す図。

【図３】本発明の第１の実施例の効果を示す図。

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す概念図。

【図５】本発明の第２の実施例の使用手順を示す図。

【図６】本発明の第３の実施例の構成を示す概念図。

【図７】本発明の第３の実施例の使用手順を示す図。

【図８】本発明の第４の実施例の構成を示す概念図。

【符号の説明】１…指、２…筺体、３…窓、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…
光源、５ａ，５ｂ，５ｃ…ファイバーコリメーターレン
ズ、６…ファイバーカプラー、７ａ，７ｂ，７ｃ…光フ
ァイバー、８…レンズ、１０ａ，１０ｂ…光学フィルタ
ー、１１…ハーフミラー、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄ，１２ｅ…支柱、１３…ＣＣＤカメラ、１４…ＣＣ
Ｄ出力処理回路、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…半導体メモ
リ、１６…ハードディスク、１７…半導体フォトダイオ
ード、１８…電流電圧変換回路、１９…アナログ−デジ
タル変換器、２０…ＸＹステージ、２１…ステージ駆動
装置、２２…中央処理装置、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
２３ｄ…光源駆動回路、２４…画像表示装置、２５…操
作ユニット、２６…ジョイスティック、２７ａ，２７ｂ
…ボタン、２８…計算結果表示装置、２９…分光器、３
０…ｘｚステージ、３１…回転ステージ、３２…画像比
較装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、上記光源から出た光を生体に照射
する光学系と、上記光源から射出され、生体を透過ある
いは拡散した光を検出する光検出器を備え、上記光検出
器の出力信号をもとに上記生体中の生化学物質の濃度を
無侵襲的に測定する装置において、上記光源の光を照射
した部位を含む生体表面の画像を撮影する撮影装置と、
上記撮影装置による撮影結果である画像を記録する装置
と、上記記憶装置に記録された画像と上記撮影装置によ
って撮影された画像を比較する装置と、上記光源の光を
照射する生体上の位置を移動させる機構を有することを
特徴とする生体光計測装置。
【請求項２】光源と、上記光源から出た光を生体に照射
する光学系と、上記光源から射出され、生体を透過ある
いは拡散した光を検出する光検出器を備え、上記光検出
器の出力信号をもとに上記生体中の生化学物質の濃度を
無侵襲的に測定する装置において、上記光源の光を照射
した部位を含む生体表面の画像を撮影する撮影装置と、
上記撮影装置による撮影結果である画像を記録する装置
と、上記記憶装置に記録された画像または記録された画
像を回転させた画像の一部と、上記撮影装置によって撮
影された画像の一部または撮影された画像を回転させた
画像の一部との相関または距離を計算する装置と、上記
光源の光を照射する生体上の位置を移動させる機構を有
することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項３】光源と、上記光源から出た光を生体に照射
する光学系と、上記光源から射出され、生体を透過ある
いは拡散した光を検出する光検出器を備え、上記光検出
器の出力信号をもとに上記生体中の生化学物質の濃度を
無侵襲的に測定する装置において、上記光源の光を照射
した部位を含む生体表面の画像化を撮影する撮影装置
と、上記撮影装置による撮影結果である画像を記録する
装置と、上記記憶装置に記録された画像または記録され
た画像と、上記撮影装置によって撮影された画像との相
関または距離を計算する装置と、上記撮影装置と上記生
体との相対的位置を平行移動させる機構と、上記光源の
光を照射する生体上の位置を移動させる機構を有するこ
とを特徴とする生体光計測装置。
【請求項４】光源と、上記光源から出た光を生体に照射
する光学系と、上記光源から射出され、生体を透過ある
いは拡散した光を検出する光検出器を備え、上記光検出
器の出力信号をもとに上記生体中の生化学物質の濃度を
無侵襲的に測定する装置において、上記光源の光を照射
した部位を含む生体表面の画像化を撮影する撮影装置
と、上記撮影装置による撮影結果である画像を記録する
装置と、上記記憶装置に記録された画像と上記撮影装置
によって撮影された画像を同時に重ねて表示可能な表示
装置と、上記光源の光を照射する生体上の位置を移動さ
せる機構を有することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の装置
において、撮像装置と生体との間の相対的角度を変化さ
せる機構を有することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像
素子が電荷結合素子であり、記憶装置が半導体メモリで
あることを特徴とする生体光計測装置。