JPH11342123A - Non-invasion organic component measuring device - Google Patents
Non-invasion organic component measuring deviceInfo
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- JPH11342123A JPH11342123A JP15404498A JP15404498A JPH11342123A JP H11342123 A JPH11342123 A JP H11342123A JP 15404498 A JP15404498 A JP 15404498A JP 15404498 A JP15404498 A JP 15404498A JP H11342123 A JPH11342123 A JP H11342123A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、非侵襲で生体内
の血糖などの生体成分を測定する非侵襲生体成分測定装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-invasive biological component measuring device for non-invasively measuring biological components such as blood glucose in a living body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】非侵襲的に血体内の血糖を測定する装置
として、生体に可視光、近赤外光や赤外光を照射し、そ
の透過又は反射光のスペクトルを解析するという分光分
析装置が一般によく知られている。例えば、特開平３−
１７３５３５号や特開平５−１７６９１７号では、近赤
外光を人体に照射し、その透過光の強度を測定すること
によって、生体内のグルコース濃度を推定している。上
記した方法以外にも、非侵襲的に血糖を測定する装置
は、各種提案されている。2. Description of the Related Art As an apparatus for non-invasively measuring blood glucose in blood, a spectroscopic analyzer which irradiates a living body with visible light, near-infrared light or infrared light, and analyzes the spectrum of transmitted or reflected light. Is generally well known. For example, JP-A-3-
In 173535 and JP-A-5-176917, a human body is irradiated with near-infrared light, and the intensity of the transmitted light is measured to estimate the glucose concentration in a living body. In addition to the method described above, various devices for non-invasively measuring blood glucose have been proposed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光を用
いた非侵襲血糖測定装置では、測定の際の光強度の測定
誤差が測定精度に大きな影響を与える。なぜならば、光
学式の装置で血糖を求めるためには、波長間の光強度分
布から血糖を推定する必要があるが、例えば、測定プロ
ーブの汚れは波長に依存しており、この波長毎の光強度
誤差が測定精度に影響するためである。したがって、非
侵襲血糖測定装置による精度良い血糖測定を実現するた
めには、予め装置プローブの清掃作業が必要である。し
かし、これまでに、このようなプローブの汚れなどに着
目して検討された事例はない。In the above-mentioned conventional non-invasive blood glucose measuring apparatus using light, a measurement error of light intensity at the time of measurement has a great influence on measurement accuracy. This is because, in order to determine blood glucose with an optical device, it is necessary to estimate blood glucose from the light intensity distribution between wavelengths. For example, the contamination of the measurement probe depends on the wavelength, and the light for each wavelength This is because the intensity error affects the measurement accuracy. Therefore, in order to realize accurate blood glucose measurement by the non-invasive blood glucose measurement device, it is necessary to clean the device probe in advance. However, there has been no case studied so far focusing on such contamination of the probe.
【０００４】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、プローブの汚れや、例えば光源の劣化が
生じても、測定精度を低下させることのない非侵襲生体
成分測定装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a non-invasive biological component measuring apparatus which does not reduce measurement accuracy even if a probe becomes dirty or, for example, a light source deteriorates. It is intended to be.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の非侵襲生体成
分測定装置は、非侵襲的に測定した生体情報をもとに、
血糖などの生体成分を推定するものにおいて、非侵襲的
に生体情報を測定する生体情報測定手段と、標準校正用
の試料を測定した物理量を予め保存する標準試料データ
保存手段と、この保存された物理量と測定の際に標準校
正用の試料から測定した物理量とを比較する比較手段
と、この比較手段の比較結果に基づいて異常であること
を判別する判別手段と、を備えている。A non-invasive biological component measuring apparatus according to the present invention is based on biological information measured non-invasively.
In a device for estimating a biological component such as blood glucose, a biological information measuring means for non-invasively measuring biological information, a standard sample data storing means for previously storing a physical quantity obtained by measuring a sample for standard calibration, and A comparison means for comparing a physical quantity with a physical quantity measured from a sample for standard calibration at the time of measurement, and a discrimination means for discriminating an abnormality based on a comparison result of the comparison means are provided.
【０００６】この非侵襲生体成分測定装置では、予め標
準校正用の試料を測定した物理量、例えばスペクトルを
保存メモリに保存しておき、実際の測定時に、今回の標
準校正用の試料の物理量と、保存メモリに保存してある
物理量とを比較し、この比較結果に基づいて、装置の正
常／異常を判断する。In this non-invasive biological component measuring apparatus, a physical quantity, for example, a spectrum measured in advance for a sample for standard calibration is stored in a storage memory. The physical quantity stored in the storage memory is compared, and based on the comparison result, whether the apparatus is normal or abnormal is determined.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
形態である非侵襲生体成分測定装置の外観斜視図であ
る。この実施形態非侵襲生体成分測定装置は、近赤外光
を用いて生体からの光スペクトルを測定することで、生
体内の血糖を非侵襲的に測定する装置である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. FIG. 1 is an external perspective view of a noninvasive biological component measuring device according to one embodiment of the present invention. The non-invasive biological component measuring device according to the embodiment is a device that non-invasively measures blood glucose in a living body by measuring a light spectrum from the living body using near-infrared light.
【０００８】図１において、非侵襲生体成分測定装置１
は、内部で種々のデータ処理を行うコンピュータ部２
と、生体情報を検出する検出部３とから構成されてい
る。検出部３の上面凹部４には、内部に設けられる光フ
ァイバの先端に連通する開口５が設けられており、測定
時には凹部４に腕、その他の部位が載置されることにな
る。In FIG. 1, a non-invasive biological component measuring device 1 is shown.
Is a computer unit 2 that internally performs various data processing
And a detection unit 3 for detecting biological information. An opening 5 that communicates with the tip of an optical fiber provided inside is provided in the upper surface concave portion 4 of the detection unit 3, and an arm and other parts are placed in the concave portion 4 during measurement.
【０００９】検出部３内の光学系は、概略を図２に示す
ように、光源１１と、この光源１１からの光を受けて分
光する回析格子１２と、この回析格子１２かからの光を
開口５に載置する生体１４に導くための光ファイバ１３
と、生体１４からの光を取り込むための光ファイバ１５
と、この光ファイバ１５からの光を電気信号に変換する
光検出器１６を備えている。この光学系では、光源１１
からの光が回析格子１２によって分光され、光ファイバ
１３を介して生体１４に照射される。生体１４を透過
（散乱）してきた光が再度光ファイバ１５を通じて光検
出器１６まで導かれ、受光される。これによって、生体
１４からのスペクトルを得ている。As schematically shown in FIG. 2, an optical system in the detecting section 3 includes a light source 11, a diffraction grating 12 for receiving and splitting light from the light source 11, and a diffraction grating 12 from the diffraction grating 12. Optical fiber 13 for guiding light to living body 14 placed in aperture 5
And an optical fiber 15 for taking in light from the living body 14
And a photodetector 16 for converting the light from the optical fiber 15 into an electric signal. In this optical system, the light source 11
Is split by the diffraction grating 12 and irradiated on the living body 14 via the optical fiber 13. The light transmitted (scattered) through the living body 14 is again guided to the photodetector 16 through the optical fiber 15 and received. Thus, a spectrum from the living body 14 is obtained.
【００１０】図３は、上記実施形態非侵襲生体成分測定
装置１のコンピュータ部２の内部の機能構成を示すブロ
ック図である。このコンピュータ部２の機能構成は、測
定スペクトルの入力部２１と、スペクトル保存メモリ２
２と、スペクトル判定処理部２３と、指示の出力部２４
と、正常な測定スペクトルの保存メモリ２５とを備えて
いる。FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration inside the computer unit 2 of the non-invasive biological component measuring device 1 according to the above embodiment. The functional configuration of the computer unit 2 includes a measurement spectrum input unit 21 and a spectrum storage memory 2.
2, a spectrum determination processing unit 23, and an instruction output unit 24
And a memory 25 for storing a normal measured spectrum.
【００１１】全体動作として、先ず測定スペクトルを保
存する。生体から測定されたスペクトルは、入力部２１
に取り込まれた後、一旦スペクトル判定処理部２３を通
り、スペクトル保存メモリ２２に保存される。あるいは
標準校正用の試料を測定した測定スペクトルもスペクト
ル判定処理部２３を通り、同様にスペクトル保存メモリ
２２に保存される。As a whole operation, first, a measured spectrum is stored. The spectrum measured from the living body is input to the input unit 21.
After that, the data is once passed through the spectrum determination processing unit 23 and is stored in the spectrum storage memory 22. Alternatively, a measurement spectrum obtained by measuring a sample for standard calibration also passes through the spectrum determination processing unit 23 and is similarly stored in the spectrum storage memory 22.
【００１２】次に、実際の測定時の測定スペクトルの利
用判定処理は、スペクトル判定処理部２３において、生
体から測定スペクトル入力部２１を経て、取り込まれる
測定スペクトルと、保存メモリ２２に保存された測定ス
ペクトルを用いて、両者を比較し、利用の可否を判定す
る。この結果、正常に利用できると判定されたスペクト
ルは、正常な測定スペクトルとして、正常スペクトル保
存メモリ２５に格納され、以降の処理に用いられる。一
方、何らかの問題があった場合は、その問題を指示の出
力処理部２４より、外部へその旨指示出力する。Next, the use determination process of the measured spectrum at the time of the actual measurement is performed by the spectrum determination processing unit 23 in which the measured spectrum captured from the living body via the measured spectrum input unit 21 and the measured spectrum stored in the storage memory 22 are stored. Using the spectrum, the two are compared to determine whether or not they can be used. As a result, the spectrum determined to be normally usable is stored in the normal spectrum storage memory 25 as a normal measured spectrum, and is used for the subsequent processing. On the other hand, when there is any problem, the problem is output to the outside from the instruction output processing unit 24.
【００１３】次に、スペクトル判定処理のさらに具体的
な例を説明する。測定スペクトルのバラツキ判定に関
し、測定スペクトルが何らかの原因で正常に測定できて
いないという判定を行うためには、次の方式がある。例
えば、図４のように、２つのスペクトルＳＰ1 、ＳＰ2
間の距離（離散的な波長を考えて、多次元スペクトルの
空間距離）を求めることで、距離がある値よりも離れて
いれば、利用不可と判定することができる。また、他の
例として、図５に示すように、複数の測定スペクトルの
分布を保存しておいて、この集合からの離れ度合いをマ
ハラノビス距離によって評価し、距離が離れている時は
バラツキが大きいと判別してもよい。Next, a more specific example of the spectrum determination processing will be described. Regarding the determination of the variation of the measured spectrum, the following method is used to determine that the measured spectrum cannot be measured normally for some reason. For example, as shown in FIG. 4, two spectra SP 1 and SP 2
By determining the distance between them (spatial distance of a multidimensional spectrum in consideration of discrete wavelengths), if the distance is longer than a certain value, it can be determined that the data cannot be used. As another example, as shown in FIG. 5, the distribution of a plurality of measured spectra is stored, and the degree of separation from this set is evaluated based on the Mahalanobis distance. May be determined.
【００１４】また、スペクトル保存メモリ２２に、標準
校正用の試料で測定したスペクトルが保存されている場
合は、上記と同様の方法（手法）で、標準校正試料を測
定し、保存されている標準校正用の試料のスペクトルと
比較し、装置の利用可否を判定できる。測定スペクトル
の汚れ判定の場合、この種の測定では、ほとんどの場合
が測定誤差が小さいことが予想される。しかし、プロー
ブに汚れがついていると、プローブ汚れの原因となって
いる物質によって、特定の波長の吸収が大きく変化し、
測定スペクトルが異なることになる。このことを利用し
て、プローブの汚れを判定する。先ず、プローブの汚れ
物質、通常は生体の皮脂や測定の際の密着物質などのス
ペクトルを予め測定して、その特徴を調べる。次に、こ
のスペクトルと生体のスペクトルを比較して、汚れを判
定できる波長を選択する。さらに、この選択したスペク
トルでの測定誤差を上述の距離で判別し、プローブの汚
れを判別することができる。If the spectrum measured by the standard calibration sample is stored in the spectrum storage memory 22, the standard calibration sample is measured by the same method (method) as described above, and the stored standard calibration sample is measured. The availability of the device can be determined by comparing the spectrum of the sample for calibration. In the case of contamination determination of a measured spectrum, it is expected that a measurement error is small in most cases in this type of measurement. However, if the probe is contaminated, the absorption of a specific wavelength changes significantly depending on the substance that causes the probe to be contaminated,
The measured spectra will be different. Utilizing this, the contamination of the probe is determined. First, the spectra of the probe's contaminants, usually the sebum of the living body, and the adherents at the time of measurement are measured in advance, and their characteristics are examined. Next, by comparing this spectrum with the spectrum of the living body, a wavelength at which contamination can be determined is selected. Further, the measurement error in the selected spectrum can be determined based on the above-described distance, and the contamination of the probe can be determined.
【００１５】光源の劣化判定について説明する。装置の
光源が劣化していくと、測定する光量がすべての波長に
わたって低減してくる。この場合は、スペクトルの全域
にわたって、基準スペクトルからの劣化を距離によって
評価することで、光源の劣化を判定することができる。
このことを利用して、光源が劣化している場合に、光量
の調整をしたり、光源の取り替えを指示したりすること
ができる。このような光源の劣化判定を行うことは、光
源の劣化だけでなく、装置の経年劣化、また装置設置場
所の電源事情などが影響するが、逆に装置の安定性など
のさまざまな問題を前もって判定していることになる。The determination of the deterioration of the light source will be described. As the light source of the device deteriorates, the amount of light measured decreases over all wavelengths. In this case, the deterioration of the light source can be determined by evaluating the deterioration from the reference spectrum by the distance over the entire spectrum.
By utilizing this, when the light source is deteriorated, it is possible to adjust the amount of light or to instruct replacement of the light source. Performing such a light source deterioration determination affects not only the light source deterioration, but also the aging of the device and the power supply situation at the device installation location.On the contrary, various problems such as the stability of the device are considered in advance. It has been determined.
【００１６】なお、上記実施形態として、生体からの光
スペクトルを測定する方式について詳細に説明したが、
この発明は光を用いる方式以外の測定方式や血糖以外の
測定対象にも考えられる。測定方式として、例えば図６
に示すような電極３１、３２を有する装置を用いて、電
極３１、３２を生体に接触させて、生体に高周波電流を
加える場合を考える（図７参照）。この時の反射波の強
度を周波数毎に測定し、この反射波強度のスペクトル情
報（図８参照）を用いて、生体内物質を推定する方式が
考えられる。この場合のスペクトルの処理は、光スペク
トルに対する処理と同様である。In the above embodiment, a method for measuring an optical spectrum from a living body has been described in detail.
The present invention is also conceivable for measurement methods other than the method using light and measurement objects other than blood glucose. As a measurement method, for example, FIG.
Let us consider a case where a high-frequency current is applied to a living body by bringing the electrodes 31 and 32 into contact with a living body using an apparatus having the electrodes 31 and 32 as shown in FIG. A method is conceivable in which the intensity of the reflected wave at this time is measured for each frequency, and the in-vivo substance is estimated using the spectrum information of the reflected wave intensity (see FIG. 8). The processing of the spectrum in this case is the same as the processing of the optical spectrum.
【００１７】また、生体内の測定対象とする成分も、血
糖以外にコレステロール、脂質、蛋白といった物質が考
えられる。The components to be measured in the living body may be substances such as cholesterol, lipids and proteins other than blood sugar.
【００１８】[0018]
【発明の効果】この発明によれば、最初にリファレンス
となる標準校正試料スペクトルのデータあるいは生体の
スペクトルデータを、予め測定して保存メモリに保存し
ておき、実際の測定時に標準校正試料あるいは生体につ
いて測定を行い、保存メモリの保存データと比較して、
この比較結果に基づいて装置の正常／異常を判別するも
のであるから、異常の場合、その旨を知らせ得るので、
異常の原因を取り除き、あるいは清掃等により、その
後、再測定することによって、光強度測定のバラツキを
少なくできる。その結果、血糖等生体成分の測定誤差が
少なくなり、精度良い生体成分の測定が可能となる。According to the present invention, first, standard calibration sample spectrum data or biological spectrum data serving as a reference is measured in advance and stored in a storage memory. Is measured and compared with the stored data in the storage memory.
Since the normal / abnormal state of the device is determined based on the comparison result, in the case of an abnormal state, the fact can be notified.
By removing the cause of the abnormality, or by performing cleaning and the like and then re-measuring, it is possible to reduce the variation in the light intensity measurement. As a result, a measurement error of a biological component such as blood sugar is reduced, and accurate measurement of the biological component becomes possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】この発明の一実施形態である非侵襲生体成分測
定装置の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a noninvasive biological component measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態非侵襲生体成分測定装置の検出部の
光学系の概略を示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an optical system of a detection unit of the non-invasive biological component measurement device according to the embodiment.
【図３】同実施形態非侵襲生体成分測定装置のコンピュ
ータ部の機能構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a computer unit of the non-invasive biological component measuring device of the embodiment.
【図４】２つのスペクトルの波長−吸収度特性における
距離を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a distance in wavelength-absorbency characteristics of two spectra.
【図５】測定したデータの正常／異常を判別するための
マハラノビス距離を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating Mahalanobis distance for determining whether the measured data is normal or abnormal.
【図６】この発明の他の実施形態である非侵襲生体成分
測定装置の外観斜視図である。FIG. 6 is an external perspective view of a noninvasive biological component measuring device according to another embodiment of the present invention.
【図７】同実施形態非侵襲生体成分測定装置の測定概念
を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a measurement concept of the non-invasive biological component measurement device of the embodiment.
【図８】同実施形態非侵襲生体成分測定装置の周波数と
反射波の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a frequency and a reflected wave of the non-invasive biological component measuring device of the embodiment.
２１ 測定スペクトル入力部 ２２ スペクトル保存メモリ ２３ スペクトル判定処理部 ２４ 指示の出力部 ２５ 正常測定スペクトル保存メモリ 21 Measurement spectrum input unit 22 Spectrum storage memory 23 Spectrum judgment processing unit 24 Instruction output unit 25 Normal measurement spectrum storage memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迫田 勇策 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Yusaku Sakota 24th Yamanouchi Yamanoshitamachi, Ukyo-ku, Kyoto Inside Omron Life Science Laboratory Co., Ltd.
Claims (5)
糖などの生体成分を推定する非侵襲生体成分測定装置に
おいて、 非侵襲的に生体情報を測定する生体情報測定手段と、 標準校正用の試料を測定した物理量を予め保存する標準
試料データ保存手段と、 この保存された物理量と測定の際に標準校正用の試料か
ら測定した物理量とを比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果に基づいて異常であることを判
別する判別手段と、 を備えたことを特徴とする非侵襲生体成分測定装置。1. A non-invasive biological component measuring device for estimating a biological component such as blood glucose based on biological information measured non-invasively, comprising: a biological information measuring means for non-invasively measuring biological information; A standard sample data storage means for preliminarily storing a physical quantity obtained by measuring the calibration sample; a comparison means for comparing the stored physical quantity with a physical quantity measured from the standard calibration sample at the time of measurement; A non-invasive biological component measurement device, comprising: a determination unit configured to determine an abnormality based on a comparison result.
糖などの生体成分を推定する非侵襲生体成分測定装置に
おいて、 非侵襲的に生体情報を測定する生体情報測定手段と、 生体から測定した物理量を保存しておく生体データ保存
手段と、 この保存された物理量と実際の測定の際に、生体から測
定した物理量とを比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果に基づいて異常であることを判
別する判別手段と、 を備えたことを特徴とする非侵襲生体成分測定装置。2. A non-invasive biological component measuring device for estimating a biological component such as blood glucose based on biological information measured non-invasively, comprising: a biological information measuring means for non-invasively measuring biological information; A biological data storage unit for storing the physical quantity measured from the biological data, a comparing unit for comparing the stored physical quantity with the physical quantity measured from the living body at the time of the actual measurement, and based on a comparison result of the comparing means. A noninvasive biological component measuring device, comprising: a determination unit configured to determine that the component is abnormal.
ル情報を測定するものであり、前記生体データ保存手段
は生体光スペクトル情報を保存するものであり、前記比
較手段は保存された生体光スペクトル情報と、実際の測
定の際に生体から測定した光スペクトル情報とを比較す
るものであることを特徴とする請求項２記載の非侵襲生
体成分測定装置。3. The biological information measuring means is for measuring biological light spectrum information, the biological data storing means is for storing biological light spectrum information, and the comparing means is for storing the stored biological light spectrum information. 3. The non-invasive biological component measuring device according to claim 2, wherein the information is compared with optical spectrum information measured from a living body at the time of actual measurement.
劣化を判別する手段を備えたことを特徴とする請求項３
記載の非侵襲生体成分測定装置。4. The apparatus according to claim 3, further comprising means for analyzing the light spectrum information to determine deterioration of the light source.
The non-invasive biological component measurement device according to claim 1.
ブの表面の汚れを判定する手段を備えたことを特徴とす
る請求項３記載の非侵襲生体成分測定装置。5. The non-invasive biological component measuring device according to claim 3, further comprising means for analyzing the optical spectrum information to determine a stain on the surface of the probe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15404498A JPH11342123A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Non-invasion organic component measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15404498A JPH11342123A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Non-invasion organic component measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342123A true JPH11342123A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15575701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15404498A Pending JPH11342123A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Non-invasion organic component measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH11342123A (en) |
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