KR20210076015A - 입자농도 계측장치, 입자농도 계측 프로그램 및 입자농도 계측방법 - Google Patents
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Abstract
시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되는 입자농도 계측장치로서, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부와, 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
Description
본 명세서에 기재된 실시형태는, 계측 부위에 의한 측정 오차를 저감시키는 것을 가능하게 하는 입자농도 계측장치, 입자농도 계측 프로그램 및 입자농도 계측방법에 관한 것이다.
종래의 혈중의 비침습 지질계측은, 수광거리의 증가에 따른 광의 감쇠로부터 산란 계수를 구하여, 지질 농도로 환산하고 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 종래 기술에서는, 비교적 균일성이 높은 위치에서 계측하는 것이 필요하여, 계측의 최적위치를 발견하지 않으면 안 된다고 하는 번잡함이 있었다.
본 발명은 최적계측 부위검출의 노동력을 삭감하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 입자농도 계측장치는, 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되는 입자농도 계측장치로서, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부와, 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 입자농도 계측장치는, 피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부와, 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부와, 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 입자농도 계측장치는, 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 입자농도 계측장치로서, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 입자농도 계측장치는, 피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부와, 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 입자농도 계측장치로서, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 입자농도 계측방법은, 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 실시되는 입자농도 계측방법으로서, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하고, 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출한다.
본 발명의 입자농도 계측방법은, 피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하고, 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하고, 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출한다.
본 발명의 입자농도 계측 프로그램은, 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
본 발명의 입자농도 계측 프로그램은, 피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부와, 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 진폭을 구하고, 진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
도 1은 입자농도 계측장치의 개략도.
도 2는 입자농도 계측장치의 제어계의 구성도.
도 3은 모의 실험의 도면.
도 4는 모의 실험의 결과를 나타내는 도면.
도 5는 깊이-휘도값을 나타내는 도면.
도 6은 피부층의 수광강도의 계측 결과를 나타내는 도면.
도 7은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 8은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 9는 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 10은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 11은 입자농도 계측장치의 개략도.
도 12는 입자농도 계측장치의 제어계의 구성도.
도 13은 혈관깊이와 지질 농도가 변동되었을 때의 혈액과 계측된 산란 계수의 상관을 나타내는 도면.
도 14는 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도.
도 15는 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도.
도 2는 입자농도 계측장치의 제어계의 구성도.
도 3은 모의 실험의 도면.
도 4는 모의 실험의 결과를 나타내는 도면.
도 5는 깊이-휘도값을 나타내는 도면.
도 6은 피부층의 수광강도의 계측 결과를 나타내는 도면.
도 7은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 8은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 9는 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 10은 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 나타내는 도면.
도 11은 입자농도 계측장치의 개략도.
도 12는 입자농도 계측장치의 제어계의 구성도.
도 13은 혈관깊이와 지질 농도가 변동되었을 때의 혈액과 계측된 산란 계수의 상관을 나타내는 도면.
도 14는 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도.
도 15는 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도.
이하에 실시형태를 도면을 이용해서 설명한다. 또, 실시형태에서는 입자농도 계측장치로서 혈중 지질농도 계측장치를 예로 들어서 설명을 한다. 단, 계측 대상은 혈중 지질에 한정되지 않고, 생체 내의 임의의 성분의 입자농도를 계측 가능하게 하는 것이다.
도 1은 실시형태의 입자농도 계측장치(100)의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 입자농도 계측장치(100)는, 차광판(11), 수광강도 검출부(12), 입사광 강도 검출부(13) 및 제어부(14)를 포함한다.
실시형태의 차광판(11)은, 검은 플라스틱제의 판이며, 피검체(C)에 대해서, 조사-차광 경계위치로부터 수광점까지의 조명(A)으로부터의 주기성을 갖는 조사광(B)을 차광한다. 실시형태의 차광판(11)의 형상 및 치수는 타원형이다. 차광판(11)의 형상, 치수 및 재질은, 이것으로 한정되지 않고, 수광강도 검출부(12) 주위의 소정 범위를 차광하는 기능을 지니면 된다.
조사-차광 경계위치로부터 수광점까지의 조명(A)으로부터의 주기성을 갖는 조사광(B)을 차광함으로써, 광이 피부층 내에서 어느 정도의 거리를 통과한 광을 선별하고, 계측할 수 있다. 이것에 의해, SN비(signal-to-noise ratio)를 높일 수 있다. 또, 광에 주기성을 갖게 하는 등의 연구를 하면, 미약광 그리고 근접 상태에서도 계측할 수 있는 가능성 자체는 있으므로, 그 경우에는 차광판(11)은 필요하지 않다.
실시형태의 수광강도 검출부(12)는, 피검체(C) 내에서부터 피검체(C) 밖으로 방출되는 광을 수광한다. 실시형태의 수광강도 검출부(12)는 포토다이오드이다. 수광강도 검출부(12)는, 포토다이오드로 한정되지 않고, CCD나 CMOS이어도 된다. 수광강도 검출부(12)는, 파장을 가시광 이외의 것으로 설정하고, 그 파장을 수광할 수 있는 것이어도 된다. 수광강도 검출부(12)는 차광판(11)의 거의 중심부에 구비된다. 단, 수광강도 검출부(12)는, 중심부로 한정되지 않고, 수광강도 검출부(12)의 주위에 차광되는 영역이 생기면 된다. 수광강도 검출부(12)는 제어부(14)에 의해 제어된다. 수광강도 검출부(12)는 검지한 광강도를 제어부(14)에 송신한다.
실시형태의 입사광 강도 검출부(13)는, 피검체(C) 밖으로부터 피검체(C) 내로 입사하는 광(B)을 수광한다. 실시형태의 입사광 강도 검출부(13)는 포토다이오드이다. 입사광 강도 검출부(13)는, 포토다이오드로 한정되지 않고, CCD나 CMOS이어도 된다. 입사광 강도 검출부(13)는, 파장을 가시광 이외의 것으로 설정하고, 그 파장을 수광할 수 있는 것이어도 된다. 실시형태의 입사광 강도 검출부(13)는, 수광강도 검출부(12)로부터 소정의 거리를 두고, 차광판(11)의 주변부에 구비된다. 입사광 강도 검출부(13)는 제어부(14)에 의해 제어된다. 입사광 강도 검출부(13)는 검지한 광강도를 제어부(14)에 송신한다.
다음에, 입자농도 계측장치(100)의 제어계의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 실시형태의 입자농도 계측장치(100)의 블록도이다. 시스템 버스(142)를 개재해서, CPU(Central Processing Unit)(141), ROM(Read Only Memory)(143), RAM(Random Access Memory)(144), HDD(Hard Disk Drive)(145), 외부 I/F(Interface)(146), 수광강도 검출부(12) 및 입사광 강도 검출부(13)가 접속된다. CPU(141)와 ROM(143)과 RAM(144)으로 제어부(14)를 구성한다.
ROM(143)은 CPU(141)에 의해 실행되는 프로그램이나 역치를 미리 기억한다.
RAM(144)은, CPU(141)가 실행하는 프로그램을 전개하는 에어리어와, 프로그램에 의한 데이터 처리의 작업 영역이 되는 워크 에어리어 등의 다양한 메모리 에어리어 등을 갖는다.
HDD(145)는, 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 복수의 사람으로 작성해서 검량선으로 한 데이터를 기억한다.
도 2로 되돌아가, 외부 I/F(146)는, 예를 들면 클라이언트 단말(PC) 등의 외부장치와 통신하기 위한 인터페이스이다. 외부 I/F(146)는, 외부장치와 데이터통신을 행하는 인터페이스이면 되고, 예를 들면, 외부장치에 로컬로 접속하는 기기(USB메모리 등)이어도 되고, 네트워크를 개재해서 통신하기 위한 네트워크 인터페이스이어도 된다.
이상과 같은 구성을 구비하는 입자농도 계측장치(100)에 있어서, 미리 설정되어 있는 프로그램에 의거해서, 입자농도 계측장치(100)는 광전파 계측 작업을 실행한다.
실시형태에서는, 주기성을 갖는 광을 방출하는 광원(A)를 피검체(C)에 접촉시키지 않고 광전파를 계측한다. 이것에 의해, 계측 부위에 따른 측정 오차를 저감시킨다.
종래의 수법에서는, 광을 효율적으로 생체에 입사시키기 위하여, 광원을 밀착시키고 있었다. 또한, 종래의 계측 원리가 되는 확산 근사를 이용할 경우에는, 광원이 점광원 혹은 점광원으로 간주되는 광원인 것이 전제인 점으로부터도 광원의 밀착이 바람직하였다.
그러나, 종래의 확산 근사에 근거하는 계측 원리에서는, 실제의 생체에서는 균일계가 아니므로, 측정 부위에 따른 측정값의 차이가 있었다.
또한 종래의 지질계측에 있어서, 생체의 창이라 불리는 근적외광을 이용해서 검증이 진척되는 예가 많다. 이것은, 근적외광이 생체 심부에 도달하기 쉽기 때문에, 이 성질을 이용하려고 시도하고 있기 때문이다.
그러나, 이 종래 수법의 경우, 생체 심부에 도달하기 때문에, 복잡한 생체조직의 영향을 받아, 측정 부위에 따른 계측 오차 등의 요인이 되고 있었다. 이것은, 생체의 일부에 광을 조사하는 것이 원인인 것으로 여겨진다.
실시형태에서는, 주기성을 갖는 광원(A)으로서, 피검체의 광범위한 광의 조사(예를 들어, 형광등, LED, 레이저(확산시킨 것), 백열등, HID, 할로겐 램프 등의, 입자농도 계측장치(100)에서가 아니고, 입자농도 계측장치(100)가 설치되는 실내에 별도 구비되는 조명으로부터의 광을 이용함으로써, 복잡한 생체조직의 영향을 경감시킨다. 또한, 자연광(태양광, 달빛 등)에 의한 광범위한 조사) 등의 주기성을 갖지 않는 광원이라도, 광의 조사 경로에 주기적으로 개폐하는 셔터 등의 기구를 설치함으로써, 차광 시간을 조정하여, 조사광에 주기성을 갖게 해도 된다.
또, 혈액 중의 지질 등의 상승에 따른 혈액의 탁도가 상승한 경우, 혈액과 주변조직(피부층이라 함)의 산란 계수의 차이로부터, 광은 혈액층에 들어가기 어려워진다.
또한, 균일계의 계측이어도, 광은 탁도가 적으면 전방 산란이 강해지지만, 탁도가 증가하면 상대적으로 후방산란이 강해지는 경향이 있다.
그리고, 피부층과 혈액층의 2층계인 경우, 광원으로부터 생체의 심부의 층(혈액층이라 함)에 있어서 혈액의 탁도가 상승한 경우, 가로방향으로의 산란이 강해진다. 그 때문에 입사면에서부터 관측한 경우, 광의 도달 범위는 넓어져, 입사 광은 효율적으로 먼 곳까지 전파된다.
여기서 말하는 피부층이란, 혈액이 거의 존재하지 않는 광범하게 퍼지는 층이며, 바꿔 말하면, 상처를 입어도 출혈하지 않는 층을 나타낸다. 혈관층이란 정맥 등의 혈액이 집중되어 있는 부위, 또는 모세혈관 등을 포함하는 정맥 주변의 광범위하게 퍼지는 층이다. 이 2층에서는, 혈액의 밀도의 차이로부터 굴절률에 차이가 생기고, 계면에서 반사가 일어난다. 바꿔 말하면, 심부에서 모세혈관과 정맥이 혼재하고, 밀도의 차이가 작아짐에 따라, 균일층으로서 간주할 수 있다. 또한, 피부층은 피부의 최외층으로 해석될 수 있고, 혈액층은 진피 및 해당 진피보다 깊은 층으로 간주될 수 있지만, 본 발명의 정의는, 계측 기기로 계측 가능한 광학특성에 의거해서, 혈액 탁도 계측의 가부에 의한 판단에 의거하고 있다.
그 증명으로서, 도 3에 나타낸 실험을 행했다. 모의 혈관에는, 탁도가 다른 혈액을 주입했다. 이 혈액의 탁도는, 혈중의 중성지방농도가 다르고, 중성지방농도의 차이에 의해 탁도가 다른 것은 이미 알려진 현상이다.
이 실험에서는, 혈관 등의 혈액에 의해 탁도가 변화되는 층(혈액층)과, 그 영향을 받지 않는 피부층의 2층이 광의 도달 심도 내에 있을 경우에는, 혈액층의 탁도 상승에 의해, 피부층이 광을 전파시키는 광로가 되고, 광을 멀리 전파시키는 것이 증명되었다(도 4). 이것은, 심부측의 탁도가 상승에 의해, 표면(계면)에 있어서의 반사에 있어서, 확산 반사의 교란이 커짐으로써, 반사각이 커지는 것에 의거한 현상으로 생각된다.
전술한 바와 같이, 생체에 있어서의 혈액 탁도 변화에 의한 광전파 효율을 계측하기 위해서는, 광조사 심도는 피부층을 타깃으로 하는 것이 바람직하고, 피부층의 두께가 3㎜ 이하인 것이 바람직하다.
도 13은, 모의 생체를 이용한, 혈관 깊이와 지질 농도가 변동되었 때의 혈액과 계측된 산란 계수의 상관을 나타내지만, 혈관이 얕으면 음의 상관(높은 광전파 효율)이 된다. 깊이 5㎜에서는 주변조직과 혈관이 평균화됨으로써, 균일계의 확산 이론이 적용되므로 양의 상관을 나타내고, 3 내지 4㎜에서는, 양과 음의 현상이 혼재하고 있는 것으로 여겨진다.
또, 표피가 얇은 장소에 정맥 등이 있을 경우에는, 혈관 내에 광이 들어감으로써, 혈관 내부에서 산란되고, 결과로서 광로가 길어지므로 혈액에 의한 흡수의 효과가 강해지기 때문에, 광의 도달 범위는 좁아져, 피부층 계측과 반대의 상관을 나타내는 것이 된다. 이 경우에는, 혈액의 흡수 정보 등을 사전에 얻음으로써, 음의 상관을 사전에 예측하는 것이 가능하므로, 미리 보정함으로써 대처 가능하다.
피부층의 광의 전파 효율의 변화의 정보를 얻기 위하여, 형광등으로부터의 조명광으로서, 도 3에 나타낸 장치로 수광강도의 계측을 행하였다.
또, 32W의 형광등을 계측 지점으로부터 2m 떨어지게 했을 경우의 조사 강도는, 0.0025(mW/㎟)이며, 팬텀(phantom)으로 도달 심도를 계측하면 1.5㎜였다(도 5). 실제의 계측에서는, 광로를 왕복하는 것을 고려하면, 그 절반인 0.75㎜가 유효한 도달 심도인 것으로 여겨진다.
피부층의 수광강도의 계측 결과를 도 6에 나타냈다. 여기서 관측되는 수광강도의 주기는, 형광등의 50Hz의 주기이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 공복 시(도면 중의 0min)에서는 수광강도의 진폭(혹은 총진폭(total amplitude)(양진폭(both amplitude)이라고도 칭함))은, 계측 시간에 따라 다르고, TG 상승에 따라 커진다(도면 중의 120min, 180min). 이것은, 혈관 등의 혈액층의 탁도 상승에 따라서, 혈액층에 광이 전파되기 어려워진 결과, 상대적으로 탁도가 낮은 피부층에서, 광전파 효율이 높아진다고 하는 현상이다. 또, "총진폭"은, 일반적으로는 파의 피크 투 피크(peak to peak)의 값이며, 통상은 진폭의 2배의 값이 된다. 또한, "총진폭"은, "양진폭"이라고도 한다.
이것은, 계측 대상이 피부층과 혈액층의 2층이라고 가정하고, 얕은 피부층의 산란 계수의 변화량을 무시할 수 있다(혈액밀도가 낮으므로 혈액층보다 변화가 적다)라고 가정했을 경우, 혈액층에서 반사된 광이, 상대적으로 산란 계수가 낮은 피부층을 통해서 전파되는 것으로 여겨진다.
또, 조명광을 이용하고 있기 때문에, 계측되는 값은 작지만, 생체 심부에 도달하고 있지 않은 것이나, 도 1의 장치의 주변 모두로부터 광이 전파되므로, 피부 근방의 조직의 정보가 평균화되어 수광부에 전파되고 있는 것으로 생각된다.
또한, 주파수로부터 형광등의 광을 수광하고 있다고 생각된다.
즉, 혈중의 지질 농도의 상승에 따라서, 피부층에 있어서의 전파 효율이 상승했다는 결과가 되었다.
또, 여기서 말하는 지질 농도란, 혈중의 카일로미크론(chylomicron), VLDL 등의 지질입자의 평균 입자 직경이나 입자수 변화를 가리키고, 지질의 입자농도의 변화가, 혈액의 산란 계수를 상승시키고, 수광강도에 영향을 미치는 현상과 인과관계가 있는 것을 가리킨다.
제어부(14)는, 수광강도 검출부(12)가 검지한 수광강도로부터 총진폭을 산출한다. 실시형태에서는, 수광강도로부터 총진폭을 산출하고 있지만, 수광강도로부터 총진폭의 반값인 진폭을 산출해도 된다.
총진폭은 하기 식으로 산출할 수 있다.
총진폭 = 수광강도 tp(㎷) - 수광강도 tb(㎷)
여기서, 수광강도 tp(㎷)는, 조명광의 주기적인 변화에 의해 생기는 수광강도 변화의, 피크 탑의 수광강도를 나타낸다. 180min의 수광강도변화에 있어서는 도 6의 A가 상당한다. 수광강도 tb(㎷)는, 주기적인 수광강도변화의 보텀(bottom)의 수광강도를 나타낸다. 180min의 수광강도변화에 있어서는 도 6의 B가 상당한다. 따라서, 180min의 수광강도변화에 있어서의 총진폭은 도 6 중의 C가 된다. 또한, tp는 수광강도변화가 피크 탑이 되는 시점을 나타낸다. tb는 수광강도변화의 보텀이 되는 시점을 나타낸다. tp와 tb의 시간 간격은 조명광의 주기적 변화의 반주기가 된다.
실내광을 이용할 경우 등에서, 복수 광원이 존재할 경우, 광원의 발광 강도차 등으로부터, 숄더부(shoulder)를 가진 파형이 될 경우도 있지만, 그 경우에 있어서도, 상기 기재와 같이, 계측 시에 있어서의 피크 탑과 피크 보텀을 채용하면 된다.
또, 주기적인 변화량의 산출 시, 평균치와 피크 탑의 차, 혹은 평균치와 피크 보텀의 차, 즉, 반값으로 분석해도 된다.
제어부(14)는 총진폭으로부터 광전파 효율을 산출한다. 여기서, 광전파 효율은, 어떤 조사 강도의 광이, 어떤 수광점에 있어서 어느 정도의 강도인지를 나타내는 값을 말한다. 조사 강도의 구체적 강도가 불분명해도, 조사 강도가 일정한 경우에 수광강도가 변동된 경우, 광전파 효율은 변화되었다고 파악될 수 있다. 실시형태에서는, 총진폭으로부터 광전파 효율을 산출하고 있지만, 총진폭의 반값인 진폭으로부터 광전파 효율을 산출해도 된다.
광전파 효율은 하기 식으로 산출할 수 있다.
(1) 입사광 강도를 알 경우(즉, 입사광 강도 검출부(13)가 있을 경우).
광전파 효율 = 총진폭 A/총진폭 B＊100
총진폭 A는 수광강도의 총진폭이며, 다음 식으로 산출할 수 있다.
총진폭 A = 수광강도 tp(㎷)-수광강도 tb(㎷)(수광강도 검출부(12)의 수광강도)
총진폭 B는 입사광 강도의 총진폭이며, 다음 식으로 산출할 수 있다.
총진폭 B = 입사광 강도 tp(㎷)-입사광 강도 tb(㎷)(입사광 강도 검출부(13)의 수광강도)
여기서, tp는 수광강도 또는 입사광 강도가 피크 탑이 되는 시점을 나타낸다. tb는 수광강도 또는 입사광 강도의 보텀이 되는 시점을 나타낸다. tp와 tb의 시간 간격은, 조명광의 주기적 변화의 반주기가 된다.
(2) 입사광 강도가 불분명할 경우(즉, 입사광 강도 검출부(13)가 없을 경우)
광전파 효율 = 총진폭 T1 - 총진폭 T2
총진폭 T1은 계측 시간 T1(제1 시점)에 있어서의 수광강도의 총진폭이며, 다음 식으로 산출할 수 있다.
총진폭 T1 = 수광강도T1(tp)(㎷) - 수광강도T1(tb)(㎷)(수광강도 검출부(12)의 수광강도)
여기서, tp는, 계측 시간 T1에 있어서, 수광강도 또는 입사광 강도가 피크 탑이 되는 시점을 나타낸다. tb는, 계측 시간 T1에 있어서, 수광강도 또는 입사광 강도의 보텀이 되는 시점을 나타낸다.
총진폭 T2는 계측 시간 T2(제2 시점)에 있어서의 수광강도의 총진폭이며, 다음 식으로 산출할 수 있다.
총진폭 T2 = 수광강도T2(tp)(㎷) - 수광강도T2(tb)(㎷)(수광강도 검출부(12)의 수광강도)
여기서, tp는, 계측 시간 T2에 있어서, 수광강도 또는 입사광 강도가 피크 탑이 되는 시점을 나타낸다. tb는, 계측 시간 T2에 있어서, 수광강도 또는 입사광 강도의 보텀이 되는 시점을 나타낸다.
여기에서 말하는 T1, T2는 계측 시점의 시간이다. T1, T2는, 식전, 식후 등 몇 분 내지 몇 시간의 시간차가 있는 계측 시점의 시간이다. 예를 들면, 공복 시(T1)를 기점으로 해서, 소정 시간 후(T2)에, 어느 정도 변화되었는지를 산출한다. 예를 들면, 0분(T1)에 있어서의 총진폭이 25 a.u.이고 180분(T2)의 총진폭이 45 a.u.라고 하면, 광전파 효율은 이들의 차이인 20 a.u.가 된다.
또, 조사 강도와 입사광 강도는, 엄밀하게는, 조사 강도는 피부 표면에서의 강도, 입사광 강도는, 피부에 들어간 후의 강도를 나타내지만, 실체로서는 (계측상은) 동일로서 취급할 수 있다.
또한, 광전파 효율의 산출에 이용하는 수광강도는, 주기성을 갖는 광원의 경우, 진폭의 높이, 총진폭 등이어도 되고, 이 경우에는 광전파 효율을 수광강도로부터 구할 수 있고, 다른 연속광의 영향을 회피할 수 있다는 부차적 효과도 얻어진다.
제어부(14)는 광전파 효율로부터 지질 농도를 산출한다. 이 산출법은, 도 7로부터 10에 나타낸 바와 같은, 지질 농도와 광전파 효율의 상관을 복수의 사람으로 작성하고, 그것을 검량선으로 한 데이터를 HDD(145)에 보유하고, 제어부(14)는 해당 데이터로부터 광전파 효율 또는 광전파 효율에 대응하는 지질 농도를 산출한다.
도 7로부터 도 10에, TG 농도와 광전파 효율의 상관을 나타냈다. 도 7로부터 도 9가 전완부 척골측의 정맥 근방이며, 도 10은 손목 다소 아래쪽이다. 양쪽 부위 모두 상관계수는 0.75 이상이며, 강한 상관이 확인될 수 있었다.
또, 본 시험에 있어서의 피험자에서는 정맥은 육안으로 분명히 보이지 않기 때문에, 정맥의 깊이는 피부 표면에서부터 적어도 1㎜ 이상의 깊이가 되는 것으로 여겨진다.
생체에서의 실시예에서는, 광의 도달 심도를 얕게 조정함으로써, 상대적으로 피부층의 광전파 효율 변화를 계측했지만, 도 4에 나타낸 모의 생체의 계측 결과로부터 실용예에서는, 조사 강도를 강하게 해도, 피부층의 광전파 효율은 계측 가능하다.
예를 들면, 광전파 효율 계측은, 손 끝 등의 혈관이 모인 부분이어도 계측 가능하다.
또, 실시형태에서는, 수광강도 검출부와 제어부를 일체의 장치로서 구성했지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어, 수광강도 검출부로서 휴대 단말(스마트폰, 태블릿, 모바일 PC) 등의 사용자 장치에 구비되는 센서(CMOS 등)를 이용하여, 제어부를 사용자 장치와 네트워크 접속한 서버 장치 등에 설치해도 된다.
실시형태의 입자농도 계측장치는, 주기성을 갖는 실내 등의 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한다. 입자농도 계측장치는, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 총진폭을 구하고, 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 구비한다.
사용자 장치는, 주기성을 갖는 실내 등의 조명광 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 구비하고, 제어부는, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고, 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것이어도 된다.
수광강도 검출부는, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고, 제어부는, 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것이어도 된다.
수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 구비하는 것이어도 된다. 입자농도는, 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태의 입자농도 계측장치와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 실시형태의 입자농도 계측방법에 대해서 설명한다. 도 14는 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도이다.
실시형태의 입자농도 계측방법은, 주기성을 갖는 조명광 하에서 실시되는 입자농도 계측방법이다. 수광강도 검출부가 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하고(단계 101), 제어부가, 수광강도로부터 총진폭을 구하고(단계 102), 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 103), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출한다(단계 104).
입자농도 계측장치가 입사광 강도 검출부를 구비할 경우에는, 입사광 강도 검출부가 주기성을 갖는 조명광 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하고(단계 105), 제어부가, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고(단계 106), 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 103), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출해도 된다(단계 104).
수광강도 검출부가, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고(단계 107), 제어부가, 제1 시점 및 제2 시점의 수광강도로부터 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭을 산출하고(단계 108), 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 103), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출해도 된다(단계 104).
또한, 수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 구비해도 되고, 입자농도는 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태의 입자농도 계측장치와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 실시형태의 입자농도 계측 프로그램에 대해서 설명한다.
장치는, 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 총진폭을 구하고, 총진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 총진폭을 구하고, 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
사용자 장치가 조명광 또는 자연광으로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 구비할 경우에는, 실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고, 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시켜도 된다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 수광강도 검출부에, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출시키고, 장치 컴퓨터에, 제1 시점 및 제2 시점의 수광강도로부터 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭을 구하고, 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시켜도 된다.
수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 구비해도 되고, 입자농도는 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
도 11은 다른 실시형태의 입자농도 계측장치(200)의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또, 상기 실시형태의 입자농도 계측장치(100)와 공통되는 구성과 처리에 대해서는 설명을 생략한다. 도 11에 나타낸 바와 같이 입자농도 계측장치(200)는, 차광판(21), 수광강도 검출부(22), 입사광 강도 검출부(23), 제어부(24), 조사부(25) 및 미러(26)를 포함한다.
실시형태의 차광판(21)은, 검은 플라스틱제의 판이며, 피검체에 대하여, 조사-차광 경계위치로부터 수광점까지의 조사광을 차광한다. 실시형태의 차광판(21)의 형상 및 치수는, 타원형이다. 차광판(21)의 형상, 치수 및 재질은, 이것으로 한정되지 않고, 소정 범위를 차광하는 기능을 지니면 된다.
조사-차광 경계위치로부터 수광점까지의 조사광을 차광함으로써, 광이 피부층 내에서 어느 정도의 거리를 통과한 광을 선별하고, 계측할 수 있다. 이것에 의해, SN비를 높일 수 있다. 또, 광에 주기성을 갖게 하는 등의 연구를 하면, 미약광 그리고 근접 상태이어도 계측할 수 있는 가능성 자체는 있으므로, 그 경우에는 차광판(21)은 필요하지 않다.
실시형태의 수광강도 검출부(22)는, 피검체 내로부터 피검체 밖으로 방출되는 광을 수광한다. 실시형태의 수광강도 검출부(22)는 포토다이오드이다. 수광강도 검출부(22)는 포토다이오드로 한정되지 않고, CCD나 CMOS이어도 된다. 수광강도 검출부(22)는, 파장을 가시광 이외의 것으로 설정하고, 그 파장을 수광할 수 있는 것이어도 된다. 수광강도 검출부(22)는 차광판(21)의 중심부에 구비된다. 단, 수광강도 검출부(22)는, 중심부에 한정되지 않고, 수광강도 검출부(22)의 주위에 차광되는 영역이 생기면 된다. 수광강도 검출부(22)는, 제어부(24)에 의해 제어된다. 수광강도 검출부(22)는 검지한 광강도를 제어부(24)에 송신한다.
실시형태의 입사광 강도 검출부(23)는 조사부(25)로부터 조사되는 광을 수광한다. 입사광 강도 검출부(23)는 포토다이오드이다. 입사광 강도 검출부(23)는, 포토다이오드로 한정되지 않고, CCD나 CMOS이어도 된다. 또한, 파장을 가시광 이외의 것으로 설정하고, 그 파장을 수광할 수 있는 것이어도 된다. 입사광 강도 검출부(23)는 복수의 조사부(25) 중 적어도 1개에 구비된다. 입사광 강도 검출부(23)는 제어부(24)에 의해 제어된다. 입사광 강도 검출부(23)는 검지한 광강도를 제어부(24)에 송신한다.
실시형태의 조사부(25)는, 수광강도 검출부(12)로부터 소정의 거리를 두고, 수광강도 검출부(22)를 거의 중심으로 한 원주 형상으로 복수 배열된다. 또, 조사부(25)의 배열은 이것으로 한정되지 않고, 광범위하게 조사할 수 있으면 된다. 조사부(25)는, 예를 들어, 형광등, LED, 레이저, 백열등, HID, 할로겐 램프 등이다. 또한, 조명부(25)는 주기적으로 개폐하는 셔터 등의 기구를 설치함으로써, 차광 시간을 조정하고, 조사광에 주기성을 갖게 해도 된다. 조사부(25)의 조도는 제어부(25)에 의해 제어된다. 조사 강도를 강하게 하고, 정맥을 타깃으로 하거나, 정맥의 위치 정보를 발견하는 사용방법도 가능하다.
또한, 조사 면적은 LED의 표면적 정도여도 되지만, 더욱 광범위한 쪽이 좋다.
전술한 바와 같이, 생체에 있어서의 혈액 탁도 변화에 의한 광전파 효율을 계측하기 위해서는, 광조사 심도는 피부층을 타깃으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 조사부(25)에 의한 도달 심도를 1㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.
그 때문에, 피부층을 타깃으로 할 경우, 조사 강도를 조절한 조사부(25)를 밀착시켜도 된다.
실시형태의 미러(26)는, 입사광 강도 검출부(23)와 조사부(25) 사이에 구비된다. 미러(26)는, 입사광 강도계측을 위한 기구이며, 입사광이 전압변화 등으로 미묘하게 변화되므로, 정확성을 확보하기 위한 기구이다.
다음에, 입자농도 계측장치(200)의 제어계의 구성에 대해서 설명한다. 도 12는 실시형태의 입자농도 계측장치(200)의 블록도이다. 시스템 버스(242)를 개재해서, CPU(241), ROM(243), RAM(244), HDD(245), 외부I/F(Interface)(246), 수광강도 검출부(22), 입사광 강도 검출부(23) 및 조사부(25)가 접속된다. CPU(241)와 ROM(243)과 RAM(244)으로 제어부(24)를 구성한다.
ROM(243)은 CPU(241)에 의해 실행되는 프로그램이나 역치를 미리 기억한다.
RAM(244)은, CPU(241)가 실행하는 프로그램을 전개하는 에어리어와, 프로그램에 의한 데이터 처리의 작업 영역이 되는 워크 에어리어 등의 여러 가지 메모리 에어리어 등을 구비한다.
HDD(245)는, 지질 농도와 광전파 효율 또는 광전파 효율 변화량의 상관을 복수의 사람으로 작성해서 검량선으로 한 데이터를 기억한다.
외부 I/F(246)는, 예를 들면, 클라이언트 단말(PC) 등의 외부장치와 통신하기 위한 인터페이스이다. 외부 I/F(246)는, 외부장치와 데이터통신을 행하는 인터페이스이면 되고, 예를 들면, 외부장치에 로컬로 접속하는 기기(USB 메모리 등)이어도 되고, 네트워크를 개재해서 통신하기 위한 네트워크 인터페이스이어도 된다.
이상과 같은 구성을 구비하는 입자농도 계측장치(200)에 있어서, 미리 설정되어 있는 프로그램에 의거해서, 입자농도 계측장치(200)는 광전파 계측 작업을 실행한다.
조사부(25)는, 피검체 표면을 향해서 원주 형상으로 광을 조사한다. 실시형태에서는, 조명광 또는 자연광을 이용했지만, 다른 실시형태에서는, 피검체에의 도달 심도를 1㎜ 정도로 한 조사광을 주위에서 조사한다.
제어부(24)는, 수광강도 검출부(22)가 검지한 광강도, 및 입사광 강도 검출부(23)가 검지한 광강도로부터, 광전파 효율을 산출한다. 광전파 효율의 산출법은 실시형태와 동일하다.
제어부(24)는 광전파 효율로부터 지질 농도를 산출한다. 지질 농도의 산출법은 실시형태와 동일하다.
또, 실시형태에서는, 조사부와 수광강도 검출부와 제어부를 일체의 장치로서 구성했지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어, 조사부와 수광강도 검출부로서 휴대 단말(스마트폰, 태블릿, PC) 등의 사용자 장치에 구비되는 조명(LED 등) 등이나 센서(CMOS 등) 등을 이용하고, 제어부를, 사용자 장치와 네트워크 접속한 서버 장치 등에 설치해도 된다.
실시형태의 입자농도 계측장치는, 피검체에 광을 조사하는 조사부와, 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한다. 입자농도 계측장치는, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함한다.
사용자 장치는, 조사부로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 구비하고, 제어부는, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고, 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것이어도 된다.
수광강도 검출부는, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고, 제어부는, 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭의 차이로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것이어도 된다.
수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 포함하는 것이어도 된다. 입자농도는 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태의 입자농도 계측장치와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 다른 실시형태의 입자농도 계측방법에 대해서 설명한다. 도 15는 다른 실시형태의 입자농도 계측방법의 순서도이다.
다른 실시형태의 입자농도 계측방법은, 조사부가, 소정의 조사 위치에 피검체에 주기성을 갖는 광을 조사하고(단계 201), 수광강도 검출부가, 조사 위치로부터 소정의 간격의 위치에서, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하고(단계 202), 제어부가, 수광강도로부터 총진폭을 구하고(단계 203), 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 204), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출한다 (단계 205).
입자농도 계측장치가 입사광 강도 검출부를 구비할 경우에는, 입사광 강도 검출부가, 조사 위치로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하고(단계 206), 제어부는, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고(단계 207), 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 204), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출해도 된다(단계 205).
수광강도 검출부가, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고(단계 208), 제어부가, 제1 시점 및 제2 시점의 수광강도로부터 제1 시점의 총진폭 수광강도 및 제2 시점의 총진폭을 산출하고(단계 209), 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고(단계 204), 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출해도 된다(단계 205).
또한, 수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 구비해도 되고, 입자농도는 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태의 입자농도 계측장치와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 다른 실시형태의 입자농도 계측 프로그램에 대해서 설명한다.
장치는, 피검체에 광을 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 총진폭을 구하고, 총진폭으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 사용자 장치로부터 송신된 수광강도로부터 총진폭을 구하고, 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시킨다.
사용자 장치가 조사부로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 포함할 경우에는, 실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 장치 컴퓨터에, 입사광 강도로부터 총진폭을 구하고, 수광강도의 총진폭 및 입사광 강도의 총진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 광전파 효율로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시켜도 된다.
실시형태의 입자농도 계측 프로그램은, 수광강도 검출부에, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출시키고, 장치 컴퓨터에, 제1 시점 및 제2 시점의 수광강도로부터 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭을 산출하고, 제1 시점의 총진폭 및 제2 시점의 총진폭으로부터 광전파 효율 변화량을 구하고, 광전파 효율 변화량으로부터 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시켜도 된다.
수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 포함해도 되고, 입자농도는 지질 농도이어도 된다. 또, 구체적인 처리의 내용에 대해서는, 상기 실시형태와 같기 때문에 설명을 생략한다.
이상, 실시형태를 설명했지만, 이러한 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이러한 신규한 실시형태는, 그 밖의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이러한 실시형태나 그의 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 동시에, 청구범위에 기재된 발명과 그의 균등 범위에 포함된다.
100: 입자농도 계측장치
12: 수광강도 검출부
13: 입사광 강도 검출부
14: 제어부
12: 수광강도 검출부
13: 입사광 강도 검출부
14: 제어부
Claims (22)
- 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되는 입자농도 계측장치로서,
피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부; 및
상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 상기 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 광전파 계측 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 조명광으로부터 상기 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 입사광 강도로부터 진폭을 구하고, 상기 수광강도의 진폭 및 상기 입사광 강도의 진폭으로부터 상기 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제2항에 있어서,
상기 수광강도 검출부는, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고,
상기 제어부는 상기 제1 시점의 수광강도의 진폭 및 상기 제2 시점의 수광강도의 진폭으로부터 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 입자농도 계측장치로서,
피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부;
상기 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부; 및
상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 상기 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치.
- 제6항에 있어서,
상기 조사부로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 입사광 강도로부터 진폭을 구하고, 상기 수광강도의 진폭 및 상기 입사광 강도의 진폭으로부터 상기 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제6항에 있어서,
상기 수광강도 검출부는, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고,
상기 제어부는 상기 제1 시점의 수광강도의 진폭 및 상기 제2 시점의 수광강도의 진폭으로부터 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 입자농도 계측장치로서,
상기 사용자 장치로부터 송신된 상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 지니는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 상기 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치.
- 제10항에 있어서,
상기 사용자 장치는 상기 조명광으로부터 상기 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 입사광 강도로부터 진폭을 구하고, 상기 수광강도의 진폭 및 상기 입사광 강도의 진폭으로부터 상기 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제10항에 있어서,
상기 수광강도 검출부는, 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고,
상기 제어부는 상기 제1 시점의 수광강도의 진폭 및 상기 제2 시점의 수광강도의 진폭으로부터 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 입자농도 계측장치로서,
상기 사용자 장치로부터 송신된 상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제13항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 진폭으로부터 광전파 효율을 구하고, 상기 광전파 효율로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치.
- 제14항에 있어서,
상기 사용자 장치는 상기 조사부로부터 피검체에 입사하는 입사광 강도를 검출하는 입사광 강도 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 입사광 강도로부터 진폭을 구하고, 상기 수광강도의 진폭 및 상기 입사광 강도의 진폭으로부터 상기 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제14항에 있어서,
상기 수광강도 검출부는 피검체로부터 방출되는 수광강도를, 소정의 시간 간격의 제1 시점 및 제2 시점에서 검출하고,
상기 제어부는 상기 제1 시점의 수광강도의 진폭 및 상기 제2 시점의 수광강도의 진폭으로부터 광전파 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광강도 검출부의 주위에, 피검체 표면에의 광을 차광하기 위한 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자농도는 지질 농도인 것을 특징으로 하는 입자농도 계측장치.
- 시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 실시되는 입자농도 계측방법으로서,
피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 단계; 및
상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측방법. - 입자농도 계측방법으로서,
피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 단계;
상기 조사 위치로부터 소정의 간격의 위치에서의, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 단계; 및
상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자농도 계측방법. - 입자농도 계측 프로그램으로서,
시간 주기성을 갖는 조명광 하에서 사용되고, 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 장치 컴퓨터에,
상기 사용자 장치로부터 송신된 상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시키는, 입자농도 계측 프로그램. - 입자농도 계측 프로그램으로서,
피검체에 시간 주기성을 갖는 광을 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 소정의 간격으로 배치되어, 상기 피검체로부터 방출되는 수광강도를 검출하는 수광강도 검출부를 구비하는 사용자 장치에, 통신 가능하게 접속한 장치 컴퓨터에,
상기 사용자 장치로부터 송신된 상기 수광강도로부터 진폭을 구하고, 상기 진폭으로부터 상기 피검체 내의 입자농도를 산출하는 처리를 실행시키는, 입자농도 계측 프로그램.
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