TW202242408A - 生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式 - Google Patents

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伊藤貴和
玉岡弘行
河尻幸治
黒田理人
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日商古河電氣工業股份有限公司
日商日本瑞翁股份有限公司
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Abstract

生物資訊測定裝置係例如具備：散射率算出部，其係由被照射至生物且在此生物透過或反射的光的受光強度，算出在生物內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率；及濃度指標算出部，其係根據在界面的光的散射率與有別於媒質中所包含的粒子的其他對象物質的媒質中的濃度所對應的濃度指標的相關關係，算出藉由散射率算出部被算出的光的散射率所對應的濃度指標。對象物質亦可為血糖，媒質亦可為血漿，粒子亦可為血球。

Description

生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式
本發明係關於生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式。
以往已知一種使用血液中的成分而以非侵襲進行計測的方法（例如專利文獻1）。在專利文獻1的方法中，係利用藉由作為計測對象的對象物質所致之光的吸收，檢測此對象物質的濃度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-106592號公報
[發明所欲解決的問題]
但是，在如專利文獻1所示之利用藉由對象物質所致之光的吸收的方法中，係有因對象物以外的物質與其周邊物質的折射率差所發生的光的散射被計測作為雜訊，且測定精度降低的課題。
因此，本發明之課題之一係取得例如可進行精度更高的測定之受到改善的新穎的生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式。 [用以解決問題的手段]
本發明之生物資訊測定裝置係例如具備：散射率算出部，其係由被照射至生物或檢體且經由此生物或檢體而被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率；及濃度指標算出部，其係根據在前述界面的光的散射率與有別於前述媒質中所包含的前述粒子的其他對象物質的前述媒質中的濃度所對應的濃度指標的相關關係，藉由前述散射率算出部，計算出被算出光之散射率所對應的前述濃度指標。
前述生物資訊測定裝置中，被照射在前述生物或檢體的光係在前述媒質、前述粒子、及前述對象物質的光的吸收率的波長特性中不會成為此吸收率的峰值的波長的光。
前述生物資訊測定裝置中，前述對象物質亦可為血糖。
前述生物資訊測定裝置中，前述媒質亦可為血漿。
前述生物資訊測定裝置中，前述粒子亦可為血球。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述散射率算出部係由透過生物或檢體的光的受光強度、或在此生物或檢體作反射的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述散射率算出部係根據在前述媒質中的散射成為最小或大致0時的光的受光強度亦即基礎受光強度，算出前述光的散射率。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述基礎受光強度係藉由前述媒質中的前述粒子與前述媒質的界面的面積不同的複數試樣中的光的受光強度與界面的面積或界面的交界長度的相關關係的外插來算出。
前述生物資訊測定裝置中，亦可以前述界面的面積不同的複數試樣而言，使用由包含前述粒子與前述對象物質的前述媒質的二次元畫像，藉由畫像處理所得之關於粒子畫像的界面的面積或界面的交界長度的特徵量不同的複數試樣。
前述生物資訊測定裝置中，亦可關於前述粒子畫像的界面的面積或界面的交界長度的特徵量係前述粒子畫像的邊緣的長度的合計值、前述粒子畫像的個數、前述粒子畫像的面積的合計值、或前述二次元畫像中的前述粒子畫像的密度。
前述生物資訊測定裝置中，亦可根據使用雷射繞射／散射法所測定到的前述粒子的直徑，算出關於前述界面的面積或界面的交界長度的特徵量。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述散射率算出部係由在生物或檢體被散射的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率。
前述生物資訊測定裝置亦可具備：照射部，其係對生物或檢體照射光；受光部，其係接受由前述照射部被照射至生物或檢體且經由此生物或檢體的光；及檢測部，其係檢測前述受光部所接受到的光的受光強度。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述照射部係具有亮度的面內不均為10[%]以下的面發光元件，作為光源。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述照射部係具有輸出前述粒子的縱深長度的1／20以上的波長的光的光源。
前述生物資訊測定裝置中，亦可前述受光部係以可判別前述粒子的畫像的直徑的分解能來受像。
前述生物資訊測定裝置亦可具備：前述受光部所接受的光所透過的接物鏡。
本發明之生物資訊測定方法中，例如由電腦：由被照射至生物或檢體且經由此生物或檢體所被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率；根據被記憶在記憶部的相關關係且為在前述界面的光的散射率與有別於前述媒質中所包含的前述粒子的其他對象物質的前述媒質中的濃度所對應的濃度指標的相關關係，作為生物資訊，減去前述被算出的光的散射率進行補正，藉此算出前述濃度指標。
本發明之生物資訊測定方法中，例如由電腦：藉由包含粒子與對象物質的生物或檢體的媒質的二次元畫像的畫像處理，算出關於前述粒子的粒子畫像的界面的面積或界面的交界長度的特徵量；根據前述粒子畫像的特徵量與前述媒質中的前述對象物質的濃度所對應的濃度指標的相關關係，且為對應隨著前述對象物質的濃度增加，前述粒子的媒質中的密度降低的相關關係，算出前述被算出的粒子畫像的特徵量所對應的前述濃度指標。
本發明之生物資訊測定方法中，例如由電腦：藉由包含粒子與對象物質的生物或檢體的媒質的雷射繞射／散射法，算出關於前述粒子的界面的面積或界面的交界長度的特徵量；根據前述特徵量與前述媒質中的前述對象物質的濃度所對應的濃度指標的相關關係，且為對應隨著前述對象物質的濃度增加，前述粒子的媒質中的密度降低的相關關係，算出前述被算出的粒子畫像的特徵量所對應的前述濃度指標。
本發明之程式係例如使電腦作為生物資訊測定裝置來進行作動，此生物資訊測定裝置係具備：散射率算出部，其係由被照射至生物或檢體且經由此生物或檢體而被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與此媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率；及濃度指標算出部，其係根據在前述界面的光的散射率與有別於前述媒質中所包含的前述粒子的其他對象物質的前述媒質中的濃度所對應的濃度指標的相關關係，藉由前述散射率算出部，計算出被算出光之散射率所對應的前述濃度指標。 [發明功效]
藉由本發明，可得例如即使為對象物質不吸收的波長的雷射光，亦可計測對象物質的濃度般之受到改善的新穎的生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式。
以下揭示本發明之例示性的實施形態。以下所示之實施形態的構成、以及藉由此構成所帶來的作用及結果（效果）為一例。本發明亦可藉由以下實施形態所揭示的構成之外來實現。此外，藉由本發明，可得藉由構成所得的各種效果（亦包含衍生的效果）之中至少一個。
在本說明書中，光的散射尤其表示前述粒子不具有僅在此波長減少光透過率的峰值，在此波長周邊±50[nm]左右的範圍，愈為短波長側，透過率愈為連續性減少、或為一定值的情形。此外，亦有在前述粒子與前述媒質的界面所發生的光損失。在學術上亦有在如血球所示的粒子界面，除了散射以外亦發生局部吸收的報告，惟實際上將由透過光在界面所發生的損失切分為散射、吸收乃極為困難。因此，在本說明書中，將如前所述之具有波長依存的粒子界面起因的損失全部定義為光散射。
此外，在本說明書中，光的散射率係表示相對於光的輸入光的強度1，因光的散射而被衰減的光的輸入的比例、及另外與此比例有相關關係的全部物理量。例如，散射率亦可為瑞利散射係數、米氏散射係數。
[第1實施形態] [測定裝置] 圖1係生物資訊測定裝置100的概略構成圖。如圖1所示，生物資訊測定裝置100係具備：控制裝置110、照射部120、受光部130、及接物鏡131。
控制裝置110係控制生物資訊測定裝置100的各部，並且根據在受光部130所受到的檢查光，執行生物200的血管201內所包含的血液210的檢查，以一例而言為血糖濃度的檢查。血液210亦可稱為檢查物。血液210係包含：血漿、血球、及血糖。血漿係媒質之一例，血球係粒子之一例，血糖係對象物質之一例。
照射部120係對生物200照射檢查光。照射部120係具有：光源裝置、及傳送來自此光源裝置的檢查光而出射的光學系統零件。
受光部130係接受被照射至生物200且經由此生物200的檢查光，例如透過了生物200的檢查光、或在生物200作反射的反射光。受光部130係具有例如：CMOS影像感測器、如CCD所示的受光元件、及對此受光元件傳送檢查光的光學系統零件。其中，照射檢查光的計測的對象並非限定於生物200本身，亦可為包含生物200的成分的檢體。
接物鏡131係透過由血液210而被輸入至受光部130的光。可藉由接物鏡131來提高分解能。
圖2係生物資訊測定裝置100的區塊圖。如圖2所示，生物資訊測定裝置100係除了控制裝置110、照射部120、及受光部130之外，亦具備：輸入部140、及輸出部150。輸入部140及輸出部150係建構對使用者或操作人員的使用者介面。輸入部140係例如鍵盤、或觸控面板、滑鼠、開關、操作按鍵所示的輸入元件。輸出部150係例如顯示器、或印表機、燈、揚聲器等，藉由畫像、或印刷、聲音所為之輸出元件。
[控制裝置] 控制裝置110係具有：控制器111、主記憶部112、及輔助記憶裝置113。
控制器111係例如CPU（central processing unit，中央處理單元）所示的處理器（電路）。主記憶部112係例如RAM（random access memory，隨機存取記憶體）、或ROM（read only memory，唯讀記憶體）。此外，輔助記憶裝置113係例如SSD（solid state drive，固體狀態驅動機）或HDD（hard disk drive，硬碟驅動機）所示的非揮發性的記憶裝置。
控制器111係藉由讀出被記憶在主記憶部112或輔助記憶裝置113的程式而執行各處理，作為照射控制部111a、受光控制部111b、輸入控制部111c、輸出控制部111d、檢測部111e、散射率算出部111f、及濃度指標算出部111g來進行作動。程式係可分別以可安裝的形式或可執行的形式的檔案，記錄在電腦可讀取記錄媒質予以提供。記錄媒質亦可稱為程式產品。在藉由程式及處理器所為之運算處理所使用的值、或圖（map）、表格（table）等資訊亦可預先記憶在主記憶部112或輔助記憶裝置113，亦可記憶在連接於通訊網路的電腦的記憶部，且藉由經由此通訊網路予以下載而記憶在輔助記憶裝置113。輔助記憶裝置113係記憶藉由處理器而被寫入的資料。此外，藉由控制器111所為之運算處理亦可至少部分藉由硬體來執行。此時，在控制器111亦可包含例如FPGA（field programmable gate array，現場可程式閘陣列）、或ASIC（application specific integrated circuit，特殊應用積體電路）等。
照射控制部111a係以輸出預定的檢查光的方式控制照射部120。
受光控制部111b係以接受檢查光的方式控制受光部130。
輸入控制部111c係接收來自輸入部140的輸入訊號。此外，輸入控制部111c亦可以可進行預定的輸入操作的方式控制輸入部140。
輸出控制部111d係以執行預定的輸出的方式控制輸出部150。
[測定原理及供測定用的構成] 發明人等經精心研究，得到伴隨血液中的血糖濃度的增大，因血液所致之光的散射率會增加的知見。若對血液照射光，由於折射率在血漿與血球不同，因此在血球的表面，亦即血球之與血漿的交界亦即界面的微小凹凸中，會發生光的散射。因此，若對血液照射光，界面的面積愈大，光的散射愈大。著重在如上所示之現象，發明人等針對血液中的光的散射而不斷精心研究的結果，發現：（1）在血球彼此相互相接的部分，由於不會發生折射率差，因此幾乎不會發生光的散射；（2）若血糖濃度低，在血液中血球彼此相互相接，界面的面積小且光的散射量少；及（3）在血液中血糖濃度愈為增大，在血液中血球彼此愈為相互隔離，界面的面積愈為增大，伴隨此，光的散射量愈為增大。如上所示之伴隨血糖濃度的增大的血球彼此的隔離係被推測為因血球帶電為負電荷所致者。
因此，利用如上所示之發明人等所發現的現象，根據血液210中的光散射來算出此血液210中的血糖濃度，因此本實施形態的控制器111係具有：檢測部111e、散射率算出部111f、及濃度指標算出部111g。
檢測部111e係算出受光強度，作為受光部130的受光元件的各畫素的亮度值的合計值。
散射率算出部111f係例如算出散射率，作為散射強度對照射強度的比率。照射強度係可考慮為透過強度或反射強度、與吸收強度、與散射強度的和。受光強度係透過光或反射光的強度，因此散射強度係可算出為由照射強度減去受光強度及吸收強度後的值。在此，吸收強度係在生物200中被吸收的檢查光的強度，可藉由後述的方法等來進行估計。吸收強度係預先取得，例如，可作為程式內的數值或函數、或程式所參照的資料而記憶在輔助記憶裝置113。
濃度指標算出部111g係根據預先取得的散射率與濃度指標的相關關係，算出在散射率算出部111f被算出的散射率所對應的濃度指標。在此，濃度指標係成為血糖濃度的指標的值，亦可為血糖濃度本身，亦可為血糖濃度愈增大即愈增大的相對值。濃度指標亦可為依每個人的值，亦可為針對複數人而為共通的值。此外，濃度指標係在經過觀察中，若為成為表示血糖濃度的增減的目標的值即可。
圖3係顯示散射率S與濃度指標D的相關關係之一例的圖。如上所述，藉由發明人等的研究，判明出檢查光的散射率S愈為增大，血糖的濃度愈為增大。由對複數試樣的檢查結果，判明出血糖濃度所對應的濃度指標D係可作為檢查光的散射率S的近似函數f（S）來表示。其中，在圖3中，近似函數f（S）係例示為1次函數，惟並非限定於此。如上所示之相關關係係預先取得，形成為函數、圖、或表格而記憶在例如輔助記憶裝置113。
為了進行根據上述新知見的測定，由照射部120被輸出的檢查光較佳為藉由生物200、血液210、血漿、血球、及血糖所致之吸收率低的波長的光。此外，圖4係顯示對物體或物質的散射率的波長特性之一例的圖表。因血球之與血漿的界面的微小凹凸所致之光的散射的波長特性係在被選定作為圖4所例示的檢查光的波長頻帶中的波長λ中，被認為不會發生峰值者。檢查光的波長λ係使用例如950[nm]以上且1100[nm]以下。
此外，以檢查光與血球不作光學耦合的方式，檢查光的波長λ係以血球的縱深長度（直徑）的1／20以上的波長為佳。血球的直徑為約10[μm]。
此外，為進行此測定，照射部120較佳為具有亮度的面內不均為10[%]以下的面發光元件，作為光源裝置。
此外，以受光部130而言，以可判別血球的畫像的直徑的分解能來受像為佳。
[處理順序] 圖5係顯示藉由生物資訊測定裝置100所為之處理順序之一例的流程圖。如圖5所示，首先，控制器111係作為照射控制部111a及受光控制部111b進行作動，以將檢查光朝向生物200照射的方式控制照射部120，並且以接受來自生物200的檢查光的方式控制受光部130（S1）。
接著，控制器111係作為檢測部111e進行作動，且算出受光部130中的受光強度。受光強度係例如受光部130的受光元件的各畫素的亮度的合計值（S2）。
接著，控制器111係由在S2中在檢測部111e被算出的受光強度，算出散射率（S3）。
接著，控制器111係根據圖3所示之散射率與濃度指標的相關關係，算出在S3中在散射率算出部111f被算出的散射率所對應的濃度指標（S4）。
接著，控制器111係作為輸出控制部111d進行作動，且以輸出濃度指標的方式，控制輸出部150（S5）。在S5中，亦可輸出此檢查中的濃度指標的值，以如顯示亦包含在過去的檢查中被算出的濃度指標的濃度指標的歷時變化的圖表所示之形態予以輸出。若執行如上所示之處理，在S3中被算出的散射率每次被算出，即與被檢測者的ID、或計測日期時間等建立關連而記憶在輔助記憶裝置113，輸出控制部111d亦可參照此被記憶的資訊，生成在輸出部150所輸出的輸出資訊。
[吸收強度的估計] 此外，發明人等發現可根據包含血球的血液的二次元畫像的解析，推定血液210中的光的吸收強度。圖6、7係包含血球的血液的二次元畫像的模式圖，圖6係顯示血球彼此相互密接的狀態的畫像，圖7係顯示血球彼此相互隔離的狀態的畫像。其中，在圖6、7中係僅包含5個血球，惟實際的畫像係含有多數血球。
畫像解析係有別於藉由生物資訊測定裝置100所為之測定，例如，對作為試樣而在標本上所採集到的血液210的顯微鏡畫像來實施。在此畫像解析中，例如，取得被照射到光的區域中的血球210b與血漿210a的交界210b1的長度的合計值，作為血球210b的畫像的特徵量，亦即血球與血漿之間的界面的交界長度。此時，例如，彼此密接的複數血球210b係被群組化為對應血球的區域的一個團塊，算出藉由此各群組的邊緣檢測所得的交界210b1（邊緣）的長度。因此，若比較圖6、7即清楚可知，相較於圖6所示之複數血球210b彼此密接或近接的情形，圖7所示之複數血球210b彼此隔離時，交界210b1的長度的合計值較大。該合計值係例如藉由二次元畫像的預定範圍內的畫像解析所得的複數交界210b1的長度的合計值。在此，如上所述，在複數血球210b彼此密接的狀態下，血球210b與血漿210a的界面的面積減少。血球與血漿之間的界面的面積若血球彼此遠離，係成為π．n．d 2（n：血球的個數、d：血球的直徑）。另一方面，若血球彼此緊貼，係成為由血球彼此遠離時的界面的面積（π．n．d 2）減去血球彼此相接觸的部分的面積後的值。近似上係求出血球彼此緊貼的團塊的直徑d，算出此團塊1個的界面面積作為π．D 2，可將此界面面積設為光照射區域中的血球數份的積算值。畫像解析中的交界210b1的長度的合計值愈大，實際的血球210b與血漿210a的界面的面積亦愈大，交界210b1的長度的合計值愈小，實際的界面的面積亦愈小。亦即，交界210b1的長度的合計值可成為血球210b與血漿210a的界面的面積所對應的參數（特徵量），並且亦可成為光的散射率所對應的參數。
判明出實際上在血糖濃度Dg與被照射到光的測定範圍內的全部交界210b1的長度的合計值L之間係有如圖8所示之相關關係。圖8係顯示在血液中血糖濃度發生了變化時藉由畫像解析所得的交界210b1的長度的合計值L的變化的圖表。由圖8可知血糖濃度愈增加，血球210b彼此愈隔離，藉由畫像解析所得的交界210b1的長度的合計值愈為增大。交界長度L係可表示為血糖濃度Dg的近似函數g（Dg）。其中，在圖8中，近似函數g（Dg）係例示為1次函數，惟並非限定於此。
此外，圖9係顯示針對在生物資訊測定裝置100被檢測到受光強度的複數試樣，實施了上述畫像解析時之測定範圍內的全部交界210b1的長度的合計值L、與在檢測部111e被檢測到的受光強度的相關關係的圖表。此時，亦可使用將合計值L以血球數、血球面積、或血球密度等規格化者。由圖9可知交界210b1的長度的合計值L愈大，受光強度R則愈小，且交界210b1的長度的合計值L愈小，受光強度R則愈大。受光強度R係可表示為交界210b1的長度的合計值L的近似函數h（L）。圖9所示之複數試樣係交界210b1的長度的合計值L不同的試樣，亦即血球210b之與血漿210a的界面的面積不同的試樣，近似函數h（L）係藉由複數試樣的迴歸分析所得的函數。
發明人等發現在血液210中，若血糖濃度低，交界210b1的長度的合計值L成為0，亦即，在畫像解析中未被檢測交界210b1的狀態。此時，在實際的血液210中，亦可推定為血球210b彼此密接，界面的面積成為最小，大致未發生檢查光的散射的狀態、或散射極低的狀態。
亦即，交界210b1的長度的合計值L為0時的受光強度R，亦即R0=h（0）（以下將此R0設為基礎受光強度）係散射光成為最小（≒0）時的受光強度。基礎受光強度R0係可謂為藉由複數試樣的值的外插所算出的值。
由散射光成為最小（≒0）時的照射強度減去基礎受光強度R0後的差分係相當於藉由因生物200、血液210、血漿、血球、血糖、除此之外之例如血紅素等物質所致之光散射的影響已被去除之單純的吸收所致之強度差，亦即吸收強度A。如上所示，可估計吸收強度A。此外，如函數h（L）=a×L 2+b×L+c所示，近似為2次函數時的係數a及b係表示使光散射發生的血球與血漿的界面的結構性起伏，亦即光散射係數。相當於光散射係數的a、b亦有依與血糖等對象物質的作用而改變的情形，可作為濃度指標來使用。
因此，散射率算出部111f係可算出各測定時的散射強度，作為由照射強度減去測定時藉由檢測部111e所得的受光強度R及上述的吸收強度A（常數）後的值，且可算出散射率，作為此散射強度對照射強度的比率。藉由如上所示之運算處理，因可加上因生物200、血液210、血漿、血球、血糖、除此之外的物質所為之吸收的部分，可更加精度佳地算出散射率、進而濃度指標。
其中，使用在算出考慮到吸收的散射率的基礎受光強度及吸收強度A亦可為按每個人藉由檢查所取得的值，惟以侵襲的血液的採集為前提，因此亦可藉由依他人的檢查所得的值、平均值、一般值、解析值等來代用。
此外，由圖8的圖表可知，根據藉由畫像解析所得的血球210b的畫像的特徵量與血糖濃度（濃度指標）的相關關係，由此畫像的特徵量算出血糖濃度。生物資訊測定裝置100係為了算出根據圖8所示之相關關係的血糖濃度，有別於散射檢測用的光學系統及受光元件，具備如電子顯微鏡裝置所示之畫像解析用的光學系統及受光元件，作為受光部130，控制器111亦可具有藉由畫像解析來算出血球210b的畫像的特徵量的特徵量算出部111h（參照圖2）。此時，控制器111係讀出被記憶在主記憶部112或輔助記憶裝置113的程式來執行各處理，藉此作為特徵量算出部111h及濃度指標算出部111g來進行作動。濃度指標算出部111g係藉由表示圖8所示之相關關係的近似函數g、或圖、表格等，算出藉由特徵量算出部111h所算出的特徵量所對應之作為濃度指標的血糖濃度Dg。此函數、圖、或表格係被記憶在例如輔助記憶裝置113。但是，如上所示之藉由畫像解析所得之特徵量所對應的濃度指標的算出係以侵襲的血液的採集為前提。因此，較佳為藉由與根據上述之散射強度之藉由非侵襲所為之檢查的組合來執行。
此外，以畫像解析中的血球210b的畫像的特徵量而言，並非限定於交界210b1的長度的合計值，亦可為例如二次元畫像中的血球210b的個數、或二次元畫像中的血球210b的畫像的面積的合計值、二次元畫像中的血球210b的畫像的密度（例如面積密度）所示的其他參數。血球210b的畫像的特徵量與各個的濃度指標的相關關係係對應於隨著血糖的濃度增加，血漿210a中的血球210b的密度降低。例如，血糖的濃度愈增加，二次元畫像中的血球210b的個數愈減少，二次元畫像中的血球210b的面積的合計值愈減少，且二次元畫像中的血球210b的畫像的密度愈減少。
[畫像解析以外的界面面積、或界面的交界長度的資訊的取得方法] 此外，以關於如血球般的生物中的粒子的界面面積或界面的交界長度的資訊取得方法而言，係可使用雷射繞射／散射方法。此係觀測依散射光的角度而異的強度圖樣，且使用米氏散射理論等，求出粒子徑分布的方法，在計測領域中被廣為使用的技術。圖10係顯示由雷射繞射／散射方法求出血球210b的直徑d的手法之一例的說明圖。如圖10所示，例如，若血球210b彼此相接而形成團塊時，此團塊近似粒子210p而可算出直徑d，可由此直徑d算出界面面積或界面的交界210b1的長度等。此外，若血球210b為1個，可由此血球210b的直徑d，算出界面面積或界面的交界210b1的長度等。
[第2實施形態] 圖11係第2實施形態的生物資訊測定裝置100A的概略構成圖。如圖11所示，在本實施形態中，受光部130係接受來自檢體220的散射光，作為由照射部120被照射且經由檢體220的檢查光。此時，藉由預先取得可在受光部130受光的散射光相對檢體220中朝全方向的散射光的比率，散射率算出部111f（參照圖2）係可由受光部130中的檢查光的受光強度，容易算出光的散射率。之後的處理係與上述第1實施形態相同。
如以上說明所示，藉由本實施形態，可根據檢查光的散射率來算出血液210中的血糖濃度。藉由如上所示之構成，藉由利用檢查光的散射率，可精度更佳地測定血糖濃度。
以上例示本發明之實施形態，惟上述實施形態為一例，並非意圖限定發明的範圍。上述實施形態係可以其他各種形態實施，可在未脫離發明之要旨的範圍內，進行各種省略、置換、組合、變更。此外，各構成、或形狀等規格（構造、或種類、方向、型式、大小、長度、寬度、厚度、高度、數量、配置、位置、材質等）係可適當變更來實施。
例如，檢查物亦可為血液以外。 [產業上可利用性]
本發明係可利用在生物資訊測定裝置、生物資訊測定方法與程式。
12,101,102:開關 100,100A:生物資訊測定裝置 110:控制裝置 111:控制器 111a:照射控制部 111b:受光控制部 111c:輸入控制部 111d:輸出控制部 111e:檢測部 111f:散射率算出部 111g:濃度指標算出部 111h:特徵量算出部 112:主記憶部 113:輔助記憶裝置 120:照射部 130:受光部 131:接物鏡 140:輸入部 150:輸出部 200:生物 201:血管 210:血液 210a:血漿（媒質） 210b:血球（粒子） 210b1:交界 210p:粒子 220:檢體 D:濃度指標 Dg:血糖濃度 L:（交界長度的）合計值、或（交界長度的）合計值/血球密度 S:散射率 R:受光強度 R0:基礎受光強度 λ:波長
圖1係第1實施形態的生物資訊測定裝置的例示性的概略構成圖。 圖2係實施形態的生物資訊測定裝置的控制裝置的例示性的區塊圖。 圖3係顯示實施形態的生物資訊測定裝置的檢查物中的光的散射率與對象物質的濃度指標的相關關係之一例的圖。 圖4係顯示實施形態的生物資訊測定裝置的檢查物中的光的散射率對應光的波長的特性的圖。 圖5係顯示藉由實施形態的生物資訊測定裝置所為之處理順序之一例的流程圖。 圖6係顯示二次元畫像中彼此密接的粒子的例示性的模式圖。 圖7係顯示二次元畫像中彼此隔離的粒子的例示性的模式圖。 圖8係顯示實施形態的生物資訊測定裝置的檢查物中的血糖濃度與二次元畫像中的交界長度的合計值的相關關係之一例的圖。 圖9係顯示針對以實施形態的生物資訊測定裝置檢測到受光強度的複數試樣實施了畫像解析之時的交界的長度的合計值與在檢測部中被檢測到的受光強度的相關關係之一例的圖表。 圖10係顯示由雷射繞射／散射方法求出粒子的直徑的手法之一例的說明圖。 圖11係第2實施形態的生物資訊測定裝置的例示性的概略構成圖。
100:生物資訊測定裝置
110:控制裝置
111:控制器
111a:照射控制部
111b:受光控制部
111c:輸入控制部
111d:輸出控制部
111e:檢測部
111f:散射率算出部
111g:濃度指標算出部
111h:特徵量算出部
112:主記憶部
113:輔助記憶裝置
120:照射部
130:受光部
140:輸入部
150:輸出部

Claims (21)

  1. 一種生物資訊測定裝置，其係具備： 散射率算出部，其係由被照射至生物或檢體且經由該生物或檢體而被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與該媒質中所包含的粒子間界面的光的散射率；及 濃度指標算出部，其係根據在前述界面的光的散射率，與有別於前述媒質中所包含前述粒子的其他對象物質在前述媒質中之濃度所對應的濃度指標間的相關關係，藉由前述散射率算出部，計算出被算出光之散射率所對應的前述濃度指標。
  2. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，被照射在前述生物或檢體的光，係在前述媒質、前述粒子、及前述對象物質之光吸收率的波長特性中不會成為該吸收率峰值之波長的光。
  3. 如請求項1或2之生物資訊測定裝置，其中，前述對象物質為血糖。
  4. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，前述媒質為血漿。
  5. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，前述粒子為血球。
  6. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，前述散射率算出部係由透過生物或檢體的光的受光強度、或在該生物或檢體作反射的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與該媒質中所包含的粒子的界面的光的散射率。
  7. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，前述散射率算出部係根據在前述媒質中的散射成為最小或大致0時的光的受光強度亦即基礎受光強度，算出前述光的散射率。
  8. 如請求項7之生物資訊測定裝置，其中，前述基礎受光強度係藉由前述媒質中的前述粒子與前述媒質界面的面積不同之複數試樣中，光的受光強度與界面的面積或界面的交界長度的相關關係的外插來算出。
  9. 如請求項8之生物資訊測定裝置，其中，以前述界面面積不同的複數試樣而言，使用由包含前述粒子與前述對象物質的前述媒質的二次元畫像，藉由畫像處理所得之關於粒子畫像的界面面積或界面的交界長度的特徵量不同的複數試樣。
  10. 如請求項9之生物資訊測定裝置，其中，關於前述粒子畫像的界面面積或界面的交界長度的特徵量係前述粒子畫像的邊緣長度之合計值、前述粒子畫像的個數、前述粒子畫像的面積之合計值、或前述二次元畫像中的前述粒子畫像之密度。
  11. 如請求項8之生物資訊測定裝置，其中，根據使用雷射繞射／散射法所測定到的前述粒子的直徑，算出關於前述界面面積或界面交界長度的特徵量。
  12. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，前述散射率算出部係由在生物或檢體被散射的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與該媒質中所包含的粒子間界面的光的散射率。
  13. 如請求項1之生物資訊測定裝置，其中，具備： 照射部，其係對生物或檢體照射光； 受光部，其係接受由前述照射部被照射至生物或檢體且經由該生物或檢體的光；及 檢測部，其係檢測前述受光部所接受到的光的受光強度。
  14. 如請求項13之生物資訊測定裝置，其中，前述照射部係具有亮度的面內不均為10[%]以下的面發光元件，作為光源。
  15. 如請求項13或14之生物資訊測定裝置，其中，前述照射部係具有輸出前述粒子的縱深長度的1／20以上的波長的光之光源。
  16. 如請求項13之生物資訊測定裝置，其中，前述受光部係以可判別前述粒子畫像的直徑之分解能來受像。
  17. 如請求項13之生物資訊測定裝置，其中，具備：前述受光部所接受的光所透過的接物鏡。
  18. 一種生物資訊測定方法，其係由電腦： 由被照射至生物或檢體且經由該生物或檢體所被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與該媒質中所包含的粒子間界面的光的散射率； 根據被記憶在記憶部的相關關係且為在前述界面的光的散射率與有別於前述媒質中所包含之前述粒子的其他對象物質的前述媒質中的濃度所對應的濃度指標的相關關係，作為生物資訊，減去前述被算出的光的散射率進行補正，藉此算出前述濃度指標。
  19. 一種生物資訊測定方法，其係由電腦： 藉由包含粒子與對象物質的生物或檢體之媒質的二次元畫像的畫像處理，算出關於前述粒子的粒子畫像的界面面積或界面的交界長度的特徵量； 根據前述粒子畫像的特徵量與前述媒質中的前述對象物質的濃度所對應的濃度指標的相關關係，且為對應隨著前述對象物質的濃度增加，前述粒子的媒質中密度降低的相關關係，算出前述被算出的粒子畫像的特徵量所對應的前述濃度指標。
  20. 一種生物資訊測定方法，其係由電腦： 藉由包含粒子與對象物質的生物或檢體之媒質的雷射繞射／散射法，算出關於前述粒子的界面面積或界面的交界長度的特徵量； 根據前述特徵量與前述媒質中前述對象物質的濃度所對應的濃度指標的相關關係，且為對應隨著前述對象物質的濃度增加，前述粒子的媒質中密度降低的相關關係，算出前述被算出的粒子畫像的特徵量所對應的前述濃度指標。
  21. 一種程式，其係使電腦作為生物資訊測定裝置來進行作動，該生物資訊測定裝置係具備： 散射率算出部，其係由被照射至生物或檢體且經由該生物或檢體而被接受到的光的受光強度，算出在生物或檢體內的媒質與該媒質中所包含的粒子間界面的光的散射率；及 濃度指標算出部，其係根據在前述界面的光的散射率，與有別於前述媒質中所包含前述粒子的其他對象物質在前述媒質中之濃度所對應的濃度指標間的相關關係，藉由前述散射率算出部，計算出被算出光之散射率所對應的前述濃度指標。
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