血液成分分析方法及血液成分分析装置的制造方法_4

文档序号:8419582阅读:来源:国知局
输入将操作输入信号输出至处理部150。图1的操作开关16、触摸面板18相当于此。
[0111]显示部130通过IXD (液晶显示器)或EL显示器(电致发光显示器)等显示装置来实现,根据从处理部150输入的显示信号显示各种画面。图1的触摸面板18相当于此。
[0112]通信部140是在处理部150的控制下,用于在与外部的信息处理装置之间接收和发送在装置内利用的信息的通信装置。图1的通信装置20相当于此。作为通信部140的通信方式,可以应用通过以规定的通信标准为基准的电缆的有线连接方式、通过兼作被称为叉托支架的充电器的中间装置的连接方式、利用无线通信进行无线连接方式等各种方式。
[0113]处理部150通过CPU(中央处理器)或DSP(数字信号处理器)等微处理器、ASIC (专用集成电路)等控制装置和运算装置来实现,统一地对血液成分分析装置10的各部进行控制。图1的控制基板30相当于此。该处理部150具备测定部151、血管位置取得控制部155、作为合成部的光谱合成部156和作为分析部的血液成分分析部157。另外,构成处理部150的各部也可以由专用的模块电路等硬件构成。
[0114]测定部151进行测定光的照射和受光测定。该测定部151包括照射控制部152、受光控制部153和测定点设定部154。照射控制部152对构成发光部111的发光元件52单独地进行发光控制。例如,可通过利用所谓的有源矩阵方式的驱动控制技术来实现。受光控制部153进行从通过受光部113的受光元件54接收到的全部透过光中读取基于其强度的电信号的控制。
[0115]测定点设定部154选出位于测定对象血管的上方的发光元件52并确定照射位置。而且,测定点设定部154根据事前进行模拟等而设定的最适测定点距离Rl选出受光元件54,使得照射位置、第一受光位置以及第二受光位置形成规定的位置关系。在本实施方式中,测定点设定部154选择从照射位置起算的距离为沿着测定对象血管的行进方向(y方向)的最适测定点距离Rl的受光元件54,而对第一受光位置进行定位。而且,选择从照射位置起算的距离为沿着垂直于y方向的测定对象血管的直径方向(X方向)的最适测定点距离Rl的受光元件54,而并对第二受光位置进行定位。当以照射位置为起点,在各个方向上的最适测定点距离Rl的位置上没有受光元件54时,也可以选出距该最适测定点距离Rl的位置最近的受光元件54。
[0116]血管位置取得控制部155取得被传感器模块50覆盖的皮下的生物体图像(参照图4),并对生物体图像进行图像处理,取得血管位置。在本实施方式中,通过适当利用公知的静脉认证技术等中的生物体图像的摄影技术、或者公知的静脉认证技术等中的由生物体图像识别静脉图案的技术来实现。
[0117]光谱合成部156在照射控制部152和受光控制部153的控制下,从作为照射位置的发光元件52照射出测定光,并利用y方向应用率Fy (Rl)和x方向应用率Fx (Rl),对由第一受光位置和第二受光位置的受光元件54进行受光测定所得的第一受光结果和第二受光结果进行合成处理。
[0118]血液成分分析部157基于从合成处理的结果得到的相对光谱,算出作为目标的规定成分的血中浓度。在本实施方式中,利用多元回归分析法、主成分回归分析法、PLS回归分析法、独立分量分析法等分析法,根据相对光谱算出血糖值。
[0119]存储部160通过ROM(只读存储器)、闪存ROM、RAM(随机存取存储器)等各种IC(集成电路)存储器以及硬盘等存储介质来实现。存储部160中事先存储或每次处理时暂时存储用于使血液成分分析装置10动作,从而实现该血液成分分析装置10具备的各种功能的程序、以及该程序执行中所使用的数据等。图1中,控制基板30上搭载的主存储器34、分析数据存储器36和存储卡22等相当于此。
[0120]在该存储部160中存储用于使处理部150作为测定部151、血管位置取得控制部155、光谱合成部156和血液成分分析部157发挥作用,并进行分析处理(参照图14)的分析程序161。
[0121]并且,存储部160中还存储有测定点距离数据162、X方向比率数据163、y方向比率数据164、测定点数据165、合成光谱数据166和血液成分值167。
[0122]测定点距离数据162存储事前进行模拟等而设定的最适测定点距离Rl。y方向比率数据164存储事前进行模拟等而设定的y方向应用率Fy (Rl)。X方向比率数据163存储事前进行模拟等而设定的X方向应用率Fx (Rl)。
[0123]测定点数据165存储由测定点设定部154定位的照射位置、第一受光位置及第二受光位置。图13是示出测定点数据165的数据构成例的图。如图13所示,测定点数据165是使照射位置、第一受光位置和第二受光位置相关联的数据表。照射位置中登记有符合的发光元件52的识别码,第一受光位置和第二受光位置中分别登记有符合的受光元件54的识别码。当将测定对象血管上的多个位置作为照射位置时,对每个照射位置均相关联地设定第一受光位置和第二受光位置。
[0124]合成光谱数据166存储由光谱合成部156合成的相对光谱(参照图11)的数据。血液成分值167存储由血液成分分析部157算出的血糖值。
[0125][处理流程]
[0126]图14是示出分析处理的处理步骤的流程图。另外,在此说明的处理,可以通过处理部150从存储部160读取并执行分析程序161来实现。血液成分分析装置10按照图14的处理步骤进行处理,从而实施血液成分分析方法。当血液成分分析装置10被安装于受试者2的身体,并输入规定的分析开始操作后,开始该分析处理。
[0127]如图14所示,分析处理中,首先,血管位置取得控制部155取得血管的位置并选择测定对象血管(步骤SI)。在这步处理之前,照射控制部152使传感器模块50的发光元件52 —起发光,受光控制部153通过所有的受光元件54进行受光测定(拍摄)。然后,血管位置取得控制部155将得到的生物体图像(亮度图像)的每个像素与基准亮度进行比较,进行二值化和过滤处理,取得血管位置。小于基准亮度的像素表示血管,基准亮度以上的像素表示非血管区域。
[0128]接下来,测定点设定部154选出血管上方的发光元件52并对照射位置进行定位(步骤S3)。而且,测定点设定部154根据在步骤S3中定位的照射位置,利用最适测定点距离Rl选出受光元件54,对第一受光位置和第二受光位置进行定位(步骤S5)。这时,测定点设定部154制作登记有作为照射位置、第一受光位置和第二受光位置的发光元件52及受光元件54的识别码的测定点数据165。
[0129]然后,进行测定光的照射和受光测定。即,首先,照射控制部152对被作为照射位置登记在测定点数据165中的发光元件52进行发光控制,从照射位置照射测定光(步骤S7)。然后,受光控制部153 —边在测定波长范围内按单位波长逐次移动分光层55的中心波长,一边通过被作为第一受光位置和第二受光位置登记在测定点数据165中的受光元件54进行受光测定(步骤S9)。如果在测定波长范围内的全部波长进行了受光测定,则结束受光测定(步骤11中的“是”)。
[0130]接下来,光谱合成部156对在步骤S9中针对每个波长得到的第一受光结果和第二受光结果进行合成处理(步骤S13)。具体而言,光谱合成部156将第一受光结果乘以y方向应用率Fy(Rl)而算出第一血管透过光成分量L(上式(I)),将第二受光结果乘以X方向应用率Fx (Rl)而算出第二血管透过光成分量S (上式(2)),并对每个波长进行从第一血管透过光成分量L中减去第二血管透过光成分量S而算出相对值I (上式(3))的处理,从而合成相对光谱。
[0131]然后,血液成分分析部157基于在步骤S13合成的相对光谱算出血糖值,作为血液成分值167进行存储(步骤S15),本处理结束。
[0132]如上所述,根据本实施方式,可以事前将血管的行进方向定义为y方向,将与其垂直的血管的直径方向定义为X方向,通过模拟等求出y方向比率函数Fy (R)和x方向比率函数Fx (R),并设定最适测定点距离Rl、y方向应用率Fy (Rl)及x方向应用率Fx (Rl)。而且,在实际测定时,可以选出位于血管的上方的发光元件52作为照射位置,并选出从照射位置起算的距离为沿着I方向的最适测定点距离Rl的血管上方的受光元件54作为第一受光位置,选出从照射位置起算的距离为沿着X方向的最适测定距离Rl的非血管上方的受光元件54作为第二受光位置,从而进行定位。而且,可以从照射位置照射测定光并进行受光测定。
[0133]据此,可以在接收的全部透过光的强度中含有的血管透过光成分的比例大的y轴上对第一受光位置进行定位,在血管透过光成分的比例小的X轴上对第二受光位置进行定位。而且,由于可以选择性地使用传感器模块50具备的发光元件52和受光元件54进行测定光的照射和受光测定,因此,与例如使发光元件52—起发光而进行受光测定(拍摄)的情况相比,能够降低无用的透过光和反射光的影响。
[0134]并且,可以通过从第一受光结果中按照每个波长提取血管透过光成分并算出第一血管透过光成分量,从第二受光结果中按照每个波长提取血管透过光成分并算出第二血管透过光成分量,取得这些的差分来消除血管非透过光成分,从而合成反映了血管透过光成分量的血管吸收光谱的相对光谱。因此,可以从全部透过光的强度中适当地提取血管透过光成分,通过使用这一光成分可以高精度地分析血糖值等血液成分。
[0135]另外,在上述实施方式中,从照射位置沿着血管的行进方向(y方向)对第一受光位置进行定位,从照射位置沿着垂直于y方向的血管的直径方向(X方向)对第二受光位置进行定位,但也可以采用第一受光位置为不同于血管上方的照射位置的位置,第二受光位置为非血管上方的位置的结构。即,也可以对第一受光位置和第二受光位置进行定位,以形成包括照射位置和第一受光位置的方向与包括照射位置和第二受光位置的方向交叉的位置关系。这时,关于最适测定点距离Rl、y方向应用率Fy(Rl)及X方向应用率Fx(Rl),事先求出并设定对应于包括照射位置和第一受光位置的方向以及包括照射位置和第二受光位置的方向的y方向比率函数Fy (R)和X方向比率函数Fx (R)。
[0136]例如,当由于传感器模块50的构成(发光元件52和受光元件54的排列)等装置上的限制而无法在互相垂直方向上对第一受光位置和第二受光位置进行定位时,也可以如本变形例这样。
[0137]并且,在上述实施方式中,预先对最适测定点距离Rl、y方向应用率Fy (Rl)、以及X方向应用率Fx(Rl)进行了设定并用于合成处理。与此相反,也可以根据血管的深度和血管的直径可变地设定这些值。
[0138]在此,如图7所示的血管透过光的强度分布因血管的深度而异。具体而言,血管的深度越深血管透过光的强度强
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