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JP2019198547A - Blood component measurement method, device and program - Google Patents

Blood component measurement method, device and program Download PDF

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JP2019198547A
JP2019198547A JP2018095883A JP2018095883A JP2019198547A JP 2019198547 A JP2019198547 A JP 2019198547A JP 2018095883 A JP2018095883 A JP 2018095883A JP 2018095883 A JP2018095883 A JP 2018095883A JP 2019198547 A JP2019198547 A JP 2019198547A
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Japan
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blood
pulse rate
blood component
living body
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Application number
JP2018095883A
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Japanese (ja)
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貴春 浅野
Takaharu Asano
貴春 浅野
有本 英伸
Hidenobu Arimoto
英伸 有本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kowa Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Kowa Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

To provide a technique capable of accurately measuring blood level of a blood component on the basis of light radiated to a living body such as a finger of a human being.SOLUTION: There is provided a blood component measurement device comprising: a measurement part for measuring a pulse wave signal on the basis of light which is radiated to a living body and then is reflected from the living body; a pulse rate acquisition part for acquiring a pulse rate of the living body in measurement time of the pulse wave signal;and a processing part for processing calculation of the blood level of a prescribed blood component on the basis of the measured pulse wave signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、血液成分測定方法、血中成分測定装置、および血液成分測定プログラムに関する。   The present invention relates to a blood component measurement method, a blood component measurement device, and a blood component measurement program.

血液は、血球や水の他、アルブミンやヘモグロビンなどのタンパク質、中性脂肪、コレステロール、グルコースといった種々の成分を含み、これらはヒトの健康状態を反映している。そのため、ヒトの健康状態を評価する上で血液成分の測定は重要であり、注射針を用いて採血した血液の分析は一般に行われている。ただし、注射針の穿刺による痛み、採血から測定および注射針の廃棄などに伴う作業の煩雑さ、感染の恐れといった要因のため、血液分析を頻繁に行うことは現実的ではないことから、採血を伴わない非侵襲的な血液成分の測定方法が求められている。そこで、血液の吸収スペクトルを非侵襲的に取得し、そのスペクトル形状を解析することで血液成分の血中濃度を算出する方法が検討されている。   In addition to blood cells and water, blood contains various components such as proteins such as albumin and hemoglobin, neutral fat, cholesterol, and glucose, which reflect human health. Therefore, measurement of blood components is important in evaluating the human health condition, and analysis of blood collected using an injection needle is generally performed. However, due to factors such as pain from needle puncture, complexity from work after blood collection and disposal of the needle, and risk of infection, frequent blood analysis is not practical, so blood collection There is a need for a non-invasive method of measuring blood components that is not accompanied. Therefore, a method for calculating the blood concentration of a blood component by non-invasively acquiring a blood absorption spectrum and analyzing the spectrum shape has been studied.

血液の吸収スペクトルを非侵襲的に測定および算出する方法としては、光を生体に照射し、生体から受光した光の強度が血液の脈動によって周期的に変化することを利用し、異なる時刻での光強度(例えば最大値と最小値)を差分して求めた光強度の変化幅から血液の吸光度を算出するということを各波長の光について行うことで、各波長における血液の吸光度、すなわち、血液の吸収スペクトルを算出する方法がある(特許文献1、2)。また、生体に連続光を照射したときの光の散乱係数を基に、生体の血液中の生体脂質濃度を測定する方法がある(特許文献3)。   As a method of non-invasively measuring and calculating the absorption spectrum of blood, light is irradiated on a living body, and the intensity of light received from the living body is periodically changed by blood pulsation. By calculating the light absorbance of each wavelength from the change width of the light intensity obtained by subtracting the light intensity (for example, the maximum value and the minimum value), the light absorbance of each wavelength, that is, blood There is a method of calculating the absorption spectrum of the above (Patent Documents 1 and 2). Also, there is a method of measuring a biological lipid concentration in blood of a living body based on a light scattering coefficient when the living body is irradiated with continuous light (Patent Document 3).

特許第3345481号公報Japanese Patent No. 3345481 国際公開第2003/079900号International Publication No. 2003/079900 国際公開第2014/087825号International Publication No. 2014/087825

しかしながら、血液の吸収スペクトルは、測定時の血液の脈動の影響を受けて変動するため、上記の技術では、観測された血液の吸収スペクトルが測定対象成分の血中濃度を正しく反映していない可能性があり、そのような血液の吸収スペクトルを用いることで血中濃度の測定精度が低下することが懸念される。   However, since the absorption spectrum of blood fluctuates due to the influence of blood pulsation at the time of measurement, the observed absorption spectrum of blood may not correctly reflect the blood concentration of the measurement target component in the above technique. There is a concern that the measurement accuracy of the blood concentration may be lowered by using such an absorption spectrum of blood.

上記の実情に鑑み、本件開示の技術は、ヒトの指などの生体に照射された光から血液成分の血中濃度を精度よく測定する技術を提供することを目的とする。   In view of the above situation, an object of the technology disclosed herein is to provide a technology for accurately measuring the blood concentration of a blood component from light irradiated on a living body such as a human finger.

本件開示の血液成分測定装置は、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定する測定部と、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得する脈拍数取得部と、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する処理部とを備える。これにより、生体から受光した光から所望の血液成分の血中濃度を算出する際に、生体の脈拍数に起因して血中濃度の算出精度が低下することを好適に防止することができる。   The blood component measurement device of the present disclosure includes a measurement unit that measures a pulse wave signal based on light received from a living body by irradiating light to the living body, and a pulse rate that acquires the pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal An acquisition unit and a processing unit that processes the calculation of the blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal based on the acquired pulse rate. Thereby, when calculating the blood concentration of a desired blood component from the light received from the living body, it is possible to suitably prevent the blood concentration calculation accuracy from being lowered due to the pulse rate of the living body.

また、上記の血液成分測定装置において、脈拍数取得部は、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出してもよい。また、上記の血液成分測定装置において、処理部は、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないように構成してもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲であってもよい。   In the above blood component measurement device, the pulse rate acquisition unit may calculate the pulse rate of the living body from the measured pulse wave signal. Further, in the blood component measuring apparatus, the processing unit does not output the blood concentration of a predetermined blood component when there is no pulse rate acquired within an allowable range determined by a reference pulse rate related to a living body. You may comprise as follows. Moreover, the pulse rate used as the reference | standard regarding a biological body is an average value of the pulse rate of a biological body, and the tolerance | permissible_range may be 95%-110% of the average value of the pulse rate of a biological body.

また、上記の血液成分測定装置において、処理部は、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正してもよい。上記の血液成分測定装置はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出する血中濃度算出部と、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部とを備え、処理部は、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正してもよい。また、上記の血液成分測定装置はさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算する換算部とを備え、処理部は、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算してもよい。また、上記の血液成分測定装置はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部とを備え、処理部は、算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出してもよい。   In the blood component measuring apparatus, the processing unit may correct the blood concentration of a predetermined blood component based on the acquired pulse rate. The blood component measurement apparatus further includes an absorption spectrum calculation unit that calculates an absorption spectrum of biological blood from a pulse wave signal, and a blood concentration that calculates a blood concentration of a predetermined blood component from the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum. A concentration calculation unit, and a pulse rate ratio calculation unit that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body, and the processing unit calculates the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum. The absorbance may be corrected by dividing by. The blood component measuring device further includes a pulse rate ratio calculating unit that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to a living body, and a ratio of the pulse rate and a blood concentration of a predetermined blood component. A conversion unit that converts the calculated ratio into an error using a calibration curve that indicates a correlation with the calculation error, and the processing unit is converted from the blood concentration of a predetermined blood component calculated from the pulse wave signal. The error may be subtracted. The blood component measuring apparatus further includes an absorption spectrum calculation unit that calculates an absorption spectrum of blood of a living body from a pulse wave signal, and a pulse rate that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body A ratio calculation unit, and the processing unit may calculate the blood concentration of a predetermined blood component by applying the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum and the calculated ratio to a predetermined regression equation. .

また、本件開示の血液成分測定方法は、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定し、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得し、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する。   Further, the blood component measurement method disclosed herein is obtained by measuring a pulse wave signal based on light received from a living body by irradiating the living body with light, and acquiring a pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal. Based on the measured pulse rate, the calculation of the blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal is processed.

また、上記の血液成分測定方法において、生体の脈拍数を取得することは、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法において、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含んでもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲であってもよい。   In the blood component measurement method described above, obtaining the pulse rate of the living body may include calculating the pulse rate of the living body from the measured pulse wave signal. In the blood component measurement method, the calculation of the blood concentration of the predetermined blood component is performed when there is no pulse rate acquired within an allowable range determined by a reference pulse rate related to a living body. The output of the blood concentration of a predetermined blood component may not be performed. Moreover, the pulse rate used as the reference | standard regarding a biological body is an average value of the pulse rate of a biological body, and the tolerance | permissible_range may be 95%-110% of the average value of the pulse rate of a biological body.

また、上記の血液成分測定方法において、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正することを含んでもよい。上記の血液成分測定方法はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出し、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出し、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法はさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出し、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトル
が示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出することを含んでもよい。
Further, in the above blood component measurement method, processing the calculation of the blood concentration of the predetermined blood component includes correcting the blood concentration of the predetermined blood component based on the acquired pulse rate. But you can. The above blood component measurement method further calculates a blood absorption spectrum of the living body from the pulse wave signal, calculates a blood concentration of a predetermined blood component from the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum, and serves as a reference pulse for the living body. To calculate the ratio of the acquired pulse rate to the number and correct the blood concentration of the given blood component, the absorbance is calculated by dividing the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum by the calculated ratio. May include. In addition, the blood component measurement method described above further calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to a living body, and correlates the ratio between the pulse rate and the calculation error of the blood concentration of a predetermined blood component. Using the calibration curve shown, the calculated ratio is converted into an error, and the blood concentration of the predetermined blood component is corrected from the blood concentration of the predetermined blood component calculated from the pulse wave signal. Subtracting the generated error. The blood component measurement method further calculates a blood absorption spectrum of the living body from the pulse wave signal, calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body, and the predetermined blood component described above The correction of the blood concentration of the blood flow may include calculating the blood concentration of a predetermined blood component by applying the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum and the calculated ratio to a predetermined regression equation. Good.

さらに、本件開示の血液成分測定プログラムは、コンピュータに、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定させ、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得させ、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理させる。   Furthermore, the blood component measurement program of the present disclosure causes a computer to measure a pulse wave signal based on light received from the living body by irradiating light to the living body, and to acquire the pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal. Based on the acquired pulse rate, the calculation of the blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal is processed.

また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、生体の脈拍数を取得することは、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含んでもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲であってもよい。   In the above blood component measurement program, obtaining the pulse rate of the living body may include calculating the pulse rate of the living body from the measured pulse wave signal. In the blood component measurement program, the calculation of the blood concentration of the predetermined blood component is performed when there is no pulse rate acquired within an allowable range determined by a reference pulse rate related to a living body. The output of the blood concentration of a predetermined blood component may not be performed. Moreover, the pulse rate used as the reference | standard regarding a biological body is an average value of the pulse rate of a biological body, and the tolerance | permissible_range may be 95%-110% of the average value of the pulse rate of a biological body.

また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正することを含んでもよい。上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出させ、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出させ、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出させ、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出させることを含んでもよい。   In the blood component measurement program, processing the blood concentration of the predetermined blood component includes correcting the blood concentration of the predetermined blood component based on the acquired pulse rate. But you can. The above blood component measurement program further causes the computer to calculate the absorption spectrum of the blood of the living body from the pulse wave signal, calculates the blood concentration of the predetermined blood component from the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum, and To calculate the ratio of the acquired pulse rate to the pulse rate to be corrected, and to correct the blood concentration of the predetermined blood component, the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum is divided by the calculated ratio. It may also include correcting the absorbance. The blood component measurement program further causes the computer to calculate the ratio of the acquired pulse rate to the reference pulse rate related to the living body, and to calculate the error in the ratio of the pulse rate and the blood concentration of the predetermined blood component. Using the calibration curve showing the correlation of the above, the calculated ratio is converted into an error, and the blood concentration of the predetermined blood component is corrected in the blood of the predetermined blood component calculated from the pulse wave signal. Subtracting the converted error from the concentration may also be included. The blood component measurement program further causes the computer to calculate the absorption spectrum of the blood of the living body from the pulse wave signal, to calculate the ratio of the acquired pulse rate to the reference pulse rate related to the living body, To correct the blood concentration of the blood component of the blood flow, it is possible to calculate the blood concentration of the predetermined blood component by fitting the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum and the calculated ratio to a predetermined regression equation. May be included.

本件開示の技術によれば、ヒトの指などの生体に照射された光から血液成分の血中濃度を精度よく測定する技術を提供することができる。   According to the technique disclosed herein, it is possible to provide a technique for accurately measuring the blood concentration of a blood component from light irradiated on a living body such as a human finger.

一実施形態における血液成分測定装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the blood component measuring apparatus in one Embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the blood component measuring device in one Embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置の一部を模式的に示す図である。It is a figure showing typically some blood component measuring devices in one embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置によって実行される処理のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of the process performed by the blood component measuring device in one Embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置によって測定される脈波信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the pulse wave signal measured by the blood component measuring device in one embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置によるノイズ除去処理の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the noise removal process by the blood component measuring device in one Embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置によって測定される吸収スペクトルの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the absorption spectrum measured by the blood component measuring device in one embodiment. 一実施形態における血液成分測定装置による測定結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result by the blood component measuring device in one Embodiment. 図8の測定結果に基づく血中TG値と非侵襲血液吸光度との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the blood TG value based on the measurement result of FIG. 8, and noninvasive blood absorbance. 図8の測定結果に基づく血中TG値とTG推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the blood TG value and TG estimated value based on the measurement result of FIG. 図8の測定結果に基づく血中TG値とTG推定値を示す別のグラフである。It is another graph which shows the blood TG value and TG estimated value based on the measurement result of FIG. 実施例1において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a subroutine executed by the blood component measurement device according to the first embodiment. 実施例1における脈拍数比と、血中TG値に対するTG推定値の誤差との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the pulse rate ratio in Example 1, and the error of the TG estimated value with respect to the blood TG value. 実施例1における血中TG値とTG推定値を示すグラフである。3 is a graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 1. FIG. 実施例1における血中TG値とTG推定値を示す別のグラフである。6 is another graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 1. FIG. 実施例1におけるTG推定値の平均二乗誤差を示すグラフである。6 is a graph showing a mean square error of an estimated TG value in Example 1. 実施例1におけるTG推定値の平均二乗誤差を示す別のグラフである。6 is another graph showing the mean square error of the estimated TG value in Example 1. 実施例2において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a subroutine executed by the blood component measurement device according to the second embodiment. 実施例2において補正された非侵襲血液吸光度と算出されたTG推定値を示す表である。It is a table | surface which shows the non-invasive blood light-absorption corrected in Example 2, and the calculated TG estimated value. 実施例2における血中TG値と補正された非侵襲血液吸光度との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the blood TG value in Example 2, and the corrected non-invasive blood light absorbency. 実施例2における血中TG値とTG推定値を示すグラフである。6 is a graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 2. 実施例2における血中TG値とTG推定値を示す別のグラフである。10 is another graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 2. 実施例3において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a subroutine executed by the blood component measurement device according to the third embodiment. 実施例3における血中TG値の推定誤差の誤差量と補正後のTG推定値を示す表である。10 is a table showing an error amount of blood TG value estimation error and a corrected TG estimated value in Example 3. 実施例3における血中TG値とTG推定値を示すグラフである。10 is a graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 3. 実施例3における血中TG値とTG推定値を示す別のグラフである。10 is another graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 3. 実施例4において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a subroutine executed by the blood component measurement device according to the fourth embodiment. 実施例4における非侵襲血液吸光度および脈拍数比を正規化して得られる値とTG推定値を示す表である。It is a table | surface which shows the value obtained by normalizing the non-invasive blood light absorbency and pulse rate ratio in Example 4, and a TG estimated value. 実施例4における血中TG値とTG推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the blood TG value and TG estimated value in Example 4. 実施例4における血中TG値とTG推定値を示す別のグラフである。10 is another graph showing blood TG values and estimated TG values in Example 4.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態における血液の吸収スペクトルの算出対象は、血液の脈動が生じる部位であればよく、手の指、足の指、手のひら、足の裏、耳たぶ、唇などが好ましく、手の指、特に人差し指が好ましい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the calculation target of the blood absorption spectrum in the present embodiment may be a site where blood pulsation occurs, and is preferably a finger, a toe, a palm, a sole, an earlobe, a lip, and the like. In particular, the index finger is preferred.

例えばヒトの指を透過した光の強度は、指の内部の血液の脈動によって周期的に変動する。本実施形態では、ヒトの指の透過光の経時変化である脈波信号を利用して、複数の波長における血液の吸光度、すなわち、血液の吸収スペクトルを非侵襲的に算出する。一方、血液中のトリグリセライド(Triglyceride:TG)は、その濃度が上昇すると血液の濁りを引き起こすため、血液の吸光度を増加させる。したがって、本実施形態は、生体を非侵襲的に測定したときの血液の吸光度(血液吸光度)を指標として、TGの血中濃度を示す血中TG値を算出する血液成分測定方法を提供する。特に本実施形態は、血液吸光度から血中TG値を算出する際に、測定時に得られる脈波信号から脈拍数を算出し、脈拍数に
応じて血中TG値の算出を処理することで、TGの血中濃度の測定精度の向上を実現している。なお、脈拍数に応じた血中TG値の算出処理の詳細については後述する。
For example, the intensity of light transmitted through a human finger periodically varies due to blood pulsation inside the finger. In the present embodiment, blood absorbance at a plurality of wavelengths, that is, blood absorption spectra, is calculated noninvasively using a pulse wave signal that is a temporal change in light transmitted through a human finger. On the other hand, triglyceride (TG) in blood causes blood turbidity when its concentration increases, and thus increases the absorbance of blood. Therefore, the present embodiment provides a blood component measurement method for calculating a blood TG value indicating the blood concentration of TG, using as an index the blood absorbance (blood absorbance) when the living body is measured noninvasively. In particular, in the present embodiment, when calculating the blood TG value from the blood absorbance, the pulse rate is calculated from the pulse wave signal obtained at the time of measurement, and the calculation of the blood TG value is processed according to the pulse rate. Improved measurement accuracy of blood concentration of TG. The details of the blood TG value calculation process according to the pulse rate will be described later.

まず、本実施形態における血液の吸収スペクトルを非侵襲的に測定する方法について説明する。図1に、本実施形態におけるコンピュータの一例としての血液成分測定装置1の概略構成の一例を示す。血液成分測定装置1では、吸収スペクトルの算出対象である血液を含む被験者の身体の一部(指など)に近赤外光を照射し、その透過光スペクトルを基に血液の吸収スペクトルを算出する。図1に示すように、血液成分測定装置1は、制御部10、記憶部20、照射部30、受光部40、表示部50を有する。   First, a method for noninvasively measuring the absorption spectrum of blood in the present embodiment will be described. FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of a blood component measuring apparatus 1 as an example of a computer in the present embodiment. The blood component measuring apparatus 1 irradiates a part (such as a finger) of a body of a subject including blood whose absorption spectrum is to be calculated with near infrared light, and calculates an absorption spectrum of blood based on the transmitted light spectrum. . As shown in FIG. 1, the blood component measurement device 1 includes a control unit 10, a storage unit 20, an irradiation unit 30, a light receiving unit 40, and a display unit 50.

制御部10は、Central Processing Unit(CPU)を含み、血液成分測定装置1内の
各部の動作を制御する。記憶部20には、以下に説明する血液成分測定装置1における種々の処理を実行するための血液成分測定プログラムが格納されている。また、記憶部20は、血液成分測定装置1における種々の処理を実行した際に得られるデータを記憶する。制御部10は、記憶部20に格納されているプログラムを装置内のRandom Access Memory(RAM;図示せず)に展開して実行することで、血液成分測定装置1における種々の処理を実行する。照射部30は、血液の吸収スペクトルの算出対象である血液を含む被験者の身体の一部(指など)に近赤外光を照射する。被験者の身体を透過した透過光は、受光部40によって受光される。本実施形態では、照射部30によって被験者の指に近赤外光が照射され、照射された光は指を透過し、その透過光は受光部40によって受光される。そして、受光部40の分光器によって、ヒトの指の透過光の分光スペクトルが経時的に測定される。
The control unit 10 includes a Central Processing Unit (CPU), and controls the operation of each unit in the blood component measurement apparatus 1. The storage unit 20 stores a blood component measurement program for executing various processes in the blood component measurement apparatus 1 described below. In addition, the storage unit 20 stores data obtained when various processes in the blood component measurement apparatus 1 are executed. The control unit 10 executes various processes in the blood component measurement apparatus 1 by developing and executing the program stored in the storage unit 20 in a random access memory (RAM; not shown) in the apparatus. The irradiation unit 30 irradiates a part of a body (such as a finger) of a subject including blood, which is a target for calculating a blood absorption spectrum, with near infrared light. The transmitted light that has passed through the body of the subject is received by the light receiving unit 40. In the present embodiment, near infrared light is irradiated to the subject's finger by the irradiation unit 30, the irradiated light is transmitted through the finger, and the transmitted light is received by the light receiving unit 40. The spectroscope of the light receiving unit 40 measures the spectral spectrum of the transmitted light of the human finger over time.

本実施形態では、一例として、受光部40の分光器としてマルチチャンネルフーリエ変換型分光器を用いて、分光器によって10秒間(50msec間隔で200回)の測定を行う。マルチチャンネルフーリエ変換型分光器は、入射した光をサバール板によって分離し、フーリエレンズを用いて分離した光を互いに干渉させた結果生じる干渉縞(インターフェログラム)をラインセンサで取得し、取得したインターフェログラムをフーリエ変換することで分光スペクトルを得る。マルチチャンネルフーリエ変換分光器の測定可能な波長域は、近赤外全域(900〜2500nm)をカバーしている。マルチチャンネルフーリエ変換分光器を使用して検体の透過光スペクトルを測定し、あらかじめ取得したいわゆるブランクの透過光スペクトルと測定した透過光スペクトルとを比較することで、検体のブランクに対する吸収スペクトルを得ることができる。   In the present embodiment, as an example, a multichannel Fourier transform type spectrometer is used as the spectrometer of the light receiving unit 40, and measurement is performed for 10 seconds (200 times at 50 msec intervals) by the spectrometer. The multi-channel Fourier transform spectrometer separated the incident light with a Savart plate, and acquired the interference fringes (interferogram) resulting from interfering the separated lights using a Fourier lens with a line sensor. A spectrum is obtained by Fourier transforming the interferogram. The wavelength range that can be measured by the multichannel Fourier transform spectrometer covers the entire near infrared region (900 to 2500 nm). Measure the transmitted light spectrum of the specimen using a multichannel Fourier transform spectrometer, and obtain the absorption spectrum of the specimen against the blank by comparing the so-called blank transmitted light spectrum acquired in advance with the measured transmitted light spectrum. Can do.

また、制御部10は、制御部10の機能の一部としての測定部11、吸収スペクトル算出部12、吸光度算出部13、血中濃度算出部14、脈拍数取得部15、脈拍数比算出部16、換算部17、処理部18を有する。測定部11は、受光部40によって受光された透過光に基づく脈波信号を測定する。吸収スペクトル算出部12は、脈波信号から被験者の血液の吸収スペクトルを算出する。具体的には吸収スペクトル算出部12は、測定部11によって測定された脈波信号に対してノイズを除去して被験者の血液の吸収スペクトルを算出する。吸光度算出部13は、算出された吸収スペクトルから、所定の血液成分の一例であるTGの吸収スペクトルが示す吸光度を算出する。血中濃度算出部14は、算出された吸光度からTGの血中濃度を算出する。脈拍数取得部15は、例えば測定された脈波信号から被験者の脈拍数を算出することで、測定時における被験者の脈拍数を取得する。なお、測定時における被験者の脈拍数の取得方法は、脈波信号を用いる方法に限られず、脈拍計などのセンサを用いるなど、被験者から別途の方法で脈拍数を取得する方法であってもよい。脈拍数比算出部16は、被験者の平常時の脈拍数(以下、「平常時脈拍数」と称する)を基準となる脈拍数として、平常時脈拍数に対する測定時の脈拍数の比(以下、「脈拍数比」と称する)を算出する。換算部17は、脈拍数比とTGの血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、脈拍数比を誤差に換算する。処理部18は、取得され
た脈拍数に基づく血中濃度の算出処理を実行する。各部の具体的な処理については後述する。制御部10による血液成分の血中濃度の算出結果は、推定された血中TG値として表示部50に表示される。
The control unit 10 includes a measurement unit 11, an absorption spectrum calculation unit 12, an absorbance calculation unit 13, a blood concentration calculation unit 14, a pulse rate acquisition unit 15, and a pulse rate ratio calculation unit as part of the function of the control unit 10. 16, a conversion unit 17, and a processing unit 18. The measuring unit 11 measures a pulse wave signal based on the transmitted light received by the light receiving unit 40. The absorption spectrum calculation unit 12 calculates the absorption spectrum of the subject's blood from the pulse wave signal. Specifically, the absorption spectrum calculation unit 12 removes noise from the pulse wave signal measured by the measurement unit 11 and calculates the absorption spectrum of the blood of the subject. The absorbance calculation unit 13 calculates the absorbance indicated by the absorption spectrum of TG, which is an example of a predetermined blood component, from the calculated absorption spectrum. The blood concentration calculation unit 14 calculates the blood concentration of TG from the calculated absorbance. The pulse rate acquisition unit 15 acquires the pulse rate of the subject at the time of measurement, for example, by calculating the pulse rate of the subject from the measured pulse wave signal. The method for acquiring the pulse rate of the subject at the time of measurement is not limited to the method using the pulse wave signal, and may be a method for acquiring the pulse rate from the subject by a separate method such as using a sensor such as a pulse meter. . The pulse rate ratio calculation unit 16 uses the subject's normal pulse rate (hereinafter referred to as “normal pulse rate”) as a reference pulse rate, and the ratio of the pulse rate during measurement to the normal pulse rate (hereinafter, referred to as “normal pulse rate”). (Referred to as “pulse rate ratio”). The conversion unit 17 converts the pulse rate ratio into an error using a calibration curve indicating the correlation between the pulse rate ratio and the calculation error of the blood concentration of TG. The processing unit 18 performs a blood concentration calculation process based on the acquired pulse rate. Specific processing of each unit will be described later. The calculation result of the blood concentration of the blood component by the control unit 10 is displayed on the display unit 50 as the estimated blood TG value.

図2に、本実施形態における血液成分測定装置1の一例を模式的に示す。血液成分測定装置1には、被験者が指100を挿入するための開口部60が設けられている。開口部60の奥には照射部30と受光部40が設けられている。図3に、図2の血液成分測定装置1において、被験者が指100を開口部60に挿入したときの状態を模式的に示す。照射部30と受光部40は、開口部60から挿入された被験者の指100を挟むように配置されている。   FIG. 2 schematically shows an example of the blood component measuring apparatus 1 in the present embodiment. The blood component measuring apparatus 1 is provided with an opening 60 for the subject to insert the finger 100. An irradiation unit 30 and a light receiving unit 40 are provided at the back of the opening 60. FIG. 3 schematically shows a state when the subject inserts the finger 100 into the opening 60 in the blood component measurement apparatus 1 of FIG. The irradiation unit 30 and the light receiving unit 40 are arranged so as to sandwich the subject's finger 100 inserted through the opening 60.

照射部30は、ハロゲンランプ31を有する。一例として、ハロゲンランプ31によって照射される光の波長は、900〜1700nmの波長域の近赤外光である。ただし、照射部30に設けられる光源の種類、個数および照射波長はこれに限られない。光源は、例えば、Light-Emitting Diode(LED)であってもよい。また、受光部40は、光検出器41を有する。これにより、照射部30から指100に照射された近赤外光は指100を透過して受光部40に受光される。血液成分測定装置1では、受光部40によって受光された近赤外光に基づいて以下に説明する処理によって被験者の血液の吸収スペクトルが算出され、血中TG値が測定される。測定された血中TG値は表示部50に表示される。   The irradiation unit 30 includes a halogen lamp 31. As an example, the wavelength of light irradiated by the halogen lamp 31 is near infrared light in a wavelength range of 900 to 1700 nm. However, the type, number, and irradiation wavelength of the light source provided in the irradiation unit 30 are not limited to this. The light source may be, for example, a light-emitting diode (LED). The light receiving unit 40 includes a photodetector 41. Thereby, the near infrared light irradiated to the finger | toe 100 from the irradiation part 30 permeate | transmits the finger | toe 100 and is received by the light-receiving part 40. FIG. In the blood component measuring apparatus 1, the absorption spectrum of the subject's blood is calculated by the process described below based on the near infrared light received by the light receiving unit 40, and the blood TG value is measured. The measured blood TG value is displayed on the display unit 50.

図4に、制御部10によって実行される処理のフローチャートの一例を示す。制御部10は、例えば血液成分測定装置1の使用者の操作に従って図4に示すフローチャートの処理を開始する。   FIG. 4 shows an example of a flowchart of processing executed by the control unit 10. The control part 10 starts the process of the flowchart shown in FIG. 4 according to operation of the user of the blood component measuring apparatus 1, for example.

OP101において、制御部10は、照射部30を制御して被験者の指に近赤外光を照射する。照射された近赤外光は被験者の指を透過し、透過光として受光部40に入射する。次いで、処理はOP102に進められる。OP102において、制御部10は、測定部11により、受光部40によって受光された透過光を用いて上記の脈波信号の測定を行う。   In OP101, the control unit 10 controls the irradiation unit 30 to irradiate the subject's finger with near infrared light. The irradiated near-infrared light passes through the subject's finger and enters the light receiving unit 40 as transmitted light. Next, the process proceeds to OP102. In OP <b> 102, the control unit 10 measures the pulse wave signal using the transmitted light received by the light receiving unit 40 by the measuring unit 11.

次に、OP103において、制御部10は、OP102で測定した脈波信号からノイズを除去する。図5は、本実施形態で得られる脈波信号の経時変化を、波長、光量、時間の各軸を設定して示したグラフの一例である。図5に示すように、OP102における測定によって各波長における透過光量の経時変化である脈波信号が得られる。脈波信号には、血液の脈動に起因する変動の他に、測定対象のヒトの呼吸や指の動きによる低周波のドリフト変動や、血液成分測定装置1内のセンサのノイズに起因する高周波ノイズが含まれる。そこで、制御部10は、各種ノイズ処理を行って観測された透過光の分光スペクトルから脈動に起因する変化を取り出す。   Next, in OP103, the control unit 10 removes noise from the pulse wave signal measured in OP102. FIG. 5 is an example of a graph showing changes over time of the pulse wave signal obtained in the present embodiment, with the axes of wavelength, light quantity, and time being set. As shown in FIG. 5, a pulse wave signal that is a change with time in the amount of transmitted light at each wavelength is obtained by measurement in OP102. In the pulse wave signal, in addition to fluctuations caused by blood pulsations, low-frequency drift fluctuations caused by the breathing of the human being to be measured and finger movements, and high-frequency noises caused by noise in the sensor in the blood component measuring apparatus 1 Is included. Therefore, the control unit 10 extracts changes caused by pulsation from the spectrum of transmitted light observed by performing various noise processes.

図6に、OP103における、透過光の分光スペクトルから低周波のドリフト変動と高周波ノイズを除去する処理の一例を概略的に示す。図中、各グラフの横軸は時間(秒)、縦軸は透過光量(波長1200nm)を示す。図6に例示するように、制御部10は、低周波ドリフトの除去には、6次多項式をフィッティングにより差分する処理を実行し、高周波ノイズの除去には、各波長の脈波信号を多変量時系列データとして主成分分析を行って、第1主成分を用いてデータを再構築する処理を実行する。制御部10は、これらのノイズの除去処理を行うことで、図6に例示するように、ノイズが除去された脈波信号を得る。次に、制御部10は、処理をOP104に進める。   FIG. 6 schematically shows an example of processing for removing low-frequency drift fluctuations and high-frequency noise from the spectral spectrum of transmitted light in OP103. In the figure, the horizontal axis of each graph represents time (seconds), and the vertical axis represents the amount of transmitted light (wavelength 1200 nm). As illustrated in FIG. 6, the control unit 10 performs a process of subtracting a sixth-order polynomial by fitting to remove low-frequency drift, and multi-variate the pulse wave signal of each wavelength to remove high-frequency noise. Principal component analysis is performed as time series data, and processing for reconstructing data using the first principal component is executed. The control unit 10 obtains a pulse wave signal from which noise has been removed as illustrated in FIG. 6 by performing these noise removal processes. Next, the control unit 10 advances the process to OP104.

OP104において、制御部10は、吸収スペクトル算出部12により、OP103において得られたノイズが除去された脈波信号を基に、血液の吸収スペクトルを算出する。
本実施形態においては、観測された透過光の波長λにおける透過光量の時間平均値をPaveとし、ノイズが除去された脈波信号の振幅に相当する標準偏差をPsdとすると、波長λにおける血液吸光度(血液吸収スペクトル)ABlood(λ)は、次の式(1)により算出される。
In OP104, the control unit 10 calculates the absorption spectrum of blood based on the pulse wave signal from which the noise obtained in OP103 is removed by the absorption spectrum calculation unit 12.
In the present embodiment, the time average value of the amount of transmitted light at a wavelength λ of observed transmitted light and P ave, the standard deviation corresponding to the amplitude of the pulse wave signal from which the noise is removed when the P sd, at a wavelength λ Blood absorbance (blood absorption spectrum) A Blood (λ) is calculated by the following equation (1).

すなわち、脈動によって光路上の血液量が増加する前の透過光量(Pave+Psd)を基準として血液量が増加した後の透過光量(Pave−Psd)から血液の吸光度を算出している。 That is, the absorbance of blood is calculated from the transmitted light amount (P ave −P sd ) after the blood volume has increased with reference to the transmitted light amount (P ave + P sd ) before the blood volume on the optical path increases due to pulsation. .

制御部10は、血液の吸収スペクトルを算出すると、OP105において、吸光度算出部13によりTGの吸収スペクトルが示す吸光度を算出し、血中濃度算出部14により、算出した吸光度を、検量線を用いて血中濃度に換算することでTGの血中TG値を算出し、算出した血中TG値を測定値とする。具体的な処理の詳細については、後述の各実施例において説明する。さらに、制御部10は、OP106において、測定した血中TG値を表示部50に表示し、本フローチャートの処理を終了する。   After calculating the absorption spectrum of blood, the control unit 10 calculates the absorbance indicated by the absorption spectrum of TG by the absorbance calculation unit 13 in OP105, and calculates the absorbance calculated by the blood concentration calculation unit 14 using the calibration curve. The blood TG value of TG is calculated by converting into the blood concentration, and the calculated blood TG value is used as the measurement value. Details of specific processing will be described in each embodiment described later. Further, the control unit 10 displays the measured blood TG value on the display unit 50 in OP106, and ends the processing of this flowchart.

ここで、図7に、上記の処理によって算出される血液の吸収スペクトルの一例を示す。図7には、当該血液を光路長0.1mmの石英セルに封入した場合に測定される吸収スペクトルも示す。なお、いずれの吸収スペクトルについても、波長1000〜1350nmの範囲で標準正規変量(Standard Normal Variate:SNV)による規格化を行っている
。図7のグラフの横軸は波長(nm)、縦軸はSNVによる規格化を行った吸光度を示す。図7からわかるように、双方の吸収スペクトルはともに、短波長(1000nm付近)側で吸光度が大きく、波長1250〜1300nm付近で吸光度が小さくなるという互いに類似する形状を示している。すなわち、このことは、上記の本実施形態の血液の吸収スペクトルの測定処理によって、吸収スペクトルを好適に測定できることを示しているといえる。
Here, FIG. 7 shows an example of an absorption spectrum of blood calculated by the above processing. FIG. 7 also shows an absorption spectrum measured when the blood is sealed in a quartz cell having an optical path length of 0.1 mm. In addition, about any absorption spectrum, normalization by the standard normal variable (Standard Normal Variate: SNV) is performed in the wavelength range of 1000-1350 nm. The horizontal axis of the graph of FIG. 7 indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the absorbance normalized by SNV. As can be seen from FIG. 7, both absorption spectra show similar shapes in which the absorbance is large at the short wavelength (near 1000 nm) side and the absorbance is small near the wavelength of 1250 to 1300 nm. That is, it can be said that this indicates that the absorption spectrum can be suitably measured by the blood absorption spectrum measurement process of the present embodiment.

本実施形態では、上記の血液の吸収スペクトルの測定を用いて血中TG値を算出する。上記の通り、血液中のTGの濃度が増加すると、血液の濁度も増加する。また、一般に、血液の濁度が増加すると、血液の吸収スペクトルにおける短波長(波長1000nm付近)側の吸光度が増加する。そこで、本実施形態では、血液成分測定装置1は、非侵襲的に測定された血液の吸収スペクトルに対して波長1200nmの吸光度がゼロとなるようにベース補正を行って得られる吸収スペクトル(以下「非侵襲血液スペクトル」と称する)における波長1000nmの吸光度(以下「非侵襲血液吸光度」と称する)を、算出する血中TG値の指標として用いる。また、本実施形態では、一例として後述の採血測定によって得られる血中TG値と非侵襲血液吸光度との相関関係についてあらかじめ作成された回帰直線を検量線として用いることで、測定された血液の吸収スペクトルにおける非侵襲血液吸光度が血中TG値に換算される。検量線のデータは、例えば記憶部20にあらかじめ記憶される。   In the present embodiment, the blood TG value is calculated using the measurement of the absorption spectrum of blood. As described above, when the concentration of TG in blood increases, the turbidity of blood also increases. In general, when the turbidity of blood increases, the absorbance on the short wavelength side (around 1000 nm wavelength) in the blood absorption spectrum increases. Therefore, in the present embodiment, the blood component measurement apparatus 1 uses an absorption spectrum obtained by performing base correction so that the absorbance at a wavelength of 1200 nm is zero with respect to the absorption spectrum of blood measured noninvasively (hereinafter, “ Absorbance at a wavelength of 1000 nm (hereinafter referred to as “noninvasive blood absorbance”) in the “noninvasive blood spectrum”) is used as an index of the blood TG value to be calculated. Further, in the present embodiment, as an example, by using a regression line prepared in advance as a calibration curve for a correlation between a blood TG value obtained by blood sampling measurement described later and non-invasive blood absorbance, absorption of measured blood is measured. The non-invasive blood absorbance in the spectrum is converted into the blood TG value. The data of the calibration curve is stored in advance in the storage unit 20, for example.

以下に血中TG値の算出処理に関する実施例1〜4について説明する。なお、以下の実施例において上記と同様の構成要素および処理については同一の符号を用いて説明する。まず、各実施例において前提となる、血液成分測定装置1の制御部10の処理について説明する。制御部10は、OP102〜OP104の処理において、脈波信号の測定を複数
回行い、それぞれの脈波信号から算出される血液の吸収スペクトルが示す値の平均値を以下の処理における血液の吸収スペクトルとして用いる。
Examples 1 to 4 relating to blood TG value calculation processing will be described below. In the following embodiments, components and processes similar to those described above will be described using the same reference numerals. First, the process of the control part 10 of the blood component measuring device 1 which is a premise in each embodiment will be described. In the processing of OP102 to OP104, the control unit 10 performs measurement of the pulse wave signal a plurality of times, and calculates the average value of the blood absorption spectrum calculated from each pulse wave signal as the blood absorption spectrum in the following processing. Used as

制御部10は、OP104において算出された血液の吸収スペクトルから非侵襲血液吸光度を算出する。さらに、制御部10は、算出した非侵襲血液吸光度を記憶部20に記憶された検量線を用いて血中TG値に換算し、換算により得られる血中TG値を測定された血中TG値とする。   The control unit 10 calculates the noninvasive blood absorbance from the blood absorption spectrum calculated in OP104. Furthermore, the control unit 10 converts the calculated noninvasive blood absorbance into a blood TG value using a calibration curve stored in the storage unit 20, and the blood TG value obtained by the conversion is measured. And

図8に、上記の処理によって測定された血中TG値の一例を示す。ここでは、4人の被験者に対して、1日5回(9:30、11:30、13:30、15:30、17:00)、血液成分測定装置1を用いて上記の血中TG値の測定処理を実行する。さらに、同じ被験者に対して、採血による血中TG値の測定(以下、採血測定)を行う。一例として、血液成分測定装置1において、被験者の左手人差し指に光を照射して測定を行う。一方、採血測定は、右手の人差し指または中指にランセットを穿刺して出血させ、簡易血液分析装置cobas b101(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)を用いて血中TG値を測定する。   FIG. 8 shows an example of the blood TG value measured by the above processing. Here, the above blood TG is measured using the blood component measuring apparatus 1 for four subjects five times a day (9:30, 11:30, 13:30, 15:30, 17:00). Execute value measurement processing. Furthermore, the blood TG value is measured by blood sampling (hereinafter referred to as blood sampling measurement) for the same subject. As an example, the blood component measurement apparatus 1 performs measurement by irradiating light on the left index finger of the subject. On the other hand, blood measurement is performed by puncturing the index finger or middle finger of the right hand with a lancet and bleeding, and measuring the blood TG value using a simple blood analyzer cobas b101 (Roche Diagnostics).

図8において、「ID_測定番号」の各値は、各被験者の識別番号と上記の5回の測定の各測定回との組み合わせである。例えば「ID02_5」は、識別番号が「ID02」である被験者が第5回目、すなわち17:00に測定を行った場合に対応する。また、図中「血中TG値」の各値は、上記の採血測定によって測定される血中TG値である。また、図中「非侵襲血液吸光度」の各値は、制御部10によって算出される非侵襲血液吸光度の値である。また、図中「TG推定値」は、制御部10によって算出される血中TG値の推定値である。図中「誤差」の各値は、「TG推定値」の値から「血中TG値」の値を減算した値であり、各値の差を示す。   In FIG. 8, each value of “ID_measurement number” is a combination of the identification number of each subject and each measurement time of the above five measurements. For example, “ID02_5” corresponds to the case where the subject whose identification number is “ID02” performs the measurement at the fifth time, that is, 17:00. Each value of “blood TG value” in the figure is a blood TG value measured by the blood sampling measurement. Each value of “non-invasive blood absorbance” in the figure is a value of non-invasive blood absorbance calculated by the control unit 10. Further, “TG estimated value” in the figure is an estimated value of the blood TG value calculated by the control unit 10. Each value of “error” in the figure is a value obtained by subtracting the value of “blood TG value” from the value of “TG estimated value”, and indicates the difference between the values.

図9は、図8の「血中TG値」と「非侵襲血液吸光度」の相関を示すグラフである。図9のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸は非侵襲血液吸光度の値を示す。図9からわかるように、「血中TG値」が大きくなるほど「非侵襲血液吸光度」が大きくなる傾向が認められる。なお、図9における「血中TG値」と「非侵襲血液吸光度」の相関係数は、0.499である。   FIG. 9 is a graph showing the correlation between “blood TG value” and “non-invasive blood absorbance” in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 9 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the value of noninvasive blood absorbance. As can be seen from FIG. 9, there is a tendency that the “non-invasive blood absorbance” increases as the “blood TG value” increases. The correlation coefficient between “blood TG value” and “non-invasive blood absorbance” in FIG. 9 is 0.499.

また、図10は、図8における各「ID_測定番号」に対する「血中TG値」と「TG推定値」を示すグラフである。また、図11は、図8の「血中TG値」と「TG推定値」の相関を示すグラフである。図10のグラフの横軸は各「ID_測定番号」、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。図11のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。さらに、以下の式(2)を用いて、OP105において算出される血中TG値の正確さを示す指標として平均二乗誤差を求めると、「68mg/dL」となる。
FIG. 10 is a graph showing “blood TG value” and “TG estimated value” for each “ID_measurement number” in FIG. FIG. 11 is a graph showing the correlation between the “blood TG value” and the “TG estimated value” in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 10 indicates each “ID_measurement number”, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The horizontal axis of the graph of FIG. 11 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). Furthermore, when the mean square error is obtained as an index indicating the accuracy of the blood TG value calculated in OP105 using the following equation (2), it is “68 mg / dL”.

なお、iは、図8の「ID_測定番号」を上から順に数えた場合の値である。例えば、ID01_1〜ID01_5に対応するiの値は、それぞれ1〜5であり、ID02_1〜ID02_5に対応するiの値は、それぞれ6〜10である。Nは、測定数であり、図8の場合はNは20である。また、predTGは、i番目の測定における「TG推定
値」の値であり、bloodTGは、i番目の測定における「血中TG値」の値である。
Note that i is a value when “ID_measurement number” in FIG. 8 is counted in order from the top. For example, the values of i corresponding to ID01_1 to ID01_5 are 1 to 5, respectively, and the values of i corresponding to ID02_1 to ID02_5 are 6 to 10, respectively. N is the number of measurements. In the case of FIG. Further, PredTG i is the value of "TG estimate" in the i-th measurement, BloodTG i is the value of the "blood TG value" in the i-th measurement.

上記説明より、血液成分測定装置1を用いた以下の各実施例において、算出される非侵襲血液吸光度を血中TG値の推定における有用な指標として用いることができ、これにより血中TG値の推定精度の向上が期待できる。   From the above description, in each of the following examples using the blood component measuring apparatus 1, the calculated non-invasive blood absorbance can be used as a useful index in estimating the blood TG value. An improvement in estimation accuracy can be expected.

また、以下の各実施例では、測定時の被験者の脈拍数に着目する。一般に、脈拍数は、例えば脈拍計を用いたり、指圧によって脈拍を感じ取ってカウントしたり、スマートフォンのプログラムを利用したりすることで容易に計測できる。したがって、被験者は、平常時脈拍数を、あらかじめあるいは後になって把握することは容易に行える。   In each of the following examples, attention is paid to the pulse rate of the subject at the time of measurement. In general, the pulse rate can be easily measured by using, for example, a pulse meter, sensing and counting a pulse by finger pressure, or using a program of a smartphone. Therefore, the subject can easily grasp the normal pulse rate in advance or later.

そこで、以下の各実施例では、制御部10は、OP102〜OP104の処理において、脈波信号の測定を複数回行い、それぞれの脈波信号から測定時の脈拍数(以下「測定時脈拍数」と称する)を算出する。測定時脈拍数は、一例として脈波信号に対して高速フーリエ変換(FFT)を行って得られる周波数スペクトルのピーク周波数とする。測定時脈拍数の算出は、脈波信号を用いた他の周知の方法によって行ってもよい。そして、制御部10は、各脈波信号から算出される非侵襲血液吸光度の平均値と測定時脈拍数の平均値を用いて血中TG値を算出する。なお、図8に示す表における「平常時脈拍数」の各値は、各測定回における測定時脈拍数のうち最大値と最小値を除いた平均値である。また、図8に示す表における「脈拍数比」の各値は、各測定回における、平常時脈拍数に対する測定時脈拍数の比の値である。また、以下の各実施例では、被験者の平常時脈拍数のデータは、あらかじめ記憶部20に記憶されている。   Therefore, in each of the following embodiments, the control unit 10 performs measurement of the pulse wave signal a plurality of times in the processing of OP102 to OP104, and the pulse rate at the time of measurement (hereinafter referred to as “measurement pulse rate”) from each pulse wave signal. Is calculated). The pulse rate at the time of measurement is, for example, the peak frequency of a frequency spectrum obtained by performing fast Fourier transform (FFT) on the pulse wave signal. The calculation of the pulse rate during measurement may be performed by another known method using a pulse wave signal. Then, the control unit 10 calculates the blood TG value using the average value of the noninvasive blood absorbance calculated from each pulse wave signal and the average value of the pulse rate at the time of measurement. Each value of “normal pulse rate” in the table shown in FIG. 8 is an average value obtained by removing the maximum value and the minimum value from the measured pulse rate at each measurement time. Further, each value of “pulse rate ratio” in the table shown in FIG. 8 is a value of the ratio of the pulse rate at the time of measurement to the pulse rate at normal time in each measurement time. Further, in each of the following examples, the normal pulse rate data of the subject is stored in the storage unit 20 in advance.

(実施例1)
図12に、実施例1において、制御部10がOP105において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。なお、図中「1」は図4の「1」に接続する。本実施例では、OP201において、制御部10は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、OP202において、制御部10は、OP201において算出した脈拍数比の値が0.95〜1.1の範囲内、すなわち脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲内にあるか否かを判定する。なお、脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲が、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲の一例である。脈拍数比の値が0.95〜1.1の範囲内にある場合は(OP202:Yes)、制御部10は、処理をOP203に進める。一方、脈拍数比の値が0.95〜1.1の範囲内にない場合は(OP202:No)、制御部10は、処理をOP204に進める。
Example 1
FIG. 12 illustrates an example of subroutine processing executed by the control unit 10 in OP105 in the first embodiment. In the figure, “1” is connected to “1” in FIG. In this embodiment, in OP201, the control unit 10 calculates a pulse rate ratio in the current measurement time. Next, in OP202, the control unit 10 determines whether the value of the pulse rate ratio calculated in OP201 is in the range of 0.95 to 1.1, that is, in the range of 95% to 110% of the average value of the pulse rate. Determine whether or not. In addition, the range of 95% to 110% of the average value of the pulse rate is an example of an allowable range determined by the reference pulse rate related to the living body. When the value of the pulse rate ratio is within the range of 0.95 to 1.1 (OP202: Yes), the control unit 10 advances the process to OP203. On the other hand, when the value of the pulse rate ratio is not within the range of 0.95 to 1.1 (OP202: No), the control unit 10 advances the process to OP204.

OP203において、制御部10は、現在の測定回における非侵襲血液吸光度を、検量線を用いて血中TG値に換算し、換算した値をTG推定値として算出する。制御部10は、TG推定値の算出が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をOP106に進める。   In OP203, the control unit 10 converts the non-invasive blood absorbance in the current measurement round into a blood TG value using a calibration curve, and calculates the converted value as a TG estimated value. When the calculation of the estimated TG value is completed, the control unit 10 ends the process of this subroutine and advances the process to OP106.

ここで、図13に、図8に示す表の場合における、TG推定値と採血測定によって得られる血中TG値との誤差(TG推定値−血中TG値)を、脈拍数比に対してプロットしたグラフを示す。図13のグラフの横軸は脈拍数比、縦軸はTG推定値と採血測定によって得られる血中TG値との誤差(mg/dL)を示す。図13に示すように、脈拍数比が1.0付近のとき当該誤差は小さく、脈拍数比が1.0より大きいほど、あるいは1.0より小さいほど、誤差が大きくなる傾向があることがわかる。この脈拍数比の傾向は、血中TG値を算出する場合に、測定時の被験者の脈拍数が平常時脈拍数により近い状態であることが望ましいことを示しているといえる。すなわち、測定時の被験者の脈拍数が平常時脈拍数と異なる場合は測定を実施しないことで測定精度が向上する可能性があるといえる
。そこで、本実施例においては、制御部10は、各測定回において脈拍数比が0.95〜1.1の範囲内にない場合は血中TG値の算出を行わない。
Here, FIG. 13 shows an error (TG estimated value−blood TG value) between the estimated TG value and the blood TG value obtained by the blood sampling measurement in the case of the table shown in FIG. The plotted graph is shown. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis represents the pulse rate ratio, and the vertical axis represents the error (mg / dL) between the estimated TG value and the blood TG value obtained by the blood sampling measurement. As shown in FIG. 13, the error is small when the pulse rate ratio is near 1.0, and the error tends to increase as the pulse rate ratio is larger than 1.0 or smaller than 1.0. Understand. It can be said that this tendency of the pulse rate ratio indicates that when the blood TG value is calculated, it is desirable that the pulse rate of the subject at the time of measurement is closer to the normal pulse rate. That is, when the pulse rate of the subject at the time of measurement is different from the normal pulse rate, it can be said that the measurement accuracy may be improved by not performing the measurement. Therefore, in the present embodiment, the control unit 10 does not calculate the blood TG value when the pulse rate ratio is not within the range of 0.95 to 1.1 in each measurement time.

図8に示す表の場合は、「ID_測定番号」の値が、「ID01_2」、「ID01_3」、「ID01_5」、「ID02_2」、「ID02_3」、「ID03_3」、「ID03_4」、「ID04_1」、「ID04_5」である測定回における脈拍数比は、0.95〜1.1の範囲内に収まっていない。したがって、本実施例では、制御部10は、これらの測定を除外する。具体的には、OP204において、制御部10は、TG推定値の算出処理を実行しない。この結果、制御部10はTG推定値の出力を行わない。そして、制御部10は、現在の測定回におけるTG推定値の算出が行われないことを示す測定エラーを表示部50に表示する。ここで、測定エラーとしては、測定時の脈拍数が被験者の平常時脈拍数から乖離しているため血中TG値を精度よく推定できないことを被験者に報知するメッセージなどが挙げられるが、測定エラーの内容はこれに限られない。制御部10は、測定エラーを表示部50に表示すると、図4のフローチャートの処理を終了する。   In the case of the table shown in FIG. 8, the value of “ID_measurement number” is “ID01_2”, “ID01_3”, “ID01_5”, “ID02_2”, “ID02_3”, “ID03_3”, “ID03_4”, “ID04_1”, The pulse rate ratio in the measurement time “ID04_5” does not fall within the range of 0.95 to 1.1. Therefore, in this embodiment, the control unit 10 excludes these measurements. Specifically, in OP204, the control unit 10 does not execute the TG estimated value calculation process. As a result, the control unit 10 does not output the TG estimated value. And the control part 10 displays the measurement error which shows that calculation of the TG estimated value in the present measurement time is not performed on the display part 50. FIG. Here, examples of the measurement error include a message that informs the subject that the blood TG value cannot be accurately estimated because the pulse rate at the time of measurement deviates from the normal pulse rate of the subject. The content of is not limited to this. When the measurement error is displayed on the display unit 50, the control unit 10 ends the process of the flowchart of FIG.

図14は、図8に示す表の場合における、各測定回のTG推定値と採血測定によって得られる血中TG値の関係を表すグラフを示す。図14のグラフの横軸は各「ID_測定番号」、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。なお、脈拍数比が0.95〜1.1の範囲内にない上記の測定回ではTG推定値は算出されないため、図14のグラフではTG推定値および血中TG値は示されていない。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the estimated TG value at each measurement time and the blood TG value obtained by the blood sampling measurement in the case of the table shown in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 14 indicates each “ID_measurement number”, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). In addition, since the estimated TG value is not calculated in the above measurement times where the pulse rate ratio is not within the range of 0.95 to 1.1, the estimated TG value and the blood TG value are not shown in the graph of FIG.

また、図15は、図8に示す表の場合におけるTG推定値と採血測定によって得られる血中TG値との相関を示すグラフである。図15のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。図11に示すグラフと比較すると、本実施例において算出されるTG推定値の方が、採血測定によって得られる血中TG値により一致するのがわかる。また、本実施例によれば、TG推定値の平均二乗誤差は「29mg/dL」であり、図8〜11を用いて説明した上記の例のように脈拍数比が0.95〜1.1の範囲内にあるか否かに関係なく各測定回でTG推定値を算出する場合の平均二乗誤差「68mg/dL」に比べて、TG推定値の算出精度が向上していることがわかる。   FIG. 15 is a graph showing the correlation between the estimated TG value and the blood TG value obtained by the blood sampling measurement in the case of the table shown in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 15 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). Compared with the graph shown in FIG. 11, it can be seen that the estimated TG value calculated in the present example is more consistent with the blood TG value obtained by the blood sampling measurement. In addition, according to the present example, the mean square error of the TG estimation value is “29 mg / dL”, and the pulse rate ratio is 0.95 to 1. .5 as in the above example described with reference to FIGS. It can be seen that the calculation accuracy of the estimated TG value is improved as compared with the mean square error “68 mg / dL” in the case where the estimated TG value is calculated at each measurement time regardless of whether it is within the range of 1. .

次に、本実施例において測定を除外する脈拍数比の範囲について検討する。以下の説明では、TG推定値の算出を実行するか否かの判定に用いられる適切な脈拍数比の範囲を見出すことを目的として、測定を除外する脈拍数比の範囲を変えて、それぞれの脈拍数比の範囲について平均二乗誤差を算出する。   Next, the range of pulse rate ratios that exclude measurement in this example will be examined. In the following description, in order to find an appropriate range of pulse rate ratios used for determining whether or not to calculate the estimated TG value, the range of pulse rate ratios excluding measurement is changed, The mean square error is calculated for the range of pulse rate ratios.

まず、図8に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を設け、脈拍数比が当該閾値より大きい場合は測定を除外する場合のTG推定値の平均二乗誤差を算出する。図16に、図8に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を、1.0、1.05、1.1、1.2、1.3とした場合に、本実施例の処理によって算出されるTG推定値の平均二乗誤差を示す。図16のグラフの横軸は脈拍数比の範囲の上限となる閾値、縦軸はTG推定値の平均二乗誤差(mg/dL)を示す。なお、各場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値は設けないものとする。   First, in the case of the table shown in FIG. 8, a threshold value that is the upper limit of the pulse rate ratio range is provided, and when the pulse rate ratio is larger than the threshold value, the mean square error of the estimated TG value when the measurement is excluded is calculated. . In the case of the table shown in FIG. 16, when the threshold value that is the upper limit of the range of the pulse rate ratio is 1.0, 1.05, 1.1, 1.2, 1.3 in the case of the table shown in FIG. The mean square error of the TG estimated value calculated by the process of an Example is shown. The horizontal axis of the graph of FIG. 16 indicates a threshold value that is the upper limit of the pulse rate ratio range, and the vertical axis indicates the mean square error (mg / dL) of the TG estimated value. In each case, a threshold that is the lower limit of the pulse rate ratio range is not provided.

図16のグラフに示すように、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を1.1として、脈拍数比が1.1より大きい場合は測定を除外するとしたときに、算出されるTG推定値の平均二乗誤差が最も小さい(36mg/dL)ことがわかる。すなわち、この結果は、TG推定値の算出を実行するか否かを判定するための適切な脈拍数比の範囲の上限となる閾値は1.1が適切であることを示している。   As shown in the graph of FIG. 16, the estimated TG value is calculated when the threshold that is the upper limit of the range of the pulse rate ratio is 1.1 and measurement is excluded when the pulse rate ratio is greater than 1.1. It can be seen that the mean square error of is the smallest (36 mg / dL). That is, this result indicates that 1.1 is appropriate as the threshold value that is the upper limit of the range of the appropriate pulse rate ratio for determining whether or not to calculate the TG estimation value.

次に、図8に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を設け、脈拍数比が当該閾値より小さい場合は測定を除外する場合のTG推定値の平均二乗誤差を算出する。図17に、図8に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を、0.9、0.95、1.0とした場合に、本実施例の処理によって算出されるTG推定値の平均二乗誤差を示す。図17のグラフの横軸は脈拍数比の範囲の下限となる閾値、縦軸はTG推定値の平均二乗誤差(mg/dL)を示す。なお、各場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値は設けないものとする。   Next, in the case of the table shown in FIG. 8, a threshold value is set as the lower limit of the pulse rate ratio range, and when the pulse rate ratio is smaller than the threshold value, the mean square error of the estimated TG value when the measurement is excluded is calculated. To do. 17, in the case of the table shown in FIG. 8, the threshold value that is the lower limit of the pulse rate ratio range is set to 0.9, 0.95, and 1.0, and is calculated by the processing of this embodiment. The mean square error of the estimated TG value is shown. The horizontal axis of the graph of FIG. 17 indicates a threshold value that is the lower limit of the pulse rate ratio range, and the vertical axis indicates the mean square error (mg / dL) of the TG estimated value. In each case, a threshold that is the upper limit of the pulse rate ratio range is not provided.

図17のグラフに示すように、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を0.95として、脈拍数比が0.95より小さい場合は測定を除外するとしたときに、算出されるTG推定値の平均二乗誤差が最も小さい(64mg/dL)ことがわかる。すなわち、この結果は、TG推定値の算出を実行するか否かを判定するための適切な脈拍数比の範囲の下限となる閾値は0.95が適切であることを示している。   As shown in the graph of FIG. 17, the estimated TG value is calculated when the threshold value which is the lower limit of the pulse rate ratio range is 0.95 and measurement is excluded when the pulse rate ratio is smaller than 0.95. It can be seen that the mean square error is the smallest (64 mg / dL). That is, this result shows that 0.95 is appropriate as the threshold value that is the lower limit of the range of the appropriate pulse rate ratio for determining whether or not to calculate the TG estimated value.

上記で説明したように、TG推定値の算出を実行するか否かを判定するための脈拍数比の範囲を0.95〜1.1としたときに算出されるTG推定値の平均二乗誤差が29mg/dLである点を踏まえると、脈拍数比の範囲の上限となる閾値(1.1)と脈拍数比の範囲の下限となる閾値(0.95)のいずれか一方の閾値を用いて測定を除外する場合に比べて、脈拍数比の上限となる閾値(1.1)および下限となる閾値(0.95)により定まる脈拍数比の範囲を用いて測定を除外する場合の方が、平均二乗誤差が小さくなる。したがって、本実施例において、TG推定値の算出を実行するか否かを判定するために用いる脈拍数比の範囲としては、0.95〜1.1を採用することがより好適であるといえる。   As described above, the mean square error of the TG estimated value calculated when the range of the pulse rate ratio for determining whether to calculate the TG estimated value is 0.95 to 1.1. Is 29 mg / dL, the threshold value (1.1) that is the upper limit of the pulse rate ratio range and the threshold value (0.95) that is the lower limit of the pulse rate ratio range are used. Compared to excluding measurement, the measurement is excluded using the pulse rate ratio range determined by the upper threshold (1.1) and lower threshold (0.95). However, the mean square error is reduced. Therefore, in the present embodiment, it can be said that it is more preferable to adopt 0.95 to 1.1 as the range of the pulse rate ratio used for determining whether or not to calculate the TG estimated value. .

(実施例2)
図18に、実施例2において、制御部10がOP105において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、OP301において、制御部10は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、OP302において、制御部10は、OP301において算出した脈拍数比によって非侵襲血液吸光度を補正する。
(Example 2)
FIG. 18 illustrates an example of subroutine processing executed by the control unit 10 in OP105 in the second embodiment. In this embodiment, in OP301, the control unit 10 calculates the pulse rate ratio in the current measurement time. Next, in OP302, the control unit 10 corrects the noninvasive blood absorbance by the pulse rate ratio calculated in OP301.

ここで、本実施例における、TG推定値の算出精度を向上させることを目的とした脈拍数比による非侵襲血液吸光度の補正方法について説明する。図13からわかるように、脈拍数比が1より大きいほど誤差は正に大きくなり、脈拍数比が1より小さいほど誤差は負に大きくなる傾向がある。そこで、本実施例では、制御部10は、算出される非侵襲血液吸光度を脈拍数比で除算することで非侵襲血液吸光度の補正を行う。これにより、脈拍数比が1より大きい場合は非侵襲血液吸光度がより小さく補正され、脈拍数比が1より小さい場合は非侵襲血液吸光度がより大きく補正される。   Here, a non-invasive blood absorbance correction method using a pulse rate ratio for the purpose of improving the calculation accuracy of the estimated TG value in this embodiment will be described. As can be seen from FIG. 13, the error tends to increase positively as the pulse rate ratio is greater than 1, and the error tends to increase negatively as the pulse rate ratio is smaller than 1. Therefore, in this embodiment, the control unit 10 corrects the noninvasive blood absorbance by dividing the calculated noninvasive blood absorbance by the pulse rate ratio. Thereby, when the pulse rate ratio is larger than 1, the noninvasive blood absorbance is corrected to be smaller, and when the pulse rate ratio is smaller than 1, the noninvasive blood absorbance is corrected to be larger.

そして、OP303において、制御部10は、OP302において補正された非侵襲血液吸光度を、検量線を用いて血中TG値に換算し、換算した値をTG推定値として算出する。制御部10は、TG推定値の算出が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をOP106に進める。   In OP303, the control unit 10 converts the non-invasive blood absorbance corrected in OP302 into a blood TG value using a calibration curve, and calculates the converted value as a TG estimated value. When the calculation of the estimated TG value is completed, the control unit 10 ends the process of this subroutine and advances the process to OP106.

また、図19に、図8に示す表の場合において、各測定回において補正された非侵襲血液吸光度と算出されたTG推定値を示す。図20に、図8に示す表の場合において、各測定回での採血測定により得られる血中TG値と補正された非侵襲血液吸光度を示す。図20のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸は補正された非侵襲血液吸光度の値を示す。補正された非侵襲血液吸光度は血中TG値と相関し、その相関係数は、0.575である。したがって、非侵襲血液吸光度の補正を行わない場合の非侵襲
血液吸光度と血中TG値との相関係数「0.499」と比べると、本実施例により補正された非侵襲血液吸光度と血中TG値との相関係数が増加することがわかる。
FIG. 19 shows the non-invasive blood absorbance corrected at each measurement time and the calculated TG estimated value in the case of the table shown in FIG. FIG. 20 shows the blood TG value obtained by blood sampling measurement at each measurement time and the corrected non-invasive blood absorbance in the case of the table shown in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 20 shows the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis shows the corrected non-invasive blood absorbance value. The corrected non-invasive blood absorbance is correlated with the blood TG value, and the correlation coefficient is 0.575. Therefore, compared with the correlation coefficient “0.499” between the non-invasive blood absorbance and the blood TG value when the non-invasive blood absorbance is not corrected, the non-invasive blood absorbance and blood corrected according to the present embodiment are compared. It can be seen that the correlation coefficient with the TG value increases.

本実施例では、図20に示す採血測定により得られる血中TG値と補正した非侵襲血液吸光度の相関関係について回帰直線をあらかじめ作成する。そして、作成した回帰直線を検量線として用いて、補正した非侵襲血液吸光度を血中TG値に換算し、換算した血中TG値をTG推定値(図19の「TG推定値」)とする。なお、検量線のデータは、あらかじめ記憶部20に記憶されている。図21は、図19に示す表の場合の各測定回における採血測定により得られる血中TG値と本実施例の処理によって算出されるTG推定値との関係を示すグラフである。また、図22は、採血測定により得られる血中TG値に対して本実施例の処理によって算出されるTG推定値をプロットしたグラフを示す。図21のグラフの横軸は各「ID_測定番号」、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。図22のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。本実施例の処理によって算出されるTG推定値の平均二乗誤差は「56mg/dL」であり、補正を行わない、すなわち図8に示す表の場合のすべての測定回でTG推定値を算出する場合の平均二乗誤差「68mg/dL」に比べて、TG推定値の算出精度が向上していることがわかる。   In this embodiment, a regression line is created in advance for the correlation between the blood TG value obtained by the blood sampling measurement shown in FIG. 20 and the corrected noninvasive blood absorbance. Then, using the created regression line as a calibration curve, the corrected non-invasive blood absorbance is converted into a blood TG value, and the converted blood TG value is set as a TG estimated value (“TG estimated value” in FIG. 19). . The calibration curve data is stored in advance in the storage unit 20. FIG. 21 is a graph showing the relationship between the blood TG value obtained by blood sampling measurement at each measurement time in the case of the table shown in FIG. 19 and the TG estimated value calculated by the processing of this example. FIG. 22 shows a graph in which the estimated TG value calculated by the processing of this example is plotted against the blood TG value obtained by the blood sampling measurement. The horizontal axis of the graph of FIG. 21 indicates each “ID_measurement number”, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The horizontal axis of the graph of FIG. 22 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The mean square error of the estimated TG value calculated by the processing of this embodiment is “56 mg / dL”, and no correction is performed, that is, the estimated TG value is calculated in all the measurement times in the case of the table shown in FIG. It can be seen that the calculation accuracy of the estimated TG value is improved compared to the mean square error “68 mg / dL”.

(実施例3)
図23に、実施例3において、制御部10がOP105において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、OP401において、制御部10は、測定によって得られる非侵襲血液吸光度を、記憶部20に記憶された検量線を用いて血中TG値に換算し、換算した血中TG値をTG推定値として算出する。次に、OP402において、制御部10は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。
(Example 3)
FIG. 23 illustrates an example of subroutine processing executed by the control unit 10 in OP105 in the third embodiment. In this embodiment, in OP401, the control unit 10 converts the non-invasive blood absorbance obtained by the measurement into a blood TG value using a calibration curve stored in the storage unit 20, and the converted blood TG value is converted into the blood TG value. Calculated as a TG estimated value. Next, in OP402, the control unit 10 calculates a pulse rate ratio in the current measurement time.

ここで、本実施例における、OP401において算出されるTG推定値を、OP402において算出される脈拍数比を用いて補正する補正方法について説明する。図13からわかるように、脈拍数比と血中TG値の推定誤差との間には、正の相関関係が認められる。そこで、本実施例では、例えば過去の測定結果を基に、脈拍数比と血中TG値の推定誤差との相関関係について回帰直線をあらかじめ作成し、この回帰直線を、脈拍数比を血中TG値の推定誤差に換算する検量線として用いる。当該検量線のデータは、例えば記憶部20にあらかじめ記憶される。   Here, a correction method for correcting the estimated TG value calculated in OP401 using the pulse rate ratio calculated in OP402 in this embodiment will be described. As can be seen from FIG. 13, a positive correlation is recognized between the pulse rate ratio and the estimation error of the blood TG value. Therefore, in this embodiment, for example, based on the past measurement results, a regression line is created in advance for the correlation between the pulse rate ratio and the estimation error of the blood TG value. It is used as a calibration curve to be converted into TG value estimation error. The calibration curve data is stored in advance in the storage unit 20, for example.

OP403において、制御部10は、現在の測定回における脈拍数比を、記憶部20に記憶されている検量線を用いて、血中TG値の推定誤差に換算する。そして、OP404において、制御部10は、OP401において算出されるTG推定値からOP403において換算した誤差を差し引くことでTG推定値を補正する。制御部10は、TG推定値の補正が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をOP106に進める。OP106では、制御部10は、OP404において補正されたTG推定値を表示部50に表示する。   In OP403, the control unit 10 converts the pulse rate ratio in the current measurement time into an estimation error of the blood TG value using the calibration curve stored in the storage unit 20. In OP404, the control unit 10 corrects the estimated TG value by subtracting the error converted in OP403 from the estimated TG value calculated in OP401. When the correction of the estimated TG value is completed, the control unit 10 ends the process of this subroutine and advances the process to OP106. In OP106, the control unit 10 displays the estimated TG value corrected in OP404 on the display unit 50.

図24に、図8に示す表の場合において、各測定回において算出される血中TG値の推定誤差の誤差量(図中「推定誤差」)と補正後のTG推定値(図中「補正後TG推定値」)を示す。図25に、図24に示す表の場合において、各測定回における採血測定により得られる血中TG値と本実施例の処理によって補正されたTG推定値を示す。また、図26に、採血測定により得られる血中TG値に対して、補正されたTG推定値をプロットしたグラフを示す。図25のグラフの横軸は各「ID_測定番号」、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。図26のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。本実施例の処理によって補正されるTG推定値の平均二乗誤差は「46mg/dL」であり、補正を行わない、すなわち図8に示す表の
場合のすべての測定回でTG推定値を算出する場合の平均二乗誤差「68mg/dL」に比べて、TG推定値の算出精度が向上していることがわかる。
24, in the case of the table shown in FIG. 8, the error amount of the estimation error of blood TG value calculated in each measurement time (“estimation error” in the figure) and the corrected TG estimation value (“correction” in the figure) Post TG estimate value "). FIG. 25 shows the blood TG value obtained by the blood sampling measurement at each measurement time and the TG estimated value corrected by the processing of this embodiment in the case of the table shown in FIG. FIG. 26 shows a graph in which corrected TG estimated values are plotted against blood TG values obtained by blood sampling measurement. The horizontal axis of the graph of FIG. 25 indicates each “ID_measurement number”, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The horizontal axis of the graph of FIG. 26 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The mean square error of the estimated TG value corrected by the processing of this embodiment is “46 mg / dL”, and correction is not performed. That is, the estimated TG value is calculated in all the measurement times in the case of the table shown in FIG. It can be seen that the calculation accuracy of the estimated TG value is improved compared to the mean square error “68 mg / dL”.

(実施例4)
図27に、実施例4において、制御部10がOP105において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、OP501において、制御部10は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、OP502において、制御部10は、OP501において算出した脈拍数比を用いてTG推定値を算出する。
Example 4
FIG. 27 illustrates an example of subroutine processing executed by the control unit 10 in OP105 in the fourth embodiment. In this embodiment, in OP501, the control unit 10 calculates a pulse rate ratio in the current measurement time. Next, in OP502, the control unit 10 calculates a TG estimated value using the pulse rate ratio calculated in OP501.

ここで、本実施例におけるTG推定値の算出について説明する。非侵襲血液吸光度のみから血中TG値を算出する、いわゆる単回帰分析によるTG推定値の算出については上述した通りであるが、本実施例では、非侵襲血液吸光度と脈拍数比とを説明変数とする重回帰分析によってTG推定値を算出する。具体的には、例えば過去の測定を基に、非侵襲血液吸光度および脈拍数比と、血中TG値とを関係付ける回帰式をあらかじめ作成し、OP104の処理によって算出される非侵襲血液吸光度とOP501の処理によって算出される脈拍数比を回帰式に当てはめることでTG推定値を算出する。なお、回帰式のデータは、例えば記憶部20にあらかじめ記憶される。   Here, calculation of the estimated TG value in the present embodiment will be described. The calculation of the estimated TG value by so-called single regression analysis for calculating the blood TG value only from the non-invasive blood absorbance is as described above. In this embodiment, the non-invasive blood absorbance and the pulse rate ratio are used as explanatory variables. The estimated TG value is calculated by multiple regression analysis. Specifically, for example, based on past measurements, a regression equation that relates the non-invasive blood absorbance and pulse rate ratio and the blood TG value is created in advance, and the non-invasive blood absorbance calculated by the processing of OP104 The estimated TG value is calculated by applying the pulse rate ratio calculated by the processing of OP501 to the regression equation. The regression equation data is stored in advance in the storage unit 20, for example.

上記回帰式について、非侵襲血液吸光度と脈拍数比とは異なる変量であることから、本実施例では各変量を対等に扱えるようにするために正規化する。重回帰分析や正規化の方法は周知の技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。非侵襲血液吸光度と脈拍数比をいわゆるオートスケールによって正規化し、非侵襲血液吸光度と脈拍数比を説明変数として重回帰分析を行うことで式(3)に示す回帰式が得られる。なお、式(3)が所定の回帰式の一例である。
Since the non-invasive blood absorbance and the pulse rate ratio are different variables in the regression equation, normalization is performed in the present embodiment so that each variable can be handled equally. Since multiple regression analysis and normalization methods are well-known techniques, detailed description thereof is omitted here. The regression equation shown in Equation (3) is obtained by normalizing the non-invasive blood absorbance and the pulse rate ratio with a so-called autoscale and performing multiple regression analysis using the non-invasive blood absorbance and the pulse rate ratio as explanatory variables. Equation (3) is an example of a predetermined regression equation.

ここで、TG、ΔAおよびPは、それぞれi番目の測定回における、TG推定値、オートスケール済みの非侵襲血液吸光度および脈拍数比である。 Here, TG i, .DELTA.A i and P i is the i-th measurement times respectively, TG estimate is a non-invasive blood absorbance and pulse rate ratio already autoscale.

図28に、図8に示す表の場合において、各測定回において算出される非侵襲血液吸光度および脈拍数比をそれぞれオートスケールによって正規化して得られる値(図中「オートスケール済み非侵襲血液吸光度」、「オートスケール済み脈拍数比」)と上記の式(3)によって算出されるTG推定値を示す。図29に、図28に示す表の場合において、各測定回における採血測定により得られる血中TG値と本実施例の処理によって算出されたTG推定値を示す。また、図30に、採血測定により得られる血中TG値に対して、算出されたTG推定値をプロットしたグラフを示す。図29のグラフの横軸は各「ID_測定番号」、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。図30のグラフの横軸は採血測定による血中TG値(mg/dL)、縦軸はTG推定値(mg/dL)を示す。本実施例の処理によって算出されるTG推定値の平均二乗誤差は「30mg/dL」であり、図8に示す表の場合においてすべての測定回で回帰式を用いずにTG推定値を算出する場合の平均二乗誤差「68mg/dL」に比べて、TG推定値の算出精度が向上していることがわかる。   28, in the case of the table shown in FIG. 8, the values obtained by normalizing the non-invasive blood absorbance and the pulse rate ratio calculated at each measurement time by the autoscale (“autoscaled non-invasive blood absorbance in the figure”). ”,“ Autoscaled pulse rate ratio ”) and the TG estimated value calculated by the above equation (3). In the case of the table shown in FIG. 28, FIG. 29 shows the blood TG value obtained by the blood sampling measurement at each measurement time and the TG estimated value calculated by the processing of this example. FIG. 30 shows a graph in which the calculated estimated TG value is plotted against the blood TG value obtained by the blood sampling measurement. The horizontal axis of the graph of FIG. 29 represents each “ID_measurement number”, and the vertical axis represents the estimated TG value (mg / dL). The horizontal axis of the graph of FIG. 30 indicates the blood TG value (mg / dL) by blood sampling measurement, and the vertical axis indicates the estimated TG value (mg / dL). The mean square error of the estimated TG value calculated by the processing of the present embodiment is “30 mg / dL”, and the estimated TG value is calculated without using the regression equation in all measurement times in the case of the table shown in FIG. It can be seen that the calculation accuracy of the estimated TG value is improved compared to the mean square error “68 mg / dL”.

したがって、上記の実施例1〜4によって脈拍数を用いてTG推定値を算出することにより、従来技術に比べて、採血測定、すなわち侵襲測定によって求められる血中濃度に対するTG推定値の誤差がより小さくなり、血液の吸収スペクトルの非侵襲測定における所望の血液成分の血中濃度の算出精度を向上させることが期待できる。   Therefore, by calculating the TG estimated value using the pulse rate according to the above-described Examples 1 to 4, the error of the TG estimated value with respect to the blood concentration obtained by the blood sampling measurement, that is, the invasive measurement, is greater than that of the conventional technique. It can be expected that the calculation accuracy of the blood concentration of a desired blood component in non-invasive measurement of the absorption spectrum of blood will be improved.

以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の血液成分測定装置1の構成、吸収スペクトルの測定処理、血中TG値の推定処理などは、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。   The above is the description of the present embodiment, but the configuration of the blood component measuring apparatus 1, the measurement process of the absorption spectrum, the estimation process of the blood TG value, and the like are not limited to the above-described embodiment. Various modifications can be made without departing from the technical idea of the invention.

例えば、上記の実施例1では、制御部10は、脈拍数比を算出し、算出した脈拍数比の値が許容範囲内にない場合に血中濃度を算出しない。この代わりに、制御部10は、脈拍数比を算出せずに、平常時脈拍数を含む範囲(例えば平常時脈拍数の上下10以内の範囲など)を許容範囲とし、被験者の脈拍数が当該許容範囲内にない場合に血中濃度を算出しないようにしてもよい。また、上記の実施例1では、制御部10は血中濃度を算出しない場合は、TG推定値の算出を行わないことでTG推定値の出力を行わない。この代わりに、制御部10は、TG推定値の算出は行うが、算出したTG推定値を破棄することでTG推定値の出力を行わないようにしてもよい。   For example, in the first embodiment, the control unit 10 calculates the pulse rate ratio, and does not calculate the blood concentration when the calculated pulse rate ratio value is not within the allowable range. Instead of this, the control unit 10 does not calculate the pulse rate ratio, and sets a range including the normal pulse rate (for example, a range within 10 above and below the normal pulse rate) as an allowable range, and the pulse rate of the subject If the blood concentration is not within the allowable range, the blood concentration may not be calculated. In the first embodiment, when the blood concentration is not calculated, the control unit 10 does not calculate the TG estimated value and does not output the TG estimated value. Instead, the control unit 10 may calculate the TG estimated value, but may not output the TG estimated value by discarding the calculated TG estimated value.

さらに、上記の実施例では、被験者の平常時脈拍数のデータがあらかじめ記憶部20に記憶されているが、被験者が血液成分測定装置1による測定を繰り返す場合に、制御部10は、測定結果に基づいて記憶部20に記憶されている被験者の平常時脈拍数のデータを更新してもよい。これにより、被験者の平常時脈拍数の値がより安定することで、上記のTG推定値の算出精度がさらに高まることが期待できる。   Further, in the above-described embodiment, the normal pulse rate data of the subject is stored in the storage unit 20 in advance, but when the subject repeats the measurement by the blood component measuring device 1, the control unit 10 displays the measurement result. Based on the normal pulse rate data of the subject stored in the storage unit 20, the data may be updated. Thereby, it can be expected that the calculation accuracy of the estimated TG value is further increased by further stabilizing the normal pulse rate value of the subject.

また、本実施形態では、血液成分測定装置によりトリグリセライドの血中濃度を測定する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態の血液成分測定装置により血中濃度を測定される血液成分は、トリグリセライドに限定されるものではない。本実施形態の血液成分測定装置は、ヘモグロビン、グルコース、コレステロール等の血中濃度の測定にも適用可能である。   In the present embodiment, the case where the blood concentration of triglyceride is measured by the blood component measuring device has been described as an example. However, the blood component whose blood concentration is measured by the blood component measuring apparatus of the present embodiment is not limited to triglyceride. The blood component measurement apparatus of this embodiment can also be applied to the measurement of blood concentrations of hemoglobin, glucose, cholesterol and the like.

また、本実施形態では、生体に照射される光は、生体を透過する波長域400〜2500nmから選ばれる少なくとも2つ以上の波長の単色光である。なお、波長域400〜2500nmの全範囲または一部の範囲の光を照射し、受光した光を複数波長に分光して測定してもよい。生体に照射する光の波長域は、より好ましくは900〜1700nm、さらに好ましくは900〜1300nmである。このような波長域を選択することで、生体における血液の脈動をより正確に反映した脈波信号を測定することで、主成分分析において当該脈波信号を基準とした再構築によりノイズをより効果的に除去することができる。また、分光器では、受光した光を10〜50nm間隔で分光測定するのが好ましい。   Moreover, in this embodiment, the light irradiated to the living body is monochromatic light having at least two wavelengths selected from a wavelength range of 400 to 2500 nm that passes through the living body. Note that the measurement may be performed by irradiating light in the entire wavelength range of 400 to 2500 nm or a part of the range, and spectroscopically measuring the received light into a plurality of wavelengths. The wavelength range of the light irradiated to the living body is more preferably 900 to 1700 nm, still more preferably 900 to 1300 nm. By selecting such a wavelength range, it is possible to measure a pulse wave signal that more accurately reflects the pulsation of blood in the living body, thereby making noise more effective by reconstruction based on the pulse wave signal in principal component analysis. Can be removed. The spectroscope preferably performs spectroscopic measurement of received light at intervals of 10 to 50 nm.

本実施形態で測定する光の多波長時系列データは、測定部位の透過光強度、反射光強度、散乱光強度、または吸光度のいずれであってもよい。すなわち、上記の説明では、受光部40は生体の透過光を受光することを想定しているが、受光部40で受光する光は透過光に限られない。受光部40の数や位置を変更することで、生体からの透過光、反射光、散乱光、あるいはこれら複数種類の光を受光し、受光した光に対して上記の吸収スペクトルの測定処理を適用することができる。また、吸収スペクトルの測定に用いる脈波信号は、吸光度の脈波信号を用いるのが好ましく、より好ましくは透過光強度と吸光度の脈波信号を用いる。また、多波長時系列データを主成分分析する際の各波長の光信号の前処理方法としては、時間平均値による中心化処理が好ましい。これにより、光強度や吸光度の変動の中心が求まる。   The multi-wavelength time-series data of light measured in the present embodiment may be any of transmitted light intensity, reflected light intensity, scattered light intensity, or absorbance at the measurement site. That is, in the above description, it is assumed that the light receiving unit 40 receives transmitted light from a living body, but the light received by the light receiving unit 40 is not limited to transmitted light. By changing the number and position of the light receiving units 40, the transmitted light, reflected light, scattered light, or a plurality of types of light from the living body are received, and the above-described absorption spectrum measurement process is applied to the received light. can do. The pulse wave signal used for measuring the absorption spectrum is preferably an absorbance pulse wave signal, and more preferably a transmitted wave intensity and absorbance pulse wave signal. In addition, as a preprocessing method for optical signals of respective wavelengths when performing principal component analysis of multiwavelength time-series data, a centering process using a time average value is preferable. As a result, the center of fluctuations in light intensity and absorbance can be obtained.

また、本実施形態において、血液の吸収スペクトルを算出するにあたり、受光する光の脈波信号から算出に不要なノイズを除去するために、既存の信号処理方法を併用してもよい。例えば、本実施形態に基づく主成分分析を行う前あるいは行った後に、特定の周波数成分のみを取り出す周波数フィルタ処理、時系列データに多項式をフィッティングして差分することで緩やかな低周波ドリフトを除去する処理、移動平均やSavitzky-Golayフィル
タを用いた平滑化処理、あるいはこれらの組み合わせを行うことができる。
In the present embodiment, when calculating the absorption spectrum of blood, an existing signal processing method may be used in combination in order to remove noise unnecessary for calculation from the pulse wave signal of received light. For example, before or after the principal component analysis based on this embodiment is performed, frequency filter processing that extracts only specific frequency components, and by fitting a polynomial to time-series data and making a difference, moderate low frequency drift is removed Processing, smoothing processing using a moving average or a Savitzky-Golay filter, or a combination thereof can be performed.

また、吸収スペクトルを測定するために用いる分光器は、本実施形態で用いたマルチチャンネルフーリエ変換型分光器であってもよいし、例えば、シングルチャンネルフーリエ変換型分光器であってもよいし、マルチチャンネル分散型分光器であってもよいし、シングルチャンネル分散型分光器であってもよい。   In addition, the spectrometer used for measuring the absorption spectrum may be the multichannel Fourier transform spectrometer used in the present embodiment, for example, a single channel Fourier transform spectrometer, It may be a multichannel dispersive spectrometer or a single channel dispersive spectrometer.

1 血液成分測定装置
10 制御部
11 測定部
12 吸収スペクトル算出部
13 吸光度算出部
14 血中濃度算出部
15 脈拍数取得部
16 脈拍数比算出部
17 換算部
18 処理部
20 記憶部
30 照射部
40 受光部
50 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blood component measuring apparatus 10 Control part 11 Measurement part 12 Absorption spectrum calculation part 13 Absorbance calculation part 14 Blood concentration calculation part 15 Pulse rate acquisition part 16 Pulse rate ratio calculation part 17 Conversion part 18 Processing part 20 Storage part 30 Irradiation part 40 Light receiving unit 50 Display unit

本発明は、血液成分測定方法、血成分測定装置、および血液成分測定プログラムに関する。 The present invention is a blood component measurement method, blood component measurement device, and a blood component measurement program.

Claims (14)

生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定する測定部と、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得する脈拍数取得部と、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する処理部と
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。
A measurement unit that irradiates light on a living body and measures a pulse wave signal based on light received from the living body;
A pulse rate acquisition unit for acquiring the pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal;
A blood component measuring apparatus comprising: a processing unit that processes calculation of a blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal based on the acquired pulse rate.
前記脈拍数取得部は、前記測定された脈波信号から前記生体の前記脈拍数を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の血液成分測定装置。   The blood component measuring apparatus according to claim 1, wherein the pulse rate acquisition unit calculates the pulse rate of the living body from the measured pulse wave signal. 前記処理部は、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わない、ことを特徴とする請求項1または2に記載の血液成分測定装置。   The processing unit does not output the blood concentration of the predetermined blood component when the acquired pulse rate is not within an allowable range determined by a reference pulse rate related to the living body. The blood component measuring apparatus according to claim 1 or 2. 前記生体に関する基準となる脈拍数は、前記生体の脈拍数の平均値であり、
前記許容範囲は、前記生体の脈拍数の平均値の95%〜110%の範囲である
ことを特徴とする請求項3に記載の血液成分測定装置。
The reference pulse rate for the living body is an average value of the pulse rate of the living body,
The blood component measuring apparatus according to claim 3, wherein the allowable range is a range of 95% to 110% of an average value of the pulse rate of the living body.
前記処理部は、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の血液成分測定装置。   The blood component measuring apparatus according to claim 1, wherein the processing unit corrects the blood concentration of the predetermined blood component based on the acquired pulse rate. 前記血液成分測定装置はさらに、
前記脈波信号から前記生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、
前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する血中濃度算出部と、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と
を備え、
前記処理部は、前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、前記算出された比によって除算して前記吸光度を補正する
ことを特徴とする請求項5に記載の血液成分測定装置。
The blood component measurement device further includes
An absorption spectrum calculation unit for calculating an absorption spectrum of blood of the living body from the pulse wave signal;
A blood concentration calculation unit for calculating the blood concentration of the predetermined blood component from the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum;
A pulse rate ratio calculating unit that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body,
The blood component measuring apparatus according to claim 5, wherein the processing unit corrects the absorbance by dividing the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum by the calculated ratio.
前記血液成分測定装置はさらに、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と、
脈拍数の比と前記所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、前記算出された比を誤差に換算する換算部と
を備え、
前記処理部は、前記脈波信号から算出された前記所定の血液成分の血中濃度から前記換算された誤差を減算する
ことを特徴とする請求項5に記載の血液成分測定装置。
The blood component measurement device further includes
A pulse rate ratio calculator that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body;
Using a calibration curve indicating a correlation between the pulse rate ratio and the blood concentration calculation error of the predetermined blood component, and a conversion unit that converts the calculated ratio into an error,
6. The blood component measuring apparatus according to claim 5, wherein the processing unit subtracts the converted error from a blood concentration of the predetermined blood component calculated from the pulse wave signal.
前記血液成分測定装置はさらに、
前記脈波信号から前記生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と
を備え、
前記処理部は、前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、前記算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、前記所定の血液成分の血中濃度を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の血液成分測定装置。
The blood component measurement device further includes
An absorption spectrum calculation unit for calculating an absorption spectrum of blood of the living body from the pulse wave signal;
A pulse rate ratio calculating unit that calculates a ratio of the acquired pulse rate to a reference pulse rate related to the living body,
The processing unit calculates the blood concentration of the predetermined blood component by fitting the absorbance indicated by the calculated absorption spectrum and the calculated ratio to a predetermined regression equation. Item 6. The blood component measuring apparatus according to Item 5.
生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定し、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得し、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する
ことを特徴とする血液成分測定方法。
A pulse wave signal is measured based on the light received from the living body by irradiating light to the living body,
Obtaining the pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal;
A blood component measurement method, comprising: calculating a blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal based on the acquired pulse rate.
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含む、ことを特徴とする請求項9に記載の血液成分測定方法。   Processing the calculation of the blood concentration of the predetermined blood component is performed when the acquired pulse rate is not within an allowable range determined by a reference pulse rate related to the living body. The blood component measuring method according to claim 9, comprising not outputting the concentration. 前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正することを含む、ことを特徴とする請求項9に記載の血液成分測定方法。   The processing of calculating the blood concentration of the predetermined blood component includes correcting the blood concentration of the predetermined blood component based on the acquired pulse rate. The blood component measuring method according to 1. コンピュータに、
生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定させ、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得させ、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理させる
ことを特徴とする血液成分測定プログラム。
On the computer,
Irradiating the living body with light and measuring the pulse wave signal based on the light received from the living body,
Obtaining the pulse rate of the living body at the time of measuring the pulse wave signal;
A blood component measurement program for processing calculation of a blood concentration of a predetermined blood component from the measured pulse wave signal based on the acquired pulse rate.
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含む、ことを特徴とする請求項12に記載の血液成分測定プログラム。   Processing the calculation of the blood concentration of the predetermined blood component is performed when the acquired pulse rate is not within an allowable range determined by a reference pulse rate related to the living body. The blood component measurement program according to claim 12, comprising not outputting the concentration. 前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正することを含む、ことを特徴とする請求項12に記載の血液成分測定プログラム。   The processing of calculating the blood concentration of the predetermined blood component includes correcting the blood concentration of the predetermined blood component based on the acquired pulse rate. The blood component measurement program according to 1.
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