颗粒浓度测量装置、颗粒浓度测量程序以及颗粒浓度测量方法

文档序号:517218 发布日期:2021-05-28 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 颗粒浓度测量装置、颗粒浓度测量程序以及颗粒浓度测量方法 (Particle concentration measuring device, particle concentration measuring program, and particle concentration measuring method ) 是由 饭永一也 于 2019-10-16 设计创作,主要内容包括:一种颗粒浓度测量装置,在具有时间周期性的照明光下使用,包括:受光强度检测部,检测从被检体发出的受光强度;以及控制部,根据所述受光强度求出振幅,根据所述振幅计算出所述被检体内的颗粒浓度。(A particle concentration measuring device for use under illumination light having a time periodicity, comprising: a received light intensity detection unit that detects a received light intensity emitted from the subject; and a control unit for obtaining an amplitude from the received light intensity and calculating a particle concentration in the subject from the amplitude.)

颗粒浓度测量装置、颗粒浓度测量程序以及颗粒浓度测量 方法

技术领域

本说明书中记载的实施方式涉及颗粒浓度测量装置、颗粒浓度测量程序以及颗粒浓度测量方法,能够降低测量部位的测量误差。

背景技术

在以往的血液中的非侵袭脂质测量中,根据伴随受光距离的增加的光衰减来求出散射系数,换算成脂质浓度(例如,参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2014/087825号公报。

发明内容

本发明所要解决的问题

但是,在现有技术中,需要在均匀性较高的位置进行测量,存在必须寻找测量的最佳位置这样的烦恼。

本发明的目的在于,削减检测最佳测量部位的劳力。

用于解决问题的手段

本发明的颗粒浓度测量装置在具有时间周期性的照明光下使用,包括:受光强度检测部,检测从被检体发出的受光强度;以及控制部,根据受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量装置包括:照射部,向被检体照射具有时间周期性的光;受光强度检测部,从照射部隔开预定的间隔配置,并检测从被检体发出的受光强度;以及控制部,根据受光强度求出振幅,根据振幅计算出所述被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量装置与用户设备可通信地连接,所述用户设备在具有时间周期性的照明光下使用,并且具有受光强度检测部,所述受光强度检测部检测从被检体发出的受光强度,所述颗粒浓度测量装置包括:控制部,所述控制部根据从用户设备发送的受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量装置与用户设备可通信地连接,所述用户设备具有:照射部,向被检体照射具有时间周期性的光;以及受光强度检测部,从照射部隔开预定的间隔配置,并检测从被检体发出的受光强度,所述颗粒浓度测量装置包括:控制部,根据从用户设备发送的受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量方法在具有时间周期性的照明光下实施,包括:检测从被检体发出的受光强度;以及根据受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量方法包括:向被检体照射具有时间周期性的光;从照射部隔开预定的间隔配置,检测从被检体发出的受光强度;以及根据受光强度求出振幅,根据振幅计算出所述被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量程序使得与用户设备可通信地连接的装置的计算机执行以下处理,所述用户设备在具有时间周期性的照明光下使用,并且具有受光强度检测部,所述受光强度检测部检测从被检体发出的受光强度:根据从用户设备发送的受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

本发明的颗粒浓度测量程序使得与用户设备可通信地连接的装置的计算机执行以下处理,所述用户设备具有照射部和受光强度检测部,所述照射部向被检体照射具有时间周期性的光,所述受光强度检测部从照射部隔开预定的间隔配置,并检测从被检体发出的受光强度:根据从用户设备发送的受光强度求出振幅,根据振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

附图说明

图1是颗粒浓度测量装置的简要图;

图2是颗粒浓度测量装置的控制系统的构成图;

图3是模拟实验的图;

图4是示出模拟实验的结果的图;

图5是示出深度-亮度值的图;

图6是皮肤层的受光强度的测量结果;

图7是示出脂质浓度与光传播效率的相关的图;

图8是示出脂质浓度与光传播效率的相关的图;

图9是示出脂质浓度与光传播效率的相关的图;

图10是示出脂质浓度与光传播效率的相关的图;

图11是颗粒浓度测量装置的简要图;

图12是颗粒浓度测量装置的控制系统的构成图;

图13是血管深度和脂质浓度变动时的血液和测量出的散射系数之间的相关;

图14是实施方式的颗粒浓度测量方法的流程图;

图15是实施方式的颗粒浓度测量方法的流程图。

具体实施方式

以下,使用附图对实施方式进行说明。另外,在实施方式中,作为颗粒浓度测量装置,以血脂浓度测量装置为例进行说明。但是,测量对象不限于血脂,可以测量生物体内的任意成分的颗粒浓度。

图1是简要示出实施方式的颗粒浓度测量装置100的构成例的图。如图1所示,颗粒浓度测量装置100具有遮光板11、受光强度检测部12、入射光强度检测部13及控制部14。

实施方式的遮光板11是黑色塑料制的板,对被检体C遮挡从照射-遮光边界位置到受光点的、来自照明器A的具有周期性的照射光B。实施方式的遮光板11的形状及尺寸为椭圆形。遮光板11的形状、尺寸及材质不限于此,只要具有对受光强度检测部12周围的预定范围进行遮挡的功能即可。

通过对从照射-遮光边界位置到受光点的、来自照明器A的具有周期性的照射光B进行遮挡,能够筛选并测量出光在皮肤层内通过某种程度的距离之后的光。由此,能够提高SN比。另外,若在使光具有周期性等方面下功夫,则即使在微弱光且接近状态下也有能够测量的可能性,因此在该情况下不需要遮光板11。

实施方式的受光强度检测部12接受从被检体C内向被检体C外发出的光。实施方式的受光强度检测部12是光电二极管。受光强度检测部12不限于光电二极管,也可以是CCD或CMOS。受光强度检测部12也可以将波长设定为可见光以外的波长,并能够接受该波长。受光强度检测部12设置在遮光板11的大致中心部。但是,受光强度检测部12不限于中心部,只要在受光强度检测部12的周围形成被遮光的区域即可。受光强度检测部12由控制部14控制。受光强度检测部12将检测到的光强度发送给控制部14。

实施方式的入射光强度检测部13接受从被检体C外向被检体C内入射的光B。实施方式的入射光强度检测部13是光电二极管。入射光强度检测部13不限于光电二极管,也可以是CCD或CMOS。入射光强度检测部13也可以将波长设定为可见光以外的波长,并能够接受该波长。实施方式的入射光强度检测部13与受光强度检测部12隔开预定的距离,设置在遮光板11的周边部。入射光强度检测部13由控制部14控制。入射光强度检测部13将检测到的光强度发送给控制部14。

接着,对颗粒浓度测量装置100的控制系统的构成进行说明。图2是实施方式的颗粒浓度测量装置100的框图。CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)141、ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)143、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)144、HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)145、外部I/F(Interface,接口)146、受光强度检测部12和入射光强度检测部13经由系统总线142连接。由CPU 141、ROM 143和RAM 144构成控制部14。

ROM 143预先存储由CPU 141执行的程序和阈值。

RAM 144具有展开CPU 141所执行的程序的区域、和成为由程序进行的数据处理的作业区域的工作区域等各种存储器区域等。

HDD 145存储按多人创建脂质浓度与光传播效率的相关来作为校正曲线的数据。

返回图2,外部I/F146是例如用于与客户终端(PC)等外部装置通信的接口。外部I/F146可以是与外部装置进行数据通信的接口,例如,可以是将外部装置连接到本地的设备(USB存储器等),也可以是用于经由网络进行通信的网络接口。

在具有以上构成的颗粒浓度测量装置100中,基于预先设定的程序,颗粒浓度测量装置100执行光传播测量任务。

在实施方式中,使发出具有周期性的光的光源A不与被检体C接触地测量光传播。由此,能够降低由测量部位引起的测量误差。

在以往的方法中,为了使光高效地入射到生物体,使光源紧贴。另外,在使用作为以往的测量原理的扩散近似的情况下,由于前提是光源为点光源或可视为点光源的光源,因此也优选光源的紧贴。

但是,在以往的基于扩散近似的测量原理中,在实际的生物体中不是均匀系统,因此存在测量部位的测量值的差。

并且,在以往的脂质测量中,使用被称为生物体的窗的近红外光来进行验证的例子很多。这是由于,近红外光容易到达生物体深部,因此尝试利用该性质。

但是,在该以往方法的情况下,由于到达生物体深部,所以受到复杂的生物组织的影响,成为由测量部位引起的测量误差等的主要原因。这被认为是,光照射到生物体的一部分是其原因。

在实施方式中,通过使用来自照明器的光作为周期性光源A来减小复杂生物组织的影响,该照明器不是配置在颗粒浓度测量装置100中,而是单独配置在设置有颗粒浓度测量装置100的房间中,该照明器是在被检体的大范围上照射光的照明器(例如,荧光灯、LED、激光(扩散后的激光)、白炽灯、HID和卤素灯等)。另外,即使是在大范围照射的自然光(太阳光、月光等)等不具有周期性的光源,也可以通过在光的照射路径上设置周期性开闭的开闭器等机构,来调整遮光时间,使照射光具有周期性。

另外,在随着血液中的脂质等的上升,血液的浊度上升的情况下,由于血液和周边组织(作为皮肤层)的散射系数的不同,光难以进入血液层。

另外,即使是均匀系统的测量,光的浊度越小,则前方散射越强,但浊度增加时,存在后方散射相对地越强的倾向。

而且,在皮肤层和血液层的双层系统的情况下,在从光源到生物体的深部的层(设为血液层)中血液的浊度上升的情况下,向横向的散射变强。因此,在从入射面观测的情况下,光的到达范围变大,入射光被高效率地传播到远方。

这里所说的皮肤层是指几乎不存在血液的广泛范围上扩展的层,换言之,表示即使受伤也不会出血的层。血管层是指静脉等血液集中的部位、或包含毛细血管等的静脉周边的广泛范围上扩展的层。在该两层中,由于血液的密度不同,折射率产生差异,在界面发生反射。换言之,在深部毛细血管和静脉混合存在,随着密度差异变小,可以视为均匀层。另外,皮肤层也可以解释为表皮、血液层可以解释为真皮及比其更深的层,但本发明的定义基于如下判断:根据可由测量设备测量的光学特性,能否进行血液浊度测量。

作为其证明,进行了图3所示的实验。向模拟血管注入了浊度不同的血液。该血液的浊度中,血液中的中性脂肪浓度不同,由于中性脂肪浓度的不同,而浊度不同,这是已知的现象。

在该实验中,证明了:在浊度根据血管等血液而变化的层(血液层)和不受其影响的皮肤层这两层处于光的到达深度内的情况下,通过血液层的浊度上升,皮肤层成为使光传播的光路,使光向远处传播(图4)。这被认为是基于以下原因引起的现象:由于深部侧浊度上升,在表面(界面)的反射中,扩散反射的紊乱变大,从而反射角变大。

如上所述,为了测量基于生物体中的血液浊度变化引起的光传播效率,光照射深度优选以皮肤层为目标,皮肤层的厚度优选为3mm以下。

图13是使用模拟生物体的、血管深度和脂质浓度变动时的血液和测量出的散射系数之间的相关,但血管较浅时为负相关(光传播效率高)。在深度为5mm时,周边组织和血管被平均化,由此,应用均匀系统的扩散理论,因此显示正相关,在3~4mm时,认为正和负的现象混合存在。

另外,在表皮薄的地方有静脉等的情况下,光进入血管内,由此在血管内部散射,作为结果,由于光路变长,血液的吸收效果变强,所以光的到达范围变窄,示出与皮肤层测量相反的相关性。在这种情况下,通过事先获取血液的吸收信息等,能够事先预测负相关,通过预先修正能够应对。

为了获取皮肤层的光传播效率的变化信息,作为来自荧光灯的照明光,利用图3所示的装置进行受光强度的测量。

另外,使32W的荧光灯离开测量地点2m时的照射强度为0.0025(mW/mm2),虚拟测量到达深度时为1.5mm(图5)。在实际测量中,如果考虑在光路中往复,则认为其一半0.75mm是有效的到达深度。

皮肤层的受光强度的测量结果如图6所示。在此观测到的受光强度的周期是荧光灯的50Hz的周期。如图所示,空腹时(图中的0min)受光强度的振幅(或者全振幅(也称为双振幅))根据测量时间而不同,随着TG上升而变大(图中的120min、180min)。这是如下现象:随着血管等血液层的浊度上升,光难以向血液层传播,其结果是,在浊度相对低的皮肤层,光传播效率变高。另外,“全振幅”一般是波的波峰到波峰(peak to peak)的值,通常是振幅的2倍的值。另外,“全振幅”也称为“双振幅”。

这是因为,假定测量对象为皮肤层和血液层这两层,假定浅的皮肤层的散射系数的变化量可以忽略(由于血液密度低,所以比血液层变化少)时,可以认为由血液层反射的光沿着散射系数相对低的皮肤层传播。

另外,由于使用了照明光,所以虽然所测量的值小,但由于没有到达生物体深部、光从图1的装置的周边的全部传播,所以认为皮肤附近的组织的信息被平均化而传递到受光部。

此外,认为根据频率接收到荧光灯的光。

即,随着血液中的脂质浓度的上升,其结果是,皮肤层中的传播效率上升。

另外,这里所说的脂质浓度是指:血液中的乳糜微粒、VLDL等脂质颗粒的平均粒径、颗粒数变化,脂质颗粒浓度的变化与使血液的散射系数上升、对受光强度产生影响的现象具有因果关系。

控制部14根据受光强度检测部12检测到的受光强度来计算全振幅。在实施方式中,根据受光强度计算出全振幅,但也可以根据受光强度计算出全振幅的半值、即振幅。

全振幅可以用下式计算出。

全振幅=受光强度tp(mV)-受光强度tb(mV)

在此,受光强度tp(mV)表示因照明光的周期性变化而产生的受光强度变化的峰顶的受光强度。在180min的受光强度变化中相当于图6的A。受光强度tb(mV)表示周期性的受光强度变化的峰底的受光强度。在180min的受光强度变化中相当于图6的B。因此,180min的受光强度变化中的全振幅成为图6中的C。另外,tp表示受光强度变化达到峰顶的时间点。tb表示成为受光强度变化的峰底的时间点。tp和tb的时间间隔成为照明光的周期性变化的半周期。

在使用室内光等情况下,且在存在多个光源的情况下,由于光源的发光强度差异等,有时成为具有肩的波形,即便在该情况下,如上所述,也可以采用测量时的峰顶和峰底。

另外,在计算出周期性的变化量时,也可以用平均值与峰顶之差、或者平均值与峰底之差、即半值来进行分析。

控制部14根据全振幅计算出光传播效率。在此,光传播效率是表示某照射强度光在某受光点为何种程度的强度的值。即使照射强度的具体强度不明,在照射强度为恒定时受光强度变动的情况下,也可以认为光传播效率变化。在实施方式中,根据全振幅计算出光传播效率,但也可以根据全振幅的半值即、振幅来计算出光传播效率。

光传播效率可以通过下式计算出。

(1)在已知入射光强度的情况下(即,在存在入射光强度检测部13的情况下)。

光传播效率=全振幅A/全振幅B*100

全振幅A是受光强度的全振幅,可以通过下式计算出。

全振幅A=受光强度tp(mV)-受光强度tb(mV)(受光强度检测部12的受光强度)

全振幅B是入射光强度的全振幅,可以通过下式计算出。

全振幅B=入射光强度tp(mV)-入射光强度tb(mV)(入射光强度检测部13的受光强度)

在此,tp表示受光强度或入射光强度成为峰顶的时间点。tb表示成为受光强度或入射光强度的峰底的时间点。tp和tb之间的时间间隔成为照明光的周期性变化的半周期。

(2)入射光强度不明的情况(即没有入射光强度检测部13的情况)

光传播效率=全振幅T1-全振幅T2

全振幅T1是测量时间T1(第一时间点)中的受光强度的全振幅,能够通过下式计算出。

全振幅T1=受光强度T1(tp)(mV)-受光强度T1(tb)(mV)(受光强度检测部12的受光强度)

在此,tp表示在测量时间T1中受光强度或入射光强度成为峰顶的时间点。tb表示在测量时间T1中成为受光强度或入射光强度的峰底的时间点。

全振幅T2是测量时间T2(第二时间点)中的受光强度的全振幅,能够通过下式计算出。

全振幅T2=受光强度T2(tp)(mV)-受光强度T2(tb)(mV)(受光强度检测部12的受光强度)

在此,tp表示在测量时间T2中受光强度或入射光强度成为峰顶的时间点。tb表示在测量时间T2中成为受光强度或入射光强度的峰底的时间点。

这里所说的T1、T2是测量时间点的时间。T1、T2是饭前、饭后等存在几分钟~几小时的时间差的测量时间点的时间。例如,以空腹时(T1)为起点,计算出预定时间后(T2)变化了何种程度。例如,假设在0分钟(T1)时的全振幅为25a.u.、180分钟(T2)的全振幅为45a.u,则光传播效率是它们之差、即20a.u.。

另外,关于照射强度和入射光强度,严格地说,照射强度表示皮肤表面的强度,入射光强度表示进入皮肤后的强度,但实质上(在测量上)可以作为相同来处理。

另外,在具有周期性的光源的情况下,在光传播效率的计算中使用的受光强度可以是振幅的高度、全振幅等,在该情况下,能够根据受光强度求出光传播效率,还能够得到能够避免其他连续光的影响的次要效果。

控制部14根据光传播效率计算脂质浓度。该计算方法如图7至图10所示,按多人创建脂质浓度与光传播效率的相关,将以其为校正曲线的数据保存在HDD 145中,控制部14根据该数据计算出光传播效率或与光传播效率对应的脂质浓度。

图7至图10示出TG浓度和光传播效率之间的相关。图7至图9是前腕部尺骨侧的静脉附近,图10是手腕稍下侧。两部位的相关系数都在0.75以上,可以确认有较强的相关。

另外,本试验中的被试验者的静脉在目视观察时无法清楚地看到,因此认为静脉的深度为距皮肤表面至少1mm以上的深度。

在生物体的实施例中,通过将光的到达深度调整得较浅,相对地测量了皮肤层的光传播效率变化,但根据图4所示的模拟生物体的测量结果,在实用例中,即使照射强度变强,也能够测量皮肤层的光传播效率。

例如,光传播效率测量也可以在指尖等血管集中的部分进行测量。

另外,在实施方式中,将受光强度检测部和控制部构成为一体的装置,但不限于此,例如,作为受光强度检测部,可以利用便携终端(智能手机、平板电脑、移动PC)等用户设备所具备的传感器(CMOS等),并且控制部可以设置在与用户设备网络连接的服务器装置等中。

实施方式的颗粒浓度测量装置与在具有周期性的室内等的照明光下使用、且具有受光强度检测部的用户设备可通信地连接,该受光强度检测部检测从被检体发出的受光强度。颗粒浓度测量装置具有控制部,该控制部根据从用户设备发送的受光强度求出全振幅,根据全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出所述被检体内的颗粒浓度。

用户设备还可以具有入射光强度检测部,该入射光强度检测部检测向具有周期性的室内等的照明光被检体入射的入射光强度,控制部根据入射光强度求出全振幅,根据受光强度的全振幅及入射光强度的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

受光强度检测部也可以在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度,控制部根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

在受光强度检测部的周围还可以具备遮光部,遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光。颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式的颗粒浓度测量装置相同,因此省略说明。

接着,对实施方式的颗粒浓度测量方法进行说明。图14是实施方式的颗粒浓度测量方法的流程图。

实施方式的颗粒浓度测量方法是在具有周期性的照明光下实施的颗粒浓度测量方法。受光强度检测部检测从被检体发出的受光强度(步骤101),控制部根据受光强度求出全振幅(步骤102),根据全振幅求出光传播效率(步骤103),根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤104)。

在颗粒浓度测量装置具有入射光强度检测部的情况下,入射光强度检测部可以检测向具有周期性的照明光被检体入射的入射光强度(步骤105),控制部根据入射光强度求出全振幅(步骤106),根据受光强度的全振幅及入射光强度的全振幅求出光传播效率(步骤103),根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤104)。

受光强度检测部可以在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度(步骤107),控制部根据第一时间点和第二时间点的受光强度计算出第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅(步骤108),根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅来求出光传播效率(步骤103),根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤104)。

另外,也可以在受光强度检测部的周围还具备遮光部,该遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光,颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式的颗粒浓度测量装置相同,因此省略说明。

接着,对实施方式的颗粒浓度测量程序进行说明。

装置与在具有周期性的照明光下使用、且具有受光强度检测部的用户设备可通信地连接,该受光强度检测部检测从被检体发出的受光强度。

实施方式的颗粒浓度测量程序使装置的计算机执行以下处理:根据从用户设备发送的受光强度求出全振幅,根据全振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

实施方式的颗粒浓度测量程序使装置的计算机执行以下处理:根据从用户设备发送的受光强度求出全振幅,根据全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

在用户设备还具备检测从照明光或自然光向被检体入射的入射光强度的入射光强度检测部的情况下,实施方式的颗粒浓度测量程序也可以使装置的计算机执行以下处理:根据入射光强度求出全振幅,根据受光强度的全振幅及入射光强度的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

实施方式的颗粒浓度测量程序也可以使受光强度检测部在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度,并且使装置的计算机执行以下处理:根据第一时间点和第二时间点的受光强度求出第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅,根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

也可以在受光强度检测部的周围还具备遮光部,该遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光,颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式相同,因此省略说明。

图11是简要示出其他实施方式的颗粒浓度测量装置200的构成例的图。另外,对于与上述实施方式的颗粒浓度测量装置100相同的结构和处理,省略说明。如图11所示,颗粒浓度测量装置200具有遮光板21、受光强度检测部22、入射光强度检测部23、控制部24、照射部25、以及反射镜26。

实施方式的遮光板21是黑色塑料制的板,对被检体遮挡从照射-遮光边界位置到受光点的照射光。实施方式的遮光板21的形状及尺寸为椭圆形。遮光板21的形状、尺寸及材质不限于此,只要具有对预定范围进行遮光的功能即可。

通过对从照射-遮光边界位置到受光点的照射光进行遮挡,能够筛选并测量光在皮肤层内通过某种程度的距离的光。由此,能够提高SN比。另外,若在使光具有周期性等方面下功夫,则即使在微弱光且接近状态下也有能够测量的可能性,因此在该情况下不需要遮光板21。

实施方式的受光强度检测部22接收从被检体内向被检体外发出的光。实施方式的受光强度检测部22是光电二极管。受光强度检测部22不限于光电二极管,也可以是CCD或CMOS。受光强度检测部22也可以将波长设定为可见光以外的波长,并能够接受该波长。受光强度检测部22设置在遮光板21的中心部。但是,受光强度检测部22不限于中心部,只要在受光强度检测部22的周围形成被遮光的区域即可。受光强度检测部22由控制部24控制。受光强度检测部22将检测到的光强度发送给控制部24。

实施方式的入射光强度检测部23接受从照射部25照射的光。入射光强度检测部23是光电二极管。入射光强度检测部23不限于光电二极管,也可以是CCD或CMOS。另外,也可以将波长设定为可见光以外的波长,并能够接受该波长。入射光强度检测部23设置在多个照射部25中的至少一个上。入射光强度检测部23由控制部24控制。入射光强度检测部23将检测到的光强度发送给控制部24。

实施方式的照射部25从受光强度检测部12隔开预定的距离,呈大致以受光强度检测部22为中心的圆周状排列有多个。另外,照射部25的排列不限于此,只要能够在大范围内照射即可。照射部25例如是荧光灯、LED、激光器、白炽灯、HID、卤素灯等。另外,照明部25也可以通过设置周期性开闭的开闭器等机构,调整遮光时间,使得照射光具有周期性。照射部25的照度由控制部25控制。也可采用增强照射强度,以静脉为目标或者寻找静脉的位置信息的方法。

另外,照射面积也可以是LED的表面积左右,但范围优选更大。

如上所述,为了测量基于生物体中的血液浊度变化的光传播效率,光照射深度优选以皮肤层为目标。因此,优选将照射部25的到达深度设为1mm左右。

因此,在以皮肤层为目标的情况下,也可以使调节了照射强度的照射部25紧贴。

实施方式的反射镜26设置在入射光强度检测部23与照射部25之间。反射镜26是用于测量入射光强度的机构,由于入射光因电压变化等而微妙地变化,所以是用于确保正确性的机构。

接着,对颗粒浓度测量装置200的控制系统的结构进行说明。图12是实施方式的颗粒浓度测量装置200的框图。CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)241、ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)243、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)244、HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)245、外部I/F(Interface,接口)246、受光强度检测部22、入射光强度检测部23和照射部25经由系统总线242连接。由CPU 241、ROM 243和RAM 244构成控制部24。

ROM 243预先存储由CPU 241执行的程序和阈值。

RAM 244具有展开CPU 241执行的程序的区域、成为由程序进行的数据处理的作业区域的工作区域等各种存储器区域等。

HDD 245存储按多人创建脂质浓度与光传播效率或光传播效率变化量之间的相关来作为校正曲线的数据。

外部I/F 246是例如用于与客户终端(PC)等外部装置通信的接口。外部I/F 246可以是与外部装置进行数据通信的接口,例如,可以是与外部装置本地连接的设备(USB存储器等),也可以是用于经由网络进行通信的网络接口。

在具有以上构成的颗粒浓度测量装置200中,根据预先设定的程序,颗粒浓度测量装置200执行光传播测量任务。

照射部25朝向被检体表面以圆周状照射光。在实施方式中,利用了照明光或自然光,但在其他实施方式中,从周围照射使到达被检体的到达深度为1mm左右的照射光。

控制部24根据受光强度检测部22所检测到的光强度以及入射光强度检测部23所检测到的光强度,计算出光传播效率。光传播效率的计算方法与实施方式相同。

控制部24根据光传播效率计算出脂质浓度。脂质浓度的计算方法与实施方式相同。

另外,在实施方式中,将照射部、受光强度检测部和控制部构成为一体的装置,但不限于此,例如,作为照射部和受光强度检测部,可以利用便携终端(智能手机、平板电脑、PC)等用户设备所具备的照明器(LED等)等、传感器(CMOS等)等,并且控制部可以设置在与用户设备网络连接的服务器装置等中。

实施方式的颗粒浓度测量装置与用户设备可通信地连接,该用户设备具有:照射部,向被检体照射光;以及受光强度检测部,从照射部隔开预定的间隔配置,检测从被检体发出的受光强度。颗粒浓度测量装置具有控制部,该控制部根据从用户设备发送的受光强度求出光传播效率,并根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

用户设备还可以包括:入射光强度检测部,该入射光强度检测部用于检测从照射部入射到被检体的入射光强度,控制部可以根据入射光强度求出全振幅,根据受光强度的全振幅和入射光强度的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

受光强度检测部也可以在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度,控制部根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅之差求出光传播效率,根据光传播效率计算出所述被检体内的颗粒浓度。

也可以在受光强度检测部的周围还具备遮光部,该遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光。颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式的颗粒浓度测量装置相同,因此省略说明。

接着,对其他实施方式的颗粒浓度测量方法进行说明。图15是其他实施方式的颗粒浓度测量方法的流程图。

在其他实施方式的颗粒浓度测量方法中,照射部在预定的照射位置向被检体照射具有周期性的光(步骤201),受光强度检测部在距照射位置预定间隔的位置,检测从被检体发出的受光强度(步骤202),控制部根据受光强度求出全振幅(步骤203),根据全振幅求出光传播效率(步骤204),根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤205)。

也可以在颗粒浓度测量装置具有入射光强度检测部的情况下,入射光强度检测部检测从照射位置向被检体入射的入射光强度(步骤206),控制部根据入射光强度求出全振幅(步骤207),根据受光强度的全振幅及入射光强度的全振幅求出光传播效率(步骤204),根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤205)。

受光强度检测器可以在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度(步骤208),控制器可以根据第一时间点和第二时间点的受光强度计算出第一时间点的全振幅受光强度和第二时间点的全振幅(步骤209),根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅计算出光传播效率(步骤204),并且根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度(步骤205)。

另外,也可以在受光强度检测部的周围还具备遮光部,该遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光,颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式的颗粒浓度测量装置相同,因此省略说明。

接着,对其他实施方式的颗粒浓度测量程序进行说明。

装置与用户设备可通信地连接,该用户设备具有:照射部,向被检体照射光;以及受光强度检测部,从上述照射部隔开预定的间隔配置,检测从被检体发出的受光强度。

实施方式的颗粒浓度测量程序使装置的计算出机执行以下处理:根据从用户设备发送的受光强度求出全振幅,根据全振幅计算出被检体内的颗粒浓度。

实施方式的颗粒浓度测量程序使装置的计算机执行以下处理:根据从用户设备发送的受光强度求出全振幅,根据全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出所述被检体内的颗粒浓度。

在用户设备还具备检测从照射部向被检体入射的入射光强度的入射光强度检测部的情况下,实施方式的颗粒浓度测量程序也可以使装置的计算机执行如下处理:根据入射光强度求出全振幅,根据受光强度的全振幅以及入射光强度的全振幅求出光传播效率,根据光传播效率计算出被检体内的颗粒浓度。

实施方式的颗粒浓度测量程序也可以使受光强度检测部在预定的时间间隔的第一时间点和第二时间点检测从被检体发出的受光强度,使装置的计算机执行以下处理:根据第一时间点和第二时间点的受光强度计算出第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅,根据第一时间点的全振幅和第二时间点的全振幅求出光传播效率变化量,根据光传播效率变化量计算出被检体内的颗粒浓度。

也可以在受光强度检测部的周围还具备遮光部,该遮光部用于遮挡朝向被检体表面的光,颗粒浓度可以是脂质浓度。另外,关于具体处理的内容,由于与上述实施方式相同,因此省略说明。

以上,对实施方式进行了说明,但该实施方式是作为例子而提出的,并不意图限定发明的范围。该新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更。该实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内,并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

符号说明

100:颗粒浓度测量装置

12:受光强度检测部

13:入射光强度检测部

14:控制部

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