CN102973252B - 信息处理设备、信息处理方法和信息处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种信息处理设备、信息处理方法、程序和信息处理***。该信息处理设备包括:判断单元,用于使用通过利用预定波长的光来照射待测对象的活体表面而获得的、与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
Description
技术领域
本公开涉及一种信息处理设备、信息处理方法、程序和信息处理***。
背景技术
在现有技术中,提出了如下设备:该设备通过利用光照射待测对象的体表并测量来自体表的反射光,来无创性地测量活体中的特定组分(例如,血管中流动的组分)的浓度。
例如,在JP2010-526646A中公开了一种方法,该方法通过使用光学传感器或光谱仪来测量待测对象的血液中存在的葡萄糖的浓度(即,血糖水平)。
发明内容
顺便说一下,例如考虑基于从体表反射的光来测量血管中流动的特定组分的浓度的情况。在此情况下,根据比尔-朗伯定律来计算特定组分的浓度,其中“光照射区域中存在的特定组分的绝对量=血管中的特定组分的浓度×照射光通过血管传导的距离”。在此情况下,“光照射区域中存在的特定组分的绝对量”对应于基于反射光的量计算出的值,并且通常基于以下假设来计算血管中的特定组分的浓度:“照射光通过血管传导的距离”不会变化非常大。
然而,“光照射区域中存在的特定组分的绝对量”根据待测对象的状况(诸如血管的扩张/收缩或血流的增加/减少)而改变。因此,当不考虑血管或血流状况而执行计算时,特定组分的浓度会被高估或低估。因此,如果能够容易地指定待测对象的状况(诸如血管的扩张/收缩或血流的增加/减少),则变得能够更准确地测量所关注的特定组分的浓度。
因此,本公开提供了能够判断血管或血流状况(诸如血管的扩张/收缩或血流的增加/减少)的信息处理设备、信息处理方法、程序和信息处理***。
根据本公开的实施例,提供了一种信息处理设备,该设备包括:判断单元,用于使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的与光的反射率有关的测量数据来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
此外,根据本公开的另一实施例,提供了一种信息处理方法,该方法包括:使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的与光的反射率有关的测量数据来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
再者,根据本公开的另一实施例,提供了一种程序,该程序用于使计算机执行如下功能:使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的与光的反射率有关的测量数据来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
再者,根据本公开的另一实施例,提供了一种信息处理***,该***包括:测量单元,用于通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面并检测在所述活体处反射的光,来生成与光的反射率有关的测量数据;以及信息处理设备,其包括判断单元,用于通过使用由所述测量单元生成的与光的反射率有关的测量数据来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。其中,所述测量单元包括:光接收元件,在光接收元件处对来自测量目标区域的光成像,所述活体表面被置于所述测量目标区域上;以及以圆形的方式布置在所述光接收元件的***的多个光发射元件,用于利用预定波长的光发射所述测量目标区域,所述多个光发射元件被布置成相对于所述测量目标区域的法线倾斜,使得来自每个所述光发射元件的照射光的中心线穿过所述测量目标区域的近似中心。
根据本公开的实施例,基于通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的与光的反射率有关的测量数据来指定对应于光的反射率的色相,并且根据所指定的色相判断活体的血管或血流状况。
根据如上所述的本公开,可以判断血管或血流状况,诸如血管的扩张/收缩和血流的增加/减少。
附图说明
图1是示出基于反射率指定的血液组分的浓度的发现的图形表示;
图2是示出根据本公开的第一实施例的信息处理***的说明图;
图3是示出根据实施例的信息处理设备的配置的框图;
图4是示出皮肤的反射率的波长特性的图形表示;
图5是示出皮肤的反射率的波长特性的图形表示;
图6是示出根据实施例的信息处理设备中实现的判断处理的说明图;
图7是示出根据实施例的信息处理设备中实现的判断处理的说明图;
图8是示出根据实施例的信息处理设备中实现的判断处理的说明图;
图9A是示意性示出根据实施例的测量单元的示例的说明图;
图9B是示意性示出根据实施例的测量单元的示例的说明图;
图10是示意性示出根据实施例的测量单元的示例的说明图;
图11是示意性示出根据实施例的测量单元的示例的说明图;
图12是示意性示出根据实施例的测量单元的示例的说明图;
图13是示出根据实施例的信息处理方法的示例性流程的流程图;以及
图14是示出根据本公开的实施例的信息处理设备的硬件配置的框图。
具体实施方式
下文中,将参照附图详细描述本公开的优选实施例。注意,在本说明书和附图中,用相同的附图标记表示具有基本相同功能和结构的结构元件,并且省略这些结构元件的重复说明。
将按照以下顺序进行说明。
(1)基于反射率指定的血液组分的浓度的发现
(2)第一实施例
(2-1)信息处理***
(2-2)信息处理设备
(2-3)测量单元的示例
(2-4)信息处理方法
(3)根据本公开的实施例的信息处理设备的硬件配置
(基于反射率指定的血液组分的浓度的发现)
在描述根据本公开的实施例的信息处理***、信息处理设备和信息处理方法之前,将参照图1简要地描述由发明人获得的关于基于反射率指定的血液组分的浓度的发现。图1是示出基于反射率指定的血液组分的浓度的发现的图形表示。
发明人进行了以下研究,以验证用于通过利用可见光波段内的光照射待测对象的皮肤来基于来自皮肤的反射光测量血液组分的浓度(在以下示例中,血液中的血红蛋白的浓度)的技术的测量准确性。
即,关于统计上充足数量的待测对象,通过利用可见光波段内的光照射体表部分来测量反射率,并且通过在测量之后立即收集血液,分别指定基于反射率计算的血红蛋白的浓度以及通过分析所收集的血液而获得的血红蛋白的浓度。
指示通过这两种方法指定的浓度的相关性的散点图可以通过坐标轴而获得,其中水平轴上示出通过分析所收集的血液指定的浓度并且竖直轴上示出基于反射率指定的浓度,并且其上描绘了对应于所指定的两种浓度的点。
图1是示出基于实际获得的浓度的数据生成的散点图的示意图。在图1中,线L1是由Y=X表示的直线,并且线L2和线L3是分别表示误差的容许极限的直线。当两种实际获得的浓度的大小被描绘时,如图1中示意性示出的,在散点图上描绘的点被分类到组G1至G3中的任一组中会变得清楚。
在图1中,属于组G1的绘图对应于如下绘图:通过血液收集指定的浓度和根据反射率计算的浓度几乎相等,并且它们之间的差落在误差的容许极限内。所获得大部分的数据被证明属于组G1。然而,在所获得的数据之中,有一些属于组G2和G3的数据。在这样的数据之中,属于组G2的绘图对应于以下情况:在该情况下,根据反射率计算的浓度大于通过血液收集指定的浓度,换言之,通过基于反射率的计算方法高估了浓度。此外,属于组G3的绘图对应于以下情况:在该情况下,根据反射率计算的浓度小于通过血液收集指定的浓度,换言之,通过基于反射率的计算方法低估了浓度。
这里,当发明人进行关于待测对象(结果证明属于组G2和G3)的研究时,发现属于组G2的待测对象是在血压测试时被诊断为具有高血压的人,并且属于组G3的待测对象是在血压测试时被诊断为具有低血压的人。与反射率的测量独立地进行血压测试。具有高血压的人有血管扩张和血流增加的趋势;而具有低血压的人有血管收缩和血流减少的趋势。
当发明人根据结果关注与属于组G2或G3的数据对应的反射率的频谱时,发现这两组具有区别性反射率的倾向,如稍后所描述的。因此,作为基于所获得的发现的进一步研究的结果,发明人已经发现稍后描述的用于通过使用经由测量获得的反射率来判断血管的扩张/收缩或血流的增加/减少的方法。
(第一实施例)
<信息处理***>
首先,在下文中,将参照图2描述根据本公开的第一实施例的信息处理***。图2是示出了根据实施例的信息处理***的说明图。
如图2所示,根据本实施例的信息处理***1包括信息处理设备10和测量单元20。
信息处理设备10通过使用与活体B的体表的反射率有关的测量数据来判断位于活体B的体表(皮肤)附近的血流或血管状况,所述测量数据是由下面描述的测量单元20测量的。此外,信息处理设备10还能够通过使用由测量单元20测量的与反射率有关的测量数据来计算存在于活体内部的特定组分的浓度。在此情况下,信息处理设备10根据与血管或血流状况有关的判断结果来校正计算出的特定组分的浓度。
此外,信息处理设备10能够通过执行各种应用程序向信息处理设备10的用户提供各种服务。在执行应用程序时,信息处理设备10能够使用与血管或血流状况有关的判断结果作为执行应用程序的执行参数。
稍后将再次描述信息处理设备10的详细配置。
测量单元20通过利用落入预定波长波段内的光照射活体B的体表并检测来自体表的反射光,来测量光在活体(皮肤)处的反射率。可以使用已知装置作为测量单元20,只要该装置能够测量光在活体的体表处的反射率即可。测量单元的示例可以包括光谱仪,光谱仪例如通过利用白光照射体表以及通过使来自体表的反射光散射来测量每个波长的反射率的大小。此外,作为测量单元20,如下面通过具体示例描述的,可以使用如下测量装置:该装置利用专用于皮肤属性的预定波长的适当量的光来选择性地照射体表,以降低侵入度。
在生成与皮肤处的照射光的反射率有关的测量数据之后,测量单元20将生成的数据输出到信息处理设备10。
注意,在图2中示出的示例中,信息处理设备10和测量单元20被描述为彼此独立。然而,根据本实施例的信息处理设备10的功能可以被实现为用于控制测量单元20的操作的控制单元的功能,或可以在测量单元20的壳体内提供的任何计算机中实现。
<信息处理设备>
接着,将参照图3-8详细描述根据本实施例的信息处理设备。
图3是示出根据实施例的信息处理设备10的配置的框图。如图3所示,信息处理设备10包括测量数据获取单元101、判断单元103、浓度计算装置105、结果输出单元107、显示控制器109、以及存储单元111。此外,除了以上处理单元之外,信息处理设备10可以包括应用执行单元113。
测量数据获取单元101由例如CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)和通信单元来实现。测量数据获取单元101获取来自的测量单元20的、由测量单元20测量的与光在皮肤处的反射率有关的测量数据。
在从测量单元20获取与反射率有关的测量数据时,测量数据获取单元101将所获取的数据输出到下面描述的判断单元103和浓度计算装置105。此外,测量数据获取单元101可以将所获取的测量数据作为历史信息与关于获取该数据时的时间和日期的时间信息相关联地存储在存储单元111中。
判断单元103由例如CPU、ROM和RAM来实现。判断单元103通过使用与光在皮肤处的反射率有关的测量数据,根据对应于光的反射率的色相来判断活体的血管或血流状况,测量数据是从测量数据获取单元101输出的。
下文中,将参照图4-8详细描述根据本实施例的判断单元103中执行的判断处理。
图4是示出在可见光波段(400nm到700nm)内测量的人类皮肤的反射率的测量结果的图形表示。如从图4可知,人类皮肤的反射率在400nm到500nm附近的波段内平缓地增加。然后,直到大约580nm的波长为止,反射率略微降低,并且在580nm到650nm的波长附近,反射率急剧地增加。如图4所示,人类皮肤呈现了区别性反射率特性。这里,反射率急剧地增加的、超过580nm波长到650nm附近之间的波长波段B对应于红色的色相。
关注图4中示出的人类皮肤的区别性反射率特性,本实施例的判断单元103使用对应于红色的波段B(例如,波长超过580nm的波段)以及位于波段B的较短波长侧的波段A(例如,波长为580nm或更小的波段)的反射率,来判断血管的扩张/收缩和/或血流的增加/减少。
这里,根据本实施例的判断单元103可以使用如图4所示通过测量每个波长的反射率的连续转变获得的测量数据(换言之,人类皮肤的反射率频谱),或可以使用特定波长的反射率值代替连续测量数据(换言之,以离散方式测量的测量数据)。当使用离散测量的测量数据时可以适当地设置关注哪个波长的哪个反射率;然而,优选使用图4中示出的频率之中的区别波长位置处的反射率。
图4中示出的光谱中的区别波长的位置是反射率从其开始急剧上升的580nm位置、反射率平缓地增加的400nm和500nm之间的位置、以及反射率急剧地增加的位置。如图5所示,区别波长的位置的示例可以包括五个位置(500nm、540nm、580nm、620nm和660nm)。这里,500nm波长对应于蓝色,540nm波长对应于绿色,580nm波长对应于黄色。此外,620nm和660nm波长对应于红色。在这些波长之中,500nm、540nm和580nm这三个波长属于图4和5中示出的波段A,并且620nm和660nm这两个波长属于图4和5中示出的波段B。
当发明人关注属于图1中示出的组G2和G3的待测对象的皮肤的反射率时,属于这些组的皮肤的反射率粗略地具有如图4所示的曲线图形式,并且发明人发现反射率的值具有一些区别点。即,如图6所示,属于组G2的待测对象对应于血管扩张/血流增加的状况,发现待测对象的反射率呈现对应于色相“红黑”的反射率特性。还示出了属于组G3的待测对象对应于血管收缩/血流减少的状况,发现待测对象的反射率呈现对应于色相“蓝白”的反射率特性。
这里,色相为“红黑”对应于如下状况:属于波段A的反射率的大小在400nm到700nm的可见光波段内相对小,并且属于波段B的反射率的大小与属于波段A的反射率相比相对大。此外,色相为“蓝白”对应于如下状况:属于波段A的反射率的大小在400nm到700nm的可见光波段内相对大,并且属于波段B的反射率的大小与属于波段A的反射率非常不同。
因此,根据图6中示出的关系,当从测量数据获取单元101输出的测量数据的色相对应于“红黑”时,判断单元103可以判断对应于关注的测量数据的待测对象处于血管扩张且血流增加的状况。同时,当从测量数据获取单元101输出的测量数据的色相对应于“蓝白”时,判断单元103可以判断对应于关注的测量数据的待测对象处于血管收缩且血流减少的状况。
这里,为了更具体地定义色相为“红黑”和“蓝白”的状况,它们可以像图7中示出的那样。
即,参考测量数据,当以下两个条件(a)和(b)均成立时,判断单元103将反射率的色相指定为“红黑”并且判断血管扩张且血流增加。同时,参考测量数据,当以下两个条件(c)和(d)均成立时,判断单元103将反射率的色相指定为“蓝白”并且判断血管收缩且血流减少。此外,当测量数据不满足以下条件中的任一个时,判断单元103判断血管或血流处于正常状况。
·红黑:血管扩张/血流增加的状况
(a)波段A的反射率是阈值TH1或更小
(b)(波段B的反射率-波段A的反射率)的值是阈值TH2或更大
·蓝白:血管收缩/血流减少的状况
(a)波段A的反射率是阈值TH3或更大
(b)(波段B的反射率-波段A的反射率)的值是阈值TH4或更小
这里,作为判断以上条件是否成立时使用的反射率的值,判断单元103可以使用属于适当波段的所有波长的最大值、最小值、平均值等。替选地,作为判断以上条件是否成立时使用的反射率的值,判断单元103还可以使用属于图5中示出的所有区别波长的反射率的最大值、最小值、平均值等。
例如,考虑判断单元103通过使用图8中示出的五个波长的反射率R1至R5做出判断的情况。在此情况下,如上所述,500nm波长、540nm波长和580nm波长属于波段A,620nm波长和660nm波长属于波段B。判断单元103可以使用平均值(R1+R2+R3)×(1/3)、最大值R3或最小值R2作为属于波段A的波长的反射率。类似地,判断单元103可以使用平均值0.5×(R4+R5)、最大值R5或最小值R4作为属于波段B的波长的反射率。
这里,可以通过测量属于图1中示出的组G2和G3的统计上充足数量的待测对象组的反射率并且分析所获得的测量结果来分别确定以上四种阈值TH1至TH4。
此外,由于以上四种阈值TH1至TH4的设置值可以根据由于活体的结构差别导致的待测对象的性别而改变,阈值TH1至TH4的设置值可以根据待测对象是男性或女性而改变。
例如,当发明人关于特定待测对象的组进行分析并且确定了上述阈值等时,获得了以下值。注意,以下具体状况仅是具体示例,并且用于判断状况的反射率和阈值的组合的设置值不限于以下示例。
[男性]
·红黑:血管扩张/血流增加的状况
(a)波长540nm的反射率R2≤26%
(b)(波长620nm的反射率R4-波长580nm的反射率R3)≥16%
·蓝白:血管收缩/血流减少的状况
(a)波长540nm的反射率R2≥27%
(b)(波长620nm的反射率R4-波长580nm的反射率R3)≥15.5%
[女性]
·红黑:血管扩张/血流增加的状况
(a)波长540nm的反射率R2≤28%
(b)(波长660nm的反射率R5-波长540nm的反射率R2)≥23.5%
·蓝白:血管收缩/血流减少的状况
(a)波长620nm的反射率R3≥50%
(b)(波长620nm的反射率R4-波长580nm的反射率R3)≥14%
当通过以上判断条件判断对应于测量数据的待测对象的血管或血流状况时,根据本实施例的判断单元103将所获得的判断结果输出到稍后描述的浓度计算装置105、结果输出单元107和应用执行单元113。此外,判断单元103可以将所获得的测量数据作为历史信息与关于生成判断结果时的时间和日期的时间信息相关联地存储在存储单元111中。
返回参照图3,将描述根据本实施例的浓度计算装置105。
根据本实施例的浓度计算装置105例如由CPU、ROM和RAM实现。浓度计算装置105通过使用从测量数据获取单元101输出的、与光的反射率有关的测量数据来计算测量部分处的测量目标组分的浓度。通过浓度计算装置105计算浓度的测量目标组分的示例包括各种血液组分,诸如像糖化血红蛋白、氧合血红蛋白或还原血红蛋白那样的血红蛋白、以及皮肤中的黑色素。浓度计算装置105能够计算除了测量目标组分之外的任何组分的浓度,只要组分可以根据光在皮肤处的反射率而计算出即可。
当浓度计算装置105计算测量目标组分的浓度时,可以使用用于计算浓度的任何已知方法,例如可以使用以下方法。
注意,下文中,将详细描述以下示例:在该示例中,浓度计算装置105通过使用测量数据获取单元101已获取的测量数据来计算四种测量目标组分(即,黑色素、还原血红蛋白、氧合血红蛋白和糖化血红蛋白)的浓度。
当所测量的反射率是t、每单位光学路径长度的浓度是cl(单位:mol/L·cm)并且摩尔吸收系数是ε时,根据朗伯-比尔定律确立以下公式101。
log(1/t)=ε·cl…(公式101)
此外,如下表示黑色素、还原血红蛋白、氧合血红蛋白和糖化血红蛋白的摩尔吸收系数和每单位光学路径长度的浓度:
·黑色素
摩尔吸收系数:ε1,每单位光学路径长度的浓度:Mn
·还原血红蛋白
摩尔吸收系数:ε2,每单位光学路径长度的浓度:Hb
·氧合血红蛋白
摩尔吸收系数:ε3,每单位光学路径长度的浓度:HbO2
·糖化血红蛋
摩尔吸收系数:ε4,每单位光学路径长度的浓度:HbAlc
当测量数据中的特定波长的反射率被表示为S并且人体内的边界面的反射率被表示为D时,根据以上公式101,对于每个关注的波长以下公式102成立。
Mn·ε1+Hb·ε2+HbO2·ε3+HbAlc·ε4+D=-logS…(公式102)
因此,通过从稍后描述的存储单元111等获取测量目标组分的摩尔吸收系数,同时针对每个关注的波长(例如,图5中示出的五个波长)考虑以上公式102,浓度计算装置105可以获得系列联立方程。浓度计算装置105可以通过求解该联立方程来计算测量目标组分的浓度(即,每单位光学路径长度的浓度)。
这里,考虑判断单元103判断待测对象处于血管扩张/血流增加状况的情形。在此情形下,从图1中的组G2的发现可以看出,如上所述计算出的测量目标组分的浓度反映血管扩张/血流增加的影响,因而被高估。
另一方面,考虑判断单元103判断待测对象处于血管收缩/血流减少状况的情形。在此情形下,从图1中的组G3的发现可以看出,如上所述计算出的测量目标组分的浓度反映血管收缩/血流减少的影响,因而被低估。
因此,当判断单元103判断待测对象处于血管扩张/血流增加状况时,浓度计算装置105通过将以上计算出的浓度除以预定校正系数α1来计算校正后的浓度,以消除血管扩张/血流增加的影响。此外,当判断单元103判断待测对象处于血管收缩/血流减少状况时,浓度计算装置105通过将以上计算出的浓度乘以预定校正系数α2来计算校正后的浓度,以消除血管收缩/血流减少的影响。
这里,可以如下确定浓度计算装置105所使用的、用于浓度校正的校正系数。
即,在如图1所示的散点图中,指定属于组G3的每个绘图,并且针对每个绘图计算与浓度c相乘的值k,以使得基于反射率计算的浓度c落在误差容许极限内。在针对属于组G3的每个绘图指定了要相乘的值k之后,通过使用这些值估计可能的校正系数。可能的校正系数用于使得属于组G3的每个绘图属于组G1。通过进行这样的估计,可以确定用于消除血管收缩/血流减少的影响的校正系数α2。通过针对属于组G2的每个绘图执行类似的处理,可以确定用于消除血管收缩/血流减少的影响的校正系数α1。
当发明人关于特定待测对象的组进行分析并且确定了校正系数时,获得了值α1=α2=1.3。注意,这些校正系数仅是具体示例,并且用于浓度校正处理的系数不限于以上值。
浓度计算装置105如上所述计算测量目标组分的浓度,必要时执行浓度校正处理,并且将所获得的浓度计算结果输出到稍后描述的结果输出单元107。此外,浓度计算装置105可以将所获得的浓度计算结果作为历史信息与关于计算浓度时的时间和日期的时间信息相关联地存储在存储单元111中。
结果输出单元107由CPU、ROM、RAM、输出单元、通信单元等实现。结果输出单元107向信息处理设备10的用户输出从判断单元103输出的血管或血流状况、或从浓度计算装置105输出的测量目标组分的浓度计算结果。
例如,结果输出单元107经由稍后描述的显示控制器109将判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果输出到诸如显示器的显示单元。此外,结果输出单元107可以经由各种网络等将判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果输出到设置在信息处理设备10外部的其它装置。此外,结果输出单元107可以经由诸如打印机的输出单元将判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果作为打印材料输出。
显示控制器109由CPU、ROM、RAM、输出单元、通信单元等实现。显示控制器109控制诸如设置到信息处理设备10的显示器的显示单元的或诸如设置在信息处理设备10外部的显示器的显示单元的显示屏幕。更具体地,显示控制器109基于与判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果有关的信息来控制显示屏幕。显示控制器109执行显示屏幕的处理后结果的显示控制,由此信息处理设备10的用户可以得到判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果。
存储单元111由设置在本实施例的信息处理设备10中的RAM、存储单元等实现。存储单元111存储各种信息(诸如浓度计算装置105用于浓度计算处理的测量目标组分的摩尔吸收系数或颜色模式)、以及用于由稍后描述的应用执行单元113执行的各种应用的执行数据。此外,存储单元111适当地存储信息处理设备10执行某些种类处理时需要保存的处理的各种参数或进度、各种数据库等。存储单元111具有以下结构:设置在本实施例的信息处理设备10中的每个处理单元能够自由地对其进行读取/写入。
应用执行单元113由CPU、ROM、RAM、输出单元、通信单元等实现。应用执行单元113通过执行使用判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果的应用程序来向信息处理设备10的用户提供各种服务。
更具体地,应用执行单元113通过显示判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果随时间的发展来执行支持信息处理设备10的用户的健康管理的应用程序。根据本实施例的信息处理设备10可以基于反射率容易地判断血管或血流状况,由此可以使用判断结果本身作为有助于用户的健康管理的索引等。此外,可以计算消除了血管或血流状况的影响的组分的浓度,由此能够使用更准确的值来提供用于支持健康管理的服务。
此外,应用执行单元113可以通过使用判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果执行用于判断颈部、肩部、腰部等是否存在僵硬的应用程序。即,本实施例的信息处理设备10能够指定血流状况和血红蛋白的高/低浓度。这里,在血流减少且血红蛋白的浓度低的情况下,可以判断待测对象处于新陈代谢减慢并且废物易于在肌肉中积聚的状况。因此,在此情况下,能够向信息处理设备10的用户通知身体可能遭受僵硬。此外,在血流增加且血红蛋白的浓度高的情况下,可以认为待测对象具有良好的新陈代谢,因此能够向用户通知该效果。
此外,应用执行单元113能够通过使用判断单元103的判断结果或浓度计算装置105的浓度计算结果指定用户的兴奋,并将指定的兴奋反映在应用的执行参数中。即,由于本实施例的信息处理设备10可以获取血流的急剧的增加/减少,因此能够通过周期性测量血流的改变来判断用户是否处于兴奋状况。例如,判断结果可以用作诸如游戏的应用的执行参数,或可以呈现给用户。
注意,应用的以上具体示例仅是示例,并且根据本实施例的应用执行单元113执行的应用不限于以上示例。
此外,以上测量数据获取单元101、判断单元103、浓度计算装置105、结果输出单元107、显示控制器109、存储单元111和应用执行单元113的功能可以合并到任何硬件中,只有每个硬件可以经由网络彼此发送/接收信息即可。此外,由处理单元执行的处理可以通过单个硬件单元来实现,或可以通过多个硬件单元以分布式处理来实现。
如上所述,已经描述了根据本实施例的信息处理设备10的功能的示例。以上配置元件中的每个可以由通用部件或电路来配置,或可以由专门用于每个配置元件的特定功能的硬件来配置。此外,每个配置元件的所有功能可以由CPU等来执行。因此,用于使用的硬件配置可以根据实施本实施例的时间的技术水平而适当地改变。
注意,能够制造用于实现根据上述本实施例的信息处理设备的每个功能的计算机程序,并且将该计算机程序包含到个人计算机等中。此外,可以提供其中存储计算机程序的计算机可读记录介质。记录介质可以是磁盘、光盘、磁光盘、闪存等。此外,替代使用记录介质,例如可以经由网络来分发以上计算机程序。
<测量单元的示例>
接着,将参照图9A和9B描述根据本实施例的测量单元20的示例。图9A和9B是示意性示出本实施例的测量单元20的整体配置的说明图。
[测量单元的整体配置]
如图9A所示,根据本实施例的测量单元20具有由任何所选择的材料制成的壳体21,并且在壳体21的一部分处设置有开口23。在图9A中,开口23的形状为圆形;然而,开口23的形状不限于圆形,并且可以是多边形或椭圆。测量目标待测对象(例如,人体的皮肤表面)被放置在开口23上,并且本实施例的测量单元20执行关于所放置的测量目标待测对象的测量。注意,可以根据稍后描述的光学部件200包括的光接收元件的尺寸适当地确定开口23的通孔的尺寸。
图9B是示出沿着切割线A-A截取的图9A的截面的剖视图。
如图9B所示,壳体21的内部是中空的,并且在壳体21内部安装有本实施例的测量单元20的光学部件200。此外,优选地,壳体21的内壁为黑色或者接近黑色的深色调颜色,以减少从光学部件200泄露的光的反射。
这里,稍后将再次详细描述安装在壳体21中的光学部件200。此外,在图9B中,在壳体21内仅示出了光学部件200;然而,可以在壳体21内部安装除光学部件200之外的任何单元,只要该单元不影响光学部件200中的测量处理即可。
[光学部件配置]
接着,将参照图10详细描述本实施例的测量单元20所包括的光学部件。图10是示意性示出本实施例的测量单元所包括的光学部件的示例的说明图。
图10的上图是从开口23侧观看本实施例的光学部件200时的平面视图,并且图10的下图是通过图10的上图的中心线切割本实施例的光学部件200时的剖视图。注意,在图10中示出的示例中,将描述以下情况:人体的皮肤表面B被放置于开口23上,并且被放置于开口23上的皮肤表面B是测量目标区域。
如图10所示,本实施例的光学部件200包括:被布置在具有如基底的任意形状的容器单元中的光接收元件201,以及被布置在具有如基底的任意形状的容器单元中的多个光发射元件203。
在光接收元件201上对来自其上放置有测量目标的测量目标区域的光(反射光)成像。光接收元件201根据在接收表面上成像的光的光量来生成表示成像的光的光量的数据。光接收元件201的示例包括光电二极管;然而,本实施例的光接收元件201不限于光电二极管,并且可以使用其它光学传感器。此外,光接收元件201可以测量其它物理量(诸如在接收表面上成像的光的亮度值),而不测量成像的光的光量。
如图10所示,光接收元件201被布置成面对设置在测量单元20的壳体21中的开口23。换言之,光接收元件201被布置成面对大致与其平行的开口23。此外,可以根据被设置为开口23的通孔适当地确定光接收元件201的尺寸,例如可以使用具有10mm×10mm尺寸的小型光学传感器等。当使用这样的小型光学传感器时,优选地,例如开口23的尺寸是
如图10的上图所示,以圆形的方式将多个光发射元件203布置在光接收元件201的***。作为光发射元件203,可以使用发光二极管(LED)。
围绕开口23的中心205以规律的间隔均匀地布置光发射元件203。例如,围绕开口23的中心205以间隔(90/N)°布置4N个光发射元件(N是1或更大的整数)203。可以根据光接收元件201的尺寸、测量单元20本身的尺寸等适当地设置围绕光接收元件201布置的光发射元件203的数量,但是优选地以18°的间隔布置二十个光发射元件。
此外,可以根据测量目标待测对象的哪个特征被测量来适当地选择从光发射元件203照射的光的波长;然而,例如优选使用能够以可见光波段(大约400nm到700nm)内的光照射的光发射元件。
如图10的下图所示,多个光发射元件203被布置成关于测量目标区域的法线倾斜,使得来自每个光发射元件203的照射光的中心线L穿过测量目标区域的中心205。此外,优选地,来自每个光发射元件203的照射光在测量目标区域处的斑点的尺寸大致与开口23的尺寸相同(粗略与开口23的尺寸重叠),如图10的下图所示。注意,在图10的下图中,由照射光的中心线L和测量目标区域的法线形成的角被表示为θ。下文中,将角θ称作光发射元件203的布置角。
根据测量目标区域与光接收元件201之间的偏移距离(图10的下图中的距离d)来设置光发射元件203的布置角。即,当偏移距离d为预定阈值或更小(例如,20mm)时,布置角θ可以为45°,并且当偏移距离d大于预定阈值(例如,20mm)时,布置角θ可以小于45°(优选地,20°到30°)。可以基于通过经由指定角使用积分球而测量的反射率(通过该角可以获得与通过积分球获得的反射率大致相等的反射率),针对每个关注的波长确定布置角θ。
注意,只要目标不是减小测量单元的尺寸,可以将测量目标区域与光接收元件201之间的偏移距离设置为任意大的值;然而,优选地,在本实施例的测量单元20的情况下偏移距离d的上限为大约40mm。
此外,优选地,本实施例的测量单元20的光发射元件203能够以低数值孔径的光照射。低数值孔径的光可以通过来自光发射元件203本身的照射来实现,或者还可以通过将光发射元件与预定聚光透镜组合来实现。可以通过制作指示反射率的布置角的依赖关系的曲线图,并使得指示布置角的依赖关系的曲线与通过积分球测量的反射率的测量结果相交,来设置自光发射元件203的照射光的数值孔径NA。通过以这种方式确定数值孔径NA,指示反射率的布置角的依赖关系的曲线变得与通过积分球测量的反射率的测量结果相交,并且能够确定合适的布置角θ。注意,可以根据测量单元20的尺寸等适当地设置数值孔径NA的具体值;然而,例如期望为大约0.2到0.3。
这里,例如,本实施例的测量单元20通过以图5中示出的五种波长的光进行照射来有效地测量人类的皮肤。注意,当测量目标为人类的血液中存在的各种血红蛋白(诸如氧合血红蛋白、糖化血红蛋白和还原血红蛋白)时,图5中示出的五种波长是有用的。
如上所述,在本实施例的测量单元20的光学部件200中,以来自4N个光发射元件203的N种波长照射测量目标区域。期望通过延迟N种波长的照射定时来以光照射测量目标区域。当光发射元件203通过正输入到光发射元件203的单个脉冲波形来以预定波长的光进行照射时,期望通过时间分割,以N个脉冲波形照射N种波长。在此情况下,为了确保足以通过单次照射进行测量的光量,期望针对每个波长λN将脉冲波形的宽度设置为1毫秒(ms)或更大。此外,为了防止不同波长的光的颜色混合,期望第t个波长λt的脉冲波形的时间位置和第t+1个波长λt+1的脉冲波形的时间位置为2毫秒或更大。
如上所述通过利用时间分割来控制照射,以N种波长顺序地照射测量目标区域,并且在光接收元件201处对每个波长的反射光成像。结果,变得能够在光接收元件201处适当地测量对应于每个波长的反射光的光量。
如上所述,本实施例的测量单元20可以通过以N种波长的光顺序地照射测量目标区域并通过光接收元件测量对应于每个波长的反射光,来获得被放置于测量目标区域上的测量目标待测对象的光学信息。此外,由于在进行测量之前预先选择了要测量的待测对象或现象的区别波长,不需要本实施例的测量单元20具有诸如积分球或衍射光栅的光学单元,由此可以实现减小设备的尺寸。此外,由于可以将光照射二极管用作N种波长的光源,所以甚至当安装4N个光发射元件时,也可以实现较低的成本和较高的功率节省性能。
注意,图9A至10中示出的测量单元20通过不同定时以N种波长的光照射测量目标区域,并且测量放置于测量目标区域上的测量目标对象。下面描述的测量单元20的第一变形具有4N个光发射元件,这4N个光发射元件以相同波长的光同时照射测量目标区域,并且测量放置于测量目标区域上的测量目标对象。此时,测量单元20通过在光接收元件201前布置光学滤波器来选择关注的N种波长。
首先,下文中,将参照图11详细描述根据本变形的测量单元20中设置的光学部件200的配置。图11是示意性示出根据本变形的测量单元中所包括的光学部件的示例的说明图。
图11的上图是从开口23观看本变形的光学部件200时的平面视图,并且图11的下图是通过图11的上图的中心线切割本变形的光学部件200时的剖视图。注意,在图11中示出的示例中,将描述以下情况:人体的皮肤表面被放置于开口23上,并且被放置于开口23上的皮肤表面为测量目标区域。
如图11所示,本变形的光学部件200包括:被布置在具有如基底的任意形状的容器单元中的光接收元件201,以及被布置在具有如基底的任意形状的容器单元中的多个光发射元件203。此外,在光接收元件201的接收表面的顶部处(在图11的下图中的z轴正向上),设置有光学滤波器211和准直器透镜213。
在光接收元件201上对来自被放置于测量目标区域上的测量目标对象的反射光的、透过准直器透镜213和光学滤波器211的光成像。光接收元件201根据在接收表面上成像的光的光量生成表示成像光的光量的数据。光接收元件201的示例包括光电二极管;然而,本变形的光接收元件201不限于光电二极管,并且可以使用其它光学传感器。
光接收元件201被布置成面对设置在测量单元20的壳体21中的开口23。
如图11的上图所示,将具有相同照射特性的多个光发射元件203以圆形的方式布置在光接收元件201的***。作为光发射元件203,与以上描述类似,例如可以使用发光二极管。
围绕开口23的中心205以规律的间隔均匀地布置光发射元件203。例如,围绕开口23的中心205以间隔(90/N)°布置4N个光发射元件(N是1或更大的整数)203。可以根据光接收元件201或测量单元20本身的尺寸等适当地设置围绕光接收元件201布置的光发射元件203的数量,但是优选地以18°的间隔布置二十个光发射元件。
此外,可以根据测量目标对象的哪个特征被测量来适当地选择从光发射元件203照射的光的波长;然而,期望使用能够以覆盖目标待测对象的区别波长的波长波段内的光照射的光发射元件。通过使用白光发射元件作为本变形的光发射元件203,例如,可以测量具有存在于可见光波段(大约400nm到700nm)内的区别波长的测量目标。
如图11的下图所示,多个光发射元件203被布置成关于测量目标区域的法线倾斜,使得来自每个光发射元件203的照射光的中心线L穿过测量目标区域的中心205。此外,期望来自每个光发射元件203的照射光在测量目标区域处的斑点的尺寸大致与开口23的尺寸相同(粗略与开口23的尺寸重叠),如图11的下图所示。
注意,优选将光发射元件203的布置角θ和数值孔径NA设置为落在与上述情况类似的范围内的值。
如上所述,多个光发射元件203利用具有相同波长特性的光进行照射,并且优选地多个光发射元件203同时利用光进行照射。因此,当光发射元件203通过正输入到光发射元件203的脉冲波形利用白光进行照射时,多个光发射元件203通过正同时输入到多个光发射元件203的N个脉冲波形而同时进行照射。在此情况下,为了确保足以通过单次照射进行测量的光量,优选将脉冲波形的宽度设置为1毫秒(ms)或更大。
这里,在本变形的测量单元20中,通过关注测量目标(例如,人类的皮肤表面)的区别波长来进行测量处理。在以下描述中,针对测量目标存在N个区别波长。在此情况下,针对这N个区别波长,本变形的测量单元20的光学部件200通过使用在测量目标的表面上反射的光来测量光量,该光是从光发射元件203照射的、具有相同波长特性的光(例如,利用白光进行照射)。
本变形的光学部件200使用如图11的下图所示的光学滤波器211,以从使用白色光源的反射光选择关注波长的光。以关注波长的数目在光接收元件201的接收表面的顶部处设置光学滤波器211。在本变形中,由于关注N种区别波长,因而使用N种光学滤波器211。
如上所述,光学滤波器211是透射特定波长波段内的光的光学元件(例如,带通滤波器)。在本变形的光学部件200中,可以根据作为测量目标的区别波长的关注波长波段来适当地选择光学滤波器211。由于在本变形中关注了N种波长,因而选择分别透射N种波长的N种光学滤波器211。
这里,与每个光学滤波器211有关地,可以根据关注的波长的特性来适当地设置通过滤波器透射的光的波长波段。
在光接收元件201的特定区域上对通过光学滤波器211透射的反射光成像。因此,本变形的测量单元20可以通过预先获得光接收元件201与多个光学滤波器211中的每个之间的位置关系,来指定在光接收元件201的特定区域上成像的光对应于哪个波长波段。
此外,为了将反射光(散射的反射光)从测量目标表面有效地引入光学滤波器211,可以在光学滤波器211的上侧处(在图11的下图中的z轴正向上)布置诸如柱状透镜的准直器透镜213。已经进入准直器透镜213的散射的反射光通过准直器透镜213变得平行,并且进入光学滤波器211。
接着,参照与将人类的皮肤设置为测量目标的上述情况类似的示例来详细描述本变形的光学部件200,特别是光接收元件201和光学滤波器211。
如图4和5中所描述的,来自人的表面的反射光的区别波长是五种波长500nm、540nm、580nm、620nm和660nm。这里,为了测量这五种波长的光的光量,光接收元件201被划分成如图12的上图所示的五个区域201A至201E。这可以在光接收元件201处物理地划分五个区域,或可以虚拟地划分成五个区域(由于用于处理的原因)。在光接收元件201的五个区域之中,例如,区域201A是对波长A的光成像的区域,并且区域201B是对波长B的光成像的区域。这里,当使用具有10mm×10mm尺寸的光电二极管作为光接收元件201时,光电二极管可以被划分成分别具有2mm×10mm尺寸的五个区域。
注意,在图12的上图中,示出了如下情况:用作光接收元件201的光电二极管被均匀地划分成五矩形区域;然而,区域的形状不限于如图12所示的矩形。
为了对对应于五种接收区域的波长的光成像,如图12所示,使用五种带通滤波器作为光学滤波器211。在以下描述中,依次地,波长A对应于500nm的中心波长,波长B对应于540nm的中心波长,波长C对应于580nm的中心波长,波长D对应于620nm的中心波长,并且波长E对应于660nm的中心波长。注意,该顺序用于描述的目的,并且可以适当地确定哪个区域对应于哪个中心波长。
五种光学滤波器211被布置在面对接收表面的区域的顶部处(例如,接收表面的正上方),如图11和12的下图所示。根据此布置,例如,在已经进入光学滤波器211的白色反射光之中,仅具有500nm的中心波长的预定范围的光可以通过设置在区域201A的正上方的光学滤波器211透射,由此具有500nm的中心波长的预定范围的光在区域201A上成像。注意,在图12中,为了图示的目的,在光接收元件201与光学滤波器211之间设置间隙;然而,光学滤波器211可以被设置在光接收元件201的正上方,或者可以如图所示设置有间隙。
此外,在光学滤波器211的顶部处,如上所述,适当地设置了用于准直散射的反射光的准直器透镜213。
如上所述,已经参照图11和12详细描述了本变形的测量单元20。在本变形的测量单元20中,可以通过利用相同波长特性的光同时照射测量目标区域并通过经由设置在光接收元件的前级处的光学滤波器选择波长,来获得被放置于测量目标区域上的测量目标的光学信息。此外,由于在进行测量之前预先选择了要测量的对象或现象的区别波长,所以不需要测量单元20具有诸如积分球或衍射光栅的光学单元,由此可以实现减小设备的尺寸。此外,由于可以使用发光二极管作为光发射元件,甚至当安装4N个光发射元件时,也可以实现较低的成本和较高的功率节省性能。
<信息处理方法>
接着,将参照图13描述根据本实施例的信息处理设备10中实施的信息处理方法的流程示例。图13是示出根据本实施例的信息处理方法的流程示例的流程图。
根据本实施例的信息处理设备10的测量数据获取单元101从测量单元20获取由测量单元20测量的、与活体的光的反射率有关的测量数据(步骤S101)。然后,测量数据获取单元101将所获取的测量数据输出到判断单元103。
判断单元103参考从测量数据获取单元101输出的测量数据,并且指定预定波长波段处(例如,整个400nm到700nm波段、或图5中示出的五种波长)的反射率(步骤S103)。然后,判断单元103通过使用指定的反射率判断以上条件是否成立来判断血管或血流状况(步骤S105)。
判断单元103将与血管或血流状况有关的判断结果输出到浓度计算装置105和应用执行单元113。浓度计算装置105和应用执行单元113通过使用从判断单元103获得的判断结果执行各种处理(步骤S107)。
例如,浓度计算装置105通过使用由测量数据获取单元101获取的测量数据来计算测量目标组分(诸如各种血红蛋白或黑色素)的浓度。此时,在判断单元103的判断结果表明血管扩张或血流增加的情况下,或在判断单元103的判断结果表明血管收缩或血流减少的情况下,浓度计算装置105对计算出的测量目标组分的浓度进行校正,并且获得校正后的浓度作为测量目标组分的估计浓度。
此外,应用执行单元113可以通过使用判断单元103的判断结果来判断颈部、肩部、腰部等的僵硬,或可以通过使用判断单元103的判断结果来指定用户的兴奋水平及将其应用到游戏中。
如上所述,根据本实施例的信息处理方法可以基于光在皮肤处的反射率的测量结果,来容易地判断待测对象的血管或血流状况,并且所获得的判断结果可以用于各种处理。
(硬件配置)
接着,将参照图14详细描述根据本公开的实施例的信息处理设备10的硬件配置。图14是示出根据本公开的实施例的信息处理设备10的硬件配置的框图。
信息处理设备10主要包括CPU901、ROM903和RAM905。此外,信息处理设备10包括主机总线907、桥909、外部总线911、接口913、输入单元915、输出单元917、存储单元919、驱动器921、连接端口923、以及通信单元925。
CPU901用作处理单元和控制单元,并且根据记录在ROM903、RAM905、存储单元919或可拆卸记录介质927中的各种程序来控制信息处理设备10中的整体操作或部分操作。ROM903存储CPU901使用的程序、操作参数等。RAM905临时存储CPU901使用的程序、或程序执行时适当地改变的参数等。这些部件通过由诸如CPU总线的内部总线配置成的主机总线907而互相连接。
主机总线907经由桥909连接到诸如PCI(***部件互连/接口)总线的外部总线911。
输入单元915是用户操作的操作装置,诸如鼠标、键盘、触摸板、按钮、开关或操纵杆。此外,例如输入单元915可以是使用红外光或其它无线电波的远程控制装置(所谓的遥控)。输入单元915还可以是外部连接的装置929,诸如支持信息处理设备10的操作的移动电话或PDA。此外,输入单元915由基于用户利用上述操作装置输入的信息生成输入信号并且将信号输出到CPU901的输入控制电路等配置成。信息处理设备10的用户可以输入各种数据,或可以通过操作输入单元915指示到信息处理设备10的处理操作。
输出单元917由能够视觉上或听觉上向用户通知所获得的信息的装置配置成。装置的示例包括显示单元(诸如CRT显示单元、液晶显示单元、等离子体显示单元、EL显示单元和LAMP)、音频输出单元(诸如扬声器和耳机)、打印机单元、移动电话、以及传真机。输出单元917输出例如通过根据由信息处理设备10进行的各种处理获得的结果。更具体地,显示单元将通过根据由信息处理设备10进行的各种处理获得的结果显示为文本或图像。同时,音频输出单元将包括再现的音频数据、声音数据等的音频信号转换成模拟信号,并且输出模拟信号。
存储单元919是用于数据存储的装置,被配置为信息处理设备10的存储器单元的示例。存储单元919由磁存储器装置(诸如HDD(硬盘驱动器)、半导体存储器装置、光学存储器装置、磁光存储器装置等)配置成。存储单元919存储CPU901执行的程序或各种数据、以及从外部获得的各种数据。
驱动器921是用于记录介质的读取器/写入器,并且容纳在信息处理设备10中或外部连接到信息处理设备10。驱动器921读取记录在安装的可拆卸记录介质927(诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器)上的信息,并将信息输出到RAM905。此外,驱动器921还能够在安装的可拆卸记录介质927(诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器)上写入记录。可拆卸记录介质927例如是DVD介质、HD-DVD介质、或蓝光介质。此外,可拆卸记录介质927可以是紧凑型闪存:CF(注册商标)、闪存、SD存储器卡(安全数字存储卡)等。可拆卸记录介质927还可以是其上安装有无接触IC芯片的IC卡(集成电路卡)、电子装置等。
连接端口923是将装置直接连接到信息处理设备10的端口。连接端口923的示例包括USB(通用串行总线)端口、IEEE1394端口、以及SCSI(小型计算机***接口)端口。连接端口923的其它示例包括RS-232C端口、光学音频终端、以及HDMI(高清晰度多媒体接口)端口。通过将外部连接的装置929连接到连接端口923,信息处理设备10可以从外部连接的装置929直接获得各种数据,或可以向外部连接的装置929提供各种数据。
通信单元925是由用于连接到通信网络931的通信装置等配置成的通信接口。通信单元925可以是例如用于有线或无线LAN(无线USB)的通信卡、蓝牙(注册商标)、或WUSB(无线USB)。此外,通信单元925可以是用于光学通信的路由器、用于ADSL(非对称数字用户线)的路由器、用于各种通信的调制解调器等。通信单元925能够根据诸如TCP/IP的预定协议向/从因特网或其它通信装置发送/接收信号等。此外,连接到通信单元925的通信网络931由用有线/无线连接的网络等配置成,并且例如可以是因特网、家庭LAN、红外通信、无线电波通信、或卫星通信。
如上所述,已经示出了能够实现根据本公开的实施例的信息处理设备10的功能的硬件配置的示例。以上配置元件的每个可以由通用部件配置成,或可以由专门用于每个配置元件的特定功能的硬件配置成。因此,用于使用的硬件配置可以根据本公开被实施的时间的技术水平而适当地改变。
本领域技术人员应理解,可以根据设计要求和其它因素想到各种修改、组合、子组合和变型,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
另外,以下配置也在本公开的技术范围之内。
(1)一种信息处理设备,包括:
判断单元,用于使用通过利用预定波长的光来照射待测对象的活体表面而获得的与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
(2)根据(1)所述的信息处理设备,
其中,所述判断单元通过使用通过利用属于可见光波段的光进行照射所获得的光的反射率之中的对应于红色的第一波段的反射率以及在所述第一波段的更短波长侧的第二波段的反射率,来判断所述血管的扩张/收缩和/或所述血流的增加/减少。
(3)根据(1)或(2)所述的信息处理设备,
其中,当属于所述第二波段的波长的反射率是第一阈值或更小并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差是第二阈值或更大时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在扩张且血流正在增加的状况,以及
其中,当属于所述第二波段的波长的反射率为第三阈值或更大并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第四阈值或更小时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在收缩且血流正在减少的状况。
(4)根据(3)所述的信息处理设备,
其中,所述判断单元根据所述待测对象的性别来分别改变所述第一、第二、第三和第四阈值的设置值。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的信息处理设备,
其中,所述判断单元使用620nm的波长处的反射率和660nm的波长处的反射率中的至少一个作为所述第一波段的反射率,以及
其中,所述判断单元使用500nm的波长处的反射率、540nm的波长处的反射率和580nm的波长处的反射率中的至少一个作为所述第二波段的反射率。
(6)根据(2)至(5)中任一项所述的信息处理设备,还包括:
浓度计算装置,用于通过使用所述与光的反射率有关的测量数据来计算测量目标组分在测量部分处的浓度,
其中,所述浓度计算装置根据所述判断单元的判断结果来对所计算出的所述测量目标组分的浓度进行校正。
(7)根据(6)所述的信息处理设备,还包括:
其中,当所述判断单元判断出血管扩张并且血流增加时,所述浓度计算装置通过将所计算出的所述测量目标组分的浓度除以预定校正系数来执行所述校正,以及
其中,当所述判断单元判断出血管收缩并且血流减少时,所述浓度计算装置通过将所计算出的所述测量目标组分的浓度乘以预定校正系数来执行所述校正。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的信息处理设备,还包括:
应用执行单元,用于执行使用所述判断单元的判断结果的应用。
(9)根据(8)所述的信息处理设备,
其中,所述应用执行单元通过使用所述判断单元的判断结果来判断身体是否僵硬。
(10)根据(8)所述的信息处理设备,
其中,所述应用执行单元通过使用所述判断单元的判断结果来指定所述待测对象的兴奋,并将所述指定的兴奋反映到所述应用的参数中。
(11)一种信息处理方法,包括:
使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的、与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
(12)一种程序,用于使计算机执行:
使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的、与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况。
(13)一种信息处理***,包括:
测量单元,用于通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面并检测在所述活体处反射的光,来生成与光的反射率有关的测量数据;以及
信息处理设备,其包括判断单元,所述判断单元用于通过使用由所述测量单元生成的与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的血管状况和/或血流状况,
其中,所述测量单元包括:
光接收元件,在所述光接收元件处对来自测量目标区域的光成像,所述活体表面被置于所述测量目标区域上;以及
以圆形的方式布置在所述光接收元件的***的多个光发射元件,所述多个光发射元件用于利用预定波长的光照射所述测量目标区域,并且
其中,所述多个光发射元件被布置成相对于所述测量目标区域的法线倾斜,使得来自每个所述光发射元件的照射光的中心线穿过所述测量目标区域的近似中心。
本公开包含与在2011年8月1日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-168191中公开的主题有关的主题,其全部内容通过引用并入本申请。
Claims (10)
1.一种信息处理设备,包括:
判断单元,用于使用通过利用预定波长的光来照射待测对象的活体表面而获得的、与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的测量部分的血管状况和/或血流状况,
其中,所述与光的反射率有关的测量数据包括:通过利用属于可见光波段的光进行照射所获得的光的反射率之中的对应于红色的第一波段的反射率以及在所述第一波段的更短波长侧的第二波段的反射率,以及
其中,所述判断单元通过使用所述第一波段的反射率和所述第二波段的反射率,按照下述方式判断所述活体的测量部分的血管的扩张/收缩和/或血流的增加/减少:
当属于所述第二波段的波长的反射率为第一阈值或更小并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第二阈值或更大时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在扩张且血流正在增加的状况,以及
当属于所述第二波段的波长的反射率为第三阈值或更大并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第四阈值或更小时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在收缩且血流正在减少的状况。
2.根据权利要求1所述的信息处理设备,
其中,所述判断单元根据所述待测对象的性别来分别改变所述第一、第二、第三和第四阈值的设置值。
3.根据权利要求1所述的信息处理设备,
其中,所述判断单元使用620nm的波长处的反射率和660nm的波长处的反射率中的至少一个作为所述第一波段的反射率,以及
其中,所述判断单元使用500nm的波长处的反射率、540nm的波长处的反射率和580nm的波长处的反射率中的至少一个作为所述第二波段的反射率。
4.根据权利要求1所述的信息处理设备,还包括:
浓度计算装置,用于通过使用所述与光的反射率有关的测量数据来计算测量目标组分在测量部分处的浓度,
其中,所述浓度计算装置根据所述判断单元的判断结果来对所计算出的所述测量目标组分的浓度进行校正。
5.根据权利要求4所述的信息处理设备,
其中,当所述判断单元判断出血管扩张并且血流增加时,所述浓度计算装置通过将所计算出的所述测量目标组分的浓度除以预定校正系数来执行所述校正,以及
其中,当所述判断单元判断出血管收缩并且血流减少时,所述浓度计算装置通过将所计算出的所述测量目标组分的浓度乘以预定校正系数来执行所述校正。
6.根据权利要求1所述的信息处理设备,还包括:
应用执行单元,用于执行使用所述判断单元的判断结果的应用。
7.根据权利要求6所述的信息处理设备,
其中,所述应用执行单元通过使用所述判断单元的判断结果来判断身体是否僵硬。
8.根据权利要求6所述的信息处理设备,
其中,所述应用执行单元通过使用所述判断单元的判断结果来指定所述待测对象的兴奋,并将所述指定的兴奋反映到所述应用的参数中。
9.一种信息处理方法,包括:
使用通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面而获得的、与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的测量部分的血管状况和/或血流状况,
其中,所述与光的反射率有关的测量数据包括:通过利用属于可见光波段的光进行照射所获得的光的反射率之中的对应于红色的第一波段的反射率以及在所述第一波段的更短波长侧的第二波段的反射率,以及
其中,通过使用所述第一波段的反射率和所述第二波段的反射率,按照下述方式判断所述活体的测量部分的血管的扩张/收缩和/或血流的增加/减少:
当属于所述第二波段的波长的反射率为第一阈值或更小并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第二阈值或更大时,将所述活体的测量部分判断为处于血管正在扩张且血流正在增加的状况,以及
当属于所述第二波段的波长的反射率为第三阈值或更大并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第四阈值或更小时,将所述活体的测量部分判断为处于血管正在收缩且血流正在减少的状况。
10.一种信息处理***,包括:
测量单元,用于通过利用预定波长的光照射待测对象的活体表面并检测在所述活体处反射的光,来生成与光的反射率有关的测量数据,所述与光的反射率有关的测量数据包括:通过利用属于可见光波段的光进行照射所获得的光的反射率之中的对应于红色的第一波段的反射率以及在所述第一波段的更短波长侧的第二波段的反射率;以及
信息处理设备,其包括判断单元,所述判断单元用于通过使用由所述测量单元生成的与光的反射率有关的测量数据,来根据对应于所述光的反射率的色相判断所述活体的测量部分的血管状况和/或血流状况,
其中,所述判断单元通过使用由所述测量单元生成的所述第一波段的反射率和所述第二波段的反射率,按照下述方式判断所述活体的测量部分的血管的扩张/收缩和/或血流的增加/减少:
当属于所述第二波段的波长的反射率为第一阈值或更小并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第二阈值或更大时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在扩张且血流正在增加的状况,以及
当属于所述第二波段的波长的反射率为第三阈值或更大并且属于所述第一波段的波长的反射率与属于所述第二波段的波长的反射率之间的差为第四阈值或更小时,所述判断单元将所述活体的测量部分判断为处于血管正在收缩且血流正在减少的状况;以及
其中,所述测量单元包括:
光接收元件,在所述光接收元件处对来自测量目标区域的光成像,所述活体表面被置于所述测量目标区域上;以及
以圆形的方式布置在所述光接收元件的***的多个光发射元件,所述多个光发射元件用于利用预定波长的光照射所述测量目标区域,
其中,所述多个光发射元件被布置成相对于所述测量目标区域的法线倾斜,使得来自每个所述光发射元件的照射光的中心线穿过所述测量目标区域的近似中心。
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