JP6201315B2

JP6201315B2 - 血液成分測定方法、血液成分測定装置及び医療機器

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Publication number: JP6201315B2
Application number: JP2012284881A
Authority: JP
Inventors: 広和笠原; 公威溝部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014124454A

Description

本発明は、血管を透過した透過光に基づいて血液の成分を測定する血液成分測定方法等に関する。

撮像した生体画像中の血管画像を解析して、血液の成分を計測する非侵襲式の血液成分測定装置が知られている。このような従来の装置において良好な計測結果を得るためには、撮像に適した領域に血管が位置するように撮像手段の位置を調整する必要がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−４４４９１号公報

ところが、位置調整が完了したとしても問題があった。すなわち、特許文献１に代表される従来の技術は、光の照射位置と受光位置との相対位置関係が固定であるため、位置調整後の血管と照射位置と受光位置との相対位置関係も固定となる。しかし、撮像した生体画像から判断できる血管の位置は、いわば皮膚面に投影した血管の皮膚面上の位置であり、血管が皮膚面からどの程度の深さに位置するかは判断できない。そのため、照射位置と受光位置とが固定の位置関係にあっては、血管が位置する皮膚面からの深度によって、受光光に含まれる血管の透過光が極めて少ない場合が生じ得た。この場合、血液成分の測定精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非侵襲式の血液成分の測定において、光の照射位置と受光位置とを、皮膚面からの血管の深度に応じて適切に定めることを可能とすることである。

以上の課題を解決するための第１の形態は、皮膚面からの対象血管の深度に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを決定することと、前記照射位置に光を照射することと、前記受光位置での受光結果を用いて血液の成分を測定することと、を含む血液成分測定方法である。

また、他の形態として、皮膚面からの対象血管の深度に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを決定する位置決定部と、前記照射位置に光を照射する制御を行う照射制御部と、前記受光位置での受光結果を用いて血液の成分を測定する測定部と、を備えた血液成分測定装置を構成することとしてもよい。
このとき、上述した血液成分測定装置を具備する医療機器を構成することとしてもよい。

この第１の形態等によれば、皮膚面からの対象血管の深度に基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とが決定される。そして、決定された照射位置に光が照射され、決定された受光位置での受光結果を用いて血液の成分が測定される。従って、対象血管の皮膚面からの深度に応じて、光の照射位置と受光位置とを適応的に定めることが可能となる。

また、第２の形態として、前記決定することは、前記深度が大きくなるほど、前記照射位置と前記受光位置との間隔を広げることを含む、第１の形態の血液成分測定方法を構成することとしてもよい。

この第２の形態によれば、対象血管の皮膚面からの深度が大きくなるほど、照射位置と受光位置との間隔が広げられる。照射位置と受光位置との間隔が狭いと、皮膚面から深い深度を通過した光に比べて、浅い深度を通過した光が受光光に多く含まれ得る。また、照射位置と受光位置との間隔を広げると、狭い場合に比べて、皮膚面から深い深度を通過した光が受光光に多く含まれ得る。従って、第２の形態は、血液成分の測定において理に適った方法であり、血液成分の測定精度を向上させることができる。

また、第３の形態として、前記決定することは、前記皮膚面において、前記照射位置と前記受光位置とが前記対象血管を挟む位置となるように前記照射位置と前記受光位置とを決定することを含む、第１又は第２の形態の血液成分測定方法を構成することとしてもよい。

この第３の形態によれば、照射位置と受光位置とは、皮膚面において当該照射位置と当該受光位置とで対象血管を挟むような位置関係に決定される。従って、決定された照射位置に光を照射した場合に、決定された受光位置での受光光に、対象血管を透過した光が含まれている可能性を向上させることができる。

また、第４の形態として、前記決定することは、前記皮膚面において、前記照射位置及び前記受光位置の何れかを前記深度が大きくなるほど前記対象血管から遠ざけることを含む、第３の形態の血液成分測定方法を構成することとしてもよい。

この第４の形態によれば、照射位置及び受光位置の何れかを、対象血管の皮膚面からの深度が大きくなるほど当該対象血管から遠ざける。照射位置と受光位置とは対象血管を挟む位置であるため、照射位置及び受光位置の何れかを対象血管から遠ざけることは、照射位置と受光位置との間隔を広げることを意味する。上述した通り、照射位置と受光位置との間隔を広げると、狭い場合に比べて、皮膚面から深い深度を通過した光が受光光に多く含まれ得る。従って、第４の発明は、血液成分の測定において理に適った方法であり、血液成分の測定精度を向上させることができる。

また、第５の形態として、前記決定することは、前記皮膚面において、前記対象血管上に前記照射位置と前記受光位置とを決定することを含む、第１又は第２の形態の血液成分測定方法を構成することとしてもよい。

この第５の形態によれば、皮膚面において対象血管上に照射位置と受光位置とが決定される。従って、決定された照射位置に光を照射した場合に、決定された受光位置での受光光に、対象血管を透過した光が含まれている可能性を向上させることができる。

また、第６の形態として、前記皮膚面において、基準位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟む第１位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟まない第２位置とを定めることと、光の照射及び受光の何れか一方を前記基準位置で、他方を前記第１位置及び前記第２位置で行うこととを、前記第１位置を変更して繰り返し実行することと、前記繰り返しの実行において前記受光した結果に基づいて、前記対象血管の深度を算出することと、を更に含む第１〜第５の何れかの形態の血液成分測定方法を構成することとしてもよい。

この第６の形態によれば、皮膚面において、基準位置と、当該基準位置との間で対象血管を挟む第１位置と、当該基準位置との間で対象血管を挟まない第２位置とを定めることと、光の照射及び受光の何れか一方を基準位置で、他方を第１位置及び第２位置で行うこととが、第１位置を変更して繰り返し実行される。皮膚面において第１位置と基準位置との間に対象血管があり、第２位置と基準位置との間には対象血管がない。従って、第１位置と基準位置との間の通過光は、第２位置と基準位置との間の通過光に比べて、血液による影響を大きく受ける。そのため、変更した第１位置それぞれにおける受光結果のうち、血液の影響を最も大きく受けた受光結果を判断することで、対象血管の皮膚面からの深度を推測的に算出することが可能となる。

第１実施形態における血液成分測定装置の構成例を示す外観図。第１実施形態におけるセンサーモジュールの構成例を示す図。第１実施形態における血管位置情報の取得方法を示す概念図。生体画像の例を示す図。図４の生体画像の例に基づいて得られる血管位置情報の例を示す図。図５の血管位置情報の例から精度低下要因部位を測定対象から除外して得られた「測定対象の候補となる血管部位」の例を示す図。図６の血管位置情報の例で示されている測定対象の候補とされる血管部位を「最低部位長」に基づいて更に選抜した例を示す図。照射位置・受光位置・測定対象血管部位の三者の相対位置関係について説明するための図。第１実施形態における測定用発光素子と、測定用受光素子と、リファレンス用受光素子と、測定対象血管部位との適当な相対位置関係を示す図。第１実施形態における最適距離の算出方法について説明するための図。第１実施形態における照射位置、測定用受光位置、リファレンス用受光位置の判定例を示す図。第１実施形態の血液成分測定装置の機能構成例を示す機能ブロック図。血管部位データのデータ構成の一例を示す図。第１実施形態の血液成分測定装置による血液成分の測定に係る処理の流れについて説明するためのフローチャート。第１実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャート。図１５より続くフローチャート。第２実施形態における照射位置となる測定用発光素子と、受光位置となる測定用受光素子の設定例を示す図。第２実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャート。図１８より続くフローチャート。図１９より続くフローチャート。第３実施形態における照射位置、測定用受光位置、リファレンス用受光位置の判定例を示す図。第３実施形態における血管部位データのデータ構成の一例を示す図。第３実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャート。図２３より続くフローチャート。血液成分測定装置の変形例の構成を示す図。

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態における非侵襲式の血液成分測定装置の構成例を示す外観図である。
本実施形態の血液成分測定装置１０は、被検者２の血液成分を測定する測定器として機能し、且つ、測定データを記憶するデータロガーとしても機能する医療用機器であり、一種のコンピューターとも言える。血液成分測定装置１０は、外観は腕時計型を成しており、本体ケース１２に設けられたバンド１４で被検者２の腕・足・頸などの身体部位へ装着・固定して使用される。

血液成分測定装置１０は、本体ケース１２の表面（被検者２に装着した時に外向きになる面）に、操作入力手段として、操作スイッチ１６と、画像表示手段を兼ねるタッチパネル１８とを備える。ユーザーは、これらを用いて測定開始操作などの各種操作入力をすることができる。

また、本体ケース１２の側面には、外部装置と通信するための有線ケーブルを着脱できる通信装置２０と、メモリーカード２２のデータ読み書きを実現するリーダーライター２４とを備える。また、本体ケース１２の背面（被検者２に装着した時に被検者２の皮膚に接触する面）側には、血液成分を測定するための主たるセンサーとなるセンサーモジュール５０を備える。そして、本体ケース１２の内部には充電式の内蔵バッテリー２６と制御基板３０とが内蔵されている。

通信装置２０は、外部装置との通信を無線で行う構成ならば、無線通信モジュール及びアンテナにより実現される。
メモリーカード２２は、データ書き換えが可能な着脱式の不揮発性メモリーである。本実施形態ではフラッシュメモリーを用いるが、強誘導体メモリー（FeRAM）や、磁気抵抗メモリー（MRAM）などその他の書き換え可能な不揮発性メモリーを用いるとしても良い。
内蔵バッテリー２６への充電方式は適宜設定できる。例えば、本体ケース１２の背面側に電気接点を別途設け、家庭用電源に接続されたクレードルにセットし、電気接点を介してクレードル経由で通電・充電される構成でも良いし、無線式充電でも良い。

制御基板３０は、血液成分測定装置１０を統合的に制御する。具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、メインメモリー３４と、測定データ用メモリー３６と、タッチパネルコントローラーＩＣ３８と、センサーモジュールコントローラー４０とを搭載する。また、その他には電源管理ＩＣや、画像処理用ＩＣなどの電子部品を適宜搭載することができる。

メインメモリー３４は、プログラムや初期設定データを格納したり、ＣＰＵ３２の演算値を格納することのできる記憶媒体である。ＲＡＭやＲＯＭ、フラッシュメモリーなどを適宜用いて実現される。尚、プログラムや初期設定データは、メモリーカード２２に記憶されている構成でも良い。

測定データ用メモリー３６は、データ書き換えが可能な不揮発性メモリーであって、血液成分の測定データを記憶するための記憶媒体である。本実施形態ではフラッシュメモリーを用いるが、強誘導体メモリー（FeRAM）や、磁気抵抗メモリー（MRAM）などその他の書き換え可能な不揮発性メモリーを用いるとしても良い。尚、測定データをメモリーカード２２に記憶する構成でも良い。

タッチパネルコントローラー３８は、タッチパネル１８に画像を表示させるためのドライバー機能を実現し、またタッチ入力を実現するための機能を実現するＩＣである。タッチパネル１８ともども公知技術を適宜利用することで実現可能である。

センサーモジュールコントローラー４０は、センサーモジュール５０による測定光の照射機能、および当該測定光が被検者２の皮下組織を透過した光や反射した光の受光（測光）を制御する機能を担うＩＣや回路を有する。
より具体的には、１）センサーモジュール５０が備える複数の発光素子（通電により測定光を発する素子）を個別に発光制御するＩＣや回路からなる発光コントローラー部４２と、２）センサーモジュール５０が備える複数の受光素子（受光した光量に応じた電気信号を発する素子）による受光を制御するＩＣや回路からなる測光コントローラー部４４とを含む。

尚、センサーモジュールコントローラー４０は、複数のＩＣにより構成されるとしても良い。例えば、発光コントローラー部４２に相当するＩＣや回路と、測光コントローラー部４４に相当するＩＣや回路とをそれぞれ別のＩＣとする構成も可能である。或いは、これらの機能の一部をＣＰＵ３２により実現する構成も可能である。

図２は、本実施形態におけるセンサーモジュール５０の構成例を示す図であって、（１）正面図、（２）断面図に相当する。尚、理解を容易にするために発光素子５２や受光素子５４を意図的に大きく記している。また、サイズ、縦横比などもこれに限られるものではなく、適宜設定可能である。

本実施形態のセンサーモジュール５０は、複数の発光素子５２を平面状に配列した層と複数の受光素子５４を平面状に配列した層とを積層して構成されるデバイスである。換言すれば、光源内蔵型のイメージセンサーであり、測定光の照射と測光の両方の機能を実現するセンサアレイである。センサーモジュール５０は、センサーモジュールコントローラー４０と一体であっても良い。

発光素子５２は、測定光を照射する照射部であり、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）などにより実現できる。血液成分として血中グルコース濃度（いわゆる「血糖値」）を測定する場合には、皮下透過性を有する可視領域に近い近赤外線を含む光を発光可能な素子とする。以降、本実施形態の発光素子５２は近赤外線を発することとし、血液成分として血糖値を測定するものとして説明する。

受光素子５４は、測定光の透過光や反射光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する撮像素子である。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）などの半導体素子で実現できる。一つの受光素子５４は、ＲＧＢ各波長成分を測光する複数の素子を含むものとする。

そして、本実施形態のセンサーモジュール５０は、基底側（本体ケース１２の表側）から順に、
１）複数の受光素子５４を平面状且つ格子状に配列した受光層５１、
２）各受光素子５４へ向かう光以外を選択的に遮蔽する遮光層５３、
３）近赤外線を選択的に透過する分光層５５、
３）隣接する受光素子５４の間であって、皮下組織を透過・反射した光が受光素子５４へ到達する際の光路を阻害しない位置に、複数の発光素子５２を平面状且つ格子状に配列した発光層５７、
とを積層にして備える。

受光層５１の受光素子５４は、公知のＣＣＤイメージセンサーなどのように、ピクセルが直交Ｘｓ−Ｙｓ座標系で識別できるマトリクス状に配置されている。つまり、センサーモジュール５０は公知のイメージセンサーと同様に機能する。尚、受光素子５４の形状や大きさ、配置パターンは適宜設定可能である。

発光層５７の発光素子５２は、本実施形態ではセンサーモジュール５０を正面（本体ケース１２の裏側）から見ると、近隣の受光素子５４の隅の突き合わせ部に１つずつ配置される。より具体的には、４つの受光素子５４の角の突き合わせ部に１つの発光素子５２が配置されており、発光素子５２全体としては受光素子５４と同じ直交Ｘｓ−Ｙｓ座標系で識別できるマトリクス状に配置されている。本実施形態では、発光素子５２を選択的に発光させる駆動機構を有しており、例えば、液晶パネルディスプレイのアクティブマトリクス方式と同様に駆動制御できるようになっている。

こうした積層構造を有した本実施形態のセンサーモジュール５０の作成には、公知のＣＣＤイメージセンサーやＯＬＥＤディスプレイの製造に用いられる半導体微細加工技術を適宜応用することができる。

尚、発光素子５２の大きさや配置間隔、受光素子５４の大きさや配置間隔等は、適宜設定可能である。例えば、配置間隔は、１〜５００［μｍ］とすると好適であり、製造コストと測定精度との兼ね合いから、例えば５０〜２００［μｍ］程度とすることもできる。また、センサーモジュール５０には、発光素子５２から発せられる測定光の照射範囲を絞ったり、偏光する目的、或いは皮下を透過・反射した光を受光素子５４に的確に集める目的で、更なる光学素子を有する集光層を設けることもできる。また、表面の損傷を防止する保護層などを適宜設けてもよい。また、発光素子５２と受光素子５４とが積層された構成に限らず、発光素子５２と受光素子５４とが並置されていてもよい。

〔測定原理の説明〕
次に、本実施形態における測定原理について説明する。
血液成分測定装置１０は、センサーモジュール５０が露出している裏面を被検者２の皮膚に密着させるようにしてバンド１４で固定される。センサーモジュール５０を皮膚に密着させることで、測定光の皮膚表面での反射や皮膚表面付近の組織での散乱といった測定精度を下げる要因を抑制することができる。

本実施形態では、センサーモジュール５０を被せた身体の皮下にある血管の一部を測定対象の血管として設定し、当該血管をターゲットとして測定光の照射並びに受光測定を行う。そして、測定光が測定対象の血管を透過した透過光等を含む吸光スペクトルを求め、血液に含有される血糖値を算出（推定）する。

測定対象の血管を選択するためには、先ずセンサーモジュール５０を被せた皮下のどこに血管が存在するかを把握する必要がある。皮膚面から見た血管の流路情報、いわゆる「静脈パターン」や「血管位置情報」の取得が必要である。以降は「血管位置情報」と呼ぶこととする。

図３は、本実施形態における血管位置情報の取得方法を示す概念図であって、被検者２にセンサーモジュール５０を被せた部分の断面図に相当する。尚、センサーモジュール５０は簡略表記している。

「血管位置情報」を得るには、公知の静脈認証技術における静脈パターン検出と同様にして、センサーモジュール５０が備える複数の発光素子５２を一斉発光させて被検者２の測定部位全域へ測定光を照射する。そして、全ての受光素子５４を用いて、測定光が生体組織を透過した光（透過光）や生体組織で反射した光（反射光）を測光すなわち撮影して生体画像を取得する。

図４は、生体画像の例を示す図である。
センサーモジュール５０により撮像される生体画像Ｐ２は、センサーモジュール５０の受光素子５４それぞれに対応するピクセルの輝度データの集合となり、センサーモジュール５０のピクセル座標と同じＸｓ−Ｙｓ直交座標系の２次元画像として得られる。血管は非血管部よりも近赤外線を吸収し易いため、血管部分は非血管部分よりも輝度が低く暗くなる。従って、生体画像Ｐ２において輝度が低くなっている部分を抽出することで、ピクセル毎に血管が写っているのか血管以外の生体組織が写っているか、換言すれば、各受光素子５４の下に血管があるか否かを識別できる。つまり「血管位置情報」を得ることができる。

図５は、図４の生体画像Ｐ２に基づいて得られる血管位置情報Ｐ４の例を示す図である。図５の例で示す血管位置情報Ｐ４では、網掛けした帯状の部分が血管７を示し、白抜きされた部分が非血管領域８である。

血管７の位置が把握できたならば、次に、血管７から測定対象となる血管部位を選択する。
近赤外線を皮膚表面に向けて照射して、皮下組織の透過光や反射光を受光測定する場合、図５にて破線で囲まれた血管の分岐点や合流点などに測定光が及ぶと、受光位置での受光光にそれら測定対象血管以外の血管を透過した光が混合するおそれがある。その場合、混合した光が本来得たい測定対象血管部位の吸光スペクトルに影響を及ぼし、測定精度を低下させることが懸念される。よって、本実施形態ではこれらの部分を測定対象から除外する。また、図中一点鎖線で囲まれた血管位置情報Ｐ４の縁部には、撮影範囲の外側近傍に血管の分岐点や合流点が存在する可能性がある。そのため、この一点鎖線の縁部も、正確を期するために本実施形態では測定対象から除外する。
この結果、測定対象となる血管部位の選択は、受光位置での受光光に測定対象血管以外の血管を透過した光の混合を避けるための混合回避位置条件を満たした血管部位の選抜、ということができる。

図６は、図５の血管位置情報Ｐ４のうち、精度低下要因部位を除外した「測定対象の候補となる血管部位」の例を示す図である。図６の血管位置情報Ｐ６の薄い網掛け部分は、血管７であるが精度低下要因部位として除外された部分を示している。斜線のハッチング部分が、除外されずに残った部位であり、測定対象の候補となる血管部位７ａを示している。

本実施形態では、この測定対象の候補とされる血管部位７ａの中から、最終的に測定対象とする血管部位（測定対象血管部位）を選択する。
本実施形態において、血管部位の選択に当たって考慮すべき点の１つとして、測定光の総光量をどう確保するかという問題がある。本実施形態の血液成分測定装置１０は、小型軽量化の装置として構成される。他方、高精度な測定を実現するためには、生体画像Ｗ４の分解能を高める必要がある。そのため、必然的にセンサーモジュール５０の発光素子５２及び受光素子５４のサイズや配置間隔は小さくなる。しかし、単位面積当たりの発光素子５２及び受光素子５４の数を増加させて解像度を高めると、発光素子５２のサイズが小さくなり、単独の発光素子５２では高精度な測定に必要な光量が不足する場合がある。解決策としては、測定に際して多数の発光素子５２を一斉発光させる方法が考えらる。しかし、人体には血管の他に組織細胞・組織液・毛細血管などが混在している。それらの生体組織に測定光が当たれば少なからず反射光が生じ、本来測定したい血管部位の吸光スペクトルに影響が及び、測定精度が却って低くなる恐れがある。よって、測定時に発光する発光素子５２の数を単純に増やすだけでは本末転倒となる。

そこで本実施形態では、測定対象の血管部位に沿って複数の発光素子５２を選択的に発光させて、測定光の総光量を確保しつつ、無用な透過光や反射光の影響を抑制することとする。その為に、測定対象とされる血管部位は、最低限必要とする長さ「部位最低長」が要求される。あまりに測定対象とする血管部位を短く定めると、これに沿って複数の発光素子５２を選択したとしても総光量を確保できなくなる可能性が高くなる。「部位最低長」は、そうした事態を回避するための基準であり、発光素子５２のサイズ・配置間隔・一個当たりの光量、想定される血管径などを考慮の上、事前のテスト結果から適切な値が設定されるものとする。
なお、１つの発光素子５２で十分な光量が得られる場合には、１つの発光素子５２のみを検索・選択すれば良いことは勿論である。

測定対象の候補とされる血管部位７ａの「部位長さ」としては、当該血管部位となる領域の中心線Ｌ上のピクセル（発光素子５２或いは受光素子５４）の数を用いるとしても良い。或いは、中心線Ｌの曲線の長さを算出するとしても良い。或いは当該部位のＸｓ軸方向の幅、Ｙｓ軸方向の幅の長い方を用いるとしても良い。

図６の血管位置情報Ｐ６に示されている測定対象の候補とされる血管部位７ａを「最低部位長」に基づいて更に選抜すると、例えば図７に示す血管位置情報Ｐ８において斜線のハッチングが施された血管部位７ｂが選ばれる。そして、「最低部位長」に基づいて２次選抜された血管部位７ｂそれぞれを、最終的に測定対象とするか否かの判定を行う。

測定対象の候補として２次選抜された血管部位７ｂを、測定対象として確定するためには、本実施形態では次の条件を満たすこととする。

第１の条件は、『２次選抜された血管部位７ｂに隣接する非血管領域８の上に位置する発光素子５２及び受光素子５４の中から、測定対象とする血管部位を透過した光を多く含むようになる「照射位置・受光位置・測定対象血管部位の三者の相対位置関係」を満たす「測定用発光素子」と「測定用受光素子」とが選択できること』である。尚、後述するように、本実施形態では、ここで言う「相対位置関係」を定義するパラメーターの取得を、最終的に測定対象とするかの判定に先んじて行う。

第２の条件は、『２次選抜された血管部位７ｂに隣接する非血管領域８の上に位置する受光素子５４の中から、リファレンス用吸光スペクトルを得るのに適当な「リファレンス用受光素子」を選択できること』である。
リファレンス用吸光スペクトルとは、測定対象血管部位を透過せず、理想的には当該血管部位近傍の非血管領域８のみを透過した光を受光して得られる吸光スペクトルである。本実施形態では、「測定用受光素子」で測光して得られる基礎吸光スペクトルから、リファレンス用吸光スペクトルをバックグラウンドノイズと見なして差分をとることで、測定対象血管部位のみの吸光スペクトルを分離する。つまり、リファレンス用吸光スペクトルとの比較をキャリブレーションの代わりとする。

では先ず、第１の条件と、当該条件の「相対位置関係」を定義するパラメーターの取得について説明する。
図８は、照射位置・受光位置・測定対象血管部位の三者の相対位置関係について説明するための図であって、被検者２の皮膚部断面図に相当する。

近赤外線を測定光とする場合、被検者２の生体内における測定光の伝搬経路は断面方向から見ると略バナナ形状（図中の一点破線で描かれた二つの弧で挟まれる領域）となる。そして、この伝搬経路の深さは、照射位置３と受光位置４の間隔が小さいほど浅くなり、大きいほど深くなる。

図８（１）に示すように、測定対象血管部位７ｍの血管深度Ｄ（皮膚表面から血管中心までの距離）に対して、照射位置３と受光位置４とが不適当に近接していると、測定光の伝搬範囲が測定対象血管部位７ｍまで到達せず、受光位置４で当該血管部位を透過した光を受光できない。

しかし、図８（２）に示すように、照射位置３と受光位置４と測定対象血管部位７ｍとが適切な相対位置関係を満たしていれば、測定光が測定対象血管部位７ｍをより多く透過した光を受光位置４で受光できる。この状態において「皮膚面における照射位置３と測定対象血管部位７ｍまでの距離Ｗ１」と「皮膚面における測定対象血管部位７ｍから受光位置４までの距離Ｗ２」とは同じ又は略同じであることが望ましい。そして、距離Ｗ１と距離Ｗ２の最適距離は測定対象血管部位７ｍの血管深度Ｄに応じて決まる。例えば、血管深度Ｄを２〜３ミリメートルとすれば、距離Ｗ１及び距離Ｗ２はそれぞれ２〜３ミリメートルとなる。

よって、第１の条件は『測定対象血管部位７ｍを挟む非血管領域８の上の発光素子５２及び受光素子５４の中から、当該血管部位の血管深度Ｄに応じた最適距離又は略最適距離の位置にある「測定用発光素子」と「測定用受光素子」とを選択できる』と言換えることができる。

次に、２次選抜された血管部位７ｂを最終的に測定対象とするための第２の条件について述べる。
本実施形態では、近赤外線分光法を用いて吸光スペクトルから血液成分（例えば、血糖値）を測定する。すなわち、測定対象血管部位を透過した光の分光結果すなわち「血管部位吸光スペクトル」を得て、当該血管部位を透過する際に吸収された光の波長毎の度合（吸光度）から血液成分濃度を推定する。推定の為には、目的とする血液成分濃度と吸光度との関係を求める必要がある。この関係を「検量線」と言う。従来は、検量線を決めるいわゆる「キャリブレーション」のために、被検者の血液を採血する侵襲的行為が必要な場合があった。

これに対して、本実施形態では、侵襲的な行為は必要ではない。すなわち、測定光が血管を透過しないリファレンス用吸光スペクトルを取得し、これを受光位置４の受光結果に基づく基礎吸光スペクトルのバックグラウンドノイズ（背景雑音）と見なして、血管部位吸光スペクトルを得る。よって、第２の条件を『リファレンス用の受光素子（リファレンス用受光素子）を選択できること』としている。

図９は、測定用発光素子と、測定用受光素子と、リファレンス用受光素子と、測定対象血管部位との適当な相対位置関係を示す図であって、被検者２の皮膚部断面図に相当する。尚、センサーモジュール５０は簡略表記している。図示の如く、リファレンス用受光位置となるリファレンス用受光素子５４ｒは、１）第１の条件を満たす照射位置３に相当する測定用発光素子５２ｓを基準として、皮膚面から見て測定対象血管部位７ｍを跨がない非血管領域８の上にあって、且つ、２）照射位置３に相当する測定用発光素子５２ｓまでの距離Ｗ３が、照射位置３から受光位置４に相当する測定用受光素子５４ｍまでの距離（Ｗ１＋Ｗ２）と同じ又は略同じ、である。

また、第２の条件に関連して、本実施形態ではリファレンス用受光素子５４ｒの選択過程を利用して、第１の条件における「皮膚面における照射位置３から測定対象血管部位７ｍまでの距離Ｗ１」と、「皮膚面における測定対象血管部位７ｍから受光位置４までの距離Ｗ２」の最適距離を求める。

図１０は、本実施形態における最適距離の算出方法について説明するための図である。最適距離を求めるには、図１０（１）の血管位置情報Ｐ１０で示すように、先ず、測定対象の候補として２次選抜された血管部位７ｂの中心線Ｌ上に標本点（例えばピクセルとしてもよい）を幾つか選択し、当該標本点の位置において中心線Ｌに対して交差方向（より望ましくは直交方向）の一方側の非血管領域８内に、当該血管部位７ｂから距離Ｗの位置に仮測定用発光素子５２ｓ’を設定する。

次いで、当該血管部位７ｂを跨いだ反対側の非血管領域８の受光素子の中から、測定対象血管部位７ｍの中心線Ｌに対して同交差方向で、且つ、距離Ｗと同じ又は略同じ距離（すなわちＷ±α；例えばα＝受光素子の２〜３ピッチ、距離Ｗの１０％程度）の位置に、仮測定用受光素子５４ｍ’を設定する。αは、仮測定用発光素子５２ｓ’を発光させた場合に、同等の受光強度の受光ができる受光素子の範囲を示す。

なお、仮測定用発光素子５２ｓ’と仮測定用受光素子５４ｍ’との設定の順序を逆にして、仮測定用受光素子５４ｍ’を先に設定し、当該血管部位７ｂを跨いだ反対側の非血管領域８の発光素子の中から、測定対象血管部位７ｍの中心線Ｌに対して同交差方向で、且つ、距離Ｗと同じ又は略同じ距離の位置に、仮測定用発光素子５２ｓ’を設定することとしてもよい。

そして更に、仮測定用発光素子５２ｓ’を含む非血管領域８上から、仮測定用発光素子５２ｓ’を基準として仮測定用受光素子５４ｍ’と点対称位置または略点対称位置（すなわち仮測定用発光素子５２ｓ’から距離Ｗの２倍位置又は略２倍位置、中心線Ｌを基準とすれば距離Ｗの３倍位置又は略３倍位置）に、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を設定する。

次いで、仮測定用発光素子５２ｓ’から測定光を照射して、仮測定用受光素子５４ｍ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’それぞれで測定を行い受光光の光強度を得る。そして、前者で測定された光強度を後者で受光した光強度で除算した値を「透過率」として算出し、距離Ｗと対応づけて記憶する。

透過率を求めたならば、距離Ｗに所定値（例えば、発光素子５２や受光素子５４の配置ピッチ程度の値）を加算して距離Ｗを更新し、更新後の距離Ｗに基づいて改めて仮測定用発光素子５２ｓ’と、仮測定用受光素子５４ｍ’と、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’とを設定する。そして、改めてそれらを用いて透過率を求め、更新後の距離Ｗと対応付けて記憶する。以降は、距離Ｗが所定上限値に達するまで徐々に広げつつその都度、仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を検索し、透過率を求める。なお、この繰り返し処理を行う際の距離Ｗの初期値は、所定の下限値としておく。

距離Ｗと透過率の関係を見ると、図１０（２）のグラフのように、透過率が、あるところで最小値を示す。この最小の透過率が、丁度、測定光が測定対象血管部位７ｍを最大に透過している状態に該当する。図８（２）の状態に相当する。よって、距離Ｗを徐々に広げつつその都度算出した透過率の内、最小の透過率が、選択された中心線Ｌ上の標本点（例えばピクセル位置）に対応する「最適距離Ｗ’」と見なすことができる。この最適距離Ｗ’は、測定対象血管部位７ｍの皮下の深さ位置（深度）に高い相関を示す値であり、最適距離Ｗ’と血管深度Ｄとは互いに代替可能な値と言うこともできる。そのため、以下説明において、最適距離Ｗ’を血管深度Ｄと読み替えることもできる。

よって、最小の透過率が得られた距離Ｗに対応して設定された仮測定用発光素子５２ｓ’と、仮測定用受光素子５４ｍ’と、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’とを、測定対象の候補として２次選抜された血管部位７ｂを測定対象として確定するための第１及び第２の条件を満たす、照射位置、測定用受光位置、リファレンス用受光位置、としてそれぞれ確定することができる。すなわち、上述の繰り返し処理は、照射位置、測定用受光位置、及びリファレンス用受光位置のサーチを行う処理と言える。これにより、照射位置及び受光位置を血管深度が大きくなるほど測定対象の血管から遠ざけて、最適な（又はほぼ最適な）照射位置及び受光位置が得られることになる。

図１１は、照射位置、測定用受光位置、リファレンス用受光位置の判定例を示す図、すなわち確定された測定用発光素子５２ｓと、測定用受光素子５４ｍと、リファレンス用受光素子５４ｒの設定例を示す図である。図１１（１）は血管位置情報Ｐ１２の全体における例を示し、図１１（２）はその拡大図に相当する。尚、理解を容易にするために各素子は意図的に大きく図示している。また、測定対象の候補として２次選抜された血管部位７ｂの中心線Ｌを破線で示している。また、図１１（２）では、中心線Ｌ上の標本点の幾つかを黒丸表示し、矢視線の１つの長さが「最適距離Ｗ’」を表している。

血管位置情報Ｐ１２の下部中央にある２次選抜された血管部位７ｂについて、中心線Ｌ上の標本点について、図１０で示したような手順で第１の条件及び第２の条件を満たす複数の測定用発光素子５２ｓと、複数の測定用受光素子５４ｍと、複数のリファレンス用受光素子５４ｒを選択する。すると、図１１に示すような当該血管部位に沿ってそれぞれが帯状の群れを形成することとなる。そして、このように第１の条件及び第２の条件を満たす複数の測定用発光素子５２ｓと、複数の測定用受光素子５４ｍと、複数のリファレンス用受光素子５４ｒを選択できたならば、当該血管部位は測定対象血管部位７ｍとして確定される。

なお、図１０を参照して説明した方法は、照射位置と測定用受光位置とを１点づつ確定していく方法であるが、次のようは方法としてもよい。すなわち、２次選抜された血管部位７ｂについて、中心線Ｌからの距離Ｗに基づいて、中心線Ｌと並行な照射位置のライン、受光位置のライン、リファレンス用受光位置のラインを定め、当該照射位置に対応する仮測定用発光素子５２ｓ’、当該受光位置に対応する仮測定用受光素子５４ｍ’、当該リファレンス用受光位置に対応する仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を選択する。そして選択した全ての仮測定用発光素子５２ｓ’を発光させ、仮測定用受光素子５４ｍ’及び仮リファレンス用受光素子５４ｒ’での受光結果に基づいて透過率を求める。これを距離Ｗを変化させて繰り返し行う。この結果、最適距離Ｗ’となったときの、仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’及び仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を、最終的な測定用発光素子５２ｓ、測定用受光素子５４ｍ、リファレンス用受光素子５４ｒとして確定する。こうすることで、光量を稼ぎながら最適距離Ｗ’の判定を行うこともできる。

このように、本実施形態によれば、１つの測定対象血管部位７ｍについて、受光位置で略同等の受光測定結果が得られると見なされる複数の受光位置に測定用受光素子５４ｍを設定できる。１つの受光位置に着目して言えば、皮膚面における当該一の受光位置で受光した結果が所定の同等条件を満たす皮膚面における複数の照射位置を判定・設定できると言える。よって、血液成分測定装置１０を小型軽量化した結果、発光素子５２の１つ１つが発する光量が小さくなるとしても、血管部位の吸光スペクトルを得るのに十分な光量を確保することが可能となる。勿論、装置の仕様によって、１つの発光素子５２で十分な光量が得られる場合には、測定用発光素子５２ｓは１つ選択できれば良い。

尚、測定対象血管部位７ｍとして確定する際、２次選抜された血管部位７ｂの中心線Ｌ上の各標本点が、第１及び第２の条件を満たすことが最も望ましいが、血管部位の吸光スペクトルを得るのに十分な光量が確保されれば良いので、一つの２次選抜された血管部位７ｂについて、基準数以上の照射位置（すなわち測定用発光素子５２ｓ）が選択できたならば測定対象血管部位７ｍとして確定する構成としてもよい。

測定対象血管部位７ｍが確定されたならば、いよいよ血液成分の測定にかかる。測定対象血管部位７ｍとともに確定された複数の測定用発光素子５２ｓを一斉発光させ、測定用受光素子５４ｍ及びリファレンス用受光素子５４ｒのそれぞれで受光する。そして、測定用受光素子５４ｍの測定結果に基づいて基礎吸光スペクトルを生成する。また、リファレンス用受光素子５４ｒの測定結果に基づいてリファレンス用吸光スペクトルを生成する。次いで、リファレンス用吸光スペクトルをバックグランドノイズと見なして、基礎吸光スペクトルから血管部位吸光スペクトルを分離抽出する。そして更に、測定用受光素子５４ｍそれぞれに対応する血管部位吸光スペクトルを平均した平均吸光スペクトルを生成し、これを元に血糖値を推定する。尚、平均吸光スペクトルから血糖値を推定する方法は、公知の近赤外線分光法と同様に実現できる。

〔機能構成の説明〕
図１２は、本実施形態の血液成分測定装置１０の機能構成例を示す機能ブロック図である。血液成分測定装置１０は、操作入力部１００と、処理部２００と、複数の発光素子５２を有する発光部３３０と、複数の受光素子５４を有する受光部３４２と、画像表示部３６０と、通信部３７０と、記憶部５００とを備える。

操作入力部１００は、ユーザーによって為された各種の操作入力に応じて操作入力信号を処理部２００に出力する。例えば、スイッチや、ダイヤル、タッチパネルなどによって実現できる。図１の操作スイッチ１６、タッチパネル１８がこれに該当する。

処理部２００は、例えばＣＰＵやＧＰＵ等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＩＣメモリーなどの電子部品によって実現され、操作入力部１００や記憶部５００を含む各機能部との間でデータの入出力制御を行う。そして、所定のプログラムやデータ、操作入力部１００からの操作入力信号に基づいて各種の演算処理を実行して、血液成分測定装置１０の動作を制御する。図１の制御基板３０がこれに該当する。

そして、本実施形態の処理部２００は、生体画像取得制御部２０２と、血管位置取得制御部２０４と、血管部位選択部２１０と、測定部２４０と、画像生成部２６０と、通信制御部２７０と、を備える。

生体画像取得制御部２０２は、センサーモジュール５０を被せた身体部位の皮下の生体画像（図４参照）の取得に係る制御をする。本実施形態では、公知の静脈認証技術等における生体画像の撮影技術を適宜利用することで実現する。例えば、センサーモジュール５０の発光素子５２を一斉発光させ、全ての受光素子５４による測光（撮影）を行う。そして、測光結果による輝度画像すなわち生体画像を生成する。勿論、別途撮影され用意されている生体画像を記憶部５００や、外部装置から読み出す構成も可能である。

血管位置取得制御部２０４は、生体画像から血管の配置パターン情報、血管位置情報（図５参照）の取得に係る制御をする。本実施形態では、公知の静脈認証技術等における生体画像から静脈パターンを識別する技術を適宜利用することで実現する。例えば、生体画像のピクセル毎に、基準輝度と比較し２値化やフィルター処理をする。基準輝度未満のピクセルが血管、基準輝度以上のピクセルが非血管領域を示すことになる。

血管部位選択部２１０は、血管位置情報に基づいて血管７のうち、測定対象とする血管部位７ｍを選択する（図６〜図７参照）。
例えば、１）精度低下要因部位（血管の合流部、分岐部、血管位置座標の辺縁部など）を測定対象から除外して、受光位置での受光光に測定対象血管以外の血管を透過した光の混合を避けるための混合回避位置条件を満たした血管部位を１次選抜する制御、２）１次選抜された血管部位７ａ（図６参照）を対象にして、所定の最低部位長と比較して測定に適した長さの血管部位を２次選抜する制御、を行う。
尚、後者の制御では、１次選抜された血管部位７ａ毎に、当該血管部位の中心線Ｌの抽出処理を行う。そして、２次選抜された血管部位７ｂ（図７参照）毎に、血管部位ＩＤを付与して血管部位データ５２０を記憶部５００に記憶させる。血管部位データ５２０には、選抜に際して算出された部位長や中心線Ｌのデータなど、当該血管部位に係るデータが格納される。

また、血管部位選択部２１０は、２次選抜された血管部位７ｂを、測定対象血管部位７ｍ（図８，図９，図１１参照）として確定する制御を行う。そして、本実施形態の血管部位選択部２１０は、この確定する制御に関連して、最適距離取得部２１２と、照射位置判定部２１４と、リファレンス位置判定部２１６とを含む。

最適距離取得部２１２は、照射位置３から皮下へ入射された測定光が、当該血管部位をより多く透過するのに適した最適距離Ｗ’を取得するための制御をする。本実施形態では、距離Ｗを徐々に変化させながら仮測定用発光素子５２ｓ’と仮測定用受光素子５４ｍ’を設定して透過率を算出する制御を繰り返し、最小の透過率が得られた距離Ｗを「最適距離Ｗ’」とする（図１０参照）。すなわち、血管深度Ｄに応じた距離Ｗを最適距離Ｗ’として得る。

照射位置判定部２１４は、皮膚面から見た測定対象の候補として２次選択された血管部位７ｂの流路情報に基づいて、当該血管部位を透過した光を皮膚面における所与の受光位置（測定用受光素子５４ｍ）で受光した結果が所定の同等条件を満たす皮膚面における照射位置（測定用発光素子５２ｓ）を判定する（図９参照）。
本実施形態では、距離Ｗを徐々に広げながら仮測定用発光素子５２ｓ’と仮測定用受光素子５４ｍ’を設定して透過率を算出する制御を繰り返し、最小の透過率が得られた距離Ｗ、すなわち血管深度Ｄに応じて設定された仮測定用発光素子５２ｓ’及び仮測定用受光素子５４ｍ’を、測定用発光素子５２ｓ及び測定用受光素子５４ｍとする。

リファレンス位置判定部２１６は、皮膚面から見た測定対象の候補として２次選択された血管部位７ｂの流路情報に基づいて、照射位置（測定用発光素子５２ｓ）から当該血管部位を透過しない光を受光できるリファレンス用受光位置（リファレンス用受光素子５４ｒ）を判定する（図９参照）。
本実施形態では、距離Ｗを徐々に広げながら仮測定用発光素子５２ｓ’と仮測定用受光素子５４ｍ’を設定する際に、仮測定用発光素子５２ｓ’を基準として、仮測定用受光素子５４ｍ’と点対称位置に仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を設定する。そして、最小透過率が得られた時の距離Ｗに対応する仮リファレンス用受光素子５４ｒ’をリファレンス用受光素子５４ｒとして確定する。

測定部２４０は、受光位置での受光結果を用いて血液の成分を測定する。本実施形態では、照射制御部２３０と、測光制御部２４２と、吸光スペクトル生成部２４４と、成分値算出部２４６とを含む。

照射制御部２３０は、発光部３３０に含まれる個別の発光素子５２を個別に発光制御することができる。例えば、いわゆるアクティブマトリクス方式の駆動制御技術を利用することで実現できる。

測光制御部２４２は、受光部３４２の受光素子５４から受光したＲＧＢ各波長成分の光量に応じた電気信号を読み出す制御を行う。公知のＣＣＤイメージセンサーを用いた画像撮影技術を利用することができる。

吸光スペクトル生成部２４４は、測光制御部２４２による読み出し結果すなわち撮像結果に基づいて吸光スペクトルを生成する。
本実施形態では、
１）測定用受光素子５４ｍ毎に、それぞれの測光結果に基づく「基礎吸光スペクトル」を生成する機能と、
２）リファレンス用受光素子５４ｒ毎に、それぞれの測光結果に基づく「リファレンス用吸光スペクトル」を生成する機能と、
３）測定用受光素子５４ｍの基礎吸光スペクトル、当該受光素子に対応するリファレンス用受光素子５４ｒのリファレンス用吸光スペクトルとを用いて、「血管部位反射吸光スペクトル」を生成する機能と、
４）全ての血管部位吸光スペクトルを平均した平均吸光スペクトルを生成する機能と、
を有する。

成分値算出部２４６は、吸光スペクトルに基づいて目的とする所定成分の血中濃度を算出する。本実施形態では、重回帰分析法、主成分回帰分析法、ＰＬＳ回帰分析法、独立成分分析法などの分析法を用いて平均吸光スペクトルから血液の所定成分の血中濃度を算出する。

画像生成部２６０は、例えば、ＧＰＵ、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）などのプロセッサー、フレームバッファー等の描画フレーム用ＩＣメモリー等によって実現される。画像生成部２６０は、ユーザーへ向けた情報表示画面を生成し、生成した画面の画像信号を画像表示部３６０に出力する。

画像表示部３６０は、画像生成部２６０から入力される画像信号に基づいて画像を表示する。例えば、フラットパネルディスプレイ、ブラウン管（ＣＲＴ）、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイといった画像表示装置によって実現できる。本実施形態では、図１のタッチパネル１８がこれに該当する。

通信制御部２７０は、データ通信に係るデータ処理を実行し、通信部３７０を介して外部装置とのデータのやりとりを実現する。通信部３７０は、通信回線と接続して通信を実現する。例えば、無線通信機、モデム、ＴＡ（ターミナルアダプター）、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等によって実現され、図１の通信装置２０がこれに該当する。

記憶部５００は、処理部２００に血液成分測定装置１０を統合的に制御させるための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、血液成分の測定に必要なプログラム、各種データ等を記憶する。また、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や操作入力部１００から入力される入力データ等を一時的に記憶する。この機能は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどのＩＣメモリー、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの光学ディスクなどによって実現される。図１の制御基板３０が搭載するメインメモリー３４や、測定データ用メモリー３６、メモリーカード２２がこれに該当する。

本実施形態の記憶部５００は、システムプログラム５０１と、測定プログラム５０２とを記憶している。システムプログラム５０１は、血液成分測定装置１０をコンピューターとして利用するための基本機能を実現するためのプログラムである。測定プログラム５０２は、処理部２００が読み出して実行することによって、生体画像取得制御部２０２、血管位置取得制御部２０４、血管部位選択部２１０、測定部２４０、としての機能を実現させるためのアプリケーションソフトウェアである。勿論、これらの機能部をハードウェア（例えば、ＩＣや回路）で実現する場合には、該当する機能部を適宜省略することができる。勿論、測定プログラム５０２は、システムプログラム５０１の一部として組み込まれた構成であっても良い。

また、本実施形態の記憶部５００は、予め、発光素子リスト５０４と、受光素子リスト５０６と、を記憶する。前者は、発光部３３０に含まれる全ての発光素子５２のＸｓ−Ｙｓ座標値のリストである。後者は、受光部３４２に含まれる全ての受光素子５４のＸｓ−Ｙｓ座標値のリストである。

また、本実施形態の記憶部５００は、測定の実施に伴って、生体画像データ５１０と、血管位置情報５１２と、単数又は複数の血管部位データ５２０と、測光値画像データ５７６と、基礎吸光スペクトルデータ５７８と、リファレンス用吸光スペクトルデータ５８０と、血管部位吸光スペクトルデータ５８２と、平均吸光スペクトルデータ５８４と、血液成分値５８６とを記憶する。その他、測定に係る制御に必要な計時データ、カウンター、フラグなどを記憶することができる。

血管部位データ５２０は、血管７のうち測定対象の候補とされる血管部位に係るデータを格納し、血管部位毎に生成される。例えば、図１３に示すように、血管部位ＩＤ５２２と、部位ピクセルリスト５２４と、標本点リスト５２６と、部位長５２８と、スキャンデータ５３０と、確定測定用発光素子リスト５４０と、確定リファレンス用受光素子リスト５４２と、確定測定用受光素子リスト５４４と、測定対象フラグ５５０と、を含む。

血管部位ＩＤ５２２は、当該血管部位の固有の識別情報である。
部位ピクセルリスト５２４は、血管位置情報５１２のピクセル（すなわち受光素子５４）のうち、当該血管部位に該当するピクセルのリストである。
標本点リスト５２６は、当該血管部位の血管幅方向の中心線Ｌ（図１０参照）上に設定される標本点のリストであり、標本点は例えば受光素子それぞれに対応するピクセル（画素）としてもよい。
部位長５２８は、当該血管部位の血管流路方向長さを格納する。

スキャンデータ５３０は、最適距離Ｗ’の算出に関連して生成される。
具体的には、各スキャンデータ５３０は、距離Ｗを格納する設定距離５３２と、仮測定用発光素子リスト５３４と、仮リファレンス用受光素子リスト５３６と、仮測定用受光素子リスト５３８と、透過率５３９とを含む。

確定測定用発光素子リスト５４０は、当該血管部位に係り確定した測定用発光素子５２ｓのリストであり、該当する発光素子のＸｓ−Ｙｓ座標値を格納する。同様に、確定リファレンス用受光素子リスト５４２は当該血管部位に係り確定したリファレンス用受光素子５４ｒのリストであり、確定測定用受光素子リスト５４４は当該血管部位に係り確定した測定用受光素子５４ｍのリストである。

測定対象フラグ５５０は、当該血管部位が測定対象として確定している場合に「１」が格納される。初期状態では「０（未確定）」とされる。

図１２に戻り、測光値画像データ５７６は、全受光素子５４の測光データであって、Ｘｓ−Ｙｓ座標値でピクセルが識別可能な２次元画像データである。測定用受光素子５４ｍでの測光結果およびリファレンス用受光素子５４ｒの測光結果は、それらのＸｓ−Ｙｓ座標値を元に適宜当該画像データから参照することができる。

基礎吸光スペクトルデータ５７８は、測定用受光素子５４ｍでの測光結果に基づいて生成された吸光スペクトルのデータである。
リファレンス用吸光スペクトルデータ５８０は、リファレンス用受光素子５４ｒでの測光結果に基づいて生成された吸光スペクトルのデータである。
血管部位吸光スペクトルデータ５８２は、測定用受光素子５４ｍの基礎吸光スペクトルから、対応する（最適距離Ｗ’の取得に伴い同じ距離Ｗで検索された）リファレンス用受光素子５４ｒのリファレンス用吸光スペクトルを分離して生成された吸光スペクトルのデータである。
平均吸光スペクトルデータ５８４は、測定用受光素子５４ｍ毎に生成された血管部位吸光スペクトルを平均化した吸光スペクトルのデータである。

血液成分値５８６は、最終的に得られた血液中の所定成分の濃度である。本実施形態では、糖（グルコース）の濃度として説明するが、ヘモグロビン等の他の成分濃度としてもよい。

［処理の流れの説明］
次に、血液成分の測定に係る処理の流れについて説明する。尚、血液成分測定装置１０は、被検者２の身体に取り付けられており、所定の測定開始操作が入力されているものとする。

図１４は、本実施形態の血液成分測定装置１０による血液成分の測定に係る処理の流れについて説明するためのフローチャートである。
血液成分測定装置１０の処理部２００は、先ず生体画像Ｐ２の取得に係る処理を実行する（ステップＳ２；図４参照）。本実施形態では、センサーモジュール５０の発光素子５２を一斉発光させ、全ての受光素子５４で測光して撮影・取得する。
次いで、取得した生体画像Ｐ２に基づいて皮膚面から見た血管の流路情報である血管位置情報Ｐ４を生成・取得する（ステップＳ４；図５参照）。そして、処理部２００は測定対象血管部位選択処理を実行する（ステップＳ６）。

図１５〜図１６は、本実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャートである。
同処理において、処理部２００は先ず、血管位置情報Ｐ４で測定対象の血管７とされた部分から、血管の分岐部や合流部、画像辺縁部といった精度低下要因部位を除外し、測定対象に含まれないようにする（ステップＳ２０）。当該部位を除外すると、除外されずに残った血管７は複数の領域・部位に分割されることになるので、それぞれに血管部位ＩＤ５２２を付与して血管部位データ５２０を生成し、測定対象の候補として設定する（ステップＳ２２）。

次に、処理部２００は、測定対象候補とされた血管部位それぞれについて、ループＡを実行する（ステップＳ２４〜Ｓ６２）。
ループＡでは先ず、処理対象血管部位の部位ピクセルリスト５２４を参照して、中心線Ｌを構成する標本点を抽出し（ステップＳ２６）、部位の長さを算出する（ステップＳ２８）。そして、算出した部位の長さが所定の部位最低長以上であれば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、処理部２００は当該血管部位を測定対象候補として２次選抜された血管部位７ｂ（図７参照）と見なし、当該血管部位７ｂを測定対象として確定するか否かの判定をするためにループＢを実行する（ステップＳ３２〜Ｓ５６）。

ループＢは、先に抽出された標本点毎に実行される。
ループＢにおいて、処理部２００は先ず、距離Ｗの値を所定の最小値に設定する（ステップＳ３４）。
次いで、仮測定用受光素子５２ｓ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’とを検索する（ステップＳ３６）。具体的には、ループＢの処理対象とされる標本点において、中心線Ｌと直交する方向を求める。そして、ループＡの処理対象の血管部位（この段階では、２次選抜された血管部位７ｂに相当）に隣接する非血管領域８の上に位置する発光素子５２及び受光素子５４の中から、当該直交方向にあって、当該処理対象の標本点から距離Ｗの位置又は略同じ位置（Ｗ’±α）にある発光素子５２と、標本点から距離Ｗの３倍位置又は略３倍位置（３Ｗ’±α）にある受光素子５４とを検索する。前者が、仮測定用発光素子５２ｓ’となり、後者が仮リファレンス用受光素子５４ｒ’となる。

そして、仮測定用発光素子５２ｓ’に該当する発光素子と、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’に該当する受光素子とが存在すれば（ステップＳ３８のＹＥＳ）、処理部２００は、次に仮測定用受光素子５４ｍ’を検索する（ステップＳ４０）。具体的には、先に検索した仮測定用発光素子５２ｓ’とは当該血管部位を跨いで反対側の非血管領域８の上に位置する受光素子５４の中から、ループＢの処理対象とされる標本点における直交方向にあって、当該処理対象の標本点から距離Ｗの位置又は略同じ位置（Ｗ’±α）に在る受光素子５４とを検索する。これが、仮測定用受光素子５４ｍ’となる。

そして、仮測定用受光素子５４ｍ’に該当する受光素子が存在すれば（ステップＳ４２のＹＥＳ）、次に処理部２００は、仮測定用発光素子５２ｓ’を選択的に発光制御して、仮測定用受光素子５４ｍ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’とで測光する。この時の発光制御では、仮測定用発光素子５２ｓ’のみを発光させるとしても良いが、仮測定用発光素子５２ｓ’の数が所定の基準値に満たない場合、隣接する他の発光素子５２も一斉発光するように制御すると好適である。

そして、処理部２００は仮測定用受光素子５４ｍ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’それぞれで測定された輝度に基づいて透過率を算出する（ステップＳ４６；図１０参照）。
次いで、現在の距離Ｗと、算出した透過率と、仮測定用発光素子５２ｓ’と、リファレンス用受光素子５４ｒ’と、仮測定用受光素子５４ｍ’と、を対応づけてスキャンデータ５３０として、ループＡの処理対象の血管部位の血管部位データ５２０に格納する（ステップＳ４８；図１３参照）。

尚、ステップＳ３０、ステップＳ３８、ステップＳ４２にて否定判定された場合には、ステップＳ４８までスキップされる。

次に、現在の距離Ｗの設定値が所定の最大値に達していなければ（ステップＳ５０のＮＯ）、処理部２００は距離Ｗに所定値を加算・更新して（ステップＳ５２）、ステップＳ３６に戻って更新された距離Ｗに基づいて、新たに仮測定用発光素子５２ｓ’、リファレンス用受光素子５４ｒ’、仮測定用受光素子５４ｍ’の検索を行い、透過率を算出する。

もし、現在の距離Ｗの設定値が既に最大値に達していれば（ステップＳ５０のＹＥＳ）、処理部２００は透過率５３９が最小となるスキャンデータ５３０を検索し、その時の距離Ｗに対応する仮測定用発光素子５２ｓ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’と仮測定用受光素子５４ｍ’とを、正式に測定用発光素子５２ｓ・リファレンス用受光素子５４ｒ・測定用受光素子５４ｍとして設定・登録する（ステップＳ５４）。血管深度Ｄに応じた仮測定用発光素子５２ｓ’と仮リファレンス用受光素子５４ｒ’と仮測定用受光素子５４ｍ’とが、測定用発光素子５２ｓ・リファレンス用受光素子５４ｒ・測定用受光素子５４ｍとして設定されることとなる。
そして、ループＢを終了する（ステップＳ５６）。

処理対象の血管部位の標本点全てについてループＢを実行したならば、処理部２００は、ループＡの処理対象とされている血管部位に関連して確定された測定用発光素子５２ｓの数と所定の「最低発光素子数」とを比較する（ステップＳ８０）。最低発光素子数は、血液成分測定において精度良く測定を行うために必要な測定光の総量と、発光素子５２当たりの発光量との関係から予め設定される値である。

もし、新たに確定された測定用発光素子５２ｓの数が最低発光素子数以上であれば（ステップＳ８０のＹＥＳ）、十分な測定光の光量が確保できると見なし、処理部２００は当該血管部位の測定対象フラグ５５０を「０（未確定）」から「１（確定）」に変更し、当該血管部位を測定対象として確定する（ステップＳ８２）。そして、ループＡを終了する（ステップＳ８８）。
一方、新たに確定された測定用発光素子５２ｓの数が最低発光素子数未満であれば（ステップＳ８０のＮＯ）、処理部２００は処理対象の血管部位の測定対象フラグ５５０を「０（未確定）」のままとし（ステップＳ８４）、ループＡを終了する（ステップＳ８８）。

測定対象候補の血管部位７ｂの全てにループＡを実行したならば、処理部２００は次に、全ての血管部位データ５２０の測定対象フラグ５５０を参照して、当該フラグが「１」の血管部位があるか、すなわち測定対象として確定できた血管部位があるかを判定する（ステップＳ９０）。

もし、何れの血管部位７ｂの測定対象フラグ５５０も「０」のままであれば否定判定され（ステップＳ９０のＮＯ）、処理部２００は血液成分測定装置１０の取り付けからやり直すように促す通知処理、例えば通知文をタッチパネル１８に表示させるなどの処理を実行して（ステップＳ９２）、測定は行わずに処理を終了する。
もし、何れかの血管部位７ｂの測定対象フラグ５５０が「１」であれば肯定判定され（ステップＳ９０のＹＥＳ）、測定対象血管部位選択処理を終了する。

測定対象血管部位選択処理を終了したならば、図１４のフローチャートに戻って、処理部２００は、全ての測定対象血管部位７ｍに係り確定された測定用発光素子５２ｓ（確定測定用発光素子リスト５４０に登録された発光素子）を一斉発光制御し（ステップＳ２００）、全受光素子５４による一斉測光制御を行う（ステップＳ２０２）。一斉測光については、公知のＣＣＤイメージセンサーによる撮像と同様にして各受光素子における測光値を読み取り、測光値画像データ５７６として記憶部５００に記憶する。当該画像データから、Ｘｓ−Ｙｓ座標値をもとに測定用受光素子５４ｍ及びリファレンス用受光素子５４ｒによる測光結果（受光結果）を参照可能である。

次に、処理部２００は、測定用受光素子５４ｍ毎にそれぞれの測光結果から基礎吸光スペクトルを生成し（ステップＳ２０４）、リファレンス用受光素子５４ｒ毎にそれぞれの測光結果からリファレンス用吸光スペクトルを生成する（ステップＳ２０６）。

次いで、測定用受光素子５４ｍ毎に、対応する（最適距離Ｗ’の取得に伴い同じ距離Ｗで検索された意の）リファレンス用受光素子５４ｒのリファレンス用吸光スペクトルを用いて血管部位吸光スペクトルを生成する（ステップＳ２０８）。
そして、生成した全ての血管部位吸光スペクトルを平均して平均吸光スペクトルを生成し（ステップＳ２１０）、当該スペクトルに基づいて、目的の血液成分濃度値を算出・記憶し（ステップＳ２１２）、測定に係る一連の処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、非侵襲式の血液成分の測定において、光の照射位置と受光位置とを、皮膚面からの血管深度Ｄに応じて適切に定めることができる。また、測定対象血管部位７ｂを跨ぐようにして、当該血管部位をより多くの測定光が透過する相対位置関係で測定用発光素子５４ｓと測定用受光素子５４ｍとを選択できる。また、測定用発光素子５４ｓと測定用受光素子５４ｍとは複数選択できる。そして、測定に際しては、選択された測定用発光素子５４ｓを一斉発光させることで、発光素子１つ１つが小さかったり、１つ当たりの光量が小さくても、測定精度を適切に保つための光量を確保することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態ついて説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現できるが、測定光の照射位置と受光位置と測定対象血管部位との相対位置関係が異なる。具体的には、皮膚面において測定対象血管部位の上に照射位置と受光位置とを設定する。以降では、第１実施形態との差異について主に述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して説明は省略するものとする。

図１７は、本実施形態における照射位置となる測定用発光素子５２ｓと、受光位置となる測定用受光素子５４ｍとの設定例を示す図である。尚、理解を容易にするために各素子は意図的に大きく図示している。

本実施形態の照射位置判定部２１４は、受光位置として、測定対象候補の血管部位７ｂにおいて幅方向の中央にある受光素子とこれに隣接する複数の測定用発光素子５４ｓ（望ましくは、血管幅方向に隣接する受光素子の複数）を選択する。そして、同血管部位の上にある受光素子５４の中から、先に選択した測定用発光素子５２ｓを挟むように、且つ測定用発光素子５４ｓから最適距離Ｗ’の２倍または略２倍（２Ｗ’±α）離れた位置にあたる測定用受光素子５４ｍを選択する。以降、最適距離Ｗ’の２倍または略２倍（２Ｗ’±α）の間隔で、複数の測定用発光素子５２ｓと、測定用受光素子５４ｍとを交互に離散的に測定対象候補の血管部位７ｂの中から選択する。尚、最適距離Ｗ’は第１実施形態と同様に最小透過率を利用して求める。

また、本実施形態のリファレンス位置判定部２１６は、測定対象候補の血管部位７ｂに隣接する非血管領域８の上にある受光素子５４の中から、測定用発光素子５２ｓにて中心線Ｌと直交する方向へ最適距離Ｗ’の２倍または略２倍（２Ｗ’±α）離れた位置にある受光素子５４をリファレンス用受光素子５４ｒとして選択する。

そして、本実施形態の血管部位選択部２１０は、当該血管部位に係り確定できた測定用発光素子５２ｓの数が最低発光素子数以上となり、且つ、測定用受光素子５４ｍ及びリファレンス用受光素子５４ｒが設定できたならば、当該血管部位を測定対象として確定する。

図１８〜図２０は、本実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャートである。
本実施形態における測定対象血管部位選択処理では、第１実施形態のループＡに代わって、測定対象候補とされる血管部位７ｂ（図７参照）それぞれについてループＦを実行する（ステップＳ２３〜Ｓ８５）。

ループＦでは、処理対象血管部位の長さが部位最低長以上であれば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、処理部２００は、処理対象血管部位の上にある発光素子５２のうち、当該部位の中央付近にて隣接する複数の発光素子５２を仮測定用発光素子５２ｓ’に設定する（ステップＳ３１）。

次いで、距離Ｗを最小値に設定し（ステップＳ３４）、処理対象血管部位の上にある受光素子５４の中から、ステップＳ３１で設定した仮測定用発光素子５２ｓ’から距離Ｗの２倍または略２倍の受光位置にあたる仮測定用受光素子５４ｍ’を検索する（ステップＳ３５）。

そして、該当する受光素子が存在するならば（ステップＳ３７のＹＥＳ）、処理部２００は更に、処理対象血管部位に隣接する非血管領域８の上の受光素子５４の中から、ステップＳ３１で設定した仮測定用発光素子５２ｓ’にて処理対象血管部位の中心線Ｌと直交する方向で、且つステップＳ３１で設定した仮測定用発光素子５２ｓ’から距離Ｗの２倍または略２倍の位置にあたる仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を検索する（ステップＳ３９）。

そして、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’に該当する受光素子が存在するならば（ステップＳ４２のＹＥＳ）、処理部２００は、第１実施形態と同様にして透過率を算出し（ステップＳ４４〜Ｓ４８）、最低透過率となった距離Ｗに対応する仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’を、それぞれ測定用発光素子５２ｓ、測定用受光素子５４ｍ、リファレンス用受光素子５４ｒとして確定する（ステップＳ５０〜Ｓ５４）。これにより、最適距離Ｗ’も確定したことになる。

次に、処理部２００は、新たに確定した測定用受光素子５４ｍよりも血管流路方向端部側で、且つ処理対象血管部位上の発光素子の中から、当該測定用受光素子５４ｍから最適距離Ｗ’の２倍または略２倍の位置にある複数の発光素子５２を新たな仮測定用発光素子５２ｓ’として検索する（ステップＳ６０）。そして、該当する発光素子が存在すれば（ステップＳ６２のＹＥＳ）、ステップＳ６０で新たに検索された複数の仮測定用発光素子５２ｓ’を測定用発光素子５２ｓとして確定する（ステップＳ６４）。

次いで、ステップＳ６４で新たに確定された測定用発光素子５２ｓよりも更に血管流路方向端部側で、且つ処理対象血管部位上の受光素子５４の中から、当該測定用発光素子５２ｓから最適距離Ｗ’の２倍または略２倍の位置にある複数の受光素子５４を新たな仮測定用受光素子５４ｍ’として検索する（ステップＳ６６）。そして、該当する受光素子があれば（ステップＳ６８のＹＥＳ）、処理部２００はこの新たに検索された仮測定用受光素子５４ｍ’を測定用受光素子５４ｍに確定し（ステップＳ７０）、ステップＳ６０に戻る。

すなわち、処理対象血管部位に沿って、最適距離Ｗ’の２倍または略２倍の間隔で、隣接する複数の仮測定用発光素子５２ｓ’からなる発光素子群と、仮測定用受光素子５４ｍ’とを交互に検索してゆく。
やがて、該当する発光素子群や受光素子が検索できなくなると（ステップＳ６２のＮＯ、ステップＳ６８のＮＯ）、処理部２００は次に、ループＦの処理対象血管部位に係り確定された測定用発光素子５２ｓの数が最低素子数以上であれば（ステップＳ８０のＹＥＳ）、当該血管部位を測定対象に確定し（ステップＳ８２）、ループＦを終了する（ステップＳ８５）。もし、確定された測定用発光素子５２ｓの数が最低素子数未満であれば（ステップＳ８０のＮＯ）、処理部２００は当該血管部位を測定対象にはせずに（ステップＳ８４）、ループＦを終了する（ステップＳ８５）。

このように、本実施形態によれば測定用発光素子５２ｓと測定用受光素子５４ｍとを測定対象血管部位７ｍ上に設定できるので、隣接する非血管領域８の面積が小さくとも（それでも、リファレンス用受光素子５４ｒが設定できる程度は必要であるが）血液成分の測定が可能になる。

尚、本実施形態の測定対象血管部位選択処理は、第１実施形態に組み込む構成も可能である。例えば、第１実施形態のステップＳ８４（図１６参照）に代えて、本実施形態の測定対象血管部位選択処理を実行する構成も可能である。

〔第３実施形態〕
次に、本発明を適用した第３実施形態ついて説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現できるが、測定対象血管部位の血管深度Ｄに高い相関性を有する最適距離Ｗ’の取得方法が異なる。尚、本実施形態では、第１実施形態との差異について主に述べることとし、第１又は第２実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して説明は省略するものとする。

図２１は、本実施形態における照射位置と受光位置との設定例を示す図である。尚、理解を容易にするために各素子は意図的に大きく図示している。
第１実施形態では、距離Ｗの値を徐々に加算しつつ、その都度、仮測定用受光素子５２ｓ’と、仮測定用受光素子５４ｍ’と、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’とを選択して透過率を算出した。本実施形態では、仮測定用受光素子５２ｓ’と仮測定用受光素子５４ｍ’の選択までは同じであるが、仮リファレンス用受光素子５４ｒ’に代えて仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を選択し、透過率を算出する。

仮リファレンス用発光素子５２ｒ’は、仮測定用受光素子５４ｍ’と同じ非血管領域８（図２１の例では、網掛け表示された測定対象の候補とされる血管部位７ｂより下側の空白）の上にある発光素子５２の中から、仮測定用受光素子５４ｍ’から距離Ｗの２倍又は略２倍（２Ｗ±α）の位置の発光素子が選択される。

そして、透過率の算出に際しては、最初に、仮測定用発光素子５２ｓ’を発光させ、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’は発光させない状態で、測定用受光素子５４ｍ’により測光して第１の光強度を取得する。次に、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を発光させ、仮測定用発光素子５２ｓ’は発光させない状態で、測光用受光素子５４ｍ’により測光し第２の光強度を得る。そして、第１の光強度を第２の光強度で除算して、当該距離Ｗに基づく透過率を算出する。

距離Ｗと透過率の関係は、第１実施形態と同様である。よって、最小透過率が得られた距離Ｗが「最適距離Ｗ’」となる。最適距離Ｗ’が測定対象血管部位７ｂの血管深度Ｄと高い相関を有するのは第１実施形態と同様である。よって、本実施形態においても「最適距離Ｗ’」の算出は「血管深度」の算出と同義と言える。そして、最小透過率を得た距離Ｗに基づいて選択された仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を、それぞれ測定用発光素子５２ｓ、測定用受光素子５４ｍ、リファレンス用発光素子５２ｒとして確定する。

当然、図２２に示すように、本実施形態の血管部位データ５２０は、スキャンデータ５３０に、第１実施形態の仮リファレンス用受光素子リスト５３６に代えて、仮リファレンス用発光素子リスト５３７を有する。また、第１実施形態の確定リファレンス用受光素子リスト５４３に代えて、確定リファレンス用発光素子リスト５４３を有する。

図２３〜図２４は、本実施形態における測定対象血管部位選択処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態の測定対象血管部位選択処理のループＢでは、距離Ｗの値を設定した後（ステップＳ３４）、処理部２００は、当該距離Ｗに基づいて、ループＡの処理対象の血管部位に隣接する非血管領域８上の発光素子５２及び受光素子５４の中から、仮測定用発光素子５２ｓ’と、仮測定用受光素子５４ｍ’と、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’とを検索する（ステップＳ４１ａ）。

それらが抽出できたならば（ステップＳ４１ｂのＹＥＳ）、処理部２００は、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を発光させず、仮測定用発光素子５２ｓ’を発光させて、仮測定用受光素子５４ｍ’で測光し、第１の光強度を測定する（ステップＳ４５ａ）。
次いで、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を発光させ、仮測定用発光素子５２ｓ’を発光させずに、仮測定用受光素子５４ｍ’で測光し、第２の光強度を測定する（ステップＳ４５ｂ）。

次いで、第１の光強度を第２の光強度で除して、当該距離Ｗに対応する透過率を算出し（ステップＳ４６）、距離Ｗ、仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’、及び透過率を対応づけて新たなスキャンデータ５３０として記憶する（ステップＳ４７）。

距離Ｗを徐々に大きくして（ステップＳ５２）、所定の最大値以上になれば（ステップＳ５０のＹＥＳ）、処理部２００は、最小の透過率を得た距離Ｗに基づいて選択された仮測定用発光素子５２ｓ’、仮測定用受光素子５４ｍ’、仮リファレンス用発光素子５２ｒ’を、それぞれ測定用発光素子５２ｓ、測定用受光素子５４ｍ、リファレンス用発光素子５２ｒとして確定する（ステップＳ５５）。

尚、本実施形態の測定対象血管部位選択処理に、第２実施形態の測定対象血管部位選択処理を組み込む構成も可能である。例えば、第３実施形態のステップＳ８４（図２４参照）に代えて、第２実施形態の測定対象血管部位選択処理を実行する構成も可能である。

〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の適用形態はこれらに限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。

例えば、血液成分測定装置１０は腕時計型の一体の装置に限らず、例えば図２５に示すように、センサーモジュール５０とバンド１４とを腕時計型のデバイス１１とし、操作スイッチ１６やタッチパネル１８、制御基板３０などその他の構成要素を装置本体１９に備え、両者を有線通信或いは無線通信接続する医療機器を構成しても良い。

また、上記実施形態では、最適距離Ｗ’（換言すると、血管深度Ｄ）を自機で求める構成として説明したが、予め設定された値を読み込む構成としても良い。その場合、最適距離Ｗ’或いは血管深度Ｄは前回の血液成分測定時に取得した値としても良いし、年齢・性別・肥満度合などをパラメーターにして統計的に求められた値を記憶しておき、測定開始前に被検者２の年齢・性別・肥満度などのプロファイルに適合する値を読み出す構成であっても良い。

また、上記実施形態では、測定光は位置が固定された発光素子５２から所定方向に照射される構成であって、照射位置は発光制御する発光素子５２と対応する構成であったが、発光素子５２を単数とし、照射方向を偏向する光学デバイスで照射位置へ向けて測定光を照射する構成としても良い。

また、血管深度Ｄの推定を次の方法で行うこととしてもよい。
例えば、測定光を受けた血管の反射光は、皮膚表面から深い血管ほど散乱の影響を受けて強度が弱くなる。よって、生体画像Ｐ２（図４参照）では、血管深度の大きい血管つまり、深い位置にある血管ほど輝度が暗くなりづらく、非血管部との差異が小さい。また、輝度の暗い部分が血管幅方向に広がる傾向にある。このことを利用して、最適距離取得部２１２（図１２参照）が、生体画像Ｐ２に基づいて測定対象の候補とされる血管部位７ｂ毎の血管深度Ｄを推定するように機能させる。
例えば、図４の生体画像Ｐ２から図５の血管位置情報Ｐ４を得た後に、血管部位７ｂの幅方向における中心位置の輝度及び輪郭位置の輝度と、当該血管部位７ｂの幅方法の長さとから、回帰分析により血管深度Ｄを推定することとしてもよい。

また、上記実施形態では、照射位置と受光位置の両方を血管深度Ｄが大きくなるほど血管７ｂから遠ざけているが、照射位置と受光位置の何れかのみを血管深度Ｄが大きくなるほど血管７ｂから遠ざける構成も可能である。つまり、照射位置と受光位置の何れか一方が、測定対象の候補とされる血管７ｂの中心線Ｌから所定距離だけ離れた位置に固定とし、残った他方のみ距離Ｗの加算・更新の都度求めるとしても良い。ここで言う「所定距離」は、固定値としてもよいし、被検者２の年齢・性別・肥満度などに適合するプロファイルに予め定められた値としてもよい。

２…被検者、３…照射位置、４…受光位置、７…血管、７ｂ…測定対象候補とされる血管部位、７ｍ…測定対象血管部位、８…非血管領域、１０…血液成分測定装置、１１…デバイス、１２…本体ケース、１４…バンド、１６…操作スイッチ、１８…タッチパネル、１９…装置本体、２０…通信装置、２２…メモリーカード、２４…リーダーライター、２６…内蔵バッテリー、３０…制御基板、３２…ＣＰＵ、３４…メインメモリー、３６…測定データ用メモリー、３８…タッチパネルコントローラーＩＣ、４０…センサーモジュールコントローラー、４２…発光コントローラー部、４４…測光コントローラー部、５０…センサーモジュール、５１…受光層、５２…発光素子、５２ｓ…測定用発光素子、５２ｓ’…仮測定用発光素子、５３…遮光層、５４…受光素子、５４ｍ…測定用受光素子、５４ｍ’…仮測定用受光素子、５４ｒ…リファレンス用受光素子、５４ｒ’…仮リファレインス用受光素子、５５…分光層、５７…発光層、１００…操作入力部、２００…処理部、２０２…生体画像取得制御部、２０４…血管位置取得制御部、２１０…血管部位選択部、２１２…最適距離取得部、２１４…照射位置判定部、２１６…リファレンス位置判定部、２３０…照射制御部、２４０…測定部、２４２…測光制御部、２４４…吸光スペクトル生成部、２４６…成分値算出部、２６０…画像生成部、２７０…通信制御部、３３０…発光部、３４２…受光部、３６０…画像表示部、３７０…通信部、５００…記憶部、５０１…システムプログラム、５０２…測定プログラム、５０４…発光素子リスト、５０６…受光素子リスト、５１０…生体画像データ、５１２…血管位置情報、５２０…血管部位データ、５２２…血管部位ＩＤ、５２４…部位ピクセルリスト、５２６…標本点リスト、５２８…部位長、５３０…スキャンデータ、５３２…設定距離、５３４…仮測定用発光素子リスト、５３６…仮リファレンス用受光素子リスト、５３７…仮リファレンス用発光素子リスト、５３８…仮測定用受光素子リスト、５３９…透過率、５４０…確定測定用発光素子リスト、５４２…確定リファレンス用受光素子リスト、５４３…確定リファレンス用発光素子リスト、５４４…確定測定用受光素子リスト、５５０…測定対象フラグ、５７０…確定測定用発光素子リスト、５７２…確定リファレンス用受光素子リスト、５７４…確定測定用受光素子リスト、５７６…測光値画像データ、５７８…基礎吸光スペクトルデータ、５８０…リファレンス用吸光スペクトルデータ、５８２…血管部位吸光スペクトルデータ、５８４…平均吸光スペクトルデータ、５８６…血液成分値

Claims

平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを備えて皮膚面に向けて配置されたデバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得することと、
光を照射させる前記発光素子の変更および受光する前記受光素子の変更を制御することで受光結果に基づいて前記皮膚面からの前記対象血管の深度を求める、前記生体画像に基づいて前記対象血管の深度を推定する、或いは、前記対象血管の深度を所定の値に設定することと、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを、前記皮膚面において前記照射位置及び前記受光位置の何れかを前記深度が大きくなるほど前記対象血管から遠ざけるようにして決定することと、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定することと、
を含む血液成分測定方法。
平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを備えて皮膚面に向けて配置されたデバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得することと、
光を照射させる前記発光素子の変更および受光する前記受光素子の変更を制御することで受光結果に基づいて前記皮膚面からの前記対象血管の深度を求める、前記生体画像に基づいて前記対象血管の深度を推定する、或いは、前記対象血管の深度を所定の値に設定することと、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを前記対象血管上に決定することと、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定することと、
を含む血液成分測定方法。
平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを備えて皮膚面に向けて配置されたデバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得することと、
前記皮膚面において、基準位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟む第１位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟まない第２位置とを定めることと、前記基準位置に対応する前記発光素子からの光の照射と、前記第１位置及び前記第２位置に対応する前記受光素子それぞれでの受光とを行うか、或いは、前記第１位置及び前記第２位置に対応する前記発光素子それぞれからの光の照射と、前記基準位置に対応する前記受光素子での受光とを行うこととを、前記第１位置を変更して繰り返し実行することと、
前記繰り返しの実行において前記受光した結果に基づいて、前記対象血管の深度を求めることと、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを決定することと、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させることと、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定することと、
を含む血液成分測定方法。
平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
光を照射させる前記発光素子の変更および受光する前記受光素子の変更を制御することで受光結果に基づいて前記皮膚面からの前記対象血管の深度を求める、前記生体画像に基づいて前記対象血管の深度を推定する、或いは、前記対象血管の深度を所定の値に設定する深度設定部と、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを、前記皮膚面において前記照射位置及び前記受光位置の何れかを前記深度が大きくなるほど前記対象血管から遠ざけるようにして決定する位置決定部と、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御を行う照射制御部と、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。
平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
光を照射させる前記発光素子の変更および受光する前記受光素子の変更を制御することで受光結果に基づいて前記皮膚面からの前記対象血管の深度を求める、前記生体画像に基づいて前記対象血管の深度を推定する、或いは、前記対象血管の深度を所定の値に設定する深度設定部と、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを前記対象血管上に決定する位置決定部と、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御を行う照射制御部と、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。
平面状に配列された複数の発光素子と平面状に配列された複数の受光素子とを有して皮膚面に向けて配置されるデバイスを備える、或いは、前記デバイスと外部接続し、前記デバイスを制御して血液の成分を測定する血液成分測定装置であって、
前記デバイスの前記発光素子による光の照射および前記受光素子による受光を制御して生体画像を取得することで、前記皮膚面から見た対象血管の位置を取得する血管位置取得部と、
前記皮膚面において、基準位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟む第１位置と、前記基準位置との間で前記対象血管を挟まない第２位置とを定めることと、前記基準位置に対応する前記発光素子からの光の照射と、前記第１位置及び前記第２位置に対応する前記受光素子それぞれでの受光とを行うか、或いは、前記第１位置及び前記第２位置に対応する前記発光素子それぞれからの光の照射と、前記基準位置に対応する前記受光素子での受光とを行うこととを、前記第１位置を変更して繰り返し実行し、当該繰り返しの実行において前記受光した結果に基づいて、前記対象血管の深度を求める取得部と、
前記取得された前記対象血管の位置と前記深度とに基づいて、前記皮膚面における光の照射位置と前記皮膚面における受光位置とを決定する位置決定部と、
前記照射位置に対応する前記発光素子から光を照射させる制御を行う照射制御部と、
前記受光位置に対応する前記受光素子の受光結果を用いて血液の成分を測定する測定部と、
を備えた血液成分測定装置。
請求項４〜６の何れか一項に記載の血液成分測定装置を具備する医療機器。