無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置及無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定方法

專利名稱：無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置及無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)分析拍攝生物體所得生物體圖像中的血管對(duì)血液中所含成份進(jìn)行測(cè)定的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置和無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定方法。

背景技術(shù)：
用攝影設(shè)備拍攝生物體、分析生物圖像中的血管、以此測(cè)定血紅蛋白等血液成份的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置比如在美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上已公開。此美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置具備照射使用者手腕上的血管(靜脈)的第一光源、從第一光源照射下的血管檢測(cè)光學(xué)信息的集光設(shè)備、根據(jù)此光學(xué)信息分析流經(jīng)上述血管中的血液成份的分析裝置。以此，使用者可以僅將上述裝置戴在手腕上即可連續(xù)測(cè)量血液所含成份。
用美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置測(cè)定血液成份時(shí)，為了便于拍攝血管圖像，束帶戴在使用者手臂比手腕靠近心臟的位置，向該使用者手臂施加一定壓力，以此阻礙手腕周圍血流，使腕部血管(靜脈)膨脹。
生物體由于束帶的施壓，不僅目標(biāo)血管，該血管周圍組織的毛細(xì)血管也淤血，血液滯流。測(cè)定時(shí)根據(jù)含血管在內(nèi)的生物體的拍攝圖像中血管部分的亮度和其周圍部分的亮度的差，求血液成份的量。但是周圍組織受壓淤血，上述亮度差會(huì)縮小。因此，有測(cè)定值比實(shí)際值小的問(wèn)題。
美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置在上述第一光源之外，還另配置有照射血管周圍組織的第二光源、從被第二光源照射的生物細(xì)胞檢測(cè)光學(xué)信息的第二集光部分，根據(jù)從生物組織獲取的光學(xué)信息對(duì)血液成份進(jìn)行校正。
然而，美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置除了用于從本來(lái)的測(cè)定對(duì)象——血管獲取光學(xué)信息的裝置外，還需要用于從血管周圍的生物組織獲取光學(xué)信息的專用光源和集光器件，裝置的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。又由于在獲取、分析上述光學(xué)信息時(shí)不能為生物拍照，血液成份的分析很費(fèi)時(shí)。
美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置還配有與第一光源同一方向發(fā)光照射血管的第三光源，上述集光器件從第一光源和第三光源照射的血管檢測(cè)光學(xué)信息。即，美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)上記述的裝置是在生物側(cè)面配置光源和攝像設(shè)備的反射型裝置。這種反射型裝置不能將光源配置在攝像設(shè)備的視野內(nèi)，因此攝像設(shè)備視野內(nèi)的亮度沒(méi)有透射型裝置均勻。第一光源和第三光源的發(fā)光量對(duì)測(cè)定精度有重大影響，因此，在反射型的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置中，第一光源和第三光源的光量調(diào)節(jié)很重要。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一部分提供一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括 光源，照明含血管在內(nèi)的生物體； 攝像系統(tǒng)，拍攝所述所照生物體；及 分析系統(tǒng)，根據(jù)拍攝所得生物體圖像中的血管像取得血液中所含成份濃度、根據(jù)所述生物體圖像中的血管周邊組織像對(duì)所述所得成份濃度進(jìn)行校正。
其中 所述分析系統(tǒng)具有第一生成設(shè)備、第二生成設(shè)備、成份濃度獲取設(shè)備和校正設(shè)備，第一生成設(shè)備用于根據(jù)所述生物圖像生成表示橫斷所述生物體圖像中血管像分布的第一亮度分布的第一亮度分布信息；第二生成設(shè)備用于根據(jù)所述生物圖像生成表示沿所述生物體圖像中血管像分布的第二亮度分布的第二亮度分布信息；成份濃度獲取設(shè)備用于根據(jù)所述第一亮度分布信息獲取所述成份濃度；校正設(shè)備用于根據(jù)所述第二亮度分布信息對(duì)該成份濃度進(jìn)行校正。
所述第二生成設(shè)備可以根據(jù)位于距所述生物圖像中血管像一定距離的所述生物圖像中的血管周邊組織像生成所述第二亮度分布信息。
所述校正設(shè)備可以根據(jù)所述第二亮度分布信息獲取反映血管周邊組織中的血量的值，并根據(jù)所述獲得的值對(duì)所述成份濃度進(jìn)行校正。
所述校正設(shè)備可以根據(jù)所述反映血管周邊組織中的血量的值獲取所述第二亮度分布上的亮度隨距所述光源的距離而衰減的衰減率。
本發(fā)明第二部分提供一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括 光源，照明含血管在內(nèi)的生物體； 攝像系統(tǒng)，拍攝所述所照生物體；及 分析系統(tǒng)，根據(jù)拍攝所得生物圖像中的血管像和反映血管周邊組織中血量的值取得血液所含成份濃度。
其中 所述反映血管周邊組織中血量的值為血管周邊組織像的亮度隨距所述光源的距離而衰減的衰減率。
本發(fā)明第三部分提供一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括 第一光源，照明含血管在內(nèi)的生物體； 第二光源，與所述第一光源間隔一定距離配置、照明所述生物體； 攝像系統(tǒng)，拍攝所述生物體； 分析系統(tǒng)，通過(guò)分析所述攝像系統(tǒng)拍攝所述生物體所得生物體圖像中的血管像獲取血液中所含成份濃度；及 調(diào)光設(shè)備，根據(jù)所述攝像系統(tǒng)拍攝所述第一光源照射的所述生物體所得第一生物體圖像和所述攝像系統(tǒng)拍攝所述第二光源照射的所述生物體所得第二生物體圖像調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的各個(gè)光量。
其中 所述攝像系統(tǒng)可以通過(guò)拍攝所述第一光源和第二光源照射的所述生物體，取得第三生物體圖像； 所述分析系統(tǒng)可以分析所述第三生物體圖像中的血管像。
所述無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置還包括接受測(cè)定指示的指示的接受部分，其中，所述無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置當(dāng)其指示接受部分收到所述測(cè)定指示時(shí)，所述調(diào)光設(shè)備調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量，調(diào)光后的所述第一光源和第二光源照射所述生物體，所述攝像系統(tǒng)拍攝在所述第一光源和第二光源照射下的所述生物體，所述分析系統(tǒng)對(duì)該攝像系統(tǒng)拍攝所述生物體獲得的第三生物體圖像中的血管像進(jìn)行分析。
所述調(diào)光設(shè)備可以生成表示橫斷所述第一生物圖像中血管像而分布的第一亮度分布的第一亮度分布信息，生成表示橫斷所述第二生物體圖像中血管像而分布的第二亮度分布的第二亮度分布信息，根據(jù)所述第一亮度分布信息和第二亮度分布信息調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量。
所述調(diào)光設(shè)備可根據(jù)所述第一亮度分布中最大亮度值和所述第二亮度分布中最大亮度值調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量。
所述攝像系統(tǒng)的攝像區(qū)有沿所述生物體血管設(shè)置的第一中心軸和與所述第一中心軸垂直相交的第二中心軸， 所述第一光源和第二光源夾所述第一中心軸配置。
所述第一光源和第二光源夾所述第一中心軸配置時(shí)，相隔距離比所述第二中心軸的軸長(zhǎng)方向的攝像區(qū)長(zhǎng)度短。
所述第一光源包括二個(gè)光源器件， 所述第二光源包括二個(gè)光源器件， 所述第一光源所具備的二個(gè)光源器件夾所述攝像區(qū)與所述第一中心軸軸長(zhǎng)方向平行配置， 所述第二光源所具備的二個(gè)光源器件夾所述攝像區(qū)與所述第一中心軸軸長(zhǎng)方向平行配置。
本發(fā)明第四部分提供一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定方法，包括 為含血管在內(nèi)的生物體照明的步驟； 拍攝所述光照的生物體、取得生物體圖像的步驟； 根據(jù)所述生物體圖像中的血管像取得血液所含成份濃度的步驟；以及 根據(jù)所述生物體圖像中血管周邊組織像對(duì)所述取得的成份濃度進(jìn)行校正的步驟。
本發(fā)明第五部分提供一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定方法，包括 用第一光源照射含血管在內(nèi)的生物體； 拍攝所述第一光源照射的生物體，取得第一生物體圖像； 用第二光源照射所述生物體； 拍攝第二光源照射的所述生物體，取得第二生物體圖像； 根據(jù)所述第一生物體圖像和第二生物體圖像調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量； 用調(diào)光后的所述第一光源和第二光源照射所述生物體； 拍攝所述第一光源和第二光源照射的所述生物體，獲取第三生物體圖像；以及 分析所述第三生物體圖像中的血管像。



圖1為顯示本發(fā)明無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置的一實(shí)施方式的大致結(jié)構(gòu)圖； 圖2為圖1所示無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置的截面說(shuō)明圖； 圖3為光源結(jié)構(gòu)的平面圖； 圖4為設(shè)在固定板上的發(fā)光二極管的位置關(guān)系圖； 圖5為測(cè)定單元的結(jié)構(gòu)框圖； 圖6為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的畫面一例； 圖7為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置血管對(duì)位時(shí)顯示的畫面一例； 圖8為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置測(cè)定結(jié)束時(shí)的畫面一例； 圖9為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置測(cè)定操作的流程圖； 圖10為將含攝像區(qū)域CR的長(zhǎng)方形區(qū)域在0≤x≤640、0≤y≤480范圍內(nèi)分割成X、Y二維坐標(biāo)的附圖； 圖11為在一定Y坐標(biāo)中的X方向像素的亮度波形(亮度波形PF)一例； 圖12為求血管位置方法的說(shuō)明圖； 圖13為圖9所示流程圖步驟S11中實(shí)施的血紅蛋白濃度測(cè)量處理的詳細(xì)流程圖； 圖14為相對(duì)于位置X濃度D的分布圖； 圖15為對(duì)于位置X亮度B的分布圖； 圖16為相對(duì)于位置X溶液D的分布圖； 圖17為沿血管像分布的第二亮度分布的例示圖；及 圖18為針對(duì)數(shù)個(gè)被檢者的血紅蛋白濃度將用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀等測(cè)得的實(shí)測(cè)值和用本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置1計(jì)算出的值繪制成的圖。

具體實(shí)施例方式 下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置的實(shí)施方式。
圖1為顯示本發(fā)明無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的一實(shí)施方式的大致結(jié)構(gòu)圖。此無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1為手表式血液成份分析儀，由儀器主機(jī)3和固定器具4組成。儀器主機(jī)3通過(guò)固定器具4配帶在人的手腕上。儀器主機(jī)3通過(guò)固定器具4可沿人的手腕轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整位置。儀器主機(jī)3的側(cè)面設(shè)有供使用者操作無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的電源/執(zhí)行鍵38和主菜單鍵39。束帶2戴在使用者手臂比手腕更靠近心臟處。束帶2以一定壓力向使用者手臂施壓，阻止手腕周圍的血液流動(dòng)，使手腕的血管(靜脈)膨脹。如此在束帶2向手腕加壓的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定，易于血管圖像的拍攝。
圖2為圖1所示無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的截面說(shuō)明圖。儀器主機(jī)3由外殼35、配置于外殼35內(nèi)側(cè)的內(nèi)蓋37、裝在內(nèi)蓋37下部的結(jié)合件41組成。外殼35中央有為放置后述測(cè)定單元5而形成的圓筒形單元固定部35a。內(nèi)蓋37和結(jié)合件41的中央形成一空間，用于容納單元固定部35a。從此單元固定部35a的外壁中間水平伸出一對(duì)突出物35c、35d。此突出物35c和內(nèi)蓋37之間以及突出物35d和內(nèi)蓋37之間分別用壓縮彈簧37a、37b連接。外殼35通過(guò)這些壓縮彈簧37a、37b向內(nèi)蓋37施加壓力。結(jié)合件41的側(cè)面形成凹狀結(jié)合部41a，可與后述支架42的內(nèi)向突起42a咬合。
上述固定器具4由支架42和腕帶43構(gòu)成。支架42上面形狀為長(zhǎng)方形，其中央有供嵌入儀器主機(jī)3的結(jié)合件41的圓形開口。此開口的邊緣設(shè)有結(jié)合件41可沿軸AZ旋轉(zhuǎn)的內(nèi)向突起42a。支架42裝有伸縮自如的橡膠制腕帶43。外殼35和內(nèi)蓋37用不透光的材料制成。
單元固定部35a固定有測(cè)定單元5。此測(cè)定單元5由光源51、攝像系統(tǒng)52、控制器53、顯示器54組成，光源51、攝像系統(tǒng)52、顯示器54和控制器53之間用電線和扁平電纜(無(wú)圖示)等連接，可互相傳輸電子信號(hào)。
下面就光源51進(jìn)行說(shuō)明。圖3為光源51的平面結(jié)構(gòu)圖。光源51由圓片形固定板51a、固定于此固定板51a的四個(gè)發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2構(gòu)成。固定板51a的中央有供射入攝像系統(tǒng)52的光線通過(guò)的圓形開口51b，沿此開口51b周圍配置了上述發(fā)光二極管。
圖4為配置于固定板51a的四個(gè)發(fā)光二極管的位置關(guān)系圖。發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2分別對(duì)稱地配置于通過(guò)開口51b中心互相垂直相交的第一軸AY和第二軸AX上。在無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1配戴于手腕的狀態(tài)下，手腕表面的攝像區(qū)CR為被攝像系統(tǒng)52拍攝并顯示在顯示器54的區(qū)域。發(fā)光二極管L1、L2(第二光源)一側(cè)的標(biāo)志線62a和發(fā)光二極管R1、R2(第一光源)一側(cè)的標(biāo)志線62b之間的區(qū)域62c為適于攝像系統(tǒng)52拍攝區(qū)域、即攝像時(shí)血管所處的位置區(qū)域。標(biāo)志線62a和62b通過(guò)控制器53顯示在顯示器54。進(jìn)行血液成份分析時(shí)，調(diào)整儀器主機(jī)3的安裝位置，使手腕的任意血管位于上述區(qū)域62c內(nèi)。血管被發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2從兩邊用近紅外光(中心波長(zhǎng)＝805nm)照亮。
下面就攝像系統(tǒng)52的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，攝像系統(tǒng)52由反射光聚焦用鏡頭52a、固定鏡頭52a的鏡筒52b、拍攝生物體的CCD照相機(jī)52c構(gòu)成，能夠拍攝攝像區(qū)CR。鏡頭52a和鏡筒52b插入內(nèi)部為黑色圓筒形的遮光筒52d。CCD照相機(jī)52c將成像的圖像以圖像信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?3。
下面說(shuō)明控制器53的結(jié)構(gòu)。控制器53在CCD照相機(jī)52c的上面。圖5為測(cè)定單元5的結(jié)構(gòu)框圖。控制器53由CPU53a、主存儲(chǔ)器53b、閃存卡閱讀器53c、光源輸出輸入接口53d、幀存儲(chǔ)器53e、圖像輸入接口53f、輸入接口53g、通信接口53h、圖像輸出接口53i構(gòu)成。CPU53a、主存儲(chǔ)器53b、閃存卡閱讀器53c、光源輸出輸入接口53d、幀存儲(chǔ)器53e、圖像輸入接口53f、輸入接口53g、通信接口53h、圖像輸出接口53i通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線連接，可互傳數(shù)據(jù)。此結(jié)構(gòu)使CPU53a可以向主存儲(chǔ)器53b、閃存卡閱讀器53c和幀存儲(chǔ)器53e讀寫數(shù)據(jù)，并與光源輸出輸入接口53d、圖像輸入接口53f、輸入接口53g、圖像輸出接口53i和通信接口53h互傳數(shù)據(jù)。
作為分析系統(tǒng)的CPU53a可以執(zhí)行存儲(chǔ)于無(wú)圖示的ROM和主存儲(chǔ)器53b的計(jì)算機(jī)程序。本裝置就是通過(guò)該CPU53a執(zhí)行后述計(jì)算機(jī)程序，發(fā)揮無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置功能的。
主存儲(chǔ)器53b由SRAM或DRAM等構(gòu)成，用于讀取存儲(chǔ)在無(wú)圖示的ROM和閃存卡53j的計(jì)算機(jī)程序。還可以作為CPU53a執(zhí)行這些計(jì)算機(jī)程序時(shí)的工作空間。
閃存卡閱讀器53c用于讀取存儲(chǔ)在閃存卡53j的數(shù)據(jù)。閃存卡53j有閃存(無(wú)圖示)，無(wú)需外部供電也可保存數(shù)據(jù)。閃存卡53j存儲(chǔ)有CPU53a執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序和用于執(zhí)行這些程序的數(shù)據(jù)。
閃存卡53j比如裝有TRON規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)不限于此，比如也可安裝美國(guó)微軟公司生產(chǎn)的Windows(注冊(cè)商標(biāo))等提供圖形用戶界面的操作系統(tǒng)。在以下說(shuō)明中，本實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)程序均在該操作系統(tǒng)上運(yùn)行。
光源輸出輸入接口53d由D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器等組成的模擬信號(hào)接口構(gòu)成。光源輸出輸入接口53d分別與設(shè)在光源51的四個(gè)發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2用電信號(hào)線連接，可對(duì)這些發(fā)光二極管的動(dòng)作進(jìn)行控制。光源輸出輸入接口53d根據(jù)后述計(jì)算機(jī)程序控制給發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2的電流。
幀存儲(chǔ)器53e由SRAM或DRAM等分別構(gòu)成，在后述圖像輸入接口53f執(zhí)行圖像處理時(shí)，作為數(shù)據(jù)存放處使用。
圖像輸入接口53f具有包括A/D轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器線路(無(wú)圖示)。圖像輸入接口53f通過(guò)電信號(hào)線與CCD照相機(jī)52c連接，從該CCD照相機(jī)52c輸入圖像信號(hào)。從CCD照相機(jī)52c輸入的圖像信號(hào)在圖像輸入接口53f被進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)存放在幀存儲(chǔ)器53e。
輸入接口53g由A/D轉(zhuǎn)換器組成的模擬信號(hào)接口構(gòu)成，電源/執(zhí)行鍵38和主菜單鍵39與之電氣連接。使用者可以通過(guò)該主菜單鍵39選擇裝置的操作項(xiàng)目。還可以通過(guò)電源/執(zhí)行鍵38讓裝置執(zhí)行裝置的電源開/關(guān)以及所選操作動(dòng)作。
通信接口53h由比如USB、IEEE1394、RS-232C等串行接口或SCSI等并行接口構(gòu)成?？刂破?3可以通過(guò)該通信接口53h，根據(jù)一定的通信協(xié)議與移動(dòng)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等外設(shè)之間傳輸信號(hào)。據(jù)此，控制器53通過(guò)通信接口53h將測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)傳送到外部連接設(shè)備。
圖像輸出接口53i與顯示器54電氣連接，將與從CPU53a接收的圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的圖像信號(hào)輸出到顯示器54。
下面就顯示器54進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，顯示器54配置于測(cè)定單元5上方，固定在外殼35上。此顯示器54由液晶顯示器構(gòu)成，根據(jù)從圖像輸出接口53i接收的圖像信號(hào)顯示畫面。這種畫面顯示可以根據(jù)無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的狀態(tài)切換，比如與待機(jī)狀態(tài)、血管對(duì)位時(shí)、測(cè)定結(jié)束狀態(tài)相應(yīng)的畫面顯示在顯示器54上。
圖6顯示了無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)顯示畫面的一例。無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)顯示器54的畫面中央顯示日期和時(shí)間。顯示器54的畫面右下方為菜單顯示區(qū)54a，顯示按電源/執(zhí)行鍵38時(shí)的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的動(dòng)作，當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，顯示“測(cè)定”。
圖7為血管對(duì)位時(shí)顯示畫面的一例。本實(shí)施方式的無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1可以在顯示器54顯示表示適于攝像系統(tǒng)52拍攝的區(qū)域的標(biāo)志線62a、62b，同時(shí)判斷血管圖像是否在適于攝像的區(qū)域內(nèi)。在進(jìn)行血管對(duì)位時(shí)，與所拍圖像一起顯示后述方式形成的血管圖形61和以紅色顯示的標(biāo)志線62a、62b。此標(biāo)志線62a、62b的周圍顯示表示方向的標(biāo)記63、64、65、66。各標(biāo)記可亮燈，當(dāng)血管圖形61不在可收納于標(biāo)志線62a和標(biāo)志線62b之間的區(qū)域62c內(nèi)的位置時(shí)，控制器53讓各標(biāo)記發(fā)亮，指示使用者移動(dòng)儀器主機(jī)3的方向，使血管圖形61位于區(qū)域62c內(nèi)。
在此，就各標(biāo)記亮燈指示儀器主機(jī)3移動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。在圖7中，當(dāng)標(biāo)記63和標(biāo)記64亮?xí)r，使用者需要向圖7中右側(cè)移動(dòng)儀器主機(jī)3，當(dāng)標(biāo)記65和標(biāo)記66亮?xí)r，使用者需要向圖7中左側(cè)移動(dòng)儀器主機(jī)3。當(dāng)標(biāo)記63和標(biāo)記65亮?xí)r，使用者需要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器主機(jī)3，當(dāng)標(biāo)記64和標(biāo)記66亮?xí)r，使用者需要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器主機(jī)3。比如，血管圖形61位置如圖7所示時(shí)，控制器53亮標(biāo)記63和標(biāo)記65，敦促使用者順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器主機(jī)3。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，在將攝像系統(tǒng)52的位置調(diào)整到適于拍攝血管的區(qū)域時(shí)，使用者很容易掌握該向哪邊移動(dòng)儀器主機(jī)3，便于調(diào)整攝像系統(tǒng)52的位置。
另外，如果血管圖形61不在區(qū)域62c(圖4)內(nèi)，則標(biāo)志線62a、62b顯示為紅色，如果血管圖形61在區(qū)域62c內(nèi)，則標(biāo)志線62a、62b顯示為藍(lán)色。據(jù)此，使用者可以很輕松地知道血管圖形61在不在區(qū)域62c內(nèi)。
在進(jìn)行血管對(duì)位時(shí)，菜單顯示區(qū)54a顯示“繼續(xù)”，當(dāng)血管圖形61位于區(qū)域62c內(nèi)時(shí)，標(biāo)志線62a、62b顯示為藍(lán)色，電源/執(zhí)行鍵38有效，使用者按此鍵，則測(cè)定繼續(xù)進(jìn)行。
圖8為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1測(cè)定結(jié)束時(shí)的畫面一例。血液成份血紅蛋白濃度的測(cè)定結(jié)果以數(shù)字形式、便于使用者查看的方式顯示在顯示器54上，顯示為“15.6g/dL”。此時(shí)，菜單顯示區(qū)54a顯示“確認(rèn)”。
下面就無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1的測(cè)定過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。圖9為無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1執(zhí)行測(cè)定操作的流程圖。首先，如圖1所示，束帶2綁于使用者手臂，無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1戴于手腕。此時(shí)，使用者手臂被束帶2施加一定壓力，手腕周圍的血流受阻，手腕的血管膨脹。然后，使用者按無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1上的電源/執(zhí)行鍵38，無(wú)創(chuàng)生物測(cè)定裝置1一通電，則進(jìn)行軟件的初始化，同時(shí)，檢查各部位狀態(tài)(步驟S1)。隨后，裝置處于待機(jī)狀態(tài)，圖6所示待機(jī)狀態(tài)畫面顯示在顯示器54(步驟S2)。
當(dāng)待機(jī)狀態(tài)畫面顯示在顯示器54上時(shí)，使用者按電源/執(zhí)行鍵38(在步驟S3選“是”)，則顯示器54出現(xiàn)圖7所示對(duì)位畫面(步驟S4)。此時(shí)，CPU53a用一定光量分別讓配置于光源51的發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2發(fā)光，照射攝像區(qū)CR(圖4)，拍攝所照攝像區(qū)CR(步驟S5)。
圖10為將包括攝像區(qū)CR在內(nèi)的長(zhǎng)方形區(qū)域在0≤x≤640、0≤y≤480范圍內(nèi)分割成X、Y二維坐標(biāo)的附圖。CPU53a如圖10所示，以包括攝像區(qū)CR圖像在內(nèi)的長(zhǎng)方形區(qū)域A的最左上方像素的坐標(biāo)為(0、0)，將區(qū)域A用坐標(biāo)分割成X、Y二維坐標(biāo)，從坐標(biāo)分割的點(diǎn)中選擇(240、60)、(400、60)、(240、420)、(400、420)四點(diǎn)。CPU53a求這四點(diǎn)圍出區(qū)域B的平均亮度(步驟S6)。確定區(qū)域B的坐標(biāo)不限于此，其他坐標(biāo)也可。另外，區(qū)域B也可以是四角形以外的多角形或圓形。
接下來(lái)，CPU53a判斷區(qū)域B的亮度是否在目標(biāo)范圍內(nèi)(步驟S7)。如果區(qū)域B的亮度在目標(biāo)范圍外，則通過(guò)光源輸出輸入接口53d調(diào)整流入發(fā)光二極管R1、R2、L1、L2的電流量，進(jìn)行光量調(diào)節(jié)(步驟S8)，并返回步驟S1。如果區(qū)域B的亮度在目標(biāo)范圍內(nèi)(在步驟S7選擇“是”)，則CPU53a將后述亮度波形的計(jì)算對(duì)象的Y坐標(biāo)值設(shè)定為初始值(40)(步驟S9)。求在所設(shè)Y坐標(biāo)值(40)上的X坐標(biāo)一端到另一端的像素亮度。如圖11所示，以此可以求出在一定Y坐標(biāo)上的X方向的像素亮度波形(亮度波形PF)(步驟S10)。CPU53a判斷所設(shè)Y坐標(biāo)值是否為終值(440)(步驟S11)。如果Y坐標(biāo)不是終值(440)(在步驟S11選“否”)，則CPU53a對(duì)Y坐標(biāo)值增量一定值(20)(步驟S12)，并將處理返回到步驟S10。如果Y坐標(biāo)為終值(440)(在步驟S11選“是”)，則CPU53a在抽取的各亮度波形中，抽取亮度最低的點(diǎn)(以下稱“亮度最低點(diǎn)”)，存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器53e(步驟S13)。
圖12為求血管位置的方法的說(shuō)明圖。即，如圖12所示，CPU53a將攝像區(qū)CR圖像中心附近的亮度最低點(diǎn)(a1，b1)分別與此亮度最低點(diǎn)(a1，b1)縱向相鄰的亮度最低點(diǎn)(a2，b2)及(a3，b3)連接，再將亮度最低點(diǎn)(a2，b2)與縱向相鄰的點(diǎn)連接，亮度最低點(diǎn)(a3，b3)與縱向相鄰的點(diǎn)連接。CPU53a在整個(gè)圖像中反復(fù)進(jìn)行這種操作，直至將血管作為線抽取出來(lái)，形成血管圖形61(步驟S14)。CPU53a如圖7所示，在顯示器54上顯示拍攝的攝像區(qū)CR的圖像，并顯示步驟S5形成的血管圖形61、存儲(chǔ)在閃存卡53j的標(biāo)志線62a和標(biāo)志線62b(圖4)、標(biāo)記63、64、65和66(步驟S15)。CPU53a判斷血管圖形61是否位于區(qū)域62c(圖4)(步驟S16)。如果血管圖形61沒(méi)有位于區(qū)域62c內(nèi)(在步驟S16選“否”)，則CPU53a分別亮標(biāo)記63、64、65和66，指示儀器主機(jī)3應(yīng)該移動(dòng)的方向(步驟S17)，并將處理返回步驟S1。
如果血管圖形61位于區(qū)域62c內(nèi)(在步驟S16選“是”)，則CPU53a使電源/執(zhí)行鍵38有效，可繼續(xù)測(cè)定。此時(shí)，CPU53a鳴音通知使用者電源/執(zhí)行鍵38有效(步驟S18)。然后，CPU53a等待來(lái)自電源/執(zhí)行鍵38的輸入(步驟S19)。使用者按電源/執(zhí)行鍵38，指示繼續(xù)測(cè)定(在步驟S19選“是”)，則CPU53a進(jìn)行血紅蛋白濃度的測(cè)定(步驟S20)，如圖8所示將測(cè)定結(jié)果顯示在顯示器54(步驟S21)。
圖13為在圖9所示流程圖的步驟S20實(shí)施的血紅蛋白濃度測(cè)定處理的詳細(xì)流程圖。首先，CPU53a控制光源輸出輸入接口53d，以?shī)A血管配置于兩側(cè)的光源中一側(cè)光源的發(fā)光二極管R1、R2(第一光源)用適當(dāng)光量照射含血管在內(nèi)的生物體(步驟S101)，用攝像系統(tǒng)52拍照(步驟S102)。接下來(lái)，CPU53a判斷區(qū)域B的平均亮度是否超過(guò)100(步驟S103)。如果亮度未超過(guò)100，則CPU53a用光源輸出輸入接口53d調(diào)整流到發(fā)光二極管R1、R2的電流量，調(diào)節(jié)發(fā)光二極管R1、R2的光量(步驟S104)，之后返回步驟S102。
在此所說(shuō)的亮度的值指在本實(shí)施方式中使用的圖像輸入接口53f所具有的8位轉(zhuǎn)換器的數(shù)字轉(zhuǎn)換值(從0～255變化)。圖像的亮度和CCD照相機(jī)52c輸入的圖像信號(hào)的大小成正比，因此，以圖像信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換值(0～255)為亮度值。
當(dāng)區(qū)域B的平均亮度超過(guò)100(在步驟S103選“是”)時(shí)，CPU53a獲取有關(guān)步驟S102所得圖像的亮度波形PF1和不依賴于射入光量的濃度波形NP1(步驟S105)。CPU53a還控制光源輸出輸入接口53d，以?shī)A血管配置于兩側(cè)的光源中另一側(cè)光源的發(fā)光二極管L1、L2(第二光源)用適當(dāng)光量照射含血管在內(nèi)的生物體(步驟S106)，用攝像系統(tǒng)52拍照(步驟S107)。然后，CPU53a判斷區(qū)域B的平均亮度是否超過(guò)100(步驟S108)。如果亮度未超過(guò)100，則CPU53a用光源輸出輸入接口53d調(diào)整流到發(fā)光二極管L1、L2的電流量，調(diào)節(jié)發(fā)光二極管L1、L2的光量(步驟S109)，之后返回步驟S107。
當(dāng)區(qū)域B的平均亮度超過(guò)100(在步驟S108選“是”)時(shí)，CPU53a對(duì)于步驟S107所得圖像進(jìn)行同步驟S105一樣的處理，獲取亮度波形PF2和不依賴于射入光量的濃度波形NP2(步驟S110)。
圖15為對(duì)應(yīng)位置X的亮度B的分布圖，亮度波形PF1通過(guò)步驟S105形成，亮度波形PF2通過(guò)步驟S110形成。圖16為對(duì)應(yīng)位置X的濃度D的分布圖，濃度波形NP1通過(guò)步驟S105形成，濃度波形NP2通過(guò)步驟S110形成。
CPU53a分別從步驟S105獲得的濃度波形NP1獲取峰高h(yuǎn)1和重心坐標(biāo)cg1，從步驟S110獲得的濃度波形NP2獲取峰高h(yuǎn)2和重心坐標(biāo)cg2，并用獲取的這些值，按下述公式(1)計(jì)算血管深度指標(biāo)S，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器53e(步驟S111)。
S＝(cg2-cg1)/{(h1+h2)/2}……(1) CPU53a分別根據(jù)步驟S105獲得的亮度波形PF1和步驟S110獲得的亮度波形PF2，計(jì)算血管左右的光源(發(fā)光二極管R1、R2和發(fā)光二極管L1、L2)的光量比和發(fā)光量(步驟S112)。CPU53a根據(jù)所得計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)兩光源的發(fā)光量(步驟S113)。
具體而言，在根據(jù)右側(cè)亮燈(發(fā)光二極管R1、R2亮燈)[第一光源]獲得的右側(cè)亮燈圖像(步驟S102)和左側(cè)亮燈(發(fā)光二極管L1、L2亮燈)[第二光源]所得左側(cè)亮燈圖像(步驟S106)生成的亮度波形(參照?qǐng)D15)，以左半部分的最大亮度位置為x1，以右半部分最大亮度位置為x2。在左側(cè)亮燈時(shí)的亮度波形PF2上設(shè)x1位置的亮度值為L(zhǎng)1，x2位置的亮度值為L(zhǎng)2，在右側(cè)亮燈時(shí)的亮度波形PF1上，設(shè)x1位置的亮度值為R1，x2位置的亮度值為R2。
若將左右光源的電流值表示為電流值＝(左、右)，左側(cè)亮燈時(shí)的電流值＝(C左、0)，右側(cè)亮燈時(shí)的電流值＝(0、C右)，則為使兩側(cè)亮燈時(shí)的亮度分布為水平(均勻)而進(jìn)行的光源電流分配可按左∶右＝x∶(1-x)的比率分配單側(cè)亮燈時(shí)的電流。即，兩側(cè)亮燈時(shí)的電流值＝(x·C左、(1-x)·C右)。
若x＝-(R1-R2)/{(L1-L2)-(R1-R2)}，則用如上規(guī)定的L1、L2、R1和R2的值，可以求出x。比如，如果左側(cè)亮?xí)r的電流值＝(18、0)、右側(cè)亮?xí)r的電流值＝(0、16)、x＝0.4375，則兩側(cè)亮?xí)r的電流值＝(18×0.4375、16×0.4375)(8、9)。如此，可以調(diào)節(jié)兩光源的光量以拍攝血紅蛋白濃度計(jì)算用攝像區(qū)CR(步驟S114)，可以均勻地光照攝像區(qū)CR。
CPU53a控制光源輸出輸入接口53d，用經(jīng)過(guò)調(diào)光的發(fā)光二極管R1、R2、L1和L2為攝像區(qū)CR照明，用攝像系統(tǒng)52拍照(步驟S114)，然后與步驟S6一樣，求圖10所示區(qū)域B的平均亮度，判斷所求區(qū)域B的平均亮度是否超過(guò)150(步驟S115)。如果未超過(guò)150，則顯示錯(cuò)誤(步驟S116)。
區(qū)域B的平均亮度如超過(guò)150(在步驟S115選“是”)，則CPU53a繪制表示對(duì)應(yīng)于攝像區(qū)CR(圖4)中軸AX的第一亮度分布的亮度波形(對(duì)位置X的亮度B的分布)PF(圖11)，用快速傅立葉變換(FFT)等算法減少噪聲成份。CPU53a還用基準(zhǔn)線BL對(duì)此亮度波形PF進(jìn)行格式化。該基準(zhǔn)線BL以血管吸收部分的亮度波形為基礎(chǔ)求得。這樣，就可得到不依賴于射入光量的濃度波形(相對(duì)于位置X的濃度D的分布)NP(步驟S117)。
圖14為相對(duì)于位置X的濃度D的分布圖，形成的濃度波形NP即如圖所示。接著，CPU53a根據(jù)形成的濃度波形NP，計(jì)算峰高h(yuǎn)和半值幅寬w。在此所得h表示通過(guò)所測(cè)血管(血液)的光強(qiáng)度和通過(guò)組織部分的光強(qiáng)度之比，即血管吸收的光強(qiáng)度的程度；w表示相當(dāng)于血管直徑的長(zhǎng)度。CPU53a還用以下公式(2)計(jì)算未修正血紅蛋白濃度D，并將結(jié)果儲(chǔ)存在幀存儲(chǔ)器53e(步驟S118)。
D＝h/wn……(2) 其中，n為表示光散射帶來(lái)的半值幅加寬的非線形常數(shù)。無(wú)光散射時(shí)，n＝1，有光散射時(shí)，n＞1。
接下來(lái)，CPU53a分析在步驟S114所得生物圖像中血管周圍的組織像(步驟S119)，計(jì)算表示該周邊組織中所含血量的組織血量指標(biāo)M(步驟S120)。具體而言，根據(jù)位于距生物圖像中的血管像一定距離(例如2.5mm)的該生物圖像中的血管周邊組織像，抽取沿該血管像分布的亮度分布。生物圖像中不僅拍攝有目的血管，還有該血管周圍的組織。圖像中的亮度也隨光源到照射位置的距離呈指數(shù)函數(shù)衰減，亮度衰減的比例與細(xì)胞中的血量成比例變化。因此，只要計(jì)算出血管周圍細(xì)胞像的亮度衰減率，即可推算出周邊組織中的血量。
血管在拍攝圖像中位于略靠中間、似將中央部分縱截為上下(在圖3～4中為上下)二段的位置上。因此，上述衰減率的計(jì)算中可以使用與該血管平行、距血管僅一定距離的直線(如圖4中標(biāo)志線62a或62b)上的、或沿直線的亮度分布(也稱第二亮度分布)(以下對(duì)應(yīng)于橫截血管的亮度分布(第一亮度分布))。
假設(shè)血管周邊組織基本平均，則光源發(fā)出的光雖然隨距光源的距離呈指數(shù)函數(shù)衰減，但因?yàn)樽鳛楣庠吹陌l(fā)光二極管配置于攝像區(qū)CR的上下(在圖3～4中為上下)，故上述第二亮度分布呈互逆向指數(shù)函數(shù)重合的拋物線狀。圖17為沿血管像分布的第二亮度分布例的顯示圖。在圖17中縱軸為亮度，橫軸為攝像區(qū)內(nèi)周邊組織沿血管像的位置。比如，以測(cè)定標(biāo)志線62b(參照?qǐng)D4)上的第二亮度分布為例，橫軸上的d1和d2如圖4所示，基本對(duì)應(yīng)于上述標(biāo)志線62b與圓形攝像區(qū)CR的交叉點(diǎn)d1和d2。
在圖17中，拋物線狀的曲線m表示實(shí)際測(cè)量的亮度，指數(shù)函數(shù)n和指數(shù)函數(shù)o表示用后述方法將此曲線m一分為二的指數(shù)函數(shù)。拋物線狀的曲線p為理論上迭加上述指數(shù)函數(shù)n和指數(shù)函數(shù)o形成的圖形，顯示與實(shí)際測(cè)量值一致。
要將拋物線狀的曲線m分成二個(gè)指數(shù)函數(shù)n和指數(shù)函數(shù)o，首先要舍去拋物線狀的曲線m中兩端有飽和感的部分，僅留下可以實(shí)際上視為拋物線的部分。設(shè)所留部分的左端亮度為y0、最低的中間部分的亮度為y1。設(shè)相鄰的像素亮度每一個(gè)像素為(r×100)％，將此r定義為衰減率。
于是，在上述所留部分的左端，上方發(fā)光二極管R1發(fā)出的光為100％，下方發(fā)光二極管R2發(fā)出的光衰減為衰減率r的w次方，因此，上方發(fā)光二極管R1的初始值U0和下方發(fā)光二極管R2的初始值D0可分別以下述公式(3)、(4)表示。
U0＝y(tǒng)0/(1+rw)……(3) D0＝y(tǒng)0/(1+rw)……(4) 在中間部分，上下發(fā)光二極管發(fā)出的光均衰減到r的w/2次方，因此下列式子(5)成立。
y1＝2×U0×rw/2＝2×y0/(1+rw)×rw/2……(5) 就r解式子(5)的話，可以求出衰減率r。如果rw/2＝X則， 如果用美國(guó)申請(qǐng)公開第2004-162471號(hào)公報(bào)所述傳統(tǒng)方法，需要用遠(yuǎn)近二個(gè)專用光源和檢測(cè)此光源光線的光傳感器。而且，如果設(shè)近側(cè)光源投射到光傳感器的光量為v1，遠(yuǎn)側(cè)光源投射到光傳感器的光量為v2，則用M＝log(v1/v2)求上述組織血量指標(biāo)M。
在此，衰減率r的定義是相鄰像素亮度每個(gè)像素為(r×100)％。如果設(shè)上述傳統(tǒng)方法中近側(cè)光源到光傳感器的距離(像素單位)為L(zhǎng)n，遠(yuǎn)側(cè)光源到光傳感器的距離(像素單位)為L(zhǎng)f，則關(guān)于近側(cè)光源，亮度衰減為r乘以Ln，關(guān)于遠(yuǎn)側(cè)光源，亮度衰減為r的Lf次方。因此得知， M＝log(C×rLn)/(C×rLf)，可以用衰減率r取代上述v1、v2算出與組織血量指標(biāo)M同樣的值。C為上述近側(cè)光源或遠(yuǎn)側(cè)光源的早期光量值(未因組織衰減的光量值)。
CPU53a根據(jù)步驟S111算出的血管深度指標(biāo)S獲取校正系數(shù)fs，根據(jù)步驟S120算出的組織血量指標(biāo)M獲取校正系數(shù)fm。用獲取的這些值，計(jì)算由下列公式(6)組成的校正血紅蛋白濃度Do(步驟S121)。
Do＝D×fs×fm……(6) CPU53a將步驟S121的計(jì)算結(jié)果存入幀存儲(chǔ)器53e(步驟S122)，返回主程序。
圖18為針對(duì)數(shù)個(gè)被檢者的血紅蛋白濃度，將用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀等測(cè)得的實(shí)測(cè)值和用本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置1計(jì)算出的值繪制成的圖。如圖18所示，實(shí)測(cè)值和無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置1計(jì)算出的值均位于傾斜的直線附近，實(shí)測(cè)值和算出值無(wú)差異，由此可知，無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置1可以精確地測(cè)量血紅蛋白濃度。
本實(shí)施方式如上所述，根據(jù)右側(cè)亮燈(發(fā)光二極管R1、R2亮)所得的右側(cè)亮燈圖像和左側(cè)亮燈(發(fā)光二極管L1、L2亮)所得的左側(cè)亮燈圖像，調(diào)節(jié)二光源(第一光源和第二光源)的光量，以便獲得血紅蛋白濃度計(jì)算用拍攝圖像。如此分別點(diǎn)亮右側(cè)發(fā)光二極管R1、R2(第一光源)和發(fā)光二極管L1、L2(第二光源)進(jìn)行拍攝，可以獲得反映右側(cè)亮燈時(shí)攝像區(qū)CR亮度的右側(cè)亮燈圖像(第一生物圖像)和反映左側(cè)亮燈時(shí)攝像區(qū)CR亮度的左側(cè)亮燈圖像(第二生物圖像)。從這些生物圖像可以了解各光源光量對(duì)攝像區(qū)CR亮度的影響，知道各光源調(diào)光到何種程度即可使攝像區(qū)CR亮度均勻。因此，使用上述右側(cè)亮燈圖像和左側(cè)亮燈圖像可以調(diào)節(jié)兩光源的光量，獲得適于拍攝的光量。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括
光源，照明含血管在內(nèi)的生物體；
攝像系統(tǒng)，拍攝所述所照生物體；及
分析系統(tǒng)，根據(jù)拍攝所得生物體圖像中的血管像取得血液中所含成份濃度、根據(jù)所述生物體圖像中的血管周邊組織像對(duì)所述所得成份濃度進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述分析系統(tǒng)具有第一生成設(shè)備、第二生成設(shè)備、成份濃度獲取設(shè)備和校正設(shè)備，第一生成設(shè)備用于根據(jù)所述生物圖像生成表示橫斷所述生物體圖像中血管像分布的第一亮度分布的第一亮度分布信息；第二生成設(shè)備用于根據(jù)所述生物圖像生成表示沿所述生物體圖像中血管像分布的第二亮度分布的第二亮度分布信息；成份濃度獲取設(shè)備用于根據(jù)所述第一亮度分布信息獲取所述成份濃度；校正設(shè)備用于根據(jù)所述第二亮度分布信息對(duì)該成份濃度進(jìn)行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述第二生成設(shè)備可以根據(jù)位于距所述生物圖像中血管像一定距離的所述生物圖像中的血管周邊組織像生成所述第二亮度分布信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述校正設(shè)備可以根據(jù)所述第二亮度分布信息獲取反映血管周邊組織中的血量的值，并根據(jù)所述獲得的值對(duì)所述成份濃度進(jìn)行校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其中，所述校正設(shè)備可以根據(jù)所述反映血管周邊組織中的血量的值獲取所述第二亮度分布上的亮度隨距所述光源的距離而衰減的衰減率。
6.一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括
光源，照明含血管在內(nèi)的生物體；
攝像系統(tǒng)，拍攝所述所照生物體；及
分析系統(tǒng)，根據(jù)拍攝所得生物圖像中的血管像和反映血管周邊組織中血量的值取得血液所含成份濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述反映血管周邊組織中血量的值為血管周邊組織像的亮度隨距所述光源的距離而衰減的衰減率。
8.一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，包括
第一光源，照明含血管在內(nèi)的生物體；
第二光源，與所述第一光源間隔一定距離配置、照明所述生物體；
攝像系統(tǒng)，拍攝所述生物體；
分析系統(tǒng)，通過(guò)分析所述攝像系統(tǒng)拍攝所述生物體所得生物體圖像中的血管像獲取血液中所含成份濃度；及
調(diào)光設(shè)備，根據(jù)所述攝像系統(tǒng)拍攝所述第一光源照射的所述生物體所得第一生物體圖像和所述攝像系統(tǒng)拍攝所述第二光源照射的所述生物體所得第二生物體圖像調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的各個(gè)光量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述攝像系統(tǒng)可以通過(guò)拍攝所述第一光源和第二光源照射的所述生物體，取得第三生物體圖像；
所述分析系統(tǒng)可以分析所述第三生物體圖像中的血管像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于還包括
接受測(cè)定指示的接受部分，
其中，所述無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置當(dāng)其指示接受部分收到所述測(cè)定指示時(shí)，所述調(diào)光設(shè)備調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量，調(diào)光后的所述第一光源和第二光源照射所述生物體，所述攝像系統(tǒng)拍攝在所述第一光源和第二光源照射下的所述生物體，所述分析系統(tǒng)對(duì)該攝像系統(tǒng)拍攝所述生物體獲得的第三生物體圖像中的血管像進(jìn)行分析。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述調(diào)光設(shè)備可以生成表示橫斷所述第一生物圖像中血管像而分布的第一亮度分布的第一亮度分布信息，生成表示橫斷所述第二生物體圖像中血管像而分布的第二亮度分布的第二亮度分布信息，根據(jù)所述第一亮度分布信息和第二亮度分布信息調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述調(diào)光設(shè)備可根據(jù)所述第一亮度分布中最大亮度值和所述第二亮度分布中最大亮度值調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述攝像系統(tǒng)的攝像區(qū)有沿所述生物體血管設(shè)置的第一中心軸和與所述第一中心軸垂直相交的第二中心軸，
所述第一光源和第二光源夾所述第一中心軸配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述第一光源和第二光源夾所述第一中心軸配置時(shí)，相隔距離比所述第二中心軸的軸長(zhǎng)方向的攝像區(qū)長(zhǎng)度短。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置，其特征在于
所述第一光源包括二個(gè)光源器件，
所述第二光源包括二個(gè)光源器件，
所述第一光源所具備的二個(gè)光源器件夾所述攝像區(qū)與所述第一中心軸軸長(zhǎng)方向平行配置，
所述第二光源所具備的二個(gè)光源器件夾所述攝像區(qū)與所述第一中心軸軸長(zhǎng)方向平行配置。
16.一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定方法，包括
為含血管在內(nèi)的生物體照明的步驟；
拍攝所述光照的生物體、取得生物體圖像的步驟；
根據(jù)所述生物體圖像中的血管像取得血液所含成份濃度的步驟；以及
根據(jù)所述生物體圖像中血管周邊組織像對(duì)所述取得的成份濃度進(jìn)行校正的步驟。
17.一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定方法，包括
用第一光源照射含血管在內(nèi)的生物體；
拍攝所述第一光源照射的生物體，取得第一生物體圖像；
用第二光源照射所述生物體；
拍攝第二光源照射的所述生物體，取得第二生物體圖像；
根據(jù)所述第一生物體圖像和第二生物體圖像調(diào)節(jié)所述第一光源和第二光源的光量；
用調(diào)光后的所述第一光源和第二光源照射所述生物體；
拍攝所述第一光源和第二光源照射的所述生物體，獲取第三生物體圖像；以及
分析所述第三生物體圖像中的血管像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種既簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)又能在短時(shí)間內(nèi)精確分析血液成份的無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置及一種無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定方法。無(wú)創(chuàng)生物體測(cè)定裝置包括為含血管在內(nèi)的生物體照明的光源；拍攝上述所照生物體的攝像系統(tǒng)；根據(jù)拍攝所得生物體圖像中的血管像計(jì)算血液中所含成分的濃度、根據(jù)上述生物體圖像中血管周邊組織像對(duì)算出的成分濃度進(jìn)行校正的分析系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61B5/1455GK101152088SQ200710151349
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者沼田成弘, 小澤利行 申請(qǐng)人:希森美康株式會(huì)社