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JP2009039264A - Non-invasive biological information measuring device - Google Patents

Non-invasive biological information measuring device Download PDF

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JP2009039264A
JP2009039264A JP2007206566A JP2007206566A JP2009039264A JP 2009039264 A JP2009039264 A JP 2009039264A JP 2007206566 A JP2007206566 A JP 2007206566A JP 2007206566 A JP2007206566 A JP 2007206566A JP 2009039264 A JP2009039264 A JP 2009039264A
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JP
Japan
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measurement
measurement state
signal
living body
estimation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007206566A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Ishita
博義 井下
Yasushi Ueda
泰志 上田
Mamiko Akizuki
麻水子 秋月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007206566A priority Critical patent/JP2009039264A/en
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

【課題】 新たに接触圧用センサを設けることなく音響センサのみで測定異常を検出するため小型化が可能となる非侵襲生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】 光源20を制御する制御手段10と、特定波長の光を生体30に照射する光源20と、生体30で発生した光音響波信号を検出する光音響検出手段40と、光音響検出手段40の出力から血糖値を推定する特徴量推定手段50と、血糖値の推定結果を表示する特徴量表示手段60を備え、特徴量推定手段50において特定波長の光が光音響検出手段40に到達することにより生じる光音響波信号の変化を用いて測定状態を検出し、検出結果が異常状態であれば再測定等の処置をとることを特徴としたものである。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noninvasive living body information measuring apparatus which can be miniaturized because a measurement abnormality is detected only by an acoustic sensor without newly providing a contact pressure sensor.
A control means for controlling a light source, a light source for irradiating a living body with light of a specific wavelength, a photoacoustic detection means for detecting a photoacoustic wave signal generated in the living body, and a photoacoustic detection. A feature quantity estimating means 50 for estimating the blood sugar level from the output of the means 40 and a feature quantity display means 60 for displaying the estimation result of the blood sugar level are provided. In the feature quantity estimating means 50, light of a specific wavelength is sent to the photoacoustic detection means 40. The measurement state is detected using a change in the photoacoustic wave signal generated by arrival, and if the detection result is an abnormal state, measures such as re-measurement are taken.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、測定装置に関し、より詳細には生体からの光音響波信号に基づいて測定エラーを検出し、測定精度を向上することが可能な非侵襲生体情報測定装置に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus, and more particularly to a non-invasive living body information measuring apparatus capable of detecting a measurement error based on a photoacoustic wave signal from a living body and improving measurement accuracy.

代表的な生活習慣病である糖尿病の患者数は世界的に増加傾向にある。糖尿病患者は、糖尿病による合併症を抑制し、患者の生活の質を向上するために、日常的な血糖コントロールが必要である。そのため、患者は医師の指導のもと、毎日定期的に血糖値を測定しなければならない。血糖値を測定する代表的な方法としては、患者の指を刺して血液を採取し血糖値を測定する侵襲型の血糖測定装置がある。指を刺して血液を採取する際に手間と痛みを伴うこと、さらに感染症などの危険が伴うことから、血液の採取を必要としない、非侵襲型の血糖測定装置が提案されている。   The number of patients with diabetes, a typical lifestyle-related disease, is increasing worldwide. Diabetic patients require routine glycemic control to reduce complications from diabetes and improve the quality of life of patients. Therefore, patients must measure blood glucose regularly every day under the guidance of a doctor. As a typical method for measuring a blood glucose level, there is an invasive blood glucose measuring device that measures blood glucose level by collecting blood by inserting a patient's finger. A noninvasive blood glucose measurement device that does not require blood collection has been proposed because it involves labor and pain when blood is collected by puncturing a finger and there is a risk of infection and the like.

非侵襲型の血糖測定装置として、光音響効果を用いた「生物学的測定システム」が記載されている。グルコースに吸収される波長の光を、生物学的測定システムから指先のような生体の部分に照射し、照射された光は生体内の比較的小さい焦点領域に集光され、また一般的に光はグルコースに吸収されて焦点領域と隣接する領域の組織内で運動エネルギーに変換される。運動エネルギーは、吸収組織領域の温度及び圧力を増大させ、音波を生成する。この音波を、以下「光音響波信号」と表記する。光音響波信号は吸収組織領域から放射され、生物学的測定システムが備える音響センサによって検出される。音響センサは生体表面と接するよう装着される。光音響波信号の強度は、吸収組織領域内のグルコースの関数であり、音響センサによって計測された強度は血糖値を調べるために使用される(例えば、特許文献1)。   As a non-invasive blood glucose measurement device, a “biological measurement system” using a photoacoustic effect is described. Light of a wavelength absorbed by glucose is irradiated from a biological measurement system onto a part of a living body such as a fingertip, and the irradiated light is collected at a relatively small focal region in the living body, and is generally light. Is absorbed by glucose and converted to kinetic energy in the tissue in the region adjacent to the focal region. Kinetic energy increases the temperature and pressure of the absorbing tissue region and generates sound waves. This sound wave is hereinafter referred to as “photoacoustic wave signal”. The photoacoustic wave signal is emitted from the absorbing tissue region and detected by an acoustic sensor included in the biological measurement system. The acoustic sensor is mounted in contact with the living body surface. The intensity of the photoacoustic wave signal is a function of glucose in the absorption tissue region, and the intensity measured by the acoustic sensor is used to check the blood glucose level (for example, Patent Document 1).

このようなシステムでは生体表面と音響センサ間の接触圧が変化した場合に光音響波信号が音響センサに正常に伝わらず、その結果測定が不安定になることがある。そこで生体音響センサ間の接触圧を圧力センサで検出することで測定異常を検出する方法が開示されている(例えば、特許文献2)。
特表2001−526557号公報 特開2003−111750号公報
In such a system, when the contact pressure between the living body surface and the acoustic sensor changes, the photoacoustic wave signal may not be normally transmitted to the acoustic sensor, and as a result, the measurement may become unstable. Therefore, a method for detecting a measurement abnormality by detecting a contact pressure between bioacoustic sensors with a pressure sensor is disclosed (for example, Patent Document 2).
Special table 2001-526557 gazette JP 2003-111750 A

しかしながら、このような方法では音響センサに加えて測定異常を検出するための接触圧用センサがさらに必要になるため、装置が複雑化し小型化が困難になるという課題を有していた。   However, in such a method, in addition to the acoustic sensor, a contact pressure sensor for detecting a measurement abnormality is further required, so that there is a problem that the apparatus becomes complicated and downsizing becomes difficult.

本発明は、従来の課題を解決するもので、接触圧用センサを用いることなく音響センサのみで測定異常を検出するため小型化が可能となる非侵襲生体情報測定装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a noninvasive living body information measuring apparatus that can be downsized because a measurement abnormality is detected only by an acoustic sensor without using a contact pressure sensor. .

従来の課題を解決するために、本発明の非侵襲生体情報測定装置は、生体表面に照射した光により生体内の特定物質が光のエネルギーを吸収して発する光音響波信号を生体表面で検出することによって血糖値を推定する非侵襲生体情報測定装置において、1回の血糖値の推定に対して、少なくとも1回以上繰り返されるパルス光の照射を制御するための照射制御信号を出力する制御手段と、前記照射制御信号により前記パルス光を生体表面に向かって照射する少なくとも一つの光源と、前記光源から照射された前記パルス光もしくは生体で反射した反射パルス光と前記生体内の特定物質により発生した前記光音響波信号を少なくとも1チャンネル以上の検出器で検出し、所定の周波数でサンプリングした検出信号を出力する光音響検出手段と、前記少なくとも1回以上繰り返されるパルス光の照射回数分前記検出信号を平均化した少なくとも1チャンネル以上の平均化検出信号を用いて前記血糖値を推定する特徴量推定手段と、前記血糖値を表示する特徴量表示手段とを備え、前記特徴量推定手段は前記パルス光もしくは前記反射パルス光が前記光音響検出手段に到達することにより生じる前記検出信号の変化を用いて測定状態が正常であるか否か判定する、ことを特徴とするものである。   In order to solve the conventional problems, the non-invasive living body information measuring apparatus of the present invention detects a photoacoustic wave signal generated by a specific substance in the living body absorbing light energy by light irradiated on the living body surface on the living body surface. Control means for outputting an irradiation control signal for controlling irradiation of pulsed light that is repeated at least once with respect to one estimation of blood glucose level in a non-invasive living body information measuring device that estimates blood glucose level by And at least one light source that emits the pulsed light toward the surface of the living body according to the irradiation control signal, the pulsed light emitted from the light source or the reflected pulsed light reflected by the living body, and a specific substance in the living body. A photoacoustic detection means for detecting the photoacoustic wave signal detected by a detector having at least one channel and outputting a detection signal sampled at a predetermined frequency; Feature amount estimating means for estimating the blood glucose level using at least one channel averaged detection signal obtained by averaging the detection signal for the number of times of pulsed light irradiation repeated at least once, and displaying the blood glucose level A feature amount display means, wherein the feature amount estimation means uses a change in the detection signal caused by the pulsed light or the reflected pulsed light reaching the photoacoustic detection means to determine whether the measurement state is normal. It is characterized by determining whether or not.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、1回の血糖値推定において、前記パルス光をm回(mは自然数)繰り返し照射することにより得られるm個の前記検出信号のうち、n個(nはm以下の自然数)の前記検出信号を平均化して測定状態評価信号を作成し、血糖値の推定を行う度に前記測定状態評価信号において前記パルス光の照射直後に現れる変化から振幅レベルを抽出し、p回目(pは2以上かつ血糖値推定終了回数までの自然数)の血糖値推定時に前記測定状態評価信号から抽出された前記振幅レベルと、p回目以前の血糖値推定時に前記測定状態評価信号から抽出された前記振幅レベルから振幅変化量を算出し、前記振幅変化量が測定状態判定レベル以上である場合は測定異常であると判定する、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measurement apparatus, the feature amount estimation means includes the m detection signals obtained by repeatedly irradiating the pulsed light m times (m is a natural number) in one blood glucose level estimation. Among them, n (n is a natural number equal to or less than m) detection signals are averaged to create a measurement state evaluation signal, and every time a blood glucose level is estimated, the measurement state evaluation signal appears immediately after irradiation with the pulsed light. The amplitude level is extracted from the change, and the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal when the blood glucose level is estimated at the p-th time (p is a natural number up to 2 and the blood sugar level estimation end count), and the blood glucose level before the p-th time An amplitude change amount is calculated from the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal at the time of estimation, and it is determined that the measurement is abnormal when the amplitude change amount is equal to or higher than a measurement state determination level. It is obtained by the features.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、血糖値推定の度に前記振幅変化量を前記特徴量推定手段の内部に設けたメモリに蓄え、p回目(pは2以上の自然数)の血糖値推定時に、前記メモリに蓄えられている2回以上かつp回以下の複数の前記振幅変化量をフィルタリングし、フィルタリングされた前記振幅変化量が測定状態判定レベル以上である場合は測定異常であると判定することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means stores the amplitude change amount in a memory provided in the feature amount estimating means every time the blood sugar level is estimated, and the p th (p is 2 or more). When estimating a blood glucose level of (natural number), a plurality of amplitude change amounts that are stored in the memory at least twice and not more than p times are filtered, and the filtered amplitude change amounts are equal to or higher than a measurement state determination level It is characterized by determining that it is a measurement abnormality.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、p回目の血糖値推定時に得られる前記測定状態評価信号から抽出した前記振幅レベルと、p回目以前の血糖値推定時に得られる前記測定状態評価信号から抽出した前記振幅レベルとの二乗誤差を用いて前記振幅変化量を計算することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimation means includes the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal obtained at the time of p-th blood sugar level estimation, and the blood level obtained at the time of p-th previous blood sugar level estimation. The amplitude change amount is calculated using a square error with the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、少なくとも1チャンネル以上の前記測定状態評価信号から振幅レベルをそれぞれ抽出し、前記振幅レベルをチャンネル数で平均化した平均振幅レベルを用いて前記振幅変化量を計算することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means extracts an amplitude level from each measurement state evaluation signal of at least one channel and uses an average amplitude level obtained by averaging the amplitude level by the number of channels. And calculating the amount of amplitude change.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、測定状態が正常でない状態の連続する回数をカウントする測定異常状態連続数カウンタを備え、前記測定異常状態連続数カウンタのカウント値が異常状態連続検出上限値に達した場合に、血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimation means includes a measurement abnormal state continuous number counter that counts the number of consecutive measurement states that are not normal, and the count value of the measurement abnormal state continuous number counter is When the abnormal state continuous detection upper limit value is reached, the blood sugar level estimation operation is stopped and the user is notified through the feature amount display means.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記測定異常状態連続数カウンタは、前記非侵襲生体情報測定装置の動作開始前及び、前記測定状態を判定した結果が正常である場合に0にリセットされることを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the noninvasive living body information measuring device, the measurement abnormal state continuous number counter is reset to 0 before the operation of the noninvasive living body information measuring device starts and when the result of determining the measuring state is normal. It is characterized by that.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、m回繰り返される前記パルス光の照射回数のうち、照射回数がそれぞれ均一となるq個(qは2以上の自然数)の前記測定状態評価信号、もしくはq個の前記測定状態評価信号における前記パルス光の照射回数の和がm回になるようにそれぞれ任意の前記パルス光の照射回数を設定したq個の前記測定状態評価信号を作成し、q個の前記測定状態評価信号のうち任意の前記測定状態評価信号を用いて前記測定状態を判定することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means is configured to calculate q pieces (q of the number of irradiation times of the pulsed light repeated m times in each estimation of the blood glucose level. Is an arbitrary number of pulsed light irradiations so that the sum of the number of irradiation times of the pulsed light in the measurement state evaluation signal of q or the q measurement state evaluation signals is m times. q measurement state evaluation signals are generated, and the measurement state is determined using any of the measurement state evaluation signals out of q measurement state evaluation signals. It is.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常と判定された回数が正常状態判断定数より大である場合は最終的に測定状態が正常であると判定し、q個の前記検出信号のうち測定状態が正常と判定された前記検出信号のみを平均化して前記平均化検出信号を作成することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the measurement state is determined to be normal. If the measured number is larger than the normal state determination constant, it is finally determined that the measurement state is normal, and only the detection signals whose measurement state is determined to be normal among the q detection signals are averaged. The averaged detection signal is created.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常であると判定された回数が正常状態判断定数以下である場合は最終的に測定状態が正常でないと判定し、血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measurement apparatus, the feature amount estimation means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the measurement state is normal. If the determined number is equal to or less than the normal state determination constant, it is finally determined that the measurement state is not normal, the blood glucose level estimation operation is stopped, and the user is notified through the feature amount display means. , Is characterized by that.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常であると判定された回数が正常状態判断定数以下である場合は測定状態が正常でないと判定し、前記少なくとも1回以上パルス光の照射を行ってから前記測定状態を判定するまでの一連の動作を再度行い、その結果、測定状態が正常でないと判定された場合は血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measurement apparatus, the feature amount estimation means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the measurement state is normal. If the determined number is less than or equal to the normal state determination constant, it is determined that the measurement state is not normal, and a series of operations from the irradiation of the pulsed light at least once until the determination of the measurement state is performed again. As a result, when it is determined that the measurement state is not normal, the blood sugar level estimation operation is stopped, and the user is notified through the feature amount display means.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記測定状態判定レベルを外部から変更することが可能であることを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the noninvasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means includes a writable register, and the measurement state determination level can be changed from the outside by the register. It is a feature.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記異常状態連続検出上限値を外部から変更することが可能であることを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimation means includes a writable register, and the abnormal state continuous detection upper limit value can be changed from outside by the register. It is characterized by that.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記正常状態判断定数を外部から変更することが可能であることを特徴とする、ことを特徴としたものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the feature amount estimating means includes a writable register, and the normal state determination constant can be changed from the outside by the register. It is a feature.

本発明の非侵襲生体情報測定装置によれば、前記パルス光が前記光音響検出手段に到達することにより生じる前記検出信号の変化を用いて測定異常を検出することで測定正常もしくは測定異常を判断し、測定異常の場合はその旨をユーザーに通知する、もしくは再測定の処置をとることが可能となるため、精度の高い測定が可能となる。   According to the non-invasive living body information measuring apparatus of the present invention, a measurement abnormality is determined by detecting a measurement abnormality using a change in the detection signal generated when the pulsed light reaches the photoacoustic detection means. However, in the case of a measurement abnormality, it is possible to notify the user to that effect, or to take a remeasurement procedure, so that highly accurate measurement is possible.

以下に、本発明の非侵襲生体情報測定装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of the noninvasive living body information measuring apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるシステム構成を示す図である。図1において、1は非侵襲生体情報測定装置、20は光源、201はパルス光、30は生体、31は血管、301は光音響波信号、40は光音響検出手段である。非侵襲生体情報測定装置1を構成する光源20、光音響検出手段40以外の他の構成要素については後述する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a non-invasive biological information measuring device, 20 is a light source, 201 is pulsed light, 30 is a living body, 31 is a blood vessel, 301 is a photoacoustic wave signal, and 40 is a photoacoustic detection means. Components other than the light source 20 and the photoacoustic detection means 40 constituting the noninvasive living body information measuring apparatus 1 will be described later.

非侵襲生体情報測定装置1は、生体30の表面に接するように装着し、パルス光201を入射させる。パルス光201は生体30内を伝播し、血管31内のグルコースで吸収され光音響波信号301が生成される。血管31内のグルコースにより生成された光音響波信号301を非侵襲生体情報測定装置1内の光音響検出手段40が検出し、血糖値を推定する。   The noninvasive living body information measuring apparatus 1 is mounted so as to be in contact with the surface of the living body 30 and makes the pulsed light 201 enter. The pulsed light 201 propagates through the living body 30 and is absorbed by glucose in the blood vessel 31 to generate a photoacoustic wave signal 301. The photoacoustic wave signal 301 generated by the glucose in the blood vessel 31 is detected by the photoacoustic detection means 40 in the noninvasive living body information measuring apparatus 1 to estimate the blood sugar level.

図2は、本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1のブロック構成を示す図である。図2において、10は制御手段、50は特徴量推定手段、60は特徴量表示手段であり、制御手段10と光源20と光音響検出手段40と特徴量推定手段50と特徴量表示手段60から非侵襲生体情報測定装置1を構成する。また、101は測定周期信号、102は照射期間信号、103は照射制御信号、104は特徴量表示制御信号、401は検出信号、501は特徴量推定信号、502は再照射要求信号、503は照射回数信号である。   FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of the noninvasive living body information measuring apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, 10 is a control means, 50 is a feature quantity estimation means, and 60 is a feature quantity display means. From the control means 10, the light source 20, the photoacoustic detection means 40, the feature quantity estimation means 50, and the feature quantity display means 60. A non-invasive living body information measuring apparatus 1 is configured. Also, 101 is a measurement period signal, 102 is an irradiation period signal, 103 is an irradiation control signal, 104 is a feature amount display control signal, 401 is a detection signal, 501 is a feature amount estimation signal, 502 is a re-irradiation request signal, and 503 is irradiation. It is a frequency signal.

制御手段10は光照射を制御するための照射制御信号103を光源20と特徴量表示手段60に出力する。照射制御信号103により制御される光源20は、パルス光201を生体30に向かって照射する。このとき、パルス光201の一部が直接、もしくは生体によって反射して光音響検出手段40に到達する。生体30に照射されたパルス光201によって光音響波信号301が発生する。光音響検出手段40は、光音響波信号301を検出した後、所定の周波数でサンプリングし、検出信号401に変換する。   The control unit 10 outputs an irradiation control signal 103 for controlling the light irradiation to the light source 20 and the feature amount display unit 60. The light source 20 controlled by the irradiation control signal 103 irradiates the living body 30 with the pulsed light 201. At this time, a part of the pulsed light 201 reaches the photoacoustic detection means 40 directly or reflected by a living body. A photoacoustic wave signal 301 is generated by the pulsed light 201 applied to the living body 30. The photoacoustic detection means 40 detects the photoacoustic wave signal 301, samples it at a predetermined frequency, and converts it into a detection signal 401.

特徴量推定手段50では検出信号401が入力されると、制御手段10から入力される信号(測定周期信号101、照射期間信号102、照射制御信号103)を用いて血糖値の推定を行い、推定血糖値である特徴量推定信号501を特徴量表示手段60に出力するとともに測定異常の場合に更なるパルス光201の照射の要求とその回数を示す再照射要求信号502と照射回数信号503を制御手段10に出力する。測定周期信号101は血糖値の測定周期を示し、照射期間信号102は測定周期の中でパルス光201を繰り返し照射する期間を示す。特徴量表示手段60は特徴量推定信号501を用いて血糖値を表示すると共に特徴量表示制御信号104を用いて非侵襲生体情報測定装置1の測定エラーを表示する。   When the detection signal 401 is input to the feature amount estimation unit 50, the blood sugar level is estimated using the signals (measurement cycle signal 101, irradiation period signal 102, irradiation control signal 103) input from the control unit 10, and the estimation is performed. A feature amount estimation signal 501 that is a blood glucose level is output to the feature amount display means 60, and a re-irradiation request signal 502 and an irradiation number signal 503 that indicate the number of times of irradiation with the pulsed light 201 and the number of times of irradiation are controlled in the case of measurement abnormality. Output to means 10. The measurement period signal 101 indicates a blood sugar level measurement period, and the irradiation period signal 102 indicates a period during which the pulsed light 201 is repeatedly irradiated in the measurement period. The feature quantity display means 60 displays the blood glucose level using the feature quantity estimation signal 501 and also displays the measurement error of the noninvasive living body information measuring apparatus 1 using the feature quantity display control signal 104.

図3は、特徴量推定手段50の構成を示すブロック図である。図3において、510は平均化手段、520は推定手段、530は測定状態検出手段、101は測定周期信号、102は照射期間信号、103は照射制御信号、401は検出信号、501は特徴量推定信号、502は再照射要求信号、503は照射回数信号、511は平均化検出信号、512は平均化終了信号、513は測定状態評価信号、514は測定状態評価開始信号、531は測定状態検出信号である。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the feature quantity estimation means 50. As shown in FIG. In FIG. 3, 510 is an averaging means, 520 is an estimation means, 530 is a measurement state detection means, 101 is a measurement period signal, 102 is an irradiation period signal, 103 is an irradiation control signal, 401 is a detection signal, and 501 is a feature amount estimation. 503 is an irradiation count signal, 511 is an average detection signal, 512 is an averaging end signal, 513 is a measurement state evaluation signal, 514 is a measurement state evaluation start signal, and 531 is a measurement state detection signal. It is.

平均化手段510は、測定周期信号101と照射期間信号102と照射制御信号103と検出信号401を用いて検出信号401の平均化を行い、推定手段520に平均化検出信号511と平均化検出信号511を、測定状態検出手段530に測定状態評価信号513と測定状態評価開始信号514を出力する。   The averaging means 510 averages the detection signal 401 by using the measurement cycle signal 101, the irradiation period signal 102, the irradiation control signal 103, and the detection signal 401, and the averaging detection signal 511 and the average detection signal are sent to the estimation means 520. 511, a measurement state evaluation signal 513 and a measurement state evaluation start signal 514 are output to the measurement state detection means 530.

推定手段520は、平均化検出信号511を用いて血糖値を推定し、推定結果である特徴量推定信号501を特徴量表示手段60に出力する。   The estimation unit 520 estimates a blood glucose level using the averaged detection signal 511 and outputs a feature amount estimation signal 501 as an estimation result to the feature amount display unit 60.

測定状態検出手段530は、測定状態評価信号513と測定状態評価開始信号514を用いて測定が正常状態であるか異常状態であるかを判定し、測定状態検出信号531を平均化手段510に出力する。   The measurement state detection unit 530 uses the measurement state evaluation signal 513 and the measurement state evaluation start signal 514 to determine whether the measurement is in a normal state or an abnormal state, and outputs the measurement state detection signal 531 to the averaging unit 510. To do.

図4は、本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の動作を時間軸でプロットしたタイミングチャートである。図4において、(a)は測定周期信号101、(b)は照射期間信号102、(c)は照射制御信号103、(d)は測定状態評価開始信号514、(e)は測定状態検出信号531、(f)は平均化終了信号512、(g)は特徴量推定信号501である。繰り返し測定において1回の測定間隔を測定ユニット(0.1秒)、血糖値を推定するまでの区間を測定基本サイクル(10秒)として測定周期(5分)ごとに一連の動作を行う。   FIG. 4 is a timing chart in which the operation of the noninvasive living body information measuring apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention is plotted on the time axis. 4, (a) is a measurement period signal 101, (b) is an irradiation period signal 102, (c) is an irradiation control signal 103, (d) is a measurement state evaluation start signal 514, and (e) is a measurement state detection signal. 531 and (f) are the averaging end signals 512, and (g) are the feature quantity estimation signals 501. In the repeated measurement, a series of operations is performed every measurement cycle (5 minutes), with one measurement interval as the measurement unit (0.1 seconds) and the interval until the blood sugar level is estimated as the measurement basic cycle (10 seconds).

以下、図1、図2、図3、図4を用いて、非侵襲生体情報測定装置1が血糖値の連続測定を行う場合の動作を説明する。本発明の実施の形態1において、測定は5分間隔で実施する。   Hereinafter, the operation when the noninvasive living body information measuring apparatus 1 performs continuous blood glucose level measurement will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. In the first embodiment of the present invention, the measurement is performed at 5-minute intervals.

まず、非侵襲生体情報測定装置1を図1に示すように患者の腕などの生体30の表面に装着する。その後、患者が非侵襲生体情報測定装置1に設けられた血糖値測定開始スイッチ(図示せず)を起動すると、制御手段10は光源20と光音響検出手段40と特徴量推定手段50が安定動作に入るタイミングで光源20を制御し、血糖値の推定を行う。   First, the noninvasive living body information measuring apparatus 1 is mounted on the surface of a living body 30 such as a patient's arm as shown in FIG. Thereafter, when the patient activates a blood glucose level measurement start switch (not shown) provided in the noninvasive living body information measuring apparatus 1, the control means 10 causes the light source 20, the photoacoustic detection means 40, and the feature quantity estimation means 50 to operate stably. The light source 20 is controlled at the timing of entering, and the blood glucose level is estimated.

続いて、図3と図4を用いて時間経過に応じた特徴量推定手段50の詳細な動作について説明する。   Next, a detailed operation of the feature amount estimation unit 50 according to the passage of time will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

まず、測定前に図4に示す信号(d)、(f)をLoに、(e)を0に初期化し、1回目の測定を開始する。T4A(時間0分)において、図4(a)に示す測定周期信号101のパルスが発生し、血糖値の推定を行う。ここで、図4(a)の信号1パルスに対して1回の血糖値の推定を行う。   First, before the measurement, the signals (d) and (f) shown in FIG. 4 are initialized to Lo and (e) is initialized to 0, and the first measurement is started. At T4A (time 0 minute), a pulse of the measurement period signal 101 shown in FIG. 4A is generated, and the blood sugar level is estimated. Here, the blood glucose level is estimated once for one pulse of the signal in FIG.

測定周期信号101のパルス発生後、(b)に示す照射期間信号102がHiに変化し(T4B)、パルス光201の繰り返し照射期間が開始する。(b)に示す照射期間信号102がHiの間(T4B−T4C)、(c)に示す照射制御信号103には測定ユニットの間隔で繰り返しパルスが発生し、そのパルス毎にパルス光201の照射を行う。   After the pulse of the measurement cycle signal 101 is generated, the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Hi (T4B), and the repeated irradiation period of the pulsed light 201 starts. While the irradiation period signal 102 shown in (b) is Hi (T4B-T4C), the irradiation control signal 103 shown in (c) repeatedly generates pulses at the intervals of the measurement units, and the pulsed light 201 is irradiated for each pulse. I do.

本発明の実施の形態1では照射期間信号102がHiの間に60回の照射制御信号103のパルスが発生する。(b)に示す照射期間信号102がLoに変化すると(T4C)、パルス光201の繰り返し照射期間が終了し、平均化手段510において60回分の検出信号401を平均化する。そして平均化した結果を平均化手段510内部に設けたメモリに格納するとともに測定状態評価信号513として測定状態検出手段530に出力する。また、このとき(d)に示す測定状態評価開始信号514のパルスが発生し(T4D)、測定状態検出手段530において測定状態が正常もしくは異常であるかの判定を開始する。   In Embodiment 1 of the present invention, 60 pulses of the irradiation control signal 103 are generated while the irradiation period signal 102 is Hi. When the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Lo (T4C), the repetition irradiation period of the pulsed light 201 ends, and the averaging means 510 averages the detection signals 401 for 60 times. The averaged result is stored in a memory provided inside the averaging means 510 and is output to the measurement state detection means 530 as a measurement state evaluation signal 513. At this time, a pulse of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (d) is generated (T4D), and the measurement state detection means 530 starts determining whether the measurement state is normal or abnormal.

測定状態検出手段530では、1回目の測定時は測定状態評価信号513を測定状態検出手段530の内部に設けたメモリに蓄えるのみの動作を行い、(e)に示す測定状態検出信号531を1として出力する(T4E)。   The measurement state detection unit 530 performs an operation of only storing the measurement state evaluation signal 513 in the memory provided in the measurement state detection unit 530 during the first measurement, and sets the measurement state detection signal 531 shown in FIG. Is output as (T4E).

ここで、測定状態検出信号531は0から3の値を示し、0は初期状態、1は判定準備中、2は測定正常状態、3は測定異常状態を示す。   Here, the measurement state detection signal 531 indicates a value from 0 to 3, where 0 is an initial state, 1 is in preparation for determination, 2 is a measurement normal state, and 3 is a measurement abnormal state.

(e)に示す測定状態検出信号531が1に変わると平均化終了信号512のパルスが発生し(T4F)、平均化手段510内部のメモリに蓄えられていた検出信号401の平均化結果が平均化検出信号511として推定手段520に送られる。   When the measurement state detection signal 531 shown in (e) is changed to 1, a pulse of the averaging end signal 512 is generated (T4F), and the averaged result of the detection signal 401 stored in the memory inside the averaging means 510 is averaged. The detection signal 511 is sent to the estimation means 520.

推定手段520において血糖値の推定が行われると、(g)に示す特徴量推定信号501が更新される(T4G)。   When the blood glucose level is estimated by the estimating means 520, the feature amount estimation signal 501 shown in (g) is updated (T4G).

時間5分になると2回目の測定を開始する。T4Hにおいて、(a)に示す測定周期信号101のパルスが発生し、1回目の測定と同様に測定周期信号101のパルス発生後、(b)に示す照射期間信号102がHiに変化し(T4I)、パルス光201の繰り返し照射期間が開始する。   When the time reaches 5 minutes, the second measurement is started. At T4H, the pulse of the measurement period signal 101 shown in (a) is generated, and after the generation of the pulse of the measurement period signal 101 as in the first measurement, the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Hi (T4I). ), The repeated irradiation period of the pulsed light 201 starts.

(b)に示す照射期間信号102がHiの間(T4I−T4J)、(c)に示す照射制御信号103には測定ユニットの間隔で繰り返しパルスが発生し、そのパルス毎にパルス光201の照射を行う。   While the irradiation period signal 102 shown in (b) is Hi (T4I-T4J), the irradiation control signal 103 shown in (c) repeatedly generates pulses at the intervals of the measurement units, and the pulsed light 201 is irradiated for each pulse. I do.

(b)に示す照射期間信号102がLoに変化すると(T4J)、パルス光201の繰り返し照射期間が終了し、1回目の測定と同様に検出信号401を平均化した結果を平均化手段510内部に設けたメモリに格納するとともに測定状態評価信号513として測定状態検出手段530に出力する。また、このとき(d)に示す測定状態評価開始信号514のパルスが発生し(T4K)、測定状態検出手段530において測定状態が正常もしくは異常であるかの判定を開始する。   When the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Lo (T4J), the repeated irradiation period of the pulsed light 201 ends, and the result of averaging the detection signal 401 as in the first measurement is averaged inside the averaging means 510. And is output to the measurement state detection means 530 as a measurement state evaluation signal 513. At this time, a pulse of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (d) is generated (T4K), and the measurement state detection means 530 starts determining whether the measurement state is normal or abnormal.

測定状態検出手段530では、メモリに蓄えておいた1回目測定時の測定状態評価信号513と、新たに入力された2回目測定時の測定状態評価信号513を用いて測定状態の判定を行う。測定状態の判定方法に関しては後述する。ここでは、2回目の測定状態が正常であると判定した場合の説明を行う。   The measurement state detection means 530 determines the measurement state using the measurement state evaluation signal 513 for the first measurement stored in the memory and the newly input measurement state evaluation signal 513 for the second measurement. A method for determining the measurement state will be described later. Here, a description will be given of a case where it is determined that the second measurement state is normal.

(e)に示す測定状態検出信号531が2に変わると平均化終了信号512のパルスが発生し(T4M)、平均化手段510内部のメモリに蓄えられていた2回目測定時の検出信号401の平均化結果が平均化検出信号511として推定手段520に送られる。   When the measurement state detection signal 531 shown in (e) is changed to 2, a pulse of the averaging end signal 512 is generated (T4M), and the detection signal 401 at the time of the second measurement stored in the memory inside the averaging means 510 is stored. The averaged result is sent to the estimating means 520 as the averaged detection signal 511.

推定手段520において血糖値の推定が行われると、(g)に示す特徴量推定信号501が更新される(T4N)。   When the blood glucose level is estimated by the estimating means 520, the feature amount estimation signal 501 shown in (g) is updated (T4N).

時間10分以降は5分おきに2回目の測定と同様の方法において測定を行う。   After time 10 minutes, measurement is performed in the same manner as the second measurement every 5 minutes.

ここまで測定状態が正常である場合の説明を行ったが、次に測定状態が異常状態になった場合の動作の説明を行う。   Although the case where the measurement state is normal has been described so far, the operation when the measurement state becomes an abnormal state will be described next.

図5は、非侵襲生体情報測定装置1の別の動作を時間軸でプロットしたタイミングチャートであり、(a)は測定周期信号101、(b)は照射期間信号102、(c)は照射制御信号103、(d)は測定状態評価開始信号514、(e)は測定状態検出信号531、(f)は平均化終了信号512、(g)は特徴量推定信号501である。   FIG. 5 is a timing chart in which another operation of the non-invasive living body information measuring apparatus 1 is plotted on the time axis. (A) is a measurement cycle signal 101, (b) is an irradiation period signal 102, and (c) is irradiation control. Signals 103 and (d) are a measurement state evaluation start signal 514, (e) is a measurement state detection signal 531, (f) is an averaging end signal 512, and (g) is a feature amount estimation signal 501.

図4のタイミングチャートと比較して(d)、(e)、(f)、(g)の動作が異なる。   Compared with the timing chart of FIG. 4, the operations of (d), (e), (f), and (g) are different.

まず、測定前に図5に示す信号(d)、(f)をLoに、(e)を0に初期化し、1回目の測定を開始する。   First, before measurement, signals (d) and (f) shown in FIG. 5 are initialized to Lo and (e) is initialized to 0, and the first measurement is started.

T5A(時間0分)において、図5(a)に示す測定周期信号101のパルスが発生し、血糖値の推定を行う。ここで、図5(a)の信号1パルスに対して1回の血糖値の推定を行う。   At T5A (time 0 minute), a pulse of the measurement period signal 101 shown in FIG. 5A is generated, and the blood sugar level is estimated. Here, the blood glucose level is estimated once for one pulse of the signal in FIG.

測定周期信号101のパルス発生後、(b)に示す照射期間信号102がHiに変化し(T5B)、パルス光201の繰り返し照射期間が開始する。   After the pulse of the measurement cycle signal 101 is generated, the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Hi (T5B), and the repeated irradiation period of the pulsed light 201 starts.

(b)に示す照射期間信号102がHiの間(T5B−T5C)、(c)に示す照射制御信号103には測定ユニットの間隔で繰り返しパルスが発生し、そのパルス毎にパルス光201の照射を行う。   While the irradiation period signal 102 shown in (b) is Hi (T5B-T5C), the irradiation control signal 103 shown in (c) repeatedly generates pulses at the intervals of the measurement units, and the pulsed light 201 is irradiated for each pulse. I do.

(b)に示す照射期間信号102がLoに変化すると(T5C)、パルス光201の繰り返し照射期間が終了し、平均化手段510において60回分の検出信号401を平均化する。そして平均化した結果を平均化手段510内部に設けたメモリに格納するとともに測定状態評価信号513として測定状態検出手段530に出力する。また、このとき(d)に示す測定状態評価開始信号514のパルスが発生し(T5D)、測定状態検出手段530において測定状態が正常もしくは異常であるかの判定を開始する。   When the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Lo (T5C), the repeated irradiation period of the pulsed light 201 ends, and the averaging means 510 averages the detection signals 401 for 60 times. The averaged result is stored in a memory provided inside the averaging means 510 and is output to the measurement state detection means 530 as a measurement state evaluation signal 513. At this time, a pulse of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (d) is generated (T5D), and the measurement state detection means 530 starts determining whether the measurement state is normal or abnormal.

測定状態検出手段530では、1回目の測定時は測定状態評価信号513を測定状態検出手段530の内部に設けたメモリに蓄えるのみの動作を行い、(e)に示す測定状態検出信号531を1として出力する(T5E)。   The measurement state detection unit 530 performs an operation of only storing the measurement state evaluation signal 513 in the memory provided in the measurement state detection unit 530 during the first measurement, and sets the measurement state detection signal 531 shown in FIG. Is output as (T5E).

(e)に示す測定状態検出信号531が1に変わると平均化終了信号512のパルスが発生し(T5F)、平均化手段510内部のメモリに蓄えられていた検出信号401の平均化結果が平均化検出信号511として推定手段520に送られる。   When the measurement state detection signal 531 shown in (e) changes to 1, a pulse of the averaging end signal 512 is generated (T5F), and the averaging result of the detection signal 401 stored in the memory inside the averaging means 510 is averaged. The detection signal 511 is sent to the estimation means 520.

推定手段520において血糖値の推定が行われると、(g)に示す特徴量推定信号501が更新される(T5G)。   When the estimation means 520 estimates the blood glucose level, the feature amount estimation signal 501 shown in (g) is updated (T5G).

時間5分になると2回目の測定を開始する。T5Hにおいて、(a)に示す測定周期信号101のパルスが発生し、1回目の測定と同様に測定周期信号101のパルス発生後、(b)に示す照射期間信号102がHiに変化し(T4I)、パルス光201の繰り返し照射期間が開始する。   When the time reaches 5 minutes, the second measurement is started. At T5H, the pulse of the measurement period signal 101 shown in (a) is generated, and after the generation of the pulse of the measurement period signal 101 as in the first measurement, the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Hi (T4I). ), The repeated irradiation period of the pulsed light 201 starts.

(b)に示す照射期間信号102がHiの間(T5I−T5J)、(c)に示す照射制御信号103には測定ユニットの間隔で繰り返しパルスが発生し、そのパルス毎にパルス光201の照射を行う。   While the irradiation period signal 102 shown in (b) is Hi (T5I-T5J), the irradiation control signal 103 shown in (c) repeatedly generates pulses at the intervals of the measurement units, and the pulsed light 201 is irradiated for each pulse. I do.

(b)に示す照射期間信号102がLoに変化すると(T5J)、パルス光201の繰り返し照射期間が終了し、1回目の測定と同様に検出信号401を平均化した結果を平均化手段510内部に設けたメモリに格納するとともに測定状態評価信号513として測定状態検出手段530に出力する。また、このとき(d)に示す測定状態評価開始信号514のパルスが発生し(T5K)、測定状態検出手段530において測定状態が正常もしくは異常であるかの判定を開始する。   When the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Lo (T5J), the repeated irradiation period of the pulsed light 201 ends, and the result of averaging the detection signal 401 in the same way as the first measurement is averaged inside the averaging means 510. And is output to the measurement state detection means 530 as a measurement state evaluation signal 513. At this time, a pulse of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (d) is generated (T5K), and the measurement state detection means 530 starts determining whether the measurement state is normal or abnormal.

ここで2回目の測定状態が異常状態であると判定されると(e)に示す測定状態検出信号531が3に変化する。   Here, when it is determined that the second measurement state is an abnormal state, the measurement state detection signal 531 shown in FIG.

測定状態検出信号531が3に変化した場合は再照射要求信号502が制御手段10に伝えられ、(b)に示す照射期間信号102が再びHiに変化し(T5M)、パルス光201の繰り返し照射期間が開始する。   When the measurement state detection signal 531 changes to 3, the re-irradiation request signal 502 is transmitted to the control means 10, the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Hi again (T5M), and the pulsed light 201 is repeatedly irradiated. The period begins.

(b)に示す照射期間信号102がHiの間(T5M−T5N)、(c)に示す照射制御信号103には測定ユニットの間隔で繰り返しパルスが発生し、そのパルス毎にパルス光201の照射を行う。ここでパルス光201の追加照射回数は照射回数信号503の示す照射回数とし、本実施の形態1では正常状態の場合と同じ回数である60回とする。   While the irradiation period signal 102 shown in (b) is Hi (T5M-T5N), the irradiation control signal 103 shown in (c) repeatedly generates pulses at the intervals of the measurement units, and the pulsed light 201 is irradiated for each pulse. I do. Here, the number of additional irradiations of the pulsed light 201 is the number of irradiations indicated by the irradiation number signal 503, and in the first embodiment, the number of additional irradiations is 60, which is the same number as in the normal state.

(b)に示す照射期間信号102がLoに変化すると(T5N)、パルス光201の繰り返し照射期間が終了し、平均化手段510において60回分の検出信号401を平均化する。そして平均化した結果を平均化手段510内部に設けたメモリに格納するとともに測定状態評価信号513として測定状態検出手段530に出力する。また、このとき(d)に示す測定状態評価開始信号514のパルスが発生し(T5O)、測定状態検出手段530において測定状態が正常もしくは異常であるかの判定を開始する。   When the irradiation period signal 102 shown in (b) changes to Lo (T5N), the repeated irradiation period of the pulsed light 201 ends, and the averaging means 510 averages the detection signals 401 for 60 times. The averaged result is stored in a memory provided inside the averaging means 510 and is output to the measurement state detection means 530 as a measurement state evaluation signal 513. At this time, a pulse of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (d) is generated (T5O), and the measurement state detection means 530 starts determining whether the measurement state is normal or abnormal.

ここで、測定状態が正常であると判定されると、(e)に示す測定状態検出信号531が2に変化する(T5P)。   If it is determined that the measurement state is normal, the measurement state detection signal 531 shown in (e) changes to 2 (T5P).

(e)に示す測定状態検出信号531が2に変わると平均化終了信号512のパルスが発生し(T5Q)、平均化手段510内部のメモリに蓄えられていたT5MからT5Nの期間における検出信号401の平均化結果が平均化検出信号511として推定手段520に送られる。   When the measurement state detection signal 531 shown in (e) changes to 2, a pulse of the averaging end signal 512 is generated (T5Q), and the detection signal 401 in the period from T5M to T5N stored in the memory inside the averaging means 510 is detected. The averaged result is sent to the estimating means 520 as the averaged detection signal 511.

推定手段520において血糖値の推定が行われると、(g)に示す特徴量推定信号501が更新される(T5R)。   When the blood glucose level is estimated by the estimating means 520, the feature amount estimation signal 501 shown in (g) is updated (T5R).

時間10分以降は5分おきに2回目の測定と同様の方法において測定を行う。   After time 10 minutes, measurement is performed in the same manner as the second measurement every 5 minutes.

次に、測定状態検出手段530における測定状態の判定方法について図6、図7を用いて詳細に説明する。   Next, a measurement state determination method in the measurement state detection unit 530 will be described in detail with reference to FIGS.

図6は測定状態検出手段530の構成を示すブロック図である。図6において、513は測定状態評価信号、514は測定状態評価開始信号、531は測定状態検出信号、540は振幅検出手段、550は変化量検出手段、560は測定状態判定手段、570はレジスタ、541は振幅検出信号、551は振幅変化量、571は測定状態判定レベルである。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the measurement state detection means 530. In FIG. 6, 513 is a measurement state evaluation signal, 514 is a measurement state evaluation start signal, 531 is a measurement state detection signal, 540 is an amplitude detection means, 550 is a change amount detection means, 560 is a measurement state determination means, 570 is a register, 541 is an amplitude detection signal, 551 is an amplitude change amount, and 571 is a measurement state determination level.

振幅検出手段540は、測定状態評価信号513と測定状態評価開始信号514を用いて測定状態評価信号513の振幅を検出し、振幅検出信号541を変化量検出手段550に出力する。   The amplitude detection unit 540 detects the amplitude of the measurement state evaluation signal 513 using the measurement state evaluation signal 513 and the measurement state evaluation start signal 514, and outputs the amplitude detection signal 541 to the change amount detection unit 550.

変化量検出手段550は振幅検出信号541から変化量を検出し、振幅変化量551を測定状態判定手段560に出力する。   The change amount detection unit 550 detects the change amount from the amplitude detection signal 541 and outputs the amplitude change amount 551 to the measurement state determination unit 560.

測定状態判定手段560は振幅変化量551とレジスタ570から得られる測定状態判定レベル571を用いて測定状態検出信号531を出力する。   The measurement state determination unit 560 outputs a measurement state detection signal 531 using the amplitude change amount 551 and the measurement state determination level 571 obtained from the register 570.

図7は、本発明の実施の形態1における測定状態検出手段530の動作を時間軸でプロットしたタイミングチャートである。図7において、(a)は測定状態評価開始信号514、(b)は測定状態評価信号513、(c)は振幅変化量551、(d)は測定状態検出信号531である。   FIG. 7 is a timing chart in which the operation of the measurement state detection unit 530 according to Embodiment 1 of the present invention is plotted on the time axis. 7, (a) is a measurement state evaluation start signal 514, (b) is a measurement state evaluation signal 513, (c) is an amplitude change amount 551, and (d) is a measurement state detection signal 531.

続いて測定状態検出手段530の詳細な動作について図6と図7を用いて説明する。ここでは、測定状態が2回目の測定では正常状態、3回目の測定では異常状態と判定された場合の動作について説明する。   Next, the detailed operation of the measurement state detection unit 530 will be described with reference to FIGS. Here, the operation when the measurement state is determined to be a normal state in the second measurement and an abnormal state in the third measurement will be described.

まず、測定前に図7に示す信号(c)をLoに初期化し、レジスタ570では測定状態の判定基準となる測定状態判定レベル571の値をあらかじめ設定しておく。   First, the signal (c) shown in FIG. 7 is initialized to Lo before measurement, and the value of the measurement state determination level 571 serving as a determination criterion for the measurement state is set in advance in the register 570.

1回目の測定において、 図7(a)に示す測定状態評価開始信号514のパルス(T7A)が発生すると、(b)に示す測定状態評価信号513のピークレベルをT7Bのタイミングで検出する。このとき検出されたピークレベルをL7Aとする。   When the pulse (T7A) of the measurement state evaluation start signal 514 shown in FIG. 7A is generated in the first measurement, the peak level of the measurement state evaluation signal 513 shown in FIG. 7B is detected at the timing of T7B. The peak level detected at this time is L7A.

振幅検出手段540で検出するピークはパルス光201の照射直後にパルス光201の一部もしくは生体30で反射したパルス光201が光音響検出手段40に到達することにより発生する。   The peak detected by the amplitude detection means 540 is generated when a part of the pulse light 201 or the pulse light 201 reflected by the living body 30 reaches the photoacoustic detection means 40 immediately after the irradiation with the pulse light 201.

検出したピークレベルを変化量検出手段550内部に設けたメモリ(図示せず)に格納する。このとき、(c)に示す振幅変化量551は変化しない。   The detected peak level is stored in a memory (not shown) provided in the change amount detection means 550. At this time, the amplitude change amount 551 shown in (c) does not change.

その後、(d)に示す測定状態検出信号531が1に変化する(T7C)。2回目の測定において、(a)に示す測定状態評価開始信号514のパルス(T7D)が発生すると、(d)に示す測定状態評価信号513のピークレベルをT7Eのタイミングで検出する。このとき検出されたピークレベルをL7Bとする。   Thereafter, the measurement state detection signal 531 shown in (d) changes to 1 (T7C). When the pulse (T7D) of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (a) is generated in the second measurement, the peak level of the measurement state evaluation signal 513 shown in (d) is detected at the timing of T7E. The peak level detected at this time is L7B.

ピークレベルの検出後、変化量検出手段550では1回目の測定時にメモリに保存したピークレベルL7Aと、2回目の測定時に検出されたピークレベルL7Bの2乗誤差を演算し、(c)に示す振幅変化量551に演算結果L7C(L7B×L7B−L7A×L7A)を示す信号を発生する(T7F)。   After detecting the peak level, the change amount detecting means 550 calculates a square error between the peak level L7A stored in the memory at the first measurement and the peak level L7B detected at the second measurement, and is shown in (c). A signal indicating the calculation result L7C (L7B × L7B−L7A × L7A) is generated in the amplitude change amount 551 (T7F).

そして演算結果が測定状態判定レベル571(L7D)より小さい場合は、測定状態検出信号531を2に変化する(T7G)とともに、検出したピークレベルL7Bを変化量検出手段550内部に設けたメモリ(図示せず)に格納する。   When the calculation result is smaller than the measurement state determination level 571 (L7D), the measurement state detection signal 531 is changed to 2 (T7G), and the detected peak level L7B is provided in the memory (see FIG. (Not shown).

3回目の測定において、(a)に示す測定状態評価開始信号514のパルス(T7H)が発生すると、(d)に示す測定状態評価信号513のピークレベルをT7Iのタイミングで検出する。このとき検出されたピークレベルをL7Eとする。   When the pulse (T7H) of the measurement state evaluation start signal 514 shown in (a) is generated in the third measurement, the peak level of the measurement state evaluation signal 513 shown in (d) is detected at the timing of T7I. The peak level detected at this time is L7E.

ピークレベルの検出後、変化量検出手段550では2回目の測定時にメモリに保存したピークレベルL7Bと、3回目の測定時に検出されたピークレベルL7Eの2乗誤差を演算し、(c)に示す振幅変化量551に演算結果L7F=(L7E×L7E−L7B×L7B)を示す信号を発生する(T7J)。   After detecting the peak level, the change amount detecting means 550 calculates a square error between the peak level L7B stored in the memory at the second measurement and the peak level L7E detected at the third measurement, and is shown in (c). A signal indicating the calculation result L7F = (L7E × L7E−L7B × L7B) is generated in the amplitude change amount 551 (T7J).

演算結果が測定状態判定レベル571(L7D)以上である場合は、測定状態検出信号531を3に変化する(T7G)。このとき、変化量検出手段550内部に設けたメモリの内容は更新しない。以上の動作により、測定状態の判定を行う。   When the calculation result is equal to or higher than the measurement state determination level 571 (L7D), the measurement state detection signal 531 is changed to 3 (T7G). At this time, the contents of the memory provided in the change amount detection means 550 are not updated. The measurement state is determined by the above operation.

本実施の形態1では検出信号401が1chの場合について説明したが、例えば複数chの検出信号401を備える非侵襲生体情報測定装置においても本発明は適用可能である。その場合は、上述した振幅検出手段540において、複数chのピークレベルをそれぞれ検出してから、それぞれのピークレベルを2乗した後にチャンネル数で平均化したものを振幅検出信号541とすればよい。   In the first embodiment, the case where the detection signal 401 is 1 ch has been described. However, the present invention can also be applied to, for example, a non-invasive living body information measuring apparatus including a plurality of ch detection signals 401. In that case, the amplitude detection means 540 may detect the peak levels of a plurality of channels, square the peak levels, and then average the number of channels as the amplitude detection signal 541.

測定状態の判定基準となる測定状態判定レベル571の設定方法は、例えば工場出荷前の調整工程において、振幅変化量551の大きさが変化するように環境負荷試験を行い、そのときに得られた推定血糖値の精度をモニタしながら必要な血糖値推定精度を満足する測定状態判定レベル571を決定すればよい。   The measurement state determination level 571 that is a determination criterion for the measurement state is obtained, for example, by performing an environmental load test so that the magnitude of the amplitude change amount 551 changes in the adjustment process before factory shipment. The measurement state determination level 571 that satisfies the required blood glucose level estimation accuracy may be determined while monitoring the accuracy of the estimated blood glucose level.

また、測定状態判定レベル571はレジスタ570により、工場出荷後に外部から任意の値に設定することも可能である。   Further, the measurement state determination level 571 can be set to an arbitrary value from the outside after shipment from the factory by the register 570.

そのためには本実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の使用環境によって適応的に測定状態の判断基準を変更すればよい。例えば、定期的に侵襲型血糖測定装置による血糖値測定を行い、その結果を用いて血糖値推定精度を保つ非侵襲生体情報測定装置であれば、非侵襲型の推定血糖値を求める際に測定状態判定レベル571をパラメータとして複数の推定血糖値を求め、その中で最も精度の高い結果が得られた測定状態判定レベルでレジスタ570の値を更新すればよい。   For this purpose, the determination criterion of the measurement state may be adaptively changed according to the use environment of the noninvasive living body information measuring apparatus 1 in the first embodiment. For example, if it is a noninvasive biological information measuring device that regularly measures blood sugar levels with an invasive blood sugar measuring device and maintains the blood sugar level estimation accuracy using the results, it is measured when determining the noninvasive blood glucose level. A plurality of estimated blood glucose levels may be obtained using the state determination level 571 as a parameter, and the value of the register 570 may be updated with the measurement state determination level at which the most accurate result is obtained.

本実施の形態1では、測定状態が異常状態であると判断した次の測定で異常状態が解消されて正常状態に戻った場合について説明しているが、異常状態が連続して検出される場合はパルス光201の再照射を繰り返すことにより、測定周期が終了してしまい、結果として血糖値推定結果が得られないことも起こり得る。   In the first embodiment, the case is described in which the abnormal state is resolved and returned to the normal state in the next measurement that is determined to be the abnormal state, but the abnormal state is continuously detected. If the re-irradiation of the pulsed light 201 is repeated, the measurement cycle ends, and as a result, the blood sugar level estimation result may not be obtained.

そこで、測定状態検出手段530の内部に異常状態連続検出カウンタ(図示せず)を設けておくと異常状態が連続した場合にも対応可能である。   Therefore, if an abnormal state continuous detection counter (not shown) is provided inside the measurement state detection means 530, it is possible to cope with a case where abnormal states continue.

測定状態検出手段530の内部に異常状態連続検出カウンタを備えた場合の動作について以下に説明する。   The operation when the abnormal state continuous detection counter is provided inside the measurement state detection means 530 will be described below.

まず、測定前に異常状態連続検出カウンタの初期値を異常状態連続検出上限値にセットしておく。本実施の形態1では異常状態連続検出上限値を3とする。   First, the initial value of the abnormal condition continuous detection counter is set to the abnormal condition continuous detection upper limit before measurement. In the first embodiment, the upper limit value of abnormal state continuous detection is set to 3.

上述した実施の形態1と同様に1回目の測定では図5(e)に示す測定状態検出信号531が1となる。   Similar to the first embodiment described above, the measurement state detection signal 531 shown in FIG.

2回目の測定で異常状態と判定すると、測定状態検出信号531は3に変化する。   If it is determined that the state is abnormal in the second measurement, the measurement state detection signal 531 changes to 3.

このとき、異常状態連続検出カウンタではカウントダウンが行われ、カウント値は2となる。   At this time, the abnormal state continuous detection counter counts down and the count value becomes 2.

3回目の測定でも異常状態と判定すると、測定状態検出信号531は3を示したままで異常状態連続検出カウンタの示すカウント値は1となる。   If it is determined that an abnormal state is detected even in the third measurement, the measurement state detection signal 531 remains 3 while the count value indicated by the abnormal state continuous detection counter is 1.

更に4回目の測定でも異常状態と判定すると、測定状態検出信号531は3を示したままで異常状態連続検出カウンタの示すカウント値が0となる。   Further, if it is determined that the measurement state is abnormal even in the fourth measurement, the measurement state detection signal 531 remains 3 while the count value indicated by the abnormal state continuous detection counter is zero.

異常状態連続検出カウンタの示すカウント値が0になると、本非侵襲生体情報測定装置の動作を停止し、ユーザーにエラーの通知を行う。   When the count value indicated by the abnormal state continuous detection counter becomes 0, the operation of the noninvasive living body information measuring apparatus is stopped, and an error is notified to the user.

また、3回目もしくは4回目の測定において、正常状態であると判断した場合は異常状態連続検出カウンタの示すカウント値を異常状態連続検出上限値である3にセットする。   In the third or fourth measurement, if it is determined that the state is normal, the count value indicated by the abnormal state continuous detection counter is set to 3, which is the abnormal state continuous detection upper limit value.

以上の動作により、ユーザーは異常状態が連続した場合に早期に測定異常状態であることを知ることができ、本非侵襲生体情報測定装置を生体30に装着し直すなどの対応を取ることが可能となる。   With the above operation, the user can know that the abnormal measurement state is present at an early stage when the abnormal state continues, and can take measures such as reattaching the non-invasive biological information measuring device to the living body 30. It becomes.

本実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1では、照射期間信号102がHiの間にパルス光201を複数回照射し、その結果得られる複数の検出信号401を平均化してから血糖値を推定しているが、複数回の照射は必ずしも必要ではない。複数回照射することで検出信号401のSNRを向上させることが可能となるが、光源20から照射されるパルス光201のパワーを上げることによって検出信号401のSNRが血糖値を推定するために最低限必要なSNRを達成した場合は、平均化を行うことなくパルス光201の照射毎に血糖値の推定を行ってもよい。このとき、測定状態検出手段530もパルス光201の照射毎に動作する。   In the noninvasive living body information measuring apparatus 1 in the first embodiment, the pulsed light 201 is irradiated a plurality of times while the irradiation period signal 102 is Hi, and the plurality of detection signals 401 obtained as a result are averaged, and then the blood glucose level is calculated. As estimated, multiple irradiations are not necessarily required. Although it is possible to improve the SNR of the detection signal 401 by irradiating a plurality of times, the SNR of the detection signal 401 is minimum to estimate the blood glucose level by increasing the power of the pulsed light 201 emitted from the light source 20. When the necessary SNR is achieved, the blood sugar level may be estimated for each irradiation of the pulsed light 201 without averaging. At this time, the measurement state detection unit 530 also operates every time the pulsed light 201 is irradiated.

本実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1では、測定状態検出手段530における測定状態を判断するために、血糖値を推定するために必要な回数(60回)平均化を行った検出信号401を用いているが、測定状態を判断するための検出信号401の平均化回数は任意に設定することが可能である。   In the noninvasive living body information measuring apparatus 1 according to the first embodiment, a detection signal obtained by averaging the number of times (60 times) necessary for estimating the blood glucose level in order to determine the measurement state in the measurement state detection unit 530 401 is used, but the number of times of averaging of the detection signal 401 for determining the measurement state can be arbitrarily set.

例えば、図示しないレジスタによってあらかじめ第一の測定状態判断回数を30回と設定しておき下記の方法にて測定状態の判断を行えばよい。   For example, the first measurement state determination number may be set to 30 in advance by a register (not shown), and the measurement state may be determined by the following method.

まず、1回目の測定において合計60回行うパルス光201の照射回数が30回に達した時点で、30回分の検出信号401の平均化を行い、その結果を用いて変化量検出手段550内部のメモリに振幅検出信号541を蓄える。   First, when the number of times of irradiation of the pulsed light 201 performed 60 times in the first measurement reaches 30 times, the detection signal 401 for 30 times is averaged, and the result is used to change the amount of the detection signal 401 inside. The amplitude detection signal 541 is stored in the memory.

続いて31回目から60回目のパルス光201に対する検出信号401の平均化を行い、その結果から求めた振幅検出信号541と、変化量検出手段550内部のメモリに蓄えられている信号を用いて測定状態の判断を行う。   Subsequently, the detection signal 401 with respect to the 31st to 60th pulse light 201 is averaged, and measurement is performed using the amplitude detection signal 541 obtained from the result and the signal stored in the memory inside the variation detection means 550. Judge the state.

測定状態が正常状態であると判断した場合は、31回目から60回目のパルス光201に対する検出信号401の平均化結果から求めた振幅検出信号541で変化量検出手段550内部のメモリを更新しておき、2回目の測定において1回目から30回目のパルス光201における検出信号401に対して測定状態の判定を行う。   When it is determined that the measurement state is a normal state, the memory inside the variation detection means 550 is updated with the amplitude detection signal 541 obtained from the averaged result of the detection signal 401 for the 31st to 60th pulsed light 201. In addition, in the second measurement, the measurement state of the detection signal 401 in the first to 30th pulsed light 201 is determined.

また、1回目の測定において31回目から60回目のパルス光201に対する検出信号401の平均化結果から、測定状態が異常状態であると判定した場合は、61回目から90回目までのパルス光201の追加照射を行い、再度測定状態を判定する。   Further, in the first measurement, when it is determined that the measurement state is an abnormal state from the averaged result of the detection signals 401 for the 31st to 60th pulse lights 201, the 61st to 90th pulse lights 201 Perform additional irradiation and determine the measurement state again.

その結果、正常状態であると判定した場合は、1回目から30回目および61回目から90回目のパルス光201の照射に対する検出信号401の平均化を平均化手段510にて行い、その結果出力される平均化検出信号511を用いて血糖値の推定を行う。以降、30回のパルス光201の照射毎に測定状態の判定を行う。   As a result, when it is determined that the state is normal, the averaging means 510 averages the detection signal 401 for the first to 30th and 61st to 90th pulse light 201 irradiations, and the result is output. The blood sugar level is estimated using the averaged detection signal 511. Thereafter, the measurement state is determined every time the pulsed light 201 is irradiated 30 times.

以上の方法を用いると、2回目の測定を待つことなく1回目の測定時から測定状態の判定が可能となる。また、図示しないレジスタによって第二の測定状態判断回数を5回、正常状態判断定数を8回と設定しておき下記のような方法を用いてもよい。   When the above method is used, the measurement state can be determined from the first measurement without waiting for the second measurement. Alternatively, the following method may be used by setting the second measurement state determination number of times and the normal state determination constant number of 8 times by a register (not shown).

まず、1回目の測定において合計60回行うパルス光201の照射回数が第二の測定状態判断回数(5回)に達した時点で、5回分の検出信号401の平均化を行い、その結果を用いて変化量検出手段550内部のメモリに振幅検出信号541を蓄える。   First, when the number of times of irradiation of the pulsed light 201 performed 60 times in the first measurement reaches the second measurement state determination number (5 times), the detection signals 401 for five times are averaged, and the result is obtained. By using this, the amplitude detection signal 541 is stored in the memory inside the change amount detection means 550.

続いて6回目から60回目まで5回おきに検出信号401の平均化を行い、測定状態の判断を行う。   Subsequently, the detection signal 401 is averaged every fifth time from the sixth time to the 60th time, and the measurement state is judged.

合計11回求めた測定状態のうち測定正常状態が9回である場合は、正常状態判断定数(8回)より大であるため測定異常状態であった2×5回=10回分の検出信号401を除いた残りのパルス光201照射回数における検出信号401を用いて血糖値を推定する。また、このとき変化量検出手段550内部のメモリは、最新の測定正常状態における検出信号401から求めた平均化結果を用いて更新する。   When the measurement normal state is 9 times out of the measurement states obtained 11 times in total, it is larger than the normal state judgment constant (8 times), and thus the measurement abnormal state 2 × 5 times = 10 detection signals 401 The blood glucose level is estimated using the detection signal 401 in the remaining number of times of irradiation of the pulsed light 201 excluding the above. At this time, the memory in the change amount detection unit 550 is updated using the averaged result obtained from the detection signal 401 in the latest measurement normal state.

また、合計11回求めた測定状態のうち測定正常状態が正常状態判断定数(8回)以下である場合は、再度パルス光201の照射を第二の測定状態判断回数(5回)行い、測定状態の判定を行う。以上の方法により、測定状態を判定するためのパルス光201の再照射期間を短縮することができる。   If the measurement normal state is equal to or less than the normal state determination constant (8 times) among the measurement states obtained a total of 11 times, the pulse light 201 is irradiated again for the second measurement state determination number (5 times), and the measurement is performed. Determine the state. By the above method, the re-irradiation period of the pulsed light 201 for determining the measurement state can be shortened.

本実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1では、測定状態の判定において新たに得られた振幅検出信号541の変化量を算出する際に、比較対象をその1回前に得られた振幅検出信号541としているが、ここで比較対象とする振幅検出信号541は過去の任意のタイミングに設定可能である。   In the noninvasive living body information measuring apparatus 1 according to the first embodiment, when calculating the amount of change in the amplitude detection signal 541 newly obtained in the determination of the measurement state, the amplitude obtained as the comparison target one time before is calculated. Although the detection signal 541 is used, the amplitude detection signal 541 to be compared here can be set at an arbitrary timing in the past.

この方法は振幅検出信号541を保存しておく変化量検出手段550内部に設けるメモリを任意の容量に設定することで実現可能である。   This method can be realized by setting the memory provided in the variation detection means 550 for storing the amplitude detection signal 541 to an arbitrary capacity.

例えば、あらかじめ図示しないレジスタによって参考信号保存定数を2と設定しておき、変化量検出手段550において変化量比較の際に2回前に得られた振幅検出信号541を利用する。   For example, the reference signal storage constant is set to 2 in advance by a register (not shown), and the amplitude detection signal 541 obtained twice before the change amount comparison is used in the change amount detection means 550.

つまり変化量検出手段550にk回目に入力される振幅検出信号541をIn(k)、変化量検出手段550からk回目に出力される振幅変化量551をOut(k)とすると、Out(k)=In(k)×In(k)−In(k−2)×In(k−2)となる。   That is, if the amplitude detection signal 541 input to the change amount detection unit 550 at the kth time is In (k) and the amplitude change amount 551 output from the change amount detection unit 550 at the kth time is Out (k), Out (k) ) = In (k) × In (k) −In (k−2) × In (k−2).

既に上述した変化量検出手段550におけるOut(k)=In(k)×In(k)−In(k−1)×In(k−1)の演算では、変化量検出手段550の特性がHPFに特性を有しているのに対し、参考信号保存定数を2とした場合の変化量検出手段550の特性はBPFの特性を有する。   In the calculation of Out (k) = In (k) × In (k) −In (k−1) × In (k−1) in the variation detection unit 550 already described above, the characteristic of the variation detection unit 550 is HPF. On the other hand, the characteristic of the variation detection means 550 when the reference signal storage constant is 2 has the characteristic of BPF.

そのため参考信号保存定数を変更することにより、検出対象とする異常状態が発生した場合において振幅検出信号541の変化量に現れる周波数の変化に応じた変化量検出手段550を実現することが可能となる。   Therefore, by changing the reference signal storage constant, it is possible to realize the change amount detecting means 550 corresponding to the change in frequency appearing in the change amount of the amplitude detection signal 541 when an abnormal state to be detected occurs. .

また、変化量検出手段550における演算を2つのタイミング(k回目、k+2回目の入力信号)における振幅検出信号541のみでなく、3以上のタイミングを用いてフィルタを構成してもよい。この場合、タップ係数を任意に設定可能な既知のFIRフィルタ等を用いることで所望の周波数特性を有するフィルタを実現することが可能であり、効率的に測定異常状態を検出することが可能となる。   Further, the calculation in the change amount detection means 550 may be configured by using not only the amplitude detection signal 541 at two timings (kth and k + 2th input signals) but also three or more timings. In this case, it is possible to realize a filter having a desired frequency characteristic by using a known FIR filter or the like in which the tap coefficient can be arbitrarily set, and it is possible to efficiently detect a measurement abnormal state. .

以上、本発明の実施の形態1に記載の非侵襲生体情報測定装置1では、血糖値の測定環境の変化を検知することが可能であるため、特徴量表示手段60に表示された誤った血糖値に対して、患者がインスリンを過剰投与するなどの事故を未然に防ぐことが可能となる。   As described above, in the noninvasive living body information measuring apparatus 1 described in the first embodiment of the present invention, it is possible to detect a change in the measurement environment of the blood sugar level. It is possible to prevent accidents such as the patient overdosing insulin with respect to the value.

なお、本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1で測定する対象は、血管31中のグルコース量に限定されるものではない。すなわち、照射されるパルス光201の波長領域におけるエネルギーを吸収し光音響波を発生する物質であれば良く、例えば生体30の表面から血管31までの間の組織液に含まれるグルコースや血管31中のヘモグロビン量などに対しても適用可能である。   Note that the target to be measured by the noninvasive living body information measuring apparatus 1 in Embodiment 1 of the present invention is not limited to the amount of glucose in the blood vessel 31. That is, any substance that absorbs energy in the wavelength region of the irradiated pulsed light 201 and generates a photoacoustic wave may be used. For example, glucose contained in tissue fluid between the surface of the living body 30 and the blood vessel 31, The present invention can also be applied to the amount of hemoglobin.

本発明にかかる非侵襲生体情報測定装置は、接触圧用センサを用いることなく音響センサのみで測定異常を検出することができるため装置の複雑化を解消し小型化が可能となる。   The non-invasive living body information measuring apparatus according to the present invention can detect a measurement abnormality only with an acoustic sensor without using a contact pressure sensor, thereby eliminating the complexity of the apparatus and reducing the size.

本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の使用例を示す図The figure which shows the usage example of the noninvasive biological information measuring device 1 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the noninvasive biological information measuring device 1 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における特徴量推定手段50の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the feature-value estimation means 50 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing operation of noninvasive living body information measuring device 1 in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における非侵襲生体情報測定装置1の別の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing another operation of noninvasive living body information measuring device 1 in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における測定状態検出手段530の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the measurement state detection means 530 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における測定状態検出手段530の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing operation of measurement state detection means 530 in Embodiment 1 of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 非侵襲生体情報測定装置
10 制御手段
20 光源
30 生体
31 血管
40 光音響検出手段
50 特徴量推定手段
60 特徴量表示手段
101 測定周期信号
102 照射期間信号
103 照射制御信号
104 特徴量表示制御信号
201 パルス光
301 光音響波信号
401 検出信号
501 特徴量推定信号
502 再照射要求信号
503 照射回数信号
510 平均化手段
511 平均化検出信号
512 検出信号平均化終了パルス
513 測定状態評価信号
514 測定状態評価開始信号
520 推定手段
530 測定状態検出手段
531 測定状態検出信号
540 振幅検出手段
541 振幅検出信号
550 変化量検出手段
551 振幅変化量
560 測定状態判定手段
570 レジスタ
571 測定状態判定レベル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noninvasive biological information measuring device 10 Control means 20 Light source 30 Living body 31 Blood vessel 40 Photoacoustic detection means 50 Feature quantity estimation means 60 Feature quantity display means 101 Measurement period signal 102 Irradiation period signal 103 Irradiation control signal 104 Feature quantity display control signal 201 Pulse light 301 Photoacoustic wave signal 401 Detection signal 501 Feature quantity estimation signal 502 Re-irradiation request signal 503 Irradiation frequency signal 510 Averaging means 511 Averaging detection signal 512 Detection signal averaging end pulse 513 Measurement state evaluation signal 514 Measurement state evaluation start Signal 520 Estimation means 530 Measurement state detection means 531 Measurement state detection signal 540 Amplitude detection means 541 Amplitude detection signal 550 Change amount detection means 551 Amplitude change amount 560 Measurement state determination means 570 Register 571 Measurement state determination level

Claims (14)

生体表面に照射した光により生体内の特定物質が光のエネルギーを吸収して発する光音響波信号を生体表面で検出することによって血糖値を推定する非侵襲生体情報測定装置において、
1回の血糖値の推定に対して、少なくとも1回以上繰り返されるパルス光の照射を制御するための照射制御信号を出力する制御手段と、
前記照射制御信号により前記パルス光を生体表面に向かって照射する少なくとも一つの光源と、
前記光源から照射された前記パルス光もしくは生体で反射した反射パルス光と前記生体内の特定物質により発生した前記光音響波信号を少なくとも1チャンネル以上の検出器で検出し、所定の周波数でサンプリングした検出信号を出力する光音響検出手段と、
前記少なくとも1回以上繰り返されるパルス光の照射回数分前記検出信号を平均化した少なくとも1チャンネル以上の平均化検出信号を用いて前記血糖値を推定する特徴量推定手段と、
前記血糖値を表示する特徴量表示手段と、を備え、
前記特徴量推定手段は前記パルス光もしくは前記反射パルス光が前記光音響検出手段に到達することにより生じる前記検出信号の変化を用いて測定状態が正常であるか否か判定することを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
In a non-invasive living body information measuring apparatus for estimating a blood glucose level by detecting a photoacoustic wave signal emitted from a specific substance in a living body by absorbing light energy by light irradiated on the living body surface,
Control means for outputting an irradiation control signal for controlling irradiation of the pulsed light that is repeated at least once for one estimation of blood glucose level;
At least one light source that irradiates the surface of the living body with the pulsed light according to the irradiation control signal;
The pulsed light emitted from the light source or the reflected pulsed light reflected by the living body and the photoacoustic wave signal generated by the specific substance in the living body are detected by at least one channel detector and sampled at a predetermined frequency. Photoacoustic detection means for outputting a detection signal;
A feature amount estimating means for estimating the blood glucose level using an averaged detection signal of at least one channel obtained by averaging the detection signal for the number of times of irradiation of the pulsed light repeated at least once.
Feature amount display means for displaying the blood glucose level,
The feature amount estimation means determines whether or not the measurement state is normal using a change in the detection signal caused by the pulsed light or the reflected pulsed light reaching the photoacoustic detection means. Non-invasive biological information measuring device.
前記特徴量推定手段は、1回の血糖値推定において、前記パルス光をm回(mは自然数)繰り返し照射することにより得られるm個の前記検出信号のうち、n個(nはm以下の自然数)の前記検出信号を平均化して測定状態評価信号を作成し、
血糖値の推定を行う度に前記測定状態評価信号において前記パルス光の照射直後に現れる変化から振幅レベルを抽出し、
p回目(pは2以上かつ血糖値推定終了回数までの自然数)の血糖値推定時に前記測定状態評価信号から抽出された前記振幅レベルと、p回目以前の血糖値推定時に前記測定状態評価信号から抽出された前記振幅レベルから振幅変化量を算出し、
前記振幅変化量が測定状態判定レベル以上である場合は測定異常であると判定することを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。
The feature amount estimation means is configured to perform n (n is less than or equal to m) out of m detection signals obtained by repeatedly irradiating the pulsed light m times (m is a natural number) in one blood glucose level estimation. A natural number) detection signal is averaged to create a measurement state evaluation signal,
Extracting the amplitude level from the change that appears immediately after irradiation of the pulsed light in the measurement state evaluation signal every time the blood glucose level is estimated,
The amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal at the time of estimating the blood glucose level at the p-th time (p is a natural number equal to or greater than 2 and the number of times the blood sugar level estimation is completed), and the measurement state evaluation signal at the time of blood glucose level estimation before the p-th time An amplitude change amount is calculated from the extracted amplitude level,
The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein when the amplitude change amount is equal to or higher than a measurement state determination level, it is determined that the measurement is abnormal.
前記特徴量推定手段は、血糖値推定の度に前記振幅変化量を前記特徴量推定手段の内部に設けたメモリに蓄え、p回目(pは2以上の自然数)の血糖値推定時に、前記メモリに蓄えられている2回以上かつp回以下の複数の前記振幅変化量をフィルタリングし、フィルタリングされた前記振幅変化量が測定状態判定レベル以上である場合は測定異常であると判定することを特徴とする請求項2に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimating means stores the amplitude change amount in a memory provided in the feature amount estimating means every time the blood sugar level is estimated, and the memory is estimated at the p-th time (p is a natural number of 2 or more). And filtering a plurality of amplitude change amounts not less than twice and not more than p times, and when the filtered amplitude change amount is equal to or higher than a measurement state determination level, it is determined that the measurement is abnormal. The noninvasive living body information measuring device according to claim 2. 前記特徴量推定手段は、p回目の血糖値推定時に得られる前記測定状態評価信号から抽出した前記振幅レベルと、p回目以前の血糖値推定時に得られる前記測定状態評価信号から抽出した前記振幅レベルとの二乗誤差を用いて前記振幅変化量を計算することを特徴とする請求項2に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature quantity estimating means extracts the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal obtained at the time of p-th blood sugar level estimation and the amplitude level extracted from the measurement state evaluation signal obtained at the time of blood glucose level estimation before the p-th time. The non-invasive biological information measuring apparatus according to claim 2, wherein the amplitude change amount is calculated using a square error with respect to. 前記特徴量推定手段は、少なくとも1チャンネル以上の前記測定状態評価信号から振幅レベルをそれぞれ抽出し、前記振幅レベルをチャンネル数で平均化した平均振幅レベルを用いて前記振幅変化量を計算することを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimating means extracts amplitude levels from the measurement state evaluation signals of at least one channel and calculates the amplitude change amount using an average amplitude level obtained by averaging the amplitude levels by the number of channels. The noninvasive living body information measuring device according to claim 1 characterized by things. 前記特徴量推定手段は、測定状態が正常でない状態の連続する回数をカウントする測定異常状態連続数カウンタを備え、前記測定異常状態連続数カウンタのカウント値が異常状態連続検出上限値に達した場合に、血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means includes a measurement abnormal state continuous number counter that counts the number of consecutive measurement states that are not normal, and the count value of the measurement abnormal state continuous number counter reaches an abnormal state continuous detection upper limit value. The non-invasive biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the blood glucose level estimation operation is stopped and the user is notified through the feature amount display means. 前記測定異常状態連続数カウンタは、前記非侵襲生体情報測定装置の動作開始前及び、前記測定状態を判定した結果が正常である場合に0にリセットされることを特徴とする請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The said measurement abnormal state continuous number counter is reset to 0 before the operation | movement start of the said noninvasive biological information measuring device and when the result of having determined the said measurement state is normal. Non-invasive living body information measuring device. 前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、m回繰り返される前記パルス光の照射回数のうち、照射回数がそれぞれ均一となるq個(qは2以上の自然数)の前記測定状態評価信号、もしくはq個の前記測定状態評価信号における前記パルス光の照射回数の和がm回になるようにそれぞれ任意の前記パルス光の照射回数を設定したq個の前記測定状態評価信号を作成し、q個の前記測定状態評価信号のうち任意の前記測定状態評価信号を用いて前記測定状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置。 In the estimation of blood glucose level in one time, the feature amount estimation means is q (q is a natural number of 2 or more) of the measurement states in which the number of times of irradiation is uniform among the number of times of irradiation of the pulsed light. Create q measurement state evaluation signals each having an arbitrary number of pulsed light irradiations so that the sum of the number of pulsed light irradiations in the evaluation signal or q measurement state evaluation signals is m. The non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the measurement state is determined by using any of the measurement state evaluation signals among q measurement state evaluation signals. 前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常と判定された回数が正常状態判断定数より大である場合は最終的に測定状態が正常であると判定し、q個の前記検出信号のうち測定状態が正常と判定された前記検出信号のみを平均化して前記平均化検出信号を作成することを特徴とする請求項8に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the number of times that the measurement state is determined to be normal is greater than a normal state determination constant. In some cases, it is finally determined that the measurement state is normal, and the averaged detection signal is created by averaging only the detection signals whose measurement state is determined to be normal among the q detection signals. The noninvasive living body information measuring device according to claim 8 characterized by things. 前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常であると判定された回数が正常状態判断定数以下である場合は最終的に測定状態が正常でないと判定し、血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする請求項8に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the number of times that the measurement state is determined to be normal is equal to or less than a normal state determination constant 9. The non-invasive biological information according to claim 8, wherein the non-invasive living body information according to claim 8, wherein it is finally determined that the measurement state is not normal, the blood glucose level estimation operation is stopped, and the user is notified through the feature amount display means. measuring device. 前記特徴量推定手段は、1回の血糖値の推定において、q個の前記測定状態評価信号から前記測定状態をそれぞれ判定し、測定状態が正常であると判定された回数が正常状態判断定数以下である場合は測定状態が正常でないと判定し、前記少なくとも1回以上パルス光の照射を行ってから前記測定状態を判定するまでの一連の動作を再度行い、その結果、測定状態が正常でないと判定された場合は血糖値推定動作を中止するとともに、前記特徴量表示手段を通じてユーザーに通知することを特徴とする請求項8に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The feature amount estimation means determines the measurement state from q measurement state evaluation signals in one estimation of blood glucose level, and the number of times that the measurement state is determined to be normal is equal to or less than a normal state determination constant If it is, it is determined that the measurement state is not normal, and a series of operations from the irradiation of the pulsed light at least once until the determination of the measurement state is performed again. As a result, the measurement state is not normal. 9. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 8, wherein when judged, the blood glucose level estimating operation is stopped and the user is notified through the feature amount display means. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記測定状態判定レベルを外部から変更することが可能であることを特徴とする請求項2乃至請求項3に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The non-invasive living body according to claim 2, wherein the feature amount estimation unit includes a writable register, and the measurement state determination level can be changed from the outside by the register. Information measuring device. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記異常状態連続検出上限値を外部から変更することが可能であることを特徴とする請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The non-invasive biological information measurement according to claim 6, wherein the feature amount estimation unit includes a writable register, and the upper limit value of the abnormal state continuous detection can be changed from outside by the register. apparatus. 前記特徴量推定手段は、書き込みが可能なレジスタを備え、レジスタによって前記正常状態判断定数を外部から変更することが可能であることを特徴とする請求項9乃至請求項11に記載の非侵襲生体情報測定装置。 The non-invasive living body according to claim 9, wherein the feature amount estimation unit includes a writable register, and the normal state determination constant can be changed from the outside by the register. Information measuring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019193691A (en) * 2018-05-01 2019-11-07 日本電信電話株式会社 Component concentration measuring apparatus

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