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JPH11323A - Noninvasive blood analyzing device - Google Patents

Noninvasive blood analyzing device

Info

Publication number
JPH11323A
JPH11323A JP10097511A JP9751198A JPH11323A JP H11323 A JPH11323 A JP H11323A JP 10097511 A JP10097511 A JP 10097511A JP 9751198 A JP9751198 A JP 9751198A JP H11323 A JPH11323 A JP H11323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood vessel
unit
blood
analysis
living body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10097511A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4072240B2 (en
Inventor
Kaoru Asano
薫 浅野
Yasuhiro Takachi
泰浩 高地
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.)
Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
Priority to JP09751198A priority Critical patent/JP4072240B2/en
Publication of JPH11323A publication Critical patent/JPH11323A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4072240B2 publication Critical patent/JP4072240B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To non-invasively measure the size of a blood vessel or the concentration of blood components for one and the same subject. SOLUTION: This analyzing device includes a light source part 11 for illuminating a part of a living body involving blood vessels, a photographing part 12 which photographs the part of the living body illuminated, a holding member for holding the light source part 11 and the photographing part 12 against the part of the living body, an analyzing part 2 which sets an analytical area in the image photographed and which measures and analyzes blood vessel parts in the analytical area, and a display part which displays the result of the analysis, the photographing part 12 photographing the part of the living body plural times, the analyzing part 2 specifying the analytical area involving one and the same blood vessel part for the plurality of photographed images, and calculating at least either one of blood vessel width, the concentration of blood components, or the concentration ratio of blood components in the blood vessel part in the analytical area specified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、非侵襲血液分析
装置に関するものであり、採血することなく経皮的に、
血管のサイズや血液成分濃度,血液成分濃度比をリアル
タイムで、再現性よく計測する装置を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-invasive blood analyzer, and percutaneously without blood collection.
Provided is an apparatus for measuring a blood vessel size, a blood component concentration, and a blood component concentration ratio in real time with good reproducibility.

【0002】[0002]

【従来の技術とこの発明が解決しようとする課題】血管
幅を画像を使って直接計測する手法は、微小循環(特に
網膜上の血管)を対象に行われている(例えば、M. J.
DEVANEY他著、“Continuous Measurementof Vascular D
iameters via Television Microscopy”ISA TRASRATIO
N, 第15巻、第1号、第73−78頁、1976年、参照)。し
かし、この手法は数十μmの血管を対象としているた
め、実際の臨床的な使用には適さない。
2. Description of the Related Art A technique for directly measuring a blood vessel width using an image is performed on microcirculation (especially blood vessels on the retina) (for example, MJ).
DEVANEY et al., “Continuous Measurement of Vascular D
iameters via Television Microscopy ”ISA TRASRATIO
N, Vol. 15, No. 1, pages 73-78, 1976). However, since this technique targets a blood vessel of several tens of μm, it is not suitable for actual clinical use.

【0003】また、ヘモグロビン濃度およびヘマトクリ
ットを経皮的に計測しようとする装置も考案されてい
る。例えば、「ヘモグロビン濃度測定装置」(特公平3
−71135号公報)には、生体に複数波長の光を照射
し、その脈動による光強度変化から血中ヘモグロビンを
計測する装置が開示されている。同様に、「System and
method for noninvasive hemarocrit monitoring」(米
国特許第5,372,136号)にも脈動等利用して血中ヘマト
クリットを求める方法が記載されている。
[0003] Further, a device for percutaneously measuring hemoglobin concentration and hematocrit has been devised. For example, "Hemoglobin concentration measuring device"
Japanese Patent Application Laid-Open No.-71135) discloses a device that irradiates a living body with light of a plurality of wavelengths and measures blood hemoglobin from a change in light intensity due to the pulsation. Similarly, "System and
"Method for noninvasive hemarocrit monitoring" (US Pat. No. 5,372,136) also describes a method for determining blood hematocrit using pulsation or the like.

【0004】しかしながら、これらは検出対象となる血
液量が特定されていない為、絶対的な値を求めるには精
度上問題があった。さらに、センサーを装着する部位に
よって計測値に差が生じ、再現性等に問題があることが
予想される。
However, since the amount of blood to be detected is not specified, there is a problem in terms of accuracy in obtaining an absolute value. Furthermore, it is expected that there will be a difference in the measured value depending on the part where the sensor is mounted, and there will be a problem in reproducibility and the like.

【0005】また、「Apparatus and method for in vi
vo analysis of RED and WHITE blood cell indices」
(米国特許第4,998,533号)には、毛細血管内を流れる
赤血像から上記項目を計測する方法が開示されている
が、このような方法ではシステムが極めて大掛かりなも
のとなってしまう。
[0005] Also, "Apparatus and method for in vi
vo analysis of RED and WHITE blood cell indices ''
(U.S. Pat. No. 4,998,533) discloses a method for measuring the above items from a red blood image flowing through a capillary, but such a method requires an extremely large-scale system.

【0006】また、次のような種々の非侵襲血液分析装
置が知られている。すなわち、生体の一部に含まれる血
管内を撮像し、撮像された画像から血球の形態や数を解
析するようにしたもの(米国特許第5,598,842
号又は特開平7−308312号公報参照)、生体の一
部に含まれる血管を複数回撮像し、その差分画像から血
球像を検出するようにしたもの(特開平7−30831
1号公報参照)、生体の皮膚表面に密着させた透明板を
介して生体の一部に含まれる血管を撮像する手段を備
え、その透明板を皮膚表面に沿って機械的に移動させる
ことにより所望のサイズの血管を検索して撮像するよう
にしたもの(特開平8−299310号公報参照)、生
体の一部に含まれる血管と組織を撮像し、撮像された画
像について血管を横切って分布する画像濃度分布から血
液成分の量を演算するもの(国際特許出願公開番号WO
97/24066)などである。
[0006] Also, various non-invasive blood analyzers as described below are known. That is, an image of a blood vessel contained in a part of a living body is taken, and the form and number of blood cells are analyzed from the taken image (US Pat. No. 5,598,842).
Or Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-308312), in which a blood vessel contained in a part of a living body is imaged a plurality of times, and a blood cell image is detected from a difference image thereof (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-30831).
No. 1), means for imaging a blood vessel contained in a part of a living body through a transparent plate adhered to the skin surface of a living body, and the transparent plate is mechanically moved along the skin surface. A blood vessel of a desired size is searched for and imaged (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-299310), a blood vessel and a tissue contained in a part of a living body are imaged, and the imaged image is distributed across the blood vessel. For calculating the amount of blood components from an image density distribution (see International Patent Application Publication No. WO
97/24066).

【0007】ところで、このような非侵襲血液分析装置
を用いて生体の一部を経時的に撮像して分析値の経時変
化を求める場合、一度撮像した後、撮像装置を生体から
分離し、数時間又は数日後に再び生体の一部を撮像する
ことになる。しかしながら、撮像する血管部位の再現性
が保証されないため、同一血管部位についての分析値を
精度よく得ることが困難であった。
When a part of a living body is imaged with time using such a non-invasive blood analyzer to determine a temporal change in an analysis value, the imaging device is separated from the living body after imaging once. After a time or several days, a part of the living body will be imaged again. However, since reproducibility of a vascular site to be imaged is not guaranteed, it has been difficult to accurately obtain an analysis value for the same vascular site.

【0008】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたもので、経時的に撮像された複数の画像において、
同一血管部位を含む解析領域を特定して分析することに
より、同一血管部位についての経時的分析値を精度よく
求めることができ、被験者に対する運動や透析のような
各種の刺激に対する変化や薬剤投与などに対する効果を
知ることができる血液分析装置を提供するものである。
[0008] The present invention has been made in view of such circumstances, and in a plurality of images taken over time,
By identifying and analyzing the analysis region including the same blood vessel site, the time-dependent analysis value for the same blood vessel site can be obtained with high accuracy, such as changes to various stimuli such as exercise and dialysis for the subject, drug administration, etc. The purpose of the present invention is to provide a blood analyzer capable of knowing the effect on the blood analyzer.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、血管を含む
生体の一部を照明するための光源部と、照明された生体
の一部を撮像する撮像部と、光源部と撮像部を生体の一
部に対して保持するための保持部材と、撮像された画像
中に解析領域を設定し、その解析領域内の血管部分を計
測して解析する解析部と、その解析結果を表示する表示
部とを備え、撮像部は生体の一部を複数回撮像し、解析
部は撮像された複数の画像について同一血管部位を含む
解析領域を特定し、その特定した解析領域における血管
部位について血管幅,血液成分濃度および血液成分濃度
比の少なくとも1つを算出することを特徴とする非侵襲
血液分析装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a light source unit for illuminating a part of a living body including a blood vessel, an imaging unit for imaging a part of the illuminated living body, and a light source unit and an imaging unit. A holding member for holding a part of the analysis part, an analysis part for setting an analysis area in the captured image, measuring and analyzing a blood vessel part in the analysis area, and a display for displaying the analysis result The imaging unit captures a part of the living body a plurality of times, the analysis unit identifies an analysis region including the same blood vessel region in the plurality of captured images, and sets a blood vessel width in the blood vessel region in the identified analysis region. A non-invasive blood analyzer which calculates at least one of a blood component concentration and a blood component concentration ratio.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】この発明の装置において、生体と
はヒトを含む哺乳動物であり、生体の一部とは生体から
分離した組織ではなく、生体のありのままの組織の一部
であり、例えば指や耳朶などがあげられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the apparatus of the present invention, a living body is a mammal including a human, and a part of the living body is not a tissue separated from the living body but a part of a living tissue of the living body. Examples include fingers and earlobes.

【0011】光源部には、半導体レーザ(以下、LD)
やLEDあるいはハロゲン光源が使用でき、直接生体の
一部に照射してもよいし、ファイバーを介して照射して
もよい。波長としては生体組織を透過し、水の吸収が大
きくない600〜950nmの範囲にあることが好まし
い。
The light source section includes a semiconductor laser (hereinafter, LD)
Or an LED or a halogen light source can be used. The light may be directly applied to a part of the living body, or may be applied via a fiber. The wavelength is preferably in the range of 600 to 950 nm, which transmits through the living tissue and does not absorb much water.

【0012】撮像部は、レンズなどの光学系とCCDな
どの撮像デバイスから構成できる。撮像部では、血管部
分の濃度分布情報が得られる。撮像素子としては、CC
Dの他にラインセンサーやフォトダイオード・アレイが
使用できる。また、フォトダイオード1個を血管を横切
る方向に駆動させて濃度分布情報を得ることもできる。
生体の一部を複数回撮像するとは、1波長で複数回撮像
することや、複数波長で各波長ごとに少なくとも1回撮
像することをいう。
The imaging section can be composed of an optical system such as a lens and an imaging device such as a CCD. In the imaging unit, density distribution information of a blood vessel portion is obtained. As an image sensor, CC
In addition to D, a line sensor or a photodiode array can be used. Alternatively, one photodiode can be driven in a direction crossing a blood vessel to obtain density distribution information.
To image a part of the living body a plurality of times means to image a plurality of times at one wavelength or to image at least once for each wavelength at a plurality of wavelengths.

【0013】撮像部の光学系は、単にTV用レンズ(例
えばCOMICAR製 BD1214D)だけをいて構成してもよい。
撮像部は、生体の一部を光源部が照明するとき、その透
過光又は反射光を受光して生体の一部を撮像することが
できる。
[0013] The optical system of the image pickup section may be constituted by merely providing a TV lens (for example, BD1214D made by COMICAR).
When the light source unit illuminates a part of the living body, the imaging unit can receive the transmitted light or the reflected light and image the part of the living body.

【0014】また光源部と撮像部を生体の一部に対して
保持するための保持部材は、生体の一部が例えばヒトの
手の指である場合には、光源部と撮像部との間にその指
を離脱可能に固定するような部材であればよく、それに
は、指を指の形状に合わせた穴や溝に挿入させる方式の
ものや、指を可動片で両側から挟む方式のものを用いる
ことができる。
The holding member for holding the light source unit and the imaging unit to a part of the living body may be provided between the light source unit and the imaging unit when the living body is a finger of a human hand, for example. Any member that can fix the finger so that it can be detached, such as a method that inserts a finger into a hole or a groove that matches the shape of the finger, or a method that sandwiches a finger from both sides with a movable piece Can be used.

【0015】この場合、光源と撮像部の位置に対して指
を再現性よく固定することが好ましいが、指を余り強く
締付けたり屈曲させて固定すると、血管が圧迫されてう
っ血状態となり正常な血管画像および測定結果が得られ
ないので注意を要する。
In this case, it is preferable that the finger is fixed with good reproducibility to the position of the light source and the image pickup unit. However, if the finger is tightened or bent too strongly, the blood vessel is compressed and congested, and the normal blood vessel becomes congested. Care must be taken because images and measurement results cannot be obtained.

【0016】この発明の装置における解析部は、解析部
は、撮像された画像ごとにその画像における生体の一部
の形態上の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出された各
特徴を記憶する特徴記憶部と、撮像画像における各特徴
を比較する比較部と、比較結果に基づき複数の画像にお
いて同一血管部位を含む領域を特定しその領域を解析領
域として設定する解析領域設定部と、設定された解析領
域内の血管部位について血管幅,血液成分濃度および血
液成分濃度比の少なくとも1つを算出する演算部から構
成されてもよい。これには市販のパーソナルコンピュー
タを利用することもできる。
The analyzing section in the apparatus according to the present invention, wherein the analyzing section stores, for each captured image, a feature extracting section for extracting a morphological feature of a part of a living body in the image, and stores the extracted features. A feature storage unit, a comparison unit that compares each feature in the captured image, and an analysis region setting unit that specifies a region including the same blood vessel site in a plurality of images based on the comparison result and sets the region as an analysis region. The blood vessel portion in the analysis region may be configured to include at least one of a blood vessel width, a blood component concentration, and a blood component concentration ratio. A commercially available personal computer can be used for this.

【0017】生体の一部の形態上の特徴が、指の輪郭,
関節部の輪郭及び血管の配置パターンの少なくとも一つ
に基づくものであることが好ましい。撮像部は生体の一
部を経時的に複数回撮像し、解析部は、複数の画像から
得られた血管幅,血液成分濃度又は血液成分濃度比を経
時的変化として表示部に表示させてもよい。解析部は、
この経時的変化をグラフで表示部に表示させてもよい。
Some of the morphological features of the living body are the outline of the finger,
It is preferably based on at least one of the joint contour and the blood vessel arrangement pattern. The imaging unit may image a part of the living body multiple times over time, and the analysis unit may display the blood vessel width, blood component concentration, or blood component concentration ratio obtained from the plurality of images on the display unit as a change over time. Good. The analysis unit
This change over time may be displayed on a display unit as a graph.

【0018】この発明の装置における血液成分濃度と
は、例えばヘモグロビン濃度又はヘマトクリットであ
る。その場合には、光源部の波長(帯)は、酸化ヘモグ
ロビンと還元ヘモグロビンの吸光度が実質的に等吸収と
なるような波長(例えば805nm)や波長帯を使用す
ることが好ましい。
The blood component concentration in the device of the present invention is, for example, hemoglobin concentration or hematocrit. In this case, it is preferable to use a wavelength (for example, 805 nm) or a wavelength band in which the absorbance of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin becomes substantially equal to each other.

【0019】また、光源部が、第1および第2波長の光
又は3波長以上の光を選択的に出射する発光素子からな
ることが好ましい、第1および第2波長は、ヘモグロビ
ン濃度やヘマトクリットの計測用としては、それぞれ酸
化ヘモグロビンおよび還元ヘモグロビンの実質的な等吸
収波長であることが望ましい。第3波長は還元ヘモグロ
ビンの吸収が酸化ヘモグロビンの吸収より十分大きいも
のであってもよい。それによってヘモグロビンの酸素化
率(全ヘモグロビン濃度に対する酸化ヘモグロビン濃度
の割合)の計測が可能になる。
It is preferable that the light source section comprises a light emitting element for selectively emitting light of the first and second wavelengths or light of three or more wavelengths. The first and second wavelengths are determined based on hemoglobin concentration and hematocrit. For measurement, it is desirable to have substantially equal absorption wavelengths of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin, respectively. The third wavelength may be such that the absorption of reduced hemoglobin is sufficiently greater than the absorption of oxidized hemoglobin. This makes it possible to measure the oxygenation rate of hemoglobin (the ratio of the oxygenated hemoglobin concentration to the total hemoglobin concentration).

【0020】なお、ヘモグロビンやヘマトクリット又は
酸素化率を計測するためには、2波長以上が必要である
が、血管のサイズをモニターしたい場合は、1波長だけ
でもよい。
In order to measure hemoglobin, hematocrit, or oxygenation rate, two or more wavelengths are required. However, when monitoring the size of a blood vessel, only one wavelength may be used.

【0021】光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘモ
グロビンの吸収が実質的に等しい波長の光を発する光源
からなり、解析部は撮像した画像について血管を横切る
部分の画像濃度分布を算出し、その画像濃度分布に基づ
いて血管幅を算出してもよい。
The light source comprises a light source that emits light having a wavelength at which the absorption of oxyhemoglobin and the absorption of reduced hemoglobin are substantially equal. The analysis unit calculates the image density distribution of the portion crossing the blood vessel in the captured image, and calculates the image density. The blood vessel width may be calculated based on the distribution.

【0022】光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘモ
グロビンの吸収が実質的に等しい2つの波長をそれぞれ
発する光源からなり、解析部は各波長の光で撮像して得
られた各画像の解析領域の血管を横切る部分の画像濃度
分布を算出し、それらの画像濃度分布に基づいてヘモグ
ロビン濃度又はヘマトクリットを算出してもよい。
The light source comprises a light source which emits two wavelengths at which absorption of oxyhemoglobin and absorption of reduced hemoglobin are substantially equal, and the analyzing unit comprises a blood vessel in an analysis region of each image obtained by imaging with light of each wavelength. May be calculated, and the hemoglobin concentration or hematocrit may be calculated based on the image density distribution.

【0023】光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘモ
グロビンの吸収が実質的に等しい波長の光と還元ヘモグ
ロビンの吸収が酸化ヘモグロビンの吸収より十分に大き
い波長の光をそれぞれ発する光源からなり、解析部は各
波長の光で撮像して得られた各画像の解析領域の血管を
横切る部分の画像濃度分布に基づいて全ヘモグロビン濃
度に対する酸化ヘモグロビン濃度の割合を算出してもよ
い。この発明においては、グルコース,コレステロー
ル,ビリルビン等の生化学物質の濃度を解析対象とする
ことができる。
The light source comprises a light source that emits light having a wavelength at which absorption of oxyhemoglobin and absorption of reduced hemoglobin are substantially equal and light having a wavelength at which absorption of reduced hemoglobin is sufficiently larger than absorption of oxyhemoglobin. The ratio of the oxyhemoglobin concentration to the total hemoglobin concentration may be calculated based on the image density distribution of the portion crossing the blood vessel in the analysis region of each image obtained by imaging with light of the wavelength. In the present invention, the concentration of biochemical substances such as glucose, cholesterol, and bilirubin can be analyzed.

【0024】また、この発明は、他の観点から、血管を
含む生体の一部を照明し、照明された生体の一部を複数
回撮像し、撮像された画像ごとにその画像における生体
の一部の形態上の特徴を抽出し、抽出した各特徴を比較
し、比較結果に基づき複数の画像において同一血管部位
を含む領域を特定し、特定された領域内の血管部位につ
いて血管幅、血液成分濃度および血液成分濃度比の少な
くとも1つを算出することを特徴とする血液分析方法を
提供するものである。
According to another aspect of the present invention, a part of a living body including a blood vessel is illuminated, a part of the illuminated living body is imaged a plurality of times, and a part of the living body in the image is taken for each captured image. The morphological features of the part are extracted, the extracted features are compared, a region including the same vascular site is identified in a plurality of images based on the comparison result, and the vascular width and blood component of the vascular site in the specified region are determined. It is an object of the present invention to provide a blood analysis method characterized by calculating at least one of a concentration and a blood component concentration ratio.

【0025】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発
明を詳述する。これによってこの発明が限定されるもの
ではない。図1はこの発明の分析装置の構成を示すブロ
ック図であり、「血管幅計測モード」,「血液成分濃度
計測モード」および「酸素化率計測モード」を選択的に
実行できる。図1において、検出部1は、血管を含む生
体の一部(ここではヒトの指)を照明するための光源部
11と、照明された生体部分の光像(ここでは透過光
像)を撮像する撮像部12を備える。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. This does not limit the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the analyzer according to the present invention, which can selectively execute a "blood vessel width measurement mode", a "blood component concentration measurement mode", and an "oxygenation rate measurement mode". In FIG. 1, a detection unit 1 captures a light source unit 11 for illuminating a part of a living body including a blood vessel (here, a human finger) and a light image of the illuminated living body part (a transmitted light image here). The imaging unit 12 is provided.

【0026】解析部2は、撮像部12が生体の一部を複
数回撮像するとき、撮像された画像ごとにその画像にお
ける生体の一部の位置的特徴(ここでは、指の第1関節
位置の輪郭におけるくぼみの座標)を抽出する特徴抽出
部31と、抽出された各特徴を記憶する記憶部32と、
各特徴を比較する比較部33と、比較結果に基づき複数
の画像において同一血管部位を含む解析領域を特定する
解析領域設定部34を備える。
When the image capturing section 12 captures a part of a living body a plurality of times, the analyzing section 2 provides, for each captured image, a positional characteristic of a part of the living body in the image (here, the first joint position of the finger). A feature extraction unit 31 for extracting coordinates of the dent in the outline of the image, a storage unit 32 for storing the extracted features,
A comparison unit 33 that compares each feature and an analysis region setting unit 34 that specifies an analysis region including the same blood vessel region in a plurality of images based on the comparison result are provided.

【0027】さらに、解析部2は、撮像された画像につ
いて解析領域内の血管を直角に直線的に横切る部分の画
像濃度分布を画像の濃度プロファイルとして抽出する抽
出部21と、抽出された濃度プロファイルの形態的特徴
を定量化する定量化部22と、定量化された特徴に基づ
いて血管径,血液の成分濃度や酸素化率などを演算する
演算部23と、演算結果を記憶する記憶部25と、演算
結果やモニタ画像を出力する出力部(CRT)24を備
える。なお、入力部35はキーボードとマウスからな
り、計測モードの設定や解析領域の初期設定、演算部2
3の演算条件の入力などを行う。また、解析部2はパー
ソナルコンピュータによって構成される。
Further, the analyzing unit 2 includes an extracting unit 21 for extracting, as a density profile of the image, an image density distribution of a portion which intersects a blood vessel in the analysis area at a right angle and linearly with the captured image, and an extracted density profile. A quantifying unit 22 for quantifying the morphological characteristics of the above, a calculating unit 23 for calculating the blood vessel diameter, blood component concentration, oxygenation rate, etc. based on the quantified characteristics, and a storage unit 25 for storing the calculation results. And an output unit (CRT) 24 for outputting a calculation result and a monitor image. The input unit 35 includes a keyboard and a mouse, and sets a measurement mode, initializes an analysis area, and calculates
The user inputs the calculation condition of No. 3. The analysis unit 2 is constituted by a personal computer.

【0028】図2は図1に示す装置の外観斜視図であ
り、検出部1と解析部2とは信号ケーブル3によって接
続されている。図3は検出部1の断面図であり、検出部
1は光源部11と、撮像部12、つまりレンズ14と撮
像素子15を備え、開口部13に指16が挿入される
と、光源部11が指16を照明し、その透過光による画
像がレンズ14を介して撮像素子15で撮像されるよう
になっている。ここで、開口部13は、挿入される指1
6を軽く固定できるように指先に向かって内径が小さく
なり、保持部材を構成している。
FIG. 2 is a perspective view of the external appearance of the apparatus shown in FIG. 1, and the detection unit 1 and the analysis unit 2 are connected by a signal cable 3. FIG. 3 is a cross-sectional view of the detection unit 1. The detection unit 1 includes a light source unit 11 and an imaging unit 12, that is, a lens 14 and an imaging element 15. Illuminates the finger 16, and an image based on the transmitted light is captured by the image sensor 15 via the lens 14. Here, the opening 13 is provided for the finger 1 to be inserted.
The inner diameter decreases toward the fingertip so that the fixing member 6 can be fixed lightly, and constitutes a holding member.

【0029】なお、撮像素子15はCCDで構成され
る。また、図11は光源部11の正面図であり、LED
11aとLED11bとLED11cを備える。この実
施例ではLED11aと11bの波長(第1,第2波
長)は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンに対する
吸収が等しくなるように選択されている。LED11c
の波長は還元ヘモグロビンの吸収が酸化ヘモグロビンの
吸収よりも十分に大きくなるような波長(第3波長)に
選択されている。つまり、LED11aとして、中心波
長830nm、半値幅40nmのL3989(浜松ホト
ニクス(株)製)を使用し、LED11bとして中心波
長890nm、半値幅50nmのL2656(同上製)
を使用し、LED11cとして中心波長660nm,半
値幅40nmのLED(同上製)を使用している。な
お、後述するように、「血管幅計測モード」ではLED
11aのみを点灯させ、「血液成分濃度計測モード」で
はLED11a,11bを、「酸素化率計測モード」で
はLED11a,11b,11cを点灯させる。
The image pickup device 15 is constituted by a CCD. FIG. 11 is a front view of the light source unit 11 and includes an LED.
11a, an LED 11b and an LED 11c. In this embodiment, the wavelengths (first and second wavelengths) of the LEDs 11a and 11b are selected so that the absorptions for oxyhemoglobin and reduced hemoglobin are equal. LED 11c
Is selected such that the absorption of reduced hemoglobin is sufficiently larger than the absorption of oxidized hemoglobin (third wavelength). That is, L3989 (manufactured by Hamamatsu Photonics KK) having a center wavelength of 830 nm and a half value width of 40 nm is used as the LED 11a, and L2656 (manufactured by Idemitsu) having a center wavelength of 890 nm and a half value width of 50 nm is used as the LED 11b.
And an LED (manufactured by Ibid.) Having a center wavelength of 660 nm and a half-value width of 40 nm is used as the LED 11c. As described later, in the “blood vessel width measurement mode”,
Only the LED 11a is turned on, the LEDs 11a and 11b are turned on in the "blood component concentration measurement mode", and the LEDs 11a, 11b and 11c are turned on in the "oxygenation rate measurement mode".

【0030】このような構成において実施される計測手
順を説明する。 (1)血管幅計測モード このモードにおいては、一つの波長を使って経時的に複
数回血管像を撮像する。図4に示すように、まず、入力
部35を操作して「血管幅計測モード」を設定し(ステ
ップS1)、LED11a(第1波長)によって指16
を照明して撮像すると、図6に示すように、指16の輪
郭16aと共に、CCD15側の皮膚表面に局在する血
管(静脈)像40を含む画像41が得られる(ステップ
S2)。次に、画像41において解析領域R1を設定す
る(ステップS3)。
A measurement procedure performed in such a configuration will be described. (1) Blood vessel width measurement mode In this mode, a blood vessel image is imaged a plurality of times over time using one wavelength. As shown in FIG. 4, first, the "blood vessel width measurement mode" is set by operating the input unit 35 (step S1), and the finger 16 is turned on by the LED 11a (first wavelength).
6, an image 41 including a blood vessel (vein) image 40 localized on the skin surface on the CCD 15 side is obtained together with the contour 16a of the finger 16 as shown in FIG. 6 (step S2). Next, the analysis area R1 is set in the image 41 (step S3).

【0031】解析領域R1の設定手順は図5に示す手順
により実行される。つまり、計測が第1回目であるとき
には(ステップS31)、血管像40の最もコントラス
トのよい領域を検索し、決定した領域を解析領域R1と
して設定する(ステップS32)。なお、解析領域R1
は解析領域設定部34により自動的に設定されるが、使
用者が出力部24に出力されるモニタ像を見ながら入力
部35を操作して手動設定してもよい。
The procedure for setting the analysis area R1 is executed according to the procedure shown in FIG. That is, when the measurement is the first time (step S31), a region having the best contrast of the blood vessel image 40 is searched, and the determined region is set as the analysis region R1 (step S32). Note that the analysis region R1
Is automatically set by the analysis area setting unit 34, but may be manually set by the user operating the input unit 35 while watching the monitor image output to the output unit 24.

【0032】設定された解析領域R1は、画像41の画
面をX−Y座標平面として、四角形の各頂点の座標が記
憶部32に記憶される(ステップS33)。次に、特徴
抽出部31が、画像41において輪郭16aのくぼみか
ら関節位置P1を抽出し、抽出した位置P1の座標を記
憶部32に記憶させる(ステップS34,S35)。
In the set analysis area R1, the coordinates of the vertices of the quadrangle are stored in the storage unit 32, using the screen of the image 41 as the XY coordinate plane (step S33). Next, the feature extracting unit 31 extracts the joint position P1 from the depression of the contour 16a in the image 41, and stores the coordinates of the extracted position P1 in the storage unit 32 (Steps S34 and S35).

【0033】また、ステップ31において、計測が第2
回目以降である場合には、前のステップにおいて、例え
ば、図7に示すような画像41aが得られると、記憶さ
れている解析領域R1の座標が読み出されると共に、画
像41aから関節位置P2が特徴抽出部31によって抽
出される(ステップS36,S37)。
In step 31, the measurement is
In the case of the first time or later, for example, when an image 41a as shown in FIG. 7 is obtained in the previous step, the stored coordinates of the analysis region R1 are read out, and the joint position P2 is characterized from the image 41a. It is extracted by the extraction unit 31 (steps S36, S37).

【0034】次に、第1回の計測時に設定した関節位置
P1と今回抽出した関節位置P2について座標の差Δ
X,ΔYが比較部33によって算出される(ステップS
38)。そして、ΔX,ΔYがいずれも所定の許容範囲
δを越えない場合には(ステップS39)、解析領域設
定部34は初期設定した解析領域R1をΔX,ΔYだけ
ずらすことにより、新しい解析領域R2を設定する(ス
テップS40)。
Next, the coordinate difference Δ between the joint position P1 set at the time of the first measurement and the joint position P2 extracted this time is shown.
X and ΔY are calculated by the comparison unit 33 (step S
38). If none of ΔX and ΔY exceeds the predetermined allowable range δ (step S39), the analysis area setting unit 34 shifts the initially set analysis area R1 by ΔX and ΔY to set a new analysis area R2. It is set (step S40).

【0035】これによって領域R2内の血管部位は、第
1回目の計測時に設定された領域R1内の血管部位と実
質的に同一となる。このようにして、一人の被検者の指
について経時的(例えば、2時間おき)にn回計測して
も、解析領域R1,R2……Rnがその都度設定され、
常に血管の同一部位についての計測が行われる。なお、
ステップS39において、ΔX,ΔYのいずれかが許容
値δを越えると、指16が検出部1に対して正常に設置
されていないものと判断され、出力部24に「エラー」
が表示される。
Thus, the blood vessel part in the region R2 becomes substantially the same as the blood vessel part in the region R1 set at the time of the first measurement. In this way, even if the finger of one subject is measured n times over time (eg, every two hours), the analysis regions R1, R2,... Rn are set each time,
Measurement is always performed on the same part of the blood vessel. In addition,
In step S39, if either ΔX or ΔY exceeds the allowable value δ, it is determined that the finger 16 is not properly set with respect to the detection unit 1 and the output unit 24 outputs an “error”.
Is displayed.

【0036】次に、図4のステップS4において、プロ
ファイル抽出部21が、設定された解析領域内で血管に
垂直な方向の濃度プロファイル(図8)を作成すると、
定量化部22は、この濃度プロファイルをベースライン
で規格化する。ベースラインは、血管部分以外の濃度プ
ロファイルから、最小二乗法などによって求め、これで
図8のプロファイルを図9に示すように規格化する(ス
テップS5)。このようにすることによって、入射光量
に依存しない濃度プロファイルを得ることができる。
Next, in step S4 in FIG. 4, when the profile extracting unit 21 creates a density profile (FIG. 8) in a direction perpendicular to the blood vessel in the set analysis region,
The quantification unit 22 normalizes this concentration profile with a baseline. The baseline is obtained from the density profile other than the blood vessel portion by the least square method or the like, and the profile shown in FIG. 8 is normalized as shown in FIG. 9 (step S5). This makes it possible to obtain a density profile that does not depend on the amount of incident light.

【0037】演算部23は、この規格化した濃度プロフ
ァイル(図9)からピーク高さh1を求め、(1/2)
h1における分布幅(半値幅)w1を血管幅として算出
し、記憶部25に格納する(ステップS6)。そして、
所定回数の計測が完了すると、算出した血管幅からその
経時的変化を表わすグラフや表を作成して表示する(ス
テップS7〜S9)。
The calculation unit 23 obtains the peak height h1 from the standardized density profile (FIG. 9) and calculates (1/2)
The distribution width (half width) w1 at h1 is calculated as the blood vessel width and stored in the storage unit 25 (step S6). And
When the measurement of the predetermined number of times is completed, a graph or a table showing the temporal change thereof is created and displayed from the calculated blood vessel width (steps S7 to S9).

【0038】図12は、1人の被検者の指について、2
時間おきに計測し、血管幅w1の相対的な経時変化をグ
ラフにして出力部24に表示させた例である。これによ
って、経時的に血管幅w1がどの程度変化するかを知る
ことができた。また、運動や透析や各種刺激に対する血
管幅のふるまいを知ることができ臨床的に有用である。
FIG. 12 shows two fingers for one subject.
This is an example in which measurement is performed at intervals and a relative temporal change in the blood vessel width w1 is displayed on the output unit 24 as a graph. Thereby, it was possible to know how much the blood vessel width w1 changes over time. Further, the behavior of the blood vessel width with respect to exercise, dialysis, and various stimuli can be known, and is clinically useful.

【0039】(2)血液成分濃度計測モード このモードにおいては、2波長について各1回撮像する
動作を経時的に複数回行う。図4において、まず、入力
部35を操作して「血液成分濃度計測モード」を設定し
(ステップS11)、LED11a(第1波長)とLE
D11b(第2波長)とによって順に指16を照明し、
それぞれ撮像を行い(ステップS12,S13)、第1
波長により得られた画像について、ステップS3と同じ
手順、つまり図5に示す手順により解析領域を設定する
(ステップS14)。
(2) Blood Component Concentration Measurement Mode In this mode, an operation of imaging once for each of two wavelengths is performed a plurality of times over time. In FIG. 4, first, the "blood component concentration measurement mode" is set by operating the input unit 35 (step S11), and the LED 11a (first wavelength) and the LE are set.
D11b (second wavelength) sequentially illuminates the finger 16,
Each image is taken (steps S12 and S13), and the first
With respect to the image obtained by the wavelength, an analysis area is set by the same procedure as in step S3, that is, the procedure shown in FIG. 5 (step S14).

【0040】次に、プロファイル抽出部21が、第1お
よび第2波長により得られた各画像について、図8に示
すようなそれぞれの第1の濃度プロファイルおよび第2
の濃度プロファイルを作成する(ステップS15)。定
量化部22は、第1,第2の濃度プロファイルをベース
ラインでそれぞれ図9,図10に示すように規格化する
(ステップS16)。
Next, the profile extracting section 21 performs, for each image obtained by the first and second wavelengths, the first density profile and the second density profile as shown in FIG.
Is created (step S15). The quantification unit 22 normalizes the first and second density profiles with the baseline as shown in FIGS. 9 and 10, respectively (step S16).

【0041】そこで、演算部23は、規格化された第1
の濃度プロファイル(図9)についてピーク高さh1お
よび半値幅w1を算出し規格化された第2の濃度プロフ
ァイル(図10)について同様にピーク高さh2を算出
し(ステップS17)、次のようにしてヘモグロビン濃
度HGBおよびヘマトクリットHCTを算出する(ステ
ップS18)。
Therefore, the arithmetic unit 23 sets the standardized first
The peak height h1 and the half-value width w1 are calculated for the density profile (FIG. 9), and the peak height h2 is similarly calculated for the standardized second density profile (FIG. 10) (step S17). To calculate the hemoglobin concentration HGB and the hematocrit HCT (step S18).

【0042】つまり、第1波長における血液の散乱係数
をS1、吸収係数をA1とし、近似的にBeerの法則
が成立っているとすると log(1−h1)=−k(S1+A1)w1 ……(1) である。ここで、kは比例定数である。
That is, if the scattering coefficient of blood at the first wavelength is S1, the absorption coefficient is A1, and Beer's law is approximately established, log (1-h1) =-k (S1 + A1) w1 ... (1) Here, k is a proportionality constant.

【0043】ところで散乱係数S1と吸収係数A1は、
それぞれ血液のヘマトクリットHCTとヘモグロビン量
に比例すると考えられるので、σ1,ε1を定数とし
て、 S1=σ1・HCT、A1=ε1・HGB ……(2) 故に、 log(1−h1)=−(kσ1・HCT+kε1・HGB)・w1 ……(3) となる。
By the way, the scattering coefficient S1 and the absorption coefficient A1 are
Since each is considered to be proportional to the hematocrit HCT and the amount of hemoglobin in blood, σ1 and ε1 are constants, and S1 = σ1 · HCT, A1 = ε1 · HGB (2) Therefore, log (1-h1) = − (kσ1) HCT + kε1 · HGB) · w1 (3)

【0044】そこで、LED11b(第2波長)による
画像から求めたピーク高さh2についても同様に、S2
=σ2・HCT,A2=ε2・HGB(σ2,ε2は定
数)として、 log(1−h2)=−k(S2+A2)・w1 =−(kσ2・HCT+kε2・HGB)・w1 ……(4) となる。k,σ1,σ2,ε1,ε2は理論的又は実験
的に決定されるので、h1,h2,w1が得られると、
式(3),(4)よりHGB,HCTが求まる。
Therefore, the peak height h2 obtained from the image obtained by the LED 11b (second wavelength) is similarly calculated as S2
= Σ2 · HCT, A2 = ε2 · HGB (σ2, ε2 are constants), and log (1-h2) = − k (S2 + A2) · w1 = − (kσ2 · HCT + kε2 · HGB) · w1 (4) Become. Since k, σ1, σ2, ε1, ε2 are determined theoretically or experimentally, when h1, h2, w1 are obtained,
HGB and HCT are obtained from equations (3) and (4).

【0045】ところで、実際には血管から表皮までに存
在する組織によって画像はボケるため、観察されるピー
ク値は組織がない場合に比べて小さくなる。よって、実
際には log(1−h1)=−k(S+A)w1+T ……(5) となる。ここで、Sは血液の散乱係数、Aは血液の吸収
係数、Tは生体組織による影響を表す項である。
By the way, since the image is actually blurred by the tissue existing from the blood vessel to the epidermis, the observed peak value is smaller than when no tissue is present. Therefore, log (1−h1) = − k (S + A) w1 + T (5) Here, S is the scattering coefficient of blood, A is the absorption coefficient of blood, and T is a term representing the effect of the living tissue.

【0046】さて、このTは、得られる画像の中で血管
像のコントラストが最大となる部分を解析領域に選択す
ることによって、比較的一定となることを実験的に見い
だした。従って、実験的に求めたTを用いればHGB,
HCTを求めるのに問題とはならない。算出されたHG
BとHCTは記憶部25に格納される。このような計測
が所定回数くり返されると、演算部23は、算出した値
からその経時的変化を表わすグラフや表を作成して表示
する(ステップS19,S20)。
It has been experimentally found that this T is relatively constant by selecting a portion where the contrast of the blood vessel image becomes maximum in the obtained image as an analysis region. Therefore, using T experimentally obtained, HGB,
There is no problem in finding HCT. HG calculated
B and HCT are stored in the storage unit 25. When such measurement is repeated a predetermined number of times, the arithmetic unit 23 creates and displays a graph or a table representing the change over time from the calculated values (steps S19 and S20).

【0047】図13は、1人の被検者の指について2日
おきに計測し、HGBとHCTの経日変化をグラフにし
て出力部24に表示させた例である。出血の有無や食事
療法,薬剤投与の効果などを知ることができ臨床的に有
用である。
FIG. 13 shows an example in which a finger of one subject is measured every two days, and the change over time of HGB and HCT is displayed on the output unit 24 as a graph. It is clinically useful because it can be used to determine the presence or absence of bleeding and the effects of diet and drug administration.

【0048】(3)酸素化率計測モード このモードでは複数波長について各1回撮像する動作を
(経時的に)複数回行う。入力部35により「酸素化率
計測モード」を設定する。そして、図14に示すように
LED11a(第1波長:830nm)によって指16
を照明し撮像を行う(ステップS51)。次に、LED
11b(第2波長:890nm)によって指16を照明
し、同様に撮像する(ステップ52)。次に、LED1
1c(第3波長:660nm)によって指16を照明し
撮像する(ステップS53)。そして、図5に示す手順
で、解析領域を設定する(ステップ54)。
(3) Oxygenation Rate Measurement Mode In this mode, the operation of imaging once for each of a plurality of wavelengths is performed a plurality of times (over time). The “oxygenation rate measurement mode” is set by the input unit 35. Then, as shown in FIG. 14, the finger 16 is moved by the LED 11a (first wavelength: 830 nm).
Is illuminated to perform imaging (step S51). Next, LED
The finger 16 is illuminated with 11b (second wavelength: 890 nm), and an image is captured similarly (step 52). Next, LED1
The finger 16 is illuminated with 1c (third wavelength: 660 nm) and imaged (step S53). Then, the analysis area is set according to the procedure shown in FIG. 5 (step 54).

【0049】次に、第1,第2および第3波長による画
像の各濃度プロファイルを図8に示すように作成する。
(ステップS55)。次に、各濃度プロファイルを規格
化し(ステップS56)、ピーク高さh1,h2,h3
と幅w1を算出する(ステップS57)。次に、酸素化
率を算出して記憶部25に格納する(ステップS5
8)。所定回数の計測をくり返し、その経時的変化を表
すグラフや表を作成して表示してもよい(ステップS5
9〜S61)。
Next, each density profile of the image at the first, second and third wavelengths is created as shown in FIG.
(Step S55). Next, each density profile is standardized (step S56), and the peak heights h1, h2, h3 are set.
And the width w1 are calculated (step S57). Next, the oxygenation rate is calculated and stored in the storage unit 25 (step S5).
8). The measurement may be repeated a predetermined number of times, and a graph or table representing the change over time may be created and displayed (step S5).
9-S61).

【0050】ここで、ステップS58において酸素化率
を算出する原理を説明する。全ヘモグロビン量をHG
B,酸化ヘモグロビン量をHGBo,還元ヘモグロビン
量をHGBrとすると HGB=HGBo+HGBr ……(6) である。
Here, the principle of calculating the oxygenation rate in step S58 will be described. HG for total hemoglobin
B, where oxyhemoglobin is HGBo and reduced hemoglobin is HGBr, HGB = HGBo + HGBr (6)

【0051】また、第1波長での酸化および還元ヘモグ
ロビンに対する吸光度をε1(等吸収なので)、第2波
長での酸化および還元ヘモグロビンに対する吸光度をε
2(等吸収なので)、第3波長での酸化および還元ヘモ
グロビンに対する吸光度をそれぞれε3o,ε3rとす
る。
The absorbance at the first wavelength for oxidized and reduced hemoglobin is ε1 (because of equal absorption), and the absorbance at the second wavelength for oxidized and reduced hemoglobin is ε1.
2 (because of equal absorption), the absorbances for oxidized and reduced hemoglobin at the third wavelength are ε3o and ε3r, respectively.

【0052】さらに、第1波長での吸収係数をA1,散
乱係数をS1、第2波長での吸収係数をA2,散乱係数
をS2、第3波長での吸収係数をA3,散乱係数をS3
とし、各波長について規格化された濃度プロファイルの
ピーク高さをそれぞれ、h1,h2,h3、幅をw1と
すると、式(1)と同様にして、 log(1−h1)=−k(A1+S1)w1 ……(7) log(1−h2)=−k(A2+S2)w1 ……(8) log(1−h3)=−k(A3+S3)w1 ……(9) となり、式(7),(8)よりA1,A2,S1,S2
は決定する。
Further, the absorption coefficient at the first wavelength is A1, the scattering coefficient is S1, the absorption coefficient at the second wavelength is A2, the scattering coefficient is S2, the absorption coefficient at the third wavelength is A3, and the scattering coefficient is S3.
Assuming that the peak height of the density profile normalized for each wavelength is h1, h2, h3 and the width is w1, respectively, log (1-h1) = − k (A1 + S1) as in the equation (1). ) W1 (7) log (1-h2) =-k (A2 + S2) w1 (8) log (1-h3) =-k (A3 + S3) w1 (9) From (8), A1, A2, S1, S2
Is determined.

【0053】一方、S3は、S1,S2と同様に、血液
のヘマトクリットHCTに比例すると考えられ、 S3=σ3・HCT ……(10) として決定される。従って、式(9),(10)からA
3も求まる。
On the other hand, S3, like S1 and S2, is considered to be proportional to the hematocrit HCT of blood, and is determined as S3 = σ3 · HCT (10). Therefore, from equations (9) and (10), A
3 is also found.

【0054】ところで、 A3/A1=(ε3o・HGBo+ε3r・HGBr)/(ε1・HGB) ……(11) ε3r>>ε3oであるから A3/A1=ε3r・HGBr/(ε1・HGB) =a・HGBr/HGB ……(12) となる(a=ε3r/ε1)。A3 / A1 = (ε3o · HGBo + ε3r · HGBr) / (ε1 · HGB) (11) Since ε3r >> ε3o, A3 / A1 = ε3r · HGBr / (ε1 · HGB) = a · HGBr / HGB (12) (a = ε3r / ε1)

【0055】酸素化率の定義から r=HGBo/HGB =1−HGBr/HGB=1−(1/a)・(A3/A1) ……(13) となり、酸素化率が算出される。なお、静脈の酸素化率
の臨床的な意義は、現時点では動脈血の酸素飽和度ほど
明確ではない。しかし、動脈の酸素飽和度と静脈の酸素
飽和度の差が実際に消費される酸素量であり、静脈の酸
素飽和度は、生体の酸素の予備量を反映していると考え
られる。本発明を契機にその臨床的有用性はますます具
体的に明らかにされると期待される。
From the definition of the oxygenation rate, r = HGBo / HGB = 1−HGBr / HGB = 1− (1 / a) · (A3 / A1) (13), and the oxygenation rate is calculated. The clinical significance of the venous oxygenation rate is not as clear as arterial oxygen saturation at present. However, the difference between the arterial oxygen saturation and the venous oxygen saturation is the amount of oxygen actually consumed, and the venous oxygen saturation is considered to reflect the reserve amount of oxygen in the living body. It is expected that the clinical utility of the present invention will be clarified more and more specifically.

【0056】[0056]

【発明の効果】この発明によれば、得られた複数の画像
について同一血管部位を解析しているので、血管幅や血
液成分濃度や血液成分濃度比などをばらつき要因少なく
測定できる。また、生体の一部を経時的に複数回撮像す
ればそれら画像から被検者の状態の詳細な経時変化まで
観察することができる。また、撮像された画像を使って
生体の一部の特徴を抽出して比較することにより、別途
特別な機構を必要とすることなく同一血管部位を特定す
ることができる。
According to the present invention, since the same blood vessel region is analyzed for a plurality of obtained images, the blood vessel width, the blood component concentration, the blood component concentration ratio, and the like can be measured with little variation factors. In addition, if a part of the living body is imaged a plurality of times with the lapse of time, it is possible to observe a detailed temporal change in the state of the subject from the images. In addition, by extracting and comparing some features of the living body using the captured image, the same blood vessel site can be specified without requiring a special mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例の外形を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an outer shape of the embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例の要部を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a main part of the embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例の動作を示すフローチャート
である。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例の他の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart showing another operation of the embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例により得られる画像例を示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an image obtained by the embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例により得られる画像例を示す
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an image obtained by the embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例の画像の濃度プロファイルを
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a density profile of an image according to the embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例の正規化された濃度プロファ
イルを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a normalized density profile according to the embodiment of the present invention.

【図10】この発明の実施例の正規化された他の濃度プ
ロファイルを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another normalized density profile according to the embodiment of the present invention.

【図11】この発明の実施例の光源の正面図である。FIG. 11 is a front view of the light source according to the embodiment of the present invention.

【図12】この発明の実施例の表示例を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a display example of the embodiment of the present invention.

【図13】この発明の実施例の他の表示例を示す説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing another display example of the embodiment of the present invention.

【図14】この発明の実施例のさらに他の動作を示すフ
ローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing still another operation of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出部 2 解析部 11 光源部 12 撮像部 21 抽出部 22 定量化部 23 演算部 24 出力部 25 記憶部 31 特徴抽出部 32 記憶部 33 比較部 34 解析領域設定部 35 入力部 Reference Signs List 1 detection unit 2 analysis unit 11 light source unit 12 imaging unit 21 extraction unit 22 quantification unit 23 operation unit 24 output unit 25 storage unit 31 feature extraction unit 32 storage unit 33 comparison unit 34 analysis area setting unit 35 input unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 血管を含む生体の一部を照明するための
光源部と、照明された生体の一部を撮像する撮像部と、
光源部と撮像部を生体の一部に対して保持するための保
持部材と、撮像された画像中に解析領域を設定し、その
解析領域内の血管部分を計測して解析する解析部と、そ
の解析結果を表示する表示部とを備え、撮像部は生体の
一部を複数回撮像し、解析部は撮像された複数の画像に
ついて同一血管部位を含む解析領域を特定し、その特定
した解析領域における血管部位について血管幅,血液成
分濃度および血液成分濃度比の少なくとも1つを算出す
ることを特徴とする非侵襲血液分析装置。
A light source unit for illuminating a part of a living body including a blood vessel; an imaging unit for imaging a part of the illuminated living body;
A holding member for holding the light source unit and the imaging unit with respect to a part of the living body, and an analysis unit that sets an analysis region in a captured image, measures and analyzes a blood vessel portion in the analysis region, A display unit for displaying the analysis result, wherein the imaging unit captures a part of the living body a plurality of times, and the analysis unit identifies an analysis region including the same blood vessel region in the plurality of captured images, and performs the identified analysis. A non-invasive blood analyzer that calculates at least one of a blood vessel width, a blood component concentration, and a blood component concentration ratio for a blood vessel site in a region.
【請求項2】 解析部は、撮像された画像ごとにその画
像における生体の一部の形態上の特徴を抽出する特徴抽
出部と、抽出された各特徴を記憶する特徴記憶部と、撮
像画像における各特徴を比較する比較部と、比較結果に
基づき複数の画像において同一血管部位を含む領域を特
定しその領域を解析領域として設定する解析領域設定部
と、設定された解析領域内の血管部位について血管幅,
血液成分濃度および血液成分濃度比の少なくとも1つを
算出する演算部を含むことを特徴とする請求項1記載の
非侵襲血液分析装置。
An analysis unit configured to extract, for each captured image, a morphological feature of a part of a living body in the captured image; a feature storage unit configured to store the extracted features; A comparison unit that compares each feature in, an analysis region setting unit that specifies a region including the same blood vessel region in a plurality of images based on the comparison result, and sets the region as an analysis region; and a blood vessel region within the set analysis region. About blood vessel width,
2. The non-invasive blood analyzer according to claim 1, further comprising a calculation unit that calculates at least one of a blood component concentration and a blood component concentration ratio.
【請求項3】 生体の一部がヒトの指であり、生体の特
徴が、指の輪郭,関節部の輪郭及び血管の配置パターン
の少なくとも一つに基づくものである請求項2記載の非
侵襲血管および血液計測装置。
3. The non-invasive body according to claim 2, wherein a part of the living body is a human finger, and the characteristic of the living body is based on at least one of the outline of the finger, the outline of the joint, and the arrangement pattern of blood vessels. Blood vessels and blood measurement devices.
【請求項4】 撮像部は生体の一部を経時的に複数回撮
像し、解析部は、複数の画像から得られた算出結果を経
時的変化として表示部に表示させる請求項1に記載の非
侵襲血液分析装置。
4. The imaging device according to claim 1, wherein the imaging unit images a part of the living body a plurality of times over time, and the analysis unit displays a calculation result obtained from the plurality of images on the display unit as a change over time. Non-invasive blood analyzer.
【請求項5】 光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘ
モグロビンの吸収とが実質的に等しい波長の光を発する
光源からなり、解析部は撮像した画像について血管を横
切る部分の画像濃度分布を算出し、その画像濃度分布に
基づいて血管幅を算出する請求項1記載の非侵襲血液分
析装置。
5. The light source comprises a light source that emits light having a wavelength at which absorption of oxyhemoglobin and absorption of reduced hemoglobin are substantially equal, and the analysis unit calculates an image density distribution of a portion crossing a blood vessel in a captured image, 2. The non-invasive blood analyzer according to claim 1, wherein the blood vessel width is calculated based on the image density distribution.
【請求項6】 光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘ
モグロビンの吸収とが実質的に等しい2つの波長の光を
それぞれ発する光源からなり、解析部は各波長の光で撮
像して得られた各画像の解析領域の血管を横切る部分の
画像濃度分布を算出し、それらの画像濃度分布に基づい
てヘモグロビン濃度又はヘマトクリットを算出する請求
項1記載の非侵襲血液分析装置。
6. The light source comprises a light source that emits light of two wavelengths, each of which has substantially the same absorption of oxyhemoglobin and the absorption of reduced hemoglobin, and the analysis unit obtains each image obtained by imaging with light of each wavelength. The non-invasive blood analyzer according to claim 1, wherein an image density distribution of a portion crossing a blood vessel in the analysis region is calculated, and a hemoglobin concentration or a hematocrit is calculated based on the image density distribution.
【請求項7】 光源は酸化ヘモグロビンの吸収と還元ヘ
モグロビンの吸収とが実質的に等しい波長の光と還元ヘ
モグロビンの吸収が酸化ヘモグロビンの吸収より十分に
大きい波長の光をそれぞれ発する光源からなり、解析部
は各波長の光で撮像して得られた各画像の解析領域の血
管を横切る部分の画像濃度分布に基づいて全ヘモグロビ
ン濃度に対する酸化ヘモグロビン濃度の割合を算出する
請求項1記載の非侵襲血液分析装置。
7. The light source comprises a light source which emits light having a wavelength at which absorption of oxyhemoglobin and absorption of reduced hemoglobin are substantially equal and light having a wavelength at which absorption of reduced hemoglobin is sufficiently larger than absorption of oxidized hemoglobin. The non-invasive blood according to claim 1, wherein the unit calculates a ratio of the oxyhemoglobin concentration to the total hemoglobin concentration based on an image density distribution of a portion crossing a blood vessel in an analysis region of each image obtained by imaging with light of each wavelength. Analysis equipment.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271105A (en) * 1999-03-23 2000-10-03 Sysmex Corp Non-invasive blood analyzer
JP2002107291A (en) * 2000-10-03 2002-04-10 Sysmex Corp Non-invasive biological measuring device and method
JP2008299492A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Laurel Seiki Kk Exercise support system
JP2011194151A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fujifilm Corp Electronic endoscope system
WO2012132768A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 テルモ株式会社 Blood component measuring device
JP2014167799A (en) * 2014-03-28 2014-09-11 Hitachi Ltd Personal authentication device, and blood vessel image photographing apparatus
EP2989972A1 (en) 2014-08-26 2016-03-02 Seiko Epson Corporation Biological information acquisition device and electronic device
EP3058870A1 (en) 2015-02-18 2016-08-24 Seiko Epson Corporation Information acquisition apparatus and information acquisition method
JP2017000897A (en) * 2016-10-13 2017-01-05 キヤノン株式会社 Method
JP2017221774A (en) * 2017-09-27 2017-12-21 キヤノン株式会社 Information processing apparatus and method
WO2024034312A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 バイオニクス株式会社 Vital information measurement device, vital information measurement method, living body management system, and living body management method

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271105A (en) * 1999-03-23 2000-10-03 Sysmex Corp Non-invasive blood analyzer
JP2002107291A (en) * 2000-10-03 2002-04-10 Sysmex Corp Non-invasive biological measuring device and method
JP2008299492A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Laurel Seiki Kk Exercise support system
JP2011194151A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fujifilm Corp Electronic endoscope system
JP5990508B2 (en) * 2011-03-31 2016-09-14 テルモ株式会社 Blood component measuring device
WO2012132768A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 テルモ株式会社 Blood component measuring device
JP2014167799A (en) * 2014-03-28 2014-09-11 Hitachi Ltd Personal authentication device, and blood vessel image photographing apparatus
EP2989972A1 (en) 2014-08-26 2016-03-02 Seiko Epson Corporation Biological information acquisition device and electronic device
US10265003B2 (en) 2014-08-26 2019-04-23 Seiko Epson Corporation Biological information acquisition device and electronic device
EP3058870A1 (en) 2015-02-18 2016-08-24 Seiko Epson Corporation Information acquisition apparatus and information acquisition method
US9772224B2 (en) 2015-02-18 2017-09-26 Seiko Epson Corporation Information acquisition apparatus and information acquisition method
JP2017000897A (en) * 2016-10-13 2017-01-05 キヤノン株式会社 Method
JP2017221774A (en) * 2017-09-27 2017-12-21 キヤノン株式会社 Information processing apparatus and method
WO2024034312A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 バイオニクス株式会社 Vital information measurement device, vital information measurement method, living body management system, and living body management method
JPWO2024034312A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15

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