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WO2018143119A1 - 脂質計測装置及びその方法 - Google Patents

脂質計測装置及びその方法 Download PDF

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WO2018143119A1
WO2018143119A1 PCT/JP2018/002679 JP2018002679W WO2018143119A1 WO 2018143119 A1 WO2018143119 A1 WO 2018143119A1 JP 2018002679 W JP2018002679 W JP 2018002679W WO 2018143119 A1 WO2018143119 A1 WO 2018143119A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
reachable range
lipid
living body
light reachable
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/002679
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English (en)
French (fr)
Inventor
一也 飯永
隆 鶴見
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.)
Medical Photonics Co Ltd
Original Assignee
Medical Photonics Co Ltd
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.)
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Publication date
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Priority to JP2018565525A priority patent/JP6894087B2/ja
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    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means

Definitions

  • the present invention relates to a lipid measurement apparatus and method.
  • Postprandial hyperlipidemia is attracting attention as a risk factor for arteriosclerosis. It has been reported that an increase in non-fasting neutral fat concentration increases the risk of developing coronary artery disease events.
  • Patent Document 1 A technique for solving such a problem is disclosed in Patent Document 1. According to the method of Patent Document 1, blood collection can be eliminated by noninvasive lipid measurement. As a result, blood lipids can be measured not only at medical institutions but also at home. By enabling immediate data acquisition, it is possible to measure blood lipids continuous in time.
  • Patent Document 1 requires the skill of the measurer to determine the optimum measurement site, which causes measurement errors.
  • the light intensity of light transmitted through the living body is attenuated due to the influence of skin, muscle, blood and the like.
  • the measurement accuracy can be improved by detecting the signal intensity of the substance to be measured more strongly so that the accuracy is expressed by the S / N (signal / noise) ratio.
  • Patent Document 1 Although the measurement method shown in Patent Document 1 is one-dimensional (line-shaped) detection, light diffusion is nonuniform due to veins, muscles, bones, and the like, and therefore due to misalignment or attachment of the measurement device during measurement. Measurement at the same place is difficult. Therefore, in order to measure with high accuracy, skill of the measurer is necessary.
  • the present invention has been made to solve such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method capable of easily performing noninvasive lipid measurement without the skill of a measurer.
  • the lipid measurement device includes an irradiation unit that irradiates a predetermined part of a living body with light at a predetermined light intensity from outside the living body to the living body, and light in the living body based on the light intensity emitted from the living body.
  • a light intensity detection unit that detects an arrival range
  • a control unit that calculates a predetermined light arrival range parameter based on the light arrival range and calculates a lipid concentration in the living body based on the light arrival range parameter.
  • the lipid measurement method of the present invention includes an irradiation step of irradiating a predetermined part of the living body with light with a predetermined light intensity from outside the living body to the living body, and a living body based on the light intensity emitted from the living body.
  • a light intensity detecting step for detecting the light reachable range, a parameter calculating step for calculating a predetermined light reachable range parameter based on the light reachable range, and a lipid concentration for calculating a lipid concentration in the living body based on the light reachable range parameter And a calculation step.
  • the lipid measuring device of the present invention includes an irradiation unit that irradiates a predetermined part of a living body with light with a predetermined light intensity from outside the living body to the living body, and a living body based on the light intensity emitted from the living body.
  • a lipid measurement device that is communicably connected to a user device having a light intensity detection unit that detects a light arrival range and a communication unit that transmits a light arrival range detected by the light intensity detection unit.
  • a control unit is provided that calculates a predetermined light reachable range parameter based on the light reachable range transmitted from the apparatus and calculates a lipid concentration in the living body based on the light reachable range parameter.
  • non-invasive lipid measurement can be easily performed without the skill of a measurer.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a lipid measuring device according to an embodiment.
  • the lipid measuring device 100 receives an irradiation unit 101 that irradiates a predetermined part of a living body from outside the living body into the living body and light emitted from the living body.
  • a light intensity detection unit 102 for detecting a light arrival range F in the living body based on the light intensity, a parameter calculation for calculating a light arrival range parameter based on the light arrival range F detected by the light intensity detection unit 102,
  • a control unit 103 that calculates the lipid concentration based on the reachable range parameter.
  • the irradiation unit 101 has a light source for irradiating light to a predetermined irradiation position from outside the living body to a living body at a predetermined part of the living body.
  • the irradiation unit 101 of the embodiment can adjust the wavelength of light to be irradiated.
  • the irradiation unit 101 can adjust the wavelength range other than the wavelength range in which light is absorbed by the plasma inorganic substance.
  • the irradiation unit 101 can be adjusted outside the wavelength range in which light is absorbed by cell components of blood.
  • the cell components of blood are red blood cells, white blood cells, and platelets in the blood. Plasma minerals are water and electrolytes in the blood.
  • the wavelength range of the light irradiated by the irradiation unit 101 is preferably about 1400 nm or less and about 1500 nm to about 1860 nm in consideration of the wavelength range in which light is absorbed by the inorganic substance in plasma. Further, the wavelength range of the light irradiated by the irradiation unit 101 is more preferably about 580 nm to about 1400 nm and about 1500 nm to about 1860 nm in consideration of the wavelength range in which the light is absorbed by the blood cell component.
  • the wavelength range used for the irradiation unit 101 By setting the wavelength range used for the irradiation unit 101 to the above range, in the light detected by the light intensity detection unit 102 to be described later, the light absorption by the inorganic substance of plasma and the light absorption by the cell component of blood. To suppress the effects of Thereby, there is no absorption enough to specify the substance, and the light energy loss due to the absorption becomes so small that it can be ignored. For this reason, light in the blood propagates far away by scattering by lipids in the blood and is emitted outside the body.
  • the irradiation unit 101 of the embodiment can arbitrarily adjust the length of time for irradiating light such as continuous irradiation of light or pulsed irradiation of light.
  • the irradiation unit 101 can arbitrarily modulate the intensity of light to be irradiated or the phase of light.
  • the irradiation unit 101 may use a light source with a fixed wavelength.
  • the irradiation unit 101 may be a plurality of light sources having different wavelengths or a mixture of light having a plurality of wavelengths.
  • the light intensity detector 102 receives light emitted from the living body to the outside of the living body, detects the light intensity, and detects the light reachable range F in the living body.
  • FIG. 2 is a diagram showing light scattering by lipids in blood.
  • the light (B in the figure) emitted from the irradiation unit 101 to the irradiation position (E in the figure) on the surface of the living body D reaches a depth where lipids such as lipoproteins exist. After that, it is reflected by the lipid (A in the figure) in the blood in the living body D. Further, the irradiated light undergoes light scattering by blood lipids, and backscattered light (C in the figure) is emitted from the living body.
  • the light intensity detector 102 detects the light intensity of the backscattered light C.
  • the tip of the irradiation unit 101 is in contact with the living body D, but the tip of the irradiation unit 101 may be separated from the living body D by a predetermined distance as shown in FIG.
  • the distance from the irradiation position E of the irradiation unit 101 to the outer periphery of a range where a predetermined level of light intensity is obtained (hereinafter referred to as a light arrival range F) is defined as a light arrival distance l.
  • the lipoprotein to be measured has a spherical structure covered with apoprotein or the like. Lipoprotein exists in a solid state in blood. Lipoprotein has the property of reflecting light. In particular, chylomicron (CM), VLDL, and the like having a large particle size and specific gravity contain a lot of neutral fat (TG) and have a characteristic that light is more easily scattered. Therefore, the light intensity detected by the light intensity detector 102 includes the influence of light scattering by lipoproteins.
  • CM chylomicron
  • VLDL VLDL
  • TG neutral fat
  • the light intensity detection unit 102 may be a light receiving element such as a CCD or a CMOS.
  • the light intensity detection unit 102 may include light receiving elements arranged in an array or may be arranged concentrically. When the number of light receiving elements is reduced, the light receiving elements may be arranged in a cross shape or a V shape with the irradiation position E as the center, or may be measured by moving or rotating on a straight line.
  • the light intensity detection unit 102 is disposed directly above the irradiation unit 101, but is not limited thereto, and any position that can detect the light arrival range F may be used.
  • FIG. 3 is a block diagram of the lipid measuring apparatus 100 of the embodiment.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • storage unit 107 an external I / F (Interface) 108
  • I / F Interface
  • irradiation unit 102 an irradiation unit 102
  • a light intensity detector 102 is connected.
  • the CPU 104, the ROM 105, and the RAM 106 constitute a control unit (controller) 103.
  • the ROM 105 stores a program executed by the CPU 104 and a threshold value in advance.
  • the RAM 106 has various memory areas such as an area for expanding a program executed by the CPU 104 and a work area serving as a work area for data processing by the program.
  • the storage unit 107 stores data of appropriate numerical ranges of static parameters and dynamic parameters prepared in advance.
  • the storage unit 107 may be a non-volatile internal memory such as an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or an SSD (Solid State Drive).
  • the external I / F 108 is an interface for communicating with an external device such as a client terminal (PC).
  • the external I / F 108 may be an interface that performs data communication with an external device.
  • the external I / F 108 may be a device (such as a USB memory) locally connected to the external device, or a network for communicating via a network. It may be an interface.
  • the control unit 103 calculates a light reachable range parameter based on the light reachable range F detected by the light intensity detecting unit 102.
  • Detecting the light reachable range F may employ a binarization method.
  • the light intensity detected by the light intensity detection unit 102 is set to 256 levels from 0 to 255, and the light intensity detection unit 102 sets the light intensity threshold value to 254 and sets the light arrival range F in the case of 255.
  • the distance from the irradiation unit 101 to the light intensity detection unit 102 reflects the influence of scattering better, so the value is not limited to the above threshold value, and the value may be lowered. In this case, since it becomes easy to be influenced by disturbance light in actual measurement, it is preferable to set timely depending on the shape of the apparatus, the degree of light shielding, and the sensitivity of the light receiving element.
  • an AD value or a voltage value may be used, and the measurement range used for measurement is preferably set in a timely manner according to the irradiation intensity, the sensitivity of the light receiving element, and the degree of light shielding.
  • FIG. 4 is a diagram showing the light reachable range F on the living body surface as viewed from the X direction of FIG. As shown in the figure, in the case of only a capillary tube, the irradiation light diffuses in a circular shape with the irradiation position E as the center and the light arrival distance l as a radius, and the light arrival range F is circular on the surface of the living body.
  • the control unit 103 calculates a distance from the irradiation position E in the light reachable range F to the outer periphery (outer edge) of the light reachable range (light reachable distance l) as the light reachable range parameter.
  • the control unit 103 calculates the area of the light reachable range F (referred to as the light reachable area S) as the light reachable range parameter.
  • the light arrival area S may be calculated from the light arrival distance l.
  • the light arrival area S may be calculated from the number of pixels of the threshold value 255. In order to average the measurement error, the light arrival area S may be calculated as an elliptical area from the light arrival maximum distance and the light arrival minimum distance.
  • control unit 103 calculates the volume of the light reachable range F (referred to as the light reachable volume V) as the light reachable range parameter.
  • the light arrival range parameters are the light arrival area S, the light arrival distance l, the minimum light arrival distance l2, the light arrival area S and the minimum light arrival distance l2, and the ratio or difference between the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2. , The light reaching volume V, the light reaching volume V and the minimum light reaching distance l2, or a combination thereof.
  • the control unit 103 calculates the lipid concentration in the blood based on the calculated light arrival range parameters (light arrival distance l, light arrival area S, etc.).
  • the lipid concentration calculation unit 104 calculates the lipid concentration in the blood from the light arrival distance l or the light arrival area S. Since this method can measure only information such as capillaries, it does not depend on the measurement site.
  • a predetermined correlation is obtained. It can be calculated from the number.
  • control unit 103 may calculate the lipid concentration after calculating the scattering coefficient from the light reachable range parameter.
  • concentration and turbidity are sometimes used interchangeably, and the concentration in the present invention includes turbidity. Therefore, the control unit 103 can use not only the concentration but also the number of particles per unit amount, formazine turbidity, or scattering coefficient as the calculation result.
  • FIG. 5 is a diagram showing the light reachable range F on the living body surface as viewed from the X direction of FIG.
  • the light from the irradiation unit 101 does not diffuse concentrically, and the light reachable range F is a strain having the maximum light reachable distance l1 and the minimum light reachable distance l2 on the surface of the living body.
  • the control unit 103 calculates the lipid concentration in the blood from the minimum light reach distance l2.
  • This method is a method that can be measured through a vein.
  • control unit 103 may calculate the lipid concentration from the light arrival area S and the minimum light arrival distance l2. As a result, information on veins and capillaries can be comprehensively acquired even at measurement sites including veins.
  • control unit 103 may further improve the accuracy as vein information by taking the ratio or difference between the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2. Furthermore, the control unit 103 obtains the ellipticity of the light reachable range F from the maximum light reachable distance l1 and the minimum light reachable distance l2, or obtains the elliptical area of the light reachable range F, thereby improving the accuracy as vein information. May be raised.
  • FIG. 6 is a flowchart of lipid measurement processing according to the embodiment.
  • the irradiation unit 101 irradiates the irradiation position of the living body with continuous light.
  • the light intensity detection unit 102 detects the light intensity emitted from the living body in the vicinity of the irradiation position, and detects the light arrival range F in the living body based on this light intensity.
  • the light arrival range F detected in the light intensity detection process is sent to the parameter calculation process.
  • the control unit 103 calculates a predetermined light reachable range parameter based on the light reachable range F.
  • the light reachable range parameter may be the area S of the light reachable range F, the volume V of the light reachable range F, or the distance l from the irradiation position E in the light reachable range F to the outer periphery (outer edge) of the light reachable range F.
  • the light arrival range parameters include only the minimum light arrival distance l2, the light arrival area S and the minimum light arrival distance l2, the light arrival volume V and the minimum light arrival distance l2, or the ratio of the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2. It may be a difference or a combination thereof.
  • the calculated light reachable range parameter is sent to the lipid concentration calculation step.
  • the control unit 103 calculates the lipid concentration in the blood based on the light reachable range parameter.
  • the lipid concentration may be calculated after calculating the scattering coefficient from the light reachable range parameter.
  • lipid measurement device and method of the present embodiment by acquiring two-dimensional information of the light intensity emitted from the living body, vein information and capillary blood vessel information are acquired, and the measurer's skill is acquired. Even without this, non-invasive lipid measurement can be easily performed.
  • lipid measurement device according to another embodiment.
  • the structure of the lipid measuring device of other embodiment has a part in common with the structure of the lipid measuring device of the said embodiment, a different part is mainly demonstrated.
  • the irradiation unit 101, the light intensity detection unit 102, and the control unit 103 are configured integrally.
  • the present invention is not limited to this, and the irradiation unit 101 and the light intensity detection unit 102 are configured as user devices.
  • the control unit 103 may be a system provided in a server device connected to the user device.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the lipid measurement system of the embodiment.
  • the system includes a lipid measurement device 200, an access point 300, and a user device 400.
  • the lipid measurement device 200 is a device for performing a predetermined process based on the light intensity transmitted from the user device 400 and calculating the lipid concentration. Specifically, the lipid measurement device 200 transmits and receives a personal computer, the number of devices, and transmission / reception. A server device is appropriately used depending on the amount of data.
  • the user device 400 is a device possessed by the user and may be a single device or may be mounted on a smartphone, a mobile phone, a wristwatch, or the like. Further, as the irradiation unit 401, the light intensity detection unit 402, and the communication unit 404, a camera, illumination, a communication function, or the like provided in a smartphone or a mobile phone may be used.
  • the user device 400 includes an irradiation unit 401 that irradiates light, a light intensity detection unit 402, and a communication unit 404.
  • the communication unit 404 transmits the light intensity detected by the light intensity detection unit 402. The functions and operations of the irradiation unit 401 and the light intensity detection unit 402 have been described above.
  • the lipid measurement device 200 includes a communication unit 204a and a control unit 203.
  • the communication unit 204 receives the light intensity transmitted from the communication unit 404 via the access point 300 and transmits it to the control unit 203.
  • FIG. 8 is a block diagram of the lipid measuring apparatus 200 of the embodiment.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • storage unit 207 a storage unit 207
  • communication unit external I / F (Interface)
  • the CPU 204, ROM 205, and RAM 206 constitute a control unit (controller) 203.
  • the ROM 205 stores a program executed by the CPU 204 and a threshold value in advance.
  • the RAM 206 has various memory areas such as an area for developing a program executed by the CPU 204 and a work area serving as a work area for data processing by the program.
  • the storage unit 207 stores data of appropriate numerical ranges of static parameters and dynamic parameters prepared in advance.
  • the storage unit 207 may be an internal memory that stores data in a nonvolatile manner, such as an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or an SSD (Solid State Drive).
  • the communication unit (external I / F) 208 is an interface for communicating with an external device such as a client terminal (PC).
  • the external I / F 208 may be an interface that performs data communication with an external device.
  • the external I / F 208 may be a device (such as a USB memory) locally connected to the external device, or a network for communicating via a network. It may be an interface.
  • the functions and operations of the control unit 203 have been described above.
  • the light intensity is transmitted from the user device 400 to the lipid measurement device 200 via the access point 300.
  • the present invention is not limited to this, and the user device 400 and the lipid measurement device 200 do not pass through the access point.
  • the light intensity may be transmitted directly by means such as wired communication or wireless communication.
  • the lipid measurement apparatus of this embodiment obtains two-dimensional information of light intensity reflected from and scattered by blood lipids in the living body to obtain vein information and capillary information. Acquired and enables noninvasive lipid measurement easily without the skill of the measurer.
  • FIG. 9 is a diagram showing a result of photographing using an infrared camera (light intensity detection unit 102) with the LED (irradiation unit 101) directly applied to the skin of a living body. As shown in FIG. 9, it is confirmed that the light emitted from the LED (irradiation unit 101) diffuses concentrically in the living body.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of measurement after fat loading (after blood turbidity increase) at the same site on the skin of a living body.
  • the irradiation light from the LED diffuses concentrically in the living body, but the spread of the light to the periphery is smaller than in FIG. I can confirm that.
  • the data measured here measures the part where the vein cannot be seen visually.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of measurement in the vicinity of the forearm veins.
  • the phenomenon seems to be the attenuation of light by blood, and it can be confirmed that the diffusion is not concentric but distorted.
  • the lipid concentration can be calculated from the obtained information by the following method.
  • Method for calculating lipid concentration from light arrival area S of light diffusion This method does not depend on the measurement site because it can measure only information such as capillaries by analyzing a portion other than the vein. Further, the light arrival range or the light arrival area may be simply analyzed as the light arrival distance.
  • FIG. 12 is a diagram comparing the variation in lipid concentration and the light arrival area S according to the fat load test.
  • FIG. 12A is a plot of the time change of the TG change amount and the time change of the light arrival area at the time of fat loading.
  • FIG. 12B shows the correlation between the TG change amount and the light arrival area in FIG. 12A. As seen in FIG. 12A, it can be confirmed that the light arrival area S decreases as the lipid concentration increases. It can be judged that this is because the diffusion distance of light decreased with the increase in scattering by lipid particles.
  • FIG. 12B shows that there is a correlation of 0.875 between the TG change amount and the light arrival area.
  • Method 2 Method for calculating lipid concentration from distortion in the light arrival range F of light diffusion by veins (Method 2)
  • Method 2 When passing through a vein, the light does not diffuse concentrically, and the light reachable range F has a distorted shape.
  • the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2 from the light incident point to the light arrival point were compared.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the minimum light reach distance 12 and the lipid concentration.
  • FIG. 13A is a plot of the time change of the TG change amount and the time change of the minimum light arrival distance l2 at the time of fat loading.
  • FIG. 13B shows the correlation between the TG change amount of FIG. 13A and the minimum light arrival distance l2. As can be seen in FIG. 13A, it can be confirmed that the minimum light reach distance l2 decreases as the lipid concentration increases. It can be judged that this is because the diffusion distance of light decreased with the increase in scattering by lipid particles. From FIG. 13B, it can be seen that there is a correlation of 0.877 between the TG change amount and the initial light arrival distance l2.
  • Method 3 Method for calculating lipid concentration from light arrival volume V of light diffusion (Method 3) Since this method can measure only information such as capillaries, it does not depend on the measurement site.
  • FIG. 14 is a diagram comparing the change in lipid concentration and the light arrival volume V in the fat load test.
  • FIG. 14A is a plot of the time change of the TG change amount and the time change of the light arrival area at the time of fat loading.
  • FIG. 14B shows the correlation between the TG change amount and the light arrival area of FIG. 14A. As seen in FIG. 14A, it can be confirmed that the light arrival volume V decreases as the lipid concentration increases. It can be judged that this is because the diffusion distance of light decreased with the increase in scattering by lipid particles.
  • FIG. 14B shows that there is a correlation of 0.851 between the TG change amount and the light arrival volume V.
  • the accuracy as the vein information can be further increased by taking the ratio or difference between the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2. Further, in the method 2, the ellipticity can be obtained from the maximum light arrival distance l1 and the minimum light arrival distance l2, or the accuracy as vein information can be increased from the elliptical area.
  • FIG. 15 is a diagram showing an arrangement of the irradiation unit 101 and the light intensity detection unit 102 different from those in FIG. 2, and FIG. 16 is a diagram showing an example taken by the method shown in FIG.
  • FIG. 16 shows a measurement of blood flow in a capillary vessel (light arrival depth of about 1 mm) by using a laser for the irradiation unit 101, irradiating a laser in a wide range, and measuring laser speckle.
  • the depth of light may be adjusted by adjusting the amount of light from the light source.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of measurement in a resting state with the same posture at the time of measurement in consideration of the effects of body temperature, pulse, and the like.
  • FIG. 17A is a plot of the time change of the TG change amount and the time change of the flow rate at the time of fat loading.
  • FIG. 17B shows the correlation between the TG change amount and the flow rate in FIG. 17A. As can be seen in FIG. 17A, it can be confirmed that the flow rate decreases as the lipid concentration increases.
  • FIG. 17B shows that there is a correlation of 0.757 between the TG change amount and the flow rate. Also from this result, it was found that the lipid concentration can be calculated from blood information other than veins.
  • Metabolic information can be obtained more accurately compared to vein information using the methods described in the references. Further, by comparing the case where the light source is brought into contact with the case where the light source is not brought into contact, it is possible to obtain information on only the vein.

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Abstract

【課題】　計測者の熟練がなくとも、容易に非侵襲脂質計測が可能な装置及び方法を提供する。 【解決手段】　生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射部と、生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出部と、光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出し、光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する制御部と、を有する。

Description

脂質計測装置及びその方法
　本発明は、脂質計測装置及びその方法に関する。
　食後高脂血症は、動脈硬化のリスクファクターとして注目されている。非空腹時の中性脂肪濃度が高くなると、冠動脈疾患のイベント発症リスクが高くなることが報告されている。
　食後高脂血症の診断は、食後6～8時間の血中の脂質濃度変化を観測する必要がある。つまり、食後の高脂血状態を計測するためには、被験者を6～8時間拘束し、複数回の採血が必要である。そのため、食後高脂血症の診断は臨床研究の域を出ず、食後高脂血症の診断を臨床現場で実施することは、現実的ではなかった。
　このような課題を解決する手法が、特許文献１に開示されている。特許文献１の手法によれば、非侵襲脂質計測により、採血を無くすことができる。これにより医療機関のみならず家庭でも血中脂質を計測できるようになる。即時的なデータ取得を可能とすることで、時間的に連続した血中脂質を計測することが可能となる。
国際公開第2014/087825号公報
　しかしながら、特許文献１に示すような非侵襲の脂質計測手法では、最適計測部位の決定に計測者の熟練を要し、計測誤差の要因となっていた。
　また、生体を透過する光は、皮膚、筋肉、血液などの影響により、その光強度が減衰する。生体中の特定の物質濃度を検出するためには、測定対象物以外の影響を極力取り除くことが望ましい。
　一方で、精度はS/N（signal/noise）比で表現されるように、測定対象物質のシグナル強度をより強く検出することで、測定精度向上も可能といえる。
　特許文献１に示す計測手法は、１次元（ライン状）の検出であったが、静脈、筋、骨などにより光拡散が不均一であるため、計測時における測定機器の位置ズレや脱着などによる同一場所での計測が困難である。したがって、精度よく計測するためには、計測者の熟練が必要であった。
　本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、計測者の熟練がなくとも、容易に非侵襲脂質計測を可能とする装置及び方法を提供することである。
　本発明の脂質計測装置は、生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射部と、生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出部と、光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出し、光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する制御部とを有する。
　また、本発明の脂質計測方法は、生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射工程と、生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出工程と、光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出するパラメータ算出工程と、光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する脂質濃度算出工程と、を有する。
　また、本発明の脂質計測装置は、生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射部と、生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出部と、光強度検出部により検出された光到達範囲を送信する通信部とを有するユーザー装置に、通信可能に接続される脂質計測装置であって、ユーザー装置から送信された光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出し、光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する制御部を有する。
　本発明の脂質計測装置及び方法によれば、計測者の熟練がなくとも、容易に非侵襲脂質計測が可能となる。
実施形態の脂質計測装置の構成を示す図である。 血中脂質による光の散乱を示す図である。 実施形態の脂質計測装置の制御系の構成を示す図である。 円状の光到達範囲を示す図である。 歪んだ形状の光到達範囲を示す図である。 実施形態の脂質計測装置の作動方法のフローチャートである。 実施形態の脂質計測システムの構成を示す図である。 実施形態の脂質計測装置の制御系の構成を示す図である 光到達範囲を撮像した結果を示す図である。 光到達範囲を撮像した結果を示す図である。 静脈近傍の光到達範囲を撮像した結果を示す図である。 脂質濃度の変化と光到達範囲の面積の変化とを比較した図である。 脂質濃度の変化と光到達範囲の面積の変化とを比較した図である。 光の最小到達距離と脂質濃度との間の関連性を示す図である。 光の最小到達距離と脂質濃度との間の関連性を示す図である。 光の到達体積と脂質濃度との間の関連性を示す図である。 光の到達体積と脂質濃度との間の関連性を示す図である。 図２と異なる照射部と光強度検出部の配置を示す図である。 図１５に示す照射部と光強度検出部の配置により撮影した例を示す図である。 図１５に示す照射部と光強度検出部の配置により計測した結果を示す図である。 図１５に示す照射部と光強度検出部の配置により計測した結果を示す図である。
　以下、実施形態である脂質計測装置及びその作動方法について、図を参照して詳細に説明をする。
　図１は、実施形態の脂質計測装置の構成を示す図である。
　図１に示すように、実施形態の脂質計測装置１００は、生体の外から生体内に向けて生体の所定の部位に光を照射する照射部１０１と、生体から放出される光を受光して、光強度に基づいて生体内の光到達範囲Ｆを検出する光強度検出部１０２と、光強度検出部１０２により検出された光到達範囲Ｆに基づき光到達範囲パラメータを算出するパラメータ算出し、光到達範囲パラメータに基づき脂質濃度を算出する制御部１０３とを有する。
　照射部１０１は、生体の所定の部位の生体外から生体内に向けて、所定の照射位置に光を照射するための光源を有する。実施形態の照射部１０１は、照射する光の波長を調整することができる。照射部１０１は、波長範囲を血漿の無機物によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。照射部１０１は、血液の細胞成分によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。ここで、血液の細胞成分とは、血中の赤血球、白血球及び血小板である。血漿の無機物とは、血中の水及び電解質である。
　照射部１０１が照射する光の波長範囲は、血漿の無機物により光を吸収する波長範囲を考慮して約1400nm以下、及び、約1500nm～約1860nmとするのが好ましい。さらに、照射部１０１が照射する光の波長範囲は、血液の細胞成分によって光が吸収される波長範囲を考慮して約580nm～約1400nm、及び、約1500nm～約1860nmとするのがより好ましい。
　照射部１０１に用いられる波長範囲を上記範囲とすることにより、後述する光強度検出部１０２により検出される光において、血漿の無機物による光の吸収の影響、及び、血液の細胞成分により光の吸収の影響を抑制する。これにより、物質を特定するほどの吸収は存在せず、吸収による光エネルギー損失は無視できるほど小さくなる。そのため、血中の光は血中の脂質による散乱によって遠くまで伝搬し、体外へ放出される。
　実施形態の照射部１０１は、光の連続的な照射や光のパルス状の照射等の光を照射する時間長さを任意に調整することができる。照射部１０１は、照射する光の強度または光の位相を任意に変調することができる。
　照射部１０１は、波長が固定された光源を用いてもよい。照射部１０１は、波長が異なる複数の光源あるいは複数の波長の光を混合したものであってもよい。
　光強度検出部１０２は、生体から生体外に放出される光を受光して、その光強度を検出し、生体内の光到達範囲Ｆを検出する。
　図２は、血中脂質による光の散乱を示す図である。図２に示すように、照射部１０１から、生体Ｄ表面の照射位置（図中のＥ）に照射された光（図中のＢ）は、リポ蛋白等の脂質が存在する深さに達したのち、生体Ｄ内の血液中の脂質（図中のＡ）によって反射する。さらに、照射された光は血中の脂質による光の散乱を経て、後方散乱光（図中のＣ）が生体から放出される。光強度検出部１０２は後方散乱光Ｃの光強度を検出する。
　なお、図２では、照射部１０１の先端は生体Ｄに接触しているが、図１３に示すように照射部１０１の先端は生体Ｄから所定の距離、離れていてもよい。
　図２に示すように、照射部１０１の照射位置Ｅから、所定レベルの光強度が得られる範囲（以下、光到達範囲Ｆとする）の外周までの距離を光到達距離ｌとする。
　計測対象であるリポ蛋白は、アポ蛋白等に覆われた球状構造をしている。リポ蛋白は血中において固体のような状態で存在する。リポ蛋白は、光を反射する性質を有する。特に、粒子径や比重の大きいカイロミクロン（CM）やVLDL等は中性脂肪（TG）を多く含み、光をより散乱させ易い特性を有する。よって、光強度検出部１０２により検出される光強度には、リポ蛋白による光の散乱の影響が含まれる。
　光強度検出部１０２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子であってもよい。また、光強度検出部１０２は、受光素子をアレイ状に配置したものでもよく、同心円状に配置してもよい。受光素子数を少なくする場合には、受光素子を照射位置Ｅを中心に十字状、V字状に配置してもよく、直線上に配置し移動や回転をさせて計測してもよい。
　また、図２では、光強度検出部１０２が、照射部１０１の真上に配置されるが、これに限られず、光到達範囲Ｆを検出できる位置であればよい。
　次に、脂質計測装置１００の制御系の構成について説明する。図３は実施形態の脂質計測装置１００のブロック図である。システムバス１０９を介して、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０５、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６、記憶部１０７、外部Ｉ／Ｆ（Interface）１０８、照射部１０２、及び、光強度検出部１０２が接続される。ＣＰＵ１０４とＲＯＭ１０５とＲＡＭ１０６とで制御部（コントローラー）１０３を構成する。
　ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０４により実行されるプログラムや閾値を予め記憶する。
　ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０４が実行するプログラムを展開するエリアと、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの様々なメモリエリア等を有する。
　記憶部１０７は、予め用意された、静的パラメータ及び動的パラメータの適切な数値範囲のデータを記憶する。記憶部１０７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、フラッシュメモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の、不揮発性に記憶する内部メモリーでよい。
　外部Ｉ／Ｆ１０８は、例えばクライアント端末（ＰＣ）などの外部装置と通信するためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ１０８は、外部装置とデータ通信を行うインターフェースであれば良く、たとえば、外部装置にローカルに接続する機器（ＵＳＢメモリ等）であっても良いし、ネットワークを介して通信するためのネットワークインターフェイスであっても良い。
　制御部１０３は、光強度検出部１０２により検出された光到達範囲Ｆに基づき、光到達範囲パラメータを算出する。
　光到達範囲Ｆの検出は、２値化法を採用すればよい。光強度検出部１０２が検出した光強度を0～255の256段階とし、光強度検出部１０２は、光強度のしきい値を254に設定し、255の場合の光到達範囲Ｆとする。
　また、照射部１０１から光強度検出部１０２が遠くなるほうが、散乱の影響をよく反映するため、上記のしきい値に限定されず、値を下げてもよい。この場合、実際の計測においては外乱光の影響を受けやすくなるため、装置形状、遮光の程度、受光素子の感度により適時設定を行うことが好ましい。
　また受光部にPDなどの素子を用いる場合、AD値や電圧値を用いてもよく、計測に用いる測定範囲は、照射強度、受光素子の感度、遮光の程度により適時設定を行うことが好ましい。
　本実施例では、暗室にて外乱光が無視できる状態で行った場合は、強度が１０程度のノイズが入り込むことから、強度１１以上の場合についても検討した。
　図４は、図２のＸ方向から見た、生体表面の光到達範囲Ｆを示す図である。図に示すように、毛細管のみの場合には、照射光は照射位置Ｅを中心とし光到達距離ｌを半径とした円状に拡散し、光到達範囲Ｆは生体表面で円状となる。
　制御部１０３は、光到達範囲パラメータとして、光到達範囲Ｆにおける照射位置Ｅから光到達範囲の外周（外縁）までの距離（光到達距離ｌとする）を算出する。
　また、制御部１０３は、光到達範囲パラメータとして、光到達範囲Ｆの面積（光到達面積Ｓとする）を算出する。なお、光到達面積Ｓは光到達距離ｌから算出してもよい。光到達面積Ｓは、しきい値255の画素数から算出してもよい。計測誤差を平均化するため、光到達面積Ｓを光到達最大距離と光到達最小距離から楕円面積として算出してもよい。
　また、制御部１０３は、光到達範囲パラメータとして、光到達範囲Ｆの体積（光到達体積Ｖとする）を算出する。なお、光到達体積Ｖは、光到達体積V＝（4/3π×a×b×c）/2と、計算することもできる。
　式中のa,b,cは、それぞれ球体の座標軸x,y,z方向のそれぞれが９０°に交わる半径である。また、光到達範囲に歪みがない場合は、a=b=cとなるため、図２では、ｌ=ｒであり、光到達体積Vは（4/3π×ｌ3）/2）となる。
　したがって、光到達範囲パラメータは、光到達面積Ｓ、光到達距離ｌ、最小光到達距離ｌ2、光到達面積Ｓと最小光到達距離ｌ2、最大光到達距離ｌ1と最小光到達距離ｌ2の比又は差、光到達体積Ｖ、光到達体積Ｖと最小光到達距離ｌ2、もしくは、それらの組み合わせであってもよい。
　制御部１０３は、算出された光到達範囲パラメータ（光到達距離ｌ、及び、光到達面積Ｓ等）に基づいて、血中の脂質濃度を算出する。
　血中の脂質濃度の変化に伴い、照射光の拡散の面積が小さくなる。これは、血中の脂質粒子による光の散乱増加に伴い、光の拡散距離が低下するためであると判断できる。したがって、脂質濃度算出部１０４は、光到達距離ｌ若しくは光到達面積Ｓから、血中の脂質濃度を算出する。この手法は、特に毛細血管などの情報のみでも計測可能であることから、計測部位に依存しない。
　図１２Ｂに示すように、脂質濃度変化量と光到達面積Ｓの間には、相関係数0.875という、良好な関係が得られていることから、少なくとも個人内変動においては、あらかじめ定めた相関係数から算出することができる。
　また、制御部１０３は、光到達範囲パラメータから散乱係数を算出した後、脂質濃度を算出してもよい。臨床現場において、濃度と濁度とは同義で使われることがあり、本発明における濃度には濁度が含まれる。よって、制御部１０３は、その算出結果として、濃度のみならず単位量当たりの粒子数やホルマジン濁度あるいは散乱係数とすることができる。
　図５は、図２のＸ方向から見た、生体表面の光到達範囲Ｆを示す図である。図に示すように、静脈を介した場合、照射部１０１からの光は同心円状に拡散せず、光到達範囲Ｆは、生体表面で、最大光到達距離ｌ1と最小光到達距離ｌ2を有する歪みを生じた形状になる。ここで、制御部１０３は、最小光到達距離ｌ2から血中の脂質濃度を算出する。この手法は、静脈を介した場合に計測可能な手法である。
　また、制御部１０３は、光到達面積Ｓと最小光到達距離ｌ2とから脂質濃度を算出してもよい。これにより、静脈を含む計測部位でも、静脈および毛細血管の情報を総合的に取得できる。
　また、制御部１０３は、最大光到達距離ｌ1と最小光到達距離ｌ2の比又は差を取ることで、より静脈情報としての精度を高めてもよい。さらに、制御部１０３は、最大光到達距離ｌ1と最小光到達距離ｌ2から、光到達範囲Ｆの楕円率を求め、または、光到達範囲Ｆの楕円面積を求めることにより、静脈情報としての精度を高めてもよい。
　以上のような構成を備える脂質計測装置１００において、予め設定されているプログラムに基づいて、脂質計測装置１００は脂質計測処理を実行する。図６は、実施形態の脂質計測処理のフローチャートである。
　照射工程（Ｓ１０１）では、照射部１０１が、生体の照射位置に対して連続光を照射する。
　光強度検出工程（Ｓ１０２）では、光強度検出部１０２が、照射位置周辺における生体から放出される光強度を検出し、この光強度に基づいて生体内の光到達範囲Ｆを検出する。光強度検出工程で検出された光到達範囲Ｆは、パラメータ算出工程へと送られる。
　パラメータ算出工程（Ｓ１０３）では、制御部１０３が、光到達範囲Ｆに基づき、所定の光到達範囲パラメータを算出する。光到達範囲パラメータは、光到達範囲Ｆの面積Ｓ、もしくは、光到達範囲Ｆの体積Ｖ、あるいは、光到達範囲Ｆにおける照射位置Ｅから光到達範囲Ｆの外周（外縁）までの距離ｌでもよい。光到達範囲パラメータは、最小光到達距離ｌ2のみ、光到達面積Ｓと最小光到達距離ｌ2、光到達体積Ｖと最小光到達距離ｌ2もしくは、最大光到達距離ｌ1と最小光到達距離ｌ2の比又は差、もしくは、それらの組み合わせであってもよい。算出した光到達範囲パラメータは、脂質濃度算出工程へと送られる。
　脂質濃度算出工程（Ｓ１０４）では、制御部１０３が、光到達範囲パラメータに基づいて、血中の脂質濃度を算出する。脂質濃度算出工程では、光到達範囲パラメータから散乱係数を算出した後、脂質濃度を算出してもよい。
　以上説明したように、本実施形態の脂質計測装置及び方法によれば、生体から放出される光強度の２次元情報を取得することで、静脈情報及び毛細血管情報を取得し、計測者の熟練がなくとも、容易に非侵襲脂質計測が可能となる。
　次に、他の実施形態の脂質計測装置について説明をする。なお、他の実施形態の脂質計測装置の構成は、上記実施形態の脂質計測装置の構成と共通する部分もあるため、相違する部分を主に説明する。
　上記実施形態では、照射部１０１と光強度検出部１０２と制御部１０３とを一体として構成した例を示したが、これに限られず、照射部１０１と光強度検出部１０２をユーザー装置として構成し、制御部１０３を、ユーザー装置に接続したサーバー装置に設けたシステムとしてもよい。
　図７は、実施形態の脂質計測システムの構成を示す図である。システムは、脂質計測装置２００と、アクセスポイント３００と、ユーザー装置４００とを有する。
　脂質計測装置２００は、ユーザー装置４００から送信された光強度に基づいて所定の処理を行い、脂質濃度を算出するための装置であり、具体的には、パーソナルコンピュータや、装置の台数や送受信するデータ量によってはサーバー装置が適宜用いられる。
　ユーザー装置４００は、ユーザーが所持する装置であり、単独の装置である場合もあり、スマートフォン、携帯電話、腕時計等に搭載される場合もある。また、照射部４０１、光強度検出部４０２、通信部４０４として、スマートフォンや携帯電話に備わるカメラや照明、通信機能等、を使用してもよい。
　ユーザー装置４００は、光を照射する照射部４０１と光強度検出部４０２と通信部４０４とを有する。通信部４０４は、光強度検出部４０２で検出された光強度を送信する。照射部４０１と光強度検出部４０２の機能・動作については上述した。
　脂質計測装置２００は、通信部２０４ａと制御部２０３とを有する。通信部２０４は、通信部４０４から送信された光強度をアクセスポイント３００を介して受信し、制御部２０３へ送信する。
　次に、脂質計測装置２００の制御系の構成について説明する。図８は実施形態の脂質計測装置２００のブロック図である。システムバス２０９を介して、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０５、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０６、記憶部２０７、及び、通信部（外部Ｉ／Ｆ（Interface））２０８が接続される。ＣＰＵ２０４とＲＯＭ２０５とＲＡＭ２０６とで制御部（コントローラー）２０３を構成する。
　ＲＯＭ２０５は、ＣＰＵ２０４により実行されるプログラムや閾値を予め記憶する。
　ＲＡＭ２０６は、ＣＰＵ２０４が実行するプログラムを展開するエリアと、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの様々なメモリエリア等を有する。
　記憶部２０７は、予め用意された、静的パラメータ及び動的パラメータの適切な数値範囲のデータを記憶する。記憶部２０７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、フラッシュメモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の、不揮発性に記憶する内部メモリーでよい。
　通信部（外部Ｉ／Ｆ）２０８は、例えばクライアント端末（ＰＣ）などの外部装置と通信するためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ２０８は、外部装置とデータ通信を行うインターフェースであれば良く、たとえば、外部装置にローカルに接続する機器（ＵＳＢメモリ等）であっても良いし、ネットワークを介して通信するためのネットワークインターフェイスであっても良い。制御部２０３の機能・動作については上述した。
　なお、実施形態では、ユーザー装置４００から脂質計測装置２００へ、アクセスポイント３００を介して光強度を送信したが、これに限られず、ユーザー装置４００と脂質計測装置２００とが、アクセスポイントを介さずに直接接続し、有線通信や無線通信等の手段により光強度を送信してもよい。
　以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されない。
　本実施例の脂質計測装置は、照射光が生体内の血中脂質に反射し、散乱して、生体から放出される光強度の２次元情報を取得することで、静脈情報及び毛細血管情報を取得し、計測者の熟練がなくとも、容易に非侵襲脂質計測を可能とする。
　図９は、LED（照射部１０１）を生体の皮膚に直接当て、赤外線カメラ（光強度検出部１０２）を使用し撮影した結果を示す図である。図９に示すように、LED（照射部１０１）からの照射光は、生体内で同心円状に光は拡散することが確認される。
　図１０は、生体の皮膚の同一部位で脂肪負荷後（血液濁度上昇後）に計測した結果を示す図である。
　図１０では、図９と同様に、LED（照射部１０１）からの照射光は、生体内で同心円状に拡散するが、図９と比較して、光の周辺への広がりが小さくなっていることが確認できる。ここで計測したデータは、目視で静脈が見えない部分を計測している。
　図１１は、前腕部の静脈近傍にて計測した結果を示す図である。静脈では血液による光の減衰と思われ現象が確認され、同心円ではなく歪みを生じた拡散をしていることが確認できる。
　これらの得られる情報から、以下の手法により脂質濃度の算出が可能となる。
（１）光の拡散の光到達面積Ｓから脂質濃度を算出する手法（手法１）
（２）静脈による光の拡散の光到達範囲Ｆの歪みから脂質濃度を算出する手法（手法２）（３）光の拡散の光到達面積Ｓから脂質濃度を算出する手法（手法３）
　以下に、上記各手法により脂質濃度を算出する方法について説明する。
（１）光の拡散の光到達面積Ｓから脂質濃度を算出する手法（手法１）
　この手法は、静脈上以外の部分を分析することで毛細血管などの情報のみでも計測可能であることから、計測部位に依存しない。また、簡易的に光到達範囲あるいは光到達面積を光到達距離として分析してもよい。
　図１２は、脂肪負荷試験による脂質濃度の変動と光到達面積Ｓを比較した図である。図１２Ａは、脂肪負荷時におけるTG変化量の時間変化と光到達面積の時間変化をプロットしたものである。図１２Ｂは、図１２ＡのTG変化量と光到達面積の相関を示したものである。図１２Ａに見られるように、脂質濃度の増加に伴い、光到達面積Ｓが減少することが確認できる。これは、脂質粒子による散乱増加に伴い、光の拡散距離が低下したためと判断できる。図１２Ｂから、TG変化量と光到達面積との間には相関度0.875の相関があることがわかる。
（２）静脈による光の拡散の光到達範囲Ｆの歪みから脂質濃度を算出する手法（手法２）
　静脈を介した場合、光は同心円状に拡散せず、光到達範囲Ｆは歪みを生じた形状になる。ここで、光入射地点から光到達点の最大光到達距離l1と最小光到達距離l2を比較した。
　図１３は、最小光到達距離ｌ2と脂質濃度との間の関連性を示す図である。図１３Ａは、脂肪負荷時におけるTG変化量の時間変化と最小光到達距離ｌ2の時間変化をプロットしたものである。図１３Ｂは、図１３ＡのTG変化量と最小光到達距離ｌ2の相関を示したものである。図１３Ａに見られるように、脂質濃度の増加に伴い、最小光到達距離ｌ2が減少することが確認できる。これは、脂質粒子による散乱増加に伴い、光の拡散距離が低下したためと判断できる。図１３Ｂから、TG変化量と最初光到達距離ｌ2との間には相関度0.877の相関があることがわかる。
（３）光の拡散の光到達体積Ｖから脂質濃度を算出する手法（手法３）
　この手法は、特に毛細血管などの情報のみでも計測可能であることから、計測部位に依存しない。
　図１４は、脂肪負荷試験による脂質濃度の変動と光到達体積Ｖを比較した図である。図１４Ａは、脂肪負荷時におけるTG変化量の時間変化と光到達面積の時間変化をプロットしたものである。図１４Ｂは、図１４ＡのTG変化量と光到達面積の相関を示したものである。図１４Ａに見られるように、脂質濃度の増加に伴い、光到達体積Ｖが減少することが確認できる。これは、脂質粒子による散乱増加に伴い、光の拡散距離が低下したためと判断できる。図１４Ｂから、TG変化量と光到達体積Ｖとの間には相関度0.851の相関があることがわかる。
　また、手法１と手法２を合わせ、静脈を含む計測部位でも、光到達面積Ｓを算出し、静脈および毛細血管の情報を総合的に取得することも可能である。
　また、手法２においては最大光到達距離l1と最小光到達距離l2の比又は差を取ることで、より静脈情報としての精度を高めることが可能である。さらに、手法２においては最大光到達距離l1と最小光到達距離l2から楕円率を求め、または楕円面積より静脈情報としての精度を高めることが可能である。
　また、静脈情報の正確性を高める場合は、照射部１０１による照射光の入射点を増やし、複数点からの情報により静脈位置を特定することも可能である。
　図１５は、図２と異なる照射部１０１と光強度検出部１０２の配置を示す図であり、図１６は、図１５に示す方法により撮影した例を示す図である。
　図１６は、照射部１０１にレーザー使用し、レーザーを広範囲に照射し、レーザーのスペックルを計測することで、毛細血管（光到達深度１ｍｍ程度）の血流を計測したものである。
　光の到達深度は、光源の光量を調節するなどでも良い。
　図１７は、体温、脈などの影響を考慮し、計測時は同一姿勢で、安静状態で計測した結果を示す図である。
　図１７Ａは、脂肪負荷時におけるTG変化量の時間変化と流量の時間変化をプロットしたものである。図１７Ｂは、図１７ＡのTG変化量と流量の相関を示したものである。図１７Ａに見られるように、脂質濃度の増加変化に伴い、流量が減少することが確認できる。図１７Ｂから、TG変化量と流量との間には相関度0.757の相関があることがわかる。この結果からも、静脈以外の血液情報から、脂質濃度を算出することが可能であることがわかった。
　参考文献に記載の方法などを使用した静脈情報と比較し、代謝情報をより正確に得ることができる。また、光源を接触した場合と、非接触の場合を比較することで、静脈のみの情報を得ることも可能となる。
１００　脂質計測装置
１０１　照射部
１０２　光強度検出部
１０３　制御部

Claims (18)

  1. 　生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射部と、
    　前記生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出部と、
    　前記光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出し、前記光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する制御部と、
    を有することを特徴とする脂質計測装置。
  2. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の面積に基づくことを特徴とする請求項１に記載の脂質計測装置。
  3. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの距離に基づくことを特徴とする請求項１または２に記載の脂質計測装置。
  4. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の体積に基づくことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の脂質計測装置。
  5. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの最大距離と最小距離の比又は差を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の脂質計測装置。
  6. 　前記制御部は、
    　前記光到達範囲パラメータから散乱係数を算出した後、脂質濃度を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の脂質計測装置。
  7. 　生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射工程と、
    　前記生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出工程と、
    　前記光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出するパラメータ算出工程と、
    　前記光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する脂質濃度算出工程と、
    を有することを特徴とする脂質計測方法。
  8. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の面積に基づくことを特徴とする請求項７に記載の脂質計測方法。
  9. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの距離に基づくことを特徴とする請求項７または８に記載の脂質計測方法。
  10. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の体積に基づくことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の脂質計測方法。
  11. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの最大距離と最小距離の比又は差を含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の脂質計測方法。
  12. 　前記脂質濃度算出工程では、
    　前記光到達範囲パラメータから散乱係数を算出した後、脂質濃度を算出することを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の脂質計測方法。
  13. 　生体外から生体内に向けて、生体の所定の部位に所定の光強度で光を照射する照射部と、
    　前記生体から放出される光強度に基づいて生体内の光到達範囲を検出する光強度検出部と、前記光強度検出部により検出された光到達範囲を送信する通信部とを有するユーザー装置に、通信可能に接続される脂質計測装置であって、
    　前記ユーザー装置から送信された前記光到達範囲に基づいて所定の光到達範囲パラメータを算出し、前記光到達範囲パラメータに基づいて生体内の脂質濃度を算出する制御部、を有することを特徴とする脂質計測装置。
  14. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の面積に基づくことを特徴とする請求項１３に記載の脂質計測装置。
  15. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの距離に基づくことを特徴とする請求項１３または１４に記載の脂質計測装置。
  16. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲の体積に基づくことを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の脂質計測装置。
  17. 　前記光到達範囲パラメータは、前記光到達範囲における前記照射位置から前記光到達範囲の外周までの最大距離と最小距離の比又は差を含むことを特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載の脂質計測装置。
  18. 　前記制御部は、
    　前記光到達範囲パラメータから散乱係数を算出した後、脂質濃度を算出することを特徴とする請求項１３から１７のいずれかに記載の脂質計測装置。
     
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