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WO2022220209A1 - 脂質濃度計測装置、プログラム、及び、方法 - Google Patents

脂質濃度計測装置、プログラム、及び、方法 Download PDF

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WO2022220209A1
WO2022220209A1 PCT/JP2022/017460 JP2022017460W WO2022220209A1 WO 2022220209 A1 WO2022220209 A1 WO 2022220209A1 JP 2022017460 W JP2022017460 W JP 2022017460W WO 2022220209 A1 WO2022220209 A1 WO 2022220209A1
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region
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Medical Photonics Co Ltd
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    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid

Definitions

  • the embodiments described in this specification relate to lipid concentration measuring devices, programs, and methods.
  • the absolute value measurement of lipid concentration is important information for obtaining the reliability of measurement results.
  • the absolute value of lipid concentration is measured noninvasively, the color of the skin, the depth of blood vessels, the thickness of the skin, etc., have been obstacles to the measurement of the absolute value of lipid concentration.
  • Patent Document 1 is a technique for measuring veins. It is known that pulsation (pulsation) due to heartbeat is not observed in veins. Therefore, the device of Patent Document 1 is not a device that performs measurement based on the periodicity of heartbeats (0.5 to 2.0 Hz, for example).
  • the present invention is an invention made to solve such conventional problems, and provides a device, a program, and an operation method of the device that enable absolute value measurement of lipid concentration with a small and simple measuring device. It provides.
  • the lipid concentration measuring device of the present invention includes an irradiation unit that irradiates a subject with light, the light from the irradiation unit is scattered by lipid particles in the subject, the light emitted from the subject is received, and the received light intensity is 1 cycle of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less among multiple 1-cycle waveform regions in the waveform from the light-receiving unit that detects a control unit that determines a waveform region, calculates a waveform area of the determined one-cycle waveform region, and calculates a lipid concentration from the waveform area.
  • the lipid concentration measurement program of the present invention provides a computer with a process of irradiating a subject with light, the light from the irradiation unit is scattered by lipid particles in the subject, and the light emitted from the subject is received, From the process of detecting the received light intensity and the waveform due to the time change of the received light intensity according to the pulsation due to the heartbeat of the subject, one of the periods of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less among the multiple one-cycle waveform regions in the waveform A process of determining the region of the periodic waveform, calculating the waveform area of the determined one-period waveform region, and calculating the lipid concentration from the waveform area is executed.
  • the lipid concentration measurement method of the present invention includes a process of irradiating a subject with light, the light from the irradiation unit is scattered by lipid particles in the subject, and the light emitted from the subject is received to obtain the received light intensity. From the detection process and the waveform due to the time change of the received light intensity according to the pulsation due to the heartbeat of the subject, the one-cycle waveform with a cycle of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less among the multiple one-cycle waveform regions in the waveform a process of determining the region, calculating the waveform area of the determined one-cycle waveform region, and calculating the lipid concentration from the waveform area.
  • Schematic diagram of lipid concentration measuring device Block diagram of lipid concentration measuring device Schematic diagram of measurement result of time change of received light intensity and integration range Comparison of waveforms before and after fat loading Correlation diagram between the measurement result of the lipid concentration measuring device and the amount of lipid concentration change Schematic diagram when lipid concentration is low Schematic diagram when lipid concentration is high Flowchart of the lipid concentration measurement job of the embodiment
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of the lipid concentration measuring device 1 of the embodiment.
  • the lipid concentration measuring device 1 has an irradiation section 2 , a light receiving section 3 and a control section 4 .
  • the irradiation position on the living body (subject) by the irradiation unit 2 is assumed to be an irradiation position 21
  • the light receiving position on the living body by the light receiving unit 3 is assumed to be a light receiving position 31 .
  • the irradiation unit 2 irradiates the living body with irradiation light.
  • the control unit 4 may control the wavelength and irradiation intensity of light emitted from the irradiation unit 2 .
  • the irradiation unit 2 is an LED (Light Emitting Diode) (810 nm).
  • the irradiation unit 2 of the embodiment can arbitrarily adjust the length of light irradiation time, such as continuous light irradiation or pulsed light irradiation.
  • the irradiation unit 2 may use a light source with a fixed wavelength.
  • the irradiation unit 2 may be a mixture of a plurality of light sources with different wavelengths or light with a plurality of wavelengths.
  • the irradiation unit 2 is, for example, a fluorescent lamp, an LED, a laser, an incandescent lamp, an HID, a halogen lamp, or the like.
  • the illuminance of the irradiation unit 2 may be controlled by the control unit 4 .
  • the light-receiving unit 3 of the embodiment receives light emitted from the inside of the living body to the outside of the living body at the light-receiving position 31 and detects the light intensity.
  • the light receiving section 3 of the embodiment is a photodiode.
  • the light receiving section 3 is not limited to a photodiode, and may be a CCD or CMOS.
  • the light-receiving part 3 may set the wavelength to an incident wavelength and may be capable of receiving the wavelength. In the embodiment, a photodiode was used for the light receiving section 3, and the sampling rate was set to 2 ms.
  • FIG. 2 is a block diagram of the lipid concentration measuring device 1 of the embodiment.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • storage unit 145 external I / F (Interface) 146
  • irradiation unit 2 irradiation unit 2
  • a light receiving unit 3 is connected.
  • the CPU 141 , ROM 143 and RAM 144 constitute the control unit 4 .
  • the ROM 143 pre-stores programs to be executed by the CPU 141 and threshold values.
  • the RAM 144 has various memory areas such as an area for loading programs executed by the CPU 141 and a work area for data processing by the program.
  • the RAM 144 has a storage area for storing calibration data indicating the relationship between the waveform area data of the waveform region measured in advance using a living body and the lipid concentration, as shown in FIG.
  • Fig. 3 shows the measurement results of healthy subjects on an empty stomach.
  • Fig. 3 shows the results of measuring the pulsation at the subject's fingertip using a lipid concentration measuring instrument.
  • the vertical axis in FIG. 3 is the light absorption intensity measured by the measuring instrument, and the horizontal axis is time.
  • a waveform with a periodicity of about once per second ie, about 1 Hz was obtained. This reflects the pulsation caused by the heartbeat.
  • the area of the portion shown in the drawing (hereinafter referred to as a one-cycle waveform region) indicates the integration range of the integral analysis.
  • the waveform area of one period waveform region can be calculated by Equation 1 below.
  • the waveform area of one cycle waveform region (one cycle (one peak)) is obtained as the area, but the average area of the waveform regions of a plurality of cycles may be used as the waveform area.
  • take the number of waveform regions n 3 or more, take the median value, exclude the maximum and minimum values and average them, find the SD and exclude those outside the SD range and average the waveform area. You can ask for
  • the one-cycle waveform region for which the waveform area is calculated is the area surrounded by the line indicated by the peak-shaped one-cycle waveform and the baseline (Fig. 3 b).
  • the lipid concentration itself raises the baseline the height of the baseline changes due to the influence of the measurement site, etc. Therefore, it is better to set the baseline as a standardization.
  • the baseline a should be parallel to the X-axis by connecting the starting point and the ending point of the peak waveform of the one-cycle waveform region with a straight line.
  • a definition of a peak is a change due to a heartbeat and has a period of about 1 Hz.
  • bradycardia heart rate of approximately 40
  • intense exercise heart rate of approximately 120
  • the wave of is the area of one cycle waveform in this measurement. It is desirable that the intensity of received light at the starting point and the intensity of received light at the end point of baseline a are the same.
  • a plurality of 1-cycle waveform regions are measured, a 1-cycle waveform region in which the ratio of the received light intensity at the starting point and the received light intensity at the end point is closest to 1 is determined, and the waveform area is calculated for the determined 1-cycle waveform region. It's okay. Furthermore, the area is obtained in multiple one-cycle waveform regions where the ratio of the received light intensity at the starting point and the received light intensity at the end point is 0.8 to 1.2, and the average of the multiple areas is obtained as the waveform area. You can ask for it.
  • the received light intensity at this time is a voltage value obtained by receiving light. Note that the voltage values mentioned here are not in strict mv units, so they are expressed in a.u. units.
  • Fig. 4 shows pulsation waveforms before fat loading (fasting) and when fat is loaded.
  • the one-cycle waveform region (first single pulsation) shown in region b in FIG. 3 is enlarged.
  • the waveforms in one cycle waveform region differ before fat loading (fasting) and after fat loading (after fat loading).
  • FIG. 5 is calibration data (linear approximation data) showing the correlation between the integrated value (waveform area) obtained by Equation 1 of the one-cycle waveform region obtained in FIG. 4 and the absolute value of the lipid concentration. As shown in the figure, it can be confirmed that the waveform area of the one-cycle waveform region expands as the lipid concentration increases.
  • FIG. 6 and 7 are schematic diagrams of when there are many lipid particles in the blood and when there are few.
  • FIG. 6 shows a case where there are few lipid particles
  • FIG. 7 shows a case where there are many lipid particles.
  • An increase in lipid particles will increase the optical path length by increasing the number of times the light de-diffuses within the blood. Therefore, absorption by blood increased, and it is considered that a positive correlation as shown in FIG. 5 was obtained.
  • the periodic waveform reflects the increase and decrease in blood due to pulsation, and is due to the temporary increase in blood at the measurement site when blood is pumped out by the heartbeat.
  • Optical measurement measures the absorption of light by blood, and the absorption increases as the amount of blood increases. Then, it is observed as a periodic waveform (such as a one-period waveform) according to the pulsation.
  • a periodic waveform such as a one-period waveform
  • the storage unit 145 stores data necessary for processing.
  • the storage unit 145 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage unit 145 may store calibration data indicating the relationship between the waveform area data of the waveform region measured in advance using a living body and the lipid concentration, as shown in FIG.
  • the external I/F 146 is an interface for communicating with an external device such as a client terminal (PC).
  • the external I/F 146 may be an interface that performs data communication with an external device. It may be an interface.
  • the lipid concentration measuring device 1 executes a lipid concentration measuring job based on a preset program.
  • FIG. 8 is a flow chart of the lipid concentration measurement job of the embodiment.
  • the lipid concentration measuring device of the embodiment irradiates the subject with light using the irradiation unit 2 having the above configuration (STEP 101).
  • the light receiving unit 3 detects the intensity of light emitted from the subject (STEP 102).
  • the control unit 4 determines one or more one-cycle waveform regions with a cycle of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less in the waveform from the waveform due to the time change of the received light intensity according to the pulsation due to the heartbeat of the subject.
  • a predetermined waveform area of one cycle waveform is integrated by the above equation 1 to calculate the waveform area of the waveform area (STEP 103).
  • the control unit 4 may calculate the waveform area by averaging the areas of a plurality of one-cycle waveform regions.
  • the control unit 4 determines the one-cycle waveform region in which the ratio of the received light intensity at the starting point of the one-cycle waveform and the received light intensity at the end point of the one-cycle waveform is closest to 1, and determines the determined one-cycle waveform region.
  • a waveform area of a region of the waveform may be calculated.
  • the control unit 4 determines one or more one-cycle waveform regions in which the ratio of the received light intensity at the starting point and the received light intensity at the end point of the one-cycle waveform is 0.8 or more and 1.2 or less, among the plurality of one-cycle waveform regions. Then, the waveform area may be calculated by averaging the areas of one or more determined one-cycle waveform regions.
  • the control unit 4 calculates the lipid concentration from the waveform area of one cycle waveform region with a cycle of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less (STEP 104).
  • the control unit 4 calculates the TG concentration ( lipid concentration) is calculated.
  • the lipid concentration measurement program of the embodiment will be explained.
  • the program may be stored in a storage medium.
  • the lipid concentration measurement program of the embodiment causes the computer of the apparatus to perform a process of irradiating the subject with light, a process of detecting the intensity of the received light emitted from the subject, and measuring the intensity of the received light according to the pulsation of the subject's heartbeat.
  • One or more one-cycle waveform regions with a period of 0.5 Hz or more and 2.0 Hz or less are determined from the waveform due to time change, and the predetermined waveform region of the determined one-cycle waveform is integrated by the above equation 1,
  • a process of calculating the waveform area of the waveform region and a process of calculating the absolute value of the lipid concentration from the waveform area of the one-cycle waveform region are executed.
  • the lipid concentration measurement program of the embodiment may cause the computer of the device to execute a process of calculating the waveform area by averaging the areas of a plurality of single-cycle waveform regions.
  • the lipid concentration measurement program of the embodiment provides the computer of the apparatus with a one-cycle waveform region in which the ratio of the received light intensity at the starting point and the received light intensity at the end point of the one-cycle waveform is closest to 1, among a plurality of one-cycle waveform regions. may be determined, and processing for calculating the waveform area of the determined one-cycle waveform region may be executed.
  • the lipid concentration measurement program of the embodiment provides a computer of the device with a ratio of the received light intensity at the starting point and the received light intensity at the end point of the one-period waveform among the plurality of areas of the one-period waveform is 0.8 or more and 1.2 or less.
  • a process of determining the above one-cycle waveform region and averaging the areas of one or more determined one-cycle waveform regions to calculate the waveform area may be executed.
  • the irradiation unit, the light receiving unit, and the control unit are configured as an integrated device, but the present invention is not limited to this. Even if a light source is used, a sensor (CMOS, etc.) provided in a user device such as a mobile terminal (smartphone, tablet, mobile PC) is used as a light receiving unit, and the control unit is installed in a server device or the like connected to the user device via a network. good.
  • the lipid concentration measuring device of the embodiment is communicably connected to a user device having an irradiation unit that irradiates a subject with light and a light receiving unit that detects the intensity of received light emitted from the subject.
  • the lipid concentration measurement device calculates the waveform area of one cycle waveform region by integrating the waveform due to the time change of the received light intensity transmitted from the user device by the above formula 1, and calculates the absolute value of the lipid concentration from the waveform area of one cycle waveform region. It has a control unit that calculates the value.
  • Lipid concentration measuring device 2 Irradiation unit 3: Light receiving unit 4: Control unit

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Abstract

被検体へ光を照射する照射部と、前記照射部からの光が被検体内の脂質粒子により散乱し、前記被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する受光部と、前記被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、1以上の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の1周期波形の領域を判定し、前記判定された1周期波形の領域の波形面積を算出し、前記波形面積から脂質濃度を算出する制御部と、を有する。

Description

脂質濃度計測装置、プログラム、及び、方法
　この明細書に記載の実施形態は、脂質濃度計測装置、プログラム、及び、方法に関する。
　従来の血流データに基づく脂質濃度計測方法は、レーザー光など位相の揃った光源を用いることが必須であった。（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第2018/151022号
　脂質濃度の絶対値計測は、測定結果の信頼性を得るためには重要な情報である。しかしながら、脂質濃度の絶対値を非侵襲的に計測する場合において、肌の色や血管の深さや皮膚の厚みなどが脂質濃度の絶対値計測における阻害要因となっていた。
　また、これらの阻害要因の情報を計測するために、様々な計測を組み合わせることも想定されるが、そのような場合、装置の大型化や高額化を避けることは難しくなり、簡易計測を実現することは難しい。
　さらに、特許文献１は、静脈の計測技術である。静脈には心拍による脈動（拍動）は観察されないことが知られている。したがって、特許文献１の装置は、心拍の周期性（例えば、0.5～2.0Hz）に基づく計測を行う装置ではない。
　本発明は、このような従来の課題を解決するためになされた発明であって、小型で簡易な計測装置で脂質濃度の絶対値計測を可能とする装置、プログラム、及び、装置の作動方法を提供するものである。
　本発明の脂質濃度計測装置は、被検体へ光を照射する照射部と、照射部からの光が被検体内の脂質粒子により散乱し、被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する受光部と、被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、波形の内の複数の１周期波形の領域のうち、0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、波形面積から脂質濃度を算出する、制御部と、を有する。
　本発明の脂質濃度計測プログラムは、コンピュータに、被検体へ光を照射する処理と、照射部からの光が被検体内の脂質粒子により散乱し、被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する処理と、被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、波形の内の複数の１周期波形の領域のうち、0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、波形面積から脂質濃度を算出する処理とを実行させる。
　本発明の脂質濃度計測方法は、被検体へ光を照射する処理と、照射部からの光が被検体内の脂質粒子により散乱し、被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する処理と、被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、波形の内の複数の１周期波形の領域のうち、0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、波形面積から脂質濃度を算出する処理と、を含む。
脂質濃度計測装置の概略図 脂質濃度計測装置のブロック図 受光強度の時間変化の測定結結果および積分範囲の模式図 脂肪負荷前後の波形比較の図 脂質濃度計測装置による測定結果と脂質濃度変化量との相関図 脂質濃度が低いときの模式図 脂質濃度が高いときの模式図 実施形態の脂質濃度計測ジョブのフローチャート
　以下に実施形態を図面を用いて説明する。
　図１は、実施形態の脂質濃度計測装置１の構成例を概略的に示す図である。図１に示すように脂質濃度計測装置１は、照射部２、受光部３、及び、制御部４を有する。また、照射部２による生体（被検体）上の照射位置を照射位置２１とし、受光部３による生体上の受光位置を受光位置３１とする。
　照射部２は照射光を生体に照射する。照射部２は、制御部４により、照射する光の波長や照射強度が制御されてもよい。実施形態では、照射部２はLED（Light Emitting Diode）（810nm）である。
　実施形態の照射部２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の長さを任意に調整することができる。
　照射部２は、波長が固定された光源を用いてもよい。照射部２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。照射部２は、例えば、蛍光灯、LED、レーザー、白熱灯、HID、ハロゲンランプ等である。照射部２の照度は、制御部４により制御されてもよい。
　実施形態の受光部３は、受光位置３１において生体内から生体外に放出される光を受光して、光強度を検出する。実施形態の受光部３は、フォトダイオードである。受光部３は、フォトダイオードに限られず、CCDやCMOSでもよい。受光部３は、波長を可入射波長に設定し、その波長を受光できるものでもよい。実施形態では、受光部３にフォトダイオードを用い、サンプリングレートは２ｍｓに設定した。
　次に、脂質濃度計測装置１の制御系の構成について説明する。図２は実施形態の脂質濃度計測装置１のブロック図である。システムバス１４２を介して、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４４、記憶部１４５、外部Ｉ／Ｆ（Interface）１４６、照射部２、及び、受光部３が接続される。ＣＰＵ１４１とＲＯＭ１４３とＲＡＭ１４４とで制御部４を構成する。
　ＲＯＭ１４３は、ＣＰＵ１４１により実行されるプログラムや閾値を予め記憶する。
　ＲＡＭ１４４は、ＣＰＵ１４１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。ＲＡＭ１４４は、図５に示すような、事前に生体を用いて計測した波形領域の波形面積データと脂質濃度との関係を示す校正データを記憶する記憶エリアを有する。
　図３は、健常人の空腹時の測定結果である。
　図3は、脂質濃度計測器を用いて、被験者の指先で脈動を計測した結果である。図３の縦軸は、計測器で計測された光の吸収強度であり、横軸は時間である。図３に示すように、約1秒に1回（すなわち、約1Hz）の周期性を持つ波形が得られた。これは、心拍による脈動を反映している。また、図中に示した部分（以下、1周期波形領域とする）の面積は、積分分析の積分範囲を示すものである。1周期波形領域の波形面積は、以下の数式１により算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、実施形態では、面積として、1周期波形領域（１回の周期（１つのピーク））の波形面積を求めているが、複数の周期の波形領域の平均の面積を波形面積としてもよい。また、波形領域の数をn=3以上とり、中央値をとったり、最大値と最小値を除いて平均する、SDを求めSD範囲から外れたものを除外してから平均するなどして波形面積を求めても良い。
　図３に示すように、波形面積を求める1周期波形領域は、ベースライン（図３のａ）を差し引いたのち、山なりの1周期の波形が示すラインとベースラインで包囲した領域（図３のｂ）である。脂質濃度自体でもベースラインが上がるが、測定部位などによる影響でもベースラインの高さが変わってしまうため、規格化としてベースラインを設定するのがよい。
　また、ベースラインａは1周期波形領域のピーク波形の山の起点と終点を直線で結び、Ｘ軸と平行とするのがよい。ピークの定義は、心拍による変化であり、約１Hzの周期となる。生体計測で想定される測定レンジとして徐脈（心拍数はおおよそ40）から激しい運動時（心拍数はおおよそ120）までを考慮すると、心拍の脈動の変化に伴う、0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の波が本計測における1周期波形の領域であると判定できる。このベースラインａの起点の受光強度と終点の受光強度は同じ値になることが望ましいが、測定条件によって、必ずしも起点の受光強度と終点の受光強度とが同じ値の形状の1周期波形領域のピークが得られるとは限らない。したがって、複数の１周期波形領域を計測し、起点の受光強度と終点の受光強度の比が最も1に近い１周期波形領域を判定し、当該判定された１周期波形領域について波形面積を算出することでもよい。さらには、起点の受光強度と終点の受光強度の比が0.8～1.2となる複数の１周期波形領域において面積を求め、複数の面積の平均を求めて波形面積とし、この波形面積から脂質濃度を求めることでもよい。
　受光強度の時間変化を測定した結果、空腹時、脂肪負荷後とも、約1秒に1回の受光強度の脈動が確認できる。このときの受光強度は、受光により得られた電圧値である。なお、ここで言う電圧値は厳格なmv単位ではないので、a.u.単位で表記した。
　図４は、脂肪負荷前（空腹時）と脂肪を負荷した際の脈動の波形である。脂肪負荷前（空腹時）については、図３中の領域ｂに示す1周期波形領域（初回1回の脈動）を拡大したものである。図4に示したように、脂肪負荷前（空腹時）と脂肪負荷後（脂肪負荷後）で、1周期波形領域の波形は異なる。
　図５は、図４で得られた1周期波形領域の数式１による積分値（波形面積）と脂質濃度の絶対値の相関を示した校正データ（線形近似データ）である。図に示したように、脂質濃度の上昇に伴い、1周期波形領域の波形面積の拡大が確認できる。
　図６と図７は、血中の脂質粒子が多い場合と少ない場合の模式図である。図６が脂質粒子が少なく、図７が脂質粒子が多い場合である。脂質粒子が増加すると、血液内で光の反拡散回数が増えることで、光路長が増すことになる。そのため、血液による吸収が増大し、図5のような正相関になったと考えられる。
　周期波形は、脈動に伴う血液の増減を反映しており、心臓の拍動により血液が拍出された際の、測定部位における血液の一時的な増加によるものである。そして光計測では、血液による光の吸収を計測しており、血液量が増加すると、吸収が増加する。そして、脈動に応じ周期波形（１周期波形など）として、観測される。このとき、血液内部に散乱体である脂質粒子が増加すると、血液内部で反射する回数が増えるため、結果的に光路長が長くなり、血液による吸収の影響を受けやすくなる。そのため、周期波形領域の面積は、脂質粒子の増加に伴い大きくなる。
　記憶部１４５は、処理に必要なデータを記憶する。記憶部１４５は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)などである。記憶部１４５は、図５に示すような、事前に生体を用いて計測した波形領域の波形面積データと脂質濃度との関係を示す校正データを記憶してもよい。
　外部Ｉ／Ｆ１４６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／Ｆ１４６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ースであっても良い。
　以上のような構成を備える脂質濃度計測装置１において、予め設定されているプログラムに基づいて、脂質濃度計測装置１は脂質濃度計測ジョブを実行する。図８は、実施形態の脂質濃度計測ジョブのフローチャートである。
　実施形態の脂質濃度計測装置は、上記構成を有する照射部２により、被検体へ光を照射する（ＳＴＥＰ１０１）。受光部３が、被検体から放出される受光強度を検出する（ＳＴＥＰ１０２）。制御部４が、被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、波形の内の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１以上の１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の所定の波形領域を上記数式１により積分し、波形領域の波形面積を算出する（ＳＴＥＰ１０３）。
　制御部４は、複数の１周期波形の領域の面積を平均して前記波形面積を算出してもよい。制御部４は、複数の１周期波形の領域のうち、当該１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が最も1に近い１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の領域の波形面積を算出してもよい。制御部４は、複数の前記１周期波形の領域のうち、当該１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が0.8以上1.2以下となる、１以上の１周期波形の領域を判定し、判定された１以上の１周期波形の領域の面積を平均して波形面積を算出してもよい。
　制御部４は、0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の1周期波形領域の波形面積から脂質濃度を算出する（ＳＴＥＰ１０４）。制御部４は、ＳＴＥＰ１０３で算出された1周期波形領域の波形面積と、事前に計測した1周期波形領域の波形面積とＴＧ濃度の絶対値との関係を示す校正データと、から、ＴＧ濃度（脂質濃度）の絶対値を算出する。
　次に、実施形態の脂質濃度計測プログラムについて説明する。なお、当該プログラムは記憶媒体に格納されてもよい。
　実施形態の脂質濃度計測プログラムは、装置のコンピュータに、被検体へ光を照射する処理と、被検体から放出される受光強度を検出する処理と、被検体の心拍による脈動に応じた受光強度の時間変化による波形から、波形の内の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１以上の１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の所定の波形領域を上記数式１により積分し、波形領域の波形面積を算出する処理と、1周期波形領域の波形面積から脂質濃度の絶対値を算出する処理とを実行させる。
　実施形態の脂質濃度計測プログラムは、装置のコンピュータに、複数の１周期波形の領域の面積を平均して前記波形面積を算出する処理を実行させてもよい。実施形態の脂質濃度計測プログラムは、装置のコンピュータに、複数の１周期波形の領域のうち、当該１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が最も1に近い１周期波形の領域を判定し、判定された１周期波形の領域の波形面積を算出する処理を実行させてもよい。実施形態の脂質濃度計測プログラムは、装置のコンピュータに、複数の前記１周期波形の領域のうち、当該１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が0.8以上1.2以下となる、１以上の１周期波形の領域を判定し、判定された１以上の１周期波形の領域の面積を平均して波形面積を算出する処理を実行させてもよい。
　なお、実施形態では、照射部と受光部と制御部を一体の装置として構成したが、これに限られず、例えば、照射部として、携帯端末（スマートフォン、タブレット、モバイルＰＣ）などのユーザ装置に備わる光源を使用し、受光部として携帯端末（スマートフォン、タブレット、モバイルＰＣ）などのユーザ装置に備わるセンサ（ＣＭＯＳ等）を使用し、制御部をユーザ装置とネットワーク接続したサーバー装置等に設置してもよい。
　実施形態の脂質濃度計測装置は、被検体へ、光を照射する照射部と、被検体から放出される受光強度を検出する受光部を有するユーザ装置に、通信可能に接続する。脂質濃度計測装置は、ユーザ装置から送信された受光強度の時間変化による波形を上記数式１により積分して1周期波形領域の波形面積を算出し、1周期波形領域の波形面積から脂質濃度の絶対値を算出する制御部を有する。
　以上、実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１：脂質濃度計測装置
２：照射部
３：受光部
４：制御部

Claims (8)

  1. 　被検体へ光を照射する照射部と、
    　前記照射部からの光が前記被検体内の脂質粒子により散乱し、前記被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する受光部と、
    　前記被検体の心拍による脈動に応じた前記受光強度の時間変化による波形から、1以上の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、
    　前記判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、
    　前記波形面積から脂質濃度を算出する、制御部と、
    を有する脂質濃度計測装置。
  2. 　前記１周期波形の領域は、前記１周期波形と、前記１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度を直線で接続したベースラインと、により包囲された領域である、請求項１に記載の脂質濃度計測装置。
  3. 　前記制御部は、
    　複数の前記１周期波形の領域の面積を平均して前記波形面積を算出する、
    請求項１に記載の脂質濃度計測装置。
  4. 　前記制御部は、
    　複数の前記１周期波形の領域のうち、前記１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が最も1に近い１周期波形の領域を判定し、前記判定された１周期波形の領域の波形面積を算出する、
    請求項１に記載の脂質濃度計測装置。
  5. 　前記制御部は、
    　複数の前記１周期波形の領域のうち、前記１周期波形の起点の受光強度と終点の受光強度の比が0.8以上1.2以下となる１周期波形の領域を判定し、前記判定された１以上の１周期波形の領域の面積を平均して波形面積を算出する、請求項１に記載の脂質濃度計測装置。
  6. 　前記制御部は、
    　事前に計測した前記波形面積と前記脂質濃度との関係を示す校正データを記憶し、前記校正データから、前記脂質濃度を算出する、請求項１から５のいずれかに記載の脂質濃度計測装置。
  7. 　コンピュータに、
    　被検体へ光を照射する処理と、
    　前記照射部からの光が前記被検体内の脂質粒子により散乱し、前記被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する処理と、
    　前記被検体の心拍による脈動に応じた前記受光強度の時間変化による波形から、1以上の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、
    　前記判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、
    　前記波形面積から脂質濃度を算出する処理と、
    を実行させる脂質濃度計測プログラム。
  8. 　被検体へ光を照射する処理と、
    　前記照射部からの光が前記被検体内の脂質粒子により散乱し、前記被検体から放出された光を受光して、受光強度を検出する処理と、
    　前記被検体の心拍による脈動に応じた前記受光強度の時間変化による波形から、1以上の0.5Hz以上2.0Hz以下の周期の１周期波形の領域を判定し、
    　前記判定された１周期波形の領域の波形面積を算出し、
    　前記波形面積から脂質濃度を算出する処理と、
    を含む脂質濃度計測方法。
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