生物体监视装置的制作方法

专利名称：生物体监视装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对生物体的循环血液量的变化进行监视的生物体监视装置。
背景技术：
以往，作为测定循环血液量的变化的技术，已知例如如专利文献1所记载的那样一边进行血液透析一边测定循环血液量的技术。
专利文献1 日本特表2001-502590号公报

发明内容
但是，如所述专利文献1记载的方法那样，以往公知的测定循环血液量的技术是侵袭性的，对患者的负担大。对易于产生血管迷走神经反应(vaso-vagal reactions :VVR) 的患者，负担特别大。
本发明是鉴于这样的事情而完成的，其目的在于提供一种生物体监视装置，可以非侵袭地监视循环血液量的变化。
为了解决所述课题，本发明的第1方面提供一种生物体监视装置，具备图像取得单元，对生物体照射光，对照射了光的生物体进行摄像来取得生物体图像；浓度取得单元， 对由所述图像取得单元取得了的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度；信息取得单元，基于由所述浓度取得单元得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息；以及输出单元，输出由所述信息取得单元得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
在该第1方面的生物体监视装置中，如上所述，通过浓度取得单元对由图像取得单元得到的生物体图像进行解析而取得生物体的血液成分浓度，通过信息取得单元取得与生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，通过输出单元输出由信息取得单元得到的与循环血液量的变化相关的信息，从而可以非侵袭地监视循环血液量的变化。
在所述第1方面的生物体监视装置中，优选为信息取得单元根据对由图像取得单元得到的第1生物体图像进行解析而得到的第1血液成分浓度、和对在第1生物体图像的取得后得到的第2生物体图像进行解析而得到的第2血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度这2 个时刻下的血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。
在该情况下，优选为还具备取得可以根据生物体的身高以及体重计算的基准循环血液量的基准循环血液量取得单元，信息取得单元根据第1血液成分浓度、第2血液成分浓度以及基准循环血液量，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以根据在该生物体中标准地包含的循环血液量，取得与循环血液量的变化相关的信息。
在还具备所述基准循环血液量取得单元的结构中，优选为信息取得单元根据第 1血液成分浓度和第2血液成分浓度求出血液成分浓度的变化率，通过对血液成分浓度的变化率和基准循环血液量进行积算，取得第2生物体图像的取得时刻下的生物体内的循环血液量，输出单元输出基准循环血液量和第2生物体图像的取得时刻下的生物体内的循环血液量，作为与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以取得与血液成分浓度的变化的程度(变化率)对应的循环血液量，所以通过输出与血液成分浓度的变化对应的循环血液量和基准循环血液量，用户可以一目了然地理解循环血液量的变化。
在所述第1方面的生物体监视装置中，优选为血液成分是血红蛋白。根据这样构成，可以取得基于血红蛋白的浓度变化与循环血液量的变化的相关的正确的与循环血液量的变化相关的信息。
在所述信息取得单元根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度取得与循环血液量的变化相关的信息的结构中，优选为信息取得单元根据对第1生物体图像进行解析而得到的第1血液成分浓度、对第2生物体图像进行解析而得到的第2血液成分浓度、以及对在取得了第2生物体图像之后得到的第3生物体图像进行解析而得到的第3血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，通过除了第1血液成分浓度以及第2血液成分浓度以外，还使用第3血液成分浓度来取得与循环血液量的变化相关的信息， 可以输出更详细的与循环血液量的变化相关的信息。
在所述第1方面的生物体监视装置中，优选为输出单元输出表示时间经过与生物体中包含的循环血液量的关系的曲线，作为与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以输出对于用户视觉上易于理解循环血液量的变化的信息(曲线)。
在还具备所述基准循环血液量取得单元的结构中，优选为还具备接收与生物体的身高以及体重相关的身体信息的输入的输入接收单元，基准循环血液量取得单元根据通过输入接收单元接收到的身体信息，取得基准循环血液量。根据这样构成，可以使用通过输入接收单元接收到的身体信息容易地取得基准循环血液量。
在该情况下，优选为输入接收单元还接收从生物体采血了的采血量的输入，基准循环血液量取得单元根据通过输入接收单元接收到的身体信息以及采血量，取得基准循环血液量。根据这样构成，除了身体信息以外，还可以根据通过输入接收单元接收到的采血量取得基准循环血液量，所以即使在进行了采血的情况下，也可以高精度地取得基准循环血液量。
本发明的第2方面提供一种生物体监视装置，具备图像取得部，对生物体照射光，对照射了光的生物体进行摄像来取得生物体图像；输出部；以及控制部，对所述图像取得部对所述生物体进行摄像而得到的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度，基于所得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，使所述输出部输出所得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
在该第2方面的生物体监视装置中，如上所述，具备图像取得部，对针对生物体进行摄像而得到的生物体图像进行解析来取得生物体的血液成分浓度；以及控制部，根据得到的血液成分浓度，取得与生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，使输出部输出得到的与循环血液量的变化相关的信息，从而可以非侵袭地监视循环血液量的变化。
在所述第2方面的生物体监视装置中，优选为，控制部对由图像取得部得到的第1 生物体图像进行解析而取得第ι血液成分浓度，对在第1生物体图像的取得后得到的第2 生物体图像进行解析而取得第2血液成分浓度，根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度这2个时刻下的血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。
在该情况下，优选为控制部根据生物体的身高以及体重的信息取得基准循环血液量，根据第1血液成分浓度、第2血液成分浓度以及基准循环血液量，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以根据该生物体中标准地包含的循环血液量，取得与循环血液量的变化相关的信息。
在所述控制部取得基准循环血液量的结构中，优选为控制部根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度求出血液成分浓度的变化率，根据变化率与基准循环血液量之积，取得第2生物体图像的取得时刻下的生物体内的循环血液量，作为与循环血液量的变化相关的信息，使输出部输出基准循环血液量以及第2生物体图像的取得时刻下的生物体内的循环血液量。根据这样构成，可以取得与血液成分浓度的变化的程度(变化率)对应的循环血液量，通过输出与血液成分浓度的变化对应的循环血液量和基准循环血液量，用户可以一目了然地理解循环血液量的变化。
在所述第2方面的生物体监视装置中，优选为血液成分是血红蛋白。根据这样构成，可以取得基于血红蛋白的浓度变化与循环血液量的变化的相关的正确的与循环血液量的变化相关的信息。
在所述控制部根据第1血液成分浓度和第2血液成分浓度取得与循环血液量的变化相关的信息的结构中，优选为控制部根据对第1生物体图像进行解析而得到的第1血液成分浓度、对第2生物体图像进行解析而得到的第2血液成分浓度、以及对在取得了第2生物体图像之后得到的第3生物体图像进行解析而得到的第3血液成分浓度，取得与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，通过除了第1血液成分浓度以及第2血液成分浓度以外，还使用第3血液成分浓度来取得与循环血液量的变化相关的信息，可以输出更详细的与循环血液量的变化相关的信息。
在所述第2方面的生物体监视装置中，优选为控制部使输出部输出表示时间经过与生物体中包含的循环血液量的关系的曲线，作为与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，可以输出对于用户视觉上易于理解循环血液量的变化的信息(曲线)。
在所述控制部取得基准循环血液量的结构中，优选为控制部接收与生物体的身高以及体重相关的身体信息的输入，根据接收到的身体信息，取得基准循环血液量。根据这样构成，可以使用通过控制部接收到的身体信息容易地取得基准循环血液量。
在该情况下，优选为控制部接收从生物体采血了的采血量的输入，根据所接收到的身体信息以及采血量，取得基准循环血液量。根据这样构成，除了身体信息以外，还可以根据通过控制部接收到的采血量取得基准循环血液量，所以即使在进行了采血的情况下， 也可以高精度地取得基准循环血液量。
在所述第2方面的生物体监视装置中，优选为控制部包括第1控制部，对图像取得部对生物体进行摄像而得到的生物体图像进行解析来取得生物体的血液成分浓度；以及第2控制部，根据通过第1控制部得到的血液成分浓度，取得与生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，使输出部输出得到的与循环血液量的变化相关的信息。根据这样构成，例如在控制图像取得部的第1控制部取得血液成分浓度，并且对第2控制部从第1控制部发送血液成分浓度的情况下，无需发送数据量大的图像数据，而仅发送与图像数据相比数据量更小的血液成分浓度的数据(数值数据)即可，所以可以高效地进行数据处理。


图1是示出本发明的一个实施方式的监视装置的概略结构的图。
图2是示出图1所示的一个实施方式的监视装置的PC的概略结构的框图。
图3是示出图1所示的一个实施方式的监视装置的检测部的概略结构的框图。
图4是示出图1所示的一个实施方式的监视装置的动作的流程图。
图5是示出图1所示的一个实施方式的监视装置的PC的显示部中显示的准备就绪画面的一个例子的图。
图6是示出图1所示的一个实施方式的监视装置的PC的显示部中显示的测定画面的一个例子的图。
图7是示出图4所示的一个实施方式的监视装置的数据解析的子例程的流程图。
图8是示出图4所示的一个实施方式的监视装置的血红蛋白浓度测量的子例程的流程图。
图9是示出在图8所示的一个实施方式的监视装置的血红蛋白浓度测量中取得的亮度分布图的一个例子的图。
图10是示出在图8所示的一个实施方式的监视装置的血红蛋白浓度测量中取得的浓度分布图的一个例子的图。
图11是以曲线示出图1所示的一个实施方式的监视装置的实验例中的血红蛋白浓度的变化的图。
图12是以曲线示出图1所示的一个实施方式的监视装置的实验例中的循环血液量的变化的图。
具体实施例方式以下，根据

对本发明进行了具体化的实施方式。首先，参照图1 图3，详细说明本发明的一个实施方式的监视装置1的结构。
如图1所示，在进行了采血或者进行采血的被验者的手腕上安装检测部3而使用本实施方式的监视装置1。更详细而言，其主要被用于如下用途以防止被验者受到由于 VVR引起的危险为目的，通过使被验者经口摄取水分，对通过采血而减少了的被验者的循环血液量如何变化进行监视。
VVR是指通过采血而使迷走神经陷入紧张状态，从而在被采血者中产生血压降低、徐脉。对于血压降低或者徐脉，使向脑的氧供给量降低，所以还有VVR成为原因而使被采血者在采血后跌倒的危险性。已知通过水分补给来缓和由于VVR引起的血压降低、徐脉。 即，由于采血，循环血液量急剧地减少，另一方面，通过将水分作为血浆成分吸收而恢复所减少的循环血液量，其结果可以将血压降低、徐脉的产生抑制到最小限。因此，根据本实施方式的监视装置1，可以避免产生二次性的VVR，并且可以非侵袭地测定由于水分补给引起的循环血液量的变化。
监视装置1具备检测部3，根据对在被验者的手腕中存在的血管照射光，并对照射了光的血管进行摄像而得到的生物体图像，检测血红蛋白(Hb)浓度；以及个人计算机 (PC) 2，对由检测部3得到的Hb浓度进行解析而计算血液稀释率以及循环血液量，输出所计算出的血液稀释率以及循环血液量。检测部3和PC2经由连接电缆CA连接。以下，详细说明PC2以及检测部3的具体结构。
如图2所示，PC2包括控制部201、显示部202、以及输入设备203。控制部201包括CPU201a、非易失性存储器201b、RAM201c、硬盘201d、读出装置201e、输入输出接口 201f、 图像输出接口 201g、以及通信接口 201h。CPU201a、非易失性存储器201b、RAM201c、硬盘 201d、读出装置201e、输入输出接口 201f、图像输出接口 201g以及通信接口 201h通过总线连接。
CPU201a用于执行非易失性存储器201b中存储的计算机程序以及RAM201C中读出的计算机程序。另外，CPU201a具有对由检测部3得到的Hb浓度测量结果进行处理而取得解析数据，将与用于显示该解析数据的画面对应的影像信号输出到图像输出接口 201g的功能。
非易失性存储器201b由闪存存储器等可改写的非易失性存储器构成。在该非易失性存储器201b中，记录有由CPU201a执行的计算机程序以及其中使用的数据等。RAM201C 由SRAM或者DRAM等构成。RAM201c用于非易失性存储器201b以及硬盘201d中记录的计算机程序的读出。另外，RAM201C在执行这些计算机程序时，被用作CPU201a的作业区域。
硬盘201d安装有操作系统以及应用程序等用于使CPU201a执行的各种计算机程序以及该计算机程序的执行中使用的数据。后述应用程序20 也安装在该硬盘201d中。
读出装置201e由软盘驱动器、⑶-ROM驱动器、或者DVD-ROM驱动器等构成，可以读出可移动型记录媒体204等中记录的计算机程序或者数据。另外，在可移动型记录媒体 204中，保存有用于使计算机实现规定的功能的应用程序20 、和用于将应用程序20 安装到计算机中的安装程序204b。如果起动了安装程序204b，则作为PC2的计算机可以从该可移动型记录媒体204，读出应用程序20 ,将该应用程序20 安装到硬盘201d中。
另外，在硬盘20Id中，例如，安装有美国微软公司制造销售的Windows (注册商标) 等提供图形用户接口环境的操作系统。在以下的说明中，本实施方式的应用程序20 在所述操作系统上动作。
输入输出接口201f 例如包括 USB、IEEE1394、RS-232C 等串行接口、SCSI、IDE、 IEEE1284等并行接口、以及由D/A变换器、A/D变换器等构成的模拟接口等。在输入输出接口 201f连接有由键盘以及鼠标构成的输入设备203。通过用户使用输入设备203，可以对 PC2输入数据。另外，在输入输出接口 201f连接有由打印机等构成的输出设备206。另外， 在输入输出接口 201f通过连接电缆CA(参照图1)连接有检测部3。由此，PC2可以经由输入输出接口 201f，在与检测部3之间进行数据的发送接收。
通信接口 201h是Khernet (注册商标)接口。PC2可以通过通信接口 201h，使用规定的通信协议(TCP/IP)来进行与外部网络的通信。
图像输出接口 201g与显示部202连接，将由CPU201a提供的影像信号输出到显示部202。显示部202由IXD或者CRT等构成，按照所输入的影像信号显示图像(画面)。
检测部3是手表型的可移动式测量装置(参照图1)。如图3所示，检测部3具备控制部301、操作部32、显示部33、光源部34、以及摄像部35。
控制部301控制检测部3的各部的动作。操作部32具备检测部3的本体中设置的多个键，接收由用户进行的操作。显示部33具备检测部3的本体上面中设置的液晶面板，显示引导操作的信息、错误信息等。另外，光源部34以及摄像部35设置在检测部3的本体底面中。光源部34具备照射由血红蛋白引起的吸光率高的波长即近红外光(中心波长830nm)的发光二极管，对安装了检测部3的被验者的手腕照射光。摄像部35具备CCD 照相机，对通过光源部34照射了光的手腕进行摄像，从而取得生物体图像。
控制部301具备CPU301a、主存储器301b、闪存存储卡读出器301c、光源部输入输出接口 301d、帧存储器301e、图像输入接口 301f、输入接口 301g、输入输出接口 301h、以及图像输出接口 301i。CPU301a、和主存储器301b、闪存存储卡读出器301c、光源部输入输出接口 301d、帧存储器301e、图像输入接口 301f、输入接口 301g、输入输出接口 301h以及图像输出接口 301i以可以相互进行数据传送的方式经由数据传送线连接。通过该结构， CPU301a可以进行针对主存储器301b、闪存存储卡读出器301c以及帧存储器301e各自的数据的读出以及写入、和针对光源部输入输出接口 301d、图像输入接口 301f、输入接口 301g、图像输出接口 301i以及输入输出接口 301h各自的数据的发送接收。
CPU301a可以执行主存储器301b中读出的计算机程序。主存储器301b由SRAM或者DRAM等构成。主存储器301b用于闪存存储卡301 j中存储的计算机程序的读出。另外， 主存储器301b在执行这些计算机程序时，用作CPU301a的作业区域。
闪存存储卡读出器301c用于闪存存储卡301 j中存储的数据的读出。闪存存储卡 301j具有闪存存储器(未图示)，即使没有从外部供给电力，也可以保持数据。另外，在闪存存储卡301j中，存储有由CPU301a执行的计算机程序、以及在执行计算机程序时使用的数据等。
另外，在闪存存储卡301j中，安装有例如TRON规格标准的操作系统。另外，操作系统不限于此，也可以是例如美国微软公司制造销售的Windows (注册商标)等提供图形用户接口环境的操作系统。
光源部输入输出接口 301d包括由D/A变换器、A/D变换器等构成的模拟接口。光源部输入输出接口 301d与光源部34中设置的发光二极管(未图示)通过电信号线电连接。 光源部输入输出接口 301d进行光源部34的发光二极管的动作控制。
帧存储器301e由SRAM或者DRAM等构成。帧存储器301e用于在后述图像输入接口 301f执行图像处理时保存数据。图像输入接口 301f具备包括A/D变换器的视频数字化电路(未图示)。图像输入接口 301f与摄像部35通过电信号线电连接，从摄像部35对图像输入接口 301f输入图像信号。从摄像部35输入的图像信号通过图像输入接口 301f进行A/D变换。这样数字变换后的图像数据保存在帧存储器301e中。
输入接口 301g包括由A/D变换器构成的模拟接口。在输入接口 301g电连接有操作部32。通过该结构，用户可以经由操作部32进行装置的电源的0N/0FF、装置的初始设定寸。
输入输出接口 301h由例如USB、IEEE1394、RS232C等串行接口、或者、SCSI等并行接口构成。控制部301可以通过该输入输出接口 301h，经由连接电缆CA在与PC2之间进行数据的发送接收。
图像输出接口 301i与显示部33电连接，将基于从CPU301a提供的图像数据的影像信号输出到显示部33。
接下来，参照图4 图10，说明本实施方式的监视装置1的动作。
如上所述，本实施方式的监视装置1用于对通过被验者经口摄取水分，由于采血而减少了的被验者的循环血液量如何变化进行监视。因此，在本实施方式的监视装置1 的测定开始前进行了采血的人员、或者在测定开始后进行采血的人员、且在该采血的前后 (例如，采血的前后10分钟以内)进行了水分的经口摄取的人员成为监视装置1的测定对象人员。在以下的说明中，说明对在通过监视装置1执行测定开始前进行采血，并且在测定开始前经口摄取了水分的人员进行测定的情况。
如图4所示，在步骤SlOl中，如果通过用户操作PC2，而起动了用于执行监视装置 1的功能的应用程序，则开始处理。如果起动了应用程序，则在步骤S102中，由CPU201a执行在PC2的显示部202中显示准备就绪画面40 (参照图5)的处理。
如图5所示，在步骤S102中显示部202中显示的准备就绪画面40包括状况显示部401、曲线显示部402、被验者数据显示部403、测定开始按钮404、以及测定结束按钮405。
在状况显示部401中，显示监视装置1是否进行了测定、或者是否为准备就绪状态。在图5所示的状态下，由于没有开始测定，所以显示为“准备就绪”。
在曲线显示部402中，包括第1显示区域40 和第2显示区域402b。在第1显示区域40 中，作为曲线而显示通过后述算法计算出的血液稀释率。在第2显示区域402b 中，作为曲线而显示通过后述算法计算出的循环血液量。另外，在图5所示的状态下，由于没有开始测定，所以在第1显示区域40 以及第2显示区域402b中不显示曲线。
在被验者数据显示部403中，针对每个项目显示由被验者的ID、身高、体重、水分摄取量、以及采血量构成的被验者数据。被验者数据显示部403可以在画面上输入被验者数据，显示与各项目的每一个对应的输入框403a 403e。用户通过用鼠标等指示设备(输入设备20 指定期望的输入框，并操作键盘(输入设备20；3)，可以输入各项目。例如，在被验者采血了 200dL的血液，并在该采血后即测定开始前经口摄取了 200mL的水分的情况下， 用户在与水分摄取量对应的输入框403d中输入“200 (mL) ”，在与采血量对应的输入框40 中输入 “200 (dL)”。
测定开始按钮404用于用户指示通过监视装置1开始测定。测定开始按钮404通过输入与被验者数据显示部403中显示的规定的项目对应的输入框403a 40 而有效化 (成为可以接收输入的状态)。测定结束按钮405用于在开始了测定之后，用户指示测定的结束。测定结束按钮405通过开始测定而有效化。
如果在步骤S102中显示出准备就绪画面40，则在步骤S103中，由CPU201a判定是否在准备就绪画面40的被验者数据显示部403的各输入框403a 40 中输入了规定的项目。在判定为没有输入规定的项目的情况下，由CPU201a使处理返回到步骤S103。
如果由用户输入了被验者数据显示部403的规定的项目，则在步骤S104中，由 CPU201a使准备就绪画面40(参照图5)中显示的测定开始按钮404有效化。然后，在步骤 S105中，由CPU201a判定是否经由测定开始按钮404接收到来自用户的测定指示。在由 CPU201a判定为接收到测定指示的情况下使处理进入到步骤S106。另一方面，在判定为没有接收到测定指示的情况下，由CPU201a使处理进入到步骤S105。
接下来，在步骤S106中，通过由CPU201a执行计算初始循环血液量的处理。具体而言，CPU201a根据在准备就绪画面40中输入了的被验者的身高(h)以及体重(w)的值， 计算被验者的初始循环血液量。初始循环血液量根据下述式(1)求出。
初始循环血液量(L)= 0. 168 X (h/100) X 3+(0. 05Xw+0. 444). . · (1) 另外，式(1)是用于根据身高和体重求出循环血液量的式子，作为藤田 小川的公式而公知，此处省略详细的说明。
此时，由CPU201a判定是否在准备就绪画面40 (参照图5)的被验者数据显示部 403的输入框40 中输入了采血量。在输入了采血量的情况下，CPU201a从通过所述式(1) 求出的初始循环血液量减去输入到输入框40 的采血量，将所得到的值作为初始循环血液量。然后，由CPU201a将所得到的初始循环血液量存储在非易失性存储器201b中。
接下来，在步骤S107中，由CPU201a执行将测量指示信号发送到检测部3的处理。
然后，在步骤S108中，由CPU201a判定是否接收到来自检测部3的Hb浓度测量结果。在判定为接收到测量结果的情况下，由CPU201a使处理进入到步骤S109。另一方面，在判定为没有接收到测量结果的情况下，由CPU201a使处理进入到步骤S108。
在步骤S109中，由CPU201a判定是否在非易失性存储器201b中存储有Hb浓度的初始值。另外，此处所称的初始值是指在开始了测定之后从检测部3最初发送的Hb浓度的测量结果。CPU201a在判定为存储有初始值的情况、即由检测部3测定的Hb浓度测量是测定开始后第2次以后的情况下，使处理进入到步骤S110。另一方面，在判定为没有存储初始值的情况、即由检测部3测定的Hb浓度测量是测定开始后第1次的情况下，CPU201a使处理进入到步骤Sl 12。
如果处理进入到步骤S112，则由CPU201a在非易失性存储器201b中存储从检测部 3发送的测量结果作为初始值。
另外，如果处理进入到步骤S110，则由CPU201a执行将从检测部3发送的测量结果存储到非易失性存储器201b中的处理。然后，在步骤Slll中，由CPU201a依照规定的例程执行数据解析。通过该数据解析处理，由CPU201a计算出反映了最近的Hb浓度测量结果的血液稀释率以及循环血液量。另外，对于数据解析，在后面详细说明。
在步骤Sl 13中，由CPU201a执行更新PC2的显示部202的显示的处理。如图6所示，测定画面50是在测定时在PC2的显示部202中显示的画面。测定画面50与所述准备就绪画面40同样地包括有状况显示部501、曲线显示部502、被验者数据显示部503、测定开始按钮504以及测定结束按钮505。
如图6所示，在状况显示部501中，显示旨在监视装置1是测定中的内容。在曲线显示部502的第1显示区域50 中，显示表示血液稀释率的变动的曲线(血液稀释率曲线)。另外，在曲线显示部502的第2显示区域502b中，显示表示循环血液量的变动的曲线 (循环血液量曲线)。在被验者数据显示部503中，显示在准备就绪画面40中输入的被验者的数据。
在该步骤S113中，由CPU201a执行更新曲线显示部502中显示的曲线的显示的处理。S卩，CPU201a根据通过步骤Slll的数据解析处理求出的血液稀释率，生成包括最近的血液稀释率的血液稀释率曲线。进而，CPU201a根据初始循环血液量和最近的血液稀释率， 生成表示经时性的循环血液量的变动的循环血液量曲线。然后，CPU201a执行将所生成的血液稀释率曲线以及循环血液量曲线分别显示在第1显示区域50 以及第2显示区域502b 中的处理。由此，在显示部202的测定画面50中，每当通过检测部3测定了 Hb浓度时，显示反映了最新的测量结果的曲线。用户通过参照测定画面50中显示的循环血液量曲线，可知通过测定开始前的采血而减少了的循环血液量由于经口摄取的水分恢复到何种程度。
之后，在步骤S114中，由CPU201a判定是否从用户接收到测定结束的指示。具体而言，由CPU201a判定是否经由测定画面50中显示的测定结束按钮505接收到来自用户的测定结束的指示。在判定为没有接收到测定结束的指示的情况下，由CPU201a使处理进入到步骤S116。另一方面，在判定为接收到测定结束的指示的情况下，由CPU201a使处理进入到步骤Sl 15。
在判定为没有接收到测定结束的指示的情况下，在步骤S116中，由CPU201a判定是否经过了规定时间。规定时间是从取得了非易失性存储器201b中存储的最近的Hb浓度的测量结果的时刻起90秒。在由CPU201a判定为没有经过规定时间的情况下，直到经过规定时间为止反复同样的处理。另一方面，在判定为经过了规定时间(90秒)的情况下， 由CPU201a使处理再次返回到步骤S107。由此，每当经过了规定时间时自动地执行步骤 S107 Sl 14及步骤Sl 16的处理，显示部202的显示(测定画面50)实时地被更新。直到在步骤S114中接收到测定结束的指示为止反复这些处理。
另外，在步骤S114中判定为接收到测定结束指示的情况下，在步骤S115中，由 CPU201a执行将测定结束信号发送到检测部3的处理，并且结束PC2侧的处理。以上，由PC2 进行的处理结束。
接下来，说明检测部3的处理流程。
如果检测部3的电源接通，则在步骤S201中，由检测部3的CPU301a执行包括主存储器301b以及帧存储器301e的各部的初始化。接下来，在步骤S202中，由CPU301a判定是否从PC2侧接收到测量指示信号。在步骤S107中从PC2侧发送了测量指示信号，而在检测部3中接收到测量指示信号的情况下，由CPU301a使处理进入到步骤S202。另一方面， 在从PC2侧没有接收到测量指示信号的情况下，由CPU301a使处理进入到步骤S202。
之后，在步骤S203中，由CPU301a依照规定的例程，执行测量被验者的Hb浓度的处理。另外，对于Hb浓度测量例程，在后面详细说明。
接下来，在步骤S204中，由CPU301a执行将在步骤S203中得到的Hb浓度的测量结果发送到PC2侧的处理。
之后，在步骤S205中，由CPU301a判定是否接收到来自PC2的测定结束信号。在判定为从PC2没有接收到测定结束信号的情况下，由CPU301a使处理进入到步骤S202。如上所述，每当经过规定时间(90秒)时，PC2发送测量指示信号(参照步骤S107 S114及步骤S116)，所以检测部3控制成每经过规定时间时执行步骤S203以及S204的处理。然后， 在步骤S205中，在由CPU301a判定为接收到测定结束信号的情况下，检测部3结束处理。
接下来，参照图7，说明图4的步骤Sl 11中的由PC2进行的数据解析的子例程。另外，在以下的说明中，将Hb浓度记载为C、将血液稀释率记载为D、将循环血液量记载为々，将某时刻χ下各自的值设为Cx、Dx以及K,将各自的初始值设为Q、D0以及&。
如图7所示，在步骤S401中，通过PC2的CPU20la，读出非易失性存储器20Ib中存储的Hb浓度的初始值(Ctl)和最近的Hb浓度(Cx)。接下来，在步骤S402中，由CPU201a使用所读出的Hb浓度(Ctl)和Hb浓度(Cx)，计算血液稀释率(Dx)。血液稀释率(Dx)通过下述式O)求出。
血液稀释率(Dx)= C0/Cx X100(% ). . . (2) 这样，血液稀释率(Dx)通过Hb浓度(Ctl)与Hb浓度(Cx)之比来表示，示出某时刻 χ下的血红蛋白浓度的变化率。
如果计算出血液稀释率(Dx)，则在步骤S403中，由CPU201a将所得到的血液稀释率(Dx)存储在非易失性存储器201b中。
接下来，在步骤S404中，由CPU201a读出非易失性存储器201b中存储的初始循环血液量(Atl)。然后，在步骤S405中，使用在所述步骤S402中得到的血液稀释率(Dx)和初始循环血液量(Atl),计算某时刻χ下的循环血液量(Ax)。循环血液量(Ax)通过下述式(3) 求出。
循环血液量(Ax)=初始循环血液量(Atl) X血液稀释率(Dx)/100. · . (3) 这样，某时刻χ下的循环血液量(Ax)通过对某时刻χ下的血红蛋白浓度的变化率即血液稀释率(Dx)和初始循环血液量(Atl)进行积算而计算出。
之后，在步骤S406中，由CPU201a将所得到的循环血液量(Ax)存储在非易失性存储器201b中。由此，图4的步骤Slll中的数据解析的子例程结束，返回到主例程(步骤 S113以后的处理)。
接下来，参照图8，说明图4的步骤S203中的由检测部3进行的Hb浓度测量的子例程。
首先，在图8的步骤S601中，由CPU301a执行通过光源部34将光照射到生物体的处理。接下来，在步骤S602中，由CPU301a执行通过摄像部35对照射了光的生物体进行摄像的处理。在步骤S603中，由CPU301a根据在所述步骤S602中得到的图像的亮度，判定是否需要光源部34的光量调整。具体而言，CPU301a在所得到的图像的亮度高于规定的阈值的情况下判定为不需要光量调整，在所得到的图像的亮度低于规定的阈值的情况下判定为需要光量调整。在判定为需要光量调整的情况下，转移到步骤S604，由CPU301a执行了经由光源部输入输出接口 301d使向光源部34的供给电流增加的处理(光量调整)之后，使处理返回到步骤S601。另一方面，在判定为不需要光量调整的情况下，进入到步骤S605，由 CPU301a再次执行通过摄像部35对生物体进行摄像的处理。
接下来，在步骤S606中，由CPU301a执行根据由摄像部35得到的图像，制作图9 所示那样的亮度分布图PF的处理。如果将由于血红蛋白引起的吸光率高的近红外光照射到手腕，而对照射了近红外光的手腕进行了摄像，则得到手腕中包含的血管较暗地表现的图像。即，通过在血管内流淌的血液中包含的血红蛋白吸收了近红外光的结果，在所摄像了的图像中与血管相当的区域的亮度和血管以外的区域的亮度相比变低。通过抽出横切该血管像所分布的亮度分布，得到反映了手腕的血管中包含的血红蛋白浓度的亮度分布图PF。
接下来，在步骤S607中，由CPU301a执行制作图10所示那样的反映了血管中包含的血红蛋白浓度的浓度分布图NP的处理。具体而言，如图9所示，CPU301a根据亮度分布图 PF求出基线BL，根据该基线BL对亮度分布图PF进行标准化，从而制作浓度分布图NP (参照图10)。基线BL是指根据血管以外的部分的亮度分布图PF通过最小二乘法求出的直线，相当于血管的背景的亮度。通过用基线BL对亮度分布图PF进行标准化，可以得到如图 10所示，不依赖于入射光量的浓度分布图NP。
接下来，在步骤S608中，由CPU301a执行根据浓度分布图NP取得形态的特征即峰值高度h (Hb浓度的最大值)、和高度h/2下的浓度分布图NP的分布宽度w，并且根据下述式⑷计算Hb浓度C的处理。
C = h/wn. . . (4) 在所述式中，η是表示由于光的散射引起的半值宽度的非线形的常数。在没有光散射的情况下，η = 1，在存在光散射的情况下，η > 1。
之后，在步骤S609中，由CPU301a执行将得到的Hb浓度(Hb浓度C)存储到主存储器301b中的处理，返回到主例程(图4的步骤S204以后的处理)。
在本实施方式中，如上所述，由检测部3的CPU301a对由摄像部35得到的生物体图像进行解析来取得Hb浓度，由PC2的CPU201a取得循环血液量，并且由显示部202输出表示所得到的循环血液量的变动的循环血液量曲线，从而可以非侵袭地监视循环血液量的变化。
另外，在本实施方式中，如上所述，通过根据Hb浓度的初始值(Ctl)和最近的Hb浓度(Cx)取得循环血液量，可以根据Hb浓度的初始值(Ctl)和最近(某时刻X)的Hb浓度(Cx) 这2个时刻下的Hb浓度，取得循环血液量(Ax)。
另外，在本实施方式中，通过如上所述，根据Hb浓度的初始值(Ctl)、最近的Hb浓度 (Cx)、以及初始循环血液量(Atl),取得某时刻χ下的循环血液量(Ax)，可以根据该生物体中标准地包含的循环血液量(初始循环血液量(Atl)),取得循环血液量(Ax)。
另外，在本实施方式中，通过如上所述，对某时刻χ下的血红蛋白浓度的变化率即血液稀释率(Dx)和初始循环血液量(Atl)进行积算，取得某时刻χ下的循环血液量(Ax)，将得到的循环血液量(Ax)输出到显示部202。通过这样构成，可以取得与Hb浓度的变化率对应的循环血液量，所以通过输出与Hb浓度的变化对应的循环血液量(Ax)和初始循环血液量(Atl),用户可以一目了然地理解循环血液量的变化。
另外，在本实施方式中，通过如上所述，根据初始循环血液量(Atl)和最近的血液稀释率(Dx)，生成表示经时性的循环血液量的变动的循环血液量曲线并显示在显示部202中， 可以输出对于用户在视觉上易于理解循环血液量的变化的信息(曲线)。
实验例 为了确认本实施方式的监视装置1的效果，进行了下述实验。
使健康的成人男性经口摄取低张性电解质液660mL，使用本实施方式的监视装置 1，监视120分钟Hb浓度的变化。与监视并行地进行合计4次采血，分别取得Hb浓度的实测值。图11示出其结果。另外，在图11中，用圆表示通过本实施方式的监视装置1得到的 Hb浓度的测量结果，用三角表示通过采血得到的Hb浓度的实测值。
如图11所示，通过本实施方式的监视装置1得到的Hb浓度和通过采血得到的Hb 浓度没有背离，实际验证了通过本实施方式的监视装置1，可以取得与实际的Hb浓度近似的正确的Hb浓度。
另外，如从图11可知，观测到Hb浓度伴随水分的经口摄取后的时间经过而降低， 之后Hb浓度逐渐上升的样子。由于极其微量地进行采血，所以可以推测为在经口摄取后在 30分 60分的期间观测到的Hb浓度的降低起因于通过水分的摄取而稀释了循环血液。另外，可以推测为在水分的经口摄取后在60分 120分的期间观测到的Hb浓度的上升起因于取入到循环血液中的不需要的水分被送到排尿器官而血液中的Hb浓度恢复到原来的状态。根据以上，实际验证了通过水分的经口摄取，循环血液被稀释，在Hb浓度中产生变化。由此，启示了通过监视Hb浓度，可以评价经口摄取了的水分的吸收程度。
接下来，研究血液稀释率与水分的吸收程度的相关。
首先，根据被验者的身高以及体重，求出了被验者的循环血液量。在本实验中，被验者的身高是174. 5cm、体重是6kg，在根据所述式(1)计算了循环血液量时，被验者的循环血液量被计算为4. 07L。被验者摄取了的水分量是660mL，所以如果假设为所摄取了的水分被全部吸收到生物体内，则被验者的循环血液量是4. 73L，循环血液量的增加率是 1. 16 倍。
接下来，求出被验者中的血液稀释率。通过本实施方式的监视装置1得到的测定开始时刻下的Hb浓度是16. 6g/dL，最下点处的Hb浓度是14. lg/dL。在根据这些比来求出了血液稀释率时，被验者中的血液稀释率被计算为117%。该值与在上述中求出的循环血液量的增加率大致一致。因此，实际验证了通过本实施方式的监视装置1得到的血液稀释率是正确地反映了水分的吸收程度的值。
图12是根据图11所示的结果，对循环血液量的变化进行了曲线化的图。如图12 所示，可以观测到在水分的经口摄取后，循环血液量伴随时间经过而增加，并逐渐减少的样子。该曲线是根据血液稀释率得到的，图12所示的曲线正确地反映了由于水分的吸收引起的循环血液量的变化。
根据以上，实际验证了通过监视血液稀释率，可以正确地评价水分的吸收程度。进而，实际验证了通过监视循环血液量，可以监视由于水分的吸收引起的循环血液量的变化。
另外，本次公开的实施方式仅为例示而不限于此。本发明的范围不限于所述实施方式的说明而基于权利要求书，且还包括与权利要求书相似的均等物以及范围内的所有变更。
例如，在本实施方式中，作为与循环血液量的变化相关的信息，输出表示时间经过与循环血液量的关系的曲线，但本发明不限于这样的结构。例如，也可以显示初始循环血液量与当前时刻的循环血液量。或者，也可以将初始循环血液量作为100%，而以百分比显示循环血液量增加了的比例。或者，也可以构成为如果在通过采血而被验者的循环血液量与初始循环血液量相比减少了的情况下，仅显示相对初始循环血液量，循环血液量恢复到何种程度。
另外，在本实施方式的监视装置1中，求出血液稀释率和循环血液量，并显示表示它们的变动的曲线，但本发明不限于这样的结构。例如，也可以仅显示表示循环血液量的变动的曲线。
另外，在本实施方式的监视装置1中，将用于进行数据解析的PC2和进行Hb浓度的测量的检测部3设为独立的结构，但本发明不限于这样的结构。例如，也可以由检测部3 执行通过本实施方式的监视装置1实现的应用程序。
另外，在本实施方式的监视装置1中，示出了在检测部3中进行Hb浓度的测量的结构，但本发明不限于这样的结构。例如，也可以通过检测部3取得图像，在PC2中对所得到的图像进行解析而取得Hb浓度。
另外，在本实施方式中，示出了将血红蛋白浓度的测量结果、所计算出的循环血液量等数据存储到非易失性存储器201b中的例子，但本发明不限于此。例如，在本发明中，也可以在非易失性存储器201b以外的RAM201C、硬盘201d中存储Hb浓度的测定结果、所计算出的循环血液量等数据。
另外，在本实施方式中，示出了为了对被验者的循环血液量的变化进行测量而测定了血红蛋白浓度(Hb浓度)的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以对血红蛋白浓度以外的血液成分浓度进行测定，来测量被验者的循环血液量的变化。
产业上的可利用性 本实施方式的监视装置可以如下那样利用。例如，将本实施方式的监视装置设置到献血站等进行采血的场所，使进行了采血的被验者经口摄取水分，通过监视装置对之后的被验者的循环血液量进行观测。如果可以确认循环血液量充分地恢复，则判断为由于VVR 引起的危险性小，在无法确认的情况下可以继续进行水分的摄取等其他处置。这样，根据本实施方式的监视装置，无需进行侵袭性的处置，而可以采取为了抑制由于VVR引起的危险性而有用的处置。
权利要求
1.一种生物体监视装置，具备图像取得单元，对生物体照射光，对照射了光的生物体进行摄像来取得生物体图像； 浓度取得单元，对由所述图像取得单元取得了的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度；信息取得单元，基于由所述浓度取得单元得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息；以及输出单元，输出由所述信息取得单元得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
2.根据权利要求1所述的生物体监视装置，其特征在于所述信息取得单元基于第1血液成分浓度和第2血液成分浓度，取得所述与循环血液量的变化相关的信息，其中，对由所述图像取得单元得到的第1生物体图像进行解析来得到所述第1血液成分浓度，对在所述第1生物体图像的取得后得到的第2生物体图像进行解析来得到所述第 2血液成分浓度。
3.根据权利要求2所述的生物体监视装置，其特征在于还包括基准循环血液量取得单元，取得根据所述生物体的身高以及体重能够计算出的基准循环血液量，所述信息取得单元基于所述第1血液成分浓度、所述第2血液成分浓度以及所述基准循环血液量，取得所述与循环血液量的变化相关的信息。
4.根据权利要求3所述的生物体监视装置，其特征在于所述信息取得单元基于所述第1血液成分浓度和所述第2血液成分浓度，求出所述血液成分浓度的变化率，通过对所述血液成分浓度的变化率和所述基准循环血液量进行积算，取得所述第2生物体图像的取得时刻下的所述生物体内的循环血液量，所述输出单元输出所述基准循环血液量和所述第2生物体图像的取得时刻下的所述生物体内的循环血液量，以作为所述与循环血液量的变化相关的信息。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于 所述血液成分是血红蛋白。
6.根据权利要求2 4中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于所述信息取得单元能够基于第1血液成分浓度、第2血液成分浓度以及第3血液成分浓度，取得所述与循环血液量的变化相关的信息，其中，对所述第1生物体图像进行解析来得到第1血液成分浓度，对所述第2生物体图像进行解析来得到第2血液成分浓度，对在取得了所述第2生物体图像之后得到的第3生物体图像进行解析来得到第3血液成分浓度。
7.根据权利要求1 6中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于所述输出单元输出表示时间经过与所述生物体中包含的循环血液量的关系的曲线，以作为与所述循环血液量的变化相关的信息。
8.根据权利要求3或者4所述的生物体监视装置，其特征在于还包括 输入接收单元，接收与生物体的身高以及体重相关的身体信息的输入，所述基准循环血液量取得单元基于通过所述输入接收单元接收到的所述身体信息，取得所述基准循环血液量。
9.根据权利要求8所述的生物体监视装置，其特征在于所述输入接收单元还能够接收从所述生物体采血了的采血量的输入， 所述基准循环血液量取得单元能够基于由所述输入接收单元接收到的所述身体信息以及所述采血量，取得所述基准循环血液量。
10.一种生物体监视装置，具备图像取得部，对生物体照射光，对照射了光的生物体进行摄像来取得生物体图像； 输出部；以及控制部，对所述图像取得部对所述生物体进行摄像而得到的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度，基于所得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，使所述输出部输出所得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
11.根据权利要求10所述的生物体监视装置，其特征在于所述控制部对由所述图像取得部得到的第1生物体图像进行解析来取得第1血液成分浓度，对在所述第1生物体图像的取得后得到的第2生物体图像进行解析来取得第2血液成分浓度，基于所述第1血液成分浓度和所述第2血液成分浓度，取得所述与循环血液量的变化相关的信息。
12.根据权利要求11所述的生物体监视装置，其特征在于所述控制部基于所述生物体的身高以及体重的信息，取得基准循环血液量， 基于所述第1血液成分浓度、所述第2血液成分浓度以及所述基准循环血液量，取得所述与循环血液量的变化相关的信息。
13.根据权利要求12所述的生物体监视装置，其特征在于所述控制部基于所述第1血液成分浓度和所述第2血液成分浓度，求出所述血液成分浓度的变化率，根据所述变化率与所述基准循环血液量之积，取得所述第2生物体图像的取得时刻下的所述生物体内的循环血液量，作为所述与循环血液量的变化相关的信息，使所述输出部输出所述基准循环血液量以及所述第2生物体图像的取得时刻下的所述生物体内的循环血液量。
14.根据权利要求10 13中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于 所述血液成分是血红蛋白。
15.根据权利要求11或者12所述的生物体监视装置，其特征在于所述控制部基于所述第1血液成分浓度、所述第2血液成分浓度以及第3血液成分浓度，取得所述与循环血液量的变化相关的信息，其中，对所述第1生物体图像进行解析来得到所述第1血液成分浓度，对所述第2生物体图像进行解析来得到所述第2血液成分浓度，对在取得了所述第2生物体图像之后得到的第3生物体图像进行解析来得到第3血液成分浓度。
16.根据权利要求10 15中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于 所述控制部使所述输出部输出表示时间经过与所述生物体中包含的循环血液量的关系的曲线，以作为所述与循环血液量的变化相关的信息。
17.根据权利要求12所述的生物体监视装置，其特征在于所述控制部接收与所述生物体的身高以及体重相关的身体信息的输入， 基于接收到的所述身体信息，取得所述基准循环血液量。
18.根据权利要求17所述的生物体监视装置，其特征在于 所述控制部接收从所述生物体采血了的采血量的输入，基于所接收到的所述身体信息以及所述采血量，取得所述基准循环血液量。
19.根据权利要求10 17中的任意一项所述的生物体监视装置，其特征在于 所述控制部包括第1控制部，对所述图像取得部对所述生物体进行摄像而得到的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度；以及第2控制部，基于通过所述第1控制部所得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息，使所述输出部输出所得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
全文摘要
本发明提供一种生物体监视装置，其特征在于，具备图像取得单元，对生物体照射光，对照射了光的生物体进行摄像来取得生物体图像；浓度取得单元，对由所述图像取得单元取得了的所述生物体图像进行解析来取得所述生物体的血液成分浓度；信息取得单元，基于由所述浓度取得单元得到的所述血液成分浓度，取得与所述生物体中包含的循环血液量的变化相关的信息；以及输出单元，输出由所述信息取得单元得到的所述与循环血液量的变化相关的信息。
文档编号A61B5/1455GK102186421SQ20098014085
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月17日
发明者小泽利行 申请人:希森美康株式会社