血糖值测定装置及血糖值测定方法_2

文档序号:8493019阅读:来源:国知局
是闪存器、铁电体存储器(FeRAM:FerroelectricRandom Access Memory,铁电随机存取存储器)、磁阻存储器(MRAM:MagnetoresistiveRandom Access Memory,磁阻随机存取存储器)等能够进行数据重写的非易失性存储器。
[0074]而且,在本体外壳12的背面设置有能与用户2的皮肤表面接触的传感器模块50。传感器模块50是对用户2的皮肤表面照射测定光并接收该反射透射光的测定用的设备,其是光源内置的薄型图像传感器。
[0075]而且,本体外壳12中,内置有充电式蓄电池26和控制基板30。作为对电池26的充电方式,可以是在本体外壳12的背面侧设置电接点,安装在连接家用电源的支架(cradle)上,通过电接点经由叉托支架进行充电的结构,也可以是无线式充电的结构。
[0076]在控制基板30安装有CPU (Central Processing Unit,中央处理单元)、主存储器、测定数据用存储器、触摸面板控制器、传感器模块控制器。主存储器是能够存储程序、初始设定数据,存储CPU的运算值的存储介质,通过RAM、ROM(Read Only Memory,只读存储器)和闪存等来实现。另外,程序、初始设定数据可以是存储于存储卡22中的结构。测定数据用存储器是用于存储测定数据的存储介质,通过闪存、铁电存储器(FeRAM)和磁阻存储器(MRAM)等可进行数据重写的非易失性存储器来实现。另外,也可以是将测定数据存储于存储卡22中的结构。
[0077]图2是传感器模块50的构成图,其中图2的(I)示出了俯视图,图2的(2)示出了截面图。传感器模块50是将以平面状二维排列多个发光元件53而成的发光层52、选择性地遮断朝向受光层58的光以外的遮光层54、选择性地使近红外线透过的分光层56、以及以平面状二维排列多个受光元件59而成的受光层58层压而构成的器件。而且,该传感器模块50设置在本体外壳12的背面侧,使得正面侧(发光层52侧的表面)朝向用户2的皮肤表面。
[0078]发光元件53是照射测定光的照射部,其可以通过例如LED (Light EmittingD1de,发光二极管)、OLED (Organic Light Emitting D1de,有机发光二极管)等实现。在本实施方式中,为了测定血糖值(血液中的葡萄糖浓度),发光元件53采用可发出包括具有皮下透过性的近红外光的光的元件。
[0079]受光元件59是接收测定光的透过光、反射光并输出对应于受光量的电信号的受光部,其可通过例如CCD(Charge Coupled Device,电荷親合元件图像传感器)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体图像传感器)等摄像元件来实现。而且,一个受光元件59包含接收校准所需的各波长分量的光的多个元件。
[0080]发光层52中的发光元件53、以及受光层58中的受光元件59配置成由共同的Xs-Ys直角坐标系定义的阵列状。而且,发光层52的发光元件53与受光层58的受光元件59被配置为在各自的Xs、Ys轴方向每个排列间隔相同,但在Xs-Ys平面排列为彼此不同。也就是说,发光元件53和受光元件59的Xs、Ys轴方向的位置被层压而构成为彼此以规定长度错开。由此,被构成为使得透过用户2的生物体组织的光及在生物体组织内反射的光(下文酌情称为“反射透过光”)可到达受光元件59。
[0081]另外,发光层52中的发光元件53、以及受光层58中的受光元件59各自的排列间隔可适当设定。例如,排列间隔优选1[μπι]?500 [μ m],从制造成本和测定精度的平衡考虑,可以为例如50[μπι]?200[μπι]。此外,不仅限于将发光元件53与受光元件59层叠的结构,发光元件53与受光元件59也可以并列设置。
[0082][测定原理]
[0083]对本实施方式的血糖值的测定原理进行说明。测定时,血糖值测定装置10通过固定带14固定,使得传感器模块50紧贴用户2的皮肤表面。通过使传感器模块50紧贴皮肤表面,能够抑制测定光在皮肤表面的反射、在皮肤表面附近的散射等降低测定精度的主要因素。而且,将传感器模块50的正下方的生物体组织中的血管作为测定对象而设定,通过接收包含测定光透过了该血管后的透过光的光而求出吸收光谱,从而推断并计算血糖值。
[0084](A-1)血管图案的取得
[0085]具体而言,首先,取得从皮肤表面观察到的血管图案(血管的位置)。血管图案的取得可以以和已知的静脉认证技术的静脉图案检测相同的方式实现。即,如示意性地示出的图3所示,使传感器模块50的发光元件53 —起发光,并对用户2的皮肤表面照射测定光。然后,使用所有的受光元件59,接收即拍摄测定光透过生物体组织后的光(透过光)、在生物体组织反射的光(反射光),并取得生物体图像。
[0086]图4是示出生物体图像Ρ2的一个例子的图。生物体图像Ρ2作为像素数等于传感器模块50的受光元件59的排列的二维图像而获得。
[0087]由于血管比非血管部更易于吸收近红外线,因此,在生物体图像Ρ2,血管部分比非血管部分亮度更暗更低。因此,通过提取生物体图像Ρ2中亮度变低的部分,可以提取血管图案。即,根据每个构成生物体图像Ρ2的像素的亮度是否在规定的阈值以下,可以识别该受光元件59的正下面是否有血管存在、即可以取得血管的位置。
[0088]图5是示出基于图4的生物体图像Ρ2得到的血管图案Ρ4的例子的图。血管图案P4是在构成生物图图像的每个像素、即每个受光元件59的位置上显示出是血管还是非血管区域的信息。图5中,阴影带状的部分是血管4,其余的白色部分被作为非血管区域8提取。
[0089](A-2)测定对象的血管部位的选择
[0090]如果取得血管图案,接着,就选择作为测定对象的血管(更具体而言是血管部位)。选择作为测定对象的血管部位6,以满足如下选择条件。所谓选择条件是指“血管的分叉部分、汇合部分、图像的端部以外的部位,而且,在血管的长度方向上具有规定的长度及规定的宽度”。
[0091]在血管的分叉/汇合部分5a(参照图5)上,通过了测定对象以外的血管的光有可能与接收的光混合。测定对象的血管部位6以外的血管的透过光会影响测定对象的血管部位6的吸收光谱,从而测定精度有可能会降低。因此,采用从血管的分叉/汇合部分5a以外的血管部分中选择测定对象的血管部位6。
[0092]而且,生物体图像的端部5b (参照图5)中,由于图像的外侧附近的血管的分叉/汇合这样的构造不清楚,因此,有可能因和上述相同的原因导致测定精度的下降。为了避免这种情况,采用从图像端部5b以外的血管部分中选择测定对象的血管部位6。
[0093]而且,来自发光元件53的照射光在生物体组织内扩散并反射,其中一部分被受光元件59接收。S卩,被受光元件59接收的光的一部分成为对象血管的透过光,但该透过光的比例越高,越能成为更明显体现对象血管的血中成分的特征的吸收光谱。即,测定精度变尚O
[0094]而且,照出的较细的血管(宽度方向的长度短的血管)是本来就细的血管、或是较深位置的血管。这种血管中,透过光的光量减少,可能发生测定精度降低。因此,采用从照得细的血管以外的血管部分(即,具有预定宽度的血管部位)中选择测定对象的血管部位
6ο
[0095]并且,图6是基于图5的血管图案Ρ4得到的测定对象的血管部位6的一个例子。在图6中,血管4中的、斜线的阴影部分是作为测定对象而被选择的血管部位6。
[0096](Α-3)照射位置和受光位置的选择
[0097]接下来,对所选择的测定对象的血管部位6选择:测定光的照射位置(测定用发光元件)、接收测定对象的血管部位6的透过光的适当的受光位置(测定用受光元件)、得到参考用的透过光的适当的受光位置(参考用受光元件)。参考用的透过光是不透过测定对象的血管部位6,而仅透过该血管部位6附近的非血管区域8的光。
[0098]图7是说明照射位置、测定用受光位置、以及参考用受光位置的选择的图。首先,对照射位置(测定用发光元件)和测定用受光位置(测定用受光元件)进行选择,使得其满足下一个第一相对位置条件。第一相对位置条件是指在血管图案上“测定对象的血管部位6位于照射位置和测定用受光位置之间的中间部分,而且,照射位置与测定用受光位置之间的距离等于预定的最适距离W”。并且,将满足第一相对位置条件的照射位置的发光元件53作为测定用发光元件53a,将测定用受光位置的受光元件59作为测定用受光元件59a。
[0099]并且,对照射位置(测定用发光元件)和参考用受光位置(参考用受光元件)进行选择,使得其满足下一个第二相对位置条件。第二相对位置条件是指在血管图案上“照射位置和参考用受光位置之间没有血管存在,而且,照射位置与参考用受光位置之间的距离等于预定的最适距离W”。并且,将满足第二相对位置条件的参考用受光位置的受光元件59作为参考用受光元件59b。
[0100]另外,本实施方式中,将参考用受光位置设置为在连接满足上述第一相对位置条件的测定用照射位置及测定用受光位置的延长线上,从测定用照射位置看与测定用受光位置相反的位置,但不仅限于此。并且,使测定用照射位置(测定用发光元件53a)、测定用受光位置(测定用受光元件59a)、以及参考用受光位置(参考用受光元件)均不位于血管4 (位于非血管区域8)。
[0101]并且,最适距离W按如下方法确定。图8是说明生物体组织内的光的传播的图,其示出了沿深度方向的截面图。从某发光元件53照射出的光在生物体组织内扩散并反射,所照射的光的一部分到达受光元件59。这个光的传播路径形成所谓的香蕉状(由两个弧夹着的区域),深度方向的宽度在大致中央附近最宽,
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