不抽血的血液成分值測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術的不抽血血液成分測量裝置，包括對生物體１３照射包含多種波長的光的光源１１、檢測所述光透過所述生物體或所述生物體上漫反射后的光的受光器１４、對該受光器的輸出信號供給的在不同時刻透過所述生物體或在其上反射的光的光譜進行分析的光譜進分析裝置１５、根據該光譜分析裝置１５測量的在所述不同時刻的光的光譜發生差分光譜的差分處理裝置１８、及輸入該差分處理裝置１８的輸出數據并輸出血糖值的血糖值預測裝置２１，利用不抽血的方法測量包括生物體內血糖值在內的血液成分值。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及測量包括血糖值在內的血液生化成分值的裝置及方法，尤其涉及不從生物體采血以不侵入體內方式測量血中血糖值等不抽血(noninvasive)的血液成分測量裝置及方法。
技術介紹
近些年里，作為生活習慣疾病的代表受到關注的糖尿病由于高齡化及生活方式的變化等原因，患者日趨增多。現在常規的做法是抽取微量的血測量血糖值(葡萄糖濃度)，但是人們強烈地希望能減輕這種方法帶來的痛苦與不便。另外，其它的血液生化成分值除了抽血化驗血液以外別無他法。另一方面，由于使用近紅外區域光的非侵入式的測量對生物體的危險性非常低，同時有可能對現有的測量中不能測量的項目進行測量，故而這些均備受關注，例如葡萄糖也在該波長區域具有由其構成分子所固有的吸收波段，所以已報導了各種方法(參考文獻尾崎幸洋編著，實用光譜法系列叢書No4「光譜學在醫學上的應用」，IPC)。例如，根據參考文獻，提出讓紅外光照射指尖、并利用計算機計算處理其透射光來求血糖值的方法。但是由于用這種方法根據所得的透射光估計血中葡萄糖的量是非常困難的，所以還提出了采用多變量解析進行該項估計的方法。但是，由于近紅外區域中葡萄糖固有的吸收波段和蛋白質等其它成分的吸收光區域重疊在一起，難以將只由葡萄糖產生的吸光特性和其它物質的吸光特性分離開來，所以在測量精度、測量重復性等方面均有問題，還未到能實用的地步。另外，作為上述采用多變量解析的葡萄糖測量方法在上述參考文獻中有如下的報告。該方法是對溶于血清中的葡萄糖樣品照射兩種波長區域1325nm-1800nm和2035nm-2375nm的光，測量紅外光譜，并用化學測量法中的一種即PLS法測量血清中的葡萄糖。但是，這種方法如報告中所述，測量中采用0.5mm光程長的石英容器，按照透射法使用NIRSystem公司生產的近紅外光譜裝置，是采用石英容器的測量，并不是對生物體照射光進行測量的不抽血測量法。利用上述現有的吸光分析的不抽血血糖值測量法，由于葡萄糖的吸收波段和骨骼、靜脈、肌肉等生物體內的其它組織成分的吸收區域重疊，難以分離，不能正確的測量，所以無法付諸實用。因而，本專利技術為解決上述的問題而提出，目的在于提供一種能簡便、高精度地測量包括血糖值在內的不抽血血糖值測量裝置及方法。
技術實現思路
本申請的不抽血血液成分值測量裝置，包括將包含多種波長在內的光照射生物體用的光源；檢測透過所述生物體，或在所述生物體上反射的光的受光器；對該受光器的輸出信號供給的在不同的時刻透過所述生物體、或在所述生物體上反射的光的光譜進行分析的光譜分析裝置；根據該光譜分析裝置測量的在所述不同時刻的光的光譜發生差分光譜的差分光譜發生裝置；及輸入該差分光譜發生裝置的輸出數據、并輸出血液成分值的血液成分值預測裝置。另外，在本專利技術的不抽血血液成分值測量裝置中，所述血液成分值預測裝置包括將血液成分值已知的多個全血樣本的光譜數據作為說明變量、將血液成分值作為目標變量的多變量回歸分析模型，將從血液成分值已知的血液得到的所述差分光譜數據作為所述說明變量輸入該多變量回歸分析模型，利用所述多變量回歸分析模型算出所述目標變量，將其作為血液成分值輸出。另外，本專利技術的不抽血血糖成分值測量裝置，包括將包含多種波長的光照射生物體用的光源；檢測透過所述生物體、或在所述生物體上反射的光的受光器；對該受光器的輸出信號供給的在不同時刻透過所述生物體、或在所述生物體上反射的光的光譜進行分析的光譜分析裝置；根據該光譜分析裝置測量的在所述不同時刻的光的光譜發生差分光譜的差分光譜發生裝置；及輸入該差分光譜發生裝置的輸出數據、并輸出血糖值的血糖值預測裝置。再有，在本專利技術的不抽血血糖值測量裝置中，所述血糖值預測裝置由輸入其血糖值已知的多個全血樣本的光譜數據作為說明變量、輸出血糖值作為目標變量的多變量回歸分析模型構成，將從血液成分值已知的血液得到的所述差分光譜數據作為所述說明變量輸入該多變量回歸分析模型，利用所述多變量回歸分析模型算出所述目標變量，將其作為血糖值輸出。本專利技術的不抽血血液成分值測量方法，包括將包含多種波長的光照射生物體的步驟；檢測透過所述生物體、或在所述生物體上反射的光后變換成電信號的步驟；采用所述變換后的電信號分析在不同時刻透過所述生物體、或在其上反射的光的光譜的步驟；根據在所述不同時刻的光的光譜產生差分光譜的步驟；及根據該差分光譜預測對應的血液成分值的步驟。另外，本專利技術的不抽血血糖值測量方法中，預測所述血糖值的步驟采用輸入血糖值已知的多個全血樣本的光譜數據作為說明變量輸出血糖值作為目標變量的多變量回歸分析模型，將從血糖值未知的血液得到的所述差分光譜數據作為說明變量輸入該模型，輸出供給血糖值作為目標變量。附圖說明圖1為表示本專利技術的不抽血血糖值測量裝置的構成方框圖。圖2為表示圖1的血糖值預測裝置所用的分析預測模型構筑方法的流程圖。圖3為生物體內動脈容積脈動波形圖。圖4為表示圖1的光譜分析裝置輸出的光譜示例的波形圖。圖5為說明圖1的血糖值預測裝置動作用的示意圖。圖6為說明本專利技術原理用的透過生物體的光的特性的示意圖。圖7為說明本專利技術的其它實施例的構成圖。具體實施例方式以下，利用附圖詳細說明本專利技術的實施例。在以下的實施例中，對測量血糖值作為血液成分的情況進行說明，但是，本專利技術對存在于動脈血中血糖值以外的血液成分、即具有吸光特性及漫反射特性的其它物質的濃度測量也適用。圖1為表示本專利技術不抽血血糖值測量裝置的構成方框圖。本專利技術的不抽血血糖值測量裝置如圖1所示，設置發出近紅外波長區域、例如具有800nm至2400nm波長的光的光源11。該光源11發出的光通過有源分光器12將照射例如指尖或耳朵等生物體13。有源分光器12將光源11發出的光在其全部波長區域中例如以3nm的波長間隔依次分光，掃描輸出約530個不同波長的光。上述波長區域內的波長掃描在生物體13內動脈波形的1個周期內反復進行20次左右。即該有源分光器12以約50ms的間隔依次對近紅外區域的光掃描，照射生物體13。透過生物體13的光利用配置在和光源11相反一側的受光器14受光，變換成電信號。受光器14的輸出信號供光譜分析裝置15，這里，生成對于光源11的每種波長由受光器14的輸出組成的吸收光譜。即和受光器14的輸出信號一起，將檢測從光源11射入生物體13的光的強度、也就是入射光強度I0并變換成電信號的傳感器16的輸出供給光譜分析手段15。這里，如以后將敘述的那樣，計算出與透過生物體13的各波長λ的光的強度、也就是透射光強度I之比(I/I0)即吸光度，由此生成吸收光譜。該吸收光譜如前所述，通過有源分光器12每秒20次的掃描，每秒生成20幅吸收光譜。光譜分析裝置15得到的吸收光譜的數據存于光譜數據存儲裝置17中。該光譜數據存儲裝置17按照先進先出的次序逐一存儲保存光譜分析裝置15在幾秒鐘里的輸出數據。從該光譜數據存儲裝置17讀出的光譜數據供給差分處理裝置18，這里將如以后所述的那樣，生成利用不同時刻吸收光譜間對應波長的吸光度之差構成的差分光譜。光譜分析裝置15、光譜數據存儲裝置17及差分處理裝置18與有源分光部12的每秒20次的掃描同步進行，這些裝置之間的同步利用向這些裝置供給同步信號的定時裝置19來進行。差分處理裝置18生成的差分光譜數據存在差分光譜存儲裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種不抽血血液成分值測量裝置，其特征在于，包括將包含多種波長在內的光照射生物體用的光源；檢測透過所述生物體、或在所述生物體上反射的光的受光器；對該受光器的輸出信號供給的在不同的時刻透過所述生物體、或在所述生物體上反射 的光的光譜進行分析的光譜分析裝置；根據該光譜分析裝置測量的在所述不同時刻的光的光譜發生差分光譜的差分光譜發生裝置；及輸入該差分光譜發生裝置的輸出數據、并輸出血液成分值的血液成分值預測裝置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：山越憲一，
申請(專利權)人：TYT技研株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]