(57)【要約】【課題】ヒトの指などの生体に照射された光から血液成分の血中濃度を精度よく測定する技術を提供する。【解決手段】生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定する測定部と、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得する脈拍数取得部と、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する処理部とを備える血液成分測定装置を提供する。【選択図】図１
2019198547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定する測定部と、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得する脈拍数取得部と、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する処理部と
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。
【請求項２】
前記脈拍数取得部は、前記測定された脈波信号から前記生体の前記脈拍数を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の血液成分測定装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わない、ことを特徴とする請求項１または２に記載の血液成分測定装置。
【請求項４】
前記生体に関する基準となる脈拍数は、前記生体の脈拍数の平均値であり、
前記許容範囲は、前記生体の脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲である
ことを特徴とする請求項３に記載の血液成分測定装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の血液成分測定装置。
【請求項６】
前記血液成分測定装置はさらに、
前記脈波信号から前記生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、
前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する血中濃度算出部と、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と
を備え、
前記処理部は、前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、前記算出された比によって除算して前記吸光度を補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の血液成分測定装置。
【請求項７】
前記血液成分測定装置はさらに、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と、
脈拍数の比と前記所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、前記算出された比を誤差に換算する換算部と
を備え、
前記処理部は、前記脈波信号から算出された前記所定の血液成分の血中濃度から前記換算された誤差を減算する
ことを特徴とする請求項５に記載の血液成分測定装置。
【請求項８】
前記血液成分測定装置はさらに、
前記脈波信号から前記生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、
前記生体に関する基準となる脈拍数に対する前記取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と
を備え、
前記処理部は、前記算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、前記算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、前記所定の血液成分の血中濃度を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の血液成分測定装置。
【請求項９】
生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定し、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得し、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する
ことを特徴とする血液成分測定方法。
【請求項１０】
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の血液成分測定方法。
【請求項１１】
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正することを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の血液成分測定方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
生体に光を照射して前記生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定させ、
前記脈波信号の測定時における前記生体の脈拍数を取得させ、
前記取得された脈拍数に基づいて、前記測定された前記脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理させる
ことを特徴とする血液成分測定プログラム。
【請求項１３】
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に前記取得された脈拍数がない場合に、前記所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の血液成分測定プログラム。
【請求項１４】
前記所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、前記取得された脈拍数に基づいて前記所定の血液成分の血中濃度を補正することを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の血液成分測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液成分測定方法、血中成分測定装置、および血液成分測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血液は、血球や水の他、アルブミンやヘモグロビンなどのタンパク質、中性脂肪、コレステロール、グルコースといった種々の成分を含み、これらはヒトの健康状態を反映している。そのため、ヒトの健康状態を評価する上で血液成分の測定は重要であり、注射針を用いて採血した血液の分析は一般に行われている。ただし、注射針の穿刺による痛み、採血から測定および注射針の廃棄などに伴う作業の煩雑さ、感染の恐れといった要因のため、血液分析を頻繁に行うことは現実的ではないことから、採血を伴わない非侵襲的な血液成分の測定方法が求められている。そこで、血液の吸収スペクトルを非侵襲的に取得し、そのスペクトル形状を解析することで血液成分の血中濃度を算出する方法が検討されている。
【０００３】
血液の吸収スペクトルを非侵襲的に測定および算出する方法としては、光を生体に照射し、生体から受光した光の強度が血液の脈動によって周期的に変化することを利用し、異なる時刻での光強度（例えば最大値と最小値）を差分して求めた光強度の変化幅から血液の吸光度を算出するということを各波長の光について行うことで、各波長における血液の吸光度、すなわち、血液の吸収スペクトルを算出する方法がある（特許文献１、２）。また、生体に連続光を照射したときの光の散乱係数を基に、生体の血液中の生体脂質濃度を測定する方法がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４５４８１号公報
【特許文献２】国際公開第２００３／０７９９００号
【特許文献３】国際公開第２０１４／０８７８２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、血液の吸収スペクトルは、測定時の血液の脈動の影響を受けて変動するため、上記の技術では、観測された血液の吸収スペクトルが測定対象成分の血中濃度を正しく反映していない可能性があり、そのような血液の吸収スペクトルを用いることで血中濃度の測定精度が低下することが懸念される。
【０００６】
上記の実情に鑑み、本件開示の技術は、ヒトの指などの生体に照射された光から血液成分の血中濃度を精度よく測定する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本件開示の血液成分測定装置は、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定する測定部と、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得する脈拍数取得部と、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する処理部とを備える。これにより、生体から受光した光から所望の血液成分の血中濃度を算出する際に、生体の脈拍数に起因して血中濃度の算出精度が低下することを好適に防止することができる。
【０００８】
また、上記の血液成分測定装置において、脈拍数取得部は、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出してもよい。また、上記の血液成分測定装置において、処理部は、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないように構成してもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲であってもよい。
【０００９】
また、上記の血液成分測定装置において、処理部は、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正してもよい。上記の血液成分測定装置はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出する血中濃度算出部と、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部とを備え、処理部は、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正してもよい。また、上記の血液成分測定装置はさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部と、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算する換算部とを備え、処理部は、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算してもよい。また、上記の血液成分測定装置はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出部と、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出する脈拍数比算出部とを備え、処理部は、算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出してもよい。
【００１０】
また、本件開示の血液成分測定方法は、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定し、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得し、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理する。
【００１１】
また、上記の血液成分測定方法において、生体の脈拍数を取得することは、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法において、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含んでもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲であってもよい。
【００１２】
また、上記の血液成分測定方法において、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正することを含んでもよい。上記の血液成分測定方法はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出し、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出し、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法はさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定方法はさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出し、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出し、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトル
が示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出することを含んでもよい。
【００１３】
さらに、本件開示の血液成分測定プログラムは、コンピュータに、生体に光を照射して生体から受光した光に基づいて脈波信号を測定させ、脈波信号の測定時における生体の脈拍数を取得させ、取得された脈拍数に基づいて、測定された脈波信号からの所定の血液成分の血中濃度の算出を処理させる。
【００１４】
また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、生体の脈拍数を取得することは、測定された脈波信号から生体の脈拍数を算出することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲内に取得された脈拍数がない場合に、所定の血液成分の血中濃度の出力を行わないことを含んでもよい。また、生体に関する基準となる脈拍数は、生体の脈拍数の平均値であり、許容範囲は、生体の脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲であってもよい。
【００１５】
また、上記の血液成分測定プログラムにおいて、上記の所定の血液成分の血中濃度の算出を処理することは、取得された脈拍数に基づいて所定の血液成分の血中濃度を補正することを含んでもよい。上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出させ、算出された吸収スペクトルが示す吸光度から所定の血液成分の血中濃度を算出させ、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度を、算出された比によって除算して吸光度を補正することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、脈拍数の比と所定の血液成分の血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、算出された比を誤差に換算させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、脈波信号から算出された所定の血液成分の血中濃度から換算された誤差を減算することを含んでもよい。また、上記の血液成分測定プログラムは、コンピュータにさらに、脈波信号から生体の血液の吸収スペクトルを算出させ、生体に関する基準となる脈拍数に対する取得された脈拍数の比を算出させ、上記の所定の血液成分の血中濃度を補正することは、算出された吸収スペクトルが示す吸光度と、算出された比とを所定の回帰式にあてはめることによって、所定の血液成分の血中濃度を算出させることを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本件開示の技術によれば、ヒトの指などの生体に照射された光から血液成分の血中濃度を精度よく測定する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における血液成分測定装置の構成の一例を示す図である。
【図２】一実施形態における血液成分測定装置を模式的に示す図である。
【図３】一実施形態における血液成分測定装置の一部を模式的に示す図である。
【図４】一実施形態における血液成分測定装置によって実行される処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図５】一実施形態における血液成分測定装置によって測定される脈波信号の一例を示すグラフである。
【図６】一実施形態における血液成分測定装置によるノイズ除去処理の概略を示す図である。
【図７】一実施形態における血液成分測定装置によって測定される吸収スペクトルの一例を示すグラフである。
【図８】一実施形態における血液成分測定装置による測定結果の一例を示す図である。
【図９】図８の測定結果に基づく血中ＴＧ値と非侵襲血液吸光度との相関を示すグラフである。
【図１０】図８の測定結果に基づく血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示すグラフである。
【図１１】図８の測定結果に基づく血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示す別のグラフである。
【図１２】実施例１において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。
【図１３】実施例１における脈拍数比と、血中ＴＧ値に対するＴＧ推定値の誤差との相関を示すグラフである。
【図１４】実施例１における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示すグラフである。
【図１５】実施例１における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示す別のグラフである。
【図１６】実施例１におけるＴＧ推定値の平均二乗誤差を示すグラフである。
【図１７】実施例１におけるＴＧ推定値の平均二乗誤差を示す別のグラフである。
【図１８】実施例２において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。
【図１９】実施例２において補正された非侵襲血液吸光度と算出されたＴＧ推定値を示す表である。
【図２０】実施例２における血中ＴＧ値と補正された非侵襲血液吸光度との相関を示すグラフである。
【図２１】実施例２における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示すグラフである。
【図２２】実施例２における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示す別のグラフである。
【図２３】実施例３において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。
【図２４】実施例３における血中ＴＧ値の推定誤差の誤差量と補正後のＴＧ推定値を示す表である。
【図２５】実施例３における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示すグラフである。
【図２６】実施例３における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示す別のグラフである。
【図２７】実施例４において血液成分測定装置によって実行されるサブルーチンの一例を示す図である。
【図２８】実施例４における非侵襲血液吸光度および脈拍数比を正規化して得られる値とＴＧ推定値を示す表である。
【図２９】実施例４における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示すグラフである。
【図３０】実施例４における血中ＴＧ値とＴＧ推定値を示す別のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態における血液の吸収スペクトルの算出対象は、血液の脈動が生じる部位であればよく、手の指、足の指、手のひら、足の裏、耳たぶ、唇などが好ましく、手の指、特に人差し指が好ましい。
【００１９】
例えばヒトの指を透過した光の強度は、指の内部の血液の脈動によって周期的に変動する。本実施形態では、ヒトの指の透過光の経時変化である脈波信号を利用して、複数の波長における血液の吸光度、すなわち、血液の吸収スペクトルを非侵襲的に算出する。一方、血液中のトリグリセライド（Triglyceride：ＴＧ）は、その濃度が上昇すると血液の濁りを引き起こすため、血液の吸光度を増加させる。したがって、本実施形態は、生体を非侵襲的に測定したときの血液の吸光度（血液吸光度）を指標として、ＴＧの血中濃度を示す血中ＴＧ値を算出する血液成分測定方法を提供する。特に本実施形態は、血液吸光度から血中ＴＧ値を算出する際に、測定時に得られる脈波信号から脈拍数を算出し、脈拍数に
応じて血中ＴＧ値の算出を処理することで、ＴＧの血中濃度の測定精度の向上を実現している。なお、脈拍数に応じた血中ＴＧ値の算出処理の詳細については後述する。
【００２０】
まず、本実施形態における血液の吸収スペクトルを非侵襲的に測定する方法について説明する。図１に、本実施形態におけるコンピュータの一例としての血液成分測定装置１の概略構成の一例を示す。血液成分測定装置１では、吸収スペクトルの算出対象である血液を含む被験者の身体の一部（指など）に近赤外光を照射し、その透過光スペクトルを基に血液の吸収スペクトルを算出する。図１に示すように、血液成分測定装置１は、制御部１０、記憶部２０、照射部３０、受光部４０、表示部５０を有する。
【００２１】
制御部１０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）を含み、血液成分測定装置１内の
各部の動作を制御する。記憶部２０には、以下に説明する血液成分測定装置１における種々の処理を実行するための血液成分測定プログラムが格納されている。また、記憶部２０は、血液成分測定装置１における種々の処理を実行した際に得られるデータを記憶する。制御部１０は、記憶部２０に格納されているプログラムを装置内のRandom Access Memory（ＲＡＭ；図示せず）に展開して実行することで、血液成分測定装置１における種々の処理を実行する。照射部３０は、血液の吸収スペクトルの算出対象である血液を含む被験者の身体の一部（指など）に近赤外光を照射する。被験者の身体を透過した透過光は、受光部４０によって受光される。本実施形態では、照射部３０によって被験者の指に近赤外光が照射され、照射された光は指を透過し、その透過光は受光部４０によって受光される。そして、受光部４０の分光器によって、ヒトの指の透過光の分光スペクトルが経時的に測定される。
【００２２】
本実施形態では、一例として、受光部４０の分光器としてマルチチャンネルフーリエ変換型分光器を用いて、分光器によって１０秒間（５０ｍｓｅｃ間隔で２００回）の測定を行う。マルチチャンネルフーリエ変換型分光器は、入射した光をサバール板によって分離し、フーリエレンズを用いて分離した光を互いに干渉させた結果生じる干渉縞（インターフェログラム）をラインセンサで取得し、取得したインターフェログラムをフーリエ変換することで分光スペクトルを得る。マルチチャンネルフーリエ変換分光器の測定可能な波長域は、近赤外全域（９００〜２５００ｎｍ）をカバーしている。マルチチャンネルフーリエ変換分光器を使用して検体の透過光スペクトルを測定し、あらかじめ取得したいわゆるブランクの透過光スペクトルと測定した透過光スペクトルとを比較することで、検体のブランクに対する吸収スペクトルを得ることができる。
【００２３】
また、制御部１０は、制御部１０の機能の一部としての測定部１１、吸収スペクトル算出部１２、吸光度算出部１３、血中濃度算出部１４、脈拍数取得部１５、脈拍数比算出部１６、換算部１７、処理部１８を有する。測定部１１は、受光部４０によって受光された透過光に基づく脈波信号を測定する。吸収スペクトル算出部１２は、脈波信号から被験者の血液の吸収スペクトルを算出する。具体的には吸収スペクトル算出部１２は、測定部１１によって測定された脈波信号に対してノイズを除去して被験者の血液の吸収スペクトルを算出する。吸光度算出部１３は、算出された吸収スペクトルから、所定の血液成分の一例であるＴＧの吸収スペクトルが示す吸光度を算出する。血中濃度算出部１４は、算出された吸光度からＴＧの血中濃度を算出する。脈拍数取得部１５は、例えば測定された脈波信号から被験者の脈拍数を算出することで、測定時における被験者の脈拍数を取得する。なお、測定時における被験者の脈拍数の取得方法は、脈波信号を用いる方法に限られず、脈拍計などのセンサを用いるなど、被験者から別途の方法で脈拍数を取得する方法であってもよい。脈拍数比算出部１６は、被験者の平常時の脈拍数（以下、「平常時脈拍数」と称する）を基準となる脈拍数として、平常時脈拍数に対する測定時の脈拍数の比（以下、「脈拍数比」と称する）を算出する。換算部１７は、脈拍数比とＴＧの血中濃度の算出誤差との相関を示す検量線を用いて、脈拍数比を誤差に換算する。処理部１８は、取得され
た脈拍数に基づく血中濃度の算出処理を実行する。各部の具体的な処理については後述する。制御部１０による血液成分の血中濃度の算出結果は、推定された血中ＴＧ値として表示部５０に表示される。
【００２４】
図２に、本実施形態における血液成分測定装置１の一例を模式的に示す。血液成分測定装置１には、被験者が指１００を挿入するための開口部６０が設けられている。開口部６０の奥には照射部３０と受光部４０が設けられている。図３に、図２の血液成分測定装置１において、被験者が指１００を開口部６０に挿入したときの状態を模式的に示す。照射部３０と受光部４０は、開口部６０から挿入された被験者の指１００を挟むように配置されている。
【００２５】
照射部３０は、ハロゲンランプ３１を有する。一例として、ハロゲンランプ３１によって照射される光の波長は、９００〜１７００ｎｍの波長域の近赤外光である。ただし、照射部３０に設けられる光源の種類、個数および照射波長はこれに限られない。光源は、例えば、Light-Emitting Diode（ＬＥＤ）であってもよい。また、受光部４０は、光検出器４１を有する。これにより、照射部３０から指１００に照射された近赤外光は指１００を透過して受光部４０に受光される。血液成分測定装置１では、受光部４０によって受光された近赤外光に基づいて以下に説明する処理によって被験者の血液の吸収スペクトルが算出され、血中ＴＧ値が測定される。測定された血中ＴＧ値は表示部５０に表示される。
【００２６】
図４に、制御部１０によって実行される処理のフローチャートの一例を示す。制御部１０は、例えば血液成分測定装置１の使用者の操作に従って図４に示すフローチャートの処理を開始する。
【００２７】
ＯＰ１０１において、制御部１０は、照射部３０を制御して被験者の指に近赤外光を照射する。照射された近赤外光は被験者の指を透過し、透過光として受光部４０に入射する。次いで、処理はＯＰ１０２に進められる。ＯＰ１０２において、制御部１０は、測定部１１により、受光部４０によって受光された透過光を用いて上記の脈波信号の測定を行う。
【００２８】
次に、ＯＰ１０３において、制御部１０は、ＯＰ１０２で測定した脈波信号からノイズを除去する。図５は、本実施形態で得られる脈波信号の経時変化を、波長、光量、時間の各軸を設定して示したグラフの一例である。図５に示すように、ＯＰ１０２における測定によって各波長における透過光量の経時変化である脈波信号が得られる。脈波信号には、血液の脈動に起因する変動の他に、測定対象のヒトの呼吸や指の動きによる低周波のドリフト変動や、血液成分測定装置１内のセンサのノイズに起因する高周波ノイズが含まれる。そこで、制御部１０は、各種ノイズ処理を行って観測された透過光の分光スペクトルから脈動に起因する変化を取り出す。
【００２９】
図６に、ＯＰ１０３における、透過光の分光スペクトルから低周波のドリフト変動と高周波ノイズを除去する処理の一例を概略的に示す。図中、各グラフの横軸は時間（秒）、縦軸は透過光量（波長１２００ｎｍ）を示す。図６に例示するように、制御部１０は、低周波ドリフトの除去には、６次多項式をフィッティングにより差分する処理を実行し、高周波ノイズの除去には、各波長の脈波信号を多変量時系列データとして主成分分析を行って、第１主成分を用いてデータを再構築する処理を実行する。制御部１０は、これらのノイズの除去処理を行うことで、図６に例示するように、ノイズが除去された脈波信号を得る。次に、制御部１０は、処理をＯＰ１０４に進める。
【００３０】
ＯＰ１０４において、制御部１０は、吸収スペクトル算出部１２により、ＯＰ１０３において得られたノイズが除去された脈波信号を基に、血液の吸収スペクトルを算出する。
本実施形態においては、観測された透過光の波長λにおける透過光量の時間平均値をＰａｖｅとし、ノイズが除去された脈波信号の振幅に相当する標準偏差をＰｓｄとすると、波長λにおける血液吸光度（血液吸収スペクトル）ＡＢｌｏｏｄ（λ）は、次の式（１）により算出される。
【数１】
2019198547.tif 000003
【００３１】
すなわち、脈動によって光路上の血液量が増加する前の透過光量（Ｐａｖｅ＋Ｐｓｄ）を基準として血液量が増加した後の透過光量（Ｐａｖｅ−Ｐｓｄ）から血液の吸光度を算出している。
【００３２】
制御部１０は、血液の吸収スペクトルを算出すると、ＯＰ１０５において、吸光度算出部１３によりＴＧの吸収スペクトルが示す吸光度を算出し、血中濃度算出部１４により、算出した吸光度を、検量線を用いて血中濃度に換算することでＴＧの血中ＴＧ値を算出し、算出した血中ＴＧ値を測定値とする。具体的な処理の詳細については、後述の各実施例において説明する。さらに、制御部１０は、ＯＰ１０６において、測定した血中ＴＧ値を表示部５０に表示し、本フローチャートの処理を終了する。
【００３３】
ここで、図７に、上記の処理によって算出される血液の吸収スペクトルの一例を示す。図７には、当該血液を光路長０．１ｍｍの石英セルに封入した場合に測定される吸収スペクトルも示す。なお、いずれの吸収スペクトルについても、波長１０００〜１３５０ｎｍの範囲で標準正規変量（Standard Normal Variate：ＳＮＶ）による規格化を行っている
。図７のグラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸はＳＮＶによる規格化を行った吸光度を示す。図７からわかるように、双方の吸収スペクトルはともに、短波長（１０００ｎｍ付近）側で吸光度が大きく、波長１２５０〜１３００ｎｍ付近で吸光度が小さくなるという互いに類似する形状を示している。すなわち、このことは、上記の本実施形態の血液の吸収スペクトルの測定処理によって、吸収スペクトルを好適に測定できることを示しているといえる。
【００３４】
本実施形態では、上記の血液の吸収スペクトルの測定を用いて血中ＴＧ値を算出する。上記の通り、血液中のＴＧの濃度が増加すると、血液の濁度も増加する。また、一般に、血液の濁度が増加すると、血液の吸収スペクトルにおける短波長（波長１０００ｎｍ付近）側の吸光度が増加する。そこで、本実施形態では、血液成分測定装置１は、非侵襲的に測定された血液の吸収スペクトルに対して波長１２００ｎｍの吸光度がゼロとなるようにベース補正を行って得られる吸収スペクトル（以下「非侵襲血液スペクトル」と称する）における波長１０００ｎｍの吸光度（以下「非侵襲血液吸光度」と称する）を、算出する血中ＴＧ値の指標として用いる。また、本実施形態では、一例として後述の採血測定によって得られる血中ＴＧ値と非侵襲血液吸光度との相関関係についてあらかじめ作成された回帰直線を検量線として用いることで、測定された血液の吸収スペクトルにおける非侵襲血液吸光度が血中ＴＧ値に換算される。検量線のデータは、例えば記憶部２０にあらかじめ記憶される。
【００３５】
以下に血中ＴＧ値の算出処理に関する実施例１〜４について説明する。なお、以下の実施例において上記と同様の構成要素および処理については同一の符号を用いて説明する。まず、各実施例において前提となる、血液成分測定装置１の制御部１０の処理について説明する。制御部１０は、ＯＰ１０２〜ＯＰ１０４の処理において、脈波信号の測定を複数
回行い、それぞれの脈波信号から算出される血液の吸収スペクトルが示す値の平均値を以下の処理における血液の吸収スペクトルとして用いる。
【００３６】
制御部１０は、ＯＰ１０４において算出された血液の吸収スペクトルから非侵襲血液吸光度を算出する。さらに、制御部１０は、算出した非侵襲血液吸光度を記憶部２０に記憶された検量線を用いて血中ＴＧ値に換算し、換算により得られる血中ＴＧ値を測定された血中ＴＧ値とする。
【００３７】
図８に、上記の処理によって測定された血中ＴＧ値の一例を示す。ここでは、４人の被験者に対して、１日５回（9:30、11:30、13:30、15:30、17:00）、血液成分測定装置１を用いて上記の血中ＴＧ値の測定処理を実行する。さらに、同じ被験者に対して、採血による血中ＴＧ値の測定（以下、採血測定）を行う。一例として、血液成分測定装置１において、被験者の左手人差し指に光を照射して測定を行う。一方、採血測定は、右手の人差し指または中指にランセットを穿刺して出血させ、簡易血液分析装置cobas b101（ロシュ・ダイアグノスティックス社製）を用いて血中ＴＧ値を測定する。
【００３８】
図８において、「ＩＤ＿測定番号」の各値は、各被験者の識別番号と上記の５回の測定の各測定回との組み合わせである。例えば「ＩＤ０２＿５」は、識別番号が「ＩＤ０２」である被験者が第５回目、すなわち１７：００に測定を行った場合に対応する。また、図中「血中ＴＧ値」の各値は、上記の採血測定によって測定される血中ＴＧ値である。また、図中「非侵襲血液吸光度」の各値は、制御部１０によって算出される非侵襲血液吸光度の値である。また、図中「ＴＧ推定値」は、制御部１０によって算出される血中ＴＧ値の推定値である。図中「誤差」の各値は、「ＴＧ推定値」の値から「血中ＴＧ値」の値を減算した値であり、各値の差を示す。
【００３９】
図９は、図８の「血中ＴＧ値」と「非侵襲血液吸光度」の相関を示すグラフである。図９のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸は非侵襲血液吸光度の値を示す。図９からわかるように、「血中ＴＧ値」が大きくなるほど「非侵襲血液吸光度」が大きくなる傾向が認められる。なお、図９における「血中ＴＧ値」と「非侵襲血液吸光度」の相関係数は、０．４９９である。
【００４０】
また、図１０は、図８における各「ＩＤ＿測定番号」に対する「血中ＴＧ値」と「ＴＧ推定値」を示すグラフである。また、図１１は、図８の「血中ＴＧ値」と「ＴＧ推定値」の相関を示すグラフである。図１０のグラフの横軸は各「ＩＤ＿測定番号」、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図１１のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。さらに、以下の式（２）を用いて、ＯＰ１０５において算出される血中ＴＧ値の正確さを示す指標として平均二乗誤差を求めると、「６８ｍｇ／ｄＬ」となる。
【数２】
2019198547.tif 000004
【００４１】
なお、ｉは、図８の「ＩＤ＿測定番号」を上から順に数えた場合の値である。例えば、ＩＤ０１＿１〜ＩＤ０１＿５に対応するｉの値は、それぞれ１〜５であり、ＩＤ０２＿１〜ＩＤ０２＿５に対応するｉの値は、それぞれ６〜１０である。Ｎは、測定数であり、図８の場合はＮは２０である。また、ｐｒｅｄＴＧｉは、ｉ番目の測定における「ＴＧ推定
値」の値であり、ｂｌｏｏｄＴＧｉは、ｉ番目の測定における「血中ＴＧ値」の値である。
【００４２】
上記説明より、血液成分測定装置１を用いた以下の各実施例において、算出される非侵襲血液吸光度を血中ＴＧ値の推定における有用な指標として用いることができ、これにより血中ＴＧ値の推定精度の向上が期待できる。
【００４３】
また、以下の各実施例では、測定時の被験者の脈拍数に着目する。一般に、脈拍数は、例えば脈拍計を用いたり、指圧によって脈拍を感じ取ってカウントしたり、スマートフォンのプログラムを利用したりすることで容易に計測できる。したがって、被験者は、平常時脈拍数を、あらかじめあるいは後になって把握することは容易に行える。
【００４４】
そこで、以下の各実施例では、制御部１０は、ＯＰ１０２〜ＯＰ１０４の処理において、脈波信号の測定を複数回行い、それぞれの脈波信号から測定時の脈拍数（以下「測定時脈拍数」と称する）を算出する。測定時脈拍数は、一例として脈波信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って得られる周波数スペクトルのピーク周波数とする。測定時脈拍数の算出は、脈波信号を用いた他の周知の方法によって行ってもよい。そして、制御部１０は、各脈波信号から算出される非侵襲血液吸光度の平均値と測定時脈拍数の平均値を用いて血中ＴＧ値を算出する。なお、図８に示す表における「平常時脈拍数」の各値は、各測定回における測定時脈拍数のうち最大値と最小値を除いた平均値である。また、図８に示す表における「脈拍数比」の各値は、各測定回における、平常時脈拍数に対する測定時脈拍数の比の値である。また、以下の各実施例では、被験者の平常時脈拍数のデータは、あらかじめ記憶部２０に記憶されている。
【００４５】
（実施例１）
図１２に、実施例１において、制御部１０がＯＰ１０５において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。なお、図中「１」は図４の「１」に接続する。本実施例では、ＯＰ２０１において、制御部１０は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、ＯＰ２０２において、制御部１０は、ＯＰ２０１において算出した脈拍数比の値が０．９５〜１．１の範囲内、すなわち脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲内にあるか否かを判定する。なお、脈拍数の平均値の９５％〜１１０％の範囲が、生体に関する基準となる脈拍数により定まる許容範囲の一例である。脈拍数比の値が０．９５〜１．１の範囲内にある場合は（ＯＰ２０２：Ｙｅｓ）、制御部１０は、処理をＯＰ２０３に進める。一方、脈拍数比の値が０．９５〜１．１の範囲内にない場合は（ＯＰ２０２：Ｎｏ）、制御部１０は、処理をＯＰ２０４に進める。
【００４６】
ＯＰ２０３において、制御部１０は、現在の測定回における非侵襲血液吸光度を、検量線を用いて血中ＴＧ値に換算し、換算した値をＴＧ推定値として算出する。制御部１０は、ＴＧ推定値の算出が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をＯＰ１０６に進める。
【００４７】
ここで、図１３に、図８に示す表の場合における、ＴＧ推定値と採血測定によって得られる血中ＴＧ値との誤差（ＴＧ推定値−血中ＴＧ値）を、脈拍数比に対してプロットしたグラフを示す。図１３のグラフの横軸は脈拍数比、縦軸はＴＧ推定値と採血測定によって得られる血中ＴＧ値との誤差（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図１３に示すように、脈拍数比が１．０付近のとき当該誤差は小さく、脈拍数比が１．０より大きいほど、あるいは１．０より小さいほど、誤差が大きくなる傾向があることがわかる。この脈拍数比の傾向は、血中ＴＧ値を算出する場合に、測定時の被験者の脈拍数が平常時脈拍数により近い状態であることが望ましいことを示しているといえる。すなわち、測定時の被験者の脈拍数が平常時脈拍数と異なる場合は測定を実施しないことで測定精度が向上する可能性があるといえる
。そこで、本実施例においては、制御部１０は、各測定回において脈拍数比が０．９５〜１．１の範囲内にない場合は血中ＴＧ値の算出を行わない。
【００４８】
図８に示す表の場合は、「ＩＤ＿測定番号」の値が、「ＩＤ０１＿２」、「ＩＤ０１＿３」、「ＩＤ０１＿５」、「ＩＤ０２＿２」、「ＩＤ０２＿３」、「ＩＤ０３＿３」、「ＩＤ０３＿４」、「ＩＤ０４＿１」、「ＩＤ０４＿５」である測定回における脈拍数比は、０．９５〜１．１の範囲内に収まっていない。したがって、本実施例では、制御部１０は、これらの測定を除外する。具体的には、ＯＰ２０４において、制御部１０は、ＴＧ推定値の算出処理を実行しない。この結果、制御部１０はＴＧ推定値の出力を行わない。そして、制御部１０は、現在の測定回におけるＴＧ推定値の算出が行われないことを示す測定エラーを表示部５０に表示する。ここで、測定エラーとしては、測定時の脈拍数が被験者の平常時脈拍数から乖離しているため血中ＴＧ値を精度よく推定できないことを被験者に報知するメッセージなどが挙げられるが、測定エラーの内容はこれに限られない。制御部１０は、測定エラーを表示部５０に表示すると、図４のフローチャートの処理を終了する。
【００４９】
図１４は、図８に示す表の場合における、各測定回のＴＧ推定値と採血測定によって得られる血中ＴＧ値の関係を表すグラフを示す。図１４のグラフの横軸は各「ＩＤ＿測定番号」、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。なお、脈拍数比が０．９５〜１．１の範囲内にない上記の測定回ではＴＧ推定値は算出されないため、図１４のグラフではＴＧ推定値および血中ＴＧ値は示されていない。
【００５０】
また、図１５は、図８に示す表の場合におけるＴＧ推定値と採血測定によって得られる血中ＴＧ値との相関を示すグラフである。図１５のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図１１に示すグラフと比較すると、本実施例において算出されるＴＧ推定値の方が、採血測定によって得られる血中ＴＧ値により一致するのがわかる。また、本実施例によれば、ＴＧ推定値の平均二乗誤差は「２９ｍｇ／ｄＬ」であり、図８〜１１を用いて説明した上記の例のように脈拍数比が０．９５〜１．１の範囲内にあるか否かに関係なく各測定回でＴＧ推定値を算出する場合の平均二乗誤差「６８ｍｇ／ｄＬ」に比べて、ＴＧ推定値の算出精度が向上していることがわかる。
【００５１】
次に、本実施例において測定を除外する脈拍数比の範囲について検討する。以下の説明では、ＴＧ推定値の算出を実行するか否かの判定に用いられる適切な脈拍数比の範囲を見出すことを目的として、測定を除外する脈拍数比の範囲を変えて、それぞれの脈拍数比の範囲について平均二乗誤差を算出する。
【００５２】
まず、図８に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を設け、脈拍数比が当該閾値より大きい場合は測定を除外する場合のＴＧ推定値の平均二乗誤差を算出する。図１６に、図８に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を、１．０、１．０５、１．１、１．２、１．３とした場合に、本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差を示す。図１６のグラフの横軸は脈拍数比の範囲の上限となる閾値、縦軸はＴＧ推定値の平均二乗誤差（ｍｇ／ｄＬ）を示す。なお、各場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値は設けないものとする。
【００５３】
図１６のグラフに示すように、脈拍数比の範囲の上限となる閾値を１．１として、脈拍数比が１．１より大きい場合は測定を除外するとしたときに、算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差が最も小さい（３６ｍｇ／ｄＬ）ことがわかる。すなわち、この結果は、ＴＧ推定値の算出を実行するか否かを判定するための適切な脈拍数比の範囲の上限となる閾値は１．１が適切であることを示している。
【００５４】
次に、図８に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を設け、脈拍数比が当該閾値より小さい場合は測定を除外する場合のＴＧ推定値の平均二乗誤差を算出する。図１７に、図８に示す表の場合において、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を、０．９、０．９５、１．０とした場合に、本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差を示す。図１７のグラフの横軸は脈拍数比の範囲の下限となる閾値、縦軸はＴＧ推定値の平均二乗誤差（ｍｇ／ｄＬ）を示す。なお、各場合において、脈拍数比の範囲の上限となる閾値は設けないものとする。
【００５５】
図１７のグラフに示すように、脈拍数比の範囲の下限となる閾値を０．９５として、脈拍数比が０．９５より小さい場合は測定を除外するとしたときに、算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差が最も小さい（６４ｍｇ／ｄＬ）ことがわかる。すなわち、この結果は、ＴＧ推定値の算出を実行するか否かを判定するための適切な脈拍数比の範囲の下限となる閾値は０．９５が適切であることを示している。
【００５６】
上記で説明したように、ＴＧ推定値の算出を実行するか否かを判定するための脈拍数比の範囲を０．９５〜１．１としたときに算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差が２９ｍｇ／ｄＬである点を踏まえると、脈拍数比の範囲の上限となる閾値（１．１）と脈拍数比の範囲の下限となる閾値（０．９５）のいずれか一方の閾値を用いて測定を除外する場合に比べて、脈拍数比の上限となる閾値（１．１）および下限となる閾値（０．９５）により定まる脈拍数比の範囲を用いて測定を除外する場合の方が、平均二乗誤差が小さくなる。したがって、本実施例において、ＴＧ推定値の算出を実行するか否かを判定するために用いる脈拍数比の範囲としては、０．９５〜１．１を採用することがより好適であるといえる。
【００５７】
（実施例２）
図１８に、実施例２において、制御部１０がＯＰ１０５において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、ＯＰ３０１において、制御部１０は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、ＯＰ３０２において、制御部１０は、ＯＰ３０１において算出した脈拍数比によって非侵襲血液吸光度を補正する。
【００５８】
ここで、本実施例における、ＴＧ推定値の算出精度を向上させることを目的とした脈拍数比による非侵襲血液吸光度の補正方法について説明する。図１３からわかるように、脈拍数比が１より大きいほど誤差は正に大きくなり、脈拍数比が１より小さいほど誤差は負に大きくなる傾向がある。そこで、本実施例では、制御部１０は、算出される非侵襲血液吸光度を脈拍数比で除算することで非侵襲血液吸光度の補正を行う。これにより、脈拍数比が１より大きい場合は非侵襲血液吸光度がより小さく補正され、脈拍数比が１より小さい場合は非侵襲血液吸光度がより大きく補正される。
【００５９】
そして、ＯＰ３０３において、制御部１０は、ＯＰ３０２において補正された非侵襲血液吸光度を、検量線を用いて血中ＴＧ値に換算し、換算した値をＴＧ推定値として算出する。制御部１０は、ＴＧ推定値の算出が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をＯＰ１０６に進める。
【００６０】
また、図１９に、図８に示す表の場合において、各測定回において補正された非侵襲血液吸光度と算出されたＴＧ推定値を示す。図２０に、図８に示す表の場合において、各測定回での採血測定により得られる血中ＴＧ値と補正された非侵襲血液吸光度を示す。図２０のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸は補正された非侵襲血液吸光度の値を示す。補正された非侵襲血液吸光度は血中ＴＧ値と相関し、その相関係数は、０．５７５である。したがって、非侵襲血液吸光度の補正を行わない場合の非侵襲
血液吸光度と血中ＴＧ値との相関係数「０．４９９」と比べると、本実施例により補正された非侵襲血液吸光度と血中ＴＧ値との相関係数が増加することがわかる。
【００６１】
本実施例では、図２０に示す採血測定により得られる血中ＴＧ値と補正した非侵襲血液吸光度の相関関係について回帰直線をあらかじめ作成する。そして、作成した回帰直線を検量線として用いて、補正した非侵襲血液吸光度を血中ＴＧ値に換算し、換算した血中ＴＧ値をＴＧ推定値（図１９の「ＴＧ推定値」）とする。なお、検量線のデータは、あらかじめ記憶部２０に記憶されている。図２１は、図１９に示す表の場合の各測定回における採血測定により得られる血中ＴＧ値と本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値との関係を示すグラフである。また、図２２は、採血測定により得られる血中ＴＧ値に対して本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値をプロットしたグラフを示す。図２１のグラフの横軸は各「ＩＤ＿測定番号」、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図２２のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差は「５６ｍｇ／ｄＬ」であり、補正を行わない、すなわち図８に示す表の場合のすべての測定回でＴＧ推定値を算出する場合の平均二乗誤差「６８ｍｇ／ｄＬ」に比べて、ＴＧ推定値の算出精度が向上していることがわかる。
【００６２】
（実施例３）
図２３に、実施例３において、制御部１０がＯＰ１０５において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、ＯＰ４０１において、制御部１０は、測定によって得られる非侵襲血液吸光度を、記憶部２０に記憶された検量線を用いて血中ＴＧ値に換算し、換算した血中ＴＧ値をＴＧ推定値として算出する。次に、ＯＰ４０２において、制御部１０は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。
【００６３】
ここで、本実施例における、ＯＰ４０１において算出されるＴＧ推定値を、ＯＰ４０２において算出される脈拍数比を用いて補正する補正方法について説明する。図１３からわかるように、脈拍数比と血中ＴＧ値の推定誤差との間には、正の相関関係が認められる。そこで、本実施例では、例えば過去の測定結果を基に、脈拍数比と血中ＴＧ値の推定誤差との相関関係について回帰直線をあらかじめ作成し、この回帰直線を、脈拍数比を血中ＴＧ値の推定誤差に換算する検量線として用いる。当該検量線のデータは、例えば記憶部２０にあらかじめ記憶される。
【００６４】
ＯＰ４０３において、制御部１０は、現在の測定回における脈拍数比を、記憶部２０に記憶されている検量線を用いて、血中ＴＧ値の推定誤差に換算する。そして、ＯＰ４０４において、制御部１０は、ＯＰ４０１において算出されるＴＧ推定値からＯＰ４０３において換算した誤差を差し引くことでＴＧ推定値を補正する。制御部１０は、ＴＧ推定値の補正が完了すると、本サブルーチンの処理を終了し、処理をＯＰ１０６に進める。ＯＰ１０６では、制御部１０は、ＯＰ４０４において補正されたＴＧ推定値を表示部５０に表示する。
【００６５】
図２４に、図８に示す表の場合において、各測定回において算出される血中ＴＧ値の推定誤差の誤差量（図中「推定誤差」）と補正後のＴＧ推定値（図中「補正後ＴＧ推定値」）を示す。図２５に、図２４に示す表の場合において、各測定回における採血測定により得られる血中ＴＧ値と本実施例の処理によって補正されたＴＧ推定値を示す。また、図２６に、採血測定により得られる血中ＴＧ値に対して、補正されたＴＧ推定値をプロットしたグラフを示す。図２５のグラフの横軸は各「ＩＤ＿測定番号」、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図２６のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。本実施例の処理によって補正されるＴＧ推定値の平均二乗誤差は「４６ｍｇ／ｄＬ」であり、補正を行わない、すなわち図８に示す表の
場合のすべての測定回でＴＧ推定値を算出する場合の平均二乗誤差「６８ｍｇ／ｄＬ」に比べて、ＴＧ推定値の算出精度が向上していることがわかる。
【００６６】
（実施例４）
図２７に、実施例４において、制御部１０がＯＰ１０５において実行するサブルーチンの処理の一例を示す。本実施例では、ＯＰ５０１において、制御部１０は、現在の測定回における脈拍数比を算出する。次に、ＯＰ５０２において、制御部１０は、ＯＰ５０１において算出した脈拍数比を用いてＴＧ推定値を算出する。
【００６７】
ここで、本実施例におけるＴＧ推定値の算出について説明する。非侵襲血液吸光度のみから血中ＴＧ値を算出する、いわゆる単回帰分析によるＴＧ推定値の算出については上述した通りであるが、本実施例では、非侵襲血液吸光度と脈拍数比とを説明変数とする重回帰分析によってＴＧ推定値を算出する。具体的には、例えば過去の測定を基に、非侵襲血液吸光度および脈拍数比と、血中ＴＧ値とを関係付ける回帰式をあらかじめ作成し、ＯＰ１０４の処理によって算出される非侵襲血液吸光度とＯＰ５０１の処理によって算出される脈拍数比を回帰式に当てはめることでＴＧ推定値を算出する。なお、回帰式のデータは、例えば記憶部２０にあらかじめ記憶される。
【００６８】
上記回帰式について、非侵襲血液吸光度と脈拍数比とは異なる変量であることから、本実施例では各変量を対等に扱えるようにするために正規化する。重回帰分析や正規化の方法は周知の技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。非侵襲血液吸光度と脈拍数比をいわゆるオートスケールによって正規化し、非侵襲血液吸光度と脈拍数比を説明変数として重回帰分析を行うことで式（３）に示す回帰式が得られる。なお、式（３）が所定の回帰式の一例である。
【数３】
2019198547.tif 000005
【００６９】
ここで、ＴＧｉ、ΔＡｉおよびＰｉは、それぞれｉ番目の測定回における、ＴＧ推定値、オートスケール済みの非侵襲血液吸光度および脈拍数比である。
【００７０】
図２８に、図８に示す表の場合において、各測定回において算出される非侵襲血液吸光度および脈拍数比をそれぞれオートスケールによって正規化して得られる値（図中「オートスケール済み非侵襲血液吸光度」、「オートスケール済み脈拍数比」）と上記の式（３）によって算出されるＴＧ推定値を示す。図２９に、図２８に示す表の場合において、各測定回における採血測定により得られる血中ＴＧ値と本実施例の処理によって算出されたＴＧ推定値を示す。また、図３０に、採血測定により得られる血中ＴＧ値に対して、算出されたＴＧ推定値をプロットしたグラフを示す。図２９のグラフの横軸は各「ＩＤ＿測定番号」、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。図３０のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値（ｍｇ／ｄＬ）、縦軸はＴＧ推定値（ｍｇ／ｄＬ）を示す。本実施例の処理によって算出されるＴＧ推定値の平均二乗誤差は「３０ｍｇ／ｄＬ」であり、図８に示す表の場合においてすべての測定回で回帰式を用いずにＴＧ推定値を算出する場合の平均二乗誤差「６８ｍｇ／ｄＬ」に比べて、ＴＧ推定値の算出精度が向上していることがわかる。
【００７１】
したがって、上記の実施例１〜４によって脈拍数を用いてＴＧ推定値を算出することにより、従来技術に比べて、採血測定、すなわち侵襲測定によって求められる血中濃度に対するＴＧ推定値の誤差がより小さくなり、血液の吸収スペクトルの非侵襲測定における所望の血液成分の血中濃度の算出精度を向上させることが期待できる。
【００７２】
以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の血液成分測定装置１の構成、吸収スペクトルの測定処理、血中ＴＧ値の推定処理などは、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。
【００７３】
例えば、上記の実施例１では、制御部１０は、脈拍数比を算出し、算出した脈拍数比の値が許容範囲内にない場合に血中濃度を算出しない。この代わりに、制御部１０は、脈拍数比を算出せずに、平常時脈拍数を含む範囲（例えば平常時脈拍数の上下１０以内の範囲など）を許容範囲とし、被験者の脈拍数が当該許容範囲内にない場合に血中濃度を算出しないようにしてもよい。また、上記の実施例１では、制御部１０は血中濃度を算出しない場合は、ＴＧ推定値の算出を行わないことでＴＧ推定値の出力を行わない。この代わりに、制御部１０は、ＴＧ推定値の算出は行うが、算出したＴＧ推定値を破棄することでＴＧ推定値の出力を行わないようにしてもよい。
【００７４】
さらに、上記の実施例では、被験者の平常時脈拍数のデータがあらかじめ記憶部２０に記憶されているが、被験者が血液成分測定装置１による測定を繰り返す場合に、制御部１０は、測定結果に基づいて記憶部２０に記憶されている被験者の平常時脈拍数のデータを更新してもよい。これにより、被験者の平常時脈拍数の値がより安定することで、上記のＴＧ推定値の算出精度がさらに高まることが期待できる。
【００７５】
また、本実施形態では、血液成分測定装置によりトリグリセライドの血中濃度を測定する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態の血液成分測定装置により血中濃度を測定される血液成分は、トリグリセライドに限定されるものではない。本実施形態の血液成分測定装置は、ヘモグロビン、グルコース、コレステロール等の血中濃度の測定にも適用可能である。
【００７６】
また、本実施形態では、生体に照射される光は、生体を透過する波長域４００〜２５００ｎｍから選ばれる少なくとも２つ以上の波長の単色光である。なお、波長域４００〜２５００ｎｍの全範囲または一部の範囲の光を照射し、受光した光を複数波長に分光して測定してもよい。生体に照射する光の波長域は、より好ましくは９００〜１７００ｎｍ、さらに好ましくは９００〜１３００ｎｍである。このような波長域を選択することで、生体における血液の脈動をより正確に反映した脈波信号を測定することで、主成分分析において当該脈波信号を基準とした再構築によりノイズをより効果的に除去することができる。また、分光器では、受光した光を１０〜５０ｎｍ間隔で分光測定するのが好ましい。
【００７７】
本実施形態で測定する光の多波長時系列データは、測定部位の透過光強度、反射光強度、散乱光強度、または吸光度のいずれであってもよい。すなわち、上記の説明では、受光部４０は生体の透過光を受光することを想定しているが、受光部４０で受光する光は透過光に限られない。受光部４０の数や位置を変更することで、生体からの透過光、反射光、散乱光、あるいはこれら複数種類の光を受光し、受光した光に対して上記の吸収スペクトルの測定処理を適用することができる。また、吸収スペクトルの測定に用いる脈波信号は、吸光度の脈波信号を用いるのが好ましく、より好ましくは透過光強度と吸光度の脈波信号を用いる。また、多波長時系列データを主成分分析する際の各波長の光信号の前処理方法としては、時間平均値による中心化処理が好ましい。これにより、光強度や吸光度の変動の中心が求まる。
【００７８】
また、本実施形態において、血液の吸収スペクトルを算出するにあたり、受光する光の脈波信号から算出に不要なノイズを除去するために、既存の信号処理方法を併用してもよい。例えば、本実施形態に基づく主成分分析を行う前あるいは行った後に、特定の周波数成分のみを取り出す周波数フィルタ処理、時系列データに多項式をフィッティングして差分することで緩やかな低周波ドリフトを除去する処理、移動平均やSavitzky-Golayフィル
タを用いた平滑化処理、あるいはこれらの組み合わせを行うことができる。
【００７９】
また、吸収スペクトルを測定するために用いる分光器は、本実施形態で用いたマルチチャンネルフーリエ変換型分光器であってもよいし、例えば、シングルチャンネルフーリエ変換型分光器であってもよいし、マルチチャンネル分散型分光器であってもよいし、シングルチャンネル分散型分光器であってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１    血液成分測定装置
１０    制御部
１１    測定部
１２    吸収スペクトル算出部
１３    吸光度算出部
１４    血中濃度算出部
１５    脈拍数取得部
１６    脈拍数比算出部
１７    換算部
１８    処理部
２０    記憶部
３０    照射部
４０    受光部
５０    表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年1月25日(2019.1.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、血液成分測定方法、血液成分測定装置、および血液成分測定プログラムに関する。