(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象とする生体に光を供給するための光源部と、光を受けた生体からの画像情報を撮像する撮像部と、画像情報を解析する解析部と、解析部により得られた生体情報を出力する出力部とを備え、解析部は画像に含まれる血管に対して解析領域を設定し、その解析領域内の血管を解析して生体情報を算出するとともに、画像の血管を示す線分を抽出し、出力部は抽出された血管を示す線分を表示した撮像画像とともに解析された生体情報を表示することを特徴とする無侵襲生体検査用装置。
【請求項２】
さらに、表示部は血管を示す線分上に解析領域を示すマーカーを重ねて表示することを特徴とする請求項１記載の無侵襲生体検査用装置。
【請求項３】
検査対象とする生体に光を供給するための光源部と、光を受けた生体からの画像情報を撮像する撮像部と、画像情報を解析する解析部と、解析部により得られた生体情報を出力する出力部とを備え、解析部は撮像画像の血管を示す線分を抽出し、出力部は撮像画像とともに抽出された血管を示す線分を表示することを特徴とする無侵襲生体検査用装置。
【請求項４】
さらに、解析部は画像に含まれる血管に対して解析領域を設定し、表示部は血管を示す線分上に解析領域を示すマーカーを重ねて表示することを特徴とする請求項３記載の無侵襲生体検査用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無侵襲的に生体成分情報を計測する無侵襲生体検査用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
簡単な装置構成で指などの生体の一部に合まれる血管の透過像を得、これを画像解析することによって血管サイズやヘモグロビン濃度およびヘマトクリットのような血液成分の濃度を経皮的、非侵襲的に計測しようとする装置が考案されている（例えば、国際公開第ＷＯ９７／２４０６６号公報、国際公開第ＷＯ９９／０００５３号公報）。このような非侵襲生体検査用装置では、自動的に血管を認識して最適な解析領域を設定していた。しかしながら、使用者は測定の状況によって、どの血管部位に解析領域が設定されたか知ることができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、無侵襲生体検査用装置において、血管の位置を使用者が確認できるようにした無侵襲生体検査用装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、検査対象とする生体に光を供給するための光源部と、光を受けた生体からの画像情報を撮像する撮像部と、画像情報を解析する解析部と、解析部により得られた生体情報を出力する出力部とを備え、解析部は画像に含まれる血管に対して解析領域を設定し、その解析領域内の血管を解析して生体情報を算出するとともに、画像の血管を示す線分を抽出し、出力部は抽出された血管を示す線分を表示した撮像画像とともに解析された生体情報を表示することを特徴とする。ここで、解析領域に関する情報を表示する手段として、オーバーレイ表示を用いることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の生体検査用装置において、生体とはヒトを合む哺乳動物であり、生体の一部とは生体から分離した組織ではなく、生体のありのままの組織の一部であり、例えば指や耳柔などがあげられる。
【０００７】
本発明品の検出部は、光源部と撮像部および保持部から構成される。
光源部には、半導体レーザ（以下、ＬＤ）やＬＥＤあるいはハロゲン光源が使用でき、直接生体の一部に照射してもよいし、ファイバーを介して照射してもよい。波長としては生体組織を透過し、水の吸収が大きくない６００〜９５０ｎｍの範囲にあることが好ましい。
【０００８】
撮像部は、レンズなどの光学系とフォトダイオードやＣＣＤなどの受光素子から構成できる。受光部素子にＣＣＤを用いると、血管部分の濃度分布情報が得られる。受光素子としては、ＣＣＤの他にラインセンサーやフォトダイオード・アレイが使用できる。
【０００９】
撮像部の光学系は、受光素子にＣＣＤを用いる場合、単にＴＶ用レンズだけを用いて構成してもよい。
【００１０】
また、検出部はより好適な光学情報を得るために、光源部と撮像部を生体の一部に対して保持するための保持部材を備えることが好ましい。生体の一部が例えばヒトの手の指である場合には、保持部材は光源部と撮像部との間にその指を離脱可能に保持するような部材であればよく、それには、指を指の形状に合わせた穴や溝に挿入させる方式のものや、指を可動片で両側から挟む方式のものを用いることができる。
【００１１】
解析部は、得られた同一人の複数の光学情報から血液に関する情報や加工を施した画像を出力部に表示させることができる。血液に関する情報とは、血液や血流に関する情報であって、具体的には血管径や血液成分濃度（例えば、ヘモグロビン、ヘマトクリット等）、血液成分濃度比（例えば、酸素化率等）などである。また、解析部は、光学情報を解析するために、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートからなるマイクロコンピュータ並びに市販のパーソナルコンピュータを利用できる。
【００１２】
出力部は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置や、プリンタ等の印字装置を利用できる。
【００１３】
操作部は、測定者情報や測定データ等を入力できるキーボードまたはテンキーから構成することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１はこの発明の無侵襲血液分析装置の構成図を示すブロック図である。この装置を用いて、血管幅、血液成分濃度および酸素化率を計測できる。図１において、検出部１は、血管を合む生体の一部（ここではヒトの指）を照明するための光源部１１と、照明された生体部分の光像（ここでは透過光像）を撮像する受光部１２を備える。
【００１６】
操作部３５より被験者の属性情報等が入力された後、測定キーが押されると、光源部１１が点灯し、受光部１２によって血管の透過像が得られる。受光部１２で得られた透過像はコネクタ７，８を介して特徴抽出部３１で解析され、生体（指１６）の特徴点が算出され、これと記憶部３２によって記憶された特徴点が比較部３３によって、比較され、解析領域設定部３４によって解析領域が設定される。
【００１７】
次に、プロファイル抽出部２１によって、解析領域内で血管に垂直な方向の濃度プロファイルが作成され、その部分の濃度プロファイルが定量化部２２によって、ピーク高や半値幅などに定量化される。
【００１８】
この定量化された値を記憶部３２に保存し、その値に基づいて、演算部２３によって血管幅、血液成分濃度（ヘモグロビン、ヘマトクリット）、酸素化率を計算する。
【００１９】
これらの計測結果は記録部２５に記憶され、記憶されたデータは出力部２４によって時系列データとしてグラフや表として表示できる。
【００２０】
図２は装置の外観斜視図であり、検出部１を解析部３の載置部４に載置した状態を示している。検出部１はアーム５とハウジング６からなり、アーム５内に光源部１１、アーム５に対向してハウジング６内に撮像部（レンズおよびＣＣＤ）を内蔵している。アーム５とハウジング６の間に指１６を保持し、指１６に光を照射してその透過光を透過像として撮像部で撮像するようになっている。解析部３はパーソナルコンピュータからなり、光学情報から血液に関する情報や画像を処理することができる。出力部（液晶モニター）２４は血液に関する情報や画像を表示でき、ヒンジ１０で解析部３に繋がっており、折り畳むことができる。操作部３５は測定者情報やデータ等の入力や、表示の切換ができる。解析部３には外部記憶媒体の挿入口３６があり、外部記憶媒体を挿入し、測定結果等を記録できる。
【００２１】
このような構成において、解析部３において行われる血管を含む領域の画像にオーバーレイ表示する手順を図３のフローチャート図を用いて説明する。まず、操作部３５を操作して、指１６の血管領域を含む透過画像取得する（ステップＳ１）。取得された画像は図４のような明暗がはっきりしないため、どの領域がが血管であるか明瞭でないことがわかる。
【００２２】
まず、画像の特徴パターンとして、輝度が周囲に比べて低く谷状になっている点を結んだ折れ線（血管パターン）を抽出し、記憶する。
すなわち、図７（Ａ）に示すように着目画素（ｘ，ｙ）に対してｙ軸方向に±１０画素、つまり  （ｘ，ｙ−１０）から（ｘ，ｙ＋１０）の間の範囲における輝度の平均値の９５％を下回る点を抽出して、血管候補点とする。つまり、ｙ軸方向の連続する２１個の画素集団において、その画素集団の輝度が平均輝度の９５％以下となる画素を血管候補点として選択する。そして、その画素集団をｙ軸方向に１画素ずつ、ずらしていき、ｙ軸方向の端から端まで血管候補点の抽出を繰り返す。次ぎに、ｘ軸方向に１画素分ずらし、前記操作を繰り返し、撮像画像の全領域において血管候補点の抽出を行う（ステップＳ２）。
【００２３】
次ぎに、図７（Ｂ）に示すように±１０画素の範囲内で輝度が最も低い血管候補点、輝度最下点（ａ１、ｂ１）（黒色で示す）を抽出する。ここで、斜線部は血管候補点を示している。隣列において、輝度最下点（ａ１、ｂ１）に対応する点（ａ２，ｂ１）対して±１０画素の範囲内で輝度が最も低い輝度最下点（ａ２、ｂ２）（黒色で示す）を抽出し、輝度最下点（ａ１、ｂ１）と（ａ２、ｂ２）を連結する。撮像領域の全領域において、前記の操作を繰り返し、血管を線分列として抽出し、血管パターンを形成する（ステップＳ３）。
【００２４】
次に、血管の線分列（血管パターン）上に少なくとも１つの解析領域を設定する（ステップＳ４）。取り込んだ透過画像を出力部（液晶モニター）２４に表示し、記憶されている抽出された血管位置を示す線分（血管パターン）を画面上に重ねて表示する（ステップＳ５、Ｓ６）。さらに、設定された解析領域の位置を示すマーカー（長方形）を画面上に重ねて出力部（液晶モニター）２４に表示する（ステップＳ７）。
また、血管や解析領域の表示色、形状あるいは大きさは変化させることができる。例えば、血管や解析領域の表示色に鮮やかな彩色を施すことにより、白黒の透過画像比べて、血管や解析領域がより明確になる。
【００２５】
このようにして透過画像に血管及び解析領域をオーバーレイ表示した画像が図５である。図５に示されたように、血管及び解析領域が明確に判別できる。同じ被験者から取った別の透過画像を図６に示したが、解析領域がずれていることが一目でわかり、血管の検出が適切であるか、解析領域が前回と同じところを解析しているかが判断できる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、無侵襲生体検査用装置において、透過画像に対して抽出された血管位置を示す線分（血管パターン）や解析領域の位置を示すマーカーを表示しているので、血管の位置や解析領域を簡単に確認ができる。連続して同じ領域を解析する場合には、解析領域がずれていないか確認ができ、安心して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例の外形を示す斜視図である。
【図３】この発明のフローチャート図を示した図である。
【図４】この発明の無侵襲生体検査装置より得られた画像である。
【図５】この発明の無侵襲生体検査装置より得られた画像である。
【図６】この発明の無侵襲生体検査装置より得られた画像である。
【図７】この発明の血管パターンを求める方法の説明図である。
【符号の説明】
１  検出部
２  データ処理部
３  解析部
１１  光源部
１２  受光部
２１  抽出部
２２  定量化部
２３  演算部
２４  出力部
２５  記憶部
３１  特徴抽出部
３２  記憶部
３３  比較部
３４  解析領域設定部
３５  操作部
【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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