(57)【要約】  生体の血中酸素濃度を推定する推定装置であって、生体からの光学情報を取得する取得部と、光学情報が有する信号を第１色差信号に変換する変換部と、第１色差信号に基づいて、生体の血中酸素濃度を算出する算出部とを備える推定装置を提供する。また、取得部は、生体からの反射光に基づいて、光学情報を取得してよい。さらに、変換部は、光学情報が有する信号を、第１色差信号と異なる第２色差信号に変換し、算出部は、第１色差信号および第２色差信号に基づいて、血中酸素濃度を算出してよい。
2017188121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の血中酸素濃度を推定する推定装置であって、
前記生体からの光学情報を取得する取得部と、
前記光学情報が有する信号を第１色差信号に変換する変換部と、
前記第１色差信号に基づいて、前記生体の血中酸素濃度を算出する算出部と
を備える推定装置。
【請求項２】
前記取得部は、前記生体からの反射光に基づいて、前記光学情報を取得する
請求項１に記載の推定装置。
【請求項３】
前記変換部は、前記光学情報が有する信号を、前記第１色差信号と異なる第２色差信号に変換し、
前記算出部は、前記第１色差信号および前記第２色差信号に基づいて、前記血中酸素濃度を算出する
請求項１又は２に記載の推定装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記第１色差信号および前記第２色差信号の比に基づいて、前記血中酸素濃度を算出する
請求項３に記載の推定装置。
【請求項５】
前記算出部は、前記第１色差信号および前記第２色差信号の差分に基づいて、前記血中酸素濃度を算出する
請求項３又は４に記載の推定装置。
【請求項６】
前記光学情報に基づいて前記生体の顔の位置を特定し、前記光学情報から前記顔に応じた画像データを抽出する抽出部を更に備え、
前記変換部は、前記顔の画像データの信号を前記色差信号に変換する
請求項１から５のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項７】
前記光学情報から得た輝度信号に基づいて前記生体の顔の位置を特定し、前記光学情報から前記顔に応じた画像データを抽出する抽出部を更に備え、
前記変換部は、前記顔の画像データの信号を前記色差信号に変換する
請求項６に記載の推定装置。
【請求項８】
前記光学情報に基づいて前記生体の鼻を特定し、前記光学情報から前記鼻に応じた画像データを抽出する抽出部を更に備え、
前記変換部は、前記鼻の画像データの信号を前記色差信号に変換する
請求項１から７のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項９】
前記光学情報から得た輝度信号に基づいて前記生体の鼻を特定し、前記光学情報から前記鼻に応じた画像データを抽出する抽出部を更に備え、
前記変換部は、前記鼻の画像データの信号を前記色差信号に変換する
請求項７に記載の推定装置。
【請求項１０】
前記生体に予め定められた波長の照射光を照射する光源を更に備える
請求項１から９のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項１１】
前記光源は、第１波長と、前記第１波長と異なる第２波長とを含む前記照射光を照射する
請求項１０に記載の推定装置。
【請求項１２】
前記光源は、前記第１波長として、５７５ｎｍから８００ｎｍの間の波長でかつ、前記生体の血液の酸化ヘモグロビンより還元ヘモグロビンの吸収係数の方が大きい波長の光を照射し、前記第２波長として、前記生体の血液の酸化ヘモグロビンより還元ヘモグロビンの吸収係数の方が小さい波長の光を照射する
請求項１１に記載の推定装置。
【請求項１３】
前記光源は、前記第１波長、前記第２波長のいずれとも異なる第３波長を含む、前記照射光を照射する
請求項１１又は１２に記載の推定装置。
【請求項１４】
前記第３波長は、前記第１波長と前記第２波長の間にある波長の光を含む
請求項１３に記載の推定装置。
【請求項１５】
前記光源は、前記第１波長および前記第２波長を含む照射光を、前記生体に対して同時に照射する
請求項１１から１４のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項１６】
前記光源は、前記第１波長、前記第２波長および前記第３波長を含む照射光を、前記生体に対して同時に照射する
請求項１３又は１４に記載の推定装置。
【請求項１７】
前記光源は、白色の前記照射光を前記生体に照射する
請求項１０から１６のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項１８】
前記取得部は、カメラを有し、前記生体を撮影することにより、前記光学情報を取得する
請求項１から１７のいずれか一項に記載の推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＧＢ信号から生体の血中酸素濃度を推定する推定装置が知られている（例えば、非特許文献１、特許文献１−４参照）。
［非特許文献］
非特許文献１  Ｕｆｕｋ  Ｂａｌ，  "Ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ  ａｎｄ  ｏｘｙｇｅｎ  ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａｍｂｉｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ"，  ＵＳＡ，  Ｔｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  ８６，  Ｊａｎｕａｒｙ  １，  ２０１５，  Ｖｏｌ．  ６，  Ｉｓｓｕｅ  １，  ｐｐ．  ８６−９７  
［特許文献］
特許文献１  特開２０１２−１４３３９９号公報
特許文献２  特開２０１２−１２５５０１号公報
特許文献３  特開平６−２８５０５０号公報
特許文献４  特表２０１４−５２９４３９号公報
【解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の推定装置は、ＲＧＢ信号から血中酸素濃度を推定するために、脈波のピークおよびボトムを検出していた。
【一般的開示】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、生体の血中酸素濃度を推定する推定装置であって、生体からの光学情報を取得する取得部と、光学情報が有する信号を第１色差信号に変換する変換部と、第１色差信号に基づいて、生体の血中酸素濃度を算出する算出部とを備える推定装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】推定装置１００の構成の概要を示す。
【図２】実施例１に係る推定システム２００の構成の概要を示す。
【図３】実施例１に係る推定装置１００の動作を示すフローチャートの一例である。
【図４】実施例１に係る推定装置１００の推定方法の概要の一例を示す。
【図５】取得部２０が取得したＲＧＢ信号の一例を示す。
【図６】取得部２０が取得したＹＣｂＣｒの各信号の一例を示す。
【図７】生体１１０から検出されるＳｐＯ２の正解値を示す。
【図８】推定装置１００が推定した血中酸素濃度の推定値を示す。
【図９】実施例２に係る推定装置１００の構成の一例を示す。
【図１０】実施例２に係る推定装置１００の構成の一例を示す。
【図１１】光源１０の照射光が可視光の波長を含む場合の照射光の波長の一例を示す。
【図１２】光源１０の照射光が可視光以外の波長を含む場合の照射光の波長の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、推定装置１００の構成の概要を示す。本例の推定装置１００は、取得部２０、変換部３０および算出部４０を備える。
【０００９】
推定装置１００は、生体１１０の血中酸素濃度を推定する。血中酸素濃度とは、生体１１０の血中の酸素濃度であり、一例において、酸素飽和度（ＳｐＯ２）を指す。例えば、ＳｐＯ２を推定すれば、生体１１０の呼吸状態を判断する指標となる。本例の生体１１０は、ヒトであるがこれに限られない。生体１１０は、推定装置１００の推定対象を血中に有するものであればよい。例えば、生体１１０は、ヒト以外の動物等であってよい。
【００１０】
ＳｐＯ２は、生体１１０の血液中における、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂとの比を示す。酸化ヘモグロビンＨｂＯ２は、酸素と結合したヘモグロビンであり、還元ヘモグロビンＨｂは、酸素と結合していないヘモグロビンである。つまり、ＳｐＯ２は、ヘモグロビンが酸素と結合している割合を示す。波長ごとに、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂが光を吸収する度合いが異なる。例えば、還元ヘモグロビンＨｂは、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２よりも赤色の波長の光を吸収する。この性質を利用することにより、ＳｐＯ２が算出される。
【００１１】
取得部２０は、生体１１０に関する情報を取得する。一例において、取得部２０は、生体１１０に関する情報として、生体１１０の光学情報を取得する。取得部２０は、生体１１０の全身の光学情報を取得しても、生体１１０の単一部位の光学情報を取得してもよい。光学情報とは、カメラ又は光学素子により取得された生体１１０に関する光学的な情報である。光学情報は、静止画又は動画等の画像データであってよい。また、取得部２０は、生体１１０の光学情報から脈波情報を取得する。脈波情報とは、生体１１０の血管の脈動による時間波形を示す脈波に関する情報である。
【００１２】
変換部３０は、取得部２０が取得した光学情報が有する信号を色差信号に変換する。一例において、変換部３０は、画像データの一部の信号を色差信号に変換する。変換部３０は、光学情報が有する信号を、第１色差信号および第１色差信号と異なる第２色差信号に変換する。また、変換部３０は、画像データの一部の信号を、輝度信号に変換してもよい。例えば、変換部３０は、生体１１０の光学情報を、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ，Ｃｒに変換する。
【００１３】
算出部４０は、取得部２０が取得した光学情報から、生体１１０の特徴量を算出する。算出部４０は、変換部３０が変換した第１色差信号および第２色差信号に基づいて、生体１１０の血中酸素濃度を算出する。算出部４０は、第１色差信号および第２色差信号の比を用いて、生体１１０の血中酸素濃度を算出する。また、算出部４０は、第１色差信号および第２色差信号の差分に基づいて、血中酸素濃度を算出してよい。一例において、算出部４０は、Ｃｂ信号からＳｐＯ２を算出する。例えば、算出部４０は、大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体装置である。
【００１４】
ここで、生体１１０の特徴量とは、生体の状態に関する特徴を数値化したものである。本明細書において、生体１１０の特徴量とは、特に、生体１１０の血中酸素濃度を指す。但し、生体１１０の特徴量には、生体１１０の脈波に関する特徴量、生体１１０の血圧に関する特徴量、生体１１０の年齢に関する特徴量、生体１１０の運動に関する特徴量等が含まれてよい。
【００１５】
［実施例１］
図２は、実施例１に係る推定システム２００の構成の概要を示す。推定システム２００は、光源１０および推定装置１００を備える。本例の推定装置１００は、取得部２０、変換部３０、算出部４０および抽出部５０を備える。なお、推定装置１００は、光源１０を備えてもよい。
【００１６】
光源１０は、生体１１０に予め定められた波長の照射光を照射する。光源１０が照射する照射光には、複数の波長が含まれてよい。一例において、光源１０が照射する照射光は、可視光を含む。但し、光源１０は、可視光以外の波長の光を含む照射光を照射してよい。例えば、光源１０は、白色光源である。白色光源は、環境光、蛍光灯、ＬＥＤ電球、太陽光等であってよい。
【００１７】
取得部２０は、カメラを有する。本例の取得部２０は、カメラで生体１１０を撮影することにより、生体１１０に関する光学情報を取得する。例えば、取得部２０は、生体１１０の脈波情報として、生体１１０の光学情報から取得された色差信号を取得する。取得部２０は、カメラを有する場合、光学情報から脈波情報に加えて、画像情報を取得する。例えば、取得部２０は、画像情報として、生体１１０の画像から推定された生体１１０の年齢、性別等を取得する。なお、光学情報は、静止画又は動画等の画像データであってよい。
【００１８】
抽出部５０は、生体１１０の対象領域（ＲＯＩ）を特定し、ＲＯＩに応じて光学情報の一部を抽出する。抽出部５０は、取得部２０が取得した光学情報又は変換部３０が変換した信号に基づいて、生体１１０のＲＯＩを特定する。一例において、抽出部５０は、取得部２０が撮影した画像から生体１１０のＲＯＩを特定する。また、抽出部５０は、変換部３０が変換した輝度信号から生体１１０のＲＯＩを検出してよい。例えば、抽出部５０は、光学情報から得た輝度信号に基づいて生体１１０の顔の位置を特定し、光学情報から顔に応じた画像データを抽出する。この場合、変換部３０は、顔の画像データの信号を色差信号に変換する。本例の抽出部５０は、光学情報に基づいて生体１１０の鼻の位置を特定し、光学情報から生体１１０の鼻に応じた画像データを抽出する。なお、抽出部５０は、輝度信号ではなく、生体１１０のグレースケール画像からＲＯＩを特定してもよい。
【００１９】
変換部３０は、抽出部５０が抽出した光学情報を色差信号に変換する。本例の変換部３０は、生体１１０の鼻の画像データの信号を色差信号に変換する。これにより、算出部４０は、生体１１０の鼻の色差信号に基づいて、生体１１０の特徴量を算出する。
【００２０】
図３は、実施例１に係る推定装置１００の動作を示すフローチャートの一例である。図４は、実施例１に係る推定装置１００の推定方法の概要の一例を示す。
【００２１】
ステップＳ１００において、取得部２０は、生体１１０の光学情報を取得する。本例の取得部２０は、生体１１０であるヒトの光学情報を取得する。取得部２０は、カメラを有し、生体１１０の画像データを取得する。
【００２２】
ステップＳ１０２において、抽出部５０は、光学情報から生体１１０のＲＯＩを特定する。本例の抽出部５０は、カメラ画像から生体１１０のＲＯＩを特定する。抽出部５０は、ＲＯＩとして鼻１１２の領域を特定する。取得部２０は、特定した鼻１１２の領域に対応するＲＯＩ画像を抽出する。本例の抽出部５０は、生体１１０のカメラ画像の画像認識により生体１１０の鼻１１２の位置を特定する。また、抽出部５０は、輝度信号を検出することにより、生体１１０の鼻１１２の位置を特定してもよい。
【００２３】
ステップＳ１０４において、変換部３０は、ＲＯＩ画像の色変換を実行する。本例の変換部３０は、ＲＯＩ画像をＹＣｂＣｒ画像に変換する。例えば、ＲＧＢ画像からＹＣｂＣｒ画像に変換する場合、ＹＣｂＣｒ信号は、次式で示される。なお、本例のＹＣｂＣｒ信号の変換式は一例であり、これに限定されない。変換部３０は、抽出したＲＯＩ画像からＣｂ画像およびＣｒ画像を取得する。
Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｃｂ＝−０．１７Ｒ−０．３３Ｇ＋０．５０Ｂ
Ｃｒ＝０．５０Ｒ−０．４２Ｇ−０．０８Ｂ
【００２４】
ステップＳ１０６において、算出部４０は、Ｃｂ画像およびＣｒ画像にフィルタ処理を施す。算出部４０は、フィルタ処理により、Ｃｂ画像およびＣｒ画像を平滑化する。本例の算出部４０は、Ｃｂ画像およびＣｒ画像にガウシアンフィルタを施す。
【００２５】
本例のガウス分布は、次式で示される。
【数１】
2017188121.tif 000003
【００２６】
ステップＳ１０８において、算出部４０は、色差信号の画像の各画素値の平均を算出する。本例の算出部４０は、Ｃｂ画像およびＣｒ画像の各画素値の平均を算出する。算出部４０は、Ｃｂ画像およびＣｒ画像の平均を算出することにより、血中酸素濃度の推定精度を向上させる。
【００２７】
ステップＳ１１０において、算出部４０は、色差信号の比を算出する。これにより、算出部４０は、生体１１０の血中酸素濃度を推定できる。本例の算出部４０は、Ｃｂ信号とＣｒ信号の比を算出する。算出部４０は、Ｃｂ信号とＣｒ信号の比の他に、Ｃｂ信号とＣｒ信号の差分を算出してもよい。
【００２８】
図５は、取得部２０が取得したＲＧＢ信号の一例を示す。縦軸はＲＧＢの各信号の信号強度を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。本例では、時間０秒から３００秒までのＲＧＢ信号を示している。
【００２９】
Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の信号強度は、類似した波形を有する。即ち、略同一の時刻において、波形の山と谷を有する。例えば、１５０秒付近で血液量の低下に応じて波形に谷が生じている。つまり、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の信号強度は、生体１１０の血液量に応じて変化している。そのため、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の信号強度を観測するだけでは、血液量に応じた変化が支配的になり、血中酸素濃度の変化を取得することが困難である。Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を用いて血中酸素濃度を取得するためには、血液量の影響を一定にするために、生体１１０の脈拍の一定のタイミングで取得した信号を比較する必要がある。例えば、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を用いて血中酸素濃度を推定するためには、脈拍のピークおよびボトムの信号を比較する必要がある。よって、ＲＧＢ信号を用いた演算による血中酸素濃度の推定には、生体１１０の脈波のＡＣ成分を用いる必要がある。
【００３０】
図６は、取得部２０が取得したＹＣｂＣｒの各信号の一例を示す。縦軸はＹＣｂＣｒの各信号の信号強度を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。本例では、時間０秒から３００秒までのＹＣｂＣｒ信号を示している。
【００３１】
Ｙ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号の信号強度は、互いに挙動の異なる波形を有する。例えば、Ｙ信号は、１５０秒付近で信号強度の谷を有する。一方、Ｃｂ信号は、１５０秒付近において、信号強度の山を有する。Ｃｒ信号は、１５０秒付近において、信号強度の山および谷を有さない。即ち、推定装置１００は、血液量の影響が支配的な輝度信号であるＹ信号と、血液量の影響が支配的でない色差信号であるＣｂ信号およびＣｒ信号を分離して処理できる。また、推定装置１００は、動脈血の変動にのみ着目して血液以外の吸収について一定とみなしている。これにより、推定装置１００は、Ｃｂ信号およびＣｒ信号を用いた演算により、生体１１０の血中酸素濃度を推定できる。よって、ＹＣｂＣｒ信号を用いた演算による血中酸素濃度の推定には、生体１１０の脈波のＡＣ成分を用いる必要がない。また、本明細書に係る推定装置１００は、複数種類の光を用いなくても、生体１１０の血中酸素濃度を推定できる。
【００３２】
生体１１０の血液量が変化すると、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の吸光量が同時に変化する。このため、図５のＲＧＢ信号の信号強度は、生体１１０の血液量に応じて同じような傾向で変化している。これは、ＲＧＢ信号の明るさ（輝度）が変化している事になる。そのため、図６の輝度信号であるＹ信号がＲＧＢ信号と同じように変化し、血液量の影響が支配的な信号となる。一方、血中酸素飽和度が変化すると、光の波長ごとに吸光量が異なる変化を示すので、その影響がＣｂ信号、Ｃｒ信号に支配的に表れる。このように、推定装置１００は、Ｃｂ信号およびＣｒ信号において血液量の影響が支配的ではなく、血中酸素飽和度の影響が支配的であるため、生体１１０の脈波のＡＣ成分ではなく、Ｃｂ信号またはＣｒ信号の少なくとも１つのバイアス成分を用いて血中酸素濃度を推定できる。一方、血液量の影響が支配的であるＲＧＢ信号を用いた場合、ＲＧＢ信号のバイアス成分から血液量の影響を除去できず、ＲＧＢ信号のバイアス成分から血中酸素濃度を推定することが困難である。
【００３３】
以上の通り、推定装置１００は、ＹＣｂＣｒ信号を用いることにより、生体１１０の脈波のＡＣ成分を用いずに血中酸素濃度を推定できる。言い換えると、推定装置１００は、生体１１０の脈波のピークとボトムとの比を用いずに、血中酸素濃度を推定できる。
【００３４】
図７は、生体１１０から検出されるＳｐＯ２の正解値を示す。縦軸はＳｐＯ２［％］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。図８は、推定装置１００が推定した血中酸素濃度の推定値を示す。横軸は時間［ｓ］を示す。本例では、０秒〜３００秒において血中酸素濃度が推定されている。
【００３５】
図７のＳｐＯ２の正解値は、パルスオキシメーターを用いて測定されている。パルスオキシメーターは、赤色および赤外の波長の光を用いて、生体１１０の血中酸素濃度を算出する。
【００３６】
図８の血中酸素濃度は、推定装置１００が取得した生体１１０の光学情報から、色差信号を用いて推定されている。
【００３７】
図７と図８とを比較すると、推定装置１００は、正解値に近い波形の血中酸素濃度を推定していることが分かる。なお、図７では１８０［ｓ］付近にＳｐＯ２の谷を有するのに対して、図８では１５０［ｓ］付近に血中酸素濃度の谷を有する。このように、図７と図８とでの波形がずれているのは、図７のパルスオキシメーターの信号処理により時間のずれが生じているからである。したがって、推定装置１００は、パルスオキシメーターで測定した正解値と同様に血中酸素濃度の波形の変化を推定できていることが分かる。
【００３８】
なお、図８の縦軸の値は、図７のＳｐＯ２の値と同じものではないが、他のＳｐＯ２測定器が行っているのと同様に、推定装置１００が出力する値とＳｐＯ２の正解値の対応関係を事前に調べる事で、ＳｐＯ２値に対応する値が出力される。
【００３９】
［実施例２］
図９は、実施例２に係る推定装置１００の構成の一例を示す。本例の推定装置１００は、光源１０として発光部１２を備える。また、推定装置１００は、取得部２０として受光部２２を備える。
【００４０】
推定装置１００は、生体１１０からの反射光又は透過光に基づいて、光学情報を取得する。推定装置１００は、発光部１２が発光した光に応じた光を受光部２２で検出することにより、生体１１０の光学情報を取得する。一例において、推定装置１００は、ウェアラブル端末に設けられる。
【００４１】
発光部１２は、生体１１０に予め定められた波長の光を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。発光部１２は、複数のＬＥＤを有し、それぞれ単一波長の光を生体１１０に照射してもよい。発光部１２は、第１波長λ１、および第１波長λ１と異なる第２波長λ２の照射光を生体１１０に照射する。一例において、発光部１２は、可視光領域の複数の波長の照射光を生体１１０に照射する。また、発光部１２は、可視光領域以外の波長を含む照射光を生体１１０に照射してよい。
【００４２】
また、発光部１２は、第１波長λ１および第２波長λ２の照射光を生体１１０に対して照射する。一例において、発光部１２は、第１波長λ１として、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が大きい波長の光を照射する。また、発光部１２は、第２波長λ２として、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が小さい波長の光を照射する。例えば、発光部１２は、青色および赤色の波長を有する照射光を照射する。発光部１２は、第１波長λ１および第２波長λ２の両方の波長を有する照射光を生体１１０に照射してよい。また、発光部１２は、第１波長λ１、第２波長λ２、第３波長λ３の照射光を生体１１０に照射してよい。一例において、発光部１２は、第３波長λ３として、第１波長λ１と第２波長λ２の間にある緑色の波長の光を照射する。例えば、発光部１２は、白色の照射光を生体１１０に照射する。
【００４３】
なお、発光部１２は、複数の波長の照射光を生体１１０に同時に照射する。また、発光部１２は、複数の波長の照射光を逐次的に生体１１０に照射してもよい。一例において、発光部１２は、照射光から一部の波長領域の光を除去するフィルタ部備えてよい。
【００４４】
受光部２２は、発光部１２の発光した光の反射光又は透過光を検出する光学素子である。受光部２２は、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を有してよい。本例の受光部２２は、生体１１０から照射光が反射した反射光を受光する。受光部２２は、生体１１０に対して発光部１２から同時に照射された複数の波長の照射光に基づく反射光を受光してよい。また、受光部２２は、発光部１２が赤外光（ＩＲ）を生体１１０の皮膚に照射し、生体１１０を透過した透過光を検出してよい。これにより、取得部２０は、生体１１０の光学情報を取得する。
【００４５】
図１０は、実施例２に係る推定装置１００の構成の一例を示す。推定装置１００は、光源１０および受光部２２を備えるウェアラブル装置である。本例の推定装置１００は、生体１１０の手首に取り付けられる。
【００４６】
また、発光部１２は、第１波長λ１および第２波長λ２の照射光を生体１１０に対して照射する。一例において、発光部１２は、第１波長λ１として、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が大きい波長の光を照射する。また、発光部１２は、第２波長λ２として、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が小さい波長の光を照射する。例えば、発光部１２は、青色および赤色の波長を有する照射光を照射する。発光部１２は、第１波長λ１および第２波長λ２の両方の波長を有する照射光を生体１１０に照射してよい。また、発光部１２は、第１波長λ１、第２波長λ２、第３波長λ３の照射光を生体１１０に照射してよい。一例において、発光部１２は、第３波長λ３として、第１波長λ１と第２波長λ２の間にある緑色の波長の光を照射する。例えば、発光部１２は、白色の照射光を生体１１０に照射する。
【００４７】
受光部２２は、光源１０の照射光の生体１１０からの反射光又は透過光を検出する。本例の受光部２２は、生体１１０からの反射光を受光する受光素子を有する。本例の推定装置１００は、抽出部５０を備え、受光部２２の出力をＲＯＩとして処理する。
【００４８】
本例の推定装置１００は、生体１１０の手首に取り付けられることにより、生体１１０の血中酸素濃度を簡易に推定できる。これにより、推定装置１００は、長時間の血中酸素濃度の推定が容易である。また、推定装置１００は、加速度センサを備えることにより、血中酸素濃度に加えて、生体１１０の活動量等を測定してよい。この場合、推定装置１００は、血中酸素濃度と生体１１０の特徴量とが組み合わされた情報を取得できる。
【００４９】
図１１は、光源１０の照射光が可視光の波長を含む場合の照射光の波長の一例を示す。本例の光源１０は、第１波長λ１、第２波長λ２および第３波長λ３の３つの波長を有する照射光を照射する。
【００５０】
光源１０は、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が大きい第１波長λ１の光を照射する。本例の光源１０は、第１波長λ１として、５７５ｎｍから８００ｎｍの間の波長を選択する。また、光源１０は、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が小さい第２波長λ２の光を照射する。本例の光源１０は、第２波長λ２として、４５０ｎｍから５００ｎｍの間の波長を選択する。また、光源１０は、第１波長λ１と第２波長λ２の間の第３波長λ３の光を照射する。本例の光源１０は、第３波長λ３として、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長を選択する。
【００５１】
以上の通り、本例の推定装置１００は、可視光の波長のみを含む照射光を用いても、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂとで吸収係数の異なる波長を選択できる。推定装置１００は、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂとで吸収係数の異なる波長を選択できれば、生体１１０の血中酸素濃度を推定できる。このように、推定装置１００の照射光は、可視光の波長のみを有してよい。
【００５２】
図１２は、光源１０の照射光が可視光以外の波長を含む場合の照射光の波長の一例を示す。本例の光源１０は、第１波長λ１、第２波長λ２および第３波長λ３の３つの波長を有する照射光を照射する。
【００５３】
光源１０は、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が大きい第１波長λ１の光を照射する。本例の光源１０は、第１波長λ１として、５７５ｎｍから８００ｎｍの間の波長を選択する。また、光源１０は、生体１１０の血液の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２より還元ヘモグロビンＨｂの吸収係数の方が小さい第２波長λ２の光を照射する。本例の光源１０は、第２波長λ２として、８００ｎｍから１０００ｎｍの間の波長を選択する。また、光源１０は、第１波長λ１と第２波長λ２の間の第３波長λ３の光を照射する。本例の光源１０は、第３波長λ３として、７７５ｎｍから８２５ｎｍの波長を選択する。
【００５４】
以上の通り、本例の推定装置１００は、可視光の波長に加えて、可視光以外の波長を含む照射光を用いても、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂとで吸収係数の異なる波長を選択できる。推定装置１００は、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２と還元ヘモグロビンＨｂとで吸収係数の異なる波長を選択できれば、生体１１０の血中酸素濃度を推定できる。このように、推定装置１００の照射光は、可視光以外の波長を有してよい。
【００５５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００５６】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１０・・・光源、１２・・・発光部、２０・・・取得部、２２・・・受光部、３０・・・変換部、４０・・・算出部、５０・・・抽出部、１００・・・推定装置、１１０・・・生体、１１２・・・鼻、２００・・・推定システム
【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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【国際調査報告】
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