(57)【要約】  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。血液成分の血中濃度測定方法は、複数波長の光を生体に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、脈波信号から各波長の光における生体の血液の吸光度を算出し、血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、生体の血液の吸光度のうちの所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出し、値から所定の血液成分の血中濃度を算出する。
2019208561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長の光を生体に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、
前記脈波信号から各波長の光における前記生体の血液の吸光度を算出し、
血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記生体の血液の吸光度のうちの前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出し、
前記値から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する
ことを特徴とする血液成分の血中濃度測定方法。
【請求項２】
前記脈波信号を測定することは、第１光源および第２光源から波長の異なる第１光および第２光を前記生体にそれぞれ照射して前記生体から受光した光に基づいて前記第１光に対応する第１脈波信号および前記第２光に対応する第２脈波信号を測定することであり、
前記生体の血液の吸光度を算出することは、前記第１脈波信号および前記第２脈波信号から、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度を算出することであり、
前記値を算出することは、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度から、前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出することである、ことを特徴とする請求項１に記載の血液成分の血中濃度測定方法。
【請求項３】
前記脈波信号を測定することは、一つの光源から複数波長の光を前記生体に照射して前記生体から受光した光に基づいて前記複数波長の光に対応する脈波信号を測定することであり、
前記生体の血液の吸光度を算出することは、前記脈波信号から各波長における前記生体の血液の吸光度を算出して、前記生体の血液の吸収スペクトルを算出することであり、
前記値を算出することは、前記吸収スペクトルを、前記所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルが示す吸光度に相関する値を算出することである、ことを特徴とする請求項１に記載の血液成分の血中濃度測定方法。
【請求項４】
前記値を算出することは、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルに用いられる係数を前記値として最小二乗法により決定することであり、
前記所定の血液成分の血中濃度を算出することは、前記係数を吸光度として、前記所定の血液成分の血中濃度と吸光度との相関を示す検量線を用いて前記所定の血液成分の血中濃度に換算することである、ことを特徴とする請求項３に記載の血液成分の血中濃度測定方法。
【請求項５】
前記所定の血液成分はトリグリセライドを含み、前記所定の血液成分以外の血液成分はヘモグロビンを含む、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の血液成分の血中濃度測定方法。
【請求項６】
複数波長の光を生体に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、
前記脈波信号から各波長の光における前記生体の血液の吸光度を算出する第１算出部と、
血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記生体の血液の吸光度のうちの前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出する第２算出部と、
前記値から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する第３算出部とを備えることを特徴とする血液成分の血中濃度測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、第１光源および第２光源から波長の異なる第１光および第２光を前記生体にそれぞれ照射して前記生体から受光した光に基づいて、前記第１光に対応する第１脈波信号および前記第２光に対応する第２脈波信号を測定し、
前記第１算出部は、前記第１脈波信号および前記第２脈波信号から、前記第１光および前記第２光の各波長における前記生体の血液の吸光度を算出し、
前記第２算出部は、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度から、前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の血液成分の血中濃度測定装置。
【請求項８】
前記測定部は、一つの光源から複数波長の光を前記生体に照射して前記生体から受光した光に基づいて、前記複数波長の光に対応する脈波信号を測定し、
前記第１算出部は、前記脈波信号から各波長における前記生体の血液の吸光度を算出して、前記各波長における前記生体の血液の吸収スペクトルを算出し、
前記第２算出部は、前記吸収スペクトルを、前記所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルが示す吸光度に相関する値を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の血液成分の血中濃度測定装置。
【請求項９】
前記第２算出部は、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルに用いられる係数を前記値として最小二乗法により決定し、
前記第３算出部は、前記係数を吸光度として、前記所定の血液成分の血中濃度と吸光度との相関を示す検量線を用いて前記所定の血液成分の血中濃度に換算する、ことを特徴とする請求項８に記載の血液成分の血中濃度測定装置。
【請求項１０】
前記所定の血液成分はトリグリセライドを含み、前記所定の血液成分以外の血液成分はヘモグロビンを含む、ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の血液成分の血中濃度測定装置。
【請求項１１】
コンピュータに、
複数波長の光を生体に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、
前記脈波信号から各波長の光における前記生体の血液の吸光度を算出させ、
血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記生体の血液の吸光度のうちの前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出させ、
前記値から前記所定の血液成分の血中濃度を算出させる
ためのプログラム。
【請求項１２】
前記コンピュータに前記脈波信号を測定させることは、第１光源および第２光源から波長の異なる第１光および第２光を前記生体にそれぞれ照射して前記生体から受光した光に基づいて前記第１光に対応する第１脈波信号および前記第２光に対応する第２脈波信号を測定させることであり、
前記コンピュータに前記生体の血液の吸光度を算出させることは、前記第１脈波信号および前記第２脈波信号から、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度を算出させることであり、
前記コンピュータに前記値を算出させることは、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度から、前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出させることである、ことを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記コンピュータに前記脈波信号を測定させることは、一つの光源から複数波長の光を前記生体に照射して前記生体から受光した光に基づいて前記複数波長の光に対応する脈波信号を測定させることであり、
前記コンピュータに前記生体の吸光度を算出させることは、前記脈波信号から各波長における前記生体の血液の吸光度を算出させて、前記各波長における前記生体の血液の吸収スペクトルを算出させることであり、
前記コンピュータに前記値を算出させることは、前記吸収スペクトルを、前記所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルが示す吸光度に相関する値を算出させることである、ことを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記コンピュータに前記値を算出させることは、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルに用いられる係数を前記値として最小二乗法により決定させることであり、
前記コンピュータに前記所定の血液成分の血中濃度を算出させることは、前記係数を吸光度として、前記所定の血液成分の血中濃度と吸光度との相関を示す検量線を用いて前記所定の血液成分の血中濃度に換算させることである、ことを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記所定の血液成分はトリグリセライドを含み、前記所定の血液成分以外の血液成分はヘモグロビンを含む、ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液成分の血中濃度測定方法、血中濃度測定装置および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、測定対象成分の濃度の他に、濃度が未知な夾雑成分の影響を受けるため、上記の技術では、観測された血液の吸収スペクトルをそのまま用いても測定対象成分の血中濃度を精度よく測定できない可能性がある。【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の血中濃度測定方法は、複数波長の光を生体に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、前記脈波信号から各波長の光における前記生体の血液の吸光度を算出し、血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記生体の血液の吸光度のうちの前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出し、前記値から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する。これにより、精度の高い血液成分の血中濃度の測定が実現できる。ここで、複数波長の光とは、ある波長域に発光波長を有する光のことであり、例えば、９００〜１７００ｎｍの波長域の近赤外光のことである。なお、複数波長の光は、１つの光源（例えば、ハロゲンランプ）から照射されてもよいし、複数の光源（例えば、Light-Emitting Diode（ＬＥＤ））から照射されてもよい。【０００８】
また、上記の血中濃度測定方法において、前記脈波信号を測定することは、第１光源および第２光源から波長の異なる第１光および第２光を前記生体にそれぞれ照射して前記生体から受光した光に基づいて前記第１光に対応する第１脈波信号および前記第２光に対応する第２脈波信号を測定することであり、前記生体の血液の吸光度を算出することは、前記第１脈波信号および前記第２脈波信号から、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度を算出することであり、前記値を算出することは、前記第１光および前記第２光における前記生体の血液の吸光度から、前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出することであってもよい。【０００９】
また、上記の血中濃度測定方法において、前記脈波信号を測定することは、一つの光源から複数波長の光を前記生体に照射して前記生体から受光した光に基づいて前記複数波長の光に対応する脈波信号を測定することであり、前記生体の血液の吸光度を算出することは、前記脈波信号から各波長における前記生体の血液の吸光度を算出して、前記生体の血液の吸収スペクトルを算出することであり、前記値を算出することは、前記吸収スペクトルを、前記所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルが示す吸光度に相関する値を算出することであってもよい。【００１０】
また、上記の血中濃度測定方法において、前記値を算出することは、前記重ね合わせにおける前記所定の血液成分の吸収スペクトルに用いられる係数を前記値として最小二乗法により決定することであり、前記所定の血液成分の血中濃度を算出することは、前記係数を吸光度として、前記所定の血液成分の血中濃度と吸光度との相関を示す検量線を用いて前記所定の血液成分の血中濃度に換算することであってもよい。【００１１】
また、上記の血中濃度測定方法において、前記所定の血液成分はトリグリセライドを含み、前記所定の血液成分以外の血液成分はヘモグロビンを含んでいてもよい。【００１２】
また、本件開示は血液成分の血中濃度測定装置またはプログラムの側面からも捉えることができる。例えば、本件開示の血液成分の血中濃度測定装置は、複数波長の光を生体に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、前記脈波信号から各波長の光における前記生体の血液の吸光度を算出する第１算出部と、血液の吸収スペクトルを所定の血液成分の吸収スペクトルと前記所定の血液成分以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせであるとしたときの、前記生体の血液の吸光度のうちの前記所定の血液成分の吸光度に相関する値を算出する第２算出部と、前記値から前記所定の血液成分の血中濃度を算出する第３算出部とを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】一実施形態における血中濃度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中濃度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中濃度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中濃度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中濃度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中濃度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中濃度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】実施例１における血中濃度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】図８の測定結果に基づく非侵襲血液スペクトルを示すグラフである。
【図１３】実施例２におけるＴＧスペクトルとＨｂスペクトルの一例を示すグラフである。
【図１４】実施例２における血中濃度測定装置による測定結果の一例を示す図である。
【図１５】ＴＧの水溶液とＨｂの水溶液を測定した場合の吸収スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１６】図１４の測定結果に基づく血中ＴＧ値と非侵襲ＴＧ吸光度との相関を示すグラフである。
【図１７】図１４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１８】図１４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１９】一実施形態の変形例における血中濃度測定装置を模式的に示す図である。
【図２０】一実施形態の変形例における血中濃度測定装置の一部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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の血中濃度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、ＴＧ用のスペクトルとＴＧ以外の成分用のスペクトルをあらかじめ取得しておき、生体に光を照射したときの透過光を観測し、観測した透過光が示す血液吸収スペクトルを各々の重ね合わせとみなして、ＴＧ用のスペクトルを用いて血中ＴＧ値を算出することで、ＴＧの血中濃度の測定精度の向上を実現している。
【００１７】
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中濃度測定装置１の概略構成の一例を示す。血中濃度測定装置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、血中濃度測定装置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。
【００１８】
制御部１０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）を含み、血中濃度測定装置１内の各部の動作を制御する。記憶部２０には、以下に説明する血中濃度測定装置１における種々の処理を実行するためのプログラムが格納されている。また、記憶部２０は、血中濃度測定装置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、血中濃度測定装置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。
【００１９】
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。
【００２０】
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を、所定の血液成分の一例であるＴＧの吸収スペクトルとＴＧ以外の血液成分の吸収スペクトルとの重ね合わせとしたときの、当該重ね合わせにおけるＴＧの吸収スペクトルが示す吸光度を算出する。なお、ＴＧ以外の血液成分、すなわち所定の血液成分以外の血液成分の一例としてヘモグロビンが挙げられる。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。血中濃度算出部１４によるＴＧの血中濃度の算出結果は、測定された血中ＴＧ値として表示部５０に表示される。
【００２１】
図２に、本実施形態における血中濃度測定装置１の一例を模式的に示す。血中濃度測定装置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の血中濃度測定装置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。
【００２２】
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。血中濃度測定装置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。
【００２３】
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、例えば血中濃度測定装置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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、血中濃度測定装置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。
【００２６】
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。
【００２７】
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】
2019208561.tif 000003
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、上記の血中ＴＧ値の測定処理に関する実施例を２例説明する。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。
【００３２】
（実施例１）
まず、本実施形態に係る実施例１について説明する。実施例１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、本実施例では、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、本実施例では、一例として後述の採血測定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。
【００３３】
本実施例では、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。なお、以下では、吸光度算出部１３、血中濃度算出部１４を制御部１０に代表させて説明する。
【００３４】
本実施例のＯＰ１０５においては、血中濃度測定装置１の制御部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。
【００３５】
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）、血中濃度測定装置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、血中濃度測定装置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。
【００３６】
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、ＯＰ１０５におい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、ＯＰ１０５において算出される血中ＴＧ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
2019208561.tif 000004
【００３９】
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。
【００４０】
上記説明より、血中濃度測定装置１において、算出される非侵襲血液吸光度を血中ＴＧ値の算出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値の測定精度の向上が期待できる。
【００４１】
（実施例２）
次に、本実施形態に係る実施例２について説明する。本実施例では、図８の各測定回における、非侵襲血液スペクトルに着目する。図１２は、図８の各測定回における非侵襲血液スペクトルを示すグラフである。図１２のグラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度を示す。
【００４２】
図１２の各非侵襲血液スペクトルは、ＴＧの吸収スペクトルと、ヘモグロビンなどのＴＧ以外の成分の吸収スペクトルの重ね合わせと考えられる。そこで、本実施例では、血中濃度測定装置１は、上記のＯＰ１０１〜ＯＰ１０６の処理を実行する前に、ＴＧの吸収スペクトルの測定データとＴＧ以外の吸収スペクトルの測定データをあらかじめ取得する。取得したデータは、例えば記憶部２０に記憶される。本実施例では、ＯＰ１０４において算出される非侵襲血液スペクトルがＴＧの吸収スペクトルとＴＧ以外の吸収スペクトルとの重ね合わせであることを踏まえて、当該非侵襲血液スペクトルに含まれるＴＧの吸収スペクトルから血中ＴＧ値を算出する。以下にその具体的な処理について説明する。
【００４３】
まず、血中濃度測定装置１がＴＧの吸収スペクトルをあらかじめ取得する方法の一例として、ＴＧを主成分とした人工脂肪乳剤（例えば、イントラリポス）の希釈液を石英セルに封入して吸収スペクトルを測定した結果を取得する。また、血中濃度測定装置１がＴＧ以外の成分の吸収スペクトルをあらかじめ取得する方法の一例として、血液の主成分であるヘモグロビンの精製試薬の水溶液を石英セルに封入して吸収スペクトルを測定した結果を取得する。また、血中濃度測定装置１がＴＧの吸収スペクトルあるいはＴＧ以外の成分の吸収スペクトルをあらかじめ取得する方法の一例として、種々の血液の吸収スペクトルを測定し、ＡＬＳ（Alternating Least Squares）やＭＣＲ（Multiple Curve Resolution）などのアルゴリズムを用いて各吸収スペクトルを２つ以上のスペクトルに分離し、分離したスペクトルをＴＧの吸収スペクトルあるいはＴＧ以外の成分の吸収スペクトルとして取得する。
【００４４】
ここでは、一例としてＭＣＲを用いて、算出された非侵襲血液スペクトルを２つに分離し、一方をＴＧの吸収スペクトル（以下「ＴＧスペクトル」と称する）とし、もう一方をＴＧ以外の成分としてヘモグロビンの吸収スペクトル（以下「Ｈｂスペクトル」と称する）とする。そして、血中濃度測定装置１は、ＴＧスペクトルのデータとＨｂスペクトルのデータをあらかじめ取得して例えば記憶部２０に記憶する。また、血中濃度測定装置１は、血中ＴＧ値の算出に用いられる検量線のデータも例えば記憶部２０に記憶する。なお、検量線の詳細については後述する。
【００４５】
次に、本実施例におけるＯＰ１０５の処理について説明する。本実施例では、血中濃度測定装置１の制御部１０は、ＯＰ１０４において算出される非侵襲血液スペクトルのデータと、記憶部２０に記憶されているＴＧスペクトルとＨｂスペクトルのデータを用いて、以下の式（３）の等式ができるだけ成立する係数αｉ、βｉを最小二乗法で決定する。
【数３】
2019208561.tif 000005
【００４６】
ここで、ｉは実施例１におけるｉと同じである。また、ｘｉは、ｉ番目の測定で得られる非侵襲血液スペクトルを表す。また、ａ、ｂは、あらかじめ取得したＴＧスペクトルとＨｂスペクトルをそれぞれ表す。
【００４７】
そして、制御部１０は、決定した係数αｉを吸光度として記憶部２０に記憶された検量線を用いて換算することで血中ＴＧ値を算出する。
【００４８】
次に、図８に示す例において、本実施例で血中ＴＧ値を算出する処理について説明する。本実施例では、制御部１０は、図１２に示す２０個の非侵襲血液スペクトル（波長９００〜１３５０ｎｍの４４個の吸光度からなる）に対して、多変量解析ソフトウェアPirouette 4.5（Infometrix社製）を用いてＭＣＲアルゴリズムを適用し、各非侵襲血液スペクトルを２つのスペクトルの重ね合わせとして上記の式（３）で表現する。
【００４９】
すなわち、ｉ番目の測定で得られる非侵襲血液スペクトルｘｉは、２つの定ベクトルａおよびｂの線形結合であるとして、制御部１０は、式（３）の等式ができるだけ成立するようなａおよびｂ、αｉおよびβｉを決定する。
【００５０】
図１３は、ＭＣＲによって得られる２つのスペクトルａおよびｂの一例を示すグラフである。また、図１４に、図８に示す測定について、各測定回において決定されるαｉおよびβｉの値を示す。なお、図中「ＩＤ＿測定番号」、「血中ＴＧ値」、「ＴＧ推定値」、「誤差」は、図８と同様である。また、「α（非侵襲ＴＧ吸光度）」、「β」は、それぞれ各測定回において決定されるαｉおよびβｉの値である。図１３のグラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度を示す。
【００５１】
図１３に示すように、いずれのスペクトルも、吸光度が、短波長側で大きく長波長側で小さい概して類似した形状を示す。ただし、スペクトルａの形状は、波長９００ｎｍから１２００ｎｍにかけて単調減少する形状であるのに対し、スペクトルｂの形状は、波長１０００ｎｍから１１００ｎｍにかけて急激に減少する形状である点で異なる。
【００５２】
ここで、いずれのスペクトルがＴＧの吸収スペクトルをより反映したものであるかを判断するため、ＴＧを主成分とする人工脂肪乳剤イントラリポスの水希釈液（ＴＧ＝４００ｍｇ／ｄＬ）およびウシ血液由来ヘモグロビン水溶液（ヘモグロビン＝１６ｇ／ｄＬ）を光路長０．１ｍｍの石英セルに封入し、溶媒である水をブランクとしてフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で吸収スペクトルを測定する。図１５に、当該測定によって得られるＴＧスペクトルとＨｂスペクトルのグラフの一例を示す。なお、図１５では、いずれのスペクトルも波長９００〜１３５０ｎｍの範囲でＳＮＶによる規格化を行う。図１５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。
【００５３】
図１５に示すように、いずれのスペクトルにおける吸光度も、短波長側で大きく、長波長側で小さくなり、概ね互いに類似する形状を示す。ただし、ＴＧスペクトルは長波長側となるに従って単調減少する形状であるのに対し、Ｈｂスペクトルは、波長１１００ｎｍ以上の範囲で急激に減少する形状である点で異なる。このことから、図１３におけるスペクトルａはＴＧスペクトルを反映したスペクトルであり、スペクトルｂはＨｂスペクトルを反映したスペクトルであるといえる。そこで、本実施形態では、式（３）においてＴＧスペクトルａの係数であるαｉを非侵襲血液スペクトルにおけるＴＧの吸光度として血中ＴＧ値の算出に用いる。
【００５４】
図１６に、図１４における「血中ＴＧ値」の値に対して「α（非侵襲ＴＧ吸光度）」の値をプロットしたグラフを示す。図１６のグラフの横軸は採血測定による血中ＴＧ値、縦軸は非侵襲ＴＧ吸光度を示す。図１６からわかるように、「血中ＴＧ値」の値が大きいほど「α（非侵襲ＴＧ吸光度）」の値が大きくなる傾向が認められる。なお、図１６における「血中ＴＧ値」と「α（非侵襲ＴＧ吸光度）」との相関係数は、０．５５０である。したがって、非侵襲血液吸光度を用いる実施例１の場合における「血中ＴＧ値」と「非侵襲血液吸光度」の相関係数（０．４９９）よりも良好な相関を示すといえる。このことから、上記の処理によって決定されるαｉの値を用いて血中ＴＧ値を算出する処理は、実施例１の非侵襲血液吸光度を用いて血中ＴＧ値を算出する処理に比べて、血中ＴＧ値のより有用な指標となることがわかる。そこで、本実施例では、図１６に示す血中ＴＧ値と非侵襲ＴＧ吸光度の相関関係について作成した回帰直線を検量線として採用する。
【００５５】
図１７は、図１４の各測定回における血中ＴＧ値と本実施例において算出されるＴＧ推定値とを示すグラフである。また、図１８は、血中ＴＧ値に対してＴＧ推定値をプロットした結果を示すグラフである。図１７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１８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。実施例１と同様に、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、「５９ｍｇ／ｄＬ」である。このことからも、非侵襲血液吸光度を用いる実施例１の場合（平均二乗誤差は「６８ｍｇ／ｄＬ」）に比べて、本実施例による処理の方が血中ＴＧ値の測定精度がより向上することが期待できる。
【００５６】
以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の血中濃度測定装置１の構成、吸収スペクトルの測定処理、血中ＴＧ値の測定処理などは、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。
【００５７】
例えば、上述した本実施形態では、血中濃度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、本実施形態の血中濃度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。本実施形態の血中濃度測定装置は、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。
【００５８】
また、上述した本実施形態では、トリグリセライドの血中濃度を算出する際、トリグリセライドの吸収スペクトルが示す吸光度として、トリグリセライドの吸収スペクトルに用いられる係数αｉが用いられた。しかしながら、本実施形態とは異なり、例えば、トリグリセライドの吸収スペクトルを求め、その後、トリグリセライドの吸収スペクトルが示す吸光度として、トリグリセライドの吸収スペクトルから上記の非侵襲血液吸光度を算出し、算出した非侵襲血液吸光度からトリグリセライドの血中濃度を算出してもよい。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る血中濃度測定装置１は、被験者が指１００にLight-Emitting Diode（ＬＥＤ）によって近赤外光を照射して、指１００の血液を透過した近赤外光をPhotodiode（ＰＤ）で受光して受光データを取得する。血中濃度測定装置１は、受光データから脈波信号を測定する。本変形例に係る血中濃度測定装置１は、図１に示す上記実施形態に係る血中濃度測定装置１の照射部３０および受光部４０に代えて照射部３０Ａおよび受光部４０Ａを備える。なお、本変形例に係る血中濃度測定装置１は、照射部３０Ａおよび受光部４０Ａ以外は、図１〜図３に示す上記実施形態に係る血中濃度測定装置１と同様の構成を備える。
【００６４】
図１９に、本変形例に係る血中濃度測定装置１において、被験者が指１００を開口部６０（図２参照）に挿入したときの状態を模式的に示す。照射部３０Ａと受光部４０Ａは、開口部６０から挿入された被験者の指１００の腹側に配置されている。本変形例に係る血中濃度測定装置１には、照射部３０Ａが指１００の腹側に光を照射し、血液を透過した当該光を当該指の腹側に配置されている受光部４０Ａで受光する反射光方式が採用されている。
【００６５】
図２０は、血中濃度測定装置１において照射部３０Ａおよび受光部４０Ａの配置関係を示す平面図である。照射部３０Ａは、第１ＬＥＤ３２（「第１光源」の一例）と、第２ＬＥＤ３３（「第２光源」の一例）と、を有する。第１ＬＥＤ３２は、波長１０５０ｎｍにピーク波長を有する光（「第１光」の一例）を照射する。第２ＬＥＤ３３は、波長１３００ｎｍにピーク波長を有する光（「第２光」の一例）を照射する。血中ＴＧ値の濃度が上昇して血液の濁度が大きくなると、波長１０５０ｎｍ付近の近赤外光における吸光度が大きくなる。そこで、本変形例では、波長１０５０ｎｍにおける血液の吸光度と、波長１３００ｎｍにおける血液の吸光度とを用いて血中ＴＧ値を測定する。
【００６６】
受光部４０Ａは、ＰＤ４２（「受光素子」の一例）を有する。ＰＤ４２は、照射部３０Ａから指１００に照射されて血液を透過した光を受光する。ＰＤ４２は光を受光することによって受光データとしての電圧信号を出力する。また、血中濃度測定装置１は、ＡＤ（Analog Digital）変換器（不図示）を有しており、ＰＤ４２からの受光データとしての出力信号をＡＤ変換した後、制御部１０に出力する。制御部１０は、受光データを記憶部２０に記憶する。
【００６７】
次に、本変形例に係る血中濃度測定装置１における血中ＴＧ値の測定方法について、図４を参照しつつ説明する。
【００６８】
まず、ＯＰ１０１において、血中濃度測定装置１の制御部１０は、照射部３０Ａにより複数波長の光を被験者の指に照射して、血液を透過した光をＰＤ４２で受光して受光データを取得する。血中濃度測定装置１は、例えば、２０秒間に亘り第１ＬＥＤ３２と第２ＬＥＤ３３とで波長の異なる光を交互に複数回（例えば、２００回）照射し、被験者の血液を透過した光をＰＤ４２で受光して、２０秒分（２００サイクル分）の受光データを取得する。
【００６９】
次のＯＰ１０２では、制御部１０は、ＯＰ１０１で取得した受光データに基づいて、血液を透過した第１ＬＥＤ３２からの光照射による光強度の経時変化であって第１光に対応する第１脈波信号と、血液を透過した第２ＬＥＤ３３からの光照射による光強度の経時変化であって第２光に対応する第２脈波信号と、を測定する。次のＯＰ１０３での処理は上記と同様であるのでその説明は省略する。
【００７０】
次のＯＰ１０４では、ＯＰ１０３でノイズを除去した第１脈波信号および第２脈波信号から、第１光および第２光における被験者の血液の各吸光度を算出する。各吸光度は上記式（１）を用いて算出される。
【００７１】
次のＯＰ１０５では、制御部１０は、血中ＴＧ値を算出する。ここで、本変形例における血中ＴＧ値の算出方法について説明する。上記実施例２で説明した通り、血液の吸収スペクトルは、ＴＧの吸収スペクトルと、ヘモグロビンの吸収スペクトルとの重ね合わせであるとする。このため、所定波長の光における血液の吸光度は、ＴＧの当該所定波長の光における吸光度とヘモグロビンの当該所定波長の光での吸光度との線形結合で表すことができる。本変形例に係る血中濃度測定装置１は、上記実施例２と同様に、ＴＧスペクトルのデータとＨｂスペクトルのデータがあらかじめ記憶部２０に記憶されており、これらのデータを用いて、以下の式（４）、（５）の等式が成立する係数α、βを決定する。
【数４】
2019208561.tif 000006
【数５】
2019208561.tif 000007
【００７２】
式（４）において、Ｘ１０５０は、第１ＬＥＤ３２により照射した波長１０５０ｎｍの光に対する血液の吸光度を表し、Ａ１０５０はあらかじめ取得したＴＧスペクトルにおける波長１０５０ｎｍでの吸光度を表し、Ｂ１０５０はあらかじめ取得したＨｂスペクトルにおける波長１０５０ｎｍでの吸光度を表している。同様に、式（５）において、Ｘ１３００は、第２ＬＥＤ３３により照射した波長１３００ｎｍの光に対する血液の吸光度を表し、Ａ１３００はあらかじめ取得したＴＧスペクトルにおける波長１３００ｎｍでの吸光度を表し、Ｂ１３００はあらかじめ取得したＨｂスペクトルにおける波長１３００ｎｍでの吸光度を表している。
【００７３】
ここで、係数αは、上記実施例２におけるαｉと同様に、血液の吸光度のうちのＴＧの吸光度に相関する値である。このため、式（４）におけるα×Ａ１０５０と式（５）におけるα×Ａ１３００とを差分した値もＴＧの吸光度に相関する値である。本変形例において、制御部１０は、この差分した値を非侵襲ＴＧ吸光度とみなして、検量線を用いてＴＧの血中濃度に換算する。検量線は、例えば、図１６と同様に、血中ＴＧ値と非侵襲ＴＧ吸光度の相関関係について作成した回帰直線を採用する。本変形例による血中濃度測定装置１によれば、上記実施例２と同様に血中ＴＧ値の測定精度を向上することができる。
【００７４】
なお、本変形例に係る血中濃度測定装置１には、反射光方式が採用されているが、透過光方式が採用されてもよい。透過光方式の血中濃度測定装置１は、照射部３０Ａと受光部４０Ａが開口部６０から挿入された被験者の指１００を挟むように例えば照射部３０Ａが指１００の背側（爪側）に配置されており、指１００を通過した光を受光部４０Ａが受光する構成であってもよい。
【００７５】
また、本変形例では、照射部３０Ａは、指１００における生体透過性の低い波長順に光を照射してもよい。ここで、生体透過性は、生体内での光の吸収率が低いほど高く、生体内での光の吸収率が高いほど低い。一般的に、波長９００ｎｍ〜１５００ｎｍにおける近赤外光は、生体内での吸収率が小さく、生体透過性が高い。上記波長の近赤外光において、ヒトの指における生体透過性は、低い順に、波長１３００ｎｍ、波長１０５０ｎｍである。照射部３０Ａは、制御部１０によって制御されることによって、生体透過性の低い波長順、すなわち、第２ＬＥＤ３３、第１ＬＥＤ３２の順で光を照射してもよい。
【００７６】
また、本変形例では、発光波長の異なる２つのＬＥＤを使用した例を示したが、測定対象の血液成分を変更したり、増加させたりすることで、必要なＬＥＤの個数や、ＬＥＤの発光波長の種類は適宜変更される。
【符号の説明】
【００７７】
１    血中濃度測定装置
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
２０    記憶部
３０    照射部
４０    受光部
５０    表示部
【図１】
2019208561.tif 000008
【図２】
2019208561.tif 000009
【図３】
2019208561.tif 000010
【図４】
2019208561.tif 000011
【図５】
2019208561.tif 000012
【図６】
2019208561.tif 000013
【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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【国際調査報告】
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