特許 7378118 生体情報計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-02

(45)【発行日】2023-11-13

(54)【発明の名称】生体情報計測方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20231106BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1455

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019152092

(22)【出願日】2019-08-22

(65)【公開番号】P2021029543

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】399086263

【氏名又は名称】学校法人帝京大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】弁理士法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】小川 充洋

【審査官】磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－３０５５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０６３０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】山越 憲一，循環生理情報の無侵襲計測，BME，1990年11月10日，Vol.4, No.11，pp.40-54，DOI：10.11239/jsmbe1987.4.11_40

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／１４５５

Ａ６１Ｂ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定者の被測定部である指に接触して可視光または赤外光を照射光として照射する光照射部と、
前記照射光が前記被測定部を透過した透過光を受光する受光部を備えた計測機器を用い前記被測定部を介して前記被測定者の生体情報を計測する生体情報計測方法であって、
前記計測機器は、前記被測定部を圧迫する圧迫部を備え、
前記圧迫部を通じて前記被測定部を第１圧迫力の圧迫強度により圧迫する第１圧迫ステップと、
前記第１圧迫力の圧迫強度による圧迫時において前記照射光が前記被測定部を透過した際の第１透過光強度（Ｌｔ１）が一定になっている時点において前記第１透過光強度（Ｌｔ１）から第１吸光度（Ａｂ１）を算出する第１算出ステップと、
前記圧迫部を通じて前記被測定部を前記第１圧迫力の圧迫強度よりも高強度である第２圧迫力の圧迫強度により圧迫する第２圧迫ステップと、
前記第２圧迫力の圧迫強度による圧迫時において前記照射光が前記被測定部を透過した際の第２透過光強度（Ｌｔ２）が一定になっている時点において前記第２透過光強度（Ｌｔ２）から第２吸光度（Ａｂ２）を算出する第２算出ステップと、
前記第１吸光度（Ａｂ１）と前記第２吸光度（Ａｂ２）との吸光度差（Ｄａ）を算出する吸光度差算出ステップと、
前記吸光度差（Ｄａ）から前記被測定者の生体情報を推定する生体情報推定ステップと
を備え、
前記圧迫部は、動脈に対して加えられる外圧を示す動脈内外圧差を横軸とし血管容積を縦軸とし前記動脈内外圧差と前記血管容積との関係を近似させたシグモイド関数のＳ字曲線において、前記Ｓ字曲線のグラフの中央位置は動脈内外圧差の０である部分であり、前記グラフの前記中央位置から動脈内外圧差の大きい側の前記第１圧迫力の圧迫強度の動脈内外圧差（Ｐ１）及び前記グラフの前記中央位置から動脈内外圧差の小さい側の前記第２圧迫力の圧迫強度の動脈内外圧差（Ｐ２）の両方をプロットする点に対応する血管容積で動脈の血流量を確保して、前記被測定部を圧迫する
ことを特徴とする生体情報計測方法。

【請求項2】

前記計測機器は、
予め測定された複数の被測定者の生体情報の生体情報群と、前記生体情報群に対応して予め測定された複数の被測定者の吸光度差の吸光度差データ群との関係性を示す相関テーブルを記憶した記憶部を備え、
前記生体情報推定ステップは、前記相関テーブルに当該測定により算出した前記吸光度差（Ｄａ）を代入して前記被測定者の生体情報を推定する請求項１に記載の生体情報計測方法。

【請求項3】

前記生体情報が、血中酸素濃度である請求項１または２に記載の生体情報計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体情報計測方法に関し、特に被測定者の血液を非侵襲的に測定することにより被測定者の生体情報を計測する計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従前、被測定者の生体情報を非侵襲的に取得する方法として、例えば、近赤外線の照射光を頭皮等に照射し皮下の血管中を流れる血液により照射光が吸収された後の透過光を測定する方法及びその装置が存在する（例えば、特許文献１等参照）。当該装置は一般にパルスオキシメータ等と称され、パルスオキシメータを利用することにより被測定者の血液中の酸素飽和度の計測は簡便となった。特にパルスオキシメータは、何回も継続して血液中の酸素飽和度を計測する必要がある用途において、使いやすさの点から多用されている。

【0003】

被測定者の皮下を流れる血液の脈動、血流量は心臓の拍動に伴い変化する。つまり、装置の計測部位の血管は脈動により拡張と弛緩を繰り返すことから、計測時間を通じて血管の径は変化する。例えば、照射光の吸収が増加（透過光が減少）した場合、照射光の光路長（血管径）の変動によるものか、またはヘモグロビン等の血液中の吸光物質の増減に依存するのか判然としない。現状のパルスオキシメータによる生体光計測においては、動脈の脈動による変動は無視できるものと仮定して計測を行っている。

【0004】

しかしながら、透過光による非侵襲的な方法により血液中の成分を測定しようとする場合、成分量が微量であれば光路長の変動の影響を受けることが予想される。従って、より正確な非侵襲による血液中成分の計測に際しては、脈動の影響も考慮した新たな計測方法が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

鋭意検討の結果、発明者は、連続非侵襲血圧計測において用いられる容積補償法の原理を血圧測定以外の血液中の成分計測にも応用可能であることに着目した。

【0007】

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、従前のパルスオキシメータによる計測では無視されていた血管の脈動の影響を軽減し、より正確な非侵襲による血液中成分の推定精度の向上を図る生体情報計測方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち、第１の形態の生体情報計測方法は、被測定者の被測定部に接触して可視光または赤外光を照射光として照射する光照射部と、照射光が被測定部を透過した透過光を受光する受光部を備えた計測機器を用い被測定部を介して被測定者の生体情報を計測する生体情報計測方法であって、計測機器は、被測定部を圧迫する圧迫部を備え、圧迫部を通じて被測定部を第１圧迫力により圧迫する第１圧迫ステップと、第１圧迫力による圧迫時において照射光が被測定部を透過した際の第１透過光強度から第１吸光度を算出する第１算出ステップと、圧迫部を通じて被測定部を第１圧迫力とは異なる第２圧迫力により圧迫する第２圧迫ステップと、第２圧迫力による圧迫時において照射光が被測定部を透過した際の第２透過光強度から第２吸光度を算出する第２算出ステップと、第１吸光度と第２吸光度との吸光度差を算出する吸光度差算出ステップと、吸光度差から被測定者の生体情報を推定する生体情報推定ステップとを備えることを特徴とする。

【0009】

第２の形態の生体情報計測方法では、計測機器は、予め測定された複数の被測定者の生体情報の生体情報群と、生体情報群に対応して予め測定された複数の被測定者の吸光度差の吸光度差データ群との関係性を示す相関テーブルを記憶した記憶部を備え、生体情報推定ステップは、相関テーブルに当該測定により算出した吸光度差を代入して被測定者の生体情報を推定することを特徴とする。

【0010】

第３の形態の生体情報計測方法は、被測定部が指であることを特徴とする。

【0011】

第４の形態の生体情報計測方法では、圧迫部は、第１圧迫力及び第２圧迫力が動脈内外圧差と血管容積により規定される関数を充たす動脈内外圧差の位置を、被測定部として圧迫することを特徴とする。

【0012】

第５の形態の生体情報計測方法では、第２圧迫力の圧迫強度は第１圧迫力の圧迫強度よりも高強度であることを特徴とする。

【0013】

第６の形態の生体情報計測方法では、生体情報が血中酸素濃度であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の生体情報計測方法によると、被測定者の被測定部に接触して可視光または赤外光を照射光として照射する光照射部と、照射光が被測定部を透過した透過光を受光する受光部を備えた計測機器を用い被測定部を介して被測定者の生体情報を計測する生体情報計測方法であって、計測機器は、被測定部を圧迫する圧迫部を備え、圧迫部を通じて被測定部を第１圧迫力により圧迫する第１圧迫ステップと、第１圧迫力による圧迫時において照射光が被測定部を透過した際の第１透過光強度から第１吸光度を算出する第１算出ステップと、圧迫部を通じて被測定部を第１圧迫力とは異なる第２圧迫力により圧迫する第２圧迫ステップと、第２圧迫力による圧迫時において照射光が被測定部を透過した際の第２透過光強度から第２吸光度を算出する第２算出ステップと、第１吸光度と第２吸光度との吸光度差を算出する吸光度差算出ステップと、吸光度差から被測定者の生体情報を推定する生体情報推定ステップとを備えるため、従前のパルスオキシメータによる計測では無視されていた血管の脈動の影響を軽減し、より正確な非侵襲による血液中成分の推定精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態の計測機器の構成を示す模式図である。

【図2】本発明の生体情報計測方法を示すフローチャートである。

【図3】第１圧迫力による圧迫時を示す概略模式図である。

【図4】第２圧迫力による圧迫時を示す概略模式図である。

【図5】第１圧迫力及び第２圧迫力と、動脈内外圧差と血管容積により規定される関数と関係を示す模式図である。

【図6】相関テーブルの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の生体情報計測方法を実施する計測機器１について、図１の模式図を用い説明する。計測機器１（透過型血液成分計測器）は、測定部１０と、当該測定部１０を制御する装置本体部５０により構成される。本発明の生体情報計測方法では、皮下の血管に対して可視光または赤外光が照射光として照射され、透過後の透過光が受光されて吸光度が計測される。そこで、照射後の透過光を検出しやすい部位において計測が行われる。被測定者の測定部位（被測定部）は、具体的には手の指であることが好ましい。あるいは、足趾、耳朶、さらには、前腕、上腕等も測定部位に含められる。以降の実施形態の説明においては、手の指を被測定部の例として説明する。

【0017】

指には血液が循環する動脈と静脈が存在する。そこで、動脈及び静脈を流れる血液に照射光が照射され、当該血液により吸光された後の透過光から吸光度が測定される。血液中の成分の多少により透過光の光量は変化し、吸光度の差となる。例えば、ヘモグロビンのみの状態と、ヘモグロビンと酸素が結合した状態では吸光度に差が生じる。また、血液中のコレステロール量の変化、血糖値の変化においても吸光度に差異が生じると考えられる。そこで、被測定者の血中酸素濃度、血中コレステロール量、血糖値をはじめとする各種の生体情報について非侵襲的に取得することが可能となる。

【0018】

図１において、計測機器１の測定部１０内に被測定者の測定部位である手の指Ｆが挿入される。図示の指は上向きであり、符号Ｎは指Ｆの爪である。測定部１０は上部本体１１と下部本体１２からなり、指Ｆは測定部１０の測定上部１１と測定下部１２により挟まれる。そして、測定部１０の上部本体１１に指Ｆに接触して可視光または赤外光を照射光Ｌとして照射する光照射部２１が設けられる。測定部１０の測定下部１２に照射光が被測定部の指Ｆを透過した透過光を受光する受光部２２が設けられる。

【0019】

光照射部２１は可視光または赤外光の各種波長を照射光として照射可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）である。照射光の波長は、例えば、７７０ｎｍ±２０ｎｍ、８０５ｎｍ±２０ｎｍ、８７０ｎｍ±２０ｎｍの波長域である。光照射部２１は照射光を可視光から赤外光まで照射光の波長を変化させるため、ＲＧＢの各ＬＥＤ、赤外光ＬＥＤ等が実装される。照射光は、測定対象とする生体情報に応じて最適な波長域の波長が選択される。受光部２２は、光照射部２１から照射された照射光が被測定者の測定部位（被測定部）内部を透過して測定部位外に現れる透過光を受光する機能を有する。受光部２２として、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）が使用される。

【0020】

さらに、図示では、被測定部である指Ｆを圧迫する圧迫部３０が備えられる。圧迫部３０は袋状物であり、内部に空気が送り込まれて体積が膨張する。例えば、血圧計のカフ等が応用される。測定部１０（測定上部１１と測定下部１２の間）の内部において、圧迫部３０の体積が膨張すると内部の指Ｆは徐々に圧迫部３０により圧迫される。圧迫部３０は空気による体積膨張に加え、ワイヤ（図示せず）による締め付けによる圧迫の形態等としてもよい。図示の形態では、圧迫部３０は指の上下方向から圧迫する。これに代えて、片側方向を圧迫する構成としてもよい。

【0021】

測定部１０は装置本体部５０の制御下により作動する。装置本体部５０は照射光制御部５１、透過光変換部５２、圧迫力制御部５３、空圧ポンプ５４、装置制御部５５、表示部５６、記憶部５７等を備える。その他、装置本体部５０は図示しない出力端子、電池等の電源、信号増幅のための増幅器等が適式に実装する。

【0022】

照射光制御部５１は、測定部１０の測定上部１１に組み込まれた光照射部２１から照射される照射光の波長の長さ、異なる波長の近赤外光を複数用いた場合の照射順序、照射時間、及び照射間隔等を制御する。

【0023】

透過光変換部５２は、測定部１０の下部本体１２に組み込まれた受光部２２により受光した透過光の光強度を検出し、装置制御部５５において演算するための変換処理を行う。具体的には、Ａ／Ｄコンバータ等が備えられる。

【0024】

圧迫力制御部５３は、圧迫部３０に対して後述する第１圧迫力及び第２圧迫力に相当する圧迫力を作出する制御機能を有する。具体的には、電空レギュレータ等が備えられる。そして、圧迫力制御部５３の制御下、空圧ポンプ５４は可動して同空圧ポンプ５４より空気を圧迫部３０へ送気する。

【0025】

装置制御部５５は、照射光制御部５１及び圧迫力制御部５３の制御とともに、透過光変換部５２により取得した光強度の信号を受けて被測定者の生体情報の算出を行う。また、装置制御部５５は表示部５６における表示内容の生成も行う。装置制御部５５は公知のマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を実装している。そして、装置制御部５５は後述する図２のフローチャートに示す処理を実行する。

【0026】

表示部５６は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ等の表示装置である。表示部５６は装置本体部５０と一体としても装置本体部５０から離れていてもよい。表示部５６は装置制御部５５により生成された表示データを装置制御部５５の制御下で表示する。

【0027】

記憶部５７は、後述する第１圧迫力及び第２圧迫力、相関テーブル３００（図６参照）等の計測機器１の可動に必要な各種データを格納する。具体的に、記憶部５７は、フラッシュメモリ等の不揮発性半導体メモリ等である。

【0028】

これより図１とともに図２のフローチャートを用いながら、実施形態の生体情報計測方法を説明する。この生体情報計測方法の特徴は、強度の異なる少なくとも２種類の圧迫力により被測定部を圧迫し、各圧迫力における吸光度が求められることにある。

【0029】

圧迫部３０は、測定部１０（測定上部１１と測定下部１２の間）の内部に挿入された被測定部である指Ｆを第１圧迫力により圧迫する（Ｓ１０：第１圧迫ステップ）。圧迫部３０に作用する第１圧迫力は、後出する第２圧迫力よりも低強度の圧迫力（圧迫強度）に設定されている。圧迫部３０の第１圧迫力（圧迫強度）の調整は、装置制御部５５の制御下の圧迫力制御部５３により行われる。

【0030】

第１圧迫力により指Ｆが圧迫されている時、照射光が被測定部である指Ｆを透過した際の第１透過光強度Ｌｔ１は受光部２２により検出される。そして、装置制御部５５は、照射光強度Ｌと第１透過光強度Ｌｔ１から第１吸光度Ａｂ１を算出する（Ｓ２０：第１算出ステップ）。

【0031】

第１圧迫ステップ（Ｓ１０）及び第１算出ステップ（Ｓ２０）について、図３も含めて説明する。図３は被測定部の生体組織の構造を模式的に示した図である。図示の上段から順に、皮膚、脂肪、及び骨等の指Ｆの生体組織１０１、動脈血管１０３、静脈血管１０４、及び皮膚、脂肪、及び骨等の指Ｆの生体組織１０２である。上側の生体組織１０１に光照射部２１が接触し、下側の生体組織１０２に受光部２２が接触している。そして、図１の圧迫部３０から生じる第１圧迫力は図中の矢印Ｊ１として指Ｆを圧迫（付勢）している。
図３において、動脈血管１０３の管径（直径）はＶａ１、静脈血管１０４の管径（直径）はＶｖ１である。

【0032】

光照射部２１から照射された照射光（光強度Ｌ）は、生体組織１０１、動脈血管１０３、静脈血管１０４、生体組織１０２の順に被測定部を透過する。そして、当該被測定部を透過した透過光は受光部２２により受光される。被測定部の透過に伴い照射光の光強度Ｌは減衰して第１透過光強度Ｌｔ１となる。第１吸光度Ａｂ１の算出は、次の式（ｉ）として計算される。

【0033】

【数1】

【0034】

吸光度の算出は、ランベルト・ベール（またはベール・ランバート）の法則に従う。厳密には、被測定部に生体組織１０１、１０２、血管壁等が存在するため光透過に影響する。しかしながら、ランベルト・ベールの法則は光路長と光強度の減衰の関係を比較的簡便に示すことができる。そこで、本発明においてもランベルト・ベールの法則を採用して算出している。光強度Ｌと第１透過光強度Ｌｔ１から透過率が算出され、さらに吸光度として算出される。

【0035】

第１圧迫力を受けて被測定部である指Ｆの動脈血管１０３及び静脈血管１０４の血管径は縮小する。圧迫部３０による指Ｆの圧迫開始時点では心拍に伴う脈動により血管径は変動する。そのため、透過光強度は安定しない。その後、第１圧迫力の外圧の動的制御により血管径の変動が小さくなる。すなわち、圧迫を通じて透過光強度が一定にできる性質が、利用される。そこで、装置制御部５５の制御下、第１圧迫力により第１透過光強度Ｌｔ１が概ね一定になっていることが確認され、当該第１圧迫力の時点において第１吸光度Ａｂ１は算出される。

【0036】

次に、圧迫部３０は、測定部１０（測定上部１１と測定下部１２の間）の内部に挿入された被測定部である指Ｆを第２圧迫力により圧迫する（Ｓ３０：第２圧迫ステップ）。圧迫部３０に作用する第２圧迫力は、前出の第１圧迫力よりも高強度の圧迫力に規定されている。圧迫部３０の第２圧迫力の調整は、装置制御部５５の制御下の圧迫力制御部５３により行われる。

【0037】

第２圧迫力により指Ｆが圧迫されている時、照射光が被測定部である指Ｆを透過した際の第２透過光強度Ｌｔ２は受光部２２により検出される。そして、装置制御部５５は、照射光強度Ｌと第２透過光強度Ｌｔ２から第２吸光度Ａｂ２を算出する（Ｓ４０：第２算出ステップ）。第１圧迫力及び第２圧迫力は、それぞれ一定の圧力強度ではない。第１圧迫力及び第２圧迫力は、動脈圧の一心拍内の変動に応じて増減する。そのため、第１圧迫力及び第２圧迫力は、心拍の変動を加味した幅を有する範囲である。

【0038】

第２圧迫ステップ（Ｓ３０）及び第２算出ステップ（Ｓ４０）について、図４も含めて説明する。図４は図３と同様に被測定部の生体組織の構造を模式的に示した図である。図示の上段から順に、指Ｆの生体組織１０１、動脈血管１０３、静脈血管１０４、及び指Ｆの生体組織１０２である。上側の生体組織１０１に光照射部２１が接触し、下側の生体組織１０２に受光部２２が接触している。そして、図１の圧迫部３０から生じる第２圧迫力は図中の矢印Ｊ２として指Ｆを圧迫（付勢）している。図４において、動脈血管１０３の管径（直径）はＶａ２、静脈血管１０４の管径（直径）はＶｖ２である。第２圧迫力は第１圧迫力の圧迫強度よりも高強度であるため、動脈血管１０３、静脈血管１０４の管径は収縮する。すなわち、Ｖａ１＞Ｖａ２、Ｖｖ１＞Ｖｖ２の関係が成り立つ。

【0039】

光照射部２１から照射された照射光（光強度Ｌ）は、生体組織１０１、動脈血管１０３、静脈血管１０４、生体組織１０２の順に被測定部を透過する。そして、当該被測定部を透過した透過光は受光部２２により受光される。被測定部の透過に伴い照射光の光強度Ｌは減衰して第２透過光強度Ｌｔ２となる。第２吸光度Ａｂ２の算出は、次の式（ｉｉ）として計算される。第２吸光度Ａｂ２の算出も、前述の第１吸光度Ａｂ１の算出と同様にランベルト・ベールの法則に従う。装置制御部５５の制御下、第２圧迫力により第２透過光強度Ｌｔ２が概ね一定になっていることが確認され、当該時点において第２吸光度Ａｂ２は算出される。

【0040】

【数2】

【0041】

第２圧迫力を受けて被測定部である指Ｆの動脈血管１０３及び静脈血管１０４の血管径は、第１圧迫力の時点よりもさらに縮小する。第１圧迫力の時点よりもさらに圧迫を継続し第２圧迫力とすると、もう一段階血管径の変動が小さくなる範囲に到達する。

【0042】

例えば、人の血圧には、上の血圧（収縮期血圧）または下の血圧（拡張期血圧）が存在する。血圧測定時に腕を圧迫する血圧計のカフの圧力の高低の違い（コロトコフ音の相違として把握可能）により、上の血圧または下の血圧の測定が可能である。そこで、第１圧迫力と、より高強度の第２圧迫力を被測定部の指Ｆに加えることにより、両圧迫時点において血管径が安定する原理を利用している。ただし、血圧測定時の上の血圧または下の血圧の各圧迫力をそのまま本発明における第１圧迫力及び第２圧迫力に転用しているわけではない。

【0043】

測定時の動脈等に対して加えられる外圧と、血管容積の関係は、例えば、図５のグラフとして表される。図５は動脈内外圧差と血管容積の関係を近似させて関数化したグラフであり、Ｓ字曲線またはシグモイド関数と称される。横軸は動脈内外圧差であり、縦軸は血管容積である。なお、縦軸を血管断面積とすることもできる。Ｓ字曲線のグラフの左端部分は最高血圧に相当する。Ｓ字曲線のグラフの中央位置（いわゆる変曲点付近）は、動脈内外圧差の「０」である部分であることが知られている。

【0044】

最高血圧であるときの血管容積については、従前の血圧計による血圧測定の原理からは可能である。しかし、血流量が低下するため、透過光の検出感度において好ましいとはいえない。また、血流量の低下に伴い、目的物質の検出において発生する誤差の影響も大きくなり、総じて生体情報を推定する際の感度低下は否めない。

【0045】

次に、動脈内外圧差が「０」となる点の血管容積は最高血圧であるときの血管容積と比較して血管径は大きく、相応の血流量は確保される。そこで、最高血圧としたときの血流量低下に起因する問題は解消される。しかしながら、実際の測定の場面で動脈内外圧差がちょうど「０」となる点の圧迫力を被測定部に作り出すことは困難であり、現実的ではない。

【0046】

そこで、本発明の生体情報計測方法にあっては、上記の問題に対応するべく、Ｓ字曲線のグラフの右方の位置に第１圧迫力のときの動脈内外圧差（Ｐ１）がプロットされる。そして、Ｓ字曲線のグラフの左方の位置に第２圧迫力のときの動脈内外圧差（Ｐ２）がプロットされる。Ｐ１及びＰ２の両プロット点に対応する血管容積では、相応の血流量は確保される。また、脈内外圧差が「０」となる点と比較して、両圧迫力の設定（圧迫部３０の制御）は容易である。

【0047】

続いて、装置制御部５５は、第１算出ステップ（Ｓ２０）より算出された第１吸光度Ａｂ１と、第２算出ステップ（Ｓ４０）より算出された第２吸光度Ａｂ２と、から吸光度差Ｄａを算出する（Ｓ５０：吸光度差算出ステップ）。吸光度差Ｄａは次の式（ｉｉｉ）として示される。結果的に、吸光度差Ｄａは第２透過光強度Ｌｔ２／第１透過光強度Ｌｔ１の対数表示に置換される。

【0048】

【数3】

【0049】

ただし、被測定部に対する圧迫力と同被測定部から取得される光強度には、個人差が存在する。従って、複数の被測定者に対して一律に１点のみの圧迫力を設定することができない。仮に設定しようとすると、図５のグラフにおける最高血圧となる圧迫力を選択するほかなく、そもそも計測が困難な血流量となる。

【0050】

第１圧迫力の圧迫時の第１透過光強度Ｌｔ１も、第２圧迫力の圧迫時の第２透過光強度Ｌｔ２も、それぞれ安定した血管状態の光強度であることは、前述のとおりである。吸光度差Ｄａの算出過程においては、圧迫力の強弱の要因が排除され、吸光度差Ｄａは第２透過光強度Ｌｔ２を第１透過光強度Ｌｔ１により除した商に帰着する。吸光度差Ｄａは個人毎に固有の値と考えられる。この現象を利用して、被測定部における異なる圧迫力により生じた吸光度差が指標として機能することを見いだした。

【0051】

血中酸素濃度、血中コレステロール量、血糖値をはじめとする各種の生体情報について、予め複数人の吸光度差を調べておくことにより、生体情報と吸光度差との対応関係が明らかとなる。この場合、性別、年齢別、体重別、人種別等に区分することにより、より正確な対応関係を導き出すことが可能となる。

【0052】

そこで、装置制御部５５は、被測定者から算出された吸光度差Ｄａに基づいて、当該吸光度差と対応関係にある生体情報を推定する（Ｓ６０：生体情報推定ステップ）。

【0053】

生体情報と吸光度差との対応関係は、図６に示す相関テーブル３００の形態に集約される。相関テーブル３００は、予め測定された複数の被測定者の生体情報の生体情報群３５０と、生体情報群３５０に対応して予め測定された複数の被測定者の吸光度差の吸光度差データ群３１０との関係性を示す。

【0054】

装置本体部５０の記憶部５７（図１参照）は相関テーブル３００を記憶している。装置制御部５５は記憶部５７より相関テーブル３００を呼び出す。そして、装置制御部５５は被測定者から算出された吸光度差Ｄａを相関テーブル３００に代入する。装置制御部５５は生体情報群３５０に含まれる個々の生体情報（例えば、血中酸素濃度）の数値と、吸光度差データ群３１０に代入された具体値を組み合わせる。結果、装置制御部５５は当該吸光度差に対応した被測定者の生体情報を推定することができる。図中の符号３５１は血中酸素濃度の推定値である。

【0055】

そして、装置制御部５５は表示部５６に表示用の信号を送信し、表示部５６は具体的な生体情報の「数値」、例えば「血中酸素濃度：９５％」、または「良好、正常、注意、危険」等の段階別の結果を表示する。なお、装置本体部５０は、表示部５６とともに、または表示部５６に代えて、スピーカ（図示せず）を備えて生体情報を音声で報知してもよい。

【0056】

上述した装置本体部５０の作動に必要なコンピュータプログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。

【0057】

なお、上記コンピュータプログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript（登録商標）などのスクリプト言語、Objective-C、Java（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明の生体情報計測方法によると、測定時に不可避な血管の脈動の影響を軽減できるため、既存の血液中成分の吸収量により間接的に推定する非侵襲の計測方法の代替として有効である。

【符号の説明】

【0059】

１ 計測機器
１０ 測定部
１１ 測定上部
１２ 測定下部
２１ 光照射部
２２ 受光部
３０ 圧迫部
５０ 装置本体部
５１ 照射光制御部
５２ 透過光変換部
５３ 圧迫力制御部
５４ 空圧ポンプ
５５ 装置制御部
５６ 表示部
５７ 記憶部
１０１，１０２ 生体組織
１０３ 動脈血管
１０４ 静脈血管
３００ 相関テーブル
３１０ 吸光度差データ群
３５０ 生体情報群
Ｆ 指
Ｌｔ１ 第１透過光強度
Ａｂ１ 第１吸光度
Ｌｔ２ 第２透過光強度
Ａｂ２ 第２吸光度
Ｄａ 吸光度差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】