JP2019201760A - 血管検知装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 血管位置を特定することが可能な装置及び方法を提供する。【解決手段】 照射面に照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を有し、ヘモグロビンの吸収帯の第１波長の光と、第１波長の光より、ヘモグロビンの吸収が小さい波長の光である第２波長の光とを被検体に照射する照射部と、照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、被検体から放出される１以上の位置の光強度を検出する光強度検出部と、第２波長の光の光強度から、散乱情報を算出し、第１波長の光の光強度から、吸収情報を算出し、第２波長の光の光強度から、血流情報を算出し、散乱情報と吸収情報と血流情報とから血管を検知する制御部と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、血管検知装置及びその方法に関する。

食後高脂血症は、動脈硬化のリスクファクターとして注目されている。非空腹時の中性脂肪濃度が高くなると、冠動脈疾患のイベント発症リスクが高くなることが報告されている。

食後高脂血症の診断は、食後6〜8時間の血中の脂質濃度変化を観測する必要がある。つまり、食後の高脂血状態を計測するためには、被験者を6〜8時間拘束し、複数回の採血が必要である。そのため、食後高脂血症の診断は臨床研究の域を出ず、食後高脂血症の診断を臨床現場で実施することは、現実的ではなかった。

このような課題を解決する手法が、特許文献１に開示されている。特許文献１の手法によれば、非侵襲脂質計測により、採血を無くすことができる。これにより医療機関のみならず家庭でも血中脂質を計測できるようになる。即時的なデータ取得を可能とすることで、時間的に連続した血中脂質を計測することが可能となる。

国際公開第2014/087825号公報

従来の非侵襲脂質計測により血中脂質を計測する手法は、均一系を対象にしている。しかしながら、非侵襲脂質計測は、皮膚や筋肉など、複数の組織から構成される生体計測であり、均一系の理論が有効ではない場合も考えられる。実際に、目視で確認される静脈上での計測値と静脈が目視で確認できない部位の計測値は異なる。これらのことから、非侵襲脂質計測において、最適計測部位が存在すると考えられる。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、非侵襲的に血中成分を計測するための最適計測部位を検出することが可能な装置及び方法を提供することである。

本発明の血管検知装置は、照射面に照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を有し、ヘモグロビンの吸収帯の第１波長の光と、第１波長の光より、ヘモグロビンの吸収が小さい波長の光である第２波長の光とを被検体に照射する照射部と、照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、被検体から放出される１以上の位置の光強度を検出する光強度検出部と、第２波長の光の光強度から、散乱情報を算出し、第１波長の光の光強度から、吸収情報を算出し、第２波長の光の光強度から、血流情報を算出し、散乱情報と吸収情報と血流情報とから血管を検知する制御部と、を有する。

また、本発明の血管検知方法は、照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を介し、ヘモグロビンの吸収帯の第１波長の光と、第１波長の光より、ヘモグロビンの吸収が小さい波長の光である第２波長の光とを被検体に照射し、光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的な位置での、被検体から放出される１以上の位置の光強度を検出し、第２波長の光の光強度から、散乱情報を算出し、第１波長の光の光強度から、吸収情報を算出し、第２波長の光の光強度から、血流情報を算出し、散乱情報と吸収情報と血流情報とから血管を検知する。

本発明の血管検知装置及び方法によれば、非侵襲血液計測における測定値の正確性、精密性などの精度向上を図ることが可能となる。

実施形態の血管検知装置の構成を示す図である。 方向調整部の構成を示す図である。 模擬生体を用いて検証した結果を示す図である。 血中脂質による光の散乱を示す図である。 血中脂質による光の散乱を示す図である。 実施形態の脂質計測装置の制御系の構成を示す図である。 静脈からの距離と強度の関係を示す図である。 実施形態の脂質計測処理のフローチャートである。 静脈可視化装置で撮影した血管と位置決め機能でマーキングを行った位置関係を示す図である。 方向調整部を用いない場合の静脈と位置決め機能を適用したマーキング位置の関係を示す図である。 血管位置決め機能の検証を行った図である。

以下、実施形態である血管検知装置及びその方法について、図を参照して詳細に説明をする。

図１は、実施形態の血管検知装置の構成を示す図である。

図１に示すように、実施形態の血管検知装置１は、照射部２と、光強度検出部３と、制御部４と、通知部５を有する。

照射部２は、生体の所定の部位の生体外から生体内に向けて、所定の照射位置２１に光を照射するための光源２２を有する。光源２２は、照射する光の波長を調整することができる。光源２２は、波長範囲を血漿の無機物によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。光源２２は、血液の細胞成分によって光が吸収される波長範囲以外に調整できる。ここで、血液の細胞成分とは、血中の赤血球、白血球及び血小板である。血漿の無機物とは、血中の水及び電解質である。

実施形態の照射部２は、後述する制御部４による散乱係数μeffの算出方法に応じて、光の連続的な照射や光のパルス状の照射等の光を照射する時間の長さを任意に調整することができる。照射部２は、照射する光の強度または光の位相を任意に変調することができる。

照射部２は、波長が固定された光源２２を用いてもよい。照射部２は、波長が異なる複数の光源あるいは複数の波長の光を混合したものであってもよい。照射部２は、例えば、蛍光灯、LED、レーザー、白熱灯、HID、ハロゲンランプ等である。照射部２の照度は、制御部４により制御されてもよいし、別途制御回路を設けてもよい。

実施形態では、光源２２はLED（Light Emitting Diode）である。光源２２は、LEDからの照射光の直線性を高めるための方向調整部２３を有する。光源２２にLEDをそのまま用いた場合には、照射時における拡散が、いわゆる外乱光と同様に、測定値に誤差を与える可能性がある。さらに、照射光が、生体表面で拡散するため、皮膚などの静脈と光源の間に存在する物質の影響を受けることとなる。

実施形態では、照射光の到達深度をコントロールすることで、最適な深さを計測する方法を検証した。生体の皮膚などの組織の散乱係数は1.0/mmとされており、光が1mmの深さに達した時に散乱を開始すると考えられる。図２に示すように、実施形態では、光源２２のLEDの発光面に、直径0.8ｍｍのピンホール２３ａを備えた方向調整部２３を設置する。これにより、光源２２のLEDから放出される拡散成分を軽減し、光の直進性を高める。

なお、ピンホール２３ａの直径は、好ましくは0.4mm以上1.5mm以下である。この数値範囲とした場合には、拡散を抑制した入射光となる。入射光の光源となるLEDより小さい範囲で照射することで、LED機材の外枠等によるノイズを軽減することができる。1.5mm よりピンホールが大きいと、光源２２のLEDから放出される拡散成分が大きくなる。0.4mmよりピンホールが小さいと、計測上必要とされる入射光強度が得られない可能性がある。

ピンホール２３ａの直径は、より好ましくは0.8mm以上1.2mm以下である。この数値範囲とした場合には、擬似的な直線光となり、計測原理となる拡散理論に近似した効果が得られること、さらには計測に必要な光強度を保つことができる。

ピンホール２３ａの直径は、さらに好ましくは0.8mm以上0.9mm以下である。この数値範囲とした場合には、より擬似的な直線光が得られ、計測原理に則った拡散理論が適用できるという効果が得られる。

ピンホール２３ａの効果を確認するため、光学特性を生体と同様に調整（μs=1.0/mm, μa=0.01/mm）した模擬生体を用いて検証した結果を図３に示す。その結果、入射光は約1mmまで侵入した後、光が拡散していることが確認できた（図３のＢ）。一方、ピンホールが無い場合には、光が表面で拡散してしまっている（図３のＡ）。このことから、LEDからの照射光が、ピンホール２３ａを通過し、光の直進性が高まることで、目標とする深度まで光が透過することが可能であることがわかった。

なお、実施形態では、方向調整部２３にピンホール２３ａが備わる態様について説明したが、これに限られず、例えば、レンズ等の光の直線性を高めることが可能な構成を有すればよい。

実施形態の光源２２は、相異なる第１波長の光及び第２波長の光を照射する。第１波長の光は、吸収情報を取得するための光であり、第２波長の光は、散乱情報及び血流情報を取得するための光である。

「吸収情報」を取得するための第１波長の光は、血液中のヘモグロビンの吸収帯の波長の光であればよく、例えば、可視光を照射するのがよい。ヘモグロビンの吸収帯の波長を使用することで、ヘモグロビンに依存した吸収情報が得られる。ヘモグロビンの吸収帯は、400 nm〜700nm辺りであり、可視光のほとんどをカバーしている。したがって、光源２２の波長範囲は、400 nm〜700nmとすることが好ましい。

「散乱情報」及び「血流情報」を取得するための第２波長の光は、第１波長の光より、血液中のヘモグロビンの吸収が少ない帯域の波長の光であればよく、例えば、近赤外光を照射するのが好ましい。近赤外光は、他にも水など組織に関する吸収が小さいため、血流などの動きの情報を正確に計測しやすい。

「散乱情報」及び「血流情報」を取得する場合、光源２２の波長範囲は、血漿の無機物により光を吸収する波長範囲を考慮して約1400nm以下、及び、約1500nm〜約1860nmとするのが好ましい。さらに、光源２２の波長範囲は、血液の細胞成分によって光が吸収される波長範囲を考慮して約580nm〜約1400nm、及び、約1500nm〜約1860nmとするのがより好ましい。

光源２２に用いられる波長範囲を、上記範囲とすることにより、後述する光強度検出部３により検出される光において、血漿の無機物による光の吸収の影響、及び、血液の細胞成分により光の吸収の影響を抑制する。これにより、物質を特定するほどの吸収は存在せず、吸収による光エネルギー損失は無視できるほど小さくなる。そのため、血中の光は血中の脂質による散乱によって遠くまで伝搬し、体外へ放出される。

実施形態の光源２２は、可視光及び近赤外光の双方の光を照射するが、可視光を照射する光源と近赤外光を照射する光源との複数の光源を含んでもよい。光源を複数とすることにより、光強度検出部３の受光時に波長の区別を行うことが不要となる。また、光源を複数とする場合には、複数の光源の各々にピンホールを備えた遮光板を設けるのがよい。

光強度検出部３は、生体から生体外に放出される光を受光して、その光強度を検出する。複数の光強度検出部３を用いる場合には、光強度検出部３は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に設置される。図１に示すように、実施形態では、照射位置２１から所定の間隔で同一面上でかつ直線状に、第１の光強度検出部３１及び第２の光強度検出部３２が順に並べられる。光強度検出部３は、フォトダイオードやCCDやCMOSでよい。

図１に示すように、実施形態では、照射位置２１から第１の光強度検出部３１による第１の検出位置３３１までの距離を第１の照射検出間距離ρ1とし、照射位置２１から第２の光強度検出部３２による第２の検出位置３３２までの距離を第２の照射検出間距離ρ2とする。

図４に示すように、光を生体に照射する照射位置２１と、生体中の血液（図中のＥ）から放出される光強度を検出する検出位置３１との間に所定の距離ρを設ける。所定の距離ρを設けることにより、照射した光（図中のＡ）が生体表面及び表面近傍の散乱体により反射して直接的に生体から放出される光（図中のＢ）の影響を抑制する。照射した光が、リポ蛋白等の脂質が存在する深さに達したのち、血液中の脂質（図中のＤ）によって光が反射する。脂質による光の反射による散乱を経て、生体から放出される後方散乱光（図中のＣ）による光強度を検出する。また、照射位置２１と検出位置３１との距離ρを長くすることで、光路長は長くなる。このため、脂質との衝突回数が増え、検出される光は散乱の影響を多く受ける。距離ρを長くすることにより、これまでは弱く、検出しにくかった散乱の影響が捉えやすくなる。

また、図５に示すように、照射部２と光強度検出部３とで生体（図中のＥ）を挟み込み、照射部２からの光を光強度検出部３が検出する配置でもよい。

計測対象であるリポ蛋白は、アポ蛋白等に覆われた球状構造をしている。リポ蛋白は血中において固体のような状態で存在する。リポ蛋白は、光を反射する性質を有する。特に、粒子径や比重の大きいカイロミクロン（CM）やVLDL等は中性脂肪（TG）を多く含み、光をより散乱させ易い特性を有する。よって、光強度検出部３により検出される光強度には、リポ蛋白による光の散乱の影響が含まれる。

なお、複数の検出位置３１を設ける場合の配列は、照射位置２１を略中心として各々異なる距離に配置されるのであれば直線状に限定されるものではなく、円状、波状、ジグザグ状など、適宜選択することができる。また、照射位置２１から検出位置３１までの第１の照射検出間距離ρ1や第２の照射検出間距離ρ2、検出位置３３１、３３２同士の間隔は、一定の間隔に限定されるものではなく、連続的でもよい。

次に、血管検知装置１の制御系の構成について説明する。図６は実施形態の血管検知装置１のブロック図である。システムバス４２を介して、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４、記憶部４５、外部Ｉ／Ｆ（Interface）４６、照射部２、光強度検出部３、及び、通知部５が接続される。ＣＰＵ４１とＲＯＭ４３とＲＡＭ４４とで制御部（コントローラー）４を構成する。

ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１により実行されるプログラムや閾値を予め記憶する。

ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４１が実行するプログラムを展開するエリアと、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの様々なメモリエリア等を有する。

記憶部４５は、検知・算出された光強度等やμeff等のデータを記憶する。記憶部４５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、フラッシュメモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の、不揮発性に記憶する内部メモリーでよい。

外部Ｉ／Ｆ４６は、例えばクライアント端末（ＰＣ）などの外部装置と通信するためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ４６は、外部装置とデータ通信を行うインターフェースであれば良く、たとえば、外部装置にローカルに接続する機器（ＵＳＢメモリ等）であっても良いし、ネットワークを介して通信するためのネットワークインターフェイスであっても良い。

制御部４は、光検出強度３により検出された光強度に基づき生体内における散乱情報を算出する。散乱情報は、所定の波長の照射光における光強度検出部３の検出強度に基づき算出される。実施形態では、散乱情報は、光源２２の照射光の波長が810nm及び970nmにおける光強度検出部３の検出強度に基づき算出される。

散乱情報は生体内物質に対する吸収が小さい、もしくは、ほとんどない波長（第２波長）を使用して散乱体に対しての情報を得る。この散乱情報は血中脂質の量に依存した情報である。

散乱情報の一つとして、散乱係数μeffが含まれる。ここで、散乱係数μeffの算出法を説明する。

図１に示すように、実施形態における制御部４は、光強度比又は光強度差を算出する。

制御部４は、光強度検出部３により検出された複数位置の光強度の対数をとり散乱係数μeffを算出する。制御部４は、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μeffを算出する。

照射部２により所定の光強度の連続光を照射し、制御部４は、第１の光強度検出部３１により検出された光照射部と光強度検出部の間の距離ρと、ρの2乗と光強度Ｒ（ρ）の積からから、散乱係数μeffを算出する（数式１）。

なお、制御部４による散乱係数μeffの算出方法は、上記の各算出法によるものに限定されない。

制御部４は、光強度検出部３により検出された光強度に基づき生体内における吸収情報を算出する。

吸収情報は、ヘモグロビンの吸収帯の波長（第１波長）を使用することで得られた、ヘモグロビンに依存した情報である。このヘモグロビンの情報を、血液の情報として使用する。位置決めに用いる吸収情報の取得のための波長は、血液中のヘモグロビンの吸収帯である可視光を用いることが望ましい。一方、血流情報を確認する場合は、近赤外光が望ましい。近赤外光は、水など組織に関する吸収が小さいため、血流などの動きの情報を正確に計測しやすい。

吸収情報は、所定の波長の照射光における光強度検出部３の検出強度である。実施形態では、吸収情報は、光源２２の照射光の波長が660nmである場合に、光強度検出部３が検出した光強度である。

計測対象となる血液は、皮膚組織などと異なり、血管内を流動している。この血流により得られる動的パラメータを血流情報と定義する。実施形態では、分析に当たり一定時間計測することで、血流情報を算出し、血管位置を判定する。

血流情報は、生体内物質に対する吸収が小さい、もしくは、ほとんどない波長（第２波長）を使用して、散乱体に対して得られた情報である。

制御部４は、標準偏差や、ブラウン運動や、自己相関関数や、周波数解析や、スペックルや、ドップラーシフトや、レイノルズ数や、血流量や、血液量や、脈動幅などを用いて分析し、血液の動きを計測する指標である血流情報を算出する。制御部４は、光強度の計測時間を20sec以下とし、この計測時間内における光強度の変化量から、血流情報を算出してもよい。

従来は、計測対象部位を計測するにあたり、時間による計測値の変動量には着目せず、平均化させた値を採用していた。しかしながら、血液計測において静脈などの血液が豊富な部位や密集している部位を計測した方が、血液情報が多く含まれるため、ノイズ要因が少なくなる。非侵襲計測において、入射した光が静脈を透過したかどうかを判断するには血流により得られる情報を取得することが望ましい。

しかしながら、脈など、心拍による周期性を計測する場合、動脈が望ましいとされる。そのため、静脈を計測対象とする場合の位置決めは、一定時間内における、血流による受光強度の時間変化のばらつきを計測することが望ましい。

すなわち、拍動の周期（0.5〜2.0Hz程度）が観測される場合は、皮膚層は、脂質計測に適した生体の部位であるといえる。一方、拍動の周期が見られず、周期性のない血流情報が静脈の位置を示す（少なくとも静脈情報に依存している）情報となり、静脈は、脂質計測に適した生体の部位であるといえる。

なお、上記情報を区別するためには、光強度検出部のサンプリングレートは、10msec以下が望ましく、分解能は16bit以上が望ましい。

血流情報の一つとして、散乱係数μeffの変動係数CVが含まれる。

制御部４は、算出された散乱係数μeffの時間変化から、散乱係数μeffの変動係数CVを算出する。変動係数CVについては、例えば、以下の数式２により算出できる。

光強度の標準偏差は以下の数式３で求められる。

ここで、<>は、平均を表す

変動係数CVを算出するために、散乱係数μeffを計測する時間としては、１msec以上30sec以下、好ましくは、5msec以上25sec以下、さらに好ましくは10msec以上20sec以下とするのがよい。（なお、「sec」は「秒」の略である。）

制御部４は、散乱情報、吸収情報及び血流情報を算出して、散乱情報、吸収情報及び血流情報から血管位置を判定する。

実施形態は、2次元的（平面的）に血管位置を探索する装置・方法を提供する。図７に示したように、静脈上では他の部位に比較し、散乱が強くなるため血管位置として検出することが見込まれる。しかしながら、散乱の強さは、血管の太さや血管の深さも関係していることから、一概に吸収だけで計測することはできない。実際に脂質計測結果が良好であった場合とそうでなかった場合の位置決め機能を比較すると、受光強度の乱れに差異が見られた。これは、静脈の血流を反映していると想定される。また、この血流情報は、最適計測条件に対し深すぎると、皮膚層などにより緩和されてしまう。

実施形態では、LEDを使用し、ピンホールやレンズを使用し直線性を高めた平行光を入射し、血液による吸収情報と血流情報を組み合わせることで、血管位置を事前に検知することができる。

計測対象となる血液は、皮膚組織などと異なり、血管内を流動している。実施形態では、分析に当たり一定時間計測することで、血流情報を算出し、さらに光路に含まれるすべての散乱を示す吸収情報を算出し、これら２つのパラメータから、各個人における血管位置を判定する。

また、吸収情報及び血流情報の取得は、通信回線を介したものに限定されるものではなく、手入力してもよい。

制御部４は、散乱情報として810nmのμeff（有効散乱係数。以下同じ）が最大であることを検知する。

ここで、810nmは、血流情報取得用に光源２２から発せられる照射光の波長である。この波長のμeffの情報が血中の濁度に依存した情報になる。

μeffは、第１の光強度検出部３１及び第２の光強度検出部３２が検出した光強度から上記の数式１により求めることができる。

ここで、ρは照射位置からの距離、R(ρ)はその距離における光散乱強度(この装置においては検出フォトダイオードの測定値)である。適用すると上式の傾きがμeffとなる。

被験者上での任意の範囲における測定において、光強度を複数回検出すると、μeffの値が測定位置に応じて変化する。制御部４は、前回のμeffの値と比較してμeffの値が高い場合に保存されているμeffの値を書き換える処理を行う。これにより、制御部４は、結果として自動的に位置探索の範囲での810nmのμeffの値の最大値を記憶する。

制御部４は、散乱情報として970nmのμeffが最大であることを検知する。

ここで、970nmは、血流情報取得用に光源２２から発せられる照射光の波長である。この波長のμeffの情報が血中の濁度に依存した情報になる。

μeffは、第１の光強度検出部３１及び第２の光強度検出部３２が検出した光強度から上記数式２により求めることができる。μeffの求め方については上記した。

被験者上での任意の範囲における測定において、光強度を複数回検出すると、μeffの値が測定位置に応じて変化する。制御部４は、前回のμeffの値と比較してμeffの値が高い場合に保存されているμeffの値を書き換える処理を行う。これにより、制御部４は、結果として自動的に位置探索の範囲での970nmのμeffの値の最大値を記憶する。

制御部４は、660nmAD/810nmCVが最小であることを検知する。

ここで、660nmADは吸収情報である。具体的には660nmの光が照射された時の、一番距離的に近い第１の光強度検出部３１又は第２の光強度検出部３２の測定値である。

810nmCVは血流情報である。照射光の波長が810nmのときのμeffの変動係数CVである。

なお、810nm,970nm波長は、光散乱計測を行い散乱体の粒子サイズによって最適波長を選んだものである。また、660nm波長は、ヘモグロビンの吸収検出用の波長である。

被験者上での任意の範囲における測定において、光強度を複数回検出すると、660nmAD/810nmCVの値が測定位置に応じて変化する。制御部４は、前回の660nmAD/810nmCVの値と比較して660nmAD/810nmCVの値が小さい場合に保存されている660nmAD/810nmCVの値を書き換える処理を行う。これにより、制御部４は、結果として自動的に位置探索の範囲での660nmAD/810nmCVの値の最小値を記憶する。

制御部４は、散乱情報としての810nmのμeffが最大値であり、かつ、散乱情報としての970nmのμeffが最大値であり、かつ、吸収情報と血流情報の比660nmAD/810nmCVが最小値である場合に、非侵襲脂質計測において、良好なデータが取得できる血管位置である場所と判断する。

実施形態の通知部５は、ブザー、バイブレータ、ランプ等である。制御部４が血管を検知に適した部位であると判別した場合に、制御部４は、通知部５にブザーを鳴らす、振動させる、又は、ランプを点灯させる。これにより、血管位置であることをユーザに通知する。

以上のような構成を備える血管検知装置１において、予め設定されているプログラムに基づいて、血管検知装置１は血管検知処理を実行する。図８は、実施形態の血管検知処理のフローチャートである。

照射部２が、照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を介し、照射位置２１に連続光を照射する（ステップ１０１）。

第１の光強度検出部３１が第１の検出位置３３１における光強度を検出するとともに、第２の光強度検出部３２が第２の検出位置３３２の光強度を検出する（ステップ１０２）。

制御部４は光検出強度３により検出された光強度に基づき生体内における散乱情報を算出する（ステップ１０３）。

例えば、制御部４は、光強度検出部３により検出された複数位置の光強度の対数をとり散乱係数μeffを算出する。制御部４は、照射した光が、検出位置３３までの距離を遠くするにつれて散乱により減衰していく散乱現象に基づき散乱係数μeffを算出する。

制御部４は、第１の検出位置３３１における第１の光強度と、第２の検出位置３３２における第２の光強度との光強度差若しくは光強度比を算出し、当該光強度差若しくは光強度比に基づいて吸収情報を算出する。もしくは、制御部４は第１の検出位置３３１における光強度、もしくは、第２の検出位置３３２の光強度から吸収情報を算出する。（ステップ１０４）。

制御部４は、吸収情報の時間変化から血液流動の指標となる血流情報を算出する（ステップ１０５）。制御部４は、光強度の計測時間を20sec以下とし、この計測時間内における光強度の変化量から、血流情報を算出してもよい。

制御部４は、散乱情報、吸収情報及び血流情報に基づいて、光を照射した生体の所定の部位は血管位置と判定する（ステップ１０６）。

例えば、制御部４は、例えば、810nmのμeffが最大値であり、かつ、970nmのμeffが最大値であり、かつ、660nmAD/810nmCV(μeffに対する)が最小値である場合に、血管位置であると判別する。なお、810nmのμeffの最大値、970nmのμeffの最大値、及び、660nmAD/810nmCVの最小値の算出法については上記した。

制御部４は、血管位置であると判別した場合に、通知部５に、ブザーを鳴らす、振動させる、又は、ランプを点灯させる制御を行う（ステップ１０６）。

以上説明したように、本実施形態の血管検知装置及び方法によれば、吸収情報及び血流情報に基づいて、血管位置か否かを判定することが可能となる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されない。

市販の静脈可視化装置を使用し、本実施例における血管位置決め機能の検証を行った。ｓまず、血管検知装置を使用し、本実施例の基準範囲に入った場所にマーキングし、静脈可視化装置で確認した。その結果を図９に示す。ここでは４つの点の中心にある黒点（図中のＡ）が位置決め機能に基づいてマーキングされた位置を示している。図に示すように、静脈の位置が的確にとらえられていることが確認できた。

また、図１０は、ピンホールを用いない場合で位置決め機能を適用した図を示す。図９と比べると血管の位置を正確に検出していない（図中のＢ）。

また、図１１のAは、位置決め機能を用いたポジションで脂質計測を行った結果を示し、図１１のBは、それ以外のポジションで脂質計測を行った結果を示す図である。Aに示すように、相関係数0.82であり、Bの場合の相関係数0.49に比べて良好な結果が得られた。

上記技術は、静脈や動脈の位置を探索することにも利用可能である。

また受光部を、受光素子をアレイ状やCCDカメラ、CMOSカメラなどにすることで、二次元情報を取得し、上記条件１，２に記載の最適位置をプログラムで自動検出することも可能である。

以上、実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 血管検知装置
２ 照射部
３ 光強度検出部
４ 制御部
５ 通知部

Claims (10)

1. 照射面に照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を有し、ヘモグロビンの吸収帯の第１波長の光と、前記第１波長の光より、ヘモグロビンの吸収が小さい波長の光である第２波長の光とを被検体に照射する照射部と、
   前記照射部による光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的に配置されて、前記被検体から放出される１以上の位置の光強度を検出する光強度検出部と、
   前記第２波長の光の光強度から、散乱情報を算出し、
   前記第１波長の光の光強度から、吸収情報を算出し、
   前記第２波長の光の光強度から、血流情報を算出し、
   前記散乱情報と前記吸収情報と前記血流情報とから血管を検知する制御部と、
   を有する血管検知装置。
2. 前記第１波長の光は可視光であり、前記第２波長の光は近赤外光である、ことを特徴とする請求項１に記載の血管検知装置。
3. 前記制御部は、
   前記散乱情報が最大値、前記吸収情報を前記血流情報で除した値が最小値である場合に、血管検知と判定する請求項１または２に記載の血管検知装置。
4. 前記散乱情報は、散乱係数であり、
   前記制御部は、
   前記光強度検出部により検出された複数位置の光強度の比、又は、複数位置の光強度の差、に基づいて生体内における前記散乱係数を算出する、請求項１から３のいずれかに記載の血管検知装置。
5. 前記制御部は、
   前記第１波長の照射光における前記光強度検出部の検出強度に基づいて前記吸収情報を算出する請求項１から４のいずれかに記載の血管検知装置。
6. 前記血流情報は、前記散乱係数の変動係数であり、
   前記制御部は、
   前記散乱係数の所定時間における変化から、前記変動係数を算出する、請求項４に記載の血管検知装置。
7. 前記所定時間は、10msec以上20sec以下である請求項６に記載の血管検知装置。
8. 前記方向調整部は、ピンホールまたはレンズを有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の血管検知装置。
9. 前記ピンホールの直径は、0.4mm以上1.5mm以下である請求項８に記載の血管検知装置。
10. 照射光の直線性を高めるための方向調整部を有する遮光板を介し、ヘモグロビンの吸収帯の第１波長の光と、前記第１波長の光より、ヘモグロビンの吸収が小さい波長の光である第２波長の光とを被検体に照射し、
    前記光の照射位置から所定間隔をあけて、あるいは、連続的な位置での、前記被検体から放出される１以上の位置の光強度を検出し、
    前記第２波長の光の光強度から、散乱情報を算出し、
    前記第１波長の光の光強度から、吸収情報を算出し、
    前記第２波長の光の光強度から、血流情報を算出し、
    前記散乱情報と前記吸収情報と前記血流情報とから血管を検知する、
    血管検知方法。