[发明专利]计算血液的吸收光谱的信息处理方法、信息处理装置和程序

说明书

提供根据照射到人的手指等生物体的光更高精度地计算血液的吸收光谱的信息处理方法。提供一种信息处理方法，其中，基于向生物体照射多个波长的近红外光而从所述生物体接收到的所述近红外光来测定与所述多个波长的各波长对应的脉动信号，基于利用针对多波长时间序列数据的主成分分析而除了噪声后的脉动信号的变化幅度来计算吸收光谱，所述多波长时间序列数据包括所述测定出的与所述各波长对应的脉动信号。

技术领域

本发明涉及计算血液的吸收光谱的信息处理方法、信息处理装置和程序。

背景技术

血液除了血球或水之外还包括白蛋白或血红蛋白等蛋白质、中性脂肪、胆固醇、葡萄糖等各种成分，这些反映了人的健康状态。因此，在评价人的健康状态上，血中成分的测定是重要的，通常进行使用注射针来采血的血液的分析。但是，由于由注射针的穿刺造成的疼痛、伴随着采血至测定和注射针的废弃等的作业的繁杂、感染的担忧等主要原因，频繁地进行血液分析是不现实的，因此，寻求不伴随着采血的非侵袭的血中成分的测定方法。因此，讨论了通过非侵袭地取得血液的吸收光谱并解析其光谱形状来估计血中成分浓度的方法。

作为非侵袭地测定和计算血液的吸收光谱的方法，存在以下方法：利用向生物体照射光而从生物体接收到的光的强度由于血液的脉动而周期性地发生变化的情况，针对各波长的光进行根据对不同时刻处的光强度（例如最大值和最小值）进行差分而求取的光强度的变化幅度来计算血液的吸光度，由此，计算各波长下的血液的吸光度即血液的吸收光谱（专利文献1）。然而，在光强度的测定结果中，还包括起因于在装置中装载的各种传感器等的工作或照射到生物体的光的波动等的随机的噪声，因此，存在使用上述的方法求取的光强度的变化幅度缺乏正确性而不能正确地计算血液的吸收光谱的可能性。

此外，提出了使用作为多变量解析的一种手法的主成分分析来测定脑血流量的装置（专利文献2）。然而，该装置通过对从生物体的多个部位接收到的规定波长的光的信号进行主成分分析，从而高精度地测定局部的脑血流量，即使将该装置应用于对生物体照射多个波长的光来测定血液的吸收光谱的装置，也不能从测定出的吸收光谱除去上述的噪声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3345481号公报；

专利文献2：日本特许第4474145号公报。

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述的实情，本案公开的技术的目的在于提供根据照射到人的手指等生物体的光更高精度地计算血液的吸收光谱的信息处理方法、信息处理装置和程序。

用于解决课题的方案

本申请的发明人进行专心讨论的结果是，发现了以下方法：取得向生物体照射多个波长的光而从生物体接收到的各波长的光的强度或吸光度的随时间变化即脉动信号，生成由各波长的脉动信号构成的多波长时间序列数据，对生成的多波长时间序列数据进行主成分分析而从各波长的脉动信号除去噪声，之后，计算各波长的脉动信号的变化幅度，达到了完成本发明。

本案公开的计算血液的吸收光谱的信息处理方法基于向生物体照射多个波长的近红外光而从生物体接收到的近红外光来测定与多个波长的各波长对应的脉动信号，利用针对包括测定出的与各波长对应的脉动信号的多波长时间序列数据的主成分分析来从与各波长对应的脉动信号除去噪声。由此，仅维持从生物体接收到的光之中的源自脉动的光的变化的脉动信号被再构筑的结果是，求取各波长的脉动信号的正确的变化幅度，因此，能够比以往高精度地计算各波长的血液的吸光度即血液的吸收光谱。

此外，取得利用主成分分析而得到的第1主成分，使用取得的第1主成分来计算与各波长对应的脉动信号也可。由此，在主成分分析的结果中示出源自脉动的光的变化的数据作为第1主成分出现的可能性较高，因此，能够维持该数据并除去噪声。此外，多个波长的波长区域优选为400~2500nm，更优选为900nm~1300nm。