濃度相関関数の演算装置、濃度相関関数を導出する方法、及び濃度相関関数の演算をするプログラム、並びに、測定対象物質の体液中濃度の測定装置
【課題】測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液の赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置、及び、該濃度相関関数に基づいて前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置を提供する。
【解決方法】生体又は生体から取り出した体液の赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、生体の実測体液中濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した各赤外波長の赤外線強度情報と実測体液中濃度との相関を規定する濃度測定用関数演算の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該赤外線強度情報を濃度測定用関数に適用して演算された体液中濃度の演算濃度と、体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備える。
【解決方法】生体又は生体から取り出した体液の赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、生体の実測体液中濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した各赤外波長の赤外線強度情報と実測体液中濃度との相関を規定する濃度測定用関数演算の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該赤外線強度情報を濃度測定用関数に適用して演算された体液中濃度の演算濃度と、体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置、該濃度相関関数の導出方法、及び該濃度相関関数の演算をするプログラム、並びに、該濃度相関関数に基づいて前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床系における分析方法のひとつとして、体液中の成分量は重要な指標値であり、中でも生体の血液中の成分量は特に重要な指標値として用いられている。その現在の主要な測定方法は採血法であり、被験者への侵襲は大きな課題となっている。
【０００３】
これに対し非侵襲的な測定方法として、被検査物質（測定対象物質）固有の近赤外線吸収特性に着目し、被験者の表皮に赤外線を照射して、被検査物質固有の波長データにおける吸光度（反射した赤外線強度）を得て、そこから被検査物質の血中濃度を予測する方法が考案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、測定した赤外線強度の解析方法として、主成分分析または単回帰の分析により目的の検査値を予測する上で影響度の大きい波長のデータを順次採用する方法（特許文献２）や、ＰＬＳ（Partial Least Squares Regression）等のスペクトルデータの広範囲の情報を利用し目的の検査値を予測する方法（特許文献３）等が行なわれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２３７９９号公報
【特許文献２】特開平１１−６４２１８号公報
【特許文献３】国際公開２００３−０７９９００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、血液は一般に多数の物質が混合したものであり、複雑な生化学反応等が起きている。そのため、被検査物質固有の近赤外線吸収特性に着目する方法では、雑協な環境下における影響や、生化学反応における状態の変化によって、測定精度が低下していた。
【０００７】
また、測定した赤外線強度の解析方法においても、上述した主成分分析、単回帰の分析の方法、及びＰＬＳ等で得られる結果は、必ずしも臨床系で満足が得られるような精度を保つものではなかった。
【０００８】
さらに、採血法で得た血液に対しても、臨床検査試薬を用いた非可逆的変化を伴う検査方法よりも、試薬コストの点などから非可逆的変化を伴わない検査方法の確立が望まれている。
【０００９】
このような現状から、未だ採血法が主流となっている。本発明は、このような課題に鑑み開発されたものであり、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置、該濃度相関関数を導出する方法、及び該濃度相関関数の演算するプログラム、並びに、該濃度相関関数に基づいて前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置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】
【００１０】
発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、測定対象物質の近赤外線吸収特性に依存せずに必要な波長のデータを選び出すことで、体液内の複雑な生化学反応の中であっても、高い精度で目的の検査値を測定することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置であって、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、該濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備えることを特徴とする、濃度相関関数の演算装置（以下、「本発明の演算装置」ということがある。）に存する（請求項１）。
【００１２】
このとき、波長選択手段における赤外線波長の組合せが、８点以上の波長の組合せであることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、前記赤外線吸収スペクトルを読み取る第二のスペクトル取得手段と、濃度相関関数を得るのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の一部を少なくとも含む、複数の赤外線波長の組合せを選択する第二の波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る第二の実測濃度取得手段と、該第二の波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該第二の波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る第二の濃度測定用関数演算手段と、該第二のスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該第二の濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の第二の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の第二の実測濃度との各相関係数を演算する第二の相関係数演算手段と、該第二の濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該第二の相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する第二の濃度相関関数抽出手段とを備えることが好ましい（請求項３）。
【００１４】
このとき、波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む８点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項４）。
【００１５】
また、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む１４点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項５）。
【００１６】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、１６点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃであることが好ましい（請求項７）。
【００１８】
また、濃度測定用関数演算手段における演算が、非線形的手法による演算であることが好ましい（請求項８）。
【００１９】
また、前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値であることが好ましい（請求項９）。
【００２０】
本発明の別の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を、コンピュータを用いて導出する方法であって、該コンピュータに、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップと、該スペクトル取得ステップが読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップと、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップと、該波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップと、該スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップと、該濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップとを行なわせることを特徴とする、濃度相関関数を導出する方法（以下、「本発明の濃度相関関数導出方法」ということがある。）に存する（請求項１０）。
【００２１】
本発明の別の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムであって、コンピュータを、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段と、濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段ととして機能させる濃度相関関数の演算をするプログラム（以下、「本発明のプログラム」ということがある。）に存する（請求項１１）。
【００２２】
本発明の別の要旨は、前記請求項１〜１０に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射する赤外線源と、該赤外線源から前記生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、該スペクトル測定手段が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備えることを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置に存する（請求項１２）。
【００２３】
このとき、前記のスペクトル測定手段が、前記の赤外線源以外の光を遮光する遮光手段を備えることが好ましい（請求項１３）。
【００２４】
本発明の別の要旨は、前記請求項１〜８に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込むスペクトル読込手段と、該スペクトル読込手段が読み込んだ赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報に、前記濃度相関関数を適応して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備えることを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置に存する（請求項１４）。
【００２５】
このとき、前記の測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃであることが好ましい（請求項１５）。
【００２６】
また、前記の体液中濃度演算手段における演算が、非線形的手法による演算であることが好ましい（請求項１６）。
【００２７】
また、前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値であることが好ましい（請求項１７）。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の演算装置によれば、濃度相関関数を演算でき、この濃度相関関数を用いれば、例えば血液のように、体液中に多数の物質が混合した雑協な環境下であっても、高い測定精度で体液中の成分量を測定することができる。
【００２９】
また、上記の濃度相関関数によれば、測定した赤外線強度の解析方法において、個々の波長のデータの影響度とは関係なく、高い測定精度が得られる波長の組み合わせを選択することで、より高い測定精度を得ることができる。
【００３０】
さらに、上記の濃度相関関数によれば、測定対象物質固有の赤外線吸収特性に依存した測定を行なわないため、多くの物質を測定対象物質とすることができる。従って、例えば血糖値（グルコースの値）の様に、従来から測定がされている測定対象物質以外にも適用することができる。
【００３１】
さらには、採血法に代表されるように、体液に対する臨床検査薬を用いた生化学的手法を用いた従来方法では、試料の採取器具、試料を採取した後の温度管理、生化学的、分子生物学的手法による試薬など、多くのコスト及び時間がかかるが、上記の濃度相関関数によれば、赤外線を照射することで直ちに測定ができるため、コスト及び時間への負荷が軽減される。
【００３２】
また、本発明の測定装置によれば、非侵襲的に測定対象物質の血中濃度が測定できるため、血液感染のリスクを軽減したり、医師等の資格を有しなくても測定が可能となったり、非侵襲性によって生体への負担が低減することができ、ＱＯＬ（Quality of Life）の向上が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【００３４】
［１．測定の対象］
本発明の演算装置や本発明の測定装置などで測定の対象となる測定対象物質、生体の種類などについて説明する。
【００３５】
［１−１．測定対象物質］
測定対象物質は、血液や尿などの体液中の成分であれば制限はない。たとえば、赤血球、ヘモグロビン、ヘマトクリット、白血球、血小板、好中球、リンパ球、単球、好酸球、好塩基球、ＧＯＴ、ＧＰＴ、γＧＴＰ、ＺＴＴ、ＡＬＰ、ＬＤＨ、ＣＰＫ、コリンエステラーゼ、心筋型クレアチンキナーゼ、血清鉄、総ビリルビン、尿酸、総コレステロール、ＨＤＬコレステロール、中性脂肪、ＬＤＬコレステロール、尿素窒素、クレアチニン、葉酸、ビタミンＢ１２、血糖、尿糖、ＨｂＡ１ｃ、フルクトサミン、総蛋白、アルブミン、グロブリン、アルブミン／グロブリン比、ＴＳＨ、ＦＳＨ、ＬＳＨ、プロラクチン、総トリヨードサイロニン、遊離トリヨードサイロニン、遊離サイロキシン、カルジオリピン、フェリチン、ＰＳＡ、ＳＴ−４３９、ＡＦＰレクチン分画、ＤＵＰＡＮ２、ヒアルロン酸、ＰＩＶＫＡ２、ＫＬ−６、ＨＣＧ、ＣＥＡ、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＧＲＰ前駆体、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ペプシノーゲン１、ペプシノーゲン２、γ−セミノプロテイン、抗ＳＳ−Ａ抗体、抗ＳＳ−Ｂ抗体、抗インスリン抗体３、抗Ｓｍ抗体、抗ガラクトース欠損ＩｇＧ抗体、セントロメア抗体、抗ＳＣＬ７０抗体、ＨＡ抗体、ＨＢｅ抗体、ＨＢｅ抗原、ＨＢｓ抗体、ＨＢｃ抗体、ＨＣＶコア抗原、ＨＣＶ，ＨＣＶコア抗体等が挙げられる。中でも、グルコース、コレステロール、中性脂肪、ＨｂＡ１ｃが好ましい。一般に血中濃度が高く測定が容易であるためである。また、生体に与える影響も大きく、生体の生理的な変化に応答して値が変動するため、医学的な要請も高いためである。
【００３６】
［１−２．生体］
測定対象となる生体は、血液や尿などの体液を有していれば制限はなく、あらゆる生物種に適用することができる。具体的には、ヒト、サルの他、ペットや家畜として代表的なイヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ウマ等の哺乳類、ニワトリ等の鳥類等が挙げられる。中でも、ヒトが好ましい。
【００３７】
［２．本発明の演算装置］
本発明の演算装置は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置である。
【００３８】
［２−１．第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態としての演算装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、演算装置１００は、赤外線吸収スペクトル取得装置１（スペクトル取得手段）、実測濃度取得装置２（実測濃度取得手段）、データ処理を行うデータ処理部３、および濃度相関関数を出力するデータ出力装置４を備えて構成されている。データ処理部３は、コンピュータの内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態におけるデータ処理部３は、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）の４種類の手段として機能するものである。
【００３９】
また図２は、コンピュータを利用した、演算装置１００のハードウェア構成例を示した図である。このコンピュータは、赤外線吸収スペクトル取得装置１、実測濃度取得装置２、中央演算処理装置５（ＣＰＵ）、記憶装置６（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置７（ディスプレイ等）、入力インターフェース８（キーボード、マウス等）、データ出力装置４を備えて構成されている。ここで、演算装置１００のデータ処理部３は、記憶装置５の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置５により読み込まれ、そのプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置５が、その機能を発揮する。
【００４０】
以下、本発明の演算装置の第１の実施形態におけるデータ処理内容について、概念的に説明する。なお、本発明の演算装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【００４１】
［２−１−１．赤外線吸収スペクトル取得装置］
赤外線吸収スペクトル取得装置１は、生体の表面又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して、反射した赤外線の強度（以下、「赤外線強度」ということがある。）を測定することで、生体又は生体から取り出した体液の赤外線の吸光度を測定する装置である。
生体の表面又は生体から取り出した体液に照射する赤外線は、通常、その波長を連続的若しくは段階的に変化させたものである。これにより、照射する赤外線の波長と、該波長における吸光度との赤外線吸収スペクトルを得ることができる。
【００４２】
照射する赤外線の波長の範囲は、測定対象物質、生物種、生体に照射するか又は生体から取り出した体液に照射するか、生体の照射する部位等によっても異なるが、通常５００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上、また、通常３０００ｎｍ以下、好ましくは２５００ｎｍ以下である。
【００４３】
赤外線吸収スペクトル取得装置１の構成の一例としては、赤外線源（図示せず）と、反射した赤外線を感受するセンサ（図示せず）を備える構成が挙げられる。また、赤外線源等を制御する手段を設けていてもよい。また、本発明の演算装置が、図２に示される構成を有する場合には、演算装置１００の中央演算処理装置３によって赤外線源等を制御してもよい。
【００４４】
生体の表面に赤外線を照射する場合、その場所に制限はないが、表面の色素が少ない箇所、皮膚が薄い箇所、毛細血管が表皮付近に集中している部分等が好ましい。具体的には、指、手のひら、足の裏、腕、耳等が好ましい。
【００４５】
赤外線吸収スペクトル取得装置１は、赤外線吸収スペクトルを演算装置１００が取得できれば制限はない。
従って、演算装置１００は、上記の赤外線源等の赤外線吸収スペクトルを測定できる構成を備えていてもよいし、演算装置１００の外部に赤外線吸収スペクトルを測定できる装置を設けて、その外部装置（図示せず）からデータを取得する構成を備えるものであってもよい。
【００４６】
ここで、外部装置からデータを取得する構成は、演算装置１００が該外部装置からデータ（ここでは赤外線吸収スペクトル）を取得できる構成であれば制限はない。例えば、演算装置１００と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置５を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、演算装置１００の入力インターフェース８等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
以下、これらの外部装置からデータを取得するための構成を「入力インターフェース機構」と総称する。
【００４７】
（サンプル数）
演算装置１００においては、サンプル数の多い方が精度の高い濃度相関関数が得られるため好ましい。具体的には、後述する波長選択部３ａが選択する波長の点数の、通常３倍以上、好ましくは５倍以上のサンプル数を用いることが好ましい。また、サンプル数が多すぎても、得られる濃度相関関数の精度に割に演算負荷が高まるため、通常１０倍以下である。
【００４８】
［２−１−２．実測濃度取得装置］
実測濃度取得装置２は、赤外線吸収スペクトルを取得した生体における、体液中の測定対象物質の実測濃度（以下、「実測体液中濃度」ということがある。）を読み取る装置である。
【００４９】
実測体液中濃度を測定する方法に制限はなく、公知の何れの方法を用いることが出来る。ただし、ここで得られた実測体液中濃度を真値としてキャリブレーションを行なうため、可能な限り正確に測定できる方法が好ましい。従って、臨床検査で確立している手法を用いることが好ましく、具体例としては、例えば血液中の測定対象物質の濃度を測定する場合には、採血法を用いて測定することが好ましい。
【００５０】
実測濃度取得装置２は、実測体液中濃度を演算装置１００が取得できれば制限はない。
従って、演算装置１００は、実測体液中濃度を測定できる構成を備えていてもよいし、演算装置１００の外部に実測体液中濃度を測定できる装置を設けて、その外部装置からデータを取得する入力インターフェース機構を備えるものであってもよい。
【００５１】
なお、演算装置１００においては、上述したように実測体液中濃度を真値として扱う。従って、赤外線スペクトル取得装置１で赤外線吸収スペクトルを測定したサンプルのうち、少なくとも濃度測定用関数を演算するのに用いるサンプルについては、実測体液中濃度度を取得する。
【００５２】
［２−１−３．データ処理部］
データ処理部３は、図１に示すように、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。
【００５３】
［２−１−３−１．波長選択部］
波長選択部３ａは、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する機能部である。演算装置１００は、この波長選択部３ａで選択された波長における赤外線スペクトルの赤外線強度情報を用いて濃度測定用関数を演算するようになっている。
【００５４】
選択される波長に制限はない。従来は、測定対象物質が有する置換基等の吸光度が特に高い波長などを選択していたが、本発明においてはその波長に限定されるものではなく、任意の組合せを選択することができる。
【００５５】
選択される波長の数に制限はないが、波長の数が多いほど相関係数の高い濃度相関関数が得られるため好ましく、通常８点以上、好ましくは１２点以上、より好ましくは１４点以上、さらに好ましくは１６点以上である。また、あまり点数を増やしても、演算の負荷が高まる割に相関係数が向上しないため、通常１００点以下、好ましくは５０点以下、より好ましくは３０点以下、さらに好ましくは２０点以下である。
【００５６】
部分的且つ複数の赤外線波長の選択は、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルの波長を任意の数（以下、これを「波長分割数」という。）で分割し、そこから選択する。
波長分割数は、選択される赤外線波長の点数の通常１０倍以上、好ましくは５０倍以上、さらに好ましくは１００倍以上、また、通常１０００倍以下、好ましくは５００倍以下の分割数が好ましい。波長分割数がこれを下回ると、精度が下がる可能性がある。また、波長分割数がこれを上回ると、計算負荷が高くなる可能性がある。
【００５７】
赤外線吸収スペクトルには、測定時の誤差やノイズが含まれることが多い。これらの誤差やノイズを丸める（除外する）ために、赤外線吸収スペクトルの波長を波長分割数で分割する時に、波長分割数の数倍の分割数でまず分割し、それに平均化処理を行なって、波長分割数に分割することが好ましい。
【００５８】
平均化処理について具体例を用いて説明する。ここでは、平均化処理にあたり、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルを、所定の波長分割数のＫ倍の値で分割する場合を例にする。ここでＫは自然数とする。
【００５９】
まず、波長分割数のＫ倍の分割数で分割された赤外線吸収スペクトルの波長を、波長の長さの序順に従ってＫ点ずつのグループに分ける。そして、各グループに属する赤外線波長における吸光度の平均値を算出し、その平均値を該グループを構成する赤外線波長の範囲における吸光度として定める。このようにして、赤外線吸収スペクトルに平均化処理がなされるようになっている。
この平均化処理によって、所定の波長分割数で分割したときに、測定時の誤差やノイズが丸められた（除外された）赤外線吸収スペクトルを得ることができる。
【００６０】
平均化処理をするときは、波長分割数の通常１０倍以上、好ましくは５０倍以上、さらに好ましく１００倍以上、また、通常１０００倍以下、好ましくは５００倍以下の分割数で赤外線波長の分割を行なう。
【００６１】
なお、赤外線吸収スペクトルは、通常、連続的若しくは段階的な波長の変化に対する反射した赤外線強度を測定したものである。この波長の連続性は、照射した赤外線の分解能や、赤外線吸収スペクトル取得装置１の分解能に依存する。
ここで、得られた赤外線吸収スペクトルが段階的な波長の変化に対するものであった場合、赤外線吸収スペクトルの波長の波長分割数は、該段階の数を最大として、該段階の数の約数であることが好ましい。
【００６２】
［２−１−３−２．濃度測定用関数演算部］
濃度測定用関数演算部３ｂは、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る機能部である。
【００６３】
ここで赤外線強度情報とは、波長選択部３ａで選択した組合せの各赤外波長における赤外線の強度を表わす指標値である。具体的には、当該赤外線の強度の値そのものでもよいし、赤外線の強度の値を微分した値でもよい。微分の回数には制限はなく、１回微分値でもよいし、２回微分値でもよいし、それ以上の微分回数の微分値でもよい。赤外線の強度の値そのものを用いるより、微分値を用いた方が濃度相関関数の精度が高くなる傾向があるので好ましい。
【００６４】
濃度測定用関数とは、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度（実測体液中濃度）との相関関数である。濃度測定用関数の導出の方法としては、線形的手法、非線形的手法等が挙げられる。中でも、非線形的手法を用いることが好ましい。高い精度の濃度相関関数が得られるためである。
【００６５】
濃度相関関数の演算は、波長選択部３ａで選択された波長全てにおいて演算して濃度測定用関数の群を得てもよいし、波長選択部３ａで選択された波長の一部（１つ又は２つ以上の波長）について濃度測定用関数の群を得てもよい。後者の場合、得られた濃度測定用関数の群につき、後述する濃度相関関数の抽出を行ない、濃度相関関数が得られなかった場合には、残りの組合せについて再度濃度測定用関数を求めればよい。
【００６６】
（線形的手法の例）
濃度測定用関数の導出方法の一例として、線形的手法の演算のひとつである下記式（１）で定められる濃度相関関数を演算する方法を具体的に説明する。
【００６７】
【数１】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；Ｘｊはスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの、波長選択手段で選択した各波長における赤外線強度情報；ｂ０は定数項；ｂｊは係数である。）
【００６８】
以下、赤外線吸収スペクトル取得装置１及び実測濃度取得装置２で取得したサンプル数をｍ個、波長選択手段で選択した赤外線波長の点数をｋ点とした場合を例に説明する。
この場合、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報を各々Ｘｎｊ（但し、１≦ｎ≦ｍ、１≦ｊ≦ｋ、ｎ，ｊは整数）、これらの各赤外線強度情報に対応する測定対象物質の演算体液中濃度を各々Ｙｎ（但し、１≦ｎ≦ｍ、ｎは整数）と表わすことができる。
このとき、濃度測定用関数を演算することとは、ｍ個のサンプル全てにおいて上記式（１）を満たすｂｊ（但し、０≦ｊ≦ｋ、ｊは整数）を求めることであり、則ち、ｍ種類の下記式（２）の全てを満たすｂｊ（但し、０≦ｊ≦ｋ、ｊは整数）を求めることである。
【数２】
【００６９】
上記式（２）におけるｂｊを求める方法について説明する。上記式（２）において、目的変数が赤外線強度情報（Ｙｎ）であり、説明変数が演算体液中濃度（Ｘｎｊ）であるので、ｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）を示すと、下記表１のようになる。
【表１】
【００７０】
上記の表１に記載の各サンプルに式（２）を適用させた式について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（３）が導出される。
【数３】
【００７１】
また、上記の表１に記載の説明変数及び目的変数の各要素をＸｎ１倍し、得られたｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（４）が導出される。
【数４】
【００７２】
同様にして、上記の表１に記載の説明変数及び目的変数の各要素をＸｎｋ倍し、得られたｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（５）の群が導出される。
【数５】
【００７３】
ここで、上記式（５）におけるｂｊ（ｂ０〜ｂｊの各値）は、下記式（６）の行列式を解くことにより得られる。
【数６】
【００７４】
得られたｂｊ（ｂ０〜ｂｊの各値）を、上記の式（１）に代入することにより濃度測定用関数を演算することができる。
【００７５】
（非線形的手法の例）
濃度測定用関数の導出方法の他の一例として、非線形的手法を用いた下記式（７）又は下記式（８）で定められる濃度相関関数を演算する方法が挙げられる。この場合、上記式（１）の代わりに下記式（７）又は下記式（８）を用いる以外は、上述した線形的手法の例と同様の操作で濃度相関関数を求めることができる。
【００７６】
【数７】
（上記式（７）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；ajj，ｂｊ，ｃ，eｊはフィッティングパラメータを示す。）
【００７７】
【数８】
（上記式（８）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｚｉはｚｊとは異なる赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；aｉj、ｂｊ、ｃ及びeiはフィッティングパラメータを示す。）
【００７８】
［２−１−３−３．相関係数演算部］
相関係数演算部３ｃは、赤外線吸収スペクトル取得装置１で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算部３ｂで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、実測濃度取得装置２で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する機能部である。
【００７９】
演算濃度とは、濃度測定用関数演算部３ｂで得られた濃度測定用関数に、サンプル毎の赤外線強度情報を代入して得られた、測定対象物質の体液中濃度である。従って、濃度測定用関数に代入される赤外線強度情報は、濃度測定用関数を演算するのに用いた赤外線波長の組合せにおける赤外線強度情報となる。
【００８０】
相関係数は、波長選択部３ａで選択された赤外線波長の組み合わせ毎に演算される濃度測定用関数毎に演算されるようになっている。
【００８１】
相関係数は、演算体液中濃度と実測体液中濃度との相関を示す統計外的指標であり、その算出方法は本発明の効果を著しく損なわない限り制限はない。例えば、ピアソンの積率相関係数を用いることが好ましい。真値との偏差が正規分布と推定されるためである。
【００８２】
（ピアソンの積率相関係数）
本発明に係る相関係数として、ピアソンの積率相関係数を用いる場合には、ピアソンの積率相関係数の式（下記式（９））を用いることで演算することができる。
【数９】
（上記式中、ρは相関係数、ｍはサンプルの数をそれぞれ表わす。また、ｍ個のサンプルを任意の順序でナンバリングしたときに、Ｙｎはｎ個目のサンプルにおける演算体液中濃度、Ｙ’ｎはｎ個目のサンプルにおける実測体液中濃度をそれぞれ表わす。）
【００８３】
［２−１−３−４．濃度相関関数抽出部］
濃度相関関数抽出部３ｄとは、濃度測定用関数演算部３ｂが演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算部３ｃが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する機能部である。
【００８４】
濃度相関関数は、相関係数が閾値以上の濃度測定用関数であればよく、１つのサンプルの母集団から得られる濃度相関は、１つとは限らず複数得られる場合がある。また、波長選択部３ａが選択した赤外線波長の組合せによって得られた濃度測定用関数の中から、濃度相関関数を抽出できなかった場合には、該波長選択部３ａによって別の波長の組み合せを選択し、再度濃度相関関数の抽出を試みればよい。
【００８５】
閾値とは、演算装置１００によって得られる濃度相関関数が有する相関係数として求められる値のことであり、閾値を高く設定するほど高い精度の濃度相関関数が得られる。一般に相関係数は高い方が好ましいが、あまり高く閾値を設定すると、濃度相関関数が得られない可能性もある。具体的には産業上の要求に対応できる精度であればよく、例えば医療機器として用いる場合で、相関係数としてピアソンの積率相関係数を用いた場合、通常０．６５以上、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上、さらに好ましくは０．８５以上、特に好ましくは０．９以上、また、通常１以下である。
【００８６】
［２−１−４．データ出力装置］
データ出力装置４は、本発明の演算装置で導出された濃度相関関数を出力する装置である。
濃度相関関数の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができる。例えば、演算装置１００が演算装置１００以外の外部装置と電気的に直接接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、演算装置１００が該外部装置と無線通信で接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置６を介して電磁的なデータを受け渡したりする等の構成が挙げられる。また、演算装置１００に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、可視的に表示や印刷等をして出力する構成であってもよく、ここでいう表示部は表示装置７を用いてもよい。この場合、表示装置７とデータ出力装置４とを一体とし、１つの装置で両方の機能をまかなわせることができる。
ただし本発明の測定装置にデータを送る場合には、電磁的な方法が好ましい。
以下、これらの外部装置へデータを出力するための構成を「出力インターフェース機構」と総称する。
【００８７】
出力するデータは、濃度相関関数であればよいが、他の情報を含んでいてもよい。例えば、濃度相関関数に代入すべき赤外線強度情報の赤外線波長、サンプル数、サンプルの母集団の性質（生物種、性別、年齢、生体における測定部位等）、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の出力強度、日時等が挙げられる。
【００８８】
［２−１−５．フローチャート］
図３に示すフローチャートを用いて、本発明の第１の実施の形態における演算装置１００の動作内容を説明する。
【００８９】
まず、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル取得装置１によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【００９０】
一方で、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）では、実測濃度取得装置２によって、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【００９１】
なお、このステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【００９２】
ステップＡ３０（波長選択ステップ）では、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択するステップである。
【００９３】
ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
【００９４】
なお、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が、後述するステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＡ３０（波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＡ６５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１００の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図２には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＡ３０（波長選択ステップ）が完了すると、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【００９５】
ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）に進む。
【００９６】
ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）では、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【００９７】
ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＡ７０（データ出力ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＡ３０（波長選択ステップ）に進む。
【００９８】
ステップＡ７０（データ出力ステップ）では、演算装置１００で導出された濃度相関関数を出力する。
濃度相関関数の出力は、例えば出力インターフェース機構を介して出力することができる。出力された濃度相関係数は任意の目的に用いることができるが、例えば、濃度測定用関数に基づいて測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に入力して用いることができる。
【００９９】
一般に濃度相関関数の演算負荷は高く、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が組み合わせうる全ての組み合わせを選択して演算する場合、その負荷は非常に高くなる傾向にある。従って、ステップＡ３０（波長選択ステップ）は組み合わせうる全ての組み合わせを選択するのではなく、そのうちの一部の組み合わせを選択して、順次ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）まで処理することが好ましい。組み合わせうる全ての組み合わせを演算することなく、濃度相関関数を得たところで処理を終了することができるためである。
【０１００】
［２−２．第２の実施形態］
【０１０１】
第１の実施形態においては、ステップＡ３０（波長選択ステップ）において選択する赤外線の波長の組み合わせを、濃度相関関数を得られる可能性の高い組み合わせから順に選択すると、演算処理の負荷を下げることができる。また、このとき、組み合わせうる全ての組み合わせを一度に選択するのではなく、まず、濃度相関関数を得られる可能性の高い組み合わせを選択して濃度相関関数を導出し、導出できなかった場合には、濃度相関関数を得られる可能性が次に高い組み合わせを選択して、順次濃度相関関数の導出を試みた方が、演算装置１００の負荷を下げることができる。
【０１０２】
本発明の第２の実施形態は、上記の利点を得られるように、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が選択する赤外線の波長に一定の序順を設ける実施形態である。
【０１０３】
図４は本発明の第２の実施の形態の演算装置１０１の全体構成を示すブロック図である。図４に示すように、演算装置１０１は、第１の実施形態の演算装置１００に加えて、第二赤外線吸収スペクトル取得装置１１（第二のスペクトル取得手段）、第二実測濃度取得装置１２（第二の実測濃度取得手段）、及びデータ処理を行なう第二データ処理部１３を備えて構成されている。第二データ処理部１３は、コンピュータ内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態における第二データ処理部１３は、第二波長選択部１３ａ（第二の波長選択手段）、第二濃度測定用関数演算部１３ｂ（第二の濃度測定用関数演算手段）、第二相関係数演算部１３ｃ（第二の相関係数演算手段）、第二濃度相関関数抽出部１３ｄ（第二の濃度相関関数抽出手段）の４種類の手段として機能するものである。また、図４において、第１の実施形態と同様の装置及び手段は、同じ符合を用いて表現している。
【０１０４】
また、図５はコンピュータを利用した、演算装置１０１のハードウェアの構成例を示した図である。本発明の演算装置は、同様の作用を有する装置は共通の装置を用いる構成を有していてもよい。図５は、このような構成を示す一例である。
【０１０５】
このコンピュータは、赤外線吸収スペクトル取得装置１４、実測濃度取得装置１５、中央演算処理装置５（ＣＰＵ）、記憶装置６（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置７（ディスプレイ等）、入力インターフェース８（キーボード、マウス等）、データ出力装置４を備えて構成されている。
ここで、演算装置１０１のデータ処理部３（波長選択手段、濃度測定用関数演算手段、相関係数演算手段、濃度相関関数抽出手段）及び第二データ処理部１３（第二の波長選択手段、第二の濃度測定用関数演算手段、第二の相関係数演算手段、第二の濃度相関関数抽出手段）は、記憶装置６の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置５に読み込まれ、このプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置５が、その機能を発揮する。
【０１０６】
図５に示される赤外線吸収スペクトル取得装置１４は、赤外線吸収スペクトル取得手段と第二の赤外線吸収スペクトル取得手段として機能する装置である。また、図５に示される実測濃度取得装置１５は、実測濃度取得手段と第二の実測濃度取得手段として機能する装置である。
【０１０７】
ただし演算装置１０１では、各手段を実現する構成を各々異なるハードウェアで実現してもよい。例えば、データ処理部３と第二データ処理部１３とで異なるＣＰＵを用いたり、赤外線吸収スペクトル取得手段と第二の赤外線吸収スペクトル取得手段とで異なる赤外線吸収スペクトル取得装置を設けたり、実測濃度取得手段と第二の実測濃度取得手段とで異なる実測濃度取得装置を設けることなどが挙げられる。
【０１０８】
以下、演算装置１０１のデータ処理内容について、概念的に説明する。なお、本発明の演算装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１０９】
［２−２−１．赤外線吸収スペクトル取得装置］
赤外線吸収スペクトル取得装置１４の構成は、第１の実施形態における赤外線吸収スペクトル装置と同様の構成とすることができる。
【０１１０】
また、例えば、第１の実施形態と同様の構成の赤外線吸収スペクトル取得装置１４を設け、それを赤外線吸収スペクトル取得手段として機能させ、該赤外線吸収スペクトル取得手段が取得した赤外線吸収スペクトルを記憶装置６等に記憶させ、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が該記憶された赤外線吸収スペクトルを取得する構成にしてもよい。
【０１１１】
赤外線吸収スペクトル取得手段及び第二の赤外線吸収スペクトル取得手段で得られた赤外線吸収スペクトルは、それぞれ後述するデータ処理部３及び第二データ処理部１３における濃度相関関数の演算に用いられるようになっている。
【０１１２】
（サンプル数）
演算装置１０１においては、サンプル数の多い方が精度の高い濃度相関か数が得られるため好ましい。サンプル数の好ましい範囲の具体的な値は第１の実施形態と同様である。
【０１１３】
［２−２−２．実測濃度取得装置］
実測濃度取得装置１５の構成は、第１の実施形態における赤実測濃度装置と同様の構成とすることができる。
【０１１４】
また、例えば、第１の実施形態と同様の構成の実測濃度取得装置１５を設け、それを実測濃度取得手段として機能させ、該実測濃度手段が取得した実測体液中濃度を記憶装置６等に記憶させ、第二の実測濃度取得手段が該記憶された実測体液中濃度を取得する構成にしてもよい。
【０１１５】
実測濃度取得手段及び第二の実測濃度取得手段で得られた実測体液中濃度は、それぞれ後述するデータ処理部３及び第二データ処理部１３における濃度相関関数の演算に用いられるようになっている。
【０１１６】
［２−２−３．データ処理部］
データ処理部３は、図４に示すように、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。それぞれの機能部は、第１の実施形態と同様の構成であり、同様の処理を行なうことができるようになっている。
【０１１７】
［２−２−４．第二データ処理部］
第二データ処理部１３は、図４に示すように、第二波長選択部１３ａ（第二の波長選択手段）、第二濃度測定用関数演算部１３ｂ（第二の濃度測定用関数演算手段）、第二相関係数演算部１３ｃ（第二の相関係数演算手段）、及び第二濃度相関関数抽出部１３ｄ（第二の濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。
【０１１８】
以下、上記の各機能部（１３ａ〜１３ｄ）と、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）との差異を中心に説明する。
【０１１９】
［２−２−４−１．第二波長選択部］
第二波長選択部１３ａは、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が得た赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する機能部である。演算装置１０１は、この第二波長選択部１３ａで選択された波長における赤外線スペクトルの赤外線強度情報を用いて濃度測定用関数を演算するようになっている。
【０１２０】
選択される波長に制限はない。波長の選択の方法は、第１の実施形態における、波長選択部３ａと同様の方法で行なうことができる。
【０１２１】
また、第二波長選択部１３ａは、波長選択部３ａで選ばれた赤外線波長の組み合わせのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組み合わせを構成する各赤外線波長の中から、少なくともその一部を含む赤外線波長の組み合わせから優先的に選択することが好ましい。
【０１２２】
具体的には、波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択したとすると、第二の波長選択手段において、濃度相関関数抽出手段が抽出した濃度相関関数を演算するのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、通常７点以上、好ましくは１２点以上、さらに好ましくは１６点以上、また、このとき、第二波長選択手段が選択する赤外線波長の点数の総数は、上記の波長点数を含めて、通常８点以上、好ましくは１４点以上、さらに好ましくは１６点以上、また、通常３０点以下、好ましくは２０点以下である。この範囲を下回ると、精度が下がる可能性がある。また、この範囲を上回ると、計算負荷が高くなる傾向がある。
【０１２３】
［２−２−４−２．第二濃度測定用関数演算部］
第二濃度測定用関数演算部１３ｂは、第二波長選択部１３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、第二実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、第二波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る機能部である。
【０１２４】
第二濃度測定用関数演算部１３ｂにおける、濃度測定用関数の演算の方法は、第１の実施形態における、濃度測定用関数演算部３ｂと同様の方法で行なうことができる。
【０１２５】
［２−２−４−３．第二相関係数演算部］
第二相関係数演算部１３ｃは、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、第二濃度測定用関数演算部１３ｂで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、第二の実測濃度取得手段が読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する機能部である。
【０１２６】
第二相関係数演算部１３ｃにおける、相関係数の演算の方法は、第１の実施形態における、相関係数演算部３ｃと同様の方法で行なうことができる。
【０１２７】
［２−２−４−４．第二濃度相関関数抽出部］
第二濃度相関関数抽出部１３ｄとは、第二濃度測定用関数演算部１３ｂが演算した濃度測定用関数の群から、第二相関係数演算部１３ｃが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する機能部である。
【０１２８】
第二濃度相関関数抽出部１３ｄにおける、濃度相関関数の抽出の方法は、第１の実施形態における、濃度相関関数抽出部３ｄと同様の方法で行なうことができる。
【０１２９】
なお、閾値の範囲に制限はなく、第１の実施形態における好適な範囲と同様である。
【０１３０】
［２−２−５．データ出力装置］
データ出力装置４は、演算装置１０１において、第二濃度相関関数抽出部１３ｄで導出された濃度相関関数を出力する装置である。
濃度相関関数の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができ、例えば、第１実施形態で例示したような出力インターフェース構造を備えることが挙げられる。
ただし本発明の測定装置にデータを送る場合には、電磁的な方法が好ましい。
【０１３１】
［２−２−６．フローチャート］
図６に示すフローチャートを用いて、本発明の第２の実施の形態における演算装置１０１の動作内容を説明する。
【０１３２】
まず、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル取得装置１４によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。なお、赤外線を照射する対象、照射部位などは、後述するステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で赤外線を照射する対象、照射部位等と同じとする。
【０１３３】
また、後述するステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が取得した赤外線吸収スペクトルのデータをそのまま取得する場合は、例えば記憶装置６等に赤外線吸収スペクトルのデータを記憶させてもよい。
【０１３４】
一方、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）は、実測濃度取得装置１５によって、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【０１３５】
また、後述するステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）が、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）が取得した実測体液中濃度のデータをそのまま取得する場合は、例えば記憶装置６等に実測体液中濃度のデータを記憶させてもよい。
【０１３６】
このステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０１３７】
ステップＢ３０（波長選択ステップ）では、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択する。
【０１３８】
ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
【０１３９】
なお、ステップＢ３０（波長選択ステップ）が、後述するステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＢ３０（波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＢ６５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１０１の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図５には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＢ３０（波長選択ステップ）が完了すると、ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【０１４０】
ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）に進む。
【０１４１】
ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）では、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＢ３０（濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【０１４２】
ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＢ３０（波長選択ステップ）に進む。
【０１４３】
ステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、生体又は生体から取り出した体液に照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、第二データ処理部１３に入力される。
【０１４４】
この赤外線吸収スペクトルは、赤外線吸収スペクトル取得装置１４から入力インターフェース機構等を介して取得してもよいし、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が、赤外線吸収スペクトルのデータを記憶装置６等に記憶させた場合には、該データを読み出すことで取得してもよい。
【０１４５】
一方、ステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、第二データ処理部１３に入力される。
【０１４６】
この実測体液中濃度は、実測濃度取得装置１５から入力インターフェース機構等を介して取得してもよいし、ステップ２０（実測濃度取得ステップ）が、実測体液中濃度のデータを記憶装置６等に記憶させた場合には、該データを読み出すことで取得してもよい。
【０１４７】
このステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）とは、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）より前に行なっていればいつ行なってもよく、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０１４８】
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）では、ステップＢ６０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択する。
【０１４９】
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
ただし、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組み合わせ、則ち、ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）で抽出された濃度相関関数を演算するのに用いられた赤外線波長の組み合わせを構成する各赤外線波長の中から、少なくともその一部を含む赤外線波長の組み合わせから優先的に選択することが好ましい。
【０１５０】
なお、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が、後述するステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＢ６０（第二の波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＢ１２５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１０１の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図５には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が完了すると、ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【０１５１】
ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＢ７０（第二の実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）に進む。
【０１５２】
ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）では、ステップＢ７０（第二の赤外線スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＢ９０（第二の濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【０１５３】
ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＢ１１０（第二の相関係数演算手段）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＢ１３０（データ出力ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）に進む。
【０１５４】
ステップＢ１３０（データ出力ステップ）では、ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出手段）で抽出された濃度相関関数を出力する。
濃度相関関数の出力は、例えば出力インターフェース機構を介して出力することができる。出力された濃度相関係数は任意の目的に用いることができるが、例えば、濃度測定用関数に基づいて測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に入力して用いることができる。
【０１５５】
一般に濃度相関関数の演算負荷は高く、ステップＢ３０（波長選択ステップ）やステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が組み合わせうる全ての組み合わせを選択して演算する場合、その負荷は非常に高くなる傾向にある。従って、ステップＢ３０（波長選択ステップ）やステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）は組み合わせうる全ての組み合わせを選択するのではなく、そのうちの一部の組み合わせを選択して、順次ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）若しくはステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）まで処理することが好ましい。組み合わせうる全ての組み合わせを選択することなく、濃度相関関数を得たところで処理を終了することができるためである。
【０１５６】
また、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で取得される赤外線吸収スペクトルのデータ、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で取得される実測体液中濃度のデータ、及びステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）で抽出される濃度相関関数を予め記憶手段６等に記憶しておくことで、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の点数を増減させたりして適宜濃度相関関数を演算する場合でも、該記憶されたデータを用いることで、濃度相関関数を得られる可能性の高い赤外線波長の組み合わせから順に演算することができるため、演算装置１０１の演算の負荷を下げることができる。
【０１５７】
［２−３．サンプルの母集団］
演算装置等１００，１０１で濃度相関関数を演算するときに、測定の対象となる母集団の性質は、後述する測定装置の用途によって自由に設計できる。
例えば、測定装置１００，１０１の用途を「特定の人種の血糖値」と定めた場合、濃度相関関数の演算には「当該人種を母集団とする血糖値に関する濃度相関関数」を導出すればよい。ここで一度特定の人種を母集団として濃度相関関数を導出した場合、当該母集団と同様の性質を有するサンプル（すなわち濃度相関関数の導出の母集団には入っていないが同じ人種のサンプル）ならば、当該濃度相関関数を用いることで、高い精度で血糖値を測定することができる。
【０１５８】
また、母集団の性質はなるべく詳細に定義された方が好ましい。測定精度が向上する傾向にあるためである。例えば、母集団として、特定の人種とした場合と、特定の人種の特性の性別の特定の年代とした場合には、後者の方が高い測定精度が得られる傾向にある。ただし、産業上の精度の要請を満たす限り、母集団は広くてもよい。多くの対象に用いることができる方が、スケールメリットをいかしてコストを低減することができるためである。
【０１５９】
母集団を特定の個人として濃度相関関数を求めた場合、その特定の個人専用の濃度相関関数を得ることで、より高い測定精度を得ることができる。この場合、例えば、データ出力装置４における濃度相関関数のデータの出力を、脱着可能な記録メディアに保存することで、本発明の測定装置を当該特定の個人用に使うことができる。
【０１６０】
このように、本発明の測定装置の用途に合わせて母集団を設計することで、測定精度の向上ができる。このような母集団の性質としては、人種、性別、年齢、体格、特定疾病の有無、居住地域等が挙げられる。
【０１６１】
［３．変形実施形態］
以上、本発明の演算装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。
以下、これらの実施形態について説明する。
【０１６２】
演算装置１００，１０１において、波長選択部３ａが選択した全ての赤外線波長の組み合せの全てについて演算した場合、高い演算負荷がかかる。特に、波長選択部３ａで選択される赤外線波長の点数が多くなるほど、その負荷は高くなる傾向にある。
【０１６３】
これに対して、該負荷を下げる方法として、濃度測定用関数演算部３ｂが濃度測定用関数を演算したら、逐次に相関係数演算部３ｃで該濃度測定用関数の相関係数を演算と、濃度相関関数抽出部３ｄによる濃度相関関数の抽出とを行ない、濃度相関関数が導出された時点で処理を終了することも考えられる。
【０１６４】
しかしながら、波長選択手段がランダムに選択した波長を、順次濃度相関関数の演算に用いることになるため、閾値以上の濃度測定用関数（濃度相関関数）が得られるまでの演算回数は、一定の確率に依拠することになる。
【０１６５】
そこで、波長選択部３ａが、濃度相関関数が得られる可能性が高い赤外線波長の組み合せから順に選択することで、本発明の演算装置の負荷を下げることができる。
以下、この方法について、本発明の演算装置の変形実施形態として説明する。
【０１６６】
本発明の演算装置の変形実施形態は、上述の実施形態と比べて波長選択手段に特徴がある。第１の実施形態では波長選択手段に、第２の実施形態では波長選択手段に、本発明の変形実施例の波長選択手段を適用することが好ましい。
【０１６７】
以下、波長選択手段を中心に説明する。なお、その他の構成については、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、上述の実施形態と同一の構成を有していることが好ましい。
【０１６８】
まず、モデルとして、波長選択部３ａにおいて、波長分割数ｄとし、そこからｋ点の赤外線波長を選択する場合について考える。
【０１６９】
このモデルにおいては、赤外線波長の全ての組合せについて濃度測定用関数等の演算を試みた場合、その演算回数はｄＣｋ回となる。
選択された組合せを全て演算するとした場合、ｋが大きくなるほど演算負荷が高くなるが、高い相関係数を有する濃度測定用関数を得ることができる。則ち、高精度の濃度相関関数を得ることと、演算装置の負荷ととはトレードオフの関係に立つ。
【０１７０】
ここで、仮にこのモデルにおいて、赤外線波長の選択数を１点とすると、濃度測定用関数等の演算回数はｄＣ１回となる。ｄＣ１回（則ちｄ回）の演算は、ｄＣｋ回の演算に比べれば負荷は低く、この傾向はｋが大きいほど顕著になる。従って、１点の赤外線波長を選択する度に赤外線波長の全ての組合せについて濃度測定用関数等の演算し、選択された波長を除く残りの波長から再度１点の波長を選択して、濃度測定用関数の演算する処理をｋ回繰り返し、ｋ点の赤外線波長の組合せを選択する場合には、その演算回数が
【数１０】
となる。このようにして、ｋ点の赤外線波長を選択した場合でも、演算装置の負荷が低い状態で、濃度測定用関数の相関係数を求めることができる。
【０１７１】
これを一般化すると、赤外線波長の選択数をｈ点（だたし、１≦ｈ≦ｋ、ｈは整数）としたときに、ｈ点の赤外線波長を選択する度に濃度測定用関数等の演算し、選択された波長を除く残りの波長から再度ｈ点の波長を選択する処理を
【数１１】
繰り返せば、ｋ点の赤外線波長を選択している場合でも、その演算回数は
【数１２】
となる。このようにして、選ばれたｋ点の赤外線波長を用いて濃度測定用関数の相関係数を求めた場合、ｈがｋに近づくほど相関係数は高くなる傾向にある。
従って、演算装置への負荷と、得られる相関係数とのバランスで、ｈの値を定めればよい。本発明の演算装置においては、相関係数が閾値以上であればよいので、ｈは閾値以上の相関係数が得られる点数であればよい。
【０１７２】
具体的に、波長選択部３ａにおいて、波長分割数１６０とし、そこから１６点の赤外線波長を選択する場合、その組合せは以下の表２のようになる。なお、ｈが３のとき、１６の約数ではないため、３点ずつ濃度測定用関数等の演算をすると最後に１点が余る。このように余る場合には、余った点数を組み合わせとして設定する。
【表２】
【０１７３】
仮にｈが４の時に得られる濃度相関関数の相関係数が閾値以上であるとする。このとき、波長選択部３ａが、上記表２のｈが４の時に選択された１６点の赤外線波長の一部を少なくとも含む、赤外線波長の組み合わせを優先して選択すれば、演算装置の負荷を下げることができる。
【０１７４】
ｊの範囲は上述のように通常８点以上であるので、ｊが１６のときｈの値は、通常２以上、好ましくは３以上、また、通常１０以下、好ましくは５以下である。この範囲を下回ると得られる濃度測定用関数の相関係数が低く、濃度相関関数が得づらい傾向にある。高すぎると、演算装置の負荷が高まる傾向にある。
【０１７５】
［４．本発明の濃度相関関数を導出する方法］
本発明の濃度相関関数を導出する方法は、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を、コンピュータを用いて規定する濃度相関関数を導出する方法である。
【０１７６】
具体的には、コンピュータに、赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップ；スペクトル取得ステップが読み取った赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップ；体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップ；波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップ；スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップ；濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップ；を行なわせることで、濃度相関関数を得られる。
【０１７７】
上記の各ステップは、それぞれ本発明の演算装置として、コンピュータを用いた例として示した、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に行なうことができる。なお、本発明の濃度相関関数を導出する方法は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１７８】
［５．本発明の濃度相関関数の演算をするプログラム］
本発明の濃度相関関数の演算をするプログラムは、体液中の測定対象物質の濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムである。
【０１７９】
具体的には、コンピュータを、赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段；スペクトル読取手段が読み取った赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段；体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段；波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段；スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段；濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段；として機能させるプログラムである。
【０１８０】
上記の各手段は、それぞれ本発明の演算装置として、コンピュータを用いた例として示した、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に行なうことができる。この場合、波長選択部３ａ、濃度測定用関数演算部３ｂ、相関係数演算部３ｃ、濃度相関関数抽出部３ｄ等に例示される各機能部が個別のプログラムで構成されているが、本発明のプログラムは、それらを組み合わせから成るプログラムである。
なお、本発明のプログラムは、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１８１】
［６．測定装置］
本発明の測定装置は、濃度相関関数に基づいて、測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置である。
【０１８２】
濃度相関関数は、本発明の演算装置、本発明の濃度相関関数を演算するプログラムを用いて導出することができる。また、本発明の濃度相関関数を導出する方法によって導出したものでもよい。
【０１８３】
測定対象物質は、本発明の演算装置で取り扱うことができるものであれば制限はない。中でも、グルコース、コレステロール、中性脂肪、ＨｂＡ１ｃ等が好ましい。
【０１８４】
［６−１．第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態としての測定装置１０２の全体構成を示すブロック図である。図７の示すように、測定装置１０２は、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２（スペクトル測定手段）、濃度相関関数を得るデータ入力装置２３、データ処理を行なうデータ処理部２４、および測定対象物質の体液中濃度を出力するデータ出力装置２５を備えて構成されている。データ処理部２４は、コンピュータの内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態におけるデータ処理部２４は、体液中濃度演算部２４ａ（体液中濃度演算手段）として機能するものである。
【０１８５】
また図８は、コンピュータを利用した、測定装置１０２のハードウェア構成例を示した図である。このコンピュータは、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２、データ入力装置２３、中央演算処理装置２６（ＣＰＵ）、記憶装置２７（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置２８（ディスプレイ等）、入力インターフェース２９（キーボード、マウス等）、データ出力装置２５を備えて構成されている。ここで、データ処理部２４は、記憶装置２７の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置２６に読み込まれ、このプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置２６が、その機能を発揮する。
以下、測定装置１０２について、概念的に説明する。なお、本発明の測定装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１８６】
［６−１−１．赤外線源］
赤外線源２１は、測定対象物質の体液中濃度を測定する対象となる生体又は生体から取り出した体液に照射する赤外線を出力する装置である。
生体の表面又は生体から取り出した体液に照射する赤外線は、通常、その波長を連続的若しくは段階的に変化させたものである。これにより、照射する赤外線の波長と、該波長における吸光度との赤外線吸収スペクトルを得ることができる。なお、生体又は生体から取り出した体液に照射する赤外線の波長は変化させても、赤外線強度は一定であることが好ましい。
【０１８７】
照射する赤外線の波長の範囲は、濃度相関関数に代入する赤外線強度情報の波長が取得できればよい。具体的には、測定対象物質、生物種、生体に照射するか又は生体から取り出した体液に照射するか、生体の照射する部位等によっても異なるが、通常５００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上、また、通常３０００ｎｍ以下、好ましくは２５００ｎｍ以下である。
【０１８８】
赤外線波長を一定の範囲で変化させながら照射するには、赤外線源２１等を制御する手段を設けることが好ましい。例えば、中央演算処理装置２６によって赤外線源２１等を制御してもよい。
【０１８９】
生体に赤外線を照射する場所に制限はないが、濃度相関関数を導出する際にスペクトル取得手段や第二のスペクトル取得手段が、赤外線吸収スペクトルを取得するのに照射した場所が好ましい。
【０１９０】
また、赤外線源２１は赤外線吸収スペクトル測定装置２２で用いた赤外線源と同様の装置を用いることが好ましい。機器による公差や、波長に依存した照射される赤外線強度のぶれなどの傾向が揃うことで、測定精度が向上するためである。
【０１９１】
［６−１−２．実測濃度測定装置］
実測濃度測定装置は、赤外線源から生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定する装置である。赤外線源２１から波長を変化させた赤外線を生体の表面又は生体から取り出した体液に照射して、反射した赤外線の強度（以下、「赤外線強度」ということがある。）を測定することで、生体の表面又は生体から取り出した体液の赤外線の吸光度を測定することができる。ここで得られた赤外線強度値は、データ処理部２４に送られる。
【０１９２】
なお、スペクトル測定装置は、赤外線源２１以外の光を遮光する遮光手段を備えることが好ましい。赤外線源２１以外からの光源が生体又は生体から取り出した体液に照射されていると、得られる赤外線吸収スペクトルに影響を与える可能性があるためである。
【０１９３】
［６−１−３．データ入力装置］
データ入力装置２３は、濃度相関関数を読み込む機能部である。ここでえられた濃度相関関数は、データ処理部２４に入力される。
【０１９４】
データ入力装置２３は、外部装置（例えば、第１の実施形態や第２の実施形態の演算装置；図８では図示せず。）からデータ（ここでは濃度相関関数）を得られる構成（入力インターフェース機構）を備えていればよい。
【０１９５】
例えば、測定装置１０２と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、測定装置１０２の入力インターフェース２９等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
【０１９６】
［６−１−４．データ処理部］
データ処理部２４は、図７に示すように、体液中濃度演算部２４ａ（体液中濃度演算手段）を備えて構成される。
【０１９７】
［６−１−４−１．体液中濃度演算部］
体液中濃度演算部２４ａは、スペクトル測定装置が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する機能部である。
【０１９８】
ここで赤外線強度情報とは、スペクトル測定装置で得られた赤外線吸収スペクトルにおいて、濃度相関関数に適用される各赤外波長における赤外線強度の程度を表わす指標値である。赤外線強度情報は、赤外線強度の値そのものでもよいし、赤外線強度の値を微分した値でもよいが、濃度相関関数を導出するのに用いた形態と同様の赤外線強度情報を用いる。すなわち、濃度相関関数が赤外線強度の値そのものを用いて導出された場合には、測定装置１０２においても赤外線強度の値そのものを用いる。
【０１９９】
なお、測定装置１０２は、赤外線強度の値そのものを用いるより、微分値を用いた方が濃度相関関数の精度が高くなる傾向があるので好ましい。従って、測定装置１０２には、赤外線強度情報として赤外線強度の微分値を用いて導出された濃度相関関数を用いることが好ましい。
【０２００】
濃度相関関数は、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する関数である。この関数において、赤外線強度情報を説明変数、体液中濃度を目的変数として、測定された赤外線強度情報を濃度相関関数に代入することで、測定対象物質の体液中濃度を赤外線スペクトルから演算することができる。これにより、測定対象物質の体液中濃度（以下、「測定体液中濃度」ということがある。）の測定を、非侵襲的な方法や、臨床検査薬を用いない方法で行なうことができる。このとき、濃度相関関数は、前記の［２−１−３−２．濃度測定用関数演算部］で説明した方法と同様に求められるものであるが、このうち、非線形的手法を用いて求めたものが、精度が高く好ましい。
【０２０１】
［６−１−５．データ出力装置］
データ出力装置２５は、測定装置１０２で測定された測定体液中濃度を出力する装置である。
【０２０２】
測定体液中濃度の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができる。例えば、測定装置１０２に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、可視的に表示や印刷等をして出力する等の構成や、外部装置へデータ（ここでは測定体液中濃度）を出力するための構成（出力インターフェース機構）を備えていてもよい。
【０２０３】
出力インターフェース機構としては、例えば、測定装置１０２が測定装置１０２以外の外部装置と電気的に直接接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、測定装置１０２が該外部装置と無線通信で接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介して電磁的なデータを受け渡したりする構成が挙げられる。
【０２０４】
出力するデータは、測定体液中濃度であればよいが、他の情報を含んでいてもよい。例えば、濃度相関関数、濃度相関関数に代入すべき赤外線強度情報の赤外線波長、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の出力、日時等が挙げられる。
【０２０５】
［６−１−６．フローチャート］
図９に示すフローチャートを用いて、本発明の第３の実施の形態における測定装置１０２の動作内容を説明する。
【０２０６】
まず、ステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）では、赤外線吸収スペクトル測定装置２２によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線源２１からの赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部２４に入力される。
【０２０７】
一方、ステップＣ２０（データ入力ステップ）では、データ入力装置２３によって、本発明の演算装置等によって得られた濃度相関関数を取得する。ここで取得された濃度相関関数は、データ処理部２４に入力される。
【０２０８】
このステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）とステップＣ２０（データ入力ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０２０９】
ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）では、ステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＣ２０（データ入力ステップ）で得られた濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する。
ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）が完了すると、ステップＣ４０（データ出力ステップ）に進む。
【０２１０】
ステップＣ４０（データ出力ステップ）では、ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）で演算された測定体液中濃度を、データ出力装置２５から出力する。出力された測定体液中濃度は任意の目的に用いることができる。
【０２１１】
［６−２．第４の実施の形態］
本発明の第３の実施形態の測定装置１０２では、赤外線源２１と赤外線吸収スペクトル測定装置２２とを備え、赤外線吸収スペクトルを測定することができたが、該測定を外部装置に行なわせ、測定装置は赤外線吸収スペクトルのデータを取得する赤外線吸収スペクトル読込装置３１（スペクトル読込手段）を備える構成とすることもできる。
【０２１２】
図１０は第４の実施の形態の測定装置１０３の全体構成を示すブロック図、図１１はコンピュータを利用した測定装置１０３のハードウェア構成例を示した図である。第３の実施の形態と同様の構成については同じ符合を付したので、第３の実施の形態と異なる部分に説明する。なお、本発明の測定装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０２１３】
測定装置１０３は、測定装置１０２と比べて、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２（スペクトル測定手段）の代わりに赤外線吸収スペクトル読込装置３１（スペクトル読込手段）を有している。
【０２１４】
赤外線吸収スペクトル読込装置３１は、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込む機能部であり、該赤外線吸収スペクトルを測定する機能を有する外部装置からデータ（ここでは赤外線吸収スペクトル）を得られる構成（入力インターフェース機構）を備えていればよい。
【０２１５】
例えば、測定装置１０３と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０３と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０３と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、測定装置１０３の入力インターフェース２９等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
【０２１６】
また、図１２は、本発明の第４の実施の形態における測定装置１０３の動作内容を示すフローチャートである。第３の実施の形態と同様の制御をしている部分については同じ符合を付したので、第３の実施の形態と異なる部分につき説明する。
【０２１７】
ステップＣ１５（スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル読込装置３１によって、外部装置等によって測定された生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込む。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部２４に入力される。
【０２１８】
なお、ステップＣ１５（スペクトル取得ステップ）とステップＣ２０（データ入力ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０２１９】
本発明の第４の実施の形態の測定装置における、測定の対象となる測定対象物質の種類や、データ処理部２４における演算の手法については、本発明の第３の実施の形態の測定装置と同様である。
【実施例】
【０２２０】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、それらは本発明の説明を目的とするものであって、本発明をこれらの用途に限定することを意図したものではない。
【０２２１】
［実施例１］
６名の被験者（６７サンプル分）に対して、赤外線分光器として日本分光製ＶＩＲ−９６００を用いて、右手又は左手の中指に、照射赤外線の幅８ｍｍφの条件で波長１．０〜２．５μｍの範囲で赤外線を照射し、その赤外線吸収スペクトルを測定した。
【０２２２】
各サンプルの赤外線吸収スペクトルは、それぞれ９００点の赤外線強度値の集団として測定されている。これらの赤外線強度値に対し平均化処理を行い、１５０点のデータに変換したあと、１５０点のデータを赤外線波長に対し、２回微分処理を行って、赤外線強度情報を得た。
【０２２３】
得られた赤外線強度情報を下記式（１０）に適用して、６点の赤外線波長の組合せにおける濃度相関関数を求め、これを用いて血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【数１３】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められるグルコースの血中濃度の演算濃度；Ｘｊは各赤外線波長における赤外線強度情報、ｂ０は定数項、ｂｊは係数である。）
【０２２４】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２２５】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求めたところ、０．７４２であった。図１３に、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【０２２６】
［比較例１］
実施例１で用いたサンプルに対して、特開２００５−３２３７９９号公報に記載の方法に従って、右手又は左手の中指に赤外線を照射して、血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【０２２７】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２２８】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求めたところ、０．５６６であった。図１４に、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【０２２９】
実施例１と比較例１とから、実施例１の方が高い相関係数が得られていることがわかる。
【０２３０】
［実施例２］
１６名の男性被験者（５４サンプル分）、及び１４名の女性被験者（３７サンプル分）に対して、実施例１と同様の方法によって、右手又は左手の中指に赤外線を照射し、赤外線吸収スペクトルを測定した。
【０２３１】
各サンプルの赤外線吸収スペクトルに対して、実施例１と同様の方法で平均化処理及び２回微分処理を行って、赤外線強度情報を得た。
【０２３２】
得られた赤外線強度情報を下記式（１１）に適用して、２点、４点、６点、８点、１０点、１２点、１４点、及び１６点といったそれぞれの波長の組合せに対する濃度相関関数を求め、これを用いてそれぞれのサンプルに対する血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【数１４】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められるグルコースの血中濃度の演算濃度；ｋは赤外線波長の組合せの点数；Ｘｊは各赤外線波長における赤外線強度情報、ｂ０は定数項、ｂｊは係数である。）
【０２３３】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２３４】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１５に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【表３】
【０２３５】
［実施例３］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中のＨｂＡ１ｃにした以外は、実施例２と同様にして、血中のＨｂＡ１ｃの演算濃度と、血中のＨｂＡ１ｃの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１６に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３６】
［実施例４］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中の総コレステロールにした以外は、実施例２と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度と、血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１７に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３７】
［実施例５］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中の中性脂肪にした以外は、実施例２と同様にして、血中の中性脂肪の演算濃度と、血中の中性脂肪の実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１８に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３８】
実施例２〜５の結果から、波長の組合せ点数が多くなるほど、相関係数が高くなるが、８点以上選択している場合には、各グラフの傾きが小さくなり、１２点以上の場合にはさらにその傾きが小さくなるため、高い相関係数を得るためには、好ましくは８点以上、さらに好ましくは１２点以上の点の組合せを用いるがよいことがわかる。
【０２３９】
［実施例６］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関して、赤外線強度情報を得るにあたり、赤外線強度値を微分処理していなかった以外は、実施例２と同様にして濃度相関関数を求め、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【０２４０】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．６１９であった。
【０２４１】
［実施例７］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関して、赤外線強度情報を得るにあたり、１階微分処理を行った以外は、実施例２と同様にして濃度相関関数を求め、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【０２４２】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．６４１であった。
【０２４３】
ここで実施例２の２階微分を行った場合の相関係数が０．７０８であった。これに対して、実施例７の１階微分処理を行った場合の相関係数が０．６４１、実施例６の微分処理を行わなかった場合の相関関数が０．６１９であり、微分処理を多く行なう方が高い相関係数が得られることが分かる。
【０２４４】
［実施例８］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である下記式（１２）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例２と同様にして、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【数１５】
（上記式（７）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；ajj、ｂｊ、ｃ及びeｊはフィッティングパラメータを示す。）
【０２４５】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．７２２であった。
【０２４６】
［実施例９］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である下記式（１３）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例２と同様にして、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【数１６】
（上記式（８）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｚｉはｚｊとは異なる赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；aｉj、ｂｊ、ｃ及びeiはフィッティングパラメータを示す。）
【０２４７】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．７３９であった。
【０２４８】
ここで実施例２の線形的手法を行った場合の相関係数が０．７０８であった。これに対して、実施例８の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．７２２、実施例９の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．７３９であり、非線形的手法を用いる方が高い相関係数が得られることが分かる。図１９に、血中のグルコースの実測濃度（横軸）と血中のグルコースの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【０２４９】
［実施例１０］
実施例４で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である上記式（１２）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例４と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度を演算した。
【０２５０】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数は０．８６６であった。
【０２５１】
［実施例１１］
実施例４で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である上記式（１３）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例４と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度を演算した。
【０２５２】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数は０．８８６であった。
【０２５３】
ここで実施例４の線形的手法を行った場合の相関係数が０．８２５であった。これに対して、実施例１０の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．８６６、実施例１１の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．８８６であり、非線形的手法を用いる方が高い相関係数が得られることが分かる。図２０に、血中の総コレステロールの実測濃度（横軸）と血中の総コレステロールの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【産業上の利用可能性】
【０２５４】
本発明の演算装置、本発明の濃度相関関数導出方法、本発明のプログラム、並びに、本発明の測定装置の用途は特に限定されず、測定対象物質の体液中濃度を測定する用途に好適に使用することができる。例えば、医療、獣医療、等の分野で広く用いることができる。さらには、生体分析以外にも、例えば食品分析などの化合物分析の分野にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての演算装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】コンピュータを利用した、演算装置１００のハードウェア構成例を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における演算装置１００の動作内容を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態としての演算装置１０１の全体構成を示すブロック図である。
【図５】コンピュータを利用した、演算装置１０１のハードウェア構成例を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における演算装置１０１の動作内容を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態としての測定装置１０２の全体構成を示すブロック図である。
【図８】コンピュータを利用した、測定装置１０２のハードウェア構成例を示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における測定装置１０２の動作内容を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態としての測定装置１０３の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】コンピュータを利用した、測定装置１０３のハードウェア構成例を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における測定装置１０３の動作内容を示すフローチャート図である。
【図１３】実施例１の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【図１４】比較例１の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【図１５】実施例２の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１６】実施例３の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１７】実施例４の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１８】実施例５の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１９】実施例２、実施例８、実施例９の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの実測濃度（横軸）と血中のグルコースの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【図２０】実施例４、実施例１０、実施例１１の結果を表わすグラフであり、血中の総コレステロールの実測濃度（横軸）と総コレステロールの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【符号の説明】
【０２５６】
１ 赤外線吸収スペクトル取得装置（スペクトル取得手段）
２ 実測濃度取得装置（実測濃度取得手段）
３ データ処理部
３ａ 波長選択部（波長選択手段）
３ｂ 濃度測定用関数演算部（濃度測定用関数演算手段）
３ｃ 相関係数演算部（相関係数演算手段）
３ｄ 濃度相関関数抽出部（濃度相関関数抽出手段）
４ データ出力装置
５ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
６ 記憶装置
７ 表示装置
８ 入力インターフェース
１１ 第二赤外線吸収スペクトル取得装置（第二のスペクトル取得手段）
１２ 第二実測濃度取得装置（第二の実測濃度取得手段）
１３ 第二データ処理部
１３ａ 第二波長選択部（第二の波長選択手段）
１３ｂ 第二濃度測定用関数演算部（第二の濃度測定用関数演算手段）
１３ｃ 第二相関係数演算部（第二の相関係数演算手段）
１３ｄ 第二濃度相関関数抽出部（第二の濃度相関関数抽出手段）
１４ 赤外線吸収スペクトル取得装置
１５ 実測濃度取得装置
２１ 赤外線源
２２ 赤外線吸収スペクトル測定装置
２３ データ入力装置
２４ データ処理部
２４ａ 体液中濃度演算部（体液中濃度演算手段）
２５ データ出力装置
２６ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
２７ 記憶装置
２８ 表示装置
２９ 入力インターフェース
３１ 赤外線吸収スペクトル読込装置
１００ 演算装置
１０１ 演算装置
１０２ 測定装置
１０３ 測定装置
Ａ１０ 赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ａ２０ 実測濃度取得ステップ
Ａ３０ 波長選択ステップ
Ａ４０ 濃度測定用関数演算ステップ
Ａ５０ 相関係数演算ステップ
Ａ６０ 濃度相関関数抽出ステップ
Ａ６５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ａ７０ データ出力ステップ
Ｂ１０ 赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ｂ２０ 実測濃度取得ステップ
Ｂ３０ 波長選択ステップ
Ｂ４０ 濃度測定用関数演算ステップ
Ｂ５０ 相関係数演算ステップ
Ｂ６０ 濃度相関関数抽出ステップ
Ｂ６５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ｂ７０ 第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ｂ８０ 第二の実測濃度取得ステップ
Ｂ９０ 第二の波長選択ステップ
Ｂ１００ 第二の濃度測定用関数演算ステップ
Ｂ１１０ 第二の相関係数演算ステップ
Ｂ１２０ 第二の濃度相関関数抽出ステップ
Ｂ１２５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ｂ１３０ データ出力ステップ
Ｃ１０ スペクトル測定ステップ
Ｃ１５ スペクトル読込ステップ
Ｃ２０ データ入力ステップ
Ｃ３０ 体液中濃度演算ステップ
Ｃ４０ データ出力ステップ
Ｃ１０ スペクトル測定ステップ
Ｃ２０ データ入力ステップ
Ｃ３０ 体液中濃度演算ステップ
Ｃ４０ データ出力ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置、該濃度相関関数の導出方法、及び該濃度相関関数の演算をするプログラム、並びに、該濃度相関関数に基づいて前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床系における分析方法のひとつとして、体液中の成分量は重要な指標値であり、中でも生体の血液中の成分量は特に重要な指標値として用いられている。その現在の主要な測定方法は採血法であり、被験者への侵襲は大きな課題となっている。
【０００３】
これに対し非侵襲的な測定方法として、被検査物質（測定対象物質）固有の近赤外線吸収特性に着目し、被験者の表皮に赤外線を照射して、被検査物質固有の波長データにおける吸光度（反射した赤外線強度）を得て、そこから被検査物質の血中濃度を予測する方法が考案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、測定した赤外線強度の解析方法として、主成分分析または単回帰の分析により目的の検査値を予測する上で影響度の大きい波長のデータを順次採用する方法（特許文献２）や、ＰＬＳ（Partial Least Squares Regression）等のスペクトルデータの広範囲の情報を利用し目的の検査値を予測する方法（特許文献３）等が行なわれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２３７９９号公報
【特許文献２】特開平１１−６４２１８号公報
【特許文献３】国際公開２００３−０７９９００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、血液は一般に多数の物質が混合したものであり、複雑な生化学反応等が起きている。そのため、被検査物質固有の近赤外線吸収特性に着目する方法では、雑協な環境下における影響や、生化学反応における状態の変化によって、測定精度が低下していた。
【０００７】
また、測定した赤外線強度の解析方法においても、上述した主成分分析、単回帰の分析の方法、及びＰＬＳ等で得られる結果は、必ずしも臨床系で満足が得られるような精度を保つものではなかった。
【０００８】
さらに、採血法で得た血液に対しても、臨床検査試薬を用いた非可逆的変化を伴う検査方法よりも、試薬コストの点などから非可逆的変化を伴わない検査方法の確立が望まれている。
【０００９】
このような現状から、未だ採血法が主流となっている。本発明は、このような課題に鑑み開発されたものであり、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置、該濃度相関関数を導出する方法、及び該濃度相関関数の演算するプログラム、並びに、該濃度相関関数に基づいて前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置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】
【００１０】
発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、測定対象物質の近赤外線吸収特性に依存せずに必要な波長のデータを選び出すことで、体液内の複雑な生化学反応の中であっても、高い精度で目的の検査値を測定することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置であって、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、該濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備えることを特徴とする、濃度相関関数の演算装置（以下、「本発明の演算装置」ということがある。）に存する（請求項１）。
【００１２】
このとき、波長選択手段における赤外線波長の組合せが、８点以上の波長の組合せであることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、前記赤外線吸収スペクトルを読み取る第二のスペクトル取得手段と、濃度相関関数を得るのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の一部を少なくとも含む、複数の赤外線波長の組合せを選択する第二の波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る第二の実測濃度取得手段と、該第二の波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該第二の波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る第二の濃度測定用関数演算手段と、該第二のスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該第二の濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の第二の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の第二の実測濃度との各相関係数を演算する第二の相関係数演算手段と、該第二の濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該第二の相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する第二の濃度相関関数抽出手段とを備えることが好ましい（請求項３）。
【００１４】
このとき、波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む８点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項４）。
【００１５】
また、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む１４点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項５）。
【００１６】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、１６点以上の赤外線波長の組合せを選択することが好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃであることが好ましい（請求項７）。
【００１８】
また、濃度測定用関数演算手段における演算が、非線形的手法による演算であることが好ましい（請求項８）。
【００１９】
また、前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値であることが好ましい（請求項９）。
【００２０】
本発明の別の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を、コンピュータを用いて導出する方法であって、該コンピュータに、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップと、該スペクトル取得ステップが読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップと、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップと、該波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップと、該スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップと、該濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップとを行なわせることを特徴とする、濃度相関関数を導出する方法（以下、「本発明の濃度相関関数導出方法」ということがある。）に存する（請求項１０）。
【００２１】
本発明の別の要旨は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムであって、コンピュータを、前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段と、濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段ととして機能させる濃度相関関数の演算をするプログラム（以下、「本発明のプログラム」ということがある。）に存する（請求項１１）。
【００２２】
本発明の別の要旨は、前記請求項１〜１０に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射する赤外線源と、該赤外線源から前記生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、該スペクトル測定手段が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備えることを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置に存する（請求項１２）。
【００２３】
このとき、前記のスペクトル測定手段が、前記の赤外線源以外の光を遮光する遮光手段を備えることが好ましい（請求項１３）。
【００２４】
本発明の別の要旨は、前記請求項１〜８に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込むスペクトル読込手段と、該スペクトル読込手段が読み込んだ赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報に、前記濃度相関関数を適応して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備えることを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置に存する（請求項１４）。
【００２５】
このとき、前記の測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃであることが好ましい（請求項１５）。
【００２６】
また、前記の体液中濃度演算手段における演算が、非線形的手法による演算であることが好ましい（請求項１６）。
【００２７】
また、前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値であることが好ましい（請求項１７）。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の演算装置によれば、濃度相関関数を演算でき、この濃度相関関数を用いれば、例えば血液のように、体液中に多数の物質が混合した雑協な環境下であっても、高い測定精度で体液中の成分量を測定することができる。
【００２９】
また、上記の濃度相関関数によれば、測定した赤外線強度の解析方法において、個々の波長のデータの影響度とは関係なく、高い測定精度が得られる波長の組み合わせを選択することで、より高い測定精度を得ることができる。
【００３０】
さらに、上記の濃度相関関数によれば、測定対象物質固有の赤外線吸収特性に依存した測定を行なわないため、多くの物質を測定対象物質とすることができる。従って、例えば血糖値（グルコースの値）の様に、従来から測定がされている測定対象物質以外にも適用することができる。
【００３１】
さらには、採血法に代表されるように、体液に対する臨床検査薬を用いた生化学的手法を用いた従来方法では、試料の採取器具、試料を採取した後の温度管理、生化学的、分子生物学的手法による試薬など、多くのコスト及び時間がかかるが、上記の濃度相関関数によれば、赤外線を照射することで直ちに測定ができるため、コスト及び時間への負荷が軽減される。
【００３２】
また、本発明の測定装置によれば、非侵襲的に測定対象物質の血中濃度が測定できるため、血液感染のリスクを軽減したり、医師等の資格を有しなくても測定が可能となったり、非侵襲性によって生体への負担が低減することができ、ＱＯＬ（Quality of Life）の向上が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【００３４】
［１．測定の対象］
本発明の演算装置や本発明の測定装置などで測定の対象となる測定対象物質、生体の種類などについて説明する。
【００３５】
［１−１．測定対象物質］
測定対象物質は、血液や尿などの体液中の成分であれば制限はない。たとえば、赤血球、ヘモグロビン、ヘマトクリット、白血球、血小板、好中球、リンパ球、単球、好酸球、好塩基球、ＧＯＴ、ＧＰＴ、γＧＴＰ、ＺＴＴ、ＡＬＰ、ＬＤＨ、ＣＰＫ、コリンエステラーゼ、心筋型クレアチンキナーゼ、血清鉄、総ビリルビン、尿酸、総コレステロール、ＨＤＬコレステロール、中性脂肪、ＬＤＬコレステロール、尿素窒素、クレアチニン、葉酸、ビタミンＢ１２、血糖、尿糖、ＨｂＡ１ｃ、フルクトサミン、総蛋白、アルブミン、グロブリン、アルブミン／グロブリン比、ＴＳＨ、ＦＳＨ、ＬＳＨ、プロラクチン、総トリヨードサイロニン、遊離トリヨードサイロニン、遊離サイロキシン、カルジオリピン、フェリチン、ＰＳＡ、ＳＴ−４３９、ＡＦＰレクチン分画、ＤＵＰＡＮ２、ヒアルロン酸、ＰＩＶＫＡ２、ＫＬ−６、ＨＣＧ、ＣＥＡ、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＧＲＰ前駆体、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ペプシノーゲン１、ペプシノーゲン２、γ−セミノプロテイン、抗ＳＳ−Ａ抗体、抗ＳＳ−Ｂ抗体、抗インスリン抗体３、抗Ｓｍ抗体、抗ガラクトース欠損ＩｇＧ抗体、セントロメア抗体、抗ＳＣＬ７０抗体、ＨＡ抗体、ＨＢｅ抗体、ＨＢｅ抗原、ＨＢｓ抗体、ＨＢｃ抗体、ＨＣＶコア抗原、ＨＣＶ，ＨＣＶコア抗体等が挙げられる。中でも、グルコース、コレステロール、中性脂肪、ＨｂＡ１ｃが好ましい。一般に血中濃度が高く測定が容易であるためである。また、生体に与える影響も大きく、生体の生理的な変化に応答して値が変動するため、医学的な要請も高いためである。
【００３６】
［１−２．生体］
測定対象となる生体は、血液や尿などの体液を有していれば制限はなく、あらゆる生物種に適用することができる。具体的には、ヒト、サルの他、ペットや家畜として代表的なイヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ウマ等の哺乳類、ニワトリ等の鳥類等が挙げられる。中でも、ヒトが好ましい。
【００３７】
［２．本発明の演算装置］
本発明の演算装置は、体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置である。
【００３８】
［２−１．第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態としての演算装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、演算装置１００は、赤外線吸収スペクトル取得装置１（スペクトル取得手段）、実測濃度取得装置２（実測濃度取得手段）、データ処理を行うデータ処理部３、および濃度相関関数を出力するデータ出力装置４を備えて構成されている。データ処理部３は、コンピュータの内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態におけるデータ処理部３は、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）の４種類の手段として機能するものである。
【００３９】
また図２は、コンピュータを利用した、演算装置１００のハードウェア構成例を示した図である。このコンピュータは、赤外線吸収スペクトル取得装置１、実測濃度取得装置２、中央演算処理装置５（ＣＰＵ）、記憶装置６（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置７（ディスプレイ等）、入力インターフェース８（キーボード、マウス等）、データ出力装置４を備えて構成されている。ここで、演算装置１００のデータ処理部３は、記憶装置５の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置５により読み込まれ、そのプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置５が、その機能を発揮する。
【００４０】
以下、本発明の演算装置の第１の実施形態におけるデータ処理内容について、概念的に説明する。なお、本発明の演算装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【００４１】
［２−１−１．赤外線吸収スペクトル取得装置］
赤外線吸収スペクトル取得装置１は、生体の表面又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して、反射した赤外線の強度（以下、「赤外線強度」ということがある。）を測定することで、生体又は生体から取り出した体液の赤外線の吸光度を測定する装置である。
生体の表面又は生体から取り出した体液に照射する赤外線は、通常、その波長を連続的若しくは段階的に変化させたものである。これにより、照射する赤外線の波長と、該波長における吸光度との赤外線吸収スペクトルを得ることができる。
【００４２】
照射する赤外線の波長の範囲は、測定対象物質、生物種、生体に照射するか又は生体から取り出した体液に照射するか、生体の照射する部位等によっても異なるが、通常５００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上、また、通常３０００ｎｍ以下、好ましくは２５００ｎｍ以下である。
【００４３】
赤外線吸収スペクトル取得装置１の構成の一例としては、赤外線源（図示せず）と、反射した赤外線を感受するセンサ（図示せず）を備える構成が挙げられる。また、赤外線源等を制御する手段を設けていてもよい。また、本発明の演算装置が、図２に示される構成を有する場合には、演算装置１００の中央演算処理装置３によって赤外線源等を制御してもよい。
【００４４】
生体の表面に赤外線を照射する場合、その場所に制限はないが、表面の色素が少ない箇所、皮膚が薄い箇所、毛細血管が表皮付近に集中している部分等が好ましい。具体的には、指、手のひら、足の裏、腕、耳等が好ましい。
【００４５】
赤外線吸収スペクトル取得装置１は、赤外線吸収スペクトルを演算装置１００が取得できれば制限はない。
従って、演算装置１００は、上記の赤外線源等の赤外線吸収スペクトルを測定できる構成を備えていてもよいし、演算装置１００の外部に赤外線吸収スペクトルを測定できる装置を設けて、その外部装置（図示せず）からデータを取得する構成を備えるものであってもよい。
【００４６】
ここで、外部装置からデータを取得する構成は、演算装置１００が該外部装置からデータ（ここでは赤外線吸収スペクトル）を取得できる構成であれば制限はない。例えば、演算装置１００と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置５を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、演算装置１００の入力インターフェース８等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
以下、これらの外部装置からデータを取得するための構成を「入力インターフェース機構」と総称する。
【００４７】
（サンプル数）
演算装置１００においては、サンプル数の多い方が精度の高い濃度相関関数が得られるため好ましい。具体的には、後述する波長選択部３ａが選択する波長の点数の、通常３倍以上、好ましくは５倍以上のサンプル数を用いることが好ましい。また、サンプル数が多すぎても、得られる濃度相関関数の精度に割に演算負荷が高まるため、通常１０倍以下である。
【００４８】
［２−１−２．実測濃度取得装置］
実測濃度取得装置２は、赤外線吸収スペクトルを取得した生体における、体液中の測定対象物質の実測濃度（以下、「実測体液中濃度」ということがある。）を読み取る装置である。
【００４９】
実測体液中濃度を測定する方法に制限はなく、公知の何れの方法を用いることが出来る。ただし、ここで得られた実測体液中濃度を真値としてキャリブレーションを行なうため、可能な限り正確に測定できる方法が好ましい。従って、臨床検査で確立している手法を用いることが好ましく、具体例としては、例えば血液中の測定対象物質の濃度を測定する場合には、採血法を用いて測定することが好ましい。
【００５０】
実測濃度取得装置２は、実測体液中濃度を演算装置１００が取得できれば制限はない。
従って、演算装置１００は、実測体液中濃度を測定できる構成を備えていてもよいし、演算装置１００の外部に実測体液中濃度を測定できる装置を設けて、その外部装置からデータを取得する入力インターフェース機構を備えるものであってもよい。
【００５１】
なお、演算装置１００においては、上述したように実測体液中濃度を真値として扱う。従って、赤外線スペクトル取得装置１で赤外線吸収スペクトルを測定したサンプルのうち、少なくとも濃度測定用関数を演算するのに用いるサンプルについては、実測体液中濃度度を取得する。
【００５２】
［２−１−３．データ処理部］
データ処理部３は、図１に示すように、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。
【００５３】
［２−１−３−１．波長選択部］
波長選択部３ａは、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する機能部である。演算装置１００は、この波長選択部３ａで選択された波長における赤外線スペクトルの赤外線強度情報を用いて濃度測定用関数を演算するようになっている。
【００５４】
選択される波長に制限はない。従来は、測定対象物質が有する置換基等の吸光度が特に高い波長などを選択していたが、本発明においてはその波長に限定されるものではなく、任意の組合せを選択することができる。
【００５５】
選択される波長の数に制限はないが、波長の数が多いほど相関係数の高い濃度相関関数が得られるため好ましく、通常８点以上、好ましくは１２点以上、より好ましくは１４点以上、さらに好ましくは１６点以上である。また、あまり点数を増やしても、演算の負荷が高まる割に相関係数が向上しないため、通常１００点以下、好ましくは５０点以下、より好ましくは３０点以下、さらに好ましくは２０点以下である。
【００５６】
部分的且つ複数の赤外線波長の選択は、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルの波長を任意の数（以下、これを「波長分割数」という。）で分割し、そこから選択する。
波長分割数は、選択される赤外線波長の点数の通常１０倍以上、好ましくは５０倍以上、さらに好ましくは１００倍以上、また、通常１０００倍以下、好ましくは５００倍以下の分割数が好ましい。波長分割数がこれを下回ると、精度が下がる可能性がある。また、波長分割数がこれを上回ると、計算負荷が高くなる可能性がある。
【００５７】
赤外線吸収スペクトルには、測定時の誤差やノイズが含まれることが多い。これらの誤差やノイズを丸める（除外する）ために、赤外線吸収スペクトルの波長を波長分割数で分割する時に、波長分割数の数倍の分割数でまず分割し、それに平均化処理を行なって、波長分割数に分割することが好ましい。
【００５８】
平均化処理について具体例を用いて説明する。ここでは、平均化処理にあたり、赤外線吸収スペクトル取得装置１で得られた赤外線吸収スペクトルを、所定の波長分割数のＫ倍の値で分割する場合を例にする。ここでＫは自然数とする。
【００５９】
まず、波長分割数のＫ倍の分割数で分割された赤外線吸収スペクトルの波長を、波長の長さの序順に従ってＫ点ずつのグループに分ける。そして、各グループに属する赤外線波長における吸光度の平均値を算出し、その平均値を該グループを構成する赤外線波長の範囲における吸光度として定める。このようにして、赤外線吸収スペクトルに平均化処理がなされるようになっている。
この平均化処理によって、所定の波長分割数で分割したときに、測定時の誤差やノイズが丸められた（除外された）赤外線吸収スペクトルを得ることができる。
【００６０】
平均化処理をするときは、波長分割数の通常１０倍以上、好ましくは５０倍以上、さらに好ましく１００倍以上、また、通常１０００倍以下、好ましくは５００倍以下の分割数で赤外線波長の分割を行なう。
【００６１】
なお、赤外線吸収スペクトルは、通常、連続的若しくは段階的な波長の変化に対する反射した赤外線強度を測定したものである。この波長の連続性は、照射した赤外線の分解能や、赤外線吸収スペクトル取得装置１の分解能に依存する。
ここで、得られた赤外線吸収スペクトルが段階的な波長の変化に対するものであった場合、赤外線吸収スペクトルの波長の波長分割数は、該段階の数を最大として、該段階の数の約数であることが好ましい。
【００６２】
［２−１−３−２．濃度測定用関数演算部］
濃度測定用関数演算部３ｂは、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る機能部である。
【００６３】
ここで赤外線強度情報とは、波長選択部３ａで選択した組合せの各赤外波長における赤外線の強度を表わす指標値である。具体的には、当該赤外線の強度の値そのものでもよいし、赤外線の強度の値を微分した値でもよい。微分の回数には制限はなく、１回微分値でもよいし、２回微分値でもよいし、それ以上の微分回数の微分値でもよい。赤外線の強度の値そのものを用いるより、微分値を用いた方が濃度相関関数の精度が高くなる傾向があるので好ましい。
【００６４】
濃度測定用関数とは、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度（実測体液中濃度）との相関関数である。濃度測定用関数の導出の方法としては、線形的手法、非線形的手法等が挙げられる。中でも、非線形的手法を用いることが好ましい。高い精度の濃度相関関数が得られるためである。
【００６５】
濃度相関関数の演算は、波長選択部３ａで選択された波長全てにおいて演算して濃度測定用関数の群を得てもよいし、波長選択部３ａで選択された波長の一部（１つ又は２つ以上の波長）について濃度測定用関数の群を得てもよい。後者の場合、得られた濃度測定用関数の群につき、後述する濃度相関関数の抽出を行ない、濃度相関関数が得られなかった場合には、残りの組合せについて再度濃度測定用関数を求めればよい。
【００６６】
（線形的手法の例）
濃度測定用関数の導出方法の一例として、線形的手法の演算のひとつである下記式（１）で定められる濃度相関関数を演算する方法を具体的に説明する。
【００６７】
【数１】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；Ｘｊはスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの、波長選択手段で選択した各波長における赤外線強度情報；ｂ０は定数項；ｂｊは係数である。）
【００６８】
以下、赤外線吸収スペクトル取得装置１及び実測濃度取得装置２で取得したサンプル数をｍ個、波長選択手段で選択した赤外線波長の点数をｋ点とした場合を例に説明する。
この場合、波長選択部３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報を各々Ｘｎｊ（但し、１≦ｎ≦ｍ、１≦ｊ≦ｋ、ｎ，ｊは整数）、これらの各赤外線強度情報に対応する測定対象物質の演算体液中濃度を各々Ｙｎ（但し、１≦ｎ≦ｍ、ｎは整数）と表わすことができる。
このとき、濃度測定用関数を演算することとは、ｍ個のサンプル全てにおいて上記式（１）を満たすｂｊ（但し、０≦ｊ≦ｋ、ｊは整数）を求めることであり、則ち、ｍ種類の下記式（２）の全てを満たすｂｊ（但し、０≦ｊ≦ｋ、ｊは整数）を求めることである。
【数２】
【００６９】
上記式（２）におけるｂｊを求める方法について説明する。上記式（２）において、目的変数が赤外線強度情報（Ｙｎ）であり、説明変数が演算体液中濃度（Ｘｎｊ）であるので、ｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）を示すと、下記表１のようになる。
【表１】
【００７０】
上記の表１に記載の各サンプルに式（２）を適用させた式について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（３）が導出される。
【数３】
【００７１】
また、上記の表１に記載の説明変数及び目的変数の各要素をＸｎ１倍し、得られたｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（４）が導出される。
【数４】
【００７２】
同様にして、上記の表１に記載の説明変数及び目的変数の各要素をＸｎｋ倍し、得られたｍ個のサンプルにおける具体的な式（２）について、その両辺をそれぞれ足しあわせると、以下の式（５）の群が導出される。
【数５】
【００７３】
ここで、上記式（５）におけるｂｊ（ｂ０〜ｂｊの各値）は、下記式（６）の行列式を解くことにより得られる。
【数６】
【００７４】
得られたｂｊ（ｂ０〜ｂｊの各値）を、上記の式（１）に代入することにより濃度測定用関数を演算することができる。
【００７５】
（非線形的手法の例）
濃度測定用関数の導出方法の他の一例として、非線形的手法を用いた下記式（７）又は下記式（８）で定められる濃度相関関数を演算する方法が挙げられる。この場合、上記式（１）の代わりに下記式（７）又は下記式（８）を用いる以外は、上述した線形的手法の例と同様の操作で濃度相関関数を求めることができる。
【００７６】
【数７】
（上記式（７）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；ajj，ｂｊ，ｃ，eｊはフィッティングパラメータを示す。）
【００７７】
【数８】
（上記式（８）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｚｉはｚｊとは異なる赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；aｉj、ｂｊ、ｃ及びeiはフィッティングパラメータを示す。）
【００７８】
［２−１−３−３．相関係数演算部］
相関係数演算部３ｃは、赤外線吸収スペクトル取得装置１で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算部３ｂで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、実測濃度取得装置２で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する機能部である。
【００７９】
演算濃度とは、濃度測定用関数演算部３ｂで得られた濃度測定用関数に、サンプル毎の赤外線強度情報を代入して得られた、測定対象物質の体液中濃度である。従って、濃度測定用関数に代入される赤外線強度情報は、濃度測定用関数を演算するのに用いた赤外線波長の組合せにおける赤外線強度情報となる。
【００８０】
相関係数は、波長選択部３ａで選択された赤外線波長の組み合わせ毎に演算される濃度測定用関数毎に演算されるようになっている。
【００８１】
相関係数は、演算体液中濃度と実測体液中濃度との相関を示す統計外的指標であり、その算出方法は本発明の効果を著しく損なわない限り制限はない。例えば、ピアソンの積率相関係数を用いることが好ましい。真値との偏差が正規分布と推定されるためである。
【００８２】
（ピアソンの積率相関係数）
本発明に係る相関係数として、ピアソンの積率相関係数を用いる場合には、ピアソンの積率相関係数の式（下記式（９））を用いることで演算することができる。
【数９】
（上記式中、ρは相関係数、ｍはサンプルの数をそれぞれ表わす。また、ｍ個のサンプルを任意の順序でナンバリングしたときに、Ｙｎはｎ個目のサンプルにおける演算体液中濃度、Ｙ’ｎはｎ個目のサンプルにおける実測体液中濃度をそれぞれ表わす。）
【００８３】
［２−１−３−４．濃度相関関数抽出部］
濃度相関関数抽出部３ｄとは、濃度測定用関数演算部３ｂが演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算部３ｃが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する機能部である。
【００８４】
濃度相関関数は、相関係数が閾値以上の濃度測定用関数であればよく、１つのサンプルの母集団から得られる濃度相関は、１つとは限らず複数得られる場合がある。また、波長選択部３ａが選択した赤外線波長の組合せによって得られた濃度測定用関数の中から、濃度相関関数を抽出できなかった場合には、該波長選択部３ａによって別の波長の組み合せを選択し、再度濃度相関関数の抽出を試みればよい。
【００８５】
閾値とは、演算装置１００によって得られる濃度相関関数が有する相関係数として求められる値のことであり、閾値を高く設定するほど高い精度の濃度相関関数が得られる。一般に相関係数は高い方が好ましいが、あまり高く閾値を設定すると、濃度相関関数が得られない可能性もある。具体的には産業上の要求に対応できる精度であればよく、例えば医療機器として用いる場合で、相関係数としてピアソンの積率相関係数を用いた場合、通常０．６５以上、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上、さらに好ましくは０．８５以上、特に好ましくは０．９以上、また、通常１以下である。
【００８６】
［２−１−４．データ出力装置］
データ出力装置４は、本発明の演算装置で導出された濃度相関関数を出力する装置である。
濃度相関関数の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができる。例えば、演算装置１００が演算装置１００以外の外部装置と電気的に直接接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、演算装置１００が該外部装置と無線通信で接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、演算装置１００と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置６を介して電磁的なデータを受け渡したりする等の構成が挙げられる。また、演算装置１００に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、可視的に表示や印刷等をして出力する構成であってもよく、ここでいう表示部は表示装置７を用いてもよい。この場合、表示装置７とデータ出力装置４とを一体とし、１つの装置で両方の機能をまかなわせることができる。
ただし本発明の測定装置にデータを送る場合には、電磁的な方法が好ましい。
以下、これらの外部装置へデータを出力するための構成を「出力インターフェース機構」と総称する。
【００８７】
出力するデータは、濃度相関関数であればよいが、他の情報を含んでいてもよい。例えば、濃度相関関数に代入すべき赤外線強度情報の赤外線波長、サンプル数、サンプルの母集団の性質（生物種、性別、年齢、生体における測定部位等）、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の出力強度、日時等が挙げられる。
【００８８】
［２−１−５．フローチャート］
図３に示すフローチャートを用いて、本発明の第１の実施の形態における演算装置１００の動作内容を説明する。
【００８９】
まず、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル取得装置１によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【００９０】
一方で、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）では、実測濃度取得装置２によって、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【００９１】
なお、このステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【００９２】
ステップＡ３０（波長選択ステップ）では、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択するステップである。
【００９３】
ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
【００９４】
なお、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が、後述するステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＡ３０（波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＡ６５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１００の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図２には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＡ３０（波長選択ステップ）が完了すると、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【００９５】
ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＡ３０（波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）に進む。
【００９６】
ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）では、ステップＡ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＡ２０（実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【００９７】
ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＡ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＡ５０（相関係数演算ステップ）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＡ７０（データ出力ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＡ３０（波長選択ステップ）に進む。
【００９８】
ステップＡ７０（データ出力ステップ）では、演算装置１００で導出された濃度相関関数を出力する。
濃度相関関数の出力は、例えば出力インターフェース機構を介して出力することができる。出力された濃度相関係数は任意の目的に用いることができるが、例えば、濃度測定用関数に基づいて測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に入力して用いることができる。
【００９９】
一般に濃度相関関数の演算負荷は高く、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が組み合わせうる全ての組み合わせを選択して演算する場合、その負荷は非常に高くなる傾向にある。従って、ステップＡ３０（波長選択ステップ）は組み合わせうる全ての組み合わせを選択するのではなく、そのうちの一部の組み合わせを選択して、順次ステップＡ６０（濃度相関関数抽出ステップ）まで処理することが好ましい。組み合わせうる全ての組み合わせを演算することなく、濃度相関関数を得たところで処理を終了することができるためである。
【０１００】
［２−２．第２の実施形態］
【０１０１】
第１の実施形態においては、ステップＡ３０（波長選択ステップ）において選択する赤外線の波長の組み合わせを、濃度相関関数を得られる可能性の高い組み合わせから順に選択すると、演算処理の負荷を下げることができる。また、このとき、組み合わせうる全ての組み合わせを一度に選択するのではなく、まず、濃度相関関数を得られる可能性の高い組み合わせを選択して濃度相関関数を導出し、導出できなかった場合には、濃度相関関数を得られる可能性が次に高い組み合わせを選択して、順次濃度相関関数の導出を試みた方が、演算装置１００の負荷を下げることができる。
【０１０２】
本発明の第２の実施形態は、上記の利点を得られるように、ステップＡ３０（波長選択ステップ）が選択する赤外線の波長に一定の序順を設ける実施形態である。
【０１０３】
図４は本発明の第２の実施の形態の演算装置１０１の全体構成を示すブロック図である。図４に示すように、演算装置１０１は、第１の実施形態の演算装置１００に加えて、第二赤外線吸収スペクトル取得装置１１（第二のスペクトル取得手段）、第二実測濃度取得装置１２（第二の実測濃度取得手段）、及びデータ処理を行なう第二データ処理部１３を備えて構成されている。第二データ処理部１３は、コンピュータ内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態における第二データ処理部１３は、第二波長選択部１３ａ（第二の波長選択手段）、第二濃度測定用関数演算部１３ｂ（第二の濃度測定用関数演算手段）、第二相関係数演算部１３ｃ（第二の相関係数演算手段）、第二濃度相関関数抽出部１３ｄ（第二の濃度相関関数抽出手段）の４種類の手段として機能するものである。また、図４において、第１の実施形態と同様の装置及び手段は、同じ符合を用いて表現している。
【０１０４】
また、図５はコンピュータを利用した、演算装置１０１のハードウェアの構成例を示した図である。本発明の演算装置は、同様の作用を有する装置は共通の装置を用いる構成を有していてもよい。図５は、このような構成を示す一例である。
【０１０５】
このコンピュータは、赤外線吸収スペクトル取得装置１４、実測濃度取得装置１５、中央演算処理装置５（ＣＰＵ）、記憶装置６（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置７（ディスプレイ等）、入力インターフェース８（キーボード、マウス等）、データ出力装置４を備えて構成されている。
ここで、演算装置１０１のデータ処理部３（波長選択手段、濃度測定用関数演算手段、相関係数演算手段、濃度相関関数抽出手段）及び第二データ処理部１３（第二の波長選択手段、第二の濃度測定用関数演算手段、第二の相関係数演算手段、第二の濃度相関関数抽出手段）は、記憶装置６の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置５に読み込まれ、このプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置５が、その機能を発揮する。
【０１０６】
図５に示される赤外線吸収スペクトル取得装置１４は、赤外線吸収スペクトル取得手段と第二の赤外線吸収スペクトル取得手段として機能する装置である。また、図５に示される実測濃度取得装置１５は、実測濃度取得手段と第二の実測濃度取得手段として機能する装置である。
【０１０７】
ただし演算装置１０１では、各手段を実現する構成を各々異なるハードウェアで実現してもよい。例えば、データ処理部３と第二データ処理部１３とで異なるＣＰＵを用いたり、赤外線吸収スペクトル取得手段と第二の赤外線吸収スペクトル取得手段とで異なる赤外線吸収スペクトル取得装置を設けたり、実測濃度取得手段と第二の実測濃度取得手段とで異なる実測濃度取得装置を設けることなどが挙げられる。
【０１０８】
以下、演算装置１０１のデータ処理内容について、概念的に説明する。なお、本発明の演算装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１０９】
［２−２−１．赤外線吸収スペクトル取得装置］
赤外線吸収スペクトル取得装置１４の構成は、第１の実施形態における赤外線吸収スペクトル装置と同様の構成とすることができる。
【０１１０】
また、例えば、第１の実施形態と同様の構成の赤外線吸収スペクトル取得装置１４を設け、それを赤外線吸収スペクトル取得手段として機能させ、該赤外線吸収スペクトル取得手段が取得した赤外線吸収スペクトルを記憶装置６等に記憶させ、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が該記憶された赤外線吸収スペクトルを取得する構成にしてもよい。
【０１１１】
赤外線吸収スペクトル取得手段及び第二の赤外線吸収スペクトル取得手段で得られた赤外線吸収スペクトルは、それぞれ後述するデータ処理部３及び第二データ処理部１３における濃度相関関数の演算に用いられるようになっている。
【０１１２】
（サンプル数）
演算装置１０１においては、サンプル数の多い方が精度の高い濃度相関か数が得られるため好ましい。サンプル数の好ましい範囲の具体的な値は第１の実施形態と同様である。
【０１１３】
［２−２−２．実測濃度取得装置］
実測濃度取得装置１５の構成は、第１の実施形態における赤実測濃度装置と同様の構成とすることができる。
【０１１４】
また、例えば、第１の実施形態と同様の構成の実測濃度取得装置１５を設け、それを実測濃度取得手段として機能させ、該実測濃度手段が取得した実測体液中濃度を記憶装置６等に記憶させ、第二の実測濃度取得手段が該記憶された実測体液中濃度を取得する構成にしてもよい。
【０１１５】
実測濃度取得手段及び第二の実測濃度取得手段で得られた実測体液中濃度は、それぞれ後述するデータ処理部３及び第二データ処理部１３における濃度相関関数の演算に用いられるようになっている。
【０１１６】
［２−２−３．データ処理部］
データ処理部３は、図４に示すように、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。それぞれの機能部は、第１の実施形態と同様の構成であり、同様の処理を行なうことができるようになっている。
【０１１７】
［２−２−４．第二データ処理部］
第二データ処理部１３は、図４に示すように、第二波長選択部１３ａ（第二の波長選択手段）、第二濃度測定用関数演算部１３ｂ（第二の濃度測定用関数演算手段）、第二相関係数演算部１３ｃ（第二の相関係数演算手段）、及び第二濃度相関関数抽出部１３ｄ（第二の濃度相関関数抽出手段）を備えて構成される。
【０１１８】
以下、上記の各機能部（１３ａ〜１３ｄ）と、波長選択部３ａ（波長選択手段）、濃度測定用関数演算部３ｂ（濃度測定用関数演算手段）、相関係数演算部３ｃ（相関係数演算手段）、及び濃度相関関数抽出部３ｄ（濃度相関関数抽出手段）との差異を中心に説明する。
【０１１９】
［２−２−４−１．第二波長選択部］
第二波長選択部１３ａは、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が得た赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する機能部である。演算装置１０１は、この第二波長選択部１３ａで選択された波長における赤外線スペクトルの赤外線強度情報を用いて濃度測定用関数を演算するようになっている。
【０１２０】
選択される波長に制限はない。波長の選択の方法は、第１の実施形態における、波長選択部３ａと同様の方法で行なうことができる。
【０１２１】
また、第二波長選択部１３ａは、波長選択部３ａで選ばれた赤外線波長の組み合わせのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組み合わせを構成する各赤外線波長の中から、少なくともその一部を含む赤外線波長の組み合わせから優先的に選択することが好ましい。
【０１２２】
具体的には、波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択したとすると、第二の波長選択手段において、濃度相関関数抽出手段が抽出した濃度相関関数を演算するのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、通常７点以上、好ましくは１２点以上、さらに好ましくは１６点以上、また、このとき、第二波長選択手段が選択する赤外線波長の点数の総数は、上記の波長点数を含めて、通常８点以上、好ましくは１４点以上、さらに好ましくは１６点以上、また、通常３０点以下、好ましくは２０点以下である。この範囲を下回ると、精度が下がる可能性がある。また、この範囲を上回ると、計算負荷が高くなる傾向がある。
【０１２３】
［２−２−４−２．第二濃度測定用関数演算部］
第二濃度測定用関数演算部１３ｂは、第二波長選択部１３ａで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、第二実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、第二波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る機能部である。
【０１２４】
第二濃度測定用関数演算部１３ｂにおける、濃度測定用関数の演算の方法は、第１の実施形態における、濃度測定用関数演算部３ｂと同様の方法で行なうことができる。
【０１２５】
［２−２−４−３．第二相関係数演算部］
第二相関係数演算部１３ｃは、第二の赤外線吸収スペクトル取得手段が読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、第二濃度測定用関数演算部１３ｂで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、第二の実測濃度取得手段が読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する機能部である。
【０１２６】
第二相関係数演算部１３ｃにおける、相関係数の演算の方法は、第１の実施形態における、相関係数演算部３ｃと同様の方法で行なうことができる。
【０１２７】
［２−２−４−４．第二濃度相関関数抽出部］
第二濃度相関関数抽出部１３ｄとは、第二濃度測定用関数演算部１３ｂが演算した濃度測定用関数の群から、第二相関係数演算部１３ｃが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する機能部である。
【０１２８】
第二濃度相関関数抽出部１３ｄにおける、濃度相関関数の抽出の方法は、第１の実施形態における、濃度相関関数抽出部３ｄと同様の方法で行なうことができる。
【０１２９】
なお、閾値の範囲に制限はなく、第１の実施形態における好適な範囲と同様である。
【０１３０】
［２−２−５．データ出力装置］
データ出力装置４は、演算装置１０１において、第二濃度相関関数抽出部１３ｄで導出された濃度相関関数を出力する装置である。
濃度相関関数の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができ、例えば、第１実施形態で例示したような出力インターフェース構造を備えることが挙げられる。
ただし本発明の測定装置にデータを送る場合には、電磁的な方法が好ましい。
【０１３１】
［２−２−６．フローチャート］
図６に示すフローチャートを用いて、本発明の第２の実施の形態における演算装置１０１の動作内容を説明する。
【０１３２】
まず、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル取得装置１４によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。なお、赤外線を照射する対象、照射部位などは、後述するステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で赤外線を照射する対象、照射部位等と同じとする。
【０１３３】
また、後述するステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が取得した赤外線吸収スペクトルのデータをそのまま取得する場合は、例えば記憶装置６等に赤外線吸収スペクトルのデータを記憶させてもよい。
【０１３４】
一方、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）は、実測濃度取得装置１５によって、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部３に入力される。
【０１３５】
また、後述するステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）が、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）が取得した実測体液中濃度のデータをそのまま取得する場合は、例えば記憶装置６等に実測体液中濃度のデータを記憶させてもよい。
【０１３６】
このステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０１３７】
ステップＢ３０（波長選択ステップ）では、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択する。
【０１３８】
ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
【０１３９】
なお、ステップＢ３０（波長選択ステップ）が、後述するステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＢ３０（波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＢ６５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１０１の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図５には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＢ３０（波長選択ステップ）が完了すると、ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【０１４０】
ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）に進む。
【０１４１】
ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）では、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＢ３０（濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【０１４２】
ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＢ４０（濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＢ５０（相関係数演算ステップ）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＢ３０（波長選択ステップ）に進む。
【０１４３】
ステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）では、生体又は生体から取り出した体液に照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、第二データ処理部１３に入力される。
【０１４４】
この赤外線吸収スペクトルは、赤外線吸収スペクトル取得装置１４から入力インターフェース機構等を介して取得してもよいし、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）が、赤外線吸収スペクトルのデータを記憶装置６等に記憶させた場合には、該データを読み出すことで取得してもよい。
【０１４５】
一方、ステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトルを取得した生体又は生体から取り出した体液における、体液中の測定対象物質の実測濃度（実測体液中濃度）を取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、第二データ処理部１３に入力される。
【０１４６】
この実測体液中濃度は、実測濃度取得装置１５から入力インターフェース機構等を介して取得してもよいし、ステップ２０（実測濃度取得ステップ）が、実測体液中濃度のデータを記憶装置６等に記憶させた場合には、該データを読み出すことで取得してもよい。
【０１４７】
このステップＢ７０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）とステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）とは、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）より前に行なっていればいつ行なってもよく、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０１４８】
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）では、ステップＢ６０（第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で得られた赤外線吸収スペクトルから、濃度測定用関数を演算するのに用いる、部分的且つ複数の赤外線波長の組み合せを選択する。
【０１４９】
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせの数は、組み合わせうる全ての組み合わせの数であってもよいし、そのうちの一部であってもよい。組み合わせの選択の順序は、無作為選択であってもよいし、予め定められた序順や規則に従って選択されてもよい。
ただし、ステップＢ３０（波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の組み合わせのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組み合わせ、則ち、ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）で抽出された濃度相関関数を演算するのに用いられた赤外線波長の組み合わせを構成する各赤外線波長の中から、少なくともその一部を含む赤外線波長の組み合わせから優先的に選択することが好ましい。
【０１５０】
なお、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が、後述するステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）の後に実行される場合には、これまでにステップＢ６０（第二の波長選択ステップ）によって選ばれた赤外線波長の組み合わせ以外の波長の組み合わせ（残された組み合わせ）が選択される（ステップＢ１２５）。残された組み合わせが無い場合には、濃度相関関数は得られなかったものとして演算装置１０１の処理は終了する。なお、このとき音声装置（図５には図示せず）や表示装置７によって、濃度相関関数が得られなかった旨の警告を出してもよい。
ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が完了すると、ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）に進む。
【０１５１】
ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）では、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、ステップＢ７０（第二の実測濃度取得ステップ）で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る。なお、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で赤外線波長を１組だけ選択した場合、このステップで演算される濃度測定用関数は１つであるが、この場合も含めて「濃度測定用関数の群」と呼ぶ。
ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）に進む。
【０１５２】
ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）では、ステップＢ７０（第二の赤外線スペクトル取得ステップ）で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＢ９０（第二の濃度測定用関数演算ステップ）で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度（演算体液中濃度）と、ステップＢ８０（第二の実測濃度取得ステップ）で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度（実測体液中濃度）との各相関係数を演算する。
ステップＢ１１０（第二の相関係数演算ステップ）が完了すると、ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）に進む。
【０１５３】
ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）では、ステップＢ１００（第二の濃度測定用関数演算ステップ）が演算した濃度測定用関数の群から、ステップＢ１１０（第二の相関係数演算手段）が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する。閾値以上の濃度測定用関数（則ち、濃度相関数）が得られれば、ステップＢ１３０（データ出力ステップ）に進む。得られなかった場合には、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）に進む。
【０１５４】
ステップＢ１３０（データ出力ステップ）では、ステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出手段）で抽出された濃度相関関数を出力する。
濃度相関関数の出力は、例えば出力インターフェース機構を介して出力することができる。出力された濃度相関係数は任意の目的に用いることができるが、例えば、濃度測定用関数に基づいて測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置に入力して用いることができる。
【０１５５】
一般に濃度相関関数の演算負荷は高く、ステップＢ３０（波長選択ステップ）やステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）が組み合わせうる全ての組み合わせを選択して演算する場合、その負荷は非常に高くなる傾向にある。従って、ステップＢ３０（波長選択ステップ）やステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）は組み合わせうる全ての組み合わせを選択するのではなく、そのうちの一部の組み合わせを選択して、順次ステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）若しくはステップＢ１２０（第二の濃度相関関数抽出ステップ）まで処理することが好ましい。組み合わせうる全ての組み合わせを選択することなく、濃度相関関数を得たところで処理を終了することができるためである。
【０１５６】
また、ステップＢ１０（赤外線吸収スペクトル取得ステップ）で取得される赤外線吸収スペクトルのデータ、ステップＢ２０（実測濃度取得ステップ）で取得される実測体液中濃度のデータ、及びステップＢ６０（濃度相関関数抽出ステップ）で抽出される濃度相関関数を予め記憶手段６等に記憶しておくことで、ステップＢ９０（第二の波長選択ステップ）で選択される赤外線波長の点数を増減させたりして適宜濃度相関関数を演算する場合でも、該記憶されたデータを用いることで、濃度相関関数を得られる可能性の高い赤外線波長の組み合わせから順に演算することができるため、演算装置１０１の演算の負荷を下げることができる。
【０１５７】
［２−３．サンプルの母集団］
演算装置等１００，１０１で濃度相関関数を演算するときに、測定の対象となる母集団の性質は、後述する測定装置の用途によって自由に設計できる。
例えば、測定装置１００，１０１の用途を「特定の人種の血糖値」と定めた場合、濃度相関関数の演算には「当該人種を母集団とする血糖値に関する濃度相関関数」を導出すればよい。ここで一度特定の人種を母集団として濃度相関関数を導出した場合、当該母集団と同様の性質を有するサンプル（すなわち濃度相関関数の導出の母集団には入っていないが同じ人種のサンプル）ならば、当該濃度相関関数を用いることで、高い精度で血糖値を測定することができる。
【０１５８】
また、母集団の性質はなるべく詳細に定義された方が好ましい。測定精度が向上する傾向にあるためである。例えば、母集団として、特定の人種とした場合と、特定の人種の特性の性別の特定の年代とした場合には、後者の方が高い測定精度が得られる傾向にある。ただし、産業上の精度の要請を満たす限り、母集団は広くてもよい。多くの対象に用いることができる方が、スケールメリットをいかしてコストを低減することができるためである。
【０１５９】
母集団を特定の個人として濃度相関関数を求めた場合、その特定の個人専用の濃度相関関数を得ることで、より高い測定精度を得ることができる。この場合、例えば、データ出力装置４における濃度相関関数のデータの出力を、脱着可能な記録メディアに保存することで、本発明の測定装置を当該特定の個人用に使うことができる。
【０１６０】
このように、本発明の測定装置の用途に合わせて母集団を設計することで、測定精度の向上ができる。このような母集団の性質としては、人種、性別、年齢、体格、特定疾病の有無、居住地域等が挙げられる。
【０１６１】
［３．変形実施形態］
以上、本発明の演算装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。
以下、これらの実施形態について説明する。
【０１６２】
演算装置１００，１０１において、波長選択部３ａが選択した全ての赤外線波長の組み合せの全てについて演算した場合、高い演算負荷がかかる。特に、波長選択部３ａで選択される赤外線波長の点数が多くなるほど、その負荷は高くなる傾向にある。
【０１６３】
これに対して、該負荷を下げる方法として、濃度測定用関数演算部３ｂが濃度測定用関数を演算したら、逐次に相関係数演算部３ｃで該濃度測定用関数の相関係数を演算と、濃度相関関数抽出部３ｄによる濃度相関関数の抽出とを行ない、濃度相関関数が導出された時点で処理を終了することも考えられる。
【０１６４】
しかしながら、波長選択手段がランダムに選択した波長を、順次濃度相関関数の演算に用いることになるため、閾値以上の濃度測定用関数（濃度相関関数）が得られるまでの演算回数は、一定の確率に依拠することになる。
【０１６５】
そこで、波長選択部３ａが、濃度相関関数が得られる可能性が高い赤外線波長の組み合せから順に選択することで、本発明の演算装置の負荷を下げることができる。
以下、この方法について、本発明の演算装置の変形実施形態として説明する。
【０１６６】
本発明の演算装置の変形実施形態は、上述の実施形態と比べて波長選択手段に特徴がある。第１の実施形態では波長選択手段に、第２の実施形態では波長選択手段に、本発明の変形実施例の波長選択手段を適用することが好ましい。
【０１６７】
以下、波長選択手段を中心に説明する。なお、その他の構成については、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、上述の実施形態と同一の構成を有していることが好ましい。
【０１６８】
まず、モデルとして、波長選択部３ａにおいて、波長分割数ｄとし、そこからｋ点の赤外線波長を選択する場合について考える。
【０１６９】
このモデルにおいては、赤外線波長の全ての組合せについて濃度測定用関数等の演算を試みた場合、その演算回数はｄＣｋ回となる。
選択された組合せを全て演算するとした場合、ｋが大きくなるほど演算負荷が高くなるが、高い相関係数を有する濃度測定用関数を得ることができる。則ち、高精度の濃度相関関数を得ることと、演算装置の負荷ととはトレードオフの関係に立つ。
【０１７０】
ここで、仮にこのモデルにおいて、赤外線波長の選択数を１点とすると、濃度測定用関数等の演算回数はｄＣ１回となる。ｄＣ１回（則ちｄ回）の演算は、ｄＣｋ回の演算に比べれば負荷は低く、この傾向はｋが大きいほど顕著になる。従って、１点の赤外線波長を選択する度に赤外線波長の全ての組合せについて濃度測定用関数等の演算し、選択された波長を除く残りの波長から再度１点の波長を選択して、濃度測定用関数の演算する処理をｋ回繰り返し、ｋ点の赤外線波長の組合せを選択する場合には、その演算回数が
【数１０】
となる。このようにして、ｋ点の赤外線波長を選択した場合でも、演算装置の負荷が低い状態で、濃度測定用関数の相関係数を求めることができる。
【０１７１】
これを一般化すると、赤外線波長の選択数をｈ点（だたし、１≦ｈ≦ｋ、ｈは整数）としたときに、ｈ点の赤外線波長を選択する度に濃度測定用関数等の演算し、選択された波長を除く残りの波長から再度ｈ点の波長を選択する処理を
【数１１】
繰り返せば、ｋ点の赤外線波長を選択している場合でも、その演算回数は
【数１２】
となる。このようにして、選ばれたｋ点の赤外線波長を用いて濃度測定用関数の相関係数を求めた場合、ｈがｋに近づくほど相関係数は高くなる傾向にある。
従って、演算装置への負荷と、得られる相関係数とのバランスで、ｈの値を定めればよい。本発明の演算装置においては、相関係数が閾値以上であればよいので、ｈは閾値以上の相関係数が得られる点数であればよい。
【０１７２】
具体的に、波長選択部３ａにおいて、波長分割数１６０とし、そこから１６点の赤外線波長を選択する場合、その組合せは以下の表２のようになる。なお、ｈが３のとき、１６の約数ではないため、３点ずつ濃度測定用関数等の演算をすると最後に１点が余る。このように余る場合には、余った点数を組み合わせとして設定する。
【表２】
【０１７３】
仮にｈが４の時に得られる濃度相関関数の相関係数が閾値以上であるとする。このとき、波長選択部３ａが、上記表２のｈが４の時に選択された１６点の赤外線波長の一部を少なくとも含む、赤外線波長の組み合わせを優先して選択すれば、演算装置の負荷を下げることができる。
【０１７４】
ｊの範囲は上述のように通常８点以上であるので、ｊが１６のときｈの値は、通常２以上、好ましくは３以上、また、通常１０以下、好ましくは５以下である。この範囲を下回ると得られる濃度測定用関数の相関係数が低く、濃度相関関数が得づらい傾向にある。高すぎると、演算装置の負荷が高まる傾向にある。
【０１７５】
［４．本発明の濃度相関関数を導出する方法］
本発明の濃度相関関数を導出する方法は、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を、コンピュータを用いて規定する濃度相関関数を導出する方法である。
【０１７６】
具体的には、コンピュータに、赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップ；スペクトル取得ステップが読み取った赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップ；体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップ；波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップ；スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップ；濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップ；を行なわせることで、濃度相関関数を得られる。
【０１７７】
上記の各ステップは、それぞれ本発明の演算装置として、コンピュータを用いた例として示した、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に行なうことができる。なお、本発明の濃度相関関数を導出する方法は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１７８】
［５．本発明の濃度相関関数の演算をするプログラム］
本発明の濃度相関関数の演算をするプログラムは、体液中の測定対象物質の濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムである。
【０１７９】
具体的には、コンピュータを、赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段；スペクトル読取手段が読み取った赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段；体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段；波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段；スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段；濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段；として機能させるプログラムである。
【０１８０】
上記の各手段は、それぞれ本発明の演算装置として、コンピュータを用いた例として示した、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に行なうことができる。この場合、波長選択部３ａ、濃度測定用関数演算部３ｂ、相関係数演算部３ｃ、濃度相関関数抽出部３ｄ等に例示される各機能部が個別のプログラムで構成されているが、本発明のプログラムは、それらを組み合わせから成るプログラムである。
なお、本発明のプログラムは、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１８１】
［６．測定装置］
本発明の測定装置は、濃度相関関数に基づいて、測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置である。
【０１８２】
濃度相関関数は、本発明の演算装置、本発明の濃度相関関数を演算するプログラムを用いて導出することができる。また、本発明の濃度相関関数を導出する方法によって導出したものでもよい。
【０１８３】
測定対象物質は、本発明の演算装置で取り扱うことができるものであれば制限はない。中でも、グルコース、コレステロール、中性脂肪、ＨｂＡ１ｃ等が好ましい。
【０１８４】
［６−１．第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態としての測定装置１０２の全体構成を示すブロック図である。図７の示すように、測定装置１０２は、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２（スペクトル測定手段）、濃度相関関数を得るデータ入力装置２３、データ処理を行なうデータ処理部２４、および測定対象物質の体液中濃度を出力するデータ出力装置２５を備えて構成されている。データ処理部２４は、コンピュータの内部で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態におけるデータ処理部２４は、体液中濃度演算部２４ａ（体液中濃度演算手段）として機能するものである。
【０１８５】
また図８は、コンピュータを利用した、測定装置１０２のハードウェア構成例を示した図である。このコンピュータは、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２、データ入力装置２３、中央演算処理装置２６（ＣＰＵ）、記憶装置２７（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、表示装置２８（ディスプレイ等）、入力インターフェース２９（キーボード、マウス等）、データ出力装置２５を備えて構成されている。ここで、データ処理部２４は、記憶装置２７の内部に記憶されたプログラムが中央演算処理装置２６に読み込まれ、このプログラムに従って演算を行なう中央演算処理装置２６が、その機能を発揮する。
以下、測定装置１０２について、概念的に説明する。なお、本発明の測定装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０１８６】
［６−１−１．赤外線源］
赤外線源２１は、測定対象物質の体液中濃度を測定する対象となる生体又は生体から取り出した体液に照射する赤外線を出力する装置である。
生体の表面又は生体から取り出した体液に照射する赤外線は、通常、その波長を連続的若しくは段階的に変化させたものである。これにより、照射する赤外線の波長と、該波長における吸光度との赤外線吸収スペクトルを得ることができる。なお、生体又は生体から取り出した体液に照射する赤外線の波長は変化させても、赤外線強度は一定であることが好ましい。
【０１８７】
照射する赤外線の波長の範囲は、濃度相関関数に代入する赤外線強度情報の波長が取得できればよい。具体的には、測定対象物質、生物種、生体に照射するか又は生体から取り出した体液に照射するか、生体の照射する部位等によっても異なるが、通常５００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上、また、通常３０００ｎｍ以下、好ましくは２５００ｎｍ以下である。
【０１８８】
赤外線波長を一定の範囲で変化させながら照射するには、赤外線源２１等を制御する手段を設けることが好ましい。例えば、中央演算処理装置２６によって赤外線源２１等を制御してもよい。
【０１８９】
生体に赤外線を照射する場所に制限はないが、濃度相関関数を導出する際にスペクトル取得手段や第二のスペクトル取得手段が、赤外線吸収スペクトルを取得するのに照射した場所が好ましい。
【０１９０】
また、赤外線源２１は赤外線吸収スペクトル測定装置２２で用いた赤外線源と同様の装置を用いることが好ましい。機器による公差や、波長に依存した照射される赤外線強度のぶれなどの傾向が揃うことで、測定精度が向上するためである。
【０１９１】
［６−１−２．実測濃度測定装置］
実測濃度測定装置は、赤外線源から生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定する装置である。赤外線源２１から波長を変化させた赤外線を生体の表面又は生体から取り出した体液に照射して、反射した赤外線の強度（以下、「赤外線強度」ということがある。）を測定することで、生体の表面又は生体から取り出した体液の赤外線の吸光度を測定することができる。ここで得られた赤外線強度値は、データ処理部２４に送られる。
【０１９２】
なお、スペクトル測定装置は、赤外線源２１以外の光を遮光する遮光手段を備えることが好ましい。赤外線源２１以外からの光源が生体又は生体から取り出した体液に照射されていると、得られる赤外線吸収スペクトルに影響を与える可能性があるためである。
【０１９３】
［６−１−３．データ入力装置］
データ入力装置２３は、濃度相関関数を読み込む機能部である。ここでえられた濃度相関関数は、データ処理部２４に入力される。
【０１９４】
データ入力装置２３は、外部装置（例えば、第１の実施形態や第２の実施形態の演算装置；図８では図示せず。）からデータ（ここでは濃度相関関数）を得られる構成（入力インターフェース機構）を備えていればよい。
【０１９５】
例えば、測定装置１０２と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、測定装置１０２の入力インターフェース２９等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
【０１９６】
［６−１−４．データ処理部］
データ処理部２４は、図７に示すように、体液中濃度演算部２４ａ（体液中濃度演算手段）を備えて構成される。
【０１９７】
［６−１−４−１．体液中濃度演算部］
体液中濃度演算部２４ａは、スペクトル測定装置が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する機能部である。
【０１９８】
ここで赤外線強度情報とは、スペクトル測定装置で得られた赤外線吸収スペクトルにおいて、濃度相関関数に適用される各赤外波長における赤外線強度の程度を表わす指標値である。赤外線強度情報は、赤外線強度の値そのものでもよいし、赤外線強度の値を微分した値でもよいが、濃度相関関数を導出するのに用いた形態と同様の赤外線強度情報を用いる。すなわち、濃度相関関数が赤外線強度の値そのものを用いて導出された場合には、測定装置１０２においても赤外線強度の値そのものを用いる。
【０１９９】
なお、測定装置１０２は、赤外線強度の値そのものを用いるより、微分値を用いた方が濃度相関関数の精度が高くなる傾向があるので好ましい。従って、測定装置１０２には、赤外線強度情報として赤外線強度の微分値を用いて導出された濃度相関関数を用いることが好ましい。
【０２００】
濃度相関関数は、測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する関数である。この関数において、赤外線強度情報を説明変数、体液中濃度を目的変数として、測定された赤外線強度情報を濃度相関関数に代入することで、測定対象物質の体液中濃度を赤外線スペクトルから演算することができる。これにより、測定対象物質の体液中濃度（以下、「測定体液中濃度」ということがある。）の測定を、非侵襲的な方法や、臨床検査薬を用いない方法で行なうことができる。このとき、濃度相関関数は、前記の［２−１−３−２．濃度測定用関数演算部］で説明した方法と同様に求められるものであるが、このうち、非線形的手法を用いて求めたものが、精度が高く好ましい。
【０２０１】
［６−１−５．データ出力装置］
データ出力装置２５は、測定装置１０２で測定された測定体液中濃度を出力する装置である。
【０２０２】
測定体液中濃度の出力方法に制限はなく、公知の何れの方法で行なうことができる。例えば、測定装置１０２に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、可視的に表示や印刷等をして出力する等の構成や、外部装置へデータ（ここでは測定体液中濃度）を出力するための構成（出力インターフェース機構）を備えていてもよい。
【０２０３】
出力インターフェース機構としては、例えば、測定装置１０２が測定装置１０２以外の外部装置と電気的に直接接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、測定装置１０２が該外部装置と無線通信で接続するためのインターフェースを設けて電磁的なデータを送受信したり、測定装置１０２と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介して電磁的なデータを受け渡したりする構成が挙げられる。
【０２０４】
出力するデータは、測定体液中濃度であればよいが、他の情報を含んでいてもよい。例えば、濃度相関関数、濃度相関関数に代入すべき赤外線強度情報の赤外線波長、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の出力、日時等が挙げられる。
【０２０５】
［６−１−６．フローチャート］
図９に示すフローチャートを用いて、本発明の第３の実施の形態における測定装置１０２の動作内容を説明する。
【０２０６】
まず、ステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）では、赤外線吸収スペクトル測定装置２２によって、生体又は生体から取り出した体液に赤外線源２１からの赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルを取得する。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部２４に入力される。
【０２０７】
一方、ステップＣ２０（データ入力ステップ）では、データ入力装置２３によって、本発明の演算装置等によって得られた濃度相関関数を取得する。ここで取得された濃度相関関数は、データ処理部２４に入力される。
【０２０８】
このステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）とステップＣ２０（データ入力ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０２０９】
ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）では、ステップＣ１０（スペクトル測定ステップ）が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、ステップＣ２０（データ入力ステップ）で得られた濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する。
ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）が完了すると、ステップＣ４０（データ出力ステップ）に進む。
【０２１０】
ステップＣ４０（データ出力ステップ）では、ステップＣ３０（体液中濃度演算ステップ）で演算された測定体液中濃度を、データ出力装置２５から出力する。出力された測定体液中濃度は任意の目的に用いることができる。
【０２１１】
［６−２．第４の実施の形態］
本発明の第３の実施形態の測定装置１０２では、赤外線源２１と赤外線吸収スペクトル測定装置２２とを備え、赤外線吸収スペクトルを測定することができたが、該測定を外部装置に行なわせ、測定装置は赤外線吸収スペクトルのデータを取得する赤外線吸収スペクトル読込装置３１（スペクトル読込手段）を備える構成とすることもできる。
【０２１２】
図１０は第４の実施の形態の測定装置１０３の全体構成を示すブロック図、図１１はコンピュータを利用した測定装置１０３のハードウェア構成例を示した図である。第３の実施の形態と同様の構成については同じ符合を付したので、第３の実施の形態と異なる部分に説明する。なお、本発明の測定装置は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
【０２１３】
測定装置１０３は、測定装置１０２と比べて、赤外線源２１、赤外線吸収スペクトル測定装置２２（スペクトル測定手段）の代わりに赤外線吸収スペクトル読込装置３１（スペクトル読込手段）を有している。
【０２１４】
赤外線吸収スペクトル読込装置３１は、生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込む機能部であり、該赤外線吸収スペクトルを測定する機能を有する外部装置からデータ（ここでは赤外線吸収スペクトル）を得られる構成（入力インターフェース機構）を備えていればよい。
【０２１５】
例えば、測定装置１０３と該外部装置とを電気的に直接接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０３と該外部装置とを無線通信で接続するインターフェースを設けてデータを送受信したり、測定装置１０３と該外部装置とにそれぞれ脱着可能な記憶装置２７を介してデータを受け渡したり、該外部装置に表示部（ディスプレイやプリンタ等）を設け、測定装置１０３の入力インターフェース２９等からデータを入力する等の構成が挙げられる。
【０２１６】
また、図１２は、本発明の第４の実施の形態における測定装置１０３の動作内容を示すフローチャートである。第３の実施の形態と同様の制御をしている部分については同じ符合を付したので、第３の実施の形態と異なる部分につき説明する。
【０２１７】
ステップＣ１５（スペクトル取得ステップ）では、赤外線吸収スペクトル読込装置３１によって、外部装置等によって測定された生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込む。ここで取得された赤外線吸収スペクトルは、データ処理部２４に入力される。
【０２１８】
なお、ステップＣ１５（スペクトル取得ステップ）とステップＣ２０（データ入力ステップ）とは、何れのステップを先に行なってもよいし、同時に行なってもよい。
【０２１９】
本発明の第４の実施の形態の測定装置における、測定の対象となる測定対象物質の種類や、データ処理部２４における演算の手法については、本発明の第３の実施の形態の測定装置と同様である。
【実施例】
【０２２０】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、それらは本発明の説明を目的とするものであって、本発明をこれらの用途に限定することを意図したものではない。
【０２２１】
［実施例１］
６名の被験者（６７サンプル分）に対して、赤外線分光器として日本分光製ＶＩＲ−９６００を用いて、右手又は左手の中指に、照射赤外線の幅８ｍｍφの条件で波長１．０〜２．５μｍの範囲で赤外線を照射し、その赤外線吸収スペクトルを測定した。
【０２２２】
各サンプルの赤外線吸収スペクトルは、それぞれ９００点の赤外線強度値の集団として測定されている。これらの赤外線強度値に対し平均化処理を行い、１５０点のデータに変換したあと、１５０点のデータを赤外線波長に対し、２回微分処理を行って、赤外線強度情報を得た。
【０２２３】
得られた赤外線強度情報を下記式（１０）に適用して、６点の赤外線波長の組合せにおける濃度相関関数を求め、これを用いて血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【数１３】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められるグルコースの血中濃度の演算濃度；Ｘｊは各赤外線波長における赤外線強度情報、ｂ０は定数項、ｂｊは係数である。）
【０２２４】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２２５】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求めたところ、０．７４２であった。図１３に、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【０２２６】
［比較例１］
実施例１で用いたサンプルに対して、特開２００５−３２３７９９号公報に記載の方法に従って、右手又は左手の中指に赤外線を照射して、血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【０２２７】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２２８】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求めたところ、０．５６６であった。図１４に、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【０２２９】
実施例１と比較例１とから、実施例１の方が高い相関係数が得られていることがわかる。
【０２３０】
［実施例２］
１６名の男性被験者（５４サンプル分）、及び１４名の女性被験者（３７サンプル分）に対して、実施例１と同様の方法によって、右手又は左手の中指に赤外線を照射し、赤外線吸収スペクトルを測定した。
【０２３１】
各サンプルの赤外線吸収スペクトルに対して、実施例１と同様の方法で平均化処理及び２回微分処理を行って、赤外線強度情報を得た。
【０２３２】
得られた赤外線強度情報を下記式（１１）に適用して、２点、４点、６点、８点、１０点、１２点、１４点、及び１６点といったそれぞれの波長の組合せに対する濃度相関関数を求め、これを用いてそれぞれのサンプルに対する血中のグルコースの演算濃度を測定した。
【数１４】
（上記式において、Ｙは濃度測定用関数により求められるグルコースの血中濃度の演算濃度；ｋは赤外線波長の組合せの点数；Ｘｊは各赤外線波長における赤外線強度情報、ｂ０は定数項、ｂｊは係数である。）
【０２３３】
次に、当該被験者に対して、採血法を用いて血中のグルコースの実測濃度を測定した。
【０２３４】
血中のグルコースの演算濃度と、血中のグルコースの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１５に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【表３】
【０２３５】
［実施例３］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中のＨｂＡ１ｃにした以外は、実施例２と同様にして、血中のＨｂＡ１ｃの演算濃度と、血中のＨｂＡ１ｃの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１６に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３６】
［実施例４］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中の総コレステロールにした以外は、実施例２と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度と、血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１７に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３７】
［実施例５］
測定対象物質を血中のグルコースから、血中の中性脂肪にした以外は、実施例２と同様にして、血中の中性脂肪の演算濃度と、血中の中性脂肪の実測濃度との相関係数を求め、波長組合せ点数と相関係数との関係を調べた。表３に１６点の波長を選択した場合の各波長（μｍ）を示す。また図１８に、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【０２３８】
実施例２〜５の結果から、波長の組合せ点数が多くなるほど、相関係数が高くなるが、８点以上選択している場合には、各グラフの傾きが小さくなり、１２点以上の場合にはさらにその傾きが小さくなるため、高い相関係数を得るためには、好ましくは８点以上、さらに好ましくは１２点以上の点の組合せを用いるがよいことがわかる。
【０２３９】
［実施例６］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関して、赤外線強度情報を得るにあたり、赤外線強度値を微分処理していなかった以外は、実施例２と同様にして濃度相関関数を求め、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【０２４０】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．６１９であった。
【０２４１】
［実施例７］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関して、赤外線強度情報を得るにあたり、１階微分処理を行った以外は、実施例２と同様にして濃度相関関数を求め、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【０２４２】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．６４１であった。
【０２４３】
ここで実施例２の２階微分を行った場合の相関係数が０．７０８であった。これに対して、実施例７の１階微分処理を行った場合の相関係数が０．６４１、実施例６の微分処理を行わなかった場合の相関関数が０．６１９であり、微分処理を多く行なう方が高い相関係数が得られることが分かる。
【０２４４】
［実施例８］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である下記式（１２）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例２と同様にして、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【数１５】
（上記式（７）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；ajj、ｂｊ、ｃ及びeｊはフィッティングパラメータを示す。）
【０２４５】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．７２２であった。
【０２４６】
［実施例９］
実施例２で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である下記式（１３）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例２と同様にして、血中のグルコースの演算濃度を演算した。
【数１６】
（上記式（８）において、Ｙは濃度測定用関数により求められる測定対象物質の体液中濃度の演算濃度；ｋは波長選択手段で選択した赤外線波長の点数；ｚｊは赤外線波長；ｚｉはｚｊとは異なる赤外線波長；ｘｊは赤外線強度情報；aｉj、ｂｊ、ｃ及びeiはフィッティングパラメータを示す。）
【０２４７】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中のグルコースの実測濃度との相関係数は０．７３９であった。
【０２４８】
ここで実施例２の線形的手法を行った場合の相関係数が０．７０８であった。これに対して、実施例８の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．７２２、実施例９の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．７３９であり、非線形的手法を用いる方が高い相関係数が得られることが分かる。図１９に、血中のグルコースの実測濃度（横軸）と血中のグルコースの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【０２４９】
［実施例１０］
実施例４で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である上記式（１２）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例４と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度を演算した。
【０２５０】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数は０．８６６であった。
【０２５１】
［実施例１１］
実施例４で得られた測定スペクトルを用いて、８点の波長の組合せたケースに関し、上記式（１１）を用いて濃度相関関数を求める代わりに、非線形手法である上記式（１３）用いて濃度相関関数を求める以外は実施例４と同様にして、血中の総コレステロールの演算濃度を演算した。
【０２５２】
該血中のグルコースの演算濃度と実施例２で測定してある血中の総コレステロールの実測濃度との相関係数は０．８８６であった。
【０２５３】
ここで実施例４の線形的手法を行った場合の相関係数が０．８２５であった。これに対して、実施例１０の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．８６６、実施例１１の非線形的手法を行った場合の相関係数が０．８８６であり、非線形的手法を用いる方が高い相関係数が得られることが分かる。図２０に、血中の総コレステロールの実測濃度（横軸）と血中の総コレステロールの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【産業上の利用可能性】
【０２５４】
本発明の演算装置、本発明の濃度相関関数導出方法、本発明のプログラム、並びに、本発明の測定装置の用途は特に限定されず、測定対象物質の体液中濃度を測定する用途に好適に使用することができる。例えば、医療、獣医療、等の分野で広く用いることができる。さらには、生体分析以外にも、例えば食品分析などの化合物分析の分野にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての演算装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】コンピュータを利用した、演算装置１００のハードウェア構成例を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における演算装置１００の動作内容を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態としての演算装置１０１の全体構成を示すブロック図である。
【図５】コンピュータを利用した、演算装置１０１のハードウェア構成例を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における演算装置１０１の動作内容を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態としての測定装置１０２の全体構成を示すブロック図である。
【図８】コンピュータを利用した、測定装置１０２のハードウェア構成例を示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における測定装置１０２の動作内容を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態としての測定装置１０３の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】コンピュータを利用した、測定装置１０３のハードウェア構成例を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における測定装置１０３の動作内容を示すフローチャート図である。
【図１３】実施例１の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【図１４】比較例１の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの演算濃度（縦軸）と、血中のグルコースの実測濃度（横軸）との関係を示す。
【図１５】実施例２の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１６】実施例３の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１７】実施例４の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１８】実施例５の結果を表わすグラフであり、波長組合せ点数（横軸）と相関係数（縦軸）との関係を示す。
【図１９】実施例２、実施例８、実施例９の結果を表わすグラフであり、血中のグルコースの実測濃度（横軸）と血中のグルコースの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【図２０】実施例４、実施例１０、実施例１１の結果を表わすグラフであり、血中の総コレステロールの実測濃度（横軸）と総コレステロールの演算濃度（縦軸）との関係を示す。
【符号の説明】
【０２５６】
１ 赤外線吸収スペクトル取得装置（スペクトル取得手段）
２ 実測濃度取得装置（実測濃度取得手段）
３ データ処理部
３ａ 波長選択部（波長選択手段）
３ｂ 濃度測定用関数演算部（濃度測定用関数演算手段）
３ｃ 相関係数演算部（相関係数演算手段）
３ｄ 濃度相関関数抽出部（濃度相関関数抽出手段）
４ データ出力装置
５ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
６ 記憶装置
７ 表示装置
８ 入力インターフェース
１１ 第二赤外線吸収スペクトル取得装置（第二のスペクトル取得手段）
１２ 第二実測濃度取得装置（第二の実測濃度取得手段）
１３ 第二データ処理部
１３ａ 第二波長選択部（第二の波長選択手段）
１３ｂ 第二濃度測定用関数演算部（第二の濃度測定用関数演算手段）
１３ｃ 第二相関係数演算部（第二の相関係数演算手段）
１３ｄ 第二濃度相関関数抽出部（第二の濃度相関関数抽出手段）
１４ 赤外線吸収スペクトル取得装置
１５ 実測濃度取得装置
２１ 赤外線源
２２ 赤外線吸収スペクトル測定装置
２３ データ入力装置
２４ データ処理部
２４ａ 体液中濃度演算部（体液中濃度演算手段）
２５ データ出力装置
２６ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
２７ 記憶装置
２８ 表示装置
２９ 入力インターフェース
３１ 赤外線吸収スペクトル読込装置
１００ 演算装置
１０１ 演算装置
１０２ 測定装置
１０３ 測定装置
Ａ１０ 赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ａ２０ 実測濃度取得ステップ
Ａ３０ 波長選択ステップ
Ａ４０ 濃度測定用関数演算ステップ
Ａ５０ 相関係数演算ステップ
Ａ６０ 濃度相関関数抽出ステップ
Ａ６５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ａ７０ データ出力ステップ
Ｂ１０ 赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ｂ２０ 実測濃度取得ステップ
Ｂ３０ 波長選択ステップ
Ｂ４０ 濃度測定用関数演算ステップ
Ｂ５０ 相関係数演算ステップ
Ｂ６０ 濃度相関関数抽出ステップ
Ｂ６５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ｂ７０ 第二の赤外線吸収スペクトル取得ステップ
Ｂ８０ 第二の実測濃度取得ステップ
Ｂ９０ 第二の波長選択ステップ
Ｂ１００ 第二の濃度測定用関数演算ステップ
Ｂ１１０ 第二の相関係数演算ステップ
Ｂ１２０ 第二の濃度相関関数抽出ステップ
Ｂ１２５ 残された波長の組み合わせの有無による判断
Ｂ１３０ データ出力ステップ
Ｃ１０ スペクトル測定ステップ
Ｃ１５ スペクトル読込ステップ
Ｃ２０ データ入力ステップ
Ｃ３０ 体液中濃度演算ステップ
Ｃ４０ データ出力ステップ
Ｃ１０ スペクトル測定ステップ
Ｃ２０ データ入力ステップ
Ｃ３０ 体液中濃度演算ステップ
Ｃ４０ データ出力ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置であって、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、
該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、
該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、
該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、
該濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備える
ことを特徴とする、濃度相関関数の演算装置。
【請求項２】
波長選択手段における赤外線波長の組合せが、８点以上の波長の組合せである
ことを特徴とする、請求項１に記載の演算装置。
【請求項３】
前記赤外線吸収スペクトルを読み取る第二のスペクトル取得手段と、
濃度相関関数を得るのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の一部を少なくとも含む、複数の赤外線波長の組合せを選択する第二の波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る第二の実測濃度取得手段と、
該第二の波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該第二の波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る第二の濃度測定用関数演算手段と、
該第二のスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該第二の濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の第二の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の第二の実測濃度との各相関係数を演算する第二の相関係数演算手段と、
該第二の濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該第二の相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する第二の濃度相関関数抽出手段とを備える
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の濃度相関関数の演算装置。
【請求項４】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む８点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項３に記載の演算装置。
【請求項５】
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む１４点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項４に記載の演算装置。
【請求項６】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、１６点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項３に記載の演算装置。
【請求項７】
測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃである
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項８】
濃度測定用関数演算手段における演算が、非線形的手法による演算である
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項９】
前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値である
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項１０】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を、コンピュータを用いて導出する方法であって、該コンピュータに、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップと、
該スペクトル取得ステップが読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップと、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップと、
該波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップと、
該スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップと、
該濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップとを行なわせる
ことを特徴とする、濃度相関関数を導出する方法。
【請求項１１】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムであって、コンピュータを、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、
該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、
該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、
該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段と、
濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段と
として機能させる濃度相関関数の演算をするプログラム。
【請求項１２】
前記請求項１〜１０に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、
生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射する赤外線源と、
該赤外線源から前記生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、
該スペクトル測定手段が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備える
ことを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置。
【請求項１３】
前記のスペクトル測定手段が、前記の赤外線源以外の光を遮光する遮光手段を備える
ことを特徴とする、請求項１２に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記請求項１〜８に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、
生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込むスペクトル読込手段と、
該スペクトル読込手段が読み込んだ赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報に、前記濃度相関関数を適応して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備える
ことを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置。
【請求項１５】
前記の測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃである
ことを特徴とする、請求項１２〜１４の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１６】
前記の体液中濃度演算手段における演算が、非線形的手法による演算である
ことを特徴とする、請求項１２〜１５の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１７】
前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値である
ことを特徴とする、請求項１２〜１６の何れか一項に記載の測定装置。
【請求項１】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算する演算装置であって、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、
該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、
該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、
該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算手段と、
該濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段とを備える
ことを特徴とする、濃度相関関数の演算装置。
【請求項２】
波長選択手段における赤外線波長の組合せが、８点以上の波長の組合せである
ことを特徴とする、請求項１に記載の演算装置。
【請求項３】
前記赤外線吸収スペクトルを読み取る第二のスペクトル取得手段と、
濃度相関関数を得るのに用いた赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の一部を少なくとも含む、複数の赤外線波長の組合せを選択する第二の波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る第二の実測濃度取得手段と、
該第二の波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該第二の波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る第二の濃度測定用関数演算手段と、
該第二のスペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該第二の濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の第二の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の第二の実測濃度との各相関係数を演算する第二の相関係数演算手段と、
該第二の濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該第二の相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する第二の濃度相関関数抽出手段とを備える
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の濃度相関関数の演算装置。
【請求項４】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む８点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項３に記載の演算装置。
【請求項５】
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、少なくとも７点以上を含む１４点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項４に記載の演算装置。
【請求項６】
波長選択手段において、１６点の赤外線波長の組合せを選択し、
第二の波長選択手段において、該波長選択手段において選択された赤外線波長の組合せのうち、濃度相関関数を演算しうる赤外線波長の組合せを構成する各赤外線波長の中から、１６点以上の赤外線波長の組合せを選択する
ことを特徴とする、請求項３に記載の演算装置。
【請求項７】
測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃである
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項８】
濃度測定用関数演算手段における演算が、非線形的手法による演算である
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項９】
前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値である
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の演算装置。
【請求項１０】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を、コンピュータを用いて導出する方法であって、該コンピュータに、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得ステップと、
該スペクトル取得ステップが読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択ステップと、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得ステップと、
該波長選択ステップで選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得ステップで取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択ステップで選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算ステップと、
該スペクトル取得ステップで読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算ステップで得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得ステップで読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を演算する相関係数演算ステップと、
該濃度測定用関数演算ステップが演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算ステップが得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出ステップとを行なわせる
ことを特徴とする、濃度相関関数を導出する方法。
【請求項１１】
体液中における測定対象物質の体液中濃度と、生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報との相関を規定する濃度相関関数を演算するプログラムであって、コンピュータを、
前記赤外線吸収スペクトルを読み取るスペクトル取得手段と、
該スペクトル読取手段が読み取った前記赤外線吸収スペクトルの部分的且つ複数の赤外線波長の組合せを選択する波長選択手段と、
前記体液中の測定対象物質の実測濃度を読み取る実測濃度取得手段と、
該波長選択手段で選択した組合せにおける各赤外波長の赤外線強度情報と、該実測濃度取得手段で取得した実測濃度との相関を規定する濃度測定用関数を、該波長選択手段で選択した各組合せについて演算して、濃度測定用関数の群を得る濃度測定用関数演算手段と、
該スペクトル取得手段で読み取った赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、該濃度測定用関数演算手段で得られた各濃度測定用関数に適用して演算された、測定対象物質の体液中濃度の演算濃度と、該実測濃度取得手段で読み取った測定対象物質の体液中濃度の実測濃度との各相関係数を得る相関係数演算手段と、
濃度測定用関数演算手段が演算した濃度測定用関数の群から、該相関係数演算手段が得た相関係数が閾値以上である濃度相関関数を抽出する濃度相関関数抽出手段と
として機能させる濃度相関関数の演算をするプログラム。
【請求項１２】
前記請求項１〜１０に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、
生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射する赤外線源と、
該赤外線源から前記生体又は生体から取り出した体液に照射された赤外線の赤外線吸収スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、
該スペクトル測定手段が測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報を、前記濃度相関関数に適用して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備える
ことを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置。
【請求項１３】
前記のスペクトル測定手段が、前記の赤外線源以外の光を遮光する遮光手段を備える
ことを特徴とする、請求項１２に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記請求項１〜８に記載の演算装置で得られる濃度相関関数、請求項１１に記載の濃度相関関数を導出する方法で導出される濃度相関関数、若しくは請求項１２に記載のプログラムを用いて演算される濃度相関数に基づいて、前記測定対象物質の体液中濃度を測定する測定装置であって、
生体又は生体から取り出した体液に照射した赤外線の赤外線吸収スペクトルを読み込むスペクトル読込手段と、
該スペクトル読込手段が読み込んだ赤外線吸収スペクトルの赤外線強度情報に、前記濃度相関関数を適応して、測定対象物質の体液中濃度を演算する体液中濃度演算手段とを備える
ことを特徴とする、測定対象物質の体液中濃度の測定装置。
【請求項１５】
前記の測定対象物質が、グルコース、コレステロール、中性脂肪又はＨｂＡ１ｃである
ことを特徴とする、請求項１２〜１４の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１６】
前記の体液中濃度演算手段における演算が、非線形的手法による演算である
ことを特徴とする、請求項１２〜１５の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１７】
前記の赤外線強度情報が、前記の生体又は生体から取り出した体液に赤外線を照射して測定した赤外線吸収スペクトルの赤外線強度値を微分処理した値である
ことを特徴とする、請求項１２〜１６の何れか一項に記載の測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−４３９４２（Ｐ２０１０−４３９４２Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０８０８４（Ｐ２００８−２０８０８４）
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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