説明

生体光計測装置

【課題】本発明は、より多くの計測結果から得られる情報を効率的に利用することができる生体光計測装置を得ることを目的とするものである。
【解決手段】信号処理部8は、第1〜第3の特徴量抽出手段17〜19、データベース管理手段20、入力手段21、記憶手段22及び表示手段23を有している。第1〜第3の特徴量抽出手段17〜19は、生体光計測により得られた計測データからそれぞれ異なる特徴量(特徴量1〜3)を抽出する。データベース管理手段20は、入力された被検体分類情報及び診断情報と特徴量1〜3とを関連付けて蓄積することによりデータベースを管理する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、光を用いて生体内部情報を計測する生体光計測装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の生体光計測装置では、光計測部で得られたヘモグロビン信号に基づいて、各種疾患のヘモグロビン変化パターンの特徴量が抽出され、基準テンプレートとして記憶部に記憶される。記憶された基準テンプレートは、新規の計測データと比較され、診断の際の参考として使用される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2003−275191号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記のような従来の生体光計測装置では、診断の際には記憶された基準テンプレートのみが参照され、多くの計測結果は特に整理されておらず、多くの計測結果から得られる統計的な情報を効率的に利用することができなかった。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より多くの計測結果から得られる情報を効率的に利用することができる生体光計測装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る生体光計測装置は、生体光計測により得られた計測データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、入力された被検体分類情報及び診断情報と特徴量とを関連付けて蓄積することによりデータベースを管理するデータベース管理手段と、データベースを記憶するための記憶手段と、データベースを表示するための表示手段とを有する信号処理部を備えている。
【発明の効果】
【0007】
この発明の生体光計測装置は、データベース管理手段により、被検体分類情報及び診断情報と特徴量とを関連付けて蓄積することによりデータベースが管理されるので、より多くの計測結果から得られる情報を効率的に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による生体光計測装置を示すブロック図である。図において、光源部1は、複数の光モジュールを有している。各光モジュールは、可視光から赤外の波長領域内の所定の波長(例えば780nm、830nm等)の光を放射する2個の半導体レーザを有している。また、光源部1は、発振周波数の異なる複数の発振器で構成される発振部を有し、各半導体レーザにそれぞれ異なる変調を与える。
【0009】
光源部1の半導体レーザからの2波長の光は、光モジュール毎に混合されて1本の照射用光ファイバ2に導入される。照射用の光ファイバ2は、光モジュールの数と同数設けられている。これにより、光モジュール毎に異なる変調を与えられた光が、照射用光ファイバ2の先端から被検体表面に照射される。
【0010】
被検体の検査部位を透過、反射又は散乱した光(以下、まとめて透過光という)は、複数本の受光用光ファイバ3を通して光電変換部4へ送られる。照射用光ファイバ2の先端部には、照射用プローブ(図示せず)が設けられている。受光用光ファイバ3の先端部には、受光用プローブ(図示せず)が設けられている。
【0011】
照射用及び受光用プローブは、被検体に装着されるホルダ5に、互いに交互に並ぶように、かつ例えば3×3又は4×4などの正方格子の交点に位置するように装着されている。従って、照射用プローブと受光用プローブとの間の領域が、光計測によって計測される計測位置となる。
【0012】
光電変換部4は、受光用光ファイバ3により伝送された透過光の光量に応じた電気信号を発生する複数の光電変換素子を有している。光電変換素子としては、例えばアバランシェフォトダイオード又は光電子倍増管等が用いられる。
【0013】
光電変換部4からの電気信号は、変調信号検出部6に入力される。変調信号検出部6は、複数のロックインアンプを有し、計測位置及び波長に対応した変調信号を選択的に検出する。変調信号検出部6からの信号は、連続可変アンプ部7で増幅され、A/D変換器(図示せず)でデジタル信号に変換されて、信号処理部8に入力される。
【0014】
信号処理部8は、演算部9、例えばマウス及びキーボード等の入力装置10、例えばハードディスク装置等の記憶装置11、及び例えば液晶ディスプレイ等の表示装置12を有している。演算部9は、複数の信号入出力部13a〜13d、CPU(中央演算装置)14、RAM15及びROM16を有するコンピュータにより構成されている。
【0015】
信号処理部8に入力された電圧信号は、演算部9でヘモグロビン信号に変換される。変換されたヘモグロビン信号は、計測結果として表示装置12上に表示されるとともに、記憶装置11に記録される。
【0016】
図2は図1の信号処理部8の機能を示すブロック図である。信号処理部8は、第1〜第3の特徴量抽出手段17〜19、データベース管理手段20、入力手段21、記憶手段22及び表示手段23を有している。第1〜第3の特徴量抽出手段17〜19は、生体光計測により得られた計測データからそれぞれ異なる特徴量(特徴量1〜3)を抽出する。特徴量の具体的な抽出方法としては、例えば上記特許文献1に示されている方法が挙げられる。
【0017】
データベース管理手段20は、入力された被検体分類情報及び診断情報と特徴量1〜3とを関連付けて蓄積することによりデータベースを管理する。被検体分類情報とは、被検体の年齢や性別等の情報である。診断情報とは、医師により診断された症例名の情報である。入力手段21は、入力装置10等を用いて被検体分類情報及び診断情報を入力するための手段である。記憶手段22は、データベース管理手段20により作成・管理されたデータベースを記憶装置11に記憶するための手段である。表示手段23は、計測結果、データベース、及びデータベースの管理画面等を表示装置12に表示するための手段である。
【0018】
記憶装置11(又はROM16)には、特徴量抽出手段17〜19、データベース管理手段20、入力手段21、記憶手段22及び表示手段23の機能を実行するためのコンピュータプログラムが格納されている。演算部9は、記憶装置11に格納されたプログラムに従って演算処理を実行する。
【0019】
また、信号処理部8には、計測データから異なる特徴量を抽出する新たな特徴量抽出手段を追加することもできる。そして、データベース管理手段20は、特徴量抽出手段の追加に応じてデータベースに新たな特徴量の項目を追加する。
【0020】
図3は図1の記憶装置11に格納されたプログラムの関連性を示す説明図である。記憶装置11には、特徴量抽出手段17〜19の機能を実行するための第1〜第3の特徴量計算ソフトウエア24〜26と、データベース管理手段20の機能を実行するためのデータベース管理ソフトウエア27とが格納されている。また、記憶装置11には、データベース、及びデータベースに加入される前の新規データも格納されている。新規データの取り込み及び処理は、データベース管理ソフトウエア27を用いて実行される。
【0021】
次に、データベースの管理方法について説明する。図4は図1の表示装置12に表示されるデータベース管理の基本画面を示す説明図である。基本画面には、登録情報表示部31、新規データ追加ボタン32、データ削除ボタン33、新規分類作成ボタン34、分類削除ボタン35及び終了ボタン36が含まれている。ボタン32〜36は、マウス等の入力装置10により選択することにより操作される。ボタン32〜36の操作が入力されることにより、表示装置12の表示が基本画面からボタン32〜36に対応した画面に切り換えられる。
【0022】
登録情報表示部31に表示される登録情報には、被検体分類情報、診断情報、例数及び特徴量1〜3の情報が含まれている。被検体分類情報には、年齢、性別、体重及び血圧等の情報が含まれている。また、診断情報には、症例名の情報が含まれている。データベースには、これらの情報が関連付けて(分類されて)蓄積されている。
【0023】
<データの追加>
基本画面(図4)上で新規データ追加ボタン32が操作されると、表示装置12の表示は図5に示すような新規データ選択画面に切り換えられる。新規データ選択画面には、計測データリスト表示部37、OKボタン38及びキャンセルボタン39が含まれている。計測データリスト表示部37に表示される計測データリストには、計測日、被検者ID、年齢及び性別の情報が含まれている。
【0024】
新規データ選択画面の計測データリスト表示部37上で計測データを選択し、OKボタン38を操作することにより、表示装置12の表示は図6に示すような分類先選択画面に切り換えられる。また、キャンセルボタン39を操作すれば、計測データの選択は中止され、画面は基本画面に戻される。
【0025】
図6において、分類先選択画面には、計測データ表示部40、診断結果・他検査情報入力部41、特徴量表示部42、データベース表示部43、データ追加ボタン44及びキャンセルボタン45が含まれている。
【0026】
計測データ表示部40には、新規データ選択画面で選択された新規計測データが表示される。診断結果・他検査情報入力部41には、医師による診断結果を入力するための症例名入力欄、体重入力欄、及び血圧入力欄等が含まれている。入力装置10により診断結果・他検査情報入力部41を選択し、必要な情報を入力することが可能である。
【0027】
特徴量表示部42には、第1〜第3の特徴量抽出手段17〜19による演算処理を起動するための第1〜第3の計算起動ボタンと、第1〜第3の特徴量の計算結果を表示するための第1〜第3の計算結果表示部とが含まれている。入力装置10により計算起動ボタンを操作することにより、特徴量計算が実行され、その計算結果が対応する計算結果表示部に表示される。
【0028】
特徴量の計算は、特徴量抽出手段17〜19により行われるが、この際に必要な情報(過去のデータベース又は新規計測データ等)は、データベース管理手段20から各特徴量抽出手段17〜19へ送られる。
【0029】
データベース表示部43には、現在のデータベース情報が表示される。分類先選択画面におけるデータベース表示部43の表示は、現在のデータベースに含まれる全ての情報を表示しても、新規計測データが該当すると推定される分類に関する情報のみを表示してもよい。図6では、症例名の情報が未入力であるため、年齢及び性別の情報と特徴量1〜3の計算結果とから、該当すると推定される3つの分類が表示されている。
【0030】
分類先選択画面のデータベース表示部43上で分類を選択し、データ追加ボタン44を操作することにより、新規計測データの情報がデータベースに追加され、データベースが更新登録される。このとき、データベース内の各特徴量の再計算も実行される。また、キャンセルボタン45を操作すれば、新規計測データのデータベースへの追加は中止され、画面は基本画面に戻される。
【0031】
<データの削除>
また、基本画面(図4)の登録情報表示部31上でいずれかの分類を選択し、データ削除ボタン33を操作すると、表示装置12の表示は、図7に示すような削除対象データリスト画面に切り換えられる。削除対象データリスト画面には、データリスト表示部46、削除ボタン47及びキャンセルボタン48が含まれている。
【0032】
削除対象データリスト画面のデータリスト表示部46上で計測データを選択し、削除ボタン47を操作することにより、選択された計測データがデータベースから削除され、データベースが更新登録される。このとき、データベース内の各特徴量の再計算も実行される。また、キャンセルボタン48を操作すれば、計測データのデータベースからの削除は中止され、画面は基本画面に戻される。
【0033】
<分類の追加>
さらに、基本画面(図4)上で新規分類作成ボタン34を操作すると、表示装置12の表示は、図8に示すような新規分類作成画面に切り換えられる。新規分類作成画面には、分類情報入力部49、OKボタン50及びキャンセルボタン51が含まれている。分類情報入力部49には、入力装置10により、分類名、症例名等の分類情報を入力することができる。分類情報入力部49に情報を入力し、OKボタン50を操作することにより、新規分類が追加され、データベースが更新登録される。これにより、基本画面の登録情報表示部31の表示も更新される。また、キャンセルボタン51を操作すれば、新規分類の追加は中止され、画面は基本画面に戻される。
【0034】
<分類の削除>
さらにまた、基本画面(図4)の登録情報表示部31上でいずれかの分類を選択し、分類削除ボタン35を操作することにより、選択した分類をデータベースから削除することができる。
なお、基本画面(図4)の終了ボタン36を操作することにより、データベースの更新を行うためのプログラムは終了される。
【0035】
次に、図9は図1の生体光計測装置を用いた新規計測データの処理手順を示すフローチャートである。まず、新規の計測を行い、新規の計測結果が得られると(ステップS1)、この新規の計測結果から特徴量の抽出を行う(ステップS2)。特徴量が抽出されると、新規の計測結果及び特徴量と、過去の各症例における計測結果及び特徴量との比較を行う(ステップS3)。そして、比較結果と他検査の検査結果とを総合して診断を行う(ステップS4)。
【0036】
以上により得られた診断結果に基づき、新規の計測で得られた計測結果を既存のデータベースに加えるかどうかを選択する(ステップS5)。診断結果が既存のデータベース内で分類されているどの症例にも該当しない場合や、今回計測された計測結果が特異な例であると判断される場合には、データベースに加えないという選択を行う(ステップS6)。
【0037】
データベースに加えると判断した場合には、診断結果に基づき、データベース内のどの分類に加えるかを選択し、データベースに加える選択を行う(ステップS7)。この後、追加された計測データの登録が行われ、さらに特徴量の再計算が自動的に行われ、データベースの更新が終了する(ステップS8)。
【0038】
このような生体光計測装置では、データベース管理手段20により、被検体分類情報及び診断情報と特徴量とを関連付けて蓄積することによりデータベースが管理されるので、より多くの計測結果から得られる情報を効率的に利用することができる。即ち、新規の計測結果を、各症例における過去の計測結果との比較を行うことで診断を行った後、分類された計測結果として、データベースに追加することで、計測結果の症例数を増加させ、次の診断に参照する有用な情報を提供することができる。
【0039】
また、信号処理部8には、計測データから異なる特徴量を抽出する新たな特徴量抽出手段を追加可能であり、データベース管理手段20は、特徴量抽出手段の追加に応じてデータベースに新たな特徴量の項目を追加するので、抽出すべき特徴量の変化や増加に容易に対応することができる。
【0040】
なお、上記の例では、信号処理部8の全ての機能を1つのコンピュータにより実現したが、複数のコンピュータに分散して処理することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】この発明の実施の形態1による生体光計測装置を示すブロック図である。
【図2】図1の信号処理部の機能を示すブロック図である。
【図3】図1の記憶装置に格納されたプログラムの関連性を示す説明図である。
【図4】図1の表示装置に表示されるデータベース管理の基本画面を示す説明図である。
【図5】図1の表示装置に表示される新規データ選択画面を示す説明図である。
【図6】図1の表示装置に表示される分類先選択画面を示す説明図である。
【図7】図1の表示装置に表示される削除対象データリスト画面を示す説明図である。
【図8】図1の表示装置に表示される新規分類作成画面を示す説明図である。
【図9】図1の生体光計測装置を用いた新規計測データの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0042】
8 信号処理部、17 第1の特徴量抽出手段、18 第2の特徴量抽出手段、19 第3の特徴量抽出手段、20 データベース管理手段、22 記憶手段、23 表示手段。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体光計測により得られた計測データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、入力された被検体分類情報及び診断情報と上記特徴量とを関連付けて蓄積することによりデータベースを管理するデータベース管理手段と、上記データベースを記憶するための記憶手段と、上記データベースを表示するための表示手段とを有する信号処理部
を備えていることを特徴とする生体光計測装置。
【請求項2】
上記信号処理部には、上記計測データから異なる特徴量を抽出する新たな特徴量抽出手段を追加可能であり、
上記データベース管理手段は、上記特徴量抽出手段の追加に応じて上記データベースに新たな特徴量の項目を追加することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2007−61469(P2007−61469A)
【公開日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−253233(P2005−253233)
【出願日】平成17年9月1日(2005.9.1)
【出願人】(000153498)株式会社日立メディコ (1,613)
【Fターム(参考)】