本發(fā)明涉及測量裝置、測量方法、程序和記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)：

隨著近來增多的對健康的關(guān)注，人們對于不需要前往醫(yī)療機(jī)構(gòu)就能夠進(jìn)行關(guān)于個(gè)人身體狀況的信息的簡單測量的需求有所增加。具體地，對于個(gè)人體液(例如，血液)成分的濃度或個(gè)人脈搏的情況進(jìn)行簡單測量的需求有所增加。

為了滿足這種需求，例如，已經(jīng)提出了用于測量血液中葡萄糖濃度的各種測量裝置。葡萄糖濃度的測量方法的示例包括：使用諸如光吸收或拉曼(Raman)光譜等光學(xué)特性來測量光譜分布或光強(qiáng)度的方法；以及利用生物體組織的散射系數(shù)會(huì)因血液中葡萄糖濃度的變化而發(fā)生改變的事實(shí)而對光散射的變化進(jìn)行測量的方法。

例如，以下專利文獻(xiàn)1提出了一種技術(shù)，其利用生物體組織的散射系數(shù)會(huì)因血液中葡萄糖濃度的變化而發(fā)生改變的事實(shí)，并且通過讓近紅外光入射到生物體組織上然后測量散射系數(shù)來預(yù)估血糖水平。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請?zhí)亻_JP2006-122579A

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

然而，專利文獻(xiàn)1中所披露的使用透過生物體組織的直射光的技術(shù)由于使用了直射光因而僅適用于薄的部位。

本發(fā)明是鑒于例如上述情況而被設(shè)計(jì)的，并且期望提供能夠更簡單地測量在生物體的任意測量位置處的體內(nèi)成分的散射系數(shù)的測量裝置、測量方法、程序和記錄介質(zhì)。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量裝置，它包括：光源，其被配置成向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；檢測單元，在該檢測單元中按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器，所述檢測單元與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)，并且所述檢測單元被配置成使用所述多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光；以及分析單元，其被配置成使用由所述檢測單元檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量方法，它包括：從光源向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；通過與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)的檢測單元，利用所述檢測單元中的按預(yù)定部署而規(guī)律地排列著的多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光；以及利用所檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種程序，它使能夠與一種測量模塊通信的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一種分析功能。所述測量模塊包括：光源，所述光源被配置成向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；以及檢測單元，在所述檢測單元中按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器，所述檢測單元與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)，并且所述檢測單元被配置成使用所述多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光。所述分析功能是：使用由所述檢測單元檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于記錄上述程序的記錄介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明，向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光。通過與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)的檢測單元，利用所述檢測單元中的按預(yù)定部署而規(guī)律地排列著的多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光。使用所檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)上述的本發(fā)明，能夠更簡單地測量在生物體的任意測量位置處的體內(nèi)成分的散射系數(shù)。

需要注意的是，上述效果不一定是限定性的，并且連同這些效果一起或除了這些效果之外，本發(fā)明可以呈現(xiàn)出本說明書中想要引入的任何效果或能夠從本說明書中預(yù)期的其它效果。

附圖說明

圖1是示出了示例性人體皮膚結(jié)構(gòu)模型的說明圖。

圖2A是示出了普通測量裝置的構(gòu)造的說明圖。

圖2B是示出了普通測量裝置的構(gòu)造的說明圖。

圖3是用于解釋擴(kuò)展的朗伯-比爾定律(extended Lambert-Beer law)的說明圖。

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的測量裝置的構(gòu)造的框圖。

圖5是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。

圖6是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元中所包括的檢測單元的構(gòu)造示例的說明圖。

圖7A是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。

圖7B是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。

圖7C是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。

圖8是用于解釋由根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元執(zhí)行的測量處理的說明圖。

圖9是用于解釋由根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元執(zhí)行的測量處理的說明圖。

圖10是用于解釋在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中檢測到的反射光的說明圖。

圖11是用于解釋在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中檢測到的反射光的說明圖。

圖12是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的另一個(gè)構(gòu)造示例的說明圖。

圖13是示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量方法的流程示例的流程圖。

圖14是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的測量裝置的硬件構(gòu)造的框圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。在本說明書和附圖中，具有大體相同的功能和結(jié)構(gòu)的元件將會(huì)使用相同的參考標(biāo)記來標(biāo)注，并且將會(huì)省略重復(fù)的說明。

將按照以下順序進(jìn)行說明。

1.發(fā)明人的調(diào)研

1.1人體皮膚結(jié)構(gòu)模型

1.2普通測量裝置的構(gòu)造

2.第一實(shí)施方案

2.1測量裝置

2.2測量方法

2.3測量裝置的硬件構(gòu)造

1.發(fā)明人的調(diào)研

在對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的測量裝置和測量方法進(jìn)行說明之前，首先將參照圖1至圖3來說明發(fā)明人進(jìn)行調(diào)研的內(nèi)容和結(jié)果。圖1是示出了示例性人體皮膚結(jié)構(gòu)模型的說明圖。圖3是用于解釋擴(kuò)展的朗伯-比爾定律的說明圖。圖2A至圖2B是示出了普通測量裝置的構(gòu)造的說明圖。

1.1人體皮膚結(jié)構(gòu)模型

首先，將參照圖1來簡要說明通過對人體皮膚結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模而得到的皮膚結(jié)構(gòu)模型。

如上所述，已經(jīng)開發(fā)出使用非侵入性光學(xué)測量對存在于人體中的諸如葡萄糖、白蛋白、糖基化終產(chǎn)物(AGE：Advanced Glycation Endproduct)、膽固醇以及氧化/還原血紅蛋白等血液和體液成分進(jìn)行測量的技術(shù)。

如何對人體的皮膚結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模對于分析測量數(shù)據(jù)是很重要的。如圖1所示，示例性人體皮膚結(jié)構(gòu)模型為3層模型。

圖1所示的3層模型是這樣的：將位于皮膚的角質(zhì)層下方的皮下組織建模成表皮層、真皮層和皮下脂肪這三層。在該3層模型中，雖然取決于個(gè)人情況，但是角質(zhì)層相當(dāng)于距人體表面向內(nèi)大約0.01mm至0.02mm，表皮層相當(dāng)于距人體表面大約0.04mm至0.15mm，并且皮下脂肪相當(dāng)于距人體表面大約幾毫米至幾厘米。

在皮膚結(jié)構(gòu)中，在表皮層中存在有黑色素，并且在真皮層中存在有毛細(xì)管。在毛細(xì)管中存在有諸如氧化血紅蛋白和還原血紅蛋白等各種各樣的血液成分，并且在皮下脂肪中主要存在有脂肪細(xì)胞。因此，要考慮的皮膚結(jié)構(gòu)模型對于使用非侵入性光學(xué)測量對這些成分進(jìn)行測量是很重要的。

順便提及地，具有前述皮膚結(jié)構(gòu)的人體為光散射體，并且已知的是，較短波長的光更容易發(fā)被散射。例如，針對于633nm波長的光，人體皮膚的散射系數(shù)在表皮層和真皮層中為27mm^-1，并且在皮下脂肪中為12.6mm^-1。另一方面，當(dāng)考慮圖1所示的皮膚結(jié)構(gòu)模型時(shí)，光主要在真皮層和皮下脂肪中發(fā)生散射。光很少在表皮層中發(fā)生散射。

1.2普通測量裝置的構(gòu)造

下面，將參照圖2A至圖3，簡要說明使用非侵入性光學(xué)測量對存在于人體中的諸如葡萄糖、白蛋白、糖基化終產(chǎn)物(AGE)、膽固醇以及氧化/還原血紅蛋白等血液和體液成分(體內(nèi)成分)進(jìn)行測量的測量裝置的普通構(gòu)造。

在該普通測量裝置中，通過連接有測量探針的測量單元而對生物信息進(jìn)行測量。如圖2A和圖2B所示，該測量探針被配置成包括光源和光電檢測器，并且該測量探針測量由生物體造成的光散射隨時(shí)間的變化。關(guān)于由測量探針測量到的光散射的測量結(jié)果被輸出至分析單元，并且基于所獲得的測量結(jié)果而計(jì)算所關(guān)注的體內(nèi)成分的濃度等。

在該測量裝置中，必須使用至少一種波長的光作為向生物體發(fā)射的光(測量光)。這里，通常將具有屬于從紅光至近紅外光這個(gè)波段的波長的光用作測量光，這是因?yàn)樵摴饪梢匀菀椎氐竭_(dá)生物體內(nèi)部。

在該測量裝置的測量探針中，如圖2A和圖2B所示，測量光從光源向生物體的皮膚表面發(fā)射，從而在生物體內(nèi)部發(fā)生直線傳播、反射或散射，因此，從生物體射出的出射光能夠被光電檢測器檢測。這里，圖2A所示的透射式測量裝置被安裝成使得光源和光電檢測器彼此面對，并且生物體的一部分(例如，手指)位于這兩者之間。該光電檢測器檢測在生物體中被散射的情況下被透射出來的出射光。圖2B所示的反射式測量裝置被安裝成使得光源和光電檢測器位于生物體的一部分的同一側(cè)。該光電檢測器檢測通過在生物體中發(fā)生反射或散射從而以大致U形進(jìn)行傳播的出射光。此時(shí)，測量光部分地被生物體中的動(dòng)脈、靜脈或其它身體組織吸收，并且作為出射光而被測量。

該測量裝置采用擴(kuò)展的朗伯-比爾定律，以便將所測量的實(shí)際數(shù)據(jù)與因所關(guān)注的體內(nèi)成分(或者氧化血紅蛋白或還原血紅蛋白等)而導(dǎo)致的光吸收量相關(guān)聯(lián)。關(guān)于生物體或者用來使光散射的物體(光散射體)而言，普通測量裝置考慮的是光在生物體內(nèi)部的傳播，所以不能使用通常的未考慮散射/擴(kuò)散效應(yīng)的朗伯-比爾定律。因此，普通測量裝置采用以下公式11中所表示的擴(kuò)展的朗伯-比爾定律，由此對所獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。下面將參照圖3對擴(kuò)展的朗伯-比爾定律進(jìn)行簡要說明。

數(shù)學(xué)式1

這里，在上面的公式11中，定義如下：

λ：所關(guān)注的光的波長，

A(λ)：波長λ的光吸收度(degree of photoabsorption)，

I₀(λ)：入射至散射體中的波長λ的光的強(qiáng)度，

I(λ)：透過散射體的波長λ的光的檢測強(qiáng)度，

G(λ)：因波長λ的光的散射而導(dǎo)致的衰減量，

ε_i(λ)：波長λ的光在物質(zhì)i中的光吸收系數(shù)，該光吸收系數(shù)是物質(zhì)所固有的值，

C_i：物質(zhì)i的濃度，以及

I_i：當(dāng)波長λ的光在物質(zhì)i中傳播時(shí)的平均光路長度。

這里，假定將擴(kuò)展的朗伯-比爾定律應(yīng)用至具有如圖3所示的層結(jié)構(gòu)的散射體。在下文中，用于指定某一層的腳注被描述為i，并且層i中所包含的物質(zhì)的數(shù)量由腳注j表示。用于具有如圖3所示的層結(jié)構(gòu)的散射體的擴(kuò)展的朗伯-比爾定律能夠由以下公式12和公式13來表達(dá)。

數(shù)學(xué)式2

這里，在公式12和公式13中，定義如下：

λ：所關(guān)注的光的波長，

A(λ)：波長λ的光吸收度，

I₀(λ)：入射至散射體中的波長λ的光的強(qiáng)度，

I(λ)：透過散射體的波長λ的光的檢測強(qiáng)度，

G(λ)：因波長λ的光的散射而導(dǎo)致的衰減量，

ε_i(λ)：波長λ的光在層i中的光吸收系數(shù)，

C_i：層i中所包含的物質(zhì)的濃度，

I_i：當(dāng)波長λ的光在層i中傳播時(shí)的平均光路長度，

ε_ij(λ)：波長λ的光在層i中所包含的物質(zhì)j中的光吸收系數(shù)，以及

C_ij：層i中所包含的物質(zhì)j的濃度。

這里，能夠通過預(yù)先測量所關(guān)注的體內(nèi)成分的吸收光譜或從普遍公知的數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，來指定所關(guān)注的體內(nèi)成分的光吸收系數(shù)。因此，通過使用該數(shù)據(jù)，所關(guān)注的體內(nèi)成分的光吸收系數(shù)能夠作為已知量而被處理。能夠通過使用測量裝置測量各波長的測量光的檢測強(qiáng)度并將所測量的檢測強(qiáng)度與該測量光在進(jìn)入生物體之前的強(qiáng)度進(jìn)行比較，來計(jì)算公式12的最左側(cè)中的光吸收度。

在脈搏血氧計(jì)(pulse oximeter)中，對于所關(guān)注的血液中的血紅蛋白，因存在與氧的結(jié)合而會(huì)導(dǎo)致光吸收度發(fā)生變化，并且光吸收度依賴于待觀測的波長而有所不同。因此，對多個(gè)波長的光吸收度進(jìn)行測量，由此求出不與氧結(jié)合的還原血紅蛋白(Hb)與氧化血紅蛋白(HbO2)之間的比率。

氧化血紅蛋白在血液所包含的總血紅蛋白中的比率被稱為血氧飽和度。動(dòng)脈血氧飽和度SaO2(arterial oxygen saturation)對于生物信息是特別有用的，并且能夠在以下公式14中計(jì)算該氧飽和度SaO2。先前所描述的SpO2為經(jīng)由皮膚測量的SaO2。

數(shù)學(xué)式3

在公式14中，定義如下：

SaO2：動(dòng)脈血氧飽和度，

C_HbO2：氧化血紅蛋白的濃度，以及

C_Hb：還原血紅蛋白的濃度。

如上所述，在測量光在身體內(nèi)發(fā)生反射/散射的過程中，身體組織或血液成分會(huì)吸收被測量裝置中的測量探針的光電檢測器檢測的出射光。由此，對出射光的強(qiáng)度進(jìn)行分析以計(jì)算SpO2，但是由于SpO2為動(dòng)脈血氧飽和度，所以需要從出射光中排除因除了動(dòng)脈血之外的任何因素而導(dǎo)致的光吸收的影響。

致使入射光發(fā)生光吸收的要素可以大概劃分為三種，例如動(dòng)脈血、靜脈血和其它身體組織。此時(shí)，出射光發(fā)生如以下公式15中所表示的光吸收。

數(shù)學(xué)式4

在公式15中，定義如下：

λ：波長，

ε：光吸收系數(shù)，

C：濃度，以及

d：光路長度。

在公式15中，最右側(cè)中的第一項(xiàng)表示因除了血液之外的成分而導(dǎo)致的光吸收，最右側(cè)中的第二項(xiàng)表示由靜脈血而導(dǎo)致的光吸收，最右側(cè)中的第三項(xiàng)表示由動(dòng)脈血而導(dǎo)致的光吸收，并且最右側(cè)中的第四項(xiàng)表示因在生物體中發(fā)生散射而導(dǎo)致的光吸收。

該普通測量裝置利用僅在這三種要素之中的動(dòng)脈中觀察到脈動(dòng)的事實(shí)，并且可以將動(dòng)脈血的光吸收與其它要素的光吸收分開。即，公式15是被時(shí)間微分的，由此消除因不具有脈動(dòng)(或不隨時(shí)間變化)的靜脈和其它身體組織而導(dǎo)致的光吸收的影響。該微分操作相當(dāng)于在信號(hào)處理中利用頻率濾波器(frequency filter)消除直流成分，并且該微分操作不是別的處理而正是脈沖波形提取處理。

在公式14中，用于計(jì)算SaO2的兩個(gè)未知數(shù)為還原血紅蛋白濃度(C_Hb)和氧化血紅蛋白濃度(C_HbO2)，因此，為了指定這兩個(gè)未知數(shù)，需要同時(shí)獲得兩個(gè)測量結(jié)果。因此，測量裝置使用至少兩個(gè)波長來進(jìn)行測量。

下面假定如下情況：使用波長λ1和λ2的兩種入射光進(jìn)行測量，并求出出射光的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化ΔOD^λ1和ΔOD^λ2。在這種情況下，能夠基于公式15在以下的公式16中表達(dá)利用這兩個(gè)波長所測量的出射光的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。因此，通過使用還原血紅蛋白和氧化血紅蛋白的光吸收系數(shù)以及測量結(jié)果，能夠如在以下公式17中對未知的還原血紅蛋白濃度(C_Hb)和氧化血紅蛋白濃度(C_HbO2)進(jìn)行計(jì)算。

數(shù)學(xué)式5

因此，當(dāng)將公式17代入公式14中時(shí)，可以得到以下公式18。在以下公式18中，參數(shù)α、β和Φ如以下公式19a至19c中所示。

數(shù)學(xué)式6

如從公式18中的最右側(cè)清晰可見，能夠看出：SaO2的值是作為與參數(shù)Φ成比例的函數(shù)而被給出的。如在公式19c中所示，參數(shù)Φ是在波長λ1和波長λ2處所測量的脈沖波形的振幅之間的比值。如公式19a和公式19b所示，理論上能夠基于血紅蛋白的光吸收系數(shù)來計(jì)算參數(shù)α和β，但是在許多情況下，參數(shù)α和β需要基于通過先前的實(shí)驗(yàn)而獲得的轉(zhuǎn)換表而被校準(zhǔn)。這是因?yàn)椋和ㄟ^這樣做，能夠?qū)κ估什?比爾定律成立的條件與生物體中的實(shí)際條件之間的差異進(jìn)行修正。

根據(jù)這樣的方法，該測量裝置還能夠通過使用利用兩種波長得到的測量結(jié)果而計(jì)算動(dòng)脈血氧飽和度SpO2來實(shí)現(xiàn)脈搏血氧計(jì)的功能。

通過利用散射系數(shù)在圖1所示的皮膚結(jié)構(gòu)模型的各層(表皮層、真皮層和皮下脂肪)中有所不同的事實(shí)或待測量的體內(nèi)成分等特異地吸收特定波長的光(即，具有對特定波長的吸收特性)的事實(shí)，測量裝置能夠針對測量所用的各種類型的測量光、基于表示散射系數(shù)與所關(guān)注的體內(nèi)成分的成分含量之間的相關(guān)關(guān)系的信息(例如，校準(zhǔn)曲線)，來計(jì)算體內(nèi)成分的成分含量。

然而，如圖2A所示的透射式模型的測量裝置僅能夠應(yīng)用至生物體的薄部位，這是因?yàn)樗鞘褂猛高^生物體的透射光來執(zhí)行處理的。因此，發(fā)明人構(gòu)想了使用例如如圖2B所示的反射式模型的測量裝置來使得該測量裝置能夠測量生物體的任何測量位置。盡管如此，尚未很好地建立使用反射式模型的測量裝置從而利用從生物體反射的反射光且基于散射系數(shù)來計(jì)算體內(nèi)成分的成分含量的技術(shù)。對于通過使用反射式測量裝置而能夠高精度地、更簡單地測量體內(nèi)成分的散射特性(特別地，散射系數(shù))的技術(shù)，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)研。

于是，發(fā)明人透徹地研究了能夠更簡單地測量在生物體的任何測量位置處的體內(nèi)成分的散射系數(shù)的測量裝置，且因此，完成了下面要說明的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的測量裝置。

2.第一實(shí)施方案

在下文中，將參照圖4至圖12對根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的測量裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖4是示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置的構(gòu)造的框圖。這是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的測量裝置的構(gòu)造的框圖。圖5是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。圖6是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元中所包括的檢測單元的構(gòu)造示例的說明圖。圖7A至圖7C分別是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的構(gòu)造示例的說明圖。圖8和圖9是用于解釋由根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元執(zhí)行的測量處理的說明圖。圖10和圖11是用于解釋由根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置檢測到的反射光的說明圖。圖12是示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置中所包括的測量單元的另一個(gè)構(gòu)造示例的說明圖。

2.1測量裝置

測量裝置的整體構(gòu)造

首先，將參照圖4對根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10的整體構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說明。

根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10是如下裝置：它使用預(yù)定波長的光(測量光)對作為測量對象的生物體B進(jìn)行測量，并且基于所獲得的測量結(jié)果對存在于生物體B中的體內(nèi)成分的散射特性進(jìn)行分析。例如，基于所獲得的測量結(jié)果，測量裝置10計(jì)算諸如葡萄糖、白蛋白(albumin)、糖基化終產(chǎn)物(AGE)、膽固醇、氧化/還原血紅蛋白和水等血液和體液成分(體內(nèi)成分)的成分含量。

如圖4所示，測量裝置10主要包括：用于測量生物體B的測量單元101、控制單元103、分析單元105和存儲(chǔ)單元107。

測量單元101

首先，將參照圖5至圖11對根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的構(gòu)造進(jìn)行具體說明。如圖5所示，根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101由光源111和檢測單元113構(gòu)成。

·光源

光源111用于分析生物體中的體內(nèi)成分的散射特性，并向生物體B發(fā)射屬于預(yù)定波段的測量光。光源111被布置在預(yù)定框架(未圖示)中，以使得測量光的發(fā)射面面對生物體B。光源111發(fā)射具有適合于利用本實(shí)施方案的測量裝置10來測量所關(guān)注的體內(nèi)成分的波長的光，并且能夠發(fā)射一種類型的光或多種類型的光。

如已經(jīng)說明的，人體皮膚結(jié)構(gòu)中的真皮層的散射系數(shù)大于位于較深部分中的皮下脂肪的散射系數(shù)。因此，從皮膚表面向內(nèi)側(cè)入射的測量光會(huì)大部分在真皮層中被散射。于是，在真皮層中被散射的測量光擴(kuò)散至比入射有測量光的區(qū)域更大的大范圍，從而充當(dāng)二次光源。根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10有效地使用該二次光源，由此致使在更寬的范圍內(nèi)發(fā)生具有比因皮膚結(jié)構(gòu)和體內(nèi)成分的光吸收而造成的影響更大的影響的光散射，從而增加由稍后將會(huì)說明的檢測單元113檢測的反射光的靈敏度。結(jié)果，即使在如圖5所示的反射式模型的裝置構(gòu)造中，也能夠高精度地檢測透過生物體的一部分的測量光從生物體反射的反射光。

由光源111發(fā)射的測量光的波長能夠從屬于可見光波段的波長至屬于近紅外波段的波長中選擇，并且能夠根據(jù)所關(guān)注的體內(nèi)成分而被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。例如，當(dāng)光源111發(fā)射具有940nm或950nm波長的光時(shí)，可以獲得有關(guān)皮下組織中的脂肪的信息。當(dāng)光源111發(fā)射具有568nm、580nm、660nm或890nm波長的光時(shí)，可以獲得有關(guān)黑色素或諸如氧化血紅蛋白和還原血紅蛋白等血液成分的信息。當(dāng)光源111發(fā)射具有1400nm至2200nm波長的光時(shí)，可以獲得有關(guān)葡萄糖的信息。例如，可以以時(shí)分(time-divison)的方式從光源111發(fā)射具有多個(gè)波長的光，或者也可以同時(shí)發(fā)射具有多個(gè)波長的光并且之后通過適當(dāng)?shù)夭贾镁哂胁ǘ蜗拗频墓鈱W(xué)濾波器而在下面將會(huì)說明的檢測單元113中使所述具有多個(gè)波長的光分離。

上述的各種波長僅為示例性的，并且從根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中的光源111發(fā)射的光并不局限于以上示例。

例如，光源111可以使用發(fā)光二極管(LED：light emitting diode)、或小型激光器等，并且可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)這種發(fā)光裝置以用作光源111。

在測量光的發(fā)射時(shí)間、要發(fā)射的測量光的強(qiáng)度等方面，光源111受稍后將會(huì)說明的控制單元103的控制。

·檢測單元

設(shè)置于根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中的檢測單元113具有按預(yù)定的排列方式而規(guī)律地布置在檢測單元113中的多個(gè)傳感器，并且檢測單元113旨在使用這些傳感器對從光源111發(fā)射的且透過生物體B的一部分的測量光被生物體B反射的反射光進(jìn)行檢測。換言之，根據(jù)本實(shí)施方案的檢測單元113由所謂的多抽頭(multi-tap)傳感器構(gòu)成。圖6示出了采用微透鏡陣列(MLA：micro lens array)的傳感器以用作示例性檢測單元113。

如圖6所示，根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中所包括的檢測單元113例如主要包括：第一遮光體121、微透鏡陣列123、第二遮光體127、孔隙(光闌)129和傳感器131。在檢測單元113中，可以在第一遮光體121的前一級處設(shè)置有透明基板，該透明基板能夠使從光源111發(fā)射的測量光所屬波段的光透過。通過設(shè)置該透明基板，可以相對于生物體B的一部分而保護(hù)檢測單元113。這樣的構(gòu)件被預(yù)定框架F整體地支撐著。

第一遮光體121充當(dāng)用于控制來自生物體B的反射光的方向性的方向性控制板，并被設(shè)置在稍后將會(huì)說明的微透鏡陣列123中的彼此相鄰的微透鏡125之間的邊界處。第一遮光體121被設(shè)置成使得入射至各微透鏡125中的反射光的方向性能夠被控制，這使得測量更加精確。通過第一遮光體121的反射光被引導(dǎo)至微透鏡陣列123。

如圖6的上部所示，微透鏡陣列123由作為光接收透鏡的多個(gè)微透鏡125構(gòu)成，并且各微透鏡125沿x方向和y方向以網(wǎng)格形狀布置在預(yù)定基板上。各微透鏡125將入射至微透鏡125中的反射光引導(dǎo)至稍后將會(huì)說明的傳感器131上。微透鏡陣列123具有較小的像場曲率，并且沿深度方向沒有畸變。由此，能夠使用這種微透鏡陣列123來獲取良好的測量數(shù)據(jù)。即使生物體B位于特寫距離(close-up distance)內(nèi)，也可以將構(gòu)成微透鏡陣列123的各微透鏡125的景深(depth of field)設(shè)定成涵蓋利用根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10來關(guān)注的皮膚結(jié)構(gòu)(例如，在直至距身體表面幾毫米至數(shù)十毫米的深度的范圍內(nèi)聚焦)。

根據(jù)本實(shí)施方案的微透鏡陣列123中所布置的微透鏡125的數(shù)量并不局限于圖6的上部所示的示例。根據(jù)本實(shí)施方案的微透鏡陣列123中所布置的微透鏡125的數(shù)量能夠依賴于待拍攝的生物體的大小或傳感器131的尺寸而自由地設(shè)定。

入射至微透鏡陣列123中的反射光被聚集至微透鏡125中，以在稍后將會(huì)說明的傳感器131上成像。

這里，在微透鏡陣列123的傳感器131側(cè)的表面處，第二遮光體127和孔隙(光闌)129被設(shè)置在彼此相鄰的微透鏡125之間的邊界處。第二遮光體127和孔隙129使得透過微透鏡陣列123的反射光的方向性能夠被控制，并使得入射至各微透鏡125中的光能夠與入射至鄰近的微透鏡125中的光分離。由此，根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10能夠選擇被聚集至傳感器131中的反射光。

根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10設(shè)置有如上所述的各種遮光體或孔隙，以使得入射至各微透鏡125中的光的入射角受到限制，由此能夠防止因身體散射而導(dǎo)致的微透鏡125之間的串?dāng)_。防止微透鏡125之間的串?dāng)_，由此獲取從與設(shè)置在微透鏡陣列123中的微透鏡125之中的某些微透鏡125對應(yīng)的傳感器像素獲得的信號(hào)(或與測量區(qū)域中的局部位置對應(yīng)的信號(hào))，從而就能提高通過下面將會(huì)說明的傳感器131而測量的數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率和空間分辨率。

傳感器131檢測在圖6的上部所示的xy平面中的各位置處的反射光的強(qiáng)度。傳感器131將由光電檢測器(PD)等接收的反射光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成要被輸出至稍后將會(huì)說明的分析單元105的電信號(hào)。傳感器131可以采用諸如光電二極管、電荷耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)圖像傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器、將有機(jī)EL用作光接收元件的傳感器、或者薄膜晶體管(TFT：Thin Film Transistor)圖像傳感器等2D(二維)面?zhèn)鞲衅鳌?/p>

一個(gè)微透鏡125的下方布置有一個(gè)或多個(gè)像素，并且當(dāng)與一個(gè)微透鏡125對應(yīng)地設(shè)置有多個(gè)像素時(shí)，控制單元103或稍后將會(huì)說明的軟件會(huì)進(jìn)行控制，以使得不會(huì)存在因微透鏡125與被攝對象之間的距離而導(dǎo)致的無效像素。

在掃描時(shí)間等方面，傳感器131被稍后將會(huì)說明的控制單元103控制，并且例如，傳感器131能夠?qū)⒃趫D6的上部的任何位置處的檢測強(qiáng)度輸出至分析單元105。

·測量單元結(jié)構(gòu)的具體示例

下面，將參照圖7A至圖7C對根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的結(jié)構(gòu)的具體示例進(jìn)行簡要說明。圖7A至圖7C所示的具體示例僅為根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的結(jié)構(gòu)的示例，并且根據(jù)本發(fā)明的測量裝置10中的測量單元101的結(jié)構(gòu)并不局限于圖7A至圖7C所示的示例。

在圖7A和7B所示的示例中，測量單元101中的光源111和檢測單元113集成在一起，并且光源111被布置在如圖6所示的使用微透鏡陣列的檢測單元113的大致中央部中。這里，如圖7A示意性所示，光源111可以是諸如LED等小光源，或者如圖7B所示，光源111可以是穿透了使用微透鏡陣列的檢測單元113的中央部的激光光源。

在檢測單元113的大致中央部中，可以安置有一個(gè)光源111或多個(gè)光源111。

為了執(zhí)行稍后將會(huì)說明的對皮膚結(jié)構(gòu)和體內(nèi)成分的修正處理，例如，如圖7C所示，測量單元101可以進(jìn)一步包括第二光源115，該第二光源發(fā)射不同于從光源111發(fā)射的測量光的第二光。盡管圖7C示出了圍繞檢測單元113而被布置著的第二光源115，但是第二光源115的布置位置并不局限于圖7C所示的示例，并且第二光源115可以被集中地布置在檢測單元113的一部分中。與光源111相同的是，可以有一個(gè)第二光源115或多個(gè)第二光源115。

以上已經(jīng)參照圖5至圖7C對根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)說明。

當(dāng)在上述測量單元中在存在有外部光的地方進(jìn)行測量操作時(shí)，外部光的影響可能會(huì)疊加至檢測結(jié)果上。因此，在從光源111發(fā)射的測量光以具有增大的光強(qiáng)度的脈沖形式而被驅(qū)動(dòng)、并且測量光與光源111的驅(qū)動(dòng)脈沖同步時(shí)，利用傳感器131的檢測結(jié)果能夠獲得比作為連續(xù)光的外部光更高的增益。

通過針對傳感器131中的各像素或所有像素布置具有不同波段限制的光學(xué)濾波器，例如，還可以選擇諸如660nm、800nm、890nm或940nm等特異波長的檢測結(jié)果。

通過以脈沖的形式驅(qū)動(dòng)光源111，能夠認(rèn)為：在除了發(fā)射時(shí)刻之外的時(shí)間段內(nèi)所檢測到的光會(huì)受外部光的影響。因此，通過感測在除了發(fā)射時(shí)刻之外的時(shí)間段內(nèi)所檢測到的光，當(dāng)檢測到相當(dāng)大的外部光影響時(shí)，下面將會(huì)說明的分析單元105可以判定測量結(jié)果是無效的。

另外，當(dāng)生物體在測量操作期間內(nèi)移動(dòng)時(shí)，會(huì)對血流產(chǎn)生影響，并且該影響可能會(huì)疊加至測量值上。因此，通過檢測到血液中的血紅蛋白的吸收很高的諸如660nm或890nm等的輸出值變成遠(yuǎn)大于脈波(pulsewave)的振幅的情況，下面將會(huì)說明的分析單元105可以判定該測量已經(jīng)失敗。

·由測量單元測量的數(shù)據(jù)

下面將參照圖8至圖11對由根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101測量的數(shù)據(jù)(測量數(shù)據(jù))進(jìn)行詳細(xì)說明。

由于人體是光在其中會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的散射的介質(zhì)，所以例如如圖5所示，從光源111發(fā)射的且入射至生物體B上的測量光在生物體B中發(fā)生散射的同時(shí)以大致U形傳播，且因此，該測量光會(huì)被安裝在特定位置處的檢測單元113檢測到。此時(shí)，如圖8示意性所示，離光源111較遠(yuǎn)的檢測單元113能夠檢測在深的位置處被散射并返回至人體表面的反射光。即，在圖8中，沿x軸方向離光源111較遠(yuǎn)的傳感器(例如，在圖8的右端或左端處的傳感器)能夠檢測到深深透入的測量光。此外，測量深度可以認(rèn)為是約L/2，其中，L表示光源111與所關(guān)注的傳感器之間的間隔距離。反射光的特定波長的能量因光路中存在的各種體內(nèi)成分而被吸收，并且反射光的強(qiáng)度依賴于光傳播的距離長度(光程)而衰減。

例如，在圖9的示意圖中，由靠近光源111的一側(cè)上的微透鏡陣列聚集的且要通過傳感器進(jìn)行檢測的反射光對應(yīng)于被皮膚層中的各種體內(nèi)成分吸收了能量并發(fā)生強(qiáng)度衰減的反射光，并且由靠近光源111的傳感器檢測到的反射光對應(yīng)于在生物體中直線傳播的直線型反射光。由離光源111最遠(yuǎn)的一側(cè)上的微透鏡陣列聚集的且要通過傳感器進(jìn)行檢測的反射光對應(yīng)于被皮膚層、脂肪層和肌肉層中的各種體內(nèi)成分吸收了能量并發(fā)生強(qiáng)度衰減的反射光，并且對應(yīng)于在被散射的同時(shí)在生物體中傳播的散射型反射光。由中間的微透鏡陣列聚集的且要通過傳感器進(jìn)行檢測的反射光對應(yīng)于被皮膚層和脂肪層中的各種體內(nèi)成分吸收了能量并發(fā)生強(qiáng)度衰減的反射光，并且對應(yīng)于在被散射的同時(shí)在生物體中傳播的散射型反射光。

因此，能夠認(rèn)為，由對應(yīng)于微透鏡陣列中的各位置的傳感器檢測到的反射光是包括存在于所檢測到的反射光的光路中的皮膚結(jié)構(gòu)信息的測量數(shù)據(jù)。

在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中，基于這種光的特性，能夠使用來自圖4所示的位于不同x坐標(biāo)處的傳感器的輸出(測量數(shù)據(jù))而對各傳感器位置處的光散射和衰減的特性進(jìn)行建模。

在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中，基于這種光特性，能夠使用來自圖8和圖9所示的位于不同x坐標(biāo)處的傳感器的輸出(測量數(shù)據(jù))而對各傳感器位置處的光散射和衰減的特性進(jìn)行建模。

如上所述，在測量光具有大致U形路徑的反射式測量裝置中，待調(diào)查的光學(xué)深度變化很大。因此，能否獲得良好的信號(hào)取決于測量光的大致U形路徑中是否包括體內(nèi)成分和體內(nèi)成分的假想深度。

在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中，可以獨(dú)立地抽取從使用微透鏡陣列的傳感器獲得的信號(hào)。因此，對來自微透鏡陣列的輸出波形進(jìn)行分析使得能夠準(zhǔn)確地選擇與想要求出的深度的信號(hào)對應(yīng)的光源與傳感器之間的距離。

像根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10這樣的反射式裝置能夠?qū)⒅翜y量對象的距離縮短至幾毫米。此外，根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10能夠使用MLA光學(xué)系統(tǒng)檢測更微小區(qū)域中的變化。取決于被用作測量區(qū)域的生物體的部位，一些區(qū)域可能具有能夠獲得良好測量數(shù)據(jù)的部位和對測量有影響的部位(例如，諸如動(dòng)脈和靜脈等血管、痣和胎記)。在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中，能夠獨(dú)立地獲取從多個(gè)微透鏡獲得的信號(hào)以用于處理，所以，稍后將會(huì)說明的分析單元105和控制單元103能夠彼此協(xié)作以進(jìn)行修正處理(例如，從處理對象中排除可能對測量有影響的部位)。這使得根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10能夠獲得良好的測量數(shù)據(jù)。

以這種方式，例如，如圖10所示，根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101能夠獲得向生物體B發(fā)射的測量光的散射圖案(二維映射圖像)。此外，如上所述，在生物體中傳播的測量光的能量被包含在生物體中的皮膚結(jié)構(gòu)和體內(nèi)成分吸收，從而隨著其傳播光程越長而其強(qiáng)度變得越低。

這里，將直線型反射光的強(qiáng)度理解為與來自光源正下方的位置的反射光的強(qiáng)度(例如，通過測量光的散射而產(chǎn)生的二次光源的強(qiáng)度)成比例。因此，通過將直線型反射光的強(qiáng)度與在被布置得離光源111更遠(yuǎn)的像素中成像的反射光(散射型反射光)的強(qiáng)度進(jìn)行比較，就使得能夠被計(jì)算與所用測量光的波長相對應(yīng)的體內(nèi)成分的散射系數(shù)。

此外，例如，如圖11示意性所示，散射圖案的空間展度(spatial spread)取決于所關(guān)注的體內(nèi)成分的散射系數(shù)。具體地，隨著散射系數(shù)的增大，散射圖案的空間展度增大，而直線型反射光的強(qiáng)度降低。隨著散射系數(shù)的減小，散射圖案的空間展度減小，而直線型反射光的強(qiáng)度增加。因此，能夠通過使用如圖11所示的散射圖案的空間展度(例如，分布的裙部寬度(tail width)和半寬度)和所檢測的反射光(具體地，直接反射光)的峰值強(qiáng)度來計(jì)算散射系數(shù)。憑借諸如散射圖案的空間展度和峰值強(qiáng)度等散射圖案的特征值，還可以通過預(yù)先求出表示這些特性值與體內(nèi)成分的成分含量之間的相關(guān)關(guān)系的信息(例如，校準(zhǔn)曲線)來計(jì)算體內(nèi)成分的成分含量。

控制單元103

返回圖4，將對設(shè)置在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中的控制單元103進(jìn)行說明。

例如，控制單元103是由中央處理器(CPU：Central Processing Unit)、只讀存儲(chǔ)器(ROM：Read Only Memory)或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM：Random Access Memory)等實(shí)現(xiàn)的?？刂茊卧?03進(jìn)行控制以驅(qū)動(dòng)設(shè)置在測量單元101中的光源111和115以及傳感器131等，由此管理在測量單元101中的對生物體B的全部測量處理。更具體地，基于預(yù)定的同步信號(hào)等，控制單元103控制諸如傳感器131的掃描時(shí)間或用于獲取信息的傳感器131的選擇等傳感器的驅(qū)動(dòng)。另外，控制單元103控制光源111和115的在測量光的發(fā)射時(shí)間或強(qiáng)度方面的驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)控制單元103執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，測量單元101中的光源111和115能夠在適當(dāng)時(shí)刻發(fā)射預(yù)定波長的測量光，并且下面將會(huì)說明的分析單元105能夠獲取在傳感器131上的任意位置處的測量數(shù)據(jù)。

在測量單元101的驅(qū)動(dòng)由控制單元103控制的情況下，通過測量單元101測量到的測量數(shù)據(jù)被輸出至稍后將會(huì)說明的分析單元105，在該分析單元105處對上述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

在這里，當(dāng)控制測量單元101時(shí)，控制單元103能夠參考記錄于稍后將會(huì)說明的存儲(chǔ)單元107中的各種程序、參數(shù)和數(shù)據(jù)庫等。

分析單元105

例如，根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中所包括的分析單元105是由CPU、ROM和RAM等實(shí)現(xiàn)的。分析單元105使用通過測量單元101檢測到的反射光的檢測結(jié)果而對生物體中的體內(nèi)成分的散射特性進(jìn)行分析。

具體地，根據(jù)距光源111的光程(即，在傳感器131的這一位置處，傳感器131檢測到反射光)，分析單元105將由檢測單元113檢測到的反射光劃分成當(dāng)在生物體中直線傳播時(shí)被反射的直線型反射光和當(dāng)在生物體中被散射時(shí)反射的散射型反射光。然后，分析單元105基于直線型反射光的檢測強(qiáng)度、散射型反射光的檢測強(qiáng)度以及距光源的光程而對體內(nèi)成分的散射系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。即，根據(jù)如圖10和圖11示意性所示的由檢測單元113檢測到的反射光的強(qiáng)度分布圖案，分析單元105能夠?qū)w內(nèi)成分的散射系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

這里，距光源111多遠(yuǎn)是所檢測到的反射光被劃分為直接反射光的傳感器131的位置并不受限制，并且可以根據(jù)之前的調(diào)研而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該位置。

此外，憑借諸如如圖11所示的散射圖案的空間展度和峰值強(qiáng)度等散射圖案的特征值，分析單元105能夠基于表示這些特性值與體內(nèi)成分的成分含量之間的相關(guān)關(guān)系的信息而對體內(nèi)成分的成分含量進(jìn)行計(jì)算。

這里，根據(jù)本實(shí)施方案的檢測單元113是所謂的多抽頭傳感器，如圖6等所示，在該多抽頭傳感器中，按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器。一個(gè)像素或多個(gè)像素對應(yīng)于一個(gè)微透鏡。由于微透鏡中的圖像是上下反轉(zhuǎn)和左右反轉(zhuǎn)的，所以分析單元105可以獲得被修正了位置關(guān)系的二維映射，該二維映射表示通過將有關(guān)由檢測單元113輸出的光的強(qiáng)度的二維映射(換言之，有關(guān)檢測光的強(qiáng)度的圖像)進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理然后進(jìn)行合成而得到的連續(xù)的光量變化。

當(dāng)多個(gè)像素對應(yīng)一個(gè)微透鏡時(shí)，分析單元105通過將對應(yīng)于一個(gè)微透鏡的多個(gè)像素的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成，能夠提高數(shù)據(jù)的精度。分析單元105可以執(zhí)行以下處理：僅僅獲取以微透鏡為單位的代表值，并利用曲線近似來補(bǔ)足各微透鏡的值。

分析單元105還能夠預(yù)先獲取微透鏡自身的亮度的衰減曲線，并使用該衰減曲線來修正微透鏡自身的亮度梯度。

當(dāng)使用圖6等所示的檢測單元113等時(shí)，在各微透鏡的傳感器表面上，所成像的圖像的大小是根據(jù)取得信息處的皮下深度而發(fā)生變化的。因此，例如，當(dāng)期望測量真皮層中的體液成分時(shí)，分析單元105通過決定圖像的切割范圍且進(jìn)行再合成以使得獲取了有關(guān)距人體表面約1mm深度處的位置的信息的圖像能夠是連續(xù)的，就能夠獲得所關(guān)注的部位的連續(xù)圖像。

這里，基于從圖6等所示的在各x坐標(biāo)位置處的傳感器獲取的實(shí)際測量數(shù)據(jù)，針對各波長通過使用前述擴(kuò)展的朗伯-比爾定律而進(jìn)行例如多變量分析處理，根據(jù)本實(shí)施方案的分析單元105能夠在各傳感器的位置處對皮膚結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。通過繪制在各傳感器的位置處的體內(nèi)成分的光吸收度，分析單元105還能夠獲得光強(qiáng)度的衰減曲線。能夠針對測量光的各波長而生成衰減曲線，并且在被所關(guān)注的體內(nèi)成分吸收時(shí)可以選擇特征波長以作為測量光的波長。因此，有關(guān)具有特定波長的光的衰減曲線是表示特定體內(nèi)成分的吸收度的衰減曲線。

例如，通過將波長660nm的光和波長890nm的光這兩種光用作以時(shí)分(time division)的方式向生物體B發(fā)射光的測量光，并且例如通過以時(shí)分的方式檢測光的強(qiáng)度，分析單元105能夠計(jì)算生物體中所包含的黑色素的含量。通過生成這兩種波長的衰減曲線，分析單元105能夠預(yù)估在波長660nm的光中因黑色素而導(dǎo)致的光的衰減，或者預(yù)估在波長890nm的光中因黑色素而導(dǎo)致的光的衰減。通過將波長660nm的光用作測量光，還可以計(jì)算真皮層的厚度。另外，通過將波長940nm的光用作測量光，可以獲得有關(guān)脂肪的衰減曲線。分析單元105還能夠使用該衰減曲線而計(jì)算脂肪層的厚度。

基于與前述脈搏血氧計(jì)同樣的原理、通過使動(dòng)脈血中的體內(nèi)成分的影響與靜脈血中的體內(nèi)成分的影響分離，分析單元105能夠使動(dòng)脈血中的成分隨時(shí)間的變動(dòng)分離。因此，可以以隨時(shí)間的變動(dòng)很小的方式來更準(zhǔn)確地分析成分。

分析單元105能夠使用以這種方式計(jì)算出的成分含量或以這種方式產(chǎn)生的衰減曲線來修正各波長的光的檢測強(qiáng)度。通過使用這些成分含量或衰減曲線來修正光的檢測強(qiáng)度，可以補(bǔ)償體內(nèi)成分的光吸收的影響。

例如，直接反射光受到因存在于表皮中的黑色素(即，痣和胎記)等而導(dǎo)致的衰減的影響。因此，通過預(yù)估身體中所產(chǎn)生的假想光源(二次光源)的光量，分析單元105能夠修正因表皮的狀態(tài)而造成的個(gè)體差異。此外，通過利用660nm和880nm這兩個(gè)波長的吸收特性，能夠?qū)谏剡M(jìn)行量化。因此，如果光源111發(fā)射具有包括這兩種波長的多個(gè)波長的光，或者如果布置有如圖7C所示的修正用的第二光源115，并且分析單元105分析所得到的結(jié)果，那么分析單元105就可以直接修正因黑色素而造成的影響。

皮膚結(jié)構(gòu)中的皮下脂肪層(體脂肪層)的散射系數(shù)約為真皮層的散射系數(shù)的一半，因此，可能影響測量結(jié)果。這里，對于被稱為體內(nèi)光學(xué)窗口的約700nm至1000nm的波長，較短的光源波長會(huì)導(dǎo)致較深的深度，因此將測量值與到達(dá)距離范圍短的長波長的光的測量結(jié)果進(jìn)行比較就使得皮膚結(jié)構(gòu)的影響程度能夠被預(yù)估。特別地，皮下脂肪層(體脂肪層)在波長940nm處具有吸收特性，因此，基于與該波長結(jié)合使用的多個(gè)波長而獲取散射圖像并計(jì)算差分就使得分析單元105能夠修正皮下脂肪(體脂肪)的影響。

另外，當(dāng)皮膚結(jié)構(gòu)具有少量皮下脂肪時(shí)，在比皮下脂肪更深處的肌肉組織中會(huì)出現(xiàn)對于測量光的能量的大量吸收，因此，優(yōu)選地，進(jìn)行修正。這里，已知的是能夠基于在諸如940nm處脂肪所特有的光源的衰減特性來測量肌肉層中的能量吸收，并且分析單元105能夠通過將生物體的光學(xué)模型推定為皮下脂肪層厚度(體脂肪厚度)來修正上述影響。

由整個(gè)傳感器131接收的光透過動(dòng)脈血、靜脈血和皮下組織。通過以像素單位來處理與前述脈搏血氧計(jì)的功能相同的計(jì)算，分析單元105能夠分離或消除動(dòng)脈成分。

當(dāng)在被測量部分中存在靜脈或動(dòng)脈時(shí)，血液中的光學(xué)特性有很大的不同，并且在分析結(jié)果中很可能出現(xiàn)誤差。因此，期望對特異點(diǎn)進(jìn)行移除。因此，通過使用能夠由圖6所示的多抽頭傳感器獲得的整個(gè)圖像，根據(jù)本實(shí)施方案的分析單元105能夠進(jìn)行處理。即，在存在這種血管的部分中，認(rèn)為測量結(jié)果在傳感器之間不連續(xù)地傳輸。因此，分析單元105著眼于這樣的測量數(shù)據(jù)的不連續(xù)性，能夠?qū)⑶笆霾糠謾z測為特異點(diǎn)，以修正或刪除該部分。類似地，分析單元105也能夠修正或刪除諸如表面的體毛、胎記或痣等特異點(diǎn)。

使用通過660nm和890nm這兩種波長而得到的預(yù)估的圖像，依據(jù)靜脈或動(dòng)脈中含氧量的增加，分析單元105能夠預(yù)估存在有靜脈或動(dòng)脈的部位，并且通過借助動(dòng)態(tài)圖像處理來指明因脈動(dòng)而導(dǎo)致隨時(shí)間的變化大的部位，分析單元105能夠預(yù)估存在有靜脈和動(dòng)脈的位置。

另外，通過僅提取靜脈或動(dòng)脈的成分，分析單元105還能夠預(yù)估各部位中的散射系數(shù)。

如果光源111發(fā)射具有包括上述波長的多個(gè)波長的光或如果布置有如圖7C所示的修正用的第二光源115，并且分析單元105分析所得到的結(jié)果，那么就能夠獲得被用于上述修正處理的具有各波長的光的吸收特性。

以上已經(jīng)對根據(jù)本實(shí)施方案的分析單元105進(jìn)行了詳細(xì)說明。

存儲(chǔ)單元107

返回圖4，將對設(shè)置在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中的存儲(chǔ)單元107進(jìn)行說明。

存儲(chǔ)單元107是由設(shè)置在根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中的RAM、或存儲(chǔ)裝置等實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)單元107在它自身中存儲(chǔ)有用于分析單元105中的分析處理的關(guān)于光吸收光譜或光散射光譜的數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)庫的查找表等。存儲(chǔ)單元107可以在它自身中存儲(chǔ)有由根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101測量到的測量數(shù)據(jù)以及用于由根據(jù)本實(shí)施方案的控制單元103或分析單元105所執(zhí)行的處理的各種程序、參數(shù)或數(shù)據(jù)項(xiàng)等。除存儲(chǔ)有以上數(shù)據(jù)之外，存儲(chǔ)單元107還能夠根據(jù)需要而存儲(chǔ)有為了測量裝置10的任何處理而需要被存儲(chǔ)下來的各種參數(shù)、處理步驟等。諸如測量單元101、控制單元103或分析單元105等各處理單元能夠自由地訪問存儲(chǔ)單元107，并且能夠向存儲(chǔ)單元107寫入數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)單元107讀取數(shù)據(jù)。

以上已經(jīng)參照圖4至圖11對根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10的構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)地說明。

根據(jù)上述實(shí)施方案的測量裝置10能夠準(zhǔn)確地預(yù)估導(dǎo)致光學(xué)模型(皮膚結(jié)構(gòu)模型)中的變動(dòng)的體內(nèi)成分。

根據(jù)本實(shí)施方案的控制單元103和分析單元105可以是根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10的一部分，或者可以由諸如連接至測量裝置10的計(jì)算機(jī)等外部裝置來實(shí)現(xiàn)。由測量單元101生成的測量數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)中，并且該存儲(chǔ)介質(zhì)可以從測量裝置10上移除以便被連接至具有分析單元105的其它裝置，從而可以對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

在上文中，示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10的功能示例。除測量單元101之外的上述那些結(jié)構(gòu)部件中的各者可以使用通用材料或通用電路而被構(gòu)造出來，或者可以通過各結(jié)構(gòu)部件的功能所專用的硬件而被構(gòu)造出來。另外，CPU等可以執(zhí)行這些結(jié)構(gòu)部件的所有功能。因此，能夠?qū)嵤┍緦?shí)施方案時(shí)的技術(shù)水平適當(dāng)?shù)馗淖兯褂玫臉?gòu)造。

能夠在個(gè)人計(jì)算機(jī)等上創(chuàng)建和安裝用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述實(shí)施方案的控制單元和分析單元的功能的計(jì)算機(jī)程序或用于控制根據(jù)上述實(shí)施方案的控制單元和分析單元的計(jì)算機(jī)程序。也能夠設(shè)置存儲(chǔ)有這種計(jì)算機(jī)程序并且能夠被計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)。例如，該記錄介質(zhì)是磁盤、光盤、磁光盤或閃存等。另外，例如，計(jì)算機(jī)程序可以無需使用記錄介質(zhì)而是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而被配給。

測量單元101的變形例

下面，將參照圖12對根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的變形例進(jìn)行簡要說明。圖12為示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10中所包括的測量單元101的另一個(gè)構(gòu)造示例的說明圖。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10將多抽頭傳感器用作檢測單元113，并能夠根據(jù)檢測到反射光的傳感器的位置而將反射光劃分為直接反射光和散射型反射光。這里，將使用偏振的常規(guī)分離方案與分離為直線型光和散射型光的上述方法結(jié)合，這使得測量能夠具有更好的分離特性。

即，如圖12示意性所示，在光源111的正上方(位于光源111的下游側(cè))且在對直接反射光進(jìn)行成像的傳感器的位置處布置有偏振片，并且使這些偏振片的偏振方向彼此匹配，以使得能夠更準(zhǔn)確地檢測直接反射光。

以上已經(jīng)參照圖12對根據(jù)本實(shí)施方案的測量單元101的變形例進(jìn)行了簡要說明。

2.2測量方法

下面，將參照圖13對由根據(jù)本實(shí)施方案的測量裝置10執(zhí)行的測量方法的流程進(jìn)行簡要說明。圖13是示出了根據(jù)本實(shí)施方案的測量方法的流程示例的流程圖。

在根據(jù)本實(shí)施方案的測量方法中，首先，在控制單元103的控制下，將具有預(yù)定波長的測量光從測量單元101的光源111向生物體的至少一部分發(fā)射(步驟S101)。此后，通過測量單元101的檢測單元113來檢測在生物體中發(fā)生直線傳播或在被散射的同時(shí)進(jìn)行傳播的反射光(步驟S103)。將利用檢測單元113而得到的檢測結(jié)果輸出至分析單元105。

分析單元105按照上述方法將檢測到的反射光劃分為直線型反射光和散射型反射光(步驟S105)。此后，分析單元105使用所劃分的直線型反射光和散射型反射光執(zhí)行前述的各種分析處理(步驟S107)。

因此，在根據(jù)本實(shí)施方案的測量方法中，可以獲得諸如生物體中體內(nèi)成分的散射系數(shù)和體內(nèi)成分的成分含量等各種信息。

以上已經(jīng)參照圖13對根據(jù)本實(shí)施方案的測量方法的流程示例進(jìn)行了簡要說明。

2.3硬件構(gòu)造

下面，將參照圖14對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的測量裝置10的硬件構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說明。圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的測量裝置10的硬件構(gòu)造的框圖。

測量裝置10主要包括CPU 901、ROM 903和RAM 905。另外，測量裝置10還包括主機(jī)總線907、橋接器909、外部總線911、接口913、傳感器914、輸入裝置915、輸出裝置917、存儲(chǔ)裝置919、驅(qū)動(dòng)器921、連接端口923以及通信裝置925。

CPU 901充當(dāng)運(yùn)算處理裝置和控制裝置，并根據(jù)存儲(chǔ)在ROM 903、RAM 905、存儲(chǔ)裝置919或移動(dòng)記錄介質(zhì)927中的各種程序而控制測量裝置10的整體操作或部分操作。ROM 903存儲(chǔ)由CPU 901使用的程序和操作參數(shù)等。RAM 905主要存儲(chǔ)由CPU 901使用的程序和在這些程序的執(zhí)行期間內(nèi)視需要而變化的參數(shù)等。這些部件經(jīng)由主機(jī)總線907而彼此連接，主機(jī)總線907由諸如CPU總線等內(nèi)部總線而被構(gòu)造出來。

主機(jī)總線907經(jīng)由橋接器909而被連接至諸如外圍設(shè)備互連/接口(PCI：Peripheral Component Interconnect/Interface)總線等外部總線911。

傳感器914是對使用者所特有的生物信息或?qū)τ糜讷@取這種生物信息的各種類型信息進(jìn)行檢測的檢測裝置。例如，該傳感器914包括諸如電荷耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor)等各種成像裝置。此外，傳感器914可以進(jìn)一步具有諸如用于對生物體的部位進(jìn)行攝像的透鏡等光學(xué)系統(tǒng)或光源等。傳感器914也可以是用于獲取聲音等的擴(kuò)音器等。需要注意的是，除以上提到的那些之外，傳感器914還可以包括諸如溫度計(jì)、照度計(jì)、濕度計(jì)、速度計(jì)和加速度計(jì)等各種測量裝置。

輸入裝置915是由使用者操作的操作裝置，諸如鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸面板、按鈕、開關(guān)和控制桿等。另外，輸入裝置915可以是使用例如紅外光或其它無線電波的遠(yuǎn)程控制裝置(所謂的遙控器)，或者可以是諸如移動(dòng)電話或PDA等符合測量裝置10的操作的外部連接設(shè)備929。另外，輸入裝置915基于例如由使用者通過以上操作裝置輸入的信息而產(chǎn)生輸入信號(hào)，并且輸入裝置915由用于將輸入信號(hào)輸出至CPU 901的輸入控制電路構(gòu)成。測量裝置10的使用者能夠?qū)⒏鞣N數(shù)據(jù)輸入至測量裝置10，并且能夠通過操作該輸入設(shè)備915而指示測量裝置10來執(zhí)行處理。

輸出裝置917由能夠?qū)@取的信息以視覺方式或聽覺方式通知使用者的裝置構(gòu)成。這種裝置的示例包括諸如CRT顯示裝置、液晶顯示裝置、等離子顯示裝置、EL顯示裝置和燈等顯示裝置、諸如揚(yáng)聲器和耳機(jī)等音頻輸出裝置、打印機(jī)、移動(dòng)電話、傳真機(jī)等。例如，輸出裝置917輸出通過由測量裝置10執(zhí)行的各種處理而獲得的結(jié)果。更具體地，顯示裝置以文字或圖像的形式顯示通過由測量裝置10執(zhí)行的各種處理而獲得的結(jié)果。另一方面，音頻輸出裝置將諸如再生的音頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)等音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并輸出該模擬信號(hào)。

存儲(chǔ)裝置919是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置，其被配置成測量裝置10的存儲(chǔ)單元的示例并被用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)裝置919由諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD：Hard Disk Drive)等磁存儲(chǔ)裝置、半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置、光存儲(chǔ)裝置或磁光存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。該存儲(chǔ)裝置919存儲(chǔ)由CPU 901執(zhí)行的程序、各種數(shù)據(jù)和可從外部獲得的各種數(shù)據(jù)。

驅(qū)動(dòng)器921是記錄介質(zhì)的讀/寫器，并且嵌入至測量裝置10中或從外部附著至測量裝置10。驅(qū)動(dòng)器921讀取記錄在諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等所附著的移動(dòng)記錄介質(zhì)927中的信息，并將所讀取的信息輸出至RAM 905。另外，驅(qū)動(dòng)器921能夠在諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等所附著的移動(dòng)記錄介質(zhì)927中進(jìn)行寫入。例如，移動(dòng)記錄介質(zhì)927是DVD介質(zhì)、HD-DVD介質(zhì)或藍(lán)光介質(zhì)。移動(dòng)記錄介質(zhì)927可以是快閃(CF：CompactFlash，注冊商標(biāo))、閃存和安全數(shù)字(SD：Secure Digital)存儲(chǔ)卡。可選地，例如，移動(dòng)記錄介質(zhì)927可以是裝配有非接觸式IC芯片的集成電路(IC：Integrated Circuit)卡或?yàn)殡娮觾x器。

連接端口923是使得裝置能夠直接連接至測量裝置10的端口。連接端口923的示例包括通用串行總線(USB：Universal Serial Bus)端口、EEE1394端口和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI：Small Computer System Interface)端口等。連接端口923的其它示例包括RS-232C端口、光纖音頻端子和高清晰度多媒體接口(HDMI：High-Definition Multimedia Interface)端口等。利用與該連接端口923連接的外部連接設(shè)備929，測量裝置10可以從外部連接設(shè)備929直接獲得各種數(shù)據(jù)，并向外部連接設(shè)備929提供各種數(shù)據(jù)。

例如，通信裝置925是由用于連接至通信網(wǎng)絡(luò)931的通信裝置構(gòu)成的通信接口。例如，通信裝置925是有線或無線的局域網(wǎng)(LAN：Local Area Network)、藍(lán)牙(Bluetooth，注冊商標(biāo))和無線USB(WUSB：Wireless USB)的通信卡等?？蛇x地，通信裝置925可以是用于光學(xué)通信的路由器、用于非對稱數(shù)字用戶線(ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line)的路由器和用于各種通信的調(diào)制解調(diào)器等。例如，該通信裝置925能夠按照因特網(wǎng)與其它通信裝置之間的諸如TCP/IP等預(yù)定協(xié)議來傳輸并接收信號(hào)等。連接至通信裝置925的通信網(wǎng)絡(luò)931由有線地或無線地連接的網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成，并且例如，該通信網(wǎng)絡(luò)931可以是互聯(lián)網(wǎng)、家庭局域網(wǎng)、紅外通信、無線電波通信和衛(wèi)星通信等。

在上文中，已經(jīng)示出了能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的測量裝置10的功能的硬件構(gòu)造的示例。上述結(jié)構(gòu)部件中的各者可以使用通用材料構(gòu)成，或者可以由各結(jié)構(gòu)部件的功能所專用的硬件構(gòu)成。因此，能夠根據(jù)在實(shí)施本實(shí)施方案時(shí)的技術(shù)水平而適當(dāng)?shù)馗淖兯褂玫挠布?gòu)造。

雖然以上已經(jīng)參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了說明，然而本發(fā)明并不局限于以上示例。在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以找到各種替換和變形，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，這些替換和變形自然在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

此外，本說明書中所說明的效果僅是示例性和說明性的，并非限制性的。換言之，連同或代替基于本說明書的效果，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)能夠表現(xiàn)出對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的其它效果。

此外，本技術(shù)也可以采取如下的技術(shù)方案。

(1)一種測量裝置，所述測量裝置包括：

光源，所述光源被配置成向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；

檢測單元，在所述檢測單元中按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器，所述檢測單元與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)，并且所述檢測單元被配置成使用所述多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光；以及

分析單元，其被配置成使用由所述檢測單元檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

(2)根據(jù)(1)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元把由所述檢測單元檢測到的所述反射光根據(jù)距所述光源的光程而劃分成當(dāng)在所述生物體中直線傳播時(shí)被反射的直線型反射光和當(dāng)在所述生物體中被散射時(shí)被反射的散射型反射光，并且基于所述直線型反射光的檢測強(qiáng)度和所述散射型反射光的檢測強(qiáng)度來計(jì)算所述體內(nèi)成分的散射系數(shù)。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元根據(jù)由所述檢測單元檢測到的所述反射光的強(qiáng)度分布圖案來計(jì)算所述體內(nèi)成分的所述散射系數(shù)。

(4)根據(jù)(2)或(3)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元使用所計(jì)算出的所述體內(nèi)成分的所述散射系數(shù)來進(jìn)一步計(jì)算所述體內(nèi)成分的成分含量。

(5)根據(jù)(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，作為所述測量光，發(fā)射出具有多個(gè)相互不同的波長的光，并且

所述分析單元使用具有存在于所述生物體中的組織所特有的波長的測量光的檢測結(jié)果，來修正所述檢測結(jié)果中所包含的因所述組織而帶來的影響。

(6)根據(jù)(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，在所述檢測單元中，通過采用了微透鏡陣列的傳感器來檢測所述反射光，在所述微透鏡陣列中，多個(gè)透鏡規(guī)律地排列成網(wǎng)格形狀。

(7)根據(jù)(6)所述的測量裝置，

其中，所述傳感器的一個(gè)像素或多個(gè)像素與所述多個(gè)透鏡中的各者對應(yīng)，并且

所述分析單元通過對來自與所述各透鏡對應(yīng)的所述像素的圖像執(zhí)行反轉(zhuǎn)處理和合成，生成表示出所述反射光的強(qiáng)度分布圖案的圖像。

(8)根據(jù)(6)或(7)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元基于預(yù)先創(chuàng)建的強(qiáng)度衰減信息來修正所述反射光的強(qiáng)度，所述強(qiáng)度衰減信息表示因所述透鏡而導(dǎo)致的所述反射光的強(qiáng)度的衰減特性。

(9)根據(jù)(6)至(8)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元根據(jù)所關(guān)注的所述體內(nèi)成分來選擇與所述體內(nèi)成分在所述生物體中的存在位置對應(yīng)的圖像，并且進(jìn)行再合成以使所選取的圖像彼此連接成連續(xù)的。

(10)根據(jù)(6)至(9)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，所述分析單元進(jìn)行如下的分析處理：該分析處理排除與導(dǎo)致所述體內(nèi)成分的分析結(jié)果出現(xiàn)誤差的所述生物體的部位對應(yīng)的所述檢測結(jié)果。

(11)根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，還包括：

第二光源，所述第二光源被配置成發(fā)射與所述測量光不同的第二光，

其中，所述檢測單元檢測透過所述生物體的一部分的所述第二光被所述生物體反射的反射光，該反射光作為第二反射光，并且

所述分析單元使用所述第二反射光的檢測結(jié)果來修正所述測量光的檢測結(jié)果。

(12)根據(jù)(1)至(11)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，根據(jù)所關(guān)注的所述體內(nèi)成分來控制從所述光源發(fā)射的所述測量光的波長。

(13)根據(jù)(1)至(12)中任一項(xiàng)所述的測量裝置，

其中，所述體內(nèi)成分為黑色素、血液成分和水分中的至少一者。

(14)一種測量方法，所述測量方法包括：

從光源向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；

利用與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)的檢測單元，通過所述檢測單元中的按預(yù)定部署而規(guī)律地排列著的多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光；并且

使用所檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

(15)一種程序，其用于使能夠與一種測量模塊通信的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一種分析功能，

所述測量模塊包括：

光源，所述光源被配置成向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；以及

檢測單元，在所述檢測單元中按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器，所述檢測單元與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)，并且所述檢測單元被配置成使用所述多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光，

所述分析功能是：使用由所述檢測單元檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的所述體內(nèi)成分的散射特性，

(16)一種記錄介質(zhì)，其記錄有程序，所述程序用于使能夠與一種測量模塊通信的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一種分析功能，

所述測量模塊包括：

光源，所述光源被配置成向由生物體的至少一部分形成的測量區(qū)域發(fā)射屬于預(yù)定波段的至少一種測量光；以及

檢測單元，在所述檢測單元中按預(yù)定部署而規(guī)律地排列有多個(gè)傳感器，所述檢測單元與所述光源相對于所述測量區(qū)域被設(shè)置在同一側(cè)，并且所述檢測單元被配置成使用所述多個(gè)傳感器來檢測透過所述生物體的一部分的所述測量光被所述生物體反射的反射光，

所述分析功能是：使用由所述檢測單元檢測到的所述反射光的檢測結(jié)果來分析存在于所述生物體中的體內(nèi)成分的散射特性。

附圖標(biāo)記列表

10 測量裝置

101 測量單元

103 控制單元

105 分析單元

107 存儲(chǔ)單元

111、115 光源

113 檢測單元

121 第一遮光體

123 微透鏡陣列

125 微透鏡

127 第二遮光體

129 孔隙(光闌)

131 傳感器