CN101854859A - 以良好精度测定血中成分浓度的装置以及方法 - Google Patents

以良好精度测定血中成分浓度的装置以及方法 Download PDF

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Abstract

提供一种以良好精度测定血中成分浓度的装置以及方法。在测定装置所包括的测定运算装置中，发汗促进后，检测规定时间的经过(S201、S203)，将其后所得到的汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度(S300、S307)。

Description

以良好精度测定血中成分浓度的装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种测定血中成分的浓度的装置以及方法，特别是，涉及一种利用汗来测定血中成分的浓度的装置以及方法。
背景技术
作为在无需采集血液的情况下测定血糖等血液中成分的浓度的方法，已知由汗中所包含的成分的浓度进行测定的方法。例如，在美国专利第5036861号说明书(以下，称作“专利文献1”)和日本特开昭62-72321号公报(以下，称作“专利文献2”)中，已公开了该方法和装置。
具体地讲，作为强制性地发汗的方法，在专利文献1中公开了向被测定部位导入药剂的方法即药剂导入方法，在专利文献2中则公开了加热被测定部位的方法即加温法。另外，在专利文献2中公开了汗糖和血糖之间有关联。
专利文献1：美国专利第5036861号说明书
专利文献2：日本特开昭62-72321号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，汗中糖浓度的浓度变化未必一定与血糖值的浓度变化相互关联。这一点也可以从专利文献2中的表示汗糖与血糖之间相互关系的图表中看出。
发明人等进行了强制发汗后的汗中的糖浓度(称作“汗糖值”)和血中的糖浓度(称作“血糖值”)的测定，得到了图19～图26所示的多个试样。图19～图22表示促进一次发汗后继续收集汗时的汗糖值和血糖值的浓度变化的试样，分别表示从不同的被测定者得到的测定值的试样。进而，图24～图26表示对同一被测定者重复促进发汗，从发汗促进后0分钟到经过5分钟为止的汗中所得到的汗糖值和、从经过5分钟后到10分钟为止的汗中所得到的汗糖值和血糖值的浓度变化的试样，分别表示从不同的被测定者得到的测定值的试样。
发明人等验证了图19～图22所示的试样，发现尤其在强制发汗的初期这些浓度变化没有相互关联，在这期间，汗糖值的浓度与初期以后的期间相比有大幅度且急剧的降低。
图23是表示对运动发汗后的汗糖值和血糖值进行测定而得到的试样的图。积攒10分钟汗后进行测定，并将该操作重复3次而得到该试样。如图23所示，通过运动发汗，也与图19～图22所示的强制发汗同样地，发汗初期的汗糖值为高浓度，显示出与血糖值的变化不同的浓度变化。即，从图19～图23可知，不论发汗方法，发汗初期汗中的成分浓度与其后的浓度相比显示出高浓度。
进而，通过图24～图26所示的试样，验证了从发汗促进后0分钟到5分钟为止的汗中所得到的汗糖值的浓度变化，与从发汗促进后的5分钟到10分钟为止的汗中所得到的汗糖值的浓度变化相比，离血糖值的浓度变化的差距更大，显示出相关程度更低。
因此，当利用汗中的糖浓度来推测血中的糖浓度时，特别是在利用发汗初期的汗中的糖浓度时，存在着血中糖浓度的精度下降的问题。另外，即使血中成分为糖以外的其他成分，也存在同样的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种利用汗能够以良好的精度测定血中成分的浓度的装置以及方法。
解决课题的方法
为了达成上述目的，根据本发明实施方式的血中成分浓度测定装置，具有：发汗促进部，其促进测定部位即生体表面的发汗；第一计测部，其计测出自测定部位的汗中所包含的第一成分的汗中浓度；检测部，其检测促进发汗后的规定时间的经过；以及，转换部，其将在经过规定时间后出自测定部位的汗中所包含的第一成分的汗中浓度转换成生体的血中的第一成分的浓度。
根据本发明的另一实施方式的血中成分浓度测定方法，其利用血中成分浓度测定装置来进行测定，该血中成分浓度测定装置包括取得出自测定部位的汗的取得装置、检测汗中的成分的检测装置和利用从上述成分得到的数值进行运算的运算装置，其中，上述血中成分浓度测定方法包括：在检测装置中，从汗检测第一成分的步骤；在运算装置中，计算第一成分的汗中浓度的步骤；在促进发汗后，检测规定时间的经过的步骤；将在经过规定时间后出自测定部位的汗中所包含的第一成分的汗中浓度转换成生体的血中的第一成分的浓度的步骤；以及，在运算装置中，实施用于输出第一成分的血中浓度的处理的步骤。
发明效果
根据本发明，利用汗能够以良好的精度测定血中成分的浓度。
附图说明
图1是表示实施方式中的测定装置外观的具体例的图，(A)部分是表示发汗装置外观的具体例的图，(B)部分是表示测定运算装置30外观的具体例的图。
图2A是表示从正面观察的实施方式中发汗装置机械结构的具体例的图。
图2B是表示实施方式的发汗装置机械结构的、图2A的箭头A所示位置的剖面的图。
图3A是从正面观察的实施方式中测定运算装置机械结构的图。
图3B是表示实施方式的测定运算装置的机械结构的、图3A的箭头B所示位置的剖面的图。
图4是说明在测定运算装置中将汗从集汗区域输送至废液储存部的方法之一例的图。
图5是表示测定运算装置的机械结构的其他具体例的图。
图6是表示实施方式的发汗装置的功能结构的具体例的框图。
图7是表示实施方式的测定运算装置的功能结构的具体例的框图。
图8是表示第一实施方式的测定运算装置的转换运算部的详细结构的具体例的框图。
图9是表示实施方式中发汗装置的发汗动作流程的流程图。
图10是表示第一实施方式的测定运算装置的测定运算动作流程的流程图。
图11是表示第二实施方式的测定运算装置的转换运算部的详细结构的具体例的框图。
图12是表示第二实施方式的测定运算装置的测定运算动作流程的流程图。
图13A是从正面观察的第三实施方式中测定运算装置机械结构的图。
图13B是表示第三实施方式的测定运算装置的机械结构的、图13A的箭头B所示位置的剖面的图。
图14是表示第三实施方式的测定运算装置的机械结构的具体例的框图。
图15是表示血糖值恒定时测定汗中成分的浓度变化而得到的试样的图。
图16是表示血糖值恒定时测定汗中成分的浓度变化而得到的试样的图。
图17是表示使血糖值急剧上升后测定汗中成分的浓度变化而得到的试样的图。
图18是表示第三实施方式的测定运算装置的测定运算动作流程的流程图。
图19是表示促进一次发汗后继续收集汗的情况下汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图20是表示促进一次发汗后继续收集汗的情况下汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图21是表示促进一次发汗后继续收集汗的情况下汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图22是表示促进一次发汗后继续收集汗的情况下汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图23是表示运动发汗后测定汗糖值和血糖值而得到的试样的图。
图24是表示对同一被测定者重复促进发汗的情况下的从发汗促进后的0分钟到5分钟为止的汗中所得到的汗糖值、从发汗促进后的5分钟到10分钟为止的汗中所得到的汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图25是表示对同一被测定者重复促进发汗的情况下的从发汗促进后的0分钟到5分钟为止的汗中所得到的汗糖值、从发汗促进后的5分钟到10分钟为止的汗中所得到的汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
图26是表示对同一被测定者重复促进发汗的情况下的从发汗促进后的0分钟到5分钟为止的汗中所得到的汗糖值、从发汗促进后的5分钟到10分钟为止的汗中所得到的汗糖值和血糖值的浓度变化的试样的图。
附图标记的说明
1测定装置            2A、2B带
10发汗装置           11导入电极
12A、12B药剂区域     13参照电极
15控制电路           17显示器
19框体               30测定运算装置
31第一成分检测器     32集汗区域
33第二成分检测器     34输送通路
35控制电路           36废液储存部
37显示器             39框体
41、42、43海绵       100皮肤
101操作输入部        103控制部
105电流发生部        301输送部
303第一成分检测部    305第二成分检测部
307浓度计算部        309转换运算部
311显示部            3901浓度存储部
3902变化率计算部     3903定时器
3904判断部           3905经过时间检测部
3907浓度获取部       3909转换部
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对相同的部件和结构要素赋予了相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。
[第一实施方式]
图1是表示本实施方式的血中成分浓度测定装置(以下，简称为“测定装置”)1的外观的具体例的图。测定装置1包括发汗装置10(图1的(A)部分)和测定运算装置30(图1的(B)部分)。发汗装置10和测定运算装置30是分别用带2A、2B装戴在手腕、脚等的测定部位而使用的。
更详细地讲，根据图2A，发汗装置10在框体19内部具有作为阳极的导入电极11和作为阴极的参照电极13，它们与控制电路15连接。在框体19上的、在用带2A装戴于测定部位的状态下能够观察到的位置上，例如，在图1的(A)部分中上方所示的面等上，配置显示器17。显示器17也与控制电路15连接。图2A是从图1的(A)部分中上方所示的面观察发汗装置10的示意图。将图2A所示的面作为发汗装置10的框体19的正面。另外，在框体19的正面配置有未图示的按钮等操作部。操作部也与控制电路15连接。
图2B是表示图2A中用箭头A表示的位置的发汗装置10的剖面机械结构的示意图。根据图2B，导入电极11和参照电极13配置在框体19内部中与远离框体19的正面的一侧的面相近的位置，即配置在用带2A将发汗装置10装戴在测定部位的状态下离作为测定部位的皮肤100相近的位置上。框体19的从导入电极11到皮肤100之间以及从参照电极13到皮肤100之间，分别设置有药剂区域12A、12B。在药剂区域12A设置有海绵41等用于使皮肤与发汗促进剂接触的单元，该单元含有包含如毛果芸香碱(匹鲁卡品，pilocarpine)液等促进发汗的药剂(发汗促进剂)的液体。在药剂区域12B设置有含有缓冲液的海绵42等缓冲单元。药剂区域12A、12B可以是直接注入药剂的结构，也可以是设置有凝胶化的药剂的结构，还可以是设置有被吸收在脱脂棉等中的药剂的结构。作为药剂区域12A、12B的结构，只要是在将发汗装置10装戴于测定部位的状态下设置在药剂区域12A、12B内的药剂能够与皮肤100接触的结构，可以采用任意的结构。
控制电路15中预先储存有电流值。当从操作部接收到开始发汗的控制信号时，控制电路15根据该控制信号，以规定的电流值从导入电极11向参照电极13产生直流电流。
根据图3A，第一实施方式的测定运算装置30在框体39的内部具有用于检测汗中第一成分的第一成分检测器31，其与控制电路35连接。在框体39上的、在用带2B装戴于测定部位的状态下能够观察到的位置上，例如，在图1的(B)部分中上方所示的面等上，配置显示器37。显示器37也与控制电路35连接。图3A是从图1的(B)部分中上方所示的面观察测定运算装置30的示意图。将图3A所示的面作为测定运算装置30的框体39的正面。另外，在框体39的正面配置有未图示的按钮等操作部。操作部也与控制电路35连接。
图3B是表示图3A中用箭头B表示的位置的测定运算装置30的剖面的机械结构的示意图。根据图3B，集汗区域32配置在框体39内部中与远离框体39的正面的一侧的面相近的位置，即配置在用带2B将测定运算装置30装戴在测定部位的状态下离作为测定部位的皮肤100相近的位置上。在集汗区域32设置有集汗用海绵43等用于从皮肤100收集汗的装置。集汗区域32可以是直接从皮肤100收集汗的结构，也可以是设置有用于使汗凝胶化的药剂的结构。作为集汗区域32的结构，只要是在将测定运算装置30装戴于测定部位的状态下能够从皮肤100收集汗，可以采用任意的结构。进而，在测定运算装置30的框体39内设置有用于储存成分检测后的废液的废液储存部36。从集汗区域32经过第一成分检测器31到废液储存部36，设置有用于输送汗的输送通路34。
在输送通路34内输送汗的方法不限定于特定的方法，例如，可采用如图4所示地通过从包含集汗区域32的输送通路34的一侧注入空气等流体，将内部的汗挤出至另一侧的方法等。
另外，示于图2A、2B、3A、3B中的机械结构是具体例，发汗装置10和测定运算装置30的结构并不限定于图示的结构。例如，作为测定运算装置30的结构的其他具体例，用于在输送通路34中输送汗的单元也可以如图5所示地具有液体传感器38，该液体传感器38用于检测被收集在集汗区域32并到达输送通路34的汗量。此时，当根据来自液体传感器28的检测信号来检测出所收集的汗量达到规定值时，控制电路35向未图示的用于将压缩空气等流体注入输送通路34的机构输出控制信号，使集汗区域32的汗输送至第一成分检测器31中。进而，在第一成分检测器31中进行成分检测后，将第一成分检测器31中的汗输送至废液储存部36。
另外，作为测定装置1的结构的其他具体例，可采用将图1所示的相互单独的装置即发汗装置10和测定运算装置30交替安装在一个带2上而使用的结构。此时，例如也可以在发汗装置10和测定运算装置30中共用控制电路和显示器。通过采用这种结构，将发汗装置10和测定运算装置30装戴在相同的测定部位，因此，在测定运算装置30中能够从与发汗装置10促进发汗的部分相同的位置有效地收集汗。另外，作为其他结构，也可以是若在发汗装置10中开始发汗动作，则在显示器17上显示自发汗动作开始后经过的时间的结构。
第一成分是成为计算血中浓度的对象的成分，汗中的浓度变化和血中的浓度变化之间有相互关联的成分适合该第一成分。具体地讲，糖(葡萄糖)符合该第一成分，在本实施方式中，第一成分为糖。
测定运算装置30的第一成分检测器31是检测汗中成分的结构，并不限定于特定的结构。例如，可以是通过测定放射光的波长来检测成分的结构，也可以是利用酶电极法的结构。另外，还可以是与测定对象的第一成分对应的结构。通过将第一成分检测器31做成利用酶电极法的结构，与测定放射光波长的结构等其他结构相比，能够使测定运算装置30小型化。为了检测作为第一成分的糖，在本实施方式中将第一成分检测器31做成利用酶电极法将葡萄糖氧化酶与电极加以组合的结构。
图6及图7是表示如下功能结构的具体例的框图：在由发汗装置10和测定运算装置30组成的测定装置1中，使皮肤100发汗，从而收集汗，并利用汗中的第一成分和第二成分的浓度来计算血中第一成分的浓度。图6表示发汗装置10的具体例。图7表示测定运算装置30的功能结构的具体例。图6和图7所示的各功能，分别是通过使发汗装置10的控制电路15和测定运算装置30的控制电路35实施规定的程序而实现的功能。这些功能中的至少一部分功能，也可以通过图2A、2B或图3A、3B所示的机械结构来实现。另外，图6和图7中的实线箭头表示电信号的流动。图7中的点线箭头表示汗的输送。
根据图6，发汗装置10的上述功能包括：接受来自未图示在图1和图2A、图2B的操作部的操作信号的操作输入部101；控制部103以及电流发生部105。
控制部103主要由控制电路15构成，其根据从操作输入部101接收到的操作信号来开始发汗动作。控制部103根据上述操作信号将用于产生规定值的电流的控制信号输入至电流发生部105，由此开始上述发汗动作。电流发生部105也主要由控制电路15构成，其根据上述控制信号，进行用于在导入电极11和参照电极13之间产生规定值的电流的处理。通过该处理，直流电流从导入电极11通过海绵41经皮肤100流向参照电极13，其中，上述海绵41包含含有发汗促进剂的液体即毛果芸香碱液。因此，导入电极11的物质即毛果芸香碱液渗透并被导入到皮下而作用于汗腺。这种物质的导入方法被称作“离子电渗疗(iontophoresis)法”。
从发汗动作开始起经过规定时间后，导入电极11附近的汗腺开始发汗。如果在自发汗装置10开始发汗动作起经过规定时间后使毛果芸香碱液渗透，则控制部103根据来自操作输入部101的终止发汗动作的操作信号，向电流发生部105输出用于停止电流发生的控制信号，从而结束发汗动作。也可以如下所述地结束发汗动作，即，控制部103检测出自发汗动作开始起经过了一定时间后，向电流发生部105输出用于停止电流发生的控制信号。
根据图7，第一实施方式的测定运算装置30的上述功能，包括：输送收容于集汗区域32中的汗的输送部301；检测汗中的第一成分的第一成分检测部303；根据来自第一成分检测部303的检测信号，计算汗中的第一成分浓度的浓度计算部307；利用该计算结果，进行用于得到血中第一成分浓度的运算的转换运算部309；以及进行用于显示运算结果的处理的显示部311。
输送部301由上述输送机构构成，其将收容于集汗区域32的汗经过第一成分检测器31输送至废液储存部36。当测定运算装置30采用通过将压缩空气等流体注入输送通路34来输送收容于集汗区域32中的汗的结构时，输送部301包括用于将流体注入输送通路34的机构。具体地讲，当通过使泵等机械结构运转来注入流体的情况下，输送部301包括上述机械结构和输出用于使该结构运转的控制信号的结构。
第一成分检测部303主要包括第一成分检测器31。第一成分检测部303利用第一成分检测器31，从由输送部301输送过来的汗中检测出第一成分，并将对应于该检测量的检测信号输入至浓度计算部307。
浓度计算部307主要由控制电路35构成，其按照规定的运算程序，根据从第一成分检测部303接收到的检测信号，计算出汗中第一成分的浓度。表示算出的浓度的信号被输入至转换运算部309。
转换运算部309主要由控制电路35构成，其按照规定的运算程序，进行用于将汗中的第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度的运算。运算结果被输入至显示部311，在显示部311中，进行将血中的第一成分的浓度作为运算结果显示于显示器37上的处理。
图8是表示第一实施方式的转换运算部309的详细结构的具体例的框图。根据图8，转换运算部309包括：存储从浓度计算部307接收到的浓度的浓度存储部3901；定时器3903；利用定时器3903检测规定时间的经过的经过时间检测部3905；获取存储在浓度存储部3901中的浓度的浓度获取部3907；以及，将所获取的汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度的转换部3909。
经过时间检测部3905利用定时器3903检测出预先所设定的规定时间的经过，并将表示该信息的信号输入至浓度获取部3907。浓度获取部3907接收到该信号后，从浓度存储部3901获取由浓度计算部3901输入并存储在浓度存储部3901中的汗中第一成分的浓度，并输入至转换部3909。
在此，已由图24～图26所示的试样验证了如上所述的从发汗促进后0分钟到5分钟为止的汗所得到汗中糖浓度(以下称作“汗糖值”)的浓度变化，与发汗促进后的5分钟到10分钟为止的汗所得到的汗糖值的浓度变化相比，与血糖值的浓度变化的差距更大，显示出相关程度更低。经过时间检测部3905利用定时器3903检测从测定运算装置30开始测定运算动作起所经过的时间为规定时间，而作为上述规定时间，假设测定运算动作的开始时刻为发汗促进的结束时刻，优选例如为5分钟等。即，经过时间检测部3905检测发汗促进后规定时间(例如5分钟)的经过。
已知血中的成分浓度与汗中的成分浓度的变动大致成正比例。因此，转换部3909存储系数γ来作为预先规定的系数，并利用下述式(1)，将从浓度获取部3907接收到的作为汗中第一成分的糖(葡萄糖)的浓度B转换成血中的糖浓度A。
A＝γB    式(1)
另外，也可以在转换运算部309进行计算等时求出系数γ，以此来代替上述预先存储系数γ的情况。例如，转换运算部309可以根据在空腹时等血糖值比较稳定时多次测定汗糖值和血糖值所得到的浓度，决定系数γ。另外，也可以根据在空腹时测定一次汗糖值和血糖值所得到的浓度来决定系数γ。
下面，说明测定装置1中的处理流程。图9是表示发汗装置10中的发汗动作流程的流程图。图10是表示第一实施方式的测定运算装置30中的测定运算动作流程的流程图。在这些流程图中表示的处理分别通过如下操作来实现：控制电路15、35实施规定的运算程序，并控制图2A、2B、3A、3B所示的各部分，从而发挥图6、7、8所示的功能。
首先，图9所示的发汗动作例如可通过进行以下动作而开始：在药剂区域12A安装含有包含毛果芸香碱液等发汗促进剂的液体的海绵41，以与海绵41接触的方式安装导入电极11后，通过带2A以海绵41与皮肤100接触的方式将发汗装置10装戴于测定部位，然后，在操作部进行用于开始发汗动作的动作。在操作输入部101中，当收到来自操作部的操作信号时，控制部103进行处理，以使在电流发生部105产生用于从导入电力11向参照电极13流动规定的直流电流的电流，从而使规定的电流流过电极之间(步骤S101)。然后，当检测到自发汗动作开始起经过规定时间时，或者当经过规定时间后在操作输入部101接收到表示结束动作的操作的操作信号时，控制部103停止电流发生部105的电流的产生，切断电极之间流动的电流(步骤S103)。
通过以上操作，结束在发汗装置10中的发汗动作。然后，被测定者解除发汗装置10的装戴状态，从测定部位即从皮肤100摘下海绵41，洗净皮肤100。然后，利用带2B在相同的位置装戴测定运算装置30。从渗透有毛果芸香碱液的皮肤100发出的汗被收集在集汗区域32的海绵43中。
可在将测定运算装置30装戴在测定部位的状态下，或者装戴规定时间从而汗收集在海绵43后解除装戴的状态下，在操作部中发出测定运算动作开始的指示，从而开始第一实施方式的测定运算装置30中的测定运算动作，例如，可在如图5所示的液体传感器38检测出所收集的汗量达到规定量时开始测定运算装置30中的测定运算动作，也可以通过从第一成分检测部303向浓度计算部307输入对应于第一成分的检测量的检测信号来开始测定运算装置30中的测定运算动作。图10所示的测定运算装置30中的测定运算动作，是通过从第一成分检测部303向浓度计算部307输入对应于第一成分的检测量的检测信号来开始的，并在从操作部接收到用于结束运算的操作信号时停止测定运算动作。
首先，浓度计算部307在从第一成分检测部303接收到与第一成分的检测量对应的检测信号时，通过检测信号计算出汗中第一成分的浓度，并存储于浓度存储部3901中。该处理以规定间隔进行，直至转换运算动作结束。
根据图10，当从第一成分检测部303接收到与第一成分的检测量对应的检测信号时，定时器3903开始计时(步骤S201)。在经过时间检测部3905检测出规定时间的经过后(步骤S203中的“是”)，浓度获取部3907获取该时间点以后的汗中第一成分的浓度(步骤S300)。在转换部3909，通过上述式(1)将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度(步骤307)，并输入至显示部311。在显示部311中，进行用于在显示器37上显示运算结果的处理，从而显示在步骤307得到的血中第一成分的浓度(步骤S309)。
以规定的间隔重复进行上述步骤S300～S309的处理，直至进行用于结束转换运算动作的操作为止，并以规定的间隔显示血中第一成分的浓度。当从操作部接收到结束转换运算动作的操作信号时(步骤S311中的“是”)，停止测定运算装置30中的转换运算动作。
如图19～图26的试样所示，在强制发汗的初期阶段，汗中第一成分的浓度与血中第一成分的浓度的变化没有相互关联。而且，由图24～图26的试样验证了发汗初期是发汗促进后的0分钟到5分钟左右为止的期间。在本实施方式的测定转换装置30中，预先存储发汗初期的时间和所设定的规定时间(例如5分钟)，通过浓度获取部3907获取经过该时间后的汗中第一成分的浓度，并使用于转换部3909中的转换处理中。换言之，对经过预先所设定的规定时间为止的汗中第一成分的浓度，浓度获取部3907并不获取，从而没有应用于后述的转换部3909中的转换处理中。因此，在转换部3909的转换处理中，上述的浓度变化与血中第一成分的浓度没有关联的期间的汗中第一成分的浓度，并没有应用于血中第一成分浓度的计算中，而经过了使它们有关联的规定时间后的汗中第一成分的浓度被应用于上述计算中。其结果，能够以高精度测定血中第一成分的浓度。
另外，上述结构和处理只是一个具体例，本发明并不限定于该结构和处理。例如，也可以在经过时间检测部3909检测出规定时间的经过后，在浓度计算部307中计算汗中第一成分的浓度。另外，也可以在检测出规定时间的经过之前，转换部3909将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度，并在显示部311上显示检测出规定时间的经过后的血中第一成分的浓度。
[第二实施方式]
作为用于测定血中第一成分浓度的测定运算装置30的第二实施方式，说明使用汗中第一成分的浓度变化率的情况。
第二实施方式的测定运算装置30的机械结构和功能结构，与图3A、3B和图7所示的结构相同。
图11是表示第二实施方式的测定运算装置30的转换运算部309的详细结构的具体例的框图。根据图11，在第二实施方式中，由变化率计算部3902和判断部3904来代替图8所示的转换运算部309的结构中的定时器3903和经过时间检测部3905。
变化率计算部3902根据存储在浓度存储部3901中的、由第N次的测定结果所得到的汗中第一成分的浓度An和由第N+1次的测定结果所得到的汗中第一成分的浓度An+1，计算出其浓度的变化率Pn，并输入至判断部3904。
对变化率计算部3902的变化率Pn的计算方法并没有特别的限定，例如，可使用下述式(2)、式(3)等来计算。
Pn＝(An-An+1)/An+1     式(2)
Pn＝(An-An+1)/(An+1-α)式(3)(α是预先规定的系数)
除此之外，作为变化率计算部3902中的变化率Pn的计算方法，例如，也可以采用计算汗中第一成分浓度的微分值的方法。
变化率计算部3902根据存储在浓度存储部3901中的汗中第一成分的浓度依次算出浓度的变化率，并输入到判断部3904。在判断部3904中，将所输入的变化率与事先存储的阈值进行比较，判断是否为阈值以下。此处的阈值并不限定于特定的值。在判断部3904中，例如使用10％(0.1)等来作为阈值，从而判断从上一次浓度变化的变化率是否为10％以下。当判断为所算出的变化率为阈值以下时，将表示该信息的信号输入至浓度获取部3907，从浓度存储部3901获取该时刻(N)以后的浓度，并将其输入至转换部3909。
图12是表示第二实施方式的测定运算装置30中的测定运算动作流程的流程图。图12的流程图所示的处理也通过如下操作来实现：控制电路35实施规定的运算程序，并控制图3A、3B所示的各部分，从而发挥图7、11所示的功能。
首先，当从第一成分检测部303接收到与第一成分的检测量对应的检测信号时，浓度计算部307根据检测信号来计算出汗中第一成分的浓度，并存储在浓度存储部3901中。该处理以规定间隔进行，直至转换运算动作结束。
根据图12，当从第一成分检测部303接收到与第一成分的检测量对应的检测信号时，变化率计算部3902根据由上一次的测定结果得到的汗中第一成分的浓度和由这一次的测定结果得到的汗中第一成分的浓度，利用上述式(2)、式(3)计算出变化率(步骤S207)，并输入到判断部3904。重复进行步骤S207的计算，直至在判断部3904中判断为在步骤S207中算出的变化率为阈值(例如10％)以下为止。当判断为变化率为阈值以下时(步骤S209中的“是”)，浓度获取部3907获取该时刻以后的汗中第一成分的浓度(步骤S300)。在转换部3909，通过上述式(1)将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度(步骤S307)，并输入至显示部311。在显示部311进行用于在显示器37上显示运算结果的处理，从而显示出在步骤S307中得到的血中第一成分的浓度(步骤S309)。
以规定的间隔重复进行上述步骤S300～S309的处理，直至进行了结束转换运算动作的操作为止，并以规定的间隔显示血中第一成分的浓度。然后，当由操作部输入用于结束转换运算动作的操作信号时(步骤S311中的“是”)，停止测定运算装置30的转换运算动作。
如图19～图26的试样所示，在强制发汗的初期阶段，汗中第一成分的浓度与血中第一成分的浓度之间的变化没有相互关联，在该期间，与初期以后的期间相比，汗中第一成分的浓度有大幅且急剧的下降。在本实施方式的测定转换装置30中，算出汗中第一成分浓度的变化率，获取该变化率达到阈值以下后的汗中第一成分的浓度，并将其利用于转换部3909的转换处理中。换言之，对汗中第一成分的浓度有急剧变化的发汗初期的汗中第一成分的浓度，浓度获取部3907并不获取，从而没有应用于转换部3909中的转换处理中。因此，在转换部3909的转换处理中，上述的浓度变化与血中第一成分的浓度没有关联的期间的汗中第一成分的浓度，并没有应用于血中第一成分浓度的计算中，而经过了使它们有关联的规定时间后的汗中第一成分的浓度被应用于上述计算中。其结果，能够以高精度测定血中第一成分的浓度。而且，由于利用汗中第一成分的浓度变化率来检测发汗初期，因此，能够不设置第一实施方式中的定时器3903。
另外，上述结构和处理只是一个具体例，本发明并不限定于该结构和处理。例如，也可以与第一实施方式相同地，在检测出汗中第一成分的浓度变化率在阈值以下之前，在转换部3909中将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度，并在显示部311上显示上述检测后的血中第一成分的浓度。
[第三实施方式]
作为用于测定血中第一成分浓度的测定运算装置30的第三实施方式，说明使用第一成分以外的汗中第二成分的浓度变化率的情况。
图13A、13B是表示第三实施方式的测定运算装置30的机械结构的具体例的图。根据图13A，第三实施方式的测定运算装置30，在框体39的内部除了图3A所示的结构以外，还具有与控制电路35连接并用于检测汗中第二成分的第二成分检测器33。图13B是表示第三实施方式的测定运算装置30的机械结构的、图13A的箭头B所示位置的剖面的示意图。根据图13B可知，通过输送通路34，被收集在集汗区域32中的汗经过第一成分检测器31和第二成分检测器33被输送至废液存储部36。
图14是表示第三实施方式的测定运算装置30的功能结构的具体例的框图。第三实施方式的测定运算装置30的功能，除了图7所示的功能以外，还包括用于检测汗中第二成分的第二成分检测部305。第二成分检测部305主要包含第二成分检测器33，其利用第二成分检测器33从由输送部301输送过来的汗中检测出第二成分，并将对应于该检测量的检测信号输入至浓度计算部307。浓度计算部307根据来自第一成分检测部303和来自第二成分检测部305的检测信号，算出汗中第一成分的浓度和第二成分的浓度。表示所算出的浓度的信号被输入至转换运算部309。
第二成分是第一成分以外的汗中成分。优选第二成分为汗中的浓度变化和血中的浓度变化之间没有关联的成分，或者关联性低于规定的相关系数的成分。当第一成分为糖(葡萄糖)时，汗糖值的变化与血糖值的变化有相互关联。血糖值在饮食等大量摄取糖分的情况下急剧变化。当血糖值的变化如此急剧时，汗糖值也随之急剧变化。当由于糖分的摄取使血糖值和汗糖值急剧变化时，有时也分不清汗糖值的变化是由于糖分的摄取引起的，还是由于发汗初期引起的。因此，当如第二实施方式所示地血糖值和汗糖值急剧变化时，与利用汗糖值的变化率来检测发汗初期的情况相比，更优选测定糖以外的通过饮食难以变化的成分，即测定不追随血糖值的变化的汗中第二成分，并利用其变化率来检测发汗初期。已知糖以外的汗中其他成分也在发汗初期以比发汗初期以后的浓度更高的浓度发生变化，其中，也存在当大量摄取糖分的情况下也不追随血糖值发生变化的汗中成分，即，也存在不受血糖值浓度变化的影响的汗中成分。作为满足该条件的第二成分，具体地讲，当第一成分为糖的情况下，可举出谷氨酸，除此之外例如还可以举出赖氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸等的其他氨基酸以及钙、钾等。
图15和图16表示测定血糖值恒定时的汗中成分的浓度变化而得到的两个试样。在此，作为汗中成分，每隔规定时间测定糖(葡萄糖)浓度和谷氨酸浓度，从而得到试样。通过图15和图16，能够观察到如上所述地虽然血糖值恒定，但作为汗中第一成分的糖具有发汗初期的浓度比发汗初期以后的浓度高的倾向。此时，谷氨酸也显示出相同的倾向，可知受到与葡萄糖相同的影响。
图17表示通过大量摄取糖分等而使血糖值急剧上升后测定汗中成分的浓度变化而得到的试样。根据图17可知，此时的汗糖值与图15或图16所示的变化相比，发汗初期的浓度没有变高。这是因为，汗中的糖从发汗初期就受血糖值变化的影响的缘故。但是，不受血糖值变化的影响的汗中的谷氨酸，与图15和图16所示的变化相同地，在发汗初期显示出比发汗初期以后的浓度更高的高浓度。
在本实施方式中，将谷氨酸作为第二成分。另外，在第三实施方式中，将第二成分检测器33做成利用酶电极法的结构，为了检测出作为第二成分的谷氨酸，做成将L-谷氨酸氧化酶与电极加以组合的结构。
第三实施方式的测定运算装置30的转换运算部309的详细结构，与图11中示出的第二实施方式的测定运算装置30的转换运算部309的详细结构相同。在第三实施方式中，由浓度计算部307依次算出的第一成分的浓度和第二成分的浓度被存储在浓度存储部3901中。变化率计算部3902根据存储在浓度存储部3901中的、从第N次的测定结果所得到的汗中第二成分的浓度Bn和从第N+1次的测定结果所得到的汗中第一成分的浓度Bn+1，计算出其浓度的变化率Qn，并输入至判断部3904。变化率计算部3902中的变化率Qn的计算方法并不限定于特定的方法，例如，可使用下述式(4)、式(5)等计算。
Qn＝(Bn-Bn+1)/Bn+1        式(4)
Qn＝(Bn-Bn+1)/(Bn+1-β)   式(5)(β是预先规定的系数)
变化率计算部3902根据存储在浓度存储部3901中的汗中第二成分的浓度依次算出浓度的变化率，并输入到判断部3904。在判断部3904中，将所输入的变化率与事先存储的阈值进行比较，判断是否为阈值以下。此处的阈值并不限定于特定的值。在判断部3904中，例如使用10％(0.1)等来作为阈值，并判断从上一次浓度变化的变化率是否为10％以下。当判断所算出的变化率为阈值以下时，表示该信息的信号被输入至浓度获取部3907，由浓度存储部3901获取该时刻(N)以后的第一成分的浓度，该时刻(N)以后的第一成分的浓度被输入至转换部3909。
图18是表示第三实施方式的测定运算装置30中的测定运算动作流程的流程图。图18的流程图所示的处理也通过如下操作来实现：控制电路35实施规定的运算程序，并控制图3A、3B所示的各部分，从而发挥图11、15所示的功能。
根据图12，当从第一成分检测部303和第二成分检测部305接收到对应于第一成分检测量的检测信号和对应于第二成分检测量的检测信号时，浓度计算部307根据检测信号来算出汗中第二成分的浓度(步骤S211)，并存储在浓度存储部3901中(步骤S213)。同样，根据检测信号还算出汗中的第一成分浓度，并存储在浓度存储部3901中。算出第一成分的浓度的处理以规定间隔进行，直至转换运算动作结束为止。
在变化率计算部3902中，根据从上一次的测定结果得到的汗中第二成分的浓度和从这一次的测定结果得到的汗中第二成分的浓度，利用上述式(4)、式(5)，计算出变化率(步骤S215)，并输入到判断部3904。重复进行步骤S215的运算，直至在判断部3904中判断为在步骤S215中算出的变化率为阈值(例如10％)以下为止。当判断变化率为阈值以下时(步骤S217中的“是”)，浓度获取部3907获取该时刻以后的汗中第一成分的浓度(步骤S300)。转换部3909通过上述式(1)将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度(步骤S307)，并输入至显示部311。在显示部311进行用于在显示器37上显示运算结果的处理，从而显示出在步骤S307得到的血中第一成分的浓度(步骤S309)。
以规定的间隔重复进行上述步骤S300～S309的处理，直至进行结束转换运算动作的操作为止，并以规定的间隔显示血中第一成分的浓度。然后，当从操作部接收到结束转换运算动作的操作信号时(步骤S311中的“是”)，停止测定运算装置30中的转换运算动作。
在本实施方式的测定装换装置30中，算出不受血中第一成分的浓度变化的汗中第二成分的浓度变化率，并获取该变化率达到阈值以下后的汗中第一成分的浓度，并应用于转换部3909中的转换处理中。换言之，对汗中第二成分的浓度有急剧变化的发汗初期的汗中第一成分的浓度，浓度获取部3907并不获取，从而没有应用于转换部3909中的转换处理中。因此，如图17的试样所示，即使随着血中第一成分的浓度变化汗中第一成分的浓度发生变化且难以判断该变化是由于血中浓度的变化引起的还是由于发汗初期而引起的，也能够利用不受血中第一成分的浓度变化的汗中第二成分的浓度变化率来检测发汗初期。其结果，在转换部3909的转换处理中，上述的浓度变化与血中第一成分的浓度没有关联的期间的汗中第一成分的浓度，并没有应用于血中第一成分浓度的计算中，而经过了使它们有关联的规定时间后的汗中第一成分的浓度被应用于上述计算中。因此，能够以高精度测定血中第一成分的浓度。
另外，上述结构和处理只是一个具体例，本发明并不限定于该结构和处理。例如，也可以是与第一实施方式相同地，在检测出汗中第二成分的浓度变化率在阈值以下之后，在浓度计算部307中算出汗中第一成分的浓度的结构。另外，也可以在上述检测之前，在转换部3909中将汗中第一成分的浓度转换成血中第一成分的浓度，并在显示部311上显示上述检测后的血中第一成分的浓度。进而，也可以在进行上述检测以后，不进行第二成分的检测和浓度计算。
另外，在上述例中，作为第一成分以外的成分采用了一种第二成分(在上述具体例中的谷氨酸)，但可以使用汗中多个成分来作为第二成分。例如，当第一成分为糖的情况下，可以使用谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸等氨基酸中的至少一种或者这些氨基酸、钙和钾中的至少一种来作为第二成分。
本发明公开的实施方式均为例示，本发明并不限定于这些实施方式。本发明的范围并非由上述说明限定，而是由请求保护的范围来表示，包括与请求保护的范围同等的意义以及请求保护的范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种血中成分浓度测定装置，具有：
发汗促进部(10)，其促进测定部位即生体表面的发汗，
第一计测部(303、307)，其计测出自上述测定部位的汗中所包含的第一成分的汗中浓度，
检测部(3903、3905)，其检测促进上述发汗后的规定时间的经过，以及，
转换部(3909)，其将在经过上述规定时间后出自上述测定部位的汗中所包含的上述第一成分的上述汗中浓度转换成上述生体的血中的上述第一成分的浓度。
2.根据权利要求1所述的血中成分浓度测定装置，其中，上述检测部包括定时器(3903)。
3.根据权利要求1所述的血中成分浓度测定装置，其中，上述检测部包括：
第一计算部(3902)，其计算上述第一成分的上述汗中浓度的变化率；以及，
判断部(3904)，其将上述变化率与阈值进行比较，根据上述变化率是否小于上述阈值来判断上述规定时间的经过。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的血中成分浓度测定装置，其中，上述第一成分为糖即葡萄糖。
5.根据权利要求1所述的血中成分浓度测定装置，其中，
还具有第二计测部(305、307)，其计测出自上述测定部位的汗中所包含的第二成分的汗中浓度，该第二成分与上述第一成分不同；
上述检测部包括：
第二计算部(3902)，其计算上述第二成分的上述汗中浓度的变化率，以及，
判断部(3904)，其将上述变化率与阈值进行比较，根据上述变化率是否小于上述阈值来判断上述规定时间的经过。
6.根据权利要求5所述的血中成分浓度测定装置，其中，上述第二成分是其汗中的浓度变化和血中的上述第一成分的浓度变化之间的关联性小于规定的相关系数的成分。
7.根据权利要求5所述的血中成分浓度测定装置，其中，上述第一成分为糖即葡萄糖，上述第二成分是谷氨酸，赖氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、钙和钾中的至少一种。
8.一种血中成分浓度测定方法，利用血中成分浓度测定装置来进行测定，该血中成分浓度测定装置包括取得出自测定部位的汗的取得装置(32)、检测上述汗中的成分的检测装置(303)和利用从上述成分得到的数值进行运算的运算装置(307、309)，其中，
上述血中成分浓度测定方法包括：
在上述检测装置中，从上述汗检测第一成分的步骤(S300)；
在上述运算装置中，计算上述第一成分的汗中浓度的步骤(S300)；
在促进上述发汗后，检测规定时间的经过的步骤(S201、S203)
将在经过上述规定时间后出自上述测定部位的汗中所包含的上述第一成分的上述汗中浓度转换成上述生体的血中的上述第一成分的浓度的步骤(S307)；以及，
在上述运算装置中，实施用于输出上述第一成分的血中浓度的处理的步骤(S309)。
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