JP2000258344A

JP2000258344A - 血糖値測定における校正用参照体ならびにこれを用いた血糖値測定方法及び血糖値測定装置

Info

Publication number: JP2000258344A
Application number: JP6708099A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Noda; 光彦野田; Mikio Kimura; 美紀夫木村
Original assignee: Mitsui and Co Ltd; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui and Co Ltd; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】赤外光分析により血糖値を求める際の環境条
件変化などに対処する校正を高精度に行い、無侵襲血糖
値測定の測定精度を向上させる。【解決手段】カフ８により押圧して被測定部位Ｆの静
脈血流を停止させ、光源２から近接波長λ１，λ２，λ
３の近赤外光を生体被測定部位Ｆに照射し、透過した３
波長光の強度を光検出器４により同時検出する。参照体
１８ａに対しても同様に検出する。演算処理回路１４に
おいて、透過光強度検出値に基づき参照体１８ａによる
吸光度２次微分値を算出して測定系を校正し、透過光強
度検出値に基づき被測定部位Ｆによる吸光度２次微分値
を算出し、その所定時間内の平均値を求め、これに相当
する血糖値を求める。参照体１８ａは、近赤外光を透過
するガラス製の容器内に近赤外光を散乱させる酸化セリ
ウム粒子とゲル化剤とを含むグルコース水溶液を収容し
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体中の血糖値の
無侵襲測定の技術分野に属するものであり、特に血糖値
測定における校正用参照体ならびにこれを用いた血糖値
測定方法及び血糖値測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】糖尿病
患者は、血糖値（一般的には血中グルコース濃度値）の
コントロールのためのインシュリン投与の目安を得るた
めに、頻繁に（たとえば１日に数回）血糖値を測定する
ことが要求されている。このような頻繁な測定のたびに
血液を採取することは患者にとって大きな苦痛となる。
そこで、患者から実際に血液を採取することなく即ち無
侵襲で血糖値を測定することが望まれており、そのため
の方法として、赤外光を患者の一部例えば耳たぶや手指
などの被測定部位に照射し、該被測定部位を透過した赤
外光を検出して、被測定部位による赤外線吸収の程度を
測定することが提案されている。この方法では、使用す
る赤外光の波長を適切に選択することで、被測定部位内
のグルコースによる赤外線吸収をかなりの程度反映した
吸光度値が得られ、この吸光度値に基づき血糖値を得
る。

【０００３】また、上記のような光学的な無侵襲血糖値
測定では、脈動などの影響により被測定部位の条件（被
測定部位を通過する赤外光の光路長など）は一定ではな
く変化しており、このような要因に基づき測定に或る程
度の誤差が伴うことは避けられない。この測定誤差をで
きるだけ小さくすることが強く要望されている。

【０００４】測定誤差を小さくする１つの手法として、
吸光度自体から血糖値を測定するのではなく、吸光度の
２次微分値を用いて測定を行うことの可能性が指摘され
ている（特開平５−１７６９１７号公報参照）。この方
法では、互いに異なり且つ近接する３つの波長で吸光度
の測定を行い、これらの吸光度測定値から加減により算
出した２次微分に対応する変動分（吸光度２次微分値）
を血糖値測定に利用する。

【０００５】このような血糖値の測定では、測定精度の
向上のため、ハロゲンランプなどの光源から発せられる
赤外光を被測定部位に照射し、その透過光を分光器によ
り互いに異なる複数の波長（領域）のチャンネルに分光
し、各チャンネルの透過光強度を検出して吸光度を算出
し、これらを演算することで血糖値を得ている。しかし
て、このような血糖値測定では、光源ランプの特性の変
動、具体的にはスペクトル特性（色温度）の経時変化や
劣化、及び周囲温度などの環境条件の変化に伴う変動、
そしてまた、測定系の経時的または環境条件変化に伴う
変動などが避けられず、これらに基づく測定誤差が生ず
ることがある。

【０００６】これを避けるため、以上のような血糖値測
定では、測定系の校正（結果的には測定値の校正）が行
われている。この校正には、所定の校正体（参照体）が
用いられる。

【０００７】このような校正に用いる参照体としては、
一般的には、光吸収の波長特性がフラットなＮＤフィル
タなどを用いている。校正に際して、光源光を直接モニ
ター測定せずにＮＤフィルタを通すのは、校正を正確に
行うためには、実際の被測定部位の透過光強度に近い光
強度レベルとすることが必要だからである。従って、校
正用のＮＤフィルタの透過率は、透過光量が実際の被測
定部位の透過光量に対して所定の範囲内（好ましくは近
傍）となるよう、選択される。

【０００８】しかし、血糖値測定の被測定部位は水を主
成分とする有機物体であるため特有の光吸収特性を持つ
のに対して、ＮＤフィルタは吸収特性が平坦であり、両
者は吸収特性が大きく異なり、ＮＤフィルタの平坦な吸
収特性では、被測定部位の変化の大きい吸収特性に追従
できず、波長によっては校正体の透過光強度と被測定部
位の透過光強度とがかけ離れた値となってしまい、精度
の高い校正ができないという問題がある。

【０００９】また、以上のような赤外光分析による測定
時に問題となるのは、装置側だけでなく、被測定部位側
にもある。即ち、赤外光分析による測定の原理は、被測
定部位である生体の一部がその構成成分である種々の基
（例えばＯＨ基やＣＨ基などの官能基）によって透過光
スペクトル中に特定波長の吸収が生ずることに基づいて
いるが、吸収スペクトルは温度などの環境条件の変化に
より変動し、官能基による吸収のピーク波長にも変動が
生ずる。このため、測定誤差が生ずる。ＮＤフィルタは
環境変化に対しても吸収特性が変動せず、この点におい
ても、ＮＤフィルタは参照体として十分ではない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、赤外光分析によ
り血糖値を求める際の環境条件変化などに対処する校正
を高精度に行い、無侵襲血糖値測定の測定精度を向上さ
せることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、近赤外光を透過する透
光性容器と該容器内に収容された糖水溶液とからなり、
該糖水溶液は近赤外光を散乱させる光散乱性粒子を含む
ことを特徴とする、血糖値測定における校正用参照体、
が提供される。

【００１２】本発明の一態様においては、前記糖水溶液
はグルコース水溶液である。本発明の一態様において
は、前記光散乱性粒子は酸化セリウム粒子または酸化チ
タン粒子である。本発明の一態様においては、前記糖水
溶液はゲル化剤を含むことでゲル化されている。本発明
の一態様においては、前記容器はガラスまたは合成樹脂
からなる。

【００１３】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、複数の波長の近赤外光を生体の被
測定部位に照射し、該被測定部位を透過した複数の波長
の近赤外光の強度を検出し、これら複数の波長に関する
被測定部位透過光強度検出値に基づき前記生体中の血糖
値を求める血糖値測定方法において、前記参照体に対し
て近赤外光を照射して得た参照体透過光強度検出値に基
づき測定系の校正を行うことを特徴とする、血糖値測定
方法、が提供される。

【００１４】本発明の一態様においては、前記被測定部
位に照射する複数の波長の近赤外光として互いに異なり
且つ近接する３つの波長の近赤外光を用い、該３つの波
長に関する被測定部位透過光強度検出値に基づき前記被
測定部位による前記近赤外光の吸光度の２次微分値を算
出し、所定時間内における前記吸光度２次微分値の代表
値を求め、該代表値に基づき前記生体中の血糖値を求め
る。

【００１５】本発明の一態様においては、前記３つの波
長に関する被測定部位透過光強度の検出を同時に行い、
同時に得た前記被測定部位透過光強度検出値に基づき前
記吸光度２次微分値を算出する。

【００１６】本発明の一態様においては、前記生体に押
圧力を作用させることにより前記被測定部位の静脈血流
を停止させた状態で前記３つの波長の被測定部位透過光
強度の検出を行う。

【００１７】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、複数の波長の近赤外光を生体の被
測定部位に照射し、該被測定部位を透過した複数の波長
の近赤外光の強度を検出し、これら複数の波長に関する
被測定部位透過光強度検出値に基づき前記生体中の血糖
値を求める血糖値測定装置において、前記複数の波長の
近赤外光を発する光源と、該光源から発せられた近赤外
光を検出する光検出器と、該光検出器と前記光源との間
の領域に対する進出及び退避が可能なように配置された
請求項１〜５のいずれかに記載の参照体と、前記光検出
器から得られる前記複数の波長に関する前記被測定部位
の透過光強度検出値に基づく演算を行うことで前記生体
中の血糖値を求め、前記光検出器から得られる前記複数
の波長に関する前記参照体の透過光強度検出値に基づく
測定系の校正を行う演算処理手段とを備えていることを
特徴とする、血糖値測定装置、が形成される。

【００１８】本発明の一態様においては、前記複数の波
長の近赤外光として互いに異なり且つ近接する３つの波
長の近赤外光を用いており、前記演算処理手段は、前記
３つの波長に関する被測定部位透過光強度検出値に基づ
き前記被測定部位による前記近赤外光の吸光度の２次微
分値を算出し、所定時間内における前記吸光度２次微分
値の代表値を求め、該代表値に基づき前記生体中の血糖
値を求めるものである。

【００１９】本発明の一態様においては、前記生体に対
して押圧力を作用させる手段を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は本発明の校正用参照体を用いた本発
明の血糖値測定方法の実施される本発明の血糖値測定装
置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。

【００２２】図１において、２は光源であり、該光源は
互いに異なり且つ近接する３つの波長λ１，λ２，λ３
（λ１＜λ２＜λ３）の近赤外光を発する。波長λ１，
λ２，λ３としては、例えば、９０２ｎｍ、９１２ｎｍ
及び９２２ｎｍを選択することができる。

【００２３】図２に、光源２の具体例を示す。図２
（ａ）のものは、波長λ１，λ２，λ３の近赤外光を含
む光を発するブロード光ランプ２１を備えている。ラン
プ２１から発せられた光のうちの一部は、被測定部位に
照射するための光として絞り２２を通って前方（図２で
は右方）に出射される。ランプ２１から発せられた光の
うちの他の一部は後方（図２では左方）のランプ光量モ
ニター２３に入射する。モニター２３の代わりに、絞り
２２の前方に配置されたハーフミラー２４と該ハーフミ
ラーによる反射光を検知するモニター２５との組み合わ
せを用いることができる。モニター２３，２５からは光
量モニター電気信号が出力される。図２（ｂ）のもの
は、波長λ１，λ２，λ３の近赤外光を発する半導体レ
ーザー２６−１，２６−２，２６−３を備えている。こ
れらレーザーからは被測定部位に照射するための光が前
方（図２では右方）へと発せられる。また、半導体レー
ザー２６−１，２６−２，２６−３からそれぞれ後方
（図２では左方）へと出射された光は光量モニター２７
−１，２７−２，２７−３へと入射する。これらモニタ
ーからは光量モニター電気信号が出力される。レーザー
２６−１，２６−３から前方へと発せられた光は、それ
ぞれミラー２８−１，２８−２とハーフミラー２９−
１，２９−２とにより、レーザー２６−２から前方へと
発せられた光と合成され、波長λ１，λ２，λ３の近赤
外光を含む１つの光束として前方へと出射される。

【００２４】図１において、４は光検出器であり、該光
検出器は上記光源２から発せられる光を受光し得る位置
に配置されている。光検出器４と光源２との間には、生
体例えば人体の被測定部位Ｆ例えば手指を配置するため
の被測定部位配置部６が存在しており、該被測定部位配
置部６内に挿入された被測定部位Ｆに対して空気圧印加
により所望の押圧力を作用させるためのカフ８が設けら
れている。尚、該カフ８としては、エアーポンプにより
エアー注入量を調節することで、適宜の時間、被測定部
位Ｆの動脈血流を維持しつつ静脈血流を停止（十分な抑
制をも含む）させた状態を維持することの可能なものを
用いるのが好ましい。カフ８は、少なくとも波長λ１，
λ２，λ３の近赤外光の通過経路では、該近赤外光を透
過させることが可能な材質からなるか或はこれら近赤外
光を透過させるような構造を有する。被測定部位Ｆの動
脈血流を維持しつつ静脈血流を停止させた状態を維持す
ることが可能なカフとしては、被測定部位Ｆを全体的に
包囲するものの他に、被測定部位Ｆよりも心臓に近い部
位（被測定部位Ｆが手指の先端部分である場合には当該
手指の根本部分）に巻回されるものを用いることも可能
である。

【００２５】図３に、光検出器４の具体例を示す。光源
２から発せられ被測定部位配置部６に配置された被測定
部位Ｆを通過した波長λ１，λ２，λ３の近赤外光を含
む光は、回折格子３１により分光され、波長λ１の光は
受光部３２−１に入射し、波長λ２の光は受光部３２−
２に入射し、波長λ３の光は受光部３２−３に入射す
る。これら受光部からは光量検出電気信号が出力され
る。

【００２６】光源２として図２（ａ）のようなブロード
光を発するものを用いる場合には、該光源側において或
は光検出器側において、光路中に所望の波長λ１，λ
２，λ３のそれぞれの極く近傍の光のみを通過させるフ
ィルターを配置することができる。

【００２７】光検出器４の３つの受光部３２−１，３２
−２，３２−３の電気的出力（受光した光の強度に比例
する）は、それぞれ、図１に示されているように、増幅
率可変増幅器１０−１，１０−２，１０−３により増幅
され、Ａ／Ｄ変換器１２−１，１２−２，１２−３によ
りＡ／Ｄ変換され、演算処理回路１４に入力される。ま
た、光源２の光量モニター２３，２５，２７−１，２７
−２，２７−３の出力も、Ａ／Ｄ変換された上で演算処
理回路１４に入力される。

【００２８】本実施形態では、光検出器４と光源２との
間の領域であって光源２と被測定部位配置部６との間の
部分において、レボルバ１６が配置されている。該レボ
ルバ１６はステッピングモータ１７により回転駆動され
る。レボルバ１６にはその回転駆動の回転中心の周りで
等角度間隔（９０度間隔）で４つの開口が形成されてお
り、これら４つの開口のうちの３つには参照体１８ａ，
１８ｂ，１８ｃが装着されており、残りの１つの開口１
９には何も装着されていない。レボルバ１６の回転角度
位置を適宜設定することで、上記開口１９及び参照体１
８ａ，１８ｂ，１８ｃのうちの所望のものを、光源２か
ら発せられる近赤外光の光路上に位置させることができ
る。これらの参照体は互いに異なるものであり、参照体
１８ｃとして従来のようにＮＤフィルタを使用すること
ができる。

【００２９】図４に、参照体１８ａの具体例を示す（参
照体１８ｂも同様である）。参照体１８ａは、近赤外光
を透過するガラス製または合成樹脂製の透光性容器２０
ａと該容器内に収容された糖水溶液２０ｂとからなる。
透光性容器２０ａは本体部２０ａ’と蓋部２０ａ”とか
らなり、これらは接合一体化されて糖水溶液２０ｂを密
封している。糖水溶液２０ｂは、例えばグルコース水溶
液であり、所望の糖濃度［例えば１００ｍｇ／ｄｌ］を
有する（この糖濃度は参照体ごとに異なる）を有する。
また、糖水溶液２０ｂは例えば近赤外光を散乱させる粒
径０．３μｍ程度の浮遊性の酸化セリウム粒子または酸
化チタン粒子などの光散乱性粒子を含んでいる。光散乱
性粒子としては、その他、コロイド粒子を用いることも
可能であり、糖水溶液２０ｂ中に浮遊分散され近赤外光
を散乱させることができる粒子であれば使用することが
できる。

【００３０】糖水溶液２０ｂはゲル化剤を含有させるこ
とでゲル化することができ、これにより光散乱性粒子を
糖水溶液２０ｂ内で安定に分散させることができる。ゲ
ル化剤としてはポリアクリルアミドゲル、アガロースゲ
ル、デキストランゲルなどを用いることができる。

【００３１】被測定部位Ｆは、（ａ）水分、（ｂ）水溶
性の糖、酸、タンパク質、及び、（ｃ）水不溶性の細胞
壁、細胞質、皮膚などの固形物からなり、この（ｃ）の
存在により、光学的には光散乱（拡散）体であり、光は
被測定部位を透過する際に散乱され大きく減衰するた
め、被測定部位Ｆを透過した後の透過光はかなり微弱な
ものとなっている。そこで、本実施形態の参照体１８ａ
〜１８ｂでは、このような被測定部位Ｆと同様な近赤外
光の透過形態及び透過率（透過光の減衰状態）を実現す
べく、糖水溶液２０ｂ中に光散乱性粒子を添加すること
で透過率を低下させている。

【００３２】光散乱性粒子の量（濃度）を調節すること
で、参照体の透過率を容易に所望値に設定することがで
きる。従って、参照体の外形及び寸法を一定に維持した
ままで、透過光量を調節することが可能である。また、
光散乱性粒子の量（濃度）を一定にし寸法を変化させる
ことで、参照体の透過光量を調節することも可能であ
る。また、光散乱性粒子の量（濃度）を多くすること
で、参照体の寸法を小さいものとすることができ、装置
の小型化が可能である。

【００３３】本実施形態では、糖水溶液としてグルコー
ス水溶液を用いているので、近赤外光の透過に関しては
生体の被測定部位Ｆを通過する近赤外光のスペクトルに
類似のスペクトルが得られ、更に、環境条件変化の際の
透過率変化も被測定部位Ｆの透過率変化と同様な傾向を
もつので、測定系の校正の精度向上の観点から有利であ
る。

【００３４】演算処理回路１４において、血糖値測定は
次のようにして行われる。

【００３５】先ず、被測定部位Ｆの血糖値の求め方につ
いて、説明する。被測定部位Ｆを被測定部位配置部６に
配置し、且つステッピングモータ１７によりレボルバ１
６を回転駆動して、開口１９を光源２から発せられる光
の光路上に配置する。この状態で被測定部位Ｆに入射す
る波長λの光の強度をＩ₀（λ）とし、被測定部位Ｆを
透過した波長λの光の強度をＩ（λ）とすると、被測定
部位Ｆの吸光度ＡＢＳ（λ）はｌｎ（Ｉ₀（λ）／Ｉ
（λ））で求められる。入射光強度Ｉ₀（λ）は光源光
量モニター２７−１，２７−２，２７−３の出力に所定
の係数を乗ずることで得られる（光量モニター２３，２
５の場合には、各波長λ１，λ２，λ３ごとの所定係数
を乗ずることで得られる）。この吸光度ＡＢＳ（λ）
は、被測定部位Ｆの脈動に対応して周期的に変化する。
即ち、被測定部位Ｆは体組織部とそこを流れる動脈血流
及び静脈血流とを含んでおり、脈動により透過光路長が
変動し、更に透過光路内における成分構成比も変動し、
これが吸光度ＡＢＳ（λ）の周期的変化をもたらす。

【００３６】本実施形態では、波長λ１，λ２，λ３の
それぞれに関して、例えば１０〜２０ｍｓｅｃ程度ごと
の高速サンプリングで並行して得られたＩ₀（λ），Ｉ
（λ）に基づき、吸光度値ＡＢＳ（λ１），ＡＢＳ（λ
２），ＡＢＳ（λ３）を算出する。この吸光度値ＡＢＳ
（λ１），ＡＢＳ（λ２），ＡＢＳ（λ３）に基づき、
吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ２）を算出する。吸光度
２次微分値ＡＢＳ”（λ２）は、ＡＢＳ”（λ２）＝［ＡＢＳ（λ１）−ＡＢＳ（λ２）］ −［ＡＢＳ（λ２）−ＡＢＳ（λ３）］＝［ＡＢＳ（λ１）＋ＡＢＳ（λ３）］−２ＡＢＳ（λ）として得られる。λ２−λ１＝λ３−λ２＝Δとし、λ
２＝λとすれば、ＡＢＳ”（λ）＝［ＡＢＳ（λ−Δ）＋ＡＢＳ（λ＋
Δ）］−２ＡＢＳ（λ）である。上記のようにΔは例えば１０ｎｍとすることが
でき或は５ｎｍとすることも可能である。

【００３７】吸光度２次微分値は、グルコースによる光
吸収が光の波長により変動することを利用し、この波長
による変動ができるだけ大きく現れる波長域の近接した
３つの波長を選択して、吸光度の波長２次微分に相当す
る値として定義されるものである。

【００３８】図５に吸光度値ＡＢＳ（λ）及び吸光度２
次微分値ＡＢＳ”（λ）の時間変化の例を示す。尚、こ
の例は、エアーポンプによりカフ８へのエアー注入量を
調節することで、被測定部位Ｆの動脈血流を維持しつつ
静脈血流を停止させた状態を維持した時のものである。
上記のように、１０〜２０ｍｓｅｃ程度ごとの高速サン
プリングに基づき同時に得られた吸光度ＡＢＳ（λ
１），ＡＢＳ（λ２），ＡＢＳ（λ３）どうしを用い
て、各サンプリング時点での吸光度２次微分値ＡＢＳ”
（λ）が得られ、この吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ）
は時間と共に図５のように変化する。図５において、
（ａ）と（ｂ）とは異なる測定対象（被測定部位Ｆ）に
関するものである。

【００３９】演算処理回路１４では、所定時間内（図５
における時刻ＴＳからＴＥまで）における吸光度２次微
分値ＡＢＳ”（λ）の代表値を求める。この代表値とし
て平均値Ｐ［図５（ａ）におけるＰａや図５（ｂ）にお
けるＰｂ］を用いることができる。この平均値Ｐは、Ａ
ＢＳ”（λ）を所定時間積分したものを所定時間で除す
ることで求められ、簡便には所定時間内のＡＢＳ”
（λ）の最大値と最小値との平均値で代用することもで
きる。所定時間は、脈動の１周期以上の時間であればよ
いが、測定精度の点から数個の脈動を含む時間であるこ
とが好ましい。具体的には、この所定時間を例えば２〜
５秒程度とすることができ、この所定時間中、上記カフ
による静脈血流のみ停止の状態を維持する。

【００４０】上記図５（ａ）（ｂ）に示されているよう
に、吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ）の平均値Ｐａ，Ｐ
ｂは、被測定部位Ｆの血糖値を反映して、互いに異な
る。吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ）の平均値と血糖値
との関係は、生体外及び生体内の実験により得られた実
測データから最小自乗法などを用いて、検量線として予
め決定することができる。図６に、吸光度２次微分値Ａ
ＢＳ”（λ）と血糖値との関係の検量線の一例を示す。
ここでは、図示されている実測値に基づき１次近似で得
た直線状の検量線Ｍ１を示している。

【００４１】演算処理回路１４では、予め記憶されてい
る以上のような波長λ（＝λ２）における吸光度２次微
分値−血糖値の検量線に基づき、以上のようにして求め
られた吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ）の平均値Ｐに対
応する血糖値が選定（換算）される。

【００４２】このようにして、３つの波長の透過光の強
度の検出を同時に行い、同時に得た透過光強度検出値に
基づき吸光度２次微分値を算出し、所定時間内における
吸光度２次微分値の平均値を求め、この平均値に基づき
生体中の血糖値を求めるので、無侵襲血糖値測定の測定
精度を向上させることが可能となる。

【００４３】ところで、本実施形態では、演算処理回路
１４で血糖値を得るための演算を行う前に、次のように
して参照体を用いた測定系の校正が実行される。

【００４４】即ち、被測定部位Ｆを被測定部位配置部６
に配置することなく、ステッピングモータ１７によりレ
ボルバ１６を回転駆動して、参照体１８ａを光源２から
発せられる光の光路上に配置する。この状態で、被測定
部位Ｆに対すると同様にして、参照体１８ａに対して複
数の波長λ１，λ２，λ３の近赤外光を照射して得た参
照体透過光強度検出値に基づき、演算処理回路１４で吸
光度値ａｂｓ（λ１），ａｂｓ（λ２），ａｂｓ（λ
３）を算出し、これに基づき吸光度２次微分値ａｂｓ”
（λ）を求める。この演算は上記被測定部位Ｆの吸光度
２次微分値ＡＢＳ”（λ）を求める際の演算と同様であ
る。この吸光度２次微分値ａｂｓ”（λ）は参照体１８
ａの糖値に対応しており、既知である。従って、この吸
光度２次微分値ａｂｓ”（λ）が上記既知の値を示すこ
とになるように演算処理回路内で校正がなされる。これ
により、精度の高い血糖値測定が可能となる。

【００４５】以上のような校正は、各被測定部位Ｆごと
に（即ち、被測定部位が変わるたびに）行ってもよい
が、異なる被測定部位の測定を短い時間間隔で行う場合
には、その間での測定系の変化は殆どないものとみなし
て、校正を省略することも可能である。この場合、前回
の血糖値測定から一定の時間が経過した後に開始される
血糖値測定において新たに校正を行うようにすることが
できる。

【００４６】以上のような演算処理回路１４の血糖値測
定動作のフロー図を図７に示す。即ち、概略的には、演
算処理回路１４では、ステップＳ１において参照体につ
いて吸光度値ａｂｓ（λ１）〜ａｂｓ（λ３）を算出し
吸光度２次微分値ａｂｓ”（λ）を算出して校正を行
い、ステップＳ２において被測定部位について吸光度Ａ
ＢＳ（λ１）〜ＡＢＳ（λ３）を算出し、ステップＳ３
において吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ２）を算出し、
ステップＳ４において吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ
２）の所定時間内での平均値Ｐを算出し、ステップＳ５
において検量線を用いて平均値Ｐを血糖値に換算する。

【００４７】本実施形態の動作は、不図示の制御部によ
り制御される。この制御は、上記のような演算処理回路
の動作の制御の他に、図１の制御経路Ｘを介して行われ
る光源２のランプ２１や半導体レーザー２６−１〜２６
−３の発光強度の制御あるいは光源２の絞り２２の制
御、図１の制御経路Ｙを介して行われるカフ圧の制御、
図１の制御経路Ｚを介して行われる増幅器１０−１，１
０−２，１０−３の増幅率の制御、図１の制御回路Ｑを
介して行われるステッピングモータ１７の制御である。

【００４８】被測定部位Ｆの寸法には固体差があるの
で、光検出器４で検出された波長λ１，λ２，λ３の透
過光のうちの少なくとも１つの強度の或る時間の積分値
またはその時間平均値が予め定められた所定値の近傍に
なるように、光源２から発せられる波長λ１，λ２，λ
３の光の強度を制御経路Ｘを介して制御することがで
き、これにより光検出器４での検出条件を一定に維持す
ることができる。尚、この制御は、被測定部位Ｆが変わ
るごとに最初に行えばよい。

【００４９】脈動する被測定部位Ｆに対してカフ８によ
り押圧力を作用させるように制御経路Ｙを介して制御し
て波長λ１，λ２，λ３の透過光の検出を行うことによ
り、被測定部位Ｆを固定して検出条件を一定に維持する
ことができる。

【００５０】制御経路Ｚを介して増幅器１０−１，１０
−２，１０−３の増幅率を制御することで、演算処理系
の処理条件を所望に設定することができる。

【００５１】制御経路Ｑを介してのステッピングモータ
１７の制御は、次のようにして行うこともできる。即
ち、参照体１８ａ，１８ｂは光散乱性粒子の添加量が異
なり透過率が異なるので、２つの参照体の透過光強度を
測定し、被測定部位透過光強度Ｉ（λ）に最も近い参照
体透過光強度Ｉｒ（λ）が得られる参照体を用いて校正
を行うようにすることができる。このために、ステッピ
ングモータ１７により所望の参照体１８ａ，１８ｂを適
時光源２からの光の光路上に位置させることができる。
このようにすることで、被測定部位Ｆに最も近い参照体
を用いて校正を行うことができるので、校正の精度が向
上する。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の校正用参
照体ならびにこれを用いた血糖値測定方法及び血糖値測
定装置によれば、透光性容器内に糖水溶液を収容し、該
糖水溶液に光散乱性粒子を含有させておくことで、赤外
光分析により血糖値を求める際の測定系の校正を高精度
に行い、無侵襲血糖値測定の測定精度を向上させること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による血糖値測定方法の実施される本発
明の血糖値測定装置の一実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図２】図１の装置における光源の具体例を示す模式図
である。

【図３】図１の装置における光検出器の具体例を示す模
式図である。

【図４】図１の装置における参照体の具体例を示す斜視
図及び断面図である。

【図５】図１の装置において得られた吸光度値ＡＢＳ
（λ）及び吸光度２次微分値ＡＢＳ”（λ）の例を示す
図である。

【図６】図１の装置において用いられる吸光度２次微分
値と血糖値との関係の検量線の一例を示す図である。

【図７】図１の装置における演算処理回路の血糖値測定
動作を示す図である。

【符号の説明】

２光源４光検出器６被測定部位配置部８カフ１０−１〜１０−３増幅率可変増幅器１２−１〜１２−３Ａ／Ｄ変換器１６レボルバ１７ステッピングモータ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ参照体１９開口２１ランプ２２絞り２３モニター２４ハーフミラー２５モニター２６−１〜２６−３半導体レーザー２７−１〜２７−３モニター２８−１，２８−２ミラー２９−１，２９−２ハーフミラー３１回折格子３２−１〜３２−３受光部Ｆ被測定部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G045 AA01 CA25 CB30 DA31 FA12 FA25 FA29 GC10 JA01 JA02 2G059 AA01 AA05 BB12 CC16 DD01 EE01 EE11 FF04 GG01 GG03 GG05 HH01 HH06 JJ05 JJ13 JJ22 KK03 LL03 MM03 MM05 MM09 MM12 MM14 NN05 PP04 4C038 KK10 KL07 KM01 KM03 KX02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】近赤外光を透過する透光性容器と該容器
内に収容された糖水溶液とからなり、該糖水溶液は近赤
外光を散乱させる光散乱性粒子を含むことを特徴とす
る、血糖値測定における校正用参照体。
【請求項２】前記糖水溶液はグルコース水溶液である
ことを特徴とする、請求項１に記載の参照体。
【請求項３】前記光散乱性粒子は酸化セリウム粒子ま
たは酸化チタン粒子であることを特徴とする、請求項１
〜２のいずれかに記載の参照体。
【請求項４】前記糖水溶液はゲル化剤を含むことでゲ
ル化されていることを特徴とする、請求項１〜３のいず
れかに記載の参照体。
【請求項５】前記容器はガラスまたは合成樹脂からな
ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の
参照体。
【請求項６】複数の波長の近赤外光を生体の被測定部
位に照射し、該被測定部位を透過した複数の波長の近赤
外光の強度を検出し、これら複数の波長に関する被測定
部位透過光強度検出値に基づき前記生体中の血糖値を求
める血糖値測定方法において、請求項１〜５のいずれかに記載の参照体に対して近赤外
光を照射して得た参照体透過光強度検出値に基づき測定
系の校正を行うことを特徴とする、血糖値測定方法。
【請求項７】前記被測定部位に照射する複数の波長の
近赤外光として互いに異なり且つ近接する３つの波長の
近赤外光を用い、該３つの波長に関する被測定部位透過
光強度検出値に基づき前記被測定部位による前記近赤外
光の吸光度の２次微分値を算出し、所定時間内における
前記吸光度２次微分値の代表値を求め、該代表値に基づ
き前記生体中の血糖値を求めることを特徴とする、請求
項６に記載の血糖値測定方法。
【請求項８】前記３つの波長に関する被測定部位透過
光強度の検出を同時に行い、同時に得た前記被測定部位
透過光強度検出値に基づき前記吸光度２次微分値を算出
することを特徴とする、請求項７に記載の血糖値測定方
法。
【請求項９】前記生体に押圧力を作用させることによ
り前記被測定部位の静脈血流を停止させた状態で前記３
つの波長の被測定部位透過光強度の検出を行うことを特
徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の血糖値測定
方法。
【請求項１０】複数の波長の近赤外光を生体の被測定
部位に照射し、該被測定部位を透過した複数の波長の近
赤外光の強度を検出し、これら複数の波長に関する被測
定部位透過光強度検出値に基づき前記生体中の血糖値を
求める血糖値測定装置において、前記複数の波長の近赤外光を発する光源と、該光源から
発せられた近赤外光を検出する光検出器と、該光検出器
と前記光源との間の領域に対する進出及び退避が可能な
ように配置された請求項１〜５のいずれかに記載の参照
体と、前記光検出器から得られる前記複数の波長に関す
る前記被測定部位の透過光強度検出値に基づく演算を行
うことで前記生体中の血糖値を求め、前記光検出器から
得られる前記複数の波長に関する前記参照体の透過光強
度検出値に基づく測定系の校正を行う演算処理手段とを
備えていることを特徴とする、血糖値測定装置。
【請求項１１】前記複数の波長の近赤外光として互い
に異なり且つ近接する３つの波長の近赤外光を用いてお
り、前記演算処理手段は、前記３つの波長に関する被測
定部位透過光強度検出値に基づき前記被測定部位による
前記近赤外光の吸光度の２次微分値を算出し、所定時間
内における前記吸光度２次微分値の代表値を求め、該代
表値に基づき前記生体中の血糖値を求めるものであるこ
とを特徴とする、請求項１０に記載の血糖値測定装置。
【請求項１２】前記生体に対して押圧力を作用させる
手段を有することを特徴とする、請求項１０〜１１のい
ずれかに記載の血糖値測定装置。