JP2003265444A

JP2003265444A - 生体計測装置

Info

Publication number: JP2003265444A
Application number: JP2002072005A
Authority: JP
Inventors: Hidemiki Hayashi; 英幹林
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】被検者に痛みを与えることなく簡便で精度の
高い血糖測定を行う。【解決手段】上蓋１１に固定されたレーザ照射部１０
から、下蓋１４に着脱自在に嵌合された交換チップ１６
の微小開口１６１に向けてレーザ光を照射し、微小開口
１６１に覗く部位の表皮に微小穴を開ける。その後すぐ
にポンプ３による吸引により穴から組織液を浸出させ、
微小開口１６１内に僅かに突出した酵素電極１６２，１
６３により組織液中のグルコース濃度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、例えば血糖値の測
定などに好適な生体計測装置に関する。【０００２】【従来の技術】従来、血糖値を測定する方法として、生
体の一定深さまで針を刺して吸引により組織液を採取
し、その組織液中の糖濃度（グルコース濃度）を測定す
るという方法が知られている。しかしながら、このよう
な方法では、真皮層まで針が挿入されてしまうため、被
検者に与える身体的苦痛が大きい。また、マイクロダイ
アリシス法と呼ばれる組織液の採取方法も知られている
が、測定可能な組織液量を採取するのに時間を要するの
に加え、作業が面倒であり、被検者に与える身体的苦痛
も小さくはない。【０００３】これに対し、被検者に与える身体的苦痛を
できるだけ軽減するために、生体表面にレーザ光を照射
して生体の表皮まで微小な穴を開けた後、その穴から組
織液を吸引することにより採取し、その組織液中の糖濃
度を測定する技術も、米国のスペクトラクス社（SpectR
x社）より提案されている。【０００４】【発明が解決しようとする課題】こうした測定方法は穿
刺法に代わる有用な方法の１つであると考えられる。し
かしながら、実際には、生体表面は弾性を有するととも
に随意及び不随意の動きがあるため、レーザ光の焦点位
置を決めるのが難しく、焦点位置が生体表面から深さ方
向にずれてしまうと、適切に表皮まで穴を開けることが
できなかったり、逆に生体組織に意図しない損傷を与え
てしまったりするおそれがある。【０００５】また、レーザ光で表皮に微小穴を開けた
後、組織液を吸引するために別の装置を装着し、更に
は、採取した組織液をまた別の装置で測定する必要があ
る。そのため、組織液の採取から測定までに時間が経過
してしまい、組織液中の水分が蒸発したり成分が変性し
たりして、糖濃度の測定精度が劣化してしまうという問
題がある。また、そもそも、上記のような手順の測定は
大変面倒であって、測定作業の効率に劣るものである。【０００６】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その主たる目的とするところは、被検者に身
体的苦痛を与えることなく、しかも高い精度で且つ高い
再現性をもって組織液中の各種成分の測定を行うことが
できる生体計測装置を提供することにある。【０００７】【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る生体計測装置は、 a)生体表面に接触する接触面に微小開口を有する接触体
と、 b)該接触体に対して位置が固定され、前記接触面が生体
表面に接触した状態で前記微小開口に露出する部位に対
しレーザ光を照射するレーザ照射手段と、 c)該レーザ光が照射された部位から前記微小開口を介し
て組織液を吸引する吸引手段と、 d)該吸引手段により吸引された組織液に接触するように
設けられた一対の酵素電極を含み、該組織液中の成分に
関連する生体情報を測定する測定手段と、を備えたことを特徴としている。【０００８】【発明の実施の形態、及び効果】本発明に係る生体計測
装置を用いた測定を行う際には、接触体の接触面を被検
者の皮膚表面に密着させる。すると、微小開口の内側に
被検者の皮膚表面が覗く。皮膚は弾性を有しているた
め、微小開口の内側では皮膚表面が盛り上がるが、その
開口の面積は小さいため、盛り上がり部分の高さは小さ
い。そのため、レーザ照射手段によるレーザ光の焦点位
置と皮膚表面との深さ方向のずれは小さくて済み、表皮
のみにごく微小な穴を開けることができる。被検者の表
皮に穴が開いた直後に、吸引手段はこの穴から組織液を
吸い上げる。吸引手段としては例えばポンプなどを用い
ることができる。吸引によって浸出した組織液は微小開
口に近接して設けられている一対の酵素電極の間に満
ち、これにより、測定手段は組織液中の成分に関連する
生体情報、例えば糖濃度などを測定する。【０００９】なお、吸引手段により穴から吸い出された
組織液を酵素電極に導くために、例えば毛細管作用など
を利用してもよい。【００１０】このように本発明に係る生体計測装置によ
れば、まず、レーザ光を正確に生体表面に集光して穴開
けを行うことができるので、確実に微小な穴を開けるこ
とができ、不所望に生体を損傷することも防止すること
ができる。また、生体から浸出した組織液を時間をおく
ことなく速やかに測定することができるため、組織液中
の成分の変性や水分の蒸発などがなく、正確な測定が行
える。更には、本発明に係る生体計測装置によれば、測
定作業が非常に簡単であり、効率的な測定が行える。【００１１】なお、好ましくは、微小開口を含む接触面
の一部と、組織液が接触する酵素電極とを一体化し、交
換自在の構成とするとよい。この構成によれば、被検者
の組織液が付着する部分を測定毎に容易に交換すること
ができるので、衛生的であって不所望の感染などを防止
することができる。【００１２】【実施例】以下、本発明に係る生体計測装置の一実施例
について、図１〜図３を参照して説明する。図１（Ａ）
は本実施例による生体計測装置のサンプラを縦断面図で
示す全体構成図、図１（Ｂ）はサンプラの下面図、図２
はサンプラの要部の拡大図、図３は測定時の状態を示す
図である。【００１３】図１（Ａ）に示すように、本実施例の生体
計測装置は、被検者の身体表面に接触されるサンプラ１
と、レーザ駆動部２と、ポンプ３と、信号処理部４とを
備える。サンプラ１では、有蓋円筒形状の上蓋１１の上
面に、レーザ照射部１０が気密用のＯリング１２を挟ん
でネジ１３で固定されている。上蓋１１の下面開口に
は、円盤状で中央に凹陥部１４１と貫通穴１４２とを有
する下蓋１４が接着されている。下蓋１４の下面の外周
側にはシリコーンゴムから成る円環状の滑り止め部材１
５が装着されており、中央の凹陥部１４１には円盤状の
交換チップ１６が嵌め込まれる。この交換チップ１６の
下面と下蓋１４の下面とは面一になっており、これが生
体表面への接触面となる。【００１４】上蓋１１の側面にはポンプ３に至る吸気管
５が接続されている。また、下蓋１４には、後述の酵素
電極による検知信号を信号処理部４へ送るための信号ケ
ーブル線１７の端部が埋設されており、この信号ケーブ
ル線１７の導電体は凹陥部１４１内に露出する薄板状の
接点部１４３に接続されている。【００１５】図２に示すように、交換チップ１６は中央
に上下に貫通した微小開口１６１を有し、該微小開口１
６１内に僅かに突出して一対の酵素電極（固定化酵素電
極）１６２，１６３が埋設されている。酵素電極１６
２，１６３の他端はそれぞれ交換チップ１６の上面に露
出しており、交換チップ１６が下蓋１４の凹陥部１４１
に嵌め込まれると、上記接点部１４３に面接触する。こ
れにより、酵素電極１６２，１６３と信号処理部４との
間の電気的導通が確保される。【００１６】酵素電極１６２，１６３は周知のように、
白金などの金属電極の表面に酵素固定化膜や選択透過膜
などを形成したものであり、ここでは、酵素固定化膜と
してグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）を用いることに
より、組織液中のグルコース濃度を測定する。その原理
は、ＧＯＤが組織液中のグルコースを酸化し、それによ
って発生する過酸化水素が白金表面で電気分解する際に
流れる電流を検出するものである。【００１７】続いて、上記構成の生体計測装置を用いた
測定手順と動作について、図３により説明する。【００１８】測定時には、サンプラ１の接触面を被検者
の皮膚６に適度な圧力で押し当てる。下面に突出した滑
り止め部材１５が皮膚を押圧し大きな摩擦を与えるの
で、それほど強く押し当てなくとも横ずれがしにくい。
このようにしたとき、微小開口１６１の内側に覗いた皮
膚は若干盛り上がるが、開口面積が小さいため、その盛
り上がりは殆ど無視できる程度に小さい。したがって、
レーザ照射部１０の照射面から皮膚表面までの距離は常
にほぼ一定になり、レーザ光の焦点Ｆが皮膚表面から所
定の深さ位置になるように正確に決めることができる。
これによって、確実に表皮に微小穴を開けることがで
き、被検者の身体深部を損傷するおそれもなく、痛みを
感じさせることもない。【００１９】レーザ駆動部２からの指示により、レーザ
照射部１０は貫通穴１４２及び微小開口１６１に覗いた
部位にレーザ光を短時間照射する。なお、レーザ光とし
ては、例えば水の吸収波長ピークに近い1480nmの波長を
使用するとよい。レーザ光の照射によって、表皮には微
小穴が開口する。また、レーザ照射とほぼ同時又は僅か
に前後して、ポンプ３による吸引を開始する。【００２０】この吸引により、上蓋１１及び下蓋１４で
囲われた気密室内は負圧になり、先に開けられた表皮の
微小穴から組織液が吸い上げられる。体外に浸出した組
織液は微小開口１６１内部に充満し、酵素電極１６２，
１６３に接触する。組織液中のグルコースとの上記原理
のような反応により酵素電極１６２，１６３間には電流
が流れるから、信号ケーブル線１７を介して信号処理部
４はこの電流を検出し、所定のアルゴリズムに従ってグ
ルコース濃度を算出する。組織液量は酵素電極１６２，
１６３に接触する程度で充分であり、上記気密室内にま
で組織液が入ってゆくことはあまり好ましくないから、
ポンプ３は穴開け後に所定の短時間経過したときに運転
を停止するとよい。【００２１】こうして測定を終了したならば交換チップ
１６を取り外し、次の測定の際には、別の新品の交換チ
ップを装着する。これにより、或る被検者の組織液が他
の被検者の表皮に開けた穴から侵入することを防止で
き、高い衛生性を確保することができる。【００２２】なお、上記実施例は本発明の単に一例に過
ぎず、本願の特許請求の範囲に記載の趣旨の範囲で、様
々な形態や構成に変形・修正できることは明白である。
例えば、交換チップ１６の電極と信号ケーブル線との接
続はコネクタ式など他の方法でもよい。また、交換チッ
プ１６の脱着方法も各種形態に変形できる。また、酵素
電極は微小開口内に突出するものでなくとも、微小開口
に浸出して来た組織液を速やかに酵素電極に導く構成で
ありさえすればよく、例えば毛細管作用を利用して、微
小開口から横方向に組織液を導くようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の一実施例による生体計測装置におけ
るサンプラを縦断面図で示す全体構成図（Ａ）及びサン
プラの下面図（Ｂ）。【図２】サンプラの要部の拡大図。【図３】測定時の状態を示す図。【符号の説明】１…サンプラ１０…レーザ照射部１１…上蓋１２…Ｏリング１３…ネジ１４…下蓋１４１…凹陥部１４２…貫通穴１４３…接点部１５…滑り止め部材１６…交換チップ１６１…微小開口１６２…酵素電極１７…信号ケーブル線２…レーザ駆動部３…ポンプ４…信号処理部５…吸気管

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】 a)生体表面に接触する接触面に微小開口
を有する接触体と、 b)該接触体に対して位置が固定され、前記接触面が生体
表面に接触した状態で前記微小開口に露出する部位に対
しレーザ光を照射するレーザ照射手段と、 c)該レーザ光が照射された部位から前記微小開口を介し
て組織液を吸引する吸引手段と、 d)該吸引手段により吸引された組織液に接触するように
設けられた一対の酵素電極を含み、該組織液中の成分に
関連する生体情報を測定する測定手段と、を備えたことを特徴とする生体計測装置。