JP2004290523A

JP2004290523A - 経皮的分析物測定システムおよび経皮的分析物測定方法

Info

Publication number: JP2004290523A
Application number: JP2003089041A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Asano; 薫浅野; Kakuji Mizuno; 格司水野; Yasunori Maekawa; 泰範前川; Kenichi Sawa; 賢一澤
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4248283B2

Abstract

【課題】測定前に長時間待機する必要がなく、生体内中の分析物量の変動に対する追随性に優れた分析物量の測定値を得ることのできる経皮的分析物測定システムおよび経皮的分析物測定方法を提供すること。
【解決手段】生体の皮膚の抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出し、抽出された分析物の量を測定し、前記抽出領域に形成された分析物透過パス面積を求め、前記分析物透過パス面積に基づいて分析物量を補正する経皮的分析物測定システムおよび経皮的分析物測定方法に関する。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体情報測定システムと方法に関するものであり、特に、生体組織中（血液中）の分析物を経皮的に非侵襲性または最小の侵襲度である抽出技術を用いて抽出し、抽出された分析物の量を再現性良く計測する経皮的分析物測定システムと方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
臨床検査においては、採血によって得られた血液中の物質の量や存在を測定することによって行われることが一般的である。糖尿病の患者は自分で頻繁に血糖値を測定し、この血糖値に基づいてインスリンの投与量を決定したり、食事制限や運動量等を決定する自己血糖管理を行ったりしている。このように糖尿病患者は一日に数回程度血糖値を測定する必要がある。通常、血糖値の測定は穿刺具等を用いて採取した血液試料の測定によって行われており、患者への肉体的苦痛や負担は決して少なくない。このような観点から、採血を伴わず患者への負担の少ない簡易検査が強く望まれている。
【０００３】
このような要望に答えるため、血液を採取することなく非侵襲的に生体組織内の分析物を抽出して分析物の量や濃度を測定する方法が開発されてきている。このような測定方法としては、リバースイオントフォレシス法のように電気エネルギーを皮膚に付与することによって経皮的に分析物を抽出する方法を採用したもの（例えば特許文献１、特許文献２参照）、ソノフォレシス法のように超音波を皮膚に付与することによって皮膚のバリア機能を低下させ受動拡散を促進することにより経皮的に分析物を抽出する方法を採用したもの（例えば特許文献３、特許文献４参照）、ケミカルエンハンサー法のように皮膚にエンハンサーを付与することによって経皮的に分析物を抽出する方法を採用したもの、陰圧吸引法のように皮膚に陰圧を付与し吸引することによって経皮的に分析物を抽出する方法を採用したもの（例えば特許文献３参照）等が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５２７９５４３号明細書
【特許文献２】
国際公開第９６／０００１１０号パンフレット
【特許文献３】
国際公開第９７／０３０６２８号パンフレット
【特許文献４】
国際公開第９７／０３０７４９号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した非侵襲的抽出方法を採用した測定方法や装置においては、抽出される分析物の量が経時的に変動してしまい、分析物量を安定して測定することが困難であった。また、例えばシグナス社から発売されているグルコウオッチでは、測定を平衡状態にさせるために実際の血糖値測定の開始前に装置を３時間程装着する必要がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、測定前に長時間待機する必要がなく、実際の生体内中の分析物量の変動に対する測定値の追随性に優れた経皮的分析物測定システムおよび経皮的分析物測定方法を提供するものである。
【０００７】
即ち、本発明は、生体組織中の分析物を経皮的に測定する経皮的分析物測定システムにおいて、生体の皮膚の抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出する抽出部と、抽出された分析物の量を測定する分析物量測定部と、前記抽出領域における分析物透過パス面積に基づいて前記分析物量を補正する制御部とを備えたことを特徴とする経皮的分析物測定システムに関する。
【０００８】
また、本発明は、生体組織中に存在する分析物を経皮的に測定する経皮的分析物測定方法において、生体の皮膚の抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するステップと、抽出された分析物の量を測定するステップと、前記抽出領域に形成された分析物透過パス面積を求めるステップと、前記分析物透過パス面積に基づいて前記分析物量を補正するステップとからなることを特徴とする経皮的分析物測定方法に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明においては、非侵襲的に生体組織内の分析物を皮膚を介して抽出する。このような分析物の抽出方法としては、所定のエネルギーを皮膚に付与することによって、分析物が皮膚を透過するパス（汗腺や毛穴等のマクロポアや角質細胞の隙間等のミクロポア等）を形成し、このパスを通じて分析物を抽出する方法を採用することができる。
【００１０】
一方、このように皮膚にマクロポアおよび／またはミクロポアからなる分析物透過パスを形成し、この分析物透過パスを通じて分析物を抽出する抽出方法においては、経時的に分析物の抽出量が変動してしまい安定した分析物量の測定が困難であるという問題がある。本発明者等は上記変動の要因に分析物透過パス面積の経時的な変動が起因していることを見出した。そして、分析物透過パス面積に基づいて抽出された分析物量を補正することによって、実際に採血して得られた測定値と相関のとれた分析物量を測定できることを見出したものである。
【００１１】
本発明において、分析物透過パス面積とは、分析物を抽出する際に皮膚の抽出領域に形成された各分析物透過パスの開口面積の総和を意味する。分析物透過パス面積を求める方法としては、例えば、皮膚の抽出領域を染色して撮影し、得られた画像を解析して分析物透過パス面積を求める方法、あるいは皮膚の抽出領域に電力を印加した際の電気抵抗値等の通電結果から分析物透過パス面積を推定する方法等が挙げられる。以下に、電気抵抗値から分析物透過パス面積を推定する方法について説明する。
【００１２】
皮膚の抽出領域に電極を配置して図１に示す電気回路を形成し、皮膚の電気抵抗値をＲｅｐ、生体内の電気抵抗値をＲｓｕｂとすると、通電時の合成抵抗Ｒは、下記式（１）で表わされる。
Ｒ＝２×Ｒｅｐ＋Ｒｓｕｂ・・・（１）
【００１３】
一方、皮膚の構成組織には角質層、顆粒層、有棘層、基底層が存在するが、角質層の電気抵抗値が他の部分の電気抵抗値に比べて非常に大きいため、皮膚の電気抵抗値を考える場合には角質層の状況を考えればよい。分析物抽出中の皮膚の状態は、角質層中に分析物が透過できるパスが形成されている状態である。パスの数Ｎ（ｔ）は、時間とともに変動し、それぞれの開口面積が一定でないため、各パスの抵抗値Ｒｉはそれぞれ異なる。この時、角質層の抵抗値をＲｓｃとすると、その電気回路は図２で示され、Ｒｅｐは以下の式（２）で表わされる。
【００１４】
【数１】

【００１５】
ここで、注目領域が小さく、角質層の状態に差が見られないと考えられる場合、各パスの抵抗値Ｒｉは、それぞれの開口面積Ａｉに反比例するので以下の（３）式で表わされる（式中、ｋは比例定数）。
Ｒｉ＝ｋ／Ａｉ・・・（３）
【００１６】
式（３）を用いて、式（２）の全パスの合成抵抗（分母の括弧の部分）を求めると、以下の式（４）のようになる。
【００１７】
【数２】

【００１８】
式（４）を式（２）に代入し、角質層の抵抗値Ｒｓｃが全パスの合成抵抗より非常に大きいとみなせるため、以下の式（５）が導かれる。
【００１９】
【数３】

【００２０】
式（５）においてＡ（ｔ）は、任意の測定時刻ｔにおける全パスの面積の和である。式（１）および（５）よりある時刻ｔにおける皮膚の抵抗値をＲ（ｔ）とすると、以下の式（６）が導かれ、この式（６）を用いて皮膚の電気抵抗値より全パスの面積和を推定することができる。
【数４】

Ａ（ｔ）＝２ｋ／（Ｒ（ｔ）−Ｒｓｕｂ）・・・（６）
【００２１】
次に、分析物がグルコースの場合に、パス面積の和による補正の有用性を確認するために、推定パス全面積を用いて透過グルコース量の補正を行った。ここで、グルコースは透過パスから抽出されること、各パスから抽出されるグルコース量は、血糖値に比例すること、血糖値が同じである場合、単位面積あたりから抽出されるグルコース量はパスによらず一定であること、を前提に単位面積あたりのグルコースの透過量をＧ（ｔ）とすると、任意の時刻ｔにおいて、皮膚抵抗値と総抽出グルコース量ｇ_{ｔｏｔａｌ}（ｔ）の間には下記式（７）の関係が成立する。
ｇ_{ｔｏｔａｌ}（ｔ）＝Ｇ（ｔ）Ａ（ｔ）・・・（７）
【００２２】
時刻ｔ_０においてキャリブレーションが行われており、実際の血糖値とＧ（ｔ_０）の関係が判明している場合、その時刻からのＧ（ｔ）の変動率が分かれば時刻ｔにおける血糖値が計算できる。変動率をαとした場合、αは式（３）より以下の通り計算される。
【００２３】
【数５】

【００２４】
式（８）より、各測定時刻における抵抗値、抽出グルコース量の比から補正を行うことが可能である。また、比例定数ｋが求まっている場合、式（６）および（７）より下記式（９）の関係式が得られるので、直接Ｇ（ｔ）を算出することが可能である。
【００２５】
【数６】

【００２６】
また、電源として定電流電源を用いる場合には、Ｖ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）×電流値、Ｖ（ｔ_０）＝Ｒ（ｔ_０）×電流値、Ｖｓｕｂ＝Ｒｓｕｂ×電流値であることから、上記式（８）は下記式（１０）で表される。
【数７】

【００２７】
なお、以上に測定時刻ｔにおける分析物透過パス面積を推定する方法について説明したが、測定時刻ｔを測定回数に変更してもよい。また、電源として定電圧電源を用いる場合には、Ｉ（ｔ）＝電圧値／Ｒ（ｔ）、Ｉ（ｔ_０）＝電圧値／Ｒ（ｔ_０）、Ｉｓｕｂ＝電圧値／Ｒｓｕｂを用いて上記式（８）からαを求めることができる。
【００２８】
図３は本発明の経皮的分析物測定システムを装置化し、経皮的分析物測定装置とした場合の制御回路の一例を示す模式図である。図３の経皮的分析物測定装置１０は、上述した分析物量の補正制御並びに他の構成要素の動作制御を行う制御部１、被験者の皮膚に装着可能な陰極用電極および陽極用電極とこれらの電極に電圧を印加する電源と電圧計とを有する通電結果検出部２、被験者の皮膚の抽出領域において分析物を抽出する抽出部３、抽出部３によって抽出された分析物を測定し分析物量に対応する信号を出力する測定部（センサー）４、測定結果を表示出力する出力部５を備えている。制御部１はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを備えており、メモリには動作プログラムや分析物量の補正処理プログラムが格納されると共に、通電結果検出部２や測定部４から入力されたデータを記憶する。
【００２９】
上述した経皮的分析物測定装置は、制御部１、通電結果検出部２、抽出部３、測定部４および出力部５を全て一体化し被験者に装着可能にした構成であるが、一部の構成を別体としシステム化した構成でもよい。例えば、通電結果検出部２、抽出部３および測定部４を一体化構成として被験者に装着するようにし、制御部１および出力部５を別構成としてもよい。この場合、制御部１としてパーソナルコンピュータを用い、出力部５としてパーソナルコンピュータのディスプレイを用いることができる。また、通電結果検出部２および抽出部３を一体化構成として被験者に装着するようにし、測定部４、制御部１および出力部５を別構成としてもよい。このとき測定部４を制御部１および出力部５と一体的に構成しても、別構成としてもよい。また、上記経皮的分析物測定装置は皮膚の抵抗値等の通電結果から分析物透過パス面積を推定するために通電結果検出部２を有しているが、他の方法により分析物透過パス面積を求める場合には通電結果検出部２がない構成としてもよい。また、上記経皮的分析物測定装置は通電結果検出部２にて皮膚の抵抗値を検出することが好ましいが、電源として定電流電源を用いる場合には電圧値を検出し、また定電圧電源を用いる場合には電流値を検出するようにしてもよい。また、通電結果検出部２の電源あるいは電圧計を通電結果検出部２とは別体構成とし、他の構成部と一体化させてもよい。
【００３０】
次に、測定された分析物量の補正方法の一例について説明する。まず被験者に装置を装着し、抽出部３による抽出並びに通電結果検出部２による抵抗値等の通電結果の検出を開始してから所定の待機時間が経過するのを待つ。これは測定開始直後には皮膚の表面や透過パス中に存在していた分析物が抽出されてしまい、測定が不正確になるからである。ここで待機時間は、被験者の皮膚の状態によって適宜設定すればよいが、目安としては０分〜３０分の範囲内で設定することが好ましく、５分〜２０分の範囲内で設定することがより好ましい。なお、予め被験者の皮膚表面や透過パス中に存在する分析物を除去する処理を行った後に測定を開始する場合には、待機時間を０分とすることが可能である。
【００３１】
待機時間が経過した後、所定時間分析物の抽出を行いその間に抽出された分析物量ｇ_１の１回目の測定を行う。また、この所定時間内に検出された抵抗値の平均抵抗値Ｒ_１を求める。１回目の測定により得られた平均抵抗値Ｒ_１と上記式（６）から透過パス面積Ａ_１（＝２ｋ／（Ｒ_１‐Ｒｓｕｂ））が求められる。また、分析物量ｇ_１および透過パス面積Ａ_１と上記式（７）から単位面積当りの分析物透過量Ｇ_１（＝ｇ_１（Ｒ_１−Ｒｓｕｂ）／２ｋ）が求められる。なお、１回目の分析物量の測定値ｇ_１に対してキャリブレーションを行い、測定値と血液等から測定した実際の分析物量との関係を較正しておくことが好ましい。分析物量ｇ_１に対するキャリブレーション結果をＣ_１とする。
【００３２】
次に１回目の測定後、所定時間分析物の抽出を行い、この間に抽出された分析物量ｇ_２の２回目の測定を行う。また、この所定時間内に検出された抵抗値の平均抵抗値Ｒ_２を求める。１回目の測定の分析物量ｇ_１及び平均抵抗値Ｒ_１と２回目の測定の分析物量ｇ_２及び平均抵抗値Ｒ_２と式（８）から変動率α_１が求められる。なお、生体内の抵抗値Ｒｓｕｂは実測値を設定するか、統計的に得られたデータを予め設定するか、抵抗値測定の際のデータからの予測値を使用すればよい。この予測値は以下のようにして求めることができる。例えば通電に定電流電源を用いた場合、抵抗値（＝電圧値／電流値）は通電時間の経過と共に低下し、その後安定する。この安定した時の抵抗値をＲｓｕｂの予測値とすることができる。このＲｓｕｂの予測値は、所定時間通電した際の抵抗値あるいは電圧値の変化量から演算することができる。この変動率α_１と分析物量ｇ_１とから分析物量ｇ_２の補正分析物量が求められ、また変動率α_１と上記Ｃ_１とから分析物量ｇ_２の補正キャリブレーション結果Ｃ_２が求められる。ここでは、１回目の測定の平均抵抗値Ｒ_１と分析物量ｇ_１とから求められる透過パス面積Ａ_１を透過パス面積基準値とし、また単位面積当りの分析物透過量Ｇ_１を単位面積当りの分析物量基準値としている。
【００３３】
その後同様に所定回数Ｘ（Ｘ＝２・・・ｘ）だけ、所定時間毎に分析物量ｇ_ｘおよび平均抵抗値Ｒ_ｘを測定し、その平均抵抗値Ｒ_ｘおよび分析物量ｇ_ｘから推定された単位面積当りの分析物透過量Ｇ_ｘ並びに単位面積当りの分析物量基準値とを用いて、分析物量ｇ_ｘの補正分析物量や補正キャリブレーション結果を得ることができる。ｘ回の測定が行われると測定を終了する。
【００３４】
このような補正を行うことにより、抽出された分析物量を常に同じ透過パス面積における分析物量に補正しているため、透過パス面積の変動により分析物量が変動し、実際の生体内の分析物量との相関が取れなくなってしまう問題を解消することができる。
【００３５】
また、上述したように抽出された分析物量を被験体の生体内の分析物量として出力するためには、被験体の血液から測定した分析物量と相関させれば良い。本発明によれば両者を相関させる場合も、最初に測定した分析物量と被験体の血液から測定した分析物量とのキャリブレーションを行うだけでよくなる。
【００３６】
なお、以上においては、単位面積当りの分析物量と単位面積当りの分析物量基準値との比を用いて、分析物量ｇ_ｘ（ｇ_{ｔｏｔａｌ}）を補正する方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、透過パス数面積以外の補正項目があれば、透過パス面積変動の補正とそれ以外の補正項目による補正を測定された分析物量に対して行えばよい。また、透過パス面積および透過パス面積基準値との比を用いて、補正するようにしてもよい。また、上記においては所定時間内の平均抵抗値から透過パス面積を求めるようにしたが所定時間経過時の抵抗値から透過パス面積を求めるようにしても良い。また、上記においては１回目の測定において求めた単位面積当りの分析物量や透過パス面積を基準値としたが、任意の所定回目の測定において求めた単位面積当りの分析物量や透過パス面積を基準値としてもよい。また、上記においては分析物量を測定し補正するようにしたが分析物濃度を測定し補正するようにしてもよい。また、上記においては単位面積当りの分析物量と単位面積当りの分析物量基準値とを比較しその比を用いて分析物量の補正を行うようにしたが、これらの差を用いるようにしてもよい。また、各回の分析物量の測定は、連続的に行ってもよく、また間歇的に行ってもよい。
【００３７】
本発明における抽出部で採用可能な非侵襲的な分析物抽出方法としては、汗腺や毛穴等のマクロポアや角質細胞の隙間等のミクロポアを分析物が皮膚を透過するパスとして使用して分析物を抽出する方法が使用可能である。このような抽出方法としては、例えば、皮膚の抽出領域に配置した電極間に電流を通電して生体中の分析物を抽出するリバースイオントフォレシス法、皮膚の抽出領域に超音波を照射して皮膚のバリア機能を低下させ受動拡散を促進することにより生体中の分析物を抽出するソノフォレシス法、皮膚の抽出領域を陰圧で吸引して生体中の分析物を抽出する陰圧吸引法、皮膚の抽出領域に分析物の経皮移動を促進するためのエンハンサーを付与するケミカルエンハンサー法等が挙げられる。また、透過パス数を増加させ分析物の抽出量を増やすため２種以上の抽出法を組合せて用いても良い。
【００３８】
このような分析物抽出方法の中でもリバースイオントフォレシス法が好ましい。この場合分析物抽出用の電源としては直流電源、直流電源と交番電源の組み合わせが使用可能である。陰極と陽極との間に常に一定の抽出電流を付与する観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。なお、リバースイオントフォレシス法の場合には分析物抽出用の電極および電源を透過パス面積検出用の電極および電源として兼用することができる。また、リバースイオントフォレシス法に、ソノフォレシス法、陰圧吸引法、ケミカルエンハンサー法等の方法を組合せて実施してもよい。
【００３９】
図４はリバースイオントフォレシス法によって分析物の抽出を行う経皮的分析物測定装置１０の制御回路を示す模式図である。図３の経皮的分析物測定装置と共通の構成については同じ符号を付している。図４の装置において、検出・抽出部６は電気エネルギーの付与により分析物を抽出するための、少なくとも陰極用電極と陽極用電極とこれらの電極に電圧を印加する定電流電源と電圧計とを備えている。そして、これらの電極および電源を透過パス検出用（抵抗検出用）の電極および電源としても使用している。
【００４０】
図４の経皮的分析物測定装置においても、制御部１、検出・抽出部６、測定部４および出力部５を全て一体化し被験者に装着可能にした構成でも、一部を別体としてシステム化した構成でもよい。例えば、検出・抽出部６および測定部４を一体化構成として被験者に装着するようにし、制御部１および出力部５を別構成としてもよい。また、検出・抽出部６を被験者に装着するようにし、測定部４、制御部１および出力部５を別構成としてもよい。このとき測定部４を制御部１および出力部５と一体的に構成しても、別構成としてもよい。また、検出・抽出部６の電源あるいは電圧計を検出・抽出部６とは別体構成とし、他の構成部と一体化させてもよい。また、上記の経皮的分析物測定装置は検出・抽出部６にて皮膚の抵抗値を検出しているが、電源として定電流電源を用いる場合には電圧値を検出するようにしてもよい。
【００４１】
図５はリバースイオントフォレシス法を採用した検出・抽出部６の概略構成図である。図５において、陰極用チャンバー１１および陽極用チャンバー１４が被験者の皮膚１８上にセットされる。陰極用チャンバー１１内には陰極用電極１２および抽出物を収集するための抽出媒体１３が収容され、陽極用チャンバー１４内には陽極用電極１５および抽出媒体１６が収容されている。陰極用電極１２および陽極用電極１５は電源１７に接続されており、電圧計１９により電圧値をモニターできるようになっている。電源１７は定電流電源である。また、抽出媒体１３および抽出媒体１６としては、抽出物を収集可能な固体、液体または半固体（例えばゲル）の物質が挙げられる。抽出媒体としては、例えば純水、イオン導電性水溶液、ヒドロゲル、イオン導電性ヒドロゲル等が挙げられる。また、抽出媒体として液体を用いる場合には、スポンジ等の吸水性多孔質材料や親水性ポリマー等に保持させて使用してもよい。
【００４２】
電源１７により電圧が印加されると陰極用電極１２が負に、陽極用電極１５が正に帯電される。正のイオン電荷を有する分析物は陰極側の抽出媒体１３中に抽出され、負のイオン電荷を有する分析物は陽極側の抽出媒体１６中に抽出される。また、グルコースは帯電されていない物質であるが主に陰極側の抽出媒体１３中に抽出される。
【００４３】
各回の分析物量の測定は、連続的に行ってもよく、また間歇的に行ってもよい。陰極用チャンバー１１と陽極用チャンバー１４のうち少なくとも分析物の抽出・測定を行うチャンバーについては、抽出・測定の度に交換可能なディスポーザブル構成としてもよい。特に分析物量の測定を間歇的に行う場合には、少なくとも分析物の抽出・測定を行うチャンバーをディスポーザブル構成とすることが好ましい。
【００４４】
本発明によって測定される分析物としては、グルコースが好ましく、これ以外に乳酸、アスコルビン酸、アミノ酸、酵素基質、薬物等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００４５】
以下、分析物がグルコースの場合について説明する。本発明の測定部（センサー）で採用可能なグルコースの測定方法としては、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた電気化学検出法、ヘキソキナーゼ法（ＨＫ法）、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）電極法、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）比色法等が挙げられる。このような測定法を用いた測定部は測定の度に交換可能なディスポーザブル構成とすることも可能である。
【００４６】
このようにして測定されたグルコース量を上述した透過パス面積に基づいて補正することにより、採血によって測定した血糖値の変動に対する追随性が高く、血糖値と相関性のあるグルコース量とすることができる。
【００４７】
以下、実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例）図５において、陰極用チャンバー１１および陽極用チャンバー１４としてφ８ｍｍのアクリル製チャンバーを用い、陰極用電極１２としてリング状のＡｇＣｌを用い、陽極用電極１５としてリング状のＡｇを用いた。また、抽出媒体１３および１６として生理食塩水を用い、電源１７として０．２ｍＡの定電流電源を用いた。また、１回の抽出の通電時間は１５分とした。生理食塩水中に採取されたグルコース量（濃度）は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた電気化学検出法を用いて測定した。
【００４８】
まず、３時間絶食後の被験者の皮膚を洗浄し、陰極用チャンバー１１、陽極用チャンバー１４、陰極用電極１２および陽極用電極１５を被験者にセットした。チャンバー１１および１４に抽出媒体として生理食塩水を加え、０．２ｍＡの定電流を１５分間通電した。通電終了後、陰極用チャンバー１１および陽極用チャンバー１４内の生理食塩水を除去し、チャンバー１１および１４、電極１２および１５を洗浄した。
【００４９】
（１回目の測定）チャンバー１１および１４に生理食塩水を加え、０．２ｍＡの定電流を１５分間通電した。通電期間中の電圧値を電圧計でモニターし、通電期間における平均の電気抵抗値Ｒ_１を求めた。通電終了後、チャンバー１１内の生理食塩水を採取し、生理食塩水中に抽出されたグルコース濃度をＨＰＬＣで測定した。その後チャンバー１１および１４、電極１２および１５を洗浄した。
【００５０】
（２〜２４回目の測定）１回目の測定と同様の手順で２〜２４回目の測定を繰返し行った。但し、８回目の測定後被験者が食事を取り、その後９回目以降の測定を実施した。
【００５１】
この実施例においては、各回の測定において、通電期間中の電圧値をモニターし、通電期間における平均の電気抵抗値を求めた。また、補正処理プログラムが格納されたパーソナルコンピュータを用いて単位面積当りの分析物量および単位面積当りの分析物量基準値を決定し、これらを用いて各回の測定値の補正処理を行った。なお、被験者の生体内の抵抗値Ｒｓｕｂは４．１９ｋΩであった。得られた測定結果のデータを表１に、また被験者から採血することにより測定した血糖値のデータを表２に示す。なお、表１中、「抽出グルコース濃度（補正無）」は１回目の抽出グルコース量に対してキャリブレーションを行い、グルコースの抽出量を濃度に換算するとともに実際の血糖値と相関させたものである。また、「抽出グルコース濃度（補正有）」は１回目の抽出グルコース量に本発明の補正処理を行った補正グルコース量に対してキャリブレーションを行い、グルコースの抽出量を濃度に換算するとともに実際の血糖値と相関させたものである。
【００５２】
【表１】

【００５３】
【表２】

【００５４】
上記の測定結果を図６に示した。図６において、「◆」は採血により測定した血糖値を、「■」は本発明の補正処理を行った抽出グルコース濃度を、「▲」は補正処理を行っていない抽出グルコース濃度をそれぞれ表す。
【００５５】
なお、図６において、測定点１点目（１回目の測定値）に対してキャリブレーションを行い、測定されたグルコースの抽出量を濃度に換算するとともに実際の血糖値と相関させている。そのため、測定１点目では実際の血糖値と測定値が等しい値を取っている。測定２点目以降、本発明の補正処理を行っていない抽出グルコース濃度の変動（図６中「▲」）は血糖値の変動と大きく異なっている。一方、本発明の補正処理を行った抽出グルコース濃度（図６中「■」）は、補正処理を行っていない抽出グルコース濃度に比べて実際の血糖値に追随するようになったことが理解される。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、測定前に長時間待機する必要がなく、実際の生体内中の分析物量の変動に対する追随性に優れた分析物量の測定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】皮膚の抽出領域に電極を配置し通電した際の電気回路を示す図である。
【図２】透過パスが形成された皮膚の電気回路を示す図である。
【図３】本発明の経皮的分析物測定装置の一実施例を示す回路図である。
【図４】本発明の経皮的分析物測定装置の一実施例を示す回路図である。
【図５】本発明の経皮的分析物測定装置の抽出部を示す概略図である。
【図６】抽出グルコース濃度および血糖値の時間変動を測定したグラフを示す図である。
【符号の説明】
１：制御部、２：通電結果検出部、３：抽出部、４：測定部、５出力部、６検出・抽出部、１１：陰極用チャンバー、１２：陰極用電極、１３：抽出媒体、１４：陽極用チャンバー、１５：陽極用電極、１６：抽出媒体、１７：電源。

Claims

生体組織中の分析物を経皮的に測定する経皮的分析物測定システムにおいて、
生体の皮膚の抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出する抽出部と、
抽出された分析物の量を測定する分析物量測定部と、
前記抽出領域における分析物透過パス面積に基づいて前記分析物量を補正する制御部とを備えたことを特徴とする経皮的分析物測定システム。
少なくとも一つは前記抽出領域に配置可能である複数の電極と、電極間に通電するための電源とを備え、前記分析物透過パス面積が電極間への通電結果から得られることを特徴とする請求項１記載の経皮的分析物測定システム。
前記抽出部が、少なくとも一つは前記抽出領域に抽出媒体を介して配置可能な複数の電極を備え、前記抽出部は電源による電極間への通電によって抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に前記抽出媒体中に抽出し、前記分析物透過パス面積は電極間への通電結果から得られることを特徴とする請求項１記載の経皮的分析物測定システム。
前記通電結果が抵抗値、電圧値または電流値であることを特徴とする請求項２または請求項３記載の経皮的分析物測定システム。
前記制御部が、分析物透過パス面積をパス面積基準値と比較し、この比較結果に基づいて前記分析物量を補正することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の経皮的分析物測定システム。
前記比較結果が前記分析物透過パス面積と前記分析物透過パス面積基準値との比を含むことを特徴とする請求項５記載の経皮的分析物測定システム。
前記制御部が、分析物透過パスの単位面積当りの分析物量（以下、単位パス面積当りの分析物量）を単位パス面積当りの分析物量基準値と比較し、この比較結果に基づいて前記分析物量を補正することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の経皮的分析物測定システム。
前記比較結果が前記単位パス面積当りの分析物量と前記単位パス面積当りの分析物量基準値との比を含むことを特徴とする請求項７記載の経皮的分析物測定システム。
前記分析物がグルコースであることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項記載の経皮的分析物測定システム。
生体組織中に存在する分析物を経皮的に測定する経皮的分析物測定方法において、
生体の皮膚の抽出領域の分析物透過パスを通じて生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するステップと、
抽出された分析物の量を測定するステップと、
前記抽出領域に形成された分析物透過パス面積を求めるステップと、
前記分析物透過パス面積に基づいて前記分析物量を補正するステップとからなることを特徴とする経皮的分析物測定方法。
前記分析物量補正ステップにおいて、分析物透過パス面積をパス面積基準値と比較し、この比較結果に基づいて前記分析物量を補正することを特徴とする請求項１０記載の経皮的分析物測定方法。
前記比較結果が前記分析物透過パス面積と前記分析物透過パス面積基準値との比を含むことを特徴とする請求項１１記載の経皮的分析物測定方法。
前記分析物量補正ステップにおいて、単位パス面積当りの分析物量を単位パス面積当りの分析物量基準値と比較し、この比較結果に基づいて前記分析物量を補正することを特徴とする請求項１０記載の経皮的分析物測定方法。
前記比較結果が前記単位パス面積当りの分析物量と前記単位パス面積当りの分析物量基準値との比を含むことを特徴とする請求項１３記載の経皮的分析物測定方法。
前記分析物抽出ステップにおいて、前記抽出領域に電気エネルギーを付与することによって分析物を抽出することを特徴とする請求項１０〜請求項１４記載の経皮的分析物測定方法。