JP2009085829A - 生体材料測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を小型化及び軽量化する。
【解決手段】材料採取部１１にて生体材料が採取され、生体材料測定装置１に直接または有線を介して接続された通信機器９９から電力受容部１６にて電力が受容され、採取した生体材料の測定が、受容された電力を用いて材料測定部にて行われ、測定した結果を示す測定値が、受容された電力を用いて情報送信部１５から通信機器９９へ送信される。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体材料を採取及び測定する生体材料測定装置に関する。

疾患状態か否か（例えば、癌であるか否か）を診断するための簡便な検査方法の１つとして、血液中のある特定のタンパク質（疾患マーカー）の濃度を測定して検査を行う方法がある。この方法は、測定された濃度によって、疾患状態かどうかの可能性を一次判定し、必要があれば、詳細な検査を行うというプロセスである。また、血液以外の尿や唾液等の生体物質を採取して検査するものも一般的である。

上述した検査を行うためには、医療機関等の専門機関に出向き、その専門機関において専門の測定機器を用いて検査を行う必要があり、その手間がかかってしまう。

そこで、検査を簡便に行うために、血液等の生体材料を採取する部分を有するデバイス機器にて生体材料を採取し、採取した生体材料が入っているデバイス機器を医療機関や検査センター等の専門機関へ物理的に送付して、物質の測定や解析を行う方法が一般的に用いられている。

しかしながら、この方法では、デバイス機器を物理的に専門機関に送付するため、それらに費用や時間がかかってしまう。

そこで、生体材料を採取し、採取した生体材料をセンサによって検出し、検出した情報を通信機能によって送信する小型の検査装置が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１０１２５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された装置においては、当該装置を動作させるための電力を供給する電源手段を有するため、検査装置を携帯できるほどの小型化・軽量化を実現できているとは言えない。また、無線通信を行うことにより設けられた無線通信手段（アンテナ等）が装置の大きさを大きくしてしまう。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、小型化・軽量化により携帯することができる生体材料測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
生体材料を採取し、採取した生体材料を測定する生体材料測定装置であって、
該生体材料測定装置に直接または有線を介して接続された通信機器から電力を受容し、受容された電力を用いて前記測定を行い、前記測定した結果を示す測定値を前記電力を用いて前記通信機器へ送信する。

以上説明したように本発明においては、生体材料を採取し、当該生体材料測定装置に直接または有線を介して接続された通信機器から電力を受容し、受容された電力を用いて採取した生体材料の測定を行い、測定した結果を示す測定値を、受容された電力を用いて通信機器へ送信する構成としたため、小型化・軽量化により携帯することができる。

本発明の生体材料測定装置は、装置が携帯可能なほどに小型・軽量であり、生体材料を採取する部分を有し、また、パソコンや携帯電話等の通信機器に接続されることで、当該通信機器から電力が供給される。また、その電力を用いて採取した生体材料を反応・分離したり、あるいは、採取した生体材料から、注目する物質の量（あるいはそれを表す電流値などの値）を測定して、電子データとして保持し、また、保持した測定値を、接続された通信機器を介して医療機関等の専門機関に送信できることを特徴とする。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の生体材料測定装置の第１の実施の形態を示す図である。

本形態における生体材料測定装置１は図１に示すように、材料採取部１１と、材料混合部１２と、材料測定部１３と、測定値保持部１４と、情報送信部１５と、電力受容部１６とから構成されている。また、情報送信部１５及び電力受容部１６は、パソコンや携帯端末等の通信機器９９と接続されている。

材料採取部１１は、検査するための材料として生体材料（血液、汗、尿、唾液等）を採取する。材料混合部１２は、材料採取部１１にて採取された材料と、測定に必要なガス、液体、固体とを混合させ、必要に応じて反応・分離する。材料測定部１３は、材料混合部１２にて混合された混合済み材料について、その量、濃度、もしくはそれを表す電流値、電圧値、抵抗値、色を測定し、測定した結果を測定値として電子データ化する。測定値保持部１４は、材料測定部１３にて測定された測定値を保持する。情報送信部１５は、測定値保持部１４に保持された測定値を、生体材料測定装置１に接続された通信機器９９へ送信する。電力受容部１６は、生体材料測定装置１に接続された通信機器９９から電力を受容する。また、受容した電力を、材料混合部１２、材料測定部１３、測定値保持部１４及び情報送信部１５へ供給する。電力受容部１６は、材料混合部１２における材料の混合・反応・分離に必要な、あるいは、材料測定部１３における混合済み材料の測定や電子データ化に必要な、あるいは、測定値保持部１４における測定値保持に必要な、あるいは、情報送信部１５における情報の送信に必要な電力を受容して、それぞれに電力を供給する。

以下に、図１に示した生体材料測定装置１の動作について説明する。

図２は、図１に示した生体材料測定装置１の具体的な一構成例を示す図である。図２を用いて生体材料測定装置１の動作について説明する。

材料採取部１１は、細い管状の形状をしており、先端を鋭利にして、人体に刺すことができるようにすることにより、血液を採取する。あるいは、人体に傷をつけて雫上にした血液や、容器にためられた尿や、口内にためられた唾液といった、液だまりに材料採取部１１を挿入し、生体材料を採取してもよい。この場合、材料採取部１１の先端を鋭利にする必要はない。

材料採取部１１によって試料として採取された生体材料は、材料混合部１２へ出力される。この一連の材料採取の動作は、たとえば、毛細管現象、あるいは、内外の圧力差等を利用する。

材料混合部１２は、基板に溝をつくるなどして材料や薬品がためられる形状をしており、測定に必要なガス、液体、固体を予め保持している。材料採取部１１から出力された生体材料が材料混合部１２に入力すると、入力した生体材料と保持しているガス、液体、固体とが混合する。

引き続き、必要に応じて、これらの混合により、混合物が反応・分離される。例えば、混合物が反応して色が変わるような反応を起こしても良い。また、反応・分離に際しては、電力受容部１６から供給された電力を用いても良い。材料混合部１２の両端に電極を配置し、その電極に電力受容部１６から供給された電力をかけることにより、電気泳動を行うことで、混合物について電荷、質量等によって、生体材料から目的とする物質を分離しても良い。また、混合物に、電力受容部１６から供給された電力をかけることにより、もしくは、その電力によって得られる、熱、光等の刺激によって混合物が反応を始めるようなガス、液体、固体を選択しても良い。材料混合部１２は、図２に示すように試料混合・分離用プールとなっている。

材料測定部１３は、材料混合部１２の混合済み材料、あるいは、混合・反応・分離に用いられる電極等の機構に、接してあるいは接続されており、濃度・量やそれを表す電流値、電圧値、抵抗値、色等を測定できるような、測定器を有する。この測定器を用いて、混合済み材料について、目的とする物質の濃度、量、あるいは、それを表す、電流値、電圧値、抵抗値、色等を測定する。測定に際しては、電力受容部１６より供給された電力を用いても良い。例えば、材料混合部１２の両端に配された電極により、電気泳動を行って、混合済み材料から、目的とする物質を分離する場合には、その回路中に、測定器として材料測定部１３を配置し、その電流値、電圧値、抵抗値等を測定する。また、混合済み材料の色を測定する方法がある。ここでいう色とは、可視光線以外でも、光の吸収として観測するものである。事実、DNAやタンパク質は、紫外線のある波長を吸収する性質がある。具体的には、一式の測定器として、光源と光受容器とを用意し、電力受容部１６から供給された電力を利用して、光源が光を発し、その光が材料混合部１２を通ることにより、混合済み材料によって光が吸収、散乱し、材料混合部１２を通った光を光受容器が受けることによって色や光の吸収を測定するものである。これら測定器にて測定されたデータは、測定値として測定値保持部１４であるメモリへ出力される。

測定値保持部１４は、例えば、ICメモリの形態をとっており、材料測定部１３から測定値を受け取ると、それを保持する。そして、情報送信部１５が通信機器９９に接続されると、測定値保持部１４に保持されている測定値が測定値保持部１４から情報送信部１５へ出力される。この保持するために必要な電力は、電力受容部１６から供給される。

情報送信部１５は、端子状の形態をしており、通信機器９９としてのパソコンや携帯端末等と直接、あるいは、ケーブル等を介して間接的に接続される。情報送信部１５が通信機器９９に接続されると、測定値保持部１４に保持された測定値が通信機器９９へ送信される。

情報送信部１５から通信機器９９へ送信された測定値は、通信機器９９に接続されたネットワークを介して、医療機関等の専門機関に送られる。

電力受容部１６は、端子上の形態をしており、通信機器９９としてのパソコンや携帯端末等と直接、あるいはケーブル等を介して間接的に接続される。電力受容部１６が通信機器９９に接続されると、通信機器９９から電力を受け取り、材料混合部１２、材料測定部１３、測定値保持部１４及び情報送信部１５へ電力を供給する。情報送信部１５と電力受容部１６とは、USB端子のように、電力信号とデータ信号とが端子として一体化しているものであっても良い。電力受容部１６は、通信機器９９から電力を受容し、受容した電力を各構成要素へ供給するため、家庭用電源から変圧器等を用いて所定の電圧の電力へ変換する必要はない。このとき、通信機器９９から受容される電力の電圧と、電力受容部１６が各構成要素へ供給する電力の電圧、つまり各構成要素の動作電圧とは同じものである。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の生体材料測定装置の第２の実施の形態を示す図である。

本形態における生体材料測定装置２は図３に示すように、材料採取部１１と、材料混合部１２と、材料測定部１３と、測定値保持部１４と、情報送信部２５と、電力受容部１６と、装置情報保持部２７とから構成されている。生体材料測定装置２は、第１の実施の形態における生体材料測定装置１に、さらに装置情報保持部２７を加えた構成になっている。また、第１の実施の形態における生体材料測定装置１の情報送信部１５の代わりに、情報送信部２５を有している。その他の構成に関しては、第１の実施の形態における生体材料測定装置１と同じであるので、ここでは、生体材料測定装置１と生体材料測定装置２とで、差異のある部分のみについて説明する。

装置情報保持部２７は、生体材料測定装置２の固有の装置情報（デバイス機器のロットID等）を予め保持している。この装置情報を情報送信部２５へ出力する。

情報送信部２５は、測定値保持部１４から測定値を取得する。また、装置情報保持部２７から装置情報を取得する。そして、取得した測定値及び装置情報を通信機器９９へ送信する。

以下に、図３に示した生体材料測定装置２の動作について、生体材料測定装置１の動作と差異のある部分について説明する。

装置情報保持部２７には、例えば、ICメモリや、ICチップの形態をとっており、内部に、生体材料測定装置２のID、デバイス機器の生産された工場のID、デバイス機器の生産された日付等の生体材料測定装置２固有の装置情報が予め保持されている。そして、情報送信部２５が、通信機器９９に接続されると、装置情報保持部２７に保持されている装置情報が装置情報保持部２７から情報送信部２５へ出力される。

情報送信部２５は、送信する情報が測定値の他に装置情報も含まれる点を除けば、生体材料測定装置１の情報送信部１５の形態との差はない。
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の生体材料測定装置の第３の実施の形態を示す図である。

本形態における生体材料測定装置３は図４に示すように、材料採取部１１と、材料混合部１２と、材料測定部１３と、測定値保持部１４と、情報送受信部３５と、電力受容部１６と、外部提供情報保持部３８とから構成されている。生体材料測定装置３は、図１で示した第１の実施の形態における生体材料測定装置１に、さらに外部提供情報保持部３８を加えた構成になっている。また、図１で示した第１の実施の形態における生体材料測定装置１の情報送信部１５の代わりに、情報送受信部３５を有している。その他の構成に関しては、第１の実施の形態における生体材料測定装置１と同じであるので、ここでは、生体材料測定装置１と生体材料測定装置３とで、差異のある部分のみについて説明する。

外部提供情報保持部３８は、情報送受信部３５を介して、通信機器９９から生体材料測定装置３へ送信されてきた外部提供情報を受け取り、それを保持する。外部提供情報とは、例えば、接続機器名、ユーザー名、パスワード、接続日等である。また、保持してある外部提供情報を、記録済み情報として情報送受信部３５へ出力する。ここで、外部提供情報保持部３８は、生体材料測定装置３のID等の装置情報を保持しておき、記録済み情報として、外部提供情報ととともに装置情報を情報送受信部３５へ出力しても良い。

情報送受信部３５は、通信機器９９から送信されてきた外部提供情報を、外部提供情報保持部３８へ出力する。また、測定値保持部１４に保持されている測定値を通信機器９９へ送信する。

以下に、図４に示した生体材料測定装置３の動作について、生体材料測定装置１の動作と差異のある部分について説明する。

外部提供情報保持部３８は、例えば、ICメモリの形態をとっている。そして、情報送受信部３５が通信機器９９に接続されると、通信機器９９から接続日、接続機器名、接続者のユーザー名、パスワード等の外部提供情報が情報送受信部３５を介して外部提供情報保持部３８へ送信されてくる。送信されてきた外部提供情報が外部提供情報保持部３８に保持される。また、外部提供情報保持部３８にて保持されている記録済み情報が情報送受信部３５へ出力される。このとき、装置情報としてデバイス機器のID、生産日等を予め保持しておきその情報が出力されるものであっても良い。

また情報送受信部３５によって、測定値保持部１４に保持されている測定値が、外部提供情報保持部３８に保持されている記録済み情報とともに通信機器９９へ送信される。

また、図４に示した生体材料測定装置３の他の動作について、生体材料測定装置１の動作と差異のある部分について説明する。

情報送受信部３５が通信機器９９に接続されると、測定値保持部１４に保持されている測定値を受け取り、測定値が情報送受信部３５から通信機器９９へ送信される。

そして、情報送受信部３５に、通信機器９９から送信されてきた接続日、接続機器名、接続者のユーザー名、パスワード、それまでの測定値、今回の測定値等の外部提供情報が入力される。そして、当該外部提供情報が、情報送受信部３５から外部提供情報保持部３８へ出力される。

また、外部提供情報保持部３８に、提供された記録済み情報が保持される。そして、生体材料測定装置３が、通信機器９９に再度接続された際に、記録した情報が記録済み情報として外部提供情報保持部３８から情報送受信部３５へ出力される。もちろん、ここで、外部提供情報保持部３８は、装置情報として、デバイス機器ID等の情報を予め保持しておいても良い。
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の生体材料測定装置の第４の実施の形態を示す図である。

本形態は図５に示すように、図１、図３及び図４でそれぞれ示した第１〜３の実施の形態における生体材料測定装置１〜３に、さらに通信機器９９、ネットワーク９８及びサーバ９７を加えた構成になっている。サーバ９７は、パソコンであってもかまわない。

ここでは、生体材料測定装置１〜３との差異のある部分のみについて説明する。また、通信機器９９に生体材料測定装置１が接続される場合を例に挙げて説明する。なお、通信機器９９に生体材料測定装置２，３が接続される場合においても、通信機器９９に生体材料測定装置１が接続される場合と同じ動作である。

通信機器９９が生体材料測定装置１と接続されると、生体材料測定装置１に、生体材料測定のための電力が通信機器９９から供給される。また、通信機器９９に生体材料測定装置３が接続される場合は、通信機器９９から生体材料測定装置３へ、測定日、ユーザーID、パスワード等の外部提供情報が送信される。さらに、通信機器９９にて生体材料測定装置１から送信されてきた測定値が受信される。また、通信機器９９に生体材料測定装置２，３が接続される場合は、生体材料測定装置２，３から送信された装置情報が受信される。そして、受信された測定値や装置情報が測定情報として、ネットワーク９８を介して、サーバ９７へ送信される。

ここで、通信機器９９は、受信された測定値を用いて、所定の統計処理が行われるものであっても良い。また、その際、サーバ９７から送信された測定履歴が受信され、受信された測定履歴が統計処理に利用されるものであっても良い。

サーバ９７にて、ネットワーク９８を介して送信されてきた測定情報が受信されると、当該測定情報がサーバ９７内部に蓄積される。このとき、送信されてきた測定情報や蓄積済み測定履歴を用いて、何らかの統計処理が行われて検査結果レポートが作成され、通信機器９９へ送信されるものであっても良い。また、所定の統計処理を行った結果、ある指定された条件（例えば、規定値を越えた等）を満たした場合、医者等の専門家に対して、その旨を示す情報（警告）が送信されるものであっても良い。また、必要に応じて、測定履歴がネットワーク９８を介して、通信機器９９へ送信される。このような情報は、通信機器９９に表示手段が設けられている場合、当該表示手段に表示されるものであっても良い。

上述したように本発明においては、接続された通信機器から電力を受容し、受容された電力を生体材料測定装置内の各構成要素へ供給する。また、採取された材料に関するデータ等を表示する必要が無いため、液晶画面等の表示部分が不要である。また、通信機器９９へ有線を用いて接続されるため、有線通信のためのドライバ（トランシーバ）のみがあれば、信号の送信（送受信）が可能となり、無線通信のための変調・復調等を行うための手段やアンテナ等が不要となる。

そのため、携帯可能なほどに小型・軽量となり、各家庭で、あるいは、機器を持たない専門機関で、定期的に、検査を行うことが可能となる。また、それにより、生体材料中の目的とする物質の量や濃度を測定するのに、特別な機器が不要である。

また、データを蓄積・解析する専門機関において、測定のためにデバイス機器の接続や操作を行うための人的コストを大幅に削減できることである。本発明によって、サーバやコンピュータにより、大量の測定値を自動で、また２４時間にわたり収集することが可能となる。

本発明の生体材料測定装置の第１の実施の形態を示す図である。 図１に示した生体材料測定装置の具体的な一構成例を示す図である。 本発明の生体材料測定装置の第２の実施の形態を示す図である。 本発明の生体材料測定装置の第３の実施の形態を示す図である。 本発明の生体材料測定装置の第４の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１〜３ 生体材料測定装置
１１ 材用採取部
１２ 材料混合部
１３ 材料測定部
１４ 測定値保持部
１５，２５ 情報送信部
１６ 電力受容部
２７ 装置情報保持部
３５ 情報送受信部
３８ 外部提供情報保持部
９７ サーバ
９８ ネットワーク
９９ 通信機器

Claims (6)

1. 生体材料を採取し、採取した生体材料を測定する生体材料測定装置であって、
   該生体材料測定装置に直接または有線を介して接続された通信機器から電力を受容し、受容された電力を用いて前記測定を行い、前記測定した結果を示す測定値を前記電力を用いて前記通信機器へ送信する生体材料測定装置。
2. 請求項１に記載の生体材料測定装置において、
   前記受容された電力の電圧を動作電圧とすることを特徴とする生体材料測定装置。
3. 請求項１に記載の生体材料測定装置において、
   前記生体材料を採取する材料採取部と、
   前記測定を行う材料測定部と、
   前記測定値を前記通信機器へ送信する情報送信部と、
   前記通信機器から電力を受容し、受容した電力を前記材料測定部と前記情報送信部とへ供給する電力受容部とを有することを特徴とする生体材料測定装置。
4. 請求項３に記載の生体材料測定装置において、
   前記材料採取部にて採取した材料を、所定のガスと液体と固体との少なくとも１つと混合する材料混合部を有し、
   前記電力受容部は、前記受容した電力を前記材料測定部と前記情報送信部と前記材料混合部とへ供給することを特徴とする生体材料測定装置。
5. 請求項３に記載の生体材料測定装置において、
   当該生体材料測定装置固有の装置情報を保持する装置情報保持部を有し、
   前記電力受容部は、前記受容した電力を前記材料測定部と前記情報送信部と前記装置情報保持部とへ供給し、
   前記情報送信部は、前記測定値と前記装置情報とを送信することを特徴とする生体材料測定装置。
6. 請求項３に記載の生体材料測定装置において、
   前記通信機器から送信された外部提供情報を受信し、前記測定値を送信する情報送受信部と、
   前記外部提供情報を保持する外部提供情報保持部とを有し、
   前記電力受容部は、前記受容した電力を前記材料測定部と前記情報送受信部と前記外部提供情報保持部とへ供給することを特徴とする生体材料測定装置。

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