JP2015512672A - ヒト血液中におけるグルコース濃度を決定するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ヒトの身体のある領域に間隔をあけて取り付けられた電極を使用して、予め定められた時間間隔で前述の領域の高周波インピーダンスの値および低周波インピーダンスの値を連続的に測定するステップ;
高周波インピーダンスの測定値を用いて、それらの電極間に位置する領域の組織内における流体の量の推定値を決定するステップ;
低周波インピーダンスの測定値を用いて、それらの電極間に位置する領域の組織内における細胞外液の量の推定値を決定するステップ;
その細胞外液の量の代謝成分の増分を:
その流体の量に関して前回測定された値に対して相対的なその流体の量の推定値の増分を決定すること;
細胞外液の量に関して前回測定された値に対して相対的な細胞外液の量の推定値の増分を決定すること;
その流体の量の推定値の増分と細胞外液の量の推定値の増分との間での差異を決定すること;
により決定するステップ;
上述の細胞外液の量の代謝成分の増分を正規化することによって血液グルコースの濃度の増分を決定するステップ;および
上述の血液グルコースの濃度の増分と前回決定されたその血液の濃度とを合算することにより、血液グルコースの濃度を決定するステップ;
を含み、ここで、
第1の時間間隔において血液グルコースの濃度を決定するステップは、その第1の時間の間隔におけるその濃度の増分と初期血液グルコース濃度とを合算するステップを含む。
1)電極間に位置するヒト身体領域の組織に含有されている流体の量Wsum(tk)が次の式:
Wsum(tk)=A・L2/ZHF(tk)
から算出され、ここで:
Lは2つの電極間の距離であり;
ZHF(tk)は時点tkにおいて測定された高周波HFインピーダンスであり;
Aは:
A=Vsum・ZHF/L2
として決定される校正係数であって、ここで:
Vsumは電極間に位置する領域内の組織中における流体の量に関する予備的に決定された値であり;
ZHFは予備的に決定された高周波HFインピーダンスであり;
2)Wout(tk)は電極間に位置する領域の組織中における細胞外液の量であって、以下の式:
Wout(tk)=B・L2/ZLF(tk)
に従って決定され、ここで:
ZLF(tk)は時点tkにおいて測定された低周波LFインピーダンスであり;
Bは:
B=Vout・ZLF/L2
として算出される校正係数であって、ここで:
Voutは電極間に位置する領域内における細胞外液の予備的に決定された量であり;
ZLFは予備的に決定された低周波LFインピーダンスであり;
3)ΔWosm(tk)は:
ΔWosm(tk)=[Wsum(tk−1)−Wsum(tk)]−Ka[Wout(tk−1)−Wout(tk)]
として決定される代謝成分の増分であって、ここで:
Wsum(tk−1)は時点tk−1において測定された電極間に位置するヒト身体領域の組織内における流体の量であり;
Wout(tk−1)は時点tk−1において測定された電極間に位置するヒト身体領域の組織内における細胞外液の量であり;
Kaは、1.2から2.1までの範囲から選択される、ヒト・ヘマトクリット量に依存する係数であり;
4)ΔG(tk)は:
ΔG(tk)=ΔWosm(tk)・KE・KPR/Kg
として決定される血液グルコースの濃度の増分であって、ここで:
Kgは0.005l2ミリモル−1から0.006l2ミリモル−1までの範囲の正規化係数であり;
KEは、食事を摂取する前には0.23から0.4までの範囲から選択され、そして、食事の後には0.6から1.0までの範囲から選択される係数であり;
KPRは、食事を摂取してから20分後から45分後までに血液中のグルコースの濃度を測定することに対応した係数であって、ここで:
ΔWosm(tk)が0より大きい場合には、KPR=1であり;
ΔWosm(tk)が0より小さい場合には、KPR=−1である。
Wsum(tk)=A・L2/ZHF(tk)
ここで、Aは次の式:
A=Vsum・ZHF/L2
から算出される校正係数である。
Wout(tk)=B・L2/ZLF(tk)
ここで、Bは次の式:
B=Vout・ZLF/L2
から算出される校正係数である。
ΔWosm(tk)=[Wsum(tk−1)−Wsum(tk)]−Ka[Wout(tk−1)−Wout(tk)]
から算出され、ここで:
Wsum(tk)は、時点tkにおいて行われた現在の測定での、電極間に位置するヒト身体領域の組織中に含有されている流体の量であり;
Wsum(tk−1)は、時点tk−1において行われた前回の測定での、電極間に位置するヒト身体領域の組織中に含有されている流体の量であり;
Wout(tk)は、時点tkにおいて行われた現在の測定での、電極間に位置するヒト身体領域の組織中に含有されている細胞外液の量であり;
Wout(tk−1)は、時点tk−1において行われた前回の測定での、電極間に位置するヒト身体領域の組織中に含有されている細胞外液の量であり;
Kaは、ヒト・ヘマトクリット値に依存する係数である(この係数は1.2から2.1までの範囲から選ばれる)。
ΔG(tk)=ΔWosm(tk)・KE・KPR/Kg
ここで:
Kgは0.005l2ミリモル−1から0.006l2ミリモル−1までの範囲から選ばれる正規化係数であり;
KEは食物摂取に依存する係数であって;食物を摂取する前にヒト血液中におけるグルコース濃度を決定するときには、KE値は0.23から0.4までの範囲から選ばれ、そして、食物を摂取した後にヒト血液中におけるグルコース濃度を決定するときには、KE値は0.6から1.0までの範囲から選ばれ;
KPRは食物を摂取してから20分後から45分後までの時間枠内でヒト血液中におけるグルコースの濃度を決定する場合に使用される係数であって、この係数は、以下のルール:
細胞外液量の代謝成分に関する上述の増分ΔWosm(tk)が0より大きい場合には、KPR=1;
細胞外液量の代謝成分に関する上述の増分ΔWosm(tk)が0より小さい場合には、KPR=−1;
に従って、細胞外液量の代謝成分に関する上述の増分の符号に依存して、1もしくは−1のいずれかの値をとる。
G0は、ヒト血液中におけるグルコース濃度の初期値であり;
ΔG(ti)は、測定を開始してから時点tkまでに得られたヒト血液中におけるグルコース濃度のすべての増分の値であって、ここで、i={1、k}である。
300gの甘味飲料(Pepsi Cola)からなる食事(食物負荷)を摂取した、38歳の健常な男性。図1bは、前腕に設置されたセンサによって記録されたインピーダンス値の変動ZHFおよびZLFならびに温度T℃のグラフを示しており、一方、図1aは、ボランティア#1の血液中におけるグルコース濃度の変動のグラフを示している。ドットは、測定の間に取られた血液サンプルの値を指し示している(Roche Accu−Chek Activeグルコメータが使用された)。150分間の測定間隔での平均誤差は6.8%であった。
2杯の200g入りのグラスに入った甘味飲料(Pepsi Cola)からなる食事(食物負荷)を摂取した、45歳の健常な男性。図2bは、前腕に設置されたセンサによって記録されたインピーダンス値の変動ZHFおよびZLFならびに温度T℃のグラフを示しており、一方、図2aは、ボランティア#2の血液中におけるグルコース濃度の変動のグラフを示している。ドットは、測定の間に取られた血液サンプルの値を指し示している(Roche Accu−Chek Activeグルコメータが使用された)。140分間の測定間隔での平均誤差は7.2%であった。
200gの甘味飲料(Pepsi Cola)およびバナナからなる複合型の食事(食物負荷)を摂取した、42歳の健常な男性。図3bは、前腕に設置されたセンサによって記録されたインピーダンス値の変動ZHFおよびZLFならびに温度T℃のグラフを示しており、一方、図3aは、ボランティア#3の血液中におけるグルコース濃度の変動のグラフを示している。ドットは、測定の間に取られた血液サンプルの値を指し示している(Roche Accu−Chek Activeグルコメータが使用された)。150分間の測定間隔での平均誤差は9.5%であった。
Claims (6)
- ヒトにおける血液グルコースの濃度を測定する方法であって、当該方法が:
該ヒトの身体のある領域に間隔をあけて取り付けられた電極を使用して、予め定められた時間間隔で前記領域の高周波インピーダンスの値および低周波インピーダンスの値を連続的に測定するステップ;
上記高周波インピーダンスの測定値を用いて、上記電極間に位置する該領域の組織内における流体の量の推定値を決定するステップ;
上記低周波インピーダンスの測定値を用いて、該電極間に位置する該領域の上記組織内における細胞外液の量の推定値を決定するステップ;
上記細胞外液の該量の代謝成分の増分を:
上記流体の該量に関する前回測定された値に対して相対的な前記流体の該量の上記推定値の増分を決定すること;
上記細胞外液の該量に関する前回測定された値に対して相対的な前記細胞外液の該量の上記推定値の増分を決定すること;
上記流体の該量の上記推定値の該増分と上記細胞外液の該量の上記推定値の該増分との間での差異を決定すること;
により決定するステップ;
上記細胞外液の該量の上記代謝成分の該増分を正規化することによって上記血液グルコースの該濃度の増分を決定するステップ;および
上記血液グルコースの該濃度の上記増分と前回決定された該血液の濃度とを合算することにより、前記血液グルコースの該濃度を決定するステップ;
を含み、ここで、
第1の時間間隔において上記血液グルコースの濃度を決定するステップが、前記第1の時間の間隔における該濃度の増分と初期血液グルコース濃度とを合算するステップを含む;
ヒトの血液グルコースの濃度を測定する方法。 - 上記初期血液グルコース濃度が侵襲的に決定される、請求項1に記載の方法。
- 上記ヒトの該身体の上記領域に間隔をあけて取り付けられた少なくとも2つの電極が使用される、請求項1に記載の方法。
- 上記少なくとも2つの間隔をあけて設けられる電極が、腕または指などの末梢の身体領域に取り付けられる、請求項3に記載の方法。
- 上記予め定められた時間間隔が1秒間から10分間までの範囲である、請求項1に記載の方法。
- 当該方法において:
Wsum(tk)が以下の式:
Wsum(tk)=A・L2/ZHF(tk)
に従って決定される、上記電極間に位置する該領域の組織内における上記流体の量であって、ここで:
Lは前記2つの電極間の距離であり;
ZHF(tk)は時点tkにおいて測定された上記高周波HFインピーダンスであり;
Aは:
A=Vsum・ZHF/L2
として決定される校正係数であって、ここで:
Vsumは前記電極間に位置する上記領域内の該組織中における上記流体の量に関する予備的に決定された値であり;
ZHFは予備的に決定された高周波HFインピーダンスであり;
Wout(tk)が以下の式:
Wout(tk)=B・L2/ZLF(tk)
に従って決定される、前記電極間に位置する上記領域の該組織中における上記細胞外液の該量であって、ここで:
ZLF(tk)は時点tkにおいて測定された上記低周波LFインピーダンスであり;
Bは:
B=Vout・ZLF/L2
として算出される校正係数であって、ここで:
Voutは領域内における上記細胞外液の予備的に決定された量であり;
ZLFは予備的に決定された低周波LFインピーダンスであり;
ΔWosm(tk)が:
ΔWosm(tk)=[Wsum(tk−1)−Wsum(tk)]−Ka[Wout(tk−1)−Wout(tk)]
として決定される上記代謝成分の該増分であって、ここで:
Wsum(tk−1)は時点tk−1において測定された上記組織内における前記流体の該量であり;
Wout(tk−1)は時点tk−1において測定された上記細胞外液の該量であり;
Kaは、1.2から2.1までの範囲から選択される、ヒト・ヘマトクリット量に依存する係数であり;
ΔG(tk)が:
ΔG(tk)=ΔWosm(tk)・KE・KPR/Kg
として決定される上記血液グルコースの前記濃度の該増分であって、ここで:
Kgは0.005l2ミリモル−1から0.006l2ミリモル−1までの範囲の正規化係数であり;
KEは、食事を摂取する前には0.23から0.4までの範囲から選択され、そして、該食事の後には0.6から1.0までの範囲から選択される係数であり;
KPRは、前記食事を摂取してから20分後から45分後までに血液中の上記グルコースの該濃度を測定することに対応した係数であって、ここで:
ΔWosm(tk)が0より大きい場合には、KPR=1であり;そして
ΔWosm(tk)が0より小さい場合には、KPR=−1である;
請求項1に記載の方法。
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