JP2016041095A

JP2016041095A - 連続血液成分測定装置

Info

Publication number: JP2016041095A
Application number: JP2014165013A
Authority: JP
Inventors: 中松　義郎; Yoshiro Nakamatsu; 義郎中松
Original assignee: Dr Nakamatsu Soken Co Ltd
Current assignee: Dr Nakamatsu Soken Co Ltd
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2016-03-31

Abstract

【課題】近赤外線を用い非侵襲で血糖値を連続して測定できる装置を提供する。【解決手段】手１Ａなどの測定部位に近赤外線照射装置２０から近赤外線を照射し、近赤外線で照射した光が体内から戻ってくる反射を近赤外線センサー３２で検出して吸光度合を調べ、グルコース濃度を測定し、血糖値を表示する。【選択図】図３

Description

人の指や耳たぶをその度ごとに採血し、測定する公知の方法と異なり、本発明は非侵襲性で連続して血液成分を測定する装置に関し、更に詳しくは血糖値等の血液成分を連続して簡単に測定できるようにした連続血液成分測定装置に関する。

人の指や耳たぶをその度ごとに採血し、測定する公知の方法において、血糖値は血液中のブドウ糖（グルコース）の濃さを示し、その値が９０〜１００であれば正常とされる。また、食後２時間後の血糖値は１２０未満であれば、正常とされる。糖の代謝異常が起きると、細胞内に糖を取り込めないので、血液中のブドウ糖の濃度（血糖値）が高くなる。血糖値が高いと、血液が糖分のためにどろどろになり、種々の病気を引き起こし、人体に悪い影響を与える。

血糖値を測定する公知の侵襲性の血糖値測定装置は、図１に示すように、指先１や耳たぶ１５に針を刺し、指で押して採血３し、グルコース酵素電極１１による酵素法（生じたＨ_２Ｏ_２を電気的に測る）を用いて測定している。この方法は患者が痛がり、最大の欠点は、血液成分を測定する場合に絶対必要な連続測定ができないということである。

図１は公知の侵襲性の血糖値測定の例を示す図である。指１の先端部を針２でつつき血液３を出す。針２は針検出器２６に挿入し、ダイヤル２２で出入度を調整し、レバー２３を矢印２４方向に引き、これをリリースしてバネで針２を矢印２５方向に突く。

このようにして得られた血液３を、図２に示すような血糖値測定装置１０の挿入口１２に挿入したセンサー棒１３の先端部に設けられたセンサー１１に付着させる。センサー１１は血液中の血糖値濃度を検出する。検出された血糖値信号は血糖値測定装置１０に入力され、該血糖値測定装置１０は所定の信号処理を行って、血糖値を算出する。
１４はその表示部である。

また、腕時計型装置の下に２つのパッドを付け、そこから微弱な電流を流して皮膚の下の間質組織液の血糖値を測定するものがあるが、３時間のウォーミングアップが必要であり、測定精度がよくなく、またセンサーの跡が赤くかぶれる欠点がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、非侵襲性で簡易かつ安定に血糖値を連続測定することができる連続血液成分測定装置を得ることを目的としている。

本発明は、機器の近赤外線センサー部分に手のひらを密着させ、その時に得られる血糖値による血液の変化を連続して検出して、血糖値を連続的に測定するようにしたことを特徴とする。本発明によれば血糖値による血液の変化を針を用いず手のひらなどで検出して血糖値を測定するようにした。ここで、「血液の変化」とは、血液中のＧＴＦ（グルコース・トレランス・ファクタ）濃度、乳酸値等の変化をいう。

本発明は針を用いずに血液の変化を検出して血糖値を求めるようにしたので、患者は痛くなく、菌の侵入もなく安全であり、測定容易で迅速でありローコストで小型軽量で、非侵襲性であり、従来不可能であった血糖値を連続して測定することができるので、従来不可能であった連続健康管理を実現できる夢の発明の実現である。

指から採血する様子を示す図採血した血液から血糖値を測定する様子を示す図本発明の一実施例を示す構成図信号の変化率から推定したグルコース濃度を示す図グルコース濃度に対応する信号の変化率を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図３は本発明の一実施例を示す構成図である。図において、２０は近赤外線を照射する近赤外線照射装置、３０は血糖値測定装置である。１Ａは手であり近赤外線照射装置２０から照射された近赤外線で、手１を透過・反射させるようになっている。

３2は手１Ａを透過し反射した近赤外線を検出する近赤外線検器、３３は該近赤外線検出器３２の出力に所定の画像処理を加える画像処理回路である。３４は該画像処理回路３３の出力を受けて血糖値を表示する表示部である。画像処理回路３３としては、例えばマイクロコンピュータが用いられる。マイクロコンピュータのビット数としては、３２ビット程度のものが用いられる。同図では、血糖値「１２０」が表示されている例を示している。

３１は手１を血糖値測定装置３０の上部に接着するための上面平坦部である。手１の掌は上面平坦部３１に接着するようになっている。この上面平坦部３１は、近赤外線を透過させる必要があることから、光透過性の材質から構成される。例えば、ガラス，プラスチック，アクリル等が用いられる。３５は血糖値測定装置３０の制御を行うためのスイッチ等から構成される操作部である。３６は装置３０にパワーを供給するための電源コネクタである。電源コネクタとしては、例えばＵＳＢコネクタが用いられる。電源のオンオフスイッチは、前記操作部３５に設ければよい。

本願発明は、以下の原理によるものである。ブドウ糖（グルコース）は、近赤外線の１５００ナノメータ付近で光を吸収する性質がある。これを利用して、近赤外線で照射した光が体内から戻ってくる反射を近赤外線センサーで検出して吸光度合を調べることでグルコース含有量を割り出すものである。
このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。

先ず、図３に示すように、手１を上面平坦部３１に圧着させる。この状態で近赤外線照射装置２０から手１に向けて近赤外線を照射する。手１Ａ内に入った近赤外線は手１内の血液情報を含んだ近赤外線に変換され、近赤外線検出器３２に入射される。近赤外線検出器３２は、入力近赤外線信号に応じた電気信号を発生させる。

近赤外線に対応した電気信号（以下検出信号と略す）は、続く画像処理回路３３に入り、該画像処理回路３３は、入力信号に所定の画像処理を加え、血液の血糖値を算出する。算出された血糖値は表示部３４に入って表示される。図では血糖値１２０が表示されている。

このようにして、血糖値は表示部３４に表示されるが、この表示された血糖値を一定周期で測定すると、血糖値の連続測定が行えることになる。図では、表示部に表示された場合を示しているが、画像処理回路３３で得られた血糖値をＤＡ変換器（図示せず）でアナログ信号に変換し、そのアナログ信号３６を外部のレコーダ４０で記録すると、患者の血糖値の連続信号が記録され、医者はこの記録信号を元に、患者の状態をより詳しく把握することができ、治療に生かすことができる。

図４はグルコース濃度の見積もりを示す図である。横軸は実際に添加したグルコース濃度（ｍｇ/ｄｌ）、縦軸は信号の変化率から推定したグルコース濃度（ｍｇ/ｄｌ）である。縦軸と横軸の値はほぼ一致しており、測定の妥当性が示されている。

図５はグルコース濃度と透過光強度特性を示す図である。横軸はグルコース濃度（ｍｇ/ｄｌ）、縦軸は信号の変化率である。この内、■は位相変調出力を、□は全透過光強度を示している。グルコース濃度と変調出力はほぼリニアに変化していることが分かる。

本発明は、小型化が可能であるので、携帯に便利である。回路をバッテリー駆動するようにすれば、商用交流が来ていないところでも測定することが可能である。

１指
１Ａ手
２針
３血液
１０血糖値測定装置
１１センサー
１２血糖値センサー挿入口
１３センサー部
１４血糖値測定ディスプレイ
１５耳たぶ
２０赤外線等照射装置
２２針２の出入調整ダイヤル
２３針飛出レバー
２４レバー引方向
２５針出方向
３０血糖値測定装置
３１上面平坦部
３２近赤外線検出器
３３画像処理回路
３4 表示部
３５操作部
３６電源コネクタ
４０アナログレコーダ

Claims

機器の近赤外線センサー部分に手のひらを密着させ、その時に得られる血糖値による血液の変化を連続して検出して、血糖値を連続的に測定するようにしたことを特徴とする連続血糖値測定装置。