JP4578440B2 - グルコース分析器 - Google Patents

Description

この発明は、予定確認信号を発生する信号装置を備えた糖尿病患者用のグルコース分析器に関する。

とりわけ、この発明は、糖尿病患者が血中グルコースを含む自己検査をするために用いる小型で、電池駆動の携帯型グルコース分析器に関する。この種の分析器は、試料液体の小滴と接触させた後に、（バイオセンサまたは試験片とも呼ばれる）分析要素の内部で進行した反応を分析するために用いられる。試料液体は、皮膚、とりわけ指先、に穴をあけて採取される。皮膚への侵入深度にも依るが、試料液体は、通常は血液と皮膚の間隙性流体の混合物である。したがって、分析の対象になるのは純粋な血液ではないが、「血中グルコース分析装置」と呼ぶのが一般的である。この発明は、とりわけそのような装置（自己検査用に一般的ないわゆる侵襲性装置）に関する。

予定確認信号を発生する信号装置が付加されたグルコース分析器は、「アキュチェック・ゴー」(Accu-Ｃheck Go）の商標で販売されている。公知のグルコース分析器アキュチェック・ゴーの信号装置は、最長三日間のデータを記憶して、血中グルコース濃度の測定が必要な使用者に音響信号によって予定を知らせることができる。一日の測定予定時刻は、使用者が決めてキー操作により分析器に入力する。

糖尿病患者が常時携帯するために、グルコース分析器は、小型であることが求められる。したがって、配設される操作キーまたは類似要素は、きわめて小型であり、また、その数も少ない。このために、血中グルコース測定の予定を知らせるための音響信号を発信する時刻の入力は困難であり不便である。このことは、加齢や病気のために身体能力が低下している個人に対して特に当てはまる。

米国公開特許第２００３／０１７５８０６Ａ１号には、部位を替えて測定（部位切替測定）することによって、一般的な分析器と比較した場合、きわめて数多くの回数のグルコース濃度測定ができるようにされた血中グルコース測定器に関する記載がある。この測定は、試薬を用いることなく、また、好ましくは非侵襲性の方法で実行される。これに関連し、選択肢として、従来の侵襲性（指先採血）分析による測定を追加するとともに、使用者に血中グルコース測定の必要があることを一日の複数の時刻に知らせる、と記載されている。これに関連して記載された変形例によると、予定確認時刻は、（アキュチェック・ゴーのような）分析器に入力するのではなく、現在のグルコース濃度値、名目グルコース濃度値、および測定濃度の最大値と最小値を考慮して決定できるようになっている。次に、測定濃度値を分析器に「患者履歴」として記憶しておき、分析器のプロセッサにそれを入力して、（たとえばファジー理論を用いた）数学的予測法によって予定確認時刻を決定する、と記載されている。

この発明は、血中グルコース測定が必要であることを各々好適な時刻に使用者に知らせるための改良された方法を提供することを目的とする。

この目的は、グルコース濃度値を測定するための測定器、グルコース濃度値を表示するための表示装置、予定確認信号を発生する信号装置、および、プロセッサとデータ用メモリを含むとともに、信号装置を作動させる予定確認時刻を決定するために用いられる制御・評価装置を有し、グルコース分析器の使用者に関し、使用者の日常生活において発生する予め規定された種類の事象に該当する事象と、そのような事象の発生時刻が記録された事象・時刻データをデータ用メモリに記憶し、また、予定確認時刻が、同一使用者の複数の日に亘る事象・時刻データを考慮して予定確認時刻決定アルゴリズムによって決定されることを特徴とする糖尿病患者用のグルコース分析器によって達成される。

この発明による分析器のデータ用メモリに記憶される事象・時刻データは、使用者が生活していくなかで発生する事前に選択された（予め規定された）種類の事象に関する。予め規定された種類の事象は、とりわけ、グルコース濃度の測定、食物の摂取、休息、および身体的活動の増大である。しかし、使用者の日常の行動を特徴付ける他の事象、たとえば勤務時間の開始と終了、は原則として規定された種類の事象に該当し、それに対応した事象・時刻データが記憶装置に入れられる。

これに関連して、二つのカテゴリーの事象、即ち、グルコース分析器の機能に関係するために、これらに関する情報を分析器から容易に入手することができる第一のカテゴリーの事象（内部事象）と、使用者の日常の行動に内在する特殊事情を反映していて、グルコース分析器の機能に関係していないために、これらに関する情報を分析器から容易に（センサのような手段を追加することなく）入手することができない第二のカテゴリーの事象（外部事象）と、は区別しなければならない。分析器のデータ用メモリに記憶された事象・時刻データは、各々予め規定された種類の事象に該当する事象が発生した時刻に関する情報と、特定の種類の事象に関する情報とを含む。

記憶された事象時刻とは、典型的には、当該事象が発生した時刻である。（食物の摂取や休息のように）長時間に亘る事象に対しては、たとえば、事象継続時間の終了時刻または中間点を事象の時刻として記憶装置に入れることもできる。もちろん、この発明は、事象・時刻データに内在するタイミング情報を検出して記憶する場合、特定の形態に限定されるものではない。このタイミング情報を必ずしも日時として記憶する必要はない。それよりも、時間、即ち二つの事象の間隔、を計測して記憶する方が好都合であり、この場合、事象発生の時間を（日時という）絶対値によって測定して記憶する必要はない。

とりわけ、二つの異なる事象間の時間を計測して記憶する場合、事象・時刻データは、たとえば食物摂取とグルコース測定のあいだの時間を含む。このとき、予定確認時刻は、二つの異なる事象間の時間に基づいて（予定確認時刻決定アルゴリズムによって）決定され、当該事象が発生した絶対値としての日時を考慮する必要はない。このような手法については、浮動基準点を用いて事象時刻を決定するケースに関連して、以下でさらに説明する。

種類が「グルコース濃度の測定」という事象の場合、その分析が行われた時刻を記録する。分析結果、即ち測定濃度、も記憶装置に入れられることは明白である。しかし、予定確認時刻決定アルゴリズムにはグルコース分析を行った日時だけを用い、分析結果は用いないほうが好ましい。

外部事象に該当する事象の発生に関する情報については、使用者が、分析器の入力装置（たとえば操作キー）を用いて手動により入力することができる。しかし、当該事象を自動認識して対応する事象時刻を記憶する事象センサを分析器に追加装備することもできる。たとえば歩数計に用いて、例として運動量を検出するための比較的簡単で廉価なセンサが入手可能である。ここでは、これらを身体的活動が増大した時刻と休息時間帯の両方の自動認識に用いることができる。

予定確認時刻を手動入力する分析器と比較した場合、この発明によるグルコース分析器は、操作が簡単であり、また、予定確認時刻が自動的に設定されるとともに、使用者の日常の行動に合わせて調節可能であるという事実を特徴とする。米国公開特許第２００３／０１７５８０６Ａ１号に記載された方法の場合にも予定確認信号を自動的に発生するが、これらの信号は、使用者の日常の行動の各々に合わせることができない。この書類の方法においては、予定確認時刻を分析結果に基づいて決定しようとさえしている。予定確認時刻は、大きい不確定要素を伴うもののグルコース濃度の変化についての予測に基づいて決定されるものであるために、そのようなことは好ましくないことを、この発明を行う過程で見出した。

この発明によるグルコース分析器においては、使用者が、日時を分析器に入力する必要はまったくない。確認予定信号を発生する時刻は、使用者のそれまでの行動に関するデータを評価装置において独立して処理して、信号装置において決定される。

分析器の予定確認機能は、使用者の日常の行動の各々に合わせることができる。予定確認機能を、たとえば季節によって決まる一日のリズムの変化に各々合わせることができることは特に好都合である。したがって、この発明による分析器の予定確認機能は、血中グルコース濃度の測定の予定と、糖尿病治療のために重要であろうその他の測定の予定を使用者に自動的に知らせる自己学習型警報装置である。信号装置を作動させる予定確認時刻の決定は、記憶された事象・時刻データを、たとえばパターン認識法によって処理して行われる。

予定確認時刻を決定するために、制御・評価装置において記憶された事象・時刻データの少なくとも一部を分析し、また、分析に用いられた事象・時刻データは数日間に亘って分散される。少なくとも５日間、好ましくは少なくとも８日間、特に好ましくは少なくとも１２日間に亘る日常の行動をデータ化した事象・時刻データを蓄積し、予定確認時刻を決定するために、これらデータの少なくとも一部を予定確認時刻決定アルゴリズムに用いることが好ましい。

この発明の特に好都合な点は、一方では予定確認時刻が自動的に決定することが可能であり、他方では個々の使用者の生活上のリズムに対してとりわけ自在に合わせることができるということである。とりわけ、比較的若い独身の糖尿病患者は、職務上および個人的な日毎に変わる予定のために日常の行動はしばしばきわめて不規則である。この発明を行う過程において、上記のケースの場合、診断結果に基づいて予定確認時刻を決定しても、満足できる結果をもたらさないことが判った。この発明によると、種々の事象・時刻データを自在に組み合わせて予定確認時刻決定アルゴリズムに用いることが可能であり、この結果、予定確認時刻を使用者の各々の生活上のリズムに合わさせることができる。

このことを最適化するために、就業日には非就業日とは異なる予定確認時刻決定アルゴリズムを用いることが好ましい。予定確認時刻を自在に設定するためのもう一つの選択肢は、予定確認時刻決定アルゴリズムにおいて事象時刻に動的な基準点（浮動基準点）を用いることである。このことに関しては、食物摂取が特に好適である。予定確認時刻決定アルゴリズムを用いる際、複数の日に亘って食物（たとえば昼食）を摂取した時刻からその後にグルコース濃度を測定した時刻までの時間を計測して、各々の日に食物（たとえば昼食）を摂取した時刻に対応した予定確認信号を生成することが好ましい。最も簡単なケースの場合、予定確認信号を昼食の後、一定の時間が経過したときに発生するようにし、この一定の時間とは、前日までの複数の日に、昼食をとった時刻からそれに対応して血中グルコース測定を行った時刻に至る時間の平均である。明らかに、平均は、とりわけ簡単な例である。複数の助変数、即ち、とりわけ複数の種類の事象と各々の事象発生時刻とに関するデータ、を考慮に入れて、よりよい結果を導出する数学的手法を用いることができる。しかし、この実施形態においては、グルコース計測を行うことを使用者にほぼ固定した時刻ではなく、個人としての日常の行動に対応したある時刻に知らせるようにできるために、使用者の日常の行動に自在に合わせるという観点からは、浮動基準点を用いることがとりわけ好都合であると説明している。ここで、浮動基準点として用いる事象時刻と予定確認時刻との間隔は、ゼロを含むあらゆる値を採りえる。後述したケースの場合、予定確認信号は、浮動基準点として用いられる事象発生と同時に発生する。

したがって、この発明によると、予定確認時刻を、使用者の一日のリズムに合わせ、また、たとえば食物摂取、インスリン投与、または身体の運動のように血中グルコース濃度に時間を変数にして影響を与える事象にしたがって決定することが可能になる。

この発明では予定確認時刻を決定するが、それは、必要なグルコース分析のタイミングを設定することに限定されるものではない。この発明によると、その他の予定確認時刻も決定することが可能であり、特に、インスリン投与および／または食物摂取の予定を知らせるために予定確認信号を発生することもできる。これに関連して、信号装置を介して異なる予定確認信号を発生させることがとりわけ好都合である。一般に、音響信号を用いることが好ましいが、視認可能な予定確認信号（たとえばディスプレイ上の表示）または触覚による予定確認信号（たとえば振動）を用いることも可能である。

制御・評価装置は、たとえば必要な血中グルコース測定の予定を知らせるために、信号装置が第一種予定確認信号を発生する第一種予定確認時刻を決定し、また、インスリン投与、食物摂取、および／または身体の運動の予定を知らせるために、信号装置が第二種予定確認信号を発生する第二種予定確認時刻を決定することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、例示としての実施形態に基づいてより詳細に説明する。ここに示す特徴を個別に用いてまたは組み合わせることによって、この発明による好ましい実施形態を創出することができる。

図１に示すグルコース分析器１の外観は、公知の機器のそれに類似している。表示装置４が、測定値を表示するためのディスプレイとして機能する。キー形状の操作要素５が、分析器１および／または特殊機能を作動させるために設けられている。分析器の内部にはランセット（図示せず）が設けられており、ランセットを用いて、筐体２の開口３に当接されたたとえば指のような体の一部に刺傷を作ることができる。分析器１は、刺傷から流れ出る血液を採取して、測定装置（図２）によって血中グルコース濃度を測定することができる。

グルコース分析器１には、主電源から独立した、たとえば市販の電池のような電源（図示せず）が装備されており、電源から各々の構成要素に電流が供給される。グルコース分析器１の構成要素は公知であるために、これ以上の詳細な説明は必要ないであろう。

図２は、グルコース分析器１のブロック図の略図である。血液試料のグルコース濃度は、制御・評価装置７に接続された測定装置６によって測定される。ここで、この分析を特徴付ける診断助変数を（通常は分析要素によって）測定し、その測定値から目的のグルコース濃度を決定するために分析器に組み込まれた構成要素の全体を、「測定装置」と呼ぶ。この種測定装置には多数の種類のものが知られており、また、分析手法を正確に種類分けすることがここでは重要ではないために、これに関連してのより詳細な説明は必要ないであろう。

制御・評価装置７はマイクロプロセッサを含む。測定結果のグルコース濃度値は、不揮発性のデータ用メモリ８に記憶され、使用者にはディスプレイ４を介して表示される。

さらに、グルコース測定器１には、たとえば制御・評価装置７のクロック発生器を利用することができる内部時間計測装置９が設けられている。信号装置１０は、血中グルコース測定を行う時刻になったことを、たとえば音響信号によって使用者に知らせる。

データ用メモリ８には、グルコース濃度の測定値に加えて測定時刻、即ちグルコース濃度を測定した時刻、が記憶されている。制御・評価装置７は、この記憶された事象時刻を用いて、制御・評価装置７が信号装置１０を作動させる予定確認時刻を決定する。これらの予定確認時刻は、以下で説明する方法（アルゴリズム）を用いて制御・評価装置７によって決定される。グルコース分析に関する事象・時刻データだけを考慮したきわめて簡単な方法について、まず説明する。

グルコース分析器１の使用開始時には、事象・時刻データ、即ち血中グルコース測定を行った時刻、を用いることができない。このために、制御・評価装置７は、二日目になって実際の動作を開始し、初日に行った血中グルコース測定について記憶されている事象時刻を呼び出す。記憶されている使用開始初日の事象時刻は、二日目に予定確認時刻として使用される。このため、制御・評価装置７は、使用開始初日に血中グルコース測定を行った時刻とまったく同じ二日目の時刻に信号装置１０を作動させる。

使用開始から三日目以降については、予定確認時刻を再計算する。この再計算には、最後に使用した予定確認時刻から予め設定された長さの時間内にある事象時刻が考慮される。新しい予定確認時刻は、これらの事象時刻を平均化した時刻である。

この予め設定された時間の間隔については、たとえばある日の一回目の測定についての事象時刻が同日の二回目の測定に対する予定確認時刻に算入されないように、その長さを選ばなければならない。したがって、この時間の間隔は、特定の日のｎ回目の測定に対する予定確認時刻を計算するための時間の間隔に、前日までのｎ回目の測定についての事象時刻だけが含まれるようにするため、充分に短いものでなければならない。この時間の間隔は、約一時間から約二時間のあいだであることが好ましい。

予定確認時刻の計算には、たとえば二週間という限定された期間の事象・時刻データだけを用いることによって、予測可能な間隔について一日のリズムの変化に合わせることができるようにすることが好ましい。この間隔が短い程、日常の行動の変化をより素早く予定確認時刻に反映することができる。しかし、この間隔は、特別な理由のために普段とは異なる時刻に行われ、予定確認時刻の計算に好ましくない程大きい影響をもたらすような測定を不可能にする程、短過ぎてはならない。予定確認時刻の計算には、４日から１４日前の事象・時刻データを反映させることが有利である。

これに関連して、使用者が記憶された事象時刻を削除するまたは使用開始初日用の予定確認時刻を分析器に入力することができるような選択肢を与えるほうが有利である。このために、表示装置４は、操作キー５によって好適な機能を選択するための動作メニューを表示することができる。

上記の説明は、比較的簡単な予定確認時刻決定アルゴリズムとその変形例に関する。しかし、今日小型で電池駆動の分析器に用いることができるプロセッサとデータ記憶能力を考慮した場合、さらに高度なアルゴリズムを使用することができる。多数の変形例が考えられるために、細かい議論を行うことは不可能である。さらに、数学的手法は公知であり、また、多くのプログラムが市販されているために、詳細な議論は不要であろう。上述したように、そのように市販されているアルゴリズムの種々の変形例を用いて、この発明の利点とその好ましい発展例を達成することができる。

上述したように、この発明は、グルコース濃度の測定という種類の事象に限定されるものではない。別の、とりわけ外部事象についての事象・時刻データを用いるほうが好ましい。これらのデータは、入力装置１１により手動でまたは事象センサ１２により自動的に制御・評価装置７に入力される。

たとえば、とりわけ高いまたは低いグルコース濃度値を確認するために行われる繰り返し測定は、予定確認時刻の決定には用いないことが好ましい。これに関連し、制御・評価装置は、現在のグルコース濃度値を過去の測定値と比較し、この比較を基にして、たとえば２０分という予め設定された時間の経過後に、繰り返し測定を行う必要があることを独立して知らせることが好ましい。

就業日には非就業日とは異なる予定確認時刻決定アルゴリズムを用いることにより、使用者の利便性を向上させることができる。大部分の人は、非就業日（休暇、休日、および週末）と比較した場合、就業日には異なる一日のリズムを有する。就業日と非就業日とで予定確認時刻決定アルゴリズムを切り換えるための最も簡単な方法は、使用者が、分析器１に非就業日か否かをキー操作によって入力することである。同様に、病気などの生活上の別の状態については、特定の予定確認時刻決定アルゴリズムを用いるようにすることもできる。

信号装置１０を用いて、使用者に基礎投与、即ち使用者の基礎的必要量に見合った量のインスリン投与、の予定を知らせることも好ましい。基礎投与に対応して血中グルコース測定を行うための予定確認時刻は、予定確認時刻決定アルゴリズムを用いて決定される。このために、分析器に基礎投与を行った時刻を入力することが必要である。最も簡単なケースでは、キー操作を行い、基礎投与の事象時刻をデータ用メモリ８に記憶させることができる。信号装置１０は、血中グルコース測定の予定については、基礎投与の予定の場合とは異なる信号を発生することが好ましい。たとえば、音響の周波数または継続時間を変えることによって、人間の耳で容易に識別可能な予定確認信号を発生することができる。

（たとえばインスリン投与、食物摂取、および身体の運動に関する）事象・時刻データを考慮し、また、データ用メモリ８に記憶されている血中グルコース濃度の測定値を多分に追加分析して、制御・評価装置７を、補正インスリン投与、食物摂取、または身体の運動についての予定を使用者に自動的に知らせるために用いることもできる。

グルコース分析器の斜視図である。 図１に示したグルコース分析器のブロック図である。

符号の説明

１ グルコース分析器
２ 筐体
３ 開口
４ 表示装置
５ 操作キー
６ 測定装置
７ 制御・評価装置
８ データ用メモリ
９ プロセッサ
１０ 信号装置
１１ 入力装置
１２ 事象センサ

Claims (5)

1. グルコース濃度値を測定するための測定器（６）と、
   グルコース濃度値を表示するための表示装置（４）と、
   予定確認信号を発生する信号装置（１０）と、
   プロセッサとデータ用メモリ（８）を含むとともに、信号装置（１０）を作動させる予定確認時刻を決定するために用いられる制御・評価装置（７）と、
   を備えたグルコース分析器であって、
   当該グルコース分析器の使用者の生活中における１または２以上の事象に関する情報を含む事象・時刻データが前記データ用メモリ（８）に記憶され、
   当該事象が食物の摂取を含む、少なくとも１つの種類に属し、
   当該情報が前記事象の種類と前記事象が発生した時刻とを含み、
   複数の日に亘る、前記事象の種類と事象が発生した時刻データを用いる予定確認時刻決定アルゴリズムによって、予定時刻確認が決定され、
   浮動基準点にとして時点を加えることによって予定時刻確認を算出するために、事象が発生する時間に関する情報が、前記予定確認時刻決定アルゴリズムにおける浮動基準点として用いられてなる糖尿病患者用のグルコース分析器。
2. グルコース分析器の内部事象、とりわけグルコース濃度測定、は、前記事象・時刻データの予め規定された種類の内部事象であることを特徴とする請求項１記載のグルコース分析器。
3. グルコース分析器の外部事象、とりわけ使用者の食物摂取、使用者の休息時間、インスリン投与、または使用者の身体の運動の時間、は、前記事象・時刻データの予め規定された種類の外部事象であることを特徴とする請求項１または２記載のグルコース分析器。
4. 就業日についての予定確認時刻と非就業日についての予定確認時刻とは、異なる予定確認時刻決定アルゴリズムによって決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のグルコース分析器。
5. 予め規定された種類の事象に該当する事象の時刻、とりわけ食物摂取の時刻、は、前記予定確認時刻決定アルゴリズムにおいて浮動基準点として用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグルコース分析器。

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