JP5681647B2 - 生体成分の測定方法及びその装置並びに生体成分の検査システム - Google Patents

Description

本発明は、生体内の生体成分の測定方法に係り、特に、血液の採取を不要としてユーザ個人が簡易に使用することが可能な生体成分の測定方法及びその装置並びに生体成分の検査システムに関する。

臨床化学においては、ブドウ糖、尿素窒素、尿酸、ナトリウム、カリウム、塩素、カルシウムなどが生体の状態を反映するものとして、採取した血液で通常測定されている。
しかしながら、これらの生体成分を測定するに当たってその都度血液を採取しなければならず、生体成分を定期的に測定しなければならない患者にとっては、血液の採取を避けたいという要望もある。
また、ＣＧＭＳ（Continuous Glucose Monitoring Systemの略）と称する機器、つまり、細いセンサを皮下に持続的に刺しておいて、細胞間液の糖分濃度を、センサ間に流れる電流の大きさに置き換えて、それを更に血液中の糖の濃度（血糖値）に置き換えて一定の間隔で連続的に表示するものが既に提供されているが、高価な上使い勝手が悪いという不具合がある。

そこで、この種の生体成分の測定方法として、血液の採取を伴わずに簡易に実施したいという要望が強くなってきており、例えば生体成分の一例である糖を測定対象とした特許文献１〜４に記載の技術が既に提供されている。
特許文献１には、水のようなグルコース採集媒体を含むリザーバーを備える採集デバイスを、所定時間、患者の皮膚の角質層に対して配置し、所定時間の終わりにグルコース採集媒体の少なくとも一部をリザーバーから取り出し、グルコース濃度について分析する技術が開示されている。
特許文献２には、体内埋め込み用の糖類測定用センサーとして、検出層を含み、検出層には蛍光センサー物質が基材を介して固定されている態様が開示されている。ここで、蛍光センサー物質は、蛍光モノマー化合物とアクリルアミド残基を含む重合性単量体を含む共重合体であり、水溶液中の糖類が蛍光モノマー化合物と相互作用すると蛍光を発する。検出層に光源から所定の波長の光を当て、反射された蛍光量または波長の変化を検出器によって検出すると、蛍光量に依存した糖類の濃度を知ることが可能である。また、この糖類測定用センサーは、ハウジングで囲まれ、窓部から検出層を露出させるようにすると共に体外のシステムと通信するためのアンテナ部を有している。
特許文献３には、身体の皮下組織にセンサ配置用のトンネルを形成し、このトンネル内にセンサを挿通すると共に、このセンサによって生理学的パラメータ値を検出するようにした技術が開示されている。
特許文献４には、スイッチの操作によって測定時刻が設定された場合には、時計部からの割り込みに応じて赤外線発光部に駆動信号を与えて、発光素子から発光された赤外線が対象部位である手首の表面に照射させて、手首内の人体成分である血液のグルコースによって反射された赤外線を、受光素子で受光し、受光素子から発生される受光信号に基づいて、血液のグルコース濃度を検出し、その検出したグルコース濃度とメモリに記憶された基準データとを照合することにより血糖値を測定して表示部に表示する技術が開示されている。

特表平９−５０３９２４号公報（好適な態様の詳細な説明，図４） 特開２００６−３６６６４号公報（発明を実施するための最良の形態，図２〜図４） 特表２００６−５００１７０号公報（発明を実施するための最良の形態，図１） 特開２００９−１１７５３号公報（発明を実施するための最良の形態，図７）

しかしながら、特許文献１にあっては、患者の皮膚の角質層に対してグルコース採集媒体を配置しているため、皮膚部分に擦り傷などがあるような場合にはグルコース濃度が不正確になってしまう。
また、特許文献２，３については、体内埋め込み用の糖類測定用センサーが開示されているが、いずれも埋め込みのためにセンサ構成を工夫したり、センサを埋め込むためのトンネルを形成しなければならず、構成が複雑になってしまう。
更に、特許文献４には、時計式の糖類測定用センサーが開示されているが、血管中を流れる血液に対する糖類を測定対象としているため、測定精度が低下せざるを得ないという不具合がある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、測定対象である生体成分に感応する官能基を生体内に安定的に保持することができ、長期に亘って簡単且つ正確にリアルタイムで生体成分を測定することが可能な生体成分の測定方法及びその装置並びに生体成分の検査システムを提供することにある。

請求項１に係る発明は、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体として生体内に安定して保持可能な刺青材料を用い、当該保持体に対し測定対象である生体成分に感応する官能基を保持させたものを用いる生体成分の測定方法であって、生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれた前記保持体と共に生体内に保持された前記官能基の感応度合を生体外から直接検出することで生体成分量を測定することを特徴とする生体成分の測定方法である。
請求項２に係る発明は、請求項１に係る生体成分の測定方法において、前記生体成分が血液成分としての糖に依存する成分であることを特徴とする生体成分の測定方法である。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る生体成分の測定方法において、前記官能基は糖のジオールと可逆的に反応する官能基であることを特徴とする生体成分の測定方法である。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係る生体成分の測定方法において、前記官能基が生体成分に感応して構造変化し、当該構造変化による物理的又は化学的な特性変化を官能基の感応度合として検出することを特徴とする生体成分の測定方法である。

請求項５に係る発明は、生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれ、生体内に安定して保持可能な刺青材料が用いられ、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体と、測定対象である生体成分に感応し、前記保持体に保持されて前記保持体と共に生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれる官能基と、生体内に保持された前記官能基の感応度合を生体外から直接検出する検出器と、この検出器の検出結果に基づいて測定対象である生体成分量を演算する演算器と、を備えたことを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る生体成分の測定装置において、前記検出器は前記官能基が埋め込まれた生体部位に対応して設けられていることを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項７に係る発明は、請求項５又は６に係る生体成分の測定装置において、前記検出器は前記官能基が保持されている生体部位に対し予め決められた限定波長光を照射し、生体内に保持されている官能基に対する反射光又は透過光を検出することを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項８に係る発明は、請求項５ないし７いずれかに係る生体成分の測定装置において、前記演算器は前記検出器の検出値と生体成分の測定値との相互関係が予め関連付けられたテーブルを有し、このテーブルを参照することで生体成分量を演算することを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項９に係る発明は、請求項５ないし８いずれかに係る生体成分の測定装置において、更に、前記演算器の演算結果及び当該演算結果の評価のうち少なくとも一方が表示可能な表示器を備えていることを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る生体成分の測定装置において、前記検出器、前記演算器及び前記表示器はユーザが携帯可能な計測具として構成されていることを特徴とする生体成分の測定装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項５ないし１０いずれかに係る生体成分の測定装置と、この測定装置で測定された生体成分の測定情報に基づいて当該生体成分の測定結果を検査する検査装置と、を備えたことを特徴とする生体成分の検査システムである。

請求項１に係る発明によれば、生体内に安定して保持可能な刺青材料を保持体として、測定対象である生体成分に感応する官能基を生体内に安定的に保持することができ、長期に亘って簡単且つ正確にリアルタイムで生体成分を測定することができる。その結果、採血すること無く測定が可能となり、瞬時的な健康把握と経年的健康管理が可能となる。
請求項２に係る発明によれば、生体成分の一例である血液成分に関し、長期に亘って簡単且つ正確にリアルタイムで血液成分としての糖に依存する成分を測定することができる。
請求項３に係る発明によれば、生体成分の一例である血液成分としての糖に依存する成分を測定するに当たり、感応性の良好な官能基を容易に選定することができる。
請求項４に係る発明によれば、官能基の物理的又は化学的変化を検出することで、測定対象である生体成分量を容易に測定することができる。
請求項５に係る発明によれば、生体内に安定して保持可能な刺青材料を保持体として、測定対象である生体成分に感応する官能基を生体内に安定的に保持することができ、長期に亘って簡単且つ正確にリアルタイムで生体成分を測定することが可能な生体成分の測定装置を提供することができる。
請求項６に係る発明によれば、官能基の感応度合を正確に検出することができ、その分、感応に供される生体成分量の測定精度を向上させることができる。
請求項７に係る発明によれば、生体内に保持されている官能基の感応度合を正確に検出することができ、感応に供される生体成分量の測定精度をより向上させることができる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、検出器の検出情報に基づいて感応に供される生体成分量を容易に演算することができる。
請求項９に係る発明によれば、生体成分を測定するに当たり、測定した生体成分量やその評価結果を目視することができ、ユーザの生体成分の測定及び管理を容易にすることができる。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、ユーザの生活環境の中で任意のタイミングにて生体成分の測定及び管理をすることができる。
請求項１１に係る発明によれば、生体成分に関する測定結果について簡単に検査に供することができる。

（ａ）は本発明が適用された生体成分の測定方法を用いた実施の形態の概要を示す説明図、（ｂ）は本発明が適用された生体成分の測定装置及び検査システムを用いた実施の形態の概要を示す説明図である。 実施の形態１に係る生体成分の測定装置の概要を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１で用いられる保持体としての刺青材料と官能基との結合構造例を示す説明図、（ｂ）は他の結合構造例を示す説明図、（ｃ）は生体内に対する刺青材料と官能基との埋め込み位置を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１で用いられる官能基の構造式を示す説明図、（ｂ）は官能基と糖との結合原理を示す説明図、（ｃ）は官能基に標識物質としての色素物質を結合させた状態を示す説明図である。 （ａ）は生体成分の測定装置の測定原理を模式的に示す説明図、（ｂ）は測定装置の検出器、演算器の構成例を示す説明図である。 （ａ）は検出器の出力例を示す説明図、（ｂ）は検出器の出力例に対する生体成分量の演算例を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１に係る生体成分の測定装置の測定例１を示す説明図、（ｂ）は同測定装置の測定例２を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態２に係る生体成分の測定装置で用いられる保持体の一例を示す説明図、（ｂ）は同測定装置で用いられる保持体の他の例を示す説明図である。 実施の形態３に係る生体成分の測定装置を用いた検査システムの一例を示す説明図である。

◎実施の形態の概要
図１（ａ）は本発明に係る生体成分の測定方法を採用した実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、本実施の形態で採用される生体成分の測定方法は、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体１に対し測定対象である生体成分１０に感応する官能基２を保持させたものを用いる生体成分の測定方法であって、生体Ｍの真皮又は皮下組織１１ｂに埋め込まれた保持体１と共に生体Ｍ内に保持された官能基２の感応度合を生体外から直接検出することで生体成分量を測定するものである。
このような技術的手段において、保持体１は、生体Ｍ内に埋め込んだときに生体細胞の新陳代謝に無感応で、かつ、不溶性であるものであれば、例えば刺青に供される刺青材料が用いられる。但し、生体Ｍ内に埋め込まれるものであることから毒性がないものを選定することが必要である。
また、保持体１の埋設箇所を真皮又は皮下組織１１ｂとしたのは、表皮１１ａの細胞は外乱により容易に置換されてしまうのに対し、真皮や皮下組織１１ｂの細胞は表皮１１ａで覆われていることから外乱による置換はないことに基づく。

更に、官能基２は測定対象である生体成分１０に感応するものを選定すればよい。
ここで、生体成分１０としては、血液成分のうち血漿成分としての糖（グルコース）や果糖のほか、アセト酢酸、β−ヒドロキシ酪酸、アセトン、尿素窒素、尿酸、ナトリウム、カリウム、塩素、カルシウムなどが挙げられる。
例えば血液中の糖は血管１２（毛細血管１２ａを含む）を介して真皮や皮下組織１１ｂの隅々に血漿成分として浸透することから、真皮や皮下組織１１ｂに官能基２を保持体１を介して保持しておけば、官能基２で感応される糖は生体成分１０の一例である血液成分としての糖に相当する。
更にまた、官能基２は保持体１に対して保持されていればよく、その保持構造については化学結合や固定用酵素を介在させて結合する等適宜選定して差し支えない。
また、官能基２の感応度合を検出するとは、官能基２が測定対象である生体成分１０に感応したときに官能基２の化学的特性又は物理的特性が変化することから、この変化度合を検出することを意味する。このとき、官能基２の変化度合は、生体成分量に依存していることから、官能基２の変化度合を検出すれば、これに対応する生体成分量を求めることが可能である。

次に、本実施の形態に係る生体成分の測定方法の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
先ず、保持体１の代表的態様としては刺青材料である態様が挙げられる。
刺青材料としては、生体内に安定して保持される顔料或いは粒子を用い、有機化合物、無機化合物のいずれをも問わないが、代表的には以下のものが挙げられる。色毎に代表例を挙げると、黄：硫化カドミウム、赤：硫化水銀、セレンカドミウム、オーカー、緑：硫化クロム、水化セスキ酸化クロム、マラカイトグリーン、クロム鉛、シアン化第二鉄、黒：炭素、酸化鉄、青：コバルト化アルミニウム（アズールブルー）、茶：オーカー（肉色）、白：二酸化チタン、酸化亜鉛、紫：マンガン紫などが挙げられ、フラーレン・シリコンなどのポリマーも挙げられる。
また、生体成分１０の代表的態様としては、血液成分としての糖に依存する成分が挙げられる。ここで、血液成分としての糖（グルコース）に依存する成分とは、糖そのものは勿論であるが、糖以外で糖に依存する成分（例えば前述したアセト酢酸、β−ヒドロキシ酪酸、アセトン、尿素窒素、尿酸、ナトリウム、カリウム、塩素、カルシウム）をも含む趣旨である。
この場合において、官能基２の代表的態様としては、糖のジオールと可逆的に反応するフェニルボロン酸化合物或はアミノ化合物が挙げられる。
次に、官能基２の感応の代表的態様について説明する。
官能基２の感応態様としては、生体成分１０に感応して構造変化し、当該構造変化による物理的又は化学的な特性変化を官能基２の感応度合として検出するものがある。官能基２が例えばフェニルボロン酸であれば、塩基性でホウ素原子にＯＨ⁻イオンが配位してアニオン型になるため、生体成分１０の一例である血液成分としての糖と結合し易く、結合すると配位子の変化に依る構造変化が起こる。また、官能基２がアミノ化合物である場合にも、糖はアミノ基と可逆的に反応しシッフ塩基を生成することから、糖が結合し易く、構造変化が起こる。
ここでいう物理的又は化学的な特性変化とは、吸光、蛍光、磁気、電気抵抗、電位などの物理量又は化学量の変化を指す。
官能基２の感応態様の一例としては、標識物質として結合された蛍光物質を有し、生体成分１０に感応して蛍光物質の特性が変化するものがある。本例では、蛍光物質は生体成分１０に感応して特性が変化（蛍光強度や蛍光波長など）するため、この変化度合を検出することで、感応に供された生体成分量を割り出すことが可能である。
更に、官能基２の感応態様の他の例としては、標識物質として結合された色素物質を有し、生体成分１０に感応して色素物質の特性が変化するものがある。本例では、色素物質は生体成分１０と感応して特性が変化（色など）するため、この変化度合を検出することで、感応に供された生体成分量を割り出すことが可能である。

図１（ｂ）は本発明が適用された生体成分の測定装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、本実施の形態で採用される生体成分１０の測定装置は、生体Ｍの真皮又は皮下組織１１ｂに埋め込まれ、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体１と、測定対象である生体成分１０に感応し、前記保持体１に保持されて前記保持体１と共に生体Ｍの真皮又は皮下組織１１ｂに埋め込まれる官能基２と、生体Ｍ内に保持された官能基２の感応度合を検出する検出器３と、この検出器３の検出結果に基づいて測定対象である生体成分量を演算する演算器４と、を備えたものである。
このような技術的手段において、保持体１及び官能基２については前述した生体成分１０の測定方法の説明中で述べた通りである。
また、検出器３は官能基２の感応度合（化学的変化や物理的変化）を検出するものであれば、光（光吸収、発光）、音、磁気、電圧、電気抵抗などを検出信号として検出するようにすればよいが、例えば保持体１として刺青材料を用いたとすると当該刺青材料が磁気によって磁場が変化し、測定に影響を与えるような場合には磁気以外の検出信号を用いることが好ましい。
更に、演算器４は検出器３の検出情報に基づいて感応に供された生体成分量を演算するものであればよく、演算アルゴリズムについては適宜選定して差し支えない。

このような生体成分１０の測定装置の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
先ず、検出器３の好ましいレイアウトとしては、官能基２が埋め込まれた生体Ｍ部位に対応して設けられている態様が挙げられる。これは、官能基２の感応度合を検出する上で官能基２に近い生体Ｍ部位が好ましいことによる。
また、検出器３の好ましい態様としては、官能基２が保持されている生体Ｍ部位に対し予め決められた限定波長光を照射し、生体Ｍ内に保持されている官能基２に対する反射光又は透過光を検出するものである。その代表的な態様としては、複数の限定波長光の照射角度を調製し、生体Ｍ内に埋め込まれている官能基２の反射光と透過光をキャッチし解析するようにすればよい。本例では、光学式検出器３として複数の限定波長光を使用するので、生体Ｍ内に保持されている官能基２に対し生体Ｍ外から光が照射され、その反射光と透過光をキャッチし解析することが可能である。
更に、演算器４の代表的態様としては、検出器３の検出値と生体成分１０の測定値との相互関係が予め関連付けられたテーブルを有し、このテーブルを参照することで生体成分量を演算する態様が挙げられる。本例では、演算器４は、検出器３の検出結果に基づく官能基２の感応度合と、感応に供される生体成分量とを予め関連付けておき、この関連付けに基づいて生体成分量を演算するものである。
更にまた、好ましい態様としては、演算器４の演算結果及び当該演算結果の評価のうち少なくとも一方が表示可能な表示器５を備えている態様が挙げられる。表示器５に生体成分量やその評価結果を表示することでユーザは自分の生体成分量を目視することが可能である。
また、表示器５に関し、例えば演算器４による演算結果が許容範囲外の評価であるときに警報を発する警報機能を付加したり、演算結果や評価データを読み出し可能に保存する保存機能を付加する態様がより好ましい。
このような態様において、検出器３、演算器４及び表示器５は必ずしも一つの計測具として構成する必要はなく、例えば検出器３と演算器４及び表示器５とを分け、検出器３を一つの計測具として構成し、演算器４及び表示器５についてはマイクロコンピュータの機能を利用するように構成し、検出器３の検出結果を通信機能を介してマイクロコンピュータと通信するように構成してもよいが、利便性を考慮すると、検出器３、演算器４及び表示器５はユーザが携帯可能な計測具として構成されている態様が好ましい。
本例において、計測具としては、官能基２が保持された保持体１の埋設位置に対応した部位に携帯すればよい。例えば生体Ｍとしての手首付近に官能基２が保持された保持体１を埋設したとすると、計測具としては例えば腕時計形式で手首に装着する態様を採用することが可能である。
更に、生体成分１０の検査システムとしては、図１（ｂ）に示すように、前述した生体成分１０の測定装置６と、この測定装置６で測定された生体成分１０の測定情報に基づいて当該生体成分１０の測定結果を検査する検査装置７と、を備えたものが挙げられる。
本検査システムは、例えば各ユーザが生体成分の測定装置を用いて個々の生体成分量を測定した場合、測定結果に関して病院施設や健康管理施設で検査するものである。このとき、インターネット回線を使用するようにすれば、個人で生体成分に関する測定を行い、これの測定結果について検査を簡単に依頼することが可能である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
−生体成分の測定装置−
図２は実施の形態１に係る生体成分の測定装置の概要を示す。
同図において、生体成分の測定装置２０は、生体Ｍ（本例では腕部の手首近傍）内に保持可能な保持体の一例である刺青Ｚとして形成された刺青顔料２１と、この刺青顔料２１に保持されて生体成分に感応する官能基３０（図３参照）と、この官能基３０の感応度合を計測する計測具５０と、を備えている。
＜刺青顔料・官能基＞
本例において、測定対象とする生体成分は血液中の糖（グルコース）である。
また、刺青Ｚは前述した任意の刺青顔料２１を用いて形成されるものであり、また、官能基３０は図４（ａ）に示す構造式からなるフェニルボロン酸が採用されており、このフェニルボロン酸は、塩基性でホウ素原子にＯＨ⁻イオンが配位してアニオン型になることが知られている。
本例において、官能基３０と刺青顔料２１との保持構造としては以下のような手法が採用されている。
その一つの手法としては、配位子変動を応用した手法で、図３（ａ）に示すように、刺青顔料２１に官能基３０を混入し、刺青顔料２１に対して官能基３０を化学結合３１により保持するようにしたものが挙げられる。また、別の手法としては、酵素反応を応用した手法で、図３（ｂ）に示すように、刺青顔料２１に固定用酵素３２を介して官能基３０を保持するようにしたものが挙げられる。

また、本例において、生体Ｍは、図３（ｃ）に示すように、表皮４１と、この表皮４１の下層として真皮４２とを有しており、真皮４２よりも下層に皮下組織４３を有している。ここで、表皮４１と真皮４２との間には基底膜４４が設けられ、真皮４２の多くは基質４５ａ、膠原線維４５ｂ及び弾性線維４５ｃからなる間質成分４５を有しているが、基底膜４４の近傍には形質細胞、組織球、マイスネル小体、線維芽細胞、肥満細胞などの細胞成分４６が存在している。更に、真皮４２内には多数の血管４７が設けられ、毛細血管４７ａを通じて細部にまで血液が供給されるようになっている。尚、符号４８はリンパ管、４９は神経である。
本例では、刺青顔料２１及び官能基３０は、図３（ｃ）に示すように、真皮４２の基底膜４４直下（表皮４１の基底層直下に相当）に刺青Ｚとして形成され、生体Ｍ内に埋め込まれる。尚、皮下組織４３に刺青Ｚを形成してもよいことは勿論である。
また、本例の刺青Ｚは生体Ｍ内の一部（例えば手首）に形成されていればよく、例えば腕時計や腕輪などで容易に隠せる程度に形成することが好ましい。

更に、本例の官能基３０であるフェニルボロン酸は、図４（ｂ）に示すように、ジオール構造（ヒドロキシ基−ＯＨが２つある構造）と強く結合する構造であるため、糖（グルコース）と感応して結合することが可能である。
ここで、図４（ｂ）はフェニルボロン酸誘導体への糖及びＯＨ⁻イオンの結合を示すものである。
また、本例では、図４（ｂ）に示すように、Ｒに認識物質としての蛍光物質を結合させるようにすれば、この蛍光物質が糖と感応すると蛍光強度や波長が変化することになり、この蛍光物質の変化度合（蛍光強度や波長）を測定することにより、糖（グルコース）濃度の変化を把握することが可能である。
また、図４（ｃ）に示すように、フェニルボロン酸のＲに標識物質として色素物質であるアゾ色素を結合させると、Ａｚｏ−ＰＢＡになるが、これが糖と結合することにより色が変化するため、この色の変化度合を測定することにより、糖（グルコース）濃度の変化を把握することが可能である。
尚、官能基３０の感応態様としては、蛍光物質や色素物質を用いた光学測定方式に限られるものではなく、以下のような電気測定方式も採用可能である。つまり、本例では、官能基３０であるフェニルボロン酸は、塩基性でホウ素原子にＯＨ⁻イオンが配位してアニオン型になるため、糖との結合度合に伴って官能基３０の荷電レベルが変化することになり、この荷電レベルを測定することで糖（グルコース）濃度の変化を把握することが可能と推測される。

＜計測具＞
本例において、計測具５０は、図５（ａ）に示すように、腕時計形式に構成されており、生体Ｍ内の刺青Ｚに対応して配置される計測具本体５１と、この計測具本体５１を腕部に保持する保持ベルト５２とを有している。
計測具本体５１は、各要素が収容される筐体５３を有し、この筐体５３内に複数の限定波長光（例えば赤外域の波長光）の照射角度を調製して刺青Ｚに向けて照射する発光素子（例えばＬＥＤ）５４と、生体Ｍ内に保持されている官能基３０の反射光と透過光をキャッチする受光素子（例えばフォトダイオード）５５とを設けたものである。尚、図５（ａ）において、発光素子５４は計測に複数波長を要する態様が使用されており、複数の限定波長光を照射するものが用いられる。
そして、発光素子５４にはソーラパネル５７付きの電源５６が接続され、また、受光素子５５にはプリアンプ５８、Ａ／Ｄコンバータ５９を経てＣＰＵ６０が接続されており、このＣＰＵ６０にはメモリ６１及び表示部６２が接続されている。尚、符号６３は計測具５０の計測動作を開始するためのスタートスイッチである。
特に、本例では、メモリ６１には、受光素子５５の出力値と生体成分である糖（グルコース）濃度の測定値との相互関係が予め関連付けられたテーブルが格納されており、ＣＰＵ６０は受光素子５５からの出力値に基づいてテーブルを参照し、受光素子５５の出力値に対応する糖濃度を演算して表示部６２に例えば「＊＊ｍｇ／ｄｌ」と表示するようになっている。尚、表示部６２に糖濃度の演算結果と共にその評価結果を表示するようにしてもよい。

−生体成分の測定装置の作動−
今、生体Ｍ内の刺青Ｚに対応した部位に計測具５０を装着した後、スタートスイッチ６３を操作することで計測具５０の計測動作を開始する。
すると、図５（ａ）に示すように、計測具５０の発光素子５４から複数の限定波長線Ｂｍが図示外の表皮を透過して刺青Ｚに照射され、刺青Ｚからの反射光と透過光が再び受光素子５５に受光される。
このとき、刺青Ｚ部分には真皮４２内の毛細血管４７ａから基質４５ａに浸透した血液が官能基３０に接することから、官能基３０が血液中の糖（グルコース）と感応する。このため、本例では、受光素子５５の出力値が官能基３０の感応度合に対応したものになり、ＣＰＵ６０による演算処理を経て表示部６２に受光素子５５の出力値に対応した糖濃度が表示される。
具体的に述べると、受光素子５５の出力値は、図６（ａ）に示すように、官能基３０の感応度合、例えば官能基３０のＲに標識物質としての蛍光物質を結合させた態様では、予め着目すべき波長λ_１での蛍光強度を示すものである。
ここで、注目すべき波長λ_１での蛍光強度を測定するに当たり、蛍光物質を励起する波長が複数必要な場合には発光素子５４から複数の波長線を順次照射或は複数の発光素子を照射するようにすればよい。
今、ユーザ毎にキャリブレーションを済ませた当該蛍光強度が、図６（ａ）に示すように、ユーザＡの場合と、ユーザＢの場合とで実線と点線で示すような差異が現れたと仮定すると、図６（ｂ）に示すように、ユーザＡの場合の方がユーザＢの場合に比べて糖濃度（グルコース濃度）が高いことが理解される。
尚、官能基３０の感応度合が他のパラメータ（波長や色など）であっても、これに対応する糖濃度（グルコース濃度）は略同様な傾向を示す。
このように、生体成分の測定装置によれば、ユーザが自身の糖濃度を必要なときにいつでも測定することが可能になり、その測定結果に基づいて良否を判定することが可能である。

−生体成分の測定装置による測定例−
本実施の形態において、生体成分の測定装置を用いた測定例を以下に示す。
例えばユーザが食事前後に計測具５０による計測動作を行ったとすると、図７（ａ）に示すように、食事前の時間ｔ_ｆにおいて、空腹時の糖（グルコース）濃度を測定でき、食事後の時間ｔ_ｒにおいて、食事後の糖濃度を測定することが可能である。
例えば血液を採取して食事前、食事後の糖濃度を測定する場合には、食事前の血液と、食事後の血液を夫々採取して測定する必要があるのに対し、本実施の形態では、リアルタイムで糖濃度を測定することが可能である。
また、糖尿病の患者であるユーザにとっては、糖（グルコース）濃度変化について定期的に測定することが必要である。この場合、ユーザは毎日予め決められた時間帯に計測具５０による計測動作を行い、その糖（グルコース）濃度の測定結果を例えばメモリ６１内に記録しておき、その経過記録を表示部６２に表示するようにしたとする。
例えば表示部６２の表示結果が図７（ｂ）に示すようであると仮定すると、糖濃度の分布は測定開始日１日目からｎ−１日までは許容領域内にあったが、ｎ日目以降許容領域から外れていることが理解される。この結果を見て、ユーザはｎ日目以降糖濃度が高くなってきた異常傾向にいち早く気付くことができ、糖濃度の異常変化につき主治医などに迅速に相談するなどの対処を実施することが可能である。

◎実施の形態２
実施の形態２に係る生体成分の測定装置の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、生体内に埋め込まれる保持体が実施の形態１の刺青顔料２１とは異なるものを採用している。尚、実施の形態２は本発明に関連する参考の形態を示す。
本実施の形態では、保持体としては、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性のものであればよく、例えば図８（ａ）に示すように、粒径１０〜０．１μｍのナノチューブ（例えばカーボンナノチューブ）２５が用いられ、このナノチューブ２５に生体成分と感応する官能基３０（本例では実施の形態１と同様なフェニルボロン酸を使用）が化学結合又は固定用酵素を介して保持され、生体内の例えば真皮の基底膜直下に埋め込まれるようになっている。この埋め込み手法については、例えば刺青顔料２１と同様に刺青Ｚを彫るのと同様な手法を採用すればよい。
ここで、ナノチューブ２５としてカーボンナノチューブを用いる場合には、「カーボンナノチューブ」にはその形状がアスベストに類似するものがあるため、発癌などの毒性が危惧されるが、その毒性は粒子形状が繊維状であることが主因と推測される。このため、物質の表面活性や体内残留性は、材質が炭素であることから、その形状を選択する事で毒性に影響する危険粒子（例えば直径＜０．２５μｍ、長さ＞８μｍ）は除外されるものと推測される。
尚、保持体としては、ナノチューブ２５に限られず、図８（ｂ）に示すように、例えば同程度の径寸法の炭素の同素体である多面体状のフラーレン２６を用い、このフラーレン２６に官能基３０を保持させるようにしてもよい。
本実施の形態によれば、実施の形態１と略同様に、生体成分である糖（グルコース）濃度を測定することが可能である。

◎実施の形態３
−生体成分の検査システム−
実施の形態３は、生体成分の測定装置を用いて生体成分を検査する検査システムを構築し、生体成分の単発測定による測定結果の判定が難しいような場合に対処するものである。尚、本例における生体成分の測定装置２０は実施の形態１のものが使用されている。
図９に示すように、このシステムは、ネットワーク１５０経由で検査管理センタに検査装置としての集中管理用コンピュータ２００を設置しておき、生体成分の測定装置２０を使用する各ユーザのコンピュータ１００（具体的には１００（１），１００（２），１００（３）……１００（ｎ））から測定装置２０による測定結果を集中管理用コンピュータ２００にネットワーク１５０経由にてアップロードし、集中管理用コンピュータ２００にて測定装置２０による測定結果について検査するようにしてもよい。尚、図９中、２１０は集中管理用コンピュータ２００に付設される記憶装置で、各ユーザの各種データが格納されている。

１…保持体，２…官能基，３…検出器，４…演算器，５…表示器，６…測定装置，７…検査装置，１０…生体成分，１１ａ…表皮，１１ｂ…真皮又は皮下組織，１２…血管，１２ａ…毛細血管，Ｍ…生体

Claims (11)

1. 生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体として生体内に安定して保持可能な刺青材料を用い、当該保持体に対し測定対象である生体成分に感応する官能基を保持させたものを用いる生体成分の測定方法であって、
   生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれた前記保持体と共に生体内に保持された前記官能基の感応度合を生体外から直接検出することで生体成分量を測定することを特徴とする生体成分の測定方法。
2. 請求項１記載の生体成分の測定方法において、
   前記生体成分が血液成分としての糖に依存する成分であることを特徴とする生体成分の測定方法。
3. 請求項２記載の生体成分の測定方法において、
   前記官能基は糖のジオールと可逆的に反応する官能基であることを特徴とする生体成分の測定方法。
4. 請求項１ないし３いずれかに記載の生体成分の測定方法において、
   前記官能基は生体成分に感応して構造変化し、当該構造変化による物理的又は化学的な特性変化を官能基の感応度合として検出することを特徴とする生体成分の測定方法。
5. 生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれ、生体内に安定して保持可能な刺青材料が用いられ、生体細胞の新陳代謝に無感応な不溶性の保持体と、
   測定対象である生体成分に感応し、前記保持体に保持されて前記保持体と共に生体の真皮又は皮下組織に埋め込まれる官能基と、
   生体内に保持された前記官能基の感応度合を生体外から直接検出する検出器と、
   この検出器の検出結果に基づいて測定対象である生体成分量を演算する演算器と、
   を備えたことを特徴とする生体成分の測定装置。
6. 請求項５記載の生体成分の測定装置において、
   前記検出器は前記官能基が埋め込まれた生体部位に対応して設けられていることを特徴とする生体成分の測定装置。
7. 請求項５又は６記載の生体成分の測定装置において、
   前記検出器は前記官能基が保持されている生体部位に対し予め決められた限定波長光を照射し、生体内に保持されている官能基に対する反射光又は透過光を検出することを特徴とする生体成分の測定装置。
8. 請求項５ないし７いずれかに記載の生体成分の測定装置において、
   前記演算器は前記検出器の検出値と生体成分の測定値との相互関係が予め関連付けられたテーブルを有し、このテーブルを参照することで生体成分量を演算することを特徴とする生体成分の測定装置。
9. 請求項５ないし８いずれかに記載の生体成分の測定装置において、
   更に、前記演算器の演算結果及び当該演算結果の評価のうち少なくとも一方が表示可能な表示器を備えていることを特徴とする生体成分の測定装置。
10. 請求項９記載の生体成分の測定装置において、
    前記検出器、前記演算器及び前記表示器はユーザが携帯可能な計測具として構成されていることを特徴とする生体成分の測定装置。
11. 請求項５ないし１０いずれかに記載の生体成分の測定装置と、
    この測定装置で測定された生体成分の測定情報に基づいて当該生体成分の測定結果を検査する検査装置と、を備えたことを特徴とする生体成分の検査システム。