JP6484315B2 - 液体試料測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体の液体試料からグルコース濃度や乳酸値などの生体情報を測定する液体試料測定装置に関する。

近年、ハンドヘルド型の液体試料測定装置は、大型の臨床検査装置で行なっていた測定を簡便に実施することができるため、様々な場面で利用されている。
具体的には、ユーザが自宅などで日常的に自己測定を行なう場面や、病院等の医療機関において診察室や病室のベッドサイドなどで看護師が患者から採取された液体試料を測定する場面等で活用されている。

このハンドヘルド型の液体試料測定装置は、様々な測定技術の導入により、測定に必要な検体量の微小化や、測定時間の短縮といった付加価値を提供し、利便性を高める工夫がなされてきた（例えば、特許文献１参照）。
また、このような液体試料測定装置に関して、装置本体に衝撃が加えられた場合などの外的な要因に対しては、異常を検知する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１５６４６９号公報 特開２０１１−２０９２４６号公報

特に、液体試料を扱うハンドヘルドの測定装置は、測定中に装置本体に加えられた衝撃によって、測定結果に影響が出てしまう場合がある。そのため、加えられた衝撃に対して、測定結果が有効か否かを判断しなければならない。
ところが、上記特許文献２に開示された装置は、装置本体に加えられた衝撃が液体試料測定装置そのものの点検が必要な程度か否かを判断し、必要な場合は点検を行うことなく生体情報の測定を実施することを不可とするものである。

すなわち、上記特許文献２に開示された装置の保守を目的としたものであり、生体情報の測定を行っている最中に装置本体に衝撃が加えられた場合に、その測定が有効であるかどうかを判断することはできない。
そこで、本発明は、生体情報の測定を行っている時に衝撃などの外的要因が加えられた場合に、その測定が有効であるかどうかを判断し、さらに、外的要因に対応して測定条件を変更して測定を行うことが可能な液体試料測定装置を提供することを目的とする。

そしてこの目的を達成するために、本発明の液体試料測定装置は、筐体と、測定部と、動き測定部と、動き判定部と、測定制御部と、を備えている。筐体は、バイオセンサが装着されている。測定部は、バイオセンサに供給される生体の液体試料から生体情報の測定を行う。動き測定部は、筐体の動き情報を測定する。動き判定部は、動き測定部が測定した筐体の動き情報に基づいて筐体の動き度合いを判定する。測定制御部は、測定部が生体情報の測定を行なう間における動き判定部の判定結果に基づいて通常の測定で用いられる第１の条件から第１の条件とは異なる第２の条件に切り替えて生体情報の測定を行う。

本発明の液体試料測定装置によれば、生体情報の測定を行っている時に筐体に動きが加えられた場合に、その測定が有効であるかどうかを判断し、さらに、筐体の動き度合いに基づいて測定条件を変更することができる。
これにより、衝撃などの外的要因が加えられることに対して測定の有効性を判断し、さらに、従来よりも外的要因に対して許容度を向上させた液体試料測定装置を提供することができる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る液体試料測定装置の構成を示す外観図およびブロック図。 図１の液体試料測定装置に装着されるバイオセンサの分解斜視図。 （ａ），（ｂ）は、図１の液体試料測定装置に含まれる動き測定部の一例を示す図。 図１の液体試料測定装置に含まれる測定部のブロック図。 （ａ），（ｂ）は、図１の液体試料測定装置による測定時の印加電圧と応答電流値の様子を示す図。 図１の液体試料測定装置によるグルコース濃度測定動作のフローチャート。 （ａ），（ｂ）は、図１の液体試料測定装置における印加電圧と応答電流値の様子を示す図。

以下に、本発明の液体試料測定装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、液体試料測定装置の構成を示す図である。図１（ａ）は外観図、図１（ｂ）はブロック図である。
液体試料測定装置は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ハンドヘルドの測定装置であって、装置本体（筐体）１と、表示部２と、入力部３と、を備えている。そして、装置本体１には、使い捨てのバイオセンサ４が着脱自在に装着される。

装置本体１は、看護師や患者であるユーザが片手で保持することができるコンパクトな形状に形成されている。
ここで、液体試料測定装置に装着される使い捨てのバイオセンサについて、図２を用いて説明する。図２は、装置本体１に装着されるバイオセンサ４の分解斜視図である。
バイオセンサ４は、図２に示すように、絶縁性の基板１１，１２、スペーサ１４、試薬層１６等を有している。

絶縁性の基板１１（以下、単に「基板１１」とする）は、ポリエチレンテレフタレート等から形成されている。そして、基板１１の表面には、例えば、金やパラジウムなどの貴金属やカーボン等の電気伝導性物質からなる導電性層が、スクリーン印刷法やスパッタリング蒸着法によって形成されている。なお、導電性層は、基板１１の全面または少なくとも一部に形成されていればよい。

絶縁性の基板１２は、スペーサ１４を介して基板１１の上面の一部を覆うように配置されており、その中央部に空気孔１３が設けられている。基板１１と基板１２との間に切欠部を有するスペーサ１４を挟み込んで一体化することで、バイオセンサ４が構成される。
基板１１上には、スリットによって分割された導電性層が、対電極１７、測定電極１８および検知電極１９を形成している。各電極１７，１８，１９は、基板１１の少なくとも一部に形成されていればよく、装置本体１と各電極とはリード線で接続されていてもよい。

スペーサ１４は、基板１１上の対電極１７、測定電極１８および検知電極１９を覆うように配置される。スペーサ１４の前縁部中央には、長方形の切欠部が設けられている。そして、切欠部によって試料供給路１５が構成される。
ここで、スペーサ１４に形成された試料供給路１５は、試料点着部１５ａに点着された試料液を毛細管現象によって、基板１２の空気孔１３に向かって（図２中の矢印ＡＲ方向に）吸引する。

試薬層１６は、スペーサ１４の切欠部から露出している対電極１７、測定電極１８および検知電極１９を覆うように設けられている。
試薬層には、酸化還元酵素と電子受容体とが含まれており、試料供給路に吸引された試料液（本実施の形態の場合、人体から摂取された血液）中に溶解して、反応が生じる。反応終了後、還元された電子受容体が電気化学的に酸化され、このとき得られる電流から試料液中のグルコース濃度が測定される。このような一連の反応は、対電極１７、測定電極１８および検知電極１９から読み取られる電気化学的変化に伴う電流によって検出される。

また、識別部２０は、バイオセンサ４の種別や製造ロット毎の出力特性の違いを装置本体１によって識別するために設けられている。対電極１７、検知電極１９における識別部２０に該当する部分には、スリット２１ｇとスリット２１ｈとが組み合わせて形成されている。これにより、装置本体１は、各バイオセンサ４の電気的出力特性の差異を識別できる。

バイオセンサ４の試料供給路１５には、試料の流れ方向（矢印ＡＲ）に沿って、試料点着部１５ａから対電極１７、測定電極１８、対電極１７、検知電極１９の順に配置されている。なお、対電極１７と測定電極１８の配置は入れ代わってもよい。
また、試料の流れ方向に沿って、測定電極１８と検知電極１９との間には所定の距離が設けられている。これにより、試料液が確実にかつ充分な量が吸引されたか否かを検知電極１９から検出される電流値によって判別できる。

再び図１に戻り、液体試料測定装置の構成要素を説明する。図１（ｂ）は、液体試料測定装置のブロック図を示すものである。
本実施形態の液体試料測定装置は、図１（ｂ）に示すように、装置本体１内に、表示部２と、入力部３と、センサ装着部５と、測定部６と、通信部７と、記録部８と、動き測定部９と、制御部１０と、を備えている。

表示部２は、制御部１０からの指示を受けて、測定部６で測定されたグルコース濃度や、ユーザに対する各種情報等を表示する。
入力部３は、ユーザからの動作指示や識別番号などが入力されるデバイスであって、例えば、装置本体１上に設けられたボタンや、バーコードリーダーのような光学読み取り装置が用いられる。あるいは、入力部３は、ＲＦ−ＩＤのような無線通信や音声認識による入力であってもよいし、ボタンの代わりに表示部２上に構成されるタッチ入力可能なタッチパネルでもよい。本実施形態では、これら複数の入力デバイスが組み合わされて備えられているものとする。また、入力部３に入力された情報は、制御部１０へと伝達される。

さらに、センサ装着部５内には、バイオセンサ４の対電極１７、測定電極１８および検知電極１９と電気的に接続されるコネクタ５ｂと、センサ装着部５にバイオセンサ４が装着されたことを検知するためのセンサ装着検知部５ａとが設けられている。
センサ装着検知部５ａは、バイオセンサ４が装着されたことを検知して、制御部１０に伝達する。検知の手段としては、例えば、対象物が装着されている間は電気スイッチが押されて導通して装着が検知可能なメカニカルな電気スイッチが用いられる。その他、光学式のセンサなど、装着部における対象物の存在を検知できるものであれば、どのような手段を用いてもよい。または、バイオセンサ４上に設けた電極とコネクタ５ｂとが電気的に接続されたかどうかを監視し、電気的に接続されたことを検出すると、バイオセンサ４の装着を検知するように構成されたものでもよい。

測定部６は、制御部１０の指示を受けて、バイオセンサ４に点着された生体の液体試料から生体情報を測定する。例えば、バイオセンサ４に血液が点着された時、コネクタ５ｂを介してバイオセンサ４の各電極に電圧または電流を印加し、応答として得られる電流または電圧の値から血液中のグルコース濃度を測定する。なお、コネクタ５ｂには、図示しないスイッチが設けられており、バイオセンサ４の対電極１７、測定電極１８および検知電極１９に選択的に電圧または電流を印加することができる。

通信部７は、制御部１０の指示を受け、通信回線を経由して、サーバーやパーソナルコンピューターなどの他の機器とデータ送受信を行う。通信部７は、例えば、測定部６で測定されたグルコース濃度や、動き測定部９で測定された動き情報、入力部３に入力された識別番号などを他の機器に向けて送信したり、他の機器から識別番号のリストなどを受信したりする。ここで、通信回線とは、有線または無線で公衆回線に接続した形態や、他の機器と有線または無線で１対１に接続した形態など、一般的な通信回線のことを示す。

記録部８は、測定部６が出力する測定結果、動き測定部９が出力する動き情報、入力部３によって入力された情報、通信部７が受信した情報等を、制御部１０を介して受け取り、記録する。記録部８へのデータの記録再生は、制御部１０によって制御される。
動き測定部９は、制御部１０の指示を受けて装置本体１の動き量を測定し、制御部１０に動き情報として出力する。

制御部１０は、装置本体１全体の制御を行なう。制御部１０は、特に、センサ装着検知部５ａ、測定部６、動き測定部９、入力部３から入力された情報に基づいて、測定部６、表示部２、通信部７に対して指示を行なう。
ユーザが測定を開始する際には、まず、入力部３を用いて、測定者であるユーザ（看護師）のＩＤと被測定者である患者のＩＤとバイオセンサ４のＩＤの入力を行う。このＩＤの入力は、ユーザが入力部３のボタンを押して入力してもよいし、入力部３にバーコードリーダーが備えられている場合には、それぞれに付されたバーコードを読み取るようにしてもよい。これらＩＤの入力が完了すると、測定準備完了となる。

測定準備が完了すると、次に、ユーザはバイオセンサ４の装着を行う。
バイオセンサ４がセンサ装着部５に装着されると、センサ装着検知部５ａにより検知されて制御部１０へ伝達される。すると制御部１０は、測定部６に対して測定開始を指示する。これにより、測定部６は、後述する方法によりグルコース濃度の測定を行い、測定した値を制御部１０へと通知する。

制御部１０は、測定部６で測定されたグルコース濃度の値を表示部２に表示するように指示する。同時に、測定されたグルコース濃度と関連付けるための情報の候補を表示し、ユーザが入力部３を用いて選択できるようにする。
ここで、情報の候補とは、例えば、食前、食後などの食事に関する情報等、後でグルコース濃度の測定結果を確認する時に測定時の状況を把握するためのものである。どのような候補を選択可能とするかは、ユーザが別途設定することができる。また、情報の候補を選択するだけでなく、ユーザが入力部３を用いて任意の文字列などを入力できるようにしてもよい。

制御部１０は、ユーザによる入力が完了すると、測定者のＩＤと被測定者のＩＤとバイオセンサ４のＩＤと測定が行われた時刻とグルコース濃度の測定結果とユーザが指定した関連する情報と動き測定部９が出力する動き情報とを関連付けてひとまとまりのデータとして記録
部８に記録する。このひとまとまりのデータを以下、測定管理データと称す。

この時、制御部１０は、測定されたグルコース濃度の値を監視しており、通常測定し得ないような異常値であったり、ユーザが指定した範囲から外れた値であったりした場合には、異常発生を示す異常値フラグを測定管理データの中に追加する。制御部１０は、異常値フラグを追加する時には、表示部２に異常値の検知を示す表示を行わせてユーザに通知する。

なお、ここまでの説明は、液体試料測定装置が病院等の多数の測定者が多数の対象者に対して測定を行うような環境で使用されるように仕向けられている場合を例としたものである。すなわち、そのような環境では、グルコース濃度の測定結果を管理するために、誰がどのバイオセンサを用いて誰のグルコース濃度を測定したのかを関連付けなければならない。従って、ユーザのＩＤと患者のＩＤとバイオセンサ４のＩＤの入力を行っている。

一方、患者個人が自宅で使用するために、簡易な構成とされたり、機能が限定されたりした液体試料測定装置であって、１つの装置には１人のグルコース濃度の測定結果しか蓄積されない場合には、ユーザのＩＤと患者のＩＤの入力は省略することができる。また、バイオセンサ４の識別部２０の情報を液体試料測定装置が読み取ることで、バイオセンサ４のＩＤを認識できる場合や、バイオセンサ４のＩＤ自体を読み取らなくてもよい場合には、バイオセンサ４のＩＤの入力も省略してもよい。

なお、制御部１０は、内部に時計（図示せず）を有している。このため、制御部１０は、時計が示す時刻、時間を利用して各種制御動作を行う。さらに、時計の情報は後述する測定制御部にも伝達され、利用される。
ここで、動き測定部９について詳細に説明する。動き測定部９は、例えば、装置本体１内に設けられた３次元の加速度センサを用いることができる。加速度センサの数は、１つでも複数でもよい。また、加速度センサの代わりに、ジャイロセンサなどを用いてもよく、重力方向に対する装置本体１の姿勢の変化と移動量が検出できるものであれば、どのようなセンサを用いてもよい。

図３（ａ）は、動き測定部９として、装置本体１内に加速度センサが１つ設けられた例を示している。加速度センサを、バイオセンサ４を装着する側と反対側の、装置本体１の中心線（１Ａ，１Ｂ）からずれた位置に配置している。さらに、この位置は、装置本体１の重量の重心位置からもずれている。
このような動き測定部９の配置により、バイオセンサ４の姿勢と動きを精度よく検出することができる。これは、バイオセンサ４に点着される試料が液体であるため、バイオセンサ４の姿勢と動きによって液体の展開と位置が変わり、グルコース濃度の測定結果に影響を及ぼすおそれがあることから、液体試料の位置等を監視するために特に有効である。

図３（ｂ）は、装置本体１の模式図に３次元軸を重ねたものを示している。装置本体１に対して長手方向をＸ軸１Ｘ、短手方向をＹ軸１Ｙ、高さ方向をＺ軸１Ｚとしている。動き測定部９として配置される加速度センサには、この３次元軸それぞれについて単位時間あたりの変化量を検出する一般的なセンサが用いられる。
なお、このような変化量の検出が可能なものであれば、センサの種類は加速度センサに限定されるものではない。

動き測定部９は、制御部１０から指示される間、検出した３次元軸それぞれの単位時間当たりの変化量を動き情報として測定部６へと出力する。変化量の数値的な表現は、絶対値でも相対値でもよく、この動き情報に基づいて装置本体１の動きが再現できる程度に必要十分な情報が含まれればよい。また、この動き情報を出力する間隔、すなわちサンプリング間隔も同様に、装置本体１の動きを再現できる程度の適切な間隔が選択される。

次に、測定部６の構成および動作について、図４を用いて説明する。図４は、測定部６内部構成とその周辺の接続を示すブロック図である。
測定部６は、図４に示すように、コネクタ５ｂと接続された電圧印加部２２と、応答電流検出部２３と、電圧印加部２２と応答電流検出部２３と制御部１０とに接続されてグルコース濃度の測定制御を行う測定制御部２４と、動き測定部９が出力する動き情報を受け取り動きの判定を行う動き判定部２５と、を有している。

電圧印加部２２は、コネクタ５ｂに対して、測定制御部２４が指示するタイミング、間隔、電圧レベルで電圧の印加を行う。
応答電流検出部２３は、コネクタ５ｂに現れるバイオセンサ４の電極間の電流変化を検出し、測定制御部２４へと出力する。具体的には、応答電流検出部２３は、コネクタ５ｂに流れる電流の値を所定の間隔でサンプリングし、応答電流値として測定制御部２４へと出力する。この所定のサンプリング間隔は、応答電流の変化を検出するために、数〜数十ｍｓｅｃの間隔である。

なお、これら電圧印加部２２と応答電流検出部２３とは、電子素子を組み合わせた電気回路または集積回路でひとまとめに構成されていて、測定制御部２４の電圧印加の指示を受けて、応答電流値を測定制御部２４に出力するようなものであってもよい。
また、本実施の形態では、電圧を印加することを基準として測定を行う例を挙げて説明するが、電流を印加することを基準として、応答電圧のレベルに応じてグルコース濃度の測定を行う方式であっても、同様に発明を実施することが可能である。

ここで、グルコース濃度を測定するための動作の一例を、図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、コネクタ５ｂに印加する電圧の様子、図５（ｂ）は、コネクタ５ｂから得られる応答電流値の様子を示す図である。図５（ａ）および図５（ｂ）において、横軸は時間を示し、制御部１０がバイオセンサ４の装着を検知して測定部６に対して測定開始を指示した時刻を起点としている。図５（ａ）の縦軸は、コネクタ５ｂに印加する電圧のレベルであり、図５（ｂ）の縦軸は、コネクタ５ｂに現れる応答電流値のレベルを示す。

制御部１０から測定開始を指示された測定制御部２４は、電圧印加部２２に指示し、コネクタ５ｂを介してバイオセンサ４の対電極１７、測定電極１８および検知電極１９に電圧の印加を開始する（時刻０）。なお、この段階では、まだバイオセンサ４の試料点着部１５ａには血液は点着されていない。
ユーザによって試料点着部１５ａに血液が点着される（時刻ｔ０）と、毛細管現象によって血液が試料供給路１５内に吸引され、空気孔１３の方向へと展開される。展開された血液が対電極１７、測定電極１８または検知電極１９のいずれか最も試料点着部１５ａに近い側に配置された電極に到達した後、応答電流値の変化が始まる。

測定制御部２４は、応答電流検出部２３から得られる応答電流値が所定の値よりも大きくなった時（時刻ｔ１）、血液の点着を検知することができる。測定制御部２４は、この点着を検知した時刻ｔ１を試料点着時刻として保持する。
測定制御部２４は、血液の点着を検知した時刻ｔ１から所定の時間が経過した時刻ｔ２に、一旦電圧の印加を停止する。この時刻０から時刻ｔ２までの期間を第１電位期間と称す。

第１電位期間は、上述した血液の点着検知を目的とすることに加えて、バイオセンサ４の試薬と試料液が溶解し反応した際に生じる妨害物質の除去を目的としたものである。第１電位期間の電圧レベル（Ｖ１）と印加時間のうち時刻ｔ１から時刻ｔ２の長さは、１つまたは複数の妨害物質を適切に除去できるように、予め定められている。
なお、近年の測定時間の短縮の要望に応えるように、第１電位期間の印加時間は、測定を行う際に外乱の影響を受けない前提で最短の時間に設定されている。

次に、測定制御部２４は、第１電位期間が終了した後、所定の期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）電圧印加を停止する。すなわち、コネクタ５ｂに印加される電圧はゼロになる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間を待機期間と称す。
この待機期間は、バイオセンサ４の試薬層１６において酵素反応を促すために設けられる。この待機期間の時間は、試薬層１６に用いられる反応試薬の種類と量、試料供給路１５で受け入れる試料液の容量によって異なるが、同じ種類のバイオセンサ４を用いている限りは、予め定められた一定の時間に固定される。なお、試薬の種類によっては、この待機期間中に電圧を印加して酵素反応を促すようにしてもよい。

そして、測定制御部２４は、待機期間が終了した後、所定の期間（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）電圧レベルＶ２にて電圧印加を行う。この時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間を第２電位期間と称す。
この第２電位期間は、バイオセンサ４の試薬層１６において酸化反応を促進し、最終的にグルコース濃度の測定に関連する応答電流値を取得するための期間である。この第２電位期間も、試薬層１６に用いられる反応試薬の種類と量、試料供給路１５で受け入れる試料液の容量によって異なるが、同じ種類のバイオセンサ４を用いている限りは、予め定められた一定の時間に固定される。

なお、この第２電位期間の間に少なくとも１回の追加の待機期間を設けてもよい。また、第１電位期間、第２電位期間中の印加電圧は一定ではなく、変化させるようにしてもよい。これらは、グルコース濃度測定のアルゴリズムによって定められる。
測定制御部２４は、上記第２電位期間の間に、電気化学的変化に伴う応答電流値を少なくとも１回取得して、電流プロファイルとして保持する。そして、保持した電流プロファイルをコットレル式や他のアルゴリズムを用いてグルコース濃度を特定し、測定結果として制御部１０へ出力する。制御部１０は、測定部６から測定されたグルコース濃度が伝えられた時刻を測定が行われた時刻（測定時刻）とする。

動き判定部２５は、上述した動き測定部９が出力する動き情報を受け取って動き情報の判定を行い、判定結果を測定制御部２４に出力する。測定制御部２４は、動き判定部２５の判定結果に基づいて、上述したグルコース濃度の測定動作の変更の要否を判断する。
動き判定部２５は、随時、動き測定部９が出力する３次元軸それぞれの単位時間当たりの変化量の大小を２つのしきい値と比較し、第１状態、第２状態、第３状態の３つに分類する判定を行う。まず、３次元軸それぞれについて、変化量と第１閾値との大小比較を行う。そして、第１閾値よりも変化量が大きい場合には、第１閾値よりも大きく設定された第２閾値と大小比較を行う。

その結果、少なくとも１つの軸で、変化量が第２閾値よりも大きい場合は、第３状態と判定する。また、変化量が第２閾値よりも大きい軸は無いが、少なくとも１つの軸で、変化量が第１閾値よりも大きい場合は、第２状態と判定する。さらに、３次元軸全てにおいて、変化量が第１閾値よりも小さい場合は、第１状態と判定する。
動き判定部２５は、この判定結果を随時、測定制御部２４へ出力する。動き判定部２５は、装置本体１の電源が投入され、動作している間は、この判定を常に行う。あるいは、最低限でもバイオセンサ４の挿入が検知されてからグルコース濃度の測定が完了するまでの間は行う。判定を行う間隔は、応答電流値の検知のサンプリング間隔と同じく数〜数十ｍｓｅｃの間隔が最も好ましい。

測定制御部２４は、応答電流検出部２３から入力される電流応答値、および動き判定部２５から入力される判定結果の履歴を参照できるように、少なくとも１回のグルコース濃度測定の間の電流応答値と判定結果とを保持するだけのメモリ（図示せず）を有する。
測定制御部２４は、バイオセンサ４の挿入が検知されてからグルコース濃度の測定が完了するまでの間、すなわち図５（ａ）および図５（ｂ）における時刻０から時刻ｔ４までの間、動き判定部２５から伝えられる判定結果が常に第１状態であった場合には、上述したグルコース濃度の測定において、第１電位期間、待機期間、第２電位期間の長さと印加電圧のレベルを変更せず、測定を完了させる。

これは、装置本体１の動きが、グルコース濃度の測定に影響を及ぼす程の大きなものでなく、安定して測定を行えたことを意味する。
一方、測定制御部２４は、図５（ａ）および図５（ｂ）における時刻０から時刻ｔ４までのある特定の期間で動き判定部２５の判定結果が第３状態を示す場合には、グルコース濃度の測定を中止して測定エラーとするか、測定を完了して何らかの測定値が得られたとしても同じく測定エラーとする。この時、制御部１０は測定部６から測定エラーが伝えられると、表示部２に測定エラーであることとバイオセンサ４を取り替えて再度血液を点着し、再測定を行うことを促す表示を行う。

これは、装置本体１の動きが、グルコース濃度の測定に大きく影響を及ぼす程異常なものであって、それによって測定が不可能であるか、測定結果が間違った値を示してしまう可能性があることを意味する。
さらに、測定制御部２４は、図５（ａ）および図５（ｂ）における時刻０から時刻ｔ４までのある特定の期間で動き判定部２５の判定結果が第２状態を示す場合、および測定エラーとする上記期間とは異なる期間で第３状態を示す場合には、上述したグルコース濃度の測定において、電圧印加の長さと電圧レベルを変更するかどうかを調整する。

これは、装置本体１の動きがグルコース濃度の測定に幾分か影響を及ぼすものであるが、それを加味した調整を行うことにより、正しい測定結果を得ることができることを意味する。
次に、測定制御部２４における動き判定結果を考慮した測定動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ０１は、バイオセンサ４の挿入が検知され、制御部１０から測定部６に対してグルコース濃度の測定の指示が出された段階である。測定制御部２４は、電圧印加部２２にコネクタ５ｂへ電圧レベルＶ１の電圧印加の開始を指示し、電圧印加部２２は直ちに電圧印加を開始する（時刻０）。
ステップＳ０２は、ユーザによってバイオセンサ４の試料点着部１５ａに血液が点着された後、測定制御部２４が、応答電流検出部２３が出力する応答電流値の変化から血液の点着を検知した段階である（時刻ｔ１）。

ステップＳ０３は、時刻ｔ１において、測定制御部２４が、時刻０から時刻ｔ１までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に、第２状態または第３状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第２状態または第３状態と判定されたものが１度でも含まれている場合は、ステップＳ０４に移行する。一方、１度も含まれていなければ、電圧レベルＶ１と時刻ｔ２を変更せずにステップＳ０５へと移行する。

ステップＳ０４では、測定制御部２４は、現在、電圧印加部２２が印加している電圧レベルＶ１を変更し、電圧印加を停止する予定の時刻ｔ２を変更する。
これは、バイオセンサ４の試料点着部１５ａに血液が点着される前後の時間で装置本体１が動かされる状態にあり、これが続くと、試料供給路１５を展開する血液の展開速度が遅くなったり、試薬に到達する血液の液量に偏りが生じたりして、血液と試薬との溶解が不均一になり、その結果として妨害物質の除去が十分に行えなくなる可能性があることに対応するものである。

このような印加電圧レベルの変更制御の一例としては、電圧レベルＶ１と時刻ｔ２とが一定の関係を保ったまま反比例の変更となるように制御する。
具体的には、電圧レベルＶ１の値を小さくし、時刻ｔ２を長くする（遅らせる）。この時、変更前の時刻ｔ１から時刻ｔ２の長さと変更前の電圧レベルＶ１の積と、変更後の時刻ｔ１から時刻ｔ２の長さと変更後の電圧レベルＶ１の積とが同じになるようにする。すなわち、例えば、電圧レベルＶ１を半分にした場合は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の長さが倍になるように時刻ｔ２を遅らせる。

これは、第１電位期間における妨害物質の除去度合いが印加する電圧レベルと印加時間に比例して変化する場合に有効な制御である。これにより、装置本体１の動きによってバイオセンサ４の試料供給路１５内の血液と試薬との溶解が均一になるのに時間がかかる場合でも、均一になるための時間を確保しながら、電圧の印加が過多にならず必要十分とすることが可能となる。

また、この変更制御の別の一例としては、電圧レベルＶ１は変更せず、印加時間を長くする（時刻ｔ２を遅らせる）ことである。これは、第１電位期間における妨害物質の除去度合いが電圧の印加時間にのみ依存する場合に有効な例である。これにより、装置本体１の動きによってバイオセンサ４の試料供給路１５内の血液と試薬との溶解が均一になるのに時間がかかる場合でも、均一になるための時間を確保しながら、電圧の印加を必要十分とすることが可能となる。

ステップＳ０５は、初期に設定された時刻ｔ２、またはステップＳ０４で時刻ｔ２が変更された場合には、変更後の時刻ｔ２に到達した段階である。このとき、測定制御部２４は、電圧印加部２２に電圧印加の停止を指示し、電圧印加部２２は直ちにコネクタ５ｂへの電圧の印加を停止する。
ステップＳ０６は、時刻ｔ２において、測定制御部２４が、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第３状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第３状態と判定されたものが１度でも含まれている場合には、ステップＳＥ１に移行し、１度も含まれていなければステップＳ０７へと移行する。

ステップＳ０７は、時刻ｔ２において、測定制御部２４が、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第２状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第２状態と判定されたものが１度でも含まれている場合はステップＳ０８に移行し、１度も含まれていなければ、時刻ｔ３を変更せずにステップＳ０９へと移行する。

ステップＳ０８では、測定制御部２４は、次に、電圧印加部２２が電圧印加を再開する予定の時刻ｔ３を変更する。
これは、装置本体１が動かされる状態にあり、これが続くと、バイオセンサ４の試料供給路１５内で進行する酵素反応が阻害されて、反応が遅れてしまう可能性があることに対応するものである。ここでは、時刻ｔ３を遅らせて、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの待機期間を長くすることで、十分に酵素反応が行われるようにすることができる。

ステップＳ０９は、初期に設定された時刻ｔ３、またはステップＳ０８で時刻ｔ３が変更された場合に、変更後の時刻ｔ３に到達した段階である。この時、測定制御部２４は、電圧印加部２２に電圧レベルＶ２での電圧印加の再開を指示し、電圧印加部２２は直ちにコネクタ５ｂへの電圧の印加を再開する。
ステップＳ１０は、時刻ｔ３において、測定制御部２４が、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第３状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第３状態と判定されたものが１度でも含まれている場合には、ステップＳＥ１に移行し、１度も含まれていなければステップＳ１１へと移行する。

ステップＳ１１は、時刻ｔ３において、測定制御部２４が、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第２状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第２状態と判定されたものが１度でも含まれている場合には、ステップＳ１２に移行し、１度も含まれていなければ、時刻ｔ４を変更せずにステップＳ１３へと移行する。

ステップＳ１２では、測定制御部２４は、電圧印加部２２が電圧印加を終了する予定の時刻ｔ４を変更する。これは、装置本体１が動かされる状態にあり、これが続くと、バイオセンサ４の電極上の血液の液量に偏りが生じたりして、その結果として酸化反応が安定しない可能性があることに対応するものである。時刻ｔ４を遅らせて、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第２電位期間を長くすることで、安定した酸化反応が行われる期間を確保することができる。

ステップＳ１３は、初期に設定された時刻ｔ４、またはステップＳ１２で時刻ｔ４が変更された場合に、変更後の時刻ｔ４に到達した段階である。この時、測定制御部２４は、電圧印加部２２に電圧印加の終了を指示し、電圧印加部２２は直ちにコネクタ５ｂへの電圧の印加を停止する。
ステップＳ１４は、時刻ｔ４において、測定制御部２４が、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第３状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第３状態と判定されたものが１度でも含まれている場合には、ステップＳＥ２に移行し、１度も含まれていなければステップＳ１５へと移行する。

ステップＳ１５は、時刻ｔ４において、測定制御部２４が、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第２状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第２状態と判定されたものが１度も含まれていなければステップＳ１６へ移行し、１度でも含まれている場合にはステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１６は、少なくとも時刻ｔ３から時刻ｔ４の第２電位期間において、動き判定部２５から出力される判定結果が常に第１状態と判定されたものである場合に推移する段階である。これは、グルコース濃度の測定に影響を及ぼすほどの装置本体１の動きが検出されなかったことを意味する。
この場合には、測定制御部２４は、第２電位期間中の予め定められた通りのタイミングで応答電流検出部２３が出力した応答電流値を、グルコース濃度特定のための応答電流値として採用する（応答電流値の通常選択）。

その際に、もしステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、時刻ｔ４を変更していた場合には、変更する前の時刻ｔ４に相当する時刻に得られた応答電流値が用いられる。例えば、時刻ｔ４の時に得られた応答電流値を採用するように定められている場合には、変更後の時刻ｔ４の時に得られた応答電流値ではなく、変更前の時刻ｔ４のタイミングで得られた応答電流値が採用される。

ステップＳ１７は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の第２電位期間において、動き判定部２５から出力される判定結果に第２状態と判定されたものが含まれているために推移する段階である。これは、グルコース濃度の測定に幾分か影響を及ぼす可能性がある程度の装置本体１の動きが検出されたことを意味する。
従って、ステップＳ１６における応答電流値の通常選択を行うと、その応答電流値の精度は保障されない。このため、ステップＳ１７では追加の第２電位期間を開始している。すなわち、時刻ｔ５において、測定制御部２４は、電圧印加部２２に電圧レベルＶ２での電圧印加の再開を指示する。電圧印加部２２は、直ちにコネクタ５ｂへの電圧の印加を再開する。

ステップＳ１８は、時刻ｔ６に到達した段階である。この時、測定制御部２４は、電圧印加部２２に電圧印加の終了を指示する。電圧印加部２２は、直ちにコネクタ５ｂへの電圧の印加を停止する。
この時刻ｔ５から時刻ｔ６の間が、追加の第２電位期間であり、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間の第２電位期間と同じ長さになるように、時刻ｔ６が設定される。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示したコネクタ５ｂに印加する電圧の様子（ａ）と、コネクタ５ｂから得られる応答電流値の様子（ｂ）を示す図に、この追加の第２電位期間を設けた一例を示すものである。時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に電圧レベルＶ２での電圧印加を行い、得られる応答電流値の様子が追加されている。
なお、追加の第２電位期間を開始する時刻ｔ５は、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間を追加の待機時間とするために、時刻ｔ４から時刻ｔ５の長さが時刻ｔ２から時刻ｔ３の待機時間の長さと同じになるように設定される。あるいは、時刻ｔ５は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように時刻ｔ４から時刻ｔ５の長さが待機時間よりも短くなるように設定されてもよい。

さらに、追加の第２電位期間における電圧印加を、電圧レベルＶ２とは異なる電圧レベルＶ３で行ってもよい。この場合には、追加の第２電位期間を第３電位期間と称する。
ステップＳ１９は、測定制御部２４が、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間に、動き判定部２５から出力される判定結果に第２状態または第３状態と判定されたものが含まれていたかどうかを確認する段階である。ここで、第２状態または第３状態と判定されたものが１度でも含まれている場合には、ステップＳＥ２に移行する。一方、第２状態または第３状態と判定されたものが１度も含まれていない場合には、ステップＳ２０へと移行する。

なお、ステップＳ１９からステップＳＥ２への移行は、グルコース濃度の測定に影響を及ぼすほどの装置本体１の動きが連続または断続的に続いており、これ以上条件を変更しても精度を保障できる範囲内での応答電流値の選択が困難であり、最初から測定のやり直しが必要であることを意味する。
ステップＳ２０は、少なくとも時刻ｔ５から時刻ｔ６の追加の第２電位期間において、動き判定部２５から出力される判定結果が、常に第１状態と判定されたものである場合に推移する段階である。これは、グルコース濃度の測定に影響を及ぼすほどの装置本体１の動きが検出されなかったことを意味する。

この場合には、測定制御部２４は、追加の第２電位期間中の予め定められた通りのタイミングで応答電流検出部２３が出力した応答電流値を、グルコース濃度特定のための応答電流値として採用する（応答電流値の置き換え選択）。
この時、応答電流値を採用するタイミングと時刻ｔ５から時刻ｔ６の相対的な関係は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の第２電位期間内における応答電流値を採用するタイミングの相対的な関係と同じにする。例えば、時刻ｔ３から時刻ｔ４の第２電位期間での通常選択として時刻ｔ４時に出力される応答電流値が採用される場合には、時刻ｔ５から時刻ｔ６の追加の第２電位期間では時刻ｔ６時に出力される応答電流値が採用される。

ステップＳ２１では、測定制御部２４は、ステップＳ１６またはステップＳ２０で採用された応答電流値に上述したアルゴリズムを適用して、グルコース濃度の特定を行う。この時、ステップＳ１６で得られた応答電流値とステップＳ２０で得られた応答電流値とでは、アルゴリズムの演算などで用いるパラメータや条件を同じにしてもよいし、それぞれ異なるパラメータや条件が設定されていてもよい。

すなわち、第２電位期間の後で追加の第２電位期間を設けることで、どちらの応答電流に基づいて求められたグルコース濃度であっても、正しく同じ結果が得られるようにパラメータや条件の調整が必要かどうかを予め調べておき、設定される。追加の待機時間の長さを変更したり、追加の第２電位期間における印加電圧の電圧レベルを変更したりした場合も同様である。

ここで、ステップＳ０６またはステップＳ１０から推移するステップＳＥ１と、ステップＳ１４から推移するステップＳＥ２について説明する。
ステップＳＥ１は、第１電位期間の点着検知後（ステップＳ０６の分岐）または待機期間（ステップＳ１０の分岐）に、グルコース濃度の測定精度を補償できない程の装置本体１の動き（第３状態）が検出されたため、このグルコース濃度の測定をエラーとして、測定を中止する段階である。この場合には、測定制御部２４は、直ちに測定を中止して、制御部１０に対して測定エラーを通知する。

ステップＳＥ２は、第２電位期間に、グルコース濃度の測定精度を補償できない程の装置本体１の動き（第３状態）が検出された、あるいは追加の第２電位期間に、信頼性を低下させる程の装置本体１の動き（第２状態または第３状態）が検出されたために、このグルコース濃度の測定をエラーとする段階である。この場合には、制御部１０は、グルコース濃度の特定結果を測定エラーと設定して、ステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ２２では、測定制御部２４は、ステップＳ２１で特定されたグルコース濃度の値、またはステップＳＥ２で設定された測定エラーを制御部１０へ出力し、制御部１０は、グルコース濃度の測定動作を終了する。
すなわち、本発明の液体試料測定装置は、通常の測定で用いられる第１の条件と、通常よりも測定中の測定装置の動きに許容度の大きい第２の条件とを少なくとも有している。そして、測定中に検出された測定装置の動き度合いに応じて、通常の第１の条件から第１の条件とは異なる第２の条件に切り替えて測定を行う。

ここで、第１の条件は、変更前の印加電圧レベルＶ１、時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４に相当する。そして、第２の条件は、変更後の印加電圧レベルＶ１、時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４のいずれか、および追加される時刻ｔ５，ｔ６、またはこれらの組み合わせに相当する。そして、第１条件から第２条件への切り替えは、測定制御部２４と動き判定部２５によって決定される。

なお、本実施の形態では、第１電位期間、待機期間、第２電位期間、追加の待機期間、追加の第２電位期間を有する電圧の印加方法（電圧印加パターン）と電流プロファイルの測定を例にして説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、電圧印加パターンは、待機期間を有しないものでもよい。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間がほぼ０になり、第１電位期間のすぐ後に第２電位期間が設定される。そのような場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ０６、ステップＳ０７、ステップＳ０８をスキップし、ステップＳ１０の分岐の条件を時刻ｔ１−ｔ２の間に状態３はあったかどうか、ステップＳ１１の分岐の条件を時刻ｔ１−ｔ２の間に状態２はあったかどうかに置き換えるとよい。

また、例えば、電圧印加パターンは、第１電位期間の間に、グルコース以外の血液中の存在物を推定するための電流値の取得を行ってもよい。このため、第１電位期間の間に、存在物を推定するために必要な電圧レベルを印加する期間を設けてもよい。
すなわち、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間に時刻ｔ１´を設け、時刻０から時刻ｔ１までと時刻ｔ１´から時刻ｔ２までは印加電圧レベルＶ１で電圧印加し、時刻ｔ１から時刻ｔ１´の間は印加電圧レベルＶ１とは異なる印加電圧レベルで電圧印加し、時刻ｔ１から時刻ｔ１´の間の任意の時刻で応答電流値を取得してもよい。ここで取得された応答電流値は、グルコース濃度の値を算出する時に使用される。この場合には、図６のフローチャートはそのまま適用される。

つまり、電圧印加パターンを変更しても、図６に示すフローチャートの一部を必要に応じて変更するだけで、本発明を実施することが可能である。
以上のように、本実施形態の液体試料測定装置は、装置本体１の動き量を監視し、その動き量によって、そのまま測定を行うか、測定時間の調整を行うか、グルコース濃度を特定するための情報の取得タイミングを変更するかを調整する。

これにより、グルコース濃度を測定している間に、装置本体１に対して外部から衝撃が加えられる等、測定を実施する環境が悪化した場合でも、測定精度の低下を防ぐことができる。すなわち、測定中に装置本体１の動きが生じた場合でも、従来よりも許容度を向上させることができる。
特に、測定時間を調整することにより測定精度を確保できる場合には、測定をし直す必要がなくなる。これにより、従来は測定実施時の環境が悪化した場合には、一律に測定し直しが必要であったため、ユーザに対して再度穿刺を要求したり、バイオセンサを追加で使用するように要求したりしていたが、本発明ではそれらの頻度を低減させることができる。

なお、測定装置に電気化学式のバイオセンサを装着し、試料液として生体の血液を点着し、血液中のグルコース濃度を測定する例を示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
試料液としては、血液、尿や間質液など実質的に生体から得られるサンプルの原液または溶液が適用される。または、それらサンプルの擬似的な生成物や実験による生成物であってもよい。さらに、これらを変性、化学変化などの前処理を行った処理溶液を用いてもよい。あるいは、測定装置の校正などを目的としたコントロール液などを用いる場合にも、本発明は適用可能である。

測定対象物としては、糖類、乳酸、各種コレステロール、核酸、ＤＮＡ、抗体、抗原、タンパク質、ホルモン、菌、酵素、薬物、抗生物質、医薬組成物、標識マーカー、化学的物質など、サンプル中の発現または定量を行うもの全てに対して、本発明は適用可能である。
バイオセンサとしては、試料液が点着され流路やメンブレンなどの作用によって展開させるものや、点着された試料液を貯留するチャンバ等の構造を有するものが用いられる。あるいは、バイオセンサの替わりに、ハイブリダイズや血球収縮、血球破壊などの前処理をその中で実行するバイオチップやＤＮＡチップなどを用いてもよい。すなわち、センサまたはチップに試料液が供給されてから測定が完了するまでに、センサまたはチップの姿勢や動きによって、その測定結果に影響が及ぼされる可能性が生じる形態のもの全てに本発明が適用可能である。

さらに、バイオセンサへの試料液の供給方法は、直接生体から点着するだけでなく、シリンジやカートリッジや前処理容器などから供給されるものでもよい。試料液を供給するためのカートリッジや前処理容器がバイオセンサに装着された状態で対象物の測定が行われるものであってもよい。
さらに、測定装置における測定には、光学式や磁力式など、ハンドヘルドの測定装置で実施可能な全ての測定方法が含まれる。

本発明に係る液体試料測定装置は、使用者が手に持って使用する携帯型の測定装置として有用である。

１ 装置本体（筐体）
２ 表示部
３ 入力部
４ バイオセンサ
５ センサ装着部
５ａ センサ装着検知部
５ｂ コネクタ
６ 測定部
７ 通信部
８ 記録部
９ 動き測定部
１０ 制御部
１１ 基板
１２ 基板
１３ 空気孔
１４ スペーサ
１５ 試料供給路
１５ａ 試料点着部
１６ 試薬層
１７ 対電極
１８ 測定電極
１９ 検知電極
２０ 識別部
２１ｇ，２１ｈ スリット
２２ 電圧印加部
２３ 応答電流検出部
２４ 測定制御部
２５ 動き判定部

Claims (4)

1. バイオセンサが装着された筐体と、
   前記バイオセンサに供給される生体の液体試料から生体情報の測定を行う測定部と、
   前記筐体の動き情報を測定する動き測定部と、
   前記動き測定部が測定した前記筐体の動き情報に基づいて前記筐体の動き度合いを判定する動き判定部と、
   前記測定部が生体情報の測定を行なう間における前記動き判定部の判定結果に基づいて通常の測定で用いられる第１の条件から前記第１の条件とは異なる第２の条件に切り替えて前記生体情報の測定を行う測定制御部と、
   を備え、
   前記測定制御部は、前記動き判定部が判定した結果に基づいて、前記バイオセンサに設けられた電極に印加する電圧レベルを、前記第１の条件から前記第２の条件に変更する、
   液体試料測定装置。
2. バイオセンサが装着された筐体と、
   前記バイオセンサに供給される生体の液体試料から生体情報の測定を行う測定部と、
   前記筐体の動き情報を測定する動き測定部と、
   前記動き測定部が測定した前記筐体の動き情報に基づいて前記筐体の動き度合いを判定する動き判定部と、
   前記測定部が生体情報の測定を行なう間における前記動き判定部の判定結果に基づいて通常の測定で用いられる第１の条件から前記第１の条件とは異なる第２の条件に切り替えて前記生体情報の測定を行う測定制御部と、
   を備え、
   前記測定制御部は、前記動き判定部の判定結果に基づいて、前記生体情報を特定するために取得される情報の取得タイミングを、前記第１の条件から前記第２の条件に変更する、
   液体試料測定装置。
3. バイオセンサが装着された筐体と、
   前記バイオセンサに供給される生体の液体試料から生体情報の測定を行う測定部と、
   前記筐体の動き情報を測定する動き測定部と、
   前記動き測定部が測定した前記筐体の動き情報に基づいて前記筐体の動き度合いを判定する動き判定部と、
   前記測定部が生体情報の測定を行なう間における前記動き判定部の判定結果に基づいて通常の測定で用いられる第１の条件から前記第１の条件とは異なる第２の条件に切り替えて前記生体情報の測定を行う測定制御部と、
   を備え、
   前記測定制御部は、前記動き判定部の判定結果に基づいて、前記第１の条件において設定された電圧の印加期間に、前記バイオセンサに設けられた電極に電圧を印加する期間を追加した前記第２の条件に変更する、
   液体試料測定装置。
4. 前記測定制御部は、前記動き判定部の判定結果が前記筐体の動き度合いが許容範囲外であることを示した場合には、前記生体情報の測定を中止する、
   請求項１から３のいずれかに記載の液体試料測定装置。

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