JPS63259457A - 溶液中の溶質濃度測定電極の自動校正方法 - Google Patents

溶液中の溶質濃度測定電極の自動校正方法

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JPS63259457A
JPS63259457A JP62091892A JP9189287A JPS63259457A JP S63259457 A JPS63259457 A JP S63259457A JP 62091892 A JP62091892 A JP 62091892A JP 9189287 A JP9189287 A JP 9189287A JP S63259457 A JPS63259457 A JP S63259457A
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Yasushi Ogi
御木 靖
Yoshihiko Senchi
良彦 泉地
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、医療用電極、特に血糖測定電極を自動的に
校正する方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
糖尿病患者の治療に際し血糖値を測定してインスリンを
自動注入することは、既に多くの文献に見られるように
医療分野で周知された技術である。また、この一連の操
作を行なうためには、患者の血糖値を測定する血糖値測
定電極と、その血糖測定値に基づき各患者に適したイン
スリンの注入量を所定の計算式に従って算出するインス
リン注入量決定手段と、この手段により決定された量の
インスリンを患者に注入するインスワン注入手段とで構
成された人工膵臓も周知されている。このような一連の
操作の基本動作となるのは各患者の血糖値測定であり、
その測定値の誤差は最終的にインスリンの注入量に及ん
で患者に対し重大な危険をもたらすことさえある。した
がって、たとえば人工膵臓の使用に際しては、使用直前
に血糖測定用の電極を内部校正して、血糖値の測定誤差
をできるだけ少くすることが肝要となる。この理由から
、人工膵臓を使用する各病院においては血糖値測定用電
極を校正するため担当医もしくは担当技師が毎朝出動直
後に校正に着手し、かなりの時間をかけて手動で校正手
順を行っているのが実状である。しかしながら、この牟
勤の校正手順は人間による電極安定状態の判断やダイヤ
ル設定操作を必須とするため、人間の感に頼る相当な熟
練を要し、時として判定を誤って不正確な測定を招来す
ることもある。このように血糖測定用電極の校正は、担
当医の著しい労力を伴うにも拘わらず、時として不正確
となる欠点を免れない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような血糖測定用電極の校正に伴う従来の欠点を
解消し、担当医の出動前に担当技師或いはタイマーによ
り校正用スイッチを付勢すれば全ての校正手順が自動的
に行なわれ、人間の判断や操作の誤りに起因する測定器
の不正確さおよび延いては人工膵臓の誤動作を回避しう
る安全かつ簡便な血糖測定用電極の校正方法が要望され
る。このような校正方法は、上記した通り、担当医の負
担を著しく軽減しうるので、医療分野での貢献に資する
ところ大である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、本発明によれば、装置使用前の準備段階
における初期内部校正にて血糖測定電極を校正するに際
し、糖濃度をOとするベース液を電極に対し流過させた
時の電極出力の電−流値(iB)と電極出力変化率(Δ
iB/min)とがそれぞれ所定値以下になった際、前
記ベース液を所定濃度の糖を含有する校正液に自動的に
切換えて前記電極に対し流通させ、その時の電極出力の
電流値(iS)を検出して差(iS−iB)を算出し、
この差が所定値以上であるかどうかを判定し、これら操
作を全て自動的に行なうことによって解消される。
このような構成の本発明による校正方法を用いれば、全
校正操作を自動的に行なうことができるだげでなく、電
流値の、j!(iS−iB)のレベルを校正液の糖濃度
に応じて、所定範囲に選択的に設定しうるため、実際の
血糖値の測定に際しこの範囲を血糖測定値の精度および
連続使用時間に適するよう適宜拡大・縮小しうるので便
利である。
なお、一般に測定電極の校正は、正確を期するため所定
の校正手順を2回もしくはそれ以上反復するのが通常で
あるため、これら校正操作を全て自動的に行なうことの
意裳は一層大となる。
測定電極の校正において、ベース液は零点設定の目的で
使用されるので、その糖濃度を零にするのが普通である
。校正液としては、一般に糖濃度が2〜10■/dIl
の範囲内の所定値を有するもの、特に糖濃度が6■/d
l程度が適当である。
本発明による血糖測定電極の自動校正方法を実施するに
当り、ベース液を流過させた際の電極出力の電流値(i
B)を2.5nA(ここでnAはナノアンペア、すなわ
ち10−’Aの単位を示す)以下としかつ電極出力変化
率(△iB/ win )を0.06n A / 3 
min以下とし、さらに6mg/dlのm濃度を有する
校正液を流過させた際の電流値(iS)と前記電流値(
iB)との差(iS−iB)を6.OnA以上に設定す
るのが好適である。
なお、一般に糖尿病患者の血糖値を測定する際は50〜
900■/dllの血糖値の測定が問題となるが、この
ようなレベルの測定は装置内で校正液に近い濃度まで希
釈液(もしくはベース液)で希釈し、本発明の校正方法
により電極を2点校正した後に外挿により決定しうろこ
とは勿論である。
〔作用効果〕
本発明によれば、ベース液を電極に対し流過させた時の
電極出力の電流値(iB)と電極出力変化率(ΔiB/
min)とがそれぞれ所定値以下になった際、前記ベー
ス液を所定濃度の糖を含有する校正液に自動的に切換え
て前記電極に対し流過させ、その時の電極出力の電流値
(i S)を検出して差(iS−iB)を算出し、この
差が所定値以上であるかどうかを判定し、これら操作を
全て自動的に行ないうるので、たとえば人工膵臓の事前
準備として重視され、かつ従来相当の負担となっていた
測定電極の初期内部校正が正確・安全かつ簡便となる。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して、本発明による自動校正方法
をたとえば人工膵臓に関する実施例につき説明する。
第1図は本発明による自動校正方法を示す操作流れ図で
あって、図面中「マニュアル」として示した操作のみを
担当医もしくは技師が行ない、残余の操作は全て人工膵
臓に組込まれたマイコンが自動的に行なうことは図面か
ら明らかであろう。
先ず最初に、校正に要する時間を考慮して初期内部校正
を開始するが、その際に担当者は内部校正スイッチを手
動で付勢するだけでよい。
その後は、ベース液の吸引−電極安定の確認−ベース液
による電極出力値および電極出力変化率のチェックおよ
び記憶−校正液の吸引−電極出力安定の確認−校正液に
よる電極出力値チェックおよび記憶からなる一連の手順
をマイコンが全て自動的に行なう。なお、従来慣用の校
正操作においては、電極安定の確認を人間の判断によっ
て行なっていたため熟練を要すると共にかなりの感をも
必要とし、時としてこの確認判断に誤りを生じて電極の
測定精度を低下させ、また電極安定確認後の調整つまみ
の回動操作も手動で行なって零点および校正液による所
定値の目盛に合せる必要があったため、この操作にも熟
練と感とを必要とし面倒かつ不正確であった。
次いで、上記マイコンによる全自動操作手順をもう1度
自動反復させて測定精度を向上させる。従来の手動操作
においても同じ目的で校正手順を2回もしくはそれ以上
反復する結果、上記の人間の判断および感に頼る不正確
さが拡大され、或いは面倒さが倍加される。
一般に測定電極の校正手順においては、内部校正に続い
て外部校正を行なうのが通常である。
本発明の外部校正手順においては、手動によりカテーテ
ルを標準液の中に入れて外部校正液のスイッチを付勢す
る。この操作は判断も感も必要としない簡単な操作であ
る。それ以後は、電極出力安定の確認並びに次いで外部
校正液の出力値チェックおよび記憶からなる校正手順を
マイコンが自動的に行なう。なお、従来の外部校正手順
においては、これらの操作を全て手動で行なっていたた
め、上記・と同じ理由で担当者の負担と不正確さとが避
けられなかった。
本発明によれば、たとえば糖濃度が零であるベース液と
糖濃度が6■/dlである校正液とを装置内の容器にセ
ットしておき、かつベース液による電極出力電流値(i
B)および電極出力変化率(△i B/min ) 、
並びに校正液に切換えた際の電極出力電流値の差(iS
−iB)をそれぞれ2.5 n A、 0.06n A
73 winおよび6.0nAに設定しておくだけで、
その後はスイッチの付勢のみで全て自動的に内部校正が
反復実施され、次いで外部校正も標準液中へのカテーテ
ルの浸漬操作とスイッチ付勢との簡単な操作のみでその
後はマイコンにより自動的に行なわれる。かくして、本
発明による自動校正方法は安全、正確かつ簡便であり、
従来の難点であった血糖測定電極の校正法を顕著に改善
した点において医療分野に対する貢献は大である。
次に、本発明による血糖値測定電極の作動原理につき第
2−(1)、 (2)、 (3)および(5)図の流れ
図並びに第2−(41図の内部校正タイムチャート図を
参照して以下説明する。
測定室内の液の流れを第2−(11図また注入系の液の
流れを第2−(21図に示す。
「運転」工程時は、マルチポンプ10によりカテーテル
12.採血チューブを介して患者から連続微量採血を行
い、まずヘパ主液14により1次希釈(約5倍)を、次
に希釈液により2次希釈(約7倍)を行って血液を2段
階に希釈、集合管16で混合し、泡抜き管18後、適正
な温度に加温して酵素電極20に導き、血糖値を連続測
定した後、廃液ボトル22に廃液する。
得られた血糖値から演算制御式により、インスリン、グ
ルコース注入量を演算して、各容器26.28からイン
スリン、グルコースポンプ32.34で患者に注入する
(第2−(23図参照)。
各工程りこより流れは変るので、これらにつき次に説明
する。
(1)内部校正 酵素電極20に糖濃度O■/dllの希釈液(RS−D
3)と糖濃度一定値の電極校正液(R5−C3)とを交
互に2回流し、各々の液に対する酵素電極20の出力電
流値を記憶する。
フローは希釈液と電極校正液の2通りに分かれ〔第2−
(31図〕、電磁弁40.42が自動的に切替って液の
流れが切換わる。
各液に対する出力電流は第2−(4)図のようになり、
出力電流値は血糖表示器に表示されると共にプリンタ上
にグラフと値が印字される。以後この工程にしておくと
、1時間毎に各液を自動的に流して校正が行なわれる。
(2)外部校正 内部校正完了後、カテーテル12から糖濃度200■/
diのグルコース標準液(R3−0200)を吸引して
出力電流を記憶する。
「内部校正」工程で記憶した希釈液の出力電流とこのグ
ルコース標準液の出力電流とから、グルコース濃度と酵
素電極20の出力電流との関係が分かる。以後「測定」
工程において出力電流から血糖値が求まる。
この流れを第2−(511図に示す。外部校正完了後は
、希釈液が流れる〔第2− (31(a1図〕。校正は
全て自動的に行われる。
(3)測定 カテーテル12から患者の血液を吸引し、酵素電極20
により血糖値を連続測定する。
流れは「外部校正」工程〔第2−(51図〕と同じであ
る。
(4)運転 患者の血糖値を連続測定し、得られた値に基づき演算制
御式により、インスリン溶液あるいはグルコース溶液を
患者に注入して血糖制御を行なう。流れは「外部校正」
工程〔第2−(5)図〕と同様である。
上記の作動原理に従った本発明による電極自動校正方法
の一実施例を第3図にグラフで示す。
第3図において、内部校正(初期)は測定開始以降の内
部校正基準となり、外部校正は初期におけるts’a度
の基準となる。第3図のグラフに示されたO印をコンピ
ュータが記憶する。なお、第3図に示した各数値は次式
に従って算出される。
14.11 (nA)      x (nA)x =
14.70  (nA) 依って、14.70 +1.12=15.82  (n
A)なお、ここで14.70  (nA)がグルコース
200■/dIlに相当する。
以上、本発明をたとえば人工膵臓を例として血糖測定電
極の校正につき説明したが、本発明の基本的思想はたと
えばグルコースモニタなど自動化医療機器全般にわたり
電極の自動校正に応用しうろことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による血糖測定電極の自動校正方法の操
作を説明する操作流れ図であり、第2−(1)〜第2−
(51図は本発明による血糖値測定の作動原理を示す各
工程の流れ図および内部校正タイムチャート図であり、 第3図は本発明による電極自動校正方法の一実施例を示
す特性曲線図である。 io、、、マルチチャンネルポンプ 12.、、カテーテル   14.、、ヘパ主液15、
、、液切検出器   16.、、集合管18、、、泡抜
き管    20.、、酵素電極22)、、廃液ボトル
   24.、、生理食塩液26、、、インスリン溶液
 2B、、、グルコース溶液30、、、液切検出器  
32. 、 、インスリンポンプ34、、、グルコース
ポンプ 36.、、気泡検出器38、 、 、採血検出
器   40.、、電磁弁42) 、 、電磁弁 H)−LJ、l            N:)−しJ
手 綻産 ネ甫 正 書(自発) 昭和62年 5月t7日 特許庁長官  黒 1) 明 雄 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第91892号 2)発明の名称 住所 東京都渋谷区恵比寿3丁目43番2号名称 日 
機装株式会社 イU者 鉛末 勲 4、代理人 +11函 6、補正の内容 (11第2−(1)図を′A11紙の通り補正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)血糖測定電極を校正するに際し、糖濃度を零とす
    るベース液を電極に対し流過させた時の電極出力の電流
    値(iB)と電極出力変化率(△iB/min)とがそ
    れぞれ所定値以下になった際、前記ベース液を所定濃度
    の糖を含有する校正液に自動的に切換えて前記電極に対
    し流過させ、その時の電極出力の電流値(iS)を検出
    して差(iS−iB)を算出し、この差が所定値以上で
    あるかどうかを判定し、これら操作を全て自動的に行な
    うことを特徴とする血糖測定電極の自動校正方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の全操作を自動的に2
    回反復する血糖測定電極の自動校正方法。
  3. (3)校正液の糖濃度が2〜10mg/dlの範囲内の
    所定値である特許請求の範囲第1項記載の自動校正方法
  4. (4)電流値(iB)が2.5nA以下であり、電極出
    力変化率(ΔiB/min)が0.06nA/3min
    以下であり、かつ電流値の差(iS−iB)が6.0n
    A以上である特許請求の範囲第3項記載の自動校正方法
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