JPWO2011090003A1 - 測定装置、測定システム、電力供給装置、及び電力供給方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明に係る測定装置は、
試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定装置であって、前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、前記センサを駆動するための電力を発電する発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、を備える。
図1は、第一実施形態における測定装置(測定システム)1の概略構成図を示す図である。測定装置1は、間質液中のグルコース濃度を連続的に自動で測定可能なグルコース連続測定装置であり、例えば人体(被検者)の腹部や腕部などの皮膚に装着して使用される。この測定装置1は、筐体(ハウジング)2、制御コンピュータ3および電気化学センサ4を備えている。なお、ここでは測定装置1によって間質液中のグルコース濃度を測定する例を説明するが、血液中のグルコース濃度を測定しても勿論構わない。また、以下の図面において、先に述べた図面中に記載された部品と同様の部品には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る測定装置の各実施形態の説明は、本発明に係る測定システム、電力供給装置、電力供給方法の各実施形態の説明を兼ねる。特に、本発明を測定システムとして捉える場合、下記説明中における「測定装置」を「測定システム」として読み替えても良く、その場合には各図の参照符号1を「測定システム」を指すものとする。
図4は、実施例1における発電部110を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用した圧電効果を利用してグルコースセンサ4を駆動するための電力を発電することを特徴とする。
図6は、実施例2における発電部110を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用した電磁誘導の作用を利用してグルコースセンサ4を駆動するための電力を発電することを特徴とする。
図7は、実施例3における発電部110を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下における環境温度と被検者の体温との温度差を利用した熱電効果を利用してグルコースセンサ4を駆動するための電力を発電することを特徴とする。
図8は、実施例4における発電部110を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において受光する光エネルギーを利用した光電効果を利用してグルコースセンサ4を駆動するための電力を発電することを特徴とする。
図9は、実施例5における発電部110を説明するための説明図である。本実施例における発電部110は、燃料電池110Eを有し、この燃料電池110Eを用いて発電する。燃料電池110Eは、電気化学反応によって電力を取り出す発電装置である。本実施例における燃料電池110Eは、燃料を酵素により分解してプロトンと電子とに分離するもので、燃料としてメタノールやエタノールのようなアルコール類、あるいは例えばグルコースのような糖類などのバイオ燃料を好適に用いることができるバイオ燃料電池である。
次に、本発明を実施する第二実施形態について説明する。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成については同一の参照符号を付すことでその詳しい説明は省略する。第二実施形態におけるグルコースセンサ4は第一実施形態と同様である。図10は、第二実施形態における測定装置1の主要な構成を示したブロック図である。ここでは、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態において、測定装置1の制御コンピュータ3は、充電量検出部31、発電制御部32を更に含んでいる。これらは、制御コンピュータ3のプロセッサが各種制御プログラムを実行することによって実現される機能である。また、測定装置1は警告音や音声情報を出力する警報部19を備える。更に、電力供給装置11は、非常用電源としての控え用一次電池(以下、「非常用電池」という)112を備えている。非常用電池112は、例えばボタン電池であるが、これに限定されない。また、本実施形態においては非常用電池112が本発明における非常用電源に対応している。本実施形態に係る測定装置1のその他の基本構成は、第一実施形態と同様である。
次に、本発明を実施する第三実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置1は、電力供給装置11における発電部110が、複数の発電装置を含んで構成されている点を除いて、他の基本構成は第一及び第二実施形態と同様である。本実施形態における発電量監視処理は、発電部110における発電量の監視結果に応じて、必要に応じて複数の発電装置を稼動(起動)させることを特徴とする。発電部110に含まれる複数の発電装置とは、実施例1〜5に係る発電装置(圧電素子110A、電磁誘導発電器110B、ゼーベック素子110C、太陽電池110D、燃料電池110E)を適宜、組み合わせて採用することができる。なお、発電部110には、同種の発電装置が複数含まれていても良い。
次に、本発明を実施する第四実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置1は、電力供給装置11における発電部110が発電方式の異なる複数種類の発電装置を含んで構成されている。発電方式の異なる複数種類の発電装置とは、具体的には、実施例1〜5で説明した圧電素子110A、電磁誘導発電器110B、ゼーベック素子110C、太陽電池110D、燃料電池110Eなどが例示できる。本実施形態では、これらのうち少なくとも2種類以上の発電装置が発電部110に搭載されている。なお、測定装置1における他の基本構成は第一〜第三実施形態と同様である。
次に、本発明を実施する第五実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置1は、電力供給装置11における発電部110が燃料電池110Eを備えている。本実施形態における燃料電池110Eは、被検者の血液や間質液などの体液を燃料タンクに導き、それに含まれるグルコースを燃料として利用する。これらの体液は、公知の方法を採用して体内の血管中や細胞内から直接採取することができる。その他、測定装置1の基本構成は他の実施形態と同様である。なお、燃料電池110Eによる発電は、制御コンピュータ3から電力供給装置11に出される発電要求指令に従って行われる。
2・・・筐体
3・・・制御コンピュータ
4・・・電気化学センサ(グルコースセンサ)
11・・・電力供給装置
12・・・センサ制御部
14・・・表示ユニット部
17・・・筐体
110・・・発電部
111・・・蓄電部
110A・・圧電素子
110B・・電磁誘導発電器
110C・・ゼーベック素子
110D・・太陽電池
110E・・燃料電池
Claims (15)
- 試料中の被検物質に関する数値情報を測定する測定装置であって、
前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、
前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
を備える測定装置。 - 前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
請求項1に記載の測定装置。 - 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
請求項1又は2に記載の測定装置。 - 前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、所定の警報を出力する警報部を更に備える、
請求項3に記載の測定装置。 - 非常用電源を更に備え、
前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、前記非常用電源から前記蓄電部に電力を供給させる、
請求項3又は4に記載の測定装置。 - 前記発電部は複数の発電装置を含んで構成され、
前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、稼動させる発電装置の数を増やす、
請求項3から請求項5の何れか一項に記載の測定装置。 - 前記発電部は発電方式の異なる複数種類の発電装置を含んで構成され、
前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、稼動させる発電装置を、稼動中の発電装置から発電方式の異なる他種の発電装置に切り替える、
請求項3から請求項6の何れか一項に記載の測定装置。 - 前記発電制御部が算出した前記発電率を記憶する記憶部を更に備え、
前記発電制御部は、前記記憶部に記憶されている前記発電率のうち、直近に記憶した値を含む過去複数回分の該発電率の値を平均して算出した平均発電率に応じて、前記発電部における発電量の監視を開始する閾値となる判定用基準電圧の値を調節する、
請求項3から請求項7の何れか一項に記載の測定装置。 - 試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定システムであって、
前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、
前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
を備える測定システム。 - 前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
請求項9に記載の測定システム。 - 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
請求項9又は10に記載の測定システム。 - 試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給装置であって、
前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
を備える電力供給装置。 - 前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
請求項12に記載の電力供給装置。 - 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
請求項12又は13に記載の電力供給装置。 - 試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給方法であって、
前記センサを駆動するための電力を発電する発電ステップと、
前記発電ステップにおいて発電される発電量を監視する発電量監視ステップと、
前記発電ステップにおいて発電された電力を充電する充電ステップと、
前記充電ステップにおいて蓄えておいた電力を該センサに供給する供給ステップと、
を含む電力供給方法。
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