KR100459339B1 - 포도당 농도 측정 장치 - Google Patents

포도당 농도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

비침습(非侵襲)이며, 정밀도가 높고, 소형인 포도당 농도 측정 장치를 제공한다.
광원(11)에서 발한 중적외광(中赤外光)을 사용하여, ATR 프리즘(12)에 압착(壓着)된 측정 대조에 의한 흡수 스펙트럼을 스펙트럼 검출부(13)에서 검출하는 흡수 스펙트럼 검출 장치(11)와, 로딩 격납부(24)에 격납된 포도당에 대응하는 로딩과 개인 데이터 격납부(28)에 격납된 검량선(檢量線)에 의한 개인 데이터를 사용하고, 상기 스펙트럼 검출 장치(11)에서 검출된 흡수 스펙트럼으로부터 주성분 분석법(PCA)을 이용하여 측정 대상의 포도당 농도를 산출하는 PCA 연산 장치(20)를 구비한다.

Description

포도당 농도 측정 장치 {GLUCOSE CONCENTRATION MEASURING SYSTEM}
본 발명은 중적외광(中赤外光)의 흡수 스펙트럼으로부터 포도당 농도를 측정하는 포도당 농도 측정 장치에 관한 것이다.
종래, 당뇨병 등 질병의 진단이나 치료의 목적으로 환자의 혈당치를 측정하는 혈당치 측정 장치가 제공되어 있다. 종래의 혈당치 측정 장치에는, 채혈한 혈액을 자동적으로 분석하는 자동 분석 장치나, 손가락 끝 또는 귓볼을 천자(穿刺)하여 얻은 소량의 혈액으로부터 혈당치를 측정하는 간이 혈당치 측정기가 있다.
그러나, 전술한 혈액을 사용하는 혈당치 측정 장치는 혈액 채취를 위해 환자에게 고통을 주고(침습(侵襲)), 감염증 등의 위험성이 있다고 하는 불이익을 가진다. 이 때문에, 이와 같은 혈당치 측정 장치는 환자로부터 흔히 경원시(敬遠視)되어, 환자에게 필요하게 되는 엄중한 혈당치 컨트롤을 위해 적용하는 것이 어려웠다.
그러므로, 혈액을 채취하지 않고, 환자의 고통을 수반하지 않으면서(비침습) 혈당치의 측정이 가능한 혈당치 측정 장치가 제안되어 있다. 예를 들면, 근(近)적외광을 이용하여 경피(經皮)로 혈당치를 측정하는 혈당 측정 장치가 제안되고, 그 중에는 이미 미국에서 치료가 시작되고 있는 것도 있다.
그런데, 전술한 근적외광을 이용하는 혈당치 측정 장치는 포도당 농도에 관한 오차가 ±20% 정도로 높고, 장치가 대형이다. 이 때문에, 예를 들면, 환자의 혈당치 컨트롤과 같은 목적으로 환자가 일상적으로 이용할 수 있는 비침습이며, 포도당 농도 측정의 정밀도가 높고, 소형인 혈당치 측정 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 실정을 해결하기 위해 제안되는 것이며, 비침습이며, 측정 정밀도가 높고, 소형인 포도당 농도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명을 적용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 ATR 프리즘의 구체예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 포도당 농도 측정 장치에서의 포도당 농도 측정 흐름의 개략을 나타내는 플로 차트이다.
도 4는 개인 데이터 설정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 5는 스펙트럼 격납부로부터 판독된 1조의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6은 스코어를 나타내는 도면이다.
도 7은 개인 데이터로서 작성된 검량선(檢量線)을 나타내는 도면이다.
도 8은 포도당 농도 측정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 9는 검량선과 대조함에 따른 스코어로부터 포도당 농도의 산출을 설명하는 도면이다.
도 10은 시차 스펙트럼에 의해 포도당 농도를 검출하는 포도당 농도 검출 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 변형예에서의 개인 데이터 설정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 12는 변형예에서의 포도당 농도 산출의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 흡수 스펙트럼 검출 장치, 11: 광원, 12: ATR 프리즘, 13: 스펙트럼 검출부, 20: PCA 연산 장치, 21: 스펙트럼 격납부, 22: 공분산(共分散) 행렬 작성부, 23: 로딩 산출부, 24: 로딩 격납부, 25: 스코어 산출부, 26: 개인 데이터 작성부, 27: 포도당 농도 산출부, 28: 개인 데이터 격납부.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치는 전반사 감쇠 분광법에 의해, 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단으로 검출된 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 주성분 분석법(Principal Component Analysis ; PCA)에서의 포도당에 대응하는 로딩(loading)을 산출하는 수단과, 상기 포도당에 대응하는 로딩을 기억하는 수단을 구비한다.
여기에서, 로딩은 앱스트랙트 벡터(abstract vector) 또는 앱스트랙트 스펙트럼(abstract spectrum)이라고도 칭해지며, 흡수 스펙트럼에 의해 구성되는 벡터 공간의 직교 기저(基底)에 상당한다.
또, 스코어는 측정한 후 규격화된 흡수 스펙트럼의, 포도당에 대응하는 로딩 방향에의 사상량(寫像量)이다. 따라서, 스코어는 측정한 후 규격화한 흡수 스펙트럼과, 포도당에 대응하는 로딩과의 내적(內積)을 계산하여 얻어진다.
바람직하게는, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치는 전반사 감쇠 분광법에 의해, 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단으로 검출된 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 주성분 분석법에서의 포도당에 대응하는 로딩을 산출하는 수단과, 상기 흡수 스펙트럼 강도 및 로딩에 따라, 당해 흡수 스펙트럼 강도의 로딩에 의한 전개 계수로서의 스코어를 결정하는 스코어 결정 수단을 구비한다.
바람직하게는, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치는 상기 스코어 결정 수단으로 결정된 스코어에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비한다.
바람직하게는, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치는 포도당을 함유하는 시료의, 주성분 분석법에서의 포도당에 대응하는 로딩을 기억하는 수단과, 스코어와 포도당 농도를 대응시키는 검량선을 기억하는 검량선 기억 수단과, 전반사 감쇠 분광법에 의해, 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과, 상기 로딩 및 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 당해 흡수 스펙트럼 강도의 로딩에 의한 전개 계수로서의 스코어를 결정하는 스코어 결정 수단과, 상기 스코어 결정 수단으로 결정된 스코어에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비한다.
즉, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치에 있어서, 검출 수단은, 예를 들면, 니크롬선 광원, 탄화 규소 광원, 세라믹 광원 등으로부터 출력된 중적외 파장 영역의 광선을 사용하고, 예를 들면 전반사 감쇠(Attenuated Total Reflection ; ATR) 프리즘이나 ATR 파이버 등을 사용하여, 측정 대상이 되는 시료의 전반사 감쇠 분광법에 의한 흡수 스펙트럼을 검출하는 것이 바람직하다.
로딩을 산출하는 수단은, 예를 들면, 주성분 분석법이나 PLS(Partial Least Square)를 사용하여, 포도당에 대응하는 로딩을 산출하는 것이 바람직하다.
포도당의 스펙트럼 강도를 결정하는 스펙트럼 강도 결정 수단은, 예를 들면, 검출 수단으로 검출한 스펙트럼과, 포도당에 대응하는 로딩과의 내적(內積)으로서 얻어지는 스코어(score)에 의해, 포도당의 스펙트럼 강도를 결정하는 것이 바람직하다.
검량선 기억 수단은 포도당 농도와, 주성분 분석법이나 PLS에 의해 산출한 스코어와의 대응 관계를 검량선으로서 기억하는 것이 바람직하다.
농도 결정 수단은 스코어 결정 수단으로 결정한 스코어와, 검량성 기억 수단에 기억된 검량선을 대조함으로써, 포도당 농도를 결정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치는 전반사 감쇠 분광법에 의해, 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과, 상기 흡수 스펙트럼 강도로부터 배경 물질의 흡수 스펙트럼을뺌으로써, 포도당의 스펙트럼 강도를 결정하는 스펙트럼 강도 결정 수단과, 상기 스펙트럼 강도와 포도당 농도를 대응시키는 검량선을 기억하는 검량선 기억 수단을 구비한다.
바람직하게는, 상기 스펙트럼 강도 결정 수단으로 결정된 포도당의 스펙트럼 강도에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비한다.
이하, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 방법의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명을 적용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
포도당 농도 측정 장치는, 예를 들면 인체의 손가락 등 측정 대상에 의한 중적외광의 흡수 스펙트럼을 검출하는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)와, 이 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 흡수 스펙트럼에 다변량(多變量) 해석의 주성분 분석법(Principal Component Analysis ; PCA)을 실시하여 포도당 농도를 측정하는 PCA 연산 장치(20)를 구비한다.
흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는, 예를 들면 상자체의 주면(主面) 내의 특정 부분에 측정 대상을 압착(壓着)함으로써, 전반사 감쇠 분광법에 의해 중적외의 파장 범위에서 측정 대상의 흡수 스펙트럼을 측정할 수 있도록 되어 있다. 흡수 스펙트럼 장치(10)에는, 예를 들면, 파수(波數)가 750~4000cm-1영역의 중적외광을 사용할 수 있다.
흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 중적외 광선을 출사하는 광원(11)과, 광원(11)으로부터 출사된 광선을 입사하고, 측정 대상에 의한 흡수를 검출하는 전반사 감쇠(Attenuated Total Reflection ; ATR) 프리즘(12)과, ART 프리즘(12)을 통과한 광선의 스펙트럼 강도를 검출하는 스펙트럼 검출기(13)를 구비하고 있다.
광원(11)은 중적외 파장 범위의 광선을 출사하는 것이며, 예를 들면, 니크롬 광원, 탄화 규소 광원 또는 세라믹 광원을 이용할 수 있다. 광원(11)은 소정의 표면 온도를 가지며, 중적외의 파장 범위에서 연속 스펙트럼을 출력한다.
그리고, 중적외의 파장 범위에서는, 포도당의 기준 분자 진동에 의한 흡수를 직접 검출할 수 있다. 이에 대하여, 근적외의 파장 범위에서는, 포도당의 분자 진동 검출은 2배 또는 3배의 배음(倍音) 및 결합음에 의한 것이다.
ATR 프리즘(12)은 반사면에 측정 대상을 압착함으로써, 측정 대상에 의한 흡수를 측정하는 전반사 감쇠 분광법에 사용된다.
본 실시 형태에서는, 환자의 혈당치를 측정하는 것을 염두에 두고 있으므로, ATR 프리즘(12)의 측정 대상은 인체이다. 측정은 ATR 프리즘(12)에, 예를 들면 인체의 손가락, 예를 들면 새끼 손가락을 압착함으로써 실행한다. 이에 따라, 인체의 피부 내부에서의 흡수를 검출할 수 있다.
ATR 프리즘(12)에는, 예를 들면, ZnSe, Ge 또는 다이아몬드에 의한 단일 반사 또는 다중 반사의 프리즘을 사용할 수 있다.
도 2는 ATR 프리즘의 구체예를 나타내는 단면도이다.
ATR 프리즘(12)은, 예를 들면, ZnSe, Ge 또는 다이아몬드로 이루어지며, 입사한 광선은 반사면(12a)에서 전반사한다. ATR 프리즘(12)은, 예를 들면 흡수 스펙트럼 측정 장치(10)의 상자체 주면(10a) 내에 반사면(12a)이 위치하도록 설치된다. 측정은, 예를 들면 인체의 손가락을 주면(10a) 내의 반사면(12a)에 압착함으로써 실행된다.
도 1에서 스펙트럼 검출기(13)는 ATR 프리즘(12)으로부터 입사된 광선을 스펙트럼 분해하여 스펙트럼 강도를 검출하는 것이며, 예를 들면, 분산형 적외분광 광도계 또는 푸리에(Fourier) 적외분광 광도계를 사용할 수 있다.
그리고, 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)에서의 흡수 스펙트럼의 검출은 복수회에 걸쳐 적산함으로써 정밀도를 향상시킬 수 있다. 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는, 예를 들면 32회 적산의 평균치를 출력한다.
PCA 연산 장치(20)는 하세가와 다케시(長谷川健)에 의한 Anal. Chem., 71(1999) 3085에 게재된 논문 "주성분 분석법에 의한 미량(微量) 화학종 검출(Detection of Minute Chemical Species by Principal-Component Analysis)"에 의해 제안된 PCA에 의한 미량 화학종 검출(Factor Analytical Resolution of Minute Signals ; FARMS)의 이론에 따라 포도당 농도를 산출한다.
PCA 연산 장치(20)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 1조의 흡수 스펙트럼으로부터 포도당에 상당하는 스펙트럼을 산출하고, 외부로부터 입력된 이 흡수 스펙트럼에 대응하는 포도당 농도의 기준치를 대조함으로써, 포도당 농도의 검량선에 의한 개인 데이터를 작성한다. 개인 데이터를 일단 작성하면, PCA 측정 장치(20)는 흡수 스펙트럼 장치(10)로 검출된 흡수 스펙트럼을 개인 데이터와 대조함으로써 포도당 농도를 산출한다.
PCA 연산 장치(20)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로부터 PCA 연산 장치(20)에 입력된 흡수 스펙트럼의 데이터를 격납하는 스펙트럼 격납부(21)와, 흡수 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 흡수 스펙트럼으로부터 상관 행렬의 일종인 공분산(共分散) 행렬을 생성하는 공분산 생성부(22)와, 공분산 생성부(22)에서 생성된 공분산 행렬로부터 로딩을 산출하는 로딩 산출부(23)를 구비하고 있다.
스펙트럼 격납부(21)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로부터 공급된 1조의 흡수 스펙트럼을 격납한다. 스펙트럼 격납부(21)에는, 예를 들면 반도체 메모리를 사용할 수 있다.
이 1조의 흡수 스펙트럼은 측정 데이터 A로서 행렬로 표현할 수 있다. 측정 데이터 A는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 흡수 스펙트럼을 행(行) 벡터로서 측정한 수만 포함하고 있다. 이하의 설명은 이와 같은 측정 데이터 A에 따라 실행하지만, 측정 데이터 A는 흡수 벡터를 열(列) 벡터로서 측정한 수만 포함하고 있어도 된다.
그리고, 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출한 흡수 스펙트럼은 대기 중의 탄산 가스의 영향을 포함하고 있으므로, 이것을 제거한다. 또한, 손가락의 접촉 상태 등 측정 조건에 의한 영향을 제거하기 위해, 소정의 규격화가 실시되고 있다. 즉, 스펙트럼 검출부(13)에서 검출한 스펙트럼 강도는 손가락을 ATR 프리즘(12)에 압착시켰을 때 가해지는 압력의 차이에 의한 접착 면적이 상이하므로 강도에 불균일이 있지만, 스펙트럼을 그 적분치로 나눔으로써 규격화되어 있다.
공분산 행렬 생성부(22)는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼을 사용하여, 공분산 행렬을 생성하는 것이다. 즉, 공분산 행렬 생성부(22)는 관측 데이터 A로부터 공분산 행렬을 산출한다. 공분산 행렬 C는 다음과 같이 정의된다.
여기에서, Cij는 공분산 행렬 C의 (i, j) 요소, Ini는 제n 스펙트럼의 제i 성분, 평균 In은 제n 스펙트럼의 평균, N은 스펙트럼의 수이다.
로딩 산출부(23)는 공분산 행렬 생성부(22)에서 생성된 공분산 행렬을 사용하여 로딩을 산출한다.
로딩 산출부(23)는 공분산 행렬 생성부(22)에서 생성한 공분산 행렬의 고유 벡터와 로딩을 산출한다. 측정 데이터 A를 벡터 공간으로 간주하여 분해하는 것으로 하면, 고유 벡터가 직교 벡터에 대응하여, 각각의 고유 벡터가 A 공간을 전개하는 데에 어느 만큼 기여하고 있는가가 고유치로 표현되고 있다.
또, PCA 연산 장치(20)는 로딩 산출부(23)에서 산출된 로딩 내에서 포도당에 대응하는 로딩을 격납하는 로딩 격납부(24)와, 흡수 스펙트럼과 로딩 격납부(24)에서 판독된 로딩으로부터 스코어를 산출하는 스코어 산출부(25)를 구비하고 있다.
로딩 격납부(24)는 로딩 산출부(23)에서 산출된 포도당에 대응하는 로딩을격납한다. 로딩 격납부(24)에는, 예를 들면 반도체 메모리를 사용할 수 있다. 그리고, 이 로딩의 의미는 이하에서 설명한다.
스코어 산출부(25)는 흡수 스펙트럼과 로딩 격납부(24)로부터 판독된 포도당에 대응하는 로딩을 사용하여 스코어를 산출한다.
스코어 산출부(25)는 측정 데이터 A를 상기 고유 벡터를 이용하여 다음과 같이 전개한다.
여기에서, 사상량 벡터 tj와 직교하는 pj는 각각 스코어(score)와 로딩(loading)이다. 스코어 벡터와 로딩 벡터는 통합하여 T, P라고 하는 행렬에서도 기입된다.
여기에서, 행렬 P는 구한 고유 벡터의 행렬에 대응한다. 행렬 P에 대하여, 제1 로딩(p1)은 평균치 스펙트럼에 대응한다.
본 실시 형태에서는 포도당은 흡수 스펙트럼의 주성분이 되는 수분, 담백질 및 지방질에 대한 미량 혼합물이다. 상기 FARMS의 이론에 따르면, 포도당에는 제2 로딩(p2) 이후가 대응한다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 관계를 이용하여 포도당 농도를 측정하고 있다.
포도당 농도에 대응하는 스코어는 흡수 스펙트럼 강도와 포도당에 대응하는로딩의 내적을 취함으로써 얻어진다. 스코어 산출부(25)는 이와 같이 하여 포도당에 대응하는 스코어를 산출한다. 그리고, 이하에서는 포도당에 대응하는 스코어의 것을 단지 스코어로 칭하기로 한다.
또한, PCA 연산 장치(20)는 스코어 산출부(25)에서 산출된 스코어와 외부로부터 PCA 연산 장치(20)에 입력된 포도당 농도로부터 검량선에 의한 개인 데이터를 작성하는 개인 데이터 작성부(26)와, 개인 데이터를 격납하는 개인 데이터 격납부(28)를 구비하고 있다.
개인 데이터 작성부(26)는 외부로부터 입력된 포도당 농도를 기준치로 하여, 스코어 산출부(25)에서 산출된 스코어와 포도당 농도의 대응 관계를 나타내는 검량선에 의한 개인 데이터를 작성한다.
즉, 개인 데이터 작성부(26)는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼에 대하여, 스코어 산출부(25)에서 산출한 스코어와 외부로부터 입력된 각 스펙트럼의 포도당 농도와의 대응 관계를 유지하는 검량선을 작성한다.
개인 데이터 격납부(28)는 개인 데이터 작성부(26)에서 작성된 검량선에 의한 개인 데이터를 격납한다. 개인 데이터 격납부(28)에는, 예를 들면 반도체 메모리를 사용할 수 있다.
그리고, PCA 연산 장치(20)는 스코어 산출부(25)에서 산출한 스코어와, 개인 데이터 격납부(28)에 격납된 개인 데이터에 따라 포도당 농도를 산출하는 포도당 농도 산출부(27)를 구비하고 있다.
포도당 농도 산출부(27)는 개인 데이터 격납부(28)에 격납된 개인 데이터의검량선을 판독하여, 스코어 산출부(25)에서 산출된 스코어에 대응하는 포도당 농도를 결정한다. 포도당 농도 산출부(27)는 결정한 포도당 농도를 PCA 연산 장치(20)로부터 출력한다. 이 포도당 농도는 이 포도당 농도 측정 장치로부터 포도당 농도의 측정치로서 출력된다.
전술한 것과 같이 구성된 포도당 농도 측정 장치는 측정 대상을 흡수 스펙트럼 검출 장치의 ATR 프리즘(12)에 압착함으로써 측정하므로, 비침습이다. 또, 이 포도당 농도 측정 장치는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)의 각 부재를 소형화하여, PCA 연산 장치(20)를 반도체 집적 회로로 구성함으로써, 소형화를 도모할 수 있다.
다음에, 전술한 것과 같은 구성을 가지는 포도당 농도 측정 장치의 구체적인 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 포도당 농도 측정 장치에서의 포도당 농도 측정 흐름의 개략을 나타내는 플로 차트이다.
스텝 S11에서, 포도당 농도 측정 장치에 개인 데이터를 설정한다. 개인 데이터의 설정은, 예를 들면, 경구(經口)로 포도당을 섭취하고, 혈액 중의 포도당 농도의 시간 경과 변화를 측정함으로써 실행된다.
예를 들면, 소정량의 포도당을 섭취한 후, 소정 시간마다 혈액 중의 포도당 농도를, 예를 들면 간이 혈당치 측정 장치 등 다른 장치로 측정하는 동시에, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 측정 장치(10)에서 흡수 스펙트럼을 측정한다. 다른 장치에서 측정한 포도당 농도는, 예를 들면 포도당 농도 측정 장치에 설치된 누름 버튼 스위치를 사용하여 입력한다.
체내의 포도당 농도는 시간과 함께 감소한다. 따라서, 예를 들면 소정 시간마다 수회에 걸쳐 포도당 농도를 측정함으로써, 상이한 포도당 농도에 대하여 흡수 스펙트럼과의 대응 관계를 얻을 수 있다. 전술한 것과 같이, 설정된 개인 데이터는 PCA 연산 장치(20)의 개인 데이터 격납부(28)에서, 포도당 농도와 스코어의 대응 관계를 기재한 검량선으로서 유지된다.
스텝 S12에서, 포도당 측정 장치는 스텝 S11에서 설정한 개인 데이터를 사용하여 포도당 농도를 측정한다. 그리고, 포도당 농도 측정에 사용하는 개인 데이터는 측정 대상인 개인마다 상이하므로, 포도당 농도의 측정은 당해 개인에게만 유효하다.
이 스텝 S12에서는, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 측정 장치(10)에서 측정한 흡수 스펙트럼에 대하여, 스텝 S11에서 설정한 개인 데이터를 참조함으로써, 포도당 농도를 산출한다. 그리고, 포도당 농도 측정의 구체적인 순서에 대해서는 다시 후술한다.
스텝 S13에서는, 스텝 S12의 포도당 농도의 측정을 계속하는지 여부에 의해 분기(分岐)된다. 즉, 계속하는 경우에는 스텝 S12로 되돌아가, 스텝 S11에서 설정한 개인 데이터를 사용하여 포도당 농도 측정을 반복한다. 계속하지 않는 경우에는, 그 일련의 스텝을 종료한다.
예를 들면, 포도당 농도 측정 장치는 스텝 S12의 포도당 농도 측정을 실행한 경우에 자동적으로 스텝 S12로 처리를 되돌아가게 하여, 예를 들면 리셋 버튼을 누름으로써 초기화된 경우에 그 일련의 순서를 종료한다.
도 4는 개인 데이터 설정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다. 이 일련의 순서는 도 3에서의 스텝 S11의 개인 데이터 설정에 대응하고 있다.
이하의 구체적인 순서에서는, 어느 개인의 피험자가 포도당을 경구로 섭취한 후, 소정의 회수에 걸쳐 흡수 스펙트럼을 검출하고, 동시에 예를 들면 간이 혈당치 측정 장치 등 다른 장치로 측정한 포도당 농도를 입력하는 것으로 상정한다. 다른 장치에서 측정한 포도당 농도는 포도당 섭취 전 201mg/100mL이며, 섭취 후 시간 경과와 함께 271mg/100mL, 410mg/100mL, 352mg/100mL로 변화되었다.
스텝 S21에서, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 흡수 스펙트럼을 검출한다. 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)에서, 광원(11)을 출사한 중적외 광선은 ATR 프리즘(12)에서 이 ATR 프리즘(12)의 반사면에 압착된 측정 대상으로부터 흡수된다.
본 실시 형태에서는, ATR 프리즘(12)에 입사한 광선은 ATR 프리즘(12)의 반사면에 압착된 측정 대조가 되는, 예를 들면 인체의 손가락에 의해 흡수된다. ATR 프리즘(12)에서 인체에 의해 흡수된 광선은 스펙트럼 검출부(13)에서 스펙트럼 강도가 검출된다.
먼저, 스펙트럼 검출부(13)에서 검출한 스펙트럼 강도로부터 대기 중의 탄산 가스의 영향을 제거한다. 또 그 강도는 ATR 프리즘(12)에 대한 측정 대상의 접촉 상태 등 측정 조건의 영향을 받으므로, 이 영향을 제거하기 위해 규격화한다.
스텝 S22에서, 포도당 농도 측정 장치의 PCA 연산 장치(20)에서는, 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로부터 보내진 흡수 스펙트럼의 데이터를 스펙트럼격납부(21)에 격납한다.
스텝 S23에서, 포도당 농도 측정 장치에, 다른 장치에서 측정한 포도당 농도를 입력한다. 입력된 포도당 농도는 PCA 검산 장치(20)에서 기준치로서 개인 데이터 작성부(26)로 보내진다.
스텝 S24에서, 포도당 농도 측정 장치는 스텝 S21에서 검출한 흡수 스펙트럼과 스텝 S23에서 입력한 포도당 농도의 쌍의 수가 소정수에 달했는가 판정한다.
포도당 농도 측정 장치는 쌍의 수가 소정수에 달했다고 판정하면, 처리를 스텝 S25로 진행한다. 포도당 농도 측정 장치는 소정수에 달하지 않았다고 판정하면, 처리를 스텝 S21로 되돌아가게 한다. 이에 따라, 다시 흡수 스펙트럼과 대응하는 포도당 농도의 입력을 실행한다.
스텝 S25에서, 포도당 농도 측정 장치의 PCA 연산 장치(20)에서는, 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼을 판독하여, 공분산 행렬 생성부(22)로 보낸다.
도 5는 스펙트럼 격납부로부터 판독된 1조의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
곡선 a, b, c, d는 포도당 농도 410mg/100mL, 352mg/100mL, 271mg/100mL, 201mg/100mL에 각각 대응하고 있다. 측정은 파수가 750cm-1~4000cm-1의 범위에서 1671개의 파수에 대하여 실행했다. 세로축은 흡수 스펙트럼의 강도(임의 단위)이다.
스텝 S26에서, PCA 연산 장치(20)의 공분산 행렬 생성부(22)는 스펙트럼 격납부(21)로부터 보내진 1조의 스펙트럼을 사용하여 공분산 행렬을 생성한다.
스텝 S27에서, PCA 연산 장치(20)의 로딩 산출부(23)는 스텝 S25에서 공분산 행렬 생성부(22)가 생성된 공분산 행렬을 사용하여 로딩을 산출한다.
로딩 산출부(23)는 공분산 행렬의 고유값과 고유 벡터를 산출한다. 상기 공분산 행렬의 고유값은 다음과 같이 된다.
(1. 119 ×10-3, 3.478 ×10-6, 9.132 ×10-7, 9.331 ×10-8)
상기 고유값의 퍼센티지는 다음과 같이 된다.
(9.9608 ×10-1, 3.0961 ×10-3, 3.1289 ×10-4, 8.3060 ×10-5)
이 퍼센티지는 각 고유 벡터가 공간을 전개하는 데에 어느 만큼 기여하는가를 표현하고 있다.
또한, 로딩 산출부(23)는 상기 고유값에 대응하는 고유 벡터를 갖고, 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼으로부터 추출되는 로딩으로 한다. 로딩의 수는 고유값의 수만큼 존재한다.
본 실시 형태에서는, 추출된 로딩 안에 포도당의 스펙트럼과 동일 형상의 로딩이 함유되어 있는 것은 드물다. 이는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼에 기여하는 성분이 다기(多岐)에 걸치기 때문이다. 그러나 포도당을 반영하는 로딩이 적어도 하나는 존재한다. 그것을 발견하기 위해, 각 로딩을 사용하여 각 스펙트럼의 스코어를 계산한다.
그리고, 스텝 S27에서는 로딩 산출부(23)는 PCA에 의해 로딩을 산출했지만,이미 알고 있는 포도당 농도에 맞춘 스펙트럼 분해를 실행할 수 있는 PLS(Partial Least Square)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 로딩 산출부(23)는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 흡수 스펙트럼과 각 흡수 스펙트럼에 대응하는 포도당 농도를 입력하여 PLS 연산을 실행한다.
즉, 로딩 연산부(23)는 PLS를 사용하여 포도당 농도에 맞춘 스펙트럼 분해를 실행, 포도당 농도에 직접 관련되는 로딩을 산출한다. 여기에서, PLS에 의하면, 흡수 스펙트럼에 공통되는 부분을 나타내는 PLS 로딩과 포도당 농도의 변화에 대응하는 흡수 스펙트럼의 변화를 나타내는 중량(weight) 로딩이 얻어지지만, 후자를 사용한다.
이와 같이 하여 PLS에 의해 얻어진 로딩(중량 로딩)은 포도당 농도에 직접 관련하므로, 정밀도가 높은 것이 기대된다. PLS에 의해 얻어진 로딩은 전술한 것과 같이 PCA로 얻어진 로딩과 함께, 또는 PCA로 얻어진 로딩에 대신하여 사용할 수 있다.
스텝 S28에서, PCA 연산 장치(20)의 로딩 격납부(24)는 로딩 산출부(23)에서 산출된 로딩을 격납한다.
스텝 S29에서, PCA 연산 장치(20)의 스코어 산출부(25)는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼과 로딩 격납부(24)에 격납된 로딩으로부터 각각의 로딩에 대해서, 각 스펙트럼에 대하여 스코어를 산출한다.
도 6은 상기 로딩에 대응하는 스코어를 나타내는 도면이다. 각 로딩에 의해 산출되는 스코어의 수는 스펙트럼 격납부(21)에 격납된 1조의 스펙트럼의 수만큼존재한다. 그리고, 각 스펙트럼의 제1 성분~제4 성분은 실제의 혈당치가 201mg/100mL, 271mg/100mL, 410mg/100mL, 352mg/100mL에 대응한다.
본 실시 형태에서는, 몇번째의 로딩에 의해 산출한 스코어를 사용하는가에는 개인차가 존재하지만, 2번째 또는 3번째로 큰 고유값에 대응하는 로딩으로부터 산출되는 스코어가 실제의 포도당 농도와 양호한 상관 관계에 있다.
도 7은 어느 피험자의 개인 데이터로서 작성된, 제2 로딩을 사용하여 산출된 스코어와 실측된 혈당치와의 관계를 나타내는 도면이다. 포도당 농도와 스코어 사이에는 우수한 직선성이 존재하는 것이 간파된다.
스텝 S30에서, PCA 연산 장치(20)의 개인 데이터 작성부(26)는 스코어 산출부(25)에서 산출된 각 스펙트럼의 스코어와, 외부로부터 입력된 각 스펙트럼에 대한 포도당 농도와의 대응 관계를 직선 근사(近似)에 의한 최고 2승법(乘法)을 사용하여 검량선으로서 작성한다. 도 7 중의 직선이 작성된 검량선이다.
스텝 S31에서, PCA 연산 장치(20)의 개인 데이터 격납부(28)는 개인 데이터 작성부(26)에서 개인 데이터로서 작성된 검량선을 격납한다.
도 8은 포도당 농도 측정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다. 이 일련의 순서는 도 3에서의 스텝 S12의 포도당 농도 측정에 대응하고 있다.
스텝 S41에서, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 흡수 스펙트럼 강도를 검출한다. 이 흡수 스펙트럼 검출의 처리는 도 4의 스텝 S21과 동일하다.
스텝 S42에서, 포도당 농도 측정 장치의 PCA 연산 장치(20)는 전에 예시한피험자의 경우에는, 로딩 격납부(24)에 격납된 제2 로딩을 판독하여 스코어 산출부(25)로 보낸다.
스텝 S43에서, PCA 연산 장치(20)의 스코어 산출부(25)에서는, 스텝 S41에서 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 흡수 스펙트럼과, 스텝 S42에서 로딩 격납부(24)로부터 판독된 제2 로딩으로부터 스코어를 산출한다.
스텝 S44에서, PCA 연산 장치(20)는 개인 데이터 격납부(28)로부터 검량선에 의한 개인 데이터를 판독하여, 포도당 농도 산출부(27)로 보낸다. 이 검량선은 도 7에 나타낸 것과 같이, 포도당 농도와 스코어의 대응 관계를 유지하고 있다.
스텝 S45에서, PCA 연산 장치(20)의 포도당 농도 산출부(27)는, 스텝 S43에 있어서 스코어 산출부(25)에서 산출한 스코어에 대하여, 스텝 S44에서 개인 데이터 격납부(28)로부터 판독한 개인 데이터를 참조함으로써, 포도당 농도를 산출한다. 그리고, 산출한 포도당 농도를 포도당 농도의 측정치로서 이 포도당 농도 측정 장치로부터 출력한다.
도 9는 검량선과 대조하는 데 따른 스코어로부터 포도당 농도의 산출을 설명하는 도면이다. 스텝 S43에서 산출한 스코어가 도면 중의 S1이라고 하면, 검량선으로부터 스코어 S1에 대응하는 포도당 농도로서 306mg/100mL이 얻어진다.
이 때의 실측 혈당치가 358mg/100mL이므로, 오차는 -14.5%이다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의한 포도당 농도 측정 장치에 의하면, 종래예의 ±20% 오차와 비교하면 정밀도는 크게 개선되어 있다.
그리고, 전술한 설명에서 명백한 것과 같이, PCA 연산 장치(20)에서의 스펙트럼 격납부(21), 공분산 행렬 생성부(22), 로딩 산출부(23) 및 개인 데이터 작성부(26)는 포도당에 대응하는 로딩 산출과 검량선에 의한 개인 데이터 작성 시에만 사용된다. 따라서, 포도당에 대응하는 로딩과 검량선이 외부로부터 주어지는 경우에는, 이들 부분을 생략한 포도당 농도 측정 장치를 구성할 수 있다.
이와 같은 구성의 포도당 농도 측정 장치는, 예를 들면, 카드형의 매체를 삽입함으로써, 이 매체에 기록된 측정할 개인에 대응하는 로딩과 개인 데이터를 판독한다. 상기 매체에는, 예를 들면 병원에서 미리 예측한 포도당에 대응하는 로딩과 검량선에 의한 개인 데이터를 기록해 둔다. 이와 같은 구성의 포도당 농도 측정 장치는 본 실시 형태의 포도당 농도 측정 장치와 비교하여, 더욱 소형화가 도모되고 있다. 따라서, 예를 들면 자택에서도 용이하게 사용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 변형예로서, 시차 스펙트럼에 의해 포도당 농도를 검출하는 포도당 농도 측정 장치를 설명한다.
이 변형예는, 예를 들면, 피 아르 그리피스와 제이 에이 드 하세스(P. R. Griffiths and J. A. de Haseth)에 의한 "적외 분광(分光)의 푸리에 변환(Fourier Transform Infrared Spectroscopy" 윌리 인터사이언스, 뉴욕, 1986년(Wiley-Interscience, New York, 1986)에 기록된 시차 스펙트럼법을 채용하고 있다.
도 10은 시차 스펙트럼에 의해 포도당 농도를 검출하는 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
변형예는 측정 대상인 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 흡수 스펙트럼 검출장치(10)와, 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 흡수 스펙트럼의 시차 스펙트럼으로부터 포도당 농도를 측정하는 시차 스펙트럼 장치(30)를 구비하고 있다.
흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 도 1에 나타낸 흡수 스펙트럼 장치(10)와 동일한 구성을 가지므로, 대응하는 개소에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
시차 스펙트럼 장치(30)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 1조의 스펙트럼 데이터를 격납하는 스펙트럼 격납부(31)와, 스펙트럼 격납부(31)에 격납된 1조의 스펙트럼의 시차 스펙트럼을 산출하는 시차 스펙트럼 산출부(32)를 구비하고 있다.
스펙트럼 격납부(31)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출된 1조의 스펙트럼을 격납하고 있다. 스펙트럼 격납부(31)에는, 예를 들면 반도체 메모리를 사용할 수 있다.
시차 스펙트럼 산출부(32)는 스펙트럼 격납부(31)에 격납된 1조의 스펙트럼에 대하여, 스펙트럼 간의 차분을 취함으로써 시차 스펙트럼을 산출한다. 시차 스펙트럼 산출부(32)는 흡수 스펙트럼과 포도당 농도의 기준치에 대응하는 스펙트럼과의 차를 취해, 배경 물질의 영향을 제외한 포도당의 스펙트럼 강도를 결정한다.
또, 시차 스펙트럼 장치(30)는 시차 스펙트럼 산출부(32)에서 산출된 시차 스펙트럼과, 외부로부터 입력된 각 스펙트럼에 대응하는 포도당 농도로부터 개인 데이터를 산출하는 개인 데이터 산출부(33)와, 개인 데이터 산출부(33)에서 산출된 개인 데이터를 격납하는 개인 데이터 격납부(34)를 구비하고 있다.
개인 데이터 산출부(33)는 시차 스펙트럼 산출부(32)에서 산출된 시차 스펙트럼과, 외부로부터 입력된 포도당 농도와의 대응을 기재한 검량선에 의한 개인 데이터를 작성한다.
개인 데이터 격납부(34)는 개인 데이터 산출부(33)에서 산출된 개인 데이터를 격납한다. 개인 데이터 격납부(34)에는, 예를 들면 반도체 메모리를 사용할 수 있다.
또한, 시차 스펙트럼 장치(30)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)에서 검출된 흡수 스펙트럼과, 개인 데이터 격납부(34)에 격납된 개인 데이터로부터 포도당 농도를 산출하는 포도당 농도 산출부(35)를 구비하고 있다.
포도당 농도 산출부(35)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)에서 검출된 흡수 스펙트럼에 대하여 개인 데이터 격납부(34)에 격납된 개인 데이터의 검량선을 판독한다. 그리고, 흡수 스펙트럼에 대응하는 시차 스펙트럼의 포도당 농도를 산출하여, 포도당 농도의 측정치로서 변형예의 포도당 농도 측정 장치로부터 출력한다.
전술한 것과 같이 구성된 변형예는, 전술한 실시 형태의 포도당 농도 측정 장치와 동일하게, 측정 대상을 흡수 스펙트럼 검출 장치의 ATR 프리즘(12)에 압착함으로써 측정하므로 비침습이다. 또, 이 변형예는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)의 각 부재를 소형화하여, 시차 스펙트럼 연산 장치(30)를 반도체 집적 회로로 구성함으로써 소형화를 도모할 수 있다.
다음에, 전술한 것과 같은 구성을 가지는 변형예에서의 포도당 농도 측정의 순서에 대하여 설명한다.
이 변형예에서도 포도당 농도 측정은 전술한 도 3과 같은 순서로 실행된다.즉, 스텝 S11에서 개인 데이터를 설정한다. 개인 데이터를 일단 설정하면, 이 개인 데이터를 참조함으로써, 스텝 S12의 포도당 농도 측정을 반복하여 실행할 수 있다.
도 11은 변형예에서의 개인 데이터 설정의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
스텝 S51에서, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 측정 대상이 되는 인체의 손가락으로부터 흡수 스펙트럼 강도를 검출한다. 스텝 S52에서, 포도당 농도 측정 장치의 시차 스펙트럼 장치(30)의 스펙트럼 격납부(31)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출한 스펙트럼을 격납한다. 스텝 S53에서, 포도당 농도 측정 장치에 다른 장치로 측정한 포도당 농도의 수치를 입력한다.
스텝 S54에서, 포도당 농도 측정 장치의 시차 스펙트럼 장치(30)는 스펙트럼 격납부(31)에 격납한 스펙트럼과 외부로부터 입력한 포도당 농도 기준치의 쌍의 수가 소정수에 달했는가 판정하고, 소정수에 달하면 스텝 S55로 처리를 진행하고, 소정수에 달하지 못하면 스텝 S51로 처리를 되돌아가게 한다. 이들 스텝 S51~S54는 전술한 도 3에서의 스텝 S21~S23과 동일하다.
스텝 S55에서, 시차 스펙트럼 장치(30)는 스펙트럼 격납부(31)에 격납한 1조의 스펙트럼을 판독하고, 이 스펙트럼을 시차 스펙트럼 산출부(32)로 보낸다.
스텝 S56에서, 시차 스펙트럼 장치(30)의 시차 스펙트럼 산출부(32)는 스펙트럼 격납부(31)로부터 판독한 1조의 스펙트럼에 대하여, 포도당 농도의 기준치에 대응하는 스펙트럼과의 차를 취함으로써 시차 스펙트럼을 산출한다.
스텝 S57에서, 시차 스펙트럼 장치(30)의 개인 데이터 산출부(33)는 시차 스펙트럼 산출부(33)에서 산출된 시차 스펙트럼과, 외부로부터 입력된 각 스펙트럼에 대응하는 포도당 농도와의 대응 관계를 검량선에 기재함으로써 개인 데이터를 작성한다.
스텝 S58에서, 시차 스펙트럼 장치(30)의 개인 데이터 격납부(34)는 개인 데이터 산출부(33)에서 산출된 개인 데이터를 격납한다.
도 12는 변형예에서의 포도당 농도 산출의 구체적인 순서를 나타내는 플로 차트이다.
스텝 S61에서, 포도당 농도 측정 장치의 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)는 측정 대상인 흡수 스펙트럼을 검출한다.
스텝 S62에서, 포도당 농도 측정 장치의 시차 스펙트럼부(30)는 개인 데이터 격납부(34)로부터 개인 데이터를 판독하고, 이 개인 데이터를 포도당 농도 산출부(35)로 보낸다.
스텝 S63에서, 시차 스펙트럼 장치(30)의 포도당 농도 산출부(35)는 흡수 스펙트럼 검출 장치(10)로 검출한 흡수 스펙트럼을 개인 데이터 격납부(34)로부터 판독한 개인 데이터의 검량선과 대조함으로써, 포도당 농도를 산출한다. 그리고, 산출한 포도당 농도를 포도당의 측정치로서 변형예의 포도당 농도 측정 장치로부터 출력한다.
그리고, 전술한 설명은 본 발명의 한 실시 형태를 나타내는 것이며, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예를 들면, 흡수 스펙트럼 측정 장치(10)에서는, ATR 프리즘에 대신하여, ATR 파이버를 이용할 수도 있다. 이 경우, ATR 파이버에 인체의 손바닥을 압착함으로써 피부 내부에서의 흡수를 측정할 수 있다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 공분산 행렬을 사용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 상관 계수 행렬 등 다른 상관 행렬을 사용할 수도 있다.
본 발명은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명을 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 구성을 채용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 관한 포도당 농도 측정 장치를 인슐린 자동 점적(点滴) 장치에 조합하여 혈당치의 자동 제어에도 적용할 수 있다.
전술한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 환자에 고통을 주지 않고(비침습) 측정할 수 있는, 측정 정밀도가 높고 소형인 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다.
따라서, 포도당 농도 측정 장치에, 예를 들면 환자의 손가락 또는 손바닥을 놓는 것만으로, 고통이나 감염증의 걱정 없이 혈당 농도를 측정할 수 있게 된다. 또, 이제까지 환자에게 흔히 경원시되어 오던, 환자 자신에 의한 엄중한 혈당치 컨트롤도 용이하게 실행할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 중적외 광선을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광선이 입사되며 또한 측정 대상에 의한 흡수를 검출하는 전반사 감쇠(Attenuated Total Reflection ; ATR) 프리즘과, 상기 ART 프리즘을 통과한 광선의 스펙트럼 강도를 검출하는 스펙트럼 검출기를 포함하고, 전반사 감쇠 분광법(全反射減衰分光法)에 의해 중적외(中赤外) 영역에서의 포도당을 함유하는 시료(試料)의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과;
    상기 검출 수단으로 검출된 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 주성분 분석법에서의 포도당에 대응하는 로딩(loading)을 산출하는 수단과;
    상기 포도당에 대응하는 로딩을 기억하는 수단
    을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
  2. 중적외 광선을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광선이 입사되며 또한 측정 대상에 의한 흡수를 검출하는 전반사 감쇠(ATR) 프리즘과, 상기 ART 프리즘을 통과한 광선의 스펙트럼 강도를 검출하는 스펙트럼 검출기를 포함하고, 전반사 감쇠 분광법에 의해 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과;
    상기 검출 수단으로 검출된 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 주성분 분석법에서의 포도당에 대응하는 로딩을 산출하는 수단과;
    상기 흡수 스펙트럼 강도 및 로딩에 따라, 당해 흡수 스펙트럼 강도의 로딩에 의한 전개 계수로서의 스코어를 결정하는 스코어 결정 수단과;
    상기 스코어와 포도당 농도를 대응시키는 검량선(檢量線)을 기억하는 검량선 기억 수단
    을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스코어 결정 수단으로 결정된 스코어에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
  4. 포도당을 함유하는 시료의, 주성분 분석법에서의 포도당에 대응하는 로딩을 기억하는 수단과;
    스코어와 포도당 농도를 대응시키는 검량선을 기억하는 검량선 기억 수단과;
    중적외 광선을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광선이 입사되며 또한 측정 대상에 의한 흡수를 검출하는 전반사 감쇠(ATR) 프리즘과, 상기 ART 프리즘을 통과한 광선의 스펙트럼 강도를 검출하는 스펙트럼 검출기를 포함하고, 전반사 감쇠 분광법에 의해 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과;
    상기 로딩 및 흡수 스펙트럼 강도에 따라, 당해 흡수 스펙트럼 강도의 로딩에 의한 전개 계수로서의 스코어를 결정하는 스코어 결정 수단과;
    상기 스코어 결정 수단으로 결정된 스코어에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
  5. 중적외 광선을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광선이 입사되며 또한 측정 대상에 의한 흡수를 검출하는 전반사 감쇠(ATR) 프리즘과, 상기 ART 프리즘을 통과한 광선의 스펙트럼 강도를 검출하는 스펙트럼 검출기를 포함하고, 전반사 감쇠 분광법에 의해 중적외 영역에서의 포도당을 함유하는 시료의 흡수 스펙트럼 강도를 검출하는 검출 수단과;
    상기 흡수 스펙트럼 강도로부터 배경 물질의 흡수 스펙트럼을 뺌으로써, 포도당의 스펙트럼 강도를 결정하는 스펙트럼 강도 결정 수단과;
    상기 스펙트럼 강도와 포도당 농도를 대응시키는 검량선을 기억하는 검량선 기억 수단
    을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스펙트럼 강도 결정 수단으로 결정된 포도당의 스펙트럼 강도에 대하여 상기 검량선을 참조하여, 포도당 농도를 결정하는 농도 결정 수단을 구비하는 포도당 농도 측정 장치.
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