TW201319550A - 成分測定裝置及成分測定方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種成分測定裝置,即便在試紙上之檢體的展開速度變化之情況下,亦能夠精確度良好地算出檢體中之特定成分的濃度。本發明之成分測定裝置(100)係基於與在檢體所含有的成分反應之試劑的發色程度而測定成分的濃度之成分測定裝置,其具有照射手段(120)、檢測手段(140)及成分濃度算出手段(180)。該照射手段(120)係對檢體所黏附之試片(111)上照射光線。該檢測手段(140)係在試片(111)上的複數個不同區域檢測各別反射的反射光。該成分濃度算出手段(180)係在複數個不同區域中,基於從檢體浸濕且開始顯色之開始時間起經過預定時間後之結束時間的反射光之強度而算出在檢體所含有的成分之濃度。
Description
本發明係有關於一種成分測定裝置及成分測定方法。
使用比色法測定體液中的特定成分,例如血液中之葡萄糖的濃度之裝置已是眾所周知。此種比色式成分測定裝置係將所採取的體液(以下稱為檢體)點液在塗布有試劑之試紙上。點液後之檢體係在試紙上展開且與試劑反應,而按照上述特定成分的濃度產生顯色反應。比色式成分測定裝置係藉由光學測定在該顯色反應所產生的顏色來算出在檢體所含有之上述特定成分的濃度。
通常,檢體在試紙上展開之速度(以下稱為檢體的展開速度)會依照檢體量、檢體性狀、環境溫度、試紙之製造上的偏差等的各式各樣的要素而變化。由於此種要素,而使試紙上之檢體的展開速度變化時,例如在測定時間內檢體在試紙上未充分地展開,或是顯色反應的開始緩慢。其結果,難以正確地算出檢體中之上述特定成分的濃度。
就用以因應檢體在試紙上未充分地展開的情況之技術而言,已知下述專利文獻1之分析物濃度決定用的裝置。專利文獻1係揭示將試紙上的顯色反應分割成為複數個區域而測定,且不將檢體未充分展開的區域之測定値用於成分濃度的算出。
<先前技術文獻>
<專利文獻>
[專利文獻1] 日本特開2004-163393號公報
<專利文獻>
[專利文獻1] 日本特開2004-163393號公報
<發明所欲解決之課題>
但是,上述的專利文獻1之分析物濃度決定用的裝置雖然將檢體在試紙上未充分展開的區域之測定値排除,但是未針對在各區域之顯色開始時間的差異進行考慮。因此,在各區域之顯色的開始時間有差異之情況下,有不同區域而在顯色反應未充分進行的狀態下被測定顏色而算出成分濃度之可能性。其結果,成分濃度之算出結果的精確度有不充分之可能性。
但是,上述的專利文獻1之分析物濃度決定用的裝置雖然將檢體在試紙上未充分展開的區域之測定値排除,但是未針對在各區域之顯色開始時間的差異進行考慮。因此,在各區域之顯色的開始時間有差異之情況下,有不同區域而在顯色反應未充分進行的狀態下被測定顏色而算出成分濃度之可能性。其結果,成分濃度之算出結果的精確度有不充分之可能性。
本發明係為了解決上述的問題而進行。因此,本發明之目的係提供一種即便在試紙上之檢體的展開速度變化之情況下,亦能夠精確度良好地算出檢體中之上述特定成分的濃度之成分測定裝置及成分測定方法。
<解決課題之手段>
本發明之上述目的,係藉由下述內容而達成。
本發明之上述目的,係藉由下述內容而達成。
本發明之成分測定裝置係基於與在檢體所含有的成分反應之試劑的發色程度而測定成分的濃度之成分測定裝置,具有一照射手段、一檢測手段、一成分濃度算出手段。該照射手段係對檢體所黏附之試片上照射光線。該檢測手段係檢測在試片上的複數個不同區域各別反射的反射光。該成分濃度算出手段,係在複數個不同區域中,基於從檢體浸濕且開始顯色之開始時間起經過預定時間後之結束時間的反射光之強度而算出在檢體所含有的成分之濃度。
本發明之成分測定方法,係基於與在檢體所含有的成分反應之試劑的發色程度而測定成分的濃度之成分測定方法,其具有:開始對檢體所黏附之試片上照射光線之階段;在試片上的複數個不同區域開始檢測各別反射的反射光線之階段;以及在複數個不同區域,基於從檢體浸濕且開始顯色之開始時間起經過預定時間後之結束時間的反射光之強度,而算出在檢體所含有的成分之濃度之階段。
<發明之效果>
依照本發明,藉由使在試片上的複數個不同區域之顯色開始時間一致,能夠防止展開速度的變化對檢體之成分濃度的算出造成影響。因此,能夠精確度良好地算出檢體的成分濃度。此外,即便在試片上的一部區域產生展開不良亦能夠繼續測定,並算出測定値。
依照本發明,藉由使在試片上的複數個不同區域之顯色開始時間一致,能夠防止展開速度的變化對檢體之成分濃度的算出造成影響。因此,能夠精確度良好地算出檢體的成分濃度。此外,即便在試片上的一部區域產生展開不良亦能夠繼續測定,並算出測定値。
以下,將參照附加的圖式而說明本發明之成分測定裝置的實施形態。此外,在圖中相同的構件係使用相同的符號。
(第一實施形態)
第1圖係用以說明在本發明之第一實施形態之成分測定裝置之概略方塊圖。本實施形態的成分測定裝置係使在試片上之複數個不同區域的顯色開始時間一致。此外,以下係說明本實施形態之成分測定裝置的主要部分,與習知之成分測定裝置相同的部分係省略其説明。
第1圖係用以說明在本發明之第一實施形態之成分測定裝置之概略方塊圖。本實施形態的成分測定裝置係使在試片上之複數個不同區域的顯色開始時間一致。此外,以下係說明本實施形態之成分測定裝置的主要部分,與習知之成分測定裝置相同的部分係省略其説明。
本實施形態係以基於與在血液所含有的葡萄糖反應之試劑的顏色變化(發色)而測定血糖値之比色式血糖測定裝置為例而進行說明。比色式血糖測定裝置係對血液所黏附之試紙(試片)的血液黏附面之相反面照射光線,且基於接受來自試紙的反射光而與血液反應之試劑的發色程度,來測定在血液所含有之葡萄糖的濃度。試紙係含有與血液中的葡萄糖反應而發色之試劑,且葡萄糖濃度越濃時,試紙的發色越濃。利用該發色濃度的差異引起受光量變化而測定葡萄糖濃度。葡萄糖濃度的測定係適合使用620~640nm的波長之光線(紅色光)。
此外,本實施形態亦同時測定修正所測定的葡萄糖濃度之血球容積値(haematocrit)。血球容積值基於血液中之血紅素(haemoglobin)的而測定。血球容積值的測定係適合使用510~540nm波長的光線(綠色光)。
本實施形態係同時對試紙上交替且周期性地照射紅色光及綠色光而測定葡萄糖濃度及血球容積值。亦即,本實施形態係使用二種波長的光線而交替且時間分割地測定葡萄糖濃度及血球容積值。此外,因為關於血球容積值亦能夠與測定葡萄糖濃度時同樣地測定,以下,係以測定葡萄糖濃度的情況為中心進行説明。此外,因為關於從各別的波長之光線的反射率算出葡萄糖濃度及血球容積值之方法,係與先前的方法相同而省略其説明。
如第1圖所示,本實施形態之成分測定裝置(比色式血糖測定裝置)100係具有安裝部110、光源部120、發光驅動部130、檢測部140、信號處理部150、操作部160、顯示部170、及演算控制部180。以下,依照順序說明在第1圖所顯示之各構成要素。
本實施形態之成分測定裝置100,係檢測血液在試紙111浸濕且試紙111的反射率顯著改變而開始計時,且基於從其開始時間經預定時間後的反射率而算出血糖値。因為黏附血液之前的試紙111係接近白色的顏色,所以反射率係顯示較大的値。另一方面,使其黏附血液之後的試紙111,係隨著葡萄糖與試劑的反應進行而發色而反射率減少。因此,算出血糖値時之反射率,係以採用葡萄糖與試劑的反應接近完成的狀態且反射率的減少率為預定値以內時的反射率為佳。此外,試紙111係被保持在適當外殼中的狀態,能夠裝卸地被安裝在安裝部110。例如,安裝部110係被設置在成分測定裝置100的殼體(圖中未示)。藉此,決定試紙111、光源部120及檢測部140的位置關係。
就照射手段而言,光源部120係對試紙111上照射光線之光源。光源部120係以其發光面朝向試紙111的方向被安裝在成分測定裝置100的殼體。來自光源部120的照射光,係藉由圖中未示的透鏡而被聚光並照射試紙111整體。光源部120係具有發光二極體(LED),該發光二極體(LED)係在被試紙111的顯色吸收之光線的波長,例如500~720nm左右的波長的範圍內進行發光。
在本實施形態,光源部120係具有紅色發光二極體及綠色發光二極體。紅色發光二極體係發出紅色光,用以測定按照葡萄糖與發色試劑的反應而產生的色素量之血液的葡萄糖濃度。此外,綠色發光二極體係發出綠色光以測定基於血液中之血紅素的量之血球容積值。此外,紅色發光二極體及綠色發光二極體可以作為各別獨立的元件而互相接近而配置,亦可以單一元件的方式而一體地被構成。
發光驅動部130係對光源部120供給驅動信號之驅動電路。更具體地,發光驅動部130係基於演算控制部180的指示而對光源部120供給具有預定的脈衝寬度、強度及周期之脈衝信號。光源部120係重複按照所供給的脈衝信號而只有在該脈衝寬度的期間發光且熄燈至下一個脈衝信號開始為止。脈衝寬度係大致為10~1000μs的範圍內,以120μs左右為佳。此外,周期係1ms~10ms左右,針對紅色及綠色則各別以2ms左右為佳。此外,紅色光及綠色光係以交替地發光為佳。脈衝寬度、強度、及周期係能夠按照其他構成要素的設計條件而適當地變更。
就檢測手段而言,檢測部140係檢測脈衝光在試紙111上的複數個不同區域反射的反射光且變換成為電子信號。檢測部140係以其受光面朝向試紙111的方向被安裝在成分測定裝置100的殼體內。
檢測部140係具備複數個光檢測元件(圖中未示),來檢測各別對應在試紙111上的複數個不同區域的反射光。光檢測元件對於藉由試紙111的顯色反應而被吸收之光線的波長具有敏感度,較佳是一列或是陣列狀地被配置在檢測部140的受光面上。此外,光檢測元件的配置形態係不限定於一列或是陣列狀地被配置之形態,亦可以是其他的配置形態。
此外,各自的光檢測元件係具備至少一個具有檢測光線的功能之最小單位的像素。因此,此種構成的光檢測元件中,來自試紙111上之複數個不同區域的反射光,係被對應的光檢測元件之至少一個像素進行檢測。本實施形態係採用圖像感測器作為複數個光檢測元件。圖像感測器例如陣列狀地配置有複數個像素之CCD感測器、CMOS感測器等。
此外,光源部120的照射範圍與檢測部140的視野(檢測範圍)未必需要一致。例如,即便光源部120係照射試紙111的全面,檢測部140亦可以是檢測來自試紙111上的特定區域的反射光之構成。
在本實施形態,檢測部140的複數個光檢測元件係檢測各自對應試紙111上的複數個不同區域之反射光。因此,相較於試紙111整體,血液在一個區域之試紙111上展開的距離係較短,在檢測範圍之外觀上的展開速度増大。亦即,血液的展開時間係相對地變短。
信號處理部150係將從檢測部140所輸出的電子信號進行信號處理。信號處理部150係具有抽樣保持電路(sample-hold circuit)、放大電路及A/D轉換器。從檢測部140所輸出的電子信號,係在抽樣保持電路被周期性地取樣,且藉由放大電路被放大至預定的信號位準為止,藉由A/D轉換器從類比信號被轉換成為數位信號且以影像數據的方式被儲存在演算控制部180的記憶體。
操作部160係將來自操作者的指示傳達至演算控制部180。操作部160係具有例如按鈕開關,且被安裝在成分測定裝置100的殼體。操作者係透過操作部160而進行成分測定裝置100的起動/停止、測定結果的顯示等之指示。
顯示部170係顯示在演算控制部180所算出的血糖値。顯示部170係具有例如液晶顯示面板且被安裝在成分測定裝置100的殼體。
演算控制部180係實行成分測定裝置100的整體控制及血糖値的算出。更具體地,演算控制部180係具備例如CPU、記憶體、包含通信電路等之周邊電路,且與光源部120、發光驅動部130、檢測部140、信號處理部150、操作部160、及顯示部170電連接。演算控制部180係透過操作部160進行輸入且按照來自操作者的指示,而依照預定程序實行血糖値的測定處理。
就成分濃度算出手段而言,演算控制部180係利用被儲存在記憶體的影像數據,而算出血液黏附在試紙111的前後之試紙111的反射率,同時檢測血液在試紙111的各區域浸濕而開始計時,並且在預定時間經過後,利用反射率與葡萄糖濃度的對應關係而算出葡萄糖濃度。預定時間的計時係使用圖中未示的計時器。反射率與葡萄糖濃度的對應關係以對照表(look up table)的方式預先被記憶在ROM等的不揮發性記憶體,或從反射率與葡萄糖濃度的關係式算出。所算出的葡萄糖濃度係使用血球容積值而被修正作為血糖値且被輸出至顯示部170。
成分測定裝置100測定葡萄糖濃度之測定處理程序,係以程式的方式被預先記憶在演算控制部180的ROM等不揮發性記憶體,而CPU係逐次地實行程式。成分測定裝置100起動時,演算控制部180係以對發光驅動部130輸出預定脈衝信號的方式進行指示,同時以將在信號處理部150被處理的信號作為影像數據而儲存在RAM等揮發性記憶體的方式進行指示。以下,參照第2圖~第6圖而說明成分測定裝置100的測定處理程序。
第2圖係用以說明使用本發明之第一實施形態的成分測定裝置之葡萄糖濃度的測定處理程序之流程圖。此外,第3圖(A)係用以例示在試紙被點液附著後之血液的展開之示意圖,第3圖(B)係用以說明在第3圖(A)之區域A68的反射率曲線之圖。此外,在第3圖(B)中横軸為時間,而縱軸為反射率。
如第2圖所示,首先,對試紙111上開始照射光線(步驟S101)。具體上係使光源部120進行脈衝發光且開始對試紙111上照射光線。此外,使光源部120進行脈衝發光,係為了減低將發光中的信號位準與熄燈中的信號位準之差異用於測定而入射至成分測定裝置100之環境光的影響。此外,藉由使光源部120間歇地發光,亦具有減低消耗電力之效果。
其次,開始檢測來自試紙111的反射光線(步驟S102)。在本實施形態,檢測部140係在試紙111上的複數個不同區域檢測各別反射的反射光。具體上係如第3圖(A)所示,例如將試紙111劃分成為10×10=100個區域A1~A100,使用檢測部140之對應的光檢測元件(圖中未示)檢測在各別區域An反射的反射光。此外,劃分試紙111之區域的個數係能夠考慮葡萄糖濃度的算出精確度、演算處理時間、檢測部140所具有的像素數而適當地設定。
此外,演算控制部180係能夠基於試紙111的大小及將試紙111劃分區域的個數來算出區域間的距離。此外,能夠從區域間的距離及顯色速度的差異來算出試紙111上之血液的展開速度。因為展開速度係依存於血球容積值,故能夠使用作為概算血球容積值時之資訊。
成分測定裝置100被起動時,檢測部140係接受演算控制部180的指示而在時間t0開始檢測在試紙111上的區域A1~A100各別反射的反射光線。因為該時點血液未被點液在試紙111上,所以係檢測表面為白色狀態的試紙111的反射光。在此,將試紙111的反射率設為1。本實施形態係將時間t0時點的反射光之強度設作基準而算出反射率。
隨後,在時間t1,在試紙111上的點液區域X進行血液的點液。被點液之血液係在試紙111上展開而在時間t2到達展開區域Y,在時間t3到達展開區域Z。此外,本實施形態係假定被點液的血液展開至試紙111的整體為止需要1秒左右,至顯色反應安定為止需要再8秒左右。此外,試紙111的大小係一邊為2~6mm左右。
如第3圖(A)所示之血液的展開之例子,血液在試紙111上展開時,依照在試紙111上的位置而血液到達的時間不同。從點液區域X的距離越遠時,血液浸濕而到達為止需要相應的時間。在此,血液的展開速度係受到血液的溫度及黏度、試紙111的空孔率或空孔徑、試劑的塗布量等的影響而變化。該等原因係與將試紙設作一個區域而檢測其反射光時的測定誤差有關聯。
另一方面,認為顯色反應係從血液到達之後開始且顯色反應的反應速度在相同條件下應為一定。因此,認為檢測部140所檢測之試紙111的反射率的時間變化,應強烈地依存於血液的展開速度。
例如,在第3圖(A)的區域A68,因為時間t0~t2時血液尚未到達,顯色反應並未產生。因此,如第3圖(B)所示,試紙111的反射率至時間t2為止維持在約1。另一方面,超過時間t2時,因為在A68血液亦展開而顯色反應進行。因此,區域A68的反射率開始減少。此外,以下係將顯示如第3圖(B)所示之反射率的時間變化之曲線稱為反射率曲線。
在本實施形態,演算控制部180係基於被儲存在RAM之影像數據,來算出在區域A1~A100之反射率曲線。此外,檢測部140的光檢測元件具備複數個像素時,例如能夠將複數個像素的數據平均之値作為代表値而使用於算出反射率曲線。
如此,在試紙111上的複數個不同區域A1~A100,試劑的顏色開始變化之時間、亦即顯色反應開始之時間係依存於試紙111上之血液的展開速度而變化。
其次,再次返回第2圖,算出在血液所含有的葡萄糖濃度(步驟S103)。在本實施形態,在試紙111上的區域A1~A100中,基於從檢測顯色之開始時間t2起經過預定時間後之結束時間t3的反射率而算出在血液所含有的葡萄糖濃度。演算控制部180係基於所測定的葡萄糖濃度而算出血糖値,顯示部170係顯示血糖値,然後結束處理。此外,在開始時間t2以前(例如t1)所檢測之反射率可使用於基線的修正。
以下,參照第4圖~第7圖而更詳細地說明算出在血液所含有的葡萄糖濃度之程序。第4圖係用以更詳細地説明在第2圖所顯示之流程圖的步驟S103之流程圖。第5圖係用以說明在第4圖之流程圖的各步驟之處理內容之圖。此外,第6圖係用以說明依照區域之反射率的大小產生偏差之圖。此外,第7圖(A)及第7圖(B)係用以說明設定反射率的上限値及下限値之方法之圖。
如第4圖及第5圖所示,首先,認識每區域顯色開始時間(步驟S201)。具體上係針對區域A1~A100的反射率曲線(以下稱為反射率曲線C1~C100),進行認識顯色的開始時間。此外,在第5圖,S1~S100係表示檢測部140的光檢測元件。
其次,使全區域的顯色開始時間一致(步驟S202)。具體上係使檢測反射率曲線C1~C100的顯色之開始時間與基準時間一致。基準時間係可以設定為預定之基準之時間,亦可以設定為反射率曲線C1~C100之中的任一個之顯色開始時間。例如,如第5圖所示,能夠使反射率曲線C1~C99的顯色開始時間與反射率曲線C100的顯色開始時間一致。
如此,藉由使在反射率曲線C1~C100之顯色開始時間與基準時間一致,能夠消除展開速度對葡萄糖濃度算出的影響。因此,葡萄糖濃度的算出精確度提升。
此外,有因試紙111的局部位置之異常、血液量的不足等引起在試紙111上的特定區域之顯色無法開始之情形。例如在第5圖,區域Am的反射率曲線Cm在測定時間內仍未開始顯色。此外,顯色的開始有非常早的情況或非常慢的情況。此種情況,為了防止對葡萄糖濃度的算出造成影響,係不使用在該區域之反射率曲線於以後的處理。針對顯色開始有非常早的情況或非常慢的情況之判定,係藉由將顯色的開始時間與預定的第一上限値及第一下限値比較來進行。在某區域,顯色的開始時間位於第一上限値及第一的下限値的範圍內時,將在該區域之反射率曲線用於以後的處理。另一方面,顯色開始時間不在第一上限値及第一下限値的範圍內時,不使用在上述區域之反射率曲線於以後的處理。
此外,如第6圖所示,依照試紙111上的區域,亦有顯色開始後之反射率的大小不同之情況。反射率曲線Cn’係在區域An’之反射率曲線,反射率曲線Cn’’係在區域An’’之反射率曲線。就反射率的大小產生偏差之要素而言,有試紙111上的試劑塗布不均、試紙111的表面粗糙度及形狀的差異等。或是如區域An’,反射率變大時,亦應是血液只有浸濕區域An’的一部分。
如此,因為反射率的大小有偏差時,會對葡萄糖濃度的算出造成影響,在本實施形態係對反射率的大小設定預定的第二上限値及第二下限値,且不使用脫離第二上限値與第二下限値的範圍之反射率曲線於以後的處理。
具體上係基於像素數對在顯色開始後的時間t3之反射率之頻率分布,而設定上述第二上限値及第二下限値。如第7圖(A)所示,像素數對反射率之頻率分布通常具有第一尖峰P1及第二尖峰P2。第一尖峰P1係表示因血液在試紙111上展開而產生顯色引起反射率減少之像素個數的最大値。另一方面,第二尖峰P2係表示因血液未在試紙111上展開而反射率為較高的像素個數之最大値。
在本實施形態,係將第一尖峰P1的像素數設作100%時,將對應預定比率的像素數之反射率設作第二上限値及第二下限値。例如,如第7圖(A)所示,能夠將對應第一尖峰P1的像素數之90%的像素數之反射率RU及RL各別設為第二上限値及第二下限値。如此,設定第二上限値及第二下限値時,以後的處理係只使用反射率在上限値RU與下限値RL的範圍內之反射率曲線。
此外,如第7圖(B)所示,亦可以使對應第一尖峰P1之反射率作為中心而以在反射率RL’與RU’之間含有N個像素的方式決定第二上限値(RU’)及第二下限値(RL’)。
其次,再次返回第4圖,將各區域的反射率曲線進行合成(步驟S203)。在本實施形態,係將反射率曲線C1~C100之中,顯色開始時間為在第一上限値與第一的下限値的範圍內且顯色開始後的反射率為在第二的上限値與第二下限値的範圍內之反射率曲線,以基準時間進行調整且進行合成處理而算出合成反射率曲線CS。如此,藉由將測定複數個不同區域之結果進行合成,不容易受到在試紙111所塗布的試劑量、試紙111的構造偏差之影響。
其次,算出葡萄糖濃度(步驟S204)。使用在步驟S203所算出的合成反射率曲線CS而算出葡萄糖濃度。
如以上所述,在本實施形態,係基於使在試紙111上的複數個不同區域之反射率曲線的顯色開始時間與基準時間一致之後,基於將各區域的反射率曲線進行合成之合成反射率曲線而算出葡萄糖濃度。
如以上説明之本實施形態的成分測定裝置100係能夠達成下述的效果。
(a)依照本實施形態的成分測定裝置100,藉由使在試紙111上的複數個不同區域之顯色開始時間與基準時間一致,能夠防止展開速度的變化對葡萄糖濃度的算出造成影響。因此,能夠精確度良好地算出葡萄糖濃度。此外,即便在試紙111上的一部分區域產生展開不良,亦能夠繼續測定來算出測定値。
(b)藉由將複數個不同區域所測定的結果進行合成,不容易受到在試紙111所塗布之試劑量或試劑載體的構造的偏差之影響。
(c)能夠從區域間的距離及顯色速度的差異算出試紙111上的展開速度。
(d)只要在檢測部140的檢測視野的範圍內,從試紙111的任何區域開始血液的展開、或是血液的展開範圍不同,均能夠精確度良好地算出葡萄糖濃度。
(第二實施形態)
在第一實施形態,係針對使在試紙上的複數個不同區域之反射率曲線的顯色開始時間與基準時間一致之後,基於將各區域的反射率曲線進行合成之合成反射率曲線而算出葡萄糖濃度的方式進行了説明。在本發明之第二實施形態,係針對算出試紙上的每區域葡萄糖濃度且將各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度進行説明。此外,以下的説明係省略針對與第一實施形態同樣的構成之説明。
在第一實施形態,係針對使在試紙上的複數個不同區域之反射率曲線的顯色開始時間與基準時間一致之後,基於將各區域的反射率曲線進行合成之合成反射率曲線而算出葡萄糖濃度的方式進行了説明。在本發明之第二實施形態,係針對算出試紙上的每區域葡萄糖濃度且將各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度進行説明。此外,以下的説明係省略針對與第一實施形態同樣的構成之説明。
以下,參照第8圖及第9圖而說明本實施形態的成分測定裝置。第8圖係用以說明算出在本發明之第二實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之流程圖。第9圖係說明在第8圖所示之流程圖的各步驟之處理內容之圖。
如第8圖及第9圖所表示,首先,認識每區域顯色開始時間(步驟S301)。針對試紙111上之複數個不同區域A1~A100的反射率曲線C1~C100,認識顯色的開始時間。此外,與第一實施形態同樣地,關於反射率曲線為異常者,在以後的處理係不使用。
其次,算出每區域葡萄糖濃度(步驟S302)。具體上係在試紙111上的複數個不同區域,基於在步驟S301所認識之從顯色開始時間起經過預定時間後之結束時間的反射率,來算出在血液含有的葡萄糖濃度。
其次,將各區域的葡萄糖濃度平均(步驟S303)。具體上係將在步驟S302所算出之各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度。
如以上所述,在本實施形態中,係在試紙111上之複數個不同區域中各別算出葡萄糖濃度,且將各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度。因為在任一區域均是基於顯色開始時間起經過預定時間後之結束時間的反射率而算出在血液所含有之葡萄糖濃度,所以各區域間之顯色開始時間的差異不會影響葡萄糖濃度的算出。在本實施形態,藉由各區域都算出葡萄糖濃度,實質上使在各區域之顯色開始時間一致。
如以上説明之本實施形態的成分測定裝置100,係達成下述的效果。
(e)因為在試紙111上之複數個不同區域中各別算出葡萄糖濃度且將各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度,能夠減少伴隨著葡萄糖濃度的算出之演算處理的負荷。
(第三實施形態)
在第一及第二實施形態中,係說明了藉由時間分割來實行複數個波長的測定。在第三實施形態,係將多色光採用於光源,且藉由光檢測元件係具備通過特定波長的光線之帶通濾波器,來說明實行複數個波長的測定。在以下的説明中,係主要針對與第二實施形態不同的部分進行説明,係省略針對與第二實施形態同樣的構成之説明。
在第一及第二實施形態中,係說明了藉由時間分割來實行複數個波長的測定。在第三實施形態,係將多色光採用於光源,且藉由光檢測元件係具備通過特定波長的光線之帶通濾波器,來說明實行複數個波長的測定。在以下的説明中,係主要針對與第二實施形態不同的部分進行説明,係省略針對與第二實施形態同樣的構成之説明。
在本實施形態,光源部120係照射多色光(例如白色光)。光源部120係具有例如白色發光二極體。演算控制部180係以對發光驅動部130輸出預定的脈衝信號之方式進行指示。但是,在本實施形態,檢測部140係將測定所使用之特定波長的光線使用帶通濾波器進行分離。因此,演算控制部180係不需要藉由時間分割將不同波長的光線進行照射及檢測之時序控制。
以下,參照第10圖而說明本實施形態的成分測定裝置。第10圖係用以在各步驟的處理內容之同時,說明算出在本發明之第三實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之圖。
如第10圖所示,檢測部140係具備檢測來自試紙111上的複數個不同區域A1~A100的反射光之光檢測元件S1R、S1G~S100R、S100G。光檢測元件S1R係在像素上具備只有透射紅色光線之紅色用帶通濾波器,來檢測區域A1的紅色光。此外,光檢測元件S1G係在像素上具備只有透射綠色光線之綠色用帶通濾波器,來檢測區域A1的綠色光。此外,光檢測元件S1R、S1G係以具備紅色用帶通濾波器之像素及具備綠色用帶通濾波器之像素配置為格子狀之方式構成為佳。
在此種構成的成分測定裝置100,首先認識每區域顯色開始時間,其次算出每區域葡萄糖濃度及血球容積值。然後,在各區域使用血球容積值修正葡萄糖濃度。然後,將各區域的葡萄糖濃度平均而算出最後的葡萄糖濃度。
如以上説明之本實施形態的成分測定裝置100,係除了第二實施形態的效果以外,亦達成下述的效果。
(f)因為檢測部140係使用帶通濾波器將測定所使用之特定波長的光線分離,能夠將藉由時間分割將不同波長的光線進行照射及檢測之時序控制省略。
如以上所述,已在實施形態中針對本發明之成分測定裝置進行說明。但是,本發明係該領域技術員在其技術思想的範圍內,能夠適當地進行追加、變形、及省略係自不待言。
例如,第一~第三的實施形態,係基於從來自試片之被反射的反射光之強度所算出的反射率而算出葡萄糖濃度。但是,本發明亦能夠設作基於透射試片的透過光而算出葡萄糖濃度之構成。
此外,本發明係能夠適合使用於算出血糖値,但是在定量性地測定透過光或反射光線的受光量而進行測定檢體成分濃度之領域,亦能夠廣泛地利用係自不待言。例如,本發明亦能夠以測定體液中的特定成分、例如血液中的膽固醇、尿酸、尿中的葡萄糖、血紅素等的濃度之方式構成。
而且,本申請係基於2011年10月18日提出申請之日本專利申請號碼2011-228956號,將其等的揭示內容以整體的方式併入作為參照。
100...成分測定裝置
110...安裝部
111...試紙(試片)
120...光源部(照射手段)
130...發光驅動部
140...檢測部(檢測手段)
150...信號處理部
160...操作部
170...顯示部
180...演算控制部(成分濃度算出手段)
X...點液附著區域
Y...展開區域
A1~A100、A68、Am...區域
S1~S100、Sm...光檢測元件
S101~S111...步驟101~步驟111
C1~C100、Cm、Cs...反射率曲線
S1R~S100R...光檢測元件
S1G~S100G...光檢測元件
C1R~C100R...反射率曲線
C1G~C100G...反射率曲線
1R~100R...血球容積值
1G~100G...葡萄糖濃度
t1、t2、t3...時間
P1...第一尖峰
P2...第二尖峰
RL...下限值
RU...上限值
RL’...第二下限值
RU’...第二上限值
第1圖係為在本發明的第一實施形態之血液成分分析裝置之概略方塊圖。
第2圖係為使用本發明之第一實施形態的成分測定裝置之葡萄糖濃度的測定處理程序之流程圖。
第3圖之第3圖(A)係為在試紙被點液後之血液的展開之示意圖,第3圖(B)係為在第3圖(A)之區域A68的反射率曲線之圖。
第4圖係為更詳細地説明在第2圖所顯示之流程圖的步驟S103之流程圖。
第5圖係為在第4圖之流程圖的各步驟之處理內容之圖。
第6圖係為依照區域之反射率的大小產生偏差之圖。
第7圖之第7圖(A)及第7圖(B)係為設定反射率的上限値及下限値之方法之圖。
第8圖係為算出在本發明之第二實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之流程圖。
第9圖係為在第8圖所示之流程圖的各步驟之處理內容之圖。
第10圖係為在各步驟的處理內容之同時,說明算出在本發明之第三實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之圖。
第2圖係為使用本發明之第一實施形態的成分測定裝置之葡萄糖濃度的測定處理程序之流程圖。
第3圖之第3圖(A)係為在試紙被點液後之血液的展開之示意圖,第3圖(B)係為在第3圖(A)之區域A68的反射率曲線之圖。
第4圖係為更詳細地説明在第2圖所顯示之流程圖的步驟S103之流程圖。
第5圖係為在第4圖之流程圖的各步驟之處理內容之圖。
第6圖係為依照區域之反射率的大小產生偏差之圖。
第7圖之第7圖(A)及第7圖(B)係為設定反射率的上限値及下限値之方法之圖。
第8圖係為算出在本發明之第二實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之流程圖。
第9圖係為在第8圖所示之流程圖的各步驟之處理內容之圖。
第10圖係為在各步驟的處理內容之同時,說明算出在本發明之第三實施形態的血液所含有的葡萄糖濃度的程序之圖。
100...成分測定裝置
110...安裝部
111...試紙(試片)
120...光源部(照射手段)
130...發光驅動部
140...檢測部(檢測手段)
150...信號處理部
160...操作部
170...顯示部
180...演算控制部(成分濃度算出手段)
Claims (7)
- 一種成分測定裝置,係基於與在檢體所含有的成分反應之試劑的發色程度而測定該成分的濃度之成分測定裝置,其包含:
一照射手段,其係對該檢體所黏附之試片上照射光線;
一檢測手段,其係檢測在該試片上的複數個不同區域各別反射的一反射光;以及
一成分濃度算出手段,其係在該複數個不同區域中,基於從該檢體浸濕且開始顯色之一開始時間起經過預定時間後之一結束時間的該反射光之強度,而算出在該檢體所含有的該成分之濃度。 - 如申請專利範圍第1項所述之成分測定裝置,其中該成分濃度算出手段係各自算出表示在該複數個不同區域之從該開始時間至該結束時間為止之該試片的反射率的時間性變化之一反射率曲線之後,對於該複數個不同區域以該開始時間作為基準而進行該反射率曲線的合成,且基於所合成的該反射率曲線而算出在該檢體所含有的該成分之濃度。
- 如申請專利範圍第1項所述之成分測定裝置,其中該成分濃度算出手段係各自算出在該複數個不同區域之從該開始時間至該結束時間為止之該試片的該反射率曲線,且基於該反射率曲線而各自算出在該複數個不同區域之該成分的濃度之後,針對該複數個不同區域算出該成分的濃度之一平均値,並基於該平均値而算出在該檢體所含有的該成分之濃度。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之成分測定裝置,其中該照射手段係照射一特定波長的光線,而該檢測手段係檢測該特定波長的反射光。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之成分測定裝置,其中該照射手段係對該複數個不同區域照射含有該特定波長之多色光線,且該檢測手段係具備使該特定波長透射之帶通濾波器,來檢測該特定波長的反射光。
- 如申請專利範圍第2至5項中任一項所述之成分測定裝置,其中該成分濃度算出手段係對該反射率曲線的該開始時間後之反射率設定一上限値及一下限値,當該反射率在該上限値及該下限値的範圍內時,將該反射率曲線用於算出在該檢體所含有的該成分之濃度,另一方面,當該反射率係不在該上限値及該下限値的範圍內時,不使用該反射率曲線於算出在該檢體所含有的該成分之濃度。
- 一種成分測定方法,係基於與在檢體所含有的成分反應之試劑的發色程度而測定該成分的濃度之成分測定方法,其包含:
對該檢體所黏附之試片上開始照射光線之階段;
在該試片上的複數個不同區域開始檢測各別反射的一反射光之階段;以及
在該複數個不同區域中,基於從該檢體浸濕且開始顯色之開始時間起經過預定時間後之結束時間的該反射光之強度,而算出在該檢體所含有的該成分之濃度之階段。
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