WO2011033875A1 - 血糖計 - Google Patents

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WO2011033875A1
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blood
blood glucose
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chip
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秀幸 桃木
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テルモ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a technique suitable for application to a blood glucose meter. More specifically, the present invention relates to a blood glucose meter that reduces power consumption as much as possible while ensuring the measurement accuracy required for the blood glucose meter.
  • diabetes is caused by abnormal insulin secretion in the pancreas and decreased sensitivity to insulin.
  • type 1 diabetic patients whose insulin secretion has ceased to measure blood glucose levels before meals and to administer insulin according to those values.
  • blood glucose meter a small blood glucose measuring device
  • I sell it a small blood glucose measuring device
  • the applicant is developing a blood glucose meter with various management functions that can handle multiple patients for the ward.
  • a blood glucose meter is a device that measures a blood glucose level using a principle of converting a glucose level into a color density or an electric signal by a biochemical reaction caused by bringing blood into contact with a reagent.
  • This biochemical reaction takes time until the reaction becomes stable.
  • it is necessary to quickly measure blood glucose levels for many patients. In other words, there is a situation where it is impossible to wait until the biochemical reaction is stabilized.
  • a method has been considered in which the blood sugar level is determined more quickly based on the transient response of the biochemical reaction during the reaction, rather than waiting until the biochemical reaction is stabilized.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 a method for predicting a reaction end point based on a predetermined calculation formula or the like is known.
  • the sampling clock frequency is a component that consumes a large amount of power for a blood glucose meter that is a portable electronic device. For this reason, it is desirable that the sampling clock frequency be as low as possible.
  • the present invention has been made in view of the above points, and provides a blood glucose meter that balances measurement accuracy and low power consumption by setting the frequency of a sampling clock with sufficient and sufficient accuracy and supplying only the necessary minimum time.
  • the purpose is to do.
  • the blood glucose meter of the present invention includes a blood glucose level measurement unit that drops blood on a measurement chip in a state where the measurement chip is attached and outputs a signal corresponding to the amount of glucose in the blood;
  • An A / D converter that converts a signal into digital data, a blood spotting determination unit that determines whether or not blood is spotted on a measurement chip based on digital data, and a measurement that obtains a blood sugar level based on digital data
  • a clock for acquiring digital data from the processing unit and the A / D converter, and generating a clock whose clock cycle is equal to or less than a value obtained by dividing the required resolution by the slope of the blood glucose level response curve at a predetermined time.
  • a clock generation unit for acquiring digital data from the processing unit and the A / D converter, and generating a clock whose clock cycle is equal to or less than a value obtained by dividing the required resolution by the slope of the blood glucose level response curve at a predetermined time.
  • the clock for acquiring digital data from the A / D converter is determined based on the required resolution and the slope of the blood glucose level measurement curve. Set the sampling clock appropriately according to the operation mode of the blood glucose meter. Especially in the mode to determine the start of measurement, generate high-speed clock pulses continuously, and start the measurement operation such as timer from the point when spotting is detected. At the same time, the clock generator is configured to switch the generation of the clock pulse to an intermittent one.
  • the invention's effect According to the present invention, it is possible to provide a blood glucose meter in which both the measurement accuracy and the low power consumption are provided, by setting the frequency of the sampling clock with necessary and sufficient accuracy and supplying the sampling clock for the necessary minimum time.
  • When measuring a blood glucose level it is a graph of the blood glucose level response curve which shows the measured value computed using calibration curve data with progress of time.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a blood glucose meter as an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of a blood glucose meter as an example of an embodiment of the present invention.
  • the blood glucose meter 101 is a portable device for a doctor, nurse, patient, or the like to hold and operate in a hand like a mobile phone to measure blood glucose level. And formed by weight.
  • the blood glucose meter 101 not only measures the blood glucose level but also confirms the patient's name and ID as an additional function, stores the measured value data for each patient, and administers it for each patient if necessary. Confirmation of an appropriate drug to be performed can be performed.
  • the housing 102 of the blood glucose meter 101 is an elongated synthetic resin container.
  • a cylindrical optical measurement unit 103 made of metal for measuring blood sugar level and the like is provided at the longitudinal end of the housing 102.
  • the optical measurement unit 103 which can be called a blood glucose level measurement unit, includes an LED and a photodiode described later.
  • the optical measurement unit 103 is formed so that a blood glucose measurement chip (hereinafter referred to as “measurement chip”) can be attached and detached.
  • the used measurement tip can be removed from the optical measurement unit 103 by operating the eject lever 104.
  • a display panel 105 made of an LCD for displaying measurement results, confirmation items, and the like is provided on the front surface of the housing 102.
  • an operation panel 106 having a plurality of buttons is provided.
  • a lithium ion battery (not shown) incorporated in the housing 102
  • a barcode reader unit (not shown) for reading a barcode, patient data, measured blood glucose level data, etc. are transmitted and received.
  • IrDA interface etc., it is not directly related to the present invention, so details are omitted.
  • a circuit board 202 which is a printed board, is built in the measuring instrument main body.
  • a well-known microcomputer is mounted on the circuit board 202.
  • the microcomputer operates with the power of the lithium ion battery, receives an operation command signal from the operation panel 106, drives an LED inside the optical measurement unit 103, performs a predetermined blood glucose level measurement through a photodiode, and displays a measurement result on the display panel 105. Etc. are displayed.
  • a measurement chip 308 is attached to the optical measurement unit 103, and the blood of the measurement subject is sucked into the measurement chip 308.
  • This measuring chip 308 contains a test paper 511 made of a porous film such as polyethersulfone. Then, when the blood sucked into the measuring chip 308 reaches the test paper 511, the glucose in the blood reacts with the reagent contained in the test paper 511 and develops color. This coloring reaction takes several seconds to around 10 to several seconds, but this reaction is affected by the ambient temperature.
  • the mechanism on the side of the blood glucose meter is not limited to the optical measurement method using a coloring reagent, and a mechanism that can be conventionally used for blood glucose measurement, such as an electrochemical sensor method, can be employed.
  • the ROM which is a component of the microcomputer inside the blood glucose meter 101, stores a correction value for the response to the ambient temperature.
  • the program of the microcomputer stored in ROM is comprised so that the temperature at the time of blood glucose level measurement may be detected and an appropriate measurement value may be calculated.
  • this correction value cannot be derived correctly.
  • the temperature must not change during the measurement.
  • the blood sugar level measurement process must be withheld until the change is settled.
  • the blood glucose meter 101 is provided with two temperature measuring elements.
  • One is an outside air temperature sensor that is provided at a position that is separated from the central portion of the housing of the blood glucose meter 101 and is thermally independent from the housing, and measures the temperature of the outside air (hereinafter, “outside air temperature”).
  • the other is an internal temperature sensor that is provided at the central portion of the housing of the blood glucose meter 101 and measures the temperature inside the housing (hereinafter, “internal temperature”). If these two temperature sensors do not change even after a certain period of time and the difference between the temperature sensors is small, the entire housing of the blood glucose meter 101 is “familiar” with the outside air temperature, that is, the outside air temperature. It can be determined that the temperature difference between the blood glucose meter 101 and the inside of the housing of the blood glucose meter 101 has become sufficiently small to be necessary for correctly measuring the blood glucose level.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the optical measurement unit 103.
  • the optical measuring unit 103 includes a tube 302 and a red LED 303, a photodiode 304, a base 305, a glass window 306, and a green LED 309 housed in the tube 302.
  • a red LED 303, a green LED 309, and a photodiode 304 are provided on a base 305.
  • the base 305 is shielded from outside air by a glass window 306 made of a thin glass plate for dust prevention.
  • a platinum wire is printed on the glass window 306, and this constitutes an outside temperature thermistor 307.
  • a holding mechanism (not shown) for making the measuring chip 308 detachable is incorporated in the tube 302. When the measurement chip 308 is attached, the test paper 511 is disposed so as to face the glass window 306.
  • the red LED 303 irradiates the test paper 511 mounted on the measurement chip 308 with red light.
  • the red LED 303 is driven to emit light in all operation modes described later.
  • the green LED 309 irradiates the test paper 511 attached to the measurement chip 308 with green light.
  • the green LED 309 is driven to emit light in a mode that requires measurement accuracy among a plurality of operation modes described later.
  • an absorption wavelength specific to a pigment generated mainly by the reaction between glucose and a reagent is used, and for example, 630 nm is adopted.
  • As the emission wavelength of the green LED 309 an absorption wavelength specific to hemoglobin in blood is mainly used. For example, 520 nm is adopted.
  • a hematocrit value is calculated from the absorbance measured at the wavelength of the green LED 309, and a blood glucose level is calculated based on the hematocrit value and the absorbance measured at the wavelength of the red LED 303.
  • the outside temperature thermistor 307 needs to reduce the heat capacity in order to measure the outside temperature quickly and appropriately.
  • the glass plate which comprises the external temperature thermistor 307 is comprised by the magnitude
  • the heat capacity of this glass plate is approximately 4 mJ / K.
  • FIG. 4 is an internal block diagram of the blood glucose meter 101.
  • the blood glucose meter 101 is a system composed of a microcomputer, and includes a CPU 402, a ROM 403, a RAM 404, and a bus 405 for connecting them.
  • the bus 405 is also connected to a portion that mainly provides a data input function and a portion that provides a data output function.
  • the part corresponding to the data input function of the blood glucose meter 101 includes an optical measurement unit 103 for obtaining blood glucose level measurement data important for the blood glucose meter 101, an internal temperature thermistor 203 and an external temperature thermistor 307 for obtaining temperature data, There is a real-time clock 407 and a button operation unit 408 which is an operation panel 106.
  • a driver 410 for driving the red LED 303 to emit light is connected to the red LED 303 constituting the optical measuring unit 103.
  • a driver 424 for driving the green LED 309 to emit light is connected to the green LED 309 constituting the optical measurement unit 103.
  • the drivers 410 and 424 are driven and controlled by the D / A converter 411 in a time division manner. Details of the time division driving will be described later.
  • An A / D converter 413 is connected to the photodiode 304 constituting the optical measurement unit 103 via an I / V converter 416. Since the red LED 303 and the green LED 309 need to irradiate the test paper 511 in the measurement chip 308 with light having an appropriate intensity, the red LED 303 and the green LED 309 emit light based on light emission intensity data stored in advance in a nonvolatile storage 414 described later. To be controlled.
  • the program stored in the ROM 403 that operates the microcomputer constituting the blood glucose meter 101 reads the emission intensity data from the nonvolatile storage 414 and converts it into an analog voltage signal by the D / A converter 411, and then the driver 410 Then, the power is amplified and the red LED 303 is driven to emit light.
  • the program reads the emission intensity data from the nonvolatile storage 414, converts it into an analog voltage signal by the D / A converter 411, amplifies the power by the driver 424, and drives the green LED 309 to emit light.
  • the light emitted from the red LED 303 and the green LED 309 is applied to the test paper 511 of the measurement chip 308, and the reflected light reflected by the test paper 511 is detected by the photodiode 304.
  • the signal current of the photodiode 304 which changes depending on the intensity of light received by the photodiode 304, is converted into a signal voltage by the I / V converter 416, and further converted into numerical data by the A / D converter 413.
  • the converted numerical data is recorded in a predetermined area of the RAM 404 and the nonvolatile storage 414.
  • the blood glucose meter 101 includes an internal temperature thermistor 203 and an external temperature thermistor 307. By the resistance change of these thermistors, the external temperature of the environment where the blood glucose meter 101 exists and the internal temperature of the blood glucose meter 101 itself can be measured. . Similar to the photodiode 304 described above, the resistance value of the thermistor is digitized by the A / D converter 413, and the numeric data is recorded in a predetermined area of the RAM 404 and the nonvolatile storage 414. Since it is not necessary to measure the received light intensity and the temperature at the same time, the A / D converter 413 is shared by the photodiode 304 and the thermistor in a time-sharing manner.
  • the real-time clock 407 is an IC that provides a well-known date / time data output function, and is provided as a standard in many microcomputers and personal computers.
  • a real-time clock 407 is provided in the blood glucose meter 101 according to the embodiment of the present invention.
  • An LCD display unit 415 that is a display panel 105 is provided to provide a data output function of the blood glucose meter 101.
  • Various screens are displayed on the LCD display unit 415 by programs stored in the ROM 403 and executed by the CPU 402.
  • non-volatile storage 414 made of an EEPROM that provides a data storage function in addition to a data input / output function.
  • the nonvolatile storage 414 stores patient information, blood glucose meter 101 setting data, accuracy test data, and the like. Data stored in the nonvolatile storage 414 is exchanged with an external device through an infrared interface or a wireless interface (not shown).
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the blood glucose meter 101. It is the figure which paid its attention to the function which a microcomputer provides.
  • a power supply voltage is applied to the red LED 303 through the voltage dividing resistor R502 and the switch 503.
  • the switch 503 is ON / OFF controlled by the light emission control signals output from the low-speed sequencer 504 and the high-speed sequencer 505, respectively.
  • the OR gate 506 collectively supplies the light emission control signals output from the low-speed sequencer 504 and the high-speed sequencer 505 to the switch 503. That is, the red LED 303 is controlled to emit light by the low-speed sequencer 504 and the high-speed sequencer 505.
  • a power supply voltage is applied to the green LED 309 through the voltage dividing resistor R507 and the switch 508.
  • the switch 508 is on / off controlled by a light emission control signal output from the high-speed sequencer 505. That is, unlike the red LED 303, the green LED 309 is controlled to emit light only by the high-speed sequencer 505.
  • the switch 503 actually corresponds to the D / A converter 411 and the driver 410.
  • the switch 508 actually corresponds to the D / A converter 411 and the driver 424. That is, the switches 503 and 508 are not simply turned on / off, but the resistance value of the driver is controlled by the microcomputer. In FIG. 5, the explanation of the current control is omitted because of the space of the paper and the explanation.
  • the light emitted from the red LED 303 and the green LED 309 is applied to the test paper 511 of the measurement chip 308, and the reflected light reflected by the test paper 511 is detected by the photodiode 304.
  • a power supply voltage is applied to the anode of the photodiode 304 through a voltage dividing resistor R510.
  • the photodiode 304 receives the reflected light of the red LED 303 and the green LED 309 from the test paper 511 inside the measurement chip 308, the signal current changes. This signal current is converted into digital data by the A / D converter 413 through the I / V converter 416.
  • the A / D converter 413 is a voltage converted from the signal current of the photodiode 304 by the I / V converter 416 by a sampling clock output from either the low speed sequencer 504 or the high speed sequencer 505 via the OR gate 512. To digital data.
  • the digital data output from the A / D converter 413 is input to the chip attachment determination unit 513, the reference value measurement unit 514, the blood spotting determination unit 515, the measurement processing unit 516, and the chip detachment determination unit 517.
  • the control unit 518 determines the current operation mode, and determines the chip attachment determination unit 513, the reference value measurement unit 514, the blood spotting determination unit 515, the measurement processing unit 516, and the chip detachment determination unit 517 according to the operation mode. Selectively drive control.
  • the control unit 518 operates the chip attachment determination unit 513.
  • the chip mounting determination unit 513 receives the digital data output from the A / D converter 413, and determines whether or not the measurement chip 308 is mounted on the optical measurement unit 103.
  • the program function (subroutine or function) It is.
  • the chip attachment determination unit 513 determines that the measurement chip 308 is attached to the optical measurement unit 103
  • the chip attachment determination unit 513 reports that fact to the control unit 518.
  • the control unit 518 controls the low-speed clock generation unit 519 to drive only the red LED 303 to emit light.
  • the control unit 518 When the chip attachment determination unit 513 reports to the control unit 518 that the measurement chip 308 has been attached to the optical measurement unit 103, the control unit 518 next operates the reference value measurement unit 514.
  • the reference value measurement unit 514 is also a program function, like the chip attachment determination unit 513.
  • the reference value measurement unit 514 irradiates the test paper 511 of the measurement chip 308 attached to the optical measurement unit 103 with the light of the red LED 303 and the green LED 309, respectively.
  • the reflected light data in a state (initial state) before blood is spotted on the test paper 511 is acquired and stored in the RAM 404.
  • the reference value measuring unit 514 After storing the reflected light data in the initial state in the RAM 404, the reference value measuring unit 514 reports the completion of the operation to the control unit 518.
  • the control unit 518 controls the high-speed clock generation unit 520 to drive the red LED 303 and the green LED 309 to emit light.
  • the blood spotting determination unit 515 is also a program function, like the chip attachment determination unit 513 and the reference value measurement unit 514.
  • the blood spotting determination unit 515 irradiates the test paper 511 of the measurement chip 308 attached to the optical measurement unit 103 with the light of the red LED 303 and the green LED 309, respectively. Then, the digital data output from the A / D converter 413 is received, and it is determined whether or not blood is spotted on the test paper 511 based on the change in the amount of reflected light.
  • blood spotting determination unit 515 determines that blood has spotted on test paper 511, it reports that fact to control unit 518 and outputs a new control signal to high-speed clock generation unit 520, and measurement processing unit 516. Also outputs a control signal.
  • the control unit 518 controls the high-speed clock generation unit 520 to drive the red LED 303 and the green LED 309 to emit light.
  • the measurement processing unit 516 starts measurement processing when receiving a control signal output when the blood spotting determination unit 515 determines that blood has spotted on the test paper 511.
  • the measurement processing unit 516 is also a program function in the same manner as the chip attachment determination unit 513, the reference value measurement unit 514, and the blood spotting determination unit 515.
  • Measurement processing unit 516 is activated by a control signal output from blood spotting determination unit 515. When activated, the measurement processing unit 516 operates an internal timer (not shown) to measure a predetermined time. The time is, for example, 9 seconds.
  • the measurement processing unit 516 irradiates the test paper 511 of the measurement chip 308 attached to the optical measurement unit 103 with the light of the red LED 303 and the green LED 309 until the timer finishes timing. Then, when the timer completes the time measurement, the digital data output from the A / D converter 413 is received and the blood glucose level is calculated. The measurement processing unit 516 displays the calculated blood glucose level on the LCD display unit and stores it in the nonvolatile storage. Then, the end of the process is reported to the control unit 518. When the measurement processing unit 516 is operating, the control unit 518 controls the high-speed clock generation unit 520 to drive the red LED 303 and the green LED 309 to emit light.
  • the control unit 518 When the measurement processing unit 516 reports to the control unit 518 that the measurement processing has been completed, the control unit 518 next causes the chip detachment determination unit 517 to operate.
  • the tip detachment determination unit 517 is also a program function, like the chip attachment determination unit 513, the reference value measurement unit 514, the blood spotting determination unit 515, and the measurement processing unit 516.
  • the chip detachment determination unit 517 receives the digital data output from the A / D converter 413 and determines whether the measurement chip 308 is detached from the optical measurement unit 103 based on the change in the amount of reflected light.
  • the chip detachment determination unit 517 determines that the measurement chip 308 is detached from the optical measurement unit 103, the chip detachment determination unit 517 reports the fact to the control unit 518.
  • the control unit 518 controls the low-speed clock generation unit 519 to drive only the red LED 303 to emit light.
  • the control unit 518 controls the operation of the chip attachment determination unit 513, the reference value measurement unit 514, the blood spotting determination unit 515, the measurement processing unit 516, and the chip detachment determination unit 517, and an appropriate LED for each operation. Execute light emission control. Specifically, the control unit 518 controls the low-speed clock generation unit 519 and operates the red LED 303 and the A / D converter from the low-speed sequencer 504 when the chip attachment determination unit 513 and the chip removal determination unit 517 are operating. A clock for operating 413 is output.
  • control unit 518 controls the high-speed clock generation unit 520 and operates the red LED 303 and the green LED 309 from the high-speed sequencer 505 when the reference value measurement unit 514, the blood spot arrival determination unit 515, and the measurement processing unit 516 are operating. Then, a clock for operating the A / D converter 413 is output.
  • FIG. 6 is a table showing a state in which the control unit 518 controls the low-speed clock generation unit 519 or the high-speed clock generation unit 520.
  • the control unit 518 first operates the chip mounting determination unit 513 to control the low-speed clock generation unit 519.
  • the low-speed clock generation unit 519 generates a 16-sample clock pulse with a clock of 64 Hz every second and supplies the clock pulse to the low-speed sequencer 504.
  • the low-speed sequencer 504 generates a pulse for controlling the emission of the red LED 303 and a sampling clock for controlling the operation of the A / D converter 413 according to the input clock.
  • the chip mounting determination unit 513 When the chip mounting determination unit 513 receives data for 16 samples from the A / D converter 413, the chip mounting determination unit 513 calculates an average value. This average value is compared with a predetermined threshold value to determine whether or not the measurement chip 308 is attached to the optical measurement unit 103.
  • the control unit 518 operates the reference value measurement unit 514 to control the high-speed clock generation unit 520.
  • the high-speed clock generation unit 520 generates a clock pulse of 128 samples with a clock of 512 Hz every 0.5 seconds, and gives it to the high-speed sequencer 505.
  • the high-speed sequencer 505 generates a pulse for controlling the light emission of the red LED 303, a pulse for controlling the light emission of the green LED 309, and a sampling clock for controlling the operation of the A / D converter 413 according to the input clock.
  • the reference value measurement unit 514 receives data for 128 samples from the A / D converter 413, the reference value measurement unit 514 calculates an average value. The average value is compared with a predetermined threshold value, and a reference value in a state before blood is spotted on the test paper 511 of the measurement chip 308 is acquired and stored in the RAM 404.
  • the control unit 518 operates the blood spotting determination unit 515 to control the high-speed clock generation unit 520.
  • the high-speed clock generation unit 520 continuously generates a clock pulse of a 512 Hz clock and supplies it to the high-speed sequencer 505.
  • the high-speed sequencer 505 generates a pulse for controlling the light emission of the red LED 303, a pulse for controlling the light emission of the green LED 309, and a sampling clock for controlling the operation of the A / D converter 413 according to the input clock.
  • the blood spot determination unit 515 Upon receiving data from the A / D converter 413, the blood spot determination unit 515 continuously calculates a moving average value of 128 samples.
  • This moving average value is compared with a predetermined threshold value, and it is determined whether or not blood is spotted on the test paper 511 of the measurement chip 308.
  • the blood spotting determination unit 515 outputs a control signal to the measurement processing unit 516 and the high-speed clock generation unit 520.
  • the high-speed clock generation unit 520 When the high-speed clock generation unit 520 receives the control signal from the blood spotting determination unit 515, the high-speed clock generation unit 520 generates 128 samples at a clock of 512 Hz every second from the state in which the clock pulse of the clock of 512 Hz has been continuously generated. Switch to intermittent operation to generate clock pulse.
  • the high-speed sequencer 505 generates a pulse for controlling the light emission of the red LED 303, a pulse for controlling the light emission of the green LED 309, and a sampling clock for controlling the operation of the A / D converter 413 according to the input clock.
  • the measurement processing unit 516 receives a control signal from the blood spotting determination unit 515, the measurement processing unit 516 starts the measurement process.
  • the measurement processing unit 516 calculates an average value. This average value is sequentially stored in the RAM 404 until a predetermined time elapses. Finally, the blood glucose level is calculated using the calibration curve data stored in the nonvolatile storage 414.
  • the control unit 518 next controls the low-speed clock generation unit 519 when operating the chip detachment determination unit 517.
  • the low-speed clock generation unit 519 generates a 16-sample clock pulse with a clock of 64 Hz every second and supplies the clock pulse to the low-speed sequencer 504.
  • the low-speed sequencer 504 generates a pulse for controlling the emission of the red LED 303 and a sampling clock for controlling the operation of the A / D converter 413 according to the input clock.
  • the chip detachment determination unit 517 receives data for 16 samples from the A / D converter 413, the chip detachment determination unit 517 calculates an average value. This average value is compared with a predetermined threshold value to determine whether or not the measurement chip 308 has been detached from the optical measurement unit 103.
  • the chip attachment determination unit 513 and the chip detachment determination unit 517 are functional blocks that detect attachment or detachment of the measurement chip 308 with respect to the optical measurement unit 103. Therefore, the A / D converter 413 only needs to know “the presence / absence of the measurement chip 308”, so that only the red LED 303 emits light using a low-speed clock, and the determination is made with a small amount of sample data.
  • the reference value measurement unit 514, the blood spotting determination unit 515, and the measurement processing unit 516 have the amount of reflected light in a state before blood is spotted on the test paper 511, and the blood spotted on the test paper 511.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the high-speed clock generation unit 520.
  • the 512 Hz clock generator 702 generates 512 Hz clock pulses.
  • the loop counter 703 counts 512 Hz clock pulses and counts a number from 0 to 511 (512).
  • the loop counter 703 receives a 256/512 switching control signal from the control unit 518, and counts a number from 0 to 511 or a number from 0 to 255 (256) by this control signal. When a signal is given to the reset terminal, the loop counter 703 does not perform the counting operation and continues to output 0.
  • the output data line of the loop counter 703 is connected to the negative side input terminal of the digital comparator 704.
  • Numerical data “127” stored in the ROM 403 is given as a threshold value 705 to the plus side input terminal of the digital comparator 704, and the digital comparator 704 ANDs the comparison result between the threshold value 705 and the count value of the loop counter 703. Output to the gate 706.
  • the AND gate 706 outputs a clock pulse of the 512 Hz clock generator 702 when the digital comparator 704 outputs logic “true” (high potential).
  • the digital comparator 704 outputs logic true while the loop counter 703 is counting from 0 to 127.
  • the digital comparator 704 outputs logic false. Therefore, 128 clock pulses are output from the AND gate 706 every second. This is the operation of the high-speed clock generation unit 520 when the measurement processing unit 516 is operating.
  • the digital comparator 704 when the loop counter 703 counts 256, which is the maximum value, the digital comparator 704 outputs logic true while the loop counter 703 is counting from 0 to 127. On the other hand, while the loop counter 703 is counting from 128 to 255, the digital comparator 704 outputs logic false. Accordingly, 128 clock pulses are output from the AND gate 706 every 0.5 seconds. This is the operation of the high-speed clock generation unit 520 when the reference value measurement unit 514 is operating. When the reset signal is continuously supplied to the loop counter 703, the loop counter 703 continues to output 0, so the digital comparator 704 continues to output logic true. Therefore, the clock pulse of the 512 Hz clock generator 702 is continuously output from the AND gate 706. This is the operation of the high-speed clock generation unit 520 when the blood spotting determination unit 515 is operating.
  • FIG. 8 is a functional block diagram of the low-speed clock generation unit 519.
  • the 64 Hz clock generator 802 generates 64 Hz clock pulses.
  • the loop counter 803 counts 64 Hz clock pulses, and counts a number from 0 to 63 (64).
  • the output data line of the loop counter 803 is connected to the negative input terminal of the digital comparator 804.
  • a numerical value “16” stored in the ROM 403 is given as a threshold value 805 to the plus side input terminal of the digital comparator 804, and the digital comparator 804 performs an AND gate on the comparison result between the threshold value 805 and the count value of the loop counter 803. Output to 806.
  • the low-speed clock generation unit 519 is the same as the high-speed clock generation unit 520 in FIG. 7 except that the clock frequency, the count value of the loop counter, the threshold value, and the loop counter have no reset terminal and count switching control line.
  • the circuit configuration is similar.
  • the AND gate 806 outputs a clock pulse of the 64 Hz clock generator 802 when the digital comparator 804 outputs logic “true” (high potential). While the loop counter 803 is counting from 0 to 16, the digital comparator 804 outputs logic true. On the other hand, while the loop counter 803 is counting from 17 to 63, the digital comparator 804 outputs logic false. Accordingly, 16 clock pulses are output from the AND gate 806 every second. This is the operation of the low-speed clock generation unit 519 when the chip attachment determination unit 513 and the chip removal determination unit 517 are operating.
  • FIG. 9A, 9B, 9C, and 9D are time charts showing clock pulses generated by the low-speed clock generation unit 519 and the high-speed clock generation unit 520.
  • FIG. 9A shows clock pulses generated by the low-speed clock generation unit 519. 16 pulses are output during 0.25 seconds, and no pulses are output during 0.75 seconds. Repeat this. Therefore, the cycle is 1 second.
  • FIG. 9B shows clock pulses generated by the high-speed clock generation unit 520 when the control unit 518 operates the reference value measurement unit 514. 128 pulses are output during 0.25 seconds, and no pulses are output during 0.25 seconds. Repeat this. Therefore, the cycle is every 0.5 seconds.
  • FIG. 9C shows clock pulses generated by the high-speed clock generation unit 520 when the control unit 518 operates the measurement processing unit 516. 128 pulses are output during 0.25 seconds, and no pulses are output during 0.75 seconds. Repeat this. Therefore, the cycle is 1 second.
  • FIG. 9D shows clock pulses generated by the high-speed clock generation unit 520 when the blood spotting determination unit 515 is operating. The same 512 Hz clock as in FIGS. 9B and 9C is continuously output.
  • FIG. 10A, 10B, 10C, and 10D are time charts showing timing pulses and sampling clocks generated by the high-speed sequencer 505.
  • FIG. 10A shows clock pulses generated by the high-speed clock generation unit 520 and input to the high-speed sequencer 505.
  • FIG. 10B is a red LED light emission control signal for controlling the light emission drive of the red LED 303 output from the high-speed sequencer 505.
  • FIG. 10C is a green LED light emission control signal for controlling the light emission drive of the green LED 309 output from the high-speed sequencer 505.
  • FIG. 10D shows a sampling clock output from the high-speed sequencer 505 and supplied to the A / D converter 413.
  • the high-speed sequencer 505 is activated at the rising edge of the clock pulse generated by the high-speed clock generation unit 520 (t1001).
  • the high-speed sequencer 505 generates a red LED light emission control signal having a time width (from t1001 to t1003) shown in FIG. 10B in response to the rising edge of the clock pulse.
  • the high-speed sequencer 505 generates a sampling clock shown in FIG. 10D (t1002) with a slight delay from the rising edge (t1001) of the red LED light emission control signal.
  • the A / D converter 413 converts the signal voltage of the reflected light of the test paper 511 into data in a state where the red LED 303 emits light.
  • the high-speed sequencer 505 generates a sampling clock shown in FIG. 10D (t1004) with a slight delay from the falling edge of the red LED light emission control signal (t1003).
  • the A / D converter 413 converts the reflected light signal voltage of the test paper 511 into data when the red LED 303 is not emitting light.
  • the high-speed sequencer 505 generates a green LED light emission control signal having a time width (from t1005 to t1007) shown in FIG. 10C.
  • the high-speed sequencer 505 generates a sampling clock shown in FIG. 10D (t1006) with a slight delay from the rising edge of the green LED light emission control signal (t1005).
  • the A / D converter 413 converts the signal voltage of the reflected light of the test paper 511 in the state where the green LED 309 emits light into data.
  • the high-speed sequencer 505 generates a sampling clock shown in FIG. 10D (t1008) with a slight delay from the falling edge of the green LED light emission control signal (t1007).
  • the A / D converter 413 converts the reflected light signal voltage of the test paper 511 into data in a state where the green LED 309 is not emitting light.
  • the high-speed sequencer 505 causes the red LED 303 and the green LED 309 to alternately emit light in response to the rising edge of the clock pulse generated by the high-speed clock generation unit 520, and in the meantime, the A / D converter 413. Is driven twice.
  • the A / D converter 413 samples the respective states of the red LED 303 and the green LED 309 when they are turned on and when they are turned off, and outputs data.
  • FIG. 11A, 11B, and 11C are time charts showing timing pulses and sampling clocks generated by the low-speed sequencer 504.
  • FIG. 11A shows clock pulses generated by the low-speed clock generation unit 519 and input to the low-speed sequencer 504.
  • FIG. 11B is a red LED light emission control signal for controlling the light emission drive of the red LED 303 output from the low-speed sequencer 504.
  • FIG. 11C shows a sampling clock supplied from the low-speed sequencer 504 to the A / D converter 413.
  • the low-speed sequencer 504 is activated at the up edge of the clock pulse (FIG. 11A) generated by the low-speed clock generation unit 519 (t1101). In response to the rising edge of the clock pulse, the low-speed sequencer 504 generates a red LED light emission control signal having a time width (from t1101 to t1103) shown in FIG. 11B. Next, the low-speed sequencer 504 generates a sampling clock shown in FIG. 11C (t1102) with a slight delay from the rise of the red LED light emission control signal (t1101). In response to this, the A / D converter 413 converts the signal voltage of the reflected light of the test paper 511 into data in a state where the red LED 303 emits light.
  • the low-speed sequencer 504 generates a sampling clock shown in FIG. 11C (t1104) with a slight delay from the falling edge of the red LED light emission control signal (t1103).
  • the A / D converter 413 converts the reflected light signal voltage of the test paper 511 into data when the red LED 303 is not emitting light.
  • the low-speed sequencer 504 causes the red LED 303 to emit light in response to the rising edge of the clock pulse generated by the low-speed clock generation unit 519, and drives the A / D converter 413 twice during that time.
  • the A / D converter 413 samples each state of the red LED 303 when it is lit and when it is off, and outputs data.
  • the blood glucose meter reacts blood with a predetermined reagent, detects the change, and calculates the blood glucose level. If precise measurement is performed, if a sufficient reaction time between glucose in the blood and the reagent is ensured, the reaction finally becomes stable, and the blood glucose level can be detected only by the intensity of the reflected light.
  • the blood glucose level measurement work in the hospital is for a large number of patients, the blood glucose level measurement work must be performed quickly. Therefore, the blood glucose meter 101 realizes blood glucose level measurement in a short time by using the calibration curve data to calculate the blood glucose level during the reaction between glucose and the reagent.
  • the blood glucose meter 101 In order to measure the blood glucose level in a short time, the blood glucose meter 101 needs to accurately acquire the timing of blood spotting on the test paper 511. If the acquired spotting timing deviates from the original timing on the time axis, it appears as an error. This measurement error must be within an acceptable range. For example, although the measurement time of the blood glucose meter 101 of this embodiment is set to 9 seconds, if the sampling clock is 1 Hz, an error of 2 seconds at the maximum occurs. As described above, since the blood glucose level is calculated in the middle of the reaction with the blood reagent, the reaction proceeds as much as 2 seconds have passed, resulting in a large error. In order to reduce the error, the sampling clock may be set to a high frequency.
  • sampling clock increasing the frequency of the sampling clock means that many A / D converters 413 are operated.
  • a / D converter consumes a large amount of power, it is not preferable to set a high sampling clock in a battery-driven portable device because battery consumption is shortened and operation time is shortened.
  • a method of increasing the sampling clock is adopted only at the stage of confirming the spotting of blood on the test paper 511.
  • the measurement processing unit 516 is controlled to start the timer for the measurement process from the moment when the spotting of the blood on the test paper 511 is confirmed, and the sampling clock of the A / D converter 413 is given.
  • the high-speed clock generation unit 520 is configured.
  • FIG. 12 is a graph showing the measured values calculated using the calibration curve data with the passage of time when measuring the blood glucose level.
  • the blood glucose meter of the present embodiment acquires from the value at the time point of 0 seconds to the value at the time point of 9 seconds in this graph.
  • the measurement error depends on the slope of the graph at the time of 9 seconds, which is the measurement end time.
  • the sampling time interval (reciprocal of the frequency of the sampling clock) Tsample, the slope ⁇ f of the graph, and the resolution ⁇ required for the blood glucose meter have the following relationship.
  • the minimum displayed blood glucose level is 1 mg / dL.
  • the resolution of the electronic measuring instrument is required to be 10 times or more the display value. Therefore, when the required resolution is 0.1 mg / dL and the slope is 40 mg / dl / sec, the sampling time interval is 0. .0025 seconds, the frequency of the sampling clock (the reciprocal of the sampling time interval) is 400 Hz.
  • the blood glucose meter 101 of the present embodiment employs 512 Hz as a number that is easy to handle in binary.
  • a blood glucose meter has been disclosed.
  • the clock generation unit is configured to switch the generation of the clock pulse intermittently.
  • the clock pulse was determined based on the required resolution and the slope of the blood glucose measurement curve.

Abstract

[課題]必要且つ十分な精度のサンプリングクロックの周波数を設定し、必要最小限の時間だけ供給する、測定精度と低消費電力を両立した血糖計を提供する。 [解決手段]A/D変換器からデジタルデータを取得するためのクロックは、要求される分解能と血糖値の測定曲線の傾きに基づいて決定する。血糖計の動作モードに応じてサンプリングクロックを適切に設定し、特に測定開始を決定するモードでは高速のクロックパルスを連続して生成し、点着を検出した時点からタイマ等の計測動作を開始すると共に、クロックパルスの生成を間歇的なものに切り替えるように、クロック生成部を構成する。

Description

血糖計
 本発明は、血糖計に適用して使用するのに好適な技術に関する。
 より詳細には、血糖計に必要な測定精度を確保しつつ、電力消費を極力低減した血糖計に関する。
 周知のように、糖尿病は膵臓のインスリン分泌異常やインスリンに対する感受性低下に起因する。特にインスリン分泌が停止した1型の糖尿病患者では食事前に血糖値を測定し、その値に応じてインスリンを投与する必要がある。
 従来、家庭内で患者自ら或はその家族が血糖値を簡便に測定するために、出願人は、小型で自己測定を目的とした血糖値測定装置(以下「血糖計」)を開発し、製造販売している。また、出願人は病棟向けに複数の患者に対応可能な各種の管理機能を備えた血糖計の開発を進めている。
 血糖計は、血液を試薬に接触させて生じる生化学反応により、グルコース値を色濃度や電気信号に変換する原理を用いて、血糖値を測定する機器である。この生化学反応は反応が安定するまでに時間がかかる。
 ところで、病棟では多数の患者を相手に血糖値の計測を迅速に行わなくてはならない。つまり、生化学反応が安定するまで待っていられない、という事情がある。そこで、生化学反応が安定するまで待つのではなく、反応途中の生化学反応の過渡応答に基づいて、より迅速に血糖値を求める方法が考えられている。例えば、特許文献1や特許文献2に示されるように、所定の計算式等に基づいて反応終点を予測する方法が知られている。
特開2004-144750号公報 特開2006-71421号公報
[発明が解決しようとする課題]
 生化学反応の過渡応答に基づいて迅速に血糖値を求める場合、厳密な時間の管理が必要になる。生化学反応の開始である、血液が試薬に接触した瞬間から、所定の計測時間を正確に計測しなければならない。
 グルコース値を色濃度で観測する方式の場合、LED等の発光素子を用いて試薬が含まれている試験紙に光を照射し、その反射光をフォトダイオード等の受光素子で検出し、A/D変換器でデジタルデータに変換する。A/D変換器に供給するサンプリングクロックの周波数が低いと、血液が試薬に接触した瞬間を正確に検出することができなくなる。したがって、反応開始を正確に検出するために、サンプリングクロックの周波数を十分高く設定する必要がある。しかし、A/D変換器は携帯型電子機器である血糖計にとって電力消費が大きい部品である。このため、サンプリングクロックの周波数はできるだけ低い方が望ましい。
 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、必要且つ十分な精度のサンプリングクロックの周波数を設定し、必要最小限の時間だけ供給する、測定精度と低消費電力を両立した血糖計を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
 上記課題を解決するために、本発明の血糖計は、測定チップが装着された状態で血液を測定チップに点着させて血液中のグルコース量に応じた信号を出力する血糖値測定部と、信号をデジタルデータに変換するA/D変換器と、デジタルデータに基づいて測定チップに血液が点着したか否かを判定する血液点着判定部と、デジタルデータに基づいて血糖値を得る測定処理部と、A/D変換器からデジタルデータを取得するためのクロックであり、クロックの周期が、要求分解能を血糖値反応曲線の所定の時間における傾きで除算した値以下であるクロックを生成するクロック生成部とを具備する。
 A/D変換器からデジタルデータを取得するためのクロックは、要求される分解能と血糖値の測定曲線の傾きに基づいて決定する。
 血糖計の動作モードに応じてサンプリングクロックを適切に設定し、特に測定開始を決定するモードでは高速のクロックパルスを連続して生成し、点着を検出した時点からタイマ等の計測動作を開始すると共に、クロックパルスの生成を間歇的なものに切り替えるように、クロック生成部を構成する。
[発明の効果]
 本発明により、必要且つ十分な精度のサンプリングクロックの周波数を設定し、必要最小限の時間だけ供給する、測定精度と低消費電力を両立した血糖計を提供できる。
本発明の実施形態の例である、血糖計の外観斜視図である。 本発明の実施形態の例である、血糖計の上面図である。 光学測定部の模式図である。 血糖計の内部ブロック図である。 血糖計の機能ブロック図である。 制御部が低速クロック生成部又は高速クロック生成部を制御する状態を示す表である。 高速クロック生成部の機能ブロック図である。 低速クロック生成部の機能ブロック図である。 低速クロック生成部及び高速クロック生成部が生成するクロックパルスを示すタイムチャートである。 高速シーケンサが生成するタイミングパルス及びサンプリングクロックを示すタイムチャートである。 低速シーケンサが生成するタイミングパルス及びサンプリングクロックを示すタイムチャートである。 血糖値を測定する際に、検量線データを用いて算出した測定値を時間の経過と共に示す血糖値反応曲線のグラフである。
 以下、本発明の実施の形態を、図1乃至図12を参照して説明する。
 図1は、本発明の実施形態の例である、血糖計の外観斜視図である。
 図2は、本発明の実施形態の例である、血糖計の上面図である。
 血糖計101は、医師や看護師或いは患者本人等が、携帯電話のように手に持って操作して、血糖値を計測するための携帯型機器であり、このために片手で容易に持てる形状及び重量で形成されている。
 血糖計101は、単に血糖値を測定するだけでなく、付加的な機能として、患者の氏名やIDを確認し、患者毎に測定値データを格納し、必要である場合には患者毎に投与するべき適切な薬剤の確認等を行うことができる。
 血糖計101の筐体102は、細長い合成樹脂の容器である。筐体102の長手方向の先端には、血糖値等を測定する金属でできた円筒形状の光学測定部103が設けられている。血糖値測定部ともいえる光学測定部103の内部には、後述するLEDとフォトダイオードが内蔵されている。
 光学測定部103は血糖測定チップ(以下「測定チップ」)の着脱が可能なように形成されている。使用済みの測定チップは、イジェクトレバー104を操作することで光学測定部103から取り外すことができる。
 また、筐体102の前面には測定結果や確認事項等を表示する、LCDよりなる表示パネル105が設けられている。表示パネル105の横には、複数のボタンを有する操作パネル106が設けられている。
 血糖計101の内部には、この他に筐体102に内蔵される図示しないリチウムイオンバッテリや、バーコードを読み取る図示しないバーコードリーダユニット、患者データや計測した血糖値データ等の送受信を行う図示しないIrDAインターフェース等を有するが、本発明に直接的には関係しないので詳細は割愛する。
 図2には、血糖計101の外観からは直接的には見えないものの、測定器本体の内部にはプリント基板である回路基板202が内蔵されている。回路基板202には周知のマイコンが実装されている。マイコンはリチウムイオンバッテリの電力で動作し、操作パネル106から操作命令信号を受け、光学測定部103の内部のLEDを駆動し、フォトダイオードを通じて所定の血糖値測定を行い、表示パネル105に測定結果等を表示する。
 血糖計101の基本的な血糖測定の仕組みは、従来技術と同様である。以下、概略を簡単に説明する。
 光学測定部103に測定チップ308を取り付け、測定対象者の血液を測定チップ308に吸引させる。この測定チップ308には、ポリエーテルサルホン等の多孔質膜でできた試験紙511が内蔵されている。そして、測定チップ308に吸引された血液は、試験紙511に到達すると、血液中のグルコースが試験紙511に含まれている試薬と反応して、発色する。この発色反応には数秒から10数秒前後の時間を要するが、この反応は、周囲の気温によって影響を受ける。
 発光素子であるLEDが発光する光を試験紙511に当て、試験紙511からの反射光を受光素子であるフォトダイオードにて受光する。そして、所定の反応時間を経過した後に、受光素子から得られたアナログの受光強度信号をデジタル値に変換した後、このデジタル値を血糖値に変換して表示パネル105に表示する。
 なお、血糖値計側の仕組みは、発色試薬を利用した前記光学測定方式に限らず、電気化学センサー方式など、従来から血糖測定に使用され得る仕組みを採用することができる。
 前述のように、血糖値を測定する際、気温の高低によって試験紙511に含まれている試薬の反応時間が変化する。このため、血糖計101内部のマイコンの構成要素であるROMには、周囲の気温に対する反応の補正値が記憶されている。そして、ROMに格納されているマイコンのプログラムは、血糖値計測時の気温を検出して適切な計測値を算出するように構成されている。
 ところが、測定中に気温が変化してしまうと、この補正値が正しく導き出せない。このため、誤った血糖値を導き出してしまう虞が極めて高い。つまり、測定中に気温が変化してはならない。勿論、測定の直前においても、気温に変化が生じていれば、その変化が落ち着くまで血糖値計測処理は控えなければならない。
 血糖計101の周囲の気温が安定していることを正しく検出するために、血糖計101には二つの温度計測素子が設けられている。
 一つは、血糖計101の筐体の中心部分から離れ、筐体から熱的に独立した位置に設けられ、外気の温度(以下「外気温」)を計測する外気温センサである。
 もう一つは、血糖計101の筐体の中心部分に設けられ、筐体内部の温度(以下「内部温」)を計測する内部温センサである。
 この二つの温度センサが、ある一定時間を経過しても変化せず、且つ温度センサ同士の値の差が小さければ、血糖計101の筐体全体が外気温に「馴染んだ」、つまり外気温と血糖計101の筐体内部との温度差が、血糖値を正しく測定するに必要な程度に十分小さくなったことと判断できる。
 回路基板202には、内部温センサである内部温サーミスタ203が、マイコン等を構成する他の回路部品と同様に実装されている。
 一方、外気温センサである外気温サーミスタ307は光学測定部103の中に設けられている。
 図3は、光学測定部103の概略図である。
 光学測定部103は、筒302と、この筒302に収納される赤LED303、フォトダイオード304、基台305、ガラス窓306及び緑LED309よりなる。
 ステンレス等の金属製の筒302の中には、赤LED303と、緑LED309と、フォトダイオード304が基台305に設けられている。
 基台305は、防塵のために薄いガラス板でできたガラス窓306によって外気から遮断されている。ガラス窓306には白金のワイヤーが印刷されており、これが外気温サーミスタ307を構成する。
 筒302の内部には、測定チップ308を脱着可能にするための図示しない保持機構が組み込まれている。測定チップ308は装着されると試験紙511がガラス窓306に相対するように配置される。
 赤LED303は、測定チップ308に装着されている試験紙511に、赤色の光を照射する。赤LED303は、後述する全ての動作モードにおいて発光駆動される。
 緑LED309は、測定チップ308に装着されている試験紙511に、緑色の光を照射する。緑LED309は、後述する複数の動作モードのうち、測定精度を要求されるモードにおいて発光駆動される。
 なお、赤LED303の発光波長は、主にグルコースと試薬の反応で生じた色素に特異的な吸収波長が用いられ、例えば630nmが採用される。緑LED309の発光波長は、主に血液中のヘモグロビンに特異的な吸収波長が用いられ、例えば520nmが採用される。緑LED309の波長で測定した吸光度からヘマトクリット値を算出し、該ヘマトクリット値と赤LED303の波長で測定した吸光度とに基づいて、血糖値が算出される。
 外気温サーミスタ307は、外気温を迅速且つ適切に計測するために、熱容量を小さくする必要がある。このため、外気温サーミスタ307を構成するガラス板は、直径6mm、厚み0.5mmという大きさで構成されている。このガラス板の熱容量はおよそ4mJ/Kである。
 [ハードウェア]
 図4は血糖計101の内部ブロック図である。
 血糖計101は、マイコンよりなるシステムであり、CPU402、ROM403及びRAM404と、それらを接続するバス405から構成されている。バス405には、上記の構成以外に、主にデータ入力機能を提供する部分と、データ出力機能を提供する部分も接続されている。
 血糖計101のデータ入力機能に該当する部位には、血糖計101にとって重要な血糖値測定データを得るための光学測定部103と、温度データを得るための内部温サーミスタ203及び外気温サーミスタ307、リアルタイムクロック407、そして操作パネル106であるボタン操作部408がある。
 光学測定部103を構成する赤LED303には、赤LED303を発光駆動するためのドライバ410が接続されている。
 光学測定部103を構成する緑LED309には、緑LED309を発光駆動するためのドライバ424が接続されている。
 ドライバ410及びドライバ424はD/A変換器411によって時分割にて駆動制御
される。時分割駆動の詳細については後述する。
 光学測定部103を構成するフォトダイオード304には、I/V変換器416を介してA/D変換器413が接続されている。
 赤LED303及び緑LED309は、適切な強度の光を測定チップ308内の試験紙511に照射する必要があるので、予め後述する不揮発性ストレージ414に記憶してある発光強度データに基づいて発光するように制御される。
 つまり、血糖計101を構成するマイコンを動作させる、ROM403に格納されているプログラムは、発光強度データを不揮発性ストレージ414から読み出し、D/A変換器411でアナログの電圧信号に変換後、ドライバ410で電力増幅して、赤LED303を発光駆動する。同様に、プログラムは発光強度データを不揮発性ストレージ414から読み出し、D/A変換器411でアナログの電圧信号に変換後、ドライバ424で電力増幅して、緑LED309を発光駆動する。
 赤LED303及び緑LED309が発する光は、測定チップ308の試験紙511に照射され、試験紙511で反射した反射光はフォトダイオード304で検出される。
 フォトダイオード304が受光した光の強度によって変化する、フォトダイオード304の信号電流は、I/V変換器416で信号電圧に変換され、さらに、A/D変換器413によって数値データに変換される。そして、この変換された数値データがRAM404及び不揮発性ストレージ414の所定領域に記録される。
 また、血糖計101は内部温サーミスタ203と外気温サーミスタ307を備えており、これらのサーミスタの抵抗変化によって、血糖計101が存在する環境の外気温と、血糖計101自体の内部温を測定できる。前述のフォトダイオード304と同様に、サーミスタの抵抗値はA/D変換器413によって数値化され、数値データはRAM404及び不揮発性ストレージ414の所定領域に記録される。なお、受光強度と気温を同時に測定する必要はないので、A/D変換器413はフォトダイオード304とサーミスタとで時分割で共用されている。
 リアルタイムクロック407は周知の日時データ出力機能を提供するICであり、多くのマイコンやパソコン等に標準搭載されているものである。
 本発明の実施の形態の血糖計101では、患者データと血糖値を測定した時点の日時情報を紐付けて、不揮発性ストレージ414に記憶する必要があるので、リアルタイムクロック407が設けられている。
 血糖計101のデータ出力機能を提供するものとしては、表示パネル105であるLCD表示部415がある。
 LCD表示部415には、ROM403に格納され、CPU402によって実行されるプログラムによって、様々な画面が表示される。
 血糖計101内部のマイコンを構成する要素のうち、データ入出力機能の他に、データ記憶機能を提供する、EEPROMよりなる不揮発性ストレージ414がある。この不揮発性ストレージ414には、患者の情報や血糖計101の設定データ、精度試験データ等が格納される。不揮発性ストレージ414に格納されたデータは、図示しない赤外線インターフェース或は無線インターフェース等を通じて、外部機器とやり取りされる。
 [ソフトウェア]
 図5は血糖計101の機能ブロック図である。マイコンが提供する機能に着目した図である。
 赤LED303は、分圧抵抗R502とスイッチ503を通じて電源電圧が印加されている。
 スイッチ503は、低速シーケンサ504及び高速シーケンサ505がそれぞれ出力する発光制御信号によってオン・オフ制御される。ORゲート506は、低速シーケンサ504及び高速シーケンサ505が出力する発光制御信号をまとめてスイッチ503に与える。つまり、赤LED303は、低速シーケンサ504及び高速シーケンサ505によって発光制御される。
 緑LED309も同様に、分圧抵抗R507とスイッチ508を通じて電源電圧が印加されている。
 スイッチ508は、高速シーケンサ505が出力する発光制御信号によってオン・オフ制御される。つまり、緑LED309は、赤LED303と違い、高速シーケンサ505によってのみ発光制御される。
 なお、スイッチ503は、実際はD/A変換器411とドライバ410に相当する。スイッチ508も同様に、実際はD/A変換器411とドライバ424に相当する。つまり、スイッチ503及びスイッチ508は単純にオン・オフ制御するだけではなく、マイコンによってドライバの抵抗値が制御される。
 図5では、紙面及び説明の都合上、敢えて電流制御の説明を省略している。
 赤LED303及び緑LED309が発する光は、測定チップ308の試験紙511に照射され、試験紙511で反射された反射光はフォトダイオード304で検出される。
 フォトダイオード304のアノードには、分圧抵抗R510を通じて電源電圧が印加されている。フォトダイオード304は測定チップ308内部の試験紙511から赤LED303及び緑LED309の反射光を受光すると、信号電流が変化する。この信号電流はI/V変換器416を経てA/D変換器413でデジタルデータに変換される。
 A/D変換器413は、ORゲート512を介して低速シーケンサ504及び高速シーケンサ505のいずれかから出力されるサンプリングクロックによって、フォトダイオード304の信号電流からI/V変換器416によって変換された電圧をデジタルデータに変換する。
 A/D変換器413から出力されるデジタルデータは、チップ装着判定部513、基準値測定部514、血液点着判定部515、測定処理部516、そしてチップ離脱判定部517に入力される。
 制御部518は、現在の動作モードを判定して、動作モードに応じて、チップ装着判定部513、基準値測定部514、血液点着判定部515、測定処理部516及びチップ離脱判定部517を選択的に駆動制御する。
 血糖計101の最初の状態では、制御部518はチップ装着判定部513を動作させる。
 チップ装着判定部513は、A/D変換器413から出力されるデジタルデータを受けて、光学測定部103に測定チップ308が装着されたか否かを判定する、プログラムの機能(サブルーチン或は関数)である。
 チップ装着判定部513は、光学測定部103に測定チップ308が装着されたと判定すると、その旨を制御部518に報告する。
 なお、チップ装着判定部513が動作しているときは、制御部518は低速クロック生成部519を制御して、赤LED303のみを発光駆動する。
 チップ装着判定部513が、光学測定部103に測定チップ308が装着されたと判定したことを制御部518に報告したら、制御部518は次に基準値測定部514を動作させる。
 基準値測定部514も、チップ装着判定部513と同様にプログラムの機能である。
 基準値測定部514は、光学測定部103に装着された測定チップ308の試験紙511に、赤LED303及び緑LED309の光をそれぞれ照射する。そして、A/D変換器413から出力されるデジタルデータを受けて、試験紙511に血液が点着する以前の状態(初期状態)の反射光データを取得して、RAM404に記憶する。
 基準値測定部514は、初期状態の反射光データをRAM404に記憶させたら、動作の完了を制御部518に報告する。
 なお、基準値測定部514が動作しているときは、制御部518は高速クロック生成部520を制御して、赤LED303及び緑LED309を発光駆動する。
 基準値測定部514が、初期状態の反射光データをRAM404に記憶させたことを制御部518に報告したら、制御部518は次に血液点着判定部515を動作させる。
 血液点着判定部515も、チップ装着判定部513及び基準値測定部514と同様にプログラムの機能である。
 血液点着判定部515は、光学測定部103に装着された測定チップ308の試験紙511に、赤LED303及び緑LED309の光をそれぞれ照射する。そして、A/D変換器413から出力されるデジタルデータを受けて、反射光量の変化により、試験紙511に血液が点着したか否かを判定する。
 血液点着判定部515は、試験紙511に血液が点着したと判断したら、その旨を制御部518に報告すると共に、高速クロック生成部520へ新たな制御信号を出力し、測定処理部516にも制御信号を出力する。
 なお、血液点着判定部515が動作しているときは、制御部518は高速クロック生成部520を制御して、赤LED303及び緑LED309を発光駆動する。
 測定処理部516は、血液点着判定部515が試験紙511に血液が点着したと判定したことによって出力される制御信号を受けると、測定処理を開始する。
 測定処理部516も、チップ装着判定部513、基準値測定部514及び血液点着判定部515と同様にプログラムの機能である。
 測定処理部516は、血液点着判定部515から出力される制御信号によって起動する。測定処理部516は、起動すると内部の図示しないタイマを動作させ、予め決められた時間を計時する。その時間は例えば9秒である。測定処理部516は、タイマが計時を完了する迄、光学測定部103に装着された測定チップ308の試験紙511に、赤LED303及び緑LED309の光をそれぞれ照射する。そして、タイマが計時を完了したら、A/D変換器413から出力されるデジタルデータを受けて、血糖値を算出する。測定処理部516は、算出した血糖値をLCD表示部に表示すると共に、不揮発性ストレージに記憶する。そして、制御部518に処理の終了を報告する。
 なお、測定処理部516が動作しているときは、制御部518は高速クロック生成部520を制御して、赤LED303及び緑LED309を発光駆動する。
 測定処理部516が、測定処理を完了したことを制御部518に報告したら、制御部518は次にチップ離脱判定部517を動作させる。
 チップ離脱判定部517も、チップ装着判定部513、基準値測定部514、血液点着判定部515及び測定処理部516と同様にプログラムの機能である。
 チップ離脱判定部517は、A/D変換器413から出力されるデジタルデータを受けて、反射光量の変化から、光学測定部103から測定チップ308が離脱されたか否かを判定する。
 チップ離脱判定部517は、光学測定部103から測定チップ308が離脱されたと判定すると、その旨を制御部518に報告する。
 なお、チップ離脱判定部517が動作しているときは、制御部518は低速クロック生成部519を制御して、赤LED303のみを発光駆動する。
 制御部518は、チップ装着判定部513、基準値測定部514、血液点着判定部515、測定処理部516、そしてチップ離脱判定部517の動作制御を行うと共に、それぞれ動作する際に適切なLED発光制御を実行する。
 具体的には、制御部518は、チップ装着判定部513及びチップ離脱判定部517を動作させている時には、低速クロック生成部519を制御して、低速シーケンサ504から赤LED303とA/D変換器413を動作させるクロックを出力させる。
 また、制御部518は、基準値測定部514、血液点着判定部515及び測定処理部516を動作させている時には、高速クロック生成部520を制御して、高速シーケンサ505から赤LED303と緑LED309、そしてA/D変換器413を動作させるクロックを出力させる。
 図6は制御部518が低速クロック生成部519又は高速クロック生成部520を制御する状態を示す表である。
 制御部518は、最初にチップ装着判定部513を動作させ、低速クロック生成部519を制御する。低速クロック生成部519は1秒毎に64Hzのクロックで16サンプルのクロックパルスを生成して、低速シーケンサ504に与える。低速シーケンサ504は入力されたクロックに応じて、赤LED303を発光制御するパルスと、A/D変換器413を動作制御するサンプリングクロックを生成する。
 チップ装着判定部513は、A/D変換器413から16サンプル分のデータを受け取ると、平均値を算出する。この平均値を所定の閾値と比較して、測定チップ308が光学測定部103に装着されたか否かを判定する。
 制御部518は、次に基準値測定部514を動作させ、高速クロック生成部520を制御する。高速クロック生成部520は0.5秒毎に512Hzのクロックで128サンプルのクロックパルスを生成して、高速シーケンサ505に与える。高速シーケンサ505は入力されたクロックに応じて、赤LED303を発光制御するパルスと、緑LED309を発光制御するパルスと、A/D変換器413を動作制御するサンプリングクロックを生成する。
 基準値測定部514は、A/D変換器413から128サンプル分のデータを受け取ると、平均値を算出する。この平均値を所定の閾値と比較して、測定チップ308の試験紙511に血液が点着する以前の状態の基準値を取得して、RAM404に記憶する。
 制御部518は、次に血液点着判定部515を動作させ、高速クロック生成部520を制御する。高速クロック生成部520は512Hzのクロックのクロックパルスを連続的に生成して、高速シーケンサ505に与える。高速シーケンサ505は入力されたクロックに応じて、赤LED303を発光制御するパルスと、緑LED309を発光制御するパルスと、A/D変換器413を動作制御するサンプリングクロックを生成する。
 血液点着判定部515は、A/D変換器413からデータを受け取ると、128サンプルの移動平均値を連続的に算出する。この移動平均値を所定の閾値と比較して、測定チップ308の試験紙511に血液が点着したか否かを判定する。
 血液点着判定部515は、試験紙511に血液が点着したと判定したら、制御信号を測定処理部516及び高速クロック生成部520に出力する。
 高速クロック生成部520は、血液点着判定部515から制御信号を受け取ると、それまで512Hzのクロックのクロックパルスを連続的に生成していた状態から、1秒毎に512Hzのクロックで128サンプルのクロックパルスを生成する、間歇動作に切り替わる。高速シーケンサ505は入力されたクロックに応じて、赤LED303を発光制御するパルスと、緑LED309を発光制御するパルスと、A/D変換器413を動作制御するサンプリングクロックを生成する。
 一方、測定処理部516は、血液点着判定部515から制御信号を受け取ると、測定処理を開始する。この後、測定処理部516は、A/D変換器413から128サンプル分のデータを受け取ると、平均値を算出する。この平均値を所定時間が経過するまでRAM404に順次記憶する。最終的には、不揮発性ストレージ414に格納されている検量線データを用いて、血糖値を計算する。
 制御部518は、次にチップ離脱判定部517を動作時は、低速クロック生成部519を制御する。低速クロック生成部519は1秒毎に64Hzのクロックで16サンプルのクロックパルスを生成して、低速シーケンサ504に与える。低速シーケンサ504は入力されたクロックに応じて、赤LED303を発光制御するパルスと、A/D変換器413を動作制御するサンプリングクロックを生成する。
 チップ離脱判定部517は、A/D変換器413から16サンプル分のデータを受け取ると、平均値を算出する。この平均値を所定の閾値と比較して、測定チップ308が光学測定部103から離脱されたか否かを判定する。
 チップ装着判定部513及びチップ離脱判定部517は、光学測定部103に対する測定チップ308の装着又は離脱を検出する機能ブロックである。したがって、A/D変換器413は「測定チップ308の有無」だけが判れば良いので、低速のクロックを用いて赤LED303のみ発光させて、少ないサンプルデータで判定する。
 これに対し、基準値測定部514、血液点着判定部515及び測定処理部516は、試験紙511に血液が点着する以前の状態の反射光の光量、試験紙511に血液が点着した瞬間の判断、そして試験紙511に血液が点着して所定時間を経過するまでの連続的に変化する反射光の光量という、具体的な数値データの取得を必要とする機能ブロックである。したがって、A/D変換器413は精度が要求されるので、高速のクロックを用いて赤LED303及び緑LED309の両方を発光させて、低速の時より多いサンプルデータを取得する。
 図7は高速クロック生成部520の機能ブロック図である。
 512Hzクロック生成器702は、512Hzのクロックパルスを生成する。
 ループカウンタ703は512Hzのクロックパルスを計数し、0から511までの数(512)を計数する。このループカウンタ703には256/512切替制御信号が制御部518から与えられており、この制御信号によって0から511までの数、又は0から255までの数(256)を計数する。なお、リセット端子に信号が与えられている時は、ループカウンタ703は計数動作を行わず、0を出力し続ける。
 ループカウンタ703の出力データ線はデジタルコンパレータ704のマイナス側入力端子に接続される。デジタルコンパレータ704のプラス側入力端子には、ROM403に格納されている数値データ「127」が閾値705として与えられており、デジタルコンパレータ704は閾値705とループカウンタ703の計数値との比較結果をANDゲート706に出力する。
 ANDゲート706はデジタルコンパレータ704が論理の「真」(高電位)を出力している時に、512Hzクロック生成器702のクロックパルスを出力する。
 つまり、ループカウンタ703が最大値である512を計数する状態のとき、ループカウンタ703が0から127まで計数している間はデジタルコンパレータ704は論理の真を出力する。一方、ループカウンタ703が128から511まで計数している間はデジタルコンパレータ704は論理の偽を出力する。したがって、1秒毎に128個のクロックパルスがANDゲート706から出力される。これは測定処理部516が動作している時の、高速クロック生成部520の動作である。
 同様に、ループカウンタ703が最大値である256を計数する状態のとき、ループカウンタ703が0から127まで計数している間はデジタルコンパレータ704は論理の真を出力する。一方、ループカウンタ703が128から255まで計数している間はデジタルコンパレータ704は論理の偽を出力する。したがって、0.5秒毎に128個のクロックパルスがANDゲート706から出力される。これは基準値測定部514が動作している時の、高速クロック生成部520の動作である。
 そして、ループカウンタ703にリセット信号を供給し続けている状態のとき、ループカウンタ703は0を出力し続けるので、デジタルコンパレータ704は論理の真を出力し続ける。したがって、512Hzクロック生成器702のクロックパルスが連続的にANDゲート706から出力される。これは血液点着判定部515が動作している時の、高速クロック生成部520の動作である。
 図8は低速クロック生成部519の機能ブロック図である。
 64Hzクロック生成器802は、64Hzのクロックパルスを生成する。
 ループカウンタ803は64Hzのクロックパルスを計数し、0から63までの数(64)を計数する。
 ループカウンタ803の出力データ線はデジタルコンパレータ804のマイナス側入力端子に接続される。デジタルコンパレータ804のプラス側入力端子には、ROM403に格納されている数値「16」が閾値805として与えられており、デジタルコンパレータ804は閾値805とループカウンタ803の計数値との比較結果をANDゲート806に出力する。
 低速クロック生成部519は、図7の高速クロック生成部520の、クロックの周波数と、ループカウンタの計数値と、閾値の数値と、ループカウンタにリセット端子及び計数切替制御線がないこと以外は、回路構成は類似する。
 ANDゲート806はデジタルコンパレータ804が論理の「真」(高電位)を出力している時に、64Hzクロック生成器802のクロックパルスを出力する。
 ループカウンタ803が0から16まで計数している間はデジタルコンパレータ804は論理の真を出力する。一方、ループカウンタ803が17から63まで計数している間はデジタルコンパレータ804は論理の偽を出力する。したがって、1秒毎に16個のクロックパルスがANDゲート806から出力される。これはチップ装着判定部513及びチップ離脱判定部517が動作している時の、低速クロック生成部519の動作である。
 図9A、図9B、図9C及び図9Dは、低速クロック生成部519及び高速クロック生成部520が生成するクロックパルスを示すタイムチャートである。
 図9Aは低速クロック生成部519が生成するクロックパルスである。0.25秒の間は16個のパルスを出力し、0.75秒の間はパルスを出力しない。これを繰り返す。したがって、1秒毎の周期である。
 図9Bは、制御部518が基準値測定部514を動作させている時の、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスである。0.25秒の間は128個のパルスを出力し、0.25秒の間はパルスを出力しない。これを繰り返す。したがって、0.5秒毎の周期である。
 図9Cは、制御部518が測定処理部516を動作させている時の、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスである。0.25秒の間は128個のパルスを出力し、0.75秒の間はパルスを出力しない。これを繰り返す。したがって、1秒毎の周期である。
 図9Dは、血液点着判定部515が動作している時の、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスである。図9B及び図9Cと同じ512Hzのクロックを連続的に出力する。
 図10A、図10B、図10C及び図10Dは、高速シーケンサ505が生成するタイミングパルス及びサンプリングクロックを示すタイムチャートである。
 図10Aは、高速シーケンサ505に入力される、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスである。
 図10Bは、高速シーケンサ505が出力する、赤LED303の発光駆動を制御する、赤LED発光制御信号である。
 図10Cは、高速シーケンサ505が出力する、緑LED309の発光駆動を制御する、緑LED発光制御信号である。
 図10Dは、高速シーケンサ505が出力する、A/D変換器413に供給する、サンプリングクロックである。
 高速シーケンサ505は、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスのアップエッジで起動する(t1001)。高速シーケンサ505は、クロックパルスのアップエッジに呼応して、図10Bに示す時間幅(t1001からt1003まで)の、赤LED発光制御信号を生成する。
 次に、高速シーケンサ505は赤LED発光制御信号の立ち上がり(t1001)から少し遅れて、図10Dに示すサンプリングクロックを生成する(t1002)。A/D変換器413はこれを受けて、赤LED303が発光している状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 次に、高速シーケンサ505は赤LED発光制御信号の立ち下がり(t1003)から少し遅れて、図10Dに示すサンプリングクロックを生成する(t1004)。A/D変換器413はこれを受けて、赤LED303が発光していない状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 次に、高速シーケンサ505は図10Cに示す時間幅(t1005からt1007まで)の、緑LED発光制御信号を生成する。
 次に、高速シーケンサ505は緑LED発光制御信号の立ち上がり(t1005)から少し遅れて、図10Dに示すサンプリングクロックを生成する(t1006)。A/D変換器413はこれを受けて、緑LED309が発光している状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 次に、高速シーケンサ505は緑LED発光制御信号の立ち下がり(t1007)から少し遅れて、図10Dに示すサンプリングクロックを生成する(t1008)。A/D変換器413はこれを受けて、緑LED309が発光していない状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 以上の説明で判るように、高速シーケンサ505は、高速クロック生成部520が生成するクロックパルスのアップエッジに呼応して、赤LED303及び緑LED309を交互に発光させ、その間にA/D変換器413を二回ずつ駆動させる。A/D変換器413は、赤LED303及び緑LED309の、点灯している時と消灯している時の、夫々の状態をサンプリングして、データを出力する。
 図11A、図11B及び図11Cは、低速シーケンサ504が生成するタイミングパルス及びサンプリングクロックを示すタイムチャートである。
 図11Aは、低速シーケンサ504に入力される、低速クロック生成部519が生成するクロックパルスである。
 図11Bは、低速シーケンサ504が出力する、赤LED303の発光駆動を制御する、赤LED発光制御信号である。
 図11Cは、低速シーケンサ504が出力する、A/D変換器413に供給する、サンプリングクロックである。
 低速シーケンサ504は、低速クロック生成部519が生成するクロックパルス(図11A)のアップエッジで起動する(t1101)。低速シーケンサ504は、クロックパルスのアップエッジに呼応して、図11Bに示す時間幅(t1101からt1103まで)の、赤LED発光制御信号を生成する。
 次に、低速シーケンサ504は赤LED発光制御信号の立ち上がり(t1101)から少し遅れて、図11Cに示すサンプリングクロックを生成する(t1102)。A/D変換器413はこれを受けて、赤LED303が発光している状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 次に、低速シーケンサ504は赤LED発光制御信号の立ち下がり(t1103)から少し遅れて、図11Cに示すサンプリングクロックを生成する(t1104)。A/D変換器413はこれを受けて、赤LED303が発光していない状態における、試験紙511の反射光の信号電圧をデータ化する。
 以上の説明で判るように、低速シーケンサ504は、低速クロック生成部519が生成するクロックパルスのアップエッジに呼応して、赤LED303を発光させ、その間にA/D変換器413を二回ずつ駆動させる。A/D変換器413は、赤LED303の、点灯している時と消灯している時の、夫々の状態をサンプリングして、データを出力する。
 [動作]
 血糖計は、先に説明したように血液を所定の試薬に反応させ、その変化を検出し、血糖値を算出する。精密に計測するならば、血液中のグルコースと試薬の反応時間を十分確保すれば、反応が最終的に安定し、血糖値を単純な反射光の強弱のみで検出することができる。しかし、病院内での血糖値測定作業は多数の患者を相手にするため、血糖値測定作業は迅速に行われなければならない。そこで、血糖計101では、検量線データを用いて、グルコースと試薬の反応の途中で血糖値を算出する、短時間での血糖値測定を実現している。
 短時間に血糖値を測定するために、血糖計101は試験紙511に対する血液の点着のタイミングを正確に取得する必要がある。取得した点着のタイミングが、本来のタイミングと時間軸上のズレがあれば、それは誤差となって現れる。この測定誤差を、許容範囲内に収めなければならない。
 例えば、本実施形態の血糖計101の測定時間は9秒と設定されているが、仮にサンプリングクロックが1Hzであった場合、最大で2秒の誤差が生じることとなってしまう。前述の通り、血液の試薬との反応の途中で血糖値を算出するので、2秒を経過すればそれだけ反応も進行してしまい、大きな誤差を生じることとなる。
 誤差を低減するには、サンプリングクロックを高い周波数に設定すればよい。しかし、サンプリングクロックの周波数を上げる、ということは、A/D変換器413をそれだけ多く稼動させることとなる。一般に、A/D変換器は電力消費が大きいので、電池駆動の携帯型機器で高いサンプリングクロックを設定することは、電池の消耗を早め、稼働時間を短縮してしまうので好ましくない。
 そこで、本実施形態では、血液の試験紙511への点着を確認する段階においてのみ、サンプリングクロックを高める手法を採用した。そして、血液の試験紙511への点着を確認した瞬間から、測定処理のためのタイマを起動するように測定処理部516を制御すると共に、A/D変換器413のサンプリングクロックを与えるように、高速クロック生成部520を構成した。
 図12は、血糖値を測定する際に、検量線データを用いて算出した測定値を時間の経過と共に示すグラフである。本実施形態の血糖計は、このグラフの0秒の時点の値から9秒の時点の値までを取得することとなる。
 測定誤差は、測定終了時点である9秒の時点のグラフの傾きに依存する。このことを考慮すると、サンプリング時間間隔(サンプリングクロックの周波数の逆数)Tsampleと、グラフの傾きΔfと、血糖計に要求される分解能εとは、以下の式の関係になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記式によれば、測定時間によって傾きが異なる反応曲線で、それぞれの測定時間における最適なサンプリング時間間隔の最大値(クロック周波数の最小値)を求めることができる。
 本実施形態の血糖計101は、表示される血糖値の最小値を1mg/dLとしている。通常、電子式測定機器の分解能は、表示値に対して10倍以上を要求されるので、要求される分解能を0.1mg/dL、傾きを40mg/dl/secとすると、サンプリング時間間隔は0.0025秒、サンプリングクロックの周波数(サンプリング時間間隔の逆数)は400Hzとなる。なお、デジタル機器の設計の都合上、二進法で扱いやすい数字として、本実施形態の血糖計101は、512Hzを採用している。
 本実施形態においては、血糖計を開示した。
 血糖計の動作モードに応じてサンプリングクロックを適切に設定し、特に測定開始を決定するモードでは高速のクロックパルスを連続して生成し、点着を検出した時点からタイマ等の計測動作を開始すると共に、クロックパルスの生成を間歇的なものに切り替えるように、クロック生成部を構成した。クロックパルスは要求される分解能と血糖値の測定曲線の傾きに基づいて決定した。
 このように血糖計を構成することで、必要な精度を備えつつ、電力消費を極力低減した血糖計を実施できる。
 以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
引用符号の説明
 101…血糖計、102…筐体、103…光学測定部、104…イジェクトレバー、105…表示パネル、106…操作パネル、202…回路基板、203…内部温サーミスタ、256…最大値、302…筒、304…フォトダイオード、305…基台、306…ガラス窓、307…外気温サーミスタ、308…測定チップ、402…CPU、403…ROM、404…RAM、405…バス、407…リアルタイムクロック、408…ボタン操作部、410…ドライバ、411…D/A変換器、413…A/D変換器、414…不揮発性ストレージ、415…LCD表示部、424…ドライバ、503…スイッチ、504…低速シーケンサ、505…高速シーケンサ、506…ORゲート、508…スイッチ、511…試験紙、512…ORゲート、513…チップ装着判定部、514…基準値測定部、515…血液点着判定部、516…測定処理部、517…チップ離脱判定部、518…制御部、519…低速クロック生成部、520…高速クロック生成部、R502、R507、R510…分圧抵抗、702…512Hzクロック生成器、703…ループカウンタ、704…デジタルコンパレータ、705…閾値、706…ANDゲート、802…64Hzクロック生成器、803…ループカウンタ、804…デジタルコンパレータ、805…閾値、806…ANDゲート

Claims (3)

  1.  測定チップが装着された状態で血液を前記測定チップに点着させて血液中のグルコース量に応じた信号を出力する血糖値測定部と、
     前記信号をデジタルデータに変換するA/D変換器と、
     前記デジタルデータに基づいて前記測定チップに血液が点着したか否かを判定する血液点着判定部と、
     前記デジタルデータに基づいて血糖値を得る測定処理部と、
     周期が要求分解能を血糖値反応曲線の所定の時間における傾きで除算した値以下であり、前記A/D変換器から前記デジタルデータを取得するためのクロックを生成するクロック生成部と
    を具備する血糖計。
  2.  前記血糖値測定部は、前記測定チップに光を照射する発光素子と、前記A/D変換器に接続されて前記測定チップから得られる反射光を受光して電気信号に変換する受光素子とを具備し、
     前記クロック生成部は、前記血液点着判定部が前記測定チップに血液が点着したと判定するまでは前記クロックを連続的に出力し、前記血液点着判定部が前記測定チップに血液が点着したと判定したら前記クロックを間歇的に出力するものであり、
     前記測定処理部は、前記血液点着判定部が前記測定チップに血液が点着したと判定したら血糖値の測定処理に要する所定時間の計測を開始するものである、
    請求項1記載の血糖計。
  3.  更に、
     前記測定チップが前記血糖値測定部に装着されたか否かを判定するチップ装着判定部と、
     前記チップ装着判定部が前記測定チップが前記血糖値測定部に装着されたと判断したら、前記測定チップに前記血液が点着していない状態で前記A/D変換器から基準値となる前記デジタルデータを取得する基準値測定部と、
     前記測定処理部が測定処理を終了した後、前記測定チップが前記血糖値測定部から離脱されたか否かを判定するチップ離脱判定部と、
    を具備し、
     前記血液点着判定部は前記基準値測定部が前記基準値を取得した後に実行されるものである、
    請求項2記載の血糖計。 
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