(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、被験者の状態を血液から簡単かつ正確に評価するための手段を提供することにある。【解決手段】  本発明は、被験者の血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を非侵襲的に測定するための測定器であって、血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出する発光器と、被験者の組織によって散乱された光を検出する光検出器と、検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する計算機と、を含む、前記測定器に関する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を非侵襲的に測定するための測定器であって、
血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出する発光器と、
被験者の組織によって散乱された光を検出する光検出器と、
検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する計算機と、
を含む、前記測定器。
【請求項２】
光検出器が、被験者の血流量を検出可能であり、計算機が、検出されたＮａ濃度、Ｋ濃度および血流量から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する、請求項１に記載の測定器。
【請求項３】
Ｎａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光の波長範囲が、４７５〜１０００ｎｍである、請求項１または２に記載の測定器。
【請求項４】
オレキシン濃度、ｃＡＭＰ産生量、ＡＴＰ阻害物質による阻害の度合い、クレアチンリン酸量、細胞のアポトーシス、心臓の拍動制御度合いから成る群から選択される少なくとも一つの数量値をさらに算出することをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定器。
【請求項５】
被験者の眠気、疲労度、気力、思考力および情緒から成る群から選択される少なくとも一つの体調を評価することをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定器を含む、システムであって、
被験者が運転者であり、測定器で運転者の運転中の眠気を評価し、評価結果を運転者に通知するように構成されている、前記システム。
【請求項７】
測定器が、運転者が運転する車のハンドルに組み込まれている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
請求項１または２に記載の測定器に用いられるセンサであって、発光器および光検出器を含む、前記センサ。
【請求項９】
被験者の血液中のＡＴＰ産生量を非侵襲的に決定するための方法であって、
血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出するステップ、
被験者の組織によって散乱された光を検出するステップ、および
検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出するステップ、
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＰ産生量を測定するための測定器および方法、測定器を使用したシステム、測定器に用いられるセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血清中のＫ、Ｎａ濃度の評価は、正常な範囲を大きく外れる場合に、低Ｋ血症、高Ｋ血症、低Ｎａ血症、高Ｎａ血症と呼んで、その原因と改善のための治療が指示されていた。ＣＲＰやＬＤＨの数値も同様に評価され、治療が指示されていた。
【０００３】
この状況の中で、本発明者は、生体細胞の血液中のＫ、Ｎａ、ＣＲＰ、ＬＤＨのいずれか１つ以上の要素の濃度の増減を計算し、前記増減のパターンから前記血液の病的段階以前の未病段階から前記病的段階までの状態を評価する方法を提案した（特許文献１）。しかしながら、かかる方法は、血液を採取しなければならず、血液から被験者の状態評価を簡単かつ正確に行うことができなかった。
【特許文献１】特開２０１０−２５８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、被験者の状態を血液から簡単かつ正確に評価するための手段を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進める中で、被験者のＮａ濃度、Ｋ濃度を非侵襲的に測定してＡＴＰ産生量を定量化することで、かかる課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は以下に関する。
［１］被験者の血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を非侵襲的に測定するための測定器であって、血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出する発光器と、被験者の組織によって散乱された光を検出する光検出器と、検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する計算機と、を含む、前記測定器。
［２］光検出器が、被験者の血流量を検出可能であり、計算機が、検出されたＮａ濃度、Ｋ濃度および血流量から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する、［１］に記載の測定器。
［３］Ｎａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光の波長範囲が、４７５〜１０００ｎｍである、［１］または［２］に記載の測定器。
【０００７】
［４］オレキシン濃度、ｃＡＭＰ産生量、ＡＴＰ阻害物質による阻害の度合い、クレアチンリン酸量、細胞のアポトーシス、心臓の拍動制御度合いから成る群から選択される少なくとも一つの数量値をさらに算出することをさらに含む、［１］〜［３］のいずれか一つに記載の測定器。
［５］被験者の眠気、疲労度、気力、思考力および情緒から成る群から選択される少なくとも一つの体調を評価することをさらに含む、［１］〜［４］のいずれか一つに記載の測定器。
［６］［１］〜［５］のいずれか一つに記載の測定器を含む、システムであって、被験者が運転者であり、測定器で運転者の運転中の眠気を評価し、評価結果を運転者に通知するように構成されている、前記システム。
【０００８】
［７］測定器が、運転者が運転する車のハンドルに組み込まれている、［６］に記載のシステム。
［８］［１］または［２］に記載の測定器に用いられるセンサであって、発光器および光検出器を含む、前記センサ。
［９］被験者の血液中のＡＴＰ産生量を非侵襲的に決定するための方法であって、血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出するステップ、被験者の組織によって散乱された光を検出するステップ、および検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出するステップ、を含む、前記方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の測定器を用いることで、被験者のＡＴＰ産生量を非侵襲的に測定することができ、被験者の負担を減らすことができる。また、定量化されたＡＴＰ産生量を使用することで、被験者の体調を定量的に評価することができる。そして、ＡＴＰ産生量の変化を常時モニタリングすることで、被験者の体調変化を判断することができる。
本発明の測定器を用いることで、ＡＴＰ産生量に関連する数量値をさらに測定することができる。また、本発明の測定器を用いることで、被験者の体調を評価することができる。さらにまた、本発明の測定器を用いることで、被験者の運転中の眠気を評価し、評価結果を運転者に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る測定器の概念図を示す。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係るシステムの概念図を示す。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態に係るネットワークシステムの概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一側面は、被験者の血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を非侵襲的に測定するための測定器であって、血液中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な光を被験者の組織に放出する発光器と、被験者の組織によって散乱された光を検出する光検出器と、検出されたＮａ濃度およびＫ濃度から、血液中のＡＴＰ産生量を算出する計算機と、を含む、前記測定器に関する。
【００１２】
本発明において、「測定器」は、発光器、光検出器および計算機を含む。測定器は、被検者のＮａ濃度およびＫ濃度を非侵襲的に測定可能であれば、どのような形態でもよく、例えば、血圧計、体温計、体重計のような一般的な医療機器の形態をとることができる。測定器は、ＡＴＰ産生量を数値で表示する表示部、ＡＴＰ産生量が所定の閾値（閾値範囲）を外れると、それを音、光、振動などで知らせる報知部、測定器の操作やデータ入力ができる操作部などをさらに含んでもよい。使用者は、測定器を使用して定量化されたＡＴＰ産生量から、被験者の体調（状態）を評価することができる。
【００１３】
測定器は、例えば、スマートウォッチ、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、デスクトップパソコンなどの計算機を有するデバイスに、発光器および光検出器を付加することで実現することもできる。また、測定器を、ウエアラブルデバイス、マウス、キーボード、車のハンドル、ドアの取手、トイレの便座、テレビのリモコン、調理器具の持ち手、体重計、体温計、家電製品、電化製品、医療機器、寝具、家具など、被験者が日常的に触れる物に組み込むこともできる。
【００１４】
本発明において、「発光器」は、光を放出し得るものであれば特に限定されず、例えば、温度放射型、放電発光型、電界発光型などの発光器を含む。発光器は、特定の波長範囲で光を放出できるものが好ましく、かかる発光器としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、有機ＥＬ、無機ＥＬなどの公知のものを用いて構成することができる。本発明の一態様において、発光器は、一定の波長（または波長範囲）の光を放出するように構成することができる。例えば、発光器は、被験者の血液中のＮａ濃度、Ｋ濃度等を検出可能な波長範囲の光を放出するように構成することができる。
【００１５】
発光器は、さらに被験者の血流量を検出可能な波長範囲の光を放出するように構成することもできる。発光器は、１つの光源で構成しても、複数の光源で構成してもよく、１つの光源で構成する場合は、１つの光源から相異なる波長（波長範囲）の光を同時または別々のタイミングで放出し、複数の光源で構成する場合は、複数の光源から相異なる波長（波長範囲）の光を同時または別々のタイミングで放出するように構成してもよい。
【００１６】
本発明の一態様において、発光器から放出される光の波長範囲は、典型的には、４００〜２６００ｎｍ、好ましくは、４５０〜１０００ｎｍ、より好ましくは、４７０〜９２５ｎｍである。血液中のＮａ濃度を検出可能な波長範囲は、４７５〜１０００ｎｍ、および／または１８００ｎｍ〜２６００ｎｍ、血液中のＫ濃度を検出可能な波長範囲は、４７５〜１０００ｎｍ、１０００ｎｍ〜１９００ｎｍ、および／または１８３０ｎｍ〜２６００ｎｍなどが挙げられる（例えば、ＵＳ２００４−０００５７１７参照）。被験者の血流量を検出可能な波長範囲としては、例えば、５００〜６５０ｎｍなどが挙げられる（例えば、特表２００４−０００５７１７参照）。
【００１７】
本発明において、「光検出器」は、被験者の組織（血液）によって散乱された光、すなわち、発光器から放出された光の波長範囲に対応する波長範囲の光を検出し得るものであれば特に限定されず、例えば、光伝導型、光起電型、熱効果型の受光素子などを含む。かかる光検出器としては、限定されずに、例えば、透過型フォトセンサ、反射型フォトセンサ、分離型フォトセンサ、アクチュエータフォトセンサ、プリズムフォトセンサ、受光素子、赤外線センサ、光センサなどの公知のものを用いることができる。光検出器は、相異なる波長（波長範囲）の散乱光を同時または別々のタイミングで検出することができる。
【００１８】
本発明において、血流量検出器は、被験者の血液の流速、あるいは流量を検出し得るものであれば特に限定されず、例えば、超音波式、光学式、電磁式の血流計などを含む。かかる血流量検出器としては、限定されずに、例えば、超音波血流計、光学式血流計、レーザー血流計、血流画像化装置、血流マイクロスコープ、赤外線サーモグラフィなどの公知のものを用いることができる。血流量検出器は、上記の光検出器で実現することもできるし、発光器と光検出器とを組み合わせて実現することもできる。
【００１９】
本発明において、「計算機」は、被験者のＮａ濃度およびＫ濃度に関連する信号を光検出器から受け取り、かかる信号を解析・演算して、ＡＴＰ産生量を算出する部分である。計算機は、例えば、演算部（ＣＰＵなど）、記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）およびプログラム（計算アルゴリズム）などで構成してもよい。一態様において、プログラムは、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで事前に測定した、一般的な被験者のＮａ濃度およびＫ濃度とＡＴＰ産生量との関係性から算出したパラメータを利用して作成することができる。そして、演算部は、かかるプログラムに基づいて、Ｎａ濃度およびＫ濃度からＡＴＰ産生量を算出して表示部に表示することができる。
【００２０】
一般的にＡＴＰ産生量は、Ｎａ−Ｋポンプに関係しており、ＡＴＰ産生量が低下すると、Ｎａ−Ｋポンプの機能が低下する。その結果として、血液中のＮａ濃度の低下およびＫ濃度の上昇が生じる。また、ＡＴＰ産生量が改善すると、Ｎａ−Ｋポンプの機能も改善し、血液中のＮａ濃度の上昇およびＫ濃度の低下が生じる。したがって、本発明における測定器は、Ｎａ濃度およびＫ濃度を連続的にモニタリングして、その増減を検出することにより、ＡＴＰ産生量の変動率を算出することができる。そして、被験者のＡＴＰ産生量の通常値に変動率を加えることにより、ＡＴＰ産生量を定量化することもできる。使用者は、定量化されたＡＴＰ産生量から、生体細胞の機能の状態などを知ることができる。一般に、生体細胞の機能の状態は、身体の状態の指標となるため、使用者は、定量化されたＡＴＰ産生量から、身体の状態を評価することができる。
【００２１】
本発明における計算機は、血流量などの補足データをさらに用いることで、より正確にＡＴＰ産生量を算出することができる。一般的にＡＴＰ産生量は、炎症に対する免疫反応とも関係しており、炎症が発生するとＡＴＰ産生量が上昇する（Pre-Johan Jakobson, Nature Reviews Rheumatology 6 2010, 679-681 ）。そのため、計算機によってＡＴＰ産生量を算出する際に、炎症反応が生じている場合は、炎症反応由来のＡＴＰ産生がノイズとなる。また、炎症反応が生じると、血流量が変動することも一般に知られている。そのため、測定器で血流量を測定し、ＡＴＰ産生量の算出時に炎症反応由来のＡＴＰ産生をノイズとして除去とすることができる。ＡＴＰ産生量を正確に算出するために利用できる他の補足データとしては、これらに限定されないが、例えば、年齢、性別、既往歴、現病歴、体重、身長などが挙げられる。
【００２２】
本発明の計算機は、算出されたＡＴＰ産生量から、ＡＴＰ産生量に関連する数量値を算出してもよい。一般的に、ＡＴＰ産生量と関係している数量値として、これらに限定されるものではないが、例えば、オレキシン濃度、ｃＡＭＰ産生量、ＡＴＰ阻害物質による阻害の度合い、クレアチンリン酸量、細胞のアポトーシス、心臓の拍動制御度合いなどが挙げられる。したがって、本発明の計算機は、算出されたＡＴＰ産生量から、さらにオレキシン濃度、ｃＡＭＰ産生量、ＡＴＰ阻害物質によるＡＴＰ産生の阻害の度合い、クレアチンリン酸量、細胞のアポトーシス、心臓の拍動制御度合いなどの数量値を算出し、かかる数量値を表示部に表示するように構成することもできる。使用者は、測定器を使用して定量化された数量値から、被験者の体調を評価することができる。
【００２３】
一般的にオレキシン濃度は、ＡＴＰ産生量の変動に相関している。オレキシンは神経ペプチドの１種であり、睡眠・覚醒の制御に関わっている（Richard M.Chemelli et al, Cell, Vol.98, 437 - 451, August 20, 1999）。ＡＴＰの産生量が上昇すると、オレキシン細胞が活性化し、オレキシン濃度が上昇する（Guido Wollmann et al, J Neurophysiol 94: 2195-2206, 2005）。また、ＡＴＰの産生量が減少し、オレキシン細胞の活動が弱まってくるとオレキシン産生量も減少、すなわちオレキシン濃度も減少する。したがって、計算機は、算出されたＡＴＰ産生量からオレキシン濃度を算出することができる。
【００２４】
ｃＡＭＰは、アデニル酸シクラーゼによりＡＴＰから合成される物質であり、種々のタンパク質キナーゼ活性化、グリコーゲンの分解などの機能を有する。一般的にアデニル酸シクラーゼの活性は、ＡＴＰにより影響される。ＡＴＰが、作用すると、アデニル酸シクラーゼの活性が抑制される。すなわち、ＡＴＰ産生量が増加するとｃＡＭＰ産生量が減少する。したがって、計算機は、算出されたＡＴＰ産生量からｃＡＭＰ産生量を算出することができる。
【００２５】
ＡＴＰ阻害物質は、これらに限定されるものではないが、シアン化物、アジ化物を包含し、ＡＴＰ阻害物質によるＡＴＰ産生の阻害の度合いは、これらによる中毒症状の評価などに利用でき得る。クレアチンリン酸量は、例えば、腎機能の評価などに利用でき得る。細胞のアポトーシスもＡＴＰと関連しており、例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病などのアポトーシスに関連する疾病の評価にも利用でき得る。
【００２６】
本発明の一態様において、計算機は、ＡＴＰ産生量から被検者の「体調（状態）」の評価を行うように構成してもよい。ここでいう「体調」は、これらに限定されるものではないが、例えば、眠気、疲労度、気力、思考力、情緒などを包含する。評価は、例えば、一般的な閾値を設定し、それぞれの体調に関連する数量値が、閾値（閾値範囲）内にあるか、閾値（閾値範囲）外にあるかによって異なる表示を行うということが挙げられる。閾値は、複数の被験者の体調に関連する情報と、Ｎａ濃度およびＫ濃度とを事前にデータベース上に収集し、収集されたビッグデータをＡＩなどで解析するディープラーニング機能を活用することで設定することもできる。
【００２７】
例えば、「眠気」の評価には、オレキシン濃度が利用でき得る。ナルコレプシーの症例、オレキシン欠損実験およびオレキシンの作用を弱める睡眠導入剤の存在からオレキシン濃度が増えると覚醒、すなわち眠気がなくなり、減ると眠気を催すことが言える。「疲労感」の評価もまた、オレキシン濃度が利用でき得る。「疲労感」は、細胞毒性を有する化学療法に関係しており、オレキシン細胞の活動を抑制すると、すなわちオレキシン濃度が減少すると、この疲労感が誘導される（K.B.Weymann et al, Brain Behav Immun 2014 March ;37:84-94）。
【００２８】
例えば、「気力」、すなわち自発運動の亢進は、ドーパミン神経系を介在し、オレキシンが関係している（Toshiaki Nakamura et al, Brain Reserch Volume 873, 4 August 2000: 181-187）。すなわち、オレキシン細胞が活発化し、オレキシン濃度が上がることにより、自発運動の亢進がなされ、「気力」が上昇すると言える。同様に、例えば「思考力」は、セロトニン神経系を介在し、オレキシンが関係しており、「情緒」、すなわち「喜怒哀楽」はノルアドレナリン神経系を介在し、オレキシンが関係している。
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る測定器の概念図である。なお、本願における各図において、説明を容易とするため、各要素の大きさや配置は、適宜強調されており、図示の各要素は、実際の大きさや配置を示すものではない。
【００３０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る測定器１は、発光器２、光検出器３、計算機４、ユーザインタフェース５を含む。発光器２は、一定の波長（波長範囲）の光を被験者の組織Ｔ（例えば、手や腕）に向けて放出できるように構成されている。本実施形態において、発光器２は、光源２１および光源２２を含み、光源２１は被験者の血液中のＮａ濃度を、光源２２はＫ濃度を検出可能な波長範囲の光を放出するように構成されている。任意に、発光器２は、被験者の血流量を検出可能な波長範囲の光を放出する光源２３をさらに含むこともでき、光源２３と光検出器３とで血流量検出器Ｂを構成することもできる。
【００３１】
光検出器３は、発光器２から放出されて被験者の組織Ｔによって散乱された光を検出できるように構成されている。発光器２および光検出器３は、被験者の組織Ｔを挟むように図示されているが、これらを組織Ｔの一側に隣り合うように並べて、発光器２から放出されて組織Ｔで反射（散乱）された光を光検出器３で検出するように構成することもできる。すなわち、発光器２および光検出器３は、被験者の組織Ｔに光を放出して、組織Ｔによって散乱された光を検出することができるセンサＳを構成することができる。
【００３２】
計算機４は、演算部４１、記憶部４２およびプログラム４３を含む。計算機４はセンサＳに接続（有線および／または無線）されており、センサＳとの間でデータを送受信できるように構成されている。計算機４は、センサＳで検出された信号を受信して記憶部４２に格納できるように構成されている。また、計算機４は、受信した信号を演算部４１で計算処理して数値化（データ化）し、かかるデータを記憶部４２に格納することもできる。すなわち、センサＳで検出される数値は、特定波長の光の散乱に関係する数値であり、かかる数値を記憶部４２に直接格納することもできるし、かかる数値を演算部４１で計算処理し、Ｎａ濃度およびＫ濃度として数値化して記憶部４２に格納することもできる。
【００３３】
プログラム４３は、Ｎａ濃度およびＫ濃度から、ＡＴＰの産生量を算出するための計算プログラム（アルゴリズム）である。かかるプログラムは、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで事前に測定した複数の被験者のＮａ濃度およびＫ濃度とＡＴＰ産生量とから、これらの数学的関係性（パラメータ）を導き出すことで作成することができる。また、かかる数学的関係性をより正確に導き出すために、血流量などの補足データを加えることもできる。計算機４は、センサＳから受信した信号（または記憶部４２に格納されているデータ）とプログラム４３とを演算部４１に読み込ませて計算処理することで、ＡＴＰ産生量を数値化して記憶部４２に格納することができる。
【００３４】
ユーザインタフェース５は、表示部５１および操作部５２を含む。ユーザインタフェース５は、計算機４に接続（有線および／または無線）されており、計算機４との間で信号を送受信できるように構成されている。表示部５１は、Ｎａ濃度、Ｋ濃度、ＡＴＰ産生量、補足データなどを表示できるように構成されている。操作部５２は、測定器１のオン・オフ、測定の開始・停止、発光器２の放出波長（波長範囲）や放出時間の調節、検出器３の検出波長（波長範囲）や検出時間の調節、被験者の補足データの入力などを行えるように構成されている。ユーザインタフェース５は、タッチパネルスクリーンを利用したＧＵＩインタフェースとして構成することもでき、表示部５１および操作部５２をスクリーンフロー、イベントなどで切り替えて一つの画面に表示することもできる。
【００３５】
測定器１を使用する際は、使用者は操作部５２で測定器１をオンにして、発光器２の調節、検出器３の調節、補足データの入力などを行った上で、測定器１のセンサＳを被験者の組織Ｔに近づけ、測定開始の操作を行う。操作部５２からの操作情報は計算機４で処理されてセンサＳに送信され、発光器２から放出されて組織Ｔで散乱された光は、光検出器３で検出される。計算機４は、検出された信号（または記憶部４２に格納されたデータ）からＡＴＰ産生量を算出し、ＡＴＰ産生量を数値として表示部５１に表示する。使用者は、測定器に表示されたＡＴＰ産生量から、被験者の体調を評価することができる。測定が終了すると、使用者は操作部５２を操作して測定器１をオフにする。
【００３６】
本実施形態はこれに限定されるものではなく、当業者は、測定器１の構成および形状を好適に組み合わせて、異なる構成や形状を有する測定器を設計することができる。例えば、光源２１、光源２２および光源２３は、複数の異なる波長（波長範囲）の光を同時または時間差で放出することができる一つの発光器（光源）として構成することもできる。そして、光検出器３は、一つの発光器２の光の放出タイミングに合わせて散乱光を算出するように構成することもできる。光源２１の波長範囲を１８００ｎｍ〜２６００ｎｍ（Ｎａ濃度検出用）、光源２２の波長範囲を４７５〜１０００ｎｍ（Ｋ濃度検出用）と設定することで、光が干渉し合わないようにすることもできる。計算機４は、血流量検出器Ｂで検出された血流量などの補足データを使用して測定の精度を高めることもできる。
【００３７】
血流量検出器Ｂは、被験者の血流量を検出可能な波長範囲の光を検出する光検出器３（カメラ）として構成してもよく、光源２３は省略することができる。測定器１は、上記のように、ＡＴＰ産生量から、ＡＴＰ産生量に関連するオレキシン濃度、ｃＡＭＰ産生量、ＡＴＰ阻害物質による阻害の度合い、クレアチンリン酸量、細胞のアポトーシス、心臓の拍動制御度合いから成る群から選択される少なくとも１つの数量値をさらに算出するように構成することもできる。
【００３８】
以上、本発明の第１実施形態に係る測定器１によれば、被験者のＡＴＰ産生量を非侵襲的に測定することができ、被験者の負担を減らすことができる。また、定量化されたＡＴＰ産生量を使用することで、被験者の体調を定量的に評価することができる。そして、ＡＴＰ産生量の変化を常時モニタリングすることで、被験者の体調変化を判断することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２実施形態に係るシステムの概念図である。なお、本願における各図において、説明を容易とするため、各要素の大きさや配置は、適宜強調されており、図示の各要素は、実際の大きさや配置を示すものではない。
また、図中、第１実施形態に係る測定器１の構成と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、第１実施形態との相違点について詳細に説明し、同様の事項については、説明を省略する。
【００４０】
図２に示すように、本発明の第２実施形態に係るシステム１Ａは、センサＳ’、計算機４（図示せず）、およびユーザインタフェース５’を含み、これらは（有線および／または無線）接続されている。センサＳ’は、被験者の組織Ｔ中のＮａ濃度およびＫ濃度を検出可能な波長範囲の光を放出する発光器（図示せず）と、散乱された光を検出できるように構成されている光検出器（図示せず）とを含み、自動車のハンドル上に隣り合うように組み込まれている。システム１Ａは、さらに血流量検出器Ｂを含むことができる。
【００４１】
本実施形態において、血流量検出器Ｂは、赤外線サーモグラフィとして構成されおり、赤外線カメラで撮影した被験者の映像から被験者の血流量を測定することが可能である。すなわち、本実施形態において、血流量検出器Ｂは、光検出器（カメラ）で構成されており、光源（第１実施形態の光源２３）は省略されている。本実施形態において、ユーザインタフェース５は、車のカーナビゲーションシステムのタッチパネルモニタの一機能として実装されている。
【００４２】
システム１Ａを使用する際は、運転者（被験者）はユーザインタフェース５’でシステム１Ａをオンにして、センサＳ’の調節、被験者の補足データの入力などを行った上で、ハンドルのセンサＳ’を握り測定開始の操作を行う。計算機４は、センサＳ’（および、任意に血流量検出器Ｂ）からの信号を受信してＡＴＰ産生量を算出し、ＡＴＰ産生量からオレキシン濃度を算出し、閾値から被験者が眠気を催していることを判断すると、ユーザインタフェース５に警告を表示する。かかる警告は、ビープ音、振動、光の点滅、自動ブレーキ、匂い、電気刺激などの形で、被験者に伝えるように構成された報知部（図示せず）を介して行うこともできる。このように、測定器１は、運転者の運転中の眠気（体調）を評価し、評価結果を運転者に対して表示（通知）するシステム１Ａとして実現することもできる。
【００４３】
本実施形態はこれに限定されるものではなく、当業者は、システムの構成および形状を好適に組み合わせて、異なる構成や形状を有するシステムを設計することができる。例えば、ユーザインタフェース５’を利用して、被験者自身に対して、現在の体調に関連する情報（眠気、疲労度、気力、思考力、情緒など）を入力させることで、被験者のＮａ濃度およびＫ濃度と体調との関係性をディープラーニングで解析し計算プログラムを自己改善するシステムを構築することもできる。
【００４４】
センサＳ’、血流量検出器Ｂおよびユーザインタフェース５’をそれぞれコンピュータのマウス、カメラ、モニタなどに組み込むことで、労働者（被験者）の就労中の疲労度を評価してモニタに表示するシステムを構築することもできる。この場合、計算機４はコンピュータのＣＰＵ、メモリおよびプログラム（アプリケーション）を利用して実現することもできる。さらに、センサＳ’をスマートウォッチ、スマートフォン、タブレット端末、ウエアラブルデバイス、家電製品、電化製品、寝具、家具などに組み込むことで、被験者の体調を評価して表示するデバイスシステムを構築することもできる。
【００４５】
以上、本発明の第２実施形態に係るシステム１Ａによれば、被験者のＡＴＰ産生量を非侵襲的に測定することができ、被験者の負担を減らすことができる。また、定量化されたＡＴＰ産生量を使用することで、被験者の体調を定量的に評価することができる。そして、ＡＴＰ産生量の変化を常時モニタリングすることで、被験者の体調変化を判断することができる。
本発明のシステム１Ａによれば、ＡＴＰ産生量に関連する数量値をさらに測定することができる。また、本発明のシステム１Ａを用いることで、被験者の体調を評価することができる。さらにまた、本発明のシステム１Ａを用いることで、被験者の運転中の眠気を評価し、評価結果を運転者に通知することができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３実施形態に係る測定器を使用したネットワークシステム１Ｂの概念図である。なお、本願における各図において、説明を容易とするため、各要素の大きさや配置は、適宜強調されており、図示の各要素は、実際の大きさや配置を示すものではない。
また、図中、第１および第２実施形態に係る測定器１、システム１Ａの構成と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、第１実施形態との相違点について詳細に説明し、同様の事項については、説明を省略する。
【００４７】
図３に示すように、本発明の第３実施形態に係るネットワークシステム１Ｂは、センサＳ’’、ユーザインタフェース、データベース６およびコンピュータ７を含み、これらは、ネットワーク８を介して接続（有線および／または無線）され、相互に通信可能である。センサＳ’は、被験者が使用するスマートウォッチに組み込まれており、被験者のＮａ濃度、Ｋ濃度を自動的に測定し、ネットワーク８を介して、データベース６に自動的に送信する。データベース６は、センサＳ’’から自動送信された被験者のＮａ濃度およびＫ濃度を自動的に格納する記憶部として機能することができる。
【００４８】
コンピュータ７は、ＣＰＵ、メモリおよびプログラムなどを含み、スマートウォッチ（センサＳ’’）から送信された信号（または、データベース６に格納されているデータ）を解析し、被験者のＡＴＰ産生量を算出し、データベース６に格納することができる計算機（計算機サーバー）として機能することができる。本実施形態において、ユーザインタフェースは、パーソナルコンピュータのモニタ上で表示されるウェブサイト５’’や、スマートウォッチのモニタ上で表示されるアプリケーション５’’’として構築されている。
【００４９】
ネットワークシステム１Ｂを使用する際は、被験者は、スマートウォッチのアプリケーション５’’’を介して、センサＳ’’の調節などを行った上で測定開始の操作を行う。コンピュータ７は、センサＳ’’からの信号を解析してＡＴＰ産生量を算出して、被験者のスマートウォッチ上のアプリケーション５’’’やウェブサイト５’’に表示することができる。ウェブサイト５’’は、アクセス権限が付与できるように構成されており、例えば、被験者自身に加えて、被験者の勤務先の健康管理者や、被験者が通院する病院の医療関係者などが、ウェブサイト５’’を通じた被験者の体調管理や、アプリケーション５’’’を介した通知（警告）などを行えるようにできる。したがって、上記の評価は、健康管理者や医療関係者などが、被験者の体調に関連する数値から判断して行うこともできる。
【００５０】
さらに、被験者は、現在の体調に関連する情報（眠気、疲労度、気力、思考力、情緒など）をスマートウォッチやパーソナルコンピュータを介して入力することもでき、コンピュータ７は、被験者の実際の体調と、センサＳ’’で検出された被験者のＮａ濃度、Ｋ濃度などとの関係性をディープラーニングで解析することによりプログラムを自動的に改善することができる。また、複数のスマートウォッチをネットワーク８に接続し、複数の被験者に対して現在の体調に関連する情報や、上記のような補足データを入力させ、自動測定したＮａ濃度およびＫ濃度などと共にビッグデータとして収集することで、Ｎａ濃度およびＫ濃度による体調評価の精度を向上させることもできる。
【００５１】
以上、本発明の第３実施形態に係るネットワークシステム１Ｂによれば、被験者のＡＴＰ産生量を非侵襲的に測定することができ、被験者の負担を減らすことができる。また、定量化されたＡＴＰ産生量を使用することで、被験者の体調を定量的に評価することができる。そして、ＡＴＰ産生量の変化を常時モニタリングすることで、被験者の体調変化を判断することができる。
本発明のネットワークシステム１Ｂによれば、ＡＴＰ産生量に関連する数量値をさらに測定することができ、さらに、被験者の体調を評価することができる。
【００５２】
本発明においては、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ、１Ｂ              測定器、システム、ネットワークシステム
２                          発光器
２１、２２、２３            光源
３                          光検出器
Ｂ                          血流量検出器
Ｓ、Ｓ’、Ｓ’’              センサ
４                          計算機
４１                        演算部
４２                        記憶部
４３                        プログラム
５、５’、５’’、５’’’       ユーザインタフェース
５１                        表示部
５２                        操作部
６                          データベース
７                          コンピュータ
８                          ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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