(57)【要約】  本発明は、アナライトの濃度を間欠的又は連続的に定量するセンシング装置及びセンシング方法に関する。センサ部（１２）を用いて、所定のサンプリング間隔に従ってアナライト（Ａ）の濃度に相関する計測信号を取得する。そして、計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード（Ｍモード）、及び第１計測モードよりも計測信号の強度が相対的に高い第２計測モード（Ｄモード）を切り替える。
2013146244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナライト（Ａ）の濃度を間欠的又は連続的に定量するセンシング装置（１０）であって、
所定のサンプリング間隔に従って前記アナライト（Ａ）の濃度に相関する計測信号を取得するセンサ部（１２）と、
前記センサ部（１２）により取得される前記計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替える計測モード切替部（７０）と
を備えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項２】
請求項１記載のセンシング装置（１０）において、
前記センサ部（１２）は、エネルギー（Ｅ）を放射するエネルギー源（４６）を有し、前記エネルギー源（４６）から放射された前記エネルギー（Ｅ）を標識物質に対して与えることで前記計測信号を取得することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項３】
請求項２記載のセンシング装置（１０）において、
前記計測モード切替部（７０）により前記第１計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギー（Ｅ）の放射量が相対的に少なくなるように前記エネルギー源（４６）を制御するとともに、前記第２計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギー（Ｅ）の放射量が相対的に多くなるように前記エネルギー源（４６）を制御するエネルギー源制御部（６０）をさらに備えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンシング装置（１０）において、
前記計測モード切替部（７０）は、前記第１計測モードによる計測頻度が前記第２計測モードによる計測頻度よりも高くなるように切り替えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンシング装置（１０）において、
前記計測モード切替部（７０）は、前記第１計測モードの際に少なくとも１回定量された前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて、前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンシング装置（１０）において、
前記計測モード切替部（７０）は、計測回数に応じて前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンシング装置（１０）において、
前記サンプリング間隔を決定する間隔決定部（６６）をさらに備えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項８】
請求項７記載のセンシング装置（１０）において、
前記間隔決定部（６６）は、前記第１計測モードで、前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて前記サンプリング間隔を決定することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項９】
請求項８記載のセンシング装置（１０）において、
前記間隔決定部（６６）は、前記アナライト（Ａ）の濃度が第１閾値以上及び／又は第２閾値（前記第１閾値よりも小さい。）以下でのサンプリング間隔を、残余の濃度範囲での前記サンプリング間隔よりも小さい値に決定することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１０】
請求項３記載のセンシング装置（１０）において、
前記エネルギー源制御部（６０）は、前記第１計測モードで、前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて前記エネルギー（Ｅ）の放射量を制御することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１１】
請求項１０記載のセンシング装置（１０）において、
前記エネルギー源制御部（６０）は、前記アナライト（Ａ）の濃度が減少するにつれて前記エネルギー（Ｅ）の放射量を増加するように前記エネルギー源（４６）を制御することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンシング装置（１０）において、
前記第１計測モード及び前記第２計測モードにおける計測精度としての統計誤差をそれぞれ決定する計測精度決定部（６８）をさらに備えることを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１３】
請求項１２記載のセンシング装置（１０）において、
前記計測精度決定部（６８）は、前記第１計測モードでの前記統計誤差に対する前記第２計測モードでの前記統計誤差の比を１／１００以上１／２以下の範囲で決定することを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１４】
請求項３記載のセンシング装置（１０）において、
前記センサ部（１２）は、前記標識物質又は被検体に前記エネルギー（Ｅ）を与えて発生させた光現象から前記計測信号を取得する光学センサ（１４）を含むことを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１５】
請求項１４記載のセンシング装置（１０）において、
前記エネルギー源（４６）は、前記計測信号を得るための蛍光（Ｆ）の発生を促す前記エネルギー（Ｅ）としての励起光を前記標識物質に向けて放射する励起光源であり、
前記エネルギー源制御部（６０）は、前記サンプリング間隔に従って前記励起光を放射させるように前記励起光源を制御する
ことを特徴とするセンシング装置（１０）。
【請求項１６】
アナライト（Ａ）の濃度を間欠的又は連続的に定量するセンシング装置（１０）を用いた方法であって、
前記センシング装置（１０）が備えるセンサ部（１２）を用いて、所定のサンプリング間隔に従って前記アナライト（Ａ）の濃度に相関する計測信号を取得する取得ステップと、
前記センサ部（１２）により取得される前記計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替える切替ステップと
を備えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項１７】
請求項１６記載のセンシング方法において、
前記センサ部（１２）は、エネルギー（Ｅ）を放射するエネルギー源（４６）を有し、
前記取得ステップでは、前記エネルギー源（４６）から放射された前記エネルギー（Ｅ）を標識物質に対して与えることで前記計測信号を取得する
ことを特徴とするセンシング方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のセンシング方法において、
前記第１計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギー（Ｅ）の放射量が相対的に少なくなるように前記エネルギー源（４６）を制御するとともに、前記第２計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギー（Ｅ）の放射量が相対的に多くなるように前記エネルギー源（４６）を制御する制御ステップをさらに備えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のセンシング方法において、
前記切替ステップでは、前記第１計測モードによる計測頻度が前記第２計測モードによる計測頻度よりも高くなるように切り替えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のセンシング方法において、
前記切替ステップでは、前記第１計測モードの際に少なくとも１回定量された前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて、前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のセンシング方法において、
前記切替ステップでは、計測回数に応じて前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のセンシング方法において、
前記サンプリング間隔を決定する間隔決定ステップをさらに備えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項２３】
請求項２２記載のセンシング方法において、
前記間隔決定ステップでは、前記第１計測モードで、前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて前記サンプリング間隔を決定することを特徴とするセンシング方法。
【請求項２４】
請求項２３記載のセンシング方法において、
前記間隔決定ステップでは、前記アナライト（Ａ）の濃度が第１閾値以上及び／又は第２閾値（前記第１閾値よりも小さい。）以下でのサンプリング間隔を、残余の濃度範囲での前記サンプリング間隔よりも小さい値に決定することを特徴とするセンシング方法。
【請求項２５】
請求項１８記載のセンシング方法において、
前記制御ステップでは、前記第１計測モードで、前記アナライト（Ａ）の濃度に応じて前記エネルギー（Ｅ）の放射量を制御することを特徴とするセンシング方法。
【請求項２６】
請求項２５記載のセンシング方法において、
前記制御ステップでは、前記アナライト（Ａ）の濃度が減少するにつれて前記エネルギー（Ｅ）の放射量を増加するように前記エネルギー源（４６）を制御することを特徴とするセンシング方法。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか１項に記載のセンシング方法において、
前記第１計測モード及び前記第２計測モードにおける計測精度としての統計誤差をそれぞれ決定する精度決定ステップをさらに備えることを特徴とするセンシング方法。
【請求項２８】
請求項２７記載のセンシング方法において、
前記精度決定ステップでは、前記第１計測モードでの前記統計誤差に対する前記第２計測モードでの前記統計誤差の比を１／１００以上１／２以下の範囲で決定することを特徴とするセンシング方法。
【請求項２９】
請求項１８記載のセンシング方法において、
前記センサ部（１２）は、前記標識物質又は被検体に前記エネルギー（Ｅ）を与えて発生させた光現象から前記計測信号を取得する光学センサ（１４）を含むことを特徴とするセンシング方法。
【請求項３０】
請求項２９記載のセンシング方法において、
前記エネルギー源（４６）は、前記計測信号を得るための蛍光（Ｆ）の発生を促す前記エネルギー（Ｅ）としての励起光を前記標識物質に向けて放射する励起光源であり、
前記制御ステップでは、前記サンプリング間隔に従って前記励起光を放射させるように前記励起光源を制御する
ことを特徴とするセンシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アナライトの濃度を間欠的又は連続的に定量するセンシング装置及びセンシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、例えば、アナライトと標識化合物との相互作用により蛍光強度が変化する性質を利用して、前記アナライトの濃度を定量するセンシング装置が開発されている。一適用例として、被検体の体内にセンサ部を埋め込み、グルコース濃度の連続定量を可能にする装置が提案されている（特許第４５９３９５７号公報及び特許第４５５８４４８号公報参照）。この装置を用いて糖尿病患者の血糖値の時系列データを取得・解析することで、血糖値を安定化するための薬剤の投与プロトコール設定や、生活習慣の改善指導を適切に行える。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、特許第４５９３９５７号公報及び特許第４５５８４４８号公報に開示された技術的思想は、装置の構造の改良により受光感度を向上させることを目的としており、例えば、長時間（長期）にわたって蛍光センサを安定的に使用可能にする余地が十分にある。
【０００４】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、アナライトの濃度変化に対する定量の追従性を維持しつつも、センサ部を構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化を抑制可能なセンシング装置及びセンシング方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明に係るセンシング装置は、アナライトの濃度を間欠的又は連続的に定量する装置であって、所定のサンプリング間隔に従って前記アナライトの濃度に相関する計測信号を取得するセンサ部と、前記センサ部により取得される前記計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替える計測モード切替部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このように、センサ部により取得される計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替える計測モード切替部を設けたので、状況に応じて異なる２つの計測モードを組み合わせて使用可能になり、アナライトの濃度変化に対する定量の追従性を維持しつつも、センサを構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化を抑制できる。
【０００７】
また、前記センサ部は、エネルギーを放射するエネルギー源を有し、前記エネルギー源から放射された前記エネルギーを標識物質に対して与えることで前記計測信号を取得することが好ましい。
【０００８】
さらに、前記計測モード切替部により前記第１計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギーの放射量が相対的に少なくなるように前記エネルギー源を制御するとともに、前記第２計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギーの放射量が相対的に多くなるように前記エネルギー源を制御するエネルギー源制御部をさらに備えることが好ましい。エネルギーの放射がトリガとなって計測信号を得るセンサの場合、定量頻度を減らすことが消費電力の低減に大きく寄与するため、特に効果的である。
【０００９】
さらに、前記計測モード切替部は、前記第１計測モードによる計測頻度が前記第２計測モードによる計測頻度よりも高くなるように切り替えることが好ましい。これにより、濃度変化を監視する場合に第１計測モードを用い、濃度を精度良く定量する場合に第２計測モードを用いる計測・定量の形態が実現可能であり、濃度変化に対する定量の追従性を維持しつつも、センサを構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化を抑制できる。
【００１０】
さらに、前記計測モード切替部は、前記第１計測モードの際に少なくとも１回定量された前記アナライトの濃度に応じて、前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記計測モード切替部は、計測回数に応じて前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記サンプリング間隔を決定する間隔決定部をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記間隔決定部は、前記第１計測モードで、前記アナライトの濃度に応じて前記サンプリング間隔を決定することが好ましい。
【００１４】
さらに、前記間隔決定部は、前記アナライトの濃度が第１閾値以上及び／又は第２閾値（前記第１閾値よりも小さい。）以下でのサンプリング間隔を、残余の濃度範囲での前記サンプリング間隔よりも小さい値に決定することが好ましい。
【００１５】
さらに、前記エネルギー源制御部は、前記第１計測モードで、前記アナライトの濃度に応じて前記エネルギーの放射量を制御することが好ましい。
【００１６】
さらに、エネルギー源制御部は、前記アナライトの濃度が減少するにつれて前記エネルギーの放射量を増加するように前記エネルギー源を制御することが好ましい。
【００１７】
さらに、前記第１計測モード及び前記第２計測モードにおける計測精度としての統計誤差をそれぞれ決定する計測精度決定部をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
さらに、前記計測精度決定部は、前記第１計測モードでの前記統計誤差に対する前記第２計測モードでの前記統計誤差の比を１／１００以上１／２以下の範囲で決定することが好ましい。
【００１９】
さらに、前記センサ部は、前記標識物質又は被検体に前記エネルギーを与えて発生させた光現象から前記計測信号を取得する光学センサを含むことが好ましい。
【００２０】
さらに、前記エネルギー源は、前記計測信号を得るための蛍光の発生を促す前記エネルギーとしての励起光を前記標識物質に向けて放射する励起光源であり、前記エネルギー源制御部は、前記サンプリング間隔に従って前記励起光を放射させるように前記励起光源を制御することが好ましい。
【００２１】
本発明に係るセンシング方法は、アナライトの濃度を間欠的又は連続的に定量するセンシング装置を用いた方法であって、前記センシング装置が備えるセンサ部を用いて、所定のサンプリング間隔に従って前記アナライトの濃度に相関する計測信号を取得する取得ステップと、前記センサにより取得される前記計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替える切替ステップとを備えることを特徴とする。
【００２２】
また、前記センサ部は、エネルギーを放射するエネルギー源を有し、前記取得ステップでは、前記エネルギー源から放射された前記エネルギーを標識物質に対して与えることで前記計測信号を取得することが好ましい。
【００２３】
さらに、前記第１計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギーの放射量が相対的に少なくなるように前記エネルギー源を制御するとともに、前記第２計測モードに切り替えられた場合に前記エネルギーの放射量が相対的に多くなるように前記エネルギー源を制御する制御ステップをさらに備えることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記切替ステップでは、前記第１計測モードによる計測頻度が前記第２計測モードによる計測頻度よりも高くなるように切り替えることが好ましい。
【００２５】
さらに、前記切替ステップでは、前記第１計測モードの際に少なくとも１回定量された前記アナライトの濃度に応じて、前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることが好ましい。
【００２６】
さらに、前記切替ステップでは、計測回数に応じて前記第１計測モードから前記第２計測モードに切り替えることが好ましい。
【００２７】
さらに、前記サンプリング間隔を決定する間隔決定ステップをさらに備えることが好ましい。
【００２８】
さらに、前記間隔決定ステップでは、前記第１計測モードで、前記アナライトの濃度に応じて前記サンプリング間隔を決定することが好ましい。
【００２９】
さらに、前記間隔決定ステップでは、前記アナライトの濃度が第１閾値以上及び／又は第２閾値（前記第１閾値よりも小さい。）以下でのサンプリング間隔を、残余の濃度範囲での前記サンプリング間隔よりも小さい値に決定することが好ましい。
【００３０】
さらに、前記制御ステップでは、前記第１計測モードで、前記アナライトの濃度に応じて前記エネルギーの放射量を制御することが好ましい。
【００３１】
さらに、前記制御ステップでは、前記アナライトの濃度が減少するにつれて前記エネルギーの放射量を増加するように前記エネルギー源を制御することが好ましい。
【００３２】
さらに、前記第１計測モード及び前記第２計測モードにおける計測精度としての統計誤差をそれぞれ決定する精度決定ステップをさらに備えることが好ましい。
【００３３】
さらに、前記精度決定ステップでは、前記第１計測モードでの前記統計誤差に対する前記第２計測モードでの前記統計誤差の比を１／１００以上１／２以下の範囲で決定することが好ましい。
【００３４】
さらに、前記センサ部は、前記標識物質又は被検体に前記エネルギーを与えて発生させた光現象から前記計測信号を取得する光学センサを含むことが好ましい。
【００３５】
さらに、前記エネルギー源は、前記計測信号を得るための蛍光の発生を促す前記エネルギーとしての励起光を前記標識物質に向けて放射する励起光源であり、前記制御ステップでは、前記サンプリング間隔に従って前記励起光を放射させるように前記励起光源を制御することが好ましい。
【００３６】
本発明に係るセンシング装置及びセンシング方法によれば、センサ部により取得される計測信号の強度が相対的に低い第１計測モード、及び前記第１計測モードよりも前記計測信号の強度が相対的に高い第２計測モードを切り替えるようにしたので、状況に応じて異なる２つの計測モードを組み合わせて使用可能になり、アナライトの濃度変化に対する定量の追従性を維持しつつも、センサ部を構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るセンシング装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示すセンサ部の概略断面構成を表す模式図である。
【図３】図１に示すセンサ部の概略構造を説明するための分解斜視図である。
【図４】図１に示す演算部の機能ブロック図である。
【図５】図１に示すセンシング装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【図６】各計測モードでの計測条件を説明する第１の表である。
【図７】計測モードの時系列的な切替結果を例示する概略説明図である。
【図８】血中グルコースの第１の濃度変化を表すグラフである。
【図９】図９Ａは、Ｍモードのみを用いて図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。図９Ｂは、Ｄモードのみを用いて図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを表すグラフである。
【図１０】図６に示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。
【図１１】図６に示す計測条件に従って第２の濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。
【図１２】図１２Ａは、各計測モードでの計測条件を説明する第２の表である。図１２Ｂは、図１２Ａに示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。
【図１３】図１３Ａは、各計測モードでの計測条件を説明する第３の表である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。
【図１４】血中グルコースの第３の濃度変化を表すグラフである。
【図１５】各計測モードでの計測条件を説明する第４の表である。
【図１６】図１６Ａは、Ｄモードのみを用いて図１４に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを表すグラフである。図１６Ｂは、図１６Ａに示す定量結果から得られた追従誤差の傾向を示すグラフである。
【図１７】図１７Ａは、図１５に示す計測条件に従って図１４に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを表すグラフである。図１７Ｂは、図１７Ａに示す定量結果から得られた追従誤差の傾向を示すグラフである。
【図１８】各計測モードでの計測条件を説明する第５の表である。
【図１９】図１９Ａは、図６に示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットの一部を表すグラフである。図１９Ｂは、図６に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットの一部を表すグラフである。
【図２０】各計測モードでの計測条件を説明する第６の表である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係るセンシング方法についてこれを実施するセンシング装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
［本実施形態（構成）］
先ず、本実施形態に係るセンシング装置１０の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００４０】
図１に示すように、センシング装置１０は、センサ部１２（蛍光センサ１４及び温度センサ１５を含む。）と、センサ制御回路１６と、演算部１８と、電源回路２０と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２４と、クロック発生器２６と、入力部２７と、表示器２８とを基本的に備える。
【００４１】
蛍光センサ１４（光学センサともいう）は、アナライトＡと標識化合物との相互作用による蛍光Ｆの強度に応じた計測信号（以下、蛍光信号という。）を取得する。蛍光Ｆは、アナライトＡと標識化合物との結合又は解離に起因する光でもよいし、アナライトＡと異なる第３成分と標識化合物との結合又は解離に起因する光であってもよい。いずれの蛍光Ｆであっても、蛍光信号に基づいてアナライトＡの濃度を定量可能である。温度センサ１５は、蛍光センサ１４近傍での環境温度に応じた信号（以下、温度信号という。）を取得する。
【００４２】
なお、センサ部１２は上記した形態に限定されるものではなく、標識物質又は被検体にエネルギーを与えて発生させた現象（例えば、光現象）から、アナライトＡの濃度に相関する計測信号を取得可能であればよい。例えば、蛍光センサ１４に代替して、吸光度、ラマン散乱光強度等を計測する光学センサや、温度、電気抵抗等を計測する化学センサを用いてもよい。
【００４３】
センサ制御回路１６は、蛍光センサ１４及び温度センサ１５を駆動し、蛍光信号及び温度信号を取得可能に制御する。演算部１８は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成されており、ＲＯＭ２２に記録されたプログラムを読み出し、後述する各種信号処理を実行する。
【００４４】
電源回路２０は、演算部１８を含むセンシング装置１０内の各構成要素に電力を供給する。ＲＡＭ２４は、蛍光センサ１４を介して入力された蛍光信号、温度センサ１５を介して入力された温度信号の他、本発明に係るセンシング方法を実施するために必要な各種データを読出し又は書込み可能である。クロック発生器２６は、所定周期でクロック信号を発生し、演算部１８側に供給する。これにより、演算部１８は、蛍光信号及び温度信号の取得タイミングの制御が可能である。
【００４５】
入力部２７は、演算部１８での演算に供される各種情報（例えば、計測モードの設定パラメータ）を入力可能に設けられている。例えば、押圧式ボタンであってもよいし、表示器２８に組み込まれたタッチパネルであってもよい。表示器２８は、演算部１８により定量されたアナライトＡの濃度に関する各種情報を可視化して表示する。表示器２８は、モノクロ又はカラー表示可能な表示モジュールであり、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、無機ＥＬパネル等で構成されてもよい。
【００４６】
次いで、センサ部１２の構造について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
【００４７】
図２に示すように、センサ部１２は、概略矩形状の筐体３０を備える。筐体３０内部は中空であり、蛍光センサ１４と、母材３２と、６本の金属線３４、３５、３６とを収容可能である。筐体３０及び母材３２は、例えばポリイミド、パリレン（ポリパラキシリレン）、又は環状ポリオレフィン等の樹脂でそれぞれ形成されている。また、外部光を遮光するため、材料中にカーボンブラック等の光遮断性材料を含有させてもよい。また、筐体３０の一面（進入面３８）は、ハイドロゲルとカーボンブラック等とからなり、アナライトＡを通過させるとともに、外部光を遮断する特性を有する。
【００４８】
蛍光センサ１４は、下方から上方の順に、シリコン等からなる基体４０と、フォトダイオード（Photo Diode：以下「ＰＤ」ともいう。）素子４２と、図示しない第１保護膜と、フィルタ４４と、発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」ともいう。）素子４６（エネルギー源、励起光源）と、エポキシ樹脂等からなる第２保護膜４８と、インジケータ層５０とから構成されている。
【００４９】
基体４０の表面には、ＰＤ素子４２が形成されている。ＰＤ素子４２は、蛍光Ｆを電気信号に変換する光電変換素子である。ＰＤ素子４２に代替して、フォトコンダクタ（光導電体）、又はフォトトランジスタ（Photo Transistor、PT）等の各種光電変換素子を用いてもよい。なお、ＰＤ素子４２と金属線３４とは、ボンディングワイヤ５２、又は貫通配線等の手段により、電気的に結線されている。
【００５０】
フィルタ４４は、ＬＥＤ素子４６が発光する励起光Ｅの波長帯域は遮断し、且つ、前記波長帯域よりも長波長側の蛍光Ｆを通過する吸収型光学フィルタである。光学フィルタとして、多結晶シリコン等のシリコン膜、炭化シリコン膜、又はガリウムリン膜等を用いてもよい。
【００５１】
ＬＥＤ素子４６は、蛍光信号を得るための蛍光Ｆの発生を促す励起光Ｅを放射する発光素子である。ＬＥＤ素子４６に代替して、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、又はレーザーダイオード素子等多様な種類の発光素子を用いてもよい。ここでは、蛍光Ｆの検出量（ＰＤ素子４２での受光量）を増加させるため、蛍光Ｆの光透過率が高い発光素子を選択することが好ましい。
【００５２】
インジケータ層５０は、進入面３８から進入したアナライトＡ（例えば、グルコース）の濃度に応じた蛍光Ｆを発光する。インジケータ層５０は、標識化合物としての蛍光色素が含まれたベース材料から構成されている。標識化合物（例えば、蛍光色素として、ルテニウム有機錯体やフェニルボロン酸誘導体、フルオロセイン標識デキストラン等のアナライトＡと可逆結合する物質）と第３成分（例えば、ローダミン−標識コンカナバリンＡ）との解離により蛍光Ｆを発光させる場合、インジケータ層５０のベース材料に標識化合物と併せて第３成分を含めてもよい。あるいは、第３成分を混入するための別異の機構を設けてもよい。
【００５３】
図３に示すように、筐体３０の内部には、蛍光センサ１４近傍での温度信号を取得可能な温度センサ１５（図１参照）も配設されている。温度センサ１５として、蛍光温度計等の光学型、サーミスタ型、金属薄膜抵抗型、又はＰＮ接合の順方向電流の温度特性を基礎におく半導体型等を用いてもよい。なお、半導体型センサの場合、ＰＤ素子４２と同様に、基体４０上に形成可能である。
【００５４】
金属線３４、３５、３６は、金、アルミニウム又は銅等の導電体で形成され、筐体３０内の電気配線としての役割に加えて、剛性増加の機能を有する。センサ部１２は、金属線３４〜３６を介してセンサ制御回路１６（図１参照）と電気的に接続されている。図３に示すように、金属線３４は、２本の金属線３４ａ、３４ｂで構成されている。金属線３５は、２本の金属線３５ａ、３５ｂで構成されている。金属線３６は、２本の金属線３６ａ、３６ｂで構成されている。例えば、金属線３４（又は金属線３５）と金属線３６との間に図示しない絶縁層を設けることで、両者を電気的に絶縁してもよい。
【００５５】
これにより、金属線３４を介して、センサ制御回路１６は、ＰＤ素子４２からの蛍光信号を取得可能である。また、金属線３５を介して、センサ制御回路１６は、ＬＥＤ素子４６に駆動電力を供給可能である。さらに、金属線３６を介して、センサ制御回路１６は、温度センサ１５からの温度信号を取得可能である。
【００５６】
次に、センサ部１２の動作について説明する。例えば、センサ部１２が針状である場合、被検体に針先端部を穿刺・保持させることで、前記被検体の体内のアナライトＡの濃度を連続して測定可能である。その際、一部のアナライトＡは、進入面３８から筐体３０の内部に進入して、インジケータ層５０周辺に滞在している。
【００５７】
先ず、センサ制御回路１６は、蛍光センサ１４の金属線３５を介して、ＬＥＤ素子４６に駆動電力信号を供給することで、励起光Ｅは発光される。そして、ＬＥＤ素子４６からの励起光Ｅは、インジケータ層５０に入射される。そして、インジケータ層５０は、アナライトＡと標識化合物との相互作用により、あるいは第３成分を加えた相互作用により、アナライトＡの濃度に応じた強度の蛍光Ｆを発する。
【００５８】
インジケータ層５０からの蛍光Ｆは、ＬＥＤ素子４６、フィルタ４４等を透過された後、ＰＤ素子４２により光電変換され、蛍光信号として金属線３４を伝送され、センサ制御回路１６側に供給される。あわせて、温度センサ１５からの温度信号は、金属線３６を伝送され、センサ制御回路１６側に供給される。
【００５９】
このようにして、蛍光センサ１４は蛍光信号を取得するとともに、温度センサ１５は温度信号を取得する。なお、図２及び図３に示すセンサ部１２は、酵素センサ、グルコースセンサ、ｐＨセンサ、免疫センサ、又は微生物センサ等、多様な用途に適用可能である。また、センサ部１２の構成は、本構成に限られることなく種々の構成を採り得ることはいうまでもない。例えば、物理的に分離されたセンサ制御回路１６及び演算部１８の間を無線で通信可能に設けることで、センサ部１２を被検体の体内に完全に埋め込んだ状態で間欠的又は連続的に定量可能である。
【００６０】
続いて、図１に示す演算部１８の構成について、図４の機能ブロック図を参照しながら説明する。なお、本図では、演算部１８以外の他の構成要素に関して、本発明に係るセンシング方法に密接に関連する構成要素を中心に図示している。
【００６１】
センサ制御回路１６は、所定の時点及び／又は光量で励起光Ｅを放射するようにＬＥＤ素子４６を駆動制御する光源制御部６０（エネルギー源制御部）と、ＰＤ素子４２から取得した蛍光信号を蛍光強度Ｆ（ｔ）として取得する蛍光信号取得部６２とを備える。光源制御部６０は、ＬＥＤ素子４６を駆動する駆動電力、具体的には電流値、電圧値、これらのパルス制御方法（パルスの数又は幅）等を変更することで、励起光Ｅ、ひいては蛍光Ｆの発光強度（の時間積分値）を変更可能である。
【００６２】
演算部１８は、蛍光センサ１４を用いた計測を開始する旨をセンサ制御回路１６（光源制御部６０）に対して指示する計測指示部６４と、計測のサンプリング間隔Ｔｓを決定する間隔決定部６６と、センシング装置１０に起因する計測の誤差レベル（装置誤差Ｅｒ）としての統計誤差を決定する計測精度決定部６８と、第１計測モード（以下、「Ｍ（Monitor）モード」という場合がある。）及び第２計測モード（以下、「Ｄ（Determine）モード」という場合がある。）を切り替える計測モード切替部７０と、蛍光信号取得部６２からの蛍光強度Ｆ（ｔ）に基づいてアナライトＡの濃度［Ａ（ｔ）］（以下、単に［Ａ］とも表記する。）を定量する濃度定量部７２とを備える。
【００６３】
なお、本明細書において、「第１計測モード」とは、蛍光センサ１４により取得される蛍光Ｆのエネルギー量が相対的に低い状態で、受光・計測するモードを意味する。また、「第２計測モード」とは、蛍光センサ１４により取得される蛍光Ｆのエネルギー量が相対的に高い状態で、受光・計測するモードを意味する。
【００６４】
蛍光センサ１４として正常に動作可能な範囲において、励起光Ｅの光量が増加するにつれて、蛍光強度Ｆ（ｔ）が大きくなる傾向がある。この場合、第１計測モードにおける消費電力は、第２計測モードにおける消費電力よりも相対的に小さくなる。一方、第２計測モードにおける蛍光強度Ｆ（ｔ）のダイナミックレンジは、第１計測モードにおける蛍光強度Ｆ（ｔ）のダイナミックレンジよりも相対的に大きくなる。つまり、第１及び第２計測モードでのＳＮ比（signal-to-noise ratio）が同じであると仮定すると、第２計測モードでのノイズ量は、第１計測モードでのノイズ量よりも相対的に小さくなる。上記した計測上の特性を考慮すると、第１計測モードは濃度［Ａ（ｔ）］の変動を常時監視する場合に適しており、第２計測モードは濃度［Ａ（ｔ）］を精度良く定量する場合に適していると言える。
【００６５】
以下、説明の便宜のため、上記したノイズ量、より詳細には電気ノイズ、光量ノイズ等を含む、システム全体としての統計誤差を「装置誤差Ｅｒ」という。本明細書中において、濃度［Ａ（ｔ）］が一定の環境下で、統計的に有意なサンプル数だけ定量して得た標準偏差σを用いて、装置誤差ＥｒをＥｒ＝４σと定義する。この値は、正規分布（ガウス分布）上で約９５％の範囲内に含まれる定量幅を示している。
【００６６】
［本実施形態（動作）］
続いて、センシング装置１０の動作について、図４の機能ブロック図及び図５のフローチャートを主に参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、アナライトＡとしてグルコースを用いた定量結果を中心に説明する。
【００６７】
ステップＳ１において、演算部１８は、計測条件の初期設定を行う。設定に先立ち、ユーザ（医師等）は、入力部２７を介して、被検体に適したモードを指定する。このモードは、例えば、食後、就寝時、運動時等、被検体の動態に応じてそれぞれ用意されている。なお、ステップＳ２以降が実行されている場合であっても、入力部２７からの操作に応じて割り込み処理が発生することでステップＳ１に戻り、各種パラメータの変更内容を随時反映させることができる。
【００６８】
具体的には、間隔決定部６６は、Ｍモード及びＤモードでのサンプリング間隔Ｔｓをそれぞれ決定する。また、計測精度決定部６８は、Ｍモード及びＤモードでの計測誤差（詳細には、励起光量Ｐｅ又は装置誤差Ｅｒ）をそれぞれ決定する。さらに、計測モード切替部７０は、Ｍモード及びＤモードのうちいずれか一方の計測モードに切り替える。
【００６９】
ステップＳ２において、演算部１８は、アナライトＡの計測・定量指示があったか否かを判別する。具体的には、演算部１８は、クロック発生器２６から入力されたクロック信号のパルス数をカウントし、カウント上限値（時間に換算すると、サンプリング間隔Ｔｓに相当する。）に到達した場合、定量指示があったと判別する。一方、前記カウント上限値に到達していない場合、到達するまでステップＳ２に留まる。
【００７０】
ステップＳ３において、計測指示部６４は、計測モード切替部７０から供給された信号から、計測モードの種別を識別する。Ｍモードであると識別された場合、計測指示部６４は、Ｍモードでの計測を開始する旨の指示信号を光源制御部６０に向けて出力する。そして、光源制御部６０は、相対的に小さい駆動電力を供給することでＬＥＤ素子４６を発光させる。この場合、励起光Ｅは、相対的に少ない光量（エネルギー量）からなる光であり、インジケータ層５０（すなわち、アナライトＡ、標識化合物又は第３成分）に向けて放射される（ステップＳ４）。
【００７１】
一方、Ｄモードであると識別された場合、計測指示部６４は、Ｄモードでの計測を開始する旨の指示信号を光源制御部６０に向けて出力する。そして、光源制御部６０は、相対的に大きい駆動電力を供給することでＬＥＤ素子４６を発光させる。この場合、励起光Ｅは、相対的に多い光量（エネルギー量）からなる光であり、インジケータ層５０に向けて放射される（ステップＳ５）。
【００７２】
ステップＳ６において、センサ制御回路１６（蛍光信号取得部６２）は、蛍光センサ１４を介して、アナライトＡと標識化合物との相互作用による蛍光Ｆ（図３参照）を検出する。励起光Ｅの光量が増加するにつれて、蛍光Ｆの発光強度が大きくなるので、第１計測モードにおける蛍光Ｆの発光強度は、第２計測モードにおける蛍光Ｆの発光強度よりも小さくなる。
【００７３】
蛍光信号取得部６２は、蛍光Ｆの強度に応じた蛍光信号を取得し、この蛍光信号を蛍光強度Ｆ（ｔ）に変換した上で（あるいはそのままの値で）演算部１８側に供給する。そして、演算部１８は、蛍光強度Ｆ（ｔ）又は蛍光信号をＲＡＭ２４に一時的に記憶させる。なお、センサ制御回路１６は、蛍光信号の取得に同期して（あるいは非同期的に）、温度センサ１５を介して温度信号を取得してもよい。
【００７４】
ステップＳ７において、濃度定量部７２は、取得した蛍光強度Ｆ（ｔ）、ＲＡＭ２４から読み出した定量係数等を用いて、アナライトＡの濃度［Ａ（ｔ）］を定量する。ここで、蛍光強度Ｆ（ｔ）及び濃度［Ａ（ｔ）］の相関関係は計測モードに応じて異なるため、計測モードにそれぞれ適した定量係数が用いられる。なお、濃度［Ａ（ｔ）］の定量方法は、蛍光色素の材質、化学反応の性質等に適した種々の手法を採ることができる。
【００７５】
ステップＳ８において、演算部１８は、今回の計測モードがＭモードであるかＤモードであるかを判別する。Ｍモードであると判別された場合、演算部１８は、ステップＳ９を実行せずに次のステップ（Ｓ１０）に進む。
【００７６】
一方、Ｄモードであると判別された場合、演算部１８は、ステップＳ７で定量された濃度［Ａ（ｔ）］に関する各種情報を表示器２８に表示させる（ステップＳ９）。ここで、Ｄモードで定量された濃度［Ａ（ｔ）］を選択的に表示するようにしたので、計測精度が高い定量値をユーザに対して常に報知できる。なお、ステップＳ７で定量された濃度［Ａ（ｔ）］を示す文字の他、直近のトレンド（例えば、上昇状態、下降状態、平坦状態）を示すマーク等を表示器２８に表示させてもよい。「トレンド」は、所定の時間幅における濃度［Ａ（ｔ）］の変動傾向を意味する。
【００７７】
ステップＳ１０において、計測モード切替部７０は、次の計測モードを決定する。計測モード切替部７０は、計測回数、蛍光強度Ｆ（ｔ）の履歴等の各種情報に基づいて、Ｍモード及びＤモードのうちいずれか一方に切り替える。本実施形態では、計測モード切替部７０は、Ｍモード（第１計測モード）の際に少なくとも１回定量されたアナライトＡの濃度［Ａ（ｔ）］に応じて、ＭモードからＤモード（第２計測モード）に切り替える。あるいは、計測モード切替部７０は、計測回数（例えば、５回以上５００回以下）に応じてＭモードからＤモードに切り替える。詳細については後述する。
【００７８】
ステップＳ１１において、間隔決定部６６及び／又は計測精度決定部６８は、計測条件の変更が必要か否かを判別する。種々の判別条件を設けてもよい。変更が不要であると判別された場合、ステップＳ１２を実行することなく次のステップ（Ｓ１３）に進む。
【００７９】
一方、変更が必要であると判別された場合、間隔決定部６６及び／又は計測精度決定部６８は、計測条件を適宜変更する（ステップＳ１２）。例えば、計測精度決定部６８は、アナライトＡの濃度［Ａ（ｔ）］に応じて、Ｍモードでの励起光量Ｐｅに対するＤモードでの励起光量Ｐｅの比（以下、光量比という。）を変更してもよい。この光量比は、２以上１００以下であることが好ましく、１０以上５０以下であることが一層好ましい。例えば、濃度［Ａ（ｔ）］が蛍光信号に略比例する場合、Ｍモードでの装置誤差Ｅｒに対するＤモードでの装置誤差Ｅｒの比（以下、「誤差比」という。）は、概ね１／１００〜１／２、あるいは１／５０〜１／１０である。なお、Ｄモードの計測では、定量精度を確保するため、８ビット（２５６レベル）以上の蛍光信号が取得できるように調整することが望ましい。
【００８０】
ステップＳ１３において、演算部１８は、この一連の定量動作の終了指示があったか否かを判別する。終了指示がなかったと判別された場合、ステップＳ２に戻り、以下ステップＳ２〜Ｓ１３を繰り返す。一方、終了指示があった場合、センシング装置１０は、アナライトＡの定量動作を終了する。
【００８１】
次いで、各計測モードの時系列的な切替例について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００８２】
図６は、各計測モードでの計測条件を説明する第１の表である。本表は、各計測モードにおける、サンプリング間隔Ｔｓ（単位：ｍｉｎ）、励起光量Ｐｅ（単位は、例えばｃｄ／ｍ２）、及び装置誤差Ｅｒ（単位：ｍｇ／ｍｌ）をそれぞれ示す。
【００８３】
Ｍモード（第１計測モード）では、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝１［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「弱い」（ダイナミックレンジを「狭い」）とし、装置誤差ＥｒをＥｒ＝２０［ｍｇ／ｄｌ］とする。Ｄモード（第２計測モード）では、サンプリング間隔Ｔｓを最大で１０［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「強い」（ダイナミックレンジを「広い」）とし、装置誤差ＥｒをＥｒ＝１［ｍｇ／ｄｌ］とする。
【００８４】
Ｍモード及びＤモードは、それぞれ同期的且つ択一的に実行される。そして、原則的にはＭモードが実行されるが、所定の割り込み条件、例えば第１条件及び第２条件の少なくとも一方を満たす場合、モード割り込みが発生し、Ｄモードが優先的に実行される。ここで、第１条件は、Ｄモードのサンプリング間隔Ｔｓが１０［ｍｉｎ］に一致した（あるいは超えた）場合である。また、第２条件は、Ｍモードでの定量値と、直近のＤモードでの定量値との差（図７の「変化量」に相当する。）の絶対値Δが所定の閾値Ｔｈ［ｍｇ／ｄｌ］を越える場合である。
【００８５】
図７は、計測モードの時系列的な切替結果を例示する概略説明図である。本図は、計測開始からの時点［ｍｉｎ］における、計測モードの種別、血糖値［ｍｇ／ｄｌ］、及び変化量［ｍｇ／ｄｌ］を表す。ここでは、図６に示すように、閾値Ｔｈは、Ｔｈ＝２０［ｍｇ／ｄｌ］に設定されたとする。
【００８６】
時点ｔ＝１においてＤモードにより高精度に計測され、その結果、１００［ｍｇ／ｄｌ］の定量値を得たとする。その後、時点ｔ＝２での計測前にＭモードに切り替えられ、それ以降は原則的にはＭモードにより消費電力を抑制して計測・定量される。計測の都度、直近のＤモードでの定量値（ここでは、時点ｔ＝１での１００［ｍｇ／ｄｌ］）に対する変化量の絶対値Δが２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えるか否かについて判別される。
【００８７】
時点ｔ＝２〜１０での変化量はいずれも、−２０〜２０［ｍｇ／ｄｌ］の範囲内にあるので、Ｍモードによる計測が継続的に実行される。そして、Ｄモードによる直近の計測から起算して１０［ｍｉｎ］に到達した場合、すなわち時点ｔ＝１１において、モード割り込み（Ｄモードへの切り替え）の後に計測・定量される。
【００８８】
そして、時点ｔ＝１２での計測前にＭモードに切り替えられ、それ以降は原則的にはＭモードにより計測・定量される。計測の都度、直近のＤモードでの定量値（ここでは、時点ｔ＝１１での１０６［ｍｇ／ｄｌ］）に対する変化量の絶対値Δが２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えるか否かについて判別される。時点ｔ＝１７における定量値が１３０［ｍｇ／ｄｌ］であり、上記した変化量の絶対値Δが２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えているので、次回（時点ｔ＝１８）の計測の際、モード割り込み（Ｄモードへの切り替え）が発生する。
【００８９】
同様に、時点ｔ＝２２における定量値が１５６［ｍｇ／ｄｌ］であり、直近のＤモードでの定量値（ここでは、時点ｔ＝１８での１２５［ｍｇ／ｄｌ］）に対する変化量の絶対値Δ（３１［ｍｇ／ｄｌ］）は２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えるので、次回（時点ｔ＝２３）の計測の際、モード割り込み（Ｄモードへの切り替え）が発生する。
【００９０】
同様に、時点ｔ＝２４での計測前にＭモードに切り替えられ、直近のＤモードでの定量値（ここでは、時点ｔ＝２３での１５１［ｍｇ／ｄｌ］）に対する時点ｔ＝２４での変化量の絶対値Δ（２２［ｍｇ／ｄｌ］）は２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えるので、次回（時点ｔ＝２５）の計測の際、モード割り込み（Ｄモードへの切り替え）が発生する。
【００９１】
同様に、時点ｔ＝２６での計測前にＭモードに切り替えられ、直近のＤモードでの定量値（ここでは、時点ｔ＝２５での１６３［ｍｇ／ｄｌ］）に対する時点ｔ＝２９での変化量の絶対値Δ（３４［ｍｇ／ｄｌ］）は２０［ｍｇ／ｄｌ］を超えるので、次回（時点ｔ＝３０）の計測の際、モード割り込み（Ｄモードへの切り替え）が発生する。
【００９２】
このように、演算部１８は、Ｍモード及びＤモードを適宜切り替えながら、定量時点ｔ毎の時系列データとしてのアナライトＡの濃度［Ａ（ｔ）］を得る。続いて、本発明に係るセンシング方法を用いた場合の定量精度について、図８〜図１１を参照しながら説明する。
【００９３】
図８は、血中グルコースの第１の濃度変化を表すグラフである。グラフの横軸は時間（単位：ｍｉｎ）であり、グラフの縦軸はグルコースの濃度、いわゆる血糖値（単位：ｍｇ／ｄｌ）である。この血糖値の変化は、被検体の食後における体内の血糖値の経時的変化を模擬している。本グラフにおいて、最大勾配は概ね１０［ｍｇ／（ｄｌ・ｍｉｎ）］であり、被検体内で急激な変動が起こった事例を想定している。
【００９４】
図９Ａは、Ｍモードのみを用いて図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。ここで、サンプリング間隔ＴｓはＴｓ＝１［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「弱い」（すなわち、装置誤差Ｅｒ＝２０［ｍｇ／ｄｌ］）とした。本グラフの移動平均は、図８に示すグラフに概ね一致する。しかし、本グラフの個々のデータは、移動平均に対する偏差（ばらつき）が大きくなっている。これに対し、定量精度の観点から、サンプリング間隔Ｔｓを小さくしつつ、Ｄモードを常時用いて定量することが望ましい。
【００９５】
図９Ｂは、Ｄモードのみを用いて図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。ここで、サンプリング間隔ＴｓはＴｓ＝１０［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「強い」（すなわち、装置誤差Ｅｒ＝１［ｍｇ／ｄｌ］）とした。各プロットの位置は、いずれも図８に示すグラフ上に概ね投影される。すなわち、Ｄモードでは、０〜４００［ｍｇ／ｄｌ］の範囲内で高精度に定量されることを意味する。ところが、サンプリング間隔Ｔｓが大きくなるにつれて時間遅延が増加し、計測の即時性が失われる。図９Ｂに示すように、血糖値が急激に増加（又は減少）する時間帯、具体的には０〜５０［ｍｉｎ］、又は１００〜２５０［ｍｉｎ］の範囲において、直近の定量値と現在の血糖値との間に乖離（最大で、１００［ｍｇ／ｄｌ］程度）が生じる。特に、定量の都度に濃度［Ａ（ｔ）］を表示器２８に表示させる場合、ユーザは、表示値の遷移から被検体の状態の急変（高血糖、低血糖）を察知できない可能性がある。
【００９６】
このように、計測上の観点から、装置誤差Ｅｒを極力小さくし、且つ、サンプリング間隔Ｔｓを極力小さくすることが望ましい。このためには、蛍光Ｆの発光強度及び頻度を高くする必要があり、蛍光センサ１４を構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化、すなわち短寿命化を招く可能性もある。具体的には、センシング装置１０の可搬性を考慮して電池により電力を供給する場合、励起光Ｅに供給する電力を増加すると電池の交換頻度が多くなる。また、高強度の励起光Ｅを高頻度で放射すると蛍光色素の劣化が促進される。
【００９７】
そこで、本発明に係るセンシング方法を用いることで、濃度［Ａ（ｔ）］に対する定量の追従性を維持しつつも、蛍光センサ１４の劣化を抑制できる。
【００９８】
図１０は、Ｍモード及びＤモードを切り替えて図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。説明の便宜のため、図１０、並びに、後述する図１１、図１２Ｂ、図１３Ｂ、図１７Ａ、図１９Ａ及び図１９Ｂのグラフには、Ｄモードによる定量点のみをプロットし、Ｍモードによる定量点の表記を省略している。また、Ｄモードにおいて、サンプリング間隔ＴｓはＴｓ＝２０［ｍｉｎ］に、閾値Ｔｈは、Ｔｈ＝２５［ｍｉｎ］にそれぞれ設定されたとする。
【００９９】
図１０から理解されるように、０〜５０［ｍｉｎ］、又は１００〜２５０［ｍｉｎ］の範囲において、図９Ｂ（Ｄモードのみで計測）と比べて、Ｄモードによる定量点の数（定量頻度）が増加している。換言すれば、２つの計測モードを適宜切り替えることで、急激な濃度変化に対する追従性が向上すると言える。なお、隣接するプロット間において、Ｍモードでの計測・定量が少なくとも１回実行されているが、蛍光Ｆ（励起光Ｅ）の強度が相対的に抑制されているので、蛍光センサ１４に対する負荷が少なくなっている。
【０１００】
図１１は、図６に示す計測条件に従って第２の濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。第２の濃度変化は、第１の濃度変化（図８参照）と比べて平坦な特性を有する。
【０１０１】
図１１から理解されるように、Ｄモードによる計測は、計測時間の範囲内（０〜４００［ｍｉｎ］の間）に合計２６回だけ実行される。一方、第２条件による割り込み処理を設けない場合、Ｄモードによる計測は、計測時間の範囲内に合計４０回（＝４００／１０）だけ実行される。すなわち、本切替手法を適用することで、Ｄモードによる計測回数を約３０％だけ削減可能である。このように、比較的平坦な濃度変化に対しても、蛍光センサ１４に対する負荷を低減する効果が得られる。
【０１０２】
以上のように、蛍光センサ１４により取得される計測信号（蛍光Ｆ）の強度が相対的に低い第１計測モード（Ｍモード）、及び第１計測モードよりも計測信号（蛍光Ｆ）の強度が相対的に高い第２計測モード（Ｄモード）を切り替える計測モード切替部７０を設けたので、状況に応じて異なる２つの計測モードを組み合わせて使用可能になり、アナライトＡの濃度変化に対する定量の追従性を維持しつつも、蛍光センサ１４を構成する電子部品、計測に関わる各種物質等の劣化を抑制できる。
【０１０３】
また、エネルギーの放射がトリガとなって計測信号を得るセンサの場合、定量頻度を減らすことが消費電力の低減に大きく寄与するため、特に効果的である。さらに蛍光センサ１４の場合、蛍光色素の劣化を抑制する効果もある。
【０１０４】
［変形例］
続いて、本実施形態の第１〜第４変形例に係るセンシング方法及びその効果について、図１２Ａ〜図２０を参照しながら説明する。
【０１０５】
第１変形例に係るセンシング方法について、図１２Ａ〜図１３Ｂを参照しながら説明する。本変形例に係るセンシング方法は、本実施形態に係るセンシング方法（図６参照）と比べて、Ｄモードでの計測条件（特に、割り込み発生条件）が異なっている。本変形例では、割り込み条件の１つである閾値Ｔｈに応じて、適切な装置誤差Ｅｒを設定している。
【０１０６】
図１２Ａ（第２の表）に示すように、変化量（図７参照）の絶対値Δが閾値Ｔｈ＝２５［ｍｉｎ］を越える場合にのみ、モード割り込みが発生し、Ｄモード（第２計測モード）が実行される。なお、Ｍモード（第１計測モード）での計測条件は、図６に示す計測条件と同一である。
【０１０７】
図１２Ｂは、図１２Ａに示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。本図から理解されるように、０〜５０［ｍｉｎ］、又は１００〜２５０［ｍｉｎ］の範囲において、図１０（本実施形態）と略同等の定量点の数が得られる。換言すれば、Ｄモードの最大間隔（図６例では、１０［ｍｉｎ］）を設定することなく、図１０の定量結果を略再現できる。
【０１０８】
一方、図１３Ａ（第３の表）は、図１２Ａに対して、Ｍモードにおける励起光量Ｐｅを「更に弱い」とした場合の計測条件を示す。この場合、Ｍモードの装置誤差Ｅｒは、Ｅｒ＝４０［ｍｇ／ｄｌ］であったとする。なお、その他の計測条件は、図１２Ａに示す計測条件と同一である。
【０１０９】
図１３Ｂは、図１３Ａに示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。本図から理解されるように、５０［ｍｉｎ］近傍のピーク値を検出可能であるが、０〜５０［ｍｉｎ］、又は１００〜２５０［ｍｉｎ］の範囲における定量点の数が少なくなっている。これは、トレンドが上昇状態（又は下降状態）である場合、定量値に混入した装置誤差Ｅｒが、負（又は正）の相殺成分として、正（又は負）の変化量に影響を与え、Ｄモードの定量頻度を不規則に低下させたためと推認される。
【０１１０】
このように、トレンドが上昇状態（又は下降状態）である場合に、Ｄモードでの定量頻度を十分に確保するため、閾値Ｔｈを考慮して、装置誤差Ｅｒの値を決定してもよい。具体的には、１≦（Ｔｈ／Ｅｒ）≦２、且つ、０＜Ｔｈ＋Ｅｒ≦２００［ｍｇ／ｄｌ］の範囲であることが好ましい。
【０１１１】
第２変形例に係るセンシング方法について、図１４〜図１７Ｂを参照しながら説明する。本変形例に係るセンシング方法は、Ｍモードでの装置誤差Ｅｒを可変に設定できる点が、本実施形態に係るセンシング方法（図６参照）と異なっている。
【０１１２】
図１４は、血中グルコースの第３の濃度変化を表すグラフである。グラフの横軸は時間（単位：ｍｉｎ）であり、グラフの縦軸はグルコースの濃度、いわゆる血糖値（単位：ｍｇ／ｄｌ）である。本グラフにおいて、０〜６０［ｍｉｎ］の範囲で急激な上昇変動が、３２０〜３５０［ｍｉｎ］の範囲で急激な下降変動がそれぞれ生じている。
【０１１３】
図１５（第４の表）に示すように、Ｍモード（第１計測モード）では、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝１［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「可変」（ダイナミックレンジを「可変」）とする。本変形例において、光源制御部６０（図４参照）は、アナライトＡの濃度［Ａ］に応じて、ＬＥＤ素子４６からの励起光量Ｐｅを制御する。この［Ａ］は、Ｄモードでの直近の定量値（単位は［ｍｇ／ｄｌ］）である。
【０１１４】
例えば、Ｅｒ＝０．１・［Ａ］（単位は［ｍｇ／ｄｌ］）の関係を常に満たすため、光源制御部６０（図４参照）は、濃度［Ａ］が減少するにつれて励起光量Ｐｅを増加するようにＬＥＤ素子４６を制御すればよい。この励起光量Ｐｅは、計測精度決定部６８により遂次実行されるとともに、計測指示部６４を介して光源制御部６０側に供給される。
【０１１５】
また、Ｄモード（第２計測モード）では、図６と基本的に同様であるが、第２条件の閾値Ｔｈが可変である点が異なる。計測モード切替部７０は、具体的にはＴｈ＝０．１５・［Ａ］（単位は［ｍｇ／ｄｌ］）として閾値Ｔｈを決定する。
【０１１６】
以下、第２変形例に係るセンシング方法の効果について、図１６Ａ〜図１７Ｂを参照しながら説明する。なお、比較例として、図９Ｂと同様に、サンプリング間隔Ｔｓ＝１０［ｍｉｎ］、装置誤差Ｅｒ＝１［ｍｇ／ｄｌ］であるＤモードのみを用いた定量も併せて実施した。
【０１１７】
図１６Ａは、Ｄモードのみを用いて図１４に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。図１６Ｂは、図１６Ａに示す定量結果から得られた追従誤差の傾向を示すグラフである。ここで、図１６Ｂ及び図１７Ｂに示す追従誤差は、（Ｄモード間の定量値の変化量）／（Ｄモードでの定量値）×１００［％］で定義される。
【０１１８】
図１６Ｂに示すように、追従誤差の正の最大値は概ね５０％（１４０［ｍｇ／ｄｌ］近傍）である。また、追従誤差の負の最大値は概ね３０％（２００、２６０［ｍｇ／ｄｌ］近傍）である。つまり、図１６Ａ及び図１６Ｂから理解されるように、血糖値が急激に変化する際、追従誤差が発生し易い傾向がある。
【０１１９】
図１７Ａは、図１５に示す計測条件に従って図１４に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットを示すグラフである。図１７Ｂは、図１７Ａに示す定量結果から得られた追従誤差の傾向を示すグラフである。
【０１２０】
図１７Ｂに示すように、追従誤差の正の最大値は概ね２０％（８０〜１５０［ｍｇ／ｄｌ］近傍）である。また、追従誤差の負の最大値は概ね２０％（２５０［ｍｇ／ｄｌ］近傍）である。特に、低〜中血糖領域では、誤差の低減が顕著であった。
【０１２１】
このように、アナライトＡの濃度［Ａ］に応じて励起光量Ｐｅ又は閾値Ｔｈを変更することで設計の自由度が高くなる。例えば、濃度［Ａ］が減少するにつれて励起光量Ｐｅを増加させることで、低血糖状態におけるＭモードでの計測精度が向上する。
【０１２２】
第３変形例に係るセンシング方法について、図１８〜図１９Ｂを参照しながら説明する。本変形例に係るセンシング方法は、Ｍモードでの装置誤差Ｅｒを可変に設定できる点が、本実施形態に係るセンシング方法（図６参照）と異なっている。
【０１２３】
図１８（第５の表）に示すように、Ｍモード（第１計測モード）では、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝１［ｍｉｎ］とし、励起光量Ｐｅを「可変」（ダイナミックレンジを「可変」）とする。本変形例において、光源制御部６０（図４参照）は、濃度［Ａ］と所定の閾値との間の大小関係に応じて装置誤差Ｅｒを決定する。
【０１２４】
具体的には、Ｄモードでの直近の定量値（濃度［Ａ］）を取得した後、計測精度決定部６８は、［Ａ］≧１００［ｍｇ／ｄｌ］を満たす場合はＥｒ＝２０［ｍｇ／ｄｌ］に、［Ａ］＜１００［ｍｇ／ｄｌ］を満たす場合はＥｒ＝１０［ｍｇ／ｄｌ］に決定する。
【０１２５】
図１９Ａは、図６に示す計測条件に従って図８に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットの一部を表すグラフである。図１９Ｂは、図６に示す濃度変化を遂次定量することで、得られた血糖値のプロットの一部を表すグラフである。グラフの横軸及び縦軸の定義は図８のグラフと同じであるが、説明の便宜のため、特定の範囲を拡大して表記している。
【０１２６】
図１９Ａ及び図１９Ｂから理解されるように、血糖値が低い範囲Ｒ１（２５０〜３００［ｍｉｎ］）及び範囲Ｒ２（３３０〜３７０［ｍｉｎ］）において、Ｄモードによる定量点の数（定量頻度）が多くなっている。これにより、ユーザは、リスクの高い低血糖近傍の血糖値のとき、実際の濃度との差が小さい値を表示器２８（図１参照）で確認可能であり、低血糖状態の発現可能性をより早く察知できる。
【０１２７】
第４変形例に係るセンシング方法について、図２０を参照しながら説明する。本変形例に係るセンシング方法は、Ｍモード（第１計測モード）でのサンプリング間隔Ｔｓを複数種類設けている点が、本実施形態に係るセンシング方法（図６参照）と異なっている。
【０１２８】
図２０は、各計測モードでの計測条件を説明する第６の表である。本表に示すように、Ｍモードでのサンプリング間隔Ｔｓは、ゾーン及び／又はトレンドの属性に応じて決定される。ゾーンとは、所定の濃度範囲（例えば、０〜５００［ｍｇ／ｄｌ］）を複数の範囲に区分した場合における各範囲の要素である。
【０１２９】
本変形例では、間隔決定部６６は、Ｄモードでの直近の定量値が２００［ｍｇ／ｄｌ］（第１閾値）を越える場合に「Ｈｉｇｈ」ゾーン、血糖値が１００〜２００［ｍｇ／ｄｌ］である場合に「Ｍｉｄｄｌｅ」ゾーン、血糖値が１００［ｍｇ／ｄｌ］（第２閾値；第１閾値よりも小さい。）を下回る場合に「Ｌｏｗ」ゾーンに属するとそれぞれ判別する。また、間隔決定部６６は、直近の複数の定量値から回帰直線を求め、その勾配が所定の正値よりも大きい場合に「上昇」状態、この勾配が所定の負値よりも小さい場合に「下降」状態、それ以外の場合は「平坦」状態であるとそれぞれ判別する。
【０１３０】
本図に示すように、間隔決定部６６は、定量値が「Ｈｉｇｈ」ゾーンに属し、且つ、トレンドが「上昇」状態である場合、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝１［ｍｉｎ］に決定する。一方、間隔決定部６６は、定量値が「Ｈｉｇｈ」ゾーンに属しても、トレンドが「下降」状態又は「平坦」状態である場合、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝５［ｍｉｎ］に決定する。すなわち、血糖値の経時的変化が最高ピーク時に到達する前であると推定された状態下では、相対的に小さいサンプリング間隔Ｔｓが設定される。
【０１３１】
また、間隔決定部６６は、定量値が「Ｍｉｄｄｌｅ」ゾーンに属する場合、現在のトレンド（上昇、下降、平坦）にかかわらずサンプリング間隔Ｔｓを相対的に大きい値、例えばＴｓ＝５［ｍｉｎ］に決定する。
【０１３２】
さらに、間隔決定部６６は、定量値が「Ｌｏｗ」ゾーンに属し、且つ、トレンドが「上昇」状態又は「平坦」状態である場合、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝５［ｍｉｎ］に決定する。一方、間隔決定部６６は、定量値が「Ｌｏｗ」ゾーンに属しても、トレンドが「下降」状態である場合、サンプリング間隔ＴｓをＴｓ＝１［ｍｉｎ］に決定する。すなわち、血糖値の経時的変化が最低ピーク時を脱する前であると推定された状態下では、相対的に小さいサンプリング間隔Ｔｓが設定される。
【０１３３】
すなわち、間隔決定部６６は、Ｍモードで、アナライトＡの濃度［Ａ］及び／又はそのトレンドに応じてサンプリング間隔Ｔｓを遂次決定してもよい。特に、アナライトＡの濃度［Ａ］が第１閾値以上及び／又は第２閾値以下でのサンプリング間隔Ｔｓを、残余の濃度範囲でのサンプリング間隔Ｔｓよりも小さい値に決定することで、血糖値の時系列のピークを捉える確度が向上する。
【０１３４】
このように、所定の濃度範囲を複数のゾーンに分類し、得られた定量値についての各ゾーンの属否に応じてサンプリング間隔Ｔｓを決定することで、濃度［Ａ（ｔ）］の変化を大局的に捉えることができ、過不足ない適時の定量が可能になる。また、複数のゾーンの属否のみならずトレンドを併せて考慮することで、異なる観点から濃度［Ａ（ｔ）］の変化を大局的に捉えることが可能になり、一層効果的である。
【０１３５】
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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