(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルコース溶液を収容可能で、光透過性材料で成形されたことを特徴とする血糖値測定用器具であって、光照射を行う濃度測定ポイント及びグルコース溶液導入口とグルコース溶液取出口を有し、前記グルコース溶液導入口からグルコース溶液を脈動を生じさせるように供給し、前記グルコース溶液取出口から取り出すようにしたことを特徴とする血糖値測定用器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体中の血糖値を透過光を利用して非侵襲的に測定する器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
糖尿病患者や血糖値の比較的高い健常者は、血糖値を下げるための薬剤であるインシュリン投与の要否を決定するために血糖値の測定を行うことがある。この血糖値測定のためには旧来は血液採取が必須であり、注射器を使用する皮膚を通しての血液採取は患者等に多大な苦痛を与えていた。
この欠点を解消するために赤外光を利用する非侵襲的な血糖値測定方法が提案されている（例えば特開平５−176917号公報、特開2000−189404号公報）。これらの方法では次のようにして血糖値測定を行う。
まず患者等の身体の一部例えば耳たぶや手指などの被測定部位に赤外線を照射すると、照射赤外線は被測定部位内のグルコースによりその一部が吸収され、グルコース濃度をかなり反映した吸光度が得られ、この吸光度又は対応する透過率の値に基づき血糖値が算出され、非侵襲的な血糖値測定が可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような非侵襲的な血糖値測定方法は、臨床試験の段階の血糖値測定機にも適用され、糖尿病患者等の血糖値測定に利用されている。つまり人差し指等の人体の一部を載せた測定機の部位に赤外線を照射し、照射赤外線の透過光の強度あるいは吸光度を測定して体内の血糖値を算出している。この測定方法自体は、従来技術の欠点を解消した有用な手法であるが、長期間使用を継続すると、測定機自体に固有の誤差が発生して測定基準点（例えば濃度ゼロポイント）がずれて、正確な測定ができなくなる虞がある。そして測定機を製品として出荷する場合にも出荷に先立って各測定機の検定を行って前記測定基準点のずれが生じていないことを確かめることが望ましい。
【０００４】
しかしながら従来は、測定基準点のずれを正確に検知する手段がなく、出荷前や長期間使用後の血糖値濃度測定機の誤差の更正が実質的に行われていなかった。これは前記更正等では体内の血糖値測定を必須とするのに対し、人体の血糖値を幅広い範囲で変化させるためには、被験者を糖尿病患者にしてしまうような過剰な糖分摂取を強要したり、あるいは栄養不良になるような糖分摂取の抑制を強要したりする必要があり、実質的に血糖値と吸光度（光透過率）の関係を特定することが不可能であったからである。
そこで、本発明の目的は、被験者に負担を強いることなく、測定血糖値の更正を行い得る血糖値測定用器具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、グルコース溶液を収容可能で、光透過性材料で成形されたことを特徴とする血糖値測定用器具であって、光照射を行う濃度測定ポイント及びグルコース溶液導入口とグルコース溶液取出口を有し、前記グルコース溶液導入口からグルコース溶液を脈動を生じさせるように供給し、前記グルコース溶液取出口から取り出すようにしたことを特徴とする血糖値測定用器具である。
【０００６】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、測定対象であるグルコース溶液を収容可能で光を照射し透過光の透過率（又は吸光度）を測定して前記グルコース溶液の濃度測定のための血糖値測定用器具を提供するもので、特に人体内の血糖値濃度測定のための測定機の出荷前の検定や長期間使用した当該測定機の更正に使用することを意図している。なお以下の説明は、透過光の「透過率」を算出してこの透過率とグルコース濃度との関係を特定することを中心に行うが、透過率の替わりに「吸光度」を算出し、この吸光度とグルコース濃度との関係を特定するようにしても良い。
従来の体内の血糖値濃度を非侵襲的に行う測定方法では、通常、互いに異なりかつ近接する３つの波長の近赤外光を被測定部位に照射し、該被測定部位を透過した前記３つの波長の透過光の強度を検出し、これら３つの波長に関する透過光強度検出値に基づき体内の血糖値を算出する。
【０００７】
この従来法では、光を直接人体に照射するため、体内で生じ得る血糖値濃度とこの濃度に対応する透過率の関係が得られるのみであり、体内で実際に生じ得る血糖値濃度は非常に狭い範囲内に収まる。
通常の濃度測定機では、比較的広い範囲で測定対象の濃度とこの濃度と相関関係にある他の因子との検量線を作成し、この検量線による関係が維持されているか否かで正確な測定が行われているかを確認している。
前記血糖値濃度測定機では、人体内の血糖値を測定するという制約から、前述の通り実質的に血糖値と吸光度の関係を特定することが不可能であった。従来の血糖値測定で仮に検量線を使用するとしても、体内の血糖値を変化させて検量線を作成することになるため、濃度範囲が非常に狭く、正確な相関関係は得られない筈である。
【０００８】
これに対し本発明では、グルコース溶液を収容可能で、光透過性材料で成形された血糖値測定用器具を使用して、濃度未知のグルコース溶液の濃度を測定し、あるいは濃度調整されたグルコース溶液の濃度と照射光の透過率又は吸光度との関係を特定する。
使用する血糖値測定用器具の形状は特に限定されないが、対象とするグルコース溶液が静止せず、少なくとも測定ポイントでは常に流れるような形状とすることが望ましい。
【０００９】
更に体内には血液中のグルコースと組織内のグルコースがあり、単に光を照射し透過光の透過率を測定しグルコース濃度が算出できても血液のグルコース濃度か組織のグルコース濃度か特定できないことがある。この欠点を解消するために本発明では脈動変分法を使用する。この方法は、血液が常に脈動を繰り返していて、測定ポイントの血液量が周期的に増減し、グルコース濃度も周期的に脈動を打つように変化して最高値と最低値とが現れる現象を利用するもので、これにより血液の血糖値のみを抽出できる。なお測定対象のグルコース溶液を更に実際の血液に近づけるために、脂肪やたんぱく質を添加しても良い。
従って本発明の血糖値測定用器具を使用して血糖値濃度測定を行う場合には、該測定用器具にグルコース溶液導入口とグルコース溶液取出口を設置し、測定対象のグルコース溶液をポンプ等を使用して周期的に供給し、測定ポイントで脈動を生じさせながら、該測定ポイントのグルコース溶液に前記血糖値測定用器具の外壁を通して光を照射して脈動しているグルコース溶液中のグルコースに光を吸収させ、前記血糖値測定用器具の他方の外壁から透過してくる透過光の透過率を測定し、この値から測定対象のグルコース溶液の濃度を測定する。
【００１０】
この測定方法により、血糖値測定用器具内のグルコース溶液が体内の血液の状態に近似され、血液とほぼ同じ状態を有するグルコース溶液中のグルコース濃度が測定できる。
又前記血糖値測定用器具の材質は、光を殆ど吸収しない透明な材料であることが望ましく、例えばシリコン、ポリプロピレン等が使用できる。
【００１１】
本発明では、前記血糖値測定用器具中に、水等の溶媒に所定量のグルコースを溶解して濃度既知のグルコース溶液を調製し、このグルコース溶液に光を照射し、透過光の透過率を算出することができる。この操作をグルコース溶液の濃度を変えて複数回、好ましくは10回以上行うと、グルコース濃度と透過率（又は吸光度）の相関関係が得られ、この関係を基に検量線を作成できる。なお本発明での検量線とは単にグラフ上の検量線のみを意味するものではなく、グルコース濃度と透過率の関係を示す表なども含む。
この検量線作成に際しては、グルコースの溶解度の範囲内で任意濃度のグルコース溶液を調製でき、従って検量線のグルコース濃度範囲が体内のグルコース濃度を使用する場合と比較して大幅に広がり、濃度を指標とする正確な検量線が得られる。
【００１２】
得られた検量線を使用する血糖値測定機の更正は次のようにして行うことができる。
対象とする血糖値測定機の、通常カフが位置する部分に、濃度調整されたグルコース溶液が収容された前記血糖値測定用器具を保持し、測定ポイントに光を照射し、透過する光の透過率を測定する。前述のように作成された検量線を参照し、対応グルコース濃度における対応透過率がずれていれば、血糖値測定機の演算部を更正して、正確な測定が行えるようにする。
この操作は長期間使用した血糖値測定機の更正だけでなく、出荷前の血糖値測定機の検定にも使用でき、血糖値測定機の長期間の信頼性保持と新製品の性能保証を簡便に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る血糖値測定用器具の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る血糖値測定用器具の一例を示す概略縦断面である。
人工指に模した円筒形の測定用器具本体１の左端部外側には、キャップ状の封止材２が嵌められ、前記本体１の右端部には、該測定用器具本体１の内径と同じ外径を有し、ポンプ（図示略）に接続された溶液供給管３が嵌合されている。測定用器具本体１のほぼ中央の上面に短寸の接続管４が形成され、この接続管４には先端が開放された溶液取出管５が接続されている。
【００１４】
前記ポンプにより濃度既知のグルコース水溶液６を溶液供給管３を通して供給し、測定用器具本体１内を脈動を起こさせながら流通させ、更に前記本体１から離れた光源７から、互いに異なり且つ近接する３つの波長を有する近赤外光を絞り８を通して測定用器具本体１内のグルコース水溶液６の照射し、かつ測定用器具本体１からの透過光を解析して透過率を決定する。
この操作を複数回繰り返すと、グルコース濃度−透過率の複数の関係が得られ、グラフ上でそれぞれの点を結ぶことにより検量線が得られる。
【００１５】
次いで、初期検定又は更正を行う血糖値測定機におけるカフ部分に、前記測定用器具本体を位置させ、該本体にポンプを使用して濃度既知のグルコース水溶液を脈動させながら供給し、前記本体中のグルコース水溶液に、３つの波長を有する近赤外光を絞りを通して照射し、透過光の透過率を算出する。
前記したグルコース水溶液のグルコース濃度と算出した透過率を、前述の通り作成した検量線上で比較し、検量線上の理論値からのずれに相当する分の透過率を更正し、特定のグルコース濃度に対して対応する正確な透過率が得られるようにする。
【００１６】
実施例
図１に示したシリコン製の血糖値測定用器具（厚さ３mm、本体長さ150mm、接続管中心から溶液供給管３先端までの長さが50mm、本体内径180mm、接続管内径３mm）をハーバード株式会社の脈動血流ポンプ（商品名Model1405）の溶液供給管（内径約８mm）に接続した。本実施例ではその１ストローク供給流量を10mlに、脈動数を100回／分に、供給流量を1000ml／分に設定し、グルコース濃度を０〜２重量％の範囲で変化させたグルコース水溶液の計22サンプルを別々に血糖値測定用器具本体内に供給した。
【００１７】
血糖値測定機のカフに相当する部分に、この血糖値測定用器具をセットし、光源であるブロード光ランプが発する近赤外光のうち波長902nm、９1２nm及び922nmを選択し、これらの光を前記測定用器具本体内のグルコース水溶液に照射し、
前記本体から透過する光量から吸光度を算出した。前記22サンプルに対して同様の吸光度測定を別個に行い、得られたグルコース濃度（重量％）と吸光度の関係をグラフ上にプロットしたところ、図２に示す検量線が得られた。
この検量線から分かるように、グルコース濃度と吸光度はほぼ反比例の関係にあることが分かった。
１年間続けて使用した同型の血糖値測定機のカフに相当する部分に、前記血糖値測定用器具をセットし、グルコース水溶液の濃度を0.5重量％としたこと以外は検量線作成時と同様の条件でグルコース水溶液供給及び光照射を行い、0.5重量％のグルコース濃度に相当する吸光度を算出したところ、該当する吸光度は0.0167であり、検量線上の理論値である0.0165より0.0002大きかったため、吸光度が0.0002だけ小さくなるように更正を行った。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、グルコース溶液を収容可能で、光透過性材料で成形されたことを特徴とする血糖値測定用器具であって、光照射を行う濃度測定ポイント及びグルコース溶液導入口とグルコース溶液取出口を有し、前記グルコース溶液導入口からグルコース溶液を脈動を生じさせるように供給し、前記グルコース溶液取出口から取り出すようにしたことを特徴とする血糖値測定用器具である。
この血糖値測定用器具では、測定対象のグルコース濃度をグルコースの溶解度の範囲内で自由に調整できるため、濃度既知のグルコース溶液の透過率や吸光度を容易に測定でき、血液中の血糖値を測定する場合には、組織内の血糖値と区別するために、前記血糖値測定用器具中に供給されるグルコース溶液にポンプ等を使用して脈動を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る血糖値測定用器具の一例を示す概略縦断面。
【図２】実施例で得られたグルコース濃度（重量％）と吸光度の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１  測定用器具本体
２  封止材
３  溶液供給管
４  接続管
５  溶液取出管
６  グルコース水溶液
７  光源
８  絞り
【図１】
0003903340.tif 000002
【図２】
0003903340.tif 000003