(57)【要約】【課題】高精度に生体内の情報を測定すると共に、針の挿入時および引抜時に患者に痛みを感じさせ難い電極針、電極針を用いた生体情報測定装置、及び液体供給装置を提供する。【解決手段】電極針（第１電極針１）は、生体内に穿刺される電極針であって、柱形状または管形状の芯部１ａと、芯部１ａに形成された電極（電極層１２）と、電極が絶縁材料で覆われている絶縁部１４と、電極または電極上に形成された感知層（検知層１７Ｂ）が露出する電極窓部１５と、を備える。【選択図】図５Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に穿刺される電極針であって、
柱形状または管形状の芯部と、
前記芯部に形成された電極と、
前記電極が絶縁材料で覆われている絶縁部と、
前記電極または前記電極上に形成された感知層が露出する電極窓部と、を備えることを特徴とする電極針。
【請求項２】
請求項１に記載の電極針であって、
前記電極窓部は、前記電極針が穿刺される穿刺方向に沿って矩形状に露出していることを特徴とする電極針。
【請求項３】
請求項２に記載の電極針であって、
前記芯部または前記絶縁部は、前記電極窓部に向けて傾斜する傾斜面部を備えることを特徴とする電極針。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電極針であって、
前記感知層は、前記生体内の情報を感知することを特徴とする電極針。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電極針であって、
前記電極針の長径は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする電極針。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の電極針であって、
前記電極窓部と前記傾斜面部とのなす角度は、９０°以上、１７０°以下であることを特徴とする電極針。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電極針であって、
前記電極針は、液体を流動する流路を備えることを特徴とする電極針。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電極針で構成される、第１電極針と第２電極針と、
前記第１電極針と前記第２電極針との間の電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記生体内の情報を測定することを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の生体情報測定装置であって、
前記生体内の情報はグルコースに関する情報であり、
前記第１電極針は酵素層を含む感知層を備えた作用電極であり、
前記第２電極針は前記第１電極針との間の電流を導く対電極である、ことを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の生体情報測定装置であって、
前記第１電極針に流れる電流の抵抗の検出に用いる参照電極としての第３電極針を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の生体情報測定装置を備え、
前記第１電極針または前記第２電極針は、液体を流動する流路を有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の生体情報測定装置を備え、
前記第１電極針、前記第２電極針、及び前記第３電極針のいずれかは、液体を流動する流路を有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の液体供給装置であって、
前記生体内の情報はグルコースに関する情報であり、
前記液体はインスリンであることを特徴とする液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極針、生体情報測定装置、及び液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膵臓からのインスリン分泌が正常ではない、特にインスリンの分泌が全く無い糖尿病患者は、例えば、一日に食事前と就寝前の４回の採血を行い、血糖値を測定する。そして、糖尿病患者は、血糖値が高い場合にはインスリン投与を行う。
【０００３】
特許文献１には、糖尿病患者の血糖値を連続的かつ自動的に測定する連続式グルコースモニター装置が開示されている。連続式グルコースモニター装置はＣＧＭと称する。このＣＧＭではグルコースの測定に酵素反応が利用されている。
【０００４】
また、特許文献２には、皮下挿入式デバイスを挿入する挿入針として、挿入針は長方形の針本体と先端部を備え、先端部は皮下への針の挿入を可能にする尖端及び先端に向かって傾斜するほぼ平滑な面を有し、針本体は、その一部に沿って、皮下挿入式デバイスを少なくとも一部収容できる細長い溝を備えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５３７７３２号公報
【特許文献２】特表２００５−５２０６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では筒状の針が用いられていた。そして、針の中には基板が設置され、基板には複数の電極が設置されていた。そして、針を患者の皮膚組織に挿入した後、基板を皮膚組織に残して針を抜き取っていた。このように、針の中に基板が設置されるため、針の外形が大きくなり、針を皮膚組織に挿入する際の痛みを患者に与えやすくなっていた。また、特許文献２では、先端に向かって傾斜する平滑な面や、細長い溝を備えて、皮下挿入式デバイスを皮膚組織に挿入しているが、やはり挿入針の外形が大きくなり、挿入する際の痛みを患者に与えやすくなっていた。
従って、高精度に生体内の情報を測定すると共に、針の挿入時および引抜時に患者に痛みを感じさせ難い電極針、電極針を用いた生体情報測定装置、及び液体供給装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る電極針は、生体内に穿刺される電極針であって、柱形状または管形状の芯部と、芯部に形成された電極と、電極が絶縁材料で覆われている絶縁部と、電極または電極上に形成された感知層が露出する電極窓部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような電極針によれば、芯部と、芯部に形成された電極と、電極が絶縁材料で形成される絶縁部と、電極または感知層が露出する電極窓部とを備えている。これにより、電極窓部以外の領域が絶縁部で覆われることにより、電極針を生体内に穿刺して用いる場合、電圧の損失やノイズ等を低減して、例えば電流を正確に検出することができる。これにより、高精度に生体内の情報を測定できる電極針を実現することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る電極針において、電極窓部は、電極針が穿刺される穿刺方向に沿って矩形状に露出していることが好ましい。
【００１１】
このような電極針によれば、電極窓部は、電極針が穿刺される穿刺方向に沿って矩形状に露出しているため、穿刺時において電極や感知層などの剥離を防止することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る電極針において、芯部または絶縁部は、電極窓部に向けて傾斜する傾斜面部を備えることが好ましい。
【００１３】
このような電極針によれば、芯部または絶縁部が、電極窓部に向けて傾斜する傾斜面部を備えることにより、電極針の挿入および引抜を行う際の抵抗を軽減させることができる。従って、患者に痛みを感じさせ難い電極針を実現することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る電極針において、感知層は、生体内の情報を感知することが好ましい。
【００１５】
このような電極針によれば、生体の所定の成分を感知層が感知して電流を流すことができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る電極針において、電極針の長径は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
このような電極針によれば、電極針の長径は０．１ｍｍ以上である。なお、長径は電極針の断面形状で直径が最も大きくなる場所での直径を示す。このとき、電極針は曲がらずに皮膚に刺さるため、電極針を折れ難くすることができる。また、電極針の長径は０．５ｍｍ以下である。このとき、電極針は痛点への刺激が小さいので患者に痛みを感じさせ難くすることできる。従って、折れ難く、患者に痛みを感じさせ難い電極針を実現することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る電極針において、電極窓部と傾斜面部とのなす角度は、９０°以上、１７０°以下であることが好ましい。
【００１９】
このような電極針によれば、電極窓部と傾斜面部とのなす角度は、９０°以上、１７０°以下であることにより、電極針の挿入および引抜を行う際の抵抗を軽減でき、挿入および引抜をスムーズに行うことができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係る電極針において、電極針は、液体を流動する流路を備えることが好ましい。
【００２１】
このような電極針によれば、液体を流動する流路が備えられているため、生体内の情報を測定するのみでなく、注入針としての機能を備えることができる。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る生体情報測定装置は、上述したいずれかの電極針で構成される、第１電極針と第２電極針と、第１電極針と第２電極針との間の電流を検出する電流検出部と、を備え、生体内の情報を測定することを特徴とする。
【００２３】
このような生体情報測定装置によれば、第１電極針と第２電極針とを備え、電流検出部で、第１電極針と第２電極針との間の電流を検出することにより、生体情報を測定することができる。なお、第１電極針と第２電極針とは、それぞれ別の部位に挿入される。従って、従来の構成のように第１電極と第２電極が設置された基板を内包する針を用いるときに比べて、皮膚に挿入する第１電極針と第２電極針との長径を小さくすることができる。なお、長径が小さい程、皮膚の痛点を刺激し難くなる。従って、本適用例の生体情報測定装置では、生体内の情報を測定するために、第１電極針と第２電極針とを患者の腹部などに挿入や引抜を行っても、患者に痛みを感じさせ難くすることができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る生体情報測定装置において、生体内の情報はグルコースに関する情報であり、第１電極針は酵素層を含む感知層を備えた作用電極であり、第２電極針は第１電極針との間の電流を導く対電極である、ことが好ましい。
【００２５】
このような生体情報測定装置によれば、第１電極針は、酵素層を含む感知層を備えた作用電極であるため、グルコースは酵素層と反応して電流を発生する。そして、第２電極針は、第１電極針との間の電流を導く対電極となっている。なお、グルコース濃度が高い程、酵素層との反応が進むので電流量が多くなる。従って、電流検出部が検出する電流量を解析することによりグルコースの濃度を正確に検出することができる。
【００２６】
［適用例１０］上記適用例に係る生体情報測定装置において、第１電極針に流れる電流の抵抗の検出に用いる参照電極としての第３電極針を備えることが好ましい。
【００２７】
このような生体情報測定装置によれば、第１電極針に流れる電流の抵抗の検出に用いる第３電極針（参照電極）を備えている。生体には間質液が存在する。第１電極針と第２電極針との表面に間質液に含まれる物質が付着して膜が形成されるとき、第１電極針と第２電極針とに流れる電流にかかる抵抗が増加する。従って、参照電極を用いて抵抗を検出することにより、電流検出部での電流値の測定精度を向上させることができる。
【００２８】
［適用例１１］本適用例に係る液体供給装置は、上述したいずれかの生体情報測定装置を備え、第１電極針または第２電極針は、液体を流動する流路を有することを特徴とする。
【００２９】
このような液体供給装置によれば、生体情報測定装置（第１電極針（作用電極）と第２電極針（対電極））を備えることにより、電流を検出して生体内の情報を測定することができる。また、第１電極針または第２電極針は、液体を流動する流路を有しているため、注入針を別に備える必要がなくなり、流路から液体を吐出させることができる。従って、患者に痛みを感じさせ難くする液体供給装置を実現することができる他、液体供給装置の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【００３０】
［適用例１２］本適用例に係る液体供給装置は、上述したいずれかの生体情報測定装置を備え、第１電極針、第２電極針、及び第３電極針のいずれかは、液体を流動する流路を有することを特徴とする。
【００３１】
このような液体供給装置によれば、生体情報測定装置（第１電極針（作用電極）と第２電極針（対電極）と第３電極針（参照電極））を備えることにより、電流を検出して生体内の情報を測定することができる。また、第１電極針、第２電極針、及び第３電極針のいずれかに流路を有しているため、注入針を別に備える必要がなくなり、流路から液体を吐出させることができる。従って、患者に痛みを感じさせ難くする液体供給装置を実現することができる他、液体供給装置の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【００３２】
［適用例１３］上記適用例に係る液体供給装置において、生体内の情報はグルコースに関する情報であり、液体はインスリンであることが好ましい。
【００３３】
このような液体供給装置によれば、液体供給装置は、生体内のグルコースを検出し、生体内にインスリンを供給する。従って、液体供給装置は、生体内のグルコース量に応じてインスリンを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係る測定装置の概略斜視図。
【図２】測定装置の概略斜視図。
【図３】第１電極針〜第３電極針を説明するための模式的な側断面図。
【図４】第１電極針を模式的に示す概側面図。
【図５Ａ】第１電極針の断面を模式的に示す断面図。
【図５Ｂ】第２電極針、第３電極針の断面を模式的に示す断面図。
【図６Ａ】電極針の製造方法（準備工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｂ】電極針の製造方法（研磨工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｃ】電極針の製造方法（切削工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｄ】電極針の製造方法（第１絶縁膜形成工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｅ】電極針の製造方法（配線工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｆ】電極針の製造方法（第２絶縁膜形成工程）を模式的に示す概側面図。
【図６Ｇ】電極針の製造方法（センサー形成工程）を模式的に示す概側面図。
【図７】第１電極針の面部に形成される検出膜の構造を模式的に示す概断面図。
【図８】測定装置の回路構成を模式的に示すブロック図。
【図９】電流検出回路の構成を示す回路図。
【図１０】第２実施形態に係る面部の別の例を模式的に示す概斜視図。
【図１１】第３実施形態に係る測定装置の概略斜視図。
【図１２】電流検出回路の構成を示す回路図。
【図１３】第４実施形態に係るインスリン供給装置の構造を模式的に示す概斜視図。
【図１４】第１電極針の構造を模式的に示す概側面図。
【図１５】第１電極針の構造を模式的に示す要部側面図。
【図１６】インスリン供給装置の回路構成を模式的に示すブロック図。
【図１７】第５実施形態に係るインスリン供給装置の回路構成を模式的に示すブロック図。
【図１８】第６実施形態に係るインスリン供給装置の回路構成を模式的に示すブロック図。
【図１９】第７実施形態に係るインスリン供給装置の構造を示す概略斜視図。
【図２０】第１電極針〜第３電極針の構造を模式的に示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、実施形態について図面に従って説明する。
なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３６】
〔第１実施形態〕
本実施形態では、グルコース値を測定する生体情報測定装置としての測定装置５０の特徴的な例について、図に従って説明する。図１、図２は、第１実施形態に係る測定装置５０の概略斜視図である。詳細には、図１は、測定装置５０を表側から見た斜視図である。図２は、測定装置５０を裏側から見た斜視図である。
【００３７】
図１に示すように、測定装置５０は平面形状が長方形の板状の形状をしている。測定装置５０の長手方向をＸ方向とし、厚み方向をＺ方向とする。そして、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。測定装置５０の＋Ｚ方向側の面を表面５０ａとする。表面５０ａには表示部５１及び入力部５２が設置されている。表示部５１は測定したグルコース値を表示する。表示部５１にはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）等の表示装置が用いられる。
【００３８】
入力部５２はプッシュスイッチや回転つまみ等から構成されている。操作者は、入力部５２を操作して測定装置５０の測定開始指示や測定間隔等の指示入力を行う。さらに、測定装置５０はスピーカー５３を備えている。スピーカー５３は測定したグルコース値が判定値より高いときに警告する。
【００３９】
図２に示すように、測定装置５０の−Ｚ方向側の面を裏面５０ｂとする。裏面５０ｂには粘着シート５４が設置されている。粘着シート５４は測定装置５０の本体を生体の皮膚に設置し固定するときに用いられる。粘着シート５４により測定装置５０の本体は被検体の皮膚に貼り付けられる。裏面５０ｂには−Ｘ方向側に、作用電極としての第１電極針１、対電極としての第２電極針２、及び参照電極としての第３電極針３が設置されている。
【００４０】
第１電極針１〜第３電極針３は被検体の皮膚に穿刺して用いる。第１電極針１〜第３電極針３は二等辺三角形の頂角の位置に配置されている。そして、第１電極針１と第３電極針３との距離は第１電極針１と第２電極針２との間の距離より短く、第２電極針２と第３電極針３との距離より短くなっている。
【００４１】
図３は、第１電極針１〜第３電極針３を説明するための模式的な側断面図である。
図３に示すように、生体としての被検体６０の表面には、表皮の下部に真皮（皮膚組織６０ａ）が配置され、皮膚組織６０ａの下部には皮下組織６０ｂが配置されている。皮膚組織６０ａの厚みは約２ｍｍである。第１電極針１〜第３電極針３の長さは約５ｍｍである。第１電極針１〜第３電極針３は、本実施形態では、断面円形状となる柱形状を有し、先端が円錐状で尖って構成されている。第１電極針１〜第３電極針３は、皮膚面６０ｃの対応するそれぞれの部位を穿孔して被検体６０内に挿入（穿刺）される。そして、第１電極針１〜第３電極針３は、皮膚組織６０ａを突き抜けて皮下組織６０ｂに到達する。なお、皮下組織６０ｂには間質液が満たされている。
【００４２】
第１電極針１の表面には検出膜１０が設置され、検出膜１０は間質液と反応する作用電極として機能する。第２電極針２は対電極として機能し、第３電極針３は参照電極として機能する。そして、第１電極針１〜第３電極針３は間質液を流れる電流を検出する電極を構成している。反応により生じる電流を第１電極針１及び第２電極針２が検出する。そして、電極針の表面にタンパク質等の膜ができたときには膜が電気抵抗となる。第３電極針３は膜による電気抵抗の増加を検出するための電極である。
【００４３】
図４は第１電極針１を模式的に示す概側面図である。
第１電極針１は、図４に示すように、断面円形状となる柱形状を有し、先端部が尖っている。また、第１電極針１には、中央から先端側に向かって、後述する面部１ｂが形成されており、この面部１ｂには、検出膜１０が設置されている。
【００４４】
第１電極針１の長径Ｄは０．１ｍｍ以上である。長径は第１電極針１の断面形状で直径が最も大きい場所の直径を示す。このとき、第１電極針１を折れ難くできる。また、第１電極針１の長径Ｄは０．５ｍｍ以下である。このとき、第１電極針１は痛点への刺激が小さいので被検体６０が痛みを感じ難くすることができる。従って、測定装置５０の第１電極針１は折れ難く、被検体６０が痛みを感じ難い電極にできる。さらには、第１電極針１の長径Ｄは０．１５ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以下が好ましい。さらに、第１電極針１を折れ難く、被検体６０が痛みを感じ難い電極にすることができる。なお、第２電極針２、第３電極針３の長径も、第１電極針１の長径Ｄと同様に構成されている。
【００４５】
図５Ａは、第１電極針１の断面を模式的に示す断面図である。図５Ｂは、第２電極針２、第３電極針３の断面を模式的に示す断面図である。なお、図５Ｂは、第２電極針２を例にして図示している。
図５Ａに示すように、第１電極針１の芯部１ａの材質は、本実施形態では、断面円形状の金属となるステンレス（ＳＵＳ）を用いている。柱形状となる電極針の母材としての芯部１ａには、側面の一部が削られた面部１ｂが形成されている。この面部１ｂに検出膜１０が設置される。なお、芯部１ａが導電性を有するステンレスのため、側面には第１絶縁膜１１が形成される。また、第１絶縁膜１１の外面には、電極層１２が形成される。そして、電極層１２の外面で、面部１ｂ以外の側面には、絶縁材料で覆われる第２絶縁膜１３が形成される。なお、第２絶縁膜１３が、絶縁材料で電極（電極層１２）を覆う絶縁部１４に対応する。これにより、面部１ｂの領域は、電極（電極層１２）が外部に露出する電極窓部１５が形成される。なお、電極層１２として、本実施形態では、白金（Ｐｔ）メッキを施しているが、金メッキとしてもよい。なお、電極窓部１５には検出膜１０が形成される。検出膜１０に関する詳細は後述する。
【００４６】
図５Ｂに示すように、第２電極針２の芯部２ａの材質も、第１電極針１と同様にステンレスで構成されている。また、芯部２ａには、第１絶縁膜１１と同様に第１絶縁膜２１が形成される。その後、第１絶縁膜２１の外面には、電極層２２が形成される。そして、芯部２ａ周囲で所定の幅Ｗとなる領域２ｂを露出させ、それ以外の領域を絶縁材料で覆うことにより第２絶縁膜２３が形成される。なお、第２絶縁膜２３が、絶縁材料で電極（電極層２２）を覆う絶縁部２４に対応する。これにより、領域２ｂには、電極（電極層２２）が外部に露出する電極窓部２５が形成される。なお、電極層２２として、本実施形態では、白金（Ｐｔ）メッキを施しているが、金（Ａｕ）メッキとしてもよい。白金は安定性が高く間質液や酸素と反応して劣化し難い。従って、第２電極針２は長期間安定して機能することができる。
【００４７】
第３電極針３は、第２電極針２と略同様に構成されている。第３電極針３の電極層としては、本実施形態では、白金（Ｐｔ）メッキを施しているが、白金上に銀（Ａｇ）膜を積層したものでもよい。なお、白金上に銀（Ａｇ）膜を積層した場合、銀は間質液において銀と銀イオンとの形態に可逆的に遷移するため、この反応を用いることにより銀は第３電極針３の表面における成膜の検出に適している。そして、酵素を用いたグルコース検知用の参照電極として機能する。銀表面をＡｇＣｌ化してあると更に好ましい。
【００４８】
第１電極針１〜第３電極針３の芯部の材質として、本実施形態ではステンレスを用いているが、ステンレス以外の金属や、硬質性樹脂、合金、セラミックス等を用いてもよい。なお、金属、合金であれば、長径を硬質性樹脂やセラミックス等に比べて小さくすることができる。
【００４９】
測定装置５０は間質液中におけるグルコースの検出を連続的に行う。そして、測定装置５０は、間質液中におけるグルコース値を連続的に観察するＣＧＭＳ（Continuous Glucose Monitoring System）に用いることができる。
【００５０】
次に、検出膜１０におけるグルコースの検出方法を説明する。検出膜１０にはグルコースオキシターゼ等の酵素が含まれている。グルコースは酵素により式（１）に示す酵素反応が生ずる。
グルコース＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ  →  グルコン酸＋Ｈ2Ｏ2    ・・・式（１）
酵素反応により過酸化水素が生成される。過酸化水素に電圧を印加して電気分解する。電圧は特に限定されず実験して決定すればよい。本実施形態では、例えば、０．６Ｖの電圧を印加している。
【００５１】
電気分解により第１電極針１では式（２）に示す反応が生ずる。第２電極針２では式（３）に示す反応が生ずる。
Ｈ2Ｏ2  →  Ｏ2＋Ｈ2+＋２ｅ-      ・・・式（２）
２Ｈ+＋１/２Ｏ2＋２ｅ-  →  Ｈ2Ｏ    ・・・式（３）
式（２）に示すように、第１電極針１では酸素、水素イオン及び電子が生成される。そして、式（３）に示すように、第２電極針２では第１電極針１から供給された電子、酸素及び水素イオンが反応することにより水酸化物イオン濃度が増大する。このように、第１電極針１と第２電極針２とで電子が移動するので、電流量を測定することで過酸化水素の量を定量化できる。そして、生成される過酸化水素の量を検出してグルコースの量を算出する。
【００５２】
図６Ａ〜図６Ｇは、電極針の製造方法を模式的に示す概側面図である。図７は、第１電極針１の面部１ｂに形成される検出膜１０の構造を模式的に示す概断面図である。第１電極針１を例にして電極針の製造方法を説明する。
【００５３】
図６Ａに示す準備工程では、芯部１ａとなるステンレス棒を準備する。次に、図６Ｂに示す研磨工程では、ステンレスの先端部を円錐形状に研磨して、先端部を鋭角にして尖らせる。次に、図６Ｃに示す切削工程では、芯部１ａの側面を削って平坦面となる面部１ｂを形成する。なお、この場合、例えば芯部１ａの長手方向（電極針が穿刺される穿刺方向）に直交するように切削刃を回転させて切削する。これにより、面部１ｂは矩形状に形成される。
【００５４】
また、切削工程では、面部１ｂの長手方向の端部（両端部）からそれぞれの側面に至る段差の領域に、それぞれ外側に拡がる傾斜面部１ｃを形成するようにテーパを付けて切削する。面部１ｂと傾斜面部１ｃとのなす角度αは、本実施形態ではどちらも約１３５°としている。なお、角度αは、９０°以上、１７０°以下で適宜設定することでよい。
なお、芯部１ａは、後述する電極窓部１５に向けて傾斜する傾斜面部１ｃを備えていると言い換えることができる。そして。電極窓部１５と傾斜面部１ｃとのなす角度は、９０°以上、１７０°以下であると言い換えることができる。
このような傾斜面部１ｃを有することにより、傾斜面部１ｃが９０°未満で形成される場合に比べて、第１電極針１を皮膚面６０ｃに穿刺する場合や引抜く場合に、抵抗を低減させることができるため、痛みを感じ難くさせる。
【００５５】
次に、図６Ｄに示す第１絶縁膜形成工程では、針先を除く芯部１ａの側面（面部１ｂ、傾斜面部１ｃも含む）に第１絶縁膜１１を形成する。第１絶縁膜１１は、芯部１ａと、後述する電極層１２とを絶縁する膜である。本実施形態では、絶縁材料として合成樹脂を用いているが、セラミックス材料でもよい。なお、合成樹脂として、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ステンレスをアルミナ処理することで第１絶縁膜１１としての絶縁皮膜を形成することでもよい。また、特殊ステンレス（ＫＣＦ）を用いて熱処理することで第１絶縁膜１１としての絶縁皮膜を形成することでもよい。
【００５６】
次に、図６Ｅに示す配線工程では、第１絶縁膜１１の外面（面部１ｂ、傾斜面部１ｃも含む）に配線となる導電性の層である電極層１２を形成する。なお、この電極層１２が、検出膜１０と測定装置５０の制御部とを電気的に導通させる配線として機能する。本実施形態では、無電解白金メッキにより白金の電極層１２を形成している。電解白金メッキを用いてもよい。
【００５７】
次に、図６Ｆに示す第２絶縁膜形成工程では、針先、面部１ｂ、及び測定装置５０と電気的に導通させるコネクト部１ｄを除いて電極層１２の外面に第２絶縁膜１３を形成する。なお、傾斜面部１ｃの電極層１２の外面にも第２絶縁膜１３を形成する。この第２絶縁膜１３が絶縁部１４に対応する。これにより、電極層１２が露出する電極窓部１５が形成される。また、この構成により、絶縁部１４は、電極窓部１５に向けて傾斜する傾斜面部１ｃを備えているとも言える。
【００５８】
なお、絶縁材料として第１絶縁膜１１と同様の合成樹脂を用いることができる。本実施形態では、テフロン（登録商標）加工を行い、テフロン（フッ素樹脂）の被膜を形成している。なお、第２絶縁膜１３にテフロンを用いることで、テフロンの有する耐薬品性、低溶出性、非粘着性、電気絶縁性、耐摩耗性といった特徴を第１電極針１に備えることができる。特に、テフロンは非常に低い摩擦係数を有するため、第１電極針１を皮膚面６０ｃに穿刺する場合や引抜く場合にも抵抗を低減させることができるため、痛みを感じ難くさせる。
【００５９】
本実施形態では、傾斜面部１ｃに対応する領域に第２絶縁膜１３（絶縁部１４）を形成しているが、傾斜面部１ｃに対応する領域には第２絶縁膜１３を形成しない構成としてもよい。この場合、面部１ｂの外周部と傾斜面部１ｃの領域を隔壁層１６で覆うなどの構成とすることでよい。
【００６０】
次に、図６Ｇに示すセンサー形成工程では、面部１ｂ（露出する電極層１２の上面）に検出膜１０を形成する。
検出膜１０に関して、図７を用いて説明する。検出膜１０は、電極層１２、隔壁層１６、センシング層１７で構成されている。検出膜１０は、電極層１２の上面に酵素電極層が設置される。本実施形態では、露出する電極層１２が酵素電極層として機能する。電極層１２上面で、面部１ｂの外周部に対応する電極層１２の領域には、隔壁層１６が設置されている。隔壁層１６は内側が開口した状態に形成され、開口される内側では酵素電極層としての電極層１２が露出する。
【００６１】
開口した電極層１２、及び隔壁層１６に重ねてセンシング層１７が設置される。隔壁層１６の内側では電極層１２上にセンシング層１７が積層される。センシング層１７は４つの層で構成されている。センシング層１７は、電極層１２側から、ノイズ除去層１７Ａ、生体内の情報を感知する感知層、及び酵素層としての検知層１７Ｂ、保護層１７Ｃ、調節層１７Ｄの順に積層される。
【００６２】
隔壁層１６は、酵素電極層（電極層１２）とセンシング層１７との密着性を向上するために設置される。センシング層１７は親水性があり間質液を吸水して膨潤する。膨潤したセンシング層１７は電極層１２から剥離し易くなる。隔壁層１６は、膨潤したセンシング層１７が剥離し難い材質であれば良く特に限定されない。隔壁層１６の材質には、例えばポリイミド、アクリルを用いることができる。
【００６３】
ノイズ除去層１７Ａは、アセトアミノフェン、アスコルビン酸、及び尿酸等の化合物が検出膜１０を透過して酵素電極層へ到達することを防止する。アセトアミノフェン、アスコルビン酸、及び尿酸等の化合物は間質液中に含まれる可能性がある。この機能を実現させるためにノイズ除去層１７Ａの材質は、特に限定されないが、メチルセルロース、アセチルセルロース（酢酸セルロース）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等を用いることができる。
【００６４】
検知層１７Ｂは、酵素を含有する層である。検知層１７Ｂは酵素と酵素を含む樹脂、結合剤または硬化剤、及び酵素を保護し安定させるアルブミンを含む。酵素にはグルコースオキシダーゼが含まれ、グルコースオキシダーゼが前述した式（１）の酵素反応を促す。
【００６５】
保護層１７Ｃは、検知層１７Ｂの上部界面を保護する。その機能を実現させるために保護層１７Ｃの材質は、特に限定されないが、メチルセルロース、アセチルセルロース（酢酸セルロース）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール−ポリ酢酸ビニル共重合体等を単体もしくは組み合わせて用いることができる。さらに、保護層１７Ｃの材質にアルブミンを含有させることが好ましい。
【００６６】
調節層１７Ｄは、測定対象である血液や間質液等が検知層１７Ｂと直接接触することを防いでいる。そして、調節層１７Ｄは、酸素及びグルコースの一部を透過させ、酸素及びグルコースの透過率を制御する機能を備えている。調節層１７Ｄは、グルコースよりも酸素をより多く透過させることが好ましい。
【００６７】
検知層１７Ｂに検知可能な濃度を越えてグルコースが到達するとき、酵素反応が飽和状態になる。この状態のときには、グルコース値を検出できない。そのため、調節層１７Ｄは、グルコースの透過率を制御し、測定対象のグルコース濃度が高いときにも酵素反応が飽和状態になることを抑制する。
【００６８】
調節層１７Ｄの材質は、酸素及びグルコースの透過率を制御できれば良く特に限定されない。調節層１７Ｄの材質には、イソシアネート化合物等の架橋剤と末端水酸基のポリマーのポリエチレングリコール、アクリル酸４−ヒドロキシブチル、等を単体もしくは混合させて用い、ウレタン結合を生成させて架橋構造を構築した材質を用いることができる。
以上の工程を経て、第１電極針１が形成される。
【００６９】
図８は、測定装置５０の回路構成を模式的に示すブロック図である。
測定装置５０は、電流検出部としての電流検出回路５６を備え、電流検出回路５６には、第１電極針１、第２電極針２、第３電極針３が接続されている。電流検出回路５６は、さらにＡ/Ｄ変換回路５７（Analog/Digital）と接続されている。電流検出回路５６は、測定制御部５５の指示により、第１電極針１（検出膜１０）と第２電極針２との間に流れる電流を検出する。そして、電流を電圧に変換してＡ/Ｄ変換回路５７に出力する。検出膜１０と第２電極針２との間に流れる電流はグルコース値と相関があるので、Ａ/Ｄ変換回路５７に出力する電圧はグルコース値と相関を有する。
【００７０】
Ａ/Ｄ変換回路５７は電圧を数値に変換する。Ａ/Ｄ変換回路５７は、数値に変換した電圧データを演算部としての機能を有する測定制御部５５に出力する。測定制御部５５は、入力した電圧データをグルコース値に変換する。測定制御部５５は、電圧データとグルコース値との関係を示す相関表のデータを記憶している。そして、測定制御部５５は、相関表と電圧データとを用いてグルコース値を演算する。
【００７１】
測定制御部５５は、演算したグルコース値を表示部５１に出力し、表示部５１はグルコース値を表示する。更に、測定制御部５５は、判定値のデータを記憶している。そして、判定値とグルコース値とを比較し、グルコース値が正常範囲内か異常状態の値かを判断する。測定制御部５５は、グルコース値を異常値であると判断した場合、異常状態である情報を表示部５１及びスピーカー５３に出力する。そして、表示部５１は警告する文章等を表示し、スピーカー５３は警告音を発する。
【００７２】
操作者は、入力部５２を操作して測定制御部５５に測定開始、測定中止等の指示を入力する。測定制御部５５は、操作者の指示に従って測定装置５０を駆動する。測定装置５０には電池５８が設置され、測定制御部５５を含めて他の構成部に電力を供給する。これにより、測定装置５０は、外部電源と接続することなく被検体６０に設置して駆動することができる。従って、被検体６０は、測定装置５０を装着して動作させた状態で容易に移動することができる。
【００７３】
図９は、電流検出回路５６の構成を示す回路図である。
図９に示す電流検出回路５６は、いわゆるポテンショスタットと称される回路である。電流検出回路５６は第１オペアンプ５６Ａを備えている。第１オペアンプ５６Ａのプラス入力端には電源５６Ｂが接続され、第１オペアンプ５６Ａのプラス入力端に所定の電圧が印加されている。電圧値は特に限定されないが本実施形態では、例えば、０．６Ｖに設定されている。電源５６Ｂは、電池５８を分圧してダイオードにて電圧設定することにより実現できる。第１オペアンプ５６Ａのマイナス入力端には第３電極針３が接続され、第１オペアンプ５６Ａの出力端には第２電極針２が接続されている。第１オペアンプ５６Ａでは第３電極針３からの電位と電源５６Ｂで与えられる電位が同電位になるように第２電極針２に電流を流す。そして、第１オペアンプ５６Ａにより第３電極針３には電流が流れないように作用する。
【００７４】
電流検出回路５６は第２オペアンプ５６Ｃを備えている。第２オペアンプ５６Ｃのプラス入力端は接地されている。そして、第２オペアンプ５６Ｃのマイナス入力端には検出膜１０が接続され、第２オペアンプ５６Ｃのマイナス入力端と出力端とは抵抗５６Ｄを介して接続されている。そして、電流検出回路５６の出力端子５６Ｅが第２オペアンプ５６Ｃの出力端と接続されている。
【００７５】
第２オペアンプ５６Ｃではプラス入力端とマイナス入力端とが同電位になるので、検出膜１０の電位は０Ｖになる。そして、第３電極針３と検出膜１０との間には０．６Ｖの電位が生じる。被検体６０では式（１）〜式（３）に示す酵素反応が生じるので、第２電極針２と検出膜１０との間で電流が流れる。第２オペアンプ５６Ｃは入力インピーダンスが高いので、電流は検出膜１０から抵抗５６Ｄを通過して第２オペアンプ５６Ｃの出力端に流れる。抵抗５６Ｄに電流が流れるとき電圧降下が生ずるので、出力端子５６Ｅでは第２電極針２と検出膜１０との間の電流が電圧に変換されて出力される。
【００７６】
電流検出回路５６には図示しない補償回路が設置され、補償回路は第３電極針３と検出膜１０との間の抵抗を検出する。第２電極針２、第３電極針３、及び検出膜１０の表面に被膜ができるときには抵抗が大きくなる。補償回路は第３電極針３と検出膜１０との間の抵抗に応じて第２電極針２に印加する電圧を変更する。従って、補償回路により長期間安定した電流測定が行える。
【００７７】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施形態の第１電極針１は、芯部１ａと、芯部１ａに形成された電極（電極層１２）と、電極層１２が絶縁材料で形成される第２絶縁膜１３で覆われる絶縁部１４と、電極層１２または感知層（検知層１７Ｂ）を含むセンシング層１７が露出する電極窓部１５と、を備えている。これにより、電極窓部１５以外の領域が絶縁部１４で覆われることにより、第１電極針１を生体内に穿刺して用いる場合、電圧の損失やノイズ等を低減して、電流を正確に検出することができる。これにより、高精度に生体内の情報を測定できる電極針を実現することができる。同様に、第２電極針２も、芯部２ａ、電極層２２、絶縁部２４、電極層２２を露出する電極窓部２５を備えていることにより、同様の効果を奏する。第３電極針３も第２電極針２と同様の効果を奏する。
【００７８】
（２）本実施形態の第１電極針１において、電極窓部１５が、第１電極針１が穿刺される穿刺方向に沿って矩形状に露出するため、穿刺時において電極層１２や感知層（検知層１７Ｂ）を含むセンシング層１７などの剥離を防止することができる。また、電極窓部１５の基となる面部１ｂが矩形状をなしているため、電極層１２や感知層を形成しやすくなる。
【００７９】
（３）本実施形態の第１電極針１は、芯部１ａまたは絶縁部１４が電極窓部１５に向けて傾斜する傾斜面部１ｃを備えることにより、第１電極針１の挿入および引抜を行う際の抵抗を軽減させることができる。従って、患者に痛みを感じさせ難い電極針を実現することができる。
【００８０】
（４）本実施形態の第１電極針１は、感知層としての検知層１７Ｂが備えられていることにより、生体情報としてのグルコースを検知層１７Ｂが感知して電流を流すことができる。
【００８１】
（５）本実施形態の第１電極針１において、第１電極針１の長径Ｄは、０．１ｍｍ以上である。なお、電極針の断面形状で直径が最も大きくなる場所での直径を示す。このとき、第１電極針１は曲がらずに皮膚に刺さるため、第１電極針１を折れ難くすることができる。また、長径Ｄは０．５ｍｍ以下である。このとき、第１電極針１は痛点への刺激が小さいので患者に痛みを感じさせ難くすることできる。従って、折れ難く、患者に痛みを感じさせ難い第１電極針１を実現することができる。
【００８２】
（６）本実施形態の第１電極針１において、電極窓部１５と傾斜面部１ｃとのなす角度は、９０°以上、１７０°以下であることにより、第１電極針１の挿入および引抜を行う際の抵抗を軽減でき、挿入および引抜をスムーズに行うことができる。
【００８３】
（７）本実施形態の生体情報測定装置としての測定装置５０によれば、第１電極針１と第２電極針２と第３電極針３を備え、電流検出回路５６で、第１電極針１と第２電極針２との間の電流を検出することにより、グルコース量を測定することができる。また、第１電極針１と第２電極針２との表面に間質液に含まれる物質が付着して膜が形成されるとき、第３電極針３により抵抗を検出することにより、電流検出回路５６での電流値の測定精度を向上させることができる。また、従来の構成のように第１電極と第２電極等が設置された基板を内包する針を用いるときに比べて、皮膚に挿入する第１電極針１や第２電極針２や第３電極針３の長径Ｄを小さくすることができる。なお、長径Ｄが小さい程、皮膚の痛点を刺激し難くなる。従って、測定装置５０では、生体内のグルコース量を測定するために、第１電極針１、第２電極針２、第３電極針３を患者の腹部などに挿入や引抜を行っても、患者に痛みを感じさせ難くすることができる。
【００８４】
（８）本実施形態の測定装置５０によれば、第１電極針１は、感知層として酵素層（検知層１７Ｂ）を備えた作用電極であるため、グルコースは酵素層と反応して電流を発生する。そして、第２電極針２は、第１電極針１において発生した電流を導く対電極となっている。なお、グルコース濃度が高い程、検知層１７Ｂとの反応が進むので電流量が多くなる。従って、電流検出回路５６が検出する電流量を解析することによりグルコースの濃度を正確に検出することができる。更に、第１電極針１に流れる電流の抵抗の検出に用いる参照電極としての第３電極針３を備えているため、電流検出回路５６での電流値の測定精度を向上させることができる。
【００８５】
〔第２実施形態〕
図１０は、第２実施形態に係る面部の別の例を模式的に示す概斜視図である。
本実施形態の第１電極針１Ａの面部１ｅが、第１実施形態の第１電極針１における面部１ｂと異なるところは、以下の通りである。第１実施形態の面部１ｂには、芯部１ａの長手方向（穿刺方向）に沿う傾斜面部１ｃが形成され、短手方向に沿う傾斜面部は形成されていない。これに対して、本実施形態の面部１ｅには、長手方向に沿って傾斜面部１ｆが形成され、加えて短手方向に沿っても傾斜面部１ｆが形成されているところである。
【００８６】
このような面部１ｅ以外は、第１実施形態と同様に構成される。従って、傾斜面部１ｆを備えた面部１ｅには、第１実施形態の電極窓部１５と同様に、電極窓部１５Ａが形成されることになる。なお、この面部１ｅ（電極窓部１５Ａ）と傾斜面部１ｆとの成す角度βも、第１実施形態と同様に、９０°以上、１７０°以下で設定している。本実施形態では具体的には、１３５°に設定している。
【００８７】
このような構成の第１電極針１Ａ、及び第１電極針１Ａを用いた測定装置においても、第１実施形態の（１）〜（８）の効果と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
〔第３実施形態〕
次に、生体情報測定装置としての他の測定装置７０に関して説明する。
図１１は、第３実施形態に係る測定装置７０の概略斜視図である。図１２は、電流検出回路７１の構成を示す回路図である。
本実施形態が第１実施形態と異なるところは、参照電極である第３電極針３が省略された点にある。なお、第１実施形態と同様の構成に関しては説明を省略する。
【００８９】
図１１に示すように、本実施形態の測定装置７０には、裏面７０ｂに第１電極針１及び第２電極針２が設置されている。第１電極針１及び第２電極針２は、被検体６０の皮膚に刺して用いられる。なお、本実施形態の第１電極針１、第２電極針２は、第１実施形態と同様に構成される。また同様に、第１電極針１は作用電極、第２電極針２は対電極、として機能する。
【００９０】
図１２に示すように、測定装置７０は、電流検出部としての電流検出回路７１を備えている。電流検出回路７１は、第２電極針２と検出膜１０との間に流れる電流を測定する回路である。電流検出回路７１はオペアンプ７１Ａを備えている。オペアンプ７１Ａのプラス入力端は接地されている。そして、オペアンプ７１Ａのマイナス入力端には検出膜１０が接続され、オペアンプ７１Ａのマイナス入力端と出力端とは抵抗７１Ｂを介して接続されている。そして、電流検出回路７１の出力端子７１Ｃがオペアンプ７１Ａの出力端と接続されている。
【００９１】
第２電極針２は電源５６Ｂに接続されている。被検体６０では、式（１）〜式（３）に示す酵素反応が生じるので、第２電極針２と検出膜１０との間で電流が流れる。第２電極針２と検出膜１０との間に流れる電流は抵抗７１Ｂを通過してオペアンプ７１Ａの出力端に入力する。そして、出力端に入力する電流は接地から第２電極針２に流れる。オペアンプ７１Ａのマイナス入力端は０Ｖであり、出力端子７１Ｃの電圧は抵抗７１Ｂの電圧降下により抵抗７１Ｂの抵抗値と抵抗７１Ｂを流れる電流値とを乗算した値になる。
【００９２】
オペアンプ７１Ａの入力端はインピーダンスが高いので、第２電極針２と検出膜１０との間に流れる電流は抵抗７１Ｂを流れる電流と等しい。従って、出力端子７１Ｃの電圧を測定することにより、第２電極針２と検出膜１０との間に流れる電流を測定できる。第２電極針２は対電極に相当し、検出膜１０が作用電極に相当する。従って、出力端子７１Ｃの電圧を測定することにより、被検体６０のグルコース値を測定できる。
【００９３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
本実施形態の測定装置７０は、第１電極針１と第２電極針２とを備え、電流検出回路７１で、第１電極針１と第２電極針２との間の電流を検出することにより、生体情報（グルコース量）を測定することができる。また、第１実施形態と同様に、第１電極針１と第２電極針２とが構成されているため、第１電極針１及び第２電極針２を穿刺しても被検体６０の痛点を刺激しないでグルコース値を測定することができる。従って、本実施形態の測定装置７０は、第１電極針１及び第２電極針２を穿刺しても患者に痛みを感じ難くさせ、生体情報（グルコース量）を測定することができる。
【００９４】
〔第４実施形態〕
次に、液体供給装置としてのインスリン供給装置８０に関して説明する。本実施形態のインスリン供給装置８０には、第１実施形態に記載した測定装置５０が用いられている。なお、第１実施形態と同様の構成に関しては説明を省略する。
【００９５】
図１３は、第４実施形態に係るインスリン供給装置８０の構造を模式的に示す概斜視図である。詳細には、インスリン供給装置８０を裏側から見た図である。
本実施形態では、図１３に示すように、インスリン供給装置８０の裏面８０ｂには、注入針及び作用電極としての第１電極針１００と、第２電極針２と、第３電極針３とが設置されている。
【００９６】
インスリン供給装置８０の内部には、液体としてのインスリンを収納するタンク８１が設置されている。更に、インスリン供給装置８０の内部には、タンク８１に収納されたインスリンを第１電極針１００に送るポンプ８２が設置されている。ポンプ８２と第１電極針１００とは、輸送用のチューブ８３により連結されている。他にも、インスリン供給装置８０の内部には、電池５８、回路基板８５等が設置されている。
【００９７】
タンク８１は内部に樹脂製の袋を備え、袋の内部にインスリンが収納されている。そして、タンク８１内のインスリンが減少するとき袋が変形する。これにより、インスリンを空気に触れさせずに収納できる。また、ポンプ８２は、輸送量が管理できる容積ポンプが好ましく、ギアポンプ、ねじポンプ、ベーンポンプ等を用いることができる。回路基板８５には、ポンプ８２を制御する回路、及び第１実施形態と同様にグルコース値を測定する回路が設置されている。
【００９８】
図１４は、第１電極針１００の構造を模式的に示す概側面図であり、図１５は、第１電極針１００の構造を模式的に示す要部側面図である。
図１４及び図１５に示すように、第１電極針１００は、第１実施形態の第１電極針１と同様に形成され、第１電極針１００の長径Ｄ１は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。従って、インスリン供給装置８０の第１電極針１００は折れ難く、被検体６０が痛みを感じ難くできる。
【００９９】
第１電極針１００には、第１実施形態と同様に検出膜１０が設置されている。異なるところは、第１電極針１００の内部には、第１電極針１００の後端面から第１電極針１００の中心軸に沿って先端部に向かって形成される先端中実の流路としての孔部１００ａが設置されているところである。また、孔部１００ａは、第１電極針１００の後端面と検出膜１０との間の部位に開口して形成される横穴としての開口部１００ｂに接続する。
【０１００】
ポンプ８２が駆動されるとき、インスリンは、タンク８１から流出し、ポンプ８２、チューブ８３、第１電極針１００の流路としての孔部１００ａの順に流動して、第１電極針１００の開口部１００ｂから被検体６０に吐出する。開口部１００ｂの中心と裏面８０ｂとの距離１００ｃは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲に設置されている。このとき、開口部１００ｂは、皮膚組織６０ａに位置するため、皮膚組織６０ａにインスリンを供給することができる。また、検出膜１０は、皮下組織６０ｂに位置するため、皮下組織６０ｂにおけるグルコース値を測定することができる。
【０１０１】
間質液は、皮膚組織６０ａに比べて皮下組織６０ｂに多く存在する。また、検出膜１０は、間質液が多い場所に位置する方がグルコースに接触する機会が多い。従って、検出膜１０が皮膚組織６０ａに位置する場合に比べ、皮下組織６０ｂに位置する方が精度良くグルコース値を測定することができる。
【０１０２】
図１６は、インスリン供給装置８０の回路構成を模式的に示すブロック図である。
回路基板８５には、生体情報測定部として、第１実施形態と同様に、演算部の機能を有する測定制御部５５、電流検出回路５６、Ａ/Ｄ変換回路５７、表示部５１、入力部５２及びスピーカー５３を備えている。その他、回路基板８５には、インスリンの供給量を制御する供給量制御部８６及びポンプ８２を駆動するポンプ駆動部８７を備えている。供給量制御部８６は測定制御部５５と接続され、更に、ポンプ駆動部８７と接続されている。そして、ポンプ駆動部８７はポンプ８２と接続されている。
【０１０３】
第１電極針１００、第２電極針２、第３電極針３は、皮膚面６０ｃの対応するそれぞれの部位を穿孔して被検体６０内に挿入（穿刺）される。
【０１０４】
測定制御部５５は、測定したグルコース値を演算して判定値と比較する。そして、測定制御部５５がグルコース値を異常状態であると判断するとき、測定制御部５５は供給量制御部８６にインスリンを吐出する指示信号とグルコース値のデータを出力する。供給量制御部８６は、被検体６０に供給するインスリンの量を演算する。供給量制御部８６は、グルコース値と供給するインスリンの量との関係を示す供給量表を備えている。そして、供給量制御部８６は、グルコース値及び供給量表を参照して供給するインスリンの量を演算する。
【０１０５】
更に、供給量制御部８６は、供給するインスリンの量からポンプ８２を駆動する時間を演算する。ポンプ８２には単位時間当たりに供給するインスリンの量が設定されている。そして、供給量制御部８６は、ポンプ８２を駆動する時間のデータとポンプ８２を駆動する指示信号をポンプ駆動部８７に出力する。ポンプ駆動部８７は、指示信号に従ってポンプ８２を駆動する。そして、ポンプ８２は、指定された量のインスリンを被検体６０に供給する。
【０１０６】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の第１電極針１００は、芯部に液体（インスリン）を流動する流路としての孔部１００ａと、孔部１００ａに接続する開口部１００ｂが設置されている。これにより、生体内のグルコースの量を測定するのみでなく、インスリンを生体内に供給する注入針としての機能を備えることができる。
【０１０７】
本実施形態の液体供給装置としてのインスリン供給装置８０は、第１実施形態の生体情報測定装置（測定装置５０）と、流路としての孔部１００ａを備えた第１電極針１００と、第２電極針２と、第３電極針３とを備えている。これにより、注入針を別に備える必要がなくなる。従って、患者に痛みを感じさせ難くするインスリン供給装置８０を実現することができる他、インスリン供給装置８０の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【０１０８】
〔第５実施形態〕
次に、液体供給装置としての他の例となるインスリン供給装置９０に関して説明する。
図１７は、第５実施形態に係るインスリン供給装置９０の回路構成を模式的に示すブロック図である。
【０１０９】
本実施形態のインスリン供給装置９０が、第４実施形態のインスリン供給装置８０と異なるところは、以下のとおりである。第４実施形態のインスリン供給装置８０は、第１電極針１００に流路としての孔部１００ａおよび開口部１００ｂが形成されている。これに対して、本実施形態のインスリン供給装置９０では、対電極としての第２電極針（第２電極針２００）に流路としての孔部と開口部２００ａが形成されているところである。
【０１１０】
詳細には、本実施形態では、図１７に示すように、液体供給装置としてのインスリン供給装置９０は、対電極としての第２電極針（第２電極針２００）を備え、第２電極針２００の内部には流路としての孔が設置されている。その孔部は第２電極針２００の側面に設置された開口部２００ａと接続されている。そして、チューブ８３は第２電極針２００の孔部と接続されている。その他の回路構成は第４実施形態と同様になる。
【０１１１】
ポンプ８２が駆動されるとき、インスリンはタンク８１から流出してポンプ８２、チューブ８３、第２電極針２００内部の孔部を通過して第２電極針２００の開口部２００ａから被検体６０に供給される。
【０１１２】
検出膜１０がグルコースと反応するとき検出膜１０と第２電極針２００との間に電流が流れる。そして、電流検出回路５６が電流を検出することにより間質液中のグルコース量を検出できる。そして、測定制御部５５が被検体６０内のグルコース値が異常の状態であると判断するとき、供給量制御部８６が第２電極針２００の開口部２００ａから被検体６０にインスリンを供給する。
【０１１３】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の第２電極針２００は、芯部に液体（インスリン）を流動する流路としての孔部（開口部２００ａ）が設置されている。これにより、生体内のグルコースの量を測定するのみでなく、インスリンを生体内に供給する注入針としての機能を備えることができる。
【０１１４】
本実施形態の液体供給装置としてのインスリン供給装置９０は、第１実施形態の生体情報測定装置（測定装置５０）と、作用電極としての第１電極針１と、流路としての孔部および開口部２００ａを備えた対電極としての第２電極針２００と、参照電極としての第３電極針３とを備えている。これにより、注入針を別に備える必要がなくなる。従って、患者に痛みを感じさせ難くするインスリン供給装置９０を実現することができる他、インスリン供給装置９０の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【０１１５】
〔第６実施形態〕
次に、液体供給装置としての他の例となるインスリン供給装置９１に関して説明する。
図１８は、第６実施形態に係るインスリン供給装置９１の回路構成を模式的に示すブロック図である。
【０１１６】
本実施形態のインスリン供給装置９１が、第５実施形態のインスリン供給装置９０と異なるところは、以下のとおりである。第５実施形態のインスリン供給装置９０は、第２電極針２００に流路としての孔部および開口部２００ａが形成されている。これに対して、本実施形態のインスリン供給装置９１では、参照電極としての第３電極針（第３電極針３００）に流路としての孔部と開口部３００ａが形成されているところである。
【０１１７】
詳細には、本実施形態では、図１８に示すように、液体供給装置としてのインスリン供給装置９１は、参照電極としての第３電極針（第３電極針３００）を備え、第３電極針３００の内部には流路としての孔が設置されている。その孔部は第３電極針３００の側面に設置された開口部３００ａと接続されている。そして、チューブ８３は第３電極針３００の孔部と接続されている。その他の回路構成は第５実施形態と同様になる。
【０１１８】
ポンプ８２が駆動されるとき、インスリンはタンク８１から流出してポンプ８２、チューブ８３、第３電極針３００内部の孔部を通過して第３電極針３００の開口部３００ａから被検体６０に供給される。
【０１１９】
検出膜１０がグルコースと反応するとき検出膜１０と第２電極針２との間に電流が流れる。そして、電流検出回路５６が電流を検出することにより間質液中のグルコース量を検出できる。そして、測定制御部５５が被検体６０内のグルコース値が異常の状態であると判断するとき、供給量制御部８６が第３電極針３００の開口部３００ａから被検体６０にインスリンを供給する。
【０１２０】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の第３電極針３００は、芯部に液体（インスリン）を流動する流路としての孔部（開口部３００ａ）が設置されている。これにより、生体内のグルコースの量を測定するのみでなく、インスリンを生体内に供給する注入針としての機能を備えることができる。
【０１２１】
本実施形態の液体供給装置としてのインスリン供給装置９１は、第１実施形態の生体情報測定装置（測定装置５０）と、作用電極としての第１電極針１と、対電極としての第２電極針２と、流路としての孔部および開口部３００ａを備えた参照電極としての第３電極針３００とを備えている。これにより、注入針を別に備える必要がなくなる。従って、患者に痛みを感じさせ難くするインスリン供給装置９１を実現することができる他、インスリン供給装置９１の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【０１２２】
〔第７実施形態〕
次に、液体供給装置としての他の例となるインスリン供給装置９２に関して説明する。
図１９は、第７実施形態に係るインスリン供給装置９２の構造を示す概略斜視図であり、液体供給装置としてのインスリン供給装置９２を裏側から見た図である。図２０は第１電極針４０１〜第３電極針４０３の構造を模式的に示す側断面図であり、第１電極針４０１〜第３電極針４０３が被検体６０に穿刺された図である。
【０１２３】
本実施形態が第４実施形態のインスリン供給装置８０と異なるところは、第１電極針４０１〜第３電極針４０３が皮膚の表面に対して斜めに穿刺されているところである。なお、第４実施形態と同じ構成については説明を省略する。
【０１２４】
すなわち、本実施形態では、図１９に示すように、インスリン供給装置９２の裏面９２ｂには、注入針および作用電極としての第１電極針（第１電極針４０１）、対電極としての第２電極針（第２電極針４０２）、及び参照電極としての第３電極針（第３電極針４０３）が設置されている。第１電極針４０１、第２電極針４０２、及び第３電極針４０３は、裏面９２ｂに対して斜めに設置され、互いに並行に設置されている。
【０１２５】
図２０に示すように、第１電極針４０１の長径Ｄ２は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。従って、インスリン供給装置９２の第１電極針４０１は折れ難く、被検体６０が痛みを感じ難くできる。第１電極針４０１には中央から先端側に向かって検出膜１０が設置されている。そして、第１電極針４０１の内部には孔部４０１ａが設置され、孔部４０１ａは、第１電極針４０１の根元と検出膜１０との間に位置する孔部としての開口部４０１ｂと接続する。
【０１２６】
ポンプ８２が駆動されるとき、インスリンはタンク８１から流出してポンプ８２、チューブ８３、流路としての孔部４０１ａを通過して第１電極針４０１の開口部４０１ｂから被検体６０に流出する。開口部４０１ｂの中心と裏面９２ｂとの距離４０１ｃは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲に設置されている。このとき、開口部４０１ｂは皮膚組織６０ａに位置するので皮膚組織６０ａにインスリンを供給できる。そして、皮下組織６０ｂにおけるグルコース値を測定できる。皮膚組織６０ａより皮下組織６０ｂの方に間質液が多く存在する。そして、間質液が多い場所ではグルコースが検出膜１０に接触する機会が多いので精度良くグルコース値を測定できる。
【０１２７】
第２電極針４０２及び第３電極針４０３の長径は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。従って、インスリン供給装置９２の第２電極針４０２及び第３電極針４０３は折れ難く、被検体６０が痛みを感じ難くさせることができる。また、第１電極針４０１、第２電極針４０２、及び第３電極針４０３が被検体６０に斜めに入っている。これにより、裏面９２ｂの法線方向の力がインスリン供給装置９２に作用するとき、力の方向と各針の長手方向とが交差する。従って、皮膚組織６０ａは第１電極針４０１、第２電極針４０２、及び第３電極針４０３が抜けないように作用する。その結果、インスリン供給装置９２に外力が加わるときにもインスリン供給装置９２を被検体６０から離し難くすることができる。
【０１２８】
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
【０１２９】
前記第１実施形態では、第１電極針１に、芯部１ａの一部に面部１ｂを有して、電極窓部１５を形成している。また、第２電極針２は、芯部２ａ周囲で所定の幅Ｗとなる領域２ｂを露出させて電極窓部２５を形成している。しかし、面部１ｂと同様の面部を第２電極針２の芯部２ａに設けて電極窓部２５を形成してもよい。これは、第３電極針３においても同様である。
【０１３０】
前記第４実施形態のインスリン供給装置８０では、３つの電極針を用いているが、参照電極としての第３電極針３を用いずに、作用電極としての第１電極針１００と、対電極としての第２電極針２のみの構成としてもよい。また、第５実施形態のインスリン供給装置９０でも、第１電極針１と第２電極針２００のみの構成としてもよい。また、第７実施形態のインスリン供給装置９２でも、第１電極針４０１と第２電極針４０２のみの構成としてもよい。このようなインスリン供給装置（液体供給装置）によれば、電流を検出して生体内の情報を測定することができる他、注入針を別に備える必要がなくなり、第１電極針又は第２電極針のいずれかの流路から液体を吐出させることができる。従って、患者に痛みを感じさせ難くする液体供給装置を実現することができる他、液体供給装置の簡易化を図ることができ、利便性を向上させることができる。
【０１３１】
前記第４実施形態では第１電極針１００が注入針として機能し、前記第５実施形態では第２電極針２００が注入針として機能し、第６実施形態では第３電極針３００が注入針として機能していた。しかし、これに限られず、第１電極針、第２電極針、第３電極針の少なくとも２つ、又は３つが注入針として機能する構成としてもよい。この場合、注入針として構成された電極針をチューブ８３と接続する構成とすることでよい。この場合、ポンプ８２の駆動により、チューブ８３を流動したインスリンは、注入針として機能する電極針の流路を流動して開口部から吐出することができる。このような構成とすることで、注入針から吐出させるインスリンの量が単位時間で必要とする量に足りない場合等には有効に機能する。長径が小さい針（細い電極針）で、一本当たりの吐出量も限られる場合には特に有効である。なお、このように構成することで、インスリン供給装置における電極針の細径化を図りながらインスリンの供給量の調整範囲を広げることができる。
【０１３２】
前記第１実施形態の電極針（第１電極針１、第２電極針２、第３電極針３）は、基本的に断面が円形状となる本体を有しているが、これに限られず、断面形状として、楕円形状でもよい。これは、第２実施形態以降の実施形態においても同様となる。
【０１３３】
前記第１実施形態の第１電極針１における面部１ｂは、平面視で概略矩形の面部としているが、これに限られず、トラック形状（矩形のいずれかの向かい合う辺が曲線となり、残りの向かい合う辺に繋がる形状）や楕円形状や円形状の面部としてもよい。その場合にも、面部（電極窓部）と芯部との間は傾斜面部を設けることでよい。
【０１３４】
前記第１実施形態の第１電極針１、第２電極針２、第３電極針３の芯部は、柱形状に形成されているが、これに限られず、管形状に形成されていてもよい。この電極針を液体供給装置として使用する場合、管の部分を液体が流動する流路として使用することで注入針として機能させることができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１…第１電極針、１ａ，２ａ…芯部、１ｂ，１ｅ…面部、１ｃ，１ｆ…傾斜面部、２…第２電極針、３…第３電極針、１０…検出膜、１２，２２…電極層、１３，２３…第２絶縁膜、１４，２４…絶縁部、１５，１５Ａ，２５…電極窓部、１７…センシング層、１７Ｂ…感知層及び酵素層としての検知層、５６…電流検出部としての電流検出回路、５０，７０…生体情報測定装置としての測定装置、８０，９０，９１，９２…液体供給装置としてのインスリン供給装置、１００，４０１…第１電極針、２００，４０２…第２電極針、３００，４０３…第３電極針、１００ａ，４０１ａ…流路としての孔部、α，β…面部（電極窓部）と傾斜面部とのなす角度、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２…長径。
【図１】
2017108763.tif 000003
【図２】
2017108763.tif 000004
【図３】
2017108763.tif 000005
【図４】
2017108763.tif 000006
【図５Ａ】
2017108763.tif 000007
【図５Ｂ】
2017108763.tif 000008
【図６Ａ】
2017108763.tif 000009
【図６Ｂ】
2017108763.tif 000010
【図６Ｃ】
2017108763.tif 000011
【図６Ｄ】
2017108763.tif 000012
【図６Ｅ】
2017108763.tif 000013
【図６Ｆ】
2017108763.tif 000014
【図６Ｇ】
2017108763.tif 000015
【図７】
2017108763.tif 000016
【図８】
2017108763.tif 000017
【図９】
2017108763.tif 000018
【図１０】
2017108763.tif 000019
【図１１】
2017108763.tif 000020
【図１２】
2017108763.tif 000021
【図１３】
2017108763.tif 000022
【図１４】
2017108763.tif 000023
【図１５】
2017108763.tif 000024
【図１６】
2017108763.tif 000025
【図１７】
2017108763.tif 000026
【図１８】
2017108763.tif 000027
【図１９】
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【図２０】
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