專利名稱：以良好精度測定血中成分濃度的裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定血中成分的濃度的裝置以及方法，特別是，涉及一種利用汗 來測定血中成分的濃度的裝置以及方法。
背景技術(shù)：
作為在無需抽血的情況下測定血糖等血液中成分的濃度的方法，已知由汗中所包 含成分的濃度進(jìn)行測定的方法。例如，在美國專利第5036861號(hào)說明書(以下，稱作“專利 文獻(xiàn)1”)和日本特開昭62-72321號(hào)公報(bào)(以下，稱作“專利文獻(xiàn)2”)中，已公開了該方法
和裝置。具體地講，作為強(qiáng)制性地發(fā)汗的方法，在專利文獻(xiàn)1中公開了向被測定部位導(dǎo)入 藥劑的方法即藥劑導(dǎo)入方法，在專利文獻(xiàn)2中則公開了加熱被測定部位的方法即加溫法。 另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了汗糖和血糖之間有關(guān)聯(lián)。專利文獻(xiàn)1 美國專利第5036861號(hào)說明書專利文獻(xiàn)2 日本特開昭62-72321號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，汗中糖濃度的濃度變化未必一定與血糖值的濃度變化相互關(guān)聯(lián)。這一點(diǎn)也 可以從專利文獻(xiàn)2中的表示汗糖與血糖之間的相互關(guān)系的圖表中看出。發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)尤其 在強(qiáng)制發(fā)汗的初期沒有相互關(guān)聯(lián)。而且，汗糖與血糖之間的相互關(guān)系并不是始終恒定的，當(dāng) 經(jīng)過某種程度的時(shí)間后，例如，隨著時(shí)間的流逝會(huì)發(fā)生變化。因此，當(dāng)利用汗中的糖濃度來 推測血中的糖濃度時(shí)，存在著有時(shí)未必能得到準(zhǔn)確的血中糖濃度的問題。另外，即使血中成 分為糖以外的其他成分，也存在同樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種利用汗能夠以良好的精 度測定血中成分的濃度的裝置以及方法。解決課題的方法為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的血中成分濃度測定裝置，具有發(fā)汗促 進(jìn)部，其促進(jìn)測定部位即生體表面的發(fā)汗；第一計(jì)測部，其計(jì)測來自測定部位的汗中所包含 的第一成分的汗中濃度；第二計(jì)測部，其計(jì)測來自測定部位的汗中所包含的、與第一成分不 同的第二成分的汗中濃度；修正部，其利用第二成分的上述汗中濃度，修正第一成分的上述 汗中濃度；以及，轉(zhuǎn)換部，其將通過修正部來修正的結(jié)果轉(zhuǎn)換為生體的血中的第一成分的濃 度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，血中成分濃度測定方法是血中成分濃度測定裝置中 的測定方法，該血中成分濃度測定裝置包括取得來自測定部位的汗的取得裝置、檢測汗中 的成分的檢測裝置和利用從上述成分得到的數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算裝置，其中，血中成分濃 度測定方法具有在檢測裝置中，從汗檢測第一成分的步驟；在運(yùn)算裝置中，計(jì)算第一成分
3的汗中濃度的步驟；在檢測裝置中，從汗檢測與第一成分不同的第二成分的步驟；在運(yùn)算 裝置中，計(jì)算第二成分的汗中濃度的步驟；在運(yùn)算裝置中，利用第二成分的汗中濃度來修正 第一成分的汗中濃度的步驟；在運(yùn)算裝置中，將通過修正單元來修正的結(jié)果轉(zhuǎn)換為生體的 血中的第一成分的濃度的步驟；以及，在運(yùn)算裝置中，執(zhí)行用于輸出第一成分的血中的濃度 的處理的步驟。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，利用汗能夠以良好的精度測定血中成分的濃度。


圖1是表示實(shí)施方式中的測定裝置外觀的具體例的圖，(A)部分是表示發(fā)汗裝置 外觀的具體例的圖，(B)部分是表示測定運(yùn)算裝置30外觀的具體例的圖。圖2A是表示從正面觀察的實(shí)施方式中發(fā)汗裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的具體例的圖。圖2B是表示實(shí)施方式的發(fā)汗裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的、圖2A的箭頭A所示位置的剖面的 圖。圖3A是從正面觀察的實(shí)施方式中測定運(yùn)算裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的圖。圖3B是表示實(shí)施方式的測定運(yùn)算裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的、圖3A的箭頭B所示位置的 剖面的圖。圖4是說明在測定運(yùn)算裝置中將汗從集汗區(qū)域輸送至廢液儲(chǔ)存部的方法之一例 的圖。圖5是表示測定運(yùn)算裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的其他具體例的圖。圖6是表示實(shí)施方式的發(fā)汗裝置的功能結(jié)構(gòu)的具體例的框圖。圖7是表示實(shí)施方式的測定運(yùn)算裝置的功能結(jié)構(gòu)的具體例的框圖。圖8是表示發(fā)汗后的血中糖濃度和汗中糖濃度的時(shí)間變化的圖。圖9是表示發(fā)汗后汗中的谷氨酸濃度的時(shí)間變化的圖。圖10是表示實(shí)施方式的發(fā)汗裝置的發(fā)汗動(dòng)作流程的流程圖。圖11是表示實(shí)施方式的測定運(yùn)算裝置的測定運(yùn)算動(dòng)作流程的流程圖。圖12是表示修正后的汗中濃度與血糖值的時(shí)間變化的圖。附圖標(biāo)記的說明1測定裝置 2A、2B 帶10發(fā)汗裝置 11導(dǎo)入電極12A、12B 藥劑區(qū)域15控制電路 13參照電極
19 框體31第一成分檢測器33第二成分檢測器35控制電路37顯示器41、42、43 海綿101操作輸入部
17顯示器 30測定運(yùn)算裝置 32集汗區(qū)域 34輸送通路 36廢液儲(chǔ)存部 39框體 100皮膚 103控制部
105電流發(fā)生部303第一成分檢測部307濃度計(jì)算部311顯示部
說明書
301輸送部
305第二成分檢測部
309轉(zhuǎn)換運(yùn)算部
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具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說明中，對(duì)相同的部件和結(jié)構(gòu)要 素賦予了相同的附圖標(biāo)記。它們的名稱和功能也相同。圖1是表示本實(shí)施方式的血中成分濃度測定裝置(以下，簡稱為“測定裝置”)1的 外觀的具體例的圖。測定裝置1包括發(fā)汗裝置10(圖1的(A)部分)和測定運(yùn)算裝置30 (圖 1的(B)部分)。發(fā)汗裝置10和測定運(yùn)算裝置30是分別用帶2A、2B裝戴在手腕、腳等的測 定部位而使用的。詳細(xì)地講，參照?qǐng)D2A，發(fā)汗裝置10在框體19內(nèi)部具有作為陽極的導(dǎo)入電極11和 作為陰極的參照電極13，它們與控制電路15連接。在框體19上的、在用帶2A裝戴于測定 部位的狀態(tài)下能夠觀察到的位置上，例如，在圖1的(A)部分的上方所示的面等上，配置顯 示器17。顯示器17也與控制電路15連接。圖2A是從圖1的(A)部分中上方所示的面觀 察發(fā)汗裝置10的示意圖。將圖2A所示的面作為發(fā)汗裝置10的框體19的正面。另外，在 框體19的正面配置有未圖示的按鈕等操作部。操作部也與控制電路15連接。圖2B是表示圖2A中用箭頭A表示的位置的發(fā)汗裝置10的剖面的機(jī)械結(jié)構(gòu)的示 意圖。參照?qǐng)D2B，導(dǎo)入電極11和參照電極13配置在框體19內(nèi)部中與遠(yuǎn)離框體19的正面 的一側(cè)的面相近的位置，即配置在用帶2A將發(fā)汗裝置10裝戴在測定部位的狀態(tài)下離作為 測定部位的皮膚100相近的位置上。在框體19的從導(dǎo)入電極11到皮膚100之間以及從 參照電極13到皮膚100之間，分別設(shè)置有藥劑區(qū)域12A、12B。在藥劑區(qū)域12A設(shè)置有海 綿41等用于使發(fā)汗促進(jìn)劑與皮膚接觸的單元，該單元含有包含如毛果蕓香堿(匹魯卡品， pilocarpine)液等促進(jìn)發(fā)汗的藥劑(發(fā)汗促進(jìn)劑)的液體。在藥劑區(qū)域12B設(shè)置有含有緩 沖液的海綿42等緩沖單元。藥劑區(qū)域12A、12B可以采用直接注入藥劑的結(jié)構(gòu)，也可以采用 設(shè)置有凝膠化的藥劑的結(jié)構(gòu)，還可以采用設(shè)置有被吸收在脫脂棉等中的藥劑的結(jié)構(gòu)。作為 藥劑區(qū)域12A、12B的結(jié)構(gòu)，只要是在將發(fā)汗裝置10裝戴于測定部位的狀態(tài)下設(shè)置在藥劑區(qū) 域12A、12B內(nèi)的藥劑能夠與皮膚100接觸的結(jié)構(gòu)，可以采用任意的結(jié)構(gòu)。在控制電路15中預(yù)先存儲(chǔ)有電流值。當(dāng)從操作部接收開始發(fā)汗的控制信號(hào)時(shí)，控 制電路15根據(jù)該控制信號(hào)，以規(guī)定的電流值從導(dǎo)入電極11向參照電極13產(chǎn)生直流電流。參照?qǐng)D3A，測定運(yùn)算裝置30在框體39的內(nèi)部具有用于檢測汗中第一成分的第一 成分檢測器31和用于檢測第二成分的第二成分檢測器33，它們與控制電路35連接。在框 體39上的、在用帶2B裝戴于測定部位的狀態(tài)下能夠觀察到的位置上，例如，在圖1的(B) 部分中上方所示的面等上，配置顯示器37。顯示器37也與控制電路35連接。圖3A是從圖 1的(B)部分中上方所示的面觀察測定運(yùn)算裝置30的示意圖。將圖3A所示的面作為測定 運(yùn)算裝置30的框體39的正面。另外，在框體39的正面配置有未圖示的按鈕等操作部。操 作部也與控制電路35連接。圖3B是表示圖3A中用箭頭B表示的位置的測定運(yùn)算裝置30的剖面的機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D3B，集汗區(qū)域32配置在框體39內(nèi)部中與遠(yuǎn)離框體39的正面的一側(cè)的面 相近的位置，即配置在用帶2B將測定運(yùn)算裝置30裝戴在測定部位的狀態(tài)下離作為測定部 位的皮膚100相近的位置上。在集汗區(qū)域32設(shè)置有集汗用海綿43等用于從皮膚100收集 汗的單元。集汗區(qū)域32可以采用直接從皮膚100集汗的結(jié)構(gòu)，也可以采用設(shè)置有用于使汗 凝膠化的藥劑的結(jié)構(gòu)。作為集汗區(qū)域32的結(jié)構(gòu)，只要是在將測定運(yùn)算裝置30裝戴于測定 部位的狀態(tài)下能夠從皮膚100收集汗的結(jié)構(gòu)，可以采用任意的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，在測定運(yùn)算裝置 30的框體39內(nèi)設(shè)置有用于儲(chǔ)存成分檢測后的廢液的廢液儲(chǔ)存部36。從集汗區(qū)域32經(jīng)過 第一成分檢測器31和第二成分檢測器33到廢液儲(chǔ)存部36，設(shè)置有用于輸送汗的輸送通路 34。在輸送通路34內(nèi)輸送汗的方法不限于特定的方法，例如，可采用如圖4所示地通 過從包含集汗區(qū)域32的輸送通路34的一側(cè)注入空氣等流體，將內(nèi)部的汗擠出至另一側(cè)的
方法等。另外，示于圖2A、2B、3A、3B中的機(jī)械結(jié)構(gòu)是具體例，發(fā)汗裝置10和測定運(yùn)算裝置 30的結(jié)構(gòu)并不限定于圖示的結(jié)構(gòu)。例如，作為測定運(yùn)算裝置30的結(jié)構(gòu)的其他具體例，用于 在輸送通路34中輸送汗的單元也可以如圖5所示地具有液體傳感器38，該液體傳感器38 用于檢測被收集在集汗區(qū)域32并到達(dá)輸送通路34的汗量。此時(shí)，當(dāng)控制電路35根據(jù)來自 液體傳感器28的檢測信號(hào)來檢測出所收集的汗量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，向未圖示的用于將壓縮 空氣等流體注入輸送通路34的機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)，使集汗區(qū)域32的汗輸送至第一成分檢 測器31和第二成分檢測器33中。進(jìn)而，在第一成分檢測器31和第二成分檢測器33中進(jìn) 行成分檢測后，將第一成分檢測器31和第二成分檢測器33中的汗輸送至廢液儲(chǔ)存部36。另外，作為測定裝置1的結(jié)構(gòu)的其他具體例，可采用將圖1所示的相互獨(dú)立的裝置 即發(fā)汗裝置10和測定運(yùn)算裝置30交替安裝在一個(gè)帶2上而使用的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，例如，也可 以在發(fā)汗裝置10和測定運(yùn)算裝置30中共用控制電路和顯示器。通過采用這種結(jié)構(gòu)，將發(fā) 汗裝置10和測定運(yùn)算裝置30裝戴在相同的測定部位，因此，測定運(yùn)算裝置30能夠從與發(fā) 汗裝置10促進(jìn)發(fā)汗的部分相同的位置有效地收集汗。另外，作為其他結(jié)構(gòu)，也可以是如下 結(jié)構(gòu)若在發(fā)汗裝置10中開始發(fā)汗動(dòng)作，則在顯示器17上顯示自發(fā)汗動(dòng)作開始后經(jīng)過的時(shí) 間。第一成分是成為計(jì)算血中濃度的對(duì)象的成分，汗中的濃度變化和血中的濃度變化 之間有相互關(guān)聯(lián)的成分符合該第一成分。具體地講，糖(葡萄糖)符合該第一成分，在本實(shí) 施方式中，第一成分為糖。第二成分是第一成分以外的汗中成分。優(yōu)選第二成分為汗中的濃度變化和血中的 濃度變化之間沒有關(guān)聯(lián)的成分，或者關(guān)聯(lián)性低于規(guī)定的相關(guān)系數(shù)的成分。更優(yōu)選第二成分 是在從汗腺到達(dá)皮膚的過程中在汗管被再吸收的比率小于規(guī)定值的物質(zhì)。作為在汗管中被 再吸收的比率大的物質(zhì)，可舉出水和鈉，優(yōu)選第二成分不是這樣的成分。作為滿足這些條件 的第二成分，具體地講，當(dāng)?shù)谝怀煞譃樘堑那闆r下，可舉出谷氨酸，除此之外例如還可以舉 出賴氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸等其他氨基酸，以及鈣、鉀等，在本實(shí)施方式中，第二成分為 谷氨酸。測定運(yùn)算裝置30的第一成分檢測器31和第二成分檢測器33采用檢測汗中成分 的結(jié)構(gòu)，并不限定于特定的結(jié)構(gòu)。例如，可以是通過測定放射光的波長來檢測成分的結(jié)構(gòu)，也可以是利用酶電極法的結(jié)構(gòu)。另外，還可以是對(duì)應(yīng)第一成分和第二成分的結(jié)構(gòu)。通過將第 一成分檢測器31和第二成分檢測器33做成利用酶電極法的結(jié)構(gòu)，與測定放射光的波長的 結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)測定運(yùn)算裝置30的小型化。為了檢測作為第一成分的糖， 在本實(shí)施方式中將第一成分檢測器31做成利用酶電極法將葡萄糖氧化酶與電極加以組合 的結(jié)構(gòu)。為了檢測作為第二成分的谷氨酸，將第二成分檢測器33做成利用酶電極法將L-谷 氨酸氧化酶與電極加以組合的結(jié)構(gòu)。圖6及圖7是表示如下功能結(jié)構(gòu)的具體例的框圖在由發(fā)汗裝置10和測定運(yùn)算裝 置30組成的測定裝置1中，使皮膚100發(fā)汗，從而收集汗，并利用汗中的第一成分和第二成 分的濃度來計(jì)算血中第一成分的濃度。圖6表示發(fā)汗裝置10的具體例。圖7表示測定運(yùn) 算裝置30的功能結(jié)構(gòu)的具體例。圖6和圖7所示的各功能分別是通過使發(fā)汗裝置10的控 制電路15和測定運(yùn)算裝置30的控制電路30執(zhí)行規(guī)定的控制程序而實(shí)現(xiàn)的功能。這些功 能中的至少一部分功能，也可以通過圖2A、2B或圖3A、3B所示的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。另外，圖 6和圖7中的實(shí)線箭頭表示電信號(hào)的流動(dòng)。圖7中的點(diǎn)線箭頭表示汗的輸送。參照?qǐng)D6，發(fā)汗裝置10的上述功能包括接收來自未圖示在圖1和圖2A、圖2B的 操作部的操作信號(hào)的操作輸入部101 ；控制部103以及電流發(fā)生部105?？刂撇?03主要由控制電路15構(gòu)成，其根據(jù)來自操作輸入部101的操作信號(hào)來 開始發(fā)汗動(dòng)作?？刂撇?03根據(jù)上述操作信號(hào)將用于產(chǎn)生規(guī)定值的電流的控制信號(hào)輸入 至電流發(fā)生部105，由此開始上述發(fā)汗動(dòng)作。電流發(fā)生部105也主要由控制電路15構(gòu)成， 其根據(jù)上述控制信號(hào)，進(jìn)行用于在導(dǎo)入電極11和參照電極13之間產(chǎn)生規(guī)定值的電流的處 理。通過該處理，直流電流從導(dǎo)入電極11通過海綿41經(jīng)皮膚100流向參照電極13，其中， 上述海綿41包含含有發(fā)汗促進(jìn)劑的液體即毛果蕓香堿液。因此，導(dǎo)入電極11的物質(zhì)即毛 果蕓香堿液滲透并導(dǎo)入到皮下而作用于汗腺。這種物質(zhì)的導(dǎo)入方法被稱作“離子電滲療 (iontophoresis)法，，。從發(fā)汗動(dòng)作開始起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，導(dǎo)入電極11附近的汗腺發(fā)汗。如果在自發(fā)汗 裝置10開始發(fā)汗動(dòng)作起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后使毛果蕓香堿液滲透，則控制部103根據(jù)來自操 作輸入部101的用于終止發(fā)汗動(dòng)作的操作信號(hào)，向電流發(fā)生部105輸出用于停止電流發(fā)生 的控制信號(hào)，從而結(jié)束發(fā)汗動(dòng)作。也可以如下所述地結(jié)束發(fā)汗動(dòng)作，即，控制部103檢測出 自發(fā)汗動(dòng)作開始起經(jīng)過了一定時(shí)間后，向電流發(fā)生部105輸出用于停止電流發(fā)生的控制信 號(hào)。根據(jù)圖7，測定運(yùn)算裝置30的上述功能，包括輸送收容于集汗區(qū)域32中的汗的 輸送部301 ；檢測汗中的第一成分的第一成分檢測部303 ；檢測第二成分的第二成分檢測部 305 ；根據(jù)來自第一成分檢測部303和第二成分檢測部305的檢測信號(hào)，計(jì)算汗中的第一成 分濃度和第二成分濃度的濃度計(jì)算部307 ；利用該計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行用于得到血中第一成分 濃度的運(yùn)算的轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309 ；以及進(jìn)行用于顯示計(jì)算結(jié)果的處理的顯示部311。輸送部301由上述輸送機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其將收容于集汗區(qū)域32的汗經(jīng)過第一成分檢測 器31和第二成分檢測器33輸送至廢液儲(chǔ)存部36。當(dāng)測定運(yùn)算裝置30采用通過將壓縮空 氣等流體注入輸送通路34來輸送收容于集汗區(qū)域32中的汗的結(jié)構(gòu)時(shí)，輸送部301包括用 于將流體注入輸送通路34的機(jī)構(gòu)。具體地講，當(dāng)通過使泵等機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)來注入流體的情 況下，輸送部301包括上述機(jī)械結(jié)構(gòu)和輸出用于使該結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號(hào)的結(jié)構(gòu)等。
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第一成分檢測部303主要包括第一成分檢測器31。第二成分檢測部305主要包括 第二成分檢測器33。它們的功能分別是，使用第一成分檢測器31和第二成分檢測器33，從 由輸送部301輸送過來的汗中檢測出第一成分和第二成分，并將對(duì)應(yīng)于該檢測量的檢測信 號(hào)輸入至濃度計(jì)算部307。濃度計(jì)算部307主要由控制電路35構(gòu)成，其按照規(guī)定的運(yùn)算程序，根據(jù)從第一成 分檢測部303接收到的檢測信號(hào)，計(jì)算出汗中第一成分的濃度。同樣，根據(jù)從第二成分檢測 部305接收到的檢測信號(hào)，計(jì)算出汗中第二成分的濃度。表示算出的濃度的信號(hào)被輸入至 轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309。轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309主要由控制電路35構(gòu)成，其按照規(guī)定的運(yùn)算程序，進(jìn)行使用汗中 的第二成分的濃度將汗中的第一成分的濃度轉(zhuǎn)換成血中第一成分的濃度的運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果 被輸入至顯示部311，在顯示部311中，進(jìn)行將血中第一成分的濃度作為計(jì)算結(jié)果顯示在顯 示器37上的處理。在此，說明轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309中的運(yùn)算原理。已知血中的成分濃度與汗中的成分濃度的變動(dòng)大致成正比例。圖8是表示發(fā)汗后 的血中糖濃度和汗中糖濃度隨時(shí)間變化的圖。圖8所示的濃度變化表示的是，在空腹?fàn)顟B(tài) 持續(xù)40分鐘的時(shí)刻實(shí)施了糖耐量試驗(yàn)以使血糖值變化時(shí)的每40分鐘的血中糖濃度(血糖 值)和汗中糖濃度(稱作“汗糖值”)的時(shí)間變化。如圖8所示，第一成分為糖時(shí)，血糖值和 汗糖值大致成正比例。其中，如圖8所示，在發(fā)汗初期，例如在圖8中，在發(fā)汗后的40分鐘 內(nèi)，相對(duì)于血糖值的變動(dòng)，汗糖值以高濃度變動(dòng)。然后，隨著血糖值上升，汗糖值也上升。而 且，汗中的糖濃度根據(jù)當(dāng)天的皮膚狀態(tài)(汗腺的狀態(tài)、血流)也受影響。當(dāng)將谷氨酸作為第二成分時(shí)，圖9表示的是圖8所示的狀況中發(fā)汗后的汗中谷氨 酸濃度隨時(shí)間的變化。如上所述地，第二成分是其濃度變化與血中的第一成分的濃度變化 之間沒有關(guān)聯(lián)的成分。因此，如圖8和圖9所示，發(fā)汗后經(jīng)過40分鐘后，雖然血糖值和汗糖 值在上升，但谷氨酸的濃度卻顯示恒定的值。另一方面，在發(fā)汗初期，例如在圖6中在發(fā)汗 后的40分鐘以內(nèi)，谷氨酸的濃度與汗糖值同樣地，與經(jīng)過40分鐘以后的濃度相比以高濃度 變動(dòng)。關(guān)于汗中成分的濃度變化的詳細(xì)變動(dòng)和其機(jī)理，現(xiàn)階段還不明確。已知尤其在發(fā) 汗初期，不僅是糖濃度，其他成分的濃度也高于經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后的濃度。因此，當(dāng)利用汗中 成分的濃度來計(jì)算血中成分的濃度時(shí)，若將發(fā)汗初期的汗中成分的濃度用于運(yùn)算，則所得 到的血中成分的濃度中存在誤差的可能性高。作為在發(fā)汗初期汗中成分的濃度高的原因之一，認(rèn)為是在發(fā)汗初期汗腺膜的物質(zhì) 透過特性暫時(shí)向透過率變高的方向變化，即，發(fā)汗初期的汗腺膜的透過性高于初期以后的 透過性。根據(jù)該說法，第一成分和第二成分在發(fā)汗初期透過汗腺膜的量均大于發(fā)汗初期以 后透過汗腺膜的量，因此，汗中的各種成分的濃度變高。本實(shí)施方式的測定裝置1利用該性質(zhì)，在測定運(yùn)算裝置30中同時(shí)對(duì)測定對(duì)象的成 分(第一成分)以外的成分(第二成分)進(jìn)行測定。在轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309，利用第二成分的濃 度變化，對(duì)因所謂的汗腺膜透過性的影響而發(fā)生的變化即與血中濃度無關(guān)而取決于測定部 位狀態(tài)的變化進(jìn)行修正，從而將汗中第一成分的濃度轉(zhuǎn)換成血中第一成分的濃度。轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309中的轉(zhuǎn)換方法并不限定于特定的方法，作為具體例，可舉出以下一例在轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309中，采用以下所示方法以外的方法，從汗中第一成分的濃度和第二 成分的濃度得到血中第一成分的濃度。轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309記憶作為事先決定的系數(shù)的系數(shù)a、0、Y，并利用下述式(1)，利 用從濃度計(jì)算部307接收到的、作為汗中第二成分的谷氨酸的濃度C1修正作為第一成分的 糖(葡萄糖)的濃度B1，從而得到修正后的汗中糖濃度B。B = Bl_(aCl+3)式(1)接著，利用下述式(2)，將修正后的汗中糖濃度B轉(zhuǎn)換成血中糖濃度A。A = yB式(2)另外，也可以在轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309進(jìn)行運(yùn)算等時(shí)求出系數(shù)a、0、Y，以此來代替上 述預(yù)先記憶系數(shù)a、0、Y的情況。例如，可根據(jù)在空腹時(shí)等血糖值比較穩(wěn)定時(shí)多次測定汗 糖值、汗中谷氨酸濃度以及血糖值所得到的濃度，由轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309來決定系數(shù)a、0、Y。 另外，也可以采用以下方法根據(jù)多數(shù)人的測定結(jié)果，預(yù)先僅將用于修正汗糖值的(上述式 (1)用的)系數(shù)a、0決定為多數(shù)人用系數(shù)，而針對(duì)個(gè)人，根據(jù)在空腹時(shí)測定一次汗糖值、 汗中谷氨酸濃度以及血糖值所得到的濃度，來決定用于將修正后的汗糖值轉(zhuǎn)換成血糖值的 (上述式⑵用的)系數(shù)Y。另外，若轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309利用下述式(3)、(4)來代替上述式(1)、(2)而將修正后 的汗中糖濃度B轉(zhuǎn)換成血中糖濃度A，則可根據(jù)在空腹時(shí)測定一次汗糖值、汗中谷氨酸濃度 以及血糖值所得到的濃度來決定式(3)、(4)中的系數(shù)a、Y。B = Bl-a C1式(3)A = yB式(4)下面，說明測定裝置1中的處理流程。圖10是表示發(fā)汗裝置10中的發(fā)汗動(dòng)作流 程的流程圖。圖11是表示測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作流程的流程圖。通過進(jìn)行如 下處理來實(shí)現(xiàn)在這些流程圖中表示的處理控制電路15、35執(zhí)行規(guī)定的運(yùn)算程序，并控制 圖2A、2B、3A、3B所示的各部分，從而發(fā)揮圖6、7所示的功能。首先，圖10所示的發(fā)汗動(dòng)作例如可通過進(jìn)行以下動(dòng)作而開始在藥劑區(qū)域12A安 裝含有包含毛果蕓香堿液等發(fā)汗促進(jìn)劑的液體的海綿41，并以與海綿41接觸的方式安裝 導(dǎo)入電極11后，通過帶2A以海綿41與皮膚100接觸的方式將發(fā)汗裝置10裝戴于測定部 位，然后，在操作部進(jìn)行用于開始發(fā)汗動(dòng)作的操作。當(dāng)操作輸入部101接收到來自操作部的 操作信號(hào)時(shí)，控制部103進(jìn)行處理，以使電流發(fā)生部105產(chǎn)生用于使規(guī)定的直流電流從導(dǎo)入 電力11向參照電極13流動(dòng)的電流，從而使規(guī)定的電流流過電極之間(步驟S101)。而且， 當(dāng)檢測到自發(fā)汗動(dòng)作開始起經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間時(shí)，或者經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后在操作輸入部101中 接收到表示動(dòng)作結(jié)束操作的操作信號(hào)時(shí)，控制部103停止在電流發(fā)生部105中的電流的產(chǎn) 生，切斷電極之間流動(dòng)的電流(步驟S103)。通過以上操作，結(jié)束在發(fā)汗裝置10中的發(fā)汗動(dòng)作。然后，被測定者解除發(fā)汗裝置 10的裝戴狀態(tài)，從測定部位即從皮膚100摘下海綿41，清洗皮膚100。然后，利用帶2B在相 同的位置裝戴測定運(yùn)算裝置30。從滲透有毛果蕓香堿液的皮膚100發(fā)出的汗被收集在集汗 區(qū)域32的海綿43中。可在將測定運(yùn)算裝置30裝戴于測定部位的狀態(tài)下，或者在裝戴規(guī)定時(shí)間從而將 汗收集在海綿43后解除裝戴的狀態(tài)下，根據(jù)操作部發(fā)出的用于開始測定運(yùn)算動(dòng)作的指示
9而開始測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作，例如，可在如圖5所示的液體傳感器38檢測出 所收集的汗量達(dá)到規(guī)定量時(shí)開始測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作，也可以在從第一成 分檢測部303和第二成分檢測部305向濃度計(jì)算部307輸入與第一成分和第二成分的檢測 量對(duì)應(yīng)的檢測信號(hào)時(shí)開始上述測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作。在從第一成分檢測部 303和第二成分檢測部305向濃度計(jì)算部307輸入與第一成分和第二成分的檢測量對(duì)應(yīng)的 檢測信號(hào)時(shí)開始圖11所示的測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作，通過從操作部接收用于 結(jié)束運(yùn)算的操作信號(hào)來停止上述圖11所示的測定運(yùn)算裝置30中的測定運(yùn)算動(dòng)作。根據(jù)圖11，濃度計(jì)算部307從第一成分檢測部303和第二成分檢測部305接收到 與第一成分和第二成分的檢測量對(duì)應(yīng)的檢測信號(hào)時(shí)，由這些檢測信號(hào)分別算出汗中第一成 分的濃度和第二成分的濃度(步驟S301，S303)。接著，轉(zhuǎn)換運(yùn)算部309通過上述式(1)， 利用在步驟S303中算出的汗中第二成分的濃度，對(duì)在步驟S301中算出的汗中第一成分的 濃度進(jìn)行修正，從而得到修正后的第一成分的濃度(步驟S305)。然后，進(jìn)一步通過上述 式(2)，將在步驟S305中得到的修正后的汗中第一成分的濃度轉(zhuǎn)換成血中第一成分的濃度 (步驟S307)，并將其輸入到顯示部311。在顯示部311中，進(jìn)行用于在顯示器37上顯示運(yùn) 算結(jié)果的處理，從而顯示在步驟S307中得到的血中第一成分的濃度(步驟S309)。將上述步驟S301 S309的處理以規(guī)定的間隔重復(fù)進(jìn)行，直至進(jìn)行用于結(jié)束轉(zhuǎn)換 運(yùn)算動(dòng)作的操作，并以規(guī)定的間隔顯示血中第一成分的濃度。然后，當(dāng)從操作部接收到用于 結(jié)束轉(zhuǎn)換運(yùn)算動(dòng)作的操作信號(hào)時(shí)(步驟S309中的“是”)，停止測定運(yùn)算裝置30中的轉(zhuǎn)換 運(yùn)算動(dòng)作。圖12表示對(duì)實(shí)際的汗中糖濃度進(jìn)行上述步驟S305的處理從而利用作為第二成分 的谷氨酸的汗中濃度加以修正的、修正后的汗中濃度和血糖值的時(shí)間變化。由圖12可知， 通過進(jìn)行上述修正，從發(fā)汗初期到其后的階段，修正后的汗糖值顯示出與血糖值幾乎相同 的特性。因此，與圖8所示的實(shí)際測定的(未修正的)汗糖值與血糖值的變化關(guān)系相比較 時(shí)，特別是在發(fā)汗初期這些特性變得相互有關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)出修正的效果。S卩，針對(duì)測定對(duì)象的成分(第一成分)的汗中濃度和血中濃度之間的變化偏差，本 實(shí)施方式的測定裝置1，從因汗腺膜透過性的影響而出現(xiàn)這樣的偏差的觀點(diǎn)出發(fā)，除了檢測 第一成分之外還檢測其他成分(第二成分)，并計(jì)算它們的濃度，然后利用第二成分的濃度 對(duì)第一成分的濃度進(jìn)行修正，其中，上述汗中濃度和血中濃度之間的變化偏差是指，特別是 在發(fā)汗初期，測定對(duì)象的成分(第一成分)的汗中濃度高，而且汗中濃度和血中濃度未示出 在發(fā)汗初期以后可見的關(guān)聯(lián)性的情形。其結(jié)果，能夠從所測定的第一成分的汗中濃度消除 汗腺膜透過性的影響。或者，能夠抑制汗腺膜透過性的影響。因此，在測定裝置1中，通過 利用規(guī)定的系數(shù)將修正后的汗中的第一成分濃度轉(zhuǎn)換成血中的第一成分，能夠得到偏差小 的高精度的血中第一成分的濃度。而且，通過采用在測定裝置1中使用的運(yùn)算方法，能夠從 汗中第一成分的濃度得到偏差小的高精度的血中第一成分的濃度。在上述例中，主要闡述了對(duì)發(fā)汗初期的高濃度的修正方法，但汗腺膜的透過性會(huì) 根據(jù)每天的身體狀況或皮膚狀態(tài)的變化而變化，所以本發(fā)明也能夠適用于對(duì)這樣的以日 (天)為單位的長期的觀點(diǎn)上的變化的修正中。另外，在上述例中，采用一種第二成分(在上述具體例中的谷氨酸)來作為第一成 分以外的成分，但可以使用多個(gè)汗中成分來作為第二成分。例如，當(dāng)?shù)谝怀煞譃樘堑那闆r下，可以使用谷氨酸、賴氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸等氨基酸中的至少一種，或者這些氨基 酸、鈣和鉀中的至少一種作為第二成分。 本發(fā)明公幵的實(shí)施方式均為例示，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式。本發(fā)明的范 圍并非由上述說明限定，而是由請(qǐng)求保護(hù)的范圍來表示，包括與請(qǐng)求保護(hù)的范圍同等的意 義以及其范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
一種血中成分濃度測定裝置，具有發(fā)汗促進(jìn)部(10)，其促進(jìn)測定部位即生體表面的發(fā)汗；第一計(jì)測部(303、307)，其計(jì)測出自上述測定部位的汗中所包含的第一成分的汗中濃度；第二計(jì)測部(305、307)，其計(jì)測出自上述測定部位的汗中所包含的第二成分的汗中濃度，上述第二成分與上述第一成分不同；修正部(309)，其利用上述第二成分的上述汗中濃度，修正上述第一成分的上述汗中濃度；以及，轉(zhuǎn)換部(309)，其將通過上述修正部來修正的結(jié)果轉(zhuǎn)換為在上述生體的血中的上述第一成分的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血中成分濃度測定裝置，其中，上述第二成分是在汗管中被 再吸收的比率小于規(guī)定值的成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血中成分濃度測定裝置，其中，上述第二成分是汗中的濃度 變化與血中的上述第一成分的濃度變化之間的關(guān)聯(lián)性小于規(guī)定的相關(guān)系數(shù)的成分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血中成分濃度測定裝置，其中，上述第二成分是血中的濃度 變化率小于上述第一成分的血中的濃度變化率的成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血中成分濃度測定裝置，其中，上述第一成分為糖即葡萄糖， 上述第二成分是谷氨酸、賴氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、鈣和鉀中的至少一種。
6.一種血中成分濃度測定方法，利用血中成分濃度測定裝置來進(jìn)行測定，該血中成分 濃度測定裝置包括取得出自測定部位的汗的取得裝置(32)、檢測上述汗中的成分的檢測裝 置(303、305)和利用從上述成分得到的數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算裝置(307、309)，其中，上述血 中成分濃度測定方法包括在上述檢測裝置中，從上述汗檢測第一成分的步驟(S301)； 在上述運(yùn)算裝置中，計(jì)算上述第一成分的汗中濃度的步驟(S301)； 在上述檢測裝置中，從上述汗檢測與上述第一成分不同的第二成分的步驟(S303)； 在上述運(yùn)算裝置中，計(jì)算上述第二成分的汗中濃度的步驟(S303)； 在上述運(yùn)算裝置中，利用上述第二成分的上述汗中濃度來修正上述第一成分的上述汗 中濃度的步驟(S305)；在上述運(yùn)算裝置中，將通過上述修正單元來修正的結(jié)果轉(zhuǎn)換為在生體的血中的上述第 一成分的濃度的步驟(S307)；以及，在上述運(yùn)算裝置中，執(zhí)行用于輸出上述第一成分的血中的濃度的處理的步驟(S309)。
全文摘要
提供一種以良好精度測定血中成分濃度的裝置以及方法。測定裝置中的測定運(yùn)算裝置(30)，在第一成分檢測部(303)和第二成分檢測部(303)從汗中分別檢測出第一成分和第二成分，并在濃度計(jì)算部(307)計(jì)算汗中的各個(gè)成分的濃度。在轉(zhuǎn)換運(yùn)算部(309)，利用汗中的第二成分濃度來修正第一成分濃度后，轉(zhuǎn)換成血中第一成分的濃度。
文檔編號(hào)A61B5/145GK101854858SQ200880115130
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者中嶋聰, 中瀨雄三, 時(shí)田宗雄, 菅屋潤壹 申請(qǐng)人:歐姆龍健康醫(yī)療事業(yè)株式會(huì)社