JP2011024698A - 血糖値測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】初めのt=0〜15sを除外し、t=15〜30sの区間のデータを用いて、最小2乗法で回帰直線を求め、その傾きαを算出する。そして、平衡温度上昇θmaxとαとの一次関数の傾きAを定める。そして、室温,性別,年齢等の項目に対して、Aに関するデータベースを作成し、これを用いて任意の被験者の平衡温度を推算する。この平衡温度から血糖値を測定する。
【選択図】 図7
Description
血糖値の測定方法としては、患者から少量の血液を採血し、その血液中に含まれるグルコース濃度を測定する侵襲法がある。しかしこの侵襲法は患者から血液を採取する必要があるため身体的苦痛を与えるばかりでなく、採血用針等の消耗コストが嵩み、さらに針を介しての感染症の危険も伴う。
図1において、人体は、その深部温度を37℃一定に保つよう人体外界と熱交換している。そこで、人体の深部温度Tcと体表面温度T1間に流れる熱流量Qを測定すれば、TcとT1間の熱抵抗R1が求まる。この熱抵抗R1、すなわち人体組織の熱伝導率は血流量と相関があるため、血流量Qが推定できる。この熱流量Qを測定するためには、ある一定の熱抵抗R2を有するブロックを用意し、体表面と体表面に接触したブロックの両端の温度(T1及びT2)を測定すれば良い(Q=R2/(T2−T1))。ブロックを通過する熱は、T2から熱抵抗R3を経由して、室温T4へ放熱される。
図2において、図1で述べた通り体表面と接触するブロックを用意し、その2箇所に設置した2個の温度センサによって2種類の温度T1とT2を測定する。別途、体表面の輻射温度T3と室温T4を測定する。また、ヘモグロビンの吸収に関係する少なくとも2種類の波長で吸光度A1,A2を測定する。温度T1〜T4から「血流量」に関するパラメータが得られ、温度T3から「輻射伝熱量」に関するパラメータが得られ、温度T3と温度T4から「対流伝熱量」に関するパラメータが各々得られる。また吸光度A1から「ヘモグロビン濃度」に関するパラメータが得られ、吸光度A1とA2から「ヘモグロビン酸素飽和度」に関するパラメータが得られる。
図3において、無侵襲血糖値測定装置100上面には操作部11、測定対象となる指が置かれる測定部12、測定結果の表示,装置の状態や測定値等を表示する表示部13が設けられている。操作部11には無侵襲血糖値測定装置100上面の操作を行うための4個の押しボタン11a〜11dが配置されている。測定部12にはカバー14が設けられ、このカバー14を開けると(図はカバーを開けた状態を示す)、楕円型の周縁を持つ指置き部15が位置している。指置き部15の中には、輻射温度センサ部の開口端16と熱流束センサ部17と光学センサ部18とが設けられている。
(1)指からブロック以外へ流れる漏れ熱流量が大きいと、測定誤差が大きくなる。
(2)平衡温度となるまでに必要な測定に時間がかかってしまう。
図4において、図3に示した熱流束センサ部17は熱伝導部材20と、指21が熱伝導部材20に接触する部分に隣接して設置されたサーミスタ22(T1)と、熱伝導部材20の下端に設置されたサーミスタ23(T2)とで構成されている。熱伝導部材20の周囲の筐体24は、測定部位である指21からの熱が熱伝導部材20を介して筐体24へ多く漏れるのを防ぐために、断熱構造(例えば、筐体24の熱伝導率を熱伝導部材20の熱伝導率より小さくするか、筐体24を真空断熱構造にする等)とするのが望ましい。
図5において、上記空洞部25の冷却を促進するために、外枠27にルーバ40を設けた場合である。こうすることで、空洞部25の冷却が促進され、室温までの冷却時間を短縮できる。
図6において、上記空洞部25の冷却を更に促進するために、外枠27にファン50を設けた場合である。こうすることで、空洞部25の冷却が冷却風51により促進され、室温までの冷却時間を大幅に短縮できる。
図7はサーミスタ22で測定した被験者A,B(共に男性で年齢差小)の初期からの温度上昇値(以後、温度上昇と称する)を示す図である。
図7において、ここで測定部位は右の人差し指である。図中、縦軸は温度上昇θ、横軸は時間t、細い実線は被験者Aの温度上昇、細い破線は被験者Bの温度上昇、太い実線は被験者Aの平衡温度上昇θmax、太い破線は被験者Bの平衡温度上昇θmaxを各々示している。ここで、θ,θmaxは次式の通りである。
図11において、本実施例の装置にはサーミスタ22,サーミスタ23,焦電検出器31,サーミスタ32,検出器64からなる5個のセンサがある。検出器64では波長810nmの吸光度と波長950nmの吸光度を測定するため、装置には6種類の測定値が入力されることになる。
(1)正規化パラメータとグルコース濃度Cの関係を示す重回帰式を作成する。
(2)最小二乗法によって得られた式から正規化パラメータに関する正規方程式(連立方程式)を求める。
(3)正規方程式から係数ai(i=0,1,2,3,4,5)の値を求め、重回帰式に代入する。
図13において、操作部のボタンを押し装置の電源を入れると、液晶表示器に「ウォーミングアップ」が表示され、装置内の電子回路がウォーミングアップされる。同時に、チェックプログラムが作動し、電子回路を自動的にチェックする。「ウォーミングアップ」が終了すると、液晶表示部に「指を置いてください」と表示される。指置き部に指を置くと、液晶表示部にカウントダウンが表示される。カウントダウンが終了すると、液晶表示部に「指を離してください」と表示される。指置き部から指を離すと、液晶表示部に「データ処理中」が表示される。その後、液晶表示部に血糖値が表示される。
12 測定部
13 表示部
14 カバー
15 指置き部
16 輻射温度センサ部の開口端
17 熱流束センサ部
18 光学センサ部
20 熱伝導部材
21 指
22,23,26,32 サーミスタ
24 筐体
25 空洞部
27 外枠
29 赤外線レンズ
30 赤外線透過窓
31 焦電検出器
40 ルーバ
50 ファン
51 冷却風
60,61 光ファイバー
62,63 光源
64 検出器
Claims (5)
- 一端に体表面との接触部を有する熱伝導部材と、この熱伝導部材の前記体表面接触部に隣接して設けられた第1の温度検出器と、前記熱伝導部材の他端に隣接して設けられた第2の温度検出器で構成される熱流束計測手段と、環境温度を測定する環境温度検出器と、前記体表面からの輻射熱を測定する輻射熱検出器と、前記体表面接触部に向けて少なくとも2つの異なる波長の光を照射する光源と、前記光が前記体表面で反射されて生じる反射光を検出する光検出器と、前記第1の温度検出器、前記第2の温度検出器、前記環境温度検出器、前記輻射熱検出器及び前記光検出器各々の出力を各々パラメータに変換する変換部と、前記パラメータと血糖値との関係を予め記憶し、前記パラメータを前記関係に適用して血糖値を算出する処理部とを有する演算部と、前記演算部から出力される結果を表示する表示部とを備えることを特徴とする血糖値測定装置。
- 請求項1記載の血糖値測定装置において、
温度測定開始後、所定の時間間隔で前記第1の温度検出器と前記第2の温度検出器で得られる温度上昇曲線から最小2乗法を用いて回帰直線を求め、前記回帰直線の傾きと前記第1の温度検出器,前記第2の温度検出器の平衡温度の関係を各々予めデータベースとし、前記データベースから任意の被験者の前記平衡温度を推算することを特徴とする血糖値測定装置。 - 請求項1記載の血糖値測定装置において、
前記体表面に指を用いることを特徴とする血糖値測定装置。 - 請求項1記載の血糖値測定装置において、
前記熱流束計測手段は、ルーバまたはファンにより冷却することを特徴とする血糖値測定装置。 - 請求項1記載の血糖値測定装置において、
前記データベースは室温,性別,年齢,既往歴等の項目に対して各々グループ分けされた形態で作成されたことを特徴とする血糖値測定装置。
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