JPH04232467A - 血糖測定装置および血糖測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血糖量を測定する血糖
測定装置において、複数個の発光ダイオードを選択的に
使用して血糖量を測定して測定誤差を最小化する血糖測
定装置および血糖測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の血糖測定装置としては、特公昭５
９−１４８４３号公報の携帯用血糖測定装置があるが、
この携帯用血糖測定装置は図５に示すように形成されて
おり、体内に挿入される血糖値測定用電極５０およびポ
ーラログラフィー電気回路６０を備えた血糖値検出部１
０と、ＡＤ変換機７０およびマイクロコンピュータを備
えて血糖値検出部１０の出力信号に依って血糖値を演算
する演算部２０とアラ―ムブザー４０と血糖値表示器３
０とからなり、血糖値検出部１０と演算部２０とが身体
に装着されるように構成されている。そして、血糖値検
出部１０が体内に挿入される血糖値測定用電極５０を備
えるため患者の負担が少なくなるので、長時間連続使用
が可能であり、また血糖値検出部１０および演算部２０
の小型化が可能になるので、携帯使用が可能になるとい
う長所がある反面、測定用電極が損傷されたり、患者の
体調等により血液の循環が非正常的である場合もあるの
で、測定結果が不正確であるという短所があった。

【０００３】また、血糖量を測定するために、臨床化学
検査に周知の試験紙法に比べてやや進歩された方法とし
て、血糖濃度により変色された血糖試験紙に光を放射し
て、その血糖試験紙から反射された反射光の強さを検出
して血糖量を測定する電子式自動血糖測定器が使用され
ている。しかしながら、血糖測定に使用される前記の試
験紙法および電子式自動血糖測定器は、図６に示すよう
に、血糖試験紙の光に反応した光源の波長による血糖試
験紙の光反射率をチェックしてみた結果、高濃度の血糖
との反応時には光源の光に対する波長が７００ｎｍ（ｎ
＝１×１０−９（ｍ）　）、即ち７００×１０−９［ｍ
］帯域（赤色帯域）では稠密であって各濃度別による分
解等が低下される反面、光に対する波長が５００〜６０
０［ｎｍ］帯域（緑色−黄色帯域）では比較的間隔が均
等して全体的に測定帯域が広く分布されているので、使
用方法は簡単な反面、血糖測定結果が相対的に不正確な
点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような特性に基づ
いて血糖測定用光源に赤色発光ダイオードと緑色発光ダ
イオードとを各々利用して血糖濃度による光センサ誘起
電流を測定した結果、図７に示したように、緑色発光ダ
イオードを使用する場合には、血糖濃度の増加に従って
減少する光センサ誘起電流は変化率が少くて比較的円満
な曲線を示す。これに対して、赤色発光ダイオードを使
用する場合には、血糖濃度の増加に従って減少する光セ
ンサ誘起電流は変化率が大きくて比較的急激な曲線を示
す。従って、結果的に低濃度部における分解能力は良好
であるが、高濃度部においては飽和現象を現すので、前
記赤色および緑色発光ダイオードを無分別に使用する場
合には、測定自体が困難であるだけでなく、これによる
測定誤差も相当に発生するという問題があった。

【０００５】本発明は前記のようないろいろな問題点を
鑑みてなされたもので、マイクロコンピュータの制御に
より血糖濃度が低濃度の場合には赤色発光ダイオードを
使用して測定し、高濃度の場合には緑色発光ダイオード
を使用して測定することにより、測定誤差を最低になる
ようにする血糖測定装置および血糖測定方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１に記載の本発明の血糖測定装置は、血糖値を
測定する血糖測定装置において、マイクロコンピュータ
と、測定を開始する為の信号を前記マイクロコンピュー
タに入力するキー部と、前記マイクロコンピュータの制
御により緑色または赤色の光源を選択する光源選択部と
、前記光源選択部により選択された発光ダイオードを通
じて血糖試験紙に光を放射する発光部と、前記発光部よ
り血糖試験紙に放射される光の強さを一定に調節する光
調節部と、前記血糖試験紙より反射される反射光を検出
する反射光検出部と、前記検出された反射光に対する誘
起電流を増幅する増幅部と、前記増幅部で増幅されたア
ナログデータをディジタルデータに変換させてマイクロ
コンピュータに入力させるアナログ／ディジタル変換部
と、前記マイクロコンピュータで変換された血糖値を表
示する表示部とを有することを特徴とする血糖測定装置
。

【０００７】また、請求項２に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記発光部は、光調節部の比較器により常に一
定量の光を血糖試験紙に放射することを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記比較器は、非反転入力端子に可変調節用可
変抵抗を連結して発光部から放射する光の強さを一定に
調節するように構成されていることを特徴とする。

【０００９】また、請求項４に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記増幅部は、フォトダイオードにより検出さ
れた反射光に対する誘起電流を演算増幅器を使用して増
幅されたディジタル変換部および光調節部に入力させる
ことを特徴とする。

【００１０】また、請求項５に記載の本発明の血糖測定
方法は、血糖濃度により変色された血糖試験紙に光を放
射しその反射光を利用して血糖濃度を測定する第１次血
糖濃度測定ステップと、前記第１次血糖濃度測定ステッ
プの測定値から血糖濃度の高低を判別して光源交替の適
否を判別する光源交替ステップと、前記第１次血糖濃度
測定ステップの測定値により交替された光源により血糖
濃度を測定する第２次血糖濃度測定ステップと、前記第
２次血糖濃度測定ステップにより測定されたデータを血
糖値に換算する血糖値換算ステップと、前記換算された
血糖値を表示する血糖値表示ステップとからなることを
特徴とする。

【００１１】また、請求項６に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記光源交替ステップは、各々異なる色を備え
た複数個の発光ダイオードの中のいずれか一つに交替さ
れることを特徴とする。

【００１２】また、請求項７に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記複数個の発光ダイオードは、放射される光
の強さが各々光調節部により一定に調節されることを特
徴とする。

【００１３】また、請求項８に記載の本発明の血糖測定
装置は、前記血糖換算ステップは、測定値がマイクロコ
ンピュータで換算され表示部を通じて表示されることを
特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の血糖測定装置および血糖測定方法によ
れば、複数個の発光ダイオードを利用して光源を選択し
た後に、その光源により血糖試験紙の血糖濃度を測定す
ることによって、測定誤差を補償して血糖値を測定する
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して詳細
に説明する。

【００１６】図１は本発明に適用される緑色発光ダイオ
ードと赤色発光ダイオードとを使用して血糖測定をする
場合の血糖濃度に対する測定誤差率を示したグラフであ
り、図２は本発明の血糖測定装置に対するブロック図で
あり、図３は図２の詳細回路図であり、図４は本発明の
血糖測定方法の動作順序を示したフローチャートである
。

【００１７】図１において、赤色発光ダイオードを使用
する場合には、全体的に見ると赤色発光ダイオードを使
用する場合に比べて比較的に誤差が少なく発生するが、
中心点（Ｐ）を基準として見ると、低濃度部においては
緑色発光ダイオードを使用する場合に比べて測定誤差率
が少ないが、高濃度部においては緑色発光ダイオードを
使用する場合に比べて測定誤差率が大きいことがわかる
。即ち、低濃度部では赤色発光ダイオードが測定誤差率
が小さく、高濃度部では緑色発光ダイオードが測定誤差
率が小さいから本発明においてはこのような特性を利用
したものである。

【００１８】図２および図３において、符号１はマイク
ロコンピュータで、２個の出力端子Ｓ１，Ｓ２を有して
おり、符号２は光源選択部で、前記マイクロコンピュー
タ１の出力端子Ｓ１には抵抗Ｒ１の一側が接続され、こ
の抵抗Ｒ１の他側はトランジスタＴＲ１のベースに接続
され、前記マイクロコンピュータ１の出力端子Ｓ２には
抵抗Ｒ２の一側が接続され、この抵抗Ｒ２の他側はトラ
ンジスタＴＲ２のベースに接続されて、前記各出力端子
Ｓ１，Ｓ２から低レベルの信号が各々トランジスタＴＲ
１，ＴＲ２に入力されると動作するようになっている。

【００１９】符号３は前記光源選択部２により信号を印
加され赤色または緑色の光を血糖試験紙に放射する発光
部で、緑色発光ダイオードＬＥＤ１の正（＋）端子はト
ランジスタＴＲ１のコレクタに接続され、赤色発光ダイ
オードＬＥＤ２の正端子はトランジスタＴＲ２のコレク
タに接続されて電圧ＶＣＣ１　によって各トランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２が動作されることによって発光されて、
緑色または赤色の光を血糖試験紙に放射するのである。

【００２０】符号４は前記発光部３によって血糖試験紙
に放射された光の反射光を検出する反射光検出部で、フ
ォトダイオードＰＤ１にて構成されており、符号５は前
記反射光検出部４により検出された光を反転増幅する増
幅部であり、反射光検出部４を構成するフォトダイオー
ドＰＤ１の正端子が演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子
（＋）に接続され、フォトダイオードＰＤ１の負端子は
抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２との接続点に接続されて前記
演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子（−）に接続されてい
るので、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２により反転増幅され
る。

【００２１】符号６は前記増幅部５により反転増幅され
た電圧を土台に前記発光部３から血糖試験紙に放射され
る光の強さを一定に調節する光調節部であって、前記増
幅部５を構成する演算増幅器ＯＰ１の出力端子が抵抗Ｒ
４、Ｒ５、可変抵抗ＶＲ１、ツェナダイオードＺＤ１の
負端子が接続された点と接続されており、抵抗Ｒ５の他
側が比較器ＣＯＭ１の反転入力端子（−）に接続され、
演算増幅器ＯＰ１出力が入力されるようにし、比較器Ｃ
ＯＭ１の非反転入力端子（＋）は可変抵抗ＶＲ１と接続
され必要に応じて適切に抵抗値を変更させるようにされ
ている。

【００２２】また、前記比較器ＣＯＭ１の出力端子コン
デンサＣ１の一側が接続された接続点がトランジスタＴ
Ｒ３のベースに接続され、前記比較器ＣＯＭ１の出力に
応じてトランジスタＴＲ３がＯＮまたはＯＦＦされ、発
光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２より発光される光量が
一定に維持される。

【００２３】符号８は血糖測定を開始するための信号を
マイクロコンピュータ１に入力するキー部であり、符号
９は前記マイクロコンピュータ１により判別された血糖
値を使用者が確認出来るように表示する表示部である。

【００２４】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２５】このように構成されている本発明による血
糖測定装置は、マイクロコンピュータ１の出力端子Ｓ１
を通じて低レベルの信号を送出すれば、この信号が抵抗
Ｒ１を通じてトランジスタＴＲ１に印加される。

【００２６】これによってトランジスタＴＲ１が動作す
ることにより、トランジスタＴＲ１のコレクタに接続さ
れている発光ダイオードＬＥＤ１が動作され緑色光を血
糖試験紙に放射するようにする。

【００２７】そして、前記血糖試験紙に放射される緑色
光の反射光を反射光検出部４のフォトダイオードＰＤ１
により検出して電流に変換した後、演算増幅器ＯＰ１の
反転入力端子（−）と非反転入力端子（＋）に入力させ
る。

【００２８】これに従って前記演算増幅器ＯＰ１は抵抗
Ｒ６とコンデンサＣ２とを利用してフォトダイオードＰ
Ｄ１で検出された反射光データを反転増幅し、その反転
増幅された値をアナログ／ディジタル変換機７に入力し
てディジタルデータに変換させる。

【００２９】前記ディジタルデータは、マイクロコンピ
ュータ１に入力され血糖濃度を判別する基準プログラム
と比較される。

【００３０】一方、前記発光部３により放射された光の
強さが光調節部６の抵抗Ｒ５を通じて比較器ＣＯＭ１の
反転入力端子（−）に入力されれば、抵抗Ｒ４を通じて
ツェナダイオードＺＤ１により一定電圧に維持されなが
ら比較器ＯＰ２の非反転入力端子（＋）に入力された基
準電圧ＶＣＣ２　と比較されるので、この時反転入力端
子（−）に入力された演算増幅器ＯＰ１の出力値が非反
転入力端子（＋）に入力された基準電圧ＶＣＣ２　に比
べて高い場合には、可変抵抗ＶＲ１を調整して非反転入
力端子（＋）の基準電圧がもっと高くなるようにして、
高レベルの信号がトランジスタＴＲ３に作動されること
によって、発光ダイオードＬＥＤ１より血糖試験紙に放
射される光量が一定になるのである。

【００３１】一方、比較器ＣＯＭ１の反転入力端子（−
）に入力された増幅部５の出力値が非反転入力端子（＋
）に入力された基準電圧に比べてもっと低い場合には、
可変抵抗ＶＲ１を調整しない状態でその高レベルの信号
を送出してトランジスタＴＲ３を動作させることによっ
て、発光ダイオードＬＥＤ１で血糖試験紙に放射される
光量が一定になるようにする。

【００３２】次に、光源が交替されマイクロコンピュー
タ１の出力端子Ｓ２を通じて低レベルの信号を送出すれ
ば、この信号が抵抗Ｒ２を通じてトランジスタＴＲ２に
印加される。

【００３３】これに従ってトランジスタＴＲ２の作動に
より、トランジスタＴＲ２のコレクタに接続されている
発光ダイオードが動作されて赤色光を血糖試験紙に放射
するようにする。

【００３４】その後、血糖試験紙により反射される反射
光をフォトダイオードＰＤ１から受光してその値を電流
に変換した後演算増幅器ＯＰ１に入力させて、抵抗Ｒ６
とコンデンサＣ２とを利用して反転増幅させ、増幅され
た値を比較器ＣＯＭ１の反転入力端子（−）に入力させ
て、前記発光ダイオードＬＥＤ１が緑色光を血糖試験紙
に放射する場合と同様に、非反転入力端子（＋）に入力
された基準電圧と比較して、その比較結果によって適切
に可変抵抗ＶＲ１を調整して発光ダイオードＬＥＤ２が
常に一定量の光を放射するようにする。

【００３５】つぎに図４を説明する。

【００３６】先ず、本発明の血糖測定器に電源が供給さ
れれば、ステップＳ１においてマイクロコンピュータ１
の初期化動作が行なわれてすべての回路動作部が初期状
態になる。

【００３７】つぎに、ステップＳ２でキー部８により血
糖を測定すべき測定スイッチがＯＮになっているを判別
して、前記測定スイッチがＯＮになっていない場合（Ｎ
Ｏの場合）には、非測定モードを維持しながら測定スイ
ッチがＯＮになるかを継続判別し、前記ステップＳ２で
測定スイッチがＯＮになった場合（ＹＥＳの場合）には
、ステップＳ３に進んで、測定する準備が完了されたこ
とをマイクロコンピュータ１の制御により表示部９に表
示する。

【００３８】ついでステップＳ４で、血糖試験紙に血糖
濃度が測定される血液を滴下し、ステップＳ５で測定開
始スイッチがＯＮになっているかを判別して、前記測定
開始スイッチがＯＮになっていない場合（ＮＯの場合）
には、測定開始スイッチがＯＮになるかを継続判別し、
測定開始スイッチがＯＮになった場合（ＹＥＳの場合）
には、ステップＳ６に進んでマイクロコンピュータ１に
あらかじめ入力されていた基準測定時間（血糖試験紙に
滴下された血液の血糖濃度を測定するために経過すべき
時間）を減算し始める。

【００３９】前記基準測定時間が減算され始めてステッ
プＳ７で、一定の反応時間（血糖が血糖試験紙に低濃度
および高濃度に反応する時間）が経過した場合（ＹＥＳ
の場合）には、ステップＳ８に進んで「滴下された血液
を血糖試験紙から除去せよ」との警報音をブザーを通じ
発生して、測定者が血液を除去するようにし、ステップ
Ｓ７で一定反応時間が経過されなかった場合（ＮＯの場
合）には、継続的に反応時間が経過されるかを判別をす
る。

【００４０】つづいて、ステップＳ９では、ステップＳ
６で開始された基準測定時間が完了されたかを判別して
、減算が完了された場合（ＹＥＳの場合）には、ステッ
プＳ１０に進んでマイクロコンピュータ１の出力端子Ｓ
１を通じて光源選択部２の緑色発光ダイオードＬＥＤ１
を動作させ、光調節部６により放射光を一定に維持しな
がら血糖濃度にしたがって変色された血糖試験紙に緑色
光を放射する。

【００４１】ついで、ステップＳ１１で前記緑色発光ダ
イオードＬＥＤ１により放射される緑色光に対する反射
光を反射光検出部５で検出し、前記検出された反射光で
誘起された電流を増幅部６に印加して一定レベルに増幅
した後、アナログ／ディジタル変換部７に入力すれば、
ステップＳ１２に進んでマイクロコンピュータ１にあら
かじめ入力されていた血糖濃度判別用基準データと比較
される。

【００４２】前記ステップＳ１２で判別された血糖濃度
が低濃度に該当する場合（ＹＥＳの場合）には、図１に
示すように、緑色発光ダイオードＬＥＤ１の測定誤差率
が赤色発光ダイオードＬＥＤ２に比べて測定誤差率が大
きいので、ステップＳ１３に進んでマイクロコンピュー
タ１は出力端子Ｓ１を通じ高レベルの信号を送出して発
光ダイオードＬＥＤ１をオフさせ、出力端子Ｓ１を通じ
て低レベルの信号を送出して赤色発光ダイオードＬＥＤ
２が血糖試験紙に赤色光を放射するようにする。

【００４３】その後、ステップＳ１４では血糖試験紙か
ら反射された光を反射光検出部５により検出して、前記
反射光に対する誘起電流を増幅部６で一定レベルに増幅
し、前記増幅されたアナログ信号をアナログ／ディジタ
ルに変換部７でディジタル信号に変換してマイクロコン
ピュータ１に入力すれば、ステップＳ１５ではマイクロ
コンピュータ１に、あらかじめ入力されていた反射光を
利用した血糖値換算プログラムにより正確な血糖値に換
算し、そして、換算された血糖値がステップＳ１５でマ
イクロコンピュータ１により表示部９に表示される。

【００４４】一方、前記ステップＳ１２で緑色発光ダイ
オードＬＥＤ１から血糖試験紙に放射する光に対する反
射光の測定値を分析した結果、低濃度でない場合（Ｎｏ
の場合）には、血糖濃度か高濃度として判別されるので
、前記発光ダイオードを交替する必要がなく直接ステッ
プＳ１５に進んで、マイクロコンピュータ１により血糖
値を示す数値に換算され、ステップＳ１６で前記換算さ
れた血糖値が表示部９に表示されるのである。

【００４５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。

【００４６】

【発明の効果】このように本発明の血糖測定装置および
血糖測定方法によれば、血糖濃度にしたがって測定誤差
率が少ない発光ダイオードを適切に選択して使用するこ
とによって測定誤差を最小にして正確な測定値を得るこ
とが出来るばかりでなく、血糖測定器以外にも尿糖測定
器および蛋白質測定器にも使用することが出来て、経済
的にも相当の効果があるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される緑色発光ダイオードと赤色
発光ダイオードを使用して血糖を測定する場合の血糖濃
度に対する測定誤差率を示したグラフ

【図２】本発明の血糖測定装置に対するブロック図

【図
３】図２の詳細回路図

【図４】本発明の血糖測定方法の動作順序を示したフロ
ーチャート

【図５】従来の血糖測定装置のブロック図

【図６】従来
の血糖試験紙の光に対する反応後の光源の波長による血
糖試験紙の光反射率を示したグラフ

【図７】従来の緑色
発光ダイオードと赤色発光ダイオードを使用して血糖を
測定する場合の血糖濃度に対する光センサ誘起電流の変
化を示したグラフ

【符号の説明】

１　　マイクロコンピュータ ２　　光源選択部 ３　　発光部 ４　　反射光検出部 ５　　増幅部 ６　　光調節部 ７　　アナログ／ディジタル変換部 ８　　キー部 ９　　表示部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　血糖値を測定する血糖測定装置におい
   て、マイクロコンピュータと、測定を開始する為の信号
   を前記マイクロコンピュータに入力するキー部と、前記
   マイクロコンピュータの制御により緑色または赤色の光
   源を選択する光源選択部と、前記光源選択部により選択
   された発光ダイオードを通じて血糖試験紙に光を放射す
   る発光部と、前記発光部より血糖試験紙に放射される光
   の強さを一定に調節する光調節部と、前記血糖試験紙よ
   り反射される反射光を検出する反射光検出部と、前記検
   出された反射光に対する誘起電流を増幅する増幅部と、
   前記増幅部で増幅されたアナログデータをディジタルデ
   ータに変換させてマイクロコンピュータに入力させるア
   ナログ／ディジタル変換部と、前記マイクロコンピュー
   タで変換された血糖値を表示する表示部とを有すること
   を特徴とする血糖測定装置。
2. 【請求項２】　　前記発光部は、光調節部の比較器によ
   り常に一定量の光を血糖試験紙に放射することを特徴と
   する請求項１に記載の血糖測定装置。
3. 【請求項３】　　前記比較器は、非反転入力端子に可変
   調節用可変抵抗を連結して発光部から放射する光の強さ
   を一定に調節するように構成されていることを特徴とす
   る請求項２に記載の血糖測定装置。
4. 【請求項４】　　前記増幅部は、フォトダイオードによ
   り検出された反射光に対する誘起電流を演算増幅器を使
   用して増幅されたディジタル変換部および光調節部に入
   力させることを特徴とする請求項１に記載の血糖測定装
   置。
5. 【請求項５】　　血糖濃度により変色された血糖試験紙
   に光を放射しその反射光を利用して血糖濃度を測定する
   第１次血糖濃度測定ステップと、前記第１次血糖濃度測
   定ステップの測定値から血糖濃度の高低を判別して光源
   交替の適否を判別する光源交替ステップと、前記第１次
   血糖濃度測定ステップの測定値により交替された光源に
   より血糖濃度を測定する第２次血糖濃度測定ステップと
   、前記第２次血糖濃度測定ステップにより測定されたデ
   ータを血糖値に換算する血糖値換算ステップと、前記換
   算された血糖値を表示する血糖値表示ステップとからな
   ることを特徴とする血糖測定方法。
6. 【請求項６】　　前記光源交替ステップは、各々異なる
   色を備えた複数個の発光ダイオードの中のいずれか一つ
   に交替されることを特徴とする請求項５に記載の血糖測
   定方法。
7. 【請求項７】　　前記複数個の発光ダイオードは、放射
   される光の強さが各々光調節部により一定に調節される
   ことを特徴とする請求項６に記載の血糖測定方法。
8. 【請求項８】　　前記血糖換算ステップは、測定値がマ
   イクロコンピュータで換算され表示部を通じて表示され
   ることを特徴とする請求項５に記載の血糖測定方法。