WO2006035839A1

WO2006035839A1 - 測定装置

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Publication number: WO2006035839A1
Application number: PCT/JP2005/017889
Authority: WO
Inventors: Yuki Ito; Hitoshi Hata; Hiroyuki Nakanishi
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-04-06
Also published as: JP4850067B2; US20070291253A1; JPWO2006035839A1; US7495751B2; CN101031791A; EP1790974A1; EP1790974A4; EP1790974B1; CN101031791B

Abstract

　光源４と、光の強度に応じた大きさの信号を出力する第１の受光素子５及び第２の受光素子６と、演算部１２と、記憶部１３とを備えた測定装置を用いる。第１の受光素子６及び光源４は、試料を透過した光源からの透過光が第１の受光素子６に受光されるように配置する。第２の受光素子６は光源４から出射された透過光以外の光を受光するよう配置する。記憶部１３に、試料が存在しない状態で光源４から光を出射したときの第１の受光素子５の出力値と第２の受光素子６の出力値との相関関係を記憶させる。演算部は、試料が存在する状態で光源４から光を出射したときの第１の受光素子５及び第２の受光素子６の出力値と、相関関係とから、試料に含まれる対象成分の吸光度を算出する。

Description

測定装置

技術分野

[0001] 本発明は、測定装置に関し、特には、試料に含まれる対象成分の吸光度を測定する吸光度測定装置に関する。

背景技術

[0002] 現在、吸光度測定方法は、種々の成分分析に利用されている。吸光度測定方法による成分分析は、例えば、次に示す手順によって行われる。先ず、色素を混合した検体の入った透明容器 (セル）に、色素に対応した波長の光をハロゲンランプや LED 等の光源から照射する。次に、透明容器及び検体を通過した透過光の強度 Iを受光素子によって測定する。

[0003] その後、測定した透過光の強度 Iと予め測定してぉ、たブランク値 Iとから、吸光度（

0

=io_g (I

10 0 ZD)を算出する。これにより、色素が標識された物質の成分量を検出できる（例えば特許文献 1参照)。なお、ブランク値 Iの測定は、水の入ったセル又は空の

0

セルに光源力も光を照射することによって行われている。また、吸光度測定方法としては、上記した透過光を利用する透過式の外、測定対象物で反射された反射光を利用する反射式も知られてヽる。

[0004] また、吸光度測定方法は、血液中の血糖値の測定にも利用されている。吸光度測定方法によって血糖値を測定する血糖計は、一般に比色式血糖計と呼ばれる。比色式血糖計のうち、患者が携帯することを前提としたものでは、小型化を図るため、透明容器の代わりに、不織布等で形成された使、捨てのセンサ又はチップが用いられる。

[0005] センサ又はチップには、血液中の糖と反応して発色する試薬が含浸される。よって、センサ又はチップを透過する光の透過光量は発色度合いに応じて変動するため、測定された吸光度力血糖値を得ることができる。また、このような携帯型の比色式血糖計では、ブランク値の測定はセンサ又はチップを取り付けな、状態で行われる。特許文献 1：特開 2001— 91518号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、光源となるハロゲンランプや LED等の光量は、時間の経過と共に変動するため、これに伴い透過光や反射光の光量も変動する。このため、従来からの吸光度測定方法において正確な吸光度を得るためには、光源の光量の経時変化を加味する必要がある。よって、従来からの吸光度測定装置 (血糖計）においては、吸光度の測定の前に必ず予めブランク値を測定する必要があることから、実際の測定開始までに煩雑な操作が必要となると!/、う問題や、測定開始までの準備時間が長!、という問題がある。

[0007] また、特に透過式の吸光度測定方法を採用する小型の血糖計にお!、ては、測定対象となるセンサ又はチップは血糖計に設けられた挿入孔に挿入されるため、ー且、センサ又はチップを挿入すると、ブランク値の測定ができないという問題も発生する。

[0008] 一方、血糖計にブランク値の測定専用の光学系を備えておけば、操作の煩雑化を抑制できると考えられる。また、この場合は、ブランク値の測定専用の光学系に備えられた光学素子を、ブランク値の測定だけでなぐ実際の測定にも利用することで、吸光度の測定精度の向上を図ることができる。

[0009] しかし、この場合は、装置の部品数が増加し、又装置の構造が複雑ィ匕するため、装置の大型化やコスト高といった問題が生じる。また、ブランク値の測定専用の光学系と、実際の測定を行なうための光学系との間には、通常、誤差が生じるため、誤差を補正しない限り正確な吸光度を得ることができな、と、う問題も生じる。

[0010] 本発明の目的は、上記問題を解消し、操作性に優れ、且つ、正確な吸光度の測定を行え得る測定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0011] 上記目的を達成するため本発明における測定装置は、試料に含まれる対象成分の吸光度を測定する測定装置であって、前記対象成分に吸光される波長の光を出射する光源と、受光した光の強度に応じた大きさの信号を出力する第 1の受光素子及び第 2の受光素子と、演算部と、記憶部とを備え、前記第 1の受光素子及び前記光源は、前記光源から出射され、且つ前記試料を透過した透過光が前記第 1の受光素子によって受光されるように配置され、前記第 2の受光素子は、前記光源から出射された前記透過光以外の光を受光するように配置され、前記記憶部は、前記試料が存在しない状態で前記光源力光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値と前記第 2の受光素子の出力値との相関関係を記憶し、前記演算部は、前記試料が存在する状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子及び前記第 2の受光素子の出力値と、前記相関関係とから、前記対象成分の吸光度を算出することを特徴とする。

発明の効果

[0012] 以上の特徴により、本発明における測定装置においては、吸光度の測定の前に予めブランク値を測定しなくても良いため、本発明における測定装置は、操作性に優れている。また、本発明における測定装置によって測定された吸光度は、光源の光量の経時変化をカ卩味した正確な値となって、る。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1における測定装置の概略構成を示す構成図である。

[図 2]図 2は、挿入孔 2にセンサ 7を挿入しない状態 (試料が存在しない状態)で光源 4から光を出射したときの第 1の受光素子 5の出力値と第 2の受光素子 6の出力値との関係を示す図である。

[図 3]図 3は、図 1に示す測定装置の動作を示すフロー図である。

[図 4]図 4は、図 1に示す測定装置によって行なわれる比例定数の取得処理を示すフロー図である。

[図 5]図 5は、図 1に示す測定装置に外部装置を接続した例を示す図である。

[図 6]図 6は、図 5に示した外部装置及び測定装置における処理を示すフロー図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 2における測定装置の概略構成を示す構成図である。

[図 8]図 8は、図 7に示す測定装置の動作を示すフロー図である。

[図 9]図 9は、図 7に示す測定装置によって行なわれる比例定数の取得処理を示すフロー図である。

[図 10]図 10は、図 7に示す測定装置に外部装置を接続した例を示す図である。

[図 11]図 11は、図 10に示した外部装置及び測定装置における処理を示すフロー図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明における測定装置は、試料に含まれる対象成分の吸光度を測定する測定装置であって、前記対象成分に吸光される波長の光を出射する光源と、受光した光の強度に応じた大きさの信号を出力する第 1の受光素子及び第 2の受光素子と、演算部と、記憶部とを備え、前記第 1の受光素子及び前記光源は、前記光源から出射され、且つ前記試料を透過した透過光が前記第 1の受光素子によって受光されるように配置され、前記第 2の受光素子は、前記光源から出射された前記透過光以外の光を受光するように配置され、前記記憶部は、前記試料が存在しない状態で前記光源力光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値と前記第 2の受光素子の出力値との相関関係を記憶し、前記演算部は、前記試料が存在する状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子及び前記第 2の受光素子の出力値と、前記相関関係とから、前記対象成分の吸光度を算出することを特徴とする。

[0015] 上記本発明における測定装置においては、前記相関関係が、前記試料が存在しない状態で前記光源力光を出射したときの、前記第 1の受光素子の出力値 A と、

10 前記第 2の受光素子の出力値 B とを下記式（1)に代入して算出される比例定数 tで

10 1 表され、前記試料が存在する状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子及び前記第 2の受光素子の出力値をそれぞれ A及び Bとし、前記対象成分

1 1

の吸光度を Sとしたときに、前記演算部が下記式（2)に基づいて、前記対象成分の吸光度 Sを算出する第 1の態様とすることができる。上記第 1の態様によれば、簡単に正確な吸光度を算出できる。

[0016] [数 5]

[0017] [数 6] S = (- 1 o g ~~ ) - ( 2 )

^i*

[0018] また、上記第 1の態様においては、前記演算部は、前記試料が存在しないときに、前記光源に光を出射させて前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子

10

の出力値 B とを取得し、取得した前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受

10 10

光素子の出力値 B とを上記式（1)に代入して前記比例定数 tを算出し、算出した前

10 1

記比例定数 tを前記記憶部に記憶させ、記憶させた前記比例定数 tを用いて前記

1 1

対象成分の吸光度 Sを算出することもできる。

[0019] 上記本発明における測定装置にお!/ヽては、前記試料に、前記試料に入射した光の進行を妨げる成分が含まれており、前記対象成分に吸光されない波長の光を出射する第 2の光源を更に備え、前記第 2の光源は、前記第 2の光源から出射され、且つ前記試料を透過した第 2の透過光が前記第 1の受光素子によって受光され、前記第 2 の光源から出射された前記第 2の透過光以外の光が前記第 2の受光素子によって受光されるように配置され、前記記憶部が、前記試料が存在しない状態で前記第 2の光源力光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子

20

の出力値 B との相関関係を更に記憶し、前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第

20 20

2の受光素子の出力値 B との相関関係は、前記第 1の受光素子の出力値 A と前記

20 20 第 2の受光素子の出力値 B とを下記式 (3)に代入して算出される比例定数 tで表さ

20 2 れ、前記演算部が、前記試料が存在する状態で前記第 2の光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値 A及び前記第 2の受光素子の出力値 B、前記第

2 2

1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B との相関関係を更に用

20 20

い、下記式 (4)に基づいて、前記対象成分の吸光度 Sを算出する第 2の態様とすることもできる。上記第 2の態様とすれば、試料中に、対象成分以外の光源からの光の通過を妨げる成分が含まれている場合であっても、対象成分の吸光度を正確に測定することがでさる。

[0020] [数 7] t ₂ ⁼A _{2 0}/ 2 0 · · . ( ⁰ ) [0021] [数 8]

S = ( - l o g ) · · · ( 4 )

[0022] また、上記第 2の態様においては、前記演算部は、前記試料が存在しないときに、前記第 2の光源に光を出射させて前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受

20

光素子の出力値 B とを取得し、取得した前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第

20 20

2の受光素子の出力値 B とを上記式 (3)に代入して前記比例定数 tを算出し、算出

20 2

した前記比例定数 tを前記記憶部に記憶させ、記憶させた前記比例定数 tを用いて

2 2 前記対象成分の吸光度 Sを算出することもできる。

[0023] 上記本発明における測定装置においては、前記対象成分は、試薬によって発色した前記試料中の糖であっても良い。特に、上記第 2の態様とした場合は、例えば、前記試料が血球成分を含む血液であり、前記対象成分が試薬によって発色した前記血液中の糖である場合も、正確な吸光度の測定が可能となる。

[0024] (実施の形態 1)

以下、本発明の実施の形態 1における測定装置について、図 1〜図 6を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態 1における測定装置の構成について図 1を用いて説明する。図 1は、本発明の実施の形態 1における測定装置の概略構成を示す構成図である。

[0025] 本実施の形態 1では、測定装置は比色血糖計として利用されて、る。試料は、患者の血液を遠心分離して得られた血漿成分である。測定の対象となる対象成分は、試料に含まれ、試薬によって発色した糖である。具体的には、図 1に示すように、試料はセンサ 7の試薬部 8に含浸された状態で測定にかけられる。

[0026] センサ 7は、ポリエチレン榭脂、ポリエチレンテレフタレート（PET)榭脂、ポリスチレン榭脂、ポリ塩化ビニル榭脂等の榭脂を基材とし、これを短冊状に成形して得られたものである。また、センサ 7は、単層体であっても良いし、複数の短冊状の基材を積層して形成された多層体であっても良い。センサ 7を多層体とする場合は、例えば、中間層となる機材にスリット（図示せず)を設け、このスリットを試薬部に試料を導くための流路として利用するのが好ましい。また、この場合は、上層となる基材に、中間層のスリットと連通する貫通孔を設け、この貫通孔を試料の導入口として利用するのが好ましい。

[0027] 試薬部 8には、糖に反応して発色する試薬、例えば、グルコースォキシダーゼ、ぺルォキシダーゼ、 4 ァミノアンチピリン、 N ェチル N— (2 ヒドロキシ一 3—スルホプロピル） m—トルイジン'ナトリウム等が含浸されている。このため、試薬部 8に試料を滴下すると、試料に含まれる糖の濃度に応じた発色が生じる。

[0028] 図 1に示すように、本実施の形態 1における測定装置は、光学ユニット 1と演算ュ- ット 11とを備えている。光学ユニット 1は、試料に光を照射する光源 4と、試料を透過した透過光を受光する第 1の受光素子 5と、光源が出射した透過光以外の出射光を受光する第 2の受光素子 6とを備えてヽる。

[0029] 本実施の形態 1では、第 1の受光素子 5及び第 2の受光素子 6は、共に、受光した光の強度に応じた大きさの信号を出力するフォトダイオードである。第 1の受光素子 5 及び第 2の受光素子 6としては、その他フォトトランジスタや、 CCD、 CMOS等を用いることちでさる。

[0030] また、本実施の形態 1では、光源 4は、発光ダイオードである。光源 4としては、その他、ハロゲンランプや半導体レーザ等を用いることもできる。光源 4の出射光の波長は、出射光が試薬との反応により発色した対象成分に吸収されるように設定されている。

[0031] また、本実施の形態 1では、光学ユニット 1は、センサ 7を挿入するための挿入孔 2、光路 3、光源 4を収容する光源室 10も備えている。光路 3は、透明の榭脂材料ゃガラスによって形成されていても良いし、単なる空洞であっても良い。また、光路 3は、センサ 7に対して垂直となり、且つ、一端が挿入孔 2の側壁に露出し、他端が光源室 10 の天井面に露出するように配置されている。センサ 7の試薬部 8は、センサ 7を挿入孔 2の奥まで挿入したときに、光路 3の一端と対向するように配置されて、る。

[0032] なお、図 1にお、てハッチングが施された部分は遮光されて、る部分を示して!/、る。また、図 1において、 9は挿入孔 2にセンサ 7が挿入されたことを検知するリミットスィツチである。 [0033] また、第 1の受光素子 5は、光路 3の延長線上において、受光面が挿入孔 2の側壁に露出するように配置されている。このため、光源 4から出射され、且つ試料を透過した透過光は第 1の受光素子 5によって受光される。

[0034] 第 2の受光素子 6は、光源室 10内に、受光面を光源 4に向けて配置されている。このため、第 2の受光素子 6は、光源 4から出射された透過光以外の光、即ちセンサ 7 を透過していない光源 4の出射光を受光する。また、第 2の受光素子 6の配置態様は、図 1に示す態様に限定されるものではなぐ例えば、第 2の発光素子 6は、光源 4を構成する発光ダイオードのパッケージの内部に配置されて、ても良、。

[0035] 演算ユニット 11は、演算部 12と、記憶部 13と、検出部 14と、駆動部 15と、表示部 1 6とを備えている。駆動部 15は、センサ 7の検知と光源 4の発光とを行なっている。具体的には、駆動部 15は、リミットスィッチ 9に接続されており、リミットスィッチ 9がオンになると (センサ 7が挿入孔 2に挿入されると）、そのことを通知する信号 (通知信号)を演算部 12に出力する。演算部 12は、駆動部 15から通知信号が出力されると、センサ 7が挿入孔 2に挿入されていると判定する。また、演算部 12の指示に応じて、駆動部 15は、光源 4を発光させる。

[0036] 検出部 14は、第 1の発光素子 5と第 2の発光素子 6とに接続されており、これらから信号が出力されると、出力された信号の出力値を特定する情報を演算部 12に出力する。具体的には、検出部 14は、受光した光の強度に応じた第 1の発光素子 5及び第 2の発光素子 6の出力信号 (アナログ信号)を、 AZD変換してデジタル信号に変換し、このデジタル信号を演算部 12に出力する。

[0037] 演算部 12は、記憶部 13に格納された情報と、検出部 14から入力された情報とに基づいて対象成分 (糖)の吸光度を算出し、更に算出した吸光度力血糖値を算出する。また、演算部 12は、算出結果を特定する情報を表示部 16に出力し、表示部 1 6に算出結果を表示させる。

[0038] 次に、図 2を用いて、本実施の形態 1において演算部 12で行われる処理と記憶部 1 3に格納されている情報とについて以下に具体的に説明する。図 2は、挿入孔 2にセンサ 7を挿入しな、状態 (試料が存在しな、状態)で光源 4から光を出射したときの第 1の受光素子 5の出力値と第 2の受光素子 6の出力値との関係を示す図である。 [0039] 図 2において、縦軸は第 1の受光素子 5のカウント値を示しており、横軸は第 2の受光素子 6のカウント値を示している。また、第 1の受光素子 5及び第 2の受光素子 6のカウント値は、光源 4の光量を 100%、 80%、 60%、 40%、 20%と変化させて測定している。なお、カウント値は、受光素子のアナログ出力信号 (電圧値)を 16ビットの A ZD変翻で AZD変換して得られたデジタル値である。

[0040] 図 2から分力るように、挿入孔 2にセンサ 7を挿入しな、状態で光源 4から光を照射したときの第 1の受光素子 5のカウント値と第 2の受光素子 6のカウント値とは、比例関係にある。よって、挿入孔 2にセンサ 7を挿入しない状態で光源 4から光を出射したときの、第 1の受光素子 5の出力値を A 、第 2の受光素子 6の出力値を B とすると、こ

10 10 れらの相関関係は、下記式（1)から算出される比例定数 tによって表される。比例定

1

数 tは、光源の光量に拘わらず、常に一定の値となる。また、記憶部 13は、比例定数

1

tを格納している。

1

[0041] [数 9] t i ^ A i o / B i o · · · ( 1 )

[0042] ここで、挿入孔 2にセンサ 7を挿入して、光源 4から光を照射したときの、第 1の受光素子 5及び第 2の受光素子 6の出力値がそれぞれ A及び Bであったとする。また、光

1 1

源 4の光量設定を変更せずに、挿入孔 2からセンサ 7を取り外して、光源 4から光を照射したときの第 1の受光素子 5の出力値が Aであったとする。出力値 Aは背景技術

0 0

において説明したブランク値に相当するから、吸光度 Sは下記式（5)によって算出できる。

[0043] [数 10]

S二（- 1 o g ^- ) · · · ( 5 )

[0044] ところで、第 2の受光素子 6は透過光以外の出射光を受光するため、第 2の受光素子 6の出力値は、光源 4の光量設定が変更されない限り、センサ 7の有無に影響を受けない。よって、第 1の受光素子 5の出力値 (ブランク値)が Aのときも、第 2の受光素

0

子 6の出力値は Bとなる。よって、図 2及び上記式（1)より、下記式 (6)が成立する。 [0045] [数 11]

• · · ( 6 )

[0046] 上記式 (6)を変形すると、 A =t ·Βと表わすことができる。この式は、比例定数 tと

0 1 1 1 第 2の受光素子 6の出力値 Bと力もブランク値 Aを求めることができることを示してい

1 0

る。更に、この式を上記式（5)に代入すると、下記式（2)が成立する。

[0047] [数 12]

[0048] 上記式（2)において、 tの値は光源 4の光量の変動によって変化しない値である。

1

更に、ブランク値 Aに相当する（B 't )は、出力値 Bが光源 4から光が出射される度

0 1 1 1

に測定されていることから、光源 4の光量の経時変化を加味した値となる。即ち、演算部 12が上記式（2)を用いて算出した吸光度 Sは、吸光度の測定の度にブランク値を測定して算出した吸光度と略同等の精度を備えている。

[0049] これらの点から、上記式（1)を用いて比例定数 tを予め求めておけば、ブランク値 A

1

を測定しなくても、演算部 12は正確な吸光度 Sを算出できる。比例定数 tの算出は、

0 1 例えば、測定装置の工場出荷時に演算部 12によって行うことができる。また、測定装置の利用者が選択した任意の時に、演算部 12が比例定数 tを算出する態様とするこ

1

とちでさる。

[0050] 次に、本実施の形態 1における測定装置の動作について図 3を用いて説明する。

図 3は、図 1に示す測定装置の動作を示すフロー図である。図 3に示すように、先ず、演算部 12は、駆動部 15を介して、センサ 7が挿入孔 2に挿入されているかどうかを判定する (ステップ Sl)。

[0051] センサ 7が挿入孔 2に挿入されていないとき、即ち、駆動部 15から通知信号が出力されていないときは、演算部 12は待機状態となる。一方、センサ 7が挿入孔 2に挿入されると、即ち、駆動部 15から通知信号が出力されると、演算部 12は、駆動部 15に光源 4を発光させるように指示を行う (ステップ S2)。また、駆動部 15は、光源 4が発光したことを演算部 12に通知する。 [0052] 次に、演算部 12は、記憶部 13から比例定数 tを読み出す (ステップ S3)。更に、演

1

算部 12は、第 1の受光素子の出力値 Aと第 2の受光素子の出力値 Bとを特定する

1 1

情報が検出部 14から入力されているかどうかを判定する (ステップ S4)。情報が入力されていない場合は、演算部 12は待機状態となる。一方、情報が入力されている場合は、演算部 12は上記式（2)を用いて吸光度 Sを算出する (ステップ S5)。

[0053] 更に、演算部 12は、ステップ S5で算出した吸光度 Sを用いて、血糖値を算出する（ステップ S7)。なお、血糖値は、例えば、予め、記憶部 13に、吸光度 Sと血糖値との関係を表す関数を記憶させておき、この関数力算出することができる。また、吸光度 Sと血糖値との関係を「吸光度血糖値テーブル」として記憶部 13に記憶させておき、算出された吸光度 Sをこのテーブルに当てはめることによつても、血糖値を算出できる。

[0054] その後、演算部 12は、算出された血糖値を表示部 16に表示させ (ステップ S7)、処理を終了する。また、挿入孔 2に挿入されているセンサ 7が取り出され、その後に新たにセンサ 7が挿入孔 2に挿入された場合は、再度、演算部 12は、ステップ S1〜S7を実行する。この場合においても、ブランク値の測定は行われない。

[0055] 以上、図 1から図 3を用いて説明したように、本実施の形態 1における測定装置は、吸光度の算出に必要なブランク値を演算によって求めることができ、従来のように吸光度の測定の前に予めブランク値を測定する必要がない。また、演算によって求めたブランク値は、測定によって求めたブランク値と同程度の正確性を備えているため、算出された吸光度も正確な値となる。更に、本実施の形態 1における測定装置によれば、ブランク値を測定する必要がないため、操作の煩雑化や装置の大型化、装置のコスト上昇を抑制できる。

[0056] また、本実施の形態 1における測定装置は、センサ 7を挿入孔 2に挿入するだけで起動し、直ぐに吸光度の測定を開始するため、操作性に優れている。よって、利用者は、実際の測定前に煩雑な操作を行なったり、待たされたりすることがない。例えば、本実施の形態 1における測定装置を、糖尿病患者が一日に何度も使用する携帯型の血糖計に利用すれば、糖尿病患者の負担軽減を図ることができる。

[0057] 本実施の形態 1において、演算ユニット 11は、外部の機器と信号の送受信が可能なインタフェースを備えたマイクロコンピュータに、図 3に示すステップ S 1〜S 7を具現化させるプログラムをインストールし、これを実行することによつても実現することができる。この場合、マイクロコンピュータの CPU (central processing unit)が演算部 12として機能し、マイクロコンピュータに備えられメモリ等の記憶装置が記憶部 13として機能する。また、マイクロコンピュータに備えられたインタフェースは、検出部 14及び駆動部 15として機能する。

[0058] また、本実施の形態 1においては、測定装置は、図 3に示したステップ S1〜ステツプ S7の終了後に、次回使用する比例定数 tを取得する処理を行なうこともできる。この点について、図 4を用いて説明する。図 4は、図 1に示す測定装置によって行なわれる比例定数の取得処理を示すフロー図である。

[0059] 図 4に示すように、先ず、演算部 12は、駆動部 15を介して、センサ 7が挿入孔 2から取り出されているかどうかを判定する (ステップ S101)。具体的には、演算部 12は、駆動部 15からの通知信号の出力が停止されて、るかどうかを判定し、通知信号の出力が停止されて!、ると、センサ 7が挿入孔 2から取り出されて!/、ると判定する。

[0060] センサ 7が挿入孔 2から取り出されていないとき、即ち、駆動部 15からの通知信号の出力が継続されているときは、演算部 12は待機状態となる。一方、センサ 7が挿入孔 2から取り出されると、即ち、駆動部 15からの通知信号の出力が停止されていると、演算部 12は、駆動部 15に光源 4を発光させるように指示を行う（ステップ S102)。

[0061] 次に、演算部 12は、検出部 14からの信号に基づいて、第 1の受光素子の出力値 A と第 2の受光素子の出力値 B とを取得する (ステップ S 103)。続いて、演算部 12は

10 10

、上述した式（1)に基づいて、比例定数 tを算出し (ステップ S 104)、算出した比例

1

定数 tを記憶部 13に格納させ (ステップ S 105)、処理を終了する。ステップ S105で

1

算出されたた比例定数 tは、次の吸光度の算出の際のステップ S3において読み出さ

1

れ、吸光度の算出に用いられる。

[0062] このように、図 3に示したステップ S1〜ステップ S7の実行の度に、次回使用する比例定数 tを取得する処理を行なう態様とした場合は、吸光度の算出時に生じる誤差

1

を小さくでき、より正確な吸光度を得ることができる。また、次回使用する比例定数 t

1 を取得する処理を行なった場合であっても、利用者は、センサ 7を挿入孔 2に挿入するだけで良いため、実際の測定前に煩雑な操作を行なったり、待たされたりすることがなぐ操作性が低下することはない。

[0063] また、比例定数 tの算出を測定装置の工場出荷時に行なう場合は、図 5に示すよう

1

に外部装置 20を用いることができる。図 5は、図 1に示す測定装置に外部装置を接続した例を示す図である。図 5に示すように、外部装置 20との接続を行なう場合は、演算ユニット 11に新たに通信部 18が設けられる。通信部 18は、外部装置 20との間で有線又は無線によって信号の送受信を行なうインタフェース回路を備えて、る。なお、外部装置 20との接続を行なう場合にのみ、測定装置に通信部 18が一時的に取り付けられる態様であっても良、。

[0064] 外部装置 20は、組み立てが完了した測定装置との間で、有線又は無線によって通信を開始し、比例定数 tの算出と、算出した比例定数 tの送信とを指示する。また、

1 1

外部装置 20は、測定装置から比例定数 tを受信すると、同型の他の測定装置に比

1

例定数 tを送信し、これを記憶させる。この点について図 6を用いて更に具体的に説

1

明する。また、以下の説明においては適宜図 5を参酌する。

[0065] 図 6は、図 5に示した外部装置及び測定装置における処理を示すフロー図である。

図 6に示すように、先ず、外部装置 20は、組み立てが完了した測定装置との間で、通信を開始し、比例定数 tの算出と、算出した比例定数 tの送信とを指示する (ステップ

1 1

S201)。

[0066] 一方、外部装置 20の通信対象となっている測定装置においては、先ず、演算部 1 2は、通信部 18を介して、外部装置 20によって比例定数 tの算出と送信の指示がな

1

されて、るかを判定する (ステップ S211)。外部装置 20によって指示がなされて、ない場合は、演算部 12は待機状態となる。

[0067] 外部装置 20によって指示がなされている場合は、演算部 12は、ステップ S212〜S 214を実行して、比例定数 tを算出する。なお、ステップ S212〜S215は、図 4に示

1

したステップ S101〜S104と同様のステップである。その後、演算部 12は、算出した比例定数 tを、通信部 18を介して外部装置 20に送信し (ステップ S216)、更に、算

1

出した比例定数 tを記憶部 13に格納して (ステップ S217)、処理を終了する。

1

[0068] また、ステップ S 201の後において、外部装置 20は、比例定数 tを受信した力どうかの判断を行う（ステップ S202)。判断の結果、比例定数 tを受信していない場合は、

1

外部装置 20は、待機状態となる。一方、比例定数 tを受信している場合は、外部装

1

置 20は、それが備える記憶部 (メモリ）に、受信した比例定数 tを格納する (ステップ S

1

203)。

[0069] その後、外部装置 20は、同型の他の測定装置に、格納している比例定数 tを送信

1 し (ステップ S 204)、処理を終了する。なお、ステップ S203の終了後に、外部装置 2 0は、測定装置の周囲の温度等に応じて比例定数 tを補正することもできる。補正が

1

行なわれた場合は、外部装置 20は、比例定数 tを送信した測定装置や同型の他の

1

測定装置に、補正後の比例定数 tを送信し、これを格納させる。

[0070] このように、図 5及び図 6に示す例によれば、複数個の測定装置に対して、一括して比例定数 tを設定できるため、測定装置の製造コストの低減ィ匕を図ることができる。

1

[0071] (実施の形態 2)

次に本発明の実施の形態 2における測定装置について、図 7及び図 8を参照しな力説明する。最初に、本実施の形態 2における測定装置の構成について図 7を用いて説明する。図 7は、本発明の実施の形態 2における測定装置の概略構成を示す構成図である。

[0072] 本実施の形態 2においても、測定装置は、実施の形態 1と同様に比色血糖計として利用されている。試料は患者の血液である。測定の対象となる成分は、実施の形態 1 と同様に、試薬によって発色した血液中の糖である。但し、本実施の形態 2においては、実施の形態 1と異なり、遠心分離されていない患者の血液が試料として用いられており、試料となる血液には血球成分が含まれている。この場合、光源 4からの出射光の一部は血液中の血球成分に吸収されるため、実施の形態 1における測定装置では、正確な吸光度の算出が困難になる。

[0073] このため、図 1に示すように、本実施の形態 2における測定装置は、実施の形態 1において図 1に示した測定装置と異なり、光源 4に加え、第 2の光源 17も備えている。第 2の光源 17の出射光の波長は、試薬によって発色した糖に吸収されない波長に設定されている。また、演算部 12は、第 2の光源 17から光が出射されたときの第 1の受光素子 5及び第 2の受光素子 6の出力値を用いて、吸光度の値が正確な値となるように補正を行う。なお、これらの点以外においては、本実施の形態 2における測定装置は、実施の形態 1における測定装置と同様に構成されて、る。

[0074] 以下、本実施の形態 2における測定装置と実施の形態 1における測定装置との相違点について説明する。図 7に示すように、第 2の光源 17は、その出射方向が光源 4 の出射方向と同方向となるように、光源 4と並列に配置されている。このため、第 2の光源 17から出射され、且つ試料 (センサ 7)を透過した透過光（以下、「第 2の透過光」という。）も、第 1の受光素子 5によって受光される。

[0075] また、本実施の形態 2においては、第 2の受光素子 6は、第 1の光源 4から出射された透過光以外の光と第 2の光源 17から出射された透過光以外の光とを受光できるように配置されている。具体的には、第 2の受光素子 6は、光源室 10内に、受光面を光源 4と第 2の光源 17との両方に向けて配置されている。なお、第 2の受光素子 6と第 1 の光源 4との距離、第 2の受光素子 6と第 2の光源 17との距離、これらの距離の比は、変動しなければ良ぐ特に限定されるものではない。

[0076] また、このような構成により、挿入孔 2にセンサ 7を挿入しない状態で第 2の光源 17 力も光を照射した場合も、図 2と同様のグラフが得られる。よって、挿入孔 2にセンサ 7 を挿入しない状態で第 2の光源 17から光を出射したときの、第 1の受光素子 5の出力値を A 、第 2の受光素子 6の出力値を B とすると、これらの相関関係は、下記式（3)

20 20

力算出される比例定数 tによって表される。

2

[0077] [数 13] t 2 2 0 / ^ 2 0 · ·

[0078] 比例定数 tも、上記式（1)で示した比例定数 tと同様に、光源の光量に拘わらず、

2 1

常に一定の値となる。また、本実施の形態 2においては、記憶部 13は、比例定数 tに

1 加え、比例定数 tも格納している。

2

[0079] ここで、挿入孔 2にセンサを挿入して、第 2の光源 17から光を照射したときの、第 1 の受光素子 5及び第 2の受光素子 6の出力値をそれぞれ A及び Bとし、更にこのとき

2 2

の吸光度をとする。上記式（3)が成り立つことから、実施の形態 1で示した上記式（ 2)と同様にして、下記式 (7)を導くことができる。 [0080] [数 14]

S ' = ( - 1 o g ^^ ) …（7 )

'

[0081] 上述したように、第 2の光源 17の出射光の波長は、試薬によって発色した糖に吸収されない波長に設定されている。よって、上記式（7)によって算出された吸光度 S ま、血液中の血球成分の吸光度に相当する。なお、吸光度も、上記式（2)で算出した吸光度と同様に、ブランク値を測定して算出した吸光度と略同等の精度を備えている。

[0082] ところで、本実施の形態 2においては、試料となる血液には血球成分が含まれている。よって、演算部 12が、実施の形態 1で用いた上記式（2)を用いて対象成分の吸光度 Sを算出した場合、光源 4からの出射光の一部が血球成分に吸収されているため、得られる吸光度は実際より高い値となる。従って、上記式（2)で得られた吸光度から、血球成分の吸光度を引いてやれば、正確な糖の吸光度が得られる。

[0083] つまり、試料が血球成分を含む血液である場合は、上記式（2)と上記式（7)とから導かれる下記式 (4)を用いることによって、正確な対象成分の吸光度 Sが求められる。本実施の形態 2においては、演算部 12は、下記式 (4)を用いて吸光度 Sの算出を行っている。

[0084] [数 15]

S = ( - 1 o g ^—) - ( - 1 o g ^i— ) · · - ( 4 )

[0085] なお、本実施の形態 2にお、ても、比例定数 t及び tの算出は、例えば、測定装置

1 2

の工場出荷時や、測定装置の利用者が選択した任意の時に、演算部 12によって行うことができる。

[0086] 更に、 t /t =tとすると、上記式 (4)は下記式 (8)に変形できる。よって、記憶部 13

1 2

に定数 tを格納させ、演算部 12が下記式 (8)を用いて吸光度 Sを算出する態様とすることちでさる。 [0087] [数 16]

(- 1 o g ^- · t ) · · · ( 8 )

B ' 2

[0088] 次に、本実施の形態 2における測定装置の動作について図 8を用いて説明する。

図 8は、図 7に示す測定装置の動作を示すフロー図である。図 8に示すように、先ず、ステップ S11〜S14が実施される。ステップ S11〜S14は、実施の形態 1において図 3に示したステップ S1〜S4と同様のステップである。この結果、演算部 12は記憶部 1 3から比例定数 tを読み出し、更に、検出部 14からの入力情報によって、光源 4から

1

光を出射したときの第 1の受光素子 5の出力値 Aと第 2の受光素子 6の出力値 Bとを

1 1 取得する。

[0089] 次に、演算部 12は、駆動部 15に第 2の光源 17を発光させるように指示を与える (ステツプ S15)。駆動部 15は、第 2の光源 17が発光したことを演算部 12に通知する。更に、演算部 12は、記憶部 13から比例定数 tを読み出す (ステップ S16)。

2

[0090] 次に、演算部 12は、第 1の受光素子の出力値 Aと第 2の受光素子の出力値 Bとを

2 2 特定する情報が検出部 14から入力されているかどうかを判定する (ステップ S17)。情報が入力されていない場合は、演算部 12は待機状態となる。一方、情報が入力されて、る場合は、演算部 12は上記式 (4)を用、て吸光度 Sを算出する (ステップ S 1 8)。

[0091] その後、演算部 12は、血糖値を算出し (ステップ S19)、それを表示部 16に表示させ (ステップ S20)、処理を終了する。また、挿入孔 2に挿入されているセンサ 7が取り出され、その後に新たにセンサ 7が挿入孔 2に挿入された場合は、再度、ステップ S1 1〜ステップ S20が実行される。この場合においても、ブランク値の測定は行われない。

[0092] 以上、図 7及び図 8を用いて説明したように、本実施の形態 2における測定装置も、実施の形態 1と同様に、吸光度の算出に必要なブランク値を演算によって求めることができる。よって、従来のように吸光度の測定の度にブランク値を測定する必要がない。 [0093] また、本実施の形態 2における測定装置は、試料中に、対象成分以外の光源からの光の通過を妨げる成分が含まれて、る場合であっても、正確な対象成分の吸光度を測定することができる。本実施の形態 2においても、演算ユニット 11はマイクロコンピュータによって実現することができる。

[0094] また、本実施の形態 2においても、測定装置による測定の終了後 (ステップ S11〜S 20の終了後）に、次回使用する比例定数 t及び tを取得する処理を行なうことができ

1 2

る。この点について、図 9を用いて説明する。図 9は、図 7に示す測定装置によって行なわれる比例定数の取得処理を示すフロー図である。

[0095] 図 9に示すように、最初に、演算部 12は、ステップ S111〜S114を実施する。ステップ S111〜S114は、実施の形態 1において図 4に示したステップ S101〜S104と同様のステップである。ステップ S111〜S114の実施により、比例定数 tが算出され

1 る。

[0096] 次に、演算部 12は、駆動部 15に第 2の光源 17を発光させるように指示を行う（ステップ S115)。次いで、演算部 12は、検出部 14からの信号に基づいて、第 1の受光素子の出力値 A と第 2の受光素子の出力値 B とを取得する (ステップ S 116)。続いて

20 20

、演算部 12は、上述した式（3)に基づいて、比例定数 tを算出する (ステップ S117)

2

。その後、演算部 12は、ステップ S 114で算出した比例定数 tと、ステップ S117で算

1

出した比例定数 tとを記憶部 13に格納させ (ステップ SI 18)、処理を終了する。

2

[0097] このように、図 8に示したステップ S11〜ステップ S20の実行の度に、次回使用する比例定数 t及び tを取得する処理を行なう態様とした場合は、吸光度の算出時に生

1 2

じる誤差を小さくでき、より正確な吸光度を得ることができる。また、次回使用する比例定数 t及び tを取得する処理を行なった場合であっても、利用者は、センサ 7を挿

1 2

入孔 2に挿入するだけで良いため、実際の測定前に煩雑な操作を行なったり、待たされたりすることがなぐ操作性が低下することはない。

[0098] また、本実施の形態 2にお、ても、比例定数 t及び tの算出を工場出荷時に行なう

1 2

場合は、図 10に示す外部装置 20を用いることができる。図 10は、図 7に示す測定装置に外部装置を接続した例を示す図である。図 10に示すように、本実施の形態 2においても、外部装置 20との接続を行なう場合は、演算ユニット 11に新たに通信部 18 が設けられる。また、本実施の形態 2においても、外部装置 20との接続を行なう場合にのみ、測定装置に通信部 18が一時的に取り付けられる態様であっても良い。

[0099] 外部装置 20は、実施の形態 1と同様に、組み立てが完了した測定装置との間で、有線又は無線によって通信を開始するが、本実施の形態 2では、比例定数 tに加え

1

、比例定数 tの算出と送信も指示する。また、外部装置 20は、同型の他の測定装置

2

に対して、比例定数 tに加え、比例定数 tも送信し、これを記憶させる。この点につい

1 2

て図 11を用いて更に具体的に説明する。また、以下の説明においては適宜図 10を参酌する。

[0100] 図 11は、図 10に示した外部装置及び測定装置における処理を示すフロー図である。図 10に示すように、先ず、外部装置 20は、組み立てが完了した測定装置との間で、通信を開始し、比例定数 t及び tの算出と、算出した比例定数 t及び tの送信と

1 2 1 2 を指示する (ステップ S221)。

[0101] 一方、外部装置 20の通信対象となっている測定装置においては、先ず、演算部 1 2は、通信部 18を介して、外部装置 20によって比例定数 t及び tの算出と送信の指

1 2

示がなされているかを判定する（ステップ S231)。外部装置 20によって指示がなされていない場は、演算部 12は待機状態となる。

[0102] 外部装置 20によって指示がなされている場合は、演算部 12は、ステップ S232〜S 235を実行して比例定数 tを算出し、更にステップ S236〜S238を実行して比例定

1

数 tを算出する。なお、ステップ S232〜S238iま、図 9に示したステップ S 111〜S 11

2

7と同様のステップである。

[0103] その後、演算部 12は、算出した比例定数 t及び tを、通信部 18を介して外部装置

1 2

20に送信し (ステップ S239)、更に、算出した比例定数 t及び tを記憶部 13に格納

1 2

して (ステップ S240)、処理を終了する。

[0104] また、ステップ S221の後において、外部装置 20は、比例定数 t及び tを受信した

1 2

力どうかの判断を行う（ステップ S222)。判断の結果、受信していない場合は、外部装置 20は、待機状態となる。一方、受信している場合は、外部装置 20は、それが備える記憶部 (メモリ）に、受信した比例定数 t及び tを格納する (ステップ S223)。

1 2

[0105] その後、外部装置 20は、同型の他の測定装置に、格納している比例定数 t及び t を送信し (ステップ S224)、処理を終了する。なお、本実施の形態 2においても、ステップ S223の終了後に、外部装置 20は、測定装置の周囲の温度等に応じて比例定数 t及び tを補正することもできる。補正が行なわれた場合は、外部装置 20は、比例

1 2

定数 t及び tを送信した測定装置や同型の他の測定装置に、補正後の比例定数 t

1 2 1 及び tを送信し、これを格納させる。

2

[0106] このように、本実施の形態 2においても、図 10及び図 11に示す例によれば、複数個の測定装置に対して、一括して比例定数 t及び tを設定できるため、測定装置の

1 2

製造コストの低減ィ匕を図ることができる。産業上の利用可能性

[0107] 以上のように、本発明における測定装置は、ブランク値を測定することなぐ正確な吸光度の測定を行うことができる。よって、測定装置における操作を簡略ィ匕できる。このため、本発明の測定装置を、例えば糖尿病患者が携帯する血糖計に用いた場合は、糖尿病患者の負担軽減を図ることができる。

Claims

請求の範囲 [1] 試料に含まれる対象成分の吸光度を測定する測定装置であって、前記対象成分に吸光される波長の光を出射する光源と、受光した光の強度に応じた大きさの信号を出力する第 1の受光素子及び第 2の受光素子と、演算部と、記憶部とを備え、前記第 1の受光素子及び前記光源は、前記光源から出射され、且つ前記試料を透過した透過光が前記第 1の受光素子によって受光されるように配置され、前記第 2の受光素子は、前記光源から出射された前記透過光以外の光を受光するように配置され、前記記憶部は、前記試料が存在しな！ヽ状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値と前記第 2の受光素子の出力値との相関関係を記憶し、前記演算部は、前記試料が存在する状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子及び前記第 2の受光素子の出力値と、前記相関関係とから、前記対象成分の吸光度を算出することを特徴とする測定装置。 [2] 前記相関関係が、前記試料が存在しない状態で前記光源力も光を出射したときの、前記第 1の受光素子の出力値 A と、前記第 2の受光素子の出力値 B とを下記式（ 10 10 1)に代入して算出される比例定数 tで表され、 1 前記試料が存在する状態で前記光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子及び前記第 2の受光素子の出力値をそれぞれ A及び Bとし、前記対象成分の吸光 1 1 度を Sとしたときに、前記演算部が下記式（2)に基づいて、前記対象成分の吸光度 S を算出する請求項 1記載の測定装置。

[数 1] t ^ Α , ο Β , ο · · · ( ! )

[数 2]

• ( 2 ) [3] 前記演算部が、前記試料が存在しないときに、前記光源に光を出射させて前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B とを取得し、取得した

10 10

前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B とを上記式（1)

10 10

に代入して前記比例定数 tを算出し、算出した前記比例定数 tを前記記憶部に記憶

1 1

させ、記憶させた前記比例定数 tを用いて前記対象成分の吸光度 Sを算出する請求

1

項 2に記載の測定装置。

[4] 前記試料に、前記試料に入射した光の進行を妨げる成分が含まれており、

前記対象成分に吸光されない波長の光を出射する第 2の光源を更に備え、前記第 2の光源は、前記第 2の光源から出射され、且つ前記試料を透過した第 2の透過光が前記第 1の受光素子によって受光され、前記第 2の光源から出射された前記第 2の透過光以外の光が前記第 2の受光素子によって受光されるように配置され、前記記憶部が、前記試料が存在しな！、状態で前記第 2の光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B との相関関

20 20 係を更に記憶し、

前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B との相関関係

20 20

は、前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B とを下記式

20 20

(3)に代入して算出される比例定数 tで表され、

2

前記演算部が、前記試料が存在する状態で前記第 2の光源から光を出射したときの前記第 1の受光素子の出力値 A及び前記第 2の受光素子の出力値 B、前記第 1

2 2 の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B との相関関係を更に用

20 20

い、下記式 (4)に基づいて、前記対象成分の吸光度 Sを算出する請求項 2または 3に記載の測定装置。

[数 3]

t ₂ = A _{2 0}/ D _{2 0} · · ·、3 ,

[数 4]

- (― 1 o g -^- ) • ( 4 )

Β2·

[5] 前記演算部が、前記試料が存在しないときに、前記第 2の光源に光を出射させて前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B とを取得し、取

20 20

得した前記第 1の受光素子の出力値 A と前記第 2の受光素子の出力値 B とを上記

20 20 式（3)に代入して前記比例定数 tを算出し、算出した前記比例定数 tを前記記憶部

2 2

に記憶させ、記憶させた前記比例定数 tを用いて前記対象成分の吸光度 Sを算出

2

する請求項 2に記載の測定装置。

[6] 前記対象成分が、試薬によって発色した前記試料中の糖である請求項 1から 5のいずれかに記載の測定装置。

[7] 前記試料が血球成分を含む血液であり、前記対象成分が試薬によって発色した前記血液中の糖である請求項 4に記載の測定装置。