專利名稱：分析裝置、分析方法以及血糖值測定裝置的制作方法
技術領域：
該發(fā)明涉及測定成分濃度的裝置及方法以及血糖值測定裝置。
背景技術：
多年來，根據(jù)受檢者身上提取的血液及組織液測定其中所含成分濃度的裝置及方法早已眾所周知。例如根據(jù)從受檢者身上提取的血液及組織液測定其中所含的葡萄糖濃度的血糖值測定裝置及血糖值測定方法即屬此類。
作為血糖值測定方法，有用葡萄糖試紙測定使用刺血針(參照美國特許第6607543號公報)從指尖采集血液的方法。用來實施該方法的裝置也早已在市場上銷售。
然而，由于上述裝置需要用針刺受檢者的指尖來采集血液，因而會使受檢者感到疼痛。尤其是重癥糖尿病患者每頓飯后都得進行上述采血，因而其痛苦尤甚。
作為減輕此類受檢者痛苦的方法，有通過給皮膚施加電能，經皮膚提取葡萄糖的反向電離子透入法的葡萄糖提取法(參照美國特許第5279534號公報，國際公開第96/000110號手冊)。
此外，利用反向電離子透入法提取葡萄糖，測定血糖值的裝置市場上也已有銷售。
但是在利用反向電離子透入法進行的現(xiàn)有的血糖值測定裝置之中，為了根據(jù)從體內提取的組織液中含有的葡萄糖量計算血糖值，仍然需要每天1次左右使用上述刺血針采血，用上述的血中的葡萄糖試紙從上述血液中取得血糖值，并用所得到的血糖值進行校準。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種不需要用通過采血獲得的血糖值進行校準的分析裝置、分析方法及血糖值測定裝置。
本發(fā)明的第1個觀點與分析裝置有關，包括以下內容獲取通過給受檢者的皮膚提供電力而取得電信息的電信息取得部、根據(jù)上述電信息取得部取得的電信息，將經由上述受檢者的皮膚提取到的組織液中所含的，與規(guī)定成分量有關的成分值換算為受檢者體液中所含的規(guī)定成分濃度的控制器。
本發(fā)明的第2個觀點與分析方法有關，包括以下內容經皮膚從受檢者的體內提取組織液的提取步驟、取得與用上述提取步驟提取出的組織液中所含的規(guī)定成分量有關的成分值的成分量取得步驟、獲取通過給上述皮膚提供電力而取得的電信息的電信息取得步驟、以及根據(jù)上述電信息取得步驟中取得的電信息，將上述成分值換算為受檢者體內的組織液中所含的規(guī)定成分濃度的成分濃度取得步驟。
本發(fā)明的第3個觀點與血糖測定裝置有關，包括以下內容獲得通過給受檢者的皮膚提供電力而取得的電信息的電信息取得部、以及取得與經上述受檢者的皮膚提取的組織液中所含的葡萄糖量有關的葡萄糖值，根據(jù)用上述電信息取得部取得的電信息，將上述葡萄糖值換算為受檢者的血糖值的控制器。


圖1是表示將本發(fā)明的一種實施方式的血糖值測定裝置佩帶在受檢者手腕上的狀態(tài)的示意圖。
圖2是圖1所示的血糖值測定裝置的外觀示意圖。
圖3是用來說明圖1所示的血糖值測定裝置構成的框圖。
圖4至圖6是用來說明由圖1所示的血糖值測定裝置進行的電阻值測定法的等效電路圖。
圖7是表示電流密度與透過率關系的分布圖。
圖8是表示導電率與透過率關系的分布圖。
圖9是表示根據(jù)用其它血糖值測定裝置測定出的血糖值計算出的透過率以及用本實施方式計算出的透過率的關系的分布圖。
圖10是表示采用圖1所示的血糖值測定裝置測定血糖值的順序的流程圖。
圖11是在將圖1所示的血糖值測定裝置佩帶到手腕上之前使用的微針陣列的示意圖。
圖12是表示圖1所示的血糖值測定裝置輸出的電流及電壓大小的時間過程圖。
圖13至圖16是表示通過圖11所示的微細針陣列形成提取孔的皮膚剖面的模式圖。
圖17是表示將本發(fā)明的其它實施方式的血糖值測定裝置佩帶到受檢者腕部狀態(tài)下的示意圖。
圖18是圖17所示的血糖值測定裝置的外觀示意圖。
具體實施例方式
以下，結合

本發(fā)明優(yōu)選實施例。
正如圖1所示，血糖值測定裝置1是通過佩帶到在受檢者的手腕上，經皮膚提取體內的組織液，通過分析提取出的組織液中含有的葡萄糖量，計算出受檢者的血糖值的裝置。受檢者主要是人，但也可以是貓、狗等動物。
血糖值測定裝置1包括圖1及圖2所示的裝置主體18、用來將裝置主體18象佩帶手表那樣佩帶到受檢者手腕上的帶19、以及用來將帶19適度固定在手腕上的固定件20。裝置主體18通過帶19及固定件20固定在受檢者的手腕上。裝置主體18包括用來輸入測定開始等指令的輸入部14、顯示血糖值及誤差信息等信息的顯示部15、設置在裝置主體18與皮膚接觸一側的面上的腔室2。輸入部14由三個按鍵構成。顯示部15由液晶顯示屏構成。帶19與皮膚接觸一側設有后述的凝膠體8與9。
下面參照圖2及圖3進一步加以說明。血糖測定裝置1包括腔室2、用來給腔室2提供生理鹽水3的注射管2a、與腔室2相鄰設置的葡萄糖傳感器4、電極5、電極6、電極7、附著在電極6表面的凝膠體8、附著在電極7表面的凝膠體9、恒流電源11、恒壓電源12、開關電路13、電壓測定部16、電流測定部17、控制器10、輸入部14以及顯示部15。電極6經電纜6b與開關電路13電氣連接，電極7經電纜7b與開關電路13電氣連接。此外，電極6夾在凝膠體8與帶19之間，電極7夾在凝膠體9與帶19之間。
腔室2采用可將液休收容在內部的結構，設定為可將經皮膚提取出的組織液保持在收容的液體之中。
此外，腔室2在皮膚一側以及與皮膚相對的葡萄糖傳感器4一側分別設有開口。而腔室2的葡萄糖傳感器4一側的開口被葡萄糖傳感器4以及電極5密封。皮膚一側的開口(圖2中用2a標注)設定為使生理鹽水與皮膚接觸。
腔室2在使用血糖值測定裝置1之前處于干燥狀態(tài)，在使用血糖值測定裝置1期間，從注射管2a提供生理鹽水3。
葡萄糖傳感器4包括配置為可與收容在腔室2中的生理鹽水接觸的傳感器部件4a、用來給傳感器部件4a照明的光源4b、經傳感器部件4a檢測光源4b照射出的光的光檢測器4c。
傳感器4a的腔室2一側的表面上涂布了與因葡萄糖存在而生成的活性氧發(fā)生反應的發(fā)色色素。
因此，光檢測器4c檢測出的光的強度因保持在生理鹽水中的葡萄糖的數(shù)量不同而發(fā)生變化。光檢測器4c一檢測到光，即將與檢測到的光強度相對應的信號輸出給控制器10。
作為葡萄糖傳感器4，可使用美國特許公開2003-225322號公報中所述的芯片和半導體激光與光電二極管。
作為電極5、6、7的材料，可使用碳或銀氯化銀。
作為凝膠體8、9可使用將聚丙烯酸附著在無紡布上后形成的。
恒流電源11是輸出的電流大小固定的電源，恒壓電源12是輸出電壓大小固定的電源。恒流電源11采用將晶體管額定電流電路組合在內部的電池上形成，恒壓電源12采用將晶體管恒壓電路組合在內部的電池上形成。
開關電路13由組合了開關元件的電路構成，用來切換電源11、12的輸出對象。具體而言，開關電路13切換下述三種循環(huán)電路恒流電源11輸出的電流經電極7、凝膠體9、受檢者皮膚、凝膠體8、電極6回到恒流電源11的循環(huán)電路，恒流電源11輸出的電流經電極7、凝膠體9、受檢者皮膚、提供給腔室2的生理鹽水、電極5、回到恒流電源11的循環(huán)電路，以及恒流電源11輸出的電流經電極6、凝膠體8、受檢者皮膚、提供給腔室2的生理鹽水、電極5、回到恒流電源11的電路。
此外，開關電路13切換下述三種循環(huán)電路從恒壓電源12輸出的電流經電極7、凝膠體9、受檢者皮膚、凝膠體8、電極6、回到恒流電源11的循環(huán)電路，從恒壓電源12輸出的電流經電極7、凝膠體9、受檢者皮膚、提供給腔室2的生理鹽水、電極5、回到恒流電源11的循環(huán)電路，以及從恒壓電源12輸出的電流經電極6、凝膠體8、受檢者皮膚、提供給腔室2的生理鹽水、電極5、回到恒流電源11的循環(huán)電路。
電壓測定部16測定恒流電源11輸出的電壓大小。電流測定部17測定恒壓電源12輸出的電流大小。恒流電源11輸出的電壓大小等于施加于皮膚的電壓的大小，恒壓電源12輸出的電流大小等于流經皮膚的電流的大小。
控制器10由包括CPU、ROM、RAM等在內的微電腦構成。控制器10控制葡萄糖傳感器4、恒流電源11、恒壓電源12、以及開關電路13的動作。此外，控制器10根據(jù)光檢測器4c的輸出，計算出腔室2的葡萄糖提取速度的同時，根據(jù)電壓測定部16以及電流測定部17的輸出將計算出的葡萄糖提取速度換算為血糖值。
使用血糖值測定裝置1時，受檢者把裝置主體18佩帶到手腕上，并用帶19環(huán)繞手腕后，用固定件20固定。這樣一來，凝膠體8、9和腔室2與表皮100(圖3)貼緊，腔室2的開口2a配置于部位A，凝膠體8、9分別配置于部位B、C。部位A是指與提供給腔室2內的生理鹽水接觸的表皮100的部位。部位B是指與凝膠體8接觸的表皮100部位，部位C是與凝膠體9接觸的表皮100的部位。
下面就血糖測定裝置1(控制器10)根據(jù)電壓測定部16以及電流測定部17的輸出將葡萄糖的提取速度換算為血糖值的原理加以說明。
眾所周知，根據(jù)擴散原理，經皮膚從體內提取葡萄糖的速度J、葡萄糖對表皮的透過率P、葡萄糖通過的表皮部位的表面積S、受檢者體內的組織液中所含的葡萄糖濃度C之間通常存在下述(式)1的關系。
J＝S×C×P…………………………………………………(1)若變更此處的(式)1，葡萄糖濃度C可表示為C＝J/(S×P)…………………………………………………(2)而組織液是指從毛細血管滲透到動物體的組織液中的體液，葡萄糖提取速度J可通過用規(guī)定時間(T)除以從開始提供用來將葡萄糖收集到腔室2內的電流起到經過規(guī)定時間(T)后的腔室2內的葡萄糖量計算出。腔室2內的葡萄糖量可用葡萄糖傳感器4取得。
此外，受檢者體內的組織液中所含的葡萄糖濃度C可看作是受檢者體內的血液中含有的葡萄糖濃度，也就是說等于血糖值。
而血糖值等于受檢者體內的組織液中含有的葡萄糖濃度一事可參照《臨床檢查》39(8)894-897，1995連續(xù)血糖測定裝置，菊地真中所述的內容。
從以上可知如果能取得(式)2中的透過率P的值，即可計算出血糖值(如上所述，由于葡萄糖濃度C等于血糖值，因而下面將血糖值用血糖值C標示)。
因此，本發(fā)明的發(fā)明人經研究不采血即可求出透過率P的方法，發(fā)現(xiàn)透過率P可用皮膚的提取部位上的電導率(電導)k(即電阻值的倒數(shù))以及葡萄糖提取時使用的電流大小的函數(shù)來表示。
圖4至圖6是用來說明取得部位A的電導率k的方法的等效電路圖。在這些圖中，A、B、C分別表示圖3所示的部位A、B、C。此外，在這些圖中，100表示表皮，200表示與表皮相比，位于更加靠近體內一側的組織。
正如圖4所示，通過使具有一定大小的直流電流通過部位A、B之間，測定A、B間的電壓值。接著通過用流經A、B間的恒流的大小除以AB間的電壓值，計算出電阻值Rab。此處的電阻Rab是表皮部位A的電阻值Ra、表皮部位B的電阻值Rb以及組織200上的部位A到部位B的電阻值Rd之和。而AB間的電壓值的電壓值，既可以是給部位A、B通電流期間的電壓值的平均值，也可以是通電流期間的規(guī)定時間點上的電壓值。
此外，正如圖5所示，通過使具有一定大小的直流電流(恒流)流經部位A、C之間，測定AC間的電壓值。接著通過用流經AC間的恒流的大小除以AC間的電壓計算出電阻值Rab。此處的Rab是表皮的部位A的電阻值Ra、以及表皮部位B的電阻值Rb、以及組織200上的部位A到部位C的電阻值2Rd之和。而AC間的電壓值的電壓值，既可以是給部位A、C間通電流期間的電壓值的平均值，也可以是通電流期間的規(guī)定的時間點上的電壓值。
此外正如圖6所示，通過使具有一定大小的直流電流(恒流)流經部位B、C之間，測定BC間的電壓值。接著通過用流經BC間的恒流的大小除以BC間的電壓值計算出電阻值Rab。此處的Rab是表皮部位A的電阻值Ra、表皮部位B的電阻值Rb、以及組織200的部位B到部位C的電阻值Rd之和。而BC間的電壓值的電壓值既可以是給部位BC間通電流期間的電壓值的平均值，也可以是通電流期間的規(guī)定時間點上的電壓值。
由于這里的組織200的電阻比表皮100的電阻還要小許多，Rd＜＜Ra+Rb，2Rd＜＜Ra+Rb，因而若用算式表示上述關系，則為Rab＝Ra+Rb+Rd＝Ra+Rb……………………………………… (3)Rac＝Ra+Rc+2Rd＝Ra+Rc………………………………………(4)Rbc＝Rb+Rc+Rd＝Rb+Rc……………………………………… (5)
表皮部位A的電阻值Ra可根據(jù)式(3)、(4)、(5)，作為Ra＝(Rab+Rac-Rbc)/2………………………………………(6)求出。
因此，表皮的部位A的電導率k可作為k＝1/Ra……(7)計算出。
而電阻值Rab也可通過恒壓電源給部位A、B之間施加一定大小的電壓，在施加電壓期間測定恒壓電源輸出的電流大小，通過用獲得的電流值除以恒壓電源輸出的電壓值計算出。而在電壓施加期間從恒壓電源輸出的電流的大小既可以是給部位A、B間施加電壓期間的電流大小的平均值，也可以是施加電壓期間的規(guī)定時間點上的電流的大小。
與此相同，電阻值Rac既可以通過恒壓電源給部位A、C之間施加一定大小的電壓，測定施加電壓期間從恒壓電源輸出的電流大小，用獲得的電流值除以恒壓電源輸出的電壓值計算出，而電阻值Rbc也可通過恒壓電源給部位B、C之間施加一定大小的電壓，測定施加電壓期間恒壓電源輸出的電流大小，通過用獲得的電流值除以恒壓電源輸出的電壓值計算出。而施加電壓期間從恒壓電源輸出的電流大小既可以是給部位AC(BC間)間施加電壓期間的電流大小的平均值，也可以是施加電壓期間的規(guī)定的時間點上的電流的大小。
接著通過試驗求出電導率k和透過率P的關系。
首先如上所述，給受檢者的部位AB之間、部位AC之間、部位BC之間(參照圖4～圖6)分別通入一定大小的直流電流(恒流)，測定各電壓值，使用式(6)、(7)，求出部位A的電導率k。
此外，通過將腔室2放置到同一受檢者的部位A，并給腔室2提供生理鹽水，在不給皮膚通電流的狀態(tài)下提取葡萄糖(所謂被動擴散提取)，用葡萄糖傳感器4測定此時的葡萄糖提取速度J。葡萄糖提取速度J可通過用規(guī)定時間T除以從提供生理鹽水起經過規(guī)定時間(T)后的葡萄糖量求出。
進而對同一受檢者用其它血糖值測定裝置(例如NIPURO FreestyleNIPURO股份公司生產)采血后測定血糖值C′。
由于此處與式(1)相同，透過率P可用P＝J/(S×C′)表示，因而通過將葡萄糖提取速度J以及血糖值C′代入式(1)即可求出透過率P。
此外，單位面積內的導電性能即電導率k′可通過用部位A的表面積S除以電導率k求出。
將用此法獲得的電導率K′以及透過率P所對應的點分別標注于分布圖(參照圖8)的橫軸(電導率k′)與縱軸(透過率P)上。
并通過圖11所示的微針陣列21(后述)的微針穿刺表皮的部位A，使部位A的狀態(tài)，即透過率P改變，針對部位A的多個種狀態(tài)計算出上述電導率k′以及透過率P，并將計算出的電導率k′標注于上述分布圖的橫軸上，以及將透過率P標注于上述分布圖的縱軸上，獲得圖8所示的分布圖。利用該分布圖即可示出電導率k′與透過率P的比例關系。
由于電導率k′與透過率P具有比例關系以及k′＝k/S，因而通過被動擴散提取葡萄糖時的透過率P可用下述式(8)表示。
S·P＝ak+b′…………………………………………………(8)(a、b′為常數(shù)，k為電導率)接著通過實驗求出流經表皮部位A的平均電流Iave和透過率P的關系。而在實施例中，雖然可看作恒壓電源輸出的電流大小與流經部位A的電流大小相等，但也可通過修正恒壓電源輸出的電流大小求出流經部位A的電流大小。
在把腔室2放置于受檢者部位A，并給腔室2提供生理鹽水的狀態(tài)下，通過用恒壓電源給皮膚施加額定的電壓，將含有葡萄糖的組織液提取到腔室2內。并計算出恒壓電源施加恒壓期間恒壓電源輸出的電流大小的平均值，通過用表皮的部位A的表面積S除以該平均值計算出電流密度Iave′。
此外，用葡萄糖傳感器4測定為提取含葡萄糖的組織液而施加恒壓期間內的葡萄糖提取速度J。葡萄糖提取速度J可通過用規(guī)定時間(T)除以從施加電壓開始到經過規(guī)定時間(T)后的葡萄糖量求出。
還有，對同一受檢者使用其它血糖值測定裝置(例如NIPUROFree styleNIPURO股份公司生產)采血后測定血糖值C′。
由于此處與上述相同，透過率P可用P＝J/(S×C ′)表示，因而通過將葡萄糖提取速度J以及血糖值C′，代入該式即可求出透過率P。
接著，通過使恒壓電源的輸出電壓呈階段性改變，針對多個種輸出電壓，計算出上述電流密度Iave′以及透過率P，并將計算出的電流密度Iave′標注于分布圖上的橫軸，將透過率P標注于縱軸，獲得圖7所示的分布圖。從該分布圖可知，電流密度Iave′和透過率P具有比例關系。
由于可用Iave′＝Iave′/S表示電流密度Iave′和透過率P的比例關系，因而透過率P可用下式表示。
S·P＝cIave+b″…………………………………………………(9)(式中的a、b″為常數(shù))因此，根據(jù)式(8)及式(9)，通過給皮膚施加電壓(提供電流)將葡萄糖提取到腔室2中的情況下，透過率P可用下式表示。
S·P＝ak+b+cIave………………………………………………(10)(a、b為常數(shù))通過上述實驗，作為常數(shù)a、b、c的例子，可獲得a＝3.6μL/min.mSb＝-0.36μL/minc＝0.011μL/min.μA將這些代入式(10)即為S·P＝3.6k-0.36+0.011Iave…………………………………(11)因此根據(jù)式(2)和式(11)，血糖值C可表示為C＝J/(3.6k-0.36+0.011Iave)………………………………(12)因此，當Rab＝5kΩ、Rbc＝＝6kΩ、Rac＝7kΩ的情況下，根據(jù)式(6)和式(7)，k＝0.33[mS]，當Iave＝150μA、J＝30ng/min的情況下，根據(jù)式(12)，血糖值C可作為下式計算出。
C＝30/(3.6×0.33-0.36+0.011×150)＝12.0(ng/μL)＝120(mg/dL)……(13)圖9示出根據(jù)針對某受檢者的30個部位，用上述其它血糖值測定裝置(NIPURO free styleNIPURO股份公司生產)取得的血糖值C′和用葡萄糖傳感器4獲得的葡萄糖提取速度J，從用式(P＝J/(S×C′))計算出的透過率P1和從式(11)，用該實施例的方法求出的透過率P2的相關性。
從圖9可知，二者具有極高的相關性。
接著用圖10的流程圖說明使用了該原理的血糖值測定裝置1的血糖值測定順序。
在血糖值測定裝置1的控制器10之中，預先安裝了使用上述計算式(6)、(7)以及(12)計算血糖值的程序。
測定血糖值時，在把裝置1佩帶到手腕上之前，可實施下述前處理(步驟S1)。正如圖11所示，該前處理使用的微針陣列21是將49根高度為0.4mm、根部粗度為0.24mm的微針等間距排列在10mm×10mm的面積之內而形成的。受檢者用微針陣列21在包括圖3的表皮100的部位A、B、C在內的部位上穿刺多個次(例如3次)(步驟S1)。這樣即可在表皮的各個部位上形成多個微孔(提取孔)從而提高葡萄糖(組織液)的透過率。
步驟S1中在部位A、B、C上形成的多個提取孔22a，正如圖13所示，貫穿角質層31以及顆粒層等32，到達真皮層34的中間部位，但并未到達皮下組織35。而且提取孔22a皮膚表面上的直徑最大，越靠近皮下組織直徑越小。而表皮100則是由角質層31以及顆粒層32構成的。
在步驟S1中形成提取孔22a如箭頭S所示，真皮34中充滿的組織液即滲透到提取孔22a之中。該組織液中即含有葡萄糖。
將陣列21從皮膚上拿開之后，即在步驟S2中如圖1所示，將血糖值測定裝置1佩帶到受檢者的手腕上，用帶19及固定件20固定血糖值測定裝置1，即如圖3所示，腔室2、凝膠體8、凝膠體9分別與表皮的部位A、B、C緊貼。受檢者操作注射管2a，從注射管2a中將生理鹽水3提供到腔室2內。
這樣即可如圖3所示，形成血糖值測定裝置1的腔室2置于部位A，生理鹽水3與部位A接觸的狀態(tài)。
與部位A接觸的生理鹽水3，正如圖14所示，流入提取孔22a內，生理鹽水3一流入提取孔22a內，因形成步驟S1中的提取孔22a而滲透到提取孔22a中的組織液即如圖15所示，朝腔室2的方向(圖15中的T方向)移動。于是，由于相對于提取孔22a中的生理鹽水，組織液的濃度低，因而正如箭頭S所示，組織液被提取孔22a中的生理鹽水從真皮34中提取。
接著，受檢者操作輸入部(按鍵開關)14，將測定開始指令一輸入控制器10，即可通過開關電路13，電極5與恒壓電源12的陰極連接，電極6與恒壓電源12的陽極連接(步驟S3)。
并且，恒壓電源12開始給皮膚施加0.8V的恒壓(步驟S4)，由電流測定部17(圖3)進行電流值監(jiān)控(步驟S5)。由于滲透到提取孔22a中的生理鹽水中的組織液帶有電荷，靠電源12付與的電場，如圖16所示，促進其向腔室2方向(圖16的T方向)移動。組織液中含有的葡萄糖本身雖不帶電荷，但會隨其它帶電荷的成分移動。
在步驟S6中，控制器10獲取葡萄糖傳感器4的輸出信號。
在步驟S7中，控制器10判斷從開始施加步驟S4中的恒壓起，是否已經過了規(guī)定時間(T)，如尚未經過，則退回步驟S5。也就是說反復進行從開始施加步驟4的恒壓到經過規(guī)定時間(T)繼續(xù)給皮膚施加恒壓的同時，由電流測定部17監(jiān)控電流值以及取得葡萄糖傳感器4的輸出信號。而規(guī)定時間(T)可長于3分鐘，短于5分鐘。
在步驟S7中一經判斷為已經過了規(guī)定時間(T)，即在步驟S8中由控制器10計算出從開始施加恒壓到經過規(guī)定時間(T)期間內電流測定部17監(jiān)控的電流的平均值Iave。
在步驟S9之中，控制器10根據(jù)從開始施加恒壓到經過規(guī)定時間(T)期間從葡萄糖傳感器4取得的信號，計算出葡萄糖的提取速度J。
而葡萄糖的提取速度J可通過將經過規(guī)定時間(T)時的腔室2內的葡萄糖量設定為Q，用式(14)的J＝Q/T………………(14)的計算式計算出。
圖12(a)、(b)是分別表示步驟S4到步驟S12中的電源11、12的輸出電流與輸出電壓的時間圖。
正如圖12(a)所示，在從開始施加恒壓到經過規(guī)定時間(T)期間，恒壓電源12輸出的電流大小發(fā)生變化，而從恒壓電源輸出的電壓卻如圖12b所示一直固定未變。由于從開始施加電壓起，隨著時間的經過表皮的透過率增大，因而從恒壓電源12輸出的電流也逐漸加大。
接著在步驟S10中測定部位A、B間的電阻值Rab。具體而言，通過開關電路13將恒流電源11的陰極與電極5連接，將恒流電源11的陽極與電極6連接，由恒流電源11輸出10秒鐘與步驟S8中計算出的部位A、B間的平均電流Iave同樣大小的恒流。在該10秒期間，電壓測定部16測定部位A、B間的電壓值?？刂破?0計算出電壓測定部16測定的電壓值的平均值Vave1，進而通過用Iave除以Vave1計算出電阻值Rab。
正如圖12的S10所示，在上述10秒期間，恒流電源11輸出的電流大小Iave固定，而恒流電源11輸出的電壓值卻有變化。
接著在步驟S11中測定部位A、C間的電阻值Rac。具體而言，通過開關電路13將恒流電源11的陰極與電極7相連，將恒流電源11的陽極與電極5相連，由恒流電源輸出10秒鐘與步驟S8中計算出的部位A、C間的平均電流Iave同樣大小的恒流。在該10秒鐘期間電壓測定部16測定部位A、C間的電壓值?？刂破?0計算出電壓測定部16測定出的電壓值的平均值Vave2，進而通過用Iave除以Vave2，計算出電阻值Rac。
正如圖12的S11所示，在上述10秒鐘期間恒流電源11輸出的電流大小Iavc固定，而額電流電源11輸出的電壓值卻有變化。
接著在步驟S12之中，測定部位B、C間的電阻值Rbc。具體而言，通過開關電路13將恒流電源11的陰極與電極7相連，將恒流電源11的陽極與電極6相連，恒流電源輸出10秒鐘與步驟S8中計算出的部位B、C之間的平均電流Iave同樣大小的恒流。在該10秒期間，電壓測定部16測定部位B、C間的電壓值。控制器10計算出電壓測定部16測定出的電壓值的平均值Vave3，進而通過用Iave除以Vave3計算出電阻值Rbc。
正如圖12的S12所示，在上述10秒鐘期間，恒流電源11輸出的電流大小Iave固定，而從恒流電源11輸出的電壓值卻有變動。
在步驟S13中，控制器10用式(6)和式(7)計算出表皮的部位A的電導率k。具體而言，控制裝置10通過將步驟S10至S12中計算出的電阻值Rab、Rac、Rbc代入式(6)，計算出電阻值Ra，通過把電阻值Ra代入式(7)計算出電導率k。
在步驟S14之中，控制器10用式(12)計算出血糖值C。具體而言，控制裝置10通過將步驟S8及步驟S13中計算出的平均電流Iave以及電導率k代入式(12)計算出血糖值C。
在步驟S15之中，顯示器15顯示步驟S14中計算出的血糖值C。
這樣一來，受檢者的血糖值可通過控制器10獲得并顯示在顯示屏15上，而不必進行為了校準的采血。
因此，多年來糖尿病患者每天都得采血，但若使用本實施方式的血糖值測定裝置1，由于不必進行校準性采血，因而可減輕受檢者的痛苦。
上述實施方式的血糖值測定裝置1，是在步驟S1中實施前處理之后提取組織液的，但本發(fā)明并不局限于此，也可以不實施前處理，而是通過對未形成微孔的皮膚施加電壓提取葡萄糖(采用所謂反向電離子透入法進行提取)。此外，也可將前處理僅對A部位實施而對BC部位不實施。
此外，上述實施方式的血糖值測定裝置1是采用給皮膚通電流的方法提取組織液的，但本發(fā)明并不局限于此，也可以通過去除圖10的步驟S3～S5，不給皮膚通電流，而是利用被動擴散提取，構成提取組織液的血糖值測定裝置1。
在此情況下，作為存儲在控制分析器10中的程序可將式(12)的Iave的值存儲為0。此外，作為步驟S10～S12中提供的電流大小也可提供規(guī)定的電流值例如30μA的電流。
此外，上述實施方式的血糖測定裝置1作為恒流電源11以及恒壓電源12使用的是直流電源，但本發(fā)明并不局限于此，作為電源也可以使用交流電源。
如果使用交流電源，與使用直流電源時相比，具有提供的電流大小更為穩(wěn)定的優(yōu)點，可更準確地計算出表皮的電阻值。
此外，上述實施方式中求取血糖值C的式(2)以及求取透過率P的式中使用了葡萄糖提取速度J，但本發(fā)明并不受此局限，只要使用與葡萄糖的量有關的值，也可將這些式中的葡萄糖提取速度J置換為腔室2內的葡萄糖濃度及葡萄糖的絕對量。
此外在上述實施方式之中，將受檢者體內的組織液中的葡萄糖濃度看作血糖值。但本發(fā)明并不受此局限，也可將受檢者體內的組織液中的葡萄糖濃度換算為血糖值。
此外，在上述實施方式之中，由注射器2a給腔室2提供生理鹽水，但本發(fā)明并不受此局限，也可采用預先在腔室2中放置干燥狀態(tài)的保水材料(例如網狀的尼龍布)等，使用血糖值測定裝置1時，通過使含有生理鹽水的脫脂棉等與保水材料接觸，給腔室2提供生理鹽水的血糖值測定裝置1。
此外，上述實施方式是在提取葡萄糖(步驟S4到S7)之后測定皮膚電阻的(步驟S10到S12)，但本發(fā)明并不受此局限，也可采用測定皮膚阻值之后，構成再提取葡萄糖的血糖值測定裝置1。
此外，在上述實施方式之中，作為分析裝置的一種實施方式，介紹了測定血糖值的血糖值測定裝置1，但本發(fā)明并不受此局限，也可用于根據(jù)從受檢者體內提取的組織液中所含的成分的分析值取得受檢者體內的組織液中的成分濃度的分析裝置。作為本發(fā)明的分析裝置可分析的成分濃度還有生化成分、以及受檢者服用的藥物濃度等等。這些成分與本實施方式相同，同樣可在腔室2內提取。而要想分析在腔室2內提取的成分，例如要想分析生化成分之一的蛋白質，可使用ELISA法，要想分析蛋白質以外的生化成分以及藥劑，可使用IIPLC法。通過將用這些分析方法取得的腔室2內的成分的分析結果代入式(2)的J即可取得受檢者體內的組織液中的成分濃度。此外，在式(2)之中，與上述實施方式相同，作為表示成分透過程度的計算式可代入式(9)。
作為上述蛋白質有白蛋白、球蛋白、以及酶等。此外，作為上述生化成分有肌酸酐、肌酸、尿酸、氨基酸、全乳糖、半乳糖、戊糖、肝糖、乳酸、丙酮酸、以及酮體等。此外，作為上述藥劑有洋地黃制劑、茶鹼、抗心律不齊用劑、抗癲癇劑、氨基酸糖體抗生素、糖肽類抗生素、抗血栓劑、以及免疫抑制劑等。
圖17和圖18是表示其它實施例的與圖1和圖2對應的圖。
該實施例的血糖值測定裝置1a包括裝置主體18a、帶19、固定件20、電極棒42。
裝置主體18a采用從血糖值測定裝置1的裝置主體18中去除了帶凝膠體8的電極6以及帶凝膠體9的電極7的構成。
電極棒42包括由鋁制的圓筒件構成的電極6a以及7a、使電極6a以及7a彼此同軸且互不接觸地保持的由聚乙縮醛樹脂構成的絕緣體40、由兩根電纜結束后形成的電纜41。電極棒6a以及7a分別通過電纜41與開關電路13(參照圖3)相連。電極棒42在測定血糖值時通過如圖17所示由受檢者握在手中，與手心接觸，具有與圖3中的帶凝膠體8的電極6以及帶凝膠體9的電極7相同的作用。
血糖值測定裝置1a由于采用了此種構成，因而不必在部位B、C上放置凝膠體。正因如此，也不必用微針陣列21穿刺表皮的部位B、C。
此外，凝膠體8、9因老化或污染時需進行更換，但由于電極6a、7a是金屬制成的，因而更換的次數(shù)極少。
此外，由于電極6a、7a接觸的手心與腕及胳膊的皮膚相比，更容易使電流通過，因而用很小的電壓(電流)就可提取出葡萄糖。
權利要求
1.一種分析裝置，其特征在于包括獲取通過給受檢者的皮膚提供電力而取得電信息的電信息取得部、根據(jù)上述電信息取得部取得的電信息，將經由上述受檢者的皮膚提取到的組織液中所含的，與規(guī)定成分量有關的成分值換算為受檢者體液中所含的規(guī)定成分濃度的控制器。
2.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于上述控制器根據(jù)上述電信息計算出表皮的組織液所通過部位的電阻值，并根據(jù)該電阻值將上述成分值換算為受檢者的體內的組織液中所含的規(guī)定成分濃度。
3.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于上述電信息取得部具有第1電極、第2電極、第3電極以及與上述第1、第2、第3電極相連的電源，上述電信息包括通過上述電源給上述第1電極與上述皮膚及上述第2電極提供電流而獲得的第1電信息、通過上述電源給上述第1電極與上述皮膚及上述第3電極提供電流而獲得的第2電信息、以及通過上述電源給上述第2電極與上述皮膚及上述第3電極提供電流而獲得的第3電信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的分析裝置，其特征在于通過上述電源給上述第1電極、上述皮膚、上述第2電極提供電流提取上述組織液，上述控制器取得通過上述電源提供電流而提取出的組織液中所含的，與規(guī)定的成分量有關的上述成分值。
5.根據(jù)權利要求3所述的分析裝置，其特征在于包括使上述第2電極與上述第3電極以電氣上分離狀態(tài)保持的保持件，還包括通過受檢者的手使上述第2電極和第3電極以與皮膚接觸狀態(tài)保持的保持單元。
6.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于上述電信息包括流經受檢者皮膚的電流大小。
7.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于上述電信息包括給上述受檢者皮膚施加的電壓大小。
8.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于還包括用來檢出經上述受檢者的皮膚提取的組織液中所含的規(guī)定成分的檢測器，上述控制器根據(jù)上述檢測器的檢出結果取得上述成分值。
9.根據(jù)權利要求8所述的分析裝置，其特征在于上述控制器作為上述成分值，根據(jù)上述檢測器的檢出結果以及提取上述規(guī)定成分的時間取得提取上述規(guī)定成分的提取速度。
10.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于還包括用來保持提取出的組織液的組織液保持物質。
11.根據(jù)權利要求2所述的分析裝置，其特征在于還包括用來保持提取出的組織液的組織液保持物質，上述表皮的組織液通過的部位是與上述組織液保持物質接觸的部位。
12.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于上述成分值是與葡萄糖量有關的值，上述受檢者體內的組織液中所含的規(guī)定成分的濃度是葡萄糖濃度。
13.根據(jù)權利要求12所述的分析裝置，其特征在于上述葡萄糖濃度是指上述受檢者的血糖值。
14.根據(jù)權利要求1所述的分析裝置，其特征在于包括上述電信息取得部和上述控制器在內的裝置主體，此外還包括用來將上述主體固定到上述受檢者皮膚表面的固定件。
15.一種分析方法，其特征在于包括下列步驟經皮膚從受檢者的體內提取組織液的提取步驟、取得與用上述提取步驟提取出的組織液中所含的規(guī)定成分量有關的成分值的成分量取得步驟、獲取通過給上述皮膚提供電力而取得的電信息的電信息取得步驟、以及根據(jù)上述電信息取得步驟中取得的電信息，將上述成分值換算為受檢者體內的組織液中所含的規(guī)定成分濃度的成分濃度取得步驟。
16.根據(jù)權利要求15所述的分析方法，其特征在于還包括在實行上述提取步驟之前，形成貫穿上述皮膚的角質層但并不抵達皮下組織的孔的孔形成步驟，在上述提取步驟之中，經上述孔提取上述組織液。
17.根據(jù)權利要求16所述的分析方法，其特征在于在上述提取步驟之中，上述組織液通過給上述孔提供液體進行提取。
18.一種血糖值測定裝置，其特征在于包括獲得通過給受檢者的皮膚提供電力而取得的電信息的電信息取得部、以及取得與經上述受檢者的皮膚提取的組織液中所含的葡萄糖量有關的葡萄糖值，根據(jù)用上述電信息取得部取得的電信息，將上述葡萄糖值換算為受檢者的血糖值的控制器。
19.根據(jù)權利要求18所述的血糖值測定裝置，其特征在于上述控制器根據(jù)上述電信息取得部取得的電信息，將上述葡萄糖值換算為受檢者體內的組織液中含有的葡萄糖濃度，上述受檢者體內的組織液中所含的葡萄糖濃度是上述受檢者的血糖值。
20.根據(jù)權利要求18所述的血糖值測定裝置，其特征在于上述控制器根據(jù)上述電信息取得部取得的電信息，將上述葡萄糖值換算為受檢者體內的組織液中含有的葡萄糖濃度，再將上述葡萄糖濃度換算為上述受檢者的血糖值。
全文摘要
本發(fā)明的分析裝置包括獲取通過給受檢者的皮膚提供電力而取得的電信息的電信息獲取器、根據(jù)上述電信息獲取器獲取的電信息，將經由上述受檢者的皮膚提取到的組織液中所含的，與規(guī)定成分量有關的成分值換算為受檢者體內組織液中所含的規(guī)定成分濃度的控制器。此外還公示出分析方法及血糖值測定裝置。
文檔編號A61B5/145GK1732841SQ200510091029
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月3日 優(yōu)先權日2004年8月4日
發(fā)明者荻野圭, 前川泰范, 澤賢一, 岡田正規(guī), 佐藤利幸, 朝倉義裕 申請人:希森美康株式會社