JPS61271424A - 血液成分定量計 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、例えば面液中のグルコースや、コレステロ
ール、尿酸等を測定するバッチ式の血液成分定量計に関
するものである。

〔背景技術〕

血液成分、例えばグルコースを測定するセンサは、第３
図に示すようなグルコース値−センサ出力電流特性を有
しており、グルコース値があル値Ｐを超えると、センサ
の入出力の直線性が悪くなるという欠点を有している。

センサを非直性特性領域で使用しないようにするため、
従来の血液成分定量計ではセンサの検出範囲をあらがし
め十分小さくしておき、また、センサの出力が大きくな
らないように測定ごとに緩衝液や血液サンプルをポンプ
等を用いて入れ換える機構を有している。

しかしながら、上記のような構成では、短時間で多くの
血液サンプルを測定することが困難であり、かつｔｌＵ
Ｆ液や血液サンプルを入れかえるための機構が必要であ
るため、コスト的にも高価となり、糖尿病等の患者が個
人的に購入して家庭でグルコース等の血液成分を測定す
ることはきわめて困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は、簡単かつ安価な構成でセンサの非直線動作
領域での使用を防止でき、かつセンサの直線動作領域の
ほぼ限界まで多数の血液サンプルに対し連続して血液成
分の測定を行うことができ、反応槽内の液交換の機構を
不要にできるとともに多数の血液サンプルの測定に要す
る時間を短縮することができる血液成分定量針を提供す
ることを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明の血液成分定量計は、第１図に示すように、反
応槽内の所定の血液成分を検出するセンサ１と、前記反
応槽への血液サンプルの注入前の前記センサ１の出力と
前記反応槽への前記血液サンプルの注入後の前記センサ
１の出力の差がら前記血液サンプルの所定の血液成分値
を求める演算手段２Ａと、この演算手￥ｊ！２Ａによる
演算結果を表示する表示器３と、前記反応槽への血液サ
ンプル注入後の前記センサ１の出力を予め設定された前
記センサ１の直線動作限界より所定値小さい警報しきい
値と比較し前記センサ１の出力が前記センサｌの直線動
作領域の上限出力値より所定値小さい警報しきい値を超
えたときに出力を発生する比較手段２Ｂと、この比較手
段２Ｂの出力に応動する警報器４とを備える構成にした
ものである。

このように、反応槽への血液サンプル注入前後のセンサ
の出力差から血液サンプルの血液成分値を求めるように
なし、かつ反応槽への血液サンプル注入後のセンサの出
力をセンサの直線動作領域の上限出力値より所定値小さ
い警報しきい値と比較し、センサの出力が警報しきい値
を超えたときに警報を発するようにしたため、簡単かつ
安価な構成でセンサの非直線動作領域での使用を防止で
き、かつセンサの直線動作領域のほぼ限界まで多数の血
液サンプルに対し連続して血液成分の測定を行うことが
でき、反応槽内の液交換の機構を不要にできるとともに
、多数の血液サンプルの測定に要する時間を短縮できる
。

実施例 この発明の一実施例を第２図、第３図、第４図第５Ａ図
および第５Ｂ図に基づいて説明する０例えばグルコース
値を測定する血液成分定量計は、第２図に示すように、
グルコースに反応するセンサ１を緩衝液や較正液、血液
サンプルを納める反応槽（図示せず）内に取付け、セン
サ１の一端に通常−０，７Ｖ程度の安定化された電圧を
発生する定電圧源５を接続し、センサ１の他端を電圧変
換回路６の演算増幅器ＯＰの反転入力端に接続している
。

上記センサ１は、反応槽中のグルコースに反応してグル
コース値に比例した電流ｉを発生し、この電流ｉは、演
算増幅器ＯＰとその出力端および反転入力端間に接続さ
れた抵抗Ｒとからなる電圧変換回路６で電圧Ｖ（＝ｉＲ
）に変換されることになる。

この電圧変換回路６から出力された電圧Ｖは、Ａ／Ｄ変
換回路７によってデジタル値に変換されて演算処理回路
２に入力されることになる。

演算処理回路２は、第１図における演算手段２Ａおよび
比較手段２Ｂの機能を有しており、Ａ／Ｄ変換回路７よ
り入力されるデジタル値と第１メモリ８．第２メモリ９
．第３メモリ１０および第４メモリ１１の内容とを演算
処理して血液サンプル中のグルコース量を血液１００ｍ
１当りのグルコース値として出力するとともに、センサ
１の出力が直線動作領域の上限出力値よりも所定値小さ
い警報しきい値を超えたときに警報出力を発生ずる。

そして、上記演算処理回路２から出力されるグルコース
値が表示回路１２によって表示データに変換され、デジ
タルの表示器３によってデジタル表示され、また、警報
出力によってブザー等の警報器４が動作し、反応槽内の
グルコース量がセンサ】の直線動作領域の上限に近（検
出精度が限界にきたことを知らせ、反応槽内の液交換を
促す。

つぎに、この血液成分定量計における測定手順および演
算処理回路２の動作を詳しく説明する。

まず最初に、緩衝液を納めた反応槽に所定量の較正液を
注入する。この結果、センサ１が所定量の較正液中のグ
ルコースに反応して出力電流ｉは第４図のようにレベル
ｔｏとなる。この出力電流ｉが電圧変換回路６で電圧に
変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路７でデジタル値に変換
されて演算処理回路２に入力される。

演算処理回路２は、このときに第５Ａ図のように第４の
メモリ１１に警報しきい値に対応するデータを格納し、
この後Ａ／Ｄ変換回路７から入力されるデジタル値を較
正のための基準値として第１メモリ８に格納し、このデ
ジタル値を第２メモリ９および第３メモリｌＯにも格納
する。

つぎに、第１回目の血液サンプルを反応槽に追加注入す
ると、センサ１が第１回目の血液サンプル中のグルコー
スと反応し、センサ１の出力電流ｉは所定量の較正液中
のグルコース値と第１回目の血液サンプルのグルコース
値との和に応じたレベルｉ、となる。

このセンサ１の出力電流ｉは、上記と同様にデジタル値
に変換されて演算処理回路２に入力されることになる。

演算処理回路２は、このときに、第５Ｂ図のようにＡ、
　／　Ｄ変換回路７から入力されるデジタル値を第３メ
モリ１０に格納し、第３メモリ１０の内容（今回測定時
のデジタル値）および第２メモリ９の内容（較正時のデ
ジタル値）をそれぞれ読み出し、第３メモリ１０の内容
から第２メモリ９の内容を減算することにより第１回目
の血液サンプルのグルコース値のみに応じた差デジタル
値を求め、第１メモリ８の内容を読み出し、上記差デジ
タル値と第１メモリ８の内容との比を求め、さらにこの
比に較正液の１００ｍｎ当りのグルコース値のデータ（
予めメモリに記憶している）を乗算することにより第１
回目の血液サンプルのグルコース値を１００ｍｊ！当り
の重量で求めて表示回路１２へ送り、表示器３によって
第１回目の血液サンプルのグルコース値をデジタル表示
させる。この後第３メモリ１０の内容を読み出して第２
メモゾ９に更新格納する。さらに、この後、第３メモリ
１０の内容を読み出すとともに、予め第４メモリ１１の
内容（センサ１の直線動作領域の上床出力電流値から所
定値、例えば３００ｍｇ／ａｊのグルコース値に相当す
る（直を差し引いた警報しきい値ｉｘに対応するデジタ
ル値が予め格納されている）を読み出し、第３メ士り１
０の内容と第４メモリ１１の内容とを比較し、第４メモ
リエ１の内容より第３メモリ１０の内容が大きくな９た
ときに、センサ１の検出精度が限界にきているとして警
報出力を発生し、警報器４を動作させる。なお、第１回
目の血液サンプル注入時は、第４図から明らかようにセ
ンサＩの出力電流ｉはレベル１１であり、警報しきい値
ｉ１よりも低いため、警報出力は発生しない。

この後、第２回目の血液サンプルを反応槽に追加注入す
ると、センサ１が第２回目の血液サンプル中のグルコー
スと反応し、センサ１の出力電流ｉは所定量の較正液中
のグルコース値と第１回目および第２回目の血液サンプ
ルのグルコース値との和に応じたレベル１２となる。

このセンサ１の出力電流ｉは、上記と同様にデジタル値
に変換されて演算処理回路２に人力されることになる。

演算処理回路２は、このときに、Ａ／Ｄ変換回￥＆７か
ら入力されるデジタル値を第３メモリ１０に格納し、第
３メモリ１０の内容（今回測定時のデジタル値）および
第２メモリ９の内容（前回測定時のデジタル値）をそれ
ぞれ読み出し、第３メモリ１０の内容から第２メモリ９
の内容を減算することにより第２回目の血液サンプルの
グルコース値のみに応じた差デジタル値を求め、第１メ
モリ８の内容を読み出し、上記差デジタル値と第１メモ
リ８の内容との比を求め、さらにこの比に較正液の１０
０ｍ７！当りのグルコース値のデータ（予めメモリに記
憶している）を乗算することにより第１回目の血液サン
プルのグルコース値を１００ｍ１ｔ当りの重量で求めて
表示回路１２へ送り、表示器３によって第１回目の血液
サンプルのグルコース値をデジタル表示させる。この後
第３メモリ１０の内容を読み出して第２メモリ９に更新
格納する。さらに、この後、第３メモリ１０の内容を読
み出すとともに、予め第４メモリＩＩの内容（センサ１
の直線動作領域の上限の出力電流値から所定値、例えば
３００ｍｇ／ｄ１のグルコース値に相当する値を差し引
いた警報しきい値ｉｘに対応するデジタル値が予め格納
されている）を読み出し、第３メモリ１０の内容と第４
メモリ１１の内容とを比較し、第４メモリ１１の内容よ
り第３メモリエ０の内容が大きくなったときに、センサ
１の検出精度が限界にきているとして警報出力を発生し
、警報器４を動作させる。なお、第２回目の血液サンプ
ル注入時も第４図から明らかなようにセンサの出力電流
ｉはレベル１２であり、警報しきい値ｍｘよりも低いた
め、警報出力は発生しない。

この後、第３回目の血液サンプルを反応槽に追加注入す
ると、第２回目の血液サンプルについて測定時と同様に
してグルコース値が表示される。

ところが、センサｌの出力電流ｌがレベルｉ３となって
警報しきい値１ｘを超えることになり、警報出力が発生
する。なお、第４図では第３回目の血液サンプル注入時
に警報が発せられているが、これは−例を示すだけであ
り、センサ１の特性または血液サンプルのグルコース値
により血液サンプルの連続注入可能回数が変わることは
明らかである。

上記警報が発生すると、反応槽中の液を廃棄して新しい
緩衝液を入れ、第４回目以降の血液サンプルを順次注入
することにより、上記と同様にして各血液サンプルのグ
ルコース値が表示され、また反応槽内のグルコース値が
センサ１の検出精度限界にくれば、再度警報が発生し、
液交換を促すことになる。この際、較正液は一番最初に
注入すればよいだけで、１回目の液交換後は較正液は注
入する必要がない。

このように、この実施例は、センサ１が直線動作をする
上限出力電流値より所定値小さい値を警報しきい値とし
て第４のメモリに記憶しておき、センサ１の出力電流が
警報しきい値を超えたときに警報を発生して反応槽の液
交換を促すようにしたため、簡単かつ安価な構成でセン
サ１の非直線動作領域での使用を防止でき、かつセンサ
の直線動作領域のほぼ限界まで多数の血液サンプルに対
し連続して血液成分の測定を行うことができ、反応槽内
の液交換の機構を不要にできるとともに多数の血液サン
プルの測定に要する時間を短縮することができる。

なお、上記実施例では、警報器４としてブザー等を用い
たが、発光素子を点滅させることによって、ＷＩしても
よく、また、表示器３自体を点滅させることでＩＦ＠す
るようにしてもよい。

また、上記実施例では、第１メモリ８．第２メモリ９．
第３メモリ１０．第４メモリ１１は演算処理回路２と別
体であったが、ワンチップのＣＰＵを用いれば、これら
を一体に構成できる。

また、上記実施例ではグルコース値を測定するものにつ
いて説明したが、センサ１を変更すれば、コレスロール
や尿酸などの他の血液成分も同様に検出することができ
る。

発明の効果 この発明の血液成分定量針は、反応槽への血液サンプル
注入前後のセンサの出力差から血液サンプルの血液成分
値を求めるようになし、かつ反応槽への血液サンプル注
入後のセンサの出力をセンサの直線動作領域の上限出力
値より所定値小さい警報しきい値と比較し、センサの出
力が警報しきい値を超えたときに警報を発するようにし
たため、簡単かつ安価な構成でセンサの非直線動作領域
での使用を防止でき、かつセンサの直線動作領域のほぼ
限界まで多数の血液サンプルに対し連続して血液成分の
測定を行うことができ、反応槽内の液交換の機構を不要
にできるとともに、多数の血液サンプルの測定に要する
時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の血液成分定量針の構成を示すブロッ
ク図、第２図はこの発明の一実施例のブロック図、第３
図はセンサの入出力特性図、第４図は較正液および血液
サンプルを注入したときのセンサ出力の変化を示す図、
第５Ａ図および第５Ｂ図は演算処理回路の動作を示すフ
ローチャートである。 １・・・センサ、２Ａ・・・演算回路、２Ｂ・・・比較
回路、３・・・表示器、４・・・警報器 ２潰ＩｉＬ力狸回路 ！ 第１図 第５Ａ図 第５Ｂ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応槽内の所定の血液成分を検出するセンサと、
   前記反応槽への血液サンプルの注入前の前記センサの出
   力と前記反応槽への前記血液サンプルの注入後の前記セ
   ンサの出力の差から前記血液サンプルの所定の血液成分
   値を求める演算手段と、この演算手段による演算結果を
   表示する表示器と、前記反応槽への血液サンプル注入後
   の前記センサの出力を予め設定された前記センサの直線
   動作領域の上限出力値より所定値小さい警報しきい値と
   比較し前記センサの出力が前記警報しきい値を超えたと
   きに出力を発生する比較手段と、この比較手段の出力に
   応動する警報器とを備えた血液成分定量計。
2. （２）前記所定値を３００ｍｇ／ｄｌに設定した特許請
   求の範囲第（１）項記載の血液成分定量計。