JPH1156822A - 血糖測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非侵襲あるいは低侵襲の血糖測定装置におい
て、より測定精度を向上する。 【解決手段】 スペクトル測定部１で、生体のスペクト
ルを測定し、このスペクトルを用いて血糖推定部２で血
糖値の推定を行う。一方、情報入力装置３で血糖推定の
ための食事、運動、インシュリン注射などの情報が入力
され、血糖情報保存メモリ４に記憶される。この保存さ
れた情報を用いて血糖値情報計算部５では、各種の情報
をもとに生理学的な血糖変化を推定して、現在の血糖値
の取り得る範囲と分布を計算する。この血糖値の取り得
る範囲と分布をもとに、血糖検討部６で、血糖推定部２
で求まった推定血糖値の妥当性を評価する。血糖推定値
が妥当であれば、そのままの値を血糖値表示・出力部７
によって出力し、かつ出力血糖値保存メモリ８に記憶す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非侵襲あるいは
低侵襲で生体内の血糖値を測定する血糖測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】非侵襲的に生体内の血糖を測定する血糖
測定装置として、生体に可視光、近赤外光や赤外光を照
射し、その透過又は反射光のスペクトルを解析するとい
う分光分析装置が知られている。例えば、特開平３−１
７３５３５号公報や特開平５−１７６９１７号公報で
は、近赤外光を人体に照射し、その透過光の強度を測定
することによって生体内のグルコース濃度を推定してい
る。また、特開平２−２８６１３２号公報や特開平４−
１４４５４５号公報では、低侵襲的に生体の血糖を測定
する方式として、生体から体液をしみ出させて、この体
液中のグルコース濃度を測定する方式を用いている。こ
れらの方式以外にも、非侵襲的または低侵襲的に血糖を
測定する装置は各種発明されているが、実際に実用化に
至った例は、現在までに皆無である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】非侵襲または低侵襲の
血糖測定装置の実用化が遅れている原因として、糖尿病
患者の血糖濃度制御という、生体における血糖値の測定
意義を考えると、装置に必要とされる測定精度が、これ
までに発明されている装置では十分にあがらないためと
考えられる。この測定精度の問題のために、これまでに
発明されている装置では実用化が進んでいないと言え
る。

【０００４】例えば、光を用いた非侵襲的測定では、生
化学的な血中グルコース量を測定せずに、光透過量から
グルコース値を推定しているのみである。このため、外
乱光や生体状態の変動などの影響から、計算の結果いか
んでは負の血糖値をとることもあり、生体内のグルコー
ス量としてあり得ないような数値が出現することにな
る。また、低侵襲的に血糖を測定する場合でも、体液の
量が少ないことや、糖濃度が低いなどのために、測定誤
差が大きくなることが考えられる。

【０００５】この発明は、測定誤差が大きいという上記
問題点に着目し、より測定精度の向上した非侵襲あるい
は低侵襲の血糖測定装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の血糖測定装置
は、非侵襲または低侵襲で生体内の血糖を計測するもの
において、血糖計測に関連する情報を入力する情報入力
手段と、この入力された情報をもとに、算出血糖値を補
正する血糖値補正手段と、及びもしくは前記入力された
情報をもとに再測定を促す手段とを備えている。

【０００７】一般に、生体の血糖値は食事後・運動後な
どは急な変化が見られるものの、それ以外のほとんどの
時間では、急な変動は見られない。そこで、食事時間や
運動時間のように血糖値を変動させる要因の情報を予め
装置内に取込み、この情報を用いて血糖測定（推定）値
を補正することによって、あるいは再測定を促すことに
よって、測定精度の高い血糖測定が可能となる。この情
報の具体例としては、食事を何時どれだけ摂取したか、
何時どれだけ運動したか、実際に観血的に測定した最近
の血糖値・測定患者の糖尿病の病態などがある。また、
これらの情報を装置に入力する手段の具体例としては、
キー操作による入力・音声による入力・簡易観血式血糖
計から血糖値を転送、簡易運動モニタからの情報転送、
などの方法が使用される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
形態非侵襲血糖測定装置の構成を示すブロック図であ
る。この実施形態血糖測定装置は、スペクトル測定部１
と、血糖推定部２と、情報入力装置３と、血糖情報保存
メモリ４と、血糖値情報計算部５と、血糖検討部６と、
血糖値表示・出力部７と、出力血糖値保存メモリ８とか
ら構成されている。図２は、この血糖測定装置の外観図
である。

【０００９】この血糖測定装置は、スペクトル測定部１
で、生体のスペクトルを測定し、このスペクトルを用い
て血糖推定部２で血糖値の推定を行う。一方、情報入力
装置３のキー入力部３１、音声入力部３２、別装置から
の情報転送送部３３などから血糖推定のための情報が入
力され、血糖情報保存メモリ４に記憶される。この血糖
情報保存メモリ４に保存された情報を用いて血糖値情報
計算部５では、各種の情報をもとに生理学的な血糖変化
を推定して、現在の血糖値の取り得る範囲と分布を計算
する。このようにして計算された血糖値の取り得る範囲
と分布をもとに、血糖検討部６では、血糖推定部２で求
まった推定血糖値の妥当性を評価する。この結果、血糖
推定値が妥当であれば、そのままの値を血糖値表示・出
力部７によって出力する。推定された血糖値が妥当でな
い場合には、再測定を促したり、出力値を補正したりす
ることになる。このようにして最終的に推定された血糖
値は、血糖値表示・出力部７を用いて出力される。最後
に出力された血糖値は、出力血糖値保存メモリ８に保存
される。

【００１０】スペクトル測定部１での生体スペクトル測
定、血糖推定２におけるスペクトルを用いた血糖値の推
定については、特開平３−１７３５３５号公報、特開平
５−１７６９１７号公報等に、詳細に記載されており、
すでに一般によく知られているので、詳細な説明はここ
では省略する。情報入力装置３のキー入力部３１、音声
入力部３２は、一般によく知られたものが使用される。
情報転送部３３は、他の装置から自動的に情報の転送を
受けて入力する。これには、次の２種がある。１つは、
図３に示すように、別の観血式血糖計から本体１１への
入力である。観血式の血糖計１２で測定した血糖値と測
定時間を有線式、無線式、または赤外線通信１３などの
方式によって、本装置１１に取込むことができる。観血
式の血糖計１２には送信機を、本装置１１には受信機を
内蔵しており、観血式の血糖計１２を本装置１１に載せ
ると、情報が伝送される。もう１つは、図４に示すよう
に、食事時間や運動情報の入力である。簡易運動モニタ
１４では、運動の状態や量、さらには体動の状態からモ
ニタ装着者の生活状態がある程度推測できる。このた
め、患者にモニタ１４を装着した上で、食事の時間や
量、運動時間や運動量などの情報を予めモニタ１４に記
憶しておき、この情報を本装置１１上に転送すること
で、情報を自動的に入力させることができる。情報の転
送手段としては、上記の有線式、無線式、赤外線通信式
１３などの既知の方法が考えられる。簡易運動モニタ１
４としては、例えば、歩数計式のカロリメータが使用さ
れる。カロリメータ１４を本装置１１に近づけてボタン
を押すと、本装置１１に情報が伝送される。

【００１１】情報入力装置３から入力された各種の情報
は、図５、図６、図７のような形で、メモリ４上に保存
される。時系列として入力される情報は、図５のよう
に、時間とともに保存される。この情報は、２４時間が
経過した時点で古い情報から順に削除されていく。運動
時刻や食事時刻は、終了の時刻である。また、患者の糖
尿病状態は変化しないので、図６のように保存される。
さらに、図５のメモリ内容と現在の時間を合わせて、図
７のような情報を構築する。この情報は、例えば血糖測
定、運動、インシュリン投与、食事等につき、直近の時
間より、時刻と量を配列する。これは、次の血糖値情報
計算処理を行いやすくするためである。また、図５のデ
ータは、量を入れずに有無情報のみの簡易版であっても
よい。

【００１２】次に、血糖値情報計算部５における情報計
算処理について説明する。生体の血糖値の変動は、食事
量、インシュリン投与量、運動量、糖尿病の病態などに
依存し、その変化は生理学的に規定される。このため、
血糖値計測のための情報として、前回の観血式血糖値と
その測定時間、食事量とその食事時間、インシュリン投
与量とその投与時間、運動量とその運動時間、糖尿病の
病態が考えられる。これらの情報と現在の時間から、前
回の血糖情報をもとに、血糖の上昇可能性と下降可能性
を統計的に類推することが可能である。

【００１３】以下、血糖値情報計算処理の具体例を、図
８のフローチャートをもとに説明する。先ず、各種の情
報を入力させる（ＳＴ１）。入力された情報は図５、図
６、図７に示すような形で情報保存メモリ４に保存され
ている。前回の血糖測定時間から２４時間以上血糖値の
測定がなかった場合は、血糖情報から現在の血糖値分布
を推定することが困難なため、分布の推定を行わない
（ＳＴ３）。ｔ分経過した時に、食事、運動、インシュ
リンの投与などがなかった場合には、一般的に生体の恒
常性のために、ほぼ同程度の血糖値となることが推測さ
れる。実際には中心値が前回の血糖値として分散がｆ
（ｔ）となるような分布を取ることが予想される（図９
参照）。

【００１４】前回の血糖測定時間から２４時間を経過し
ていない場合は、測定前で一番近い血糖値を仮のμと
し、血糖測定後の時間をもとに分散（σ）を決定する
（ＳＴ４）。一方、運動による血糖値減少効果とインシ
ュリンによる血糖値減少効果は、それぞれ前回測定血糖
値からの中心値の減少と分散の増加に寄与する（図１０
参照）。したがって、上記分散（σ）の決定後、前回血
糖測定から現時点までに運動をしているか判定し（ＳＴ
５）、運動していればμ＝μ−運動量×係数の計算を行
う（ＳＴ６）が、運動していなければ何もせず、次に移
る。

【００１５】さらに、食事時間と経過時間は血糖上昇に
つながる変化を推測することに利用されるが、この時に
患者の糖尿病の病態が血糖変化に大きく作用する（図１
１、図１４参照）。これらの変化を合算して、現時点で
の血糖推定値の分布が求められる。運動の有無の判定、
及び処理に続いて、前回血糖測定から現時点までにイン
シュリンを注射しているか否かを判定する（ＳＴ７）。
インシュリン注射をしていれば、 μ＝μ−インシュリン注射量（単位）×係数 の計算を行い（ＳＴ８）、次のＳＴ９に移る。インシュ
リンの注射をしていなければ何もせず、次のＳＴ９に移
る。ＳＴ９では、前回血糖測定から現時点までに食事を
しているか否かを判定する。食事をしていれば、 μ＝μ＋食事量×時間係数 の計算を行い（ＳＴ１０）、次のＳＴ１１に移る。この
時の時間係数は、糖尿病の程度により異なる。図１４に
示すように、食事後に血糖値が上昇する場合、及び食事
前の状態に戻る時間が、糖尿病の程度が重いほど大とな
るためである。食事をしていなければ、ＳＴ９の判定Ｎ
Ｏで、ＳＴ１１に移り、血糖情報から計算された分布情
報（μ、σ）を出力する。

【００１６】最後に、血糖値の補正処理、再測定指示を
行う処理について、具体例をフローチャート（図１２）
を用いて説明する。先ず、血糖測定のための情報から計
算された現時点の推定血糖値分布と、実際に光を用いた
計測により推定された血糖値を入力し（ＳＴ２１）、比
較する（ＳＴ２２）。図１３に示すように、計測した血
糖値（ｘ）が、情報から推測した分布の分散に対して、
１．５σ以内に入った場合は、この値が信用できる値と
して出力する。つまり、図１２において、ＳＴ２２で、
μ−２．５σ＜ｘ＜μ＋２．５σか？の判定がＹＥＳ、
ＳＴ２３で、μ−１．５σ＜ｘ＜μ＋１．５σか？の判
定もＹＥＳの場合であり、計測した血糖値（ｘ）を出力
する（ＳＴ２６）。

【００１７】計測した血糖値（ｘ）が２．５σ以内に入
った場合は、中心値（μ）と分散値（σ）を用いて、中
心値に近くなるように補正を行う。つまり、ＳＴ２２の
判定がＹＥＳで、ＳＴ２３の判定がＮＯの場合である。
この場合は、さらにＳＴ２４で、μ−２．５σ＜ｘ＜μ
−１．５σか？の判定を行い、ＹＥＳの場合は（ｘ＋μ
−１．５σ）／２を出力する（ＳＴ２７）。これは図１
３に示す補正（１）に相当する。ＳＴ２４での判定がＮ
Ｏの場合は、μ＋１．５σ＜ｘ＜μ＋２．５σであるこ
とを意味し、（ｘ＋μ＋１．５σ）／２を出力する（Ｓ
Ｔ２８）。これは図１３に示す補正（２）に相当する。

【００１８】さらに２．５σ以上離れた場合は、この値
が信用できないとして、再測定を指示する（ＳＴ２
５）。他にも推測された血糖値を補正する式として｜ｘ
−μ｜＜２．５σの時に、

【００１９】

【数１】

【００２０】のようなものも考えられる。このようにし
て、生体の変化から理解できる程度の変化に血糖値を補
正することにより、大きな血糖のはずれ値が出現するこ
とがなくなり、血糖の測定精度が向上する。図１５は、
運動後、インシュリンを投与し、その後、食事をした場
合の血糖値の変化例であり、インシュリンの効果による
血糖値減少と、食事の効果による血糖値増加が複合し
て、血糖値変化に現れている。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、血糖計測に関連する
情報と、この入力情報に基づいて算出血糖値を補正し、
及びもしくは再測定を促すものであるから、装置が測定
（推定）した血糖値を生理学的な血糖値変化と比較する
ことができる。このため、生理学的な変化から類推して
あり得ない数値が出現した場合に、それらの情報を用い
て出力する血糖値を補正したり、再測定を促すことがで
きる。この結果、これらの情報を用いない場合と比較し
て、装置の血糖値測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態血糖測定装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】同実施形態血糖測定装置の外観を示す図であ
る。

【図３】同実施形態血糖測定装置に、他の観血血糖計か
らの情報転送を説明する図である。

【図４】同実施形態血糖測定装置に、他のカロリメータ
からの情報転送を説明する図である。

【図５】同実施形態血糖測定装置の血糖情報保存メモリ
に保存される時間情報例を示す図である。

【図６】同実施形態血糖測定装置の血糖情報保存メモリ
に保存される患者情報例を示す図である。

【図７】同実施形態血糖測定装置の血糖情報保存メモリ
に保存される推定情報例を示す図である。

【図８】同実施形態血糖測定装置の血糖情報計算処理を
説明するフローチャートである。

【図９】血糖値の時間推移を示す図である。

【図１０】インシュリン投与又は運動後の血糖値の時間
推移を示す図である。

【図１１】食事後の血糖値の時間推移を示す図である。

【図１２】上記実施形態血糖測定装置の血糖値検討の処
理を説明するためのフローチャートである。

【図１３】血糖値補正処理を説明するための血糖値−分
布確率を示す図である。

【図１４】糖尿病状態による血糖値変化の差を示す図で
ある。

【図１５】運動・食事・インシュリン投与が複合したと
きの血糖変化を示す図である。

【符号の説明】

１ スペクトル測定部 ２ 血糖推定部 ３ 情報入力部 ４ 血糖情報保存メモリ ５ 血糖値情報計算部 ６ 血糖検討部 ７ 血糖値表示・出力部 ８ 出力血糖値保存メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平子 進一 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非侵襲または低侵襲にて生体内の血糖値を
   計測する血糖測定装置において、 血糖計測に関連する情報を入力する情報入力手段と、 この入力された情報をもとに、算出血糖値を補正する血
   糖値補正手段及びもしくは前記入力された情報をもとに
   再測定を促す手段と、 を備えたことを特徴とする血糖測定装置。
2. 【請求項２】前記血糖計測に関連する情報が、直近に測
   定した血糖値とその測定時間である請求項１記載の血糖
   測定装置。
3. 【請求項３】前記血糖値と測定時間とを入力する情報入
   力手段が、別の観血型血糖計を用いて測定した血糖値と
   測定時間を自動的に受け取るものである請求項２記載の
   血糖測定装置。
4. 【請求項４】前記血糖計測に関連する情報が、直近に注
   射したインシュリンとその注射時間である請求項１記載
   の血糖測定装置。
5. 【請求項５】前記血糖計測に関連する情報が、直近の食
   事時間と食事量である請求項１記載の血糖測定装置。
6. 【請求項６】測定者の直近の食事時間を入力する手段
   が、別の簡易体動計測手段を用いて食事時間と推測した
   時間を自動的に受け取るものである請求項５記載の血糖
   測定装置。
7. 【請求項７】前記血糖計測に関連する情報が、測定者の
   運動量と運動時間である請求項１記載の血糖測定装置。
8. 【請求項８】測定者の運動量と運動時間を入力する手段
   が、別の簡易運動計測手段を用いて測定した運動量と、
   運動時間を自動的に受け取るものである請求項７記載の
   血糖測定装置。
9. 【請求項９】前記血糖計測に関連する情報が、測定者が
   糖尿病患者であるか正常者であるか、またその病態がイ
   ンシュリン依存型糖尿病であるか、インシュリン非依存
   型糖尿病であるかである請求項１記載の血糖測定装置。
10. 【請求項１０】前記血糖計測に関連する情報が、経口糖
    負荷試験の情報を予め記載するものである請求項１記載
    の血糖測定装置。
11. 【請求項１１】前記血糖計測に関連する情報を入力する
    情報入力手段が、装置上でキーボード、または音声入力
    を用いて情報を入力するものである請求項１記載の血糖
    測定装置。
12. 【請求項１２】前記血糖値補正手段は、所定の補正式に
    基づいて補正を行うものである請求項１記載の血糖測定
    装置。
13. 【請求項１３】血糖計測に関連する情報をもとに、再測
    定を促す手段は、血糖値表示画面上に指示を表示するも
    のである請求項１記載の血糖測定装置。