生体成分测定装置的制作方法

专利名称：生体成分测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对通过生体穿刺而采集的生体试样中的特定生体成分进行测定 的测定装置及测定方法。本发明特别涉及将试样采集部位和测定值相关联而迸 行记忆、处理及/或显示的生体成分测定方法及装置。
背景技术：
目前开发了利用酶所具有的特异的催化作用的各种类型的生物传感器。特 别是对葡萄糖进行定量的葡萄糖传感器在临床检查中的血糖值(血液中所含的 葡萄糖)的测定中被广泛应用。以下，对作为生物传感器的 种的葡萄糖传感器 进行说明。作为电化学的葡萄糖定量法， 一般公知的有使用葡萄糖氧化酶(EC1丄3.4: 以下简称为GOD)作为酶和氧电极或过氧化氢电极进行定量的方法(例如，参考 铃木周一编，《生物传感器》，讲谈社，1984年3月，p.l00—101)。该方法能够利用酶反应的特异性，对生体试样中的葡萄糖进行高精度地定 量，但存在测定结果受试样中所含的氧浓度的影响较大的缺陷，此外，在试样 中不存在氧时又不能够进行测定。因此，开发了不使用氧作为电子传递体，而是采用了铁氰化钾、二茂铁衍 生物、苯醌衍生物等有机化合物或金属配位化合物作为电子传递体的新型葡萄 糖传感器。这样通过将有机化合物或金属配位化合物作为电子传递体使用，不会受到 生体试样中的氧浓度的影响，能够以高精度对葡萄糖进行定量。此外在这种情况下，由于含有酶及电子传递体的试剂层可以接近干燥的状 态与电极系一体化，所以基于该技术能够制得一次性的葡萄糖传感器，这在近 年已相当普及。一次性葡萄糖传感器，仅通过在测定装置中能够拆装而与其连接的传感器 中导入生体试样，就能够利用测定装置容易地对葡萄糖进行测定(例如日本专利特开平03-202764号公报)。通过以上的葡萄糖传感器的普及，糖尿病患者能够在自己家里方便地测定 血糖值。其操作一般按照以下的方法进行。首先，利用装入穿刺器具的针穿刺采集部位。然后，将生体试样(这里是 血液)从穿刺部位挤压出。最后将预先装入测定装置的传感器靠近穿刺部位， 使传感器的生体试样供给口与挤压出的血液接触，将该血液供给传感器的试 样槽内。利用生物传感器对该血液中的葡萄糖进行检测，能够对血液中所含 的葡萄糖进行定量。使用了上述葡萄糖传感器的测定中，能够以数ul级的生 体试样量容易地求得生体试样中的底物浓度。血糖值的测定中，以往一般是穿刺指尖来采集血液，但近年来除了指尖之 外，例如也采用从前臂等采集血液进行血糖值的测定的方法。该方法具有指尖不会留下穿刺后的伤口、前臂的痛点比指尖少所以测定时 的痛觉更小等优点，这样糖尿病患者自己进行血糖测定时的选择就更多了 。近年，为了进一步简化测定步骤，已有穿刺器具和葡萄糖传感器的测定装 置一体化设计的产品在销售。这些产品可将利用穿刺器具的穿刺和利用传感 器的测定通过一个测定装置完成，具有縮短了糖尿病患者的测定操作步骤的 优点。作为这种一体型测定装置的以往例，有目前由Abbott公司在市场上销售 的前臂部用葡萄糖测定用生物传感器测定器(Sof'TactTM)。

图11为其简单示 意图。如图11所示，装有对血液中的葡萄糖进行测定的生物传感器和穿刺生体 的穿刺部件的测定器91具备用于启动测定的开关93和显示所得结果的显示 部92及与生体的接触面96。生体接触部96具备突出穿刺部件、采集从生体 渗出的血液的采集孔97。该构成的生物传感器中，由于与生体的接触面被设 计成与前臂相匹配的样子，所以很难适合从其它部位的采集，例如从指尖的 采集等。另外，在刚进食后等血中的葡萄糖浓度的变化激烈时，即使是同一被验者， 也有因血液的采集部位(指尖、前臂或大腿等)不同而出现生物传感器的葡萄 糖浓度测定值不同的报道(例如，JohnM. ELLISON, Diabetes Care vol 25， No. 6， 961-964, (2002))。因此，存在进食后经过一定时间，即使是同一被验者， 也不能够直接对例如基于从指尖采集的试样的标准值和从前臂采集的试样的实际的测定值进行比较的问题。 发明的揭示例如在进行血糖测定时，特别是在进食后等血糖变化较大时，存在因血液 的采集部位不同而测得的血糖值不同的情况，但以往的测定装置不具备区别 从不同部位采集的血液试样的测定值(例如，从前臂部采集的血液试样的血糖 值和从指尖采集的血液试样的血糖值)的部件。此外，前述以往的穿刺器具一体型测定装置存在与采集部位的接触面的结 构上、生体试样采集部位限定为前臂这样的问题。为了解决上述以往存在的问题，本发明的目的是提供不限定试样釆集部 位、特别是既能够在指尖进行测定又能够在指尖以外的部位进行测定的生体 成分测定装置。此外，本发明的目的是提供在一个装置中具备将取样部位和在该部位的测 定值相关联而进行记忆、处理及/或显示的部件的生体成分测定装置。特别是 本发明的目的是提供具备根据试样采集部位及试样采集时间修正在与指尖不 同的部位釆集的试样的血糖值的部件的生体成分测定装置。另外，本发明的目的是提供不限定试样采集部位，特别是同时可在指尖和 指尖以外的部位进行测定，且将试样采集部位和测定结果相关联而进行记忆、 处理及/或显示的、穿刺器具和生物传感器装置一体化的生体成分测定装置。如上所述，本发明的目的是提供使用不仅在指尖、即使在前臂部或大腿等 指尖以外的部位也可进行取样的测定器，经时地对血糖值进行监控的情况下， 为了能够正确的监控及对被验者进行治疗，可使采集部位和测定结果相关联 而进行记忆、处理及/或显示的生体成分测定装置。特别是本发明的目的是提 供具备根据采集部位及釆集时间对在与指尖不同的部位采集的试样的血糖值 进行修正的部件的生体成分测定装置。为了解决上述以往存在的问题，本发明之一是提供穿刺被验者的皮肤采集 试样血液的穿刺装置和生物传感器测定装置一体化的生体成分测定装置组 件。该生体成分测定装置组件的特征是，上述穿刺装置至少包含穿刺针和可自由拆装地被嵌合入装置主体的盖子(cap)。该盖子具备穿刺时与皮肤接触的 皮肤接触面，该皮肤接触面具有开口部，上述穿刺针通过该开口部穿刺皮肤， 且该皮肤接触面具有与穿刺的皮肤表面的形状相匹配的形状。该生体成分测定装置组件为了能够选择多个不同的试样采集部位而具备对应于试样采集部 位的不同的多个盖子。本发明的生体成分测定装置组件的较好实施方式中，包含从指尖采集试样 的盖子和从前臂采集试样的盖子。另一实施方式中，还包含从选自手掌、上 臂、大腿及腹部的任一部位采集试样的盖子。本发明的生体成分测定装置组件的更好的实施方式的特征是，上述生物传 感器测定装置包含生物传感器装配部，具备用于输入来自生物传感器的测定 信息的生体成分信息输入部、用于输入试样采集部位的信息的试样采集部位 输入部、记忆部、基于来自生体成分信息输入部的信息进行试样血液中的底 物浓度的计算的演算部、显示算出的底物浓虔的显示部，这里，将算出的底 物浓度与被输入的上述试样釆集部位的信息一起记录于上述记忆部。本发明的生体成分测定装置组件的较好实施方式中，上述生物传感器为葡 萄糖传感器。本发明的生体成分测定装置组件的更好的实施方式中，算出的底物浓度和 被输入的试样采集部位的信息一起显示于显示部。本发明的生体成分测定装置组件的另一较好实施方式的特征是，上述盖子 在其与装置主体的嵌合部分的至少一部分具备以固有的恒定电阻与该盖子电 连接的第一对电接点。试样釆集部位输入部具备电阻测定器和与该电阻测定 器电连接的第二对电接点，在上述盖子与装置主体嵌合时，上述第二对电接 点与上述第一对电接点接触形成电路，其结果是，由上述电阻测定器测得上 述恒定电阻值。该实施方式中，基于上述测得的恒定电阻值识别试样采集部 位。本发明的生体成分测定装置组件的更好的实施方式的特征是，上述生物传 感器测定装置还具备用于输入进食时刻或进食后的经过时间的进食时间输入 部，记忆部预先存储有基于进食后的经过时间和试样采集部位修正测定值的 修正表或修正式，演算部基于由进食时间输入部输入的进食时刻或进食后的 经过时间和由试样采集部位输入部输入的试样采集部位、参照被存储入记忆 部的上述修正表或上述修正式算出被修正的底物浓度。本发明还提供了另一穿刺被验者的皮肤釆集试样血液的穿刺装置和生物传 感器测定装置一体化的生体成分测定装置。该生体成分测定装置的特征是， 上述穿刺装置至少包含穿刺针和可自由拆装地被嵌合入装置主体的盖子。该盖子具备穿刺时与皮肤接触的皮肤接触面，该皮肤接触面具有开口部，上述 穿刺针通过该开口部穿刺皮肤。另一方面，上述生物传感器测定装置包含生 物传感器装配部，具备用于输入来自生物传感器的测定信息的生体成分信息 输入部、用于输入试样采集部位的信息的试样采集部位输入部、基于来自生 体成分信息输入部的信息进行试样血液中的底物浓度的计算的演算部、记录 算出的底物浓度和被输入的试样采集部位的信息的记忆部、显示算出的底物 浓度的显示部。该实施方式的本发明的生体成分测定装置的特征是，具备至 少2个用于感知上述盖子的皮肤接触面与盖子嵌合入装置主体时可与试样采 集部位输入部电连接的皮肤的接触状态的传感器，试样采集部位输入部通过 感知了接触状态的上述传感器的数目及/或组合，识别试样采集部位。本发明的另一生体成分测定装置的较好实施方式的特征是，在仅是上述传 感器的一部分感知与皮肤的接触时，试样采集部位输入部识别试样采集部位 为指尖。本发明的另一生体成分测定装置的更好的实施方式的特征是，在上述全部 传感器感知与皮肤的接触时，试样采集部位输入部识别试样采集部位为选自 手掌、前臂、上臂、大腿及腹部的任一部位。本发明的另一生体成分测定装置的另一较好实施方式的特征是，上述生物 传感器测定装置还具备用于输入进食时刻或进食后的经过时间的进食时间输 入部，记忆部预先存储有基于进食后的经过时间和试样采集部位修正测定值 的修正表或修正式，演算部基于由进食时间输入部输入的进食时刻或进食后 的经过时间和由试样采集部位输入部输入的试样采集部位、参照被存储入记 忆部的上述修正表或上述修正式算出被修正的底物浓度。本发明还提供了生物传感器测定装置。该生物传感器测定装置包含生物传 感器装配部，具备用于输入来自生物传感器的测定信息的生体成分信息输入 部、用于输入试样采集部位的信息的试样采集部位输入部、基于来自生体成 分信息输入部的信息进行试样血液中的底物浓度的计算的演算部、记录算出 的底物浓度和被输入的试样采集部位的信息的记忆部、显示底物浓度的显示 部。本发明的生物传感器测定装置的较好实施方式的特征是，还具备用于输入 进食时刻或进食后的经过时间的进食时间输入部，记忆部预先存储有基于进 食后的经过时间和试样采集部位修正测定值的修正表或修正式，演算部基于由进食时间输入部输入的进食时刻或进食后的经过时间和由试样采集部位输 入部输入的试样采集部位、参照被存储入记忆部的上述修正表或上述修正式 算出被修正的底物浓度，记忆部还记忆上述被修正的底物浓度，显示部显示 上述被修正的底物浓度。本发明的生体成分测定装置通过将生体试样的采集部位和测定结果相关 联，能够进行更正确的测定值的解释。此外，本发明通过识别采集部位能够 选择测定结果的修正方法，从而可进行正确的测定。对附图的简单说明图1是表示本发明实施方式之一的具备适合于从指尖采集血液的盖子18 的穿刺器具一体型生体成分测定装置1的外观的示意图。图1A为盖子18嵌入外壳ll的状态，图1B为盖子18拆下时的状态。图2是表示本发明实施方式之一的具备适合于从前臂采集生体试样的盖子 28的穿刺器具一体型生体成分测定装置2的外观的示意图。图3是表示本发明实施方式之一的具备盖子识别部件(包括端子61、62、63、 64及恒定电阻65)的穿刺器具一体型生体成分测定装置3的外观的示意图。图4是表示本发明实施方式之一的生体成分测定装置3的整体结构的框图 (省略了盖子38及穿刺部件)。图5为表示图4中作为整体结构显示的测定装置中的CPU101的处理操作 的流程图。图6为表示本发明实施方式之一的配备了具有生体接触部的盖子的生体成 分测定装置4的外观的示意图，该生体接触部配置了多个感知皮肤的接触状 态的传感器。图7表示基于进食后的经过时间修正测定值的修正系数对时间的依赖性。 图8为表示能够输入进食后的经过时间的本发明的实施方式之一的生体成分测定装置5的外观的示意图。图9为表示图8所示的本发明实施方式之一的生体成分测定装置的整体结构的框图。图10为表示图9中作为整体结构显示的测定装置中的CPU101的处理操作 的流程图。图11为以往例的葡萄糖测定用生物传感器的示意图。实施发明的最佳方式以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。以下的实施方式中，举例对用于血糖值的定量的测定装置及测定方法进行 说明。(实施方式1)首先，参考图1及图2对本发明的实施方式1进行说明。图1为表示具备适合于从指尖采集生体试样(这里为血液)的盖子18的本 发明的穿刺器具一体型生体成分测定装置1的外观的示意图。图1A为装有装宣主体、且构成其一部分的外壳11中嵌入了盖子18的状态，图1B为盖子18 拆下时的状态。生体成分测定装置1具备用塑料等材料制得的外壳11和盖子18。外壳11 中设置了由用于显示生物传感器69测得的测定值的液晶数字显示器等构成的 显示部12，以及启动测定的开关13。如图1B所示，外壳11具备用于密封与盖子18的嵌合部分的密封垫片14 或其它密封部件。盖子18与外壳11摩擦嵌合，可通过锁销等自由拆装地被 安装。盖子18嵌入外壳11时，为了在被盖子18覆盖的外壳11的部分安装包括 穿刺针夹具68及穿刺针70的穿刺部件，以及为了用该穿刺部件进行生体试 样的采集，设置了穿刺部件用开口部67，穿刺针在穿刺皮肤时通过该开口部 而移动，还安装了用于测定采集的生体试样中的生体成分的生物传感器69的 生物传感器安装用开口部66。外壳11内部隔着穿刺部件用开口部67配置有使上述穿刺部件突出的部件 (未图示)。该部件例如可使用日本专利特开2001-346781号公报记载的利用 了空气压力或弹簧等的公知的部件。外壳11内部还具备使该部件动作的真空 泵、电子器件和电池(未图示)。外壳11内部还具备通过开口部66可自由拆装地装配生物传感器69的槽(或 装配部)(未图示)。生物传感器69通常使用一次性的。生物传感器69包含被 插入上述槽的端部之上的1个以上的电接点(未图示)，它和配置于槽内的1 个以上的电接点(未图示)嵌合。另外，在外壳11内部配置了由该电接点和电 路的连接而进行数据处理等的CPU(未图示)及RAM、 ROM或外部记忆装置等构成的数据记忆部(未图示)。另一方面，盖子18上设置了生体试样釆集用开口部17，装配于外壳ll的穿刺部件用开口部67的包含穿刺针的穿刺部件通过该孔突出，穿刺被验者的 皮肤。盖子18与生体接触的面，即生体接触部19具有与各采集部位的形状 相匹配的曲面。例如，图1的盖子18的生体接触部19被设计成具有放入手 指时与指尖的腹侧匹配良好的曲面的形状。使用时按照使采集生体试样的被验者的试样采集部位的皮肤表面与生体接 触部19紧贴的要求配置测定装置1。此时，为使生体试样采集用开口部17因 与皮肤接触而被密封，最好在开口部17的周围设置橡胶或弹性材料等弹性体 形成的密封件(未图示)。如图所示，开关13通常由按钮等形成，通过按下该按钮启动测定操作。 具体来讲就是按下开关13，则配置于外壳11内的制动穿刺部件的部件脱开， 利用弹簧等基于机械能量的构件，使安装于外壳11内的穿刺部件突出而穿刺 指尖。较好的是按下开关13，使外壳11内的上述真空泵、电子器件等(未图 示)动作而抽真空，将被开口部17围住的皮肤吸引向开口部17，使皮肤充血， 然后用穿刺部件的穿刺针对这部分皮肤进行穿刺。这种穿刺通常在经过利用 组装了程序的电子器件预先设定的适当的时间后，使前述穿刺装置用部件(未 图示)动作而进行。穿刺后，使装有生物传感器69的上述槽向穿刺的皮肤方向移动，使测定 装置1所具备的生物传感器69与从指尖渗出的血液接触，测定生体成分(这 里是葡萄糖)的浓度。使上述槽移动的部件例如可使用日本专利特开2001-346781号公报记载的公知的滑动部件。此外，可使槽的动作的开始和上述穿 刺部件的动作的结束连动。为使装于槽中的生物传感器69的前端与渗出的血 液接触，如果在测定装置1中预先设定了槽及生物传感器69的位置，则不必 在测定装置1中设置使槽移动的部件。生物传感器69.的与生体试样接触的试样收容部具备至少一对电极，以及 负载于这些电极的包含与血液中的葡萄糖发生特异性反应的葡萄糖脱氢酶和 电子传递体的试剂系统(未图示)，血液如果被导入生物传感器的试样收容部 内，则该试剂系统与血液中的葡萄糖发生反应。从测定装置1的测定部(未图 示)对生物传感器69的电极系统施加电压，同时由测定装置1的生体成分信 息输入部(未图示)及CPU(未图示)对包含上述反应而产生的电流值的变化的电流值进行测定，藉此通过电化学方法测定电子传递体的量，从而获得血糖值。所得测定结果作为从指尖采集的生体试样(血液)的数据，被记忆部(未图 示)记忆的同时，由显示部12显示。图2为表示具备适合于从前臂采集生体试样的盖子28的本发明的穿刺器 件一体型的生体成分测定装置2的外观的示意图。图2表示盖子28嵌入了外 壳11的状态。图2与图1所示形态的不同点在于盖子28的生体接触部29具 有适合于从前臂部采集生体试样用的形状，生体接触部29具有在与被验者的 前臂皮肤紧贴时可很好地匹配的形状(通常为直径大于手指用接触部的曲 面)。盖子28上设置了与图1所示的开口部17对应的生体试样采集用开口部 27，被安装于外壳11的穿刺部件用开口部67(参考图1B)的穿刺部件通过该 孔突出，穿刺被验者的皮肤。盖子28与图1同样，可自由拆装地安装于外壳 11。此外，拆下盖子28时的外观图及其说明与图1的情况相同，所以这里省 略。如上所述，图1及图2所示的盖子(18、 28)按照适合于生体试样的各釆集 部位的形状而设计，此外，能够自由拆装地安装于外壳11。因此，使用者在 改变生体试样的采集部位时，只需替换适合于该采集部位的盖子(18、 28)即 可。这样，利用一个测定装置就能够从多个不同部位采集生体试样。这里仅 以从指尖及前臂采集的情况为例进行了说明，但本发明并不仅限于此，盖子 (18、 28)可使用设计成适合于其它生体试样采集部位(例如，手掌、上臂、大 腿、腹部等)的样子。从图1、图2及上述说明可明确，盖子(18、 28)在不进行穿刺时可对穿剌 针进行保护。指尖以外的部位的血糖值测定具有痛感轻或不会在指尖残留伤痕等优点， 所以近年来进行得较多，但进食后等血糖值变化较大的时候，指尖的血糖值 和前臂的血糖值可能会有所不同。这种情况下，即使是通常从前臂进行测定 的人，也建议从指尖进行测定。这种情况下，不需要针对每个测定部位改变测定装置主体，只要釆用可简 单地替换盖子、由一个测定装置就能够进行多个采集部位的测定的本发明的 测定装置，这对使用者来说是非常方便的。此外，为了方便说明，对图1或图2所示的本实施方式的生体成分测定装 置的形状有所简化，但并不限定于上述箱型，也可以是手或手指容易握住的其它形状(例如，筒型、扁平型、笔型，以下所述的实施方式同样如此)。 (实施方式2)以下，参考图3 图7，对本发明的实施方式2进行说明。 图3为表示具备盖子识别部件(包括端子61、 62、 63、 64及恒定电阻65) 的穿刺器具一体型生体成分测定装置3的外观的示意图。本发明的生体成分 测定装置3中装入了装置主体，且包括构成其一部分的塑料等材料制得的外 壳31和可自由拆装地安装于外壳31的盖子38。图3表示指尖用盖子38从外 壳31拆下时的状态。图3所示的生体成分测定装置3在外壳31和盖子38的嵌合部分还具备盖 子识别部件。在外壳31中内藏有记忆数据的记忆部(参考图4的102)及在测 定时刻计时用的计时器(未图示)。其它部分与图1所示的装置基本相同，所 以下面省略了详细说明。.图3中，在外壳31设置了由显示生物传感器测定的生体成分浓度等结果 的液晶数字显示器等构成的显示部32，以及启动测定的开关33。另外，在外 壳31中设置了生物传感器69、生物传感器装配用开口部66、穿刺针夹具68 及穿刺针70和穿刺部件用开口部67。外壳31还具备密封与盖子38的嵌合部 分的密封垫片34(也可以是其它密封部件)。盖子38与外壳31摩擦嵌合，可通过锁销等自由拆装地被安装。盖子38 包括被设计成与指尖接触时可与指尖匹配的曲面形状的生体接触部39和生体 试样采集用开口部37。盖子38由于能够自由拆装，所以可使，生体接触部39 被设计成与采集部位相对应的指尖以外的部位(例如，前臂或大腿等)用的盖 子(例如，图2所示的生体接触部29的样子)。本发明的实施方式2中，外壳31上还设置了盖子38被装入时与盖子38 的凸部35b嵌合的凹部35a。在外壳31的凹部35a设置了由铜等导电体形成 的端子(61、 62)，在盖子38嵌入外壳31时，设置于凸部35b的与外壳的凹 部35a的接触面的相同的导电性的端子(63、 64)互相接触。在盖子38的凸部35b上的端子63和端子64间，固有的恒定电阻65与端 子电连接而设置于盖子38。另一方面，外壳31的凹部35a上的端子61和端子62与设置于外壳31内 部的电阻测定装置(未图示)连接。在将盖子38装入外壳31时，如果凹部35a上的端子61及62和凸部35b上的端子63及64接触形成电路，则该电阻测 定装置测出恒定电阻65的电阻值，并将其送至同样设置于外壳31内的测定 装置3的CPU(参照图4的101)。 CPU参照预先记忆在外壳31内的记忆部(参 照图4的102)的为特定采集部位指定的恒定电阻的电阻值数据(未图示)，能 够识别生体试样的采集部位(此例为指尖)。这样，试样采集部位的信息与测定值一起被设置于外壳31内的记忆部(参 照图4的102)记忆，根据需要与测定值一起由显示部32显示。此外，根据需 要，使内藏于外壳31的计时器(未图示)记录的测定时刻的信息与测定值一起 被记忆部记忆。本发明通过一个测定装置，不仅能够从多个不同的部位采集生体试样，还 能够将试样采集部位的信息与试样中的生体成分测定值一起记入测定装置及/ 或被显示出来。这样使用者利用本发明的生体成分测定装置能够同时识别测 定值和试样采集部位。而且，使用者可根据需要同时对该测定值及试样采集 部位和釆集时间的信息进行修正，所以能够更正确地获知被验者的血糖值， 其结果是，能够更切实地进行被验者的血糖控制。本实施方式中，由于具备记忆部(参照图4的102)，所以按照年月日(时序) 记录的血糖值能够与采集位置的信息一起被记录。因此，能够更准确地对被 验者的血糖变化情况进行把握，能够更切实地进行以改善血糖为目的的治疗。图4是表示上述本发明实施方式2的生体成分测定装置3的整体结构的框 图(但省略了盖子38及穿刺部件)。生体成分测定装置3具备CPUIOI、记忆部 102、输入来自生物传感器69的生体成分信息的生体成分信息输入部103、输 入生体成分采集部位的釆集部位输入部104及显示部32。生体成分测定装置 3还具备输入时间的计时器(未图示)。生体成分信息输入部103由装配生物传感器69的槽(未图示)，与生物传 感器69的端子嵌合、设置于上述槽内的电接点(未图示)，以及与该电接点电 连接、将来自生物传感器69的电流值转变为电压脉冲输入CPU101的电路(未 图示)等构成；与来自生物传感器69的底物浓度有关的信息被输入CPUIOI。 生体成分信息输入部103可包含利用CPU101的控制对生物传感器的测定电极 施加电压的驱动电源，将利用生物传感器的测定电极和试样的接触而产生的 电流转变为电压的电流/电压转换电路(未图示)，以及将来自该电流/电压转 换电路的电压值转变为脉冲的A/D转换电路(未图示)等。采集部位输入部104由设置于外壳31的凹部35a及设置于其上的端子61 及62(参照图3)，以及与它们电连接且与CPU电连接的电阻测定装置(未图示) 等构成，在盖子38(参照图3)测出固有的电阻值，输入CPU101。记忆部102由RAM、 ROM或外部记忆装置等记忆媒体构成，对来自生体成 分信息输入部103、采集部位输入部104及CPU101等的信息进行记忆。显示部32由液晶数字显示器等显示装置构成，用于显示测定结果、测定 时刻和测定部位等信息。图5是表示图4中作为整体结构显示的测定装置中的CPU101的处理操作 的流程图。图5所示的处理操作通过按下或接触开关33等使用者的动作而启动。如 果对开关33进行上述使用者的操作，则CPU101使测定装置3的穿刺部件启 动，穿刺被验者的测定部位的皮肤，使血液渗出。步骤Sll中，CPUIOI通过 生体成分信息输入部103获得包含与来自生物传感器69的生体成分(底物)的 浓度有关的信息的电信号。具体来讲就是生物传感器69与通过穿刺渗出的血 液试样接触，血液试样被导入生物传感器69的试样收容部。导入了足够的血 液后，在生物传感器69的测定电极间施加电压，获得包含与来自生物传感器 69的底物浓度有关的信息的电信号。然后，在步骤S12中CPU101基于该信号 算出底物浓度。在底物浓度的计算中，例如通过采用预先存储入记忆部102 的计算方法，能够与试样中的底物浓度相关联。在步骤S13中，CPU101基于 釆集部位输入部104输入的采集部位信息(例如，恒定电阻65的电阻值)获知 特定的采集部位，在步骤S14中，将算出的浓度和特定的采集部位一起记入 记忆部102。在步骤S15中，判断是否显示这些信息，显示时(S15:是)，由显示部32 在步骤S16显示结果后结束处理。不显示时(S15:否)，处理结束。这里，判 断是否显示例如可根据使用者的操作进行。例如，可以在测定装置3安装显 示用按钮(未图示)等，根据使用者按下按钮来选择显示/不显示。此外，也可 不设置这种显示/不显示的判断步骤(步骤S15)而显示所有的测定结果。这样，测定结果可与试样(这里为血液)的采集部位相关联。通过测定结果 与血液的采集部位相关联而记录至记忆部，在控制被验者的血糖值时，能够 更有效地使用测定数据。根据需要，在步骤S14中将算出的浓度和采集部位 记入记忆部102时，也可将采集时刻一并记忆。这样就能够进行测定值的时序分析。本实施方式中，在测定装置内分别装入穿刺部件和生物传感器，也可采用 穿刺部件和生物传感器一体化的装置。此外，实施方式2中，使用与血液的采集部位的表面形状一致的盖子38和外壳31的盖子识别部件(61、 62、 63、 64、 65)对血液的采集部位进行识别，但识别采集部位的方法并不仅限于此。如图6所示，例如在设置于盖子48的生体接触部49的生体试样采集用开 口部47的周围配置多个(81、 82、 83及84)感知皮肤的接触状态的传感器， 通过这些传感器感知的信号的组合，也可识别血液的采集部位。更具体来讲，盖子48在其顶部具备具有几乎平面状的生体接触部49。如 图6所示，为使生体接触部49与指尖这样的接触面较小的部位及前臂这样的 接触面较大的部位的任一种对应，最好在盖子48的顶部形成具有较小的平面 的结构。生体接触部49设置了感知与皮肤的接触的传感器81、 82、 83及84。 例如，从指尖釆集血液试样的情况下，由于皮肤与生体接触部49的接触面积 较小，所以只有4个传感器中的一部分(例如，传感器81及83)感知与皮肤的 接触。另一方面，从前臂采集血液试样的情况下，由于皮肤与生体接触部49 的接触面积较大，所以全部4个传感器(传感器81、 82、 83及84)感知与皮肤 的接触。传感器(81、 82、 83及84)与测定装置的外壳41内的CPU(未图示)连接， 将CPU设定成从所有4个传感器接受与皮肤的接触感知信号时判定采样部位 为前臂，从4个传感器中的一部分(例如，2个传感器(例如，传感器81及83)) 接受与皮肤的接触感知信号时判定采样部位为指尖，藉此输入采集试样部位 的信息。作为这种感知皮肤的接触状态的传感器，可例举接触式传感器、触 觉传感器、使用电极测定其电阻变化的方法、设置光源测定其反射光的方法 等，但并不仅限于此。传感器(81、 82、 83及84)与外壳41内部的CPU的接 触与图3所示相同，可在盖子48和外壳41的嵌合部分设置电接点等而进行。 此外，传感器也可不设置在盖子48上，而是设置在外壳41 一侧。这种情况 下，可在盖子48设置这些传感器用的开口部(未图示)。配置的传感器数目通常在2个以上即可，并不一定象上例所示限定于4个。 在识别采集部位的另一种方法中，例如作为采集部位输入手段也可采样多 个输入开关。具体来讲，在装置主体的外壳例如设置与外壳内部的CPU连接的前臂选择用开关及指尖选择用开关(未图示)，开始测定操作时，根据采样 部位按下一个开关，在开始测定操作的同时，能够输入试样采集部位。这种 开关可以是按钮这样的开关。此外，启动测定用的幵关也可与这些采样部位 输入用开关分别设置，或者这些开关也可兼作为启动测定用的开关。(实施方式3)参考图7 图10对本发明的实施方式3进行说明。如前所述，测定者刚进食后因血液采集部位的不同，血糖值的变化较大。 这种情况下，大多数是与指尖的测定值相比，前臂的测定值延迟一定时间才出现血糖变化(参考John M. ELLISON、 Diabetes Care vol 25,No.6，96卜 964,(2002))。因此，基于在这种条件下测定的结果预先列出修正式，可根据 进食后的经过时间对前臂部的血糖值进行修正。作为在上述条件下的测定值的例子，这里使用前述JohnM. ELLISON (2002) 中记载的进食前后的指尖的测定值和前臂的测定值。如JohnM. ELLISON (2002) 中记载的，空腹时指尖的测定值和前臂的测定值几乎没有差别，但进食后60 分钟、90分钟、120分钟时，指尖的测定值比前臂的测定值分别高约10%、约 8%和约2%。进食后150分钟时，指尖的测定值与前臂的测定值几乎无差别， 但进食后180分钟时，指尖的测定值比前臂的测定值低约5%。因此，例如在 进食后60分钟时，在用前臂采集的血液进行测定的情况下，可以估计指尖的 测定值比所得结果高约10%。在进食后180分钟时，在用前臂采集的血液进行 测定的情况下，可以估计指尖的测定值比所得结果低约5%。上述数据仅是一 个示例，根据不同被验者可能有其它程度的修正。这种修正例如可通过将图7所示的修正系数乘以实际的测定值而进行。图 7表示基于John M. ELLISON (2002)的数据求得的修正系数对时间的依赖性。 该图中，纵轴(y轴)表示用于对前臂采集的血液试样进行修正的修正系数，横 轴(x轴)表示进食后的经过时间。这里，假设修正系数用进食后的时间的一次 函数表示，但并不仅限于此，也可用其它函数(例如，二次函数、指数函数等)。 将在进食后经过各时间测定的前臂血液的葡萄糖浓度的测定值乘以图7所示 的修正系数，能够获得修正值。例如，前臂的进食后60分钟时的葡萄糖浓度 的测定值为70mg/dl的情况下，如果使用图7的修正系数，乘以时间为60分 钟的修正系数(=1. 11)，则获得77.4mg/dl的修正后的值。或者也可以预先基于实验数据制得修正表，应用血液试样的釆集部位及进 食后的时间来决定修正率。实验数据最好由每个被验者测定而获得。这样，根据进食后的经过时间对指尖以外的部位(例如，前臂)的釆集结果 进行修正，能够与从指尖采集的血液的血糖测定值进行比较，可不依赖测定 时间或测定部位而进行正确的血糖值的监控。以下，参考附图，对用测定装 置进行上述操作的实施方式进行详细说明。图8为表示能够输入进食后的经过时间的本发明的实施方式3的生体成分测定装置5的结构的示意图。该图中，测定装置5包含外壳51和盖子38。图 8所示的测定装置与图3所示的测定装置的不同点在于，图8所示的测定装置 5包含作为输入进食后的时间的手段的进食时间输入部36。除此以外的部分 都与图3相同，所以省略说明。 进食时间输入部36用于输入使用者的进食时刻或进食后的经过时间，例 如，由能够输入0 9的数字的按钮构成。只要能够输入进食时刻或进食后的 经过时间，并不仅限于上述按钮，也可采用接触式面板等其它输入手段。参考图9对本发明的实施方式3进一步进行说明。图9是表示在图8显示 了其简单外观的本发明实施方式3的生体成分测定装置的整体结构的框图(但 省略了盖子38及穿刺部件)。该图中，.与图4所示的框图的不同点在于，还 包含进食时间输入部36，以及在记忆部202存储了基于进食后的经过时间和 釆样部位修正测定值的修正式或修正表。使用者通过进食时间输入部36输入进食时刻，该信息被传递至CPU101， 再根据需要被记入记忆部202。该进食时刻的信息被用于根据进食后的经过时 间对生物传感器测得的试样中的底物浓度进行修正。也可以通过直接输入进 食后的经过时间来替代进食时刻。记忆部202由R0M、 RAM或外部记忆装置等记忆媒体构成，用于记录来自 生体成分信息输入部103、采集部位输入部104、进食时间输入部36及CPU101 等的信息。此外，记忆部202包含为了根据进食后的经过时间及采样部位对 测定值进行修正而预先被记忆的修正式或修正表。图10是表示图9中作为整体结构表示的测定装置中的CPU101的处理操作 的流程图。图10所示的处理操作通过按下或接触开关33等使用者的动作而启动。如 果对开关33进行上述使用者的动作，则CPU101使测定装置5的穿刺部件动作，穿刺被验者的测定部位，使血液渗出。步骤S21中，CPU101通过生体成 分信息输入部103获得包含与来自生物传感器69的生体成分(这里为葡萄糖) 的浓度有关的信息的电信号。具体来讲就是生物传感器69与通过穿刺渗出的 血液试样接触，血液试样被导入生物传感器69的试样收容部。导入了足够的 血液后，在生物传感器69的测定电极间施加电压，获得包含与来自生物传感 器69的底物浓度有关的信息的电信号。然后，在步骤S22中CPU101基于该 信号算出底物浓度。在底物浓度的计算中，例如通过采用预先存储入记忆部202 的计算方法，能够与试样中的底物浓度相关联。在步骤S23中，CPU101获得 由采集部位输入部104输入的釆集部位信息(例如，恒定电阻65的电阻值)， 识别特定的采集部位。在步骤S24中，判断采样部位是否为指尖，为指尖时(S24:是)，在步骤S27 将算出的浓度和特定的釆集部位记入记忆部202。然后，在步骤28中判断是 否显示这些信息，如果需要显示(S28:是)，则由显示部32在步骤S29显示 结果后结束处理。如果不显示(S28:否)，则处理结束。这里，判断是否显示 例如可根据使用者的操作进行。例如，可以在测定装置5安装显示用按钮(未 图示)等，根据使用者按下按钮来选择显示/不显示。此外，也可不设置这种 显示/不显示的判断步骤(步骤S28)而显示所有的测定结果。在步骤S24中，如果采样部位为指尖以外的部位(例如前臂)(S24:否)， 则在步骤S25获知进食后的经过时间，然后在步骤S26参照记入记忆部202 的修正式(如图7所示)或修正表求得修正系数或修正率，再用这些修正系数 或修正率基于进食后的时间求得修正后的测定值。另外，由于修正系数或修 正率大多数情况下因被验者的不同而有所不同，所以最好根据每个被验者分别求得。接着，在步骤S27将修正后的测定值和采集部位信息一起记入记忆 部202。然后，在步骤S28判断是否显示这些信息，如果需要显示(S28:是)， 则由显示部32在步骤S29显示结果后结束处理。如果不需要显示(S28:否)， 则结束处理。本实施方式3中，对从前臂等指尖以外的部位采集的血液进行血糖值的测 定时，根据进食后的时间与从指尖采样的情况相比，试样中的底物浓度的测 定值有所不同时，通过用上述修正系数对指尖以外的部位采集的试样中的底 物浓度进行修正，能够与在指尖采集的试样的其它测定结果进行比较。这样不论采集部位是哪里，都能够进行底物浓度(例如，血糖值)的正确的监控，其结果是，能够对被验者进行更适合的处理。上述例子中，虽然相对于指尖的测定值对指尖以外的部位的测定值进行了 修正，但哪个部位的测定值为基准可根据目的作最适的选择。上述例子中，作为采集部位信息的输入方法，显示了使用在盖子和装置主 体的嵌合部分所具备的采集部位识别部件的形态，但并不仅限于此，例如也 可以是使用图6所示的传感器的形态，或者是使用为了输入采集部位而附加 的开关(单个或多个)的形态等其它形态。以上对本发明进行了详细说明，前述说明中的所有内容都只是本发明的例 示，并不限定本发明的范围。不脱离本发明范围但进行了各种改良或变化的 例子当然也包括在本发明的范围内。以上的实施方式1 3中的盖子的材质可以是塑料等。与生体接触的部分 如果其中的一部分由橡胶等具有弹性的材料形成，则可提高与皮肤的贴合性， 能够更准确地进行测定。以上的实施方式1 3中的生物传感器只要是能够对生体试样中的特定成 分进行鉴定或者定量的传感器即可。其测定方法可以是电化学的也可以是光 学的。作为上述实施方式1 3所示的生物传感器的一例，作为酶使用可与葡萄糖进行特异性反应的葡萄糖氧化酶或者葡萄糖脱氢酶、作为电子传递体使用 亚铁氰,钾、通过采用电极获得电化学信号应答而对葡萄糖进行定量的生物 传感器。但并不仅限于这些酶和电子传递体。作为氧化还原酶，可使用与生体试样中所含的作为测定对象物的底物对应 的酶，可例举果糖脱氢酶、醇氧化酶、乳酸氧化酶、胆甾醇氧化酶、胆甾醇 脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、氨基酸氧化酶等。作为电子传递体，可例举对苯醌、吩嗪硫酸二甲酯、亚甲蓝、二茂铁衍生 物等。此外，氧作为电子传递体时也可获得电流应答。电子传递体可使用其中的l种或2种以上。以上的实施方式1 3中所示的生体试样采集部位为指尖和前臂，但并不 仅限于此。也可以是手掌、上臂、大腿和腹部等作为采集部位。手掌可以是 拇指根部，也可以是小指球部。使用盖子进行测定的情况下，可根据各采集部位的形状来决定盖子的形状。此外，以上的实施方式中，作为生体试样使用的是全血，但只要是包含根 据釆集部位及采集时间测定值有所变化的被验物质的试样即可，并不限定于 此。另外，底物(测定对象)也不仅限于葡萄糖。例如，可适用于间质液、唾 液、汗液、尿、骨髓液等其它生体试样所包含的其它底物。产业上利用的可能性利用本发明的生体成分测定装置，通过将生体试样的采集部位和测定结果 相关联能够进行更准确的测定值的解释，所以作为可对被验者的状态进行正 确监控的生物传感器测定装置等有用。
权利要求
1. 生体成分测定装置，它是穿刺被验者的皮肤采集试样血液的穿刺装置和生物传感器测定装置一体化的生体成分测定装置，其特征在于，上述穿刺装置至少包含穿刺针和可自由拆装地被嵌合入装置主体的盖子，上述盖子具备穿刺时与皮肤接触的皮肤接触面，该皮肤接触面具有开口部，上述穿刺针通过该开口部穿刺上述皮肤；上述生物传感器测定装置具备包含生物传感器装配部的用于输入来自生物传感器的测定信息的生体成分信息输入部、用于输入试样采集部位的信息的试样采集部位输入部、根据来自上述生体成分信息输入部的信息进行试样血液中的底物浓度的计算的演算部、记录算出的底物浓度和被输入的上述试样采集部位的信息的记忆部、和显示算出的底物浓度的显示部；上述盖子的上述皮肤接触面具备至少2个传感器，该传感器用于感知盖子嵌合入装置主体时与上述试样采集部位输入部电连接的皮肤的接触状态，上述试样采集部位输入部通过感知了接触状态的上述传感器的数目及/或组合，识别试样采集部位。
2. 如权利要求l所述的生体成分测定装置，其特征还在于，在上述传感器 仅有一部分感知与皮肤的接触时，上述试样采集部位输入部识别试样采集部位 为指尖。
3. 如权利要求l所述的生体成分测定装置，其特征还在于，在上述传感器 全部感知与皮肤的接触时，上述试样釆集部位输入部识别试样采集部位为选自 手掌、前臂、上臂、大腿及腹部的任一部位。
4. 如权利要求l所述的生体成分测定装置，其特征还在于，上述生物传感 器测定装置还具备用于输入进食时刻或进食后的经过时间的进食时间输入部， 上述记忆部预先存储有根据进食后的经过时间和试样采集部位修正测定值的 修正表或修正式，上述演算部根据由上述进食时间输入部输入的进食时刻或进 食后的经过时间和由上述试样采集部位输入部输入的试样采集部位，参照被存 储入上述记忆部的上述修正表或上述修正式算出被修正的底物浓度。
全文摘要
本发明涉及穿刺被验者的皮肤采集试样血液的穿刺装置和生物传感器测定装置一体化的生体成分测定装置，其特征在于，上述穿刺装置至少包含穿刺针和盖子；上述生物传感器测定装置具备生体成分信息输入部、试样采集部位输入部、演算部、记忆部和显示部；上述盖子的上述皮肤接触面具备至少2个传感器，该传感器用于感知盖子嵌合入装置主体时与上述试样采集部位输入部电连接的皮肤的接触状态，上述试样采集部位输入部通过感知了接触状态的上述传感器的数目及/或组合，识别试样采集部位。
文档编号A61B5/00GK101273895SQ20081010872
公开日2008年10月1日 申请日期2004年1月16日 优先权日2003年1月17日
发明者吉冈俊彦, 宫下万里子, 池田信, 谷池优子 申请人:松下电器产业株式会社