JP5025159B2 - 生体成分測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、生体成分測定装置に関し、特に、生体から抽出された生体成分を測定する生体成分測定装置に関する。
従来、生体から抽出された生体成分を測定する生体成分測定装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に開示された生体成分測定装置は、使用者の皮膚層から間質液（生体成分）を抽出するためのサンプリングモジュール（抽出部）および間質液中のグルコースを分析するための分析モジュール（測定部）を含む使い捨てカートリッジと、使い捨てカートリッジを内部に配置するとともに、制御するローカル制御モジュールと、ローカル制御モジュールを腕に取り付けるための一対のストラップ（ベルト）とを備えている。この生体成分測定装置では、一対のストラップ（ベルト）を腕の円周方向に所定の張力で引張った状態で腕に巻き付けることにより、ローカル制御モジュールが腕に装着される。また、この生体成分測定装置では、ローカル制御モジュールを装着することにより刺入部材（針）が皮膚に挿入される。
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の生体成分測定装置では、一対のストラップ（ベルト）を腕の円周方向に所定の張力で引張った状態で腕に巻き付けることにより、ローカル制御モジュールが腕に装着されるので、装着時にローカル制御モジュールが一対のストラップとともに、腕の円周方向に動きやすいという不都合がある。そして、ローカル制御モジュールを装着することにより刺入部材（針）が皮膚に挿入されるので、ローカル制御モジュールが動いた場合には、皮膚がダメージを受けるという不都合がある。このため、安定した間質液（生体成分）の抽出および測定を行うのが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、生体成分が抽出される抽出部位に簡易な操作で確実に抽出部を位置づけることができ、安定した生体成分の抽出および測定を行うことが可能な生体成分測定装置を提供することである。
この発明の一の局面による生体成分測定装置は、生体から抽出された生体成分を測定する生体成分測定装置であって、生体から生体成分を抽出する抽出部、及び、抽出された生体成分を測定する測定部を含む装置本体と、生体の測定対象領域を規定する開口部が設けられており、装置本体を保持する支持部材と、支持部材を生体に装着するための装着部材とを備え、装着部材により支持部材が生体へ装着されることによって、開口部により生体の測定対象領域が規定され、支持部材は、抽出部が開口部を介して測定対象領域に接触する第１の位置と、抽出部が開口部から離れた第２の位置との間を装置本体が移動可能となるように装置本体を保持する。
この一の局面による生体成分測定装置では、上記のように、装置本体を保持可能であるとともに、生体の測定対象領域を規定する開口部を含む支持部材を、生体に装着するための装着部材を設けるとともに、装着部材の生体への装着により開口部による生体の測定対象領域を規定するように構成することによって、装着時には、開口部により生体の測定対象領域が規定されるだけで、装着後にその開口部を介して刺入部材（針）を皮膚に挿入することにより微細孔の形成を行うことができるので、支持部材が動きやすい装着時に、刺入部材（針）により皮膚がダメージを受けるのを防止することができる。これにより、装着時に皮膚がダメージを受けることに起因して安定した生体成分の抽出および測定が困難になるという不都合が発生するのを防止することができる。その結果、抽出部および測定部により安定した生体成分の抽出および測定を行うことができる。また、第１の位置において、抽出部により生体から生体成分を抽出することができ、かつ、第２の位置において、開口部により規定された生体の測定対象領域に微細孔を形成するとともに、装置本体の抽出部の交換を行うことができる。
上記一の局面による生体成分測定装置において、好ましくは、装着部材によって支持部材が生体に装着された状態で、開口部により規定された生体の測定対象領域に微細孔が形成され、抽出部により生体の微細孔から生体成分が抽出される。このように構成すれば、容易に、支持部材の装着後に、刺入部材（針）などを用いて微細孔を形成することができるとともに、抽出部により容易に生体成分の抽出を行うことができる。
上記一の局面による生体成分測定装置において、好ましくは、抽出部は、装置本体に着脱可能である。このように構成すれば、抽出部を交換することができるので、生体成分の抽出および測定を繰り返し行うことができる。
上記一の局面による生体成分測定装置において、好ましくは、支持部材は、第１の位置と第２の位置との間を装置本体が回動可能となるように装置本体を保持する。
上記一の局面による生体成分測定装置において、好ましくは、装着部材は、生体を支持部材との間に挟むことが可能な挟み部と、支持部材と挟み部との間の距離を変更可能に支持部材と挟み部とを連結する連結部とを含む。このように構成すれば、連結部により、支持部材と挟み部との間の距離を生体の大きさに応じた距離に調節することができる。これにより、生体の大きさが異なる場合にも、容易に、支持部材および挟み部により生体を挟むことができる。
上記装着部材が連結部および挟み部を含む構成において、好ましくは、装着部材の連結部は、装着部材の挟み部を支持部材に対して直線移動可能に連結する。このように構成すれば、装着部材にストラップ（ベルト）を用いる場合と異なり、支持部材および挟み部により生体が垂直方向に挟み込まれるので、支持部材が生体の円周方向に動くのを抑制することができる。また、支持部材および挟み部により生体が垂直方向に挟み込まれるので、皮膚には垂直方向の力のみ働き、円周方向の力が働くのを防止することができる。これにより、生体の測定対象領域を支持部材の開口部を介して容易に突出させることができるので、測定対象領域に対する微細孔の形成および生体成分の抽出を行いやすくすることができる。
上記装着部材が連結部および挟み部を含む構成において、好ましくは、支持部材および挟み部の一方端部側が連結部により連結されるとともに、支持部材および挟み部の他方端部側が互いに離間している。このように構成すれば、支持部材および挟み部の他方端部側の互いに離間している領域を介して横方向から生体を挿入することができるので、容易に、支持部材および挟み部の間の領域に生体を配置することができる。これにより、容易に、支持部材および挟み部の間に生体を挟むことができるので、装着時の作業性を向上させることができる。また、生体成分の測定中に装置本体に異常が発生した場合には、支持部材および挟み部の他方端部側の互いに離間している領域を介して直ちに生体を引き抜くことができるので、取り外し時の作業性も向上させることができる。これらの結果、着脱時の作業性を向上させることができる。
上記装着部材が連結部および挟み部を含む構成において、好ましくは、支持部材と挟み部とで生体を挟持することによって、開口部により測定対象領域が規定される。このように構成すれば、容易に、開口部により生体の測定対象領域を規定することができる。
上記装着部材が連結部および挟み部を含む構成において、好ましくは、装着部材の挟み部は、生体を支持部材との間に挟んだ状態で、生体と接触しやすいように移動または変形可能に構成されている。このように構成すれば、挟み部を生体により密着させることができるので、支持部材が生体に対して動くのをより抑制することができる。
上記装着部材が連結部および挟み部を含む構成において、好ましくは、装着部材の連結部は、支持部材に対する挟み部の移動方向を一方向に規制するラチェット機構を構成する第１部分を含み、支持部材は、第１部分とともに、ラチェット機構を構成する第２部分を含む。このように構成すれば、連結部の第１部分および支持部材の第２部分からなるラチェット機構により、挟み部を支持部材に対して一方向にのみ移動させることができるので、支持部材および挟み部の間に生体を挟んだ状態で固定することができる。
この場合、好ましくは、支持部材の第２部分は、ラチェット機構の規制を解除する解除機構を含む。このように構成すれば、第２部分の解除機構により、支持部材および挟み部の間に生体を挟んで固定した状態から、挟み部を被験者の腕から離間した状態にすることができる。
上記一の局面による生体成分測定装置において、好ましくは、電圧を印加するための電源部をさらに備え、抽出部は、電源部の陰極および陽極のうちの一方に接続される第１電極を含み、支持部材および装着部材の少なくとも一方を電源部の陰極および陽極の他方に接続される第２電極として用いることによって、第１電極と第２電極とにより生体に電圧が印加される。このように構成すれば、支持部材および装着部材の少なくとも一方を電源部の陰極または陽極の他方に接続される第２電極として用いることによって、第２電極の面積を大きくすることができるので、生体の単位面積あたりに流れる電流を少なくすることができる。これにより、電流が流れることに起因して被験者が感じる痛みを軽減することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態による血糖値測定装置を示した斜視図である。図３は、図１に示した一実施形態による血糖値測定装置の分析ユニットを被験者の腕に装着した状態を示した斜視図である。図４は、図１に示した一実施形態による血糖値測定装置を示した分解斜視図である。図５〜図１０は、図１に示した一実施形態による血糖値測定装置の詳細構造を説明するための図である。まず、図１〜図１０を参照して、本実施形態による血糖値測定装置１００の全体構成について説明する。
本実施形態による血糖値測定装置１００は、生体から生化学成分の一つであるグルコースを抽出するとともに、抽出されたグルコースを分析することにより血糖値を算出する装置である。この血糖値測定装置１００は、図１および図２に示すように、分析ユニット１と、抽出カートリッジ５０（図２参照）とを備えている。分析ユニット１は、抽出カートリッジ５０を着脱可能に保持する装置本体１０と、装置本体１０を回動可能に保持する支持部材２０と、支持部材２０を被験者の腕１１０に装着するための装着部材３０とを含んでいる。
分析ユニット１の装置本体１０は、図３および図４に示すように、表面側に配置された表示部１１および操作ボタン１２と、矢印Ｘ１方向の端部側に配置された解除ボタン１３と、裏面側に配置された抽出カートリッジ取付部１４および係合孔１５と、矢印Ｘ２方向の端部側に配置された一対の回動軸１６と、内部に配置された直流方式の定電圧電源１７（図１０参照）とを含んでいる。装置本体１０の表示部１１は、制御部（図示せず）により算出されたグルコース量および血糖値を表示するために設けられている。装置本体１０の操作ボタン１２は、測定の開始などの血糖値測定装置１００の動作を制御するために設けられている。装置本体１０の解除ボタン１３は、後述する支持部材２０の係合部２１ｂと、装置本体１０の係合孔１５との係合を解除するために設けられている。
装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４は、図３に示すように、抽出カートリッジ５０を取り付ける際のガイドとして機能する一対のリブ状の突出部１４ａと、抽出カートリッジ５０を取り付けるための４つの係合部１４ｂと、装置本体１０の定電圧電源１７（図１０参照）の陰極側と接続されている一対の端子部１４ｃと、検知部４０（図１０参照）を構成する光源部４１および受光部４２とを含んでいる。抽出カートリッジ取付部１４の４つの係合部１４ｂは、弾性変形可能に設けられることによって、抽出カートリッジ５０を着脱可能に構成されている。
装置本体１０の係合孔１５（図２参照）は、装置本体１０が支持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、後述する支持部材２０の係合部２１ｂと係合するように設けられている。装置本体１０の一対の回動軸１６は、図４に示すように、それぞれ、外側方に突出するように設けられている。また、矢印Ｙ１方向側の回動軸１６には、回動軸１６の延びる方向に沿って孔部１６ａが設けられている。この回動軸１６の孔部１６ａは、装置本体１０の内部からケーブル１８および１９を外部に伸ばすために設けられている。この装置本体１０のケーブル１８および１９は、それぞれ、定電圧電源１７（図１０参照）の陽極側に接続されている。
ここで、本実施形態では、支持部材２０は、図４に示すように、装置本体１０を回動可能に保持する支持部材本体部２１と、装置本体１０のケーブル１８および１９とそれぞれ接続される接触端子２２および２３と、接触端子２２および２３を支持部材本体部２１に取り付けるための保持部材２４と、ラチェット機構を構成する係合部材２５と、支持部材本体部２１の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）を覆うカバー部材２６とを含んでいる。
また、本実施形態では、支持部材２０の支持部材本体部２１は、矢印Ｘ２方向の端部側に一対の回動軸挿入孔２１ａと、矢印Ｘ１方向の端部側に設けられた係合部２１ｂと、平面的に見て中央部近傍に設けられた開口部２１ｃ、４つの逃げ部２１ｄ、段差部２１ｅおよび２１ｆとを含んでいる。また、支持部材本体部２１は、ＡＢＳなどの樹脂により形成されている。また、支持部材本体部２１の下面は、Ｘ２方向から見て円弧形状に形成されることによって、支持部材２０が被験者の腕１１０に装着された際に、被験者の腕１１０との密着性が向上するように構成されている。
支持部材本体部２１の一対の回動軸挿入孔２１ａには、装置本体１０の一対の回動軸１６が、それぞれ、挿入されることにより、装置本体１０が支持部材本体部２１に対してＡ方向およびＢ方向（図１および図２参照）に回動可能に取り付けられている。支持部材本体部２１の係合部２１ｂ（図２参照）は、装置本体１０が支持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の係合孔１５（図２参照）と係合することにより、装置本体１０が支持部材本体部２１に対してＡ方向（開く方向）に回動するのを規制する機能を有している。このとき、装置本体１０に抽出カートリッジ５０が取り付けられている場合には、図１０に示すように、抽出カートリッジ５０が支持部材本体部２１の開口部２１ｃから露出された被験者の腕１１０の表面に接触するように構成されている。
また、本実施形態では、支持部材本体部２１の開口部２１ｃは、図３に示すように、平面的に見て正方形状に形成されている。また、開口部２１ｃは、支持部材２０が装着部材３０により被験者の腕１１０に装着されることによって、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａを規定する機能を有している。このとき、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａが開口部２１ｃを介して矢印Ｚ２方向に突出するように構成されている。
支持部材本体部２１の４つの逃げ部２１ｄ（図３参照）は、装置本体１０が支持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、それぞれ、装置本体１０の４つの係合部１４ｂ（図３参照）が収容されるために設けられている。支持部材本体部２１の段差部２１ｅ（図３参照）は、装置本体１０が支持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４（図３参照）が収容されるために設けられている。支持部材本体部２１の段差部２１ｆには、一対の係合突起２１ｇが形成されている。また、段差部２１ｆおよび係合突起２１ｇは、支持部材２０に対して後述する微細孔形成装置１２０の位置決めを行う機能を有している。
また、本実施形態では、支持部材本体部２１の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）には、図４〜図６に示すように、一対のガイド部２１ｈと、装置本体１０のケーブル１８および１９が配置される切欠部２１ｉと、円形状の突出部２１ｊと、楕円形状の突出部２１ｋと、Ｌ字形状の突出部２１ｌとが設けられている。
また、本実施形態では、支持部材本体部２１の一対のガイド部２１ｈは、装着部材３０を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ２方向にスライド可能にガイドする機能を有している。また、一対のガイド部２１ｈには、ぞれぞれ、ねじ孔２１ｍが設けられている。支持部材本体部２１の楕円形状の突出部２１ｋおよびＬ字形状の突出部２１ｌには、それぞれ、ねじ孔２１ｎが設けられている。また、支持部材本体部２１の下面およびＬ字形状の突出部２１ｌの周辺部（図５および図６に示したハッチング（斜線）領域）には、金メッキが施されている。これにより、支持部材本体部２１は、電極として用いられるように構成されている。
また、本実施形態では、支持部材２０の接触端子２２および２３は、金属などの導電性材料により形成されている。また、接触端子２２は、図５に示すように、支持部材本体部２１の円形状の突出部２１ｊおよび楕円形状の突出部２１ｋの外周に沿って配置されている。また、接触端子２２には、図４の矢印Ｙ１方向に突出するように接触部２２ａが形成されている。また、接触端子２３は、支持部材本体部２１のＬ字形状の突出部２１ｌの外周に沿って配置されている。これにより、導電性を有する接触端子２３が支持部材本体部２１の金メッキされた領域と接触しているので、支持部材本体部２１の金メッキされた領域が定電圧電源１７（図１０参照）の陽極側に接続されている。
また、本実施形態では、支持部材２０の保持部材２４は、ＡＢＳなどの樹脂により形成されている。また、保持部材２４は、図４に示すように、２つのねじ挿入孔２４ａを有している。また、保持部材２４は、ねじ８０がねじ挿入孔２４ａを介してねじ孔２１ｎに締め付けられることにより、支持部材本体部２１に取り付けられている。これにより、支持部材本体部２１と保持部材２４との間に配置される接触端子２２および２３が支持部材本体部２１に取り付けられるように構成されている。
また、本実施形態では、支持部材２０の係合部材２５は、図４および図７に示すように、Ｘ２方向に延びるように形成された取付部２５ａおよび移動部２５ｂと、Ｚ２方向に延びるように形成されるとともに、取付部２５ａおよび移動部２５ｂを連結する一対の連結部２５ｃとを含んでいる。また、係合部材２５は、ポリアセタール樹脂により形成されている。これにより、係合部材２５と接触する装着部材３０を円滑にスライドさせることが可能であるとともに、一対の連結部２５ｃを弾性変形させることが可能である。また、係合部材２５は、支持部材２０に対する装着部材３０の移動方向を一方向（矢印Ｚ２方向）に規制するラチェット機構を構成している。また、係合部材２５は、ラチェット機構の規制を解除する解除機能を有している。
また、本実施形態では、係合部材２５の取付部２５ａは、両端部に一対のねじ挿入孔２５ｄを有している。係合部材２５の移動部２５ｂは、Ｙ２方向に突出する一対の係合爪２５ｅと、装着部材３０が抜け落ちるのを防止するための抜け止め部２５ｆと、移動部２５ｂを矢印Ｙ１方向に移動させる際に把持する把持部２５ｇとを含んでいる。移動部２５ｂの一対の係合爪２５ｅは、矢印Ｘ２方向から見て、矢印Ｙ２方向（水平方向）に延びる水平面からなる上面部２５１ｅおよび矢印Ｚ２方向に対して所定の角度傾斜した傾斜面からなる下面部２５２ｅを含んでいる。
また、本実施形態では、移動部２５ｂの抜け止め部２５ｆは、ラチェット機構の規制を解除した際に、後述する装着部材３０の抜け止め用係合部３１ｃと係合するように設けられている。移動部２５ｂの把持部２５ｇは、ラチェット機構の規制を解除するために設けられている。具体的には、把持部２５ｇを矢印Ｙ１方向に移動させることにより、係合部材２５の係合爪２５ｅと後述する装着部材３０の係合爪３１ａとの係合を解除することによって、ラチェット機構の規制を解除することが可能である。
また、本実施形態では、支持部材２０のカバー部材２６は、図４および図８に示すように、一対のねじ挿入孔２６ａと、装着部材３０が通過する通過孔２６ｂと、係合部材２５が配置される切欠部２６ｃとを含んでいる。また、カバー部材２６は、ＡＢＳなどの樹脂により形成されている。また、カバー部材２６および係合部材２５は、ねじ８１がねじ挿入孔２６ａおよび２５ｄを介して、支持部材本体部２１のねじ孔２１ｍに締め付けられることにより、支持部材本体部２１に取り付けられている。また、カバー部材２６は、係合部材２５の移動部２５ｂの矢印Ｙ１方向への移動量を規制する機能を有している。これにより、移動部２５ｂを矢印Ｙ１方向へ移動させてラチェット機構の規制を解除した場合には、移動部２５ｂの抜け止め部２５ｆが矢印Ｙ１方向に移動しすぎるのを防止することができるので、後述する装着部材３０の抜け止め用係合部３１ｃが係合部材２５の抜け止め部２５ｆと必ず係合するように構成されている。
また、本実施形態では、装着部材３０は、図４および図９に示すように、支持部材本体部２１のガイド部２１ｈにガイドされる連結部３１と、連結部３１の下端部から矢印Ｙ２方向に延びる２つの挟み部３２とを含んでいる。これにより、装着部材３０および支持部材２０の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）が連結されるとともに、装着部材３０および支持部材２０の他方端部側（矢印Ｙ２方向の端部側）が互いに離間している。また、装着部材３０は、ＡＢＳなどの樹脂により形成されている。また、装着部材３０の内面（図９に示したハッチング（斜線）領域）には、金メッキが施されている。これにより、装着部材３０は、電極として用いられるように構成されている。また、金属などの導電性材料からなる接触端子２２の矢印Ｙ１方向に突出する接触部２２ａが装着部材３０の金メッキされた領域と接触しているので、装着部材３０の金メッキされた領域が定電圧電源１７（図１０参照）の陽極側に接続されている。また、装着部材３０は、上記ラチェット機構を構成している。
また、本実施形態では、装着部材３０の連結部３１は、複数の係合爪３１ａを有する一対の係合領域３１ｂと、抜け止め用係合部３１ｃとを含んでいる。また、連結部３１は、挟み部３２と支持部材２０との間の距離を変更することが可能なように構成されている。連結部３１の複数の係合爪３１ａは、矢印Ｚ２方向に隣接するように形成されている。また、係合爪３１ａは、矢印Ｙ１方向に突出するとともに、矢印Ｘ２方向から見て、矢印Ｚ１方向に対して所定の角度傾斜した斜面部からなる上面部３１１ａ（図１参照）および矢印Ｙ１方向（水平方向）に延びる水平面からなる下面部３１２ａ（図１参照）を含んでいる。これにより、支持部材２０に対して装着部材３０を矢印Ｚ２方向に押圧した場合には、装着部材３０の係合爪３１ａの傾斜面からなる上面部３１１ａ（図１参照）が支持部材２０の係合爪２５ｅの傾斜面からなる下面部２５２ｅ（図７参照）に当接するとともに、係合部材２５の移動部２５ｂが矢印Ｙ１方向に移動することによって、装着部材３０を支持部材２０に対して矢印Ｚ２方向（上方向）にスライド移動させることが可能である。一方、支持部材２０に対して装着部材３０を矢印Ｚ１方向に押圧した場合には、装着部材３０の係合爪３１ａの水平面からなる下面部３１２ａ（図１参照）が支持部材２０の係合爪２５ｅの水平面からなる上面部２５１ｅ（図７参照）に当接することによって、装着部材３０が支持部材２０に対して矢印Ｚ１方向（下方向）に移動するのを規制することが可能である。
また、本実施形態では、装着部材３０の挟み部３２は、矢印Ｘ２方向から見て円弧形状を有するとともに、弾性変形可能に構成されている。また、挟み部３２は、連結部３１により挟み部３２と支持部材２０との間の距離が変更されることによって、支持部材２０との間に被験者の腕１１０を上下方向から挟むことが可能なように構成されている。
抽出カートリッジ５０は、図１０に示すように、アクリルなどの樹脂からなるカートリッジ本体５１と、液体を保持する媒体として機能するメッシュシート５２と、一対の電極５３と、グルコースを検知するための検知部４０を構成するセンサ部材４３と、両面テープ５４と、実質的に絶縁体の電極シート５５とを含んでいる。カートリッジ本体５１には、貫通孔５１ａが形成されている。貫通孔５１ａの内部には、メッシュシート５２と、一対の活性炭電極５３ａとが保持されている。また、電極シート５５は、電極５３とセンサ部材４３との間に配置されている。センサ部材４３の計測面４３ａは、電極シート５５の開口部５５ａを介してメッシュシート５２側に露出している。
また、メッシュシート５２は、活性炭電極５３ａの下面に接触するとともに、両面テープ５４により、カートリッジ本体５１の下面側から固定されている。この両面テープ５４は、メッシュシート５２が配置される開口部５４ａを有しており、カートリッジ本体５１の下面全体に渡って貼り付けられている。メッシュシート５２は、グルコースの抽出時には液体を含んだ状態になる。また、メッシュシート５２は、両面テープ５４の開口部５４ａを介して被験者の腕１１０の皮膚の盛り上がりにより上方に向けて押し上げられることにより、センサ部材４３の下面に接触するように構成されている。
また、電極５３は、抽出カートリッジ５０が装置本体１０に取り付けられた状態で、端子部１４ｃと接触することにより、定電圧電源１７の陰極側に接続されている。ここで、抽出カートリッジ５０の電極５３と、支持部材本体部２１および装着部材３０との間に電圧を印加することによるメッシュシート５２に保持された液体への体液の収集のメカニズムについて説明する。定電圧電源１７により電圧が印加されると、陰極側の電極５３は、負（−）の電荷を帯びる。電極５３の下方に各々貼り付けられた活性炭電極５３ａは、分極性を有している。このため、電極５３の活性炭電極５３ａ内の下部は、負（−）に帯電する。これにより、抽出されている体液に含まれるナトリウムイオン（Ｎａ＋）が、活性炭電極５３ａに向かってメッシュシート５２に保持された液体中を移動する。この体液中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）の活性炭電極５３ａへの移動に伴って、体液中のグルコースなどの生化学成分が、メッシュシート５２に保持された液体中に移動する。そして、グルコースなどの生化学成分は、センサ部材４３の計測面４３ａに到達する。
また、センサ部材４３は、図１０に示すように、電極シート５５の上面に配置されている。このセンサ部材４３は、下面側にグルコースの分析を行う計測面４３ａを有している。この計測面４３ａには、グルコースが反応することに起因して発色する発色色素と、所定の酵素とを含む混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。
具体的には、センサ部材４３の計測面４３ａには、グルコースに対する触媒としての酸化酵素であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）と、グルコースがＧＯＤを触媒として反応することによって生成される過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対する触媒としての酸化還元酵素であるペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）と、Ｈ２Ｏ２がＰＯＤを触媒として反応することによって生成されるＯ＊（活性酸素）と反応して発色する発色色素とをゲルに混合した混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。
図１１〜図１３および図１５は、図１に示した一実施形態による血糖値測定装置の使用手順を説明するための図である。図１４は、図１３に示した微細孔形成装置により微細孔が形成された皮膚の状態を示した断面図である。次に、図１０〜図１５を参照して、本実施形態による血糖値測定装置１００の使用手順について説明する。
まず、本実施形態では、図１１に示すように、支持部材２０と装着部材３０の挟み部３２との間に被験者の腕１１０が配置されるように、支持部材２０および挟み部３２が離間した他方端部側から分析ユニット１が矢印Ｙ２方向に挿入される。そして、支持部材２０の支持部材本体部２１の金メッキされた下面が被験者の腕１１０と接触するように配置される。
次に、本実施形態では、図１２に示すように、装着部材３０が支持部材２０に対して矢印Ｚ２方向に移動される。これにより、分析ユニット１が被験者の腕１１０に取り付けられる。このとき、装着部材３０の連結部３１の上端部は、カバー部材２６の通過孔２６ｂに配置される。また、ＡＢＳなどの樹脂からなる２つの挟み部３２は、それぞれ、弾性変形するとともに、金メッキされた内面が被験者の腕１１０に接触する。このように装着されることによって、支持部材２０の開口部２１ｃにより測定対象領域１１０ａが規定される。その後、装置本体１０の解除ボタン１３を押すことにより、装置本体１０の係合孔１５と支持部材本体部２１の係合部２１ｂ（図１３参照）との係合を解除した状態で、装置本体１０をＡ方向に回動させる。
次に、本実施形態では、図１３に示すように、微細孔形成装置１２０により、被験者の腕１１０の開口部２１ｃによって規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１４参照）が形成される。なお、微細孔形成装置１２０は、ボタン部１２１と、ガイド部１２２とを備えている。そして、微細孔形成装置１２０のガイド部１２２が支持部材本体部２１の段差部２１ｆおよび係合突起２１ｇに配置される。これにより、微細孔形成装置１２０が支持部材本体部２１に対して位置決めされる。その後、ボタン部１２１を押圧することにより、微細孔形成装置１２０の内部から微細針（図示せず）が突出することによって、被験者の腕１１０の開口部２１ｃに規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１４参照）が形成される。これにより、図１４に示すように、被験者の腕１１０に、表皮を貫通し、真皮までは到達するが、皮下組織までは到達しない微細孔（抽出孔）１１１が形成されるので、これらの複数の微細孔（抽出孔）１１１を介して被験者の腕１１０から体液を抽出することが可能である。これにより、血糖値測定装置１００を用いて被験者の腕１１０からグルコースを抽出する際に、被験者が感じる痛みを軽減することが可能である。この後、微細孔形成装置１２０を支持部材本体部２１から取り外す。
次に、本実施形態では、図１５に示すように、装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４の４つの係合部１４ｂに係合されることにより、抽出カートリッジ５０が抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられる。なお、抽出カートリッジ５０が抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられたときには、抽出カートリッジ５０には、液体供給部材５６が取り付けられている。そして、抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられた抽出カートリッジ５０の液体供給部材５６を押圧することにより、液体供給部材５６からメッシュシート５２（図１０参照）に液体が供給される。その後、液体供給部材５６が抽出カートリッジ５０から取り外される。
次に、装置本体１０がＢ方向に回動されて装置本体１０が閉状態にされる。このとき、装置本体１０の係合孔１５と支持部材本体部２１の係合部２１ｂ（図１５参照）とが係合しているので、装置本体１０が支持部材取付部２１に対してＡ方向に回動するのが規制される。このとき、図１０に示すように、抽出カートリッジ５０が支持部材本体部２１の開口部２１ｃを介して被験者の腕１１０に接触している。その後、図１２に示すように、装置本体１０の操作ボタン１２を操作することにより、被験者の腕１１０から抽出されたグルコースが分析されて血糖値が算出される。そして、血糖値測定装置１００による血糖値の測定が終了した後に、支持部材２０の係合部材２５の把持部２５ｇを矢印Ｙ１方向に移動させることにより、ラチェット機構の規制が解除されて装着部材３０が矢印Ｚ２方向の反対方向に移動する。これにより、血糖値測定装置１００が被験者の腕１１０から取り外される。
本実施形態では、上記のように、装置本体１０を保持可能であるとともに、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａを規定する開口部２１ｃを含む支持部材２０を、装着部材３０により被験者の腕１１０に装着して測定対象領域１１０ａを規定し、その後、開口部２１ｃにより規定された被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａに微細孔１１１を形成することによって、装着時には、微細孔１１１を形成するための微細針（図示せず）が皮膚に挿入されないので、支持部材２０が動きやすい装着時に、微細針（図示せず）により皮膚がダメージを受けるのを防止することができる。これにより、装着時に皮膚がダメージを受けることに起因して安定したグルコースの抽出および分析が困難になるという不都合が発生するのを防止することができる。その結果、安定したグルコースの抽出および分析を行うことができる。また、装着時に微細孔１１１を形成した後に、開口部２１ｃを介して被験者の腕１１０の微細孔１１１に抽出カートリッジ５０を接触させるとともに、抽出カートリッジ５０により抽出されたグルコースを検知部４０（図１０参照）により検知することによって、容易に、抽出カートリッジ５０により被験者の腕１１０の微細孔１１１から安定したグルコースの抽出および分析を行うことができる。
また、本実施形態では、抽出カートリッジ５０を装置本体１０に着脱可能に構成することによって、抽出カートリッジ５０を交換することができるので、グルコースの抽出および分析を繰り返し行うことができる。
また、本実施形態では、抽出カートリッジ５０が開口部２１ｃを介して被験者の腕１１０に接触する状態と、抽出カートリッジ５０が開口部２１ｃから離れた状態とを取り得るように装置本体１０を支持部材２０に対して回動可能に取り付けることによって、支持部材２０が被験者の腕１１０に装着された状態で、抽出カートリッジ５０により被験者の腕１１０の微細孔１１１からグルコースを抽出することができ、かつ、開口部２１ｃにより規定された被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａに微細孔１１１を形成するとともに、装置本体１０の抽出カートリッジ５０の交換を行うことができる。
また、本実施形態では、装着部材３０を、被験者の腕１１０を支持部材２０との間に挟むことが可能な挟み部３２と、支持部材２０と挟み部３２との間の距離を変更可能に支持部材２０と挟み部３２とを連結する連結部３１とを含むように構成することによって、連結部３１により、支持部材２０と挟み部３２との間の距離を被験者の腕１１０の大きさに応じた距離に調節することができるので、被験者の腕１１０の大きさが異なる場合にも、容易に、支持部材２０および挟み部３２により被験者の腕１１０を挟むことができる。
また、本実施形態では、装着部材３０の連結部３１を、装着部材３０の挟み部３２を支持部材２０に対して直線移動可能に連結するように構成することによって、装着部材にストラップ（ベルト）を用いる場合と異なり、支持部材２０および挟み部３２により被験者の腕１１０が垂直方向に挟み込まれるので、支持部材２０が被験者の腕１１０の円周方向に動くのを抑制することができる。また、支持部材２０および挟み部３２により被験者の腕１１０が垂直方向に挟み込まれるので、皮膚には垂直方向の力のみ働き、円周方向の力が働くのを防止することができる。これにより、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａを支持部材２０の開口部２１ｃを介して容易に突出させることができるので、測定対象領域１１０ａに対する微細孔１１１の形成およびグルコースの抽出を行いやすくすることができる。
また、本実施形態では、支持部材２０および挟み部３２の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）を連結部３１により連結するとともに、支持部材２０および挟み部３２の他方端部側（矢印Ｙ２方向の端部側）を互いに離間するように構成することによって、支持部材２０および挟み部３２の他方端部側の互いに離間している領域を介して横方向から被験者の腕１１０を挿入することができるので、容易に、支持部材２０および挟み部３２の間の領域に被験者の腕１１０を配置することができる。これにより、容易に、支持部材２０および挟み部３２の間に被験者の腕１１０を挟むことができるので、装着時の作業性を向上させることができる。また、グルコースの抽出および分析中に血糖値測定装置１００に異常が発生した場合には、支持部材２０および挟み部３２の他方端部側の互いに離間している領域を介して直ちに被験者の腕１１０を引き抜くことができるので、取り外し時の作業性も向上させることができる。これらの結果、着脱時の作業性を向上させることができる。
また、本実施形態では、装着部材３０の２つの挟み部３２を、被験者の腕１１０を支持部材２０との間に挟んだ状態で、被験者の腕１１０と接触しやすいように弾性変形可能に構成することによって、挟み部３２を被験者の腕１１０により密着させることができるので、支持部材２０が被験者の腕１１０に対して動くのをより抑制することができる。
また、本実施形態では、装着部材３０の連結部３１を、支持部材２０に対する挟み部３２の移動方向を一方向（矢印Ｚ２方向）に規制するラチェット機構を構成する係合領域３１ｂを含み、支持部材２０を、連結部３１のラチェット機構を構成する係合領域３１ｂとともに、ラチェット機構を構成する係合部材２５を含むように構成することによって、連結部３１の係合領域３１ｂおよび支持部材２０の係合部材２５からなるラチェット機構により、挟み部３２を支持部材２０に対して一方向（矢印Ｚ２方向）にのみ移動させることができるので、支持部材２０および挟み部３２の間に被験者の腕１１０を挟んだ状態で固定することができる。
また、本実施形態では、支持部材２０の係合部材２５を、ラチェット機構の規制を解除する解除機能を含むように構成することによって、係合部材２５の解除機能により、支持部材２０および挟み部３２の間に被験者の腕１１０を挟んで固定した状態から、挟み部３２を被験者の腕１１０から離間した状態にすることができる。
また、本実施形態では、電圧を印加するための定電圧電源１７を設けるとともに、抽出カートリッジ５０を、定電圧電源１７の陰極に接続される電極５３を含み、支持部材２０の支持部材本体部２１および装着部材３０を定電圧電源１７の陽極に接続される電極として用いるように構成することによって、支持部材本体部２１および装着部材３０を定電圧電源１７の陽極に接続される電極として用いることにより、電極の面積を大きくすることができるので、被験者の腕１１０の単位面積あたりに流れる電流を少なくすることができる。これにより、電流が流れることに起因して被験者が感じる痛みを軽減することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、生体成分測定装置の一例として血糖値測定装置について説明したが、本発明はこれに限らず、他の生体成分測定装置にも適用可能である。
また、上記実施形態では、装着部材３０が２つの弾性変形可能な挟み部３２を含む例を示したが、本発明はこれに限らず、装着部材が被験者の腕と接触しやすい挟み部を含んでいればよい。具体的には、図１６に示した本実施形態の変形例の装着部材３５のように、連結部材３６に１つの挟み部材３７を回動軸３８を介して連結部材３６に対してＣ方向およびＤ方向に回動可能に取り付けるようにしてもよい。また、装着部材が３つ以上の弾性変形可能な挟み部を含むようにしてもよい。
また、上記実施形態では、支持部材本体部２１と装着部材３０との両方を電極として用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、支持部材本体部または装着部材のいずれか一方のみを電極として用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、装着部材３０の内面（図９に示したハッチング領域）と、支持部材本体部２１の下面およびＬ字形状の突出部２１ｌの周辺部（図５および図６に示したハッチング領域）とに金メッキを施す例を示したが、本発明はこれに限らず、装着部材３０の内面（図９に示したハッチング（斜線）領域）と、支持部材本体部２１の下面およびＬ字形状の突出部２１ｌの周辺部（図５および図６に示したハッチング（斜線）領域）とに導電性を有するシート部材を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、カバー部材２６をねじ８１により支持部材本体部２１に取り付ける例を示したが、本発明はこれに限らず、カバー部材を支持部材本体部に圧入して取り付けるようにしてもよい。
１０ 装置本体
１７ 定電圧電源（電源部）
２０ 支持部材
２１ｃ 開口部
２５ 係合部材（第２部分）
３０、３５ 装着部材
３１ 連結部
３１ｂ 係合領域（第１部分）
３２ 挟み部
３６ 連結部材（連結部）
３７ 挟み部材（挟み部）
４０ 検知部（測定部、装置本体）
５０ 抽出カートリッジ（抽出部、装置本体）
５２ メッシュシート（抽出部、装置本体）
５３ 電極（第１電極）
１００ 血糖値測定装置（生体成分測定装置）
１１０ 被験者の腕（生体）
１１０ａ 測定対象領域
１１１ 微細孔
１７ 定電圧電源（電源部）
２０ 支持部材
２１ｃ 開口部
２５ 係合部材（第２部分）
３０、３５ 装着部材
３１ 連結部
３１ｂ 係合領域（第１部分）
３２ 挟み部
３６ 連結部材（連結部）
３７ 挟み部材（挟み部）
４０ 検知部（測定部、装置本体）
５０ 抽出カートリッジ（抽出部、装置本体）
５２ メッシュシート（抽出部、装置本体）
５３ 電極（第１電極）
１００ 血糖値測定装置（生体成分測定装置）
１１０ 被験者の腕（生体）
１１０ａ 測定対象領域
１１１ 微細孔
Claims (12)
- 生体から抽出された生体成分を測定する生体成分測定装置であって、
前記生体から前記生体成分を抽出する抽出部、及び、抽出された前記生体成分を測定する測定部を含む装置本体と、
前記生体の測定対象領域を規定する開口部が設けられており、前記装置本体を保持する支持部材と、
前記支持部材を前記生体に装着するための装着部材とを備え、
前記装着部材により前記支持部材が前記生体へ装着されることによって、前記開口部により前記生体の測定対象領域が規定され、
前記支持部材は、前記抽出部が前記開口部を介して前記測定対象領域に接触する第１の位置と、前記抽出部が前記開口部から離れた第２の位置との間を前記装置本体が移動可能となるように前記装置本体を保持する、生体成分測定装置。 - 前記装着部材によって前記支持部材が前記生体に装着された状態で、前記開口部により規定された前記生体の測定対象領域に微細孔が形成され、
前記抽出部により前記生体の微細孔から前記生体成分が抽出される、請求項１に記載の生体成分測定装置。 - 前記抽出部は、前記装置本体に着脱可能である、請求項１または２に記載の生体成分測定装置。
- 前記支持部材は、前記第１の位置と前記第２の位置との間を前記装置本体が回動可能となるように前記装置本体を保持する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
- 前記装着部材は、前記生体を前記支持部材との間に挟むことが可能な挟み部と、前記支持部材と前記挟み部との間の距離を変更可能に前記支持部材と前記挟み部とを連結する連結部とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
- 前記装着部材の連結部は、前記装着部材の挟み部を前記支持部材に対して直線移動可能に連結する、請求項５に記載の生体成分測定装置。
- 前記支持部材および前記挟み部の一方端部側が前記連結部により連結されるとともに、前記支持部材および前記挟み部の他方端部側が互いに離間している、請求項５または６に記載の生体成分測定装置。
- 前記支持部材と前記挟み部とで前記生体を挟持することによって、前記開口部により前記測定対象領域が規定される、請求項５〜７のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
- 前記装着部材の挟み部は、前記生体を前記支持部材との間に挟んだ状態で、前記生体と接触しやすいように移動または変形可能に構成されている、請求項５〜８のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
- 前記装着部材の連結部は、前記支持部材に対する前記挟み部の移動方向を一方向に規制するラチェット機構を構成する第１部分を含み、
前記支持部材は、前記第１部分とともに、前記ラチェット機構を構成する第２部分を含む、請求項５〜９のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。 - 前記支持部材の第２部分は、前記ラチェット機構の規制を解除する解除機構を含む、請求項１０に記載の生体成分測定装置。
- 電圧を印加するための電源部をさらに備え、
前記抽出部は、前記電源部の陰極および陽極のうちの一方に接続される第１電極を含み、
前記支持部材および前記装着部材の少なくとも一方を前記電源部の陰極および陽極の他方に接続される第２電極として用いることによって、前記第１電極と前記第２電極とにより前記生体に電圧が印加される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の生体成分測定装置。
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