特許ウォッチ

公開番号2023029143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-03
出願番号2021152625
出願日2021-08-18
発明の名称無侵襲血糖値測定器
出願人個人
代理人
主分類A61B 5/1455 20060101AFI20230224BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】家庭内で精度よく自己計測できる廉価な血糖(グルコース)値計測装置を供給すること.
【解決手段】高周波放電励起多波長同時発振炭酸ガスレーザを光源として用い,これをヒト皮膚の角質層が薄い部位に照射し,その反射光や散乱光強度を分光器で2つの波長グループに分光,分類する.一つの波長グループは,グルコースの吸収を受ける波長グループで,もう一つのグループは,グルコースの吸収を受けないもので,これらの光強度間の差分を求めることにより,グルコース以外のバックグラウンド吸収の影響を排除した血糖値計測を廉価な装置で行う.
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
人体血糖値計測を光学的に行う装置において，その光源を，多波長同時発振炭酸ガスレーザ１台を用いることを特徴とする血糖値計測装置．

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は，無侵襲，光学的血糖値測定器に関するもので，簡易，低価格，高精度に人の血糖値を計測する装置に関する技術である．
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年，日本では，糖尿病患者数の増加の傾向が強く，その療法のため，家庭でも血糖値計測を余儀なくされている患者も増加傾向にある．家庭での計測とはいえ，患者の生命に直接関わる数値であるため，計測精度が要求される．このため，現在のところ，家庭用血糖値測定器としては穿刺式が標準で，無侵襲ではない方法が主に採用されている．毎回指先に穿刺針（ランセット）を突き刺し微量ながら採血が必要となっている．日本では「採血を吸い取る試験紙」のネット販売が禁止されており，試験紙だけは薬局で購入する必要がある．インスリン療法を行っている人の場合，１日に７回～１０回程度血糖値を測定しなければならない場合があり，試験紙価格はメーカーによりばらつきがあるが～１００円／枚と高価で，このような人の場合，１日７回測定するとして，血糖値測定だけで，毎日７００円の出費が必要となる．
【０００３】
穿刺式の欠点を克服すべく，専用のセンサーを，腕などの皮膚に直接貼り付けることで皮下の間質液中のグルコース値を持続的に測定記録する装置も開発され，商品化されているが，センサーの永続利用が不可能で，使い捨てとなっており，２週間程度しか使用できず，都度新品センサの購入が必要という欠点がある．
【０００４】
以上のように，現状では，インスリン療法が必要な糖尿病患者にとって家庭での血糖値測定は，軽微とはいえ，頻繁な肉体的精神的苦痛を伴なったり，さらに経済的にも少なくない負担が強いられる状況となっている．
【０００５】
以上のように，これまで商品化されている血糖値計測装置は種々の欠点があるので，これを克服するため，主として，様々な光学的手法を用いた無侵襲血糖値測定方法が実験されてきたが，それぞれ長所，短所があり，現在のところ，実用化，商品化レベルに至っていない．主な代表例を上げると，
【０００６】
（１）中赤外線波長光源によるフーリエ変換赤外分光光度計，いわゆるＦＴＩＲ分光分析装置とＡＴＲ法（ＡｔｔｅｎｕａｔｅｄＴｏｔａｌＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ；減衰全反射法）を組み合わせた測定装置［非特許文献１］．この方法は，分子の“指紋領域”と言われる中赤外波長の吸収スペクトルを利用するもので，血糖であるグルコースも中赤外線領域に容易に同定可能な，特有の強い吸収スペクトルを持っている．具体的には，その吸収スペクトルの範囲はおよそ１１８０［ｃｍ
－１
］（波長換算で８．４７［μｍ］），から９８０［ｃｍ
－１
］（波長換算で１０．２［μｍ］）である．この装置では，これら吸収帯域をカバーする高温加熱セラミックから発する赤外光を利用した光源，すなわち帯域として１５００～９５０［ｃｍ
－１
］（波長換算で６．７～１０．５［μｍ］）をカバーする光源を用いて，よく知られたＦＴＩＲ法でグルコースを計測している．計測にあたっては，センサ部分に，これもよく知られたＡＴＲ法を適用している．これは，ＡＴＲプリズム面と測定対象となる人体部位とを接触させ，プリズム面から浸み出すエバネッセント波の人体部位中に含まれるグルコースによる吸光強度を検出する．光源のもつ波長帯域を干渉計を構成する一つのアームの可動鏡を掃引してインターフェログラムを作成後フーリエ変換し吸収スペクトルを生成して，血糖値を算出するものである．
【０００７】
この方法の欠点は，ＦＴＩＲ装置が高価であり，光源の輝度が低く，データ処理として多変量解析などの統計的手法も必要であり，到底，家庭で自己計測するＳＭＢＧ（ＳｅｌｆＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＢｌｏｏｄＧｌｕｃｏｓｅ）機器とはなり得ない．
【０００８】
（２）第２の例は，中赤外線波長を発振することの出来る半導体レーザとして近年注目を集めている量子カスケードレーザを２台用いるものである．１台の量子カスケードレーザをグルコースの吸収ピークに同調しておき，もう１台をグルコースの吸収帯域から外れた中赤外線波長に同調する．この後者のレーザは，ベースライン変動を除去するために用いられる．すなわち，これら両者の量子カスケードレーザをＡＴＲプリズムに導き，プリズム面を被測定部位に接触させ，プリズム底面から浸み出すエバネッセント波の吸光強度を検出するもので［非特許文献２］においてその概念が示され，［非特許文献３］にその具体的手法の詳細と実験結果が公表されている．２台の光源からの異なる波長の吸光光度をパルスオキシメータなどでよく知られた差分法にて信号処理するものである，
【０００９】
第１の方法とは異なりＦＴＩＲ法は用いず，光源としてレーザ光を用いているので高強度であるため，信号対雑音比を高めて検出でき測定精度が改善され，かつ第１の方法よりは低価格である．
【００１０】
一方，この方法の欠点は，第１の方法より低価格とはいえ，量子カスケードレーザを波長同調し安定化する電子制御が必要であり，さらにレーザ自体の価格は現状で１台数十万円程度であり，第１の方法同様にＳＭＢＧ（ＳｅｌｆＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＢｌｏｏｄＧｌｕｃｏｓｅ）機器としては高価なものになる．
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許