生体成分測定装置
【課題】生体成分の測定を正確かつ迅速に行うことのできる生体成分測定装置の提供。
【解決手段】測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容するプローブと、前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象との混合液に含まれる測定対象を測定するセンサと、前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、前記プローブ内の液を循環させる液循環手段とを備えて成る生体成分測定装置。
【解決手段】測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容するプローブと、前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象との混合液に含まれる測定対象を測定するセンサと、前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、前記プローブ内の液を循環させる液循環手段とを備えて成る生体成分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体成分測定装置に関し、より詳しくは、生体成分の測定を正確かつ迅速に行うことのできる生体成分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療現場等では、生体から種々の成分を採取して測定することにより、生体の情報を得ることが多い。
【０００３】
特許文献１には、「フロー流路内に、検体等の被検液中に臨ませたフィルタ部を介して計測対象成分をろ過吸引するとともにフロー流路中をキャリヤ液とともに移送して計測部位に配したセンサにより計測するものであって、前記フロー流路を閉成状態として該流路をキャリヤ液で満たす計測準備工程と、該キャリヤ液で満たされた前記フロー流路を、前記フィルタ部の上流側で閉成するとともに、前記フィルタ部を介して被検液中より前記計測対象成分を前記フロー流路内にろ過して取入れるように前記フィルタ部の下流側で吸引動作を行うサンプリング工程と、前記吸引動作を停止するとともに前記フロー流路を再び開成して集積された前記計測対象成分をキャリヤ液によって前記センサの計測部位に移送する成分移送工程と、該計測部位において前記センサにより前記計測対象成分の計測を行なう工程と、よりなることを特徴とする検体等の被検液の計測方法」が記載されている（特許文献１の請求項１を参照）。
【０００４】
しかしながら、校正液を流通させる操作は、試料液を流通させる前後に行うので、効率が悪かった（特許文献１の第５頁左上欄第１９行〜右下欄第１０行、及び図１参照）。つまり、試料液中の生体成分を測定する時間に加えて校正操作に要する時間が必要であり、したがってその余分な時間が迅速な生体成分の測定の妨げとなっている。一方、ろ過はフィルタを構成するろ過膜の性能変化に大きく影響され、十分な時間を置かないと正確な成分濃度を測定できないという問題もあった。
【０００５】
そこで、プローブ内での生体成分含有液の調製、しかもより短縮された時間内での調製を行うことができ、しかもセンサの校正を同時に行うことができ、ひいては、正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１２１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、プローブ内での生体成分及び校正液の混合液の調製と、センサの校正とを同時に行うと共に、より短縮された時間内で前記混合液を調製することができ、ひいては正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置を提供することである。
【０００８】
この発明が解決しようとする更なる課題は、制御装置により流路の切り替えを制御する生体成分測定装置を提供することである。
【０００９】
この発明が解決しようとする他の課題は、プローブ外からその内部に生体成分が円滑に浸透することができて経年劣化し難い生体成分測定装置を提供することである。
【００１０】
この発明が解決しようとする別の課題は、センサに導入される液が、測定対象である生体成分を含有する液であるか否かを判別することにより、測定対象である生体成分を含有しない液をもって生体成分を測定するなどと言ったことのない生体成分測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段は、
（１） 測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、
外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容することができるプローブと、
前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象の生体成分との混合液に含まれる測定対象の生体成分を測定するセンサと、
前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、
前記プローブ内の液を循環させる液循環手段と、
を備えて成ることを特徴とする生体成分測定装置であり、
（２） 前記流通切替手段は、前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切替可能である前記（１）に記載の生体成分測定装置であり、
（３） 前記流通切替手段は、制御部により前記状態（Ａ）又は前記状態（Ｂ）に切り替えられるように制御されることを特徴とする前記（１）に記載の生体成分測定装置であり、
（４） 前記流通切替手段は、前記状態（Ａ）、前記状態（Ｂ）又は前記状態（Ｃ）に切り替えられるように制御部により制御されることを特徴とする（２）に記載の生体成分測定装置であり、
（５） 状態（Ａ）である場合には前記校正液貯留槽から前記プローブまでに至る流路に、及び、状態（Ｂ）である場合には前記校正液貯留槽から前記センサまでに至る流路に、気体を混入することのできる気体供給手段が設けられて成ることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一項に記載の生体成分測定装置であり、
（６） 前記気体供給手段は、前記制御部により気体の混入が制御されることを特徴とする（５）に記載の生体成分測定装置であり、
（７） 前記制御部は、前記状態（Ｂ）においてセンサに気体を混入し、次いで状態（Ａ）に切り替えてプロ−ブへと気体を混入するように気体供給手段を制御する（６）に記載の生体成分測定装置であり、
（８） 測定対象である生体成分と同一の成分を含まないベース液を貯留したベース液貯留槽、及び、このベース液貯留槽と、前記校正液貯留槽とを、前記センサへの流路に選択的に接続する流路切替装置を備えることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか一項に記載の生体成分測定装置
である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、流通切替手段における流路の状態を状態（Ａ）又は（Ｂ）に切り替えることにより、生体から移動して来る生体成分と校正液との混合をプローブ内で行って混合液すなわち試料液を調製している間に、センサの校正を行うことができ、測定前に必ず校正済みになっているセンサで生体成分を測定するので正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１３】
また、この発明によると、流通切替手段における流路の状態を流通切替手段を状態（Ｃ）に切り替えることにより、プローブにおける浸透部のフラッシング、特にプローブに設けられている浸透部の表面をフラッシングすることができるので、浸透部表面に目詰まりを起こす等してプローブ内に生体成分が浸透する効率、すなわち浸透効率を低下させることのない生体成分測定装置を提供することができる。
【００１４】
この発明によると、制御部により制御される流通切替手段を備えているので、プローブにおける試料液の調製を行いつつ、センサの校正をしているので、生体成分の測定を正確に行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１５】
また、この発明によると、流路切替装置を備えているので、プローブにおける試料液の調製を行いつつ、流路切替装置によってベース液貯留槽からセンサにベース液を流通させることによりセンサから出力される信号のベースラインを決定することができ、ベースライン及び校正液による校正値が決定された後に混合液すなわち試料液中の生体成分を測定するので、生体成分の測定を正確に行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１６】
この発明によると、校正液に気体を混入することにより、センサが測定すべき測定対象である生体成分を含有する試料液を測定すべき試料液であると容易に判別することができ、目的とする試料液以外の液を試料液と判別すること等の誤りなくなり、その結果として正確に生体成分を測定することのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様における流通切替手段が状態（Ａ）である場合の説明図である。
【図２】図２は、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様における流通切替手段が状態（Ｂ）である場合の説明図である。
【図３】図３は、この発明に係る生体成分測定装置のゼロ・スパン校正をすることのできる態様を示す説明図である。
【図４】図４は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ａ）である場合の説明図である。
【図５】図５は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ｂ）である場合の説明図である。
【図６】図６は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ｃ）である場合の説明図である。
【図７】図７は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様の説明図である。
【図８】図８は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様を、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ａが示されている。なお、生体成分測定装置１Ａは、血糖値測定装置である。
【００２０】
生体成分測定装置１Ａは、校正液貯留槽２と、プローブ３と、センサ４と、回転弁５Ａと、ポンプ６と、排液槽７とを備えている。
【００２１】
校正液貯留槽２は、この発明に係る生体成分測定装置における貯留槽の一例であり、測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する部材乃至手段である。なお、図１及び後述の図２〜７における校正液貯留槽２は、同一の部材である。
【００２２】
前記生体成分は、生体内に見出される成分と同じ成分であり、例えば血液中の成分、皮下に存在する細胞間質液、尿中に含まれる成分、精液中に含まれる成分、リンパ液中に含まれる成分等を挙げることができる。生体成分には、体液例えば血液の生化学検査項目に列挙される成分があり、例えば、グルコース、コレステロール、ホスファチジルコリン、乳酸、及び尿酸等の酵素センサで測定可能な成分、ナトリウムイオン等の電解質成分、インスリン等のホルモンが含まれる。また、生体成分は、血液の生化学検査項目に挙げられている項目を含む。したがって、この発明においては、生体成分が、性質としてのｐＨ値をも含む。
【００２３】
校正液は、この発明に係る生体成分測定装置で測定しようとする生体成分と同じ生体成分を既知の濃度で含有する。たとえばこの発明に係る生体成分測定装置で生体成分としてグルコースを測定するのであればこの校正液中に含まれる生体成分はグルコースである。なお、校正液に含まれる生体成分は、生体から分離した成分であってもよく、また、生体から分離された成分ではなく、生体中に見出される成分と同一の成分であり、天然物であっても合成物であってもよい。
【００２４】
校正液は、前記生体成分と同一の成分を、生体に悪影響を与えることのない水溶液に、溶解して成る液である。生体に悪影響を与えることのない水溶液の典型例として、生理食塩水を挙げることができる。なお、生理食塩水としては、水に塩化ナトリウムを溶解した液体であって、塩化ナトリウム以外にカルシウム及びカリウム等を加えた溶液であっても良い。さらに、生理食塩水には、ヘパリン又はクマリン誘導体等の抗凝固作用を有する化合物が含まれていても良い。
【００２５】
校正液貯留槽に貯留される校正液は、センサを校正する校正液であり、プローブ内で測定対象である生体成分と混合することによりセンサで測定される生体成分を含有する試料液の調製原料でもある。
【００２６】
校正液中の生体成分の濃度は、測定対象である生体成分の種類に応じて概ね決定されており、その生体成分の測定値が正常値であると判断される値の上限値を下限値とし、その生体成分の測定値が正常値であると判断される値の２〜３倍程度の値を上限値とする範囲内で適宜に決定される。生体成分がグルコースである場合には、校正液中のグルコースの濃度は、通常１００ｍｇ／ｄＬ以上３００ｍｇ／ｄＬ以下の範囲から決定される。
【００２７】
なお、この校正液に含まれる生体成分は測定対象となる生体成分であることが必要であるが、測定対象とはならない生体成分を、センサによる測定を阻害しない限り、校正液に含んでいてもよい。測定対象となる生体成分と測定対象になっていない生体成分とが校正液に含まれている場合に、その校正液における生体成分の濃度は、測定対象となっている生体成分の濃度を意味する。
【００２８】
この発明に係る生体成分測定装置における校正液貯留槽は、校正液を貯留することのできる部材であれば良く、好ましくは校正液貯留槽２から後述のプローブ３へ校正液を送出することができれば良い。前記校正液貯留槽の大きさとしては、生体成分の種類に応じて生体成分と混合する校正液の必要量が変化するが、例えば校正液を数ｍＬ〜２０００ｍＬ貯留することができる程度であれば良い。また、前記校正液貯留槽の形状としては、液体をその内部に貯留することができる形状であり、かつ衛生面を考慮して気密であれば良く、例えば両端が閉塞された筒体、密閉可能な箱体、及び球体を挙げることができる。校正液貯留槽の材料としては、校正液を貯留することによって変質しない材料であれば良く、例えばプラスチック、金属及びセラミックス等を挙げることができる。前記校正液貯留槽の具体例としては、医療現場で用いる輸液バッグ、又はプラスチックの密閉容器等を挙げることができる。
【００２９】
校正液貯留槽２から延在する流路は、後述の回転弁５Ａの一部に接続されている。
【００３０】
前記プローブ３は、プローブ３の外部から内部へと生体成分を浸透させることのできる、ろ過膜からなる浸透部９を備えると共に、前記校正液をその内部に収容することができる部材である。換言すると、このプローブにおける浸透部は、プローブの内部から外部へと測定対象である生体成分を通過させないように、しかも生体内の生体成分がプローブの内部へと浸透することができるように構成される。
【００３１】
ここで、この発明に係る生体成分測定装置は、種々の生体成分を測定することができる。測定可能な生体成分としては、好適には血液の生化学検査項目に列挙される項目を挙げることができ、例えばナトリウムイオン、グルコース、コレステロール、ホスファチジルコリン、乳酸、尿素等を挙げることができる。なお、前記生体成分の採取方法としては、ろ過、拡散を利用した採血方式あるいは無採血方式が挙げられる。図１に示される生体成分測定装置１Ａは血糖値測定装置であるので、測定する生体成分はグルコースである。よって、図１に示されるように、プローブ３は、血管８に留置されている。
【００３２】
図１のプローブ３における浸透部９は、生体成分、具体的には例えば血管８内を流通する血液に含まれるグルコースが透過することができる材料、例えばセルロースで形成されることができる。生体成分が透過することのできるセルロース以外の材料としては、例えば酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル及びポリスルホン等を挙げることができる。
【００３３】
また、この発明に係る生体成分測定装置におけるプローブは、体内から生体成分を取り込むことができるとともに校正液を収容する領域が内部に設けられていると共に、前記浸透部を有している限り種々の構造を取り得ることができ、生体成分を生体から直接採取することができ、かつ生体に留置可能であることが好ましい。プローブの好適な態様としては、例えばプローブの形状が針状であり、プローブの大きさが太さ０．１〜１ｍｍ、長さ５〜５００ｍｍであり、プローブの材料としては、チタン、ステンレス等の金属や、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ナイロン等のプラスチックを挙げることができる。もっとも、プローブの材料は、プローブに浸透する生体成分、プローブに収容される校正液の種類及びプローブの使用環境等に応じて適宜変更することができる。
【００３４】
なお、図１に示されるように、液体が流通する流路は、一方が後述の回転弁５Ａの一部から延在し、かつプローブ３の一部に接続されると共に、他方がプローブ３の一部から延在し、かつ回転弁５Ａの一部に接続されている。
【００３５】
前記センサ４は、前記プローブ３内で調製されるところの、校正液と生体成分との混合液、すなわち試料液に含まれる生体成分を測定する部材である。
【００３６】
この発明に係る生体成分測定装置におけるセンサは、生体成分を定性的及び定量的に測定することのできるセンサであれば良く、前記生体成分に応じてセンサの種類を変更したり、複数のセンサを配置したりすることができる。
【００３７】
前記センサとしては、例えば光学センサ、イオンセンサ及びバイオセンサ等を挙げることができる。この発明に係る生体成分測定装置において、好ましくはバイオセンサを用いると良く、さらに好ましくはグルコースセンサ及びアルコールセンサ等の酵素センサを用いるのが良い。図１に示されるセンサ４は、血中グルコース濃度を測定することのできるグルコースセンサである。
【００３８】
前記センサ４には、回転弁５Ａの一部から延在する流路が接続されている。
【００３９】
前記回転弁５Ａは、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液を流通可能にすると共に、プローブ３からセンサ４へと校正液及び生体成分の混合液を流通可能にする状態（Ａ）（図１参照）と、プローブ３を経由することなく校正液貯留槽２からセンサ４へと校正液を流通可能にすると共に、プローブ３内の液を循環可能にする状態（Ｂ）（図２参照）とのいずれかの状態に切り替える部材である。なお、回転弁５Ａは、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい一実施態様である。回転弁５Ａ内には２本の流路が設けられており、回転弁５Ａを回転させるだけで状態（Ａ）及び状態（Ｂ）のいずれかに切り替えることができる。
【００４０】
ここで、図１は、回転弁５Ａが状態（Ａ）に切り替えられた状態を示しており、図２は、状態（Ｂ）に切り替えられた状態を示している。図１及び図２における回転弁５Ａ近傍に示された白抜きの矢印は、回転弁５Ａの回転可能方向を示している。図１と図２との回転弁５Ａを比較すると、回転弁５Ａが白抜きの矢印方向に９０°回転している。この回転弁５Ａの回転により、生体成分測定装置１Ａは、状態（Ａ）と状態（Ｂ）とのいずれかに切り替えることができる。
【００４１】
この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段としては、状態（Ａ）又は状態（Ｂ）に切り替えることができれば良く、校正液の流路及び生体成分と校正液との混合液の流路を容易に切り替えることのできる装置が好ましい。なお、状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えは、手動及び自動のいずれであっても良い。回転弁５Ａ以外の流通切替手段としては、例えば複数の遮断弁又は三方弁等を組み合せた態様を採用することもできる。ただし、前述したような回転弁を適用することにより、その回転操作のみで前記状態（Ａ）と状態（Ｂ）とに複数の流路を同時に切り替えることができるので、操作性が向上するとともに、複数の弁装置を個々に切り替えるようにした構成に比較して、誤操作のおそれが少ないという利点が得られる。
【００４２】
図１に示される状態（Ａ）は、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、プローブ３内に校正液を導入する流路とを接続し、かつプローブ３から混合液を導出する流路と、センサ４に前記混合液を導入する流路とを接続した状態である。すなわち、前記状態（Ａ）では、校正液貯留槽２から校正液がプローブ３に流通すると、プローブ３内の液体がセンサへ押し流される。特に、プローブ３が針状であるときには、校正液と体内より浸透して来た測定対象の生体成分とが混合されて得られるその混合物が充満しているそのプローブ３内に、校正液が、送液されると、送液された校正液の分だけ混合液が試料液として押し出されて、センサに向う。
【００４３】
図２に示される状態（Ｂ）は、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、センサ４に液を導入する流路とを、プローブ３を経由することなく接続すると共に、プローブ３内に校正液を導入する流路を閉鎖し、プローブ３内で形成される混合液をセンサ４へ導出する流路を閉鎖することにより、プローブ３内の液をプローブ３内に閉じ込めておくようにし、特に図２ではポンプ６によりプローブ３内にある液をプローブ３からその外部に導出し、導出した液をプローブ３内に導入するようにして液を循環することができるようにした状態である。すなわち、前記状態（Ｂ）では、校正液貯留槽２からプローブ３を経由することなくセンサ４に校正液を流通させると同時に、プローブ３内にある液をプローブ３からその外部に導出し、導出した液をプローブ３内に導入するようにして液を循環可能にしている。
【００４４】
前記ポンプ６は、前記プローブ３内の液を、プローブ３から回転弁５Ａへ、次いで回転弁５Ａからプローブ３へと循環させる液循環手段である。なお、前記ポンプ６は、この発明に係る生体成分測定装置における液循環手段の好適例である。
【００４５】
前記プローブ３は校正液を収容することができるので、前記プローブ３の内部には、前記浸透部９において内部に浸透する生体成分と、前記校正液貯留槽２から流通する校正液とが存在することとなる。ポンプ６は、プローブ３内に存在する生体成分と校正液とを循環させることにより、生体成分及び校正液からなる混合液を試料として調製することができる。
【００４６】
この発明に係る生体成分測定装置において、プローブ内の液体を液循環手段により循環させるのは、プローブ内の液中に生体成分を均一に分散させることにより均一な濃度の試料液を調製することができるからである。
【００４７】
詳しく言うと、プローブ内の液を循環させない場合、プローブの内部において、浸透部から浸透する生体成分は浸透部近傍に偏在し易くなり、プローブ内全体の生体成分の濃度が均一に成り難い。生体成分が浸透部近傍に偏在していると、プローブの内側と外側との生体成分の濃度差が生じ難くなり、生体成分の浸透する速度が低下するので、十分量の生体成分をプローブ内に浸透させるまでの所要時間が長くなる。例えば針状のプローブ内に十分量の生体成分が浸透していない状態のままで、校正液貯留槽から校正液をプローブ内に供給すると、供給された校正液の供給量分だけ、十分量の生体成分を含んでいない液体をセンサに導出することになるので、センサでの測定結果は、測定すべき本来の生体成分の濃度よりも低くなってしまうことがある。また、センサに導入する液中で生体成分の偏在により生体成分の濃度が均一でないと、センサでの測定値が一定とならないので、正確な測定値を得難い。したがって、この発明に係る生体成分測定装置は、正確な測定結果を得ることができるように、状態（Ｂ）に切り替えた後に、プローブ内の液を循環させるのである。
【００４８】
前記ポンプ６以外の液循環手段としては、流通切替手段を前記状態（Ｂ）に切り替えたときにプローブ内の液をプローブ内で循環させることができ、又はプローブ内の液を一旦プローブ外に取り出し、回転弁を経由して再びプローブに液を戻すようにして液を循環させ得る限り特に制限は無く、例えば攪拌機、スクリュー等を用いることができる。
【００４９】
前記ポンプ６の好ましい態様としては、ローラポンプ等のチューブポンプ、遠心ポンプ、ダイアフラムポンプ、ネジポンプ又は回転容積式ポンプ等を挙げることができる。液循環手段として適宜のポンプを用いることにより、プローブ内の液を効率よく循環させることができるので、センサで測定する混合液の調製を短時間で完了することができる。よって、液循環手段としてポンプを用いると、この発明に係る生体成分測定装置は、生体成分の測定を短時間で行うことができ、さらに測定する液が十分に混合されているので測定値の正確さがより一層向上する。
【００５０】
前記排液槽７は、センサを通過した校正液、及び試料液としての混合液が貯留される容器である。
【００５１】
前記排液槽７の大きさとしては、上述したように校正液の必要量が変化するので排液の量も変化するが、例えば数ｍＬ〜３０００ｍＬ貯留することができる程度であれば良い。また、排液槽７の形状としては、液体をその内部に貯留することができる形状であれば良く、例えば有底円筒体、両端を閉塞された筒体、密閉可能な箱体、及び球体等を挙げることができる。排液槽７の材料としては、校正液及び混合液を貯留することによって変質しない材料であれば良く、例えばプラスチック、金属及びセラミックス等を挙げることができる。
【００５２】
ここで、生体成分測定装置１Ａの使用方法及びその作用を、以下に説明する。
【００５３】
先ず初期状態として、ポンプ６を駆動せずに、図１に示されるように回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替えておくと、図１に示される生体成分測定装置１Ａは、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液を流通させることができ、かつプローブ３からセンサ４へと液体を流通させることができる状態にある。この状態下では、ポンプ６が駆動されていないので、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液が流れない。
【００５４】
次に、プローブ３を、生体成分がプローブ３内に浸透することができる状態に、する。生体成分測定装置１Ａは、血糖値測定装置であるので、プローブ３を血管８に留置する。なお、血管にプローブを留置するのであるから、この例におけるプローブは穿刺針のように細い直径を有するともに、先端が閉鎖された形態を有する。留置によって、プローブ３内に生体成分が浸透することができる状態が実現する。なお、この発明に係る生体成分測定装置においては、生体への負荷を考慮して、予め採取した生体成分を含有する液、例えば血液を適宜の容器に収容しておき、前記容器にプローブを挿入して生体成分を含有する液例えば血液に前記プローブ３を浸漬することにより、生体成分をプローブ３内に浸透可能な状態としても良い。
【００５５】
続いて、ポンプ６を駆動することにより校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液の流通乃至供給を開始する。回転弁５Ａは状態（Ａ）に切り替えているので、校正液貯留槽２から導出される校正液は、プローブ３内に流入し、プローブ３内が満たされると、プローブ３から溢出した液体がセンサ４に流入する。センサ４を通過した液体は、排液槽７に流入する。図１中に示した白抜き矢印以外の矢印は、校正液貯留槽２から校正液を流通させたときの液体の流通方向を示している。もっとも、校正液の流通と、プローブ３内に生体成分が浸透可能にする操作とは、操作の順序を逆にしても良い。
【００５６】
プローブ３内が校正液で満たされた後、図２に示されるように回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える。回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えることにより、校正液貯留槽２から校正液が流通する流路は、プローブ３を経由することなく、センサ４に液体が流入する流路に直接接続されると共に、プローブ３内の液が循環可能となる。なお、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える際にはポンプ６の駆動を停止してもよいし、また、ポンプ６の駆動を継続していても良い。
【００５７】
回転弁５Ａの回転駆動により状態（Ａ）から状態（Ｂ）に切り替わった後においてポンプ６が駆動状態になっていると、プローブ３内の液体が、プローブ３から回転弁５Ａに、次いで回転弁５Ａからプローブ３へと循環することができる。プローブ３の浸透部９では、生体成分が血管８からプローブ３の内部に浸透し、プローブ３内に満たされている校正液と混じりあう。ポンプ６は、予めプローブ３内に満たされている校正液と、浸透して来た生体成分との混合を促進することができる。プローブ３の内部においては、浸透部９近傍に生体成分が偏在し易いので、生体成分の浸透速度が低下し易い。しかしながら、この発明では、ポンプ６によりプローブ３内の生体成分及び校正液を、プローブ３から回転弁５Ａへ、そして回転弁５Ａからプローブ３へと循環させると、浸透部９近傍の生体成分の偏在を解消することができるので、生体成分の浸透速度を向上又は維持することができる。
【００５８】
また、回転弁５Ａにより状態（Ｂ）が実現していると、校正液貯留槽２からプローブ３を経由することなくセンサ４に校正液が直接に流通すると、センサ４の校正を行うことができる。つまり、測定対象である生体成分を既知の濃度で含有する校正液をセンサに供給し、その校正液についてセンサから生体成分の測定値として例えば電流値が出力される。また、測定対象である生体成分を含有しない液をセンサに供給しても生体成分の測定値としての電流値はほぼゼロである。したがって、測定対象成分の既知の濃度と測定対象成分の濃度ゼロとの間で、濃度と出力電流値との検量線が求められる。測定対象である生体成分をプローブで採取する毎に、校正液を測定試料としたときのセンサからの出力電流を測定しておくことにより、常に検量線の校正を行うことになる。
【００５９】
なお、図２中に示した白抜き矢印以外の矢印は、校正液貯留槽２から流通する校正液と、プローブ３内を流通する生体成分及び校正液の混合液との流通方向を示している。
【００６０】
また、図３に示されるような態様にあっては、プローブ３にて生体成分と校正液との混合操作を行って試料液を調製している最中に、センサ４のゼロ・スパン校正すなわち測定すべき生体成分の濃度ゼロと既知の生体成分濃度とで２点校正を行うことができる。
【００６１】
図３に示される生体成分測定装置においては、校正液貯留槽２から回転弁５Ａへと至る流路であって、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに校正液を流通させることのできる流路の途中に、切替弁例えば三方切替弁２１を介装し、この三方切替弁２１に生体適合液貯留槽１３を結合した外は図１に示される生体成分測定装置の構成と同様である。
【００６２】
なお、生体適合液貯留槽１３内に貯留される生体適合液１３Ａは、生体に悪影響を及ぼさないこと、及びこの発明に係る生体成分測定装置で測定対象とする生体成分を含有していないことと言う条件を満たす限り特に制限がなく、通常は生理食塩水が使用され、また測定するべき生体成分を校正液から除いたとするときの組成液であるのも好ましい。
【００６３】
前記ポンプ６によるプローブ３内の液体の循環を一定時間行うと、プローブ３の内部と血管８の内部との生体成分の濃度が同一となるので、生体中の測定すべき生体成分がプローブ３内に浸透しなくなる。このとき、測定するべき生体成分と校正液とを混合して混合液すなわち試料液の調製が完了する。混合液の調製が完了した後に、回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替える。すなわち、回転弁５Ａを、図２の状態から図１の状態に戻す。プローブ３内外の生体成分の濃度が同一となったときに、混合液中に含まれる生体成分をセンサで測定すると、本来測定すべき正確な生体成分濃度を得ることができる。
【００６４】
なお、回転弁５Ａを状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替える際に、校正液と生体から浸入してきた生体成分とは、ポンプ６の駆動により循環流通している状態であっても、ポンプ６の駆動停止により循環流通していない状態であっても良い。ポンプ６による液体の循環を行う時間及び速度は、生体成分の種類及び浸透部の材料に応じて操作者が経験的に決定すれば良い。
【００６５】
回転弁５Ａを状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替える際に、前記したように校正液と生体から浸入してきた生体成分との混合液が循環流通していない場合つまりポンプ６の駆動が停止しているときにはポンプ６の駆動を再開する。
【００６６】
回転弁５を状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替えた後に、ポンプ６の駆動により校正液貯留槽２から回転弁５Ｂを経由してプローブ３に校正液を流通させると、プローブ３に移送される校正液がプローブ３内の混合液を、センサ４へ押し流す。
【００６７】
混合液がセンサ４に流入することにより、センサ４は試料液としての混合液に含まれる測定対象たる生体成分の測定を行う。これで、生体成分の測定が完了する。生体成分の測定を止めるときは、ポンプ６の駆動を停止した後、プローブ３内に生体成分が浸透不能となる状態、例えばプローブ３を血管８から抜去すれば良い。なお、この発明に係る生体成分測定装置において、生体成分を測定する回数に制限は無い。
【００６８】
さらに、生体成分の測定を続行するときは、プローブ３内の混合液が全て送出された後、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える。生体成分の測定を続行するときは、プローブ３内が生体成分含有液で満たされているので、特に準備段階を経ることなく回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えれば良い。
【００６９】
流通切替手段を状態（Ｂ）に切り替える操作以降は、上述した操作の順序通りに操作を繰り返していくと、生体成分の測定を複数回続けて行うことができる。
【００７０】
この発明に係る生体成分測定装置は、プローブ内で試料液の調製を行っている最中に、流通切替装置を状態（Ｂ）に切り替えた後に校正液貯留槽から校正液をセンサに流通させることにより、センサの校正も行うことができる。したがって、センサを校正する操作ノ後に試料液を調製し、次いで調製された試料をセンサで分析する従来の装置乃至手法に比べると、生体成分測定に必要な時間を短縮することができる。しかも、生体成分をするときには必ずセンサの校正が実施されるので、この発明に係る生体成分測定装置による測定結果は正確である。
【００７１】
なお、この発明に係る生体成分測定装置を用いて生体成分の測定を複数回繰り返す場合、測定する生体成分を途中で変更しても、混合液の調製と同時に生体成分の変更による装置の校正等も行うので、正確な測定値を得ることができる。
【００７２】
また、図１〜３に示される生体成分測定装置にあっては１基の校正液貯留槽が備え付けられているが、校正液貯留槽が複数基備えられ、それぞれの校正液貯留槽には互いに測定対象が相違する生体成分を含む校正液が貯留されているようにしてもよい。つまり生体成分測定装置は、測定対象たる生体成分ａを有する校正液を収容する校正液貯留槽２Ａと測定対象たる他の生体成分ｂを有する校正液を収容する校正液貯留槽２Ｂ等の複数の校正液貯留槽を有していてもよい。
【００７３】
また、図１及び２に示されるように、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段が内部に流路を有する回転弁５Ａであると、状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えが簡便であり、流路が複雑化することも無いので、誤作動が生じ難くなり、結果として生体成分の測定の正確さが増すこととなる。
【００７４】
以上の説明が、図１及び２に示した生体成分測定装置１Ａの使用方法及びその作用である。
【００７５】
図４〜６には、図１及び２で用いた回転弁５Ａの代わりに回転弁５Ｂを用いた生体成分測定装置１Ｂが示されている。
【００７６】
回転弁５Ｂは、前記回転弁５Ａの２本の流路に加えて、図４〜６において破線で示すところの、３本目の独立した流路を有している。図４〜６において、回転弁以外の部材は、図１及び２に示される部材と共通の部材を用いているので、図１及び２におけるのと同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００７７】
ここで、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい態様として、前記状態（Ａ）及び前記状態（Ｂ）だけでなく、プローブへと生体成分含有液を流通可能にすると共に、プローブからセンサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切り替えることができる態様を挙げることができる。状態（Ｃ）にも切り替えることのできる流通切替手段の一具体例が、図４〜６に示すような回転弁５Ｂである。
【００７８】
図４〜６に示すように、状態（Ａ）、状態（Ｂ）及び状態（Ｃ）を実現することのできる回転弁５Ｂは、校正液をプローブに供給する第１流路と、校正液をプローブに供給しているときにプローブ内の液、すなわち混合液乃至試料液をセンサに供給する第２流路と、プローブ内の液をセンサーに供給しないように第２流路を遮断しているときに校正液をプローブに供給する第３流路とを備えている。
【００７９】
前記状態（Ｃ）にも切り替えることのできる態様は、プローブの外部又は外表面に付着した生体成分の残渣又は固形物を除去することのできる生体成分測定装置とするのに好適である。通常、生体中には測定する生体成分以外に多種の生体成分が含まれている。非測定対象である生体成分は、プローブ内に測定対象たる生体成分を浸透させたときにプローブの外部、特に浸透部の外部に付着することが多い。例えば図１〜図７に示されるような血管内にプローブを留置する場合は、血餅等がプローブの外表面に付着する。また、生体成分とはいえないが生体成分由来の変質物がプローブの外部特に浸透部の外表面に付着することもある。
【００８０】
前記状態（Ｃ）は、図６に示されるように、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、プローブ３内に校正液を導入する流路とを接続し、かつプローブ３から混合液を導出する流路と、センサ４に混合液を導入する流路とを遮断した状態である。すなわち、前記状態（Ｃ）では、校正液貯留槽２から校正液がプローブ３に供給されると、プローブ３内に流入した校正液がセンサ４には流通しないので、プローブ３内の校正液の圧力が高まり、校正液がプローブ３を形成する膜であり、かつ浸透部を通してプローブ３の外部方向に滲出しようとする。これにより、プローブ３の外表面に付着している血餅等の残渣又は固形物を、プローブ３の外表面から剥離させることができる。このような動作は、フラッシングと称されることがある。
【００８１】
このような状態（Ｃ）を実現するには、前記回転弁５Ｂを有する流通切替手段と、回転弁５Ｂからプローブ３に液を供給する流路の途中に設けられたポンプ６Ｂとが必要である。
【００８２】
ここで、生体成分測定装置１Ｂの使用方法及びその作用について説明する。
【００８３】
なお、生体成分測定装置１Ｂでの生体成分の測定は、図４及び図５に示されるように回転弁５Ｂ及びポンプ６Ｂを操作する等して行うことができ、詳しくは、上述した生体成分測定装置１Ａの操作と同様である。
【００８４】
生体成分測定装置１Ｂを用いてグルコースの測定を行うと、プローブ３の外周面、特に浸透部９の外周面に血餅が付着することがある。血餅が浸透部９の外周面に付着していると、生体成分の浸透効率が低下するので、混合液の調製に長時間を要するようになることもある。
【００８５】
浸透部９の外周面に血餅等の残渣又は固形物が付着することにより生体成分の浸透効率が低下したとき、図６に示されるように、回転弁５Ｂを状態（Ｃ）に切り替えると、プローブ内への生体成分の浸透効率を維持又は向上させることができる。
【００８６】
具体的に言うと、回転弁５Ｂを状態（Ｃ）に切り替えると、流路の途中に設けたポンプ６Ｂの駆動により校正液貯留槽２から回転弁５Ｂを経由してプローブ４に校正液を移送供給すると、プローブ３に供給された校正液はプローブ４のさらに下流側に流通することが無いので、浸透部９の内側から外側に向かって、全体的にいうとプローブ３の内部から外側に向って液圧が作用することになる。浸透部９の内側から外側に液圧が作用すると、付着した血餅等の残渣又は固形物を剥離させることができる。血餅等の残渣又は固形物が浸透部９から剥離すると、プローブ３内への生体成分の浸透効率を維持又は向上させることができる。プローブ３における生体成分の浸透効率が高いと、プローブ３内の生体成分の濃度が血管８内の生体成分の濃度と同一となり易く、正確な測定値を得易くなる。
【００８７】
図７には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ｃを示している。生体成分測定装置１Ｃにおいて、前記生体成分測定装置１Ａとの相違点は、制御部１０である。生体成分測定装置１Ａと生体成分測定装置１Ｃとにおいて、制御部１０以外の部材は、共通の部材を用いているので、同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００８８】
この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい態様としては、流通切替手段が制御部１０により制御される態様を挙げることができる。図７に示される生体成分測定装置１Ｃは、流通切替手段が制御装置により制御される態様の一例であり、回転弁５Ａが制御部１０により制御されるようになっている。
【００８９】
前記制御部としては、流通切替手段を制御することができ、かつ制御の態様を予め操作者により設定することができる装置を用いると良く、例えばマイクロコンピュータ等を用いることができる。なお、図７に示す制御部１０は、回転弁５Ａ以外の部材、センサ４及びポンプ６も制御可能となっている。図７に示す制御部１０は、回転弁５Ａの状態（Ａ）又は状態（Ｂ）への切り替えを制御することができる。生体成分測定装置１Ｃの変形例としては、図示しないが、例えば回転弁５Ａを回転弁５Ｂに変更することにより、制御部１０が回転弁５Ｂの状態（Ａ）、状態（Ｂ）又は状態（Ｃ）への切り替えを制御する態様も採用することができる。
【００９０】
生体成分測定装置１Ｃの使用方法及びその作用は、生体成分測定装置１Ａと同様である。
【００９１】
生体成分測定装置１Ｃを使用すると、センサ４、回転弁５Ａ、ポンプ６を制御部１０により制御することとなるので、以下に、制御部１０による他の部材の制御方法を示す。
【００９２】
制御部１０による回転弁５Ａの切り替えは、時定数を用いると良い。詳しく言うと、状態（Ａ）に切り替えてからプローブ３内の混合液がセンサ４に流入し、生体成分の測定が完了するまでの所要時間、及び、状態（Ｂ）に切り替えてから前記混合液の調製が完了し、かつセンサ４の校正が完了するまでの所要時間等から算出される時定数を用いると良い。さらに言うと、センサ４の校正はセンサ４からの出力で判別できるので、時定数を決定し易い。回転弁５Ａを時定数が設定された制御部１０により制御すると、校正液の無駄のない流通を達成することができ、かつ混合液の調製及びセンサ４の校正を正確に行うことができるので、結果としてセンサ４で得られる測定値の正確さが向上することとなる。
【００９３】
なお、生体成分測定装置１Ｃの変形例として、回転弁５Ａに代えて回転弁５Ｂを用い、流路の途中にポンプ６Ｂを介在させる場合には、回転弁５の状態（Ｃ）への切り替えも制御部１０により制御することとすると、状態（Ｃ）に切り替えてからプローブ３に付着した生体成分の残渣又は固形物を除去するまでの所要時間等から算出される時定数を用いると良い。
【００９４】
図８には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ｄを示している。生体成分測定装置１Ｄにおいて、前記生体成分測定装置１Ｃとの相違点は、気体混入器１１である。生体成分測定装置１Ｃと生体成分測定装置１Ｄとにおいて、気体混入器１１以外の部材は、共通の部材を用いているので、同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００９５】
この発明に係る生体成分測定装置における校正液貯留槽２の好ましい態様としては、校正液貯留槽２が、状態（Ａ）における校正液貯留槽２とプローブ３との間、及び、状態（Ｂ）における校正液貯留槽２とセンサ４との間に気体を混入可能な態様を挙げることができる。さらに言うと、校正液貯留槽２から排出される校正液に気体を混入する場合のその混入位置、混入のタイミング及び混入の時間的長さ等は、制御部１０により制御されるのが好ましい。図８に示される生体成分測定装置１Ｄは、生体液貯留槽２が気体を混入することができ、かつ流通切替手段が制御部１０により制御される態様の一例であり、センサ４、回転弁５Ａ、ポンプ６及び気体混入器１１が制御部１０により制御されるようになっている。前記制御部１０としては、回転弁５Ａを制御することができ、かつ制御の態様を予め操作者により設定することができる装置を用いると良く、例えばマイクロコンピュータ等を用いることができる。図８に示す制御部１０は、回転弁５Ａの状態（Ａ）又は状態（Ｂ）への切り替えを制御することができる。
【００９６】
生体成分測定装置１Ｄの変形例としては、図示しないが、例えば回転弁５Ａに代えて回転弁５Ｂを用い、流路の途中にポンプ６Ｂを介在させることにより、制御部が回転弁５Ｂの状態（Ａ）、状態（Ｂ）又は状態（Ｃ）への切り替えを制御する態様も採用することができる。
【００９７】
生体成分測定装置１Ｄの使用方法及びその作用は、生体成分測定装置１Ｃと略同様である。生体成分測定装置１Ｄの使用と、生体成分測定装置１Ｃの使用とにおいて、相違する点は、気体の混入である。すなわち、センサ４で混合液を測定する際の操作が生体成分測定装置１Ｃと生体成分測定装置１Ｄとでは相違しており、センサ４での混合液の測定までの操作は共通しているので、説明を省略する。
【００９８】
この発明に係る生体成分測定装置において、プローブにて校正液と生体から受容した測定対象の生体成分とを混合して調製された混合液すなわち試料液中に含まれる測定対象の生体成分の濃度と、もともとの校正液中に含まれる測定対象たる生体成分の濃度とが近接している場合には、前記試料液中の生体成分と校正液中の生体成分とをセンサで連続的に測定すると、混合液つまり試料液の測定値と校正液の測定値との判別をし難いことがある。なお、前記「連続的に測定」するとの意味は、センサにおける検出部に液を送り込むパイプ等の流路内をある時点では試料液としての混合液が流れ、その次のある時点では校正液が流れている場合には、ある時点で試料液中の生体成分の濃度測定をし、その次のある時点では校正液中の生体成分の濃度測定をしているというように、時系列に沿って校正液のセンサによる測定及び試料液のセンサによる測定が繰り返されることを言う。この場合、センサにおける検出部に液を送り込む流路中を流れる試料液と校正液とは画然と区分けされているわけではない。流路内を流通する液中の生体成分の濃度について考察すると、流路内における生体成分の流路軸線方向における濃度は、校正液中の生体成分の既知の濃度となっている部分からその既知の濃度が上昇し、遂には試料液中の生体成分の濃度となる。つまり流路内では校正液と試料液とが混合している部分が存在し、流路内を流通する液においてどこまでが校正液であり、どこからが試料液であるかの区別がつきにくい。このように区別がつきにくい状態下では、センサで測定された生体成分の濃度が試料液の生体成分量であるのか校正液の生体成分量であるのかの区別がつきにくいのである。
【００９９】
図８に示されるように、この生体成分測定装置１Ｄにあっては、回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中に、好ましくは回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中であって回転弁５Ａ近傍に、この流路内に気体を混入する気体混入器１１が設けられ、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに到る流路の途中にこの流路内に気体を混入する第２気体混入器１１Ａが設けられ、回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中に、好ましくは回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中であってセンサ４の近傍に、気体検出器１３が設けられている。
【０１００】
図８に示される生体成分測定装置１Ｄにおいては、状態（Ａ）となるように回転弁５Ａを切換えておき、この状態（Ａ）下に、校正液貯留槽２から校正液を回転弁５Ａを経由してプローブ３に到らせ、プローブ３内が校正液で満たされると回転弁５Ａを駆動することにより状態（Ｂ）を実現する。所定の時間の間、状態（Ｂ）を継続するとプローブ３内に存在する液中の生体成分すなわち測定対象となる生体成分の濃度が生体中の測定対象たる生体成分の濃度と同じになる。また、校正液貯留槽２から回転弁５Ａを経由してセンサ４に至る流路内は校正液で充満されている。
【０１０１】
そこで、回転弁５Ａを動作させて状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切換える。状態（Ａ）に切り替わったときに、回転弁５Ａからセンサ４に至る流路の内部に、気体混入器１１により、気泡を、混入させる。混入させる気泡の量は、前記流路の内部空間に存在する液を上流側の液と下流側の液とに気泡で分割するに足る量である。回転弁５Ａ近傍の流路内に気泡が混入されると、回転弁５Ａの切替動作完了まではプローブ３から回転弁５Ａまでの流路には試料液としての混合液が充満し、回転弁５Ａからセンサ４までの流路には校正液が充満していたのであるから回転弁５Ａの切替動作後においては回転弁５Ａからセンサ４までの流路においては混入した気泡により上流側の液と下流側の液とに分割され、上流側の液は試料液としての混合液であり、下流側の液は校正液である。そして流路内を気泡が移動して行くに連れ上流側の試料液と下流側の校正液とが流路内を移動していく。流路内を移動して行く液がセンサに供給されると、センサは校正液中の生体成分を検出し、次いで気泡を検知し、その後に試料液中の生体成分を検出することになる。
【０１０２】
この場合、センサによる液と気体との弁別が明確にできるので、生体成分についての検出値が校正液及び試料液のいずれについての値であるかに間違いを生じることがない。つまり正確な検出が実行できる。したがって、この発明に係る生体成分測定装置の測定結果の正確さがより一層向上する。
【０１０３】
上述したように、センサ４自体が気泡を検出する機能を有する場合には、図８に示される気泡検出器１３は特に必要がない。
【０１０４】
センサ４として気泡検出機能を有しないセンサを使用する場合、及びセンサ４として気泡検出機能を有しているが、気泡の通過をより一層確実に検出する場合には、図８に示されるように回転弁５Ａからセンサ４に到る流路の途中に、好ましくはセンサ４の近傍に、気泡検出器１３を設置するのが良い。
【０１０５】
なお、気体混入器１１を備えると以下のような利点もある。つまり、校正液がセンサ内を通過した後にセンサ４内を気体混入器１１によって気体で置換し、次いで気体で置換されたセンサ４内に試料液を供給すると、センサ内で校正液と試料液とが混じり合ってしまうことによる不都合を解消することができる。
【０１０６】
気体混入器１１を回転弁５Ａからセンサ４に到る流路に設置すると、気泡検出機能を有するセンサ４によって、又はセンサ４が気泡を検出する機能を有しない場合には気泡検出器１３によって、センサ４に流入する液が最初は校正液であり、次いで試料液に変化することを検出することができる。
【０１０７】
センサ４に流入する液が試料液から校正液へと変化することを検出するには、図８に示されるように、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに到る流路に気体混入器１１Ａを介在させるのが良い。
【０１０８】
このように、気体混入器１１を設けると校正液から試料液への切替時点を正確に検出することができ、第２気体混入機１１Ａを設けると試料液から校正液への切替時点を正確に検出することができる。
【０１０９】
このように切替時点の正確な検出は生体成分の測定結果の正確さに寄与する。
【０１１０】
なお、気体混入器１１には、例えば空気を送出可能なポンプ等を用いることができる。
【０１１１】
気体を混入する方法としては、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えた後、混合液の調製が完了したときに、回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替える前に気体を混入し始め、さらに状態（Ａ）に切り替えてからも適当な時間だけ気体を混入し続けると良い。この場合、センサ４には、先ず回転弁５Ａが状態（Ｂ）であるときに混入された気体が流入し、次いで状態（Ａ）に切り替えられた後に混入された気体によりプローブ３から押し出された混合液が流入し、さらに混合液を押し出した気体が流入する。よって、センサ４で得られる測定値は、センサ４を校正する校正液の測定値、気体の測定値、混合液の測定値及び気体の測定値の順に変化していくことになる。
【０１１２】
よって、仮に、混合液に生体成分が少量しか含まれておらず、生体成分の測定値が生体成分含有液の測定値と判別し難い場合であっても、気体の測定値の間に測定される液体が混合液であると判別し易いので、生体成分の測定がより一層正確となる。
【０１１３】
なお、図８に示されるように、生体成分測定装置１Ｄは、気体混入器１１の気体の混入を前記制御部１０により制御することとしている。気体の混入の制御は、例えば回転弁５Ａにおける状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えるタイミングを時定数として設定することにより、達成される。また、センサ４、回転弁５Ａ及びポンプ６の制御部１０による制御は、生体成分測定装置１Ｃと同様であれば良い。
【０１１４】
上記各実施態様において、センサ４の校正をするときに、測定対象である生体成分を含有する試料液に代えて校正のためにのみ用いる校正専用液（これをベース液と称することもある。）を供給するようにしても良い。このためには、例えばセンサ４への流路の途中に、校正液貯留槽２と、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽の何れかを選択的に切り替え接続する弁装置を設け、前記状態（Ｂ）のとき（例えば図２又は図４を参照。）に、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽がセンサ４への流路に接続するように前記弁装置を切り替えて、校正専用液による校正を行うように構成するのである。なお、校正専用液は所定の生体成分濃度を有する溶液であり、この実施態様に適合するものとしては例えばグルコース標準液（２００ｍｇ／ｄＬ）である。このようにすることにより、センサ４の校正をより適切に行うことが可能である。
【０１１５】
なお、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽は校正専用液の濃度毎に設けることが好ましく、例えば濃度０ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬのように、濃度が５０ｍｇ／ｄＬずつ異なる校正専用液を貯留した複数の校正専用液貯留槽を設けることが好ましい。
【０１１６】
ここで、濃度０ｍｇ／ｄＬの校正液とは、測定対象の生体成分濃度が０ｍｇ／ｄＬでない校正液から測定対象の生体成分を除去した後の校正液をいう。
【０１１７】
また、上記各実施態様では、センサ４の校正を行う前記状態（Ｂ）のときには、校正液貯留槽２に収容される校正液を重力に基づいてセンサ４に送り込む構成になっているが、このような構成の代わりに、校正液貯留槽２とセンサ４とを連通する流路の途中にポンプ等の圧送手段を介装し、このポンプを介して校正液を強制的にセンサ４に圧送するようにしても良い。前記圧送手段は、前記経路のどの部分に介装してもよいが、校正液貯留槽２と回転弁５Ａ（又は５Ｂ）との間の流路に介装すると、状態（Ｃ）のとき（図５参照。）、即ちプローブ３のフラッシングを行う状態のときに、プローブ３の浸透部９に対して正圧のより高い液圧を作用させて、浸透部９に付着した血餅等の剥離及び洗浄をより効果的に行うことが可能になる。
【０１１８】
この発明に係る生体成分測定装置は、図面に示される実施態様に制限されること無く、この発明の目的を達成することができる限り、適宜の設計変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 生体成分測定装置
２ 貯留槽
３ プローブ
４ センサ
５Ａ、５Ｂ 回転弁
６ ポンプ
７ 排液槽
８ 血管
９ 浸透部
１０ 制御部
１１ 気体混入器
１３ 生体適合液貯留槽
１３Ａ 生体適合液
２１ 三方切替弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体成分測定装置に関し、より詳しくは、生体成分の測定を正確かつ迅速に行うことのできる生体成分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療現場等では、生体から種々の成分を採取して測定することにより、生体の情報を得ることが多い。
【０００３】
特許文献１には、「フロー流路内に、検体等の被検液中に臨ませたフィルタ部を介して計測対象成分をろ過吸引するとともにフロー流路中をキャリヤ液とともに移送して計測部位に配したセンサにより計測するものであって、前記フロー流路を閉成状態として該流路をキャリヤ液で満たす計測準備工程と、該キャリヤ液で満たされた前記フロー流路を、前記フィルタ部の上流側で閉成するとともに、前記フィルタ部を介して被検液中より前記計測対象成分を前記フロー流路内にろ過して取入れるように前記フィルタ部の下流側で吸引動作を行うサンプリング工程と、前記吸引動作を停止するとともに前記フロー流路を再び開成して集積された前記計測対象成分をキャリヤ液によって前記センサの計測部位に移送する成分移送工程と、該計測部位において前記センサにより前記計測対象成分の計測を行なう工程と、よりなることを特徴とする検体等の被検液の計測方法」が記載されている（特許文献１の請求項１を参照）。
【０００４】
しかしながら、校正液を流通させる操作は、試料液を流通させる前後に行うので、効率が悪かった（特許文献１の第５頁左上欄第１９行〜右下欄第１０行、及び図１参照）。つまり、試料液中の生体成分を測定する時間に加えて校正操作に要する時間が必要であり、したがってその余分な時間が迅速な生体成分の測定の妨げとなっている。一方、ろ過はフィルタを構成するろ過膜の性能変化に大きく影響され、十分な時間を置かないと正確な成分濃度を測定できないという問題もあった。
【０００５】
そこで、プローブ内での生体成分含有液の調製、しかもより短縮された時間内での調製を行うことができ、しかもセンサの校正を同時に行うことができ、ひいては、正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１２１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、プローブ内での生体成分及び校正液の混合液の調製と、センサの校正とを同時に行うと共に、より短縮された時間内で前記混合液を調製することができ、ひいては正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置を提供することである。
【０００８】
この発明が解決しようとする更なる課題は、制御装置により流路の切り替えを制御する生体成分測定装置を提供することである。
【０００９】
この発明が解決しようとする他の課題は、プローブ外からその内部に生体成分が円滑に浸透することができて経年劣化し難い生体成分測定装置を提供することである。
【００１０】
この発明が解決しようとする別の課題は、センサに導入される液が、測定対象である生体成分を含有する液であるか否かを判別することにより、測定対象である生体成分を含有しない液をもって生体成分を測定するなどと言ったことのない生体成分測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段は、
（１） 測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、
外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容することができるプローブと、
前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象の生体成分との混合液に含まれる測定対象の生体成分を測定するセンサと、
前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、
前記プローブ内の液を循環させる液循環手段と、
を備えて成ることを特徴とする生体成分測定装置であり、
（２） 前記流通切替手段は、前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切替可能である前記（１）に記載の生体成分測定装置であり、
（３） 前記流通切替手段は、制御部により前記状態（Ａ）又は前記状態（Ｂ）に切り替えられるように制御されることを特徴とする前記（１）に記載の生体成分測定装置であり、
（４） 前記流通切替手段は、前記状態（Ａ）、前記状態（Ｂ）又は前記状態（Ｃ）に切り替えられるように制御部により制御されることを特徴とする（２）に記載の生体成分測定装置であり、
（５） 状態（Ａ）である場合には前記校正液貯留槽から前記プローブまでに至る流路に、及び、状態（Ｂ）である場合には前記校正液貯留槽から前記センサまでに至る流路に、気体を混入することのできる気体供給手段が設けられて成ることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一項に記載の生体成分測定装置であり、
（６） 前記気体供給手段は、前記制御部により気体の混入が制御されることを特徴とする（５）に記載の生体成分測定装置であり、
（７） 前記制御部は、前記状態（Ｂ）においてセンサに気体を混入し、次いで状態（Ａ）に切り替えてプロ−ブへと気体を混入するように気体供給手段を制御する（６）に記載の生体成分測定装置であり、
（８） 測定対象である生体成分と同一の成分を含まないベース液を貯留したベース液貯留槽、及び、このベース液貯留槽と、前記校正液貯留槽とを、前記センサへの流路に選択的に接続する流路切替装置を備えることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか一項に記載の生体成分測定装置
である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、流通切替手段における流路の状態を状態（Ａ）又は（Ｂ）に切り替えることにより、生体から移動して来る生体成分と校正液との混合をプローブ内で行って混合液すなわち試料液を調製している間に、センサの校正を行うことができ、測定前に必ず校正済みになっているセンサで生体成分を測定するので正確な生体成分の測定を行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１３】
また、この発明によると、流通切替手段における流路の状態を流通切替手段を状態（Ｃ）に切り替えることにより、プローブにおける浸透部のフラッシング、特にプローブに設けられている浸透部の表面をフラッシングすることができるので、浸透部表面に目詰まりを起こす等してプローブ内に生体成分が浸透する効率、すなわち浸透効率を低下させることのない生体成分測定装置を提供することができる。
【００１４】
この発明によると、制御部により制御される流通切替手段を備えているので、プローブにおける試料液の調製を行いつつ、センサの校正をしているので、生体成分の測定を正確に行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１５】
また、この発明によると、流路切替装置を備えているので、プローブにおける試料液の調製を行いつつ、流路切替装置によってベース液貯留槽からセンサにベース液を流通させることによりセンサから出力される信号のベースラインを決定することができ、ベースライン及び校正液による校正値が決定された後に混合液すなわち試料液中の生体成分を測定するので、生体成分の測定を正確に行うことのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【００１６】
この発明によると、校正液に気体を混入することにより、センサが測定すべき測定対象である生体成分を含有する試料液を測定すべき試料液であると容易に判別することができ、目的とする試料液以外の液を試料液と判別すること等の誤りなくなり、その結果として正確に生体成分を測定することのできる生体成分測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様における流通切替手段が状態（Ａ）である場合の説明図である。
【図２】図２は、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様における流通切替手段が状態（Ｂ）である場合の説明図である。
【図３】図３は、この発明に係る生体成分測定装置のゼロ・スパン校正をすることのできる態様を示す説明図である。
【図４】図４は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ａ）である場合の説明図である。
【図５】図５は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ｂ）である場合の説明図である。
【図６】図６は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様における流通切替手段が状態（Ｃ）である場合の説明図である。
【図７】図７は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様の説明図である。
【図８】図８は、この発明に係る生体成分測定装置の他の実施態様の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、この発明に係る生体成分測定装置の一実施態様を、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ａが示されている。なお、生体成分測定装置１Ａは、血糖値測定装置である。
【００２０】
生体成分測定装置１Ａは、校正液貯留槽２と、プローブ３と、センサ４と、回転弁５Ａと、ポンプ６と、排液槽７とを備えている。
【００２１】
校正液貯留槽２は、この発明に係る生体成分測定装置における貯留槽の一例であり、測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する部材乃至手段である。なお、図１及び後述の図２〜７における校正液貯留槽２は、同一の部材である。
【００２２】
前記生体成分は、生体内に見出される成分と同じ成分であり、例えば血液中の成分、皮下に存在する細胞間質液、尿中に含まれる成分、精液中に含まれる成分、リンパ液中に含まれる成分等を挙げることができる。生体成分には、体液例えば血液の生化学検査項目に列挙される成分があり、例えば、グルコース、コレステロール、ホスファチジルコリン、乳酸、及び尿酸等の酵素センサで測定可能な成分、ナトリウムイオン等の電解質成分、インスリン等のホルモンが含まれる。また、生体成分は、血液の生化学検査項目に挙げられている項目を含む。したがって、この発明においては、生体成分が、性質としてのｐＨ値をも含む。
【００２３】
校正液は、この発明に係る生体成分測定装置で測定しようとする生体成分と同じ生体成分を既知の濃度で含有する。たとえばこの発明に係る生体成分測定装置で生体成分としてグルコースを測定するのであればこの校正液中に含まれる生体成分はグルコースである。なお、校正液に含まれる生体成分は、生体から分離した成分であってもよく、また、生体から分離された成分ではなく、生体中に見出される成分と同一の成分であり、天然物であっても合成物であってもよい。
【００２４】
校正液は、前記生体成分と同一の成分を、生体に悪影響を与えることのない水溶液に、溶解して成る液である。生体に悪影響を与えることのない水溶液の典型例として、生理食塩水を挙げることができる。なお、生理食塩水としては、水に塩化ナトリウムを溶解した液体であって、塩化ナトリウム以外にカルシウム及びカリウム等を加えた溶液であっても良い。さらに、生理食塩水には、ヘパリン又はクマリン誘導体等の抗凝固作用を有する化合物が含まれていても良い。
【００２５】
校正液貯留槽に貯留される校正液は、センサを校正する校正液であり、プローブ内で測定対象である生体成分と混合することによりセンサで測定される生体成分を含有する試料液の調製原料でもある。
【００２６】
校正液中の生体成分の濃度は、測定対象である生体成分の種類に応じて概ね決定されており、その生体成分の測定値が正常値であると判断される値の上限値を下限値とし、その生体成分の測定値が正常値であると判断される値の２〜３倍程度の値を上限値とする範囲内で適宜に決定される。生体成分がグルコースである場合には、校正液中のグルコースの濃度は、通常１００ｍｇ／ｄＬ以上３００ｍｇ／ｄＬ以下の範囲から決定される。
【００２７】
なお、この校正液に含まれる生体成分は測定対象となる生体成分であることが必要であるが、測定対象とはならない生体成分を、センサによる測定を阻害しない限り、校正液に含んでいてもよい。測定対象となる生体成分と測定対象になっていない生体成分とが校正液に含まれている場合に、その校正液における生体成分の濃度は、測定対象となっている生体成分の濃度を意味する。
【００２８】
この発明に係る生体成分測定装置における校正液貯留槽は、校正液を貯留することのできる部材であれば良く、好ましくは校正液貯留槽２から後述のプローブ３へ校正液を送出することができれば良い。前記校正液貯留槽の大きさとしては、生体成分の種類に応じて生体成分と混合する校正液の必要量が変化するが、例えば校正液を数ｍＬ〜２０００ｍＬ貯留することができる程度であれば良い。また、前記校正液貯留槽の形状としては、液体をその内部に貯留することができる形状であり、かつ衛生面を考慮して気密であれば良く、例えば両端が閉塞された筒体、密閉可能な箱体、及び球体を挙げることができる。校正液貯留槽の材料としては、校正液を貯留することによって変質しない材料であれば良く、例えばプラスチック、金属及びセラミックス等を挙げることができる。前記校正液貯留槽の具体例としては、医療現場で用いる輸液バッグ、又はプラスチックの密閉容器等を挙げることができる。
【００２９】
校正液貯留槽２から延在する流路は、後述の回転弁５Ａの一部に接続されている。
【００３０】
前記プローブ３は、プローブ３の外部から内部へと生体成分を浸透させることのできる、ろ過膜からなる浸透部９を備えると共に、前記校正液をその内部に収容することができる部材である。換言すると、このプローブにおける浸透部は、プローブの内部から外部へと測定対象である生体成分を通過させないように、しかも生体内の生体成分がプローブの内部へと浸透することができるように構成される。
【００３１】
ここで、この発明に係る生体成分測定装置は、種々の生体成分を測定することができる。測定可能な生体成分としては、好適には血液の生化学検査項目に列挙される項目を挙げることができ、例えばナトリウムイオン、グルコース、コレステロール、ホスファチジルコリン、乳酸、尿素等を挙げることができる。なお、前記生体成分の採取方法としては、ろ過、拡散を利用した採血方式あるいは無採血方式が挙げられる。図１に示される生体成分測定装置１Ａは血糖値測定装置であるので、測定する生体成分はグルコースである。よって、図１に示されるように、プローブ３は、血管８に留置されている。
【００３２】
図１のプローブ３における浸透部９は、生体成分、具体的には例えば血管８内を流通する血液に含まれるグルコースが透過することができる材料、例えばセルロースで形成されることができる。生体成分が透過することのできるセルロース以外の材料としては、例えば酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル及びポリスルホン等を挙げることができる。
【００３３】
また、この発明に係る生体成分測定装置におけるプローブは、体内から生体成分を取り込むことができるとともに校正液を収容する領域が内部に設けられていると共に、前記浸透部を有している限り種々の構造を取り得ることができ、生体成分を生体から直接採取することができ、かつ生体に留置可能であることが好ましい。プローブの好適な態様としては、例えばプローブの形状が針状であり、プローブの大きさが太さ０．１〜１ｍｍ、長さ５〜５００ｍｍであり、プローブの材料としては、チタン、ステンレス等の金属や、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ナイロン等のプラスチックを挙げることができる。もっとも、プローブの材料は、プローブに浸透する生体成分、プローブに収容される校正液の種類及びプローブの使用環境等に応じて適宜変更することができる。
【００３４】
なお、図１に示されるように、液体が流通する流路は、一方が後述の回転弁５Ａの一部から延在し、かつプローブ３の一部に接続されると共に、他方がプローブ３の一部から延在し、かつ回転弁５Ａの一部に接続されている。
【００３５】
前記センサ４は、前記プローブ３内で調製されるところの、校正液と生体成分との混合液、すなわち試料液に含まれる生体成分を測定する部材である。
【００３６】
この発明に係る生体成分測定装置におけるセンサは、生体成分を定性的及び定量的に測定することのできるセンサであれば良く、前記生体成分に応じてセンサの種類を変更したり、複数のセンサを配置したりすることができる。
【００３７】
前記センサとしては、例えば光学センサ、イオンセンサ及びバイオセンサ等を挙げることができる。この発明に係る生体成分測定装置において、好ましくはバイオセンサを用いると良く、さらに好ましくはグルコースセンサ及びアルコールセンサ等の酵素センサを用いるのが良い。図１に示されるセンサ４は、血中グルコース濃度を測定することのできるグルコースセンサである。
【００３８】
前記センサ４には、回転弁５Ａの一部から延在する流路が接続されている。
【００３９】
前記回転弁５Ａは、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液を流通可能にすると共に、プローブ３からセンサ４へと校正液及び生体成分の混合液を流通可能にする状態（Ａ）（図１参照）と、プローブ３を経由することなく校正液貯留槽２からセンサ４へと校正液を流通可能にすると共に、プローブ３内の液を循環可能にする状態（Ｂ）（図２参照）とのいずれかの状態に切り替える部材である。なお、回転弁５Ａは、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい一実施態様である。回転弁５Ａ内には２本の流路が設けられており、回転弁５Ａを回転させるだけで状態（Ａ）及び状態（Ｂ）のいずれかに切り替えることができる。
【００４０】
ここで、図１は、回転弁５Ａが状態（Ａ）に切り替えられた状態を示しており、図２は、状態（Ｂ）に切り替えられた状態を示している。図１及び図２における回転弁５Ａ近傍に示された白抜きの矢印は、回転弁５Ａの回転可能方向を示している。図１と図２との回転弁５Ａを比較すると、回転弁５Ａが白抜きの矢印方向に９０°回転している。この回転弁５Ａの回転により、生体成分測定装置１Ａは、状態（Ａ）と状態（Ｂ）とのいずれかに切り替えることができる。
【００４１】
この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段としては、状態（Ａ）又は状態（Ｂ）に切り替えることができれば良く、校正液の流路及び生体成分と校正液との混合液の流路を容易に切り替えることのできる装置が好ましい。なお、状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えは、手動及び自動のいずれであっても良い。回転弁５Ａ以外の流通切替手段としては、例えば複数の遮断弁又は三方弁等を組み合せた態様を採用することもできる。ただし、前述したような回転弁を適用することにより、その回転操作のみで前記状態（Ａ）と状態（Ｂ）とに複数の流路を同時に切り替えることができるので、操作性が向上するとともに、複数の弁装置を個々に切り替えるようにした構成に比較して、誤操作のおそれが少ないという利点が得られる。
【００４２】
図１に示される状態（Ａ）は、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、プローブ３内に校正液を導入する流路とを接続し、かつプローブ３から混合液を導出する流路と、センサ４に前記混合液を導入する流路とを接続した状態である。すなわち、前記状態（Ａ）では、校正液貯留槽２から校正液がプローブ３に流通すると、プローブ３内の液体がセンサへ押し流される。特に、プローブ３が針状であるときには、校正液と体内より浸透して来た測定対象の生体成分とが混合されて得られるその混合物が充満しているそのプローブ３内に、校正液が、送液されると、送液された校正液の分だけ混合液が試料液として押し出されて、センサに向う。
【００４３】
図２に示される状態（Ｂ）は、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、センサ４に液を導入する流路とを、プローブ３を経由することなく接続すると共に、プローブ３内に校正液を導入する流路を閉鎖し、プローブ３内で形成される混合液をセンサ４へ導出する流路を閉鎖することにより、プローブ３内の液をプローブ３内に閉じ込めておくようにし、特に図２ではポンプ６によりプローブ３内にある液をプローブ３からその外部に導出し、導出した液をプローブ３内に導入するようにして液を循環することができるようにした状態である。すなわち、前記状態（Ｂ）では、校正液貯留槽２からプローブ３を経由することなくセンサ４に校正液を流通させると同時に、プローブ３内にある液をプローブ３からその外部に導出し、導出した液をプローブ３内に導入するようにして液を循環可能にしている。
【００４４】
前記ポンプ６は、前記プローブ３内の液を、プローブ３から回転弁５Ａへ、次いで回転弁５Ａからプローブ３へと循環させる液循環手段である。なお、前記ポンプ６は、この発明に係る生体成分測定装置における液循環手段の好適例である。
【００４５】
前記プローブ３は校正液を収容することができるので、前記プローブ３の内部には、前記浸透部９において内部に浸透する生体成分と、前記校正液貯留槽２から流通する校正液とが存在することとなる。ポンプ６は、プローブ３内に存在する生体成分と校正液とを循環させることにより、生体成分及び校正液からなる混合液を試料として調製することができる。
【００４６】
この発明に係る生体成分測定装置において、プローブ内の液体を液循環手段により循環させるのは、プローブ内の液中に生体成分を均一に分散させることにより均一な濃度の試料液を調製することができるからである。
【００４７】
詳しく言うと、プローブ内の液を循環させない場合、プローブの内部において、浸透部から浸透する生体成分は浸透部近傍に偏在し易くなり、プローブ内全体の生体成分の濃度が均一に成り難い。生体成分が浸透部近傍に偏在していると、プローブの内側と外側との生体成分の濃度差が生じ難くなり、生体成分の浸透する速度が低下するので、十分量の生体成分をプローブ内に浸透させるまでの所要時間が長くなる。例えば針状のプローブ内に十分量の生体成分が浸透していない状態のままで、校正液貯留槽から校正液をプローブ内に供給すると、供給された校正液の供給量分だけ、十分量の生体成分を含んでいない液体をセンサに導出することになるので、センサでの測定結果は、測定すべき本来の生体成分の濃度よりも低くなってしまうことがある。また、センサに導入する液中で生体成分の偏在により生体成分の濃度が均一でないと、センサでの測定値が一定とならないので、正確な測定値を得難い。したがって、この発明に係る生体成分測定装置は、正確な測定結果を得ることができるように、状態（Ｂ）に切り替えた後に、プローブ内の液を循環させるのである。
【００４８】
前記ポンプ６以外の液循環手段としては、流通切替手段を前記状態（Ｂ）に切り替えたときにプローブ内の液をプローブ内で循環させることができ、又はプローブ内の液を一旦プローブ外に取り出し、回転弁を経由して再びプローブに液を戻すようにして液を循環させ得る限り特に制限は無く、例えば攪拌機、スクリュー等を用いることができる。
【００４９】
前記ポンプ６の好ましい態様としては、ローラポンプ等のチューブポンプ、遠心ポンプ、ダイアフラムポンプ、ネジポンプ又は回転容積式ポンプ等を挙げることができる。液循環手段として適宜のポンプを用いることにより、プローブ内の液を効率よく循環させることができるので、センサで測定する混合液の調製を短時間で完了することができる。よって、液循環手段としてポンプを用いると、この発明に係る生体成分測定装置は、生体成分の測定を短時間で行うことができ、さらに測定する液が十分に混合されているので測定値の正確さがより一層向上する。
【００５０】
前記排液槽７は、センサを通過した校正液、及び試料液としての混合液が貯留される容器である。
【００５１】
前記排液槽７の大きさとしては、上述したように校正液の必要量が変化するので排液の量も変化するが、例えば数ｍＬ〜３０００ｍＬ貯留することができる程度であれば良い。また、排液槽７の形状としては、液体をその内部に貯留することができる形状であれば良く、例えば有底円筒体、両端を閉塞された筒体、密閉可能な箱体、及び球体等を挙げることができる。排液槽７の材料としては、校正液及び混合液を貯留することによって変質しない材料であれば良く、例えばプラスチック、金属及びセラミックス等を挙げることができる。
【００５２】
ここで、生体成分測定装置１Ａの使用方法及びその作用を、以下に説明する。
【００５３】
先ず初期状態として、ポンプ６を駆動せずに、図１に示されるように回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替えておくと、図１に示される生体成分測定装置１Ａは、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液を流通させることができ、かつプローブ３からセンサ４へと液体を流通させることができる状態にある。この状態下では、ポンプ６が駆動されていないので、校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液が流れない。
【００５４】
次に、プローブ３を、生体成分がプローブ３内に浸透することができる状態に、する。生体成分測定装置１Ａは、血糖値測定装置であるので、プローブ３を血管８に留置する。なお、血管にプローブを留置するのであるから、この例におけるプローブは穿刺針のように細い直径を有するともに、先端が閉鎖された形態を有する。留置によって、プローブ３内に生体成分が浸透することができる状態が実現する。なお、この発明に係る生体成分測定装置においては、生体への負荷を考慮して、予め採取した生体成分を含有する液、例えば血液を適宜の容器に収容しておき、前記容器にプローブを挿入して生体成分を含有する液例えば血液に前記プローブ３を浸漬することにより、生体成分をプローブ３内に浸透可能な状態としても良い。
【００５５】
続いて、ポンプ６を駆動することにより校正液貯留槽２からプローブ３へと校正液の流通乃至供給を開始する。回転弁５Ａは状態（Ａ）に切り替えているので、校正液貯留槽２から導出される校正液は、プローブ３内に流入し、プローブ３内が満たされると、プローブ３から溢出した液体がセンサ４に流入する。センサ４を通過した液体は、排液槽７に流入する。図１中に示した白抜き矢印以外の矢印は、校正液貯留槽２から校正液を流通させたときの液体の流通方向を示している。もっとも、校正液の流通と、プローブ３内に生体成分が浸透可能にする操作とは、操作の順序を逆にしても良い。
【００５６】
プローブ３内が校正液で満たされた後、図２に示されるように回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える。回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えることにより、校正液貯留槽２から校正液が流通する流路は、プローブ３を経由することなく、センサ４に液体が流入する流路に直接接続されると共に、プローブ３内の液が循環可能となる。なお、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える際にはポンプ６の駆動を停止してもよいし、また、ポンプ６の駆動を継続していても良い。
【００５７】
回転弁５Ａの回転駆動により状態（Ａ）から状態（Ｂ）に切り替わった後においてポンプ６が駆動状態になっていると、プローブ３内の液体が、プローブ３から回転弁５Ａに、次いで回転弁５Ａからプローブ３へと循環することができる。プローブ３の浸透部９では、生体成分が血管８からプローブ３の内部に浸透し、プローブ３内に満たされている校正液と混じりあう。ポンプ６は、予めプローブ３内に満たされている校正液と、浸透して来た生体成分との混合を促進することができる。プローブ３の内部においては、浸透部９近傍に生体成分が偏在し易いので、生体成分の浸透速度が低下し易い。しかしながら、この発明では、ポンプ６によりプローブ３内の生体成分及び校正液を、プローブ３から回転弁５Ａへ、そして回転弁５Ａからプローブ３へと循環させると、浸透部９近傍の生体成分の偏在を解消することができるので、生体成分の浸透速度を向上又は維持することができる。
【００５８】
また、回転弁５Ａにより状態（Ｂ）が実現していると、校正液貯留槽２からプローブ３を経由することなくセンサ４に校正液が直接に流通すると、センサ４の校正を行うことができる。つまり、測定対象である生体成分を既知の濃度で含有する校正液をセンサに供給し、その校正液についてセンサから生体成分の測定値として例えば電流値が出力される。また、測定対象である生体成分を含有しない液をセンサに供給しても生体成分の測定値としての電流値はほぼゼロである。したがって、測定対象成分の既知の濃度と測定対象成分の濃度ゼロとの間で、濃度と出力電流値との検量線が求められる。測定対象である生体成分をプローブで採取する毎に、校正液を測定試料としたときのセンサからの出力電流を測定しておくことにより、常に検量線の校正を行うことになる。
【００５９】
なお、図２中に示した白抜き矢印以外の矢印は、校正液貯留槽２から流通する校正液と、プローブ３内を流通する生体成分及び校正液の混合液との流通方向を示している。
【００６０】
また、図３に示されるような態様にあっては、プローブ３にて生体成分と校正液との混合操作を行って試料液を調製している最中に、センサ４のゼロ・スパン校正すなわち測定すべき生体成分の濃度ゼロと既知の生体成分濃度とで２点校正を行うことができる。
【００６１】
図３に示される生体成分測定装置においては、校正液貯留槽２から回転弁５Ａへと至る流路であって、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに校正液を流通させることのできる流路の途中に、切替弁例えば三方切替弁２１を介装し、この三方切替弁２１に生体適合液貯留槽１３を結合した外は図１に示される生体成分測定装置の構成と同様である。
【００６２】
なお、生体適合液貯留槽１３内に貯留される生体適合液１３Ａは、生体に悪影響を及ぼさないこと、及びこの発明に係る生体成分測定装置で測定対象とする生体成分を含有していないことと言う条件を満たす限り特に制限がなく、通常は生理食塩水が使用され、また測定するべき生体成分を校正液から除いたとするときの組成液であるのも好ましい。
【００６３】
前記ポンプ６によるプローブ３内の液体の循環を一定時間行うと、プローブ３の内部と血管８の内部との生体成分の濃度が同一となるので、生体中の測定すべき生体成分がプローブ３内に浸透しなくなる。このとき、測定するべき生体成分と校正液とを混合して混合液すなわち試料液の調製が完了する。混合液の調製が完了した後に、回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替える。すなわち、回転弁５Ａを、図２の状態から図１の状態に戻す。プローブ３内外の生体成分の濃度が同一となったときに、混合液中に含まれる生体成分をセンサで測定すると、本来測定すべき正確な生体成分濃度を得ることができる。
【００６４】
なお、回転弁５Ａを状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替える際に、校正液と生体から浸入してきた生体成分とは、ポンプ６の駆動により循環流通している状態であっても、ポンプ６の駆動停止により循環流通していない状態であっても良い。ポンプ６による液体の循環を行う時間及び速度は、生体成分の種類及び浸透部の材料に応じて操作者が経験的に決定すれば良い。
【００６５】
回転弁５Ａを状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替える際に、前記したように校正液と生体から浸入してきた生体成分との混合液が循環流通していない場合つまりポンプ６の駆動が停止しているときにはポンプ６の駆動を再開する。
【００６６】
回転弁５を状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切り替えた後に、ポンプ６の駆動により校正液貯留槽２から回転弁５Ｂを経由してプローブ３に校正液を流通させると、プローブ３に移送される校正液がプローブ３内の混合液を、センサ４へ押し流す。
【００６７】
混合液がセンサ４に流入することにより、センサ４は試料液としての混合液に含まれる測定対象たる生体成分の測定を行う。これで、生体成分の測定が完了する。生体成分の測定を止めるときは、ポンプ６の駆動を停止した後、プローブ３内に生体成分が浸透不能となる状態、例えばプローブ３を血管８から抜去すれば良い。なお、この発明に係る生体成分測定装置において、生体成分を測定する回数に制限は無い。
【００６８】
さらに、生体成分の測定を続行するときは、プローブ３内の混合液が全て送出された後、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替える。生体成分の測定を続行するときは、プローブ３内が生体成分含有液で満たされているので、特に準備段階を経ることなく回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えれば良い。
【００６９】
流通切替手段を状態（Ｂ）に切り替える操作以降は、上述した操作の順序通りに操作を繰り返していくと、生体成分の測定を複数回続けて行うことができる。
【００７０】
この発明に係る生体成分測定装置は、プローブ内で試料液の調製を行っている最中に、流通切替装置を状態（Ｂ）に切り替えた後に校正液貯留槽から校正液をセンサに流通させることにより、センサの校正も行うことができる。したがって、センサを校正する操作ノ後に試料液を調製し、次いで調製された試料をセンサで分析する従来の装置乃至手法に比べると、生体成分測定に必要な時間を短縮することができる。しかも、生体成分をするときには必ずセンサの校正が実施されるので、この発明に係る生体成分測定装置による測定結果は正確である。
【００７１】
なお、この発明に係る生体成分測定装置を用いて生体成分の測定を複数回繰り返す場合、測定する生体成分を途中で変更しても、混合液の調製と同時に生体成分の変更による装置の校正等も行うので、正確な測定値を得ることができる。
【００７２】
また、図１〜３に示される生体成分測定装置にあっては１基の校正液貯留槽が備え付けられているが、校正液貯留槽が複数基備えられ、それぞれの校正液貯留槽には互いに測定対象が相違する生体成分を含む校正液が貯留されているようにしてもよい。つまり生体成分測定装置は、測定対象たる生体成分ａを有する校正液を収容する校正液貯留槽２Ａと測定対象たる他の生体成分ｂを有する校正液を収容する校正液貯留槽２Ｂ等の複数の校正液貯留槽を有していてもよい。
【００７３】
また、図１及び２に示されるように、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段が内部に流路を有する回転弁５Ａであると、状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えが簡便であり、流路が複雑化することも無いので、誤作動が生じ難くなり、結果として生体成分の測定の正確さが増すこととなる。
【００７４】
以上の説明が、図１及び２に示した生体成分測定装置１Ａの使用方法及びその作用である。
【００７５】
図４〜６には、図１及び２で用いた回転弁５Ａの代わりに回転弁５Ｂを用いた生体成分測定装置１Ｂが示されている。
【００７６】
回転弁５Ｂは、前記回転弁５Ａの２本の流路に加えて、図４〜６において破線で示すところの、３本目の独立した流路を有している。図４〜６において、回転弁以外の部材は、図１及び２に示される部材と共通の部材を用いているので、図１及び２におけるのと同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００７７】
ここで、この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい態様として、前記状態（Ａ）及び前記状態（Ｂ）だけでなく、プローブへと生体成分含有液を流通可能にすると共に、プローブからセンサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切り替えることができる態様を挙げることができる。状態（Ｃ）にも切り替えることのできる流通切替手段の一具体例が、図４〜６に示すような回転弁５Ｂである。
【００７８】
図４〜６に示すように、状態（Ａ）、状態（Ｂ）及び状態（Ｃ）を実現することのできる回転弁５Ｂは、校正液をプローブに供給する第１流路と、校正液をプローブに供給しているときにプローブ内の液、すなわち混合液乃至試料液をセンサに供給する第２流路と、プローブ内の液をセンサーに供給しないように第２流路を遮断しているときに校正液をプローブに供給する第３流路とを備えている。
【００７９】
前記状態（Ｃ）にも切り替えることのできる態様は、プローブの外部又は外表面に付着した生体成分の残渣又は固形物を除去することのできる生体成分測定装置とするのに好適である。通常、生体中には測定する生体成分以外に多種の生体成分が含まれている。非測定対象である生体成分は、プローブ内に測定対象たる生体成分を浸透させたときにプローブの外部、特に浸透部の外部に付着することが多い。例えば図１〜図７に示されるような血管内にプローブを留置する場合は、血餅等がプローブの外表面に付着する。また、生体成分とはいえないが生体成分由来の変質物がプローブの外部特に浸透部の外表面に付着することもある。
【００８０】
前記状態（Ｃ）は、図６に示されるように、校正液貯留槽２から校正液を導出する流路と、プローブ３内に校正液を導入する流路とを接続し、かつプローブ３から混合液を導出する流路と、センサ４に混合液を導入する流路とを遮断した状態である。すなわち、前記状態（Ｃ）では、校正液貯留槽２から校正液がプローブ３に供給されると、プローブ３内に流入した校正液がセンサ４には流通しないので、プローブ３内の校正液の圧力が高まり、校正液がプローブ３を形成する膜であり、かつ浸透部を通してプローブ３の外部方向に滲出しようとする。これにより、プローブ３の外表面に付着している血餅等の残渣又は固形物を、プローブ３の外表面から剥離させることができる。このような動作は、フラッシングと称されることがある。
【００８１】
このような状態（Ｃ）を実現するには、前記回転弁５Ｂを有する流通切替手段と、回転弁５Ｂからプローブ３に液を供給する流路の途中に設けられたポンプ６Ｂとが必要である。
【００８２】
ここで、生体成分測定装置１Ｂの使用方法及びその作用について説明する。
【００８３】
なお、生体成分測定装置１Ｂでの生体成分の測定は、図４及び図５に示されるように回転弁５Ｂ及びポンプ６Ｂを操作する等して行うことができ、詳しくは、上述した生体成分測定装置１Ａの操作と同様である。
【００８４】
生体成分測定装置１Ｂを用いてグルコースの測定を行うと、プローブ３の外周面、特に浸透部９の外周面に血餅が付着することがある。血餅が浸透部９の外周面に付着していると、生体成分の浸透効率が低下するので、混合液の調製に長時間を要するようになることもある。
【００８５】
浸透部９の外周面に血餅等の残渣又は固形物が付着することにより生体成分の浸透効率が低下したとき、図６に示されるように、回転弁５Ｂを状態（Ｃ）に切り替えると、プローブ内への生体成分の浸透効率を維持又は向上させることができる。
【００８６】
具体的に言うと、回転弁５Ｂを状態（Ｃ）に切り替えると、流路の途中に設けたポンプ６Ｂの駆動により校正液貯留槽２から回転弁５Ｂを経由してプローブ４に校正液を移送供給すると、プローブ３に供給された校正液はプローブ４のさらに下流側に流通することが無いので、浸透部９の内側から外側に向かって、全体的にいうとプローブ３の内部から外側に向って液圧が作用することになる。浸透部９の内側から外側に液圧が作用すると、付着した血餅等の残渣又は固形物を剥離させることができる。血餅等の残渣又は固形物が浸透部９から剥離すると、プローブ３内への生体成分の浸透効率を維持又は向上させることができる。プローブ３における生体成分の浸透効率が高いと、プローブ３内の生体成分の濃度が血管８内の生体成分の濃度と同一となり易く、正確な測定値を得易くなる。
【００８７】
図７には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ｃを示している。生体成分測定装置１Ｃにおいて、前記生体成分測定装置１Ａとの相違点は、制御部１０である。生体成分測定装置１Ａと生体成分測定装置１Ｃとにおいて、制御部１０以外の部材は、共通の部材を用いているので、同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００８８】
この発明に係る生体成分測定装置における流通切替手段の好ましい態様としては、流通切替手段が制御部１０により制御される態様を挙げることができる。図７に示される生体成分測定装置１Ｃは、流通切替手段が制御装置により制御される態様の一例であり、回転弁５Ａが制御部１０により制御されるようになっている。
【００８９】
前記制御部としては、流通切替手段を制御することができ、かつ制御の態様を予め操作者により設定することができる装置を用いると良く、例えばマイクロコンピュータ等を用いることができる。なお、図７に示す制御部１０は、回転弁５Ａ以外の部材、センサ４及びポンプ６も制御可能となっている。図７に示す制御部１０は、回転弁５Ａの状態（Ａ）又は状態（Ｂ）への切り替えを制御することができる。生体成分測定装置１Ｃの変形例としては、図示しないが、例えば回転弁５Ａを回転弁５Ｂに変更することにより、制御部１０が回転弁５Ｂの状態（Ａ）、状態（Ｂ）又は状態（Ｃ）への切り替えを制御する態様も採用することができる。
【００９０】
生体成分測定装置１Ｃの使用方法及びその作用は、生体成分測定装置１Ａと同様である。
【００９１】
生体成分測定装置１Ｃを使用すると、センサ４、回転弁５Ａ、ポンプ６を制御部１０により制御することとなるので、以下に、制御部１０による他の部材の制御方法を示す。
【００９２】
制御部１０による回転弁５Ａの切り替えは、時定数を用いると良い。詳しく言うと、状態（Ａ）に切り替えてからプローブ３内の混合液がセンサ４に流入し、生体成分の測定が完了するまでの所要時間、及び、状態（Ｂ）に切り替えてから前記混合液の調製が完了し、かつセンサ４の校正が完了するまでの所要時間等から算出される時定数を用いると良い。さらに言うと、センサ４の校正はセンサ４からの出力で判別できるので、時定数を決定し易い。回転弁５Ａを時定数が設定された制御部１０により制御すると、校正液の無駄のない流通を達成することができ、かつ混合液の調製及びセンサ４の校正を正確に行うことができるので、結果としてセンサ４で得られる測定値の正確さが向上することとなる。
【００９３】
なお、生体成分測定装置１Ｃの変形例として、回転弁５Ａに代えて回転弁５Ｂを用い、流路の途中にポンプ６Ｂを介在させる場合には、回転弁５の状態（Ｃ）への切り替えも制御部１０により制御することとすると、状態（Ｃ）に切り替えてからプローブ３に付着した生体成分の残渣又は固形物を除去するまでの所要時間等から算出される時定数を用いると良い。
【００９４】
図８には、この発明の一実施態様である生体成分測定装置１Ｄを示している。生体成分測定装置１Ｄにおいて、前記生体成分測定装置１Ｃとの相違点は、気体混入器１１である。生体成分測定装置１Ｃと生体成分測定装置１Ｄとにおいて、気体混入器１１以外の部材は、共通の部材を用いているので、同一の番号を図面に付すこととし、詳細な説明を省略することがある。
【００９５】
この発明に係る生体成分測定装置における校正液貯留槽２の好ましい態様としては、校正液貯留槽２が、状態（Ａ）における校正液貯留槽２とプローブ３との間、及び、状態（Ｂ）における校正液貯留槽２とセンサ４との間に気体を混入可能な態様を挙げることができる。さらに言うと、校正液貯留槽２から排出される校正液に気体を混入する場合のその混入位置、混入のタイミング及び混入の時間的長さ等は、制御部１０により制御されるのが好ましい。図８に示される生体成分測定装置１Ｄは、生体液貯留槽２が気体を混入することができ、かつ流通切替手段が制御部１０により制御される態様の一例であり、センサ４、回転弁５Ａ、ポンプ６及び気体混入器１１が制御部１０により制御されるようになっている。前記制御部１０としては、回転弁５Ａを制御することができ、かつ制御の態様を予め操作者により設定することができる装置を用いると良く、例えばマイクロコンピュータ等を用いることができる。図８に示す制御部１０は、回転弁５Ａの状態（Ａ）又は状態（Ｂ）への切り替えを制御することができる。
【００９６】
生体成分測定装置１Ｄの変形例としては、図示しないが、例えば回転弁５Ａに代えて回転弁５Ｂを用い、流路の途中にポンプ６Ｂを介在させることにより、制御部が回転弁５Ｂの状態（Ａ）、状態（Ｂ）又は状態（Ｃ）への切り替えを制御する態様も採用することができる。
【００９７】
生体成分測定装置１Ｄの使用方法及びその作用は、生体成分測定装置１Ｃと略同様である。生体成分測定装置１Ｄの使用と、生体成分測定装置１Ｃの使用とにおいて、相違する点は、気体の混入である。すなわち、センサ４で混合液を測定する際の操作が生体成分測定装置１Ｃと生体成分測定装置１Ｄとでは相違しており、センサ４での混合液の測定までの操作は共通しているので、説明を省略する。
【００９８】
この発明に係る生体成分測定装置において、プローブにて校正液と生体から受容した測定対象の生体成分とを混合して調製された混合液すなわち試料液中に含まれる測定対象の生体成分の濃度と、もともとの校正液中に含まれる測定対象たる生体成分の濃度とが近接している場合には、前記試料液中の生体成分と校正液中の生体成分とをセンサで連続的に測定すると、混合液つまり試料液の測定値と校正液の測定値との判別をし難いことがある。なお、前記「連続的に測定」するとの意味は、センサにおける検出部に液を送り込むパイプ等の流路内をある時点では試料液としての混合液が流れ、その次のある時点では校正液が流れている場合には、ある時点で試料液中の生体成分の濃度測定をし、その次のある時点では校正液中の生体成分の濃度測定をしているというように、時系列に沿って校正液のセンサによる測定及び試料液のセンサによる測定が繰り返されることを言う。この場合、センサにおける検出部に液を送り込む流路中を流れる試料液と校正液とは画然と区分けされているわけではない。流路内を流通する液中の生体成分の濃度について考察すると、流路内における生体成分の流路軸線方向における濃度は、校正液中の生体成分の既知の濃度となっている部分からその既知の濃度が上昇し、遂には試料液中の生体成分の濃度となる。つまり流路内では校正液と試料液とが混合している部分が存在し、流路内を流通する液においてどこまでが校正液であり、どこからが試料液であるかの区別がつきにくい。このように区別がつきにくい状態下では、センサで測定された生体成分の濃度が試料液の生体成分量であるのか校正液の生体成分量であるのかの区別がつきにくいのである。
【００９９】
図８に示されるように、この生体成分測定装置１Ｄにあっては、回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中に、好ましくは回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中であって回転弁５Ａ近傍に、この流路内に気体を混入する気体混入器１１が設けられ、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに到る流路の途中にこの流路内に気体を混入する第２気体混入器１１Ａが設けられ、回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中に、好ましくは回転弁５Ａからセンサ４に液を送出する流路の途中であってセンサ４の近傍に、気体検出器１３が設けられている。
【０１００】
図８に示される生体成分測定装置１Ｄにおいては、状態（Ａ）となるように回転弁５Ａを切換えておき、この状態（Ａ）下に、校正液貯留槽２から校正液を回転弁５Ａを経由してプローブ３に到らせ、プローブ３内が校正液で満たされると回転弁５Ａを駆動することにより状態（Ｂ）を実現する。所定の時間の間、状態（Ｂ）を継続するとプローブ３内に存在する液中の生体成分すなわち測定対象となる生体成分の濃度が生体中の測定対象たる生体成分の濃度と同じになる。また、校正液貯留槽２から回転弁５Ａを経由してセンサ４に至る流路内は校正液で充満されている。
【０１０１】
そこで、回転弁５Ａを動作させて状態（Ｂ）から状態（Ａ）に切換える。状態（Ａ）に切り替わったときに、回転弁５Ａからセンサ４に至る流路の内部に、気体混入器１１により、気泡を、混入させる。混入させる気泡の量は、前記流路の内部空間に存在する液を上流側の液と下流側の液とに気泡で分割するに足る量である。回転弁５Ａ近傍の流路内に気泡が混入されると、回転弁５Ａの切替動作完了まではプローブ３から回転弁５Ａまでの流路には試料液としての混合液が充満し、回転弁５Ａからセンサ４までの流路には校正液が充満していたのであるから回転弁５Ａの切替動作後においては回転弁５Ａからセンサ４までの流路においては混入した気泡により上流側の液と下流側の液とに分割され、上流側の液は試料液としての混合液であり、下流側の液は校正液である。そして流路内を気泡が移動して行くに連れ上流側の試料液と下流側の校正液とが流路内を移動していく。流路内を移動して行く液がセンサに供給されると、センサは校正液中の生体成分を検出し、次いで気泡を検知し、その後に試料液中の生体成分を検出することになる。
【０１０２】
この場合、センサによる液と気体との弁別が明確にできるので、生体成分についての検出値が校正液及び試料液のいずれについての値であるかに間違いを生じることがない。つまり正確な検出が実行できる。したがって、この発明に係る生体成分測定装置の測定結果の正確さがより一層向上する。
【０１０３】
上述したように、センサ４自体が気泡を検出する機能を有する場合には、図８に示される気泡検出器１３は特に必要がない。
【０１０４】
センサ４として気泡検出機能を有しないセンサを使用する場合、及びセンサ４として気泡検出機能を有しているが、気泡の通過をより一層確実に検出する場合には、図８に示されるように回転弁５Ａからセンサ４に到る流路の途中に、好ましくはセンサ４の近傍に、気泡検出器１３を設置するのが良い。
【０１０５】
なお、気体混入器１１を備えると以下のような利点もある。つまり、校正液がセンサ内を通過した後にセンサ４内を気体混入器１１によって気体で置換し、次いで気体で置換されたセンサ４内に試料液を供給すると、センサ内で校正液と試料液とが混じり合ってしまうことによる不都合を解消することができる。
【０１０６】
気体混入器１１を回転弁５Ａからセンサ４に到る流路に設置すると、気泡検出機能を有するセンサ４によって、又はセンサ４が気泡を検出する機能を有しない場合には気泡検出器１３によって、センサ４に流入する液が最初は校正液であり、次いで試料液に変化することを検出することができる。
【０１０７】
センサ４に流入する液が試料液から校正液へと変化することを検出するには、図８に示されるように、校正液貯留槽２から回転弁５Ａに到る流路に気体混入器１１Ａを介在させるのが良い。
【０１０８】
このように、気体混入器１１を設けると校正液から試料液への切替時点を正確に検出することができ、第２気体混入機１１Ａを設けると試料液から校正液への切替時点を正確に検出することができる。
【０１０９】
このように切替時点の正確な検出は生体成分の測定結果の正確さに寄与する。
【０１１０】
なお、気体混入器１１には、例えば空気を送出可能なポンプ等を用いることができる。
【０１１１】
気体を混入する方法としては、回転弁５Ａを状態（Ｂ）に切り替えた後、混合液の調製が完了したときに、回転弁５Ａを状態（Ａ）に切り替える前に気体を混入し始め、さらに状態（Ａ）に切り替えてからも適当な時間だけ気体を混入し続けると良い。この場合、センサ４には、先ず回転弁５Ａが状態（Ｂ）であるときに混入された気体が流入し、次いで状態（Ａ）に切り替えられた後に混入された気体によりプローブ３から押し出された混合液が流入し、さらに混合液を押し出した気体が流入する。よって、センサ４で得られる測定値は、センサ４を校正する校正液の測定値、気体の測定値、混合液の測定値及び気体の測定値の順に変化していくことになる。
【０１１２】
よって、仮に、混合液に生体成分が少量しか含まれておらず、生体成分の測定値が生体成分含有液の測定値と判別し難い場合であっても、気体の測定値の間に測定される液体が混合液であると判別し易いので、生体成分の測定がより一層正確となる。
【０１１３】
なお、図８に示されるように、生体成分測定装置１Ｄは、気体混入器１１の気体の混入を前記制御部１０により制御することとしている。気体の混入の制御は、例えば回転弁５Ａにおける状態（Ａ）及び状態（Ｂ）の切り替えるタイミングを時定数として設定することにより、達成される。また、センサ４、回転弁５Ａ及びポンプ６の制御部１０による制御は、生体成分測定装置１Ｃと同様であれば良い。
【０１１４】
上記各実施態様において、センサ４の校正をするときに、測定対象である生体成分を含有する試料液に代えて校正のためにのみ用いる校正専用液（これをベース液と称することもある。）を供給するようにしても良い。このためには、例えばセンサ４への流路の途中に、校正液貯留槽２と、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽の何れかを選択的に切り替え接続する弁装置を設け、前記状態（Ｂ）のとき（例えば図２又は図４を参照。）に、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽がセンサ４への流路に接続するように前記弁装置を切り替えて、校正専用液による校正を行うように構成するのである。なお、校正専用液は所定の生体成分濃度を有する溶液であり、この実施態様に適合するものとしては例えばグルコース標準液（２００ｍｇ／ｄＬ）である。このようにすることにより、センサ４の校正をより適切に行うことが可能である。
【０１１５】
なお、校正専用液を貯留した校正専用液貯留槽は校正専用液の濃度毎に設けることが好ましく、例えば濃度０ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬのように、濃度が５０ｍｇ／ｄＬずつ異なる校正専用液を貯留した複数の校正専用液貯留槽を設けることが好ましい。
【０１１６】
ここで、濃度０ｍｇ／ｄＬの校正液とは、測定対象の生体成分濃度が０ｍｇ／ｄＬでない校正液から測定対象の生体成分を除去した後の校正液をいう。
【０１１７】
また、上記各実施態様では、センサ４の校正を行う前記状態（Ｂ）のときには、校正液貯留槽２に収容される校正液を重力に基づいてセンサ４に送り込む構成になっているが、このような構成の代わりに、校正液貯留槽２とセンサ４とを連通する流路の途中にポンプ等の圧送手段を介装し、このポンプを介して校正液を強制的にセンサ４に圧送するようにしても良い。前記圧送手段は、前記経路のどの部分に介装してもよいが、校正液貯留槽２と回転弁５Ａ（又は５Ｂ）との間の流路に介装すると、状態（Ｃ）のとき（図５参照。）、即ちプローブ３のフラッシングを行う状態のときに、プローブ３の浸透部９に対して正圧のより高い液圧を作用させて、浸透部９に付着した血餅等の剥離及び洗浄をより効果的に行うことが可能になる。
【０１１８】
この発明に係る生体成分測定装置は、図面に示される実施態様に制限されること無く、この発明の目的を達成することができる限り、適宜の設計変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 生体成分測定装置
２ 貯留槽
３ プローブ
４ センサ
５Ａ、５Ｂ 回転弁
６ ポンプ
７ 排液槽
８ 血管
９ 浸透部
１０ 制御部
１１ 気体混入器
１３ 生体適合液貯留槽
１３Ａ 生体適合液
２１ 三方切替弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、
外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容することができるプローブと、
前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象の生体成分との混合液に含まれる測定対象の生体成分を測定するセンサと、
前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、
前記プローブ内の液を循環させる液循環手段と、
を備えて成ることを特徴とする生体成分測定装置。
【請求項２】
前記流通切替手段は、前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切替可能である請求項１に記載の生体成分測定装置。
【請求項３】
前記流通切替手段は、制御部により前記状態（Ａ）又は前記状態（Ｂ）に切り替えられるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の生体成分測定装置。
【請求項４】
前記流通切替手段は、前記状態（Ａ）、前記状態（Ｂ）又は前記状態（Ｃ）に切り替えられるように制御部により制御されることを特徴とする請求項２に記載の生体成分測定装置。
【請求項５】
状態（Ａ）である場合には、前記校正液貯留槽から前記プローブまでに至る流路に、及び、状態（Ｂ）である場合には、前記校正液貯留槽から前記センサまでに至る流路に、気体を混入することのできる気体供給手段が設けられて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体成分測定装置。
【請求項６】
前記気体供給手段は、前記制御部により気体の混入が制御されることを特徴とする請求項５に記載の生体成分測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記状態（Ｂ）においてセンサに気体を混入し、次いで状態（Ａ）に切り替えてプロ−ブへと気体を混入するように気体供給手段を制御する請求項６に記載の生体成分測定装置。
【請求項８】
測定対象である生体成分と同一の成分を含まないベース液を貯留したベース液貯留槽を備えること、及び、前記流通切替手段が、このベース液貯留槽と前記校正液貯留槽とを、前記センサへの流路に選択的に接続することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の生体成分測定装置。
【請求項１】
測定対象である生体成分と同一の成分を既知の濃度で含有する校正液を貯留する校正液貯留槽と、
外部から内部へと測定対象の生体成分を浸透させることのできる浸透部を備えるとともに、前記校正液を収容することができるプローブと、
前記校正液貯留槽から前記プローブ内に供給された前記校正液と前記浸透部を通じて浸透して来た測定対象の生体成分との混合液に含まれる測定対象の生体成分を測定するセンサと、
前記校正液貯留槽から前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへと前記混合液を流通可能にする状態（Ａ）と、前記プローブを経由することなく前記校正液貯留槽から前記センサへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブ内の液を循環可能にする状態（Ｂ）とのいずれかの状態に切り替える流通切替手段と、
前記プローブ内の液を循環させる液循環手段と、
を備えて成ることを特徴とする生体成分測定装置。
【請求項２】
前記流通切替手段は、前記プローブへと前記校正液を流通可能にするとともに、前記プローブから前記センサへは流通不可能にする状態（Ｃ）にも切替可能である請求項１に記載の生体成分測定装置。
【請求項３】
前記流通切替手段は、制御部により前記状態（Ａ）又は前記状態（Ｂ）に切り替えられるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の生体成分測定装置。
【請求項４】
前記流通切替手段は、前記状態（Ａ）、前記状態（Ｂ）又は前記状態（Ｃ）に切り替えられるように制御部により制御されることを特徴とする請求項２に記載の生体成分測定装置。
【請求項５】
状態（Ａ）である場合には、前記校正液貯留槽から前記プローブまでに至る流路に、及び、状態（Ｂ）である場合には、前記校正液貯留槽から前記センサまでに至る流路に、気体を混入することのできる気体供給手段が設けられて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体成分測定装置。
【請求項６】
前記気体供給手段は、前記制御部により気体の混入が制御されることを特徴とする請求項５に記載の生体成分測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記状態（Ｂ）においてセンサに気体を混入し、次いで状態（Ａ）に切り替えてプロ−ブへと気体を混入するように気体供給手段を制御する請求項６に記載の生体成分測定装置。
【請求項８】
測定対象である生体成分と同一の成分を含まないベース液を貯留したベース液貯留槽を備えること、及び、前記流通切替手段が、このベース液貯留槽と前記校正液貯留槽とを、前記センサへの流路に選択的に接続することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の生体成分測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５４２２４（Ｐ２０１２−２５４２２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９５７１（Ｐ２０１１−１２９５７１）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
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