JP5753797B2 - 測定装置、測定システム、電力供給装置、及び電力供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、試料中の被検物質に関する数値情報を測定する測定装置、測定システム、電力供給装置、及び電力供給方法に関する。

従来、被検者の腹部や腕部などに植え込んだ電気化学センサを利用して、体液中の被検物質に関する数値情報、例えば被検者の間質液中のグルコース濃度（いわゆる血糖値）を連続的に測定する技術が知られている。電気化学センサは、電気化学反応を利用して微量な電流を検出可能なセンサであり、酸化還元反応を生じる微量な化学物質の検出に適している。

グルコース濃度を測定するための電気化学センサとして、皮下に植え込んで配置されるセンサ部に酵素を固定化し、その酵素反応を利用して試料中の被検物質を検出するバイオセンサを用いることが多い。この種のバイオセンサは、通常、作用極及び対極を有しており、作用極には酵素（例えば、グルコース酸化酵素）が固定化されている。グルコース濃度は、作用極と対極との間に、電圧を印加するとともに、そのときに得られる応答電流に基づいて測定することができる。

グルコース酸化酵素は、酸素の存在下、グルコースと選択的に反応してグルコン酸を生成する。その際に、酸素は還元される一方でグルコースの量に比例した過酸化水素が生成される。過酸化水素は、電気化学的に容易に酸化できるため、一対の電極を用いて測定することができる。すなわち、応答電流値は、このように酵素の酵素反応により発生した過酸化水素を、電気化学的に酸化することにより得ることができる。そして、グルコース濃度の演算は、連続的に得られる応答電流値から定期的に電流をサンプリングし、サンプリング電流に基づいて行うことができる。

ところで、上記のように試料中の被検物質、例えばグルコース濃度等を連続的に測定するための測定装置では、ある程度長い期間に亘り継続してグルコース濃度を測定するいわゆる持続測定の用途で用いられることが多い。このような持続測定では、例えば被検者（使用者）の就寝中においてもグルコース濃度の測定を継続して連続的且つ自動的に行うことができ、被検者の血糖値を常に監視できるという利点がある。

従来、この種のグルコース持続測定装置を駆動するための駆動源は一次電池（いわゆる乾電池など）の電力を用いることが多い（例えば、特許文献１を参照）。当然ながら、一次電池においては、その電力エネルギーが放電し尽くされてしまえば、測定装置を駆動することができないため、新たな一次電池と交換する必要がある。

特開２００５−５２４４６３号公報

しかしながら、グルコース持続測定装置のように、試料中の被検物質に関する数値情報を測定する測定装置において、被検物質のモニタリングが一時期とはいえ中断されてしまうのは不都合である。例えば、糖尿病患者は就寝中に低血糖になり易いところ、そのような状況のときに測定装置によるモニタリングが中断されると、グルコース濃度が異常値を示していることの報知、警告などをすることができないという事態を招いてしまう。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、試料中の被検物質に関する数値情報の測定に際し、持続測定期間が長期に及ぶ場合であってもセンサへの駆動電力を安定して供給し続けることの可能な技術を提供することにある。

本発明では、上述した課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る測定装置は、
試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定装置であって、前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、前記センサを駆動するための電力を発電する発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、を備える。

本発明によれば、持続測定期間が長期に及ぶ場合であっても測定装置への駆動電力を安定して供給し続けることができる。よって、持続測定期間において試料中の被検物質に関する数値情報の測定が中断されるという不具合を抑制することができる。なお、上記の「連続的に」とは、センサが被検物質に関する数値情報に相関する信号を、一定又は不定の時間間隔をおいて間欠的に生成する態様を含む概念である。また、本明細書中における持続測定期間とは、試料中の被検物質に関する数値情報を連続的な（間欠的な）測定が継続して行われるときの継続期間を指す。また、本明細書において、「充電」と「蓄電」とを同義として用い、「蓄電部」は蓄電器（いわゆるコンデンサー、キャパシター等）、蓄電池（異いわゆる二次電池等）を含む概念である。

本発明に係る測定装置は、被検者に装着されて使用されるものであっても良い。また、本発明におけるセンサは、皮下に埋め込まれて配置されて且つ体液中の被検物質を検出するためのセンサ部を有することができる。このセンサは、試料中の被検物質に関する数値情報に相関する電気信号を連続的に生成する電気化学センサであっても良い。また、センサ部は、例えば基材の一部に形成されており、試料中の被検物質との間で酵素反応が生ずる酵素等の生体材料が保持されていても良い。

また、前記蓄電部は、前記センサへの給電要求（電力供給要求）が出された場合に、蓄えておいた電力を該センサへと供給すると良い。この給電要求は、センサに駆動電力を供給すべきとの要求であり、センサによって被検物質に関する数値情報の測定するタイミングごとに出される。この測定タイミングは、予め定められた一定間隔（例えば、数分間程度）であっても良いし、ユーザーによる所定の動作（例えば、測定開始ボタンの押下など）に応じて出されるものであっても良い。

なお、試料中の被検物質とは、例えば体液中のグルコース、乳酸などが例示できる。そして、被検物質に関する数値情報とは、被検物質の濃度、量などのように被検物質を定量的に評価するための数値情報のほか、ある被検物質が検出対象領域内に存在するかどうかや、あるレベルを超えているかどうか等のように、被検物質を定性的に評価するための数値情報を包括する概念である。また、上記体液とは、人以外の動物の体液であっても構わない。

また、本発明において、前記発電部は、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用した電磁誘導の作用により発電することができる。この場合、前記電磁誘導の作用により発電する発電部は、前記振動エネルギーによって相対位置関係が変化するように設けられた電磁誘導コイルおよび永久磁石を含んで構成することができる。

また、前記発電部は、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用して圧電変換を行うことにより発電することができる。この場合、前記圧電変換を行うことにより発電する発電部は、圧電素子（いわゆるピエゾ素子）を含んで構成することができる。

また、前記発電部は、使用環境下における環境温度と被検者の体温との温度差を利用して熱電変換を行うことにより発電することができる。この場合、前記熱電変換を行うことにより発電する発電部は、ゼーベック素子を含んで構成することができる。ゼーベック素子とは、いわゆるゼーベック効果を利用して発電を行うことの可能な熱電変換素子である。

また、前記発電部は、使用環境下において受光する光エネルギーを利用して光電変換を行うことにより発電することができる。この場合、前記光電変換を行うことにより発電する発電部は、シリコン太陽電池または色素増感太陽電池を含んで構成することができる。

また、前記発電部は燃料電池を有し、該燃料電池を用いて発電することができる。この場合、燃料電池は、糖類またはアルコール類を燃料として使用しても良い。

また、前記蓄電部は、電気二重層コンデンサ及び二次電池の少なくとも何れかを含んで構成されても良い。この場合、二次電池は、例えばリチウムイオン二次電池であっても良い。

また、本発明における測定装置は、前記センサを制御するとともに該センサが生成した信号に基づいて前記被検物質に関する数値情報を演算するセンサ制御部を更に備え、前記蓄電部は該センサ制御部を介して蓄えておいた電力を該センサに供給することもできる。その場合、前記発電部および蓄電部のそれぞれは、前記センサ制御部を収容する筐体に設置されても良い。

また、測定装置は、前記センサ制御部による演算結果を取得するとともに該演算結果を表示する結果表示部を、更に備えても良い。その場合、前記発電部および蓄電部のそれぞれは、前記センサ制御部を収容する筐体または前記結果表示部が設けられる筐体に設置されても良い。また、本発明における前記被検物質は間質液中または血液中のグルコースであっても良く、測定装置は該グルコースの濃度を測定しても良い。

より好適な態様として、本発明における測定装置は、試料中の被検物質に関する数値情報を測定する測定装置であって、前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、を備える。

また、本発明における測定装置において、前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始しても良い。また、前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出しても良い。また、前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、所定の警報を出力する警報部を更に備えても良い。

また、本発明における測定装置は、非常用電源を更に備え、前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、前記非常用電源から前記蓄電部に電力を供給させるようにしても良い。また、前記発電部は複数の発電装置を含んで構成され、前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率より低い場合に、稼動させる発電装置の数を増やすようにしても良い。また、前記発電部は発電方式の異なる複数種類の発電装置を含んで構成され、前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、稼動させる発電装置を、稼動中の発電装置から発電方式の異なる他種の発電装置に切り替えるようにしても良い。

本発明における測定装置は、前記発電制御部が算出した前記発電率を記憶する記憶部を更に備え、前記発電制御部は、前記記憶部に記憶されている前記発電率のうち、直近に記憶した値を含む過去複数回分の該発電率の値を平均して算出した平均発電率に応じて、前記発電部における発電量の監視を開始する閾値となる判定用基準電圧の値を調節しても良い。

また、本発明は、試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定システム、センサ（例えば、電気化学センサ）に電力を供給するための電力供給装置、及び電力供給方法として捉えることができる。

すなわち、本発明に係る測定システムは、試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定システムであって、前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、を備える。

また、本発明に係る電力供給装置は、試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給装置であって、前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、を備える。

また、本発明に係る電力供給方法は、試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給方法であって、前記センサを駆動するための電力を発電する発電ステップと、前記発電部が発電する発電量を監視する発電量監視ステップと、前記発電ステップにおいて発電された電力を充電する充電ステップと、前記充電ステップにおいて蓄えておいた電力を該センサに供給する供給ステップと、を備える。発電ステップは、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用した電磁誘導の作用、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用した圧電効果、使用環境下における異なる２箇所の温度差を利用した熱電効果、使用環境下において受光する光エネルギーを利用した光電効果、のうち少なくとも何れかを利用して前記センサを駆動するための電力を発電しても良い。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。例えば、本発明に係る測定装置を説明する際に例示した種々の発電部、蓄電部は、上記の測定システム、電力供給装置、電力供給方法の各々に好適に適用することができる。

本発明によれば、試料中の被検物質に関する数値情報の測定に際し、持続測定期間が長期に及ぶ場合であってもセンサへの駆動電力を安定して供給し続けることの可能な技術を提供することができる。

第一実施形態における測定装置の概略構成図を示す図である。 第一実施形態におけるグルコースセンサを、要部拡大図とともに示した全体斜視図である。 第一実施形態における測定装置の主要な構成を示したブロック図である。 実施例１における発電部を説明するための説明図である。 実施例１における圧電素子を説明するための説明図である。 実施例２における発電部を説明するための説明図である。 実施例３における発電部を説明するための説明図である。 実施例４における発電部を説明するための説明図である。 実施例５における発電部を説明するための説明図である。 第二実施形態における測定装置の主要な構成を示したブロック図である。 第二実施形態における制御ルーチンの前半部分の処理内容を示すフローチャートである。 第二実施形態における制御ルーチンの後半部分の処理内容を示すフローチャートである。 第三実施形態における制御ルーチンの前半部分の処理内容を示すフローチャートである。 第三実施形態における制御ルーチンの後半部分の処理内容を示すフローチャートである。 第四実施形態における制御ルーチンの後半部分の処理内容を示すフローチャートである。 第五実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について例示的に詳しく説明する。本実施形態では、被検者に装着されて使用される測定装置（測定システム）を中心に説明する。

[第一実施形態]
図１は、第一実施形態における測定装置（測定システム）１の概略構成図を示す図である。測定装置１は、間質液中のグルコース濃度を連続的に自動で測定可能なグルコース連続測定装置であり、例えば人体（被検者）の腹部や腕部などの皮膚に装着して使用される。この測定装置１は、筐体（ハウジング）２、制御コンピュータ３および電気化学センサ４を備えている。なお、ここでは測定装置１によって間質液中のグルコース濃度を測定する例を説明するが、血液中のグルコース濃度を測定しても勿論構わない。また、以下の図面において、先に述べた図面中に記載された部品と同様の部品には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る測定装置の各実施形態の説明は、本発明に係る測定システム、電力供給装置、電力供給方法の各実施形態の説明を兼ねる。特に、本発明を測定システムとして捉える場合、下記説明中における「測定装置」を「測定システム」として読み替えても良く、その場合には各図の参照符号１を「測定システム」を指すものとする。

この電気化学センサ４は、電気化学的反応を利用して特定の被検物質を検出するセンサである。本実施形態における電気化学センサ４はいわゆるバイオセンサを採用している。バイオセンサは、生物もしくは生物由来の材料を、被検物質を認識する素子として用いて、被検物質を連続的に測定、検出するためのセンサである。本実施形態における電気化学センサ４は、体液中のグルコース濃度を連続的に測定するために用いられ、以下、「グルコースセンサ」と称する。また、本実施形態においては、体液中のグルコースが本発明における被検物質に該当し、且つ、グルコース濃度が本発明における被検物質に関する数値情報の一例として挙げることができる。

筐体２は、測定装置１の外形をなすものであり、カバー２０および基板２１を含んでいる。カバー２０および基板２１は相互に固定されており、これらによって画定される制御コンピュータ３が収容されている。筐体２は、防水性あるいは耐水性を有しているのが好ましい。このような筐体２は、たとえば少なくともカバー２０（必要に応じて基板２１）を金属やポリプロピレン樹脂などの透水性の極めて低い材料により形成される。

基板２１は、グルコースセンサ４が挿通される部分であり、グルコースセンサ４の基端側の端部（以下、「基端部」という）４０を固定している。基板２１には、接着フィルム５が固定されている。この接着フィルム５は、測定装置１を皮膚に固定するときに利用されるものである。接着フィルム５としては、両面に粘着性を有するテープを使用することができる。

制御コンピュータ３は、測定装置１の所定の動作（たとえば電圧の印加、グルコース濃度の演算など）に必要な電子部品を搭載したものである。この制御コンピュータ３はさらに、後述するグルコースセンサ４の電極４２（図２参照）に接触させるための端子３０を備えている。この端子３０は、グルコースセンサ４に電圧を印加して、グルコースセンサ４から応答電流値を得るために利用されるものである。

グルコースセンサ４は、間質液中のグルコース濃度に応じた応答を得るためのものである。詳しくは後述するが、このグルコースセンサ４の先端部には、間質液中のグルコースを検出するためのセンサ部としての固定化酵素部４３が形成されており、この固定化酵素部４３が少なくとも皮下に植え込まれて使用される。ここでは、グルコースセンサ４は、端部４０が皮膚６から突出して制御コンピュータ３の端子３０に接触しているとともに、その他の大部分（固定化酵素部４３も含む）が皮膚６に挿入されている。

図２は、グルコースセンサ４を、要部拡大図とともに示した全体斜視図である。図示のように、グルコースセンサ４は、基板４１、電極４２、固定化酵素部４３、を有している。基板４１は、電極４２を支持するためのものであり、絶縁性および可撓性を有するシート状に形成されている。基板４１は、端部４０が筐体２の内部に存在している一方で、端部４１Ｂが鋭利な形に形成されている。端部４１Ｂを鋭利な構造とすれば、皮膚６へのグルコースセンサ４の挿入を容易に行うことができるようになり、使用者の痛みを低減することができる。

基板４１のための材料としては、人体への害がなく、適切な絶縁性を有するものであれば良く、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの熱可塑性樹脂、あるいはポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。

電極４２は、固定化酵素部４３に電圧を印加して、固定化酵素部４３から電子を取り出すために利用されるものである。電極４２は、作用極４２Ａおよび対極４２Ｂを含んでいる。作用極４２Ａは、グルコースと電子授受を行う部分である。対極４２Ｂは、作用極４２Ａとともに電圧の印加に利用されるものである。電極４２は、カーボンインクを用いたスクリーン印刷により形成することができる。

固定化酵素４３は、グルコースと作用極４２Ａとの間の電子授受を媒体するものである。この固定化酵素部４３は、基板４１の一方の面に形成されている。そして、作用極４２Ａの端部４２Ａａにおいて、グルコース酸化還元酵素を固定化することにより形成されている。

グルコース酸化還元酵素としては、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）およびグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）などを使用することができる。ただし、グルコース酸化還元酵素としては、ＧＤＨを使用するのが好ましく、特にチトクロムＧＤＨを使用するのが好ましい。グルコース酸化還元酵素としてＧＤＨを使用すれば、過酸化水素を生成させることなくグルコースから電子を取り出せる。そのため、過酸化水素がグルコースや生体細胞に損傷を与えることを回避でき、人体により安全で、かつ酵素の劣化の少ない安定性の高いグルコースセンサ４を実現できる。グルコース酸化還元酵素の固定化方法としては、公知の種々の方法、たとえば重合性ゲル、ポリアクリルアミドやリンなどの高分子、リン脂質ポリマーにシランカップリング剤を導入したＭＰＣ重合体あるいはタンパク質膜を利用する方法を採用することができる。

測定装置１は、グルコースセンサ４に駆動電力を供給するための電源装置である電力供給装置１１を備える。電力供給装置１１は、発電部１１０及び蓄電部（「充電部」とも言い換えることができる）１１１を有しており、詳しくは後述する。また、測定装置１は、表示ユニット部１４を備える。この表示ユニット部１４は、後述するセンサ制御部１２によって演算されるグルコース濃度の演算結果を取得するとともにその演算結果を表示する。図１に示すように、表示ユニット部１４は、グルコース濃度の演算結果を表示するための表示パネル１５を有する。また、表示ユニット部１４の筐体１７は、筐体２と同様、接着フィルム５などによって皮膚に固定されている。なお、本実施形態における測定装置１において表示ユニット部１４は必須の構成ではない。

図３は、測定装置１の主要な構成を示したブロック図である。図中、制御コンピュータ３に包含される通信部１０、センサ制御部１２、記憶部１３は、制御コンピュータ３によって実現される機能である。制御コンピュータ３は、命令およびデータを処理することで各機能部を制御する汎用または専用のプロセッサ、各種制御プログラムが格納されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、制御プログラムが展開されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、必要に応じて測定装置１によって使用される各種データが記憶されるハードディスク（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）等を有するコンピュータである。プロセッサは、ＲＡＭに展開された制御プログラムを解釈および実行する。これらの構成は、プロセッサを含めて、各機能部に夫々個別に設けられてもよいし、各機能部によって共有されても良い。図３に示したように、制御コンピュータ３には、通信部１０、センサ制御部１２、記憶部１３が実現される。

センサ制御部１２は、各種の動作、たとえば電圧印加のタイミング、印加電圧値、応答電流のサンプリング、グルコース濃度の演算、あるいは外部の情報処理端末との通信を制御するものである。

通信部１０は、表示ユニット部１４との間でデータ通信を行うためのものであり、センサ制御部１２によるグルコース濃度の演算結果を表示ユニット部１４に送信する。この実施形態における通信部１０はケーブル１８を用いて有線でデータ通信を行っているが、たとえば無線通信手段（赤外線を使ったＩｒＤＡあるいは２．４ＧＨｚの周波数帯を使ったブルートゥース（登録商標）など）を利用することができる。

また、通信部１０は、外部の情報処理端末との間でデータ通信を行う機能を実現する。外部の情報処理端末としては、例えば被検者にインスリンを投与するためのインスリン注入装置（例えば、インスリンポンプ）、簡易型血糖値測定装置、パーソナルコンピュータ、警報装置などを挙げることができる。上記警報装置は、測定装置１からのデータに基づいて、被検者が低血糖、高血糖、低血糖になりかかっている、高血糖になりかかっているなどの状態を患者に報知する装置である。

測定装置１とインスリン注入装置とのデータ通信は、たとえば測定装置１でのグルコース濃度の測定結果を、インスリン注入装置に送信することにより行なわれる。これにより、測定装置１からの測定データに基づいて、人体に投与すべきインスリン量をコントロールすることができる。

また、測定装置１と簡易型血糖値測定装置とのデータ通信は、たとえば簡易血糖値測定装置での血糖値測定結果を、測定装置１に送信することにより行なわれる。これにより、測定装置１の測定結果と簡易血糖値測定装置での測定結果とを比較して、これらの測定結果が一定値以上乖離している場合には、測定装置１の校正を行うようにしても良い。また、簡易型血糖値測定装置に対しては、測定装置１において測定された生データ（応答電流）を送信するようにしても良い。

測定装置１とパーソナルコンピュータとのデータ通信は、たとえば測定装置１の血糖値測定結果や生データ（応答電流）をパーソナルコンピュータに送信することにより行なわれる。これにより、パーソナルコンピュータにおいて、グルコース濃度の変遷、推移をモニタすることができる。

記憶部１３は、各種の演算に必要なプログラムおよびデータ（たとえば検量線に関するデータ、電圧印加パターンに関するデータなど）を記憶したものである。この記憶部１３はさらに、グルコースセンサ４からの応答電流値や演算されたグルコース濃度を記憶できるものであっても良い。

ここで、電力供給装置１１は、図１に示すようにセンサ制御部１２を構成する制御コンピュータ３と同様、筐体２に収容されている。電力供給装置１１における蓄電部１１１はいわゆる二次電池（蓄電池）であり、後述する発電部１１０により供給されてくる電力を充電により蓄えておき（すなわち、蓄電し）、蓄えておいた電力をグルコースセンサ４に供給するように機能する。この実施形態では発電部１１０はリチウムイオン二次電池を含んで構成されている。リチウムイオン二次電池は周知のように、例えば＋極にリチウム酸化物、−極に炭素素材を使用しており、充電（蓄電）時には＋極からリチウムイオンが離れて電解液とセパレータを通り、−極側に移動する。そして、放電時には、炭素素材に蓄えられたリチウムイオンが＋極側に移動してリチウム酸化物に戻る。なお、本実施形態の蓄電部１１１は、他の種々の二次電池、例えばニッカド二次電池、ニッケル水素二次電池などを含んで構成することもできる。また、蓄電部１１１は、蓄電器（コンデンサ、キャパシタなどとも称呼される）であっても良い。例えば、蓄電部１１１は電気二重層コンデンサ（Electric double-layer capacitor、EDLC）を含んで構成しても好適である。電気二重層コンデンサは、電気二重層という物理現象を利用することで蓄電効率が著しく高められたコンデンサである。本実施形態における蓄電部１１１は、いわゆる蓄電池、蓄電器を含む包括的なものである。

また、蓄電部１１１は、グルコースセンサ４へと蓄電している電力を直接供給しても良いし、他の電子部品を経由して電力をグルコースセンサ４に供給しても良い。この実施形態では、蓄電部１１１からの電力が先ずセンサ制御部１２に供給され、該センサ制御部１２を経由してグルコースセンサ４に供給される。なお、発電部１１０はグルコースセンサ４を駆動するための駆動電力を発電するものである。更に、電力供給装置１１は、非常用電源として、図示しない控え用一次電池（例えば、ボタン電池など）を有していても良い。なお、通常時は蓄電部１１１により賄われる電力で充分にグルコースセンサ４を駆動することができるため、控え用一次電池の電力は消費されない。

なお、電力供給装置１１は、筐体２の内部に設けられる必要はなく、筐体２の外側に設置することもできる。また、表示ユニット部１４の筐体１７内部に収容し、もしくは筐体１７の外面に取り付けても良い。また、ケーブルなどを介して発電部１１０及び蓄電部１１１のそれぞれを、センサ制御部１２側の筐体２と表示ユニット部１４側の筐体１７とに、それぞれ分離して配置することも可能である。

ところで、測定装置１は、その持続（継続）測定期間が、好ましくは数日、より好ましくは１週間〜数週間程度であり、比較的に長期間に亘りグルコース濃度を一定期間ごと（例えば、数分に１回程度の頻度）に連続的に測定することを想定している。そのため、当然ながら、夜間、被検者の就寝中においてもグルコース濃度は自動的に測定され、そのモニタリングは継続されることが好ましい。なお、上記の「連続的に」とは、「間欠的に」という意味として捉えることができる。

ここで、測定装置１の駆動電源として一次電池のみを備えている場合、持続測定期間中、特に被検者が就寝中の夜間において一次電池に蓄えられていた電気エネルギーが消費し尽くされると、グルコースセンサ４や他の電子部品に対して駆動電力の供給が途絶えてしまう。そうすると、グルコース濃度のモニタリングが中断されてしまい、極めて不都合である。例えば、糖尿病患者は就寝中に低血糖になり易いところ、そのような状況のときにモニタリングが中断されると、警報装置によってグルコース濃度が異常値を示している旨の警告ができず、また、インスリン注入装置と通信してインスリン量を調節することができないなどの事態を招いてしまう。

そこで、本実施形態に係る電力供給装置１１は、発電部１１０が発電した電力を充電により蓄えておく（蓄電）しておき、グルコースセンサ４への給電要求が出された場合に、蓄電部１１１に蓄えておいた電力を該グルコースセンサ４へと供給するようにした。言い換えると、グルコースセンサ４への電力供給方法は、グルコースセンサ４を駆動するための電力を発電する発電ステップと、この発電ステップにおいて発電された電力を充電（蓄電）する充電ステップと、グルコースセンサ４への給電要求が出された場合に、上記充電ステップにおいて蓄えておいた電力をグルコースセンサ４に供給する供給ステップとを含む。

この給電要求は、グルコースセンサ４に駆動電力を供給すべきとの要求であり、グルコースセンサ４によりグルコース濃度を測定するタイミングごとに出される。グルコース濃度の測定タイミングは、例えば、一定間隔（例えば、数分間）に予め定められている。これに加えて、ユーザーによる所定の動作（例えば、測定開始ボタンの押下など）がなされた場合にも、グルコースセンサ４への給電要求が出されるようになっている。ユーザーからの給電要求は、たとえば不定の間隔（不定期）にて出されることになる。グルコースセンサ４への給電要求をトリガーとして、蓄電部１１１からセンサ制御部１２へと電力が送られ、該センサ制御部１２からグルコースセンサ４へと駆動電圧が印加される。以下、より具体的な実施例について説明する。

＜実施例１＞
図４は、実施例１における発電部１１０を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用した圧電効果を利用してグルコースセンサ４を駆動するための電力を発電することを特徴とする。

本実施例における発電部１１０は、圧電変換を行うことにより発電する圧電素子１１０Ａを含んでいる。圧電素子１１０Ａは、作用した振動、圧力を電力に変換する圧電体と、この圧電体に接続された電極とから構成することができる。圧電素子１１０Ａは、外力が直接的に作用するような態様で設けられていても良いし、図５に示すように作用する振動エネルギーによって歪むときの歪みエネルギーを電力に変換するような態様で設けられても良い。

図５に示した例では、電極に挟まれた圧電体がカンチレバー(cantilever、片持ち梁)形式で支持されている。この図では、圧電素子１１０Ａが変位しやすいように、該圧電素子１１０Ａにおける圧電体の自由端側に錘が設置されている。この構成では、振動エネルギーが圧電素子１１０Ａに伝えられると該圧電素子１１０Ａが変形（歪む）する結果、いわゆる圧電効果によってそのエネルギーが電力へと変換される。

特に、本実施形態に係る電力供給装置１１は、被検者に装着された測定装置１に搭載される。これにより、被検者の通常生活における諸動作に伴う振動や圧力を、圧電素子１１０Ａに好適に作用させることができる。すなわち、被検者が意識することなく無意識下において、グルコースセンサ４に供給すべき駆動電力が発電されることになる。

上記のように発電部１１０において発電された電力は蓄電部１１１に充電され、蓄えられる。そして、グルコースセンサ４に給電要求が出される度に、この蓄電部１１１に蓄えられている電力が該グルコースセンサ４へと供給されることで、グルコースセンサ４を好適に駆動することができる。例えば、被検者の就寝中にグルコース濃度を測定する際、グルコースセンサ４への電力供給は蓄電部１１１に蓄えられている電力で賄われる。そして、被検者の起床後においては、発電部１１０における発電が再開され、蓄電部１１１の蓄電量を増やすことができる。

以上のように、電力供給装置１１及びこれを備えた測定装置１によれば、測定装置１によって継続して連続的にグルコース濃度を測定する持続測定期間がたとえ長期に及ぶ場合であっても、グルコースセンサ４に駆動電力を安定して供給し続けることができる。よって、持続測定期間において、グルコース濃度のモニタリングが中断されるという不具合を抑制することができる。そのため、被検者のグルコース濃度が就寝中に異常値を示した場合においても、警報装置によって確実な警告を行い、また、インスリン注入装置とのデータ通信によってインスリン量を適正な量に調節することができる。また、この構成によれば、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用して発電を行い、その電力を用いてグルコースセンサ４を駆動することができるため、コスト面でも有効である。従って、グルコースセンサ４の駆動電力を一次電池のみに頼る場合に比べて、使用者の経済的負担を軽減することができる。

＜実施例２＞
図６は、実施例２における発電部１１０を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用した電磁誘導の作用を利用してグルコースセンサ４を駆動するための電力を発電することを特徴とする。

本実施例における発電部１１０は、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用した電磁誘導の作用により発電する発電器（以下、「電磁誘導発電器」という）１１０Ｂを含んで構成されている。この電磁誘導発電器１１０Ｂは、図示のように、電磁誘導コイル１１０Ｂ１と、永久磁石１１０Ｂ２を有する。電磁誘導コイル１１０Ｂ１及び永久磁石１１０Ｂ２のそれぞれは、該電磁誘導コイル１１０Ｂ１内の磁束（磁界）が変化するように、振動エネルギーを駆動力として互いの相対位置関係が変更されるように設けられている。

電磁誘導コイル１１０Ｂ１及び永久磁石１１０Ｂ２を保持する具体的な機構は公知の種々の機構を採用できる。例えば、永久磁石１１０Ｂ２を電磁誘導コイル１１０Ｂ１の軸方向に往復スライド運動させるスライド機構を採用しても良い。そして、使用環境下において作用する振動エネルギーを利用して永久磁石１１０Ｂ２を電磁誘導コイル１１０Ｂ１から挿入出を繰り返すことにより、該電磁誘導コイル１１０Ｂ１の磁束を変化させ、誘導起電力を生じさせても良い。

以上のように、電磁誘導発電器１１０Ｂによれば、実施例１における圧電素子１１０Ａと同様、被検者が意識することなく、グルコースセンサ４へ供給する駆動電力を無意識下において発電することができる。すなわち、被検者の通常生活における諸動作を利用して、グルコースセンサ４の駆動電力を蓄電部１１１に好適に蓄電しておくことができる。従って、グルコース濃度を連続的に測定する持続測定期間がたとえ長期化したとしても、グルコースセンサ４に駆動電力を安定して供給し続けることができ、グルコース濃度のモニタリングが意に反して中断されることを好適に回避することができる。

＜実施例３＞
図７は、実施例３における発電部１１０を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下における環境温度と被検者の体温との温度差を利用した熱電効果を利用してグルコースセンサ４を駆動するための電力を発電することを特徴とする。

本実施例における発電部１１０は、使用環境下における環境温度と被検者の体温との温度差を利用して熱電変換を行うことにより発電するゼーベック素子１１０Ｃを含んで構成されている。ゼーベック素子１１０Ｃは、図示のように、Ｎ型及びＰ型半導体をＰＮ接合させ、その両端に温度差を設けると起電力が発生するゼーベック効果を利用して発電を行う熱電変換素子である。ゼーベック素子１１０Ｃの接合部の一端側には第１端子１１０Ｃ１が、他端側には第２端子１１０Ｃ２が設けられている。

ゼーベック素子１１０Ｃは、例えばその第１端子１１０Ｃ１に被検者の体温が伝達され、第２端子１１０Ｃ２には外部環境温度が伝達されるような態様で設けられている。これによれば、例えば被検者の体温と外気温との温度差を利用して第１端子１１０Ｃ１及び第２端子１１０Ｃ２に温度差を設け、これに起因するゼーベック効果を利用して発電を行うことができる。また、入浴時などには、体温と、給湯される水との温度差を利用して発電することができる。具体的には、例えば第１端子１１０Ｃ１は、防水性及び熱伝導性の優れた保護膜などを介して、外部環境に晒される態様で設けられる。その結果、第１端子１１０Ｃ１には、外部環境の温度（外気温、入浴時などによる水温）などが導入される。一方、第２端子１１０Ｃ２は、同じく防水性及び熱伝導性の優れた保護膜などを介して皮膚と密着し、かつ、外部とは遮断された態様で設けられており、これによって第２端子１１０Ｃ２には体温が導入される。これによれば、被検者の日常生活において自然と発生する体温と外部環境との温度差が第１端子１１０Ｃ１及び第２端子１１０Ｃ２の間に生じる結果、ゼーベック素子１１０Ｃにおいて発電が行われる。

以上のように、本実施例におけるゼーベック素子１１０Ｃによれば、実施例１及び２と同様に、被検者に意識させることがなく、グルコースセンサ４への駆動電力を無意識下において発電することができる。すなわち、被検者の通常生活における諸動作を利用して、グルコースセンサ４の駆動電力を蓄電部１１１に好適に蓄電しておくことができる。

＜実施例４＞
図８は、実施例４における発電部１１０を説明するための説明図である。この実施例では、使用環境下において受光する光エネルギーを利用した光電効果を利用してグルコースセンサ４を駆動するための電力を発電することを特徴とする。

本実施例における発電部１１０は、使用環境下において受光する光エネルギーを利用して光電変換を行うことにより発電する太陽電池１１０Ｄを含んで構成されている。太陽電池１１０Ｄは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。図８に示した太陽電池１１０Ｄはいわゆるシリコン太陽電池を概念的に表したものである。この太陽電池１１０Ｄは、Ｎ型及びＰ型半導体をＰＮ接合させた構造をしており、このＰＮ接合部に光エネルギーを作用させることにより、半導体の価電子が励起される。そして、ＰＮ接合部における正孔がＰ型半導体へ、電子がＮ型半導体側へ引き寄せられる光起電力効果が起こり、これにより光起電力が発生する。なお、本実施例の太陽電池１１０Ｄとしてはシリコン太陽電池に限定されるものではなく、他種の太陽電池、例えば色素増感太陽電池も好適に採用することができる。

この構成によれば、被検者が通常生活のなかで受ける様々な光エネルギー、例えば日中の太陽光や、照明器具による照射光の受光を利用して光電変換を行い、発電することができる。よって、他の実施例と同様に太陽電池１１０Ｄにおいても、グルコースセンサ４の駆動電力を被検者の無意識下において発電することができる。

＜実施例５＞
図９は、実施例５における発電部１１０を説明するための説明図である。本実施例における発電部１１０は、燃料電池１１０Ｅを有し、この燃料電池１１０Ｅを用いて発電する。燃料電池１１０Ｅは、電気化学反応によって電力を取り出す発電装置である。本実施例における燃料電池１１０Ｅは、燃料を酵素により分解してプロトンと電子とに分離するもので、燃料としてメタノールやエタノールのようなアルコール類、あるいは例えばグルコースのような糖類などのバイオ燃料を好適に用いることができるバイオ燃料電池である。

図９に示すように、この燃料電池１１０Ｅは、プロトンを伝導する電解質膜１１０Ｅ３とその両面に接合されたアノード層１１０Ｅ４とカソード層１１０Ｅ５を有する。また、アノード層１１０Ｅ４にはアノード（負極、燃料極）１１０Ｅ１が接合され、カソード層１１０Ｅ５にはカソード（正極、酸化剤極）１１０Ｅ２が接合されている。また、アノード１１０Ｅ１側には燃料となる糖類の溶液が供給され、カソード１１０Ｅ２側には酸素または空気が供給される。カソード１１０Ｅ２側では酸素の還元により、水酸化物イオン（OH-）が生成し、膜中を移動してアノード１１０Ｅ１側に到達し、アノード１１０Ｅ１側では糖とOH-が反応して糖の酸化物と水が生じる。この時外部回路を電子が流れて電流を取り出すことができる。更に、燃料電池１１０Ｅは、アノード１１０Ｅに供給するための燃料を貯留する燃料タンクを備えている。この燃料タンクには、例えばアクリル樹脂などの絶縁性材料が用いられている。

この構成によれば、被検者が通常生活のなかで身近にある燃料、例えば、ジュース、スポーツ飲料、砂糖水、アルコール類などの飲料糖類やアルコール類を燃料として、燃料電池１１０Ｅにおいて手軽に発電が可能である。すなわち、任意の場所で、任意の燃料を補給することが可能となるといったメリットを享受できる。このようにして、燃料電池１１０Ｅにおいて発電された電力は蓄電部１１１に充電されることで蓄えられる。そして、グルコースセンサ４に給電要求が出された場合に、蓄電部１１１に蓄電されている電力が該グルコースセンサ４へと供給される。よって、測定装置１における持続測定期間がたとえ長期に及ぶ場合であっても、グルコースセンサ４に駆動電力を安定して供給し続けることができる。また、本実施例における燃料電池１１０Ｅでは、予備の燃料をバックアップ用にカートリッジとして備えておくことも可能である。

以上のように、電力供給装置１１に関する実施例を実施例１乃至５において説明したが、各実施例で説明した発電部１１０は可能な限り組み合わせて実施することが可能である。

また、本実施形態における測定装置１は、体液中のグルコース濃度を測定することで被検物質を定量しているが、被検物質が電気化学センサのセンサ部の周囲一定領域に被検物質が存在するか否か、或いは、被検物質があるレベルを超えているか否か等について判別する場合のように、被検物質を定性的に評価するために本発明を適用することも可能である。

また、本実施形態において、測定装置１における制御コンピュータ３が収容される筐体２（ここでは、「本体部」とも称する）は被検者の皮膚上に固定されているが、被検者の衣服などに取り付けられても良いし、他の方法によって携帯されるようにしても良い。もっとも、測定装置１の本体部は被検者に必ずしも装着される必要はなく、たとえばグルコースセンサ４が生成する電気信号を、被検者とは離間した場所に設置された制御コンピュータ３へと無線によって送信し、制御コンピュータ３において実現されるセンサ制御部１２においてグルコース濃度を演算しても構わない。

また、体液中の被検物質は、グルコースに限られるものではなく、例えば乳酸であっても良い。その場合、電気化学センサは乳酸のレベルを測定するための乳酸センサとして機能し、そのセンサ部（固定化酵素部）には、例えば乳酸オキシダーゼを固定化しても良い。また、その他の好適な被検物質として、例えば胆汁酸などを例示することができる。もっとも、被検物質は、体液以外の試料に含まれる特定物質を被検物質として、本発明を好適に実施することができる。また、電気化学センサのセンサ部に保持される生体材料としては、酵素のほか、微生物、抗体、細胞などを好適に適用することができる。

また、本実施形態では、本発明に係るセンサとして電気信号を生成する電気化学センサを採用しているが、例えば反射光を連続的に検知することによって試料中の被検物質の量や濃度に相関する信号を生成するセンサを採用することもできる。また、本実施形態では、人（被検者）の体液中における被検物質に関する数値情報を測定する際に本発明を適用する例を説明したが、他の対象（例えば、人以外の動物）の体液を試料としても良いのは勿論である。これらの事項は、以下に説明する他の実施形態についても同様である。

[第二実施形態]
次に、本発明を実施する第二実施形態について説明する。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成については同一の参照符号を付すことでその詳しい説明は省略する。第二実施形態におけるグルコースセンサ４は第一実施形態と同様である。図１０は、第二実施形態における測定装置１の主要な構成を示したブロック図である。ここでは、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態において、測定装置１の制御コンピュータ３は、充電量検出部３１、発電制御部３２を更に含んでいる。これらは、制御コンピュータ３のプロセッサが各種制御プログラムを実行することによって実現される機能である。また、測定装置１は警告音や音声情報を出力する警報部１９を備える。更に、電力供給装置１１は、非常用電源としての控え用一次電池（以下、「非常用電池」という）１１２を備えている。非常用電池１１２は、例えばボタン電池であるが、これに限定されない。また、本実施形態においては非常用電池１１２が本発明における非常用電源に対応している。本実施形態に係る測定装置１のその他の基本構成は、第一実施形態と同様である。

各実施形態に係る測定装置１に搭載される発電部１１０（第一実施形態の各実施例を参照）では、被検者が日常生活を送る中で意識することなくグルコースセンサ４に供給するための駆動電力を発電することができるというメリットがある。しかしながら、発電部１１０の発電量が過度に少ない状態が続いてしまうと、蓄電部１１１における充電が少なくなり、グルコースセンサ４による測定動作が阻害される虞がある。そこで、測定装置１における測定開始後においては、蓄電池１１１の充電量のみならず、発電部１１０を構成する発電装置の発電量を把握し、その結果に応じて適切な処置を行うようにした。本実施形態におけるグルコースセンサ４への電力供給方法は、グルコースセンサ４を駆動するための電力を発電する発電ステップと、発電ステップにおいて発電される発電量を監視する監視ステップと、発電ステップにおいて発電された電力を充電（蓄電）する充電ステップと、上記充電ステップにおいて蓄えておいた電力をグルコースセンサ４に供給する供給ステップとを含む。

制御コンピュータ３の充電量検出部３１は、蓄電部１１１の電圧を検出する電圧検出回路であり、蓄電部１１１の電圧値を検出することでその充電量を検出する。言い換えると、充電量検出部３１は、蓄電部１１１からグルコースセンサ４に供給される電力の電圧値を検出する。また、制御コンピュータ３の発電制御部３２は、発電部１１０から蓄電部１１１へと供給される電力を検出することで発電部１１０が発電する発電量を監視する。更に、発電制御部３２は、発電部１１０が発電する発電量の監視に際して、発電部１１０における単位時間当たりの発電量として定義される発電率Ｒｇを算出する。そして、発電部１１０が発電する電力の発電率Ｒｇの大小に応じて、発電部１１０の発電状況を制御する。また、警報部１９は、発電部１１０が発電する電力の発電率Ｒｇが低い場合に、所定の警報情報を出力する。なお、本ステップにおいて算出された発電率Ｒｇは、制御コンピュータ３の記憶部１３に順次、記憶されるようになっている。

図１１、図１２は、第二実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである。図１１は本制御ルーチンの前半部分の処理内容を示し、図１２は後半部分の処理内容を示す。ここでは、測定装置１は発電部１１０における発電量についてモニタリング（監視）を行い、発電量が低い場合には外部に向けての聴覚的や視覚的な警報情報を出力したり、非常用電池１１２からグルコースセンサ４に電力を供給する。

本制御ルーチンは、制御コンピュータ３によってそのＲＯＭに記憶されている制御プログラムがＲＡＭに展開され、プロセッサによって実行されることで、図示の各処理が実現される。また、本制御ルーチンは、測定装置１の電源がＯＮの状態のときに制御コンピュータ３によって一定時間ごとに繰り返し実行される。

本制御ルーチンが開始されると、ステップＳ１０１では、制御コンピュータ３（充電量検出部３１）は、蓄電部１１１の電圧（以下、「充電電圧」という）Ｖｂａｔを検出し、判定用基準電圧Ｖｂとの大小関係を判定する。この判定用基準電圧Ｖｂは、発電部１１０が発電する発電量の監視を開始すべきかどうかを判定するための閾値である。判定用基準電圧Ｖｂの初期設定値は、血糖値（グルコース濃度）の測定を何ら支障無く行うために最低限必要な電圧値に対して所定のマージンを見込んだ値Ｖｂ１に設定されている。なお、判定用基準電圧Ｖｂの初期設定値Ｖｂ１は、記憶部１３の不揮発領域に記憶されており、測定装置１の電源がオフにされても記憶内容を保持することができる。

ステップＳ１０１において、肯定判定された場合（Ｖｂａｔ≦Ｖｂ）にはステップＳ１０２に進み、そうでない場合（Ｖｂａｔ＞Ｖｂ）には本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ１０２において、発電制御部３２は、発電部１１０が発電する発電量を監視する発電量監視処理を開始する。発電量監視処理において、発電制御部３２は、充電量検出部３１が検出する蓄電部１１１の電圧Ｖｂａｔを周期的に取得し、その取得値に基づいて発電部１１０から蓄電部１１１に送られる電力、すなわち発電部１１０による発電量を求めることができる。

制御コンピュータ３は、発電量監視処理が開始されてからの経過期間である発電量監視期間Ｔｃを、タイマーを用いて計測する。ステップＳ１０３において、制御コンピュータ３は、発電量監視期間Ｔｃが基準期間Ｔｃ１以上であるかどうかを判定する。そして、発電量監視期間Ｔｃが基準期間Ｔｃ１に満たない場合には、一定期間後に再びステップＳ１０３の判定を行う。そして、ステップＳ１０３において監視継続期間Ｔｃが基準期間Ｔｃ１以上であると判定された場合には、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、発電量監視期間Ｔｃにおいて単位時間当たりに発電部１１０が発電した発電量である発電率Ｒｇを算出する。

ステップＳ１０５において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、算出した発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０５において肯定判定された場合（Ｒｇ≦Ｒｇ１）には、ステップＳ１０６に進む。一方、ステップＳ１０５において否定判定された場合（Ｒｇ＞Ｒｇ１）にはステップＳ１０７に進み、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は発電率Ｒｇが第二基準発電率Ｒｇ２以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０７において肯定判定された場合（Ｒｇ≦Ｒｇ２）にはステップＳ１０８に進み、そうでない場合（Ｒｇ＞Ｒｇ２）にはそのままステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０６において、制御コンピュータ３は、電力供給装置１１における非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力を供給させる。ここで、第一基準発電率Ｒｇ１は、発電部１１０における発電率Ｒｇがこれ以下となる状態が継続されると、測定装置１におけるグルコース濃度（血糖値）の測定に支障が生じると判断される発電率の閾値である。第一基準発電率Ｒｇ１は、実験等の経験則に基づいて予め適正値を求めておくと良い。更に、本ステップにおいて、制御コンピュータ３は、警報部１９に異常警報を出力させる。この異常警報は、何らかのトラブルや睡眠などで被検者（患者）が活動していない可能性、例えば低血糖によって昏睡状態に陥っている可能性があることを周囲に報知するための聴覚的、又は視覚的な警報情報である。被検者から離れた周囲の者にも被検者の異常を報知できるように、音声による警報が発せられるとより好適である。本ステップの処理が終了するとステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９の処理内容は後述する。なお、ステップＳ１０６に進んだ時点で既に非常用電池１１２（非常用電源）から蓄電部１１１への電力供給が開始されている場合には、その状態を維持してステップＳ１０９に進むと良い。

第二基準発電率Ｒｇ２は、発電率Ｒｇがこの値を超えていれば発電部１１０における発電量は十分に確保されていると判断できる発電率の閾値である。第二基準発電率Ｒｇ２は、第一基準発電率Ｒｇ１より大きな値として設定されている。発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１より高く第二基準発電率Ｒｇ２以下である場合には、発電部１１０における発電量が十分とは言えないまでもある程度の発電量は確保されているため、被検者（患者）に昏睡状態などの異常が起こっている可能性は低い。そのような場合には、被検者に発電動作を促すことで発電部１１０における発電量の増大が図られる。具体的には、ステップＳ１０７において、制御コンピュータ３は、警報部１９に発電要請警報を出力させることにした。この発電要請警報は、被検者（患者）に発電動作を促すための聴覚的、又は視覚的な情報である。

電力供給装置１１の発電部１１０は、第一実施形態における実施例１〜５で説明した何れかの発電装置、或いはこれらの複数を組み合わせによって構成されている。発電部１１０が、使用環境下において作用する振動エネルギーまたは圧力を利用した圧電効果によって発電する圧電素子１１０Ａ（実施例１を参照）、又は、振動エネルギーを利用した電磁誘導によって発電する電磁誘導発電器１１０Ｂ（実施例２を参照）を含む場合には、被検者（患者）に運動など、活発に身体を動かすことを催促する内容の発電要請警報を出力すると良い。

また、発電部１１０が、使用環境下における環境温度と被検者の体温との温度差を利用した熱電効果によって発電するゼーベック素子１１０Ｃ（実施例３を参照）を含む場合には、前述した外部環境温度と被検者の体温との温度差が大きくなるように、体温と温度の高低差が大きな場所（例えば、寒い場所や暑い場所等）に移動することを催促し、或いは入浴することを催促する内容の発電要請警報を出力すると良い。

また、発電部１１０が、使用環境下において受光する光エネルギーを利用した光電効果によって発電する太陽電池１１０Ｄ（実施例４を参照）を含む場合には、できるだけ受光できる場所に移動することを催促する内容の発電要請警報を出力すると良い。また、発電部１１０が燃料電池１１０Ｅ（実施例５を参照）を含む場合には、燃料電池１１０Ｅに燃料として糖類やアルコール類を供給するように催促する内容の発電要請警報を出力すると良い。ステップＳ１０８の処理が終了するとステップＳ１０９に進む。

一方、ステップＳ１０７において、発電率Ｒｇが第二基準発電率Ｒｇ２より高いと判定された場合には、発電部１１０による発電量が十分に確保されていると判断される。そのようなときにまで発電動作を催促する警報を発するのは被検者にとって煩わしいとも考えられる。従って、その場合にはそのままステップＳ１０９に進むようにする。

ステップＳ１０９においては、制御コンピュータ３（充電量検出部３１）は、蓄電部１１１における充電電圧Ｖｂａｔを検出し、充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅ以上であるか否かを判定する。この充電完了基準電圧Ｖｂｅは、蓄電部１１１における充電量が十分であり、発電量監視処理を終了するかどうかを判定するための基準となる電圧である。充電完了基準電圧Ｖｂｅは、予め経験則等に基づいて適切な値に設定しておく。本実施形態において、充電完了基準電圧Ｖｂｅは判定用基準電圧Ｖｂに比べて高く設定されている。

ステップＳ１０９において、充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅよりも低いと判定された場合（Ｖｂａｔ＜Ｖｂｅ）、発電量監視期間Ｔｃのカウントをリセットした上でステップＳ１０２に戻る。その場合、発電量監視処理が継続して行われることになる。

一方、ステップＳ１０９において、充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅ以上であると判定された場合（Ｖｂａｔ≧Ｖｂｅ）にはステップＳ１１０に進む。なお、本制御ルーチンにおいては、以上述べたステップＳ１０１〜Ｓ１０９までの処理を発電量監視処理とし、ステップＳ１１０以降の処理を監視開始条件調節処理と称する。

ステップＳ１１０において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、記憶部１３に記憶されている過去の発電率Ｒｇから平均発電率Ｒｇａを算出する。この平均発電率Ｒｇａは、記憶部１３に記憶されている発電率Ｒｇのうち、直近に記憶した値を含む過去複数回分の発電率の値を平均して求めたものである。なお、平均発電率Ｒｇａを算出するために用いる発電率Ｒｇのデータ数は適宜変更できる。

本制御では、ステップＳ１１０で算出される平均発電率Ｒｇａから、被検者の生活パターン（生活習慣）において発電部１１０における発電を発生させる発電動作量についての大まかな傾向、特に単位時間当たりにおける発電量の大きさの程度を把握、判別することができる。すなわち、平均発電率Ｒｇａが高ければ、被検者（使用者）が比較的発電動作の多い生活パターンに従って生活していると判断でき、逆に平均発電率Ｒｇａが低ければ被検者が比較的発電動作の少ない生活パターンに従って生活していると判断できる。そこで、本実施形態では、平均発電率Ｒｇａに応じて、発電部１１０における発電量の監視を開始する閾値となる判定用基準電圧の値を調節する監視開始条件調節処理を行う。ステップＳ１１０の処理が終了するとステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、平均発電率Ｒｇａが第一基準発電率Ｒｇ１以下であるか否かを判定する。ステップＳ１１０において平均発電率Ｒｇａが第一基準発電率Ｒｇ１以下であると判定された場合（Ｒｇａ≦Ｒｇ１）、被検者（使用者）が単位時間当たりにおける発電量の少ない生活パターン（例えば、活発に身体を動かすことが殆ど無い生活パターン）に従って生活していると判断できる。この場合、ステップＳ１１２に進み、判定用基準電圧Ｖｂを初期設定値Ｖｂ１より高い値に引き上げることで、発電量監視処理を行う頻度を高める処理が行われる。

すなわち、ステップＳ１１２において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、判定用基準電圧Ｖｂの値を初期設定値Ｖｂ１よりも高い第二設定値Ｖｂ２に変更する。例えば、本ルーチンでは、第一基準発電率Ｒｇ１に係数Ｃ１（但し、Ｃ１＞０）を乗算して得られた補正値Ｖｂ２（Ｖｂ２＞０）を、初期設定値Ｖｂ１に加えることで第二設定値Ｖｂ２を算出する（Ｖｂ２＝Ｖｂ１＋ΔＶｂ２，ΔＶｂ２＝Ｃ１×Ｒｇ１）。このように算出された第二設定値Ｖｂ２は、判定用基準電圧Ｖｂにおける最新の設定値として、記憶部１３の揮発領域に記憶される。すなわち、記憶部１３における判定用基準電圧Ｖｂの設定値が第二設定値Ｖｂ２に更新される。

その結果、次回、本制御ルーチンを実行する際には、ステップＳ１０１での判定処理において、記憶部１３に記憶されている最新の判定用基準電圧Ｖｂである第二設定値Ｖｂ２が採用される。これにより、初期設状態に対して蓄電部１１１における充電量がより高いレベルの状態にあっても発電量監視処理が開始されるようになるため、発電量監視処理が行われる頻度が増え、発電部１１０における発電の機会を多く付与することができる。なお、ステップＳ１１２において、記憶部１３に記憶されている判定用基準電圧Ｖｂの最新値が第二設定値Ｖｂ２である場合には、敢えて判定用基準電圧Ｖｂの値を更新する必要は無い。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１１１において、平均発電率Ｒｇａが第一基準発電率Ｒｇ１より大きいと判定された場合（Ｒｇａ＞Ｒｇ１）にはステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３においては、平均発電率Ｒｇａが第二基準発電率Ｒｇ２より大きいか否かが判定される。平均発電率Ｒｇａが第二基準発電率Ｒｇ２より大きいと判定された場合（Ｒｇａ＞Ｒｇ２）、被検者（使用者）は単位時間当たりにおける発電量が多い生活パターン（例えば、頻繁に身体を活発に動かすことが多い生活パターン）に従って生活していると判断できる。その場合、ステップＳ１１４に進み、判定用基準電圧Ｖｂを初期設定値Ｖｂ１より低い値に引き下げることで、発電量監視処理を行う頻度を少なくする処理が行われる。

すなわち、ステップＳ１１４において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、判定用基準電圧Ｖｂの値を初期設定値Ｖｂ１に比べて低い第三設定値Ｖｂ３に変更する。例えば、本ルーチンでは、第二基準発電率Ｒｇ２に係数Ｃ２（但し、Ｃ２＞０）を乗算して得られた補正値ΔＶｂ３を、初期設定値Ｖｂ１から減ずることで第三設定値Ｖｂ３を算出する（Ｖｂ３＝Ｖｂ１−ΔＶｂ３，ΔＶｂ３＝Ｃ２×Ｒｇ２）。このように算出された第三設定値Ｖｂ３は、判定用基準電圧Ｖｂにおける最新の設定値として、記憶部１３の揮発領域に記憶される。すなわち、記憶部１３における判定用基準電圧Ｖｂの設定値が第三設定値Ｖｂ３に更新される。

その結果、次回、本制御ルーチンを実行する際には、ステップＳ１０１での判定処理において、記憶部１３に記憶されている最新の判定用基準電圧Ｖｂである第三設定値Ｖｂ３が採用される。これにより、初期設状態に対して蓄電部１１１における充電量がより低いレベルの状態になってから発電量監視処理が開始されるようになる。そのため、例えば頻繁に身体を活発に動かすことが多い生活習慣のある被検者に対しては発電量監視処理が行われる頻度を減らすことによって、発電動作を要請する頻度が少なくなるため、被検者の負担を軽減することができる。なお、ステップＳ１１４において、記憶部１３に記憶されている判定用基準電圧Ｖｂの最新値が第三設定値Ｖｂ３である場合には、敢えて判定用基準電圧Ｖｂの値を更新する必要は無い。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを終了する。

また、ステップＳ１１３において、平均発電率Ｒｇａが第二基準発電率Ｒｇ２以下であると判定された場合（Ｒｇａ≦Ｒｇ２）、被検者（使用者）は単位時間当たりにおける発電量が平均的な通常の生活パターンに従って生活していると判断できる。その場合、ステップＳ１１５に進み、判定用基準電圧Ｖｂを初期設定値Ｖｂ１に変更する。そして、この初期設定値Ｖｂ１が記憶部１３に記憶されることで、記憶部１３における判定用基準電圧Ｖｂの設定値が初期設定値Ｖｂ１に更新される。なお、ステップＳ１１５において、記憶部１３に記憶されている判定用基準電圧Ｖｂの最新値が初期設定値Ｖｂ１である場合には、敢えて判定用基準電圧Ｖｂの値を更新する必要は無い。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを終了する。

以上のように、本実施形態では、上記発電量監視処理及び監視開始条件調節処理を行うようにしたので、上述したような優れた作用効果を奏する。すなわち、発電量監視処理において、発電部１１０における発電量に応じて、適切な処置（警報動作や非常用電池１１２からの電力供給給）を行うことができる。例えば発電部１１０における発電率Ｒｇが十分とは言えない程度まで下がった場合には、警報部１９から発電要請警報を出力して被検者による発電動作を促すようにしたので、発電部１１０における発電量の増大が期待できる。また、発電部１１０における発電率Ｒｇが顕著に低下した場合には、異常警報を出力するようにしたので被検者の異常を周囲の者にも報知することができる。その際、非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力が供給されるので、グルコースセンサ４への電力供給が滞ることが無い。

また、監視開始条件調節処理においては、被検者の生活パターン（生活習慣）において単位時間当たりにおける発電量の大きさの程度を把握、推測することができ、その結果に基づいて発電量監視処理の実行開始条件の設定を調整するようにしたので、発電量監視処理を被検者の個体差をより適切に考慮したものとすることができる。

なお、ステップＳ１１２、Ｓ１１４において判定用基準電圧Ｖｂの設定値を算出する算出式は例示的なものであり、他の算出方法を用いても構わない。また、係数Ｃ１及びＣ２は異なる値であっても良いし、同じ値であっても良い。また、上記制御例では、判定用基準電圧Ｖｂを初期設定値Ｖｂ１、第二設定値Ｖｂ２、第三設定値Ｖｂ３の三段階として用意しているが、これに限定されるものではない。例えば、判定用基準電圧Ｖｂと平均発電率Ｒｇａとの関係を示したマップを記憶部１３に記憶させておいても良い。そして、制御ルーチン毎に算出される平均発電率Ｒｇａに対応する判定用基準電圧Ｖｂの値を上記マップから読み出すことで、判定用基準電圧Ｖｂの設定値をその都度更新しても良い。

更に、ステップＳ１０５及びＳ１１１の判定処理に同じ閾値（第一基準発電率Ｒｇ１）を例示的に用いているがこれには限定されない。これは、ステップＳ１０７及びＳ１１３の判定処理においても同様である。また、本制御ルーチンの変形例として、ステップＳ１０５の処理で発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１よりも高いと判定された場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）には、ステップＳ１０７の判定処理を省略して、そのままステップＳ１０８の処理を行っても良い。また、本実施形態においては、必ずしも発電量監視処理及び監視開始条件調節処理をセットで行う必要は無く、何れかの制御を単独で行うことも可能である。

[第三実施形態]
次に、本発明を実施する第三実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置１は、電力供給装置１１における発電部１１０が、複数の発電装置を含んで構成されている点を除いて、他の基本構成は第一及び第二実施形態と同様である。本実施形態における発電量監視処理は、発電部１１０における発電量の監視結果に応じて、必要に応じて複数の発電装置を稼動（起動）させることを特徴とする。発電部１１０に含まれる複数の発電装置とは、実施例１〜５に係る発電装置（圧電素子１１０Ａ、電磁誘導発電器１１０Ｂ、ゼーベック素子１１０Ｃ、太陽電池１１０Ｄ、燃料電池１１０Ｅ）を適宜、組み合わせて採用することができる。なお、発電部１１０には、同種の発電装置が複数含まれていても良い。

本実施形態において、制御コンピュータ３の発電制御部３２は、蓄電部１１１と、発電部１１０に含まれる各発電装置との電気的な接続関係、すなわち導通及び遮断を切り替える機能も更に備える。発電部１１０に含まれる発電装置のうち、発電制御部３２によって蓄電部１１１と導通状態にされているものが「稼動状態」となり、遮断状態にされているものが「稼働停止状態」となる。

図１３、図１４は、第三実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである。図１３は本制御ルーチンの前半部分の処理内容を示し、図１４は後半部分の処理内容を示す。本制御ルーチンは、制御コンピュータ３によってそのＲＯＭに記憶されている制御プログラムがＲＡＭに展開され、プロセッサによって実行されることで、図示の各処理が実現される。また、本制御ルーチンは、測定装置１の電源がＯＮの状態のときに制御コンピュータ３によって一定時間ごとに繰り返し実行される。図１１、図１２と同じ処理を行うステップについては同じ参照符号を付すことで詳しい説明を省略する。

本制御ルーチンにおいて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は既に説明した通りである。なお、図１３におけるステップＳ１０４の処理が終了すると図１４におけるステップＳ１０５に進む（図１３及び図１４のＢを参照）。そして、図１４に移り、ステップＳ１０５において、発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１以下であると判定された場合（Ｒｇ≦Ｒｇ１）にはステップＳ２０１に進み、そうでない場合（Ｒｇ＞Ｒｇ１）にはステップＳ１０７に進む。この第一基準発電率Ｒｇ１は前述の通りである。また、ステップＳ１０７、Ｓ１０８の処理内容は既述した通りである。ステップＳ１０７で肯定判定された場合（Ｒｇ≦Ｒｇ２）にはステップＳ１０８に進み、否定判定された場合（Ｒｇ＞Ｒｇ２）にはステップＳ１０９に進む。また、ステップＳ１０８の処理が終了した場合にもステップＳ１０９に進む。

ステップＳ２０１において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、発電部１１０に導通されることで稼動状態にある発電装置の台数である稼動発電装置数Ｎｄを取得する。本ステップの処理が終了するとステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、取得した稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘであるか否かを判定する。この最大稼動数Ｎｄｍａｘは、発電部１１０に搭載されている発電装置の台数である。稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘである場合、発電部１１０に搭載されている全ての発電装置が蓄電部１１１と導通状態になっており、稼動状態にあることを示す。本ステップにおいて、稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘよりも少ないと判定された場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）にはステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、発電部１１０に含まれる発電装置のうち、現在稼動していない発電装置を一台追加起動する。ここで、追加起動する発電装置の順番は予め設定しておくことができる。また、測定装置１による測定開始の初期設定において、稼動させる発電装置の種類、個数などは予め設定しておくことができる。本ステップにおいて、発電装置の稼動台数を増加させることによって、発電部１１０における以後の発電量の増加が期待できる。

ステップＳ２０３の処理が終了すると、発電量監視期間Ｔｃのカウントをリセットした上で、図１３のステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０２に戻ると、発電制御部３２は発電部１１０の発電量監視処理を継続する（図１３及び図１４のＣを参照）。

一方、ステップＳ２０２において、稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘであると判定された場合（Ｎｄ＝Ｎｄｍａｘ）、それ以上の発電装置を追加起動することはできない。この場合、ステップＳ１０６に進み、制御コンピュータ３は、非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力を供給させ、警報部１９に異常警報を出力させる。ステップＳ１０６の処理が終了すると、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、上記のように、蓄電部１１１における充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅ以上であるかどうか判定される。充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅよりも低いと判定された場合（Ｖｂａｔ＜Ｖｂｅ）、発電量監視期間Ｔｃのカウントをリセットした上で、図１３のステップＳ１０２に戻り、発電量監視処理が継続される（図１３及び図１４のＣを参照）。そして、ステップＳ１０９で、充電電圧Ｖｂａｔが充電完了基準電圧Ｖｂｅ以上であると判定された場合（Ｖｂａｔ≧Ｖｂｅ）には本ルーチンを終了する。その場合、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、発電部１１０における発電装置の稼動数を初期設定の台数に戻してから本ルーチンを終了させても良い。

更には、本ステップの終了後に、図１２に示した監視開始条件調節処理を行うようにしても良い。また、第二実施形態の制御例で尚書きした如く、本実施形態に係る制御ルーチンにおいても、ステップＳ１０５の処理で発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１よりも高いと判定された場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）に、ステップＳ１０７の判定処理を省略して、そのままステップＳ１０８に進んでも構わない。

ここで、本実施形態における上記制御について具体例を挙げて説明する。例えば、測定装置１における発電部１１０が圧電素子１１０Ａ、ゼーベック素子１１０Ｃ、及び太陽電池１１０Ｄの３つの発電装置によって構成されているとする。そして、測定装置１による測定開始時には、蓄電部１１１と圧電素子１１０Ａのみが稼動状態とされ、その他の発電装置（ゼーベック素子１１０Ｃ、太陽電池１１０Ｄ）は稼動停止状態に設定されているとする。この場合、上記制御ルーチンにおけるステップＳ２０２において、稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘではない（稼動発電装置数Ｎｄが１又は２）と判定されると、例えばゼーベック素子１１０Ｃ（太陽電池１１０Ｄ）が追加起動される（ステップＳ２０３）。このように、発電装置の稼動数が増やされることで発電部１１０の発電量が増える確率が高まり、ステップＳ１０５に係る判定処理を再度行う際に否定判定されやすくなる。なお、いまだステップＳ１０５にて肯定判定された場合、圧電素子１１０Ａ及びゼーベック素子１１０Ｃ（太陽電池１１０Ｄ）に加えて、太陽電池１１０Ｄ（ゼーベック素子１１０Ｃ）が追加起動されることになる。このように、すべての発電装置を稼動させてもなお、発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１より高くならない場合、非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力が供給されることになる（Ｓ１０６）。

以上のように、本実施形態に係る発電量監視処理においては、現在稼動している発電装置による発電量が少ない場合には、発電装置の稼動数を増加させていくことによって発電部１１０における総発電量の増加を図ることができる。また、発電部１１０に搭載されている全ての発電装置を稼動させてもなお発電量が不足する場合には、非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力を供給させるようにしたので、グルコースセンサ４への電力供給が不足する事態は回避できる。

[第四実施形態]
次に、本発明を実施する第四実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置１は、電力供給装置１１における発電部１１０が発電方式の異なる複数種類の発電装置を含んで構成されている。発電方式の異なる複数種類の発電装置とは、具体的には、実施例１〜５で説明した圧電素子１１０Ａ、電磁誘導発電器１１０Ｂ、ゼーベック素子１１０Ｃ、太陽電池１１０Ｄ、燃料電池１１０Ｅなどが例示できる。本実施形態では、これらのうち少なくとも２種類以上の発電装置が発電部１１０に搭載されている。なお、測定装置１における他の基本構成は第一〜第三実施形態と同様である。

制御コンピュータ３の発電制御部３２は、第三実施形態と同様に、発電部１１０に含まれる各発電装置と蓄電部１１１との間の導通及び遮断状態を切り替えることによって、「稼動状態」及び「稼動停止状態」を切り替え制御する。本実施形態では、発電量監視処理において、現在稼動している発電装置による発電量が少ない場合には、稼働中の発電装置を発電方式の異なる別の発電装置と入れ替えることによって、発電部１１０における発電量の増加を図るようにした。

本実施形態における制御ルーチンの前半部分は、図１３に示す処理フローと同様であり同図を転用する。図１５は、第四実施形態における制御ルーチンの後半部分の処理内容を示すフローチャートである。図１３におけるステップＳ１０４の処理が終了すると、図１５におけるステップＳ１０５に進むようになっている（図１３及び図１５のＢを参照）。また、図１５に示す処理のうち、図１４と同じ処理を行うステップについては同じ参照符号を付すことで詳しい説明を省略する。

図１５のステップＳ２０２において、稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘよりも少ないと判定された場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）には、ステップＳ３０１に進み、そうでない場合には（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）にはステップＳ１０６に進む。なお、ステップＳ１０６の処理内容については既に述べているため、ここでは省略する。

ステップＳ３０１において、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、現在の稼動発電装置数Ｎｄになってから、まだ一度も「稼動状態」となっていない発電装置があるかどうかを判定する。本ステップにおいて肯定判定された場合には、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、稼動中の発電装置を他の発電方式を採用する発電装置と入れ替えることによって、発電量１１０における発電量の増加を図るようにする。具体的には、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、稼働状態にある一の発電装置を蓄電部１１１から遮断し、稼働停止状態の発電装置から選択される一の発電装置を蓄電部１１１と導通させる。本ステップの処理が終了すると、発電量監視期間Ｔｃのカウントをリセットし、図１３におけるステップＳ１０２に戻る（図１３及び図１５のＣを参照）。ステップＳ１０２に戻ると、発電制御部３２は発電部１１０の発電量の監視を継続する。

一方、ステップＳ３０１において否定判定された場合、すなわち、現在の稼動発電装置数Ｎｄになってから発電部１１０に含まれる全ての発電装置が既に一度は稼動されていると判定された場合には、ステップＳ２０３に進む（図１４を参照）。ステップＳ２０３では、制御コンピュータ３（発電制御部３２）は、発電部１１０に含まれる発電装置のうち、現在稼動していない発電装置を一台追加起動する。本ステップにおいて、発電装置の稼動台数を増加させることによって、発電部１１０における以後の発電量の増加が期待できる。

ステップＳ２０３の処理が終了すると、発電量監視期間Ｔｃのカウントをリセットした上で、図１３のステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０２に戻ると、発電制御部３２は発電部１１０の発電量監視処理を継続する（図１３及び図１５のＣを参照）。なお、ステップＳ１０７〜Ｓ１０９などの処理については、図１４に示すものと同一処理であるので、ここでの説明は省略する。また、本ルーチンの終了後、図１２に示した監視開始条件調節処理を行うようにしても良い。

ここで、本実施形態における上記制御について具体例を挙げて説明する。例えば、測定装置１における発電部１１０が圧電素子１１０Ａ、ゼーベック素子１１０Ｃ、及び太陽電池１１０Ｄの３つの発電装置によって構成されているとする。そして、測定装置１による測定開始時には、蓄電部１１１と圧電素子１１０Ａのみが稼動状態とされ、その他の発電装置（ゼーベック素子１１０Ｃ、太陽電池１１０Ｄ）は稼動停止状態に設定されているとする。このような初期状態において、ステップＳ３０１で肯定判定されると、ステップＳ３０２において現在稼動中の圧電素子１１０Ａの稼動が停止させられ、その代わりに、例えばゼーベック素子１１０Ｃが起動させられる。このように、圧電素子１１０Ａからゼーベック素子１１０Ｃへと発電部１１０における稼動対象が入れ替えられても、いまだ発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１より高くならない場合、今度は、ゼーベック素子１１０Ｃの代わりに太陽電池１１０Ｄが起動させられる（ステップＳ３０２）。この時点で、発電部１１０に搭載されるすべての発電装置が一度は稼動させられたことになる。

従って、次に、ステップＳ３０１の処理がなされた場合には、否定判定されることによりＳ２０３へと進み、現在稼動中の太陽電池１１０Ｄに加えて、例えば圧電素子１１０Ａが追加起動される。この時点で、稼動発電装置数Ｎｄが１から２へと変更されることになる。また、このように、稼動発電装置数Ｎｄが増えたにも関わらず、発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１より高くならない場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、現在稼動中の発電装置を、稼動停止状態の発電装置と入れ替える。例えば、現在、太陽電池１１０Ｄ及び圧電素子１１０Ａが稼動状態にあり、ゼーベック素子１１０Ｃが稼動停止状態にあるところ、圧電素子１１０Ａを停止させる代わりにゼーベック素子１１０Ｃを起動させることが行われる。そうすると、この時点で、稼動発電装置数Ｎｄが現在の値になってから、発電部１１０に搭載されるすべての発電装置が一度は稼動させられたことになる。

従って、仮に次回のステップＳ３０１でもなお否定判定がなされた場合、現在稼動中の太陽電池１１０Ｄ及びゼーベック素子１１０Ｃに加えて、稼動停止中の圧電素子１１０Ａが追加起動されることになる。この時点で、発電部１１０に搭載されるすべての発電装置が同時稼動されることになり、稼動発電装置数Ｎｄが最大稼動数Ｎｄｍａｘへと変更される。なお、このように発電部１１０に搭載されるすべての発電装置が稼動されている状態においてもなお発電率Ｒｇが低い場合には、非常用電池１１２から蓄電部１１１に電力が供給される。

以上のように、本実施形態に係る発電量監視処理においては、現在稼動している発電装置による発電量が少ない場合には、現在の状況下においてより発電効率の高い発電装置が稼動されるように、現在稼動中の発電装置と発電方式の異なる他の発電装置を入れ替えるようにしたので、発電部１１０における発電量の増加を図ることができる。

[第五実施形態]
次に、本発明を実施する第五実施形態について説明する。本実施形態に係る測定装置１は、電力供給装置１１における発電部１１０が燃料電池１１０Ｅを備えている。本実施形態における燃料電池１１０Ｅは、被検者の血液や間質液などの体液を燃料タンクに導き、それに含まれるグルコースを燃料として利用する。これらの体液は、公知の方法を採用して体内の血管中や細胞内から直接採取することができる。その他、測定装置１の基本構成は他の実施形態と同様である。なお、燃料電池１１０Ｅによる発電は、制御コンピュータ３から電力供給装置１１に出される発電要求指令に従って行われる。

図１６は、第五実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、制御コンピュータ３によってそのＲＯＭに記憶されている制御プログラムがＲＡＭに展開され、プロセッサによって実行されることで、図示の各処理が実現される。また、本制御ルーチンは、測定装置１の電源がＯＮの状態のときに制御コンピュータ３によって一定時間ごとに繰り返し実行される。

本制御ルーチンが開始されると、ステップＳ４０１において、制御コンピュータ３のセンサ制御部１２は、グルコースセンサ４によるグルコース濃度の測定を待機する測定待機期間かどうかを判定する。測定装置１は周期的にグルコース濃度の測定を行うように設定されており、グルコース濃度の連続測定開始後においては、グルコース濃度の測定を行う測定期間と測定待機期間が交互に到来する。本ステップにおいて、現在がグルコース濃度の測定期間である（Ｓ４０１：Ｎｏ）と判定された場合には本ルーチンを終了し、グルコース濃度の測定待機期間である（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）と判定された場合にはステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、制御コンピュータ３は、電力供給装置１１に発電要求指令を出力し、燃料電池１１０Ｅを用いて発電を実施する。ここで、燃料電池１１０Ｅによる発電動作は、実施例５において述べたように、燃料としてのグルコースが含まれる体液がアノード層１１０Ｅ４に供給されることで行われる。従って、燃料電池１１０Ｅによる発電時に、グルコースセンサ４を用いたグルコース濃度の測定動作がなされると、グルコース濃度の測定誤差が大きくなり、測定精度が低下することが懸念される。そこで、本実施形態では、グルコース濃度の測定が行われない測定待機期間にのみ、燃料電池１１０Ｅによる発電を行うようにする。

その後、発電量監視処理を開始し（Ｓ１０２）、発電量監視期間Ｔｃが基準期間Ｔｃ１以上であると判定された場合に（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、発電率Ｒｇを算出する（Ｓ１０４）。そして、発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１以下であると判定された場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、警報部１９に異常警報を出力させ、非常用電池１１２から蓄電部１１１への電力供給を実施する（Ｓ１０６）。本実施形態では、体液中のグルコースを燃料として発電を行うため、発電率Ｒｇが顕著に低いということは、被検者が低血糖となっている可能性が高いことを示唆しているものと判断できる。そこで、本実施形態では、異常警報に、被検者が低血糖になっている可能性があることを示唆する内容の情報を含ませるようにした。なお、ステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理内容については図１１において既に述べているため、ここでの説明は省略する。

本実施形態における測定装置１では、測定装置１におけるグルコース濃度の測定が行われない測定待機期間においても、燃料電池１１０Ｅによる発電量（発電率Ｒｇ）の程度に基づいて被検者が低血糖になっているかどうかを良好に判別することができる。また、燃料電池１１０Ｅによる発電動作は上記の如くグルコース濃度の測定期間内においては行われないので、グルコースセンサ４を用いた測定結果の信頼性を担保することができる。

なお、本実施形態においては、図１６に示す制御ルーチンの終了後、図１２に示した監視開始条件調節処理を行うようにしても良い。また、本実施形態における測定装置１が燃料電池１１０Ｅに加えて、圧電素子１１０Ａ、ゼーベック素子１１０Ｃ、及び太陽電池１１０Ｄなど他種の発電装置を備えている場合、ステップＳ１０５で発電率Ｒｇが第一基準発電率Ｒｇ１以下であると判定された際には、第四実施形態で説明したように稼動させる発電装置の入れ替えを行ったり、稼動停止状態にある発電装置の追加起動を併せて行っても良い。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る測定装置、測定システム、電力供給装置、電力供給方法はこれらに限らず、可能な限りこれらの組み合わせを含むことができる。

１・・・グルコース持続測定装置
２・・・筐体
３・・・制御コンピュータ
４・・・電気化学センサ（グルコースセンサ）
１１・・・電力供給装置
１２・・・センサ制御部
１４・・・表示ユニット部
１７・・・筐体
１１０・・・発電部
１１１・・・蓄電部
１１０Ａ・・圧電素子
１１０Ｂ・・電磁誘導発電器
１１０Ｃ・・ゼーベック素子
１１０Ｄ・・太陽電池
１１０Ｅ・・燃料電池

Claims (12)

1. 試料中の被検物質に関する数値情報を測定する測定装置であって、
   前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、
   前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
   前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
   前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
   を備え、
   前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
   測定装置。
2. 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、所定の警報を出力する警報部を更に備える、
   請求項２に記載の測定装置。
4. 非常用電源を更に備え、
   前記発電制御部が算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、前記非常用電源から前記蓄電部に電力を供給させる、
   請求項２又は３に記載の測定装置。
5. 前記発電部は複数の発電装置を含んで構成され、
   前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、稼動させる発電装置の数を増やす、
   請求項２から請求項４の何れか一項に記載の測定装置。
6. 前記発電部は発電方式の異なる複数種類の発電装置を含んで構成され、
   前記発電制御部は、算出した発電率が所定の基準発電率以下の場合に、稼動させる発電装置を、稼動中の発電装置から発電方式の異なる他種の発電装置に切り替える、
   請求項２から請求項５の何れか一項に記載の測定装置。
7. 前記発電制御部が算出した前記発電率を記憶する記憶部を更に備え、
   前記発電制御部は、前記記憶部に記憶されている前記発電率のうち、直近に記憶した値を含む過去複数回分の該発電率の値を平均して算出した平均発電率に応じて、前記発電部における発電量の監視を開始する閾値となる判定用基準電圧の値を調節する、
   請求項２から請求項６の何れか一項に記載の測定装置。
8. 試料中の被検物質に関する数値情報を連続的に測定する測定システムであって、
   前記試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサと、
   前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
   前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
   前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
   を備え、
   前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
   測定システム。
9. 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
   請求項８に記載の測定システム。
10. 試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給装置であって、
    前記センサを駆動するための電力を発電する発電部と、
    前記発電部から供給される電力を充電し、且つ蓄えておいた電力を該センサへと供給する蓄電部と、
    前記発電部が発電する発電量を監視する発電制御部と、
    を備え、
    前記発電制御部は、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
    電力供給装置。
11. 前記発電制御部は、前記発電部が発電する発電量の監視に際して、前記発電部における単位時間当たりの発電量である発電率を算出する、
    請求項１０に記載の電力供給装置。
12. 試料中の被検物質に関する数値情報に相関する信号を連続的に生成するセンサに電力を供給するための電力供給方法であって、
    前記センサを駆動するための電力を発電部で発電する発電ステップと、
    前記発電ステップにおいて前記発電部で発電される発電量を監視する発電量監視ステップと、
    前記発電ステップにおいて前記発電部で発電された電力を蓄電部に充電する充電ステップと、
    前記充電ステップにおいて前記蓄電部に蓄えておいた電力を該センサに供給する供給ステップと、
    を含み、
    前記発電量監視ステップにおいて、前記蓄電部に蓄えられている電力の電圧値が判定用基準電圧以下の場合に、前記発電部における発電量の監視を開始する、
    電力供給方法。

Images