特開 2024-156444 呼気センサ、及び血糖値測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156444

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】呼気センサ、及び血糖値測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/12 20060101AFI20241029BHJP

   G01N 33/497 20060101ALI20241029BHJP

   G01N 33/66 20060101ALI20241029BHJP

   G01N 33/64 20060101ALI20241029BHJP

   C01B 32/156 20170101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G01N27/12 B

G01N33/497 A

G01N33/66 D

G01N33/64

G01N27/12 C

C01B32/156

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070912

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】522422827

【氏名又は名称】合同会社エイン

(74)【代理人】

【識別番号】100120813

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 敏夫

(72)【発明者】

【氏名】レイネル ボクノット クナナン

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 昇司

【テーマコード（参考）】

2G045

2G046

4G146

【Ｆターム（参考）】

2G045CB22

2G045DA28

2G045DA31

2G045FA34

2G046AA26

2G046BA01

2G046BA05

2G046BB02

2G046BE04

2G046BF01

2G046BF02

4G146AA08

4G146AB07

4G146AD32

4G146BA04

4G146CB19

4G146CB32

(57)【要約】

【課題】ユーザの呼気に含まれる成分から高精度で血糖値を測定すると共に、次回の測定が可能になるまでの回復時間の短縮化を図る。
【解決手段】血糖値測定装置に内蔵される呼気センサユニット１０に含まれる呼気センサ１１は、筒状のカーボンナノシート１２の内部に、断熱部材１３及び一対に電極１５を含む。断熱部材１３の内周面にはフラーレン層１８を形成すると共に、断熱部材１３の内部に加熱線部材１４を配置する。ユーザの呼気中の成分は、呼気センサ１１の内部に取り込まれて加熱線部材１４により加熱されてカーボンナノシート１２の内周面に付着し、それによりカーボンナノシート１２の電気抵抗値が変化する。変化した電気抵抗値に基づき、最終的に血糖値が算出されてユーザへ提示される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

呼気に含まれる成分が付着することで、電気抵抗が変化する特性を有するカーボンナノ構造体を備える呼気センサにおいて、
前記カーボンナノ構造体は、筒状に形成してあり、
前記カーボンナノ構造体の内部に配置した加熱線部材と、
前記カーボンナノ構造体と電気的に接続された一対の電極と
を備え、
前記カーボンナノ構造体の一端側に形成された開口を、呼気の取入口にしてあることを特徴とする呼気センサ。

【請求項2】

前記カーボンナノ構造体の内部に配置した環状の断熱部材を備え、
前記加熱線部材は、前記断熱部材の内部に配置してある請求項１に記載の呼気センサ。

【請求項3】

前記環状の断熱部材の内周面には、フラーレン層が形成してある請求項２に記載の呼気センサ。

【請求項4】

前記一対の電極における負極は、フラーレンを含む請求項１に記載の呼気センサ。

【請求項5】

前記加熱線部材は、ナノシルバーで被覆した銅ナノワイヤーで形成してある請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の呼気センサ。

【請求項6】

前記加熱線部材は、巻回したコイル部、及び前記コイル部の周囲に形成した網状のメッシュ部を有する請求項２に記載の呼気センサ。

【請求項7】

請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の呼気センサと、
前記呼気センサに含まれる前記カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化を検出する電気抵抗検出手段と、
前記電気抵抗検出手段の検出結果に基づき、血糖値を算出する血糖値算出手段と、
前記血糖値算出手段の算出結果を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする血糖値測定装置。

【請求項8】

前記呼気センサに含まれる前記加熱線部材は、ナノシルバーで被覆した銅ナノワイヤーで形成してある請求項７に記載の血糖値測定装置。

【請求項9】

前記加熱線部材は、巻回したコイル部、及び前記コイル部の周囲に形成した網状のメッシュ部を有する請求項７に記載の血糖値測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、呼気中のアセトン等の成分の吸着に伴う電気抵抗の変化を高精度で検出可能にすると共に、検出した結果に基づき血糖値の算出も高精度で行う呼気センサ及び血糖値測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人体の血糖値を測定するには一般に、血糖値測定用の検査キットが使われる。この検査キットによる血糖値測定の仕方としては、検査キットに含まれる穿刺器具叉は穿刺針により、患者の血液を指先等から採取して検査キットに含まれる血糖測定器（測定用チップ）に取り込んで測定結果を確認することになるが、血液の採取等に対する患者の負担が大きいものになっている。

【0003】

また、人体の呼気に含まれる各種成分を検出し、その検出結果に基づき人体の症状等を分析することが行われており、このような呼気に含まれる成分（主にアセトン）の濃度を検出することで、血糖値を測定する試みも行われている。例えば、下記の特許文献１では、カーボンナノチューブに代表されるナノ構造体を利用して、呼気中のアセトン濃度を室温レベルで検出するセンシング素子等についての開示がある。

【0004】

具体的には、ナノ構造体に電圧を印加した状態で、呼気中のアセトンがナノ構造体に付着すると、ナノ構想体に流れる電流値が変化し、それに伴いナノ構造体の電気抵抗の値も変化するので、この電気抵抗の変化を検出することで、ナノ構造体に付着したアセトンの濃度、すなわち、呼気中のアセトン濃度を検出可能にしている。なお、呼気中のアセトン濃度は、糖尿病との関連性が高いことが知られており、呼気中のアセトン濃度が高まると、一般に糖尿病の症状が生じやすくなる（特許文献１の段落００３８、００４３～００４５、００５７等の記載参照）。

【0005】

また、下記の特許文献２には、実施例１～９として各種センサや装置等が説明されており、それらの中で、実施例６では、酸化錫、酸化亜鉛などの表面修飾ペーストを含む半導体センサの表面に吸着させた大気中酸素とアセトンの酸化反応により生じる電気抵抗の変化から、アセトン濃度を検知することが説明されている。このようなアセトン濃度の測定の際、半導体センサはヒーター線により３００～４００℃に加熱される（特許文献２の段落００３６、００３７等の記載参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－１０７３１０号公報

【特許文献2】特開２００１－３４９８８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述した特許文献１では、カーボンナノチューブのようなナノ構造体を利用して、呼気中に含まれるアセトン等の濃度を検出するが、室温レベルで検出を行うため、検出対象となる呼気中の成分の活性化が充分に進まず、電気抵抗も穏やかに変化し、最終的に変化し尽くした検出値を把握しづらく、それに伴い正確な濃度の検出も困難になるという問題がある。

【0008】

一方、上述した特許文献２では、半導体センサをヒーター線により３００～４００℃に加熱することから、呼気中の成分への加熱も充分なものとなり、酸化等の反応も促進されるが、カーボンナノチューブのようなナノ構造体を用いていないため、呼気中に含まれる成分を確実に吸着させるのが難しく、それにより電気抵抗も変化を高精度で検出しにくいという問題がある。

【0009】

また、特許文献１、２の両方において、検出を行った後は、呼気中の不要となる気体成分や湿気成分等がセンサ内等に残存する関係上、次回の検出までに十分な時間を開ける必要があるため、検出可能な状態に回復するまでに要する時間が長くなり、使い勝手が良くないという問題もある。

【0010】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ナノ構造体を利用して呼気中の成分の付着による電気抵抗の変化を検出する際、明確に電気抵抗値が変化して、検出値を高精度で把握しやすくした呼気センサ、及び血糖値測定装置を提供することを目的とする。

【0011】

また、本発明は、検出を行った後に次回の検出が可能となる状態へ回復するまでの時間を短縮して、使い勝手を向上させた呼気センサ、及び血糖値測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために本発明は、呼気に含まれる成分が付着することで、電気抵抗が変化する特性を有するカーボンナノ構造体を備える呼気センサにおいて、前記カーボンナノ構造体は、筒状に形成してあり、前記カーボンナノ構造体の内部に配置した加熱線部材と、前記カーボンナノ構造体と電気的に接続された一対の電極とを備え、前記カーボンナノ構造体の一端側に形成された開口を、呼気の取入口にしてあることを特徴とする。

【0013】

本発明にあっては、筒状に形成したカーボンナノ構造体の内部に、加熱線部材を配置すると共に、筒状のカーボンナノ構造体の一端側の開口を、呼気の取入口にしてあるので、検出対象の成分を含む呼気は、筒状のカーボンナノ構造体の内部へスムーズに流入し、その内部に配置された加熱線部材により加熱されることになる。このように呼気を含む成分が加熱されると、成分が活性化されて酸化等の反応が促進され、加熱された成分が付着したカーボンナノ構造体も電気抵抗も顕著に変化しやすくなり、それにより高精度で電気抵抗の変化も検出可能となる。

【0014】

本発明は、前記カーボンナノ構造体の内部に配置した環状の断熱部材を備え、前記加熱線部材は、前記断熱部材の内部に配置してあることを特徴とする。

【0015】

本発明にあっては、カーボンナノ構造体の内部に環状の断熱部材を配置すると共に、その断熱部材の内部に加熱線部材を配置したので、加熱線部材とカーボンナノ構造体の間には断熱部材が介在し、加熱線部材の発する熱が断熱部材によって、カーボンナノ構造体へ伝わりにくくなる。それによりカーボンナノ構造体が高温になりすぎるのを防いで、呼気中の成分を加熱線部材で加熱しても、カーボンナノ構造体へは熱的な影響が生じるのが抑制され、抵抗変化の検出を安定して行えるようになる。

【0016】

本発明は、前記環状の断熱部材の内周面に、フラーレン層が形成してあることを特徴とする。

【0017】

本発明にあっては、断熱部材の内周面にフラーレン層を形成したので、電気抵抗の変化についての検出結果が安定するようになると共に、次回の検出が可能になるまでの時間が短縮される。まず、フラーレンは断熱特性を具備することから、断熱部材の内周面にフラーレン層を形成することで、断熱部材の断熱特性が増強されるようになる。それにより、断熱部材の内部に配置される加熱線部材の発する熱がカーボンナノ構造体へ更に伝わりにくくなり、カーボンナノ構造体への熱影響が一段と抑えられて、より安定的に電気抵抗の変化が検出できるようになる。

【0018】

また、カーボンナノ構造体の内部に取り入れられた呼気中の成分は、全てがすぐにカーボンナノ構造体に付着するわけでは無く、カーボンナノ構造体の内部に浮遊する残存成分（不要な気体成分）が生じる。このような残存成分が時間の経過に伴い段階的にカーボンナノ構造体の内部へ吸着されていくと、電気抵抗の値が随時変化して定まらず、電気抵抗の安定した検出に影響を及ぼす。また、呼気が吹き込まれることで、カーボンナノ構造体の内部には、湿気成分も増加し、このような湿気成分も電気抵抗の変化に影響を及ぼす。

【0019】

さらに、一旦、電気抵抗の変化の検出が終了しても、カーボンナノ構造体の内部に、そのような残存成分や湿気成分が浮遊したままになると、次回の検出に影響が生じないレベルに減少するまで、次回の検出を行うのを待つ必要がある。

【0020】

しかし、フラーレンは、周囲の気体に含まれる成分を効率良く吸着・吸収する特性を有することから、本発明では上述したように、断熱部材の内周面にフラーレン層を形成したので、このフラーレン層が、カーボンナノ構造体の内部に浮遊する残存成分（不要となった気体成分）や湿気成分を吸着することで、これらの成分を減少させ、それにより、電気抵抗の変化の検出結果が定まりやすくなり、安定した検出が可能になると共に、次回の検出が可能になるまでの時間短縮も図れるようになる。

【0021】

本発明は、前記一対の電極における負極が、フラーレンを含むことを特徴とする。

【0022】

本発明にあっては、電極の負極にフラーレンが含まれるようにしており、フラーレンは導通特性が優れると共に、上述したように気体中の成分を効率良く吸着する特性を有することから、呼気中の成分が吸着するカーボンナノ構造体の電気抵抗の変化の検出を行いやすくなる上、次回の検出までの時間短縮に貢献できるようになる。

【0023】

本発明は、前記加熱線部材が、ナノシルバーで被覆した銅ナノワイヤーで形成してあることを特徴とする。

【0024】

本発明にあっては、銅ナノワイヤー製の加熱線部材をナノシルバーで被覆（コーティング）するので、呼気中成分の効率的な加熱性を確保した上で、次回の検出可能になるまでの時間短縮に貢献できるようになる。すなわち、加熱線部材は、銅ナノワイヤーを用いることで、呼気中の成分を効率的に加熱することが可能となるが、その加熱を行うことで、銅ナノワイヤー自身の表面が酸化しやすい状況となる。銅ナノワイヤーの表面が酸化してしまうと、次回の検出に対して影響を生じ、検出可能な状況に戻すのに時間を要することになるが、抗菌・抗ウィルス作用があるナノシルバーで銅ナノワイヤーを被覆することで、銅ナノワイヤー製の加熱線部材の安定化を図れ、次回の検出が可能になるまでの時間短縮にも役立つ。なお、ナノシルバーによる被覆は、加熱線部材の全周表面に対して行われる他に、一部の表面が露出するように部分的に行われてもよい。

【0025】

本発明は、前記加熱線部材が、巻回したコイル部、及び前記コイル部の周囲に形成した網状のメッシュ部を有することを特徴とする。

【0026】

本発明にあっては、加熱線部材として、巻回したコイル部の周囲に網状のメッシュ部を形成したので、カーボンナノ構造体の内部へ取り入れられた呼気は、コイル部に触れるように流入することに加えて、メッシュ部も通過するように流れることになり、加熱線部材との接触程度が増加し、それにより、効率的に呼気中の成分が加熱され、カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化も顕著に表れて検出精度も向上することになる。

【0027】

本発明は、血糖値測定装置が、上記の呼気センサと、前記呼気センサに含まれる前記カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化を検出する電気抵抗検出手段と、前記電気抵抗検出手段の検出結果に基づき、血糖値を算出する血糖値算出手段と、前記血糖値算出手段の算出結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

【0028】

本発明にあっては、上述した呼気センサを用いて、カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化の検出結果に基づき、血糖値を算出するので、高精度で血糖値を算出可能になると共に、一度、血糖値の算出を行った後、次に算出を行えるようになるまでの時間を、従来のものに比べて短縮できるようになり、使い勝手が大幅に向上する。

【発明の効果】

【0029】

本発明では、カーボンナノ構造体へ付着させる呼気中の成分を加熱するので、カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化を従来に比べて顕著にでき、それに伴い検出精度も向上できる。

【0030】

また、本発明では、加熱線部材の発する熱を、断熱部材の介在により、カーボンナノ構造体へ伝わりにくくしたので、電気抵抗の変化の検出に対して、高温による影響が生じるのを防ぎ、安定した抵抗変化の検出を行える。

【0031】

さらに、本発明では、断熱部材の内周面のフラーレン層の形成により、安定した電気抵抗の検出結果を高精度で得られると共に、次回の検出が可能になるまでの時間を従来のものに比べて短縮できる。

【0032】

さらにまた、本発明では、負極にフラーレンを用いるので、電気抵抗の変化の検出を良好に行えると共に、次回の検出が可能になるまでの時間短縮に貢献できる。

【0033】

本発明では、銅ナノワイヤー製の加熱線部材をナノシルバーで被覆するので、呼気中成分を効率良く加熱できると共に、次回の検出が可能になるまでの時間を短縮できる。

【0034】

また、本発明では、巻回したコイル部の周囲に網状のメッシュ部を加熱線部材が有するので、カーボンナノ構造体の内部へ取り入れられた呼気が加熱線部材と接触する程度を増加でき、効率的に呼気中の成分を加熱して、電気抵抗の検出精度の向上に貢献できる。

【0035】

本発明では、上述したような呼気センサを用いて、カーボンナノ構造体の電気抵抗の変化の検出結果に基づき血糖値を算出するので、血糖値を高精度で算出できると共に、次回の血糖値算出を行えるまでの時間を、従来のものに比べて短縮でき、使い安さの向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施形態に係る血糖値測定装置の外観を示す概略斜視図である。

【図2】血糖値測定装置に係る制御系の主要な電気回路ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る呼気センサユニットの全体的な外観を示す斜視図である。

【図4】呼気センサユニットの分解状態を示す概略斜視図である。

【図5】（ａ）は筒状のカーボンナノシートを縦方向に半分に切断して呼気センサの内部を示すようにした断面斜視図であり、（ｂ）は更に環状の断熱部材を同様に縦方向に切断して内部の加熱線部材を示すようにした要部断面斜視図である。

【図6】加熱線部材を、断熱部材の内部へ配置する状況を示す概略斜視図である。

【図7】加熱線部材を内部に配置した断熱部材の周囲に、カーボンナノシートを巻き付けて筒状に形成する状況を示す概略斜視図である。

【図8】一対の電極を、筒状のカーボンナノシートの内部へ配置する状況を示す概略斜視図である。

【図9】（ａ）は呼気センサの正面図であり、（ｂ）は呼気センサの平面図、（ｃ）は（ａ）の正面図の呼気センサをＡ－Ａ線で切断面にした断面図である。

【図10】呼気センサをセンサホルダで保持した状態を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は平面図である。

【図11】正極及び負極に関する電気的な接続状況を示す電気回路図である。

【図12】呼気センサに呼気が取り入れられる状況を示す概略図である。

【図13】本発明に係る血糖値測定装置と従来の装置による血糖値の測定結果を対比した図表中の一部である。

【図14】本発明に係る血糖値測定装置と従来の装置による血糖値の測定結果を対比した図表中の残り部分である。

【発明を実施するための形態】

【実施例0037】

図１は、本発明に係る実施形態の例である血糖値測定装置１の外観を示す。本実施形態の血糖値測定装置１は、携帯可能な小型のものであり、ボックス状の筐体２の天面２ａからパイプ状の吹込部３を突出させると共に、測定結果を表示するディスプレイ５を天面２ａに表出しており、筐体２の周囲の一側面２ｂには電源スイッチ４を配置している。

【0038】

この血糖値測定装置１は、パイプ状の吹込部３の開口した先端側３ａを、被験者が咥えて息（呼気）を吹き込むことにより、その被験者の血糖値を測定するようになっている。吹込部３の内部には、本発明で中心的な役割を担う呼気センサユニット１０を配置しており、この呼気センサユニット１０を用いることで、上述した特許文献１叉は特許文献２に開示されるものに比べて、高精度で血糖値を測定可能にすると共に、測定が終了して次回の測定が可能になるまでの時間を短縮したことが特徴になっている。以下、詳しく説明していく。

【0039】

図２は、血糖値測定装置１における制御系の主要な電気回路ブロック図を示す。この電気回路ブロック図で示すように、血糖値測定装置１の電気的な回路に関連するパーツユニットとして、上述した呼気センサユニット１０及びディスプレイ５に加えて、プロセッサユニット６及びトランスデューサー７を含む。呼気センサユニット１０とトランスデューサー７は第１接続線ｄ１で接続されており（第１接続線ｄ１は複数の導通線で構成される）、トランスデューサー７とプロセッサユニット６は第２接続線ｄ２で接続されており、プロセッサユニット６とディスプレイ５は第３接続線ｄ３で接続される。

【0040】

これらのディスプレイ５、プロセッサユニット６、トランスデューサー７、及び呼気センサユニット１０と云った各パーツユニットは血糖値測定装置１の筐体２等の内部に配置されている（ディスプレイ５については、そのディスプレイ画面が筐体２の天面２ａから表出する）。また、図２では示していないが、血糖値測定装置１は、筐体２の内部に給電用のバッテリ８も配置しており、図示しない給電回路を通じて、バッテリ８の電力を上述した各パーツユニットに供給し、それにより、呼気センサユニット１０に所定の電圧を印加するようにしている。なお、このような給電回路には、図１に示す電源スイッチ４が含まれており、電源スイッチ４のオン・オフ操作により、バッテリ８による給電と非給電状態を切替可能にしている。

【0041】

電源スイッチ４のオン操作により呼気センサユニット１０に所定の電圧が印加されると、第１接続線ｄ１を通じて呼気センサユニット１０からアナログ電流がトランスデューサー７へ出力される。トランスデューサー７は、第１接続伝ｄ１を通じて入力されるアナログ電流に対して、プロセッサユニット５が処理を行えるように、増幅してデジタル変換した変換信号を生成し、第２接続線ｄ２を通じてプロセッサユニット６へ出力する処理を行う。

【0042】

プロセッサユニット６は、トランスデューサー７からの入力信号（入力される変換信号）に基づき、呼気センサユニット１０に係る電気抵抗値の検出処理を行うと共に、検出した電気抵抗値に基づき血糖値の算出処理を行うものであり、制御部６ａ、メモリ６ｂ、ＲＡＭ６ｃ等をプリント基板上に配置したユニットになっている。

【0043】

制御部６ａは、メモリ６ｂに記憶されるプログラムＰのプログラミングの内容（ブログラムに応じたアルゴリズムの内容）に基づき各種処理を行う手段として機能するプロセッサである。本実施形態では、制御部６ａは主に、電気抵抗検出手段としてトランスデューサー７からの入力信号に基づく電気抵抗値の検出処理を行い、血糖値算出手段として電気抵抗の検出処理で得られた値に基づき血糖値を算出する処理を行い、出力手段として算出した血糖値をディスプレイ５で表示出力する処理等を行うことになる。

【0044】

呼気センサユニット１０は、後述するように、被験者の呼気が吹きかけられるようになっており、その被験者の呼気中の成分（例えば、揮発性有機化合物等の成分、具体的にはアセトン、ケトン、エタノール等の成分）が付着すると、呼気センサユニット１０に係る電気抵抗値が変化することになり、このような電気抵抗値の変化を制御部６ａは、トランスデューサー７からの入力信号に基づき検出する。

【0045】

具体的に制御部６ａは、電源スイッチ４がオンされて給電が開始されて、被験者の呼気が吹きかけられていない状況の電気抵抗値を検出すると共に、呼気が吹きかけられて変化した状態の電気抵抗値の検出を行う。なお、電気抵抗値の変化の程度は、呼気センサユニット１０に付着した呼気中の成分の量に応じて定まり、付着する成分量が多いほど、変化の程度も大きくなる。

【0046】

また、変化した電気抵抗の検出処理で得られた値に基づき血糖値を算出する処理において、制御部６ａは先ず、検出した電気抵抗値の値より、呼気中の成分濃度の検出処理を行い、その検出した成分濃度を所定の変換式に基づき血糖値へ変換する処理を行って、最終的に、呼気を吹き込んだ被験者の血糖値を算出するようにしている。なお、この算出で用いる所定の変換式は予め、メモリ６ｂに記憶されるか、又はプログラムＰの中に含まれるものとなる。

【0047】

本実施形態では、血糖値に関連する呼気中の成分として、主にアセトンを含む成分濃度をｐｐｍ（parts per million）単位で検出するようにしており、通常、非糖尿病患者が被験者である場合、検出される成分濃度は、０．３～０．９ｐｐｍ程度の数値となる。一方、糖尿病患者が被験者である場合、検出される成分濃度は一般に、０．９ｐｐｍを超えるような値になる。なお、本実施形態では最大１０ｐｐｍ程度までの数値を算出できるようにしている（また、制御部６ａは、数ｐｐｂ（parts per billion）単位で詳細に濃度を算出できるようにしてもよい）。

【0048】

制御部６ａは、上述したようにアセトン等を含む成分濃度を検出すると、その検出した成分濃度の数値を、上述した所定の変換式に代入して血糖値（グルコメーターカウント）を算出する。そして、制御部６ａは、算出した血糖値をディスプレイ５で表示するために、その血糖値を含む測定結果情報を生成し、ディスプレイ５に第３接続線ｄ３を通じて出力する処理を行う。また、制御部６ａは、算出した血糖値、検出した成分濃度、電気抵抗値等をＲＡＭ６ｃに一時的に記憶させる処理も行う。

【0049】

なお、本実施形態の制御部６ａは、電源スイッチ４がオンされた直後は、加熱線部材１４が所定の温度まで発熱するのに必要な時間をカウントする処理を行っており、本実施形態ではメモリ６ｂに予め記憶される基準時間に達するかを判断し、基準時間に達したことを判断すると、カウントアップしたとして、上述した電気抵抗値の検出処理を開始する。また、制御部６ａは時間のカウント中、カウント状態を示す情報をディスプレイ５へ出力することになる。

【0050】

ディスプレイ５は、液晶又は有機ＥＬ等の表示パネルであり、制御部６ａから出力されてくる情報を、第３接続線ｄ３を通じて受け付けると、その受け付けた情報をディスプレイ画面上に表示する。それにより、このようなディスプレイ５の表示により、被験者であるユーザは自身の血糖値を容易に知ることが可能となる。次に、本発明の中心となる呼気センサユニット１０について詳しく説明していく。

【0051】

図３は本実施形態に係る呼気センサユニット１０の全体的な外観を示し、図４は、その分解図を示す。本実施形態の呼気センサユニット１０は主に、センサホルダ３０、呼気センサ１１、及びセンサカバー２０で構成される。なお、図３、４等に示すＸ軸は水平面上での一方向を示し、Ｙ軸は同一の水平面上でＸ軸に直交する方向を示し、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交する方向を示し、それにより、具体的にＸ軸は呼気センサユニット１０の巾方向を表し、Ｙ軸は呼気センサユニット１０の奥行きの方向を表し、Ｚ軸は呼気センサユニット１０の高さ方向を表す（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の向きは、他の図でも同様）。

【0052】

センサホルダ３０は、呼気センサ１１を保持するための部材であり、ドーナツ状のホルダ本体３１、及びそのホルダ本体３１を高さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する計６本の第１～第６導通ピン３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂを有する。

【0053】

ホルダ本体３１は、ニッケルメッキ銅製の部材であり、上面３１ａを段差状に形成すると共に、下面３１ｂをフラット形状に形成し、中央に高さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する空洞部３１ｃを有する。なお、本実施形態のホルダ本体３１、外周輪郭での厚み部分（Ｚ軸方向の高さ）を約１２ｍｍに設定しおり、また、ホルダ本体３１の空洞部３１ｃは、その内径寸法を、呼気センサ１１の外径寸法に応じた値に設定し、呼気センサ１１を空洞部３１ｃに嵌め込んで保持できるようにしている。

【0054】

第１～第６導通ピン３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂは、ホルダ本体３１の段差状に高くなった上面３１ａから下面３１ｂへ貫通しており、これら計６本の各導通ピン３２ａ～３４ｂは、導通性を有するニッケルメッキ製のピン部材であり、ホルダ本体３１に対し平面視において周方向に間隔をあけて配置される（図１０（ｂ）参照）。第１、２導通ピン３２ａ、３２ｂは、呼気センサ１１に含まれる加熱線部材１４との接続用であり、第３、４導通ピン３３ａ、３３ｂは、呼気センサ１１に含まれる正極１６との接続用であり、第５、６導通ピン３４ａ、３４ｂは、呼気センサ１１に含まれる負極１７との接続用である。

【0055】

センサカバー２０は、ホルダ本体３１に保持される呼気センサ１１を覆って保護するためのカバーであり、環状の鍔部２２から突出するカバー部２１を有する。カバー部２１は、ステンレス製のメッシュからなる網状部材であり、呼気が通過するのに充分な網目寸法が採用されている。また、環状の鍔部２２は、上述したセンサホルダ３０の上面３１ａの段差に嵌合するように形成されている。

【0056】

呼気センサ１１は、呼気センサユニット１０の主要パーツであり、呼気中の成分濃度を検出するために使用されるものであり、直接的には呼気中の成分の付着による電気抵抗の変化の検出に利用される。呼気センサ１１は、全体的な外観を筒状（円筒形状）にしており、周囲外方へ計６本のリード線Ｔ１～Ｔ４、Ｈ１、Ｈ２を延出している。

【0057】

呼気センサ１１の筒状（円筒形状）の外観を構成する部分は、カーボンナノ構造体によるものであり、本実施形態では、カーボンナノ構造体として、優れた導電性を有するカーボンナノシート１２を用いる。カーボンナノシート１２は、シート状の表面にナノサイズの多数の窪みを有し、これら窪みにより、呼気中の成分が付着しやすくなっている。また、カーボンナノシート１２（カーボンナノ構造体）は、呼気に含まれる成分が付着すると、電気的な性質が変化する特性を有し、具体的には、電気抵抗が変化し、このような電気抵抗の変化の度合いは、付着する成分が多くなるほど大きくなる。

【0058】

図５（ａ）にも示すように、呼気センサ１１は、カーボンナノシート１２の内部に、リング状の断熱部材１３及び一対の電極１５を配置している。具体的に、リング状の断熱部材１３は、呼気センサ１１の高さ方向（Ｚ軸方向）の上端寄りの箇所（カーボンナノシート１２の上端１２ａの側となる箇所）に配置され、一方、呼気センサ１１の高さ方向（Ｚ軸方向）の下端寄りの箇所（カーボンナノシート１２の下端１２ｂの側となる箇所）に、一対の電極１５が配置される。

【0059】

図５、６に示すように、断熱部材１３は、所定の高さを有する輪状（管状）の部材であり、本実施形態ではセラミック製のものを用いている（例えば、複数のセラミック層を積層した管状のもの）。また、断熱部材１３は、その内周面１３ｂに、フラーレン層１８が形成されている。なお、本実施形態の断熱部材１３は、サイズ感として、外径となる径方向の寸法を約１６ｍｍ、高さ寸法を約８ｍｍ程度に設定している。

【0060】

フラーレン層１８は、粉末状のフラーレンを溶剤等に混ぜて所定の粘度にしたもの（例えば、ペースト状にしたもの）を、断熱部材１３の内周面１３ｂに適用（塗布）することで形成される。使用されるフラーレンとしては、Ｃ６０、Ｃ７０というタイプのものを基本的に使用するが、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９６と云ったタイプのものを用いることも可能である。

【0061】

また、図５（ｂ）、図６、図９（ｂ）、図１０（ｂ）等に示すように、断熱部材１３の内部には、加熱線部材１４を配置している。加熱線部材１４は、被験者から吹き込まれた呼気中の成分を加熱するためのものであり、線材（ヒートワイヤー）により構成される。具体的に、本実施形態の加熱線部材１４は、より多くの熱を発するようにするため、線材を巻回したコイル部１４ａを中心に有すると共に、線材を網目状に織り込んだメッシュ部１４ｂを、コイル部１４ａの周囲に一体的に形成している。

【0062】

なお、コイル部１４ａは、呼気成分（気体成分）の通過を妨げない程度のピッチ（間隔）で巻回されると共に、メッシュ部１４ｂのメッシュサイズも呼気成分（気体成分）の通過を妨げない寸法に設定されている。なお、コイル部１４ａの外周輪郭は円形状になっており、径方向の寸法は、上述した断熱部材１３の内径寸法に応じた値に設定することで、加熱線部材１４を、断熱部材１３の内部に嵌め込んで配置できるようにしている。

【0063】

さらに、本実施形態の加熱線部材１４は、線材（ヒートワイヤー）として、銅ナノワイヤーを用いると共に、その銅ナノワイヤーの表面をナノシルバーで電気メッキにより被覆している。銅ナノワイヤーは、Ｃｕ（ＯＨ）^２を還元剤（ヒドラジンＮ_２Ｈ_４）で還元する工程を経て生成されており、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）とエチレンジアミンを含む水溶液中で、Ｃｕ（ＯＨ）^２を還元剤（ヒドラジンＮ_２Ｈ_４）で還元するプロセスを行うことで銅ナノワイヤーを得るようにしている。

【0064】

より具体的には、１８リットルの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、０．３６ｍｏｌのＣｕ（ＯＨ）^２、１３５ｍｌのＥＤＡ、及び１８ｍｌ（３５重量％）のヒドラジンを、２０リットルの反応器に入れて、８０℃で３０分間加熱して、Ｃｕ２＋を金属銅に１００％の割合で還元して調整することにより、銅ナノワイヤーを得ている。このようにして得られた銅ナノワイヤーの表面を、ナノシルバーで電気メッキにより被覆するが、本実施形態では、銅ナノワイヤーの表面全体をナノシルバーで被覆するのではなく、被覆していない箇所を部分的に残すようにして、加熱の際、被覆していない箇所で酸化反応が生じるようにしている。

【0065】

上記のような加熱線部材１４は、コイル部１４ａの長手方向に沿って外周縁の箇所（コイル部１４ａを通るような直径の両端に応じた箇所）から、加熱用のリード線Ｈ１、Ｈ２を延出している。これらリード線Ｈ１、Ｈ２は、加熱線部材１４を構成する線材と電気的に接続しており、バッテリ８からの電流をリード線Ｈ１、Ｈ２を通じて加熱線部材１４へ流すと、加熱線部材１４は発熱し、約２００℃にまで達することになる（なお、電気抵抗の変化を精度良く検出するには、最低でも約１４０℃まで発熱することが好ましい）。

【0066】

また、図５（ａ）、図８、図９（ｃ）等に示すように、カーボンナノシート１２の下端１２ｂの側（他端側）となる箇所に配置される一対の電極１５は、小片状（小プレート状）の部材である正極１６及び負極１７を有する。本実施形態では所定の導電性を確保するために、正極１６及び負極１７には、金ナノ粒子を含んだものを用いている。また、正極１６の外面１６ａには正極用のリード線Ｔ１、Ｔ２を接続し、負極１７の外面１７ａには負極用のリード線Ｔ３、Ｔ４を接続している。これらリード線Ｔ１～Ｔ４には、所定の導通性を確保するため、白金線を用いている。

【0067】

図１１に示す電気回路図は、これら正極１６及び負極１７に関する電気的な接続状況を表している。電源スイッチ４とバッテリ８は直列的に接続されており、また、電源スイッチ４と正極１６とが接続されると共に、バッテリ８の陰極側と負極１７が接続される。正極１６と負極１７の間にはカーボンナノシート１２が介在しており、電源スイッチ４をオンにすると、正極１６及び負極１７の間に所定の電圧が印加された状態となり、カーボンナノシート１２を通じて正極１６から負極１７へ電流が流れる。

【0068】

このように流れる電流は、上述したようにトランスデューサー７へ出力されることになる。なお、図１１の電気回路図では示していないが、バッテリ８は、上述した加熱線部材１４にも電気的に接続されており、電源スイッチ４のオン／オフ操作により、バッテリ８から加熱線部材１４への給電を切替可能にしている。次に、上述した呼気センサ１１について、製造工程の手順を説明する。

【0069】

先ず、図６で示すように、予め作成しておいた加熱線部材１４を、断熱部材１３の下端１３ｃから内部へ入れ込んで配置する。なお、加熱線部材１４を配置する高さとしては、断熱部材１３の高さ方向（Ｚ軸方向）において真ん中あたりとなる箇所が、安定した配置を確保できて好適となる。なお、断熱部材１３の内部に配置された加熱線部材１４から延出するリード線Ｈ１、Ｈ２は、断熱部材１３の下端１３ｃから外方へ引き出す。

【0070】

次に、図７で示すように、断熱部材１３を包み込むように、長方形のシート状のカーボンナノシート１２を、断熱部材１３の外周面１３ａに沿って密着するように周回させて筒状（円筒形状）に形成する。このような筒状の状態を維持するため、カーボンナノシート１２の一方の縦辺部１２ｃ（Ｚ軸方向に沿った辺部）と、他方の縦辺部１２ｄを重ねて、導電性接着剤で貼り合わせる。なお、断熱部材１３と、カーボンナノシート１２がズレ無いようにするため、断熱部材１３の周囲に接着剤を塗布し、カーボンナノシート１２と接着するのが好ましく、この場合、接着剤には耐熱性のものを用いることになる。また、加熱線部材１４から延出するリード線Ｈ１、Ｈ２については、カーボンナノシート１２を貫通させて外方へ取り出す。

【0071】

それから、図８で示すように、筒状に形成されたカーボンナノシート１２の下端１２ｂの側より、一対の電極１５を、カーボンナノシート１２の内部へ入れ込んで，電気的にカーボンナノシート１２と接続された状態で配置する。このように内部へ配置する電極１５の正極１６及び負極１７は、カーボンナノシート１２の内周面１２ｅ（図７、図９（ｃ）参照）に接する状態で固定するようにしている。

【0072】

具体的には、図９（ｃ）で示すように、正極１６の外面１６ａの側における左右の縦辺部１６ｂ、１６ｃ（図８参照、Ｚ軸方向に平行な辺部）に導電性接着剤を塗布し、それら左右の縦辺部１６ｂ、１６ｃを、カーボンナノシート１２の内周面１２ｅに押し当てて接着し、正極１６をカーボンナノシート１２の内周面１２ｅに固定する。また、負極１７は、正極１６と対向する位置で、その外面１７ａの側における左右の縦辺部１７ｂ、１７ｃ（導電性接着剤を塗布済み）を、カーボンナノシート１２の内周面１２ｅに押し当てて接着し、負極１７をカーボンナノシート１２の内周面１２ｅに固定する。

【0073】

上述したように正極１６及び負極１７をカーボンナノシート１２に固定することで、正極１６及び負極１７は、カーボンナノシート１２と電気的に導通（接続）した状態で固定される。なお、正極１６の外面１６ａから延出するリード線Ｔ１、Ｔ２、及び負極１７の外面１７ａから延出するリード線Ｔ３、Ｔ４は、上述した加熱線部材１４のリード線Ｈ１、Ｈ２と同様に、カーボンナノシート１２を貫通させて外方へ取り出す。以上のような製造工程を経て呼気センサ１１は完成する。

【0074】

完成した呼気センサ１１は、その下側から、上述したセンサホルダ３０の空洞部３１ｃに嵌め込んで固定する（図４参照）。この際、しっかりと固定を確保するためには、予め、空洞部３１ｃの内周面に接着剤を塗布しておき、接着剤により、呼気センサ１１をセンサホルダ３０の空洞部３１ｃへ固着させることが好ましい。また、固定する際の、呼気センサ１１の周方向の向きとしては、呼気センサ１１（カーボンナノシート１２）の周囲から延出するリード線Ｈ１、Ｈ２が、センサホルダ３０の第１、２導通ピン３２ａ、３２ｂと対向するような配置の向きにする。

【0075】

呼気センサ１１の固定が完了すると次に、リード線Ｈ１、Ｈ２、Ｔ１～Ｔ４を、半田等によって第１～第６導通ピン３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの各上端あたりと接続する（図９（ａ）（ｂ）参照）。最後に、呼気センサ１１及びセンサホルダ３０（ホルダ本体３１）の上面３１ａを覆うようにセンサカバー２０を取り付けることで、呼気センサユニット１０を完成する（図３、４参照）。

【0076】

完成した呼気センサユニット１０は、電気的な接続を行った上で、図１に示す血糖値測定装置１の内部に配置する。電気的な接続としては、血糖値測定装置１の内部に配置されるバッテリ８との給電系の回路に第１、第２導通ピン３２ａ、３２ｂの下端側を接続することになり、それにより、加熱線部材１４へ電流を流せるようにして、加熱線部材１４での加熱を行えるようにする。また、図２に示す回路ブロックにおいて、トランスデューサー７との接続用となる第１接続線ｄ１を構成する複数の導通線を、第３導通ピン３３ａ及び第５導通ピン３４ａの下端側とそれぞれ接続すると共に、第４導通ピン３３ｂ及び第６導通ピン３４ｂの下端側を図１１の電気回路図で示すように、バッテリ８の正極側及び陰極側にそれぞれ接続して、電気的な回路接続を行う。

【0077】

電気的な接続の完了した呼気センサユニット１０は、センサカバー２０の部分が、血糖値測定装置１の筐体２の天面２ａから突出するパイプ状の吹込部３の内部に収まるように配置される。このように呼気センサユニット１０が配置された状態では、吹込部３の突出方向に、呼気センサユニット１０のＺ軸方向が一致する向きになっている。

【0078】

上記のように呼気センサユニット１０を配置することで、吹込部３の開口した先端３ａより吹き込まれた呼気は、呼気センサ１１のカーボンナノシート１２の上端１２ａの側（一端側）に形成される開口から取り入れられるようになる。そのため、呼気センサ１１におけるカーボンナノシート１２の上端１２ａに形成される開口は、呼気の取入口１１ａとして機能する（図４、１２等参照）。

【0079】

次に、血糖値測定装置１の使用状況について説明する。被験者（ユーザ）は最初に、電源スイッチ４をオンにする操作を行う。この電源スイッチ４のオンに伴い、バッテリからの給電回路を通じての給電（電圧印加）が開始され、図２に示す回路ブロックに含まれるプロセッサユニット６等が起動し、また、加熱線部材１４による加熱が開始されると共に、呼気センサ１１の電極１５（正極１６と負極１７の間）に１．８～２．２Ｖの所定電圧が印加されて、正極１６と負極１７の間で、カーボンナノシート１２を通じて安定した電流が流れるようになる。

【0080】

プロセッサユニット６の制御部６ａは起動すると、加熱線部材１４が検出処理に対して十分な温度（例えば、約２００℃）になるまでの計時処理を行うと共に、計時中の状況（時間のカウント状況）を示す計時情報をディスプレイ５へ出力する処理を行う。それにより、ディスプレイ５のディスプレイ画面には時間をカウントする状況が表示されるので、被験者（ユーザ）は計時時間がカウントアップするまで待つことになる。

【0081】

制御部６ａは、計時した時間が、メモリ６ｂに記憶される基準時間に達するかを判断している。なお、基準時間としては約６０秒～１８０秒程度の範囲中に含まれる時間を適用でき、本実施形態では７０秒を基準時間として使用する。

【0082】

制御部６ａの計時処理により、計時時間が基準時間に達すると、カウントアップとなり、上述した電気抵抗値の検出処理、成分濃度の検出処理、及び血糖値の算出処理と云った一連の処理を行い、算出した血糖値を示す数値情報をディスプレイ５へ出力する処理を行う。電源オンからカウントアップを経て、ディスプレイ５のディスプレイ画面に表示される数値は、呼気を吹き込む前では通常の空気中に含まれる成分に基づく値となり、一般的に約６０～７０程度の数値が示される（血糖値の数値単位はｍｇ／ｄｌ。以下同様であり、単位表記は省略する）。本実施形態の血糖値測定装置１では、ディスプレイ画面に表示される数値が７０以下になる場合を、使用可能（検出可能）になった状況にしている。

【0083】

そのため、被験者（ユーザ）は、ディスプレイ画面の表示が、カウントする状況から数値情報に切り替わると、その表示される数値が７０以下であるかを確認し、表示される数値が７０以下であれば、吹込部３を咥えて息を吹き込む。なお、ディスプレイ画面に表示される数値が７０を超過する場合、被験者（ユーザ）は、表示数値が７０以下になるのを待ってから、息い吹き込むことになる。

【0084】

図１２は、吹込部３から吹き込まれた息（呼気Ｆ）が、呼気センサユニット１０に組み込まれた呼気センサ１１へ取り入れられる状況を示している。この図１２で示すように、呼気Ｆは、開口した取入口１１ａからセンサ内部に流入し、カーボンナノシート１２の内部に配置した加熱線部材１４を通過する。この加熱線部材１４を通過する際、呼気Ｆに含まれる成分が加熱され、酸化等の各種反応が促進され、成分中の電子が活性化し、活性化した成分がカーボンナノシート１２に付着することで、電圧が印加される正極１６と負極１７の間のカーボンナノシート１２の電気抵抗が顕著に変化しやすい状態となる。

【0085】

具体的には、まず加熱線部材１４を構成する銅ナノワイヤーは部分的に表面が被覆されていない箇所があるので、この被覆されていない箇所では、加熱により銅成分の酸化反応が生じ、酸化銅（ＣｕＯ）が発生する。呼気中の成分は、加熱線部材１４を通過する際、この酸化銅（ＣｕＯ）と反応することになり、例えば、呼気中の成分に含まれるアセトン（ＣＨ_３ＣＯＣＨ_３）の場合、酸化銅とアセトンの相互に反応が生じる。

【0086】

アセトン（ＣＨ_３ＣＯＣＨ_３）については、ケテン（ＣＨ_２ＣＯ）とメタン（ＣＨ_４）といった成分に分解（熱分解）され、このような反応により生じた成分が呼気センサ１１のカーボンナノシート１２の内周面１２ｅの付着することで、呼気センサ１１（カービンナノシート１２）の電気抵抗が変化する。

【0087】

上述したように、呼気センサ１１の内部に取り入れられた呼気の成分は、加熱線部材１４により加熱されて、電気抵抗の変化が迅速に進みやすくなるが、加熱線部材１４から発する熱がカーボンナノシート１２へ伝わりすぎると、呼気成分の付着による電気抵抗の変化に影響が生じ、呼気成分の付着に基づく電気抵抗の検出に関する精度を悪化させることが懸念される。

【0088】

しかし、本実施形態で用いられる呼気センサ１１では、加熱線部材１４が断熱部材１３の内部に配置されると共に、その断熱部材１３の断熱性能は、内周面１３ａのフラーレン層１８で補強されているため、加熱線部材１４の発する熱がカーボンナノシート１２に伝わって、カーボンナノシート１２の電気抵抗値に影響を及ぼすことを極力抑えられる。

【0089】

また、呼気センサ１１（カーボンナノシート１２）の内部に取り入れられた成分の中で、電気抵抗の検出に不要な成分は、断熱部材１３の内周面１３ａのフラーレン層１８で吸着・吸収等されるので、カーボンナノシート１２の電気抵抗の変化は、主に呼気中の中で電気抵抗の変化に関係する成分がカーボンナノシート１２に吸着したことに依存したものになる。以上のことから、本発明の血糖値測定装置１では、呼気中の成分による電気抵抗の変化を顕著にして、呼気中の成分に基づく電気抵抗の変化を高精度に検出可能にしている。

【0090】

そして、血糖値測定装置１（制御部６ａ）では、上述した電気抵抗の変化に関する算出結果に基づき、呼気センサ１１に取り入れられた呼気に含まれる成分の濃度が検出され、さらに、その検出された濃度に基づき、最終的に血糖値が算出されており、変化した電気抵抗の値に応じて、最終的に算出される血糖値も変化する。このように変化する血糖値は血糖値測定装置１のディスプレイ画面に表示されるので、被験者（ユーザ）は、息（呼気）を血糖値測定装置１へ吹き込むだけで、ディスプレイ画面に表示される数値を見て、自身の血糖値を把握できる。

【0091】

なお、糖尿病の被験者又は糖尿病の傾向のある被験者の場合は、息（呼気）を吹き込む前にディスプレイ画面に表示される数値から、息（呼気）を吹き込んだ後にディスプレイ画面に表示される数値（血糖値）が大きく変化することになる。

【0092】

上述した処理を経て、算出された血糖値のピーク値になると、その値が保持されて、血糖値測定装置１のディスプレイ画面に表示され続けることになり、この状態で、血糖値の測定は完了となる。

【0093】

測定完了後は、被験者（ユーザ）が電源スイッチ４をオフすることで、算出された血糖値の結果がリセットされる。また、次回の検出を行う際には、被験者（ユーザ）が電源スイッチ４をオンすることになるが、このときも、上述した場合と同様に、制御部６ａが基準時間（例えば、７０秒）に達するまで計時処理を行い、計時処理が終了すると、その時点において算出された数値（血糖値に応じた数値）がディスプレイ画面に表示される。

【0094】

この場合、前回の測定完了後から十分な時間を経過せずに、電源スイッチ４をオンにすると、呼気センサ１１の内部に残存する浮遊成分等の影響により、ディスプレイ画面に表示される数値が７０以下にならず、検出及び測定が可能な状態になるまで息の吹き込むのを待つ必要が生じる。

【0095】

本発明に係る血糖値測定装置１は、前回の測定の完了後、次回の測定が可能な状態に回復するまでの時間が早いことも特徴になっている。すなわち、測定の完了後に、呼気センサ１１（カーボンナノシート１２）の内部に浮遊する残存成分や湿気成分等により、カーボンナノシート１２の変化した電気抵抗値が元に戻るのが遅くなり、それに伴い、血糖値が７０以下になるにも時間を要することになる。

【0096】

しかし、本発明の血糖値測定装置１は上述したように、断熱部材１３の内周面１３ｂにフラーレン層１８を形成しており、このフラーレン層１８を構成するフラーレンは、気体中の成分を効率良く吸着・吸収する特性を有するため、呼気センサ１１の内部に浮遊する残存成分や湿気成分がフラーレン層１８に吸着・吸収されていくので、測定完了後に血糖値が７０以下へスムーズに収まるようになる。それにより本発明の血糖値測定装置１（呼気センサ１１）は次回の検出及び測定が可能となる状態まで、短い時間で回復できる。なお、カーボンナノシート１２に付着した成分については、自然と気化して除去されることになる。

【0097】

本出願人による実験では、フラーレン層１８を設けない場合では、測定の完了後から次回の測定が可能な状態に回復に至るのに最低でも約１０分程度（約６００秒程度）が必要であったが、フラーレン層１８を設けた場合、次回の検出及び測定が可能な状態に回復に至るのに約１～５分程度にまで短縮できたことを確認している。

【0098】

図１３、１４は、計４８人の被験者（被験者Ｎｏ．１～４８）に対して、本発明に係る血糖値測定装置１を用いて算出した血糖値と、従来の検査キットによる採血式の装置で血糖値を求めた場合の結果を対比した実験結果を示す表である。この実験では、被験者ごとに、本発明に係る血糖値測定装置１と、従来の装置を、ほぼ同時期に使用して、それぞれの装置で血糖値を求めている（具体的には、先に血糖値測定装置１で血糖値を求め、その後、すぐに従来の装置で血糖値を求めている）。

【0099】

これら図１３、１４で示す計４８人の比較結果の差の平均は「６．１７（小数点以下第３位を四捨五入）」となっており、最も差が大きいのは、被験者Ｎｏ．３２の「１４」であり（従来の装置の結果が「３０６」であり、本発明の装置による結果が「２９２」）、最も差が小さいのは、被験者Ｎｏ．２８の「０」である（従来の装置及び本発明の装置による結果は共に「１００」）。このような図１３、１４に示す表より、本発明に係る血糖値測定装置１は十分な測定精度を確保した有用な想定であることが分かる。

【0100】

なお、血糖値は一般に、その値が高いほど、測定結果の誤差が大きくなる傾向があることが知られており、図１３、１４に示す比較結果の表においても、両者の差が大きいのは、測定された血糖値が大きめの被験者であることが読み取れる（例えば、被験者Ｎｏ．１９、２７、３２、４７は血糖値が２００を超えているので、両者の差も大きめになっていることが読み取れる。また、一般に血糖値が２００を超えると糖尿病型であると判定される）。

【0101】

以上に説明したように、本発明に係る呼気センサ１１を備えた血糖値測定装置１は、血糖値の測定を高精度で行えると共に、血糖値の測定が完了してから次回の測定が可能になるまで回復するのに要する時間も短いことから、血糖値の測定に対して有用で且つ使い勝手の良いものになっている。なお、本発明に係る呼気センサ１１を備えた血糖値測定装置１は上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形例が想定される。

【0102】

例えば、上述した説明では、呼気センサ１１の周囲にはカーボンナノシート１２を用いたが、呼気に含まれる成分が付着して電気抵抗が変化する特性を有するカーボンナノ構造体であれば、他のものを用いてもよい（例えば、カーボンナノチューブを用いて、呼気センサ１１の周囲を筒状体で構成してもよい）。また、呼気センサ１１の周囲を構成する筒状体は、円筒形状に限定されるものではなく、多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）による筒形状も適用可能である。

【0103】

また、一対の電極１５における負極１７には、金ナノ粒子を含んだものを用いるように説明したが（金ナノ粒子を用いた負極は製造しやすい）、その他のものとして、導電性を向上させる観点では、優れた導電性能を有するフラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０等）を含むものを用いることも可能である。フラーレンを含む形態としては、グラファイト酸化物及びフラーレンを混ぜ合わせて負極を形成することが可能である。このようなフラーレンを含む負極１７を用いることで、電気抵抗の変化を精度良く検出しやすくなる。

【0104】

一方、検出可能な状態に回復するまでの時間短縮が、それほど必要で無いときなどは、断熱部材１３の内周面１３ｂに形成していたフラーレン層１８を省略することも可能である。さらには、呼気センサ１１の外径寸法の設定具体等により、それほど加熱線部材１４による発熱の影響が受けないような場合は、断熱部材１３を省略することも可能である。

【0105】

また、加熱線部材１４についても、図５（ｂ）、図６等に示すような構成（コイル部１４ａの周囲にメッシュ部１４ｂを形成した構成）に限定されるものではなく、例えば、メッシュ部１４ｂを省略してコイル部１４ａのみを設ける構成（複数のコイル部１４ａを平行的に配置する構成等）や、逆に、コイル部１４ａを省略して、メッシュ部１４ｂのみにする構成等も想定できる。

【0106】

さらに、加熱線部材１４は、線部材の被覆に用いるのは、ナノシルバーに限定されるものではなく、他のナノ被覆材や、全く別の系統の被覆材を使用してもよく、被覆される線部材も銅ナノワイヤーに限定されず、通電により発熱する素材であれば利用可能となる。さらにまた、利用する素材によっては、ナノシルバー等の被覆材による被覆を省略してもよい。

【0107】

また、血糖値測定装置１に用いられるプログラムＰによる各種処理内容について、上述した説明内容は一例であり、他の処理内容を規定することや追加することは勿論可能である。例えば、図１３、１４に示す実験結果の比較表によれば、測定された血糖値の値が２００を超えると、従来の装置による測定結果との差が大きくなる傾向（誤差が大きくなる傾向）が生じるという見方もできるので、測定された血糖値が２００を超えるときは、測定された血糖値を是正するようなアルゴリズム（誤差分散等を行うアルゴリズム）に基づいたプログラミング内容を、プログラムＰに追加すること等が考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0108】

本発明は、息を吹き込むだけで血糖値を高精度で測定可能にすると共に、一旦、測定を行ってから次回の測定が可能になるまでの回復時間も短くしたので、糖尿病や糖尿病の傾向のあるユーザが日常的に血糖値を測定するのに利用可能である。

【符号の説明】

【0109】

１ 血糖値測定装置
２ 筐体
３ 吹込部
４ 電源スイッチ
５ ディスプレイ
６ プロセッサユニット
６ａ 制御部
１０ 呼気センサユニット
１１ 呼気センサ
１１ａ 取入口
１２ カーボンナノシート
１３ 断熱部材
１４ 加熱線部材
１５ 電極
１６ 正極
１７ 負極
１８ フラーレン層
２０ センサカバー
３０ センサホルダ
Ｐ プログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】