感測(cè)裝置及感測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連續(xù)或間歇地定量測(cè)定分析物濃度的感測(cè)裝置及感測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)開(kāi)發(fā)有例如在被檢者的體內(nèi)埋入傳感器部，并連續(xù)或間歇地定量測(cè)定作為分析物的血液中葡萄糖的濃度的持續(xù)血糖監(jiān)視器系統(tǒng){也稱(chēng)為CGM(Continuous GlucoseMonitoring:動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè))系統(tǒng)}。在經(jīng)由傳感器部獲取計(jì)測(cè)信號(hào)時(shí)，通常在該計(jì)測(cè)信號(hào)中混入有包含電噪聲或光量子噪聲在內(nèi)的各種噪聲。因此，為了使葡萄糖的濃度的定量測(cè)定精度提高，提出了多種與將噪聲成分有效地除去的濾波(filtering)有關(guān)的技術(shù)。
[0003]在日本特開(kāi)2005-131370號(hào)公報(bào)中，提出了使用基于時(shí)域的濾波算法(filteringalgorithm)(尤其是卡爾曼濾波器)來(lái)除去噪聲成分的方法。更詳細(xì)地說(shuō)，記載了通過(guò)用信號(hào)差參數(shù)(例如標(biāo)準(zhǔn)偏差)的函數(shù)來(lái)定義誤差協(xié)方差矩陣而使濾波系數(shù)動(dòng)態(tài)地最佳化的主匕曰ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，為了實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和耗電的減少，要求在設(shè)計(jì)上極力減少基于電路產(chǎn)生的處理運(yùn)算量。但是，在日本特開(kāi)2005-131370號(hào)公報(bào)所記載的方法中，有處理運(yùn)算量變大的趨勢(shì)，存在無(wú)法滿(mǎn)足上述要求的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題而完成的，其目的在于，提供一種感測(cè)裝置及感測(cè)方法，使用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便的基于頻域的濾波器，就能夠有效地從計(jì)測(cè)信號(hào)除去噪聲成分，同時(shí)也能夠維持分析物濃度相對(duì)于時(shí)間變化的追隨性。
[0006]本發(fā)明的感測(cè)裝置是連續(xù)或間歇地定量測(cè)定分析物的濃度的裝置，具有:傳感器部，其逐次獲取與上述分析物的濃度相關(guān)的計(jì)測(cè)信號(hào)；濾波處理部，其具有多種濾波器，經(jīng)由該多種濾波器中的一種濾波器而對(duì)由上述傳感器部獲取的上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間序列施加基于頻域的濾波處理；以及濾波器切換部，其與上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化量相應(yīng)地切換上述濾波處理中使用的上述一種濾波器。
[0007]像這樣，由于設(shè)有將基于頻域的濾波處理中使用的一種濾波器與計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化量相應(yīng)地切換的濾波器切換部，所以能夠適時(shí)地選擇同時(shí)考慮了上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化、及由上述濾波處理導(dǎo)致的相位延遲特性的濾波器。由此，使用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便的基于頻域的濾波器，就能夠有效地從計(jì)測(cè)信號(hào)除去噪聲成分，同時(shí)也能夠維持分析物濃度相對(duì)于時(shí)間變化的追隨性。
[0008]另外，優(yōu)選的是，上述濾波處理部至少具有對(duì)上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間序列施加恒等變換的恒等變換濾波器，上述濾波器切換部在上述時(shí)間變化量比閾值大的情況下切換成上述恒等變換濾波器。在時(shí)間變化量比閾值大的情況下，由于不產(chǎn)生基于濾波處理的相位延遲，所以能夠確保分析物濃度相對(duì)于時(shí)間變化的追隨性。
[0009]而且，優(yōu)選的是，上述濾波處理部至少具有相位延遲量的平均值在截止頻率以下的頻帶中不同的兩種濾波器，上述濾波器切換部在所述時(shí)間變化量較大的情況下切換成所述相位延遲量的平均值較小的濾波器，并且在上述時(shí)間變化量較小的情況下切換成上述相位延遲量的平均值較大的濾波器。由于在時(shí)間變化量較大的情況下不會(huì)產(chǎn)生基于濾波處理的相位延遲，所以能夠確保分析物濃度相對(duì)于時(shí)間變化的追隨性。另外，在時(shí)間變化量較小的情況下，由于并沒(méi)有那么要求上述的追隨性，所以能夠更有效地從計(jì)測(cè)信號(hào)除去噪聲成分。
[0010]本發(fā)明的感測(cè)方法是連續(xù)或間歇地定量測(cè)定分析物的濃度的方法，具有:獲取步驟，使用傳感器，逐次獲取與上述分析物的濃度相關(guān)的計(jì)測(cè)信號(hào)；處理步驟，經(jīng)由多種濾波器中的一種濾波器而對(duì)由上述傳感器獲取的上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間序列施加基于頻域的濾波處理；以及切換步驟，與上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化量相應(yīng)地切換上述濾波處理中使用的上述一種濾波器。
[0011]另外，優(yōu)選的是，在上述多種濾波器中，至少包含對(duì)上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間序列施加恒等變換的恒等變換濾波器，在上述切換步驟中，在上述時(shí)間變化量比閾值大的情況下切換成上述恒等變換濾波器。
[0012]而且，優(yōu)選的是，在上述多種濾波器中，至少包含相位延遲量的平均值在截止頻率以下的頻帶中不同的兩種濾波器，在上述切換步驟中，在上述時(shí)間變化量較大的情況下切換成上述相位延遲量的平均值較小的濾波器，并且在上述時(shí)間變化量較小的情況下切換成上述相位延遲量的平均值較大的濾波器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)裝置及感測(cè)方法，由于與計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化量相應(yīng)地切換基于頻域的濾波處理中使用的一種濾波器，所以能夠適時(shí)地選擇同時(shí)考慮了上述計(jì)測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化、及由上述濾波處理導(dǎo)致的相位延遲特性的濾波器。由此，使用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便的基于頻域的濾波器，就能夠有效地從計(jì)測(cè)信號(hào)除去噪聲成分，同時(shí)也能夠維持分析物濃度相對(duì)于時(shí)間變化的追隨性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是第I及第2實(shí)施方式中共同的感測(cè)裝置的概略框圖。
[0015]圖2是第I實(shí)施方式的傳感器控制電路的框圖。
[0016]圖3是圖2所示的第I濾波器的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖4A是表示圖2所示的第I濾波器的濾波系數(shù)的圖。圖4B是表示與圖4A的濾波系數(shù)相應(yīng)的濾波特性的圖。
[0018]圖5A及圖5B是表示血液中葡萄糖的濃度變化及其定量測(cè)定結(jié)果的曲線(xiàn)圖。
[0019]圖6是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的感測(cè)裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0020]圖7是表示從多個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算時(shí)間變化量的一個(gè)例子的概略說(shuō)明圖。
[0021]圖8是施加三種濾波處理并進(jìn)行定量測(cè)定的情況下的葡萄糖的定量測(cè)定誤差率的累積直方圖。
[0022]圖9是第2實(shí)施方式的傳感器控制電路的框圖。
[0023]圖1OA是表示圖9所示的第2濾波器的濾波系數(shù)的圖。圖1OB是表示與圖1OA的濾波系數(shù)相應(yīng)的濾波特性的曲線(xiàn)圖。
[0024]圖11是用于說(shuō)明第2實(shí)施方式的感測(cè)裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0025]圖12是施加四種濾波處理并進(jìn)行定量測(cè)定的情況下的葡萄糖的定量測(cè)定誤差率的累積直方圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，關(guān)于本發(fā)明的感測(cè)方法，列舉在與感測(cè)裝置的關(guān)系中優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
[0027][第I及第2實(shí)施方式中共同的感測(cè)裝置10的結(jié)構(gòu)]
[0028]首先，關(guān)于第I及第2實(shí)施方式中共同的感測(cè)裝置10的結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D1的概略框圖進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]如圖1所示，感測(cè)裝置10基本上具有傳感器部(傳感器)12、傳感器控制電路14 (傳感器控制電路80)、運(yùn)算部16、電源電路18、ROM (Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)20、RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存儲(chǔ)器)22、時(shí)鐘發(fā)生器24、輸入部26、和顯示器28。
[0030]傳感器部12獲取與分析物濃度相關(guān)的信號(hào)(以下稱(chēng)為計(jì)測(cè)信號(hào)S)。作為傳感器部12，優(yōu)選適用能夠容易地更改采樣間隔Ts的光學(xué)傳感器(例如，熒光傳感器)。此外，傳感器部12的方式不限定于此，也可以適用例如基于使用了葡萄糖氧化酶(GOD)等酶的酶電極法等來(lái)對(duì)血糖值進(jìn)行電(電化學(xué)方式)測(cè)定的傳感器。
[0031]傳感器控制電路14能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制傳感器部12而在所希望的定時(shí)獲取計(jì)測(cè)信號(hào)S。傳感器控制電路14將作為計(jì)測(cè)信號(hào)S的電流值(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為電壓值，并且將該電壓值量化而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。傳感器控制電路14通過(guò)對(duì)該模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)施加規(guī)定的濾波處理來(lái)除去計(jì)測(cè)信號(hào)S中混入的噪聲成分。
[0032]運(yùn)算部16 由 CF1U(Central Processing Unit:中央處理器)、MPU(Micro-Processing Unit:微處理器)等構(gòu)成，讀出被預(yù)先存儲(chǔ)于R0M20中的程序并執(zhí)行后述的各種信號(hào)處理。運(yùn)算部16作為基于從傳感器控制電路14獲取的信號(hào)值Sf (k)來(lái)定量測(cè)定分析物濃度的濃度定量測(cè)定部29而發(fā)揮作用。
[0033]電源電路18對(duì)包含運(yùn)算部16的感測(cè)裝置10內(nèi)