レーザ穿刺装置のレーザ照射方法
【課題】傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を可能にするレーザ穿刺装置のレーザ照射方法を提供する。
【解決手段】左側のレーザパルス光Ｌ１が表皮を穿刺するためのレーザパルス光であり、右側のレーザパルス光Ｌ２が真皮を穿刺するためのレーザパルス光である。表皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ１の全時間幅Ｔ１は１００〜４００μｓであり、真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２の全時間幅Ｔ３は５０〜３００μｓが好ましく、各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の全時間幅Ｔ１，Ｔ３の差（Ｔ１−Ｔ３）は５０〜２００μｓが好ましい。また、レーザパルス光エネルギーは、二つのレーザパルス光Ｌ１，Ｌ２が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計が１００〜３００Ｊであることが望ましい。
【解決手段】左側のレーザパルス光Ｌ１が表皮を穿刺するためのレーザパルス光であり、右側のレーザパルス光Ｌ２が真皮を穿刺するためのレーザパルス光である。表皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ１の全時間幅Ｔ１は１００〜４００μｓであり、真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２の全時間幅Ｔ３は５０〜３００μｓが好ましく、各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の全時間幅Ｔ１，Ｔ３の差（Ｔ１−Ｔ３）は５０〜２００μｓが好ましい。また、レーザパルス光エネルギーは、二つのレーザパルス光Ｌ１，Ｌ２が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計が１００〜３００Ｊであることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の皮膚をレーザ光で穿刺するレーザ穿刺装置のレーザ照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のレーザ穿刺装置であり、１０１が共振器、１０２が本体、１０３がコントローラ（電源）、１０４がレンズフード、１０５が集光レンズ、１０６が台、１０７が被採血者の指、１０８が係止体である。共振器１０１が発振するレーザ光は、レーザ波長が１．５〜３μｍのパルス光で、パルス光の幅が１００〜３００μｓであり、パルス光エネルギーが１〜１．５Ｊである。
【０００３】
レーザ光はレンズフード１０４に納められた集光レンズ１０５で集光され、指１０７の皮膚上で集光径が０．５〜３ｍｍとなるようにしてある。被採血者は、指１０７を台１０６の上に置き、係止体１０８に押し当てて位置を固定する。共振器１０１は、コントローラ１０３からの電力でレーザ光を発振する。レーザ光は集光レンズ１０５で集光されて、指１０７の皮膚に微小な傷を付ける。そしてその傷から、血を滲み出させて採血を行っている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−３１４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のレーザ穿刺装置のレーザ照射条件では、レーザ光の集光径が０．５ｍｍ以上と大きく傷跡が一週間以上残ってしまう場合がある。また、皮膚の厚さや水分量には個人差があるが、一発のレーザ光パルスで確実に穿刺を行ない安定して採血を行なうため、結果として、必要以上のレーザ光エネルギーを照射することになっていた。このため、皮膚の穿刺深さが深すぎるため痛みが強くなる場合があった。
【０００６】
発明者による検討の結果、傷痕が残らないレーザ光の集光径は、０．１５ｍｍ以下であり、望ましくは０．１ｍｍ以下であることが分かった。また、発明者は、採血に必要なレーザ光エネルギーの個人差が、集光径０．５ｍｍ（従来）では約二倍近くあったのに対して、集光径０．１５ｍｍ以下では１０数パーセント程度と小さくなることを見出した。さらに、発明者は、採血に必要なレーザ光エネルギーも、集光径が０．１５ｍｍ以下では数十ｍＪ程度と非常に小さいエネルギーで可能であることを見出した。
【０００７】
発明者は、レーザ穿刺による皮膚からの採血を詳細に検討した結果、次のことを見出した。図１０は皮膚の概略図である。皮膚は外側から表皮、真皮の順で構成されており、採血を行うためには、真皮にある真皮乳頭内の毛細血管を傷つける必要がある。しかし真皮乳頭の近傍には、痛みを検知する自由神経終末も存在している。表皮は、再表面の角質層を始め５種類の層から構成されている。
【０００８】
一般に、採血は指先または手のひらの皮膚から行われる。これは、例えば糖尿病患者の血糖値を測定する上で、指先や手のひらの毛細血管中の血糖値が、最も時間遅れなく測定できるからである。最も一般的な採血箇所である指先は表皮、特に角質層が厚く１〜１．５ｍｍの厚さがあると言われている。また、角質層は細胞の死骸であり、毛細血管のある真皮の真皮乳頭などの細胞組織とは様子が異なる。
【０００９】
発明者は、レーザ穿刺時の皮膚の深さ方向の形状を観測したところ、例えば断面が丸いレーザ集光パターンを表面に照射すると、角質層を主体とする表皮ではほぼ円柱状の断面形状であり、真皮では円錐状の断面形状となることを発見した。
【００１０】
痛みが少ないレーザ照射方法を実現するには、この真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することが重要である。深すぎると自由神経終末を刺激し痛みを感じさせる確率が高くなり、また必要以上の出血をさせてしまう。また、真皮を深く穿刺すると真皮組織をレーザ光エネルギーの光吸収による加熱と蒸発の反作用として、蒸発と反対方向への衝撃波（粗密波）を発生してしまい、これも一種の痛みとなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を可能にするレーザ穿刺装置のレーザ照射方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、表皮をレーザ穿刺するためのレーザ照射条件と、真皮をレーザ穿刺するレーザ照射条件とを異ならせ、異なるレーザパルス光エネルギーで複数回に分けて照射することで、安定した採血と痛みの少ないレーザ穿刺を実現するものである。
【００１３】
具体的には、表皮を穿刺する第一のレーザパルス光は、真皮を穿刺する第二のレーザパルス光と比較して、その時間幅が同じかあるいは長く、レーザ光エネルギーを大きくする。ここで、表皮を穿刺するレーザパルス光をさらに複数回に分けることも、安定した採血に有効である。この場合は、表皮を穿刺するレーザパルス光と、真皮を穿刺するレーザパルス光の照射条件は、個々のレーザパルス光として比較した際に、同等か、真皮を穿刺するレーザパルス光の方が時間幅が長く、レーザ光エネルギーが大きい場合もある。
【００１４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、表皮と真皮を含む皮膚にレーザパルス光を照射することによりレーザ穿刺を行なうレーザ照射方法であって、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップと、前記表皮の穿刺箇所に、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップとを有する。
【００１５】
上記構成によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００１６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいものである。
【００１７】
上記構成によれば、真皮でのレーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００１８】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅が、１００〜４００μｓであり、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅が、５０〜３００μｓであるものである。
【００１９】
上記構成によれば、真皮を深く穿刺することがないため、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２０】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅との差が、５０〜２００μｓであるものである。
【００２１】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２２】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光との照射間隔が、５００ｍｓ以下であるものである。
【００２３】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計が、１平方センチメートル当たり１００〜３００Ｊであるものである。
【００２５】
上記構成によれば、採血のためのレーザパルス光を最小限のエネルギーとすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーが、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とのエネルギーの合計の１０〜４０％であるものである。
【００２７】
上記構成によれば、真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２８】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記レーザパルス光の集光径が、０．１５ｍｍ以下であるものである。
【００２９】
上記構成によれば、採血に必要なレーザパルス光のエネルギーの個人差を小さくすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３０】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光が、複数のレーザパルス光を含むものである。
【００３１】
上記構成によれば、皮膚の厚さや水分量等による個人差に応じて、表皮を穿刺するためのレーザパルス光を細かく制御できるので、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３２】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光のそれぞれの時間幅が、１００〜４００μｓであるものである。
【００３３】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光の間隔が、５００ｍｓ以下であるものである。
【００３５】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための複数のレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計が、1平方センチメートル当たり５〜１００Ｊであるものである。
【００３７】
上記構成によれば、採血のためのレーザパルス光を最小限のエネルギーとすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の一実施形態として、レーザ穿刺装置によって、生体の皮膚をレーザ光で穿刺（レーザ穿刺）するレーザ照射方法について説明する。まずレーザ照射方法を説明した後、装置について説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件の概略図である。同図において横軸は時間であり、縦軸がレーザ光強度である。左側のレーザパルス光Ｌ１が表皮を穿刺するためのレーザパルス光であり、右側のレーザパルス光Ｌ２が真皮を穿刺するためのレーザパルス光である。
【００４１】
表皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ１の全時間幅Ｔ１は１００〜４００μｓである。真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２の全時間幅Ｔ３は５０〜３００μｓが好ましい。各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の全時間幅Ｔ１，Ｔ３の差（Ｔ１−Ｔ３）は５０〜２００μｓが好ましい。なお、レーザパルス光Ｌ１とレーザパルス光Ｌ２の間隔Ｔ２は、短ければ短いほど良く、５００ｍｓ以下が望ましく１ｍｓ以下がさらに望ましい。
【００４２】
レーザパルス光エネルギーは、二つのレーザパルス光Ｌ１，Ｌ２が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計が１００〜３００Ｊであることが望ましい。例えば、照射面積が直径0.1mm（＝0.01cm）であったとすると、面積は7.85×10-5cm2 （＝0.005×0.005×π）となり、これに照射単位面積あたりのエネルギー密度１００〜３００Ｊ／ｃｍ2を掛け、7.85×10-5cm2×100〜300J/cm2＝7.85〜23.6mJが、レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２全体のエネルギーとなる。
【００４３】
また、真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーは、表皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーと真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーの合計の１０〜４０％であることが望ましい。すなわち、レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２全体のエネルギーが20mJの場合、真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２のエネルギーが全体の１０〜４０％（2〜8mJ）であることが望ましい。
【００４４】
さらに、レーザパルス光の集光径は０．１５ｍｍ以下であり、望ましくは０．１ｍｍ以下である。また、各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の時間間隔Ｔ２は、短ければ短いほど良く５００ｍｓ以下であり望ましくは１ｍｓ以下である。
【００４５】
図２は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件での皮膚の穿刺拡大図である。表皮を穿刺するための第一のレーザパルス光Ｌ１を皮膚に照射すると、図２（ａ）のように表皮に柱状の穿刺孔が形成される。
【００４６】
次に、真皮を穿刺するための第二のレーザパルス光Ｌ２が第一のレーザパルス光Ｌ１と同一位置に照射されると、図２（ｂ）のように真皮にすり鉢状の穿刺孔が形成される。この時真皮内の毛細血管が損傷され血液が滲み出る。滲み出た血液は表皮のレーザ穿刺孔を経由して皮膚上に滲み出る。真皮へのレーザ穿刺深さは０．０５〜０．３ｍｍであり、望ましくは０．０５〜０．２５ｍｍである。
【００４７】
図３は、本発明の実施形態にかかる他のレーザ照射条件である。図１に示した表皮を穿刺するための第一のレーザパルス光Ｌ１がさらに複数のレーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５に分割されている。表皮を穿刺するための各レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、それぞれの時間幅Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８が１００〜４００μｓである。
【００４８】
また、レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計は、５〜１００Ｊ（照射単位面積あたりのエネルギー密度５〜１００Ｊ／ｃｍ2）である。各レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の時間間隔Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９は、短ければ短いほど良く５００ｍｓ以下であり望ましくは１ｍｓ以下である。
【００４９】
図４は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置に搭載されるレーザ発振器２０の概略図である。レーザ発振器２０は、端面にレーザ光共振器用のミラー膜２３，２４が形成されたレーザロッド２５と、レーザを励起するためのフラッシュランプ２１、フラッシュランプ２１の光を効率良くレーザロッド２５に導くためのランプハウス２２から構成され、この他に図示していないフラッシュランプ２１を動作させるための電源がある。なお、レーザロッド２５と二つのミラー膜２３，２４でレーザ光共振器を構成する。
【００５０】
フラッシュランプ２１から放出された白色光はランプハウス２２内を直接または反射して、レーザロッド２５の吸収のある波長がレーザロッド２５に吸収され、レーザロッド２５の内の活性媒質が励起され反転分布が形成される。自然放出光がレーザロッド２５内を伝播しレーザロッド２５両端面のミラー膜２３，２４で反射され光共振器内の固有解であるモードで往復し誘導放出によって増幅され、反射率を若干低めた一方のミラー膜２３からレーザ光として取り出される。
【００５１】
フラッシュランプ２１は、トリガー電極による予備電離によってガラス管内部のＸｅガスが、コンデンサに充電された高電圧電荷によって放電することによって、白色光を放出する。複数レーザパルス光を発振するには複数回フラッシュランプ２１が発光しなければならない。これは、例えば、一旦充電された高電圧電荷を半導体ゲートスイッチ（ＩＧＢＴ）でゲート制御することで複数回発光させる方法や、充電を行いながらゲート制御することで可能となる。ゲート制御パターンを検討することで、各レーザパルス光のパルス数・全時間幅・光エネルギー・パルス間隔を制御可能である。
【００５２】
図５は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図である。本体内にレーザ発振器２０と図示しない電源と、レーザ発振器２０のレーザ光軸３２上に集光レンズ１２が具備される。本体のレーザ光軸３２上で集光レンズ１２の集光点に開口３３が設けられ、ここに指を当ててレーザ穿刺を行うことで指から採血することが可能となる。
【００５３】
図６（ａ）は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の上面図であり、図６（ｂ）は、その内部構造を示す概略の断面図である。レーザ穿刺装置１は、本体２と、動作電源を含むレーザ発振器９と、集光レンズ１２と、穿刺アダプター７と、制御基板１１と、電池１０と、動作スイッチ５と、設定ボタン４と、ディスプレー３とから構成され、電池１０と制御基板１１およびレーザ発振器９、制御基板１１とレーザ発振器９、設定ボタン４、ディスプレー３および動作スイッチ５は、電気的および信号的に接続されている。
【００５４】
図７は、本発明の実施形態のレーザ穿刺装置１における穿刺アダプター７の概略図である。穿刺アダプター７は、中空体１３をベースとした形状であり、種々のプラスチック材料が利用可能であり、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＰＢ）、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などである。望ましくは、プラスチック表面のゼータ電位が低い材料が良い。
【００５５】
本体側の開口には集光レンズ保護フィルム６が装着されている。この集光レンズ保護フィルム６は、レーザ穿刺時に皮膚から蒸発した組織片が集光レンズ１２に付着して集光レンズ１２を汚染するのを防ぐ役割がある。集光レンズ保護フィルム６の基材には、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド、フッ素系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等が利用可能である。
【００５６】
人の皮膚（指など）が当たる部分である開口にも穿刺フィルム８が設けられており、基材には、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド、フッ素系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等が利用可能である。
【００５７】
次に、レーザ穿刺装置１の動作について説明する。まず使用者が動作スイッチ５を押すとレーザ穿刺装置１が始動を始める。次に使用者は、レーザ穿刺装置１の動作条件を設定ボタン４を使用して入力する。入力後、使用者は穿刺アダプター７を本体２に挿入し、穿刺箇所である指を穿刺アダプター７に押し付ける。
【００５８】
準備完了後、ディスプレー３にスタンバイが表示され、使用者が動作スイッチ５をもう一回押すとレーザ発振器９はレーザパルス光を発振する。発振されたレーザ光は、集光レンズ１２で集光され、中空の穿刺アダプター７内でそのビーム径を細くしながら、使用者の指の皮膚に集光されレーザ光が皮膚に吸収され、皮膚が加熱・蒸発することで穿刺を行う。穿刺により皮膚の表皮と真皮のごく表面が蒸発し、真皮の例えば真皮乳頭内の毛細血管が損傷し血液が滲み出し、穿刺された孔を通って血液が皮膚の表面に染み出す。
【００５９】
このとき、集光レンズ保護フィルム６には孔は開かず、他方、皮膚が押し当てられた方の穿刺フィルム８はレーザ光を吸収して孔が開き、この孔を通じて先のレーザ穿刺が行われる。レーザ穿刺時に皮膚の蒸発によって発生したプルームは穿刺フィルム８の孔を通して中空体１３の内部に拡散する。
【００６０】
プルーム内には、皮膚の組織を構成するタンパク質の構成要素であるアミノ酸が分解した揮発性物質が漂っており、レーザ穿刺時の主たる対象である角質層はタンパク質ケラチンの繊維状組織からなり、比較的多く含まれるアミノ酸シスチンの硫黄部分の結合であるシスチン結合により繊維間が結合している。これらアミノ酸が蒸発時に分解することで揮発性の硫黄化合物や窒素化合物が発生し、特に硫黄化合物を人は異臭と感じる。
【００６１】
そこで、穿刺アダプター７の内部はプルームの異臭成分に対する消臭機能を持たせてある。主な硫黄化合物としては、硫化水素やメチルメルカプタンがあげられる。硫化水素は化学吸着剤によって脱臭が可能であり、マンガン、銅、コバルトの複合酸化物を用いることができる。なお、マンガン、銅、亜鉛、コバルトのいずれかを含む酸化物、水酸化物、複合酸化物あるいはその混合物とすることにより、同様に硫化水素に対する強力な化学吸着作用を有する吸着剤とすることができる。
【００６２】
化学吸着剤は、硫化水素を最終的に硫酸塩の形や硫黄単体として化学吸着するものである。また、同じ硫黄系臭気であるメチルメルカプタンを、より閾値の高い二硫化ジメチルに転化する媒作用も有する。この作用のため、脱臭されたのと同等の効果を感じうることができる。
【００６３】
さらに、物理吸着剤を担持させておくことにより、二硫化ジメチルを物理吸着作用により除去できるため硫黄化合物を全般的に除去することが可能となる。物理吸着剤として、シリカ分の多い疎水性ゼオライトを用いることができ、その他ゼオライト、セピオライト、シリカ、アルミナ等を用いても同様な効果が得られる。
【００６４】
これら化学吸着剤と物理吸着剤を、集光レンズ保護フィルム６、穿刺フィルム８または穿刺アダプター７の基材に添加する。あるいは、集光レンズ保護フィルム６、穿刺フィルム８または穿刺アダプター７の内部に塗布することも可能である。
【００６５】
また、穿刺フィルム８は使用者の指と接触するので抗菌性を持たせると好適である。抗菌性は、基材への塗布や練り込みで実施できる。抗菌剤としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏやその合金、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３等があげられる。なお、抗菌性は穿刺フィルム８に限らず、穿刺アダプター７の中空体１３または集光レンズ保護フィルム６の外表面に施すことも有益である。
【００６６】
図８（ａ）は、本発明の実施形態のレーザ穿刺装置１における他の穿刺アダプター１４の概略図である。この穿刺アダプター１４は、皮膚が押し当てられる側の開口径が突起１５により制御されている。突起１５により、最適な皮膚の押し当てを実現する径とその深さに設定されており、確実な採血を可能にしている。
【００６７】
図８（ｂ）は、レーザ穿刺時のレーザ穿刺箇所の拡大図である。使用者は、穿刺アダプター１４を皮膚１６のレーザ穿刺予定箇所に当てる。この時、突起１５が穿刺フィルム８より１〜３ミリメートルほど突出しており、この突起１５が皮膚１６を押すようになる。これにより、レーザ穿刺予定箇所の周囲を刺激することになる。このため、レーザ穿刺時に使用者が感じる刺激を緩和することが可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態のレーザ穿刺方法によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００６９】
また、表皮を穿刺するためのレーザパルス光が、真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいため、真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００７０】
また、本実施形態のレーザ穿刺装置１によれば、穿刺フィルム８、中空体１３および集光レンズ保護フィルム６で閉空間を形成でき、レーザ光で穿刺フィルム８に孔を開けこの孔越しに皮膚にレーザ穿刺することで、発生したプルームをこの閉空間に閉じ込めることができる。
【００７１】
さらに、穿刺フィルム８、中空体１３および集光レンズ保護フィルム６に設けられた消臭機能により異臭を無臭化でき、防菌機能も設けられているので感染の恐れがない。さらに、この穿刺アダプター７，１４は交換可能なので、使用毎に交換することで感染を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を可能にするレーザ穿刺装置のレーザ照射方法等として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件の概略図
【図２】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件での皮膚の穿刺拡大図
【図３】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置における他のレーザ照射条件の概略図
【図４】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置に搭載されるレーザ発振器２０の概略図
【図５】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図（１）
【図６】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図（２）
【図７】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の穿刺アダプター７の概略図
【図８】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の穿刺アダプター１４の概略図
【図９】従来のレーザ穿刺装置の概略図
【図１０】皮膚の概略図
【符号の説明】
【００７４】
１ レーザ穿刺装置
２ 本体
３ ディスプレー
４ 設定ボタン
５ 動作スイッチ
６ 集光レンズ保護フィルム
７ 穿刺アダプター
８，１４ 穿刺フィルム
９ レーザ発振器
１０ 電池
１１ 制御基板
１２ 集光レンズ
１３ 中空体
１５ 突起
１６ 皮膚
２０ レーザ発振器
２１ フラッシュランプ
２２ ランプハウス
２３，２４ ミラー膜
２５ レーザロッド
３２ レーザ光軸
３３ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の皮膚をレーザ光で穿刺するレーザ穿刺装置のレーザ照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のレーザ穿刺装置であり、１０１が共振器、１０２が本体、１０３がコントローラ（電源）、１０４がレンズフード、１０５が集光レンズ、１０６が台、１０７が被採血者の指、１０８が係止体である。共振器１０１が発振するレーザ光は、レーザ波長が１．５〜３μｍのパルス光で、パルス光の幅が１００〜３００μｓであり、パルス光エネルギーが１〜１．５Ｊである。
【０００３】
レーザ光はレンズフード１０４に納められた集光レンズ１０５で集光され、指１０７の皮膚上で集光径が０．５〜３ｍｍとなるようにしてある。被採血者は、指１０７を台１０６の上に置き、係止体１０８に押し当てて位置を固定する。共振器１０１は、コントローラ１０３からの電力でレーザ光を発振する。レーザ光は集光レンズ１０５で集光されて、指１０７の皮膚に微小な傷を付ける。そしてその傷から、血を滲み出させて採血を行っている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−３１４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のレーザ穿刺装置のレーザ照射条件では、レーザ光の集光径が０．５ｍｍ以上と大きく傷跡が一週間以上残ってしまう場合がある。また、皮膚の厚さや水分量には個人差があるが、一発のレーザ光パルスで確実に穿刺を行ない安定して採血を行なうため、結果として、必要以上のレーザ光エネルギーを照射することになっていた。このため、皮膚の穿刺深さが深すぎるため痛みが強くなる場合があった。
【０００６】
発明者による検討の結果、傷痕が残らないレーザ光の集光径は、０．１５ｍｍ以下であり、望ましくは０．１ｍｍ以下であることが分かった。また、発明者は、採血に必要なレーザ光エネルギーの個人差が、集光径０．５ｍｍ（従来）では約二倍近くあったのに対して、集光径０．１５ｍｍ以下では１０数パーセント程度と小さくなることを見出した。さらに、発明者は、採血に必要なレーザ光エネルギーも、集光径が０．１５ｍｍ以下では数十ｍＪ程度と非常に小さいエネルギーで可能であることを見出した。
【０００７】
発明者は、レーザ穿刺による皮膚からの採血を詳細に検討した結果、次のことを見出した。図１０は皮膚の概略図である。皮膚は外側から表皮、真皮の順で構成されており、採血を行うためには、真皮にある真皮乳頭内の毛細血管を傷つける必要がある。しかし真皮乳頭の近傍には、痛みを検知する自由神経終末も存在している。表皮は、再表面の角質層を始め５種類の層から構成されている。
【０００８】
一般に、採血は指先または手のひらの皮膚から行われる。これは、例えば糖尿病患者の血糖値を測定する上で、指先や手のひらの毛細血管中の血糖値が、最も時間遅れなく測定できるからである。最も一般的な採血箇所である指先は表皮、特に角質層が厚く１〜１．５ｍｍの厚さがあると言われている。また、角質層は細胞の死骸であり、毛細血管のある真皮の真皮乳頭などの細胞組織とは様子が異なる。
【０００９】
発明者は、レーザ穿刺時の皮膚の深さ方向の形状を観測したところ、例えば断面が丸いレーザ集光パターンを表面に照射すると、角質層を主体とする表皮ではほぼ円柱状の断面形状であり、真皮では円錐状の断面形状となることを発見した。
【００１０】
痛みが少ないレーザ照射方法を実現するには、この真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することが重要である。深すぎると自由神経終末を刺激し痛みを感じさせる確率が高くなり、また必要以上の出血をさせてしまう。また、真皮を深く穿刺すると真皮組織をレーザ光エネルギーの光吸収による加熱と蒸発の反作用として、蒸発と反対方向への衝撃波（粗密波）を発生してしまい、これも一種の痛みとなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を可能にするレーザ穿刺装置のレーザ照射方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、表皮をレーザ穿刺するためのレーザ照射条件と、真皮をレーザ穿刺するレーザ照射条件とを異ならせ、異なるレーザパルス光エネルギーで複数回に分けて照射することで、安定した採血と痛みの少ないレーザ穿刺を実現するものである。
【００１３】
具体的には、表皮を穿刺する第一のレーザパルス光は、真皮を穿刺する第二のレーザパルス光と比較して、その時間幅が同じかあるいは長く、レーザ光エネルギーを大きくする。ここで、表皮を穿刺するレーザパルス光をさらに複数回に分けることも、安定した採血に有効である。この場合は、表皮を穿刺するレーザパルス光と、真皮を穿刺するレーザパルス光の照射条件は、個々のレーザパルス光として比較した際に、同等か、真皮を穿刺するレーザパルス光の方が時間幅が長く、レーザ光エネルギーが大きい場合もある。
【００１４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、表皮と真皮を含む皮膚にレーザパルス光を照射することによりレーザ穿刺を行なうレーザ照射方法であって、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップと、前記表皮の穿刺箇所に、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップとを有する。
【００１５】
上記構成によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００１６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいものである。
【００１７】
上記構成によれば、真皮でのレーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００１８】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅が、１００〜４００μｓであり、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅が、５０〜３００μｓであるものである。
【００１９】
上記構成によれば、真皮を深く穿刺することがないため、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２０】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅との差が、５０〜２００μｓであるものである。
【００２１】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２２】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光との照射間隔が、５００ｍｓ以下であるものである。
【００２３】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計が、１平方センチメートル当たり１００〜３００Ｊであるものである。
【００２５】
上記構成によれば、採血のためのレーザパルス光を最小限のエネルギーとすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーが、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とのエネルギーの合計の１０〜４０％であるものである。
【００２７】
上記構成によれば、真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００２８】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記レーザパルス光の集光径が、０．１５ｍｍ以下であるものである。
【００２９】
上記構成によれば、採血に必要なレーザパルス光のエネルギーの個人差を小さくすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３０】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光が、複数のレーザパルス光を含むものである。
【００３１】
上記構成によれば、皮膚の厚さや水分量等による個人差に応じて、表皮を穿刺するためのレーザパルス光を細かく制御できるので、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３２】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光のそれぞれの時間幅が、１００〜４００μｓであるものである。
【００３３】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３４】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光の間隔が、５００ｍｓ以下であるものである。
【００３５】
上記構成によれば、被採血者は一回の穿刺と知覚するため、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００３６】
また、本発明に係るレーザ照射方法は、前記表皮を穿刺するための複数のレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計が、1平方センチメートル当たり５〜１００Ｊであるものである。
【００３７】
上記構成によれば、採血のためのレーザパルス光を最小限のエネルギーとすることができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の一実施形態として、レーザ穿刺装置によって、生体の皮膚をレーザ光で穿刺（レーザ穿刺）するレーザ照射方法について説明する。まずレーザ照射方法を説明した後、装置について説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件の概略図である。同図において横軸は時間であり、縦軸がレーザ光強度である。左側のレーザパルス光Ｌ１が表皮を穿刺するためのレーザパルス光であり、右側のレーザパルス光Ｌ２が真皮を穿刺するためのレーザパルス光である。
【００４１】
表皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ１の全時間幅Ｔ１は１００〜４００μｓである。真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２の全時間幅Ｔ３は５０〜３００μｓが好ましい。各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の全時間幅Ｔ１，Ｔ３の差（Ｔ１−Ｔ３）は５０〜２００μｓが好ましい。なお、レーザパルス光Ｌ１とレーザパルス光Ｌ２の間隔Ｔ２は、短ければ短いほど良く、５００ｍｓ以下が望ましく１ｍｓ以下がさらに望ましい。
【００４２】
レーザパルス光エネルギーは、二つのレーザパルス光Ｌ１，Ｌ２が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計が１００〜３００Ｊであることが望ましい。例えば、照射面積が直径0.1mm（＝0.01cm）であったとすると、面積は7.85×10-5cm2 （＝0.005×0.005×π）となり、これに照射単位面積あたりのエネルギー密度１００〜３００Ｊ／ｃｍ2を掛け、7.85×10-5cm2×100〜300J/cm2＝7.85〜23.6mJが、レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２全体のエネルギーとなる。
【００４３】
また、真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーは、表皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーと真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーの合計の１０〜４０％であることが望ましい。すなわち、レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２全体のエネルギーが20mJの場合、真皮を穿刺するためのレーザパルス光Ｌ２のエネルギーが全体の１０〜４０％（2〜8mJ）であることが望ましい。
【００４４】
さらに、レーザパルス光の集光径は０．１５ｍｍ以下であり、望ましくは０．１ｍｍ以下である。また、各レーザパルス光Ｌ１，Ｌ２の時間間隔Ｔ２は、短ければ短いほど良く５００ｍｓ以下であり望ましくは１ｍｓ以下である。
【００４５】
図２は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件での皮膚の穿刺拡大図である。表皮を穿刺するための第一のレーザパルス光Ｌ１を皮膚に照射すると、図２（ａ）のように表皮に柱状の穿刺孔が形成される。
【００４６】
次に、真皮を穿刺するための第二のレーザパルス光Ｌ２が第一のレーザパルス光Ｌ１と同一位置に照射されると、図２（ｂ）のように真皮にすり鉢状の穿刺孔が形成される。この時真皮内の毛細血管が損傷され血液が滲み出る。滲み出た血液は表皮のレーザ穿刺孔を経由して皮膚上に滲み出る。真皮へのレーザ穿刺深さは０．０５〜０．３ｍｍであり、望ましくは０．０５〜０．２５ｍｍである。
【００４７】
図３は、本発明の実施形態にかかる他のレーザ照射条件である。図１に示した表皮を穿刺するための第一のレーザパルス光Ｌ１がさらに複数のレーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５に分割されている。表皮を穿刺するための各レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、それぞれの時間幅Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８が１００〜４００μｓである。
【００４８】
また、レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６が単位面積（１ｃｍ2）に照射したエネルギーの合計は、５〜１００Ｊ（照射単位面積あたりのエネルギー密度５〜１００Ｊ／ｃｍ2）である。各レーザパルス光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の時間間隔Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９は、短ければ短いほど良く５００ｍｓ以下であり望ましくは１ｍｓ以下である。
【００４９】
図４は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置に搭載されるレーザ発振器２０の概略図である。レーザ発振器２０は、端面にレーザ光共振器用のミラー膜２３，２４が形成されたレーザロッド２５と、レーザを励起するためのフラッシュランプ２１、フラッシュランプ２１の光を効率良くレーザロッド２５に導くためのランプハウス２２から構成され、この他に図示していないフラッシュランプ２１を動作させるための電源がある。なお、レーザロッド２５と二つのミラー膜２３，２４でレーザ光共振器を構成する。
【００５０】
フラッシュランプ２１から放出された白色光はランプハウス２２内を直接または反射して、レーザロッド２５の吸収のある波長がレーザロッド２５に吸収され、レーザロッド２５の内の活性媒質が励起され反転分布が形成される。自然放出光がレーザロッド２５内を伝播しレーザロッド２５両端面のミラー膜２３，２４で反射され光共振器内の固有解であるモードで往復し誘導放出によって増幅され、反射率を若干低めた一方のミラー膜２３からレーザ光として取り出される。
【００５１】
フラッシュランプ２１は、トリガー電極による予備電離によってガラス管内部のＸｅガスが、コンデンサに充電された高電圧電荷によって放電することによって、白色光を放出する。複数レーザパルス光を発振するには複数回フラッシュランプ２１が発光しなければならない。これは、例えば、一旦充電された高電圧電荷を半導体ゲートスイッチ（ＩＧＢＴ）でゲート制御することで複数回発光させる方法や、充電を行いながらゲート制御することで可能となる。ゲート制御パターンを検討することで、各レーザパルス光のパルス数・全時間幅・光エネルギー・パルス間隔を制御可能である。
【００５２】
図５は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図である。本体内にレーザ発振器２０と図示しない電源と、レーザ発振器２０のレーザ光軸３２上に集光レンズ１２が具備される。本体のレーザ光軸３２上で集光レンズ１２の集光点に開口３３が設けられ、ここに指を当ててレーザ穿刺を行うことで指から採血することが可能となる。
【００５３】
図６（ａ）は、本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の上面図であり、図６（ｂ）は、その内部構造を示す概略の断面図である。レーザ穿刺装置１は、本体２と、動作電源を含むレーザ発振器９と、集光レンズ１２と、穿刺アダプター７と、制御基板１１と、電池１０と、動作スイッチ５と、設定ボタン４と、ディスプレー３とから構成され、電池１０と制御基板１１およびレーザ発振器９、制御基板１１とレーザ発振器９、設定ボタン４、ディスプレー３および動作スイッチ５は、電気的および信号的に接続されている。
【００５４】
図７は、本発明の実施形態のレーザ穿刺装置１における穿刺アダプター７の概略図である。穿刺アダプター７は、中空体１３をベースとした形状であり、種々のプラスチック材料が利用可能であり、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＰＢ）、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などである。望ましくは、プラスチック表面のゼータ電位が低い材料が良い。
【００５５】
本体側の開口には集光レンズ保護フィルム６が装着されている。この集光レンズ保護フィルム６は、レーザ穿刺時に皮膚から蒸発した組織片が集光レンズ１２に付着して集光レンズ１２を汚染するのを防ぐ役割がある。集光レンズ保護フィルム６の基材には、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド、フッ素系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等が利用可能である。
【００５６】
人の皮膚（指など）が当たる部分である開口にも穿刺フィルム８が設けられており、基材には、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド、フッ素系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等が利用可能である。
【００５７】
次に、レーザ穿刺装置１の動作について説明する。まず使用者が動作スイッチ５を押すとレーザ穿刺装置１が始動を始める。次に使用者は、レーザ穿刺装置１の動作条件を設定ボタン４を使用して入力する。入力後、使用者は穿刺アダプター７を本体２に挿入し、穿刺箇所である指を穿刺アダプター７に押し付ける。
【００５８】
準備完了後、ディスプレー３にスタンバイが表示され、使用者が動作スイッチ５をもう一回押すとレーザ発振器９はレーザパルス光を発振する。発振されたレーザ光は、集光レンズ１２で集光され、中空の穿刺アダプター７内でそのビーム径を細くしながら、使用者の指の皮膚に集光されレーザ光が皮膚に吸収され、皮膚が加熱・蒸発することで穿刺を行う。穿刺により皮膚の表皮と真皮のごく表面が蒸発し、真皮の例えば真皮乳頭内の毛細血管が損傷し血液が滲み出し、穿刺された孔を通って血液が皮膚の表面に染み出す。
【００５９】
このとき、集光レンズ保護フィルム６には孔は開かず、他方、皮膚が押し当てられた方の穿刺フィルム８はレーザ光を吸収して孔が開き、この孔を通じて先のレーザ穿刺が行われる。レーザ穿刺時に皮膚の蒸発によって発生したプルームは穿刺フィルム８の孔を通して中空体１３の内部に拡散する。
【００６０】
プルーム内には、皮膚の組織を構成するタンパク質の構成要素であるアミノ酸が分解した揮発性物質が漂っており、レーザ穿刺時の主たる対象である角質層はタンパク質ケラチンの繊維状組織からなり、比較的多く含まれるアミノ酸シスチンの硫黄部分の結合であるシスチン結合により繊維間が結合している。これらアミノ酸が蒸発時に分解することで揮発性の硫黄化合物や窒素化合物が発生し、特に硫黄化合物を人は異臭と感じる。
【００６１】
そこで、穿刺アダプター７の内部はプルームの異臭成分に対する消臭機能を持たせてある。主な硫黄化合物としては、硫化水素やメチルメルカプタンがあげられる。硫化水素は化学吸着剤によって脱臭が可能であり、マンガン、銅、コバルトの複合酸化物を用いることができる。なお、マンガン、銅、亜鉛、コバルトのいずれかを含む酸化物、水酸化物、複合酸化物あるいはその混合物とすることにより、同様に硫化水素に対する強力な化学吸着作用を有する吸着剤とすることができる。
【００６２】
化学吸着剤は、硫化水素を最終的に硫酸塩の形や硫黄単体として化学吸着するものである。また、同じ硫黄系臭気であるメチルメルカプタンを、より閾値の高い二硫化ジメチルに転化する媒作用も有する。この作用のため、脱臭されたのと同等の効果を感じうることができる。
【００６３】
さらに、物理吸着剤を担持させておくことにより、二硫化ジメチルを物理吸着作用により除去できるため硫黄化合物を全般的に除去することが可能となる。物理吸着剤として、シリカ分の多い疎水性ゼオライトを用いることができ、その他ゼオライト、セピオライト、シリカ、アルミナ等を用いても同様な効果が得られる。
【００６４】
これら化学吸着剤と物理吸着剤を、集光レンズ保護フィルム６、穿刺フィルム８または穿刺アダプター７の基材に添加する。あるいは、集光レンズ保護フィルム６、穿刺フィルム８または穿刺アダプター７の内部に塗布することも可能である。
【００６５】
また、穿刺フィルム８は使用者の指と接触するので抗菌性を持たせると好適である。抗菌性は、基材への塗布や練り込みで実施できる。抗菌剤としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏやその合金、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３等があげられる。なお、抗菌性は穿刺フィルム８に限らず、穿刺アダプター７の中空体１３または集光レンズ保護フィルム６の外表面に施すことも有益である。
【００６６】
図８（ａ）は、本発明の実施形態のレーザ穿刺装置１における他の穿刺アダプター１４の概略図である。この穿刺アダプター１４は、皮膚が押し当てられる側の開口径が突起１５により制御されている。突起１５により、最適な皮膚の押し当てを実現する径とその深さに設定されており、確実な採血を可能にしている。
【００６７】
図８（ｂ）は、レーザ穿刺時のレーザ穿刺箇所の拡大図である。使用者は、穿刺アダプター１４を皮膚１６のレーザ穿刺予定箇所に当てる。この時、突起１５が穿刺フィルム８より１〜３ミリメートルほど突出しており、この突起１５が皮膚１６を押すようになる。これにより、レーザ穿刺予定箇所の周囲を刺激することになる。このため、レーザ穿刺時に使用者が感じる刺激を緩和することが可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態のレーザ穿刺方法によれば、真皮を穿刺するためのレーザパルス光が、表皮を穿刺するためのレーザパルス光と同一位置に照射され、真皮にすり鉢状の穿刺孔を形成するため、真皮を深く穿刺することがなく、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００６９】
また、表皮を穿刺するためのレーザパルス光が、真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいため、真皮での円錐状レーザ穿刺の断面形状の深さを必要最小限に制御することができ、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を行なうことができる。
【００７０】
また、本実施形態のレーザ穿刺装置１によれば、穿刺フィルム８、中空体１３および集光レンズ保護フィルム６で閉空間を形成でき、レーザ光で穿刺フィルム８に孔を開けこの孔越しに皮膚にレーザ穿刺することで、発生したプルームをこの閉空間に閉じ込めることができる。
【００７１】
さらに、穿刺フィルム８、中空体１３および集光レンズ保護フィルム６に設けられた消臭機能により異臭を無臭化でき、防菌機能も設けられているので感染の恐れがない。さらに、この穿刺アダプター７，１４は交換可能なので、使用毎に交換することで感染を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、傷跡が残らず、穿刺時の痛みが少なく、安定した採血を可能にするレーザ穿刺装置のレーザ照射方法等として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件の概略図
【図２】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置のレーザ照射条件での皮膚の穿刺拡大図
【図３】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置における他のレーザ照射条件の概略図
【図４】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置に搭載されるレーザ発振器２０の概略図
【図５】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図（１）
【図６】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の概略図（２）
【図７】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の穿刺アダプター７の概略図
【図８】本発明の実施形態にかかるレーザ穿刺装置１の穿刺アダプター１４の概略図
【図９】従来のレーザ穿刺装置の概略図
【図１０】皮膚の概略図
【符号の説明】
【００７４】
１ レーザ穿刺装置
２ 本体
３ ディスプレー
４ 設定ボタン
５ 動作スイッチ
６ 集光レンズ保護フィルム
７ 穿刺アダプター
８，１４ 穿刺フィルム
９ レーザ発振器
１０ 電池
１１ 制御基板
１２ 集光レンズ
１３ 中空体
１５ 突起
１６ 皮膚
２０ レーザ発振器
２１ フラッシュランプ
２２ ランプハウス
２３，２４ ミラー膜
２５ レーザロッド
３２ レーザ光軸
３３ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表皮と真皮を含む皮膚にレーザパルス光を照射することによりレーザ穿刺を行なうレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップと、
前記表皮の穿刺箇所に、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップとを有するレーザ照射方法。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいものであるレーザ照射方法。
【請求項３】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅は、１００〜４００μｓであり、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅は、５０〜３００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項４】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅との差は、５０〜２００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項５】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光との照射間隔は、５００ｍｓ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項６】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計は、1平方センチメートル当たり１００〜３００Ｊであるものであるレーザ照射方法。
【請求項７】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーは、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とのエネルギーの合計の１０〜４０％であるものであるレーザ照射方法。
【請求項８】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記レーザパルス光の集光径は、０．１５ｍｍ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項９】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、複数のレーザパルス光を含むものであるレーザ照射方法。
【請求項１０】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光のそれぞれの時間幅は、１００〜４００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項１１】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光の照射間隔は、５００ｍｓ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項１２】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための複数のレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計は、1平方センチメートル当たり５〜１００Ｊであるものであるレーザ照射方法。
【請求項１】
表皮と真皮を含む皮膚にレーザパルス光を照射することによりレーザ穿刺を行なうレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップと、
前記表皮の穿刺箇所に、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光を照射するステップとを有するレーザ照射方法。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光より、その時間幅が同じあるいは長く、そのエネルギーが大きいものであるレーザ照射方法。
【請求項３】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅は、１００〜４００μｓであり、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅は、５０〜３００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項４】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光の時間幅との差は、５０〜２００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項５】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光との照射間隔は、５００ｍｓ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項６】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計は、1平方センチメートル当たり１００〜３００Ｊであるものであるレーザ照射方法。
【請求項７】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光のエネルギーは、前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光と前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とのエネルギーの合計の１０〜４０％であるものであるレーザ照射方法。
【請求項８】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記レーザパルス光の集光径は、０．１５ｍｍ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項９】
請求項１記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するためのレーザパルス光は、複数のレーザパルス光を含むものであるレーザ照射方法。
【請求項１０】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光のそれぞれの時間幅は、１００〜４００μｓであるものであるレーザ照射方法。
【請求項１１】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための前記複数のレーザパルス光の照射間隔は、５００ｍｓ以下であるものであるレーザ照射方法。
【請求項１２】
請求項９記載のレーザ照射方法であって、
前記表皮を穿刺するための複数のレーザパルス光と、前記真皮を穿刺するためのレーザパルス光とが照射するエネルギーの合計は、1平方センチメートル当たり５〜１００Ｊであるものであるレーザ照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１９４３４７（Ｐ２００８−１９４３４７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４５７５（Ｐ２００７−３４５７５）
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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