血液検査装置
【課題】皮膚の盛り上がりが大きい場合には、皮膚がセンサを圧迫することにより、血液が皮膚から滲出せず、血液をセンサに採取できず、正しい測定を行えないので、圧迫しないようにする。
【解決手段】穿刺する皮膚をセットするホルダと、このホルダと重なるように配置され、採血した血液を測定するための血液センサを、皮膚をセットする側とは反対の側にセットするセンサホルダと、血液センサからホルダの順に通って、皮膚を穿刺する穿刺ユニットとを有し、血液センサは皮膚を圧迫しない程度にホルダ側へ付勢されるとともに、血液センサがホルダ側とは反対の方向にセンサが変位可能に構成した。
【解決手段】穿刺する皮膚をセットするホルダと、このホルダと重なるように配置され、採血した血液を測定するための血液センサを、皮膚をセットする側とは反対の側にセットするセンサホルダと、血液センサからホルダの順に通って、皮膚を穿刺する穿刺ユニットとを有し、血液センサは皮膚を圧迫しない程度にホルダ側へ付勢されるとともに、血液センサがホルダ側とは反対の方向にセンサが変位可能に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、穿刺した皮膚から滲出した血液をセンサに採取し、この採取した血液の成分を測定する血液検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的な血液検査について糖尿病を一例として説明する。食事などによって体内に摂取された糖質が小腸で分解されてブドウ糖になり、インスリンと結合して細胞膜を通過してエネルギーとして取り込まれる。糖尿病になると、インスリンの分泌量が少なくなり、血糖が増大し異常となる。
【0003】
従って患者は、定期的に血糖値を測定し、その血糖値に基づいてインスリンを注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。そのため患者は、指先等から少量の血液を採取し、この血液の血糖値を血糖値測定器で測定しなければならない。従来は、血液を採取するための穿刺装置を用いて、皮膚を開口し血液を滲出した後、血液成分を測定するために、血糖値測定器にセットしたセンサの一部に滲出した血液を付けることで、キャピラリー現象によって血液をセンサ内部に取り込み、血糖値を測定していた。
【0004】
従来の装置100を図19に示す。図19のA部を詳細に示したのが図20であるが、図20においてキャップ101は開いた状態である。ホルダ102に重ねるようにセンサホルダ103を配置し、センサ104をセンサホルダ103に挿入してセットされている。
【0005】
センサ104には貫通穴105が形成されており、穿刺ユニット106が貫通穴105を通して、それに対応したキャップ101の穴からセットされた皮膚を穿刺して、滲出した血液をセンサ104に取り込んで測定する。図20の内部の仕組みを示しているのが、図21である。
【0006】
図21において、ばね107とばね108はセンサホルダ103に挿入されたセンサ104をホルダ102の所定の位置に位置決めするためのものであり、センサホルダ103を回転してセットすることでこの位置決めを可能としている。これにより、セットしたセンサ104の開口位置に穿刺ユニット106を精度良く位置決めすることが可能となる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特表2003−534088号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の装置100は、センサ104の位置が固定しており、皮膚の盛り上がりが大きい場合にあっては、センサ104への当接によって皮膚がつぶされてしまい、穿刺ユニット106で穿刺した皮膚から血液が滲出してこない不具合が生じることがある。このような場合には、折角皮膚を穿刺したにもかかわらず、血液を採取できず、血液測定も行えないということになってしまう。
【0009】
そこで本発明は、このような問題を解決するものであり、皮膚の盛り上がりが大きい場合であっても、センサ104と皮膚が適度な圧力で接触するようにした装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的を達成するために本発明の血液検査装置は、皮膚が当接する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、穿刺される部分の皮膚を露出させる開口とを有するホルダと、
前記センサが、前記ホルダの第2の面側に付勢された状態で保持するセンサホルダと、
前記センサから前記ホルダの順に通って、前記皮膚を穿刺する穿刺ユニットと、を備え、
前記開口を通して皮膚が前記センサに当接した際に、前記皮膚の押圧によって、前記センサの皮膚当接位置が変位するよう構成したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【0011】
以上のように本発明は、皮膚の盛り上がりが大きな場合でも、センサに対して皮膚を圧迫しすぎることはなく、このため皮膚から血液が滲出しないという不具合をなくすことができ、よって点着不良が少ない血液検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施の形態1における血液検査装置の要部断面図
【図2】同装置の要部断面図
【図3】同装置の要部断面図
【図4】同装置における第2のホルダ概略図
【図5】同装置における第2のホルダ概略図
【図6】同装置に用いるセンサの平面図および断面図
【図7】同装置における要部動作を示す断面図
【図8】同装置における要部構成を示す断面図
【図9】同血液検査装置の斜視図
【図10】同血液検査装置の斜視図
【図11】同血液検査装置における測定動作の説明図
【図12】本発明の実施の形態2における血液検査装置に用いるセンサホルダの斜視図
【図13】同血液検査装置に用いる第2のホルダ概略図
【図14】同血液検査装置の要部を示す斜視図
【図15】同血液検査装置の要部動作を示す側面図
【図16】本発明の実施の形態3における血液検査装置の要部構成を示す斜視図
【図17】同装置の要部構成を示す断面図
【図18】同装置の要部構成を示す断面図
【図19】従来の血液検査装置を示す概略構成図
【図20】同装置の要部構成を示す斜視図
【図21】図装置の要部構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の血液検査装置は、1)ホルダ、2)センサホルダ、3)穿刺ユニット、を有している。
【0014】
ホルダ
ホルダは、穿刺をするための部位(指などの皮膚)を固定するためのものであり、皮膚から血液を滲出させるための穿刺ユニットの針や光が通過する部分を開口部として有する。更に、このホルダの形状は指を安定して保持でき、指で押されたときに容易に変形しないような材料、構造であり、ホルダに接触した部位(指などの皮膚)を、使用者が加圧することで圧迫することもできる形状が望ましく、開口部は円形または楕円形が良く、ホルダに接触した部位が押しても痛くないように、皮膚接触部は鋭利でないことが必要である。
【0015】
ホルダに接触した部位を吸引する場合は、開口部の皮膚と接触する部分にパッキンなどを備えておくことが必要である。また、ホルダは容易に装置から取り外すことができて、不意に付着した血液などの汚れを洗浄することが可能であることが望ましい。
【0016】
センサホルダ
センサホルダは、血液の成分を検査するためのセンサを保持するためのものであり、 前記センサが電気化学式の場合コネクタで代用することもある。本発明のセンサホルダは保持したセンサがホルダに対して重なるように配置されており、装置の向きがどのような場合でもホルダに重なったセンサが離れないような構造としている。本発明におけるセンサホルダは、磁石などによるロック機構を有する場合もある。センサホルダは回動するための回転軸を持ち、センサをセンサホルダに保持した状態で、この回転軸に対して釣り合いが取れるようなカウンタバランスを、回転軸に対してセンサ保持部とは逆の位置に有する場合もある。
【0017】
穿刺ユニット
穿刺ユニットは、針式とレーザ式のタイプがある。針式は一般的であり、ここではレーザ式を説明する。レーザ式はレーザロッドとフラッシュランプとレンズを有しており、穿刺はレーザ光を使用して行うものである。装置が片手で握れるような小型タイプにする場合、レーザ穿刺は固体レーザを使用して行なう。
【0018】
固体レーザは、レーザロッドとして、エルビウムEr、ネオジウムNd、またはホロニウムHoなどのイオンが含まれるレーザ活性種となる希土類イオンまたは遷移金属イオンがドープされたものと、このレーザロッド活性種を励起するための光を照射するためのフラッシュランプと、フラッシュランプの光を外に漏らさず効率よくレーザロッドに集光するための鏡筒と、出射された光を所定の位置に集光するためのレンズから構成される。固体レーザの例には、ルビーレーザ、ガラスレーザ、YAGレーザなどが含まれる。
【0019】
本発明のような皮膚に穿刺するためのレーザロッドは、エルビウムErを50%程度ドープしたYAGレーザからなるレーザロッドであることが好ましい。レーザロッドは、YAG単結晶であっても、YAGセラミックスであってもよい。
【0020】
この穿刺ユニットから出てくる針や光はホルダにセットされた当該皮膚に当たり、皮膚から血液を滲出させる。
【0021】
(実施の形態1)
図1に本血液検査装置の要部断面図を示す。図1において、血液検査装置は、皮膚30を押し当てるための開口部1aを有するホルダ1、血液成分を測定するためのセンサ2をホルダ1に接触するように配置し、センサ2を保持するセンサホルダ3、センサ2からホルダ1の開口部1aを通って、皮膚30を穿刺するための穿刺ユニット4、センサ2をホルダ1と挟み込み、穿刺ユニット4の針もしくはレーザ光を通過させるための開口部5aを有する第2のホルダ5、センサ2がホルダ1に接触するように作用し、皮膚30が盛り上がったときにはセンサ2が皮膚30を圧迫しないようにセンサがたわむことが出来るような力でセンサ2を押さえるばね6がある。
【0022】
本発明は一連の動作の中で穿刺する皮膚30がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚30を圧迫しない構造であるため、センサ2が皮膚30を圧迫しないが、センサ2は皮膚30と隙間が開かないようにホルダ1の方向に押し付けられている必要がある。センサ2が皮膚30を圧迫しないためには、センサ2は皮膚と逆の方向に動けるスペースを必要とする。
【0023】
図1に示したホルダ1において、穿刺する皮膚を当てる部分の面をA(第1の面に相当する)、対面をB(第2の面に相当する)とすると、ホルダ1の回動軸Cに対して先端(センサの自由端側)にいく程、面Aと面Bは間隔が狭くなるような角度がついている。これは、皮膚を面Aの開口部に当てて加圧もしくは吸引した時の皮膚の盛り上がりに対して、盛り上がった皮膚によってセンサ2を揺動させて面Aと平行になるような角度に設定している。皮膚の盛り上がりは、面Aの開口部の径が9mmの場合は、1.8mm〜3mm程度で、面Aの開口部の径が5mmの場合は0.5mm〜1.5mm程度であるため、これを考慮した角度は3度〜12度としている。
【0024】
ホルダ1の面Aと面Bに角度をつけることにより、ホルダ1と第2のホルダの間にセンサ2が揺動可能なスペースができる。センサ2が皮膚30とは逆の方向に動けるスペースを設ける他の手段として、第2のホルダ5にスペースを設ける手段がある。図2に第2のホルダ5にセンサ2を挿入しようとしている図を示す。更に図3において、第2のホルダ5のセンサ2に対する面の一部に、センサ2が揺動できる程度のスペースDを設けている図を示す。このスペースDによって、センサ2は皮膚30とは逆の方向に動くことが可能となり、皮膚30を圧迫することはなくなる。
【0025】
次にセンサ2は皮膚の盛り上がりに対して揺動できる形状であることを説明する。図4にセンサ2の上面図と断面図を示す。図4において、センサ2の端部が薄くなっている。センサ2は材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのベースフィルム7の上にパラジウム、カーボン、金などの電極を数Å蒸着し、材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのスペーサ8を重ねて、材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのカバー9を重ねて3層構造としている。このセンサ2がセンサホルダ3にセンサ断面図に示すベースフィルム7だけの端部を挿入して固定されているため、センサ2は皮膚の盛り上がりに対して、皮膚に接触しつつ皮膚を圧迫しない程度で揺動することができる。
センサ2は図1に示すようにばね6でホルダ1側に押されているが、皮膚の盛り上がる力は0.02N±0.01Nであるため、図5に示すように、センサ2をセンサホルダ3の保持部32が保持している位置から盛り上がった皮膚がセンサ2を押し上げる位置33までの距離をL1、センサ2をセンサホルダ3が保持している位置32からセンサ2をばね6で押さえている位置33までの距離をL2、とすると、
ばね力F=(L1/L2)×0.02N±0.01N
となる。
【0026】
皮膚30の盛り上がり量は個々人の条件によって0.5mm〜3mmと異なるため、ばね6のばね常数が小さい場合は、皮膚の盛り上がり量に対してばね力が変化しないので調整する必要はないが、ばね常数の大きさによっては、ばね6のばね力を調整する必要が生じることが考えられる。
図6はばね6のばね力を調整する一例を示したばね調整断面図である。図6において、調整棒10はばね6の上部に位置し、調整棒10を図6の矢印のように上下させることにより、ばね6を圧縮し、伸張することが可能である。これは調整棒10のばね6と接していない方の端部にねじを形成し、第2のホルダ一に形成したねじ受け部にセットする。調整棒10を図6のF方向に回転させると調整棒10はばね6を圧縮する方向に動き、センサ2をホルダ1に押し付ける力を大きくすることができる。また、調整棒10をF方向とは逆の方向に回転させると調整棒10はばね6を伸張する方向に動き、センサ2をホルダ1に押し付ける力を小さくすることができる。本発明で、ばね6はコイルばねでよく、またゴムであっても効果は同じであり、これら弾性体を用いることができる。ゴムとしてはウレタンゴムや天然ゴム、クロロプレンゴムなどばね力を持つものであれば良い。
【0027】
次に本発明を搭載した血液検査装置として血糖値測定器を一例として説明する。図7に穿刺ユニット4にレーザ穿刺ユニットを使用した場合の装置を示す。図7において、直方体形状を有する筐体11には、正面上部に操作ボタン12,13,14があり、中間にレーザ保護カバー15がある。図7において、筐体11の上部には液晶などで形成された表示板16があり、右上部角には穿刺を実行するための穿刺ボタン17がある。
【0028】
この血糖値測定器は、レーザ保護カバー15をスライド可動して引き出すと、装置の操作が可能となる。操作部の操作ボタン12を押してレーザ出力のための入力電圧調整をセレクトすると、表示板16に調整のためのレベルが表示される。レベルは1〜5まで選択できるようになっており、操作ボタン13は1から5へ順番にレベルを増加し、操作ボタン4は逆に減少するようになっている。表示板16のレベル表示を見て選択が終了すると、皮膚を穿刺可能な状態となる。図7に示すように、センサ2をセンサホルダ3に挿入
してホルダ1を回転すると、図8のような状態になる。ホルダ1の開口部に血糖値を測定したい部位の皮膚をセットした状態(ここでは薬指をセットしている)が図9である。
【0029】
図9の状態で穿刺ボタン17を押すと、穿刺ユニット4からレーザを出射され、出射されたレーザ光は指を照射し、指から血液を滲出させる。滲出した血液はセンサ2に取り込まれ血糖値を測定することが出来る。
【0030】
(実施の形態2)
一連の動作の中で穿刺する皮膚がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚を圧迫しない構造の別の例を示す。
【0031】
実施の形態1においては、皮膚の盛り上がりに対して、センサ2がたわんでいたが、実施の形態2では、センサホルダ3が回動し、センサ2はたわまない。
【0032】
図10にホルダ1とセンサホルダ3が閉じた状態を示す。センサ2をセンサホルダ3に挿抜しやすくするため、ホルダ1とセンサホルダ3は回動することができ、図11示すようにホルダ1とセンサホルダ3は開いた状態になる。図10から図11のようにホルダ1とセンサホルダ3を回動して開き、センサ2をセンサホルダ3に挿入し、図10のように戻すことで検査を開始するための準備が出来る。センサ2を取り外したい時には、図10から図11のようにホルダ1とセンサホルダ3を回動して開き、センサ2をセンサホルダ3から取り外し、図10のように戻すと良い。図12はセンサホルダ3にセンサ2を挿入した状態の図を示している。このときセンサ2はたわまないため、ホルダ全体が可動してセンサの指当接部の位置を変化させる必要がある。
センサ2が挿入されたとき、センサホルダ3が回転軸R1に対して、釣り合いを取るため、カウンタバランス19をセンサホルダ3に備えている。さらに、センサホルダ3が容易に回転しないように、センサホルダ3をロックするために第2のホルダ5に電磁石21(図13に示す)を装備し、センサホルダ3に装備した導電体20と磁力で着くことによりロックする。
図13に第2のホルダを示す。図13に示すP1部に図12で示したセンサホルダ3のR1部をはめ込んで、センサホルダ3が回転できるようにする。図13に示すP2部に、センサ2を挿入したセンサホルダ3とホルダ1をはめ込んだのが図14である。図15は図14の側面方向の断面を示す。第2のホルダ5に配置された電磁石21を作動させると、センサホルダ3についている導電体20は電磁石21に着く、これによりセンサホルダ3はロックされるため、装置がどのような方向にあったとしても、ふらふらすることは無く、センサホルダ3に挿入されたセンサ2はホルダ1から離れることは無い。また、センサホルダ3に挿入されたセンサ2がホルダ1側に皮膚30を圧迫しない程度に付勢するばねをセンサホルダ3に備えている。
【0033】
以上の構成を盛り込んだ血液検査装置においては、ロックの解除のタイミングが2種類ある。1つは穿刺ユニット4で皮膚30を穿刺するまでロックしておき、穿刺後直ぐにロックを解除して皮膚30が圧迫されないようにする。ロックは電磁石21で制御しているため、レーザ照射後直ぐに電気的に電磁石21を作動させて、ロックを解除することで可能となる。
【0034】
もう1つは皮膚30をホルダ1の開口部にセットしたらロックを解除して皮膚30が圧迫されないような状態を保ち、穿刺ユニット4によって皮膚30を穿刺する。この解除のタイミングはホルダ1の開口部近傍に皮膚検知センサ(図示せず)を配置し、皮膚30を検知できた時点で電磁石21を作動させて、ロックを解除しても良いし、センサ2に皮膚検知センサ(図示せず)を配線(図示せず)として配置しておき、皮膚30が配線をショートさせることで、電気的に検知できた時点で、電磁石21を作動させて、ロックを解除しても良い。
【0035】
2つの方法とも電気的にロックを解除した方が制御し易いが、機械的な構成によって解除を行なっても良い。
【0036】
(実施の形態3)
一連の動作の中で穿刺する皮膚がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚を圧迫しない構造の別の例を示す。
【0037】
実施の形態3では、実施の形態1と実施の形態2を合体させたものである。すなわち、センサ2がたわみ、センサホルダ3も回動する。具体的な動きは実施の形態1と実施の形態2で説明したのと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【0038】
図16にホルダ1とセンサ2を挿入したセンサホルダ3と第2のホルダ5を組み立てた図を示す。図16において、第2のホルダ5には、電磁石21と調整棒10が備えられている。図16の側面方向の断面図を図17に示す。図17においてセンサホルダ3にカウンタバランス19と導電体20が備え付けられている。ホルダ1とセンサホルダ3を閉じた状態が第5の断面図18である。図18において、調整棒10はセンサ2を押さえ、電磁石21と導電体20は磁石により吸着しているので、センサホルダ3の動きはロックされている。カウンタバランス19が存在するため、調整棒10のばねはより弱い力でよく、調整はほとんど必要ないレベルになっている。センサ2の揺動幅も小さくて済むため、センサの構成材料を選択する幅が広がる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明にかかる血液検査装置は、皮膚の盛り上がりが大きい場合でも、センサに対して正しく血液を点着させることができるため、血液の性質を検査する血液検査装置に適用できる。
【符号の説明】
【0040】
1 ホルダ
2 センサ
3 センサホルダ
4 穿刺ユニット
5 第2のホルダ
6 ばね
7 ベースフィルム
10 調整棒
19 カウンタバランス
20 導電体
21 電磁石
【技術分野】
【0001】
本発明は、穿刺した皮膚から滲出した血液をセンサに採取し、この採取した血液の成分を測定する血液検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的な血液検査について糖尿病を一例として説明する。食事などによって体内に摂取された糖質が小腸で分解されてブドウ糖になり、インスリンと結合して細胞膜を通過してエネルギーとして取り込まれる。糖尿病になると、インスリンの分泌量が少なくなり、血糖が増大し異常となる。
【0003】
従って患者は、定期的に血糖値を測定し、その血糖値に基づいてインスリンを注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。そのため患者は、指先等から少量の血液を採取し、この血液の血糖値を血糖値測定器で測定しなければならない。従来は、血液を採取するための穿刺装置を用いて、皮膚を開口し血液を滲出した後、血液成分を測定するために、血糖値測定器にセットしたセンサの一部に滲出した血液を付けることで、キャピラリー現象によって血液をセンサ内部に取り込み、血糖値を測定していた。
【0004】
従来の装置100を図19に示す。図19のA部を詳細に示したのが図20であるが、図20においてキャップ101は開いた状態である。ホルダ102に重ねるようにセンサホルダ103を配置し、センサ104をセンサホルダ103に挿入してセットされている。
【0005】
センサ104には貫通穴105が形成されており、穿刺ユニット106が貫通穴105を通して、それに対応したキャップ101の穴からセットされた皮膚を穿刺して、滲出した血液をセンサ104に取り込んで測定する。図20の内部の仕組みを示しているのが、図21である。
【0006】
図21において、ばね107とばね108はセンサホルダ103に挿入されたセンサ104をホルダ102の所定の位置に位置決めするためのものであり、センサホルダ103を回転してセットすることでこの位置決めを可能としている。これにより、セットしたセンサ104の開口位置に穿刺ユニット106を精度良く位置決めすることが可能となる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特表2003−534088号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の装置100は、センサ104の位置が固定しており、皮膚の盛り上がりが大きい場合にあっては、センサ104への当接によって皮膚がつぶされてしまい、穿刺ユニット106で穿刺した皮膚から血液が滲出してこない不具合が生じることがある。このような場合には、折角皮膚を穿刺したにもかかわらず、血液を採取できず、血液測定も行えないということになってしまう。
【0009】
そこで本発明は、このような問題を解決するものであり、皮膚の盛り上がりが大きい場合であっても、センサ104と皮膚が適度な圧力で接触するようにした装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的を達成するために本発明の血液検査装置は、皮膚が当接する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、穿刺される部分の皮膚を露出させる開口とを有するホルダと、
前記センサが、前記ホルダの第2の面側に付勢された状態で保持するセンサホルダと、
前記センサから前記ホルダの順に通って、前記皮膚を穿刺する穿刺ユニットと、を備え、
前記開口を通して皮膚が前記センサに当接した際に、前記皮膚の押圧によって、前記センサの皮膚当接位置が変位するよう構成したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【0011】
以上のように本発明は、皮膚の盛り上がりが大きな場合でも、センサに対して皮膚を圧迫しすぎることはなく、このため皮膚から血液が滲出しないという不具合をなくすことができ、よって点着不良が少ない血液検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施の形態1における血液検査装置の要部断面図
【図2】同装置の要部断面図
【図3】同装置の要部断面図
【図4】同装置における第2のホルダ概略図
【図5】同装置における第2のホルダ概略図
【図6】同装置に用いるセンサの平面図および断面図
【図7】同装置における要部動作を示す断面図
【図8】同装置における要部構成を示す断面図
【図9】同血液検査装置の斜視図
【図10】同血液検査装置の斜視図
【図11】同血液検査装置における測定動作の説明図
【図12】本発明の実施の形態2における血液検査装置に用いるセンサホルダの斜視図
【図13】同血液検査装置に用いる第2のホルダ概略図
【図14】同血液検査装置の要部を示す斜視図
【図15】同血液検査装置の要部動作を示す側面図
【図16】本発明の実施の形態3における血液検査装置の要部構成を示す斜視図
【図17】同装置の要部構成を示す断面図
【図18】同装置の要部構成を示す断面図
【図19】従来の血液検査装置を示す概略構成図
【図20】同装置の要部構成を示す斜視図
【図21】図装置の要部構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の血液検査装置は、1)ホルダ、2)センサホルダ、3)穿刺ユニット、を有している。
【0014】
ホルダ
ホルダは、穿刺をするための部位(指などの皮膚)を固定するためのものであり、皮膚から血液を滲出させるための穿刺ユニットの針や光が通過する部分を開口部として有する。更に、このホルダの形状は指を安定して保持でき、指で押されたときに容易に変形しないような材料、構造であり、ホルダに接触した部位(指などの皮膚)を、使用者が加圧することで圧迫することもできる形状が望ましく、開口部は円形または楕円形が良く、ホルダに接触した部位が押しても痛くないように、皮膚接触部は鋭利でないことが必要である。
【0015】
ホルダに接触した部位を吸引する場合は、開口部の皮膚と接触する部分にパッキンなどを備えておくことが必要である。また、ホルダは容易に装置から取り外すことができて、不意に付着した血液などの汚れを洗浄することが可能であることが望ましい。
【0016】
センサホルダ
センサホルダは、血液の成分を検査するためのセンサを保持するためのものであり、 前記センサが電気化学式の場合コネクタで代用することもある。本発明のセンサホルダは保持したセンサがホルダに対して重なるように配置されており、装置の向きがどのような場合でもホルダに重なったセンサが離れないような構造としている。本発明におけるセンサホルダは、磁石などによるロック機構を有する場合もある。センサホルダは回動するための回転軸を持ち、センサをセンサホルダに保持した状態で、この回転軸に対して釣り合いが取れるようなカウンタバランスを、回転軸に対してセンサ保持部とは逆の位置に有する場合もある。
【0017】
穿刺ユニット
穿刺ユニットは、針式とレーザ式のタイプがある。針式は一般的であり、ここではレーザ式を説明する。レーザ式はレーザロッドとフラッシュランプとレンズを有しており、穿刺はレーザ光を使用して行うものである。装置が片手で握れるような小型タイプにする場合、レーザ穿刺は固体レーザを使用して行なう。
【0018】
固体レーザは、レーザロッドとして、エルビウムEr、ネオジウムNd、またはホロニウムHoなどのイオンが含まれるレーザ活性種となる希土類イオンまたは遷移金属イオンがドープされたものと、このレーザロッド活性種を励起するための光を照射するためのフラッシュランプと、フラッシュランプの光を外に漏らさず効率よくレーザロッドに集光するための鏡筒と、出射された光を所定の位置に集光するためのレンズから構成される。固体レーザの例には、ルビーレーザ、ガラスレーザ、YAGレーザなどが含まれる。
【0019】
本発明のような皮膚に穿刺するためのレーザロッドは、エルビウムErを50%程度ドープしたYAGレーザからなるレーザロッドであることが好ましい。レーザロッドは、YAG単結晶であっても、YAGセラミックスであってもよい。
【0020】
この穿刺ユニットから出てくる針や光はホルダにセットされた当該皮膚に当たり、皮膚から血液を滲出させる。
【0021】
(実施の形態1)
図1に本血液検査装置の要部断面図を示す。図1において、血液検査装置は、皮膚30を押し当てるための開口部1aを有するホルダ1、血液成分を測定するためのセンサ2をホルダ1に接触するように配置し、センサ2を保持するセンサホルダ3、センサ2からホルダ1の開口部1aを通って、皮膚30を穿刺するための穿刺ユニット4、センサ2をホルダ1と挟み込み、穿刺ユニット4の針もしくはレーザ光を通過させるための開口部5aを有する第2のホルダ5、センサ2がホルダ1に接触するように作用し、皮膚30が盛り上がったときにはセンサ2が皮膚30を圧迫しないようにセンサがたわむことが出来るような力でセンサ2を押さえるばね6がある。
【0022】
本発明は一連の動作の中で穿刺する皮膚30がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚30を圧迫しない構造であるため、センサ2が皮膚30を圧迫しないが、センサ2は皮膚30と隙間が開かないようにホルダ1の方向に押し付けられている必要がある。センサ2が皮膚30を圧迫しないためには、センサ2は皮膚と逆の方向に動けるスペースを必要とする。
【0023】
図1に示したホルダ1において、穿刺する皮膚を当てる部分の面をA(第1の面に相当する)、対面をB(第2の面に相当する)とすると、ホルダ1の回動軸Cに対して先端(センサの自由端側)にいく程、面Aと面Bは間隔が狭くなるような角度がついている。これは、皮膚を面Aの開口部に当てて加圧もしくは吸引した時の皮膚の盛り上がりに対して、盛り上がった皮膚によってセンサ2を揺動させて面Aと平行になるような角度に設定している。皮膚の盛り上がりは、面Aの開口部の径が9mmの場合は、1.8mm〜3mm程度で、面Aの開口部の径が5mmの場合は0.5mm〜1.5mm程度であるため、これを考慮した角度は3度〜12度としている。
【0024】
ホルダ1の面Aと面Bに角度をつけることにより、ホルダ1と第2のホルダの間にセンサ2が揺動可能なスペースができる。センサ2が皮膚30とは逆の方向に動けるスペースを設ける他の手段として、第2のホルダ5にスペースを設ける手段がある。図2に第2のホルダ5にセンサ2を挿入しようとしている図を示す。更に図3において、第2のホルダ5のセンサ2に対する面の一部に、センサ2が揺動できる程度のスペースDを設けている図を示す。このスペースDによって、センサ2は皮膚30とは逆の方向に動くことが可能となり、皮膚30を圧迫することはなくなる。
【0025】
次にセンサ2は皮膚の盛り上がりに対して揺動できる形状であることを説明する。図4にセンサ2の上面図と断面図を示す。図4において、センサ2の端部が薄くなっている。センサ2は材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのベースフィルム7の上にパラジウム、カーボン、金などの電極を数Å蒸着し、材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのスペーサ8を重ねて、材料がPET(ポリエチレンテレフタレート)などの絶縁物である0.1mm〜0.3mmのカバー9を重ねて3層構造としている。このセンサ2がセンサホルダ3にセンサ断面図に示すベースフィルム7だけの端部を挿入して固定されているため、センサ2は皮膚の盛り上がりに対して、皮膚に接触しつつ皮膚を圧迫しない程度で揺動することができる。
センサ2は図1に示すようにばね6でホルダ1側に押されているが、皮膚の盛り上がる力は0.02N±0.01Nであるため、図5に示すように、センサ2をセンサホルダ3の保持部32が保持している位置から盛り上がった皮膚がセンサ2を押し上げる位置33までの距離をL1、センサ2をセンサホルダ3が保持している位置32からセンサ2をばね6で押さえている位置33までの距離をL2、とすると、
ばね力F=(L1/L2)×0.02N±0.01N
となる。
【0026】
皮膚30の盛り上がり量は個々人の条件によって0.5mm〜3mmと異なるため、ばね6のばね常数が小さい場合は、皮膚の盛り上がり量に対してばね力が変化しないので調整する必要はないが、ばね常数の大きさによっては、ばね6のばね力を調整する必要が生じることが考えられる。
図6はばね6のばね力を調整する一例を示したばね調整断面図である。図6において、調整棒10はばね6の上部に位置し、調整棒10を図6の矢印のように上下させることにより、ばね6を圧縮し、伸張することが可能である。これは調整棒10のばね6と接していない方の端部にねじを形成し、第2のホルダ一に形成したねじ受け部にセットする。調整棒10を図6のF方向に回転させると調整棒10はばね6を圧縮する方向に動き、センサ2をホルダ1に押し付ける力を大きくすることができる。また、調整棒10をF方向とは逆の方向に回転させると調整棒10はばね6を伸張する方向に動き、センサ2をホルダ1に押し付ける力を小さくすることができる。本発明で、ばね6はコイルばねでよく、またゴムであっても効果は同じであり、これら弾性体を用いることができる。ゴムとしてはウレタンゴムや天然ゴム、クロロプレンゴムなどばね力を持つものであれば良い。
【0027】
次に本発明を搭載した血液検査装置として血糖値測定器を一例として説明する。図7に穿刺ユニット4にレーザ穿刺ユニットを使用した場合の装置を示す。図7において、直方体形状を有する筐体11には、正面上部に操作ボタン12,13,14があり、中間にレーザ保護カバー15がある。図7において、筐体11の上部には液晶などで形成された表示板16があり、右上部角には穿刺を実行するための穿刺ボタン17がある。
【0028】
この血糖値測定器は、レーザ保護カバー15をスライド可動して引き出すと、装置の操作が可能となる。操作部の操作ボタン12を押してレーザ出力のための入力電圧調整をセレクトすると、表示板16に調整のためのレベルが表示される。レベルは1〜5まで選択できるようになっており、操作ボタン13は1から5へ順番にレベルを増加し、操作ボタン4は逆に減少するようになっている。表示板16のレベル表示を見て選択が終了すると、皮膚を穿刺可能な状態となる。図7に示すように、センサ2をセンサホルダ3に挿入
してホルダ1を回転すると、図8のような状態になる。ホルダ1の開口部に血糖値を測定したい部位の皮膚をセットした状態(ここでは薬指をセットしている)が図9である。
【0029】
図9の状態で穿刺ボタン17を押すと、穿刺ユニット4からレーザを出射され、出射されたレーザ光は指を照射し、指から血液を滲出させる。滲出した血液はセンサ2に取り込まれ血糖値を測定することが出来る。
【0030】
(実施の形態2)
一連の動作の中で穿刺する皮膚がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚を圧迫しない構造の別の例を示す。
【0031】
実施の形態1においては、皮膚の盛り上がりに対して、センサ2がたわんでいたが、実施の形態2では、センサホルダ3が回動し、センサ2はたわまない。
【0032】
図10にホルダ1とセンサホルダ3が閉じた状態を示す。センサ2をセンサホルダ3に挿抜しやすくするため、ホルダ1とセンサホルダ3は回動することができ、図11示すようにホルダ1とセンサホルダ3は開いた状態になる。図10から図11のようにホルダ1とセンサホルダ3を回動して開き、センサ2をセンサホルダ3に挿入し、図10のように戻すことで検査を開始するための準備が出来る。センサ2を取り外したい時には、図10から図11のようにホルダ1とセンサホルダ3を回動して開き、センサ2をセンサホルダ3から取り外し、図10のように戻すと良い。図12はセンサホルダ3にセンサ2を挿入した状態の図を示している。このときセンサ2はたわまないため、ホルダ全体が可動してセンサの指当接部の位置を変化させる必要がある。
センサ2が挿入されたとき、センサホルダ3が回転軸R1に対して、釣り合いを取るため、カウンタバランス19をセンサホルダ3に備えている。さらに、センサホルダ3が容易に回転しないように、センサホルダ3をロックするために第2のホルダ5に電磁石21(図13に示す)を装備し、センサホルダ3に装備した導電体20と磁力で着くことによりロックする。
図13に第2のホルダを示す。図13に示すP1部に図12で示したセンサホルダ3のR1部をはめ込んで、センサホルダ3が回転できるようにする。図13に示すP2部に、センサ2を挿入したセンサホルダ3とホルダ1をはめ込んだのが図14である。図15は図14の側面方向の断面を示す。第2のホルダ5に配置された電磁石21を作動させると、センサホルダ3についている導電体20は電磁石21に着く、これによりセンサホルダ3はロックされるため、装置がどのような方向にあったとしても、ふらふらすることは無く、センサホルダ3に挿入されたセンサ2はホルダ1から離れることは無い。また、センサホルダ3に挿入されたセンサ2がホルダ1側に皮膚30を圧迫しない程度に付勢するばねをセンサホルダ3に備えている。
【0033】
以上の構成を盛り込んだ血液検査装置においては、ロックの解除のタイミングが2種類ある。1つは穿刺ユニット4で皮膚30を穿刺するまでロックしておき、穿刺後直ぐにロックを解除して皮膚30が圧迫されないようにする。ロックは電磁石21で制御しているため、レーザ照射後直ぐに電気的に電磁石21を作動させて、ロックを解除することで可能となる。
【0034】
もう1つは皮膚30をホルダ1の開口部にセットしたらロックを解除して皮膚30が圧迫されないような状態を保ち、穿刺ユニット4によって皮膚30を穿刺する。この解除のタイミングはホルダ1の開口部近傍に皮膚検知センサ(図示せず)を配置し、皮膚30を検知できた時点で電磁石21を作動させて、ロックを解除しても良いし、センサ2に皮膚検知センサ(図示せず)を配線(図示せず)として配置しておき、皮膚30が配線をショートさせることで、電気的に検知できた時点で、電磁石21を作動させて、ロックを解除しても良い。
【0035】
2つの方法とも電気的にロックを解除した方が制御し易いが、機械的な構成によって解除を行なっても良い。
【0036】
(実施の形態3)
一連の動作の中で穿刺する皮膚がセンサと隙間が開かずに、なおかつ皮膚を圧迫しない構造の別の例を示す。
【0037】
実施の形態3では、実施の形態1と実施の形態2を合体させたものである。すなわち、センサ2がたわみ、センサホルダ3も回動する。具体的な動きは実施の形態1と実施の形態2で説明したのと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【0038】
図16にホルダ1とセンサ2を挿入したセンサホルダ3と第2のホルダ5を組み立てた図を示す。図16において、第2のホルダ5には、電磁石21と調整棒10が備えられている。図16の側面方向の断面図を図17に示す。図17においてセンサホルダ3にカウンタバランス19と導電体20が備え付けられている。ホルダ1とセンサホルダ3を閉じた状態が第5の断面図18である。図18において、調整棒10はセンサ2を押さえ、電磁石21と導電体20は磁石により吸着しているので、センサホルダ3の動きはロックされている。カウンタバランス19が存在するため、調整棒10のばねはより弱い力でよく、調整はほとんど必要ないレベルになっている。センサ2の揺動幅も小さくて済むため、センサの構成材料を選択する幅が広がる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明にかかる血液検査装置は、皮膚の盛り上がりが大きい場合でも、センサに対して正しく血液を点着させることができるため、血液の性質を検査する血液検査装置に適用できる。
【符号の説明】
【0040】
1 ホルダ
2 センサ
3 センサホルダ
4 穿刺ユニット
5 第2のホルダ
6 ばね
7 ベースフィルム
10 調整棒
19 カウンタバランス
20 導電体
21 電磁石
【特許請求の範囲】
【請求項1】
皮膚を穿刺し、皮膚から滲出した血液をセンサに採取し、前記採取した血液の成分を測定するための装置において、
皮膚が当接する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、穿刺される部分の皮膚を露出させる開口とを有するホルダと、
前記センサが、前記ホルダの第2の面側に付勢された状態で保持するセンサホルダと、
前記センサから前記ホルダの順に通って、前記皮膚を穿刺する穿刺ユニットと、を備え、
前記開口を通して皮膚が前記センサに当接した際に、前記皮膚の押圧によって、前記センサの皮膚当接位置が変位するよう構成したことを特徴とする血液検査装置。
【請求項2】
前記センサを前記第2の面側に付勢する弾性体を備え、前記センサへの皮膚の当接によって、前記弾性体の付勢力に抗して、センサの皮膚当接位置が変位するよう構成した請求項1記載の血液検査装置。
【請求項3】
前記弾性体がばね、またはゴムである請求項2記載の血液検査装置。
【請求項4】
前記センサに与えられる付勢力が0.02N±0.01Nである請求項2記載の血液検査装置。
【請求項5】
前記ホルダの第2面は、前記センサホルダにて保持されるセンサの一端から、前記センサの自由端にかけて、前記センサが前記皮膚に近づく傾斜面を有する請求項2記載の血液検査装置。
【請求項6】
前記付勢力を調整する調整機構を設けた請求項2記載の血液検査装置。
【請求項7】
センサホルダにその一端が保持されたセンサが、皮膚に対して当接あるいは離反する方向に回動可能なように、前記センサホルダを回転軸にて支持するとともに、前記皮膚にセンサが当接する方向にセンサホルダを付勢して設け、前記センサへの皮膚の当接によって、前記センサホルダが回動することにより、センサの皮膚当接位置が変位するよう構成した請求項1記載の血液検査装置。
【請求項8】
前記センサホルダの回動を停止させるロック部を有する請求項7記載の血液検査装置。
【請求項9】
前記センサを前記センサホルダへ保持する動作に連動して前記ロック部を解除する機構を有する請求項8記載の血液検査装置。
【請求項10】
前記ホルダへの前記皮膚の接触を検知する皮膚検知センサを設け、前記皮膚検知センサが前記皮膚を検知することに連動して前記ロック部のロックを解除する機構を有する請求項8記載の血液検査装置。
【請求項11】
前記穿刺ユニットの穿刺動作に連動して前記ロック部のロックを解除する機構を有する請求項15記載の血液検査装置。
【請求項12】
前記センサが皮膚に当接する方向に回動する方向とは逆の方向に回転力を与えるウェイトと、前記センサホルダの回動を静止させるロック部とを備えた請求項7に記載の血液検査装置。
【請求項13】
前記センサを前記第2の面側に付勢する弾性体をさらに備えた請求項7記載の血液検査装置。
【請求項14】
前記穿刺ユニットがレーザを利用したものである請求項1記載の血液検査装置。
【請求項15】
前記穿刺ユニットが針を利用したものである請求項1記載の血液検査装置。
【請求項1】
皮膚を穿刺し、皮膚から滲出した血液をセンサに採取し、前記採取した血液の成分を測定するための装置において、
皮膚が当接する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、穿刺される部分の皮膚を露出させる開口とを有するホルダと、
前記センサが、前記ホルダの第2の面側に付勢された状態で保持するセンサホルダと、
前記センサから前記ホルダの順に通って、前記皮膚を穿刺する穿刺ユニットと、を備え、
前記開口を通して皮膚が前記センサに当接した際に、前記皮膚の押圧によって、前記センサの皮膚当接位置が変位するよう構成したことを特徴とする血液検査装置。
【請求項2】
前記センサを前記第2の面側に付勢する弾性体を備え、前記センサへの皮膚の当接によって、前記弾性体の付勢力に抗して、センサの皮膚当接位置が変位するよう構成した請求項1記載の血液検査装置。
【請求項3】
前記弾性体がばね、またはゴムである請求項2記載の血液検査装置。
【請求項4】
前記センサに与えられる付勢力が0.02N±0.01Nである請求項2記載の血液検査装置。
【請求項5】
前記ホルダの第2面は、前記センサホルダにて保持されるセンサの一端から、前記センサの自由端にかけて、前記センサが前記皮膚に近づく傾斜面を有する請求項2記載の血液検査装置。
【請求項6】
前記付勢力を調整する調整機構を設けた請求項2記載の血液検査装置。
【請求項7】
センサホルダにその一端が保持されたセンサが、皮膚に対して当接あるいは離反する方向に回動可能なように、前記センサホルダを回転軸にて支持するとともに、前記皮膚にセンサが当接する方向にセンサホルダを付勢して設け、前記センサへの皮膚の当接によって、前記センサホルダが回動することにより、センサの皮膚当接位置が変位するよう構成した請求項1記載の血液検査装置。
【請求項8】
前記センサホルダの回動を停止させるロック部を有する請求項7記載の血液検査装置。
【請求項9】
前記センサを前記センサホルダへ保持する動作に連動して前記ロック部を解除する機構を有する請求項8記載の血液検査装置。
【請求項10】
前記ホルダへの前記皮膚の接触を検知する皮膚検知センサを設け、前記皮膚検知センサが前記皮膚を検知することに連動して前記ロック部のロックを解除する機構を有する請求項8記載の血液検査装置。
【請求項11】
前記穿刺ユニットの穿刺動作に連動して前記ロック部のロックを解除する機構を有する請求項15記載の血液検査装置。
【請求項12】
前記センサが皮膚に当接する方向に回動する方向とは逆の方向に回転力を与えるウェイトと、前記センサホルダの回動を静止させるロック部とを備えた請求項7に記載の血液検査装置。
【請求項13】
前記センサを前記第2の面側に付勢する弾性体をさらに備えた請求項7記載の血液検査装置。
【請求項14】
前記穿刺ユニットがレーザを利用したものである請求項1記載の血液検査装置。
【請求項15】
前記穿刺ユニットが針を利用したものである請求項1記載の血液検査装置。
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【公開番号】特開2011−78518(P2011−78518A)
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−232350(P2009−232350)
【出願日】平成21年10月6日(2009.10.6)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月6日(2009.10.6)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
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