JP2002168861A

JP2002168861A - 成分測定装置

Info

Publication number: JP2002168861A
Application number: JP2000361491A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sonoda; 耕一園田; Kaoru Kamiya; 薫賀宮
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】装填されたチップの位置ズレを防止し、より正
確な成分測定を行うことができる成分測定装置を提供す
ること。【解決手段】成分測定装置のハウジング５には、チップ
装填部（空間）５０が形成されている。このチップ装填
部５０の一側部には、チップ１３が備える試験紙１８の
呈色強度を光学的に読み取る測定手段７が設置されてい
る。また、チップ装填部５０の他の側部には、チップ１
３の位置決めを行う位置決め手段６が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、成分測定装置、特
に、血液の検査に際し、指先を穿刺針で穿刺して血液を
採取するとともに、その血液中の例えばブドウ糖のよう
な特定成分の量を測定する成分測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、糖尿病患者の増加に伴い、日常の
血糖値の変動を患者自身がモニターする自己血糖測定が
推奨されてきている。

【０００３】この血糖値の測定は、血中のブドウ糖量に
応じて呈色する試験紙を装着し、該試験紙に血液を供
給、展開して呈色させ、その呈色の度合いを光学的に測
定（測色）して血糖値を定量化する血糖測定装置を用い
て行われる。

【０００４】この測定に先立ち、患者が自分の血液を採
取する方法としては、穿刺針や小刀を備えた穿刺装置を
用いて指先の皮膚を穿刺した後、その穿刺部周辺を指等
で圧迫して血液を絞り出すことが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指先は
毛細血管が集中しており血液の採取に適している反面、
神経も集中しており痛みが伴うことから、患者へ与える
苦痛、負担が大きく、また、穿刺することによる恐怖感
を伴うことから、自己血糖測定が続けられなくなる患者
も多い。

【０００６】また、従来の血糖測定では、穿刺操作と、
血液採取操作と、測定操作とを別々に行うため、操作性
にも劣っている。

【０００７】このような問題点を解決し得る装置とし
て、穿刺装置と測定装置とを一体化し、かつ、血液を絞
り出すための吸引手段を備えた血糖測定装置が開発され
ている（特願平１０−１８３７９４号、特願平１０−３
３００５７号）。

【０００８】これらの血糖測定装置では、まず、試験紙
を備えたチップを装置本体に装填し、このチップの先端
に指先を押し当て、この先端開口を気密性を保持するよ
うに封止する。

【０００９】次に、先端開口から突出する穿刺針で指先
を穿刺した後、この状態で吸引手段を作動させ（減圧状
態とし）、穿刺部位から血液を吸い出し、その血液を採
取する。そして、測定装置により、採取された血液の血
糖値を測定する。

【００１０】ところで、チップは装置本体に対し着脱自
在に装填できるようになっているが、チップの装填時に
は、チップの試験紙が装置本体側に設置された光学読み
取り部に対し正確な位置に位置することが必要である。
チップの装填位置がズレると、正確な光学読み取りがで
きず、測定精度が低下してしまうからである。

【００１１】従来の血糖測定装置では、このようなチッ
プの位置決めについて考慮されておらず、単に、チップ
の外形、寸法と、装置本体側のチップ装填空間の形状、
寸法とを一致させてチップのズレを防止することがなさ
れている程度であった。

【００１２】本発明の目的は、装填されたチップの位置
ズレを防止することで、より正確な成分測定を行うこと
ができる成分測定装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明により達成される。

【００１４】（１）検体中の成分を測定する成分測定
装置であって、試験紙を備えたチップを着脱自在に装填
するチップ装填空間を有するハウジングと、前記チップ
装填空間に装填された前記チップの前記試験紙に対面す
る位置に設置され、検体中の成分を測定する測定手段
と、前記チップを前記チップ装填空間内で前記チップの
前記試験紙が前記測定手段に対面する位置に位置決めす
る位置決め手段とを有し、前記位置決め手段は、前記チ
ップの装填時の移動方向と略直交する方向から位置決め
を行うものであることを特徴とする成分測定装置。

【００１５】（２）前記位置決め手段は、前記チップ
の装填時の移動方向と略直交するＸ方向と、前記チップ
の装填時の移動方向と略直交しかつ前記Ｘ方向と異なる
Ｙ方向（ただし、前記Ｘ方向と前記Ｙ方向のいずれか一
方が、前記試験紙の表面の法線方向と略一致している）
のそれぞれの方向の位置決めを行うものである上記
（１）に記載の成分測定装置。

【００１６】（３）前記位置決め手段は、前記チップ
が前記チップ装填空間の内面に当接するよう押圧する少
なくとも１つの押圧機構で構成されている上記（１）ま
たは（２）に記載の成分測定装置。

【００１７】（４）前記押圧機構の先端が前記チップ
に対し点接触するよう構成されている上記（３）に記載
の成分測定装置。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の成分測定装置を添
付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１９】本発明の成分測定装置は、表皮（皮膚）を
介し体液（以下、本実施形態では、血液を代表として説
明する。）を採取して、その体液の所定成分を測定する
装置である。

【００２０】表皮の血液採取に関与する部位（本実施形
態では、穿刺部位）は、好ましくは、指であるが、この
他、例えば、手の平、手の裏、手の側部、腕、太腿、耳
たぶ等が挙げられる。

【００２１】下記の実施形態では、指先（指）を穿刺す
る形態の成分測定装置を代表として説明する。

【００２２】図１は、本発明の成分測定装置の実施形態
（蓋を閉じた状態）を示す正面図、図２は、図１に示す
成分測定装置（蓋を開いた状態）の側面図、図３は、本
発明の成分測定装置の主要部（チップ装填部）の構成を
示す縦断面図、図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図であ
る。また、図５は、図１に示す成分測定装置の回路構成
を示すブロック図、図６は、図１に示す成分測定装置の
制御手段の制御動作（一部、操作者の動作等を含む）を
示すフローチャートである。なお、図１〜図３中、上側
を「先端」または「上」、下側を「基端」、「下」また
は「底」として説明するとともに、図３中の上下方向を
Ｚ方向、図４中の横方向をＸ方向、図４中の上下方向を
Ｙ方向（Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、それぞれ直交
する）として説明する。

【００２３】各図に示す成分測定装置（血液成分測定装
置）１は、本体２と、本体２に対して回動自在（開閉自
在）に設置された蓋体２０と、本体２内に設置されたハ
ウジング５と、チップ１３の位置決めを行う位置決め手
段６と、血液（体液）の採取を検出するとともに採取さ
れた血液（体液）中の所定成分を測定する測定手段７
と、ハウジング５内を減圧状態とする減圧手段８と、図
示しない回路基板上に設けられた制御手段１１と、表示
部１２とを備えている。この成分測定装置１は、ハウジ
ング５に形成されたチップ装填部（チップ装填空間）５
０にチップ１３を装着して使用される。以下、各構成要
素について説明する。

【００２４】本体２は、箱状をなしており、その内部に
は、ハウジング５、測定手段７、減圧手段８、電池（電
源部）９、制御手段１１および表示部１２等が収納され
ている。

【００２５】本体２の先端側（上側）の壁部２１１に
は、本体２の内外を貫通し、横断面での形状が円形の開
口２１２が形成されている。この開口２１２を介してハ
ウジング５に形成されたチップ装着部５０にチップ１３
が装填（保持）される。

【００２６】また、壁部２１１の先端側の面には、開口
２１２の外周を囲んで、好ましくは指先（指）の形状に
対応して形成された指当て部（表皮を当てがう当て部）
３が設置されている。この指当て部３の先端側には、指
当て面３１が形成されている。チップ装着部５０にチッ
プ１３が装填された状態（以下「チップ装填状態」と言
う）で、指当て部３（指当て面３１）に指先を当接させ
つつ、成分測定装置１を作動させる。これにより、指先
が穿刺され、採取された血液中の所定成分（以下、本実
施形態では、ブドウ糖を代表として説明する。）の量が
測定される。

【００２７】また、本体２の先端部（上部）には、蓋体
２０が軸（回転軸）２１３により回動自在に支持されて
いる。

【００２８】図１に示すように、蓋体２０を閉じると、
その蓋体２０により、本体２の先端および指当て部３が
覆われる。

【００２９】一方、図２に示すように、蓋体２０を開く
と、本体２の先端および指当て部３が外部に露出し、チ
ップ１３の着脱や測定等を行うことができるようにな
る。

【００３０】また、本体２の正面側の先端部（上部）に
は、凹部２１４が形成されている。この凹部２１４から
前記蓋体２０に指を引っ掛け、その蓋体２０を容易に開
くことができる。

【００３１】本体２の正面側の面には、本体２の内外を
貫通する表示窓（開口）２１９が形成されており、その
表示窓２１９は、透明な材料で構成される板状部材で塞
がれている。

【００３２】この表示窓２１９の内側には、表示部１２
が設置されている。したがって、表示窓２１９を介し
て、表示部１２で表示される各種情報を確認することが
できる。

【００３３】表示部１２は、例えば、液晶表示素子（Ｌ
ＣＤ）等で構成されている。この表示部１２には、例え
ば、電源のオン／オフ、電源電圧（電池残量）、測定
値、測定日時、エラー表示、操作ガイダンス等を表示す
ることができる。

【００３４】また、本体２の正面側の面の先端側（上
側）には、凹部２１５が形成されており、この凹部２１
５内には、操作ボタン２１６が設置されている。成分測
定装置１では、この操作ボタン２１６を押圧することに
より、後述の穿刺手段および減圧手段８のポンプ８０が
順次あるいはほぼ同時に作動するよう構成されている。

【００３５】なお、この操作ボタン２１６を押圧するこ
とにより、成分測定装置１の電源がオンされる構成とし
てもよい。

【００３６】また、本体２の両側面には、それぞれ、グ
リップ部２１８が設けられている。このグリップ部２１
８により、成分測定装置を容易かつ確実に把持すること
ができる。このグリップ部２１８は、例えば、弾性材料
で形成することができる。

【００３７】制御手段１１は、例えば、マイクロコンピ
ュータで構成され、血液が採取されたか否かの判別等、
成分測定装置１の諸動作を制御する。また、この制御手
段１１は、測定手段７からの信号に基づいて血液中のブ
ドウ糖量（血糖値）を算出する演算部を内蔵している。

【００３８】ハウジング５は、その内部に、チップ１３
を装填するチップ装填部５０を有している。このハウジ
ング５の先端、すなわちチップ装填部５０の先端開口の
外周部には、リング状のシールリング（封止部材）５５
が嵌合されている。これにより、チップ１３をチップ装
填部５０に装着すると、チップ１３のフランジ１６４が
シールリング５５に密着し、チップ装填部５０の気密性
が保持される。

【００３９】シールリング５５は、弾性体（弾性材料）
で構成されている。このような弾性体としては、例え
ば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、
フッ素ゴムのような各種ゴム材料や、スチレン系、ポリ
オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポ
リエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、フッ
素ゴム系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。

【００４０】ハウジング５の側部には、測定手段７が設
置されている。この測定手段７は、チップ１３が備える
試験紙１８に血液が供給（採取）されるのを光学的に検
出するとともに、試験紙１８に展開された血液中のブド
ウ糖量を光学的に測定するものである。この測定手段７
は、光学ブロックで構成され、その設置位置は、チップ
装着状態における試験紙１８に対面した位置（試験紙１
８の側位近傍）とされる。

【００４１】このように、測定手段７は、血液の採取を
検出する機能と、試験紙１８に展開された血液中のブド
ウ糖（所定成分）の量を測定する機能とを兼ね備えてい
るので、これらの手段をそれぞれ別個に設ける場合に比
べ、部品点数を削減することができ、構成を簡素化する
ことができ、また、装置の組立工数を減少させることが
できる。

【００４２】測定手段７は、ブロック体７０と、ブロッ
ク体７０に固定された発光素子（発光ダイオード）７１
および受光素子（フォトダイオード）７２とを有してい
る。

【００４３】ブロック体７０とハウジング５との間に
は、チップ装填部５０の気密性を保持するために、前記
シールリング５５と同様のシールリング５６が設置され
ている。

【００４４】発光素子７１は、制御手段１１と電気的に
接続され、受光素子７２は、増幅器２４およびＡ／Ｄ変
換器２５を介して制御手段１１と電気的に接続されてい
る（図５参照）。

【００４５】発光素子７１は、制御手段１１からの信号
により作動し、光を発する。この光は、所定の時間間隔
で間欠的に発光するパルス光であるのが好ましい。

【００４６】チップ装着状態で、発光素子７１を点灯さ
せると、発光素子７１から発せられた光は試験紙１８に
照射され、その反射光は、受光素子７２に受光され、光
電変換される。受光素子７２からは、その受光光量に応
じたアナログ信号が出力され、その信号は、増幅器２４
で所望に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２５にてデジタル
信号に変換され、制御手段１１に入力される。

【００４７】制御手段１１では、入力された信号に基づ
いて、血液が採取されたか否か、すなわち、血液がチッ
プ１３の試験紙１８に展開されたか否かを判別する。

【００４８】また、制御手段１１では、入力された信号
に基づき、所定の演算処理を行い、必要に応じ補正計算
等を行って、血液中のブドウ糖の量（血糖値）を求め
る。求められた血糖値は、表示部１２に表示される。

【００４９】次に、チップ装填部５０に装填されるチッ
プ１３の構成について説明する。図３に示すように、チ
ップ１３は、穿刺針１４と、穿刺針１４を摺動可能に収
納する内筒１５と、内筒１５の外周部に設置された外筒
１６と、外筒１６の外周部に設置された試験紙固定部１
７と、試験紙固定部１７に固定された試験紙１８とで構
成されている。

【００５０】穿刺針１４は、針体１４１と、針体１４１
の基端側に固着されたハブ１４２とで構成され、内筒１
５の内腔部内に収納されている。

【００５１】針体１４１は、例えば、ステンレス鋼、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金等
の金属材料よりなる中空部材または中実部材で構成さ
れ、その先端には、鋭利な刃先（針先）が形成されてい
る。この刃先により、指先の表面（皮膚）が穿刺され
る。また、ハブ１４２は、ほぼ円筒状または円柱状の部
材で構成されている。

【００５２】内筒１５の先端のほぼ中央部には、横断面
形状が円形の孔１５１が形成されている。針体１４１
は、指先（指）の穿刺に際し、この孔１５１を通過す
る。また、孔１５１の孔径は、ハブ１４２の先端外径よ
り小さく設定されている。このため、穿刺針１４が内筒
１５の先端方向へ移動したとき、ハブ１４２は孔１５１
を通過することができずに孔１５１の周囲に当接し、そ
れ以上、穿刺針１４が先端方向へ移動することが阻止さ
れる。したがって、針体１４１は、指先の穿刺に際し、
チップ１３の先端からの突出長さが一定に保たれる。こ
のため、針体１４１の刃先が指先を必要以上に深く穿刺
してしまうことをより確実に防止することができる。

【００５３】内筒１５の外周部には、外筒１６が固着さ
れている。外筒１６は、ほぼ円筒状の部材で構成されて
おり、その内部に内腔部１６１を有する。

【００５４】外筒１６の先端には、リング状に突出した
当接部１６３が形成されている。この当接部１６３は、
指先を押し当る部位であり、その内側には、外筒１６の
内腔部１６１が開放する先端開口（開口）１６２が形成
されている。当接部１６３の先端外周縁は、指先に押し
当られたときに穿刺周辺部を刺激し穿刺時の痛みを和ら
げる効果を発揮するのに適した形状をなしている。ま
た、後述の減圧手段８によりチップ装填部５０が減圧状
態となったとき、当接部１６３の先端と指先の表面との
間から空気が流入することを極力抑制し得るような形状
となっている。なお、外筒１６の先端には、当接部１６
３が設けられず、外筒１６の先端面が平坦な面を構成し
てもよい。

【００５５】また、外筒１６には、当接部１６３の基端
付近の外周部に、外側に向かって突出するリング状のフ
ランジ１６４が形成されている。このフランジ１６４
は、チップ装着状態で、その基端面がハウジング５の先
端に当接し、チップ１３のハウジング５に対するＺ方向
（図３中の上下方向）の位置を規定する。

【００５６】外筒１６の外周部には、試験紙固定部（試
験紙固定部材）１７が装着されており、この試験紙固定
部１７に試験紙１８が固定されている。

【００５７】また、外筒１６の内周面には、内腔部１６
１の中心部に向かって突出する血液導入ガイド１６６が
形成されている。この血液導入ガイド１６６は、指先の
穿刺後、指先から出血して内腔部１６１に流入した血液
（検体）を、受け止める機能を有するものである。

【００５８】また、チップ１３には、外筒１６および試
験紙固定部１７を貫通して形成される血液通路１９が形
成されている。この血液通路１９は、穿刺により得られ
た血液を試験紙１８へ導くための流路であり、内腔部１
６１へ開放する通路開口１９１とチップ１３の外部側へ
開放する通路開口１９２とを有している。通路開口１９
２は、試験紙１８の中心部に位置している。

【００５９】また、通路開口１９１は、血液導入ガイド
１６６の基部付近に形成されている。このため、血液導
入ガイド１６６で受け止められた血液は、効率よく通路
開口１９１から血液通路１９に導かれる。この血液は、
毛細管現象により通路開口１９２まで到達し、通路開口
１９２を覆うように設置された試験紙１８の中心部に供
給され、試験紙１８上を放射状に展開する。

【００６０】試験紙１８は、血液を吸収・展開可能な担
体に、試薬を担持させたものである。

【００６１】担体としては、例えば、不織布、織布、延
伸処理したシート等のシート状多孔質体が挙げられる。
この多孔質体は、親水性を有するものが好ましい。

【００６２】担体に担持される試薬は、血液（検体）中
の測定すべき成分により、適宜決定される。例えば、血
糖値測定用の場合、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）
と、ペルオキシターゼ（ＰＯＤ）と、例えば４−アミノ
アンチピリン、Ｎ−エチルＮ−（２−ヒドロキシ−３−
スルホプロピル）−ｍ−トルイジンのような発色剤（発
色試薬）とが挙げられ、その他、測定成分に応じて、例
えばアスコルビン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダ
ーゼ、コレステロールオキシダーゼ等の血液成分と反応
するものと、前記と同様の発色剤（発色試薬）とが挙げ
られる。また、さらにリン酸緩衝液のような緩衝剤が含
まれていてもよい。なお、試薬の種類、成分について
は、これらに限定されないことは言うまでもない。

【００６３】なお、チップ装填状態では、試験紙１８の
表面の法線方向がＸ方向となるようにチップ１３が配置
される。

【００６４】図４に示すように、チップ装填部５０の横
断面形状は、ほぼ長方形をなしており、一方、ここへ装
填されるチップ１３は、ほぼ円筒状の外筒１６の側部に
試験紙固定部１７が突出して接合された形状をなしてい
るため、誤ってチップ１３をチップ装填部５０に対し例
えば図４中で９０°回転させた状態の姿勢で挿入しよう
としても、チップ装填部５０の横断面形状に合致せず、
挿入することができない。

【００６５】ハウジング５の側部には、チップ装填部５
０に面して位置決め手段６が設置されている。この位置
決め手段６は、チップ１３をチップ装填部５０内におい
て図３および図４中のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの
方向の位置決めをするものである。

【００６６】この位置決め手段６は、互いに直交する方
向に配置された２つの押圧機構６１、６５で構成されて
いる。押圧機構６１と６５とは、それぞれ独立して作動
する。

【００６７】押圧機構６１は、ハウジング５に形成され
たチップ装填部５０に連通する孔部５３内に設置され、
プランジャ６２と、プランジャ６２をＸ方向に測定手段
７側へ向けて付勢するバネ（付勢部材）６３とで構成さ
れている。

【００６８】プランジャ６２の途中の外周部には、バネ
座となるフランジ６２１が突出して形成されている。プ
ランジャ６２の一端面は、湾曲凸面６２２をなし、チッ
プ１３の外面に対し点接触するよう構成されている。こ
れにより、チップ装填部５０内でのチップ１３の姿勢や
当接位置にかかわらず、チップ１３をＸ方向に良好に押
圧することができる。

【００６９】また、孔部５３は、シールリング５７を介
して蓋部材４１により機密的に封止されている。

【００７０】バネ６３は、圧縮状態とされ、それらの両
端がそれぞれ蓋部材４１の内面とフランジ６２１とに当
接することにより、プランジャ６２をＸ方向に（測定手
段７側へ向けて）付勢する。

【００７１】なお、プランジャ６２はバネ６３により前
記のように付勢されているが、フランジ６２１が孔部５
３に形成された段差部５３１に係合するので、それ以上
チップ装填部５０内に侵入することが阻止される。

【００７２】一方、押圧機構６５は、ハウジング５に形
成されたチップ装填部５０に連通する孔部５４内に設置
され、プランジャ６６と、プランジャ６６をＹ方向に
（図４中下方向に向けて）付勢するバネ（付勢部材）６
７とで構成されている。

【００７３】プランジャ６６の途中の外周部には、バネ
座となるフランジ６６１が突出して形成されている。プ
ランジャ６６の一端面は、湾曲凸面６６２をなし、チッ
プ１３の外面に対し点接触するよう構成されている。こ
れにより、チップ装填部５０内でのチップ１３の姿勢や
当接位置にかかわらず、チップ１３をＹ方向に良好に押
圧することができる。

【００７４】また、孔部５４は、シールリング５８を介
して蓋部材４２により機密的に封止されている。

【００７５】バネ６７は、圧縮状態とされ、それらの両
端がそれぞれ蓋部材４２の内面とフランジ６６１とに当
接することにより、プランジャ６６をＹ方向に（図４中
下方向に向けて）付勢する。

【００７６】なお、プランジャ６６はバネ６７により前
記のように付勢されているが、フランジ６６１が孔部５
４に形成された段差部５４１に係合するので、それ以上
チップ装填部５０内に侵入することが阻止される。

【００７７】チップ装填状態では、独立して作動する押
圧機構６１、６５により、チップ１３はそれぞれＸ方向
およびＹ方向に付勢され、それらの方向における位置決
めがなされる。

【００７８】すなわち、バネ６３により付勢されたプラ
ンジャ６２の湾曲凸面６２２がチップ１３の外周面に当
接し、押圧するのでチップ１３は、その試験紙固定部１
７の縁部（脚部）１７１がチップ装填部５０の内面５１
に当接し、Ｘ方向の位置決めがなされる（図３、図４参
照）。

【００７９】また、バネ６７により付勢されたプランジ
ャ６６の湾曲凸面６６２がチップ１３の外周面に当接
し、押圧するのでチップ１３は、その反対側の外周面が
チップ装填部５０の内面５２に当接し、Ｙ方向の位置決
めがなされる（図４参照）。

【００８０】また、本体２内には、チップ装填部５内を
減圧状態にし得る減圧手段（吸引手段）８が設置されて
いる。この減圧手段は、ポンプ８０と、管路８１と、管
路８１の途中から分岐し、末端が開放端である分岐管８
２と、分岐管８２の途中に設けられた電磁弁８３とで構
成されている。

【００８１】管路８１および分岐管８２は、例えば、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィ
ン、ポリアミド、ポリエステル、シリコーンゴム、ポリ
ウレタン等の可撓性材料で構成されたチューブで構成さ
れている。

【００８２】ハウジング５には、チップ装填部５０と外
部とを連通する通気路５９が形成されており、管路８１
の一端は、この通気路５９に接続されている。また管路
８１の他端部には、ポンプ８０が設置されている。

【００８３】電磁弁８３は、分岐管８２の流路を開閉
（開放／閉鎖）するものである。本体２内に設置された
電池９は、ポンプ８０、電磁弁８３、制御手段１１、表
示部１２等と電気的に接続され、これらの作動に必要な
電力を供給する。

【００８４】チップ装填状態で先端開口１６２を指で塞
いだ状態とし、かつ電磁弁８３が閉状態において、ポン
プ８０を作動すると、チップ装填部５０内の空気は、通
気路５９および管路８１を介してポンプ８０により吸
引、排気され、これにより、チップ装填部５０内は、減
圧状態とされる。

【００８５】この状態で、電磁弁８３を開く（開状態と
する）と、前記減圧状態のチップ装填部５０に、分岐管
８２、管路８１および通気路５９を介して、外部から空
気（大気）が導入され、その減圧状態が解除または緩和
される。

【００８６】なお、ポンプ８０は、指先の穿刺部位から
血液を吸い出すことができる程度（例えば、１００〜４
００ｍｍＨｇ程度）に、チップ装填部５０内を減圧状態
とすることができるようなものであればよい。

【００８７】チップ１３の基端側には、穿刺針１４を先
端方向へ移動し、針体１４１の針先が先端開口１６２を
通過して指先を穿刺する穿刺手段（図示せず）が設置さ
れている。この穿刺手段は、例えば、バネと、このバネ
により付勢されたプランジャとを備えた構成のものであ
る。

【００８８】次に、成分測定装置１を用いて穿刺、血液
の採取、展開および血糖値測定を行う場合の各部の動作
および制御手段の制御動作について、図１〜図６を参照
しつつ説明する。

【００８９】［１］まず、蓋体２０を開き、チップ１
３を本体２の開口２１２を介して、ハウジング５のチッ
プ装填部５０に挿入する。さらに、チップ１３を基端方
向へ押し込むと、チップ１３のフランジ１６４がシール
リング５５に密着するとともに、ハウジング５の先端に
当接し、チップ１３のハウジング５に対するＺ方向（図
３中の上下方向）の位置が定まる。

【００９０】また、バネ６３により付勢されたプランジ
ャ６２の湾曲凸面６２２がチップ１３の外周面に当接
し、押圧するのでチップ１３は、その試験紙固定部１７
の縁部（脚部）１７１がチップ装填部５０の内面５１に
当接し、Ｘ方向の位置決めがなされる。

【００９１】これと同様に、バネ６７により付勢された
プランジャ６６の湾曲凸面６６２がチップ１３の外周面
に当接し、押圧するのでチップ１３は、その反対側の外
周面がチップ装填部５０の内面５２に当接し、Ｙ方向の
位置決めがなされる。

【００９２】このように、チップ装填部５３に装填され
たチップ１３は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向
に位置決めがなされ、試験紙１８の測定手段７に対する
位置が適正な位置となる。

【００９３】［２］次に、図示しない電源スイッチを
オンとする。これにより、成分測定装置１の各部が起動
し、測定可能な状態となる。なお、電磁弁８３は、閉じ
ている。

【００９４】［３］次に、指当て部３に指先を押し当
てる。これにより、チップ１３の当接部１６３に指先が
圧着される。このとき、空気の漏れができるだけ少なく
なるように、先端開口１６２を指先で塞ぐようにする。

【００９５】［４］次に、操作ボタン２１６を押圧操
作し、指先の表面を穿刺する（図６のステップＳ１０
１）。

【００９６】操作ボタン２１６を押圧すると、前記穿刺
手段が作動して穿刺針１４が先端方向に移動し、針体１
４１が孔１５１を通過して先端開口１６２より突出し、
指先表面を穿刺する。針体１４１による指先の穿刺部位
からは、出血が生じる。

【００９７】また、前記操作ボタン２１６の押圧によ
り、ポンプ８０の作動スイッチ（図示せず）もほぼ同時
にオンされる。

【００９８】［５］針体１４１が指先を穿刺した後
は、穿刺針１４は基端方向へ戻され、針体１４１の針先
は、チップ１３内に収納される。

【００９９】［６］前記ポンプ８０の作動スイッチが
オンすると、制御手段１１は、ポンプ８０の作動を開始
させる（図６のステップＳ１０２）。

【０１００】すなわち、前記［４］の操作とほぼ同時に
ポンプ８０が作動し、ハウジング５のチップ装填部５０
内の空気の吸引、排気が開始される。これにより、チッ
プ装填部５０（チップ１３内を含む）は、その圧力が低
下し、減圧状態となる。

【０１０１】このとき、指先の針体１４１による穿刺部
位も減圧状態となっている。そのため、穿刺部位から血
液が吸い出され、出血が促進されるので、必要な血液量
を短時間で確保することができる。

【０１０２】なお、このようなポンプ８０により生じる
最低圧力は、例えば１００〜４００ｍｍＨｇ程度である
のが好ましい。

【０１０３】以上のように、成分測定装置１では、１回
の操作ボタン２１６の押圧により、穿刺動作と減圧動作
とがほぼ同時に行われるため、その操作性が極めて良
い。

【０１０４】［７］前記［６］の操作で、指先の穿刺
部位上に粒状に隆起した血液は、チップ１３内に吸引さ
れ、その内部に形成された血液導入ガイド１６６に接触
し、血液通路１９を介して試験紙１８へ導かれ、試験紙
１８の中心部に供給され、放射状に展開される。

【０１０５】試験紙１８上への血液の供給、展開に伴
い、血液中のブドウ糖（測定すべき成分）と試験紙１８
に担持された試薬とが反応し、試験紙１８は、ブドウ糖
量に応じて呈色する。

【０１０６】一方、制御手段１１は、図６に示すステッ
プＳ１０２を実行した後、測定手段７を駆動し、その測
定手段７を介して試験紙１８の呈色を監視（モニタ）
し、血液が採取されたか否かを判断する（図６のステッ
プＳ１０３）。

【０１０７】このステップＳ１０３では、測定手段７の
受光素子７２から入力される信号の電圧レベルが予め設
定されているしいき値を超えた場合には、血液が採取さ
れたと判断し、前記信号の電圧レベルがそのしいき値以
下である場合には、血液が採取されていないと判断す
る。

【０１０８】なお、前記しきい値は、試験紙１８が呈色
する前の前記信号の電圧レベルより十分大きく、かつ、
呈色したときの前記信号の電圧レベルより十分小さい値
に設定される。

【０１０９】前記ステップＳ１０３において、血液が採
取されていないと判断した場合には、タイムアップか否
かを判断する（図６のステップＳ１０４）。

【０１１０】前記ステップＳ１０４において、タイムア
ップではないと判断した場合には、ステップＳ１０３に
戻り、再度、ステップＳ１０３以降を実行し、タイムア
ップと判断した場合には、エラー処理を行う（図６のス
テップＳ１０５）。

【０１１１】このステップＳ１０５では、ポンプ８０を
停止し、電磁弁８３を開いて、前記減圧状態を解除する
とともに、エラーである旨を示す表示（エラー表示）を
表示部１２に表示する。

【０１１２】操作者（使用者）は、このエラー表示によ
り、エラーであること（何らかのトラブルがあったこ
と）を把握することができる。

【０１１３】なお、前記電磁弁８３を開いたときの作用
は、後に詳述する。また、前記ステップＳ１０３におい
て、血液が採取されたと判断した場合には、ポンプ８０
を停止する（図６のステップＳ１０６）。

【０１１４】次いで、電磁弁８３を開いて、前記減圧状
態を解除する（図６のステップＳ１０７）。

【０１１５】電磁弁８３が開くと、分岐管８２、管路８
１および通気路５９を介して、チップ装填部５０（チッ
プ１３内を含む）および穿刺部位に外気（大気）が流入
し、大気圧に復帰する。

【０１１６】指先の穿刺部位の周辺部位において吸引感
がなくなり、大気圧に戻ったことが確認されたら、チッ
プ１３の当接部１６３を指先から離す。

【０１１７】［８］制御手段１１は、図６に示すステ
ップＳ１０７を実行した後、前記試験紙１８の呈色の度
合いを測定手段７により測定し、得られたデータに基づ
き演算処理し、温度補正計算、ヘマトクリット値補正計
算等の補正を行い、血糖値を定量化する（図６のステッ
プＳ１０８）。

【０１１８】上述したように、チップ装填部５０に対す
るチップ１３のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向に
位置決めがなされ、試験紙１８の測定手段７に対する位
置が適正な位置とされているため、位置ズレによる測定
誤差（バラツキ）が抑制され、より正確な血糖値の測定
が可能となる。

【０１１９】またこの場合、チップ装填部５０（チップ
１３内を含む）の減圧状態、すなわち、試験紙１８の収
納空間の減圧状態が解除されているので、血液中のブド
ウ糖（測定すべき成分）と試験紙１８に担持された試薬
との反応に必要な大気中の成分（例えば、酸素、二酸化
炭素、水蒸気等）が十分に供給され、これにより血糖値
を正確に測定することができる。

【０１２０】次いで、前記算出された血糖値を表示部１
２に表示する（図６のステップＳ１０９）。これによ
り、血糖値を把握することができる。

【０１２１】なお、減圧状態が解除された後、次回の測
定に備え、電磁弁８３を再び閉じる。

【０１２２】以上説明したように、この成分測定装置１
によれば、短時間で、確実に、測定に必要かつ十分な量
の血液を採取することができるとともに、血糖値（血液
中の所定成分の量）を正確かつ確実に測定することがで
きる。

【０１２３】また、チップ１３に試験紙１８が設けられ
ているので、穿刺、血液の採取および試験紙１８への展
開、測定（成分の定量化）を連続的に行うことができ、
血糖値測定（成分測定）を容易かつ短時間で行うことが
できる。

【０１２４】また、チップ１３をチップ装填部５０に装
填すると、自動的にその位置決めがなされるなど、使用
（血糖測定）に際しての準備操作が容易であり、このた
め、定期的に使用する場合や繰り返し使用する場合にも
有利である。

【０１２５】また、一旦穿刺した後、誤って再度生体表
面を穿刺する等の事故が防止され、安全性が高い。しか
も、穿刺針１４が直接見えないので、穿刺の際の恐怖感
も軽減される。

【０１２６】以上のことから、この成分測定装置１は、
患者自身が自己の血糖値等を測定する際に使用するのに
適している。

【０１２７】また、この成分測定装置１は、構成が簡
単、小型、軽量であり、安価で、量産にも適する。

【０１２８】以上、本発明の成分測定装置を図示の実施
形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく、例えば、各部の構成は、同様の機能を
発揮し得る任意の構成のものに置換することができる。

【０１２９】前記実施形態では、位置決め手段は２方向
（Ｘ、Ｙ方向）からチップの位置決めを行うものである
が、これに限らず、例えば１方向から位置決めを行うも
のでもよい。

【０１３０】また、前記実施形態では、採取する体液と
して、血液を代表として説明したが、本発明では、採取
する体液は、これに限らず、例えば、汗、リンパ液、髄
液等であってもよい。

【０１３１】また、前記実施形態では、測定目的とする
成分として、ブドウ糖（血糖値）を代表として説明した
が、本発明では、測定目的の成分は、これに限らず、例
えば、タンパク、コレステロール、尿酸、クレアチニ
ン、アルコール、ナトリウム等の無機イオン等であって
もよい。

【０１３２】また、前記実施形態では、測定手段は、所
定成分の量を測定するものであるが、本発明では、測定
手段は、所定成分の性質を測定するものであってもよ
く、また、所定成分の量および性質を測定するものであ
ってもよい。

【０１３３】また、前記実施形態では、血液の採取を検
出する血液採取検出手段と、血液中の所定成分の量を測
定する測定手段とを兼用する手段（実施形態では、この
手段を「測定手段」と呼んでいる）を設けているが、本
発明では、血液採取検出手段と、測定手段とをそれぞれ
別個に設けてもよい。

【０１３４】また、本発明の成分測定装置は、前述した
ような血液中の成分と試薬との反応により呈色した試験
紙の呈色強度を光学的に測定（測色）し、測定値へ換
算、表示するものに限らず、例えば、検体中の成分の量
に応じて生じる電位変化を電気的に測定し、測定値へ換
算、表示するものでもよい。

【０１３５】また、前記実施形態では、測定に先立って
減圧状態を解除するように構成されているが、本発明で
は、測定に先立って減圧状態を緩和するように構成され
ていてもよい。

【０１３６】また、本発明では、減圧手段は、手動で開
始するようにしてもよいし、自動で開始するようにして
もよい。後者の場合、ハウジング５の先端部の側位近傍
に、例えば、指先の穿刺に際し、穿刺針の先端方向への
移動を磁気的に感知するよう構成されたセンサ等を設置
し、このセンサの情報に基づいて減圧手段を作動させる
ような構成であってもよい。

【０１３７】また、本発明では、チップが基端方向に移
動するチップ退避機構を設けてもよい。

【０１３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、位
置決め手段によりチップがチップ装填部に対し適正位置
に位置決めされるため、位置ズレによる測定誤差（バラ
ツキ）が抑制され、より正確な血糖値の測定が可能とな
る。

【０１３９】また、チップをチップ装填部に装填した際
に、その位置決めが簡単な操作で、特に自動的に行われ
るので、操作性が極めて良好である。このように、使用
に際しての準備操作が容易であるため、定期的に使用す
る場合や繰り返し使用する場合にも有利である。

【０１４０】また、チップが試験紙を備えているので、
穿刺、体液（例えば、血液等）の採取および試験紙への
展開、測定（成分の定量化）を連続的に行うことがで
き、成分測定を容易かつ短時間で行うことができる。

【０１４１】以上のことから、本発明の成分測定装置
は、患者自身が自己の血糖値等を測定する際に使用する
のに適している。

【０１４２】また、本発明の成分測定装置は、構成が簡
単、小型、軽量であり、安価で、量産にも適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成分測定装置の実施形態（蓋を閉じた
状態）を示す正面図である。

【図２】図１に示す成分測定装置（蓋を開いた状態）の
側面図である。

【図３】本発明の成分測定装置の主要部（チップ装填状
態）の構成を示す縦断面図である。

【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図１に示す成分測定装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図６】図１に示す成分測定装置の制御手段の制御動作
（一部、操作者の動作等を含む）を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１成分測定装置２本体２０蓋体２１１壁部２１２開口２１３軸２１４、２１５凹部２１６操作ボタン２１７係止解除部材２１８グリップ部２１９表示窓３指当て部３１指当て面４１、４２蓋部材５ハウジング５０チップ装填部（空間）５１、５２内面５３孔部５３１段差部５４孔部５４１段差部５５〜５８シールリング５９通気路６位置決め手段６１押圧機構６２プランジャ６２１フランジ６２２湾曲凸面６３バネ６５押圧機構６６プランジャ６６１フランジ６６２湾曲凸面６７バネ７測定手段７０ブロック体７１発光素子７２受光素子８減圧手段８０ポンプ８１管路８２分岐管８３電磁弁９電池１１制御手段１２表示部１３チップ１４穿刺針１４１針体１４２ハブ１５内筒１５１孔１６外筒１６１内腔部１６２先端開口１６３当接部１６４フランジ１６６血液導入ガイド１７試験紙固定部１８試験紙１９血液通路１９１通路開口（入側）１９２通路開口（出側）２４増幅器２５Ａ／Ｄ変換器Ｓ１０１〜Ｓ１０９ステップ

フロントページの続きＦターム(参考） 2G042 AA01 CA02 CB03 DA08 FA11 FB07 HA07 2G045 AA13 AA25 CA25 FA11 FB17 GC12 HA10 HA14 JA07 2G054 AA07 AB02 AB07 CA25 CE01 EA06 FA01 FA34 FA50 GA03 GB04 GE06 4C038 KK10 KL01 KL07 KY01 KY03 TA02 UE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検体中の成分を測定する成分測定装置で
あって、試験紙を備えたチップを着脱自在に装填するチップ装填
空間を有するハウジングと、前記チップ装填空間に装填された前記チップの前
記試験紙に対面する位置に設置され、検体中の成分を測
定する測定手段と、前記チップを前記チップ装填空間内で前記チップの前記
試験紙が前記測定手段に対面する位置に位置決めする位
置決め手段とを有し、前記位置決め手段は、前記チップの装填時の移動方向と
略直交する方向から位置決めを行うものであることを特
徴とする成分測定装置。
【請求項２】前記位置決め手段は、前記チップの装填
時の移動方向と略直交するＸ方向と、前記チップの装填
時の移動方向と略直交しかつ前記Ｘ方向と異なるＹ方向
（ただし、前記Ｘ方向と前記Ｙ方向のいずれか一方が、
前記試験紙の表面の法線方向と略一致している）のそれ
ぞれの方向の位置決めを行うものである請求項１に記載
の成分測定装置。
【請求項３】前記位置決め手段は、前記チップが前記
チップ装填空間の内面に当接するよう押圧する少なくと
も１つの押圧機構で構成されている請求項１または２に
記載の成分測定装置。
【請求項４】前記押圧機構の先端が前記チップに対し
点接触するよう構成されている請求項３に記載の成分測
定装置。