JP2002536042A - 身体流体分析用の針 - Google Patents
身体流体分析用の針Info
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
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- A61B2010/008—Interstitial fluid
Abstract
Description
ような流体サンプルを採取するための採取装置と組合わせた新規な針構造に関す
る。
のような分析物を分析するための様々な方法を教示している。例えば、米国特許
第5,820,570号及び5,823,973号は、一つの実施態様において
、IR吸収によるグルコース分析用の介在性流体を得るための方法と装置を記載
している。これらの特許は、グルコースの比色分析と電気化学分析において開示
された発明の使用も記載している。
ことに向けられている。このような少量の流体を使用することにより、流体サン
プルを採取する際の痛みを少なくできる。しかしながら、少量流体によって分析
物の分析における更なる努力目標がもたらされる。例えば、分析物の分析では、
通常、所定の最少量より多い流体サンプルを必要とする。限定的でない典型的な
例では、信頼性のある分析結果を得るために約1〜5μlの最小サンプル量を分
析に必要とする。
のではなくこれに挿入されるための長さを備える小径針(約28〜32ゲージ、
すなわち約0.36mm〜0.23mmの外径)を示す。流体中のグルコースの
ような分析物の後における分析を容易にするために、流体は血液を含まないのが
好ましい。
大きく低減される。しかしながら、痛みは随時起こる。さらに、このような針に
よってサンプルの採取速度が促進される針構造に対する要求がある。
るための装置についてのものである。装置は、患者の皮膚内の身体流体に接する
ために皮膚に挿入される針を含む。針は、第1の端部から第2の端部へ延出し、
かつ、これら両端部間を延出する流体経路を備える中空本体を有する。第2の端
部は、分析のための流体を堆積するように配置される。第1の端部は皮膚内に挿
入される形状を成し、かつ、本体の表側に傾斜面を備える。この傾斜面は挿入先
端で終端する。傾斜面は流体経路と連通する開口を有する。本体は第1の端部に
近接する直線軸を有する。第1の端部は、表側に向けて偏向するために、傾斜面
の表側に形成された曲がりを備える。
面を参照しつつ以下に詳細に説明するが、幾つかの図面を通して同様の参照番号
は同様の部分及びアセンブリを表わす。本発明の範囲は説明する実施態様への言
及に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によってのみ限定されるもので
ある。
いたグルコース分析用の介在性流体サンプルを採取することに言及しつつ、本発
明の実施態様が説明される。このようなサンプルの採取は、同一人に譲渡された
米国特許第5,823,973号及び第5,820,570号においてより十分
に説明されており、これら両方についての開示内容を、記載全体を通してここに
参照として挙げる。好適な実施態様においてこのような細い針が使用されるが、
本発明は他の流体分析物の分析だけでなく他の流体採取システムへの適用も可能
である。
ような流体サンプラー410を図1に示すが、この特許の開示をここに参照とし
てあげる。’973特許の図43に示されるような膜と針とのアセンブリを図2
に示す。図面を分かり易くするために、本発明は’973特許に示されるような
吸収膜の表面に平行な軸を有する針の配列について説明される。本発明は他の配
列においても用いられる。例えば、針の軸が膜に垂直であり、比色分析において
流体が膜を通って反対側に流れるものである。
るための内部500を備えた中空のハンドル端部409を有する。サンプル端部
411は、ピン502を中心に回動する。サンプル端部411は、中空のハンド
ル端部409内の収納位置と展開位置との間で回動可能である。図1は、展開位
置に回動したサンプル端部411を示す。
504が、サンプル端部411上に支持される。サンプル端部411は、リング
端508で終端するハブ又はフェルール506を備える。一つの可能な実施態様
では、リング端は圧力リングとして作用してもよい。針510は、フェルール5
06によって保持される。更に、サンプル端部411は孔604を画成する(図
2)。吸収膜504はターゲット領域Tを有し、ターゲット領域Tが孔604の
上に位置するように配置される。
00及び放出端部601(図1及び2に示される)を備える。一つの実施態様で
は、針510は30ゲージ針であって約0.3mmの外径であるが、他の針ゲー
ジを用いることもできる。好適な実施態様では、挿入端部600はフェルールの
リング端508から所定距離だけ突き出ている。この所定距離は、リング508
が彼又は彼女の皮膚に接する際に、第1の端部600が患者の皮膚を貫通するの
ではなくこれに挿入される程度に設定される。
。この形状では、針510の長手軸がターゲット領域Tを形成する膜504の部
分に対して垂直となる。さらに、管本体514は、管本体514を貫通して延出
する流体経路512を画成する内面511(図5C)を有する。
で、流体経路512に沿い吸収膜504を介してターゲット領域Tに流体が流れ
る。吸収膜504によって、流体中に存在する望ましくない不要な血液細胞が濾
過される。次いで、ターゲット領域の流体はグルコースのような成分について分
析可能となる。
に代わる実施態様は、比色分析用の試験片上又は電気化学分析用の電極上に流体
を堆積させることを含むが、これらに限定されるものではない。
20と先端530とを有する。入口孔521が傾斜面520に形成され、流体経
路512と連通する。針510はまた、表側522とその反対の裏側523を有
する。針510の先端530は、針510の表側522に向けて変位している。
記のようなものである。中空本体514の挿入端部600は、本体514を通っ
て延出し、かつ、鋭い挿入先端530を形成するように、傾斜面520を画成す
る角度をもって研磨される。一つの可能な実施態様では、針本体510の長手軸
CL−CLに対して角度β(約9度)をもって傾斜面520が形成される。傾斜
面520を形成することによって、傾斜面520に入口孔521が形成されるこ
とになる。本発明は、傾斜面の単一研磨形成による針について示す。本発明は、
傾斜面の複数研磨形成による針にも適用できる。
離X離れた曲げ位置に支点700が配置される。一つの可能な実施態様では、距
離Xは約1.2mmであるが、他の距離を用いることもできる。次いで、先端5
30を永久的に変位させて曲げ角度αを形成するように、先端530が表側52
2に向けて付勢される。先端530が変位させられると、この先端530は本体
514の裏側523の平面に一致する所から裏側523の平面から距離Y離間し
た位置へと移動する。この方法は、曲げ角度αをもった図面に示すような弧状の
曲げを形成する。一つの可能な実施態様では、曲げ角度αは約27.1度である
が、他の曲げ角度も可能である。
取が促進されることである。流体の流れを向上させるために開口521の回りに
ポケットを設けることもできる。どのような機構であっても流体採取が促進され
る。更に、偏りYの大きさと共に流体採取の促進度合いが向上する。様々な針の
サンプルに対して、様々な軸方向位置Xに対する先端変位Yにおいて(X及びY
は図3において規定したように)、十分なサンプル(約0.9μlの流体である
と仮定した分析において)を採取するのに要する時間を下記表に示す。Yの増加
と共に、時間は大きく減少している。実際に、針本体の表側の平面の上方への先
端変位によって採取が促進される。下記表において、α及びYが負の値となって
いるのは、針の後側後方に先端を後ろに向けて曲げたことを意味する。ゼロ値は
、針が曲げられていないことを意味する。
変位している好適な実施態様を示す。図5A及び5Bにおいて、図3〜5Cの実
施態様におけるのと共通する要素は、実施態様を区別するために、二重アポスト
ロフィを付けた同様の番号が付されている(以下の説明以上に、これらを別個に
議論する必要はない)。
外径である。好適な実施態様は、上記表に列挙した実験に続く下記の実験によっ
て導かれた。図5Bにおいて、曲げ角度θは、曲げ部分600”に正接する直線
Aと直線部分の延長線Bとによって成す小さい方の角度である。距離Yは、先端
530”と延長直線Bとの間の距離である。距離Xは、正接線Aと延長直線Bの
交点から先端530”までの距離である。下記表の全データは、0.35インチ
(約.8890mm)に等しいXの好適値を用いて測定された流体採取速度(毎
秒マイクロリッター、μl/秒)を示す。θ及びYの負の値は、下方への曲げを
表わす。正の値は、図5Bに示すような上方への曲げを表わす。ゼロ値は、針が
曲げられていないことを表わす。
表わすグラフである(ここで、Yは様々な角度における図9のデータの平均Y値
である)。図10は、曲げ角度θの関数としての採取速度(μl/秒)をプロッ
トしたデータの散在チャートである。
増加に伴って採取速度が向上する。実際に、針の外径である.012インチより
大きな変位(針510”の表側522”の平面の上方にある先端530”の曲げ
を表わす)では、採取速度が向上する。
選ばれた患者に、上記形状の針を用いた際における苦痛の感覚の比較を依頼した
。苦痛は主観的なものであるが、曲げ角度θが30度‐‐40度を超えるまで、
はっきり感知できる苦痛の増加を全患者が示さなかったことは驚きであった。こ
のデータは最大採取速度に対する苦痛の少ない針の最適設計を示唆し、この最適
設計とは、針510”の平面の上方に曲げられた針先端530”の曲げ角度θが
、約30度、好ましくは20度と40度の間である。
を含まないような低い血液含有量を有するのが望ましい。実質的に血液を含まな
いとは、サンプルのヘモクリット含有量が10%未満であことを意味する。サン
プルは依然として実質的に血液を含まないが、説明したような曲げ針510”の
使用は、直線状針に比べてサンプル中に血液が現れる頻度が増える。本発明の針
510”は、より高い血液含有量のサンプルを採取するのにも使用することがで
きる。両方において、説明した構造により低苦痛性が保持されつつ流速が増加す
る。
部の鈍角縁は、上述の変位した先端とは別の利点を有する。特に、鈍角縁により
、介在性流体の採取サンプル中の不必要な血液が低減されることが見出される。
線状先端を有する針において鈍角縁を示してあるが、上述のような変位先端との
組合せで用いることもできる。上述の実施態様と共通する要素及び構造には、ア
ポストロフィを付けた同じ参照番号が付されている。
514’の挿入端部600’を研磨することによって傾斜面520’が始めに形
成される(図7に示されるように)。この研磨により、傾斜面520’と円筒状
本体514’の外面との交差によって画成される外周縁630’が形成される。
更に、傾斜面520’と針本体514’の内面との交差によって画成される内周
縁632’が形成される。傾斜面520’を形成するために針を研磨する際にお
いて、内周縁632’と 外周縁630’、ならびに、先端530’は、最初は
鋭くなっている(すなわち、実質的に非円形状の交差部として形成されている)
。
に、先端530’を削り又は円形状に鈍角化する。鈍角縁は、タンブラー中の針
510’を研磨媒体で磨くことによる研削操作によって形成される。一つの可能
な実施態様において、研磨媒体はセラミック球や石鹸溶液のような微細な媒体で
ある。研磨媒体を用いた約20分間の単一バッチで、約5,000の針が磨かれ
る。他の可能な研磨方法は、異なる研磨媒体、異なるバッチサイズ又は異なる時
間長さをを用いるものである。
らびに、先端530’を鈍角化するものである。一つの可能な実施態様では、周
縁632’、630’ 及び先端530’は約0.002インチすなわち約0.
05mmの半径に鈍角化される。ここでは研削操作について述べるが、鈍角縁を
形成するのに研磨以外の製造プロセスを用いてもよい。
示の修正及びこれと同等なものも、添付の請求の範囲に含まれるものである。例
えば、針の鈍角縁を備えていなくても、変位した先端の利点が達成可能である。
同様に、針の変位した先端を備えていなくても、鈍角縁の利点が達成可能である
。さらに、針は全て単一の傾斜を備えるように示した。それにもかかわらず、本
発明は複数の傾斜を備える針への適用も可能である。
端部の端面図である。図5Bは、図5Cにおける針の曲げ先端を拡大し、かつ、
針の上方に曲げられた先端を備えた好適な実施態様を示す、図5Aの線5B−5
Bに沿った図である。
である。
採取速度を表わすグラフである。
としての採取速度の散在チャートである。
挿入先端が位置するように前記傾斜面が偏向する、請求項1に記載の装置。
傾斜面が前記本体を通って延出し、 前記先端が前記裏側から前記表側に向けて変位するように、前記曲げ部が前記
傾斜面上の位置に配置される、請求項1に記載の装置。
られる前において前記本体に対して角度をもった平坦面である、請求項3に記載
の装置。
差し、かつ、前記傾斜面は前記開口を画成する内周縁を画成するために前記内面
と交差し、前記外周縁が円形縁として形成された、請求項1に記載の装置。
置。
れるようになっている、請求項1に記載の装置。
度を成す、請求項1に記載の装置。
求項1に記載の装置。
延出する流体経路を備える中空本体を有する針であって、前記第2の端部が、分
析のための流体を堆積するように配置され、前記第1の端部が前記皮膚内に挿入
される形状を成し、かつ前記本体の表側に傾斜面を備え、当該傾斜面が挿入先端
で終端し、かつ前記流体経路と連通する開口を有し、前記本体が前記第1の端部
に近接する直線軸を有し、前記第1の端部が前記表側に形成された曲げ部を備え 、当該曲げ部が前記傾斜面に位置し、前記傾斜面の少なくとも前部が前記軸上に 配置される前記先端と共に前記表側に向けて偏向する 針を選択し、 前記針内に前記身体流体を採取するために、前記先端を前記皮膚層内に挿入す
る、ことを含む、患者の皮膚層から身体流体のサンプルを採取する方法。
Claims (11)
- 【請求項1】 患者の皮膚内の身体流体に接するために当該皮膚に挿入され
る針であって、第1の端部から第2の端部へ延出し、かつ当該両端部間を延出す
る流体経路を備える中空本体を有する針を備え、 前記第2の端部は、後の分析のための流体を堆積するように配置され、 前記第1の端部は前記皮膚内に挿入される形状を成し、かつ前記本体の表側に
傾斜面を備え、当該傾斜面は挿入先端で終端し、かつ前記流体経路と連通する開
口を有し、 前記本体は、前記第1の端部に近接する直線軸を有し、 前記軸上に配置される前記先端と共に前記表側に向けて前記傾斜面の少なくと
も前部が偏向するように、前記第1の端部は前記表側に形成された曲げ部を備え
る、身体流体内に含有される分析物を分析するために当該身体流体を採取するた
めの装置。 - 【請求項2】 前記曲げ部が前記傾斜面に位置する、請求項1に記載の装置
。 - 【請求項3】 前記本体の前記表側の平面を越えて突出するようにして前記
挿入先端が位置するように前記傾斜面が偏向する、請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 前記挿入先端が前記本体の裏側の点を画成するように、前記
傾斜面が前記本体の横断面を通って延出し、 前記挿入先端が前記裏側から前記表側に向けて変位するように、前記曲げ部が
前記傾斜面上の位置に配置される、請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記本体が実質的に管状であり、かつ、前記傾斜面が、曲げ
られる前において前記本体に対して角度をもった平坦面である、請求項4に記載
の装置。 - 【請求項6】 前記本体の内面が前記流体経路を画成し、 前記装置において、前記傾斜面は外周縁を画成するために前記本体の外面と交
差し、かつ、前記傾斜面は前記開口を画成する内周縁を画成するために前記内面
と交差し、前記外周縁が円形縁を与えるように形成された、請求項1に記載の装
置。 - 【請求項7】 前記内周縁が円形縁を与えるように形成された、請求項6に
記載の装置。 - 【請求項8】 前記針の前記先端が皮膚を貫通するのではなくこれに挿入さ
れるようになっている、請求項1に記載の装置。 - 【請求項9】 前記第1の端部が前記軸に対して約20度と40度の間の角
度を成す、請求項1に記載の装置。 - 【請求項10】 前記第1の端部が前記軸に対して約30度の角度を成す、
請求項1に記載の装置。 - 【請求項11】 第1の端部から第2の端部へ延出し、かつ当該両端部間を
延出する流体経路を備える中空本体を有する針であって、前記第2の端部が、分
析のための流体を堆積するように配置され、前記第1の端部が前記皮膚内に挿入
される形状を成し、かつ前記本体の表側に傾斜面を備え、当該傾斜面が挿入先端
で終端し、かつ前記流体経路と連通する開口を有し、前記本体が前記第1の端部
に近接する直線軸を有し、前記軸上に配置される前記先端と共に前記表側に向け
て前記傾斜面の少なくとも前部が偏向するように、前記第1の端部が前記表側に
形成された曲げ部を備える針を選択し、 前記針内に前記身体流体を採取するために、前記先端を前記皮膚層内に挿入す
る、ことを含む、患者の皮膚層から身体流体のサンプルを採取する方法。
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