JP2005237938A - 採血装置ならびに方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 数マイクロリットル乃至数十マイクロリットルの血液を血管から採取して蓄積する採血装置を新たに血液分析装置とは別に提供する。そして採血後に当該採血装置を血液分析装置に装着して、遠心力あるいはポンプによる吸引により血液分析装置上に血液を移送する。また毛細管内径よりも小さい砥粒を気体をキャリアとして当該毛細管を通過させることで、内壁の研磨平滑化を実現する。
【選択図】 図1
Description
Device)404などの撮像素子によって捉えることで、血管像406がモニタ405に表示される。これが血管可視化装置である。この原理はこの波長域の光がその他の波長のそれと比較して体内組織を構成する水や皮膚の色素であるメラニン、血液中のヘモグロビンなどによる吸収が小さいため体内を透過しやすいが、血管内部の血液は水やヘモグロビンの濃度が高いために光の吸収が大きいため血管像が観察される。このようにして得られる血管像は目視と比較するとより明瞭であるので、これにより血管位置を確認しながら本発明の採血装置の採血用針101を血管へと導いていけば、より確実に採血を行うことができる。なお、光が透過するならば図5に示すように光源のLED2(501)とCCD404とを対向させてその間に観察する血管を含む体の一部(この場合前腕201)を設置し、透過してくる光をCCD404で捉えれば、血管像を得ることができるので、同様にして採血用針101を導いていくことが容易になる。また同じく図5に示すように、このような透過光を捉える透過法と、上で述べた直接反射光遮光装置を用い、一旦体内に浸透してから再度体外へと反射してくる光を捉える反射法とを同時に併用してもよい。
図1に示したような採血装置を以下のようにして作製した。まず採血用針は内径0.1mm、外径0.15mmのステンレス製(SUS304)パイプの端面を三面研磨加工し皮膚穿刺用に鋭利にした。次に変換パイプは内径0.2mm、外径1.0mmの同じくステンレス製のパイプ、また血液溜めパイプは外径1.85mm、内径1.1mmの透明ポリカーボネート製パイプを用い作製した。なお、採血用針と変換パイプの接続は、まずエポキシ系の導電性の接着剤で接着した後にその上から紫外線硬化型医療用接着剤で固定することで行った。糊しろ部分を除く採血用針の長さは約6mmである。また変換パイプの長さは糊しろ部分を含め約8mmである。血液溜めパイプと変換パイプの接続は、紫外線硬化型医療用接着剤を用い行い、糊しろ部分を除く血液溜めパイプの長さは約7mmである。なお、すべてのパイプの表面は特に表面被覆などの処理を施していない。このように作製した採血装置は、予めガンマ線滅菌を施してから実用に供した。
第一の実施例の手順で作製する採血装置の変換パイプと血液溜めパイプを、予めエタノールを溶媒として0.1重量%ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)を含む溶液に浸漬して乾燥させ、内壁を含む表面にポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)膜を被覆する。当該膜は親水性を有する有機膜で、ポリカーボネート平板に水滴を滴下しその接触角を調べたときに、未被覆の場合、95度であったそれが、当該膜を被覆したポリカーボネートの表面では50度まで低減され、親水性が高まっていることを確認した。
図1に示した採血装置において、血液溜めパイプの変換パイプと接続されている側と反対側の端面とその近傍の内壁の一部を図13に示すようにテフロンを溶媒として含む液体に浸し、乾燥させてテフロンを一部被覆する。テフロンは高い疎水性を示し、水の接触角を計測したところ120度であった。第一の実施例と同様に血液溜めパイプの長さを7mmとして採血を試みた。その結果、血液溜めパイプに血液が流入し、テフロンが被覆してある手前まで血液が満たされた後に血液の流入が自動的に停止した。このことから疎水性の膜を被覆しておけば、そこまでしか血液が満たされないために自動的に採血を終了することができることが確認できた。
第一の実施例と同様にして本発明の採血装置の血液溜めに血液を6.6マイクロリットル採取し、図7に示したような血液分析装置の採血装置収容口702に当該採血装置を挿入、収容し、図10で説明した手順でチップを回転させ、血液を血液分析装置へと移送することを試みた。回転数は3000回転毎分で、図10中の回転中心からバイオセンサー群までの距離から、このときの重力加速度は350G程度であると見積もられた。10秒間回転させた後に停止させ、血液分析装置を観察したところ、採血装置の血液溜めに蓄積されていた血液は、図10(B)に示すが如く、血液分析装置上のバイオセンサー群の流路溝部分に移動していた。さらに6000回転毎分の条件で血液の血球血漿分離を一分間行ったところ、図10(C)に示すが如く、血漿成分のみがバイオセンサー群を覆っておいることが確認された。その後血漿成分中のナトリウム、カリウムイオン、グルコース、尿素窒素濃度をバイオセンサーにて分析することができた。上では3000回転毎分の回転による血液の移送工程と6000回転毎分の回転による血液の血球血漿分離工程を分けて行ったが、6000回転毎分の回転のみで血液の移送工程と血液の血球血漿分離工程を同時に行っても、同様に血漿成分分析を行うことができた。
図12に示した毛細管内壁研磨平滑化装置を用い、採血用針を作製するパイプ内壁の研磨平滑化を試みた。被研磨平滑化パイプはステンレス(SUS304)製で内径0.1mm、外径0.15mm、長さ50mmのものを用いた。これを処理後に剥離しやすいシリコン系接着剤を用い板1102に取り付けた上で、これを砥粒槽蓋1112上に取り付ける。砥粒槽容器1114中のメクラ穴1113の寸法は、径が50mmで深さが40mmであり、その中に設置されているファン1116の風量は0.09立米毎分である。この容器の中に炭化珪素の砥粒を10g入れ、砥粒槽蓋により密閉し、圧力印加用パイプを介して、窒素を容器内へと供給し、圧力が常に8kg/cm2一定になるようにする。研磨砥粒の大きさは1998年JIS規格R6001で定められる精密研磨用砥粒の粒度#1500(沈降試験法による最大粒子径:36μm以下)を用いた。
図12に示した毛細管内壁研磨平滑化装置を用い、種々の内径のステンレス製(SUS304)パイプ内壁の研磨平滑化を試みた。パイプの内径は、0.5、0.4、0.3、0.2、0.15、0.1、0.08、0.06、0.05、0.04、0.03mmの11種類で、研磨砥粒は#4000(電気抵抗試験法による最大粒子径:11μm以下)のものを用い30分間処理を行い、処理前後での内壁の様子を電子顕微鏡で観察した。その他の研磨平滑化処理の条件は第五の実施例と同様である。その結果、研磨平滑化の進行は内径が0.05mm乃至0.3mmまでのパイプにおいては顕著に確認できたが、0.3mmより大きいか、あるいは0.05mmよりも小さくなるとほとんど確認できなかった。
図12で示した毛細管内壁研磨平滑化装置を用い、図18に示すが如くに外径0.15mm、内径0.1mmのステンレス製(SUS304)のパイプの内壁を研磨平滑化し、その端を鋭利に研磨加工して採血用針を作製した。この採血用針を用い、採血用針と変換パイプの形状は第一の実施例の場合と同様で、血液溜めパイプの長さは60mmとして採血装置を作製した。特に採血用針、血液溜めパイプ内壁表面は何らかの膜種で被覆したりはしなかった。
102 変換パイプ
103 血液溜めパイプ
201 ヒトの前腕
202 血管
203 血液
301 ヒトの腕
302 駆血帯
401 LED
402 電源
403 直接反射光遮光装置
404 CCDカメラ
405 モニタ
406 血管像
407 血液溜めパイプ像
408 採血用針像
409 電極
410 配線A
411 配線B
412 直流電圧計
413 パソコン
414 パソコン用モニタ
415 固定バンド
501 LED2
502 電源2
601 流路パターン基板
602 バイオセンサー基板
603 バイオセンサー群
701 血液分析装置
702 採血装置収容口
703 較正液注入口
704 空気抜き口
901 モーター
902 シャフト
903 ローター
904 バランサチップ
1001 等遠心力曲線A
1002 等遠心力曲線B
1003 血球分画
1004 血漿分画
1101 毛細管
1102 板
1103 毛細管取り付け部
1104 貫通穴
1105 円盤
1106 OリングA
1107 圧力印加用パイプ
1108 端子A
1109 端子B
1110 配線A
1111 配線B
1112 砥粒槽蓋
1113 メクラ穴
1114 砥粒槽容器
1115 OリングB
1116 ファン
1117 配線C
1118 配線D
1119 砥粒槽部
1201 研磨砥粒
1301 テフロンを含む液体
1302 ビーカ
1901 水
1902 液体槽容器
1903 液体槽蓋
C 回転中心
F 遠心力の向き
Claims (62)
- 片側端が鋭利に研磨加工されている中空の採血用針と、当該採血用針の研磨加工されていない端が、中空の血液溜めパイプと連結接合され、両者が連通していることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針の外径が0.2mm以下であることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針の内径が0.14mm以下であることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針の主たる構成材料がステンレスであることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の血液溜めパイプが可視光領域で透明な材料で構成されていることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の血液溜めパイプ内の容量が100マイクロリットル以下であることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が親水性の膜で覆われていることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項7に記載の親水性の膜の水に対する接触角が特に50度以下であることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が疎水性の膜で覆われていることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が生体適合性を有する膜で覆われていることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項1に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が抗凝固剤を含む膜で覆われていることを特徴とする採血装置。
- 片側端が鋭利に研磨加工されている中空の採血用針と、当該採血用針の研磨加工されていない端が、中空の血液溜めパイプと連結接合され、両者が連通していることを特徴とする採血装置を用意し、当該採血用針を被採血者の皮膚表面を穿刺して血管へと導き、何ら血液引き込み手段を用いずに自動的に血液溜めへと流入してくる血液を蓄積し、所望の量の血液の採取完了とともに、採血用針を体内から抜き取る採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針の外径が0.2mm以下であることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針の内径が0.14mm以下であることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針の主たる構成材料がステンレスであることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の血液溜めパイプが可視光領域で透明な材料で構成されており、当該血液溜めパイプに流入してきた血液を目視することが可能であることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の血液溜めパイプ内の容量が100マイクロリットル以下であることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が親水性の膜で覆われていることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項18に記載の親水性の膜の水に対する接触角が特に50度以下であることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が疎水性の膜で覆われていることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が生体適合性を有する膜で覆われていることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の採血用針もしくは血液溜めパイプの少なくとも内壁の一部が抗凝固剤を含む膜で覆われていることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項12に記載の被採血者の採血部位の近傍に駆血帯が装着されていることを特徴とする採血方法。
- 前記請求項1に記載の採血装置と血管可視化装置とからなる採血システム。
- 前記請求項1に記載の採血装置と血管到達検知装置とからなる採血システム。
- 前記請求項1に記載の採血装置と血管可視化装置と血管到達検知装置とからなる採血システム。
- 血管可視化装置により得られる被採血者の採血部位近傍の血管像から血管位置を確認し、請求項12に記載の一連のステップを行う採血方法。
- 血管到達検知装置により採血用針が被採血者の採血部位血管に到達したことを検知して請求項12に記載の一連のステップを行う採血方法。
- 血管可視化装置により得られる被採血者の採血部位近傍の血管像から血管位置を確認し、かつ血管到達検知装置により採血用針が被採血者の採血部位血管に到達したことを検知して請求項12に記載の一連のステップを行う採血方法。
- 少なくとも液体案内流路を備える基板を有する血液分析装置において、請求項1記載の採血装置を構成する血液溜めパイプの少なくとも一部を収容する採血装置収容部を含み、当該収容部と当該液体案内流路の少なくとも一部が連通していることを特徴とする血液分析装置。
- 前記請求項30に記載の血液分析装置は、血液分析センサを含み、当該血液分析センサは液体案内流路を介し採血装置収容部と連通していることを特徴とする血液分析装置。
- 前記請求項31に記載の血液分析センサが、血液分析装置に収容された採血装置から見て遠心加圧方向に位置することを特徴とする血液分析装置。
- 血液を蓄積した請求項1に記載の採血装置から、血液分析装置上の任意の移送先に当該血液を移送する方法であって、請求項1記載の採血装置を構成する血液溜めパイプの少なくとも一部を血液分析装置上の採血装置収容部に収容し、血液分析装置上の案内流路を介して当該採血装置収容部と連通している血液の移送先が、採血装置収容部から見て血液分析装置を回転させたときに生じる遠心加圧方向に位置し、血液分析装置を回転させ採血装置から移送先へと血液を移送する方法。
- 血液を蓄積した請求項1に記載の採血装置から血液分析装置上の任意の移送先に当該血液を移送する方法であって、請求項1記載の採血装置を構成する血液溜めパイプの少なくとも一部を血液分析装置上の採血装置収容部に収容し、血液分析装置上の案内流路を介して当該採血装置収容部と連通している血液の移送先と当該移送先から下流側へと連通する案内流路にポンプを接続して、生成した負圧により採血装置から移送先へと血液を移送する方法。
- 研磨砥粒と気体の流れを生成するファンを収容する砥粒槽容器と、一方の端を当該砥粒槽容器と連通するように設置する被内壁研磨平滑化毛細管と、気体を当該砥粒槽容器に供給して容器内の圧力を高める圧力印加用パイプと、当該砥粒槽容器を前記被内壁研磨平滑化毛細管と前記圧力印加用パイプ以外は密閉する砥粒槽蓋からなる毛細管内研磨平滑化装置。
- 研磨砥粒を収容する砥粒槽容器と、一方の端を当該砥粒槽容器と連通するように設置する被内壁研磨平滑化毛細管と気体を当該砥粒槽容器に供給して容器内の圧力を高める圧力印加用パイプと、当該砥粒槽容器を前記被内壁研磨平滑化毛細管と前記圧力印加用パイプ以外は密閉する砥粒槽蓋と、前記砥粒槽容器に対し機械的振動を与える振動装置からなる毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項35に記載の研磨砥粒の最大径が、特に被内壁研磨平滑化毛細管の内径よりも小さいことを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項36に記載の研磨砥粒の最大径が、特に被内壁研磨平滑化毛細管の内径よりも小さいことを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項35に記載の研磨砥粒の硬度が、特に被内壁研磨平滑化毛細管を構成する材料の硬度よりも高いことを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項36に記載の研磨砥粒の硬度が、特に被内壁研磨平滑化毛細管を構成する材料の硬度よりも高いことを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項35に記載の被内壁研磨平滑化毛細管の内径が0.05mm乃至0.3mmであることを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 前記請求項36に記載の被内壁研磨平滑化毛細管の内径が0.05mm乃至0.3mmであることを特徴とする毛細管内研磨平滑化装置。
- 被内壁研磨平滑化毛細管の一方の端を、研磨砥粒と気体の流れを生成するファンを収容する砥粒槽容器と連通するように設置し、かつ当該砥粒槽容器を前記被内壁研磨平滑化毛細管と圧力印加用パイプ以外は砥粒槽蓋により密閉して、当該圧力印加用パイプを介して気体を供給して砥粒槽容器内の圧力を高めておきながら、砥粒槽容器内に設置したファンを回転させて研磨砥粒を巻き上げ、気体とともに当該研磨砥粒を被内壁研磨平滑化毛細管を介して砥粒槽容器外へと排出する毛細管内研磨平滑化方法。
- 被内壁研磨平滑化毛細管の一方の端を、研磨砥粒を収容する砥粒槽容器と連通するように設置し、かつ当該砥粒槽容器を前記被内壁研磨平滑化毛細管と圧力印加用パイプ以外は砥粒槽蓋により密閉して、当該圧力印加用パイプを介して気体を供給して砥粒槽容器内の圧力を高めておきながら、砥粒槽容器に対し振動装置により機械的振動を与えて研磨砥粒を巻き上げ、気体とともに当該研磨砥粒を被内壁研磨平滑化毛細管を介して砥粒槽容器外へと排出する毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項43に記載の研磨砥粒の最大径が、特に被内壁研磨平滑化毛細管の内径よりも小さいことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項44に記載の研磨砥粒の最大径が、特に被内壁研磨平滑化毛細管の内径よりも小さいことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項43に記載の研磨砥粒の硬度が、特に被内壁研磨平滑化毛細管を構成する材料の硬度よりも高いことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項44に記載の研磨砥粒の硬度が、特に被内壁研磨平滑化毛細管を構成する材料の硬度よりも高いことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項43に記載の被内壁研磨平滑化毛細管の内径が0.05mm乃至0.3mmであることを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項44に記載の被内壁研磨平滑化毛細管の内径が0.05mm乃至0.3mmであることを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項43に記載の毛細管内研磨平滑化方法を、研磨砥粒の粒度を上げながら複数回繰り返すことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 前記請求項44に記載の毛細管内研磨平滑化方法を、研磨砥粒の粒度を上げながら複数回繰り返すことを特徴とする毛細管内研磨平滑化方法。
- 一方の端を気体蓄積容器と連通するように設置する被洗浄毛細管と、気体を当該気体蓄積容器に供給して容器内の圧力を高める圧力印加用パイプと、当該気体蓄積容器を前記被洗浄毛細管と前記圧力印加用パイプ以外は密閉する気体蓄積容器蓋からなる毛細管内洗浄装置。
- 液体を収容する液体槽容器と、一方の端を当該液体槽容器と連通するように設置する被洗浄毛細管と、気体を当該液体槽容器に供給して容器内の圧力を高める圧力印加用パイプと、当該液体槽容器を前記被洗浄毛細管と前記圧力印加用パイプ以外は密閉する液体槽蓋からなる毛細管内洗浄装置。
- 前記請求項55記載の液体が特に水溶液であることを特徴とする毛細管内洗浄装置。
- 前記請求項55記載の液体が特に有機溶媒であることを特徴とする毛細管内洗浄装置。
- 気体蓄積容器と連通するように被洗浄毛細管の一方の端を設置して、当該気体蓄積容器を前記被洗浄毛細管と圧力印加用パイプ以外は気体蓄積容器蓋で密閉し、気体を当該圧力印加用パイプを介して当該気体蓄積容器に供給して容器内の圧力を高め、供給した気体を被洗浄毛細管を介して当該容器外へと放出する毛細管内洗浄方法。
- 液体を収容する液体蓄積容器と連通するように被洗浄毛細管の一方の端を設置して、当該液体蓄積容器を前記被洗浄毛細管と圧力印加用パイプ以外は液体蓄積容器蓋で密閉し、気体を当該圧力印加用パイプを介して当該液体蓄積容器に供給して容器内の圧力を高め、液体蓄積容器内の液体を被洗浄毛細管を介して当該容器外へと放出する毛細管内洗浄方法。
- 前記請求項59記載の液体が特に水溶液であることを特徴とする毛細管内洗浄方法。
- 前記請求項59記載の液体が特に有機溶媒であることを特徴とする毛細管内洗浄方法。
- 前記請求項1記載の採血用針の内壁は研磨平滑化されていることを特徴とする採血装置。
- 前記請求項12記載の採血用針の内壁は研磨平滑化されていることを特徴とする採血方法。
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