JP2008167828A - 血液検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】代替えの電池を有していないと血液検査装置の使用ができなくなることがあった。
【解決手段】筐体１７内に収納されたセンサ３３と、このセンサ３３に接続されるとともに血液１０の性質を測定する電気回路部２７と、センサ３３を貫通してレーザ光２６ｈで穿刺するレーザ発射装置２６と、電気回路部２７に接続された表示部２３と、電気回路部２７及びレーザ発射装置２８に電力を供給する電源とを備え、電源には蓄電池１６を用いるとともに、この蓄電池１６を充電する発電部１２を筐体１７内に収納したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電部を内蔵した血液検査装置に関するものである。

従来の血液検査装置は、図１９に示すように、筺体２と、この筺体２を形成する筒体２ａと、筺体２内に設けられたレーザ発射装置３と、このレーザ発射装置３に対向するとともに前記筒体２ａの先端２ｃに装着された血液センサ（以下、センサという）４と、このセンサ４に接続された電気回路部５と、この電気回路部５とレーザ発射装置３に電力を供給する電池６とで構成されていた。

以上のように構成された血液検査装置１の動作について以下説明する。図２０に示すように、血液検査装置１を例えば右手に持って、左手の皮膚９に先端２ｃを当接させる。そして、図１９に示す穿刺ボタン３ｂを押下する。すると、レーザ発射装置３からレーザ光３ａが発射する。このレーザ光３ａはセンサ４を貫通して皮膚９を穿刺する。穿刺により皮膚９から血液１０が流出する。この血液１０はセンサ４で検知される。そして、血液検査装置１内に設けられた電気回路部５で血糖値が測定される。

なお、糖尿病患者は、常時血糖値を測定し、この測定した血糖値に基づいてインスリン量を調整して注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。若し血液検査装置１の使用中に電池６が消耗したら血糖値の測定ができなくなる。従って、早めに新品の電池６と交換する必要がある。

なお、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。
特表２００４−５３３８６６号公報

このように、糖尿病患者は常時血糖値を測定する必要があるにもかかわらず、電池６を使用しているので、場合によっては交換すべき電池６が無いことも考えられる。若し、こうした状況が山奥等で生じた場合は、血糖値の測定ができないことになる。即ち、適量のインスリンを注射することができなくなるため、病状が悪化してしまうことも考えられる。

本発明は、このような問題を解決するもので、例え電池が消耗してきても使用することができる血液検査装置を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために、本発明の血液検査装置の電源には蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を筐体内に収納したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明の電源には、蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を筐体内に収納したものであり、電源が消耗した場合は発電部を用いて蓄電池を充電することができる。従って、血液検査装置が使えなくなることはない。即ち、電池を販売していないような場所でも安心して出かけることができる。

また、電池を買い替える必要がないので、使用コストを低減させることができる

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における血液検査装置１１のブロック図である。図１において、３３は血液センサ（以下センサという）であり、このセンサ３３は電気回路部２７に接続されている。そして、この電気回路部２７の出力には液晶で形成された表示部２３と、レーザ発射装置２６と、負圧手段２８が接続されている。また、この電気回路部２７の入力には、発電部１２と、電気回路部２７に指示を与える入力部２５が接続されている。この電気回路部２７は、センサ３３で得られた血糖値（血液の性質の一例として用いた）３０を血糖値測定部６０で測定し、制御部７６の指示に基づいて表示部２３に表示するものである。

また、発電部１２は、交流電源を発生させる発電機１３と、この発電機１３を駆動する運動部１４と、発電機１３で発電された電源が供給されるスイッチング電源１５とから構成されている。このスイッチング電源１５の出力は直流阻止用のダイオード１６ａを介して蓄電池１６に接続されており蓄電池１６を充電する。この蓄電池１６は、電気回路部２７やレーザ発射装置２６や負圧手段２８に接続されて夫々へ電源を供給する。また、この蓄電池１６の出力電圧の値は表示部２３に表示されるとともに制御部７６で監視されている。

従って、電源が消耗したとしても発電部１２を用いて蓄電池１６を充電することができる。従って、血液検査装置が１１使えなくなることはない。即ち、電池を販売していないような場所でも安心して出かけることができる。また、電池を買い替える必要がないので、使用コストを低減させることができる
発電部１２を構成する運動部１４は、運動量測定部１４ａを介して制御部７６に接続されており、発電に要した運動量３２を制御部７６の指示に基づいて表示部２３に表示する。制御部７６にはメモリ６１が接続されており血糖値３０の値や運動量３２の値を格納する。入力部２５は、レーザ光２６ｈを発射させる穿刺ボタン２５ａと、運動量測定部１４ａ内のカウンタ１４ｑをリセットするリセットボタン２５ｂと、運動量３２の値と血糖値３０の双方を表示させる表示ボタン２５ｃと、運動量の値／血糖値の何れかを切り替え表示する表示ボタン２５ｄと、血糖値測定／運動量測定の動作モードを切り替える切り替えスイッチ２５ｅとで構成されている。なお、これらの詳細は後述する。

図２は、血液検査装置１１の断面図である。図２において、１７は樹脂で形成された筺体であり、この筐体１７は、血糖値３０を測定する本体部１７ａと、人差し指、中指、薬指、小指を挿入する孔１８と、発電部１２とで構成されている。発電部１２を構成する運動部１４にはスライド自在に設けられたスライド部１７ｂが装着されている。

孔１８には、人差し指、中指、薬指、小指がこの順に挿入可能に形成されており、夫々の指に当接する窪みが４個形成されている。この窪みは、図２において左から順に、人差し指が当接する窪み１８ａ、中指が当接する窪み１８ｂ、薬指が当接する窪み１８ｃ、小指が当接する窪み１８ｄとなっており、窪１８ａには穿刺部１９が装着されている。このように穿刺部１９は、孔１８の壁面に設けられているので、レーザ光が外へこぼれることは無く、安全である。

また、筐体１７の一方の辺２０ａの一方の側面２０ｂの角部には穿刺ボタン２５ａが装着されており、この穿刺ボタン２５ａに続く一方の側面２０ｂには、ボタンとスイッチ（２５ｂ〜２５ｅ）が装着されている。本体部１７ａ内には、蓄電池１６と、電気回路部２７と、レーザ発射装置２６と、このレーザ発射装置２６から発射されるレーザ光２６ｈを穿刺部１９へ導く反射鏡２６ｊと、穿刺部１９内を負圧にする負圧手段２８と、穿刺部１９に隣接して設けられた血液センサ収納箱の挿入部２１と、この挿入部２１に着脱自在に挿入されるとともに、センサ３３が積層収納された血液センサ収納箱２１ａと、血液センサ収納箱２１ａ内に積層収納されたセンサ３３を順次穿刺部１９へ送り出すスライダ２２ａと、このスライダ２２ａを駆動させる駆動歯車２２ｂが収納されている。血液センサ収納箱２１ａ内には、バネ２１ｃが装着されており、このバネ２１ｃでセンサ３３をスライダ２２ａ方向に付勢している。

図３は、レーザ発射装置２６の断面図である。このレーザ発射装置２６は、発振チューブ２６ａと、この発振チューブ２６ａの前方に連結された円筒状の筒体２６ｂとから構成されている。発振チューブ２６ａ内には、Ｅｒ：ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ結晶２６ｃと、フラッシュ光源２６ｄが格納されている。発振チューブ２６ａの一方の端には透過率約１％の部分透過鏡２６ｅが装着されており、他方の端には全反射鏡２６ｆが装着されている。部分透過鏡２６ｅの前方の筒体２６ｂ内には凸レンズ２６ｇが装着されており、レーザ光２６ｈで患者の皮膚９の０．５ｍｍ下に焦点を結ぶように設定されている。この焦点の深さは、皮膚９の表面から０．１ｍｍ〜１．５ｍｍが適している。このレーザ光２６ｈでの穿刺電圧は、約３００Ｖとしており、患者に与える苦痛は少ない。

以上のように構成された血液検査装置１１の本体部１７ａの下方１７ｃ側の動作について以下説明する。先ず、駆動歯車２２ｂを駆動して、血液センサ収納箱２１ａ内のセンサ３３を穿刺部１９に移動させる。このとき、使用済みのセンサ３３が穿刺部１９に存在している場合には、その使用済みのセンサ３３は排出口２０ｃから排出される。なお、スライダ２２ａの駆動は、このスライダ２２ａに取手を設けて、この取手を手動で操作してもよい。

次に、穿刺部１９に搬送されたセンサ３３はコネクタ３７で窪み１８ａまで押し出されて固定される。そして、穿刺ボタン２５ａを押下する。すると、レーザ発射装置２６からレーザ光２６ｈが発射されて、窪み１８ａに当接された人差し指の皮膚９を穿刺する。皮膚９が穿刺されると、この皮膚９から少量の血液１０が流出する。
この流出した血液１０はセンサ３３に取り込まれ、電気回路部２７で血糖値３０が測定される。そして、その結果は表示部２３に表示される。そして、スライダ２２ａとコネクタ３７は元の位置に戻される。

図４は、使用状態の斜視図である。患者は左手に血液検査装置１１を持ち、孔１８に人差し指、中指、薬指、小指を挿入した後、親指で穿刺ボタン２５ａを押下して穿刺する。このようにして、血糖値３０の測定を行なう。２１ｄは血液センサ収納箱２１ａに設けられた透明の窓であり、センサ３３の残量を目視で確認する目的で設けられたものである。

１７ｅは、スライド部１７ｂの側面に設けられた係止ピンであり、本体部１７ａに設けられた係止凸部１７ｆに係合してスライド部１７ｂのスライドを禁止するとともに、血液検査装置１１の形状を小型にして携帯に便利にする。

次に再び図２に戻り、本体部１７ａの上方１７ｄに格納された発電部１２について説明する。本体部１７ａの上方１７ｄには、発電機１３と、運動部１４と、スイッチング電源１５とが格納されている。

先ず、上方１７ｄとスライド部１７ｂとで構成された運動部１４について説明する。スライド部１７ｂの一方の２０ｄ側と他方の辺２０ｅの角には、歯１４ｂが形成せれた駆動棒１４ｃが下方（孔１８の側面１８ｅ方向）に向けて固定されている。そして、この駆動棒１４ｃの歯１４ｂに歯合する大歯車１４ｄと、この大歯車１４ｄに歯合する小歯車１４ｅと、この小歯車１４ｅと同軸に固定された大歯車１４ｆと、この大歯車１４ｆに歯合する小歯車１４ｇが連結されており、この小歯車１４ｇと同軸に弾み車１４ｊが固定されている。なお、この図面においては、２組の大歯車１４ｄ、１４ｆ、と小歯車１４ｅ、１４ｇのみ記述したが、大歯車と小歯車を組み合わせて、駆動棒１４ｃの一回の押下で弾み車１４ｊは約６０回転するようにしている。また、スライド部１７ｂの他方の辺２０ｅと孔１８の上面１８ｆ側の間には、スライド部１７ｂを上方に付勢するバネ１４ｋが装着されている。駆動棒１４ｃは、図５に示すように、歯１４ｂがバネ１４ｍで外側（矢印１４ｎ方向）に付勢されるとともに回動自在に装着されている。このようにして、駆動棒１４ｃの上下運動に対して下方向の力のみ大歯車１４ｄに伝達するようにしている。

以下この運動部１４の動作について説明する。図２において、この運動部１４はスライド部１７ｂを把握することにより、往復運動を弾み車１４ｊの回転運動に変換している。１秒間に一回把握すれば、弾み車１４ｊには６０回転の駆動力が伝達される。この把握において、駆動棒１４ｃは、孔１８の側面１８ｅと本体部１７ａの側面２０ｂとの間の隙間に挿入される。この挿入は、運動量検出センサ１４ｐで検出される。この駆動棒１４ｃは隙間に挿入されるので、その分往復運動のスペースが少なくなり、小型化に貢献する。

図６は、運動量測定部１４ａのブロック図である。駆動棒１４ｃの往復運動を検出する運動量検出センサ１４ｐの出力はカウンタ１４ｑに入力されて駆動棒１４ｃの往復回数（運動量）が計数される。そして、その出力は制御部７６に接続されている。なお、このカウンタ１４ｑにはリセットボタン２５ｂが接続されており、リセットボタン２５ｂの押下により初期化（リセット）される。

図７は、発電機１３の断面図である。１３ａは円弧状に形成されたＮ極であり、１３ｂは円弧状に形成されたＳ極である。そして、このＮ極１３ａ、Ｓ極１３ｂで形成された円弧の中にコイル１３ｃが巻回されるとともに強磁性体で形成された発電子１３ｄが回転自在に設けられている。コイル１３ｃの両端は、発電子１３ｄの回転中心１３ｅに形成された接点１３ｆ、１３ｇに夫々接続されている。そして、この接点１３ｆ、１３ｇに摺動自在に当接する端子１３ｈ、１３ｊからは、導線１３ｋ、１３ｍが導出されている。

以上のように構成された発電機１３において、発電子１３ｄの回転中心１３ｅは運動部１４の弾み車１４ｊに連結されている。従って、弾み車１４ｊが回転すると、発電子１３ｄが回転することになる。発電子１３ｄが回転すると、この発電子１３ｄに巻回されたコイル１３ｃが、Ｎ極１３ａ、Ｓ極１３ｂ間に生ずる磁力線を切ることになり、フレミングの法則により、コイル１３ｃに交流電力が発生する。この交流電力は、導線１３ｋ、１３ｍから導出される。

このようにして、導線１３ｋ、１３ｍから導出され交流電力は、図８に示すスイッチング電源１５の整流平滑回路１５ａに接続されている。整流平滑回路１５ａの出力はスイッチング回路１５ｂの入力に接続されており、その出力は電源トランス１５ｃの一次巻線に接続されている。また、電源トランス１５ｃの二次巻線は整流平滑回路１５ｄの入力に接続されており、その出力は出力端子１５ｆ、１５ｇに接続されている。

また、整流平滑回路１５ａの出力は、スタート抵抗１５ｈを介して制御回路１５ｊに接続されている。１５ｋは、電源トランス１５ｃに巻回された補助巻線であり、制御回路１５ｊに接続されている。整流平滑回路１５ｄの出力は検出回路１５ｍに接続されており、この検出回路１５ｍの出力はフォトカプラ１５ｎを介して制御回路１５ｊの入力に接続されている。そして、この制御回路１５ｊの出力はスイッチング回路１５ｂに接続されている。

以上のように構成されたスイッチング電源１５の動作について以下説明する。整流平滑回路１５ａに入力された交流電源は、この整流平滑回路１５ａで直流に変換される。この直流はスタート抵抗１５ｈを介して制御回路１５ｊを活性化させ、略２００ＫＨｚのパルス信号をスイッチグ回路１５ｂに供給し始める。すると、スイッチング回路１５ｂは、整流平滑回路１５ａの出力を前記２００ＫＨｚの信号でスイッチング（交流）し、電源トランス１５ｃの一次巻線に交流を供給する。電源トランス１５ｃの一次巻線に交流が供給されると、補助巻線１５ｋに交流電圧が現れ、この交流電圧は、整流されて以後制御回路１５ｊを安定して動作させる。従って、これ以降は、スタート抵抗１５ｈからの電力の供給はオフされる。なお、直流をスイッチングした信号は、磁束を変化させる点において交流と同様であるので便宜上交流とした。

また、電源トランス１５ｃの一次巻線に交流が供給されると、二次巻線に交流が出力される。この二次巻線に出力された交流は、整流平滑回路１５ｄで直流に変換される。直流に変換された出力は出力端子１５ｆ、１５ｇから出力される。整流平滑回路１５ｄの出力は、検出回路１５ｍで予め定められた電圧（ＤＣ６Ｖ）か否かが比較され、その出力はフォトカプラ１５ｎを介して、制御回路１５ｊを制御する。即ち、整流平滑回路１５ｄの出力電圧が予め定められた電圧より高ければ、低くするようにスイッチング回路１５ｂを制御し、整流平滑回路１５ｄの出力電圧が予め定められた電圧より低ければ、高くするようにスイッチング回路１５ｂを制御する。このようにして、常に整流平滑回路１５ｄの出力電圧が検出回路１５ｍで予め定められた一定の電圧になるように制御する。一定の電圧に制御された整流平滑回路１５ｄの出力は、出力端子１５ｆ、１５ｇから出力される。本実施の形態においては、スイッチング電源１５を用いているので、効率よく安定した所定の電圧を得ることができる。

図９は、蓄電池１６とその周辺のブロック図である。図９において、スイッチング電源１５の出力は、逆流阻止用のダイオード１６ａを介して蓄電池１６に接続されるとともに電解コンデンサ１６ｂでグランドに接続されている。また、蓄電池１６からは、電気回路部２７やレーザ発射装置２６や負圧手段２８に接続されて電力を供給している。また、蓄電池１６の出力は電圧値検出回路１６ｃを介して表示部２３と電気回路部２７の制御部７６に接続されている。そして、蓄電池１６の電圧値を表示部２３に表示し、この電圧が予め定められた値より、低くなると充電するように指示する。１６ｄは、蓄電池１６の出力とグランドとの間に接続された電解コンデンサである。

以上のように本実施の形態においては、発電部１２を有しているので、蓄電池１６の出力電圧が低下してくれば、筐体１７の他方の辺２０ｅ側を握り、人差し指、中指、薬指、小指をこの順に孔１８に挿入して押圧を繰り返す。このように、握りと開放を繰り返すことにより、蓄電池１６が充電されることになる。従って、例え電池販売店等が無い場所で電源が低下してきても、発電機１３で充電することにより、血液検査装置１１を使用することができる。

また、運動量を検出する機能も有しており、スライド部１７ｂを把握する度に、運動量検出センサ１４ｐが駆動棒１４ｃを検出し、患者の把握回数３２を検出する。この把握回数３２をカウンタ１４ｑでカウントすることにより、運動量が計測されるわけである。カウンタ１４ｑの出力信号は、表示部２３に表示されるとともに、制御部７６で指示された目的に合わせて適宜処理される。また、このカウンタ１４ｑは、患者が把握を開始する前に、リセットボタン２５ｂで初期化する。

図１０は、この血液検査装置１１で測定した血糖値３０と把握回数（運動量）３２を、併せて表示部２３に概念的に表示したものである。図１０において、一方の縦軸２９ａはリニアスケールで血糖値３０の目盛が表示されており、他方の縦軸２９ｂは対数スケールで把握回数３２の目盛が表示されている。また、横軸２９ｃは、一ヶ月の日にち（時間）である。

これはその一例であるが、運動量を表す把握回数３２が少ないほど、血糖値３０の値は高く、把握回数３２が多くなるほど、血糖値３０の値は低い値を示す。即ち、努力して運動するほど良い結果が表示されることになり運動の励みになる。そして、その結果、糖尿病の進行を予防し、血糖値が改善される。また、このグラブにおいて、把握回数３２は対数スケールで表示されるので、限られた画面に少ない把握回数３２から多い把握回数３２まで表示すことができる。また、血糖値３０はリニアスケールで表示されるので、血糖値３０の値を正確に知ることがきる。

なお、グラフに関しては以下の表示色を用いている。即ち、血糖値３０が１００以下を緑色で表示し、血糖値３０が１０１以上２００以下を黄色で表示し、血糖値３０が２０１以上を赤色で表示する。また、把握回数３２に関しては、把握回数３２が１０回以下を赤色で表示し、把握回数３２が１１歩以上１００回以下を黄色で表示し、把握回数３２が１０１歩以上を緑色で表示する。このように表示することにより、血糖値３０と把握回数３２が共に緑色で表示されるように努力目標を立て、実行することができる。

また、入力部２５の表示ボタン２５ｄの設定により、測定した把握回数３２と血糖値３０を測定の都度別々に表示することもできる。即ち、本実施の形態により血液検査装置１１は、従来の血液検査装置と運動量計を夫々独立に用意したものと同じ効果を有するものとなる。

以下、血液検査装置１１を構成する各要部の説明を行う。先ず、図１１〜１３を用いて、センサ３３の詳細を説明する。図１１は、本実施の形態におけるセンサ３３の断面図である。このセンサ３３を形成する基体４５は、基板４６と、この基板４６の上面に貼り合わされたスペーサ４７と、このスペーサ４７の上面に貼り合わされたカバー４８とで構成されている。

４９は、血液の貯留部であり、その容積は０．９０４μＬである。またこの貯留部４９は、基板４６に設けられた孔４６ａとスペーサ４７に設けられた孔４７ａに連通して形成されており、下方に向かって開口している。５０はこの貯留部４９に一方の端が連結された供給路であり、貯留部４９に溜められた血液１０を毛細管現象で検出部５１に導く路である。また、この供給路５０の他端は空気孔５２に連結している。５９は、基体４５の上面と下面とを貫通する孔であり、この孔５９と空気孔５２を介して負圧室３８（図１４参照）に負圧を加える。ここで貯留部４９の容積は、供給路５０の容積の５倍以上とすれば、正確な測定をするのに十分な血液１０を得ることができる。しかし、多くの血液１０を採取し過ぎると患者に負担をかけるので、７倍以下程度にすべきである。

５３は、検出部５１上に載置された試薬であって、この試薬５３は、０．０１〜２．０ｗｔ％ＣＭＣ水溶液に、ＰＱＱ−ＧＤＨを０．１〜５．０Ｕ／センサ、フェリシアン化カリウムを１０〜２００ｍＭ、マルチトールを１〜５０ｍＭ、タウリンを２０〜２００ｍＭ添加して融解させて試薬溶液を調整し、これを基板４６に形成された検出電極５４，５６（図１３参照）上に滴下し、乾燥させることで形成したものである。

図１２は、センサ３３の分解平面図である。図１２（ｃ）は、センサ３３を構成する長方形をした基板４６の平面図である。この基板４６の材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、その厚さは０．１８８ｍｍ（０．０７５〜０．２５０ｍｍの範囲）の物を用いている。

そして、この基板４６の上面には金、白金、パラジウム等を材料として、スパッタリング法或いは蒸着法により導電層を形成し、これをレーザ加工により検出電極５４〜５７と、この検出電極５４〜５７から夫々導出された接続電極５４ａ〜５７ａを一体的に形成している。また、この接続電極５４ａ〜５７ａにはコネクタ３７が接触する接触場所５４ｂ〜５７ｂ、５６ｃが設けられている。４６ａは、基板４６の略中央に設けられた孔であり、その直径は２．０００ｍｍとしている。

図１２（ｂ）はスペーサ４７の平面図である。このスペーサ４７の形状は長方形状をしており、基板４６に形成された接触場所５４ｂ、５５ｂ、５６ｂ、５７ｂに対応した四隅の場所に夫々４分の１円形の切欠き４７ｇと、基板４６の接触場所５６ｃと対応する両辺に夫々半円形の切欠き４７ｈを形成している。４７ａは、スペーサ４７の略中央に設けられた直径２．０００ｍｍの孔であり、基板４６に設けられた孔４６ａに対応した位置に設けられている。

また、この孔４７ａから検出部５１方向に向かってスリット４７ｅが形成されている。このスリット４７ｅは血液１０の供給路５０を形成するものである。このスリット４７ｅの壁面と、それに対応する基板４６の上面も親水性処理を行なう。また、このスリット４７ｅの幅４７ｆは０．６００ｍｍとし、その長さ４７ｇは２．４００ｍｍとして、０．１４４μＬの容積を有する供給路５０を形成している。なお、スペーサ４７の材質はポリエチレンテレフタレートであり、その厚さは０．１００ｍｍ（０．０５０〜０．１２５ｍｍの範囲）の物を用いている。

図１２（ａ）はカバー４８の平面図である。その形状は、スペーサ４７と同様、長方形状をしており、基板４６の４角の接触場所５４ｂ、５５ｂ、５６ｂ、５７ｂに対応した四隅に夫々４分の１円形の切欠き４８ｇと、基板４６の接触場所５６ｃと対応する両辺に夫々半円形の切欠き４８ｈを形成している。５２は空気孔であり、供給路５０の先端部に対応して設けられている。空気孔５２の直径は５０μｍである。このカバー４８はレーザ光２６ｈが通過するように透明のものを用いており、その厚さは０．０７５ｍｍ（０．０５０〜０．１２５ｍｍの範囲）の物を用いている。

なお、貯留部４９と対応する位置に、貯留部４９より小さく、空気孔５２より大きい孔５９ａ（点線で示す）を設けても良い。この孔５９ａを設けることにより、カバー４８によるレーザ光２６ｈの減衰を無くすることができるとともに、この孔５９ａに負圧路としての機能を持たせることができる。

図１３は、センサ３３の透視平面図である。図１３において、５４〜５７は検出電極であり、貯留部４９から空気孔５２に向かって順に、検出電極５７（Ｈｃｔ測定極）、検出電極５６（対極）、検出電極５４（作用極）、検出電極５６（対極）、検出電極５５（検知極）となっている。また、５１は検出部である。

５４ａ〜５７ａは検出電極５４〜５７に夫々接続された接続電極であり、基板４６の外周方向に導出されている。また、夫々の接続電極５４ａ〜５７ａには夫々接触場所５４ｂ〜５７ｂが設けられている。ここで、接続電極５６ａにのみ接触場所５６ｂと接触場所５６ｃの２つの接触場所が形成されている。そして、接触場所５６ｂと接触場所５６ｃのみが導通しており、その他の接触場所同士は全て絶縁されている。この接触場所５６ｃを基準接触場所即ち、基準電極５６ｄとする。

このように構成されているので、隣り合う接触場所の絶縁抵抗を電気回路部２７（図１５参照）で測定し、絶縁抵抗が零となった接触場所が基準電極５６ｄであると特定することができる。これ以降、以下時計周りに接触場所５６ｂ、接触場所５７ｂ、接触場所５４ｂ、接触場所５５ｂと特定することができる。従って、無造作に血液センサ収納箱２１ａに収納しても、センサ３３の挿入方向に拘わらず、センサ３３の基準電極５６ｄを検知することができる。従って、以降この基準電極５６ｄに基づいて自動的に他の接触場所５４ｂ〜５７ｂを決定することができる。この配慮により、センサ３３の血液センサ収納箱２１ａへの挿入操作が非常に容易となる。なお、本実施の形態では基準電極５６ｄを接続電極５６ａ上に設けたがこれは他の接続電極５４ａ、５５ａ，５７ａの何れに設けても良い。

以上のように構成されたセンサ３３を用いた採血について、以下にその動作を説明する。図１４に示すように、先ず、穿刺部１９を患者の皮膚９に当接させる。そして、穿刺ボタン２５ａ（図２、図４参照）を押下してレーザ光２６ｈを発射させる。そうすると、レーザ光２６ｈはカバー４８を透過し皮膚９に傷をつける。そうすると、この皮膚９から血液１０が流出する。この流出した血液１０は貯留部４９を満たす。貯留部４９を満たした血液１０は供給路５０に達し、この供給路５０の毛細管現象による毛細管力で検出部５１へ向かって一気に一定速度で流入する。そして、この血液１０は検出部５１に達し、試薬５３と化学反応して血糖値等の血液１０の性質が測定される。なお、採血を容易にするため、空気孔５２と孔５９を介して負圧室３８に負圧を加える。

図１５は、電気回路部２７とその周辺のブロック図である。図１５において、５４ｂ〜５７ｂ、５６ｃはセンサ３３に形成された接触場所であり、これらの接触場所５４ｂ〜５７ｂ、５６ｃはコネクタ３７ａ〜３７ｆ（コネクタ３７は、挿入方向を意識しないでセンサ３３の血液センサ収納箱２１ａへの挿入可能にするため、接触場所５６ｃと対向する場所にもコネクタが必要であり６本となっている）を介して切換回路７１に接続される。この切換回路７１の出力は電流／電圧変換器７２の入力に接続されている。そして、その出力はアナログ／デジタル変換器（以後、Ａ／Ｄ変換器という）７３を介して演算部７４の入力に接続されている。この演算部７４の出力は、カラー液晶で形成された表示部２３に接続されている。また、切換回路７１には基準電圧源７８が接続されている。切換回路７１と電流／電圧変換器７２とＡ／Ｄ変換器７３と演算部７４と基準電圧源７８とで血糖値測定部６０を形成している。なお、この基準電圧源７８はグランド電位であっても良い。なお、切換回路７１と、電流／電圧変換器７２と、Ａ／Ｄ変換器７３と、演算部７４と、基準電圧源７８とで血糖値測定部６０を形成している。

７６は制御部であり、この制御部７６は、入力部２５（２５ａ〜２５ｅ）と、切換回路７１の制御端子と、演算部７４と、送信部７７と、タイマ７９と、レーザ発射装置２６と、負圧手段２８と、メモリ６１と、時計６２と、発電部１２に接続されている。なお、図示していないが警報手段にも接続されている。また、演算部７４の出力は送信部７７の入力にも接続されている。また、負圧手段２８の出力は負圧室３８に導かれている。

次に、電気回路部２７の動作を説明する。先ず、血液１０の測定に先立って、センサ３３の接触場所５４ｂ〜５７ｂ、５６ｃがコネクタ３７ａ〜３７ｆの何れに接続されているかを検出する必要がある。即ち、制御部７６の指令により、コネクタ３７ａ〜３７ｆの内、隣り合う端子間の電気抵抗が零である接触場所５６ｃを検出する。そして、この電気抵抗が零の接触場所５６ｃが検出されたら、その接触場所５６ｃに接続されているものが基準電極５６ｄであると決定する。そして、この接触場所５６ｃに接続されたコネクタ３７を基準として、順に接続電極５６ａ、５７ａ，５４ａ、５５ａが決定される。このようにして、接続電極５４ａ〜５７ａに接続された夫々のコネクタ３７を決定する。

その後穿刺ボタン２５ａの押下を待つ。穿刺ボタン２５ａが押下されると穿刺される。そして穿刺穴から血液１０が流出し測定に移行する。測定動作では、先ず切換回路７１を切換えて、血液成分量を測定するための作用極となる検出電極５４を電流／電圧変換器７２に接続する。また、血液１０の流入を検知するための検知極となる検出電極５５を基準電圧源７８に接続する。そして、検出電極５４及び検出電極５５間に一定の電圧を印加する。この状態において、血液１０が流入すると、検出電極５４，５５間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換器７２によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器７３によってデジタル値に変換される。そして、演算部７４に向かって出力される。演算部７４はそのデジタル値に基づいて血液１０が十分に流入したことを検出する。なお、ここで予め定められた時間が経過しても、検出部５１で血液１０の検出がされない場合や、血液１０の量が適正でない場合は警報手段を働かせて警報するとともに処置の内容を表示部２３に表示する。

次に、血液成分であるグルコースの測定が行なわれる。グルコース成分量の測定は、先ず、制御部７６の指令により、切換回路７１を切換えて、グルコース成分量の測定のための作用極となる検出電極５４を電流／電圧変換器７２に接続する。また、グルコース成分量の測定のための対極となる検出電極５６を基準電圧源７８に接続する。

なお、例えば血液中のグルコースとその酸化還元酵素とを一定時間反応させる間は、電流／電圧変換器７２及び基準電圧源７８をオフにしておく。そして、一定時間（１〜１０秒）の経過後に、制御部７６の指令により、検出電極５４と５６間に一定の電圧（０．２〜０．５Ｖ）を印加する。そうすると、検出電極５４，５６間に電流が流れる。この電流は電流／電圧変換器７２によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器７３によってデジタル値に変換する。そして、演算部７４に向かって出力される。演算部７４はそのデジタル値を基にグルコース成分量に換算する。

次に、グルコース成分量の測定後、Ｈｃｔ値の測定が行なわれる。Ｈｃｔ値の測定は次のように行なわれる。先ず、制御部７６からの指令により切換回路７１を切換える。そして、Ｈｃｔ値の測定のための作用極となる検出電極５７を電流／電圧変換器７２に接続する。また、Ｈｃｔ値の測定のための対極となる検出電極５４を基準電圧源７８に接続する。

次に、制御部７６の指令により、電流／電圧変換器７２及び基準電圧源７８から検出電極５７と検出電極５４間に一定の電圧（２Ｖ〜３Ｖ）を印加する。検出電極５７と５４間に流れる電流は、電流／電圧変換器７２によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器７３によってデジタル値に変換される。そして演算部７４に向かって出力される。演算部７４はそのデジタル値に基づいてＨｃｔ値に換算する。

この測定で得られたＨｃｔ値とグルコース成分量を用い、予め求めておいた検量線または検量線テーブルを参照して、グルコース成分量をＨｃｔ値で補正し、その補正された結果を表示部２３に表示するとともにメモリ６１に格納する。また、この補正された結果を送信部７７からインスリン（治療薬の一例として用いた）を注射する注射装置に向けて送信することもできる。

以上、グルコースの測定を例に説明したが、グルコースの測定の他に乳酸値やコレステロールの血液成分の測定にも有用である。

以上のように構成された血液検査装置１１の動作について図１６を参照しながら説明する。図１６において、先ず、ステップ８１により、血液検査装置１１の初期化をする。即ち、メモリ６１の該当部分の初期化を行う。次に、ステップ８２に移り、血糖値３０の測定か或いは運動量３２の測定かを決定する。これは入力部２５の切り替えスイッチ２５ｅにより患者が選択する。

ここで、血糖値３０の測定が選択されたなら、ステップ８３に移行する。このステップ８３では、スライダ２２ａを用いてセンサ３３を穿刺部１９へ移動させる。そして、センサ３３をコネクタ３７で押圧して穿刺部１９の窪み１８ａ側に装着する。

次に、ステップ８４で、センサ３３の接続電極５４ａ〜５７ａの特定を行なう。ここでは、検出電極５４〜５７がコネクタ３７ａ~３７ｆの何れに接続しているかを、隣り合うコネクタ３７ａ〜３７ｆ間の抵抗値から基準電極５６ｄを特定する。そして、この基準電極５６ｄから時計回りに接続電極５６ａ、５７ａ、５４ａ，５５ａを決定する。このことにより、センサ３３を血液センサ収納箱２１ａに無造作に挿入されてもこのステップ８４で接続電極５４ａ〜５７ａが特定することができる。即ち、検出電極５４〜５７が決定される。

そして、ステップ８５に移行し、負圧手段２８で負圧を発生する。なお、この負圧手段２８の起動は、入力部２５に起動ボタンを設けて、この起動ボタンの押下で起動させても良い。ここで、負圧を加える理由を説明する。穿刺時に皮膚９に負圧を加えることにより、例え弛緩した皮膚９であっても緊張状態になるので、小さな穿刺穴であっても血液１０を効率良く採取することができる。従って、穿刺穴は小さくても良いので、患者に与える苦痛は少ないものになる。

負圧が発生した後、負圧手段２８を構成する吸引ポンプ用モータに加わる負荷電流の変化を制御部７６で検出して、穿刺可能な負圧か否かをステップ８６で表示部２３に表示する。ここで、患者が穿刺部１９に皮膚９を押し当てない場合は、負荷電流の変化がないので、表示部２３にその旨を表示するとともに、警報手段で患者に知らせる。なお、負荷電流を検出する代わりに、この負圧が発生してから予め定められた時間をタイマ７９で計測して、表示部２３に穿刺が可能であるか否かを表示しても良い。

次に、ステップ８７に移り、穿刺ボタン２５ａの押下を待つ。この穿刺ボタン２５ａの押下信号は電気回路部２７で認識される。電気回路部２７ではレーザ発射装置２６を駆動する。そうするとレーザ光２６ｈは皮膚９に向けて発射される。なお、穿刺可能な負圧になったら自動的にレーザ発射装置２６を駆動して穿刺しても良い。

次に、採血動作のステップ８８に移る。このステップ８８においてレーザ光２６ｈでの穿刺により、患者の皮膚９から血液１０が流出する。この血液１０をセンサ３３内の貯留部４９に貯留する。貯留部４９に貯留された血液１０は毛細管現象により、供給路５０を介して検出部５１に導かれる。検出部５１に導かれた血液１０は検知極としての検出電極５５（図１３参照）に達すると、測定に必要な量の血液１０が得られたと判断する。そして、この時点で負圧手段２８の動作を自動的に停止させる。

また、予め定められた時間が経過しても、検出部５１で血液１０の検出がされない場合や、血液１０の量が適正でない場合（検出電極５４と検出電極５５間の抵抗で検出）は、警報手段を働かせて警報するとともに処置の内容を表示部２３に表示する。

次に、ステップ８９に移りグルコースの測定を行う。即ち、血液中のグルコースとグルコース酸化還元酵素とを一定時間反応させた後、検出電極５４を作用極、検出電極５６を対極として、前記両検出電極５４，５６間に電圧を印加する。そして、グルコースの測定を行う。

次はステップ９０に移りＨｃｔ値の測定をする。検出電極５７を作用極、検出電極５４を対極として、両検出電極５４，５７間に電圧を印加する。このことにより、Ｈｃｔ値に依存する電流が検出できる。従って、この電流に基づきＨｃｔ値を測定する。そして、ステップ８９で得られたグルコース量を補正し血糖値３０を算出する。

この算出された血糖値３０は次のステップ９１でメモリ６１に格納される。そして、次のステップ９２で指定された表示を選択する。このステップ９２は、入力部２５で患者に指定された表示ボタン２５ｃ、２５ｄにより行われる。この場合は、切り替えスイッチ２５ｅが血糖値測定モードを選択している。

次に、ステップ９３に移行し、血糖値３０が表示される。またここで、表示ボタン２５ｄで運動量３２を表示部２３に表示することもできる。また、表示ボタン２５ｃで血糖値３０と運動量３２の双方を表示部２３に表示することもできる。

一方、次に、ステップ８２において、患者が運動量３２の測定を切り替えスイッチ２５ｅで選択したならば、運動量測定部１４ａのカウンタ１４ｑをリセットして初期状態にする。このようにしてカウンタ１４ｑをリセットした後、ステップ９５に移行する。そして、運動量検出センサ１４ｐで患者の運動量３２を検出しカウンタ１４ｑをカウントアップする。カウントアップの度にステップ９６に移行し、スライダ部１７ｂの係止ピン１７ｅの状態をみる。ここで、係止ピン１７ｅの開閉の状態は、係止ピン１７ｅの係止凸部１７ｆへの接・断で判断される。カウンタ１４ｑによるカウントアップの動作は係止ピン１７ｅの係止凸部１７ｆへの嵌合までステップ９５に戻って行われる。係止ピン１７ｅと係止凸部１７ｆでセンサスイッチを形成し、このセンサスイッチ信号は制御部７６に導かれている。

係止ピン１７ｅが係止凸部１７ｆへ嵌合されたなら、ステップ９７に移行してカウンタ１４ｑ（運動量）の値をメモリ６１に格納する。そして、ステップ９２へ移行する。ステップ９２で表示ボタン２５ｃ、２５ｄの指示に従い、ステップ９３に移行し表示部２３に運動量３２の値を表示する。なお、例えば図１０に示す表示等は、表示ボタン２５ｃで選択する。

（実施の形態２）
図１７は、実施の形態２における血液検査装置１０１の断面図である。この血液検査装置１０１は、実施の形態１で説明した血液検査装置１１と比べて運動部を構成する駆動手段のみが相違する。即ち、血液検査装置１１における駆動手段は、スライダ部１７ｂの把握／開放による往復運動であったが、血液検査装置１０１における駆動手段は、ハンドル１０５の回転運動である点でのみ相違する。従って、この相違点を中心に説明し、血液検査装置１１と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化する。

図１７において、１０２は樹脂で形成された筐体であり、実施の形態１における血液検査装置１１のスライダ部１７ｂを押圧して係止ピン１７ｅで係止した外形と略同じものである。筐体１０２の上方１７ｄの略中央に運動検出センサ１４ｐとカウンタ１４ｑが一体化された運動量検出部１０３が装着されている。この運動量検出部１０３の上方には、ハンドル１０５（図１８参照）のつまみ１０５ａが収納される凹部１０６が設けられている。

大歯車１４ｄの中心は、図１８に示すハンドル１０５に連結している。このハンドル１０５の一方の端にはつまみ１０５ａが装着されている。このつまみ１０５ａを持ってハンドル１０５を矢印１０７に示す方向に回転させる。すると、大歯車１４ｄが回転する。以下は、実施の形態１と同様であって、発電機１３が回転して蓄電池１６を充電する。また、ハンドル１０５の回転数は、運動量検出部１０３内に設けられた運動量検出センサ１４ｐ（光センサが磁気センサを用いると良い）で検出され運動量３２が測定される。

ハンドル１０５を収納するときは、ハンドル１０５の他方の端１０５ｂを１８０度回動し、点線で示すように、筐体１０２に形成された凹部１０６につまみ１０５ａを収納する。この凹部１０６にはセンサ１０６ａが埋設されており、このセンサ１０６ａでつまみ１０５ａの収納を検出し、運動量３２の測定の終了を検出する。

実施の形態２における血液検査装置１０１は、ハンドル１０５による回転運動であるので、充電方法が容易となる。また、つまみ１０５ａを収納する凹部１０６を有しているので、携帯時にはスマートな外形となり、持ち運びに便利である。

本発明にかかる血液検査装置は充電が可能なので、携帯用の血液検査装置に適用できる。

本発明の実施の形態１における血液検査装置のブロック図 同断面図 同血液検査装置を構成するレーザ発射装置の断面図 同血液検査装置使用状態の斜視図 同血液検査装置の運動部を構成する駆動棒の要部断面図 同血液検査装置の運動部を構成する運動量測定部のブロック図 同発電機の断面図 同スイッチング電源のブロック図 同蓄電器とその近傍のブロック図 同表示部への表示例図 同血液検査装置に用いるセンサの断面図 同センサを構成する各構成要素の平面図、（ａ）は同カバーの平面図、（ｂ）は同スペーサの平面図、（ｃ）は同、基板の平面図 同センサの透視平面図 同センサ近傍の動作説明図 同血液検査装置を構成する電気回路部とその近傍のブロック図 同動作説明図 実施の形態２における血液検査装置の断面図 同平面図 従来の血液検査装置の断面図 同使用状態の説明図

符号の説明

１０ 血液
１１ 血液検査装置
１２ 発電部
１６ 蓄電池
１７ 筺体
２３ 表示部
２６ レーザ発射装置
２６ｈ レーザ光
２７ 電気回路部
３３ センサ

Claims (13)

1. 筐体内に収納された血液センサと、この血液センサに接続されるとともに血液の性質を測定する電気回路部と、レーザ光で皮膚を穿刺するレーザ発射装置と、前記電気回路部に接続された表示部と、前記電気回路部及び前記レーザ発射装置に電力を供給する電源とを備え、前記電源には蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を前記筐体内に収納した血液検査装置。
2. 電気回路部に設けられたメモリと、前記電気回路部に接続された入力部と、発電部内に設けられるとともに発電機を駆動させる運動部とを設け、前記入力部から入力される指示に基づいて、前記運動部を駆動した運動量と、血液の性質の測定値とを併せて前記メモリに格納するとともに表示部に表示する請求項１に記載の血液検査装置。
3. 蓄電池から放電された放電レベル、或いは前記蓄電池の蓄電量を表示部に表示する請求項１に記載の血液検査装置。
4. 運動部を構成する運動量測定部は、運動量を検出する運動量検出センサと、この運動量検出センサに接続されたカウンタとで構成された請求項２に記載の血液検査装置。
5. 運動部は、握力でスライドするスライド部を用いて、このスライドによる往復運動で発電機を駆動する請求項４に記載の血液検査装置。
6. 運動部は、ハンドルを用いて、このハンドルによる回転運動で発電機を駆動する請求項４に記載の血液検査装置。
7. 表示部は、血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを併せて表示することができる請求項４に記載の血液検査装置。
8. 表示部は、血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを夫々独立に表示することができる請求項４に記載の血液検査装置。
9. 血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを同一画面上に表示するとともに、前記血液の測定値はリニアスケールで表示し、前記運動量測定部で測定した測定値は対数スケールで表示する請求項７に記載の血液検査装置。
10. 血液の性質の測定値と運動量測定部で測定した測定値は、予め定められた値より大きいか小さいかにより異なる表示色で表示する請求項４に記載の血液検査装置。
11. 筺体は、本体部と、この本体部へスライド自在に設けられたスライド部とからなり、前記本体部の前記スライド部側に設けられた孔と、この孔の壁面に設けられた穿刺部と、前記本体部の角に穿刺ボタンが設けられた請求項４に記載の血液検査装置。
12. 電気回路に接続された負圧手段を設け、この負圧手段で発生する負圧を穿刺部内の負圧室へ導く請求項１１に記載の血液検査装置。
13. 血液センサに設けられた貫通孔を介して皮膚に負圧を加える請求項１２に記載の血液検査装置。

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