JP2010094165A - レーザ穿刺装置とこのレーザ穿刺装置を用いた血液検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤ってレーザ光が発射されるおそれがあった。
【解決手段】筐体１２と、この筐体１２の一方に設けられた穿刺開口部１３と、この穿刺開口部１３に対向して設けられたレーザ穿刺ユニット２６と、このレーザ穿刺ユニット２６を制御する電気回路部１７とを備え、穿刺開口部１３とレーザ穿刺ユニット２６との間に設けられた負圧室１４と、この負圧室１４に連結するとともに電気回路部１７に接続された負圧手段１６を設け、負圧室１４内の気圧が外気の気圧と略等しいときにはレーザ穿刺ユニット２６から放射されるレーザ光２６ｈを遮断し、負圧室１４内の気圧が外気の気圧より低いときにはレーザ穿刺ユニット２６から放射されるレーザ光２６ｈを通過させるシャッタ１５を設けたものである。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、レーザ穿刺装置とこのレーザ穿刺装置を用いた血液検査装置に関するものである。

従来のレーザ穿刺装置１は、図１４に示すように、筐体２と、この筐体２一方に設けられた穿刺開口部３と、この穿刺開口部３を開閉するシャッタ４と、このシャッタ４の開閉を外部から操作する操作部４ａと、穿刺開口部３に対向して設けられたレーザ穿刺ユニット５、このレーザ穿刺ユニット５を制御する電気回路部６、この電気回路部６に接続された穿刺ボタン７と、レーザ穿刺ユニット５と電気回路部６に電源を供給する電池８とで構成されていた。ここで、シャッタ４は、誤ってレーザ光５ａが放射されないように矢印４ｂ方向へバネで付勢されており、穿刺以外の状態では穿刺開口部３をシャッタ４で閉じるようになっていた。

以上のように構成されたレーザ穿刺装置１について、図１５を用いて以下にその動作を説明する。患者は穿刺開口部３に皮膚９を当接させる。そして、バネ（図示せず）の力に抗してシャッタ４の操作部４ａを矢印４ｃ方向に移動させる。操作部４ａを矢印４ｃ方向へ移動させることにより、シャッタ４は開となる。この状態において、穿刺ボタン７を押下する。すると、レーザ穿刺ユニット５からはレーザ光５ａが発射する。発射したレーザ光５ａは開となったシャッタ４を通過し、皮膚９を穿刺する。穿刺された皮膚９からは血液１０が滲出する。このようにして血液１０の採取が完了した後、矢印４ｃ方向への付勢を解除する。付勢が解除されるとバネの力により矢印４ｂ方向（図１４参照）に付勢されてシャッタ４は閉（図１４参照）となる。シャッタ４が閉となれば穿刺開口部３はシャッタ４で閉ざされるので、例え誤って穿刺ボタン７が押下されたとしてもレーザ光５ａが外部へ発射されることはなく安全である。

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

しかしながらこのような従来のレーザ穿刺装置１では、操作部４ａは外部から操作することができるので、操作部４ａに矢印４ｃ方向への何らかの力が加わるとシャッタ４は開となってしまう。この状態において、穿刺ボタン７が押下されるとレーザ光５ａが発射されてしまう。このレーザ光５ａはシャッタ４で遮断されることはないので、穿刺開口部３から外部へ放射されることになる。このようにしてレーザ光５ａが発射されると外部のものを誤って穿刺してしまうことが考えられる。

本発明は、このような問題を解決するもので、レーザ光の誤発射を防止したレーザ穿刺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レーザ穿刺装置は、穿刺開口部とレーザ穿刺ユニットとの間に設けられた負圧室と、この負圧室に連結するとともに電気回路部に接続された負圧手段を設け、前記負圧室内の気圧が外気の気圧と略等しいときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を遮断し、前記負圧室内の気圧が前記外気の気圧より低いときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を通過させるシャッタを設けたものである。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は、穿刺開口部とレーザ穿刺ユニットとの間に設けられた負圧室と、この負圧室に連結するとともに電気回路部に接続された負圧手段を設け、前記負圧室内の気圧が外気の気圧と略等しいときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を遮断し、前記負圧室内の気圧が前記外気の気圧より低いときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を通過させるシャッタを設けたものであり、負圧室内と外気の気圧の差により作動するシャッタを設けているので、人為的に外部からシャッタに触れることはなく、誤ってレーザ光を発射することはない。従って、安全性の高いレーザ穿刺装置を得ることができる。

また、このシャッタは気圧の差で作動するものであり、電気的な動力を必要としないので、例え電気系統が故障したとしても動作する。更に、その動作は、負圧室内の気圧が外気の気圧と略等しいときにはレーザ光を遮断するように安全側に作動するものである。
また、通常時（持ち運び時等）において、シャッタを構成する部品が外部へ突出する部分はなく、小型化されたレーザ穿刺装置を実現することができる。

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）
本実施の形態におけるレーザ穿刺装置１１の構造を図１に示す。図１において、１２は樹脂で形成されるとともに略直方体形状をした筐体である。この筐体１２の一方には、穿刺開口部１３が設けられており、この穿刺開口部１３に対向してレーザ穿刺ユニット２６が設けられている。

穿刺開口部１３とレーザ穿刺ユニット２６との間には負圧室１４が設けられえており、この負圧室１４内には、シャッタ１５が設けられている。このシャッタ１５は、レーザ穿刺ユニット２６から穿刺開口部１３に向かって発射されるレーザ光２６ｈの通過と遮断を制御するものである。

負圧室１４から負圧路１６ａを介して負圧手段１６が設けられており、この負圧手段１６は、負圧室１４に負圧を加えるものである。１７は電気回路部であり、この電気回路部１７は負圧手段１６の負圧制御とレーザ穿刺ユニット２６の制御を行うものである。

負圧手段１６と電気回路部１７に隣接して電池１８が着脱自在に装着されている。この電池１８は、電気回路部１７とレーザ穿刺ユニット２６に電源を供給するものである。電池１８は、起電力が４．５Ｖの二次電池を用いており、この電池１８として、チウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池等を使用することができる。

筐体１２の一方の側面１２ｂには、電気回路部１７に接続されるとともにレーザ光２６ｈを発射させる穿刺ボタン２１ａが設けられており、筐体１２の上面１２ｃ側には、電気回路部１７に接続された回生ボタン２１ｂとレーザパワー調整つまみ２１ｃが装着されている。穿刺ボタン２１ａは、回生ボタン２１ｂやレーザパワー調整つまみ２１ｃから離れた位置に設けることが誤発射を防止する上で重要な配慮である。また、この上面１２ｃ側には、電気回路部１７に接続された表示部２２が装着されている。

レーザ穿刺ユニット２６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（レーザロット）２６ａと、フラッシュ光源２６ｂ（光源の一例として用いた）と、レーザ結晶２６ａの前方に設けられたレンズ２６ｃとで構成されている。レーザ結晶２６ａの一方の端には透過率約１％の部分透過鏡２６ｆが装着されており、他方の端には全反射鏡２６ｇが装着されている。部分透過鏡２６ｆの前方には、凸レンズ２６ｃが配置されており、レーザ光２６ｈは穿刺開口部１３に当接される患者の皮膚９で焦点を結ぶように設定されている。

シャッタ１５は、中空室１５ａと、この中空室１５ａ内と外気との気圧の差を検知して摺動する気圧検知部１５ｂと、この気圧検知部１５ｂに一方の端が連結されるとともに遮光部を形成する遮光部材１５ｃとで構成されている。中空室１５ａには、外気と連通した外気導入孔１５ｄと、負圧室１４と連通した負圧連通孔１５ｅが設けられている。気圧検知部１５ｂは、外気導入孔１５ｄ側へバネ１５ｆで付勢さており、この気圧検知部１５ｂで外気導入孔１５ｄ側と負圧連通孔１５ｅ側とを分離している。遮光部材１５ｃは、レーザ光２６ｈを遮光する阻止部１５ｇとレーザ光２６ｈの透過窓１５ｈを有している。

負圧室１４の上面にはレーザ光２６ｈを通過させるフィルタ１４ｂが設けられており、このフィルタ１４ｂでレーザ穿刺ユニット２６との間を、レーザ光２６ｈが通過するとともに負圧室１４内の気圧の密閉を保っている。また、下面側は穿刺開口部１３と連通しており、この穿刺開口部１３を介して外気と連通している。

採血に際しては、皮膚９で穿刺開口部１３を密閉することにより、外気から密閉された負圧室１４が形成される。レーザ結晶２６ａとレンズ２６ｃとフィルタ１４ｂと穿刺開口部１３とは一直線上にあり、この一直線上にレーザ光２６ｈの通過路２６ｊ（図示せず）が形成されている。

次に、シャッタ１５の動作を説明する。図１に示すように、穿刺開口部１３が開放されている状態（皮膚９が穿刺開口部１３に当接していない状態）では、負圧室１４内は、穿刺開口部１３が開放されているので、外気と同じ気圧である。中空室１５ａ内も負圧連通孔１５ｅにより、バネ１５ｆ側（負圧連通孔１５ｅ側）は、負圧室１４内と同じ気圧になる。即ち、この場合バネ１５ｆ側は外気と同じ気圧になる。

一方、中空室１５ａの外気導入孔１５ｄ側は、外気導入孔１５ｄにより常に外気と連通しているので、外気と同じ気圧である。即ち、気圧検知部１５ｂのバネ１５ｆ側と外気導入孔１５ｄ側は同じ気圧となる。

従って、気圧検知部１５ｂはバネ１５ｆに付勢されて最も外気導入孔１５ｄ側へ摺動した位置で停止している。遮光部材１５ｃも気圧検知部１５ｂに連結されているので、最も外気導入孔１５ｄ側へ摺動した位置で停止している。この状態において、阻止部１５ｇはレーザ光２６ｈの通過路２６ｊに位置するように設計されており、レーザ光２６ｈは阻止部１５ｇにより阻止されて穿刺開口部１３から外部に放射されることはない。

即ち、穿刺開口部１３に皮膚９を当接させていない通常の状態においては、例え誤ってレーザ光２６ｈが発射されたとしても、阻止部１５ｇで阻止され外部へ放射されることはなく安全である。

次に、図２に示すように、穿刺開口部１３が皮膚９で密閉されている状態（皮膚９が穿刺開口部１３に当接されている状態）では、負圧室１４内は、密閉された部屋を形成する。この状態において、負圧手段１６を動作させることにより負圧室１４内に負圧が加えられる。この場合、気圧検知部１５ｂのバネ１５ｆ側（負圧連通路１４ｅ側）は、負圧連通孔１５ｅを介して負圧が加えられるのに対して、外気導入孔１５ｄ側は外気圧のままである。即ち、気圧検知部１５ｂの外気導入孔１５ｄ側に比べてバネ１５ｆ側は気圧が低くなる。バネ１５ｆ側の気圧が低くなると、気圧検知部１５ｂはバネ１５ｆの力に抗して負圧連通孔１５ｅ側に移動（摺動）する。気圧検知部１５ｂが移動して中空室１５ａの壁面に装着されたシャッタ位置検出センサ２１ｄに当接する。そしてこの当接した時点で負圧手段１６をオフすることにより、気圧検知部１５ｂは停止する。この停止した位置においては、遮光部材１５ｃに設けられた透過窓１５ｈが通過路２６ｊに位置するように設計されている。

この状態において、穿刺ボタン２１ａを押下するとレーザ光２６ｈが発射され、透過窓１５ｈを介して皮膚９が穿刺される。穿刺により皮膚９からは血液１０が滲出する。なお、皮膚９には負圧が加わって緊張状態になっているため、血液１０を容易に採取することができる。

２１ｅは、穿刺開口部１３の先端（皮膚９との当接面）に設けられた皮膚検知センサであり、この皮膚検知センサ２１ｅが皮膚９を検知することにより負圧手段１６がオンされて負圧室１４内に負圧が加えられる。この皮膚検知センサ２１ｅとシャッタ位置検出センサ２１ｄは共に電気回路部１７に接続されている。 １５ｊは、気圧検知部１５ｂと中空室１５ａとの間の気密性を高めるために、気圧検知部１５ｂの外周に装着されたリングである。

１４ｃは、フィルタ１４ｂに近接してレーザ光２６ｈの通過路２６ｊに設けられたフィルムである。このフィルム１４ｃは、穿刺の際の飛散物を付着させるとともにレーザ光２６ｈを通過させるものである。このフィルム１４ｃの一方は、ローラ１４ｄに巻回されており、他方は通過路２６ｊを通って他方のローラ１４ｅ間に張架されている。更にこのフィルム１４ｃの他方はローラ１４ｅを介して歯車付きのローラ１４ｆに巻き取られる。この歯車付きのローラ１４ｆは、遮光部材１５ｃに設けられた歯１５ｋに合歯して一方方向にのみ回転する。従って、負圧室１４内を遮光部材１５ｃが往復する度に、フィルム１４ｃもローラ１５ｆに微少量ずつ巻き取られて、新しいフィルム１４ｃ面が通過路２６ｊに現れる。このことにより、遮光部材１５ｃの移動の度に（飛散物が付着していない）新しいフィルム１４ｃ面が通過路２６ｊに現れる。従って、レーザ光２６ｈの透過率が減少することはない。また、フィルム１４ｃは、フィルタ１４ｂ側に近接して設けられている。即ち、穿刺開口部１３からは離れた位置にあり、レーザ光２６ｈの焦点から離れることになるので、レーザ光２６ｈのエネルギーでフィルム１４ｃが破壊することはない。

以上のように本実施の形態におけるシャッタ１５は、負圧室１４内の気圧と外気の気圧の差により作動するシャッタ１５を設けているので、人為的に外部からシャッタ１５に触れることはなく、誤ってレーザ光２６ｈを発射させることはなく安全である。

また、このシャッタ１５は気圧の差で作動するものであり、電気的な動力を必要としないので、例え電気系統が故障しても動作する。更に、その動作は、負圧室１４内の気圧が外気の気圧と略等しいときにはレーザ光２６ｈを遮断するように安全側に作動するものである。

また、通常時（持ち運び時等）において、シャッタ１５を構成する部品が外部へ突出する部分はなく、小型化されたレーザ穿刺装置１１を実現することができる。
図３は、レーザ穿刺装置１１の電気回路部１７を中心としたブロック図である。図３において、電池１８のプラス側は、電子スイッチ２３ａ一方に接続されており、この電子スイッチ２３ａの他方は昇圧回路２４の入力２４ａに接続されている。この昇圧回路２４は、電流制御可能なＤＣ／ＤＣコンバータで構成されており、制御端子２４ｂからの制御で昇圧と、流れる電流の制御が行われるものである。

昇圧回路２４の出力２４ｃと電池１８のマイナス側との間にはコンデンサ２５が接続されている。このコンデンサ２５は、昇圧回路２４から出力される電気（電荷）をチャージするものである。なお、コンデンサ２５には、静電容量は３００μＦで、耐圧５００Ｖのものを用いている。このコンデンサ２５の両端はレーザ穿刺ユニット２６を構成するフラッシュ光源２６ｂの電極２６ｄに夫々接続されている。

また、このコンデンサ２５のプラス側（昇圧回路２４の出力２４ｃ側）は、電子スイッチ２３ｂ一方に接続されており、この電子スイッチ２３ｂの他方は降圧回路２７の入力２７ａに接続されている。そしてその出力２７ｃは、電池１８のプラス側に接続されている。この降圧回路２７は、電流制御可能なＤＣ／ＤＣコンバータで構成されており、制御端子２７ｂからの制御で降圧制御が行われるものである。

コンデンサ２５のプラス側は、電子スイッチ２３ｃの一方に接続されており、他方はトリガ回路２８の入力に接続されている。このトリガ回路２８の出力はフラッシュ光源２６ｂのトリガ電極２６ｅに接続されている。

コンデンサ２５の両端には、電圧測定回路２９が接続されている。この電圧測定回路２９は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータで構成されている。この電圧測定回路２９の出力は、コンデンサ２５へのチャージ電流を制御する制御部３０に接続されており、この制御部３０の出力は昇圧回路２４の制御端子２４ｂと、降圧回路２７の制御端子２７ｂと、表示部２２と、タイマ３１と、負圧手段１６の制御端子と、入力部２１に接続されている。

入力部２１は、穿刺ボタン２１ａと、回生ボタン２１ｂと、レーザパワー調整つまみ２１ｃと、シャッタ位置検出センサ２１ｄ（図２参照）と、皮膚検知センサ２１ｅとで構成されている。

電子スイッチ２３は（２３ａ〜２３ｃ）は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）で構成されており、大容量の電流を高速でスイッチングすることが可能である。

また、電子スイッチ２３ａの他方の端子と電池１８のマイナス側には、負圧手段１６を構成するモータ１６ｂが接続されており、このモータ１６ｂは負圧ポンプ１６ｃに直結されている。そして、負圧ポンプ１６ｃの出力は切り替え弁１６ｄと直結しており、この切り替え弁１６ｄの一方は負圧路１６ａを介して負圧室１４に連結している。また、切り替え弁１６ｄの他方は排気口（図示せず）に接続されている。そして、これ等の制御は制御部３０で行われる。

以上のように構成されたレーザ穿刺装置１１の動作について以下説明する。図４において、先ずステップ３５において、レーザ穿刺装置１１の穿刺開口部１３を患者の皮膚９に当接させる。この当接検知は皮膚検知センサ２１ｅの出力で行う。皮膚９への当接が検知されるとステップ３６へ移行する。ステップ３６では、レーザパワー調整つまみ２１ｃで設定されたレーザパワーの設定値を読み込む。そして、コンデンサ２５への充電電圧を決定し、ステップ３７へ移行する。

ステップ３７では、負圧手段１６をオンするとともにレーザチャージを開始し、ステップ３８へ移行する。ステップ３８では、レーザパワーの設定値により設定された電圧がコンデンサ２５にチャージされたか否かを電圧測定回路２９により測定する。設定された電圧がコンデンサ２５にチャージされたらステップ３９へ移行する。

ステップ３９では、負圧室１４内が皮膚９を盛り上げるための適正な負圧となったか否かをシャッタ位置検知センサ２１ｄの出力で行う。適正な負圧となると、シャッタ１５の遮光部材１５ｃに設けられた透過窓１５ｈが通過路２６ｊに位置する。即ち、この位置になったところでシャッタ位置検知センサ２１ｄの出力が得られ、皮膚９が盛り上がるとともに、透過窓１５ｈによりレーザ光２６ｈの通過路２６ｊが確保される。そして、ステップ４０へ移行する。なお、この時間はタイマ３１で設定しても良い。

ステップ４０では、表示部２２へ「穿刺可」の表示をして、ステップ４１へ移行し、穿刺ボタン２１ａの押下を待つ。ステップ４１で穿刺ボタン２１ａが押下されると、ステップ４２へ移行し、電子スイッチ２３ｃがオンとなる。電子スイッチ２３ｃがオンするとレーザ穿刺ユニット２６からレーザ光２６ｈが放射される。レーザ光２６ｈが放射されるとステップ４３に移行して、ステップ４０で表示した「穿刺可」の表示をオフする。表示をオフした後、ステップ４４へ移行して約３秒の血液滲出時間を待つ。この血液滲出時間はタイマ３１で設定する。タイマ３１で設定された時間が経過した後、表示部２２には、皮膚９から離すことを許可する旨の表示を行いステップ４５へ移行する。そして、負圧手段１６をオフする。負圧手段１６をオフした後、ステップ４６へ移行し患者がレーザ穿刺装置１１を皮膚９から離すのを待つ。この検知は皮膚検知センサ２１ｅの出力で行う。レーザ穿刺装置１１が皮膚９から離れると、穿刺開口部１３が外気に開放される。そして、ステップ４７に移行してシャッタ１５は閉じる。これで一連の動作は終了する。

なお、ステップ４１において、穿刺ボタン２１ａが押下されるまでは、ステップ４８とステップ４９とステップ４１間でループしながら待つ。ステップ４８では、回生ボタン２１ｂが押下されたか否かを判定する。回生ボタン２１ｂが押下されるとステップ５０に移行して電力の回生を行う。即ち、電子スイッチ２３ｂをオンすることにより、コンデンサ２５にチャージされた電荷は降圧回路２７を介して電池１８へ回生させる。このように、途中で穿刺を中止したい場合には、回生ボタン２１ｂを押下することにより、電力を無駄にすることなく回生させることができる。また、このことにより、レーザ光２６ｈが誤って発射されることはなく安全である。

穿刺ボタン２１ａも回生ボタン２１ｂも押下されない場合は、ステップ４９で３分間の予め定められた時間が経過したか否かを待つ。予め定められた時間が経過しても、穿刺ボタン２１ａや回生ボタン２１ｂが押されない場合は、ステップ５０へ移行して電力の回生が行われる。また、ステップ４７において、皮膚検知センサ２１ｅが皮膚９の検知をしないにも関わらずシャッタ位置検知センサ２１ｄの出力がオフされない場合は、ステップ５１に移行し、表示部２２へシャッタ１５が開放されたままである旨の表示をする。そしてその後、ステップ５０へ移行して電力の回生を行う。このように電力の回生機能を有しているので、誤ってレーザ光２６ｈが発射されることはなく安全である。また、電荷は電池１８に戻されるので、電池１８の損失は極めて少なくなり、穿刺回数を大幅に減ずることはない。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において使用したシャッタ１５の代わりにシャッタ５５を用いた点で実施の形態１と相違するものである。その他に付いては実施の形態１と同様であるので、同符号を付して説明を簡略化している。

本実施の形態におけるシャッタ５５は、図５（ａ）に示すように、中空室１５ａ内を摺動する気圧検知部１５ｂには、遮光部に連結された可動部材５５ａの一方が連結されている。また、この可動部材５５ａの他方の近傍には、回動軸５５ｂが垂直方向（図面において）に立設されており、この回動軸５５ｂには水平方向（図面において）に突起５５ｃと遮光羽根５５ｄが設けられている。

突起５５ｃは、可動部材５５ａの他方が当接する位置に設けられており、気圧検知部１５ｂの往復移動に連動する可動部材５５ａの往復移動運動が伝動されて、これにより回動軸５５ｂの回動運動をさせるものである。また、遮光羽根５５ｄは、回動軸５５ｂの回動により、レーザ光２６ｈの通過路２６ｊを遮断したり開放させたりするものである。

図５（ａ）は、穿刺開口部１３が開放されている例である。この状態においては、気圧検知部１５ｂの負圧連通孔１５ｅ側と外気導入孔１５ｄの気圧は略同一であり、気圧検知部１５ｂは、外気導入孔１５ｄ側に移動して停止している。この状態は図５（ｂ）に示すように、遮光羽根５５ｄが矢印５５ｅ方向に回動し、レーザ光２６ｈの通過路２６ｊを遮断している。５５ｆは、この状態における通過路２６ｊの位置である。

これに対して図６は、穿刺開口部１３が皮膚９で塞がれた図である。穿刺開口部１３が皮膚９で塞がれると、負圧手段１６が動作して負圧室１４内は負圧となる。即ち、気圧検知部１５ｂの負圧連通孔１５ｅ側の気圧が外気導入孔１５ｄの気圧よりも低くなる。このことにより、気圧検知部１５ｂは、負圧連通孔１５ｅ側に移動して来る。即ち、図６（ｂ）に示すように、遮光羽根５５ｄは矢印５５ｇ方向に回動し、通過路２６ｊの通路は開放される。従って、レーザ光２６ｈは、穿刺開口部１３を通過して皮膚９を穿刺することができる。５５ｆは、レーザ光２６ｈの通過路２６ｊの位置である。

本実施の形態において、遮光羽根５５ｄは、可動部材５５ａとフィルタ１４ｂとの間にあり、レーザ光２６ｈの焦点から遠い位置にあるので、遮光羽根５５ｄのレーザ光エネルギーによる負担は軽いものとなる。なお、この場合もシャッタ５５の効果としては、実施の形態１と同様の効果を奏するものである。また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に可動部材５５ａに連動して移動するフィルム１４ｃをフィルタ１４ｂの下方に隣接して設けることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１において使用したシャッタ１５の代わりにシャッタ５６を用いた点で実施の形態１と相違するものである。その他に付いては実施の形態１と同様であるので、同符号を付して説明を簡略化している。

本実施の形態におけるシャッタ５６は、図７に示すように、中空室５６ａと回動部材５６ｄ（遮光部の一例）とで構成されている。中空室５６ａは、負圧室１４内に外気と連通するように設けられており、実施の形態１と同様、外気側に外気導入孔１５ｄが設けられている。一方中空室１５ａの負圧室１４側の下面には孔５６ｂが設けられ、この孔５６ｂを塞ぐようにゴムで形成された弾性体（気圧検知部の一例）５６ｃが装着されている。この弾性体５６ｃは、中空室５６ａ側（外気導入孔１５ｄ側）へ弾性で付勢されている。

一方、遮光部は、この弾性体５６ｃに一方が当接するとともに他方にはレーザ光２６ｈの阻止部５６ｇを有する回動部材５６ｄで形成されている。この回動部材５６ｄは、支点５６ｅで回動自在に設けられている。

図７は、穿刺開口部１３が開放されている例である。この状態においては、穿刺開口部１３は開放しているので、弾性体５６ｃに加わる圧力は負圧室１４側と外気導入孔１５ｄの気圧は略同一であり、弾性体５６ｃは自身の弾性により、中空室５６ａ側（外気導入孔１５ｄ側）に移動している。この状態において、回動部材５６ｄはレーザ光２６ｈの通過路２６ｊを遮断するように設けられている。

これに対して図８は、穿刺開口部１３が皮膚９で塞がれた図である。穿刺開口部１３が皮膚９で塞がれると、負圧手段１６が動作して負圧室１４内は負圧となる。即ち、弾性体５６ｃは負圧室１４側の気圧が中空室５６ａ（外気導入孔１５ｄ）の気圧よりも低くなる。このことにより、弾性体５６ｃは、負圧室１４側に突出して、シャッタ位置検出センサ２１ｄに当接する。この状態において、回動部材５６ｄは、矢印５６ｆ方向へ回動し、レーザ光２６ｈは、穿刺開口部１３を通過して皮膚９を穿刺するように設けられている。

本実施の形態において、弾性体５６ｃを穿刺開口部１３側に設けたが、この弾性体５６ｃは中空室５６ａの上面側（フィルタ１４ｂ側）に設けても良い。この場合、回動部材５６ｄに設けられた阻止部５６ｇは、レーザ光２６ｈの焦点から遠い位置となり、レーザ光エネルギーによる阻止部５６ｇの負担は軽いものとなる。なお、本実施の形態におけるシャッタ５６の効果としては、実施の形態１と同様の効果を奏するものである。また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に回動部材５６ｄに連動して移動するフィルム１４ｃをフィルタ１４ｂの下方に隣接して設けることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態１〜３で用いた遮光部（実施の形態１における阻止部１５ｇ、実施の形態２における遮光羽根５５ｄ、実施の形態３における阻止部５６ｇ）の形状について説明する。なお、実施の形態１〜３と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化している。

図９（ａ）は、遮光部を構成する遮光部材５７の断面図である。この遮光部材５７の先端は、レーザ光２６ｈが反射する反射部５７ａが傾斜して設けられており、この反射部５７ａでレーザ光２６ｈの進行方向を変えている。約２０度の傾斜角度を有した反射部５７ａは、鏡面仕上げされている。反射部５７ａに傾斜をつけて鏡面仕上げをすることにより、レーザ光２６ｈの反射光を一点でのみ吸収して対処すれば良いので、反射光の吸収部の対策は一点だけとなり設計が容易となる。

図９（ｂ）は、他の例における遮光部を構成する遮光部材５８の断面図である。この遮光部材５８には、レーザ光２６ｈが散乱反射する散乱反射部５８ａが設けられており、この散乱反射部５８ａは粗面仕上げされている。散乱反射部５８ａを粗面仕上げをすることにより、レーザ光２６ｈの反射光を散乱させることができるので、反射光の吸収部の対策強度は小さいものでも良い。

（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５における血液検査装置１００の断面図である。血液検査装置１００は、レーザ穿刺装置により採取した血液１０の血糖値を測定するものであり、レーザ穿刺装置と測定装置が同一筐体に一体化されたものである。なお、実施の形態１〜４と同じものに付いては同符号を付して説明を簡略化している。

図１０において、１０１は樹脂で形成された筐体であり、この筐体１０１の一方には穿刺開口部１３を有する円筒形状の筒体１０１ｂが設けられている。この筒体１０１ｂの内側には、穿刺開口部１３に対向してレーザ穿刺ユニット２６が装着されている。そして、この穿刺開口部１３とレーザ穿刺ユニット２６との間に負圧室１４が設けられている。

また、負圧室１４には、負圧路１６ａで連結された負圧手段１６が装着されている。負圧手段１６の上方には電気回路部１０３が装着されており、この電気回路部１０３内には、測定回路部１０４（図１３参照）が設けられている。更に、電気回路部１０３と負圧手段１６に隣接して電池１８が交換自在に収納されている。

筐体１０１の他方１０１ｄには、レーザパワー調整つまみ２１ｃと表示部２２と回生ボタン２１ｂが設けられており、側面１０１ｅには穿刺ボタン２１ａが設けられている。このように穿刺ボタン２１ａのみを他の操作部と別の離れた位置に配置しておくことが安全上重要である。

１１０はセンサユニットであり、穿刺開口部１３を有する筒体１０１ｂへ着脱自在に装着される。このセンサユニット１１０は、ホルダ１１０ａと血液センサ（以下センサという）１２１とで構成されており、このホルダ１１０ａ内にはセンサ１２１が装着されている。センサ１２１に設けられた接続電極１３１ａ〜１３５ａ、１３３ｃ（図１２参照）は、筒体１０１ｂの先端に設けられたコネクタ１４６ａ〜１４６ｆを介して電気回路部１０３に接続されている。

なお、負圧手段１６による負圧は、負圧路１６ａとセンサ１２１に形成された貫通孔１３６を介して、第２の負圧室１０２へ導かれる。

以上のように構成された血液検査装置１００のセンサユニット１１０を患者の皮膚９に当接させる。このとき、皮膚検知センサ２１ｅは患者の皮膚９を検知する。皮膚９の検知により負圧手段１６がオンされると、負圧室１０２には負圧が加わり、この負圧室１０２内の皮膚９が盛り上がる。この皮膚９が盛り上がった状態で穿刺ボタン２１ａを押下すると、レーザ穿刺ユニット２６から発射されたレーザ光２６ｈは、センサ１２１に形成された貯留部１２６を貫通して皮膚９を穿刺する。皮膚９からは血液１０が滲出し、貯留部１２６へ取り込まれる。

図１１は、ホルダ１１０ａに装着されるセンサ１２１の断面図である。このセンサ１２１を構成する基体１２１ａは、基板１２２と、この基板１２２の上面に貼り合わされた第１のスペーサ１２３と、このスペーサ１２３の上面に貼り合わされた第２のスペーサ１２４と、このスペーサ１２４の上面に貼り合わされるとともにレーザ光２６ｈを透過するフィルム１２５とで構成されており、その形状は略円形状とした板体で形成されている。

１２６は、血液１０（図２参照）の貯留部であり、この貯留部１２６は、基体１２１ａの略中央に形成されている。この貯留部１２６は皮膚９（図２参照）上に当接させて血液１０を採取するため、基体１２１ａの下面１２１ｂに向かって開口１２６ｄするとともに、上面１２１ｄ側はフィルム１２５で密封されている。この貯留部１２６は円筒形状をしており、開口１２６ｄを形成する開口面からの高さ寸法１２６ｂは、円筒形の半径（直径１２６ａの２分の１）１２６ｃより大きくしている。従って、十分大きな血液滴１０ａを貯留部１２６内に得ることができる。

１２７は、この貯留部１２６に一方の端が連結された血液１０の供給路であり、貯留部１２６に溜められた血液１０を毛細管現象で供給路１２７上に形成された検出部１２８へ導く路である。また、この供給路１２７の他方の端は空気孔１２９に連結されている。ここで、供給路１２７内は親水性材料を用いている。

１３０は、検出部１２８上に載置された試薬である。この試薬１３０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１２２に形成された検出部１２８を形成する検出電極１３１，１３３（図１２参照）上に滴下し、乾燥させることで形成したものである。

１３６は、貯留部１２６と基体１２１ａの外周との間に形成された直径１．５００ｍｍの貫通孔であり、センサ１２１における負圧路を形成するものである。なお、この負圧路はスペーサ１２４にスリットを設けて、フィルム１２５側から貯留部１２６へ連結しても良い。

図１２は、センサ１２１の透視平面図である。センサ１２１の形状は正６角形をしており、その夫々６個の頂部には、血液検査装置１００に設けられた筒体１０１ｂの先端（図１０参照）に設けられたコネクタ１４６（１４６ａ〜１４６ｆ）に接続される接続電極１３１ａ〜１３５ａと、基準電極１３３ｃが形成されている。

１２６は、正６角形状をしたセンサ１２１の略中央に設けられた貯留部であり、この貯留部１２６に一方の端が接続された供給路１２７が検出電極１３２に向かって設けられている。そして、この供給路１２７の他方の端は空気孔１２９に連結している。この供給路１２７上には、貯留部１２６から順次接続電極１３４ａに接続された検出電極１３４と、接続電極１３５ａに接続された検出電極１３５と、再度接続電極１３４ａに接続された検出電極１３４と、接続電極１３３ａ及び基準電極１３３ｃに接続された検出電極１３３と、接続電極１３１ａに接続された検出電極１３１と、再度接続電極１３３ａ及び基準電極１３３ｃに接続された検出電極１３３と、接続電極１３２ａに接続された検出電極１３２が設けられている。また、検出電極１３１，１３３上には、試薬１３０（図１１参照）が載置される。１３６は、貯留部１２６と接続電極１３４ａとの間に設けられた貫通孔である。

本実施の形態におけるセンサ１２１は、センサ１２１にレーザ光２６ｈを透過させるフィルム１２５が既に装着されているので、負圧室１４にフィルム１４ｃを設ける必要はない。即ち、このフィルム１２５の効果により、負圧室１４に装着されたフィルタ１４ｂが穿刺時の飛散物で汚れることはない。また、センサ１２１を交換すると同時にフィルム１２５も交換されることになる。従って、フィルム１２５の交換を意識することなくセンサ１２１を交換することにより、フィルム１２５も同時に交換されるので、交換に関しての煩わしさはない。

更に、開口１２６ｄ面からフィルム１２５までの高さ寸法１２６ｂは円筒形の半径寸法１２６ｃより大きくしているので、貯留部１２６に十分の大きさの血液滴１０ａを生成することができる。更にまた、このセンサ１２１は、フィルム１２５を別部品（例えば、実施の形態１〜３で述べたフィルム１４ｃ）として用意する必要が無いので、全体として低価格化が実現できる。更にまた、このセンサ１２１をホルダ１１０ａに装着してセンサユニット１１０とすれば、センサ１２１の厚みは全く目立たないものとなる。

図１３は、電気回路部１０３とその周辺のブロック図である。本実施の形態における電気回路部１０３は、血液１０の測定回路部１０４と残回数算出回路部１４３が追加された点でレーザ穿刺装置１１に用いた電気回路部１７と相違する。従って、この相違点を中心に説明する。

先ず、残回数算出回路部１４３の構成について説明する。電池１８の出力は電圧・電流検出部１３７に接続されており、この電圧・電流検出部１３７の出力は消費電力測定部１３９とバッテリ残量測定部１３８に接続されている。バッテリ残量測定部１３８の出力は穿刺残量算出部１４０に接続されており、この穿刺残量算出部１４０は、メモリ１４１と、表示部２２と、制御部１５６に接続されて制御される。

また、消費電力測定部１３９の出力はメモリ１４１と、負圧手段１６と、電気回路部１７ａ（実施の形態１における電気回路部１７に該当）と、測定回路部１０４に接続されている。

以上のように構成された残回数算出回路部１４３において、穿刺の度に消費電力の測定とバッテリ残量の測定を行い、これ等の値から穿刺残量算出部１４０で穿刺残回数を算出して表示部２２に表示するものである。
次に、測定回路部１０４について説明する。センサ１２１の接続電極１３１ａ〜１３５ａ、基準電極１３３ｃは、コネクタ１４６ａ〜１４６ｆを介して測定回路部１０４を構成する切換回路１５０に接続されている。この切換回路１５０の出力は、電流／電圧変換器１５１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）１５２を介して演算部１５３の入力に接続されている。この演算部１５３の出力は、液晶で形成された表示部２２と送信部１５４に接続されている。また、切換回路１５０は基準電圧源１５５が接続されている。なお、この基準電圧源１５５はグランド電位であっても良い。

１５６は制御部であり、この制御部１５６は実施の形態１における制御部３０の機能を含むものである。この制御部１５６の出力は、レーザ穿刺ユニット２６が接続された電気回路部１７ａと、切換回路１５０の制御端子（図示せず）と、演算部１５３と、送信部１５４と、負圧手段１６に接続されている。また、制御部１５６の入力には、穿刺ボタン２１ａと回生ボタン２１ｂとレーザパワー調整つまみ２１ｃと皮膚検知センサ２１ｅと、シャッタ位置検出センサ２１ｄと、タイマ３１とが接続されている。

次に、測定回路部１０４の動作を説明する。先ず、センサ１２１の接続電極１３１ａ〜１３５ａ、基準電極１３３ｃ（図１２参照）がコネクタ１４６ａ〜１４６ｆの何れに接続されているかを検出する。即ち、制御部１５６の指令により、コネクタ１４６ａ〜１４６ｆの内、隣り合うコネクタ間の電気抵抗が零であるコネクタを見つける。そして、その電気抵抗が零のコネクタが見つかったら、そのコネクタに接続されているものが基準電極１４３ｃに接続されるコネクタ１４６であると決定する。そして、この基準電極１４３ｃに接続されたコネクタ１４６を基準として、順に接続電極１３４ａ，１３５ａ、１３１ａ、１３２ａ，１３３ａにコネクタ１４６（コネクタ１４６ａ〜１４６ｆのうち何れかから始まる）が接続される。このようにして、接続電極１３１ａ〜１３５ａ、基準電極１３３ｃに接続された夫々のコネクタ１４６ａ〜１４６ｆを決定し、その後血液１０の測定に移る。

測定動作では、先ず切換回路１５０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１３１（図１２参照）を電流／電圧変換器１５１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１３２を基準電圧源１５５に接続する。そして、検出電極１３１及び検出電極１３２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１３１，１３２間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換器１５１によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器１５２によってデジタル値に変換される。そして、演算部１５３に向かって出力される。演算部１５３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、これは負圧手段１６をオフするタイミングとして使用することができる。

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１５６の指令により、切換回路１５０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１３１を電流・電圧変換器１５１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１３３を基準電圧源１５５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１５１及び基準電圧源１５５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１５６の指令により、検出電極１３１と１３３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１３１，１３３間に電流が流れる。この電流は電流／電圧変換器１５１によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器１５２によってデジタル値に変換されて、演算部１５３に向かって出力される。演算部１５３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１５６からの指令により切換回路１５０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１３５を電流／電圧変換器１５１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１３１を基準電圧源１５５に接続する。

次に、制御部１５６の指令により、電流／電圧変換器１５１及び基準電圧源１５５から検出電極１３５と１３１間に一定の電圧（２Ｖ〜３Ｖ）を印加する。検出電極１３５と１３１間に流れる電流は、電流／電圧変換器１５１によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器１５２によってデジタル値に変換される。そして演算部１５３に向かって出力される。演算部１５３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２２に表示する。また、この補正された結果を送信部１５４からインスリンを注射する注射装置に向けて送信する。この送信は電波を用いることもできるが、医療器具への妨害のない光通信で送信することが好ましい。

このように補正された測定データを送信部１５４から送信することにより、インスリンの投与量が注射装置に自動的に設定されるようにすれば、患者が投与するインスリンの量を注射装置に設定する必要は無く、設定の煩わしさは無くなる。また、人為手段を介さずにインスリンの量を注射装置に設定することができるので、設定のミスを防止することができる。

以上、グルコースの測定を例に説明したが、センサ１２１を交換して試薬１３０を変えることにより、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。

次に、血液検査装置１００の検査方法を説明する。この血液検査装置１００の動作は基本的にレーザ穿刺装置１１の動作と同様であり、相違する点に付いてのみ説明する。即ち、図４における動作説明において、ステップ４４とステップ４５の間に血糖値の測定ステップ５２と、この測定ステップ５２の後で測定した血糖値の値と穿刺残回数を表示部２２に表示するステップ５３が挿入されているものである。

ステップ５２では、皮膚９の穿刺により、滲出した血液１０がセンサ１２１の貯留部１２６に取り込まれる。この貯留部１２６に取り込まれた血液１０は、供給路１２７による毛細管現象により一気に（定まった流速で）検出部１２８に取り込まれる。そして、血液１０の血糖値が測定される。

ステップ５２で血糖値が測定されたら、ステップ５３へ移行し、測定した血糖値と穿刺残回数を表示部２２に表示する。なお、ステップ４５における負圧手段１６のオフは、血液１０が検出電極１３２へ到達した時点でオフにしても良い。

本発明にかかるレーザ穿刺装置は、安全性が高いので、レーザ穿刺ユニットを用いたレーザ穿刺装置等に適用できる。

本発明の実施の形態１におけるレーザ穿刺装置の断面図 同要部断面図 同電気回路部とその周辺のブロック図 同動作説明図 （ａ）は同実施の形態２におけるレーザ穿刺装置の第１の状態における要部断面図、（ｂ）は同要部平面図 （ａ）は同第２の状態における要部断面図、（ｂ）は同要部平面図 同実施の形態３におけるレーザ穿刺装置の第１の状態における要部断面図 同第２の状態における要部平面図 （ａ）は同実施の形態４におけるシャッタを構成する遮光部の第１の例による断面図、（ｂ）は同第２の例による断面図 同実施の形態５における血液検査装置の断面図 同血液検査装置に用いるセンサの断面図 同透視平面図 同電気回路部とその周辺のブロック図 従来のレーザ穿刺装置の第１の状態における断面図 同第２の状態における断面図

符号の説明

１１ レーザ穿刺装置
１２ 筐体
１３ 穿刺開口部
１４ 負圧室
１５ シャッタ
１６ 負圧手段
１７ 電気回路部
２６ レーザ穿刺ユニット
２６ｈ レーザ光

Claims (10)

1. 筐体と、この筐体の一方に設けられた穿刺開口部と、この穿刺開口部に対向して設けられたレーザ穿刺ユニットと、このレーザ穿刺ユニットを制御する電気回路部とを備え、前記穿刺開口部と前記レーザ穿刺ユニットとの間に設けられた負圧室と、この負圧室に連結するとともに前記電気回路部に接続された負圧手段を設け、前記負圧室内の気圧が外気の気圧と略等しいときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を遮断し、前記負圧室内の気圧が前記外気の気圧より低いときには前記レーザ穿刺ユニットから放射されるレーザ光を通過させるシャッタを設けたレーザ穿刺装置。
2. シャッタは、外気と連結するとともに負圧室内に設けられ中空室と、前記負圧室内の気圧と前記外気との気圧差により移動する気圧検知部と、この気圧検知部に連結された遮光部とで形成された請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
3. 気圧検知部は筒状の中空室内を摺動するととともに外気方向に付勢され、遮光部は前記気圧検知部に一方が連結された遮光部材と、この遮光部材に設けられたレーザ光の透過窓を有する請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
4. 気圧検知部は筒状の中空室内を摺動するととともに外気方向に付勢され、遮光部は前記気圧検知部に一方が連結された可動部材と、この可動部材に連結されるとともにレーザ光の遮断と透過を制御する遮光羽根とで形成された請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
5. 気圧検知部は筒状の中空室と負圧室との間に前記中空室側に向かって付勢された弾性体で形成されるとともに、遮光部は前記弾性体に一方が押圧されて回動する回動部材で形成され、この回動部材の回動によりレーザ光の遮断と透過を制御する請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
6. 遮光部を形成する遮光部材の先端には、レーザ光の反射部が設けられた請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
7. 遮光部を形成する遮光部材の先端には、レーザ光の散乱反射部が設けられた請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
8. シャッタとレーザ穿刺ユニットとの間にレーザ光を透過するフィルムを設け、遮光部の位置移動により前記フィルムを微少量ずつ巻き取る請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
9. 請求項２に記載のレーザ穿刺装置の穿刺開口部に血液センサを設けるとともに、この血液センサと接続された測定回路部が設けられた血液検査装置。
10. 血液センサは、基体と、この基体の略中央に設けられた円筒形の貯留部と、この貯留部に一方の端が連結されるとともに他方の端は空気孔に連結された供給路と、この供給路に設けられた検出電極と、この検出電極に接続されるとともに前記基体の辺へ導出された接続電極とを備え、前記貯留部は前記基体の下面に向かって開口するとともに、上面側はレーザ光を透過させるフィルムで密閉し、前記開口を形成する開口面からフィルムまでの高さ寸法は、前記円筒形の半径寸法より大きくした請求項９に記載の血液検査装置。

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