JP2013542008A - 診断装置 - Google Patents

Abstract

改善された診断検体監視装置は、診断要素の皮内設置のために部分的に後退させられることが可能な中空の案内針を有し、診断要素は、この装置内で測定手段に固定して接続されており、この装置は、案内針を除去する必要性、及び、皮膚の中へ設置した後に診断要素を測定手段に接続する必要性を不要にする。皮膚に接着する可撓性表面が、案内針の中での診断要素の皮下注入の役に立ち、案内針の部分的な後退が、容易な取扱い及び安全な作動のために設計された手段によって駆動されて、活性表面を体液に露出させる。装置で測定された内因性検体及び外因性検体の濃度／時間の分析結果が、個人に合わせた基準に基づいて、薬物療法様式を改善するために使用される。

Description

本発明は、検体の濃度の測定のために、診断要素の活性表面を体液に露出させるための方法及び装置に関するものである。この装置は、患者の皮膚を貫通する中空の案内針を備え、この中空の案内針は、活性表面及び診断要素の測定手段への接続線を収容する。

特定の個人におけるグルコース、乳酸塩、クレアチニン、又は酸素などの内因性検体のレベルを監視することは、その人の健康にとって極めて重要である。また、グルコースなどの特定の物質を、診断ストレステストのために投与することも場合もある。さらに、インシュリン、及び特定の薬物とそれらの代謝産物など、生体異物のレベルを監視することは、例えば腎臓及び肝臓の機能を診断するために重要であり、薬物療法において精選された正しい投薬のために極めて重要であり得る。選択された薬物に関して、所与の患者における療法条件の下でその薬物動態を監視することによって、療法スケジュールを個人に合わせて最適化することができ、潜在的に重大な薬物間相互作用を避けるのに役立つ。そのような用途に関して、数時間から数日間、例えば、皮下間質液などの体液の中の検体濃度を監視することを可能にする、信頼できる装置が必要である。患者に受け入れられるために、かつ、外来診療の場で使用するためには、便利であり、かつ侵襲性が最小限であることが、極めて重要である。

採血の頻繁な実施の便利な代替例は、皮膚の間質液の中の検体の濃度を測定することであり、それは、例えばグルコースなどの特定の検体の濃度は、これらの２つの体液区画の間で高い相関性があるからである（Ｂａｎｔｌｅら、Ｊ Ｌａｂ Ｃｌｉｎ Ｍｅｄ １９９７；１３０：４３６〜４４１、Ｂｏｙｎｅら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ ２００３；５２：２７９０〜２７９４）。例えば、間質液の中のグルコースを監視するためのセンサーが、当技術分野で知られており、例えば、Ｂｏｎｎｅｃａｚｅらによる、２００３年６月１７日に発行された米国特許第６５７９６９０号、Ｐｅｙｓｅｒらによる、２００７年１０月２５日に公開された米国特許出願公開第２００７／０２４９９２２号明細書（また、Ｈｅｌｌｅｒ及びＦｅｌｄｍａｎによるレビュー、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ２００８、１０８：２４８２〜２５０５も参照）で知られている。複数の特許出願に、そのようなセンサー・装置の様々な実施例が記載されている。これらの装置の、及び、従来技術の装置の１つの重要な特徴は、センサーが、第１のステップにおいて身体の中へ挿入され、第２のステップにおいて患者に接した状態でセンサーを制御ユニットに接続しなければならないという点である。とりわけ、小型化されたコンポーネントを用いるそのような治療は、高度な技能を必要とし、装着ツールを使用することが予測されるが、いくつかのステップにおいて取扱いが比較的複雑となる。これらの弱点によって、受け入れが厳しく限定され、誤った機能へ容易に導く可能性がある。無線送信器を有する完全に挿入可能なセンサーによれば、センサーの挿入に続いて、いくつかのコンポーネントを一緒に装着するという問題を避けることができる。一方で、センサは大きくなるため、挿入のための外科的な治療が必要となり、患者にとってこれに関連した不便さを伴い、挿入のための資格のある医療専門家が必要となる。センサーの挿入のときに皮下組織に加えられる損傷は、センサー又は挿入ガイドの大きさ及び形状によっては、センサーの性能を変更し得る炎症性組織反応を引き起こし、さらには、センサーを取り囲む検体の利用可能性に変化をもたらす。したがって、信頼性のある測定のためには、侵襲性を最小限にすることが非常に重要である。これは、センサーの挿入される部品の小型化、並びに、挿入のときの組織損傷をできる限り避けるためのセンサー形状及び挿入手段の最適化によってのみ、実現可能である。この点に関して、先行技術の多くのセンサー及び挿入機構は、最適からは程遠い。

挿入可能なセンサーに伴う固有の取扱いの問題を回避するために、例えば、ランセットで切開することによって、若しくは、レーザー・ビームによって、皮膚の中に孔部を作ることによって皮下流体を抜き出す、又は、電流を用いて流体を抜き出すことなど、いくつかのアプローチがとられてきた。これらの手段によって抜き出すことが可能な量は非常に少ない（通常、１μｌ未満）ので、検体濃度の決定は、技術的に難しく、信頼できず、多くの要因（例えば、汗をかくこと）が、成分の変化をもたらし、大幅に間違った決定をもたらす可能性がある。

Ｈａｄｖａｒｙ及びＴｓｃｈｉｒｋｙによる特許出願（欧州特許出願公開第１７０６０１９号明細書、２００６年１０月１７日公開）には、センサー、挿入手段、及び測定手段など、適合された機能的なエレメントを、患者の皮膚に取り付けられる１つの単一装置・ユニットに統合することによって上述の問題のいくつかを克服するための解決策が記載されている。しかし、記載された解決策は、剛体センサーにのみ適用可能なものとなっている。剛体センサーは、注入のために皮膚を刺し通すために直接使用可能である。剛体の小型化されたセンサーを生じる最も確立された技術は、この寸法において脆性のコア材料（例えば、シリコン）に基づいており、したがって、皮下センサーには適していない。センサーについての他の確立された技術は、例えば、可撓性のプラスチック基材に基づいており、可撓性のプラスチック基材は、剛体ガイドの助けのみによって皮膚の中へ挿入可能であり、後に剛体ガイドは、可撓性のセンサーの注入に続いて除去される。剛体ガイドの除去を可能とするために、例えば、Ｈｕｓｓ、Ｓｔａｆｆｏｒｄらによる特許出願（加国特許出願公開第２６３６０３４号明細書、２００７年１０月２５日公開）に記載されているように、通常、Ｕ字形状のカニューレ・タイプのガイドが使用されており、それは、製造の困難性の他にも、Ｕ字の側面の非常に薄い壁部が必然的に刃先を生じさせ、したがって、相当な組織損傷を引き起こすので、小型化の可能性が限定される。

米国特許第６５７９６９０号明細書 米国特許出願公開第２００７／０２４９９２２号明細書 欧州特許出願公開第１７０６０１９号明細書 加国特許出願公開第２６３６０３４号明細書

Ｂａｎｔｌｅら、Ｊ Ｌａｂ Ｃｌｉｎ Ｍｅｄ １９９７；１３０：４３６〜４４１ Ｂｏｙｎｅら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ ２００３；５２：２７９０〜２７９４ Ｈｅｌｌｅｒ及びＦｅｌｄｍａｎ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ２００８、１０８：２４８２〜２５０５

本発明の目的は、注入のためにガイドを必要とする、小型化された皮下センサー及び他の診断要素の挿入に伴う現在の問題を克服することである。

上述の課題を解決するために、本発明では、中空の案内針が、その挿入の後、部分的にだけ後退させられ、それによって、診断要素の接続線に干渉することなく、診断要素の先端部にある活性表面を体液に露出させる。この方法を実施するための装置は、その管腔の中に、診断要素の活性表面及び接続線を緩く収容する、中空の案内針、並びに、注入に続いて案内針を部分的に後退させるための手段を有する。

部分的な後退の間、案内針は、診断要素の接続線の上を滑動するが、接続線のもう一方の端部にある、測定手段への接続エレメントは、針の外側にあるままであり、したがって、ガイドの完全な後退及び除去を可能にするスリット開口部を備えたＵ字形状のガイドは必要ない。

滑らかな円筒形状の表面を備えた中空針は、皮膚の中への挿入の際、組織の損傷、及び感覚を最小化している。対照的に、小型化されたＵ字形状のカニューレ・タイプのガイドは、薄い壁部に起因して、かなりの組織の損傷及び出血をもたらす外科用メスのような刃先を必然的に生じさせる。注入後に中空の案内針を除去することに伴う問題は、診断要素の活性表面を組織流体に露出させることを可能にする案内針の部分的な後退によって克服される。また、固定して位置決めされた導電性エレメントの、装置の中の他の機能的なエレメントとの、予め組み立てられた接続部を用いる解決策が、開示されており、小型化された構造体であってもユーザーフレンドリーで安全な作動がもたらされる。さらに、第１に診断要素を備えた案内針を制御して挿入し、及び、順番に第２のステップとして案内針を部分的に後退させるための手段、並びに、安全な取扱いに貢献する機能的なパッケージングのための手段など、適合された機能的なエレメントが開示されている。好適な実施例では、診断要素は、導体部分と装置の中の他の機能的なエレメントとの間の予め組み立てられた接続部を備えた０．３ｍｍ未満の幅の可撓性のプラスチック表面から構成される活性表面、及び導体部分を有しており、案内針、挿入機構、制御及び測定手段は、全て、患者の皮膚に取り付けられる１つだけの装置・ユニットに統合されている。さらに、優先的には、Ｈａｄｖａｒｙ及びＴｓｃｈｉｒｋｙ（ＥＰ１７０６０１９（Ａ１）、２００６年１０月１７日公開）によって説明されている挿入機構が、案内針を皮膚の中へ挿入するために使用され、装置の中に含まれる他の全てのエレメントに対して診断要素を動かすという要求を回避する。これは、使用者によって確立されなければならない可動エレメント又は接続部と比較して、より簡単な構造、及び、安全性能を伴ったより高い信頼性を可能にする。皮膚への安全な接着を確実にする、開示されている機能的なパッケージングを使用して、皮膚に装置を設置することに続いて、センサーの注入及び測定値の開始が、解除ボタンを押すなど、１つだけの容易な操作ステップによって達成可能である。また、そのような構造は、診断要素の注入される部品及び案内針に関する設計の、今までに例のない小型化及び最適化を可能にし、したがって、最小限に侵襲的となり、それとともに、痛みがなく、高い信頼性のものとなる。さらに、部分的に後退させることが可能な本発明の案内針は、最適な形で、多くの異なるタイプの小型化された診断要素に適応することが可能である。

この明細書で使用されている用語は、以下の定義にしたがって理解されるべきである。

皮膚に一時的に着けるための「接着層」は、強力な接着特性、伸縮性、及び、最小のアレルゲン性を備えた材料から作製される。この接着層は、その可撓性の妨げとならないように、装置の可撓性ベースの上に固定される。優先的には、皮膚に固定されている接着層の表面は、装置の可撓性ベースに固定されているその表面よりもかなり大きい。これは、例えば、装置のベースの表面を越えて延在する接着層によって達成可能であり、又は、優先的には、皮膚への接着表面に対して、装置の可撓性表面の表面と同様の、若しくは、それよりも少しだけ大きい形状を使用することによって、しかし、外側環状区域が装置のベースに固定されないように、それを後者に固定することによって、達成可能である。そのような設計は、剛体ベースを備えた医療用装置に関して、ＥＰ０８２５８８２に記載されている。

「検体」は、内因性物質又は外因性物質を意味し、その濃度が、個人の健康、臓器機能、代謝状態、又は、薬物代謝能を診断するのに使用可能である。内因性物質の実例は、グルコース、乳酸塩、酸素、クレアチニンなどである。外因性物質の実例は、薬物、そのような薬物の代謝産物、診断物質（例えばイヌリン）などである。

「体液」は、間質液又は血液である。

「可撓性表面を備えたコンポーネント」は、ケーシングから構成されており、ケーシングは、優先的には、円形又は楕円形の設置面積を有し、可撓性のベースを有する。このベース・プレートは、例えば、円錐体又は切妻（ｇａｂｌｅ）（位置１）のように突出する部分を備えた凸面形状へ変形させられることが可能となるように構成されている。このベースの追加的な特徴は、このベースは、センサーを注入するための駆動エネルギーをこの動きが提供することが可能となるのに十分な速度及び力で、凸面形状から平坦な形状（位置２）へ素早く動くことが可能であることである。そのような可撓性表面は、ヒンジ領域がばねとして作用することとともに表面の適当なセグメンテーションによって実現可能であるか、及び／又は、例えば、プレストレスのかかった形状から動いて、平坦な、緩和された（ｒｅｌａｘｅｄ）形状を採用する、必要な可逆的伸縮特性を備えた弾性材料を使用することによって、実現可能である。

案内針に対して可撓性表面を２つの画定された位置に位置決めするための手段は、エレメントから構成されており、エレメントは、可撓性表面のプレストレスのかかった凸面形状への変形を引き起こすことが可能であり、そして、この位置からの迅速な解放を可能にし、全体表面に関して協調した形で、平坦な、緩和された形状を採用することが可能である。これは、優先的には、いくつかのピン形状のエレメントによって達成可能であり、ピン形状のエレメントは、可撓性表面から突出し、滑動ボルト機構の上へ押し付けているが、ねじ、ランプ、レバーなどを使用する他の構造も可能である。

可撓性表面を備えたそのようなコンポーネントは、適切なプラスチックの射出成形によって製造可能であるが、また、鋼、複合材料、又はセラミック材料などの、他の材料を使用することによって製造されることも可能である。このエレメントのベースは、孔部又はスリットの形態の開口部を有し、それは、案内針のための開口部として、優先的には、中央部にある。案内針は、このベースに対して軸線方向に位置決めされており、位置１において、案内針が完全に覆われ、一方、位置２において、案内針がベースから突出するようになっている。

「制御及び測定手段」は、それに限定されないが、装置の正しい機能性を開始、制御及び調査すること、診断要素を供給及び制御し、センサー信号を検体測定値へ変換すること、検体測定値をオンラインで又はバッチ式に記憶、表示及び伝送すること、外部制御装置と相互作用すること、（優先的には、無線で）、並びに、装置が適切に機能していないか、又は、検体測定値が所定の範囲にないときには、警告信号を与えることなど、装置の必要な全ての機能のための全ての必要な電子機器エレメント及びソフトウェア・エレメントを含有する。

「診断要素」は、検体濃度を決定するための機能的なエレメントであり、それに制限されないが、任意のセンサー、体液除去システム、又は微小透析システムを意味する。
活性表面を含む診断要素の先端部は、体液と直接接触しており、例えば、センサー、開口部、又は半透過性／透析膜を露出させており、微小透析として知られる技術によって、体液から、診断要素を通過する流体へ、検体が通過することを可能にする。活性表面は、分析システム又はサンプル収集システムの一部であり、診断要素の導体部分を通して、注入されない診断要素の部品の中の他のシステム・エレメントに接続されている。

センサーは、電気的又は光伝導エレメントを備えた１つ又は複数の電気化学的プローブ、イオン選択プローブ、音波探知機プローブ、又は、表面プラズモン共鳴プローブを含有することが可能であり、１つ又はいくつかの検体について選択的な、機能的に同様のエレメント又は異なるエレメントから構成可能である。
センサーの活性表面は、その表面において、検体の濃度にしたがって、（例えば、電気化学的な、光学的な、温度測定の、圧電性の、又は、磁気的な）何らかの信号を提供するプローブを含有する。センサーの表面は、センサーが機械的に保護されるように滑らかに又は形作られる。さらに、表面は、適当な幾何形状によって増加され、センサーによって発生させられる信号を増大させることが可能である。適切なセンサーの構成及び構造化に関する様々な方法が、文献に記載されてきた。また、これらは、皮膚の中に注入されているときにセンサーのコンポーネントの漏れを防止する方法を含み、同時に、適切な生体適合性ポリマーの使用によって、又は、半透過性の膜をコーティングすることによって、関心検体の拡散を可能にする。

電気化学センサーの場合、センサーは、選ばれた検体、例えば、グルコースについて選択的な電極として構成可能である。光学的センサーの場合、活性表面は、光ファイバーとして構成可能であり、適切なコーティング、及びセンサー並びに／又は測定チャンバーの形態の、検体の選択的な光学的検出のためのエレメントも含有することが可能である。温度測定の、圧電性の、又は、磁気的なセンサーの場合、活性表面は、それぞれの信号を最適な形で変換できるように構成されている。

本発明の追加的な利点は、いくつかのセンサーが、互いに正確に位置決め可能であり、配列が、作用電極及び「対電極」、又は光源及び集光器などのような１つの測定システムの一部を形成するように構成可能であることである。

微小透析システムの場合、活性表面は、体液と、膜のもう一方の側を通過する透析流体との間の境界面を形成する透析膜である。好適な実施例では、微小透析プローブは、外側チューブ及び内側チューブから構成されており、注入可能な先端部において、透析膜によって覆われている。内側チューブは、透析流体を送達するポンプに接続されており、外側チューブは、分析エレメント又は収集エレメントに接続されている。

「機能的パッケージ」は、解除式の連結機構によって装置の剛体部分を保持するように設計されており、湿度などのような所定の環境の中で保管される間、センサー又は診断要素の活性表面を保護するために、取外し可能なキャップを有しており、無菌状態を維持することを可能にする。また、機能的パッケージは、リム・エレメントも有し、リム・エレメントは、キャップを取り外した後、皮膚に対して押すことによって接着層のリムの正しい取付けを可能にする。さらに、機能的パッケージは、早過ぎる意図しない作動から、装置の解放／開始機構を保護し、解放／開始機構は、皮膚への装置の取付け及び機能的パッケージの取外しに続いてのみ、作動可能である。

「案内針」は、薄い壁部及び１ｍｍよりも小さい外径を有する中空針であり、それは、その管腔の中に、診断要素の活性表面及び導電性部分の一部を緩く収容し、先端部を有し、容易に皮膚に突き刺すことを可能にするのに十分な剛体であるように構成されている。

皮膚の中への挿入は、この案内針の直径が非常に小さく、優先的には、０．３ｍｍより小さいと、最小限に侵襲的な、無痛の形で実現可能である。案内針は、優先的には、診断要素の導体部分と同等であるか、又は、それよりも短い。診断要素の活性表面及び導電性部分の一部を含有する案内針を皮膚の中へ挿入すると、案内針は、部分的にだけ後退させられ、それによって、診断要素の導体部分は案内針の中に残っているままであるが、診断要素の活性表面を備えた先端部が体液へ露出される。

「滑動ボルト機構」は、円形の又は直線の運動をすると連続的にいくつかの固定された位置へ適合し、例えば中実表面又は孔部など、閉状態又は開状態を表示するエレメントから構成される。滑動機構の運動は、例えば、ばねによって駆動され、解除部材によって、例えば、ボタン若しくはハンドルを押すか若しくは解除することによって、又は、最小限の回転運動によって駆動させられる。例えば、プレストレスのかかった形状からの可撓性表面の迅速な解放を駆動して、平坦な、緩和された形状を採用するボタンを押すことによる容易な操作で、保管位置（位置１）から次の位置（位置２）へ滑動ボルト機構が運動すると、例えば、案内針の部分的な後退を駆動するボタンの解除と同時に、次の位置（位置３）への滑動ボルト機構の運動を駆動させることが可能となる。

以下に、本発明の好適な実施例が、添付の図面を参照して説明されている。

すぐに使用可能なモードの装置の断面図である。 作動モードの装置の断面図である。 図２に示されている拡大図である。 図２に示されている拡大図である。 皮膚の中への案内針の挿入、及び、案内針の部分的な後退を、連続的に駆動する滑動ボルト機構の図式的表示図である。 上部に断面図、及び、下部に上面図を有する、図３に示されている範囲の拡大図である。 上部に断面図、及び、下部に上面図を有する、図３に示されている範囲の拡大図である。 上部に断面図、及び、下部に上面図を有する、図３に示されている範囲の拡大図である。

この実施例は、患者によって着用及び操作可能な診断装置である。本発明の主な目的は、例えば、フレックスプリント（ｆｌｅｘｐｒｉｎｔ）又は透析膜などの、皮膚への直接挿入に適していないサポートを有し、特定の限界以下には小型化できないスリット案内針を避ける、小型化された診断要素を使用するための解決策である。本発明の１つの目的は、実質的に痛みなしに、患者の皮膚の中へ診断要素を挿入し、したがって、侵襲的な治療に対して、患者が、当然のことながら気が進まないということを避け、損傷に対する身体の反応を最小限に低減することである。別の目的は、装置に対して、皮膚に対して、及び、互いに対して、診断要素の活性表面の正確な位置決めを維持し、改善された信頼性のある測定値をもたらすことである。さらに、本発明によって可能となる、診断要素の活性表面と測定機器との間の動かない接続部は、診断要素の信頼性を大きく改善し、構造をより簡単にする。さらに、患者による必要な取扱いは、ノブを押すということのような、最小限の容易な操作へ低減され、容易な操作は、診断要素を注入するために、及び／又は、制御及び測定器具への接続部をつくるために、手先の器用さを必要としない。

既知のセンサー・装置と対照的に、本発明の装置では、小型化された診断要素の活性表面及び導体部分は、針の中で皮膚の中へ埋め込まれ、針は、小型化の必要レベルにおいて、鋭い縁部を備えるスリットがなく、滑らかな壁部を備えている。スリット案内針は、一般的に使用されているが、活性表面を注入されたまま残してスリット案内針を除去できるからである。本発明によれば、スリットのない針が、活性表面を体液に露出させたまま部分的にだけ後退させられるならば、スリットのない針を使用可能である。診断要素の活性表面及び導体部分の一部を収容する案内針が、接着層によって皮膚に取り付けられている、プレストレスのかかった可撓性表面を緩和させることによって、皮膚の中へ挿入させられる。皮膚の中へ挿入した後、案内針は部分的に後退させられ、活性表面を皮下流体に露出させる。

図１に示されているすぐに使用可能の状態では、この可撓性表面は、案内針の先端部を越えて突出している。この位置において、装置が、適切な身体部位、好ましくは、腹部、大腿部、上腕部、又は前腕部の上に設置され、軽く押さえることにより、接着層によって取り付けられるとき、それは、先端部から皮膚を離して保持する。皮膚の中へ案内針を挿入するために、優先的には、駆動ノブを押すことによって、ベース・プレートが、そのプレストレスのかかった位置から解放される。これにより、平坦な形状へ可撓性表面が緩和することを解放する機構が駆動する。可撓性表面が付着した皮膚は、案内針に相対的に移動し、先端部が突き刺される。本発明による構造は、半径方向に分断されていることによって円錐体を形成するためにプレストレスのかかった可撓性表面、又は、山型（切妻）の形態の可撓性表面を備えており、また伸縮自在の接着層を備えているため、十分な衝撃によって皮膚を動かすことが可能であるので、０．２５ｍｍよりもさらに小さい直径の小型化された案内針が、基本的に感覚なしに、且つ、皮膚組織への最小限の損傷とともに、皮膚の中へ正確に挿入可能であるということが見出された。ノブのような解除機構を皮膚表面に垂直に押すことによって、挿入（植え込み）プロセスを作動させることを可能にする構造は、さらに良い性能をもたらすが、それは、皮膚への接着、及び、センサーの注入される部品の正確な幾何学的位置決めが、例えば、回転運動と比較して、大きく改善されるからである。案内針を皮膚の中へ挿入することに続いて、例えば、図３に示されているような滑動ボルト機構によって、部分的な後退が、優先的には自動的に、及び、厳密に連続的に駆動される。案内針の部分的な後退の後、診断要素の活性表面は、作動モードの装置を示している図２に示されているように、皮下流体に露出されるようになる。類似の既知の装置と比較して、本発明による構造の大きな利点は、スリット案内針が使用される必要がなく、診断要素の注入された部品への全ての接続部が剛体であり、新しい接続部を、挿入後に確立する必要がない（既知の装置では、そのような接続部は、センサーの注入後に確立される必要があり、スリット案内針は、刃先を生じさせることなく十分に小型化可能でない）ということである。

図１に示されているように、診断装置は、円筒形状の側壁部１を有するケーシングと、プレストレスのかかった位置において、可撓性ベース・プレートのピン３によって押し付けられるディスク状の可撓性ベース・プレート２とを有し、可撓性ベース・プレートは、接着層４によって皮膚５に取り付けられる。案内針６は、診断要素の活性表面７、及び、接続線又は導電性部分８の近接部分を収容しており、導電性部分は制御及び測定手段９への剛体の接続部を形成している。案内針６は、先端部の反対側の端部においてホルダー１０に固定されており、滑動ボルト・プレート１１によって押し下げられた位置に維持されており、また、滑動ボルト・プレート１１は、可撓性ベース・プレートのピン３も抑えている。駆動ノブ１２は、案内針の注入及び次に続く部分的な後退（図３を参照して、より詳細に説明される）を駆動させ、これに続いて、測定プロセスが開始される。すぐに使用可能の状態では、駆動ノブ、及び、案内針のホルダーは、それぞれ、ばね１３及び１４によって、ストッパーに対し上向きに押されている。

ベース・プレートは、優先的には、環状又は楕円形であり半径方向に分断されており、好ましくは、５〜８個のセグメント（扇形）になっており、セグメント間には間隔がとられ、かつ、中央同心開口部を備えており、中央曲げ部の上に円錐体を形成しているか、又は、代替的に、それは、斜めのスリットを備えた２つのセグメントから構成され、曲げ部の上に切妻を形成している。セグメントは、ばねのようなヒンジ領域によって、ケーシングの円周部に取り付けられており、さらに、優先的には、可撓性材料から作製されている。可撓性ベース・プレートは、その下側に、患者の皮膚へ装置を固着するための環状又は楕円形の接着層を有しており、接着層は、それぞれ、ベース・プレートと同様に、中央同心開口部又は斜めのスリットを備えている。この接着層は、可撓性ベース・プレートを固定するための接着剤、必要な柔軟性を提供する布材、及び、皮膚の上に固定するための接着剤の、３つの部分から構成されている。低アレルギー可能性の適切な材料が、市販されている。接着層は、保管の間、適切なシートにより保護されている。この実例では、接着層は、装置よりも大きい円周部を有しているが、また、ベース・プレートへの取付けによって、ハウジングに接続されない外側区域が残る場合には、同じ円周部を有することも可能である。

図２は、作動モードの診断装置を示している。可撓性ベース・プレート２は、緩和された位置、すなわち平坦な位置で図示されている。すぐに使用可能のモードにおいて、プレストレスのかかった可撓性ベース・プレートの位置に押し付けているピン３が、ここでは、滑動ボルト・プレート１１のスリットの中で自由になり、案内針１０のホルダーは、スロット及びキー構造によって、滑動ボルト・プレートの孔部を通過し、ストッパー（図示せず）によって所定の場所に保持される。案内針及び診断要素の活性表面は、ベース・プレートの開口部又はスリット、及び、接着層の開口部又はスリットを通って突出し、皮膚の中へ挿入される。本発明の非常に重要な特徴は、皮膚の中へ埋め込まれる診断要素の活性表面と装置の他の部分との間の接続部は、静止しており、したがって、注入プロセスの後に手動で接続する必要がないことである。さらに、本発明は、案内針の除去を不要にする。先行技術の同様の装置と比較すると、これは、信頼性、取扱いの容易さ、及び、使用者の受け入れに関して、大きな利点である。

図２ａの拡大断面図は、案内針のホルダー１０を示しており、ホルダーは、幾何学的に明確に画定された運動で診断要素の導体部分８にわたって滑動する案内針６を固定及び後退させる。また、この構造は、例えば、幾何学的に明確に画定された位置のセンサー配列の正確な位置決めを可能にする。

図２ｂの拡大図は、部分的に後退させられた案内針６及び診断要素の活性表面７を示しており、診断要素７は、皮下組織に直接露出されている。この実例では、診断要素の導体部分８は、部分的に後退させられた案内針の中に残っており、フレックスプリントが、診断要素の活性表面及び導体部分のための基材として使用されている。診断要素の活性表面は、電気化学センサー１５を保持しており、診断要素の導体部分は、絶縁された電気導体線１６を保持している。フレックスプリント基材の同じ面及び／又は反対側の面に、１つより多いセンサー及び導体線を設置することも可能である。

図３は、可撓性ベース・プレートを、すぐに使用可能の位置から作動モードの位置へもたらし、続いて、案内針を部分的に後退させるための手段の一実施例を示している。記載されている実施例では、これは、いくつかのスリットを備えた複数のプレート１１、駆動ノブ１２、及びドライブ機構２１（例えば、プレートを回転させるばね）の、３つのピースから構成された円形の滑動ボルト（かんぬき）機構である。この図では、４つの半径方向セグメントを備えた可撓性ベース・プレートのための機構が示されているが、この機構の原理は、より多くの半径方向セグメント、斜めのスリットを備えた２つのセグメント、及び、直線状の滑動ボルト機構に、容易に適合可能である。

すぐに使用可能の位置では、可撓性ベース・プレート（図示せず）は、滑動ボルト・プレートのクロスピース１７によって拘束されているセグメントの上に、ピンによって、プレストレスがかけられている。例えば３０°の第１の回転に続いて、これらのピンは、スリット１８の中へ落下し、それによって、ベース・プレートが平坦な位置へ迅速に緩和する。案内針（図示せず）のホルダーは、滑動ボルト・プレートに対してばねによって押されており、プレートの中央孔部の中に適合する円筒状の形状を有しており、開始位置において、及び滑動ボルト・プレートの第１の回転の後に、プレートのクロスピース１９によって拘束される４つのウィング部を有する。例えば再び３０°の第２の回転をすると、これらのウィング部が、スリット２０の中へ落下し、案内針のホルダーが、ばねによって、滑動ボルト・プレートの中央孔部を通って、ストッパー（図示せず）に対して押される。

滑動ボルト・プレートの第１及び第２の回転の連続的な駆動は、駆動ノブ１２を押して次いで再度解除することを通じて、ドライブ機構２１を解除することによって達成される。駆動ノブが、スリット２２の中にあり、狭窄部２３が、滑動ボルト・プレートを開始位置に保持し（図３ａ）、突出する戻り止め部２４が、滑動ボルト・プレートの第１の回転を停止させ（図３ｂ）、滑動ボルト・プレートの第２の回転がスリット２２の端部によって停止される（図３ｃ）。駆動ノブを押して次いで再度解除することが、どのようにこれらの回転を連続的に駆動させるかということについての詳細が、図３Ａ〜図３Ｃに図示されており、図３Ａ〜図３Ｃは、装置ケーシング１、駆動ノブ１２、及び、スリット２２を備えた滑動ボルト・プレート１１の断面を示している。さらに、駆動ノブと滑動ボルト・プレートとの間のブロッキング相互作用のレベルにおける概略水平切断面（破線）が示されている。

図３ａは、開始位置における、駆動ノブ１２及び滑動ボルト・プレート１１を示している。駆動ノブは、第１のリム２５を有し、第１のリム２５は、ばね１３によってケーシング１のカバーに対して押されている。滑動ボルト・プレートは、ドライブ機構２１によって張力を受けている状態にあるが、駆動ノブの第２のリム２６が、狭窄部２３に対してブロックしている。駆動ノブを押すと、第１のリムと第２のリムとの間の首部２７が移動させられ、第２のリムが狭窄部の平面から外に出て、そして、戻り止め部２４が第１のリム２５に衝突して回転が停止されるまで、滑動ボルト・プレートの第１の回転を解放する。

図３ｂは、第１の回転の後に停止された位置における、駆動ノブ１２及び滑動ボルト・プレート１１を示している。この位置において、プレストレスのかかった可撓性ベース・プレートは、緩和すると平坦な形状を採用し、案内針が完全に皮膚の中へ挿入される。駆動ノブを解除すると、それは、開始位置へ押し戻され、第１のリム２５は、戻り止め部２４の平面の上方へ移動させられ、滑動ボルト・プレートのスリット２２の端部が駆動ノブ２６の第２のリムに衝突して回転が停止されるまで、滑動ボルト・プレートの第２の回転を解放する。

図３ｃは、第２の回転の後に停止された最終位置における、駆動ノブ１２及び滑動ボルト・プレート１１を示している。この位置において、可撓性ベース・プレートが、平坦な形状を採用するだけでなく、案内針が、部分的に後退させられ、診断要素の活性表面を皮膚の間質液に露出させ、制御及び測定手段が、第２の回転の端部位置において駆動されるスイッチによって始動させられる（図示せず）。

この明細書を読むと、様々な代替的な実施例が、当業者に明らかになるであろう。例えば、挿入機構、及び、案内針の部分的な後退は、多数の化学的、機械的、又は電気的手段によって、実現可能になる。さらに、多種多様の診断要素及びセンサー配列、並びに、制御及び測定手段が、装置に適応可能である。さらに、半透過性の透析膜を案内針によって皮膚の中へ挿入し、案内針が部分的な後退をすると、透析膜を皮下流体に露出させるように、微小透析システムが構築可能である。透析溶液は、装置の中に収容されたマイクロ・ポンプを用いてシステムを通してポンプ送り可能であり、透析液の中の検体が、装置の中においてオンラインで分析され、又は、後で分析するためにサンプリングされる。

本主題の装置の仕様に上手く適合する、検体のための好適なセンサーは、電気化学的及び光学的センサーのための最先端の手順にしたがって、構成可能である。小型化された電気化学的及び光学的センサーの構造は、十分に確立された方法論によって製造するのに最適なマトリックス材料の使用によって大きく改善されるが、そのような材料は、皮膚の中へ直接注入するのに適切でない場合が多い。何故なら、例えば、それらは、皮膚に突き刺すにはあまりに可撓性であるか、又は、皮膚に突き刺すために直接使用されると損傷する可能性があるからである。そのようなセンサーを皮膚の中へ導入することは、単に、案内針を用いて実現可能であり、上述の案内針の部分的な後退が、設計、及び、患者による取扱いを大きく改善する。それは、製造時に、制御及び測定手段への恒久的な接続部を確立することを可能にする。とりわけ、患者によって次に続く注入がなされる場合、小型化された構造体に伴い、接続部が問題であり、或いは、非常に低い電気的信号若しくは他の信号の伝導、又は、流体の伝導が必要な場合、接続部が不可能であることが多い。注入後に除去することを可能にする、よく使用されるスリット案内針は、重大な組織の損傷をもたらし、小型化を限定する。

電気化学センサーの構造に関して、シリコン基材又は可撓性基材が理想的であり、技術的に十分に確立されているが、両者にとって、案内針が、注入のために必要とされる。電子工学においてＰＣＢに使用されるフレックスプリント技術を使用することは、活性表面の一部を（例えば、グルコースのための）適切なセンサーによってコーティングすることによって簡単となり、フレックスプリントで製造することは、それを診断要素にとって非常に適切なものにするような小型化のレベルへ接近している。光学的センサーの構造に関して、多様な方法が、検体の直接的な決定について最適に適合可能であり、又は、適切な指示薬を使用して間接的に監視するように最適に適合可能である。そのような一般的な方法は、検体固有の酵素反応、又は、受容体若しくは抗体への特定の接合に連結可能である。本発明は、製造時に、制御及び測定手段への恒久的な接続部を確立するための容易な解決策を提供し、それは、そのように小型化された電気的又は光伝達ファイバーの良好な性能にとって非常に重要である。

以上、本発明を、いくつかの特定の及び好適な実施例、技術、及び用途を参照して説明した。しかし、本発明の精神及び範囲において、多数の変形例及び修正例、並びに、特定の用途及び要求に対する適合例が可能であることが当業者にとって明らかである。

Claims (17)

1. 検体の濃度の測定のために、中空の案内針を備えた診断要素の活性表面を体液に露出させる方法であって、
   前記中空の案内針が、患者の皮膚を貫通し、前記活性表面及び前記診断要素の測定手段への接続線を収容する、方法において、
   前記中空の案内針のみが、前記中空の案内針の挿入の後に、部分的に後退させられ、前記診断要素の前記活性表面、前記接続線、及び、前記測定手段の間の固定された接続部に干渉することなく、前記診断要素の先端部にある前記活性表面を体液に露出させることを特徴とする、方法。
2. 前記診断要素は、前記透析液のためのポンプ・システム、及び、体液に露出させられる活性表面として半透過性の境界面又は透析膜を含有する微小透析システムであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記透析液の中の検体の濃度が、前記測定装置の中で、オンラインで分析されることを特徴とする、請求項１から請求項２までのいずれか一項に記載の方法。
4. 前記透析液が、時間にわたって混合することを最小化する手段によって、前記測定装置の中に保管され、後に、検体の濃度を分析するために除去されることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の方法。
5. 前記活性表面は、センサーによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 可撓性表面を備えたコンポーネントであって、前記表面を、接着層を介して前記皮膚へ接着することを確実にする、コンポーネントと、１つ又は複数の案内針の中に含有された１つ又は複数の診断要素を保持する剛体部分と、第１の位置において、前記案内針が前記表面によって隠されており、第２の位置において、前記案内針の注入可能な部分が前記表面を越えて露出させられるように、前記案内針に対して前記可撓性表面を位置決めする手段と、前記表面を前記第１の位置から前記第２の位置へもたらす機構とを含有する、請求項５に記載の装置。
7. 前記診断要素は、内部に固定して位置決めされている、請求項５又は請求項６のいずれかに記載の装置。
8. 前記案内針の皮膚の中への挿入機構、及び、前記案内針の部分的な後退が、解除部材によって連続的に始動させられるように構成されている滑動ボルト機構を含有する、請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の装置。
9. 前記滑動ボルト機構を始動させる前記解除部材が、ノブであり、前記ノブは、押すことによって、前記案内針の皮膚の中への挿入機構を駆動し、引き続いて、前記ノブを解除することによって、前記案内針の部分的な後退を駆動し、前記測定を駆動するように構成されている、請求項８に記載の装置。
10. 前記診断要素の前記活性表面及び／又は導体部分は、可撓性であり、又は、案内針なしで皮膚の中へ確実に配置することを妨げる他の特性を有する、請求項５から請求項８までのいずれか一項に記載の装置。
11. 前記診断要素の前記活性表面は、２５０μｍ未満の直径、及び、１〜５ｍｍの注入深さを有し、前記案内針は、１〜３ｍｍだけ後退させられる、請求項５から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
12. 前記診断要素の前記活性表面は、センサーを含有する、請求項５から請求項１０までのいずれか一項に記載の装置。
13. 皮膚への接着を確実にするための前記手段が、身体に一時的に着けるための接着層であり、前記接着層は、皮膚へ接着する接着表面と比べて低減された表面によって、前記装置の前記可撓性表面に固定される、請求項５から請求項１２までのいずれか一項に記載の装置。
14. 前記装置は、機能的パッケージを使用して皮膚に付され、前記機能的パッケージは、意図しない始動から前記装置の前記解除及び駆動エレメントを保護し、前記接着層を皮膚に向かって押して確実に接着するすリムを有する、請求項５から請求項１３までのいずれか一項に記載の装置。
15. ａ）前記装置の正しい機能性を調査し、ｂ）センサー信号を検体測定値へ変換し、ｃ）検体測定値をオンラインで又はバッチ式に記憶、表示及び伝送し、かつ、ｄ）検体測定値が所定の範囲にないときには警告信号を与える、制御及び測定手段を含有する、請求項５から請求項１４までのいずれか一項に記載の装置。
16. 前記装置は、注入流体を患者の中へ送達するためのユニットをさらに備え、注入流体の前記送達を制御するために検体測定値が使用される、請求項１５に記載の装置。
17. 前記装置は、全ての制御要素を含む再利用可能部分と、少なくとも皮膚に接着するための前記部材、前記案内針、並びに、前記診断要素の前記活性表面及び導電性部分を含む使い捨て部分と、から構成されている、請求項５から請求項１６までのいずれか一項に記載の装置。

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