JP3604821B2 - 体液分析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血糖値等、体液中に含まれる被検知物質を分析することのできる体液分析装置に関し、特に一連の工程を自動的かつ連続的に行うことのできる体液分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、血糖値等を測定する場合には、穿刺器具（ランセット）を用いて指、上腕、腹、臀部などに傷を付け、そこから血滴を絞り出し、包材より取り出してセンサーに装着した電極にその血滴を付着させることにより行っていた。
【０００３】
しかしながら、測定に必要な量の血滴を自ら絞り出すのは非常に面倒であり、また、穿刺器具とセンサーが分離していると、一連の工程を行うにあたって測定者に要求される操作が多く、測定を行うのが煩雑であるという問題があった。
【０００４】
また、穿刺器具で穿刺した際又は血滴を絞り出した際に過剰に出血することがあり、周辺部位を汚染することがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、測定に要する一連の工程を、自動的かつ連続的に行うことができるとともに、測定を清潔に行うことのできる体液分析装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、穿刺手段、穿刺した指から体液を出液させるための圧迫帯（カフ）及びその加圧手段、出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段、その電気信号により測定値を決定する手段、決定した測定値を表示する表示器などを一つの装置に収め、コンピュータにより制御することによって、測定に要する一連の工程を自動的かつ連続的に行うことができ、体液の分析を簡便にかつ迅速に行うことができること、また吸収部材を設けることにより、過剰に出液した体液を吸収することができ、測定を清潔に行い感染を未然に防ぐことができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、指を穿刺する穿刺手段と、前記指を圧迫するための圧迫帯と、前記圧迫帯に空気を供給する加圧手段と、前記圧迫帯の空気を排気する排気手段と、指から出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段と、前記電気信号により測定値を決定する手段と、決定した測定値を表示する表示器とを有する体液分析装置であって、前記穿刺手段の近傍には、過剰に出液した体液を吸収することのできる吸収部材が設けられていることを特徴とする体液分析装置である。
【０００８】
また、本発明は、指を穿刺する穿刺手段と、前記指を圧迫するための圧迫帯と、前記圧迫帯に空気を供給する加圧手段と、前記圧迫帯の空気を排気する排気手段と、指から出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段と、前記電気信号により測定値を決定する手段と、決定した測定値を表示する表示器とを有する体液分析装置であって、前記穿刺手段には、出液した体液が飛散しないようにカバーが設けられており、前記カバーの中には、過剰に出液した体液を吸収することのできる吸収部材が設けられていることを特徴とする体液分析装置である。さらに、本発明は、上記体液分析装置に、さらにカフの圧力を検出する圧力センサを加えた体液分析装置である。
【０００９】
【作用】
指を穿刺する穿刺手段と、前記指を圧迫するためのカフと、前記カフに空気を供給する加圧手段と、前記カフの空気を排気する排気手段と、指から出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段と、前記電気信号により測定値を決定する手段と、決定した測定値を表示する表示器とを有する本発明の体液分析装置によれば、指を穿刺した後、その指を加圧したカフによって圧迫して体液を出液させ、出液後、排気によってカフを緩めて指を開放し、得られた体液から必要な情報を電気信号に変えて測定値を決定し、表示器に表示することができるため、測定に要する一連の工程を自動的かつ連続的に行うことができ、体液の分析を簡便にかつ迅速に行うことができる。
【００１０】
また、上記体液分析装置は、過剰に出液した体液を吸収することのできる吸収部材を設けてなるため、皮膚からの過剰な出液を最小限に留めるとともに、測定直後に体液を拭うことができ、測定を清潔に行うことができる。上記体液分析装置に、出液した体液が飛散しないようにさらにカバーを設れば、穿刺又は血液に対する測定者の恐怖心を取り除くことができるとともに、周辺部位を体液で汚染することがなく、衛生的な測定を行うことができる。
上記体液分析装置に、さらにカフの圧力を検出する圧力センサを加えることにより、測定者の指の太さにかかわらずカフの圧力の上限を定めることができ、測定者に過剰な圧迫感を与えることなく、指から適量の体液を絞り出すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
ここで、本発明における体液とは、穿刺することによって生体から出液し得る液体をいい、例えば血液や、細胞間浸出液等が挙げられる。
本発明の一例による体液分析装置の斜視図を図１に示す。この体液分析装置１は、直方体状のケーシング１１を有し、そのケーシング１１には緊締部２と、カバー６を具備した穿刺部３と、表示器４と、メインスイッチ５１と、穿刺スイッチ５２とが設けられている。
【００１２】
緊締部２は、その中に指が挿入され得るように円筒状になっており、緊締部２の内部には、指を圧迫するカフ（圧迫帯）２１が設けられている。このカフ２１は、カフ駆動装置（図示せず）による空気の注入・排気を利用して、指を圧迫・開放することができるようになっている。カフ駆動装置は、カフ２１の圧力を検知するセンサ（圧力センサ）と、電磁弁と、ポンプと、リーク弁とを有しており、それらはゴム管を通じてカフ２１に連通している。このカフ駆動装置は、体液分析装置１の内部に設けられたコンピュータ（図示せず）によって制御される。
【００１３】
穿刺部３は、図２に示すようにカバー６ならびにカバー６内に収容された板状の基体７及び吸収部材６０を有する。基体７の一方の側には、穿刺刃７１が前進・後退可能に設けられており（図３（ａ） 及び（ｂ） 参照）、他方の側には電極チップ７２が設置されているとともに、その電極チップ７２の端子部に連結するように電極リード７３ａ，７３ｂが配設されている（図３（ｃ） 参照）。また、基体７の前方両脇には板バネ７４が設置されており、突出した穿刺刃７１を初期の位置まで後退させることができる。この基体７及び穿刺刃７１を後方から見た斜視図は、図３（ｄ） に示される。
【００１４】
穿刺刃７１は、衛生上の安全性を考慮して、ステンレススチール製のものを使用するのが好ましく、市販のもの、例えば Ｆｅａｔｈｅｒ Ｓａｆｅｔｙ Ｒａｚｏｒ 社製の Ｂｌｏｏｄ Ｌａｎｃｅｔｓなどを使用することができる。なお、本実施例では穿刺刃を使用しているが、本発明はこれに限定されることなく、皮膚を傷付けて体液を出液させることができるものであればいかなるものであってもよく、例えば針状のもの（穿刺針）であってもよい。
【００１５】
電極チップ７２における電極の一方には、酵素インキ（図示せず）が塗布されている。この酵素インキは、体液中の被検知物質に応じて種々のものを選択することができ、例えば血糖値を測定する場合には、グルコースオキシダーゼ等を含むインキ組成物を用いることができる。
基体７を収容するカバー６の斜視図を図４（ａ） に、正面図を図４（ｂ） に示す。本実施例におけるカバー６は略円筒形の形状を有しているが、指と接触する部分には、体液分析装置１に設置した指がカバー６にフィットするように凹部６１が設けられている。
【００１６】
本実施例では、このカバー６の前方の下部に吸収部材６０が設けられている。この吸収部材６０は、体液を吸収することのできるものであれば、いかなるもので作製してもよく、例えば、不織布や脱脂綿等を使用することができる。この吸収部材６０の設置位置は、過剰に出液した体液を吸収でき、測定後にその体液を拭うことができるような位置であれば特に限定されず、例えば、本実施例のように穿刺刃７１による穿刺位置に隣接した位置に設けることができる。吸収部材６０の大きさや形状についても、過剰に出液した体液を吸収でき、測定後にその体液を拭うことができるような大きさ・形状であれば特に限定されない。例えば、図５に示すような四角柱状の吸収部材６０’であってもよい。
【００１７】
また、本発明における吸収部材は、カバーの中に収容される必要はなく、例えば図６に示すように、円筒状のカバー６’’の前方の下部に切り欠き部６２を設け、その切り欠き部６２に対応する位置（カバー６’’の外側）に吸収部材６０’’を設置してもよい。
【００１８】
カバー６の材質は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、テフロンなど滅菌処理が可能でかつ一般的に用いられるポリマーであれば特に限定されない。また、カバー６の厚みについても、使用中に大きく変形しない限り特に限定されず、通常、０．５ 〜３ｍｍ程度であるのが好ましい。このカバー６は、体液や穿刺刃７１が直接見えないように不透明にしてもよいし、体液や穿刺刃７１が直接見えるように透明にしてもよい。また、体液（血液）は見えないが穿刺刃７１の動作は見えるように赤色の半透明にしてもよいし、穿刺刃７１は見えないが体液（血液）は見えるように白濁の半透明にしてもよい。測定者が穿刺又は血液に対して有する恐怖心は千差万別であり、これらの者のニーズに応じて適宜設計すればよい。
【００１９】
穿刺刃７１及び電極チップ７２を有する基体７ならびに吸収部材６０を収容したカバー６を、体液分析装置１から取り外し可能なカートリッジ式にすれば、それらを使い捨てにすることができ、衛生上非常に有利なものとなる。
穿刺刃７１は、アーム部材８を介して、穿刺刃駆動装置（本実施例では、ソレノイド）９の駆動によって（図２参照）前進する。ソレノイド９は、穿刺スイッチ５２のオンによって駆動される。前進した穿刺刃７１の先端部は基体７から突出し、電極チップ７２よりも前方の位置まで到達する。穿刺刃７１の電極チップ７２からの突出量は、指を体液分析装置１に装着した状態で、その指を穿刺して出液させることができ、かつ出液した体液が電極チップ７２に接触し得るように設定すればよい。具体的には、１００ 〜２０００μｍ、特に７５０ μｍであるのが好ましい。突出した穿刺刃７１は、基体７に設けられた板バネ７４の作用により初期の位置まで後退する。なお、本実施例では穿刺刃を駆動する方法としてソレノイドを用いたが、本発明はこれに限定されず、種々の方法によって穿刺刃を駆動させることができる。
【００２０】
図７は上記体液分析装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
この体液分析装置では、カフ２１は、ゴム管により圧力センサと、電磁弁と、ポンプと、リーク弁とに連通しており、これらで空気圧系を構成している。体液分析装置における各部材の動作は、コンピュータによって制御される。コンピュータは、電磁弁、リーク弁及びポンプをオン／オフする機能、圧力センサで検出される空気圧データを取り込む機能、ソレノイドを作動させる機能、電極からの電気信号を取り込む機能、電気信号を演算して測定値を決定する機能、ならびに測定値を表示器に出力する機能を備えている。
【００２１】
このコンピュータは、メインスイッチ５１のオンによって初期化され、穿刺スイッチ５２のオンによってソレノイド９を駆動させるとともに、その所定時間の後にポンプが駆動するようにプログラムされている。また、圧力センサによって検出したカフ２１の圧力もしくは体液が電極に接触したことの情報を取り込むか、又はポンプのオンからの所定時間経過によって、ポンプをオフにし、電磁弁及びリーク弁を開放するように指令を出す。電極からの電気信号もコンピュータに取り込まれるようになっており、コンピュータで決定された測定値は表示器４に出力される。
【００２２】
なお、本回路構成は一例に過ぎず、場合によっては圧力センサはなくてもよい。
図８に示すフローチャートを参照して、図１における体液分析装置の詳細な動作の一例を説明する。
【００２３】
測定を開始する前に、測定者はカフ２１内に指を挿入する。指はいずれの指であってもよく、また左右どちらの手の指であってもよい。メインスイッチ５１を入れると、コンピュータ内のメモリ類のクリア等、システムの初期化がなされる。
【００２４】
次に、測定者は穿刺スイッチ５２を入れる。穿刺スイッチ５２が入ると、ソレノイド９が駆動し、アーム部材８を介して穿刺刃７１が基体７から突出する（ステップ１）。突出した穿刺刃７１は指の皮膚を傷付けるが、このとき体液が飛び出す場合もある。しかしながら、本発明の穿刺部３にはカバー６が設けられているため、体液の飛散による周辺部位の汚染を防止することができる。穿刺した穿刺刃７１は、板バネ７４の作用により元の位置に戻る。穿刺刃７１の突出後、ポンプが駆動し（ステップ２）、カフ２１を加圧する。このカフ２１は指を圧迫し、傷ついた皮膚から体液を絞り出す。このときにも体液が飛び出す場合があるが、上記と同様に、カバー６により体液の飛散による汚染を防止することができる。また、過剰に出液した体液は、吸収部材６０により吸収することができる。
【００２５】
ポンプをオフにするにあたっての判定には、３通りの方法がある。第１には、例えばカフの圧力によりみかけ上の血圧が所定の値（Ｐ）に到達したら、判定ＹＥＳとする（図８：ステップ３）。なお、みかけ上の血圧とは、カフにより指を圧迫する過程において圧力センサから表示される過渡的な血圧値をいう。すなわち、カフ圧力を端的に反映するみかけ上の血圧は、圧力センサによって検知できる。Ｐの値は１２０ ｍｍＨｇ以上が望ましく、１８０ ｍｍＨｇ程度が最も適量の出液を得ることができる。この第１の方法によれば、測定者の指の太さにかかわらず、カフ圧の上限を定めることができ、測定者に過剰な圧迫感を与えることなく、体液を絞り出すことができる。
【００２６】
第２には、ポンプがオンになってから所定時間（Ｔ）経過したら、判定ＹＥＳとする（図９：ステップ３’）。Ｔの値は、５秒から６０秒程度が望ましく、２０秒程度が最も適量の出液を得ることができる。
第３には、絞り出された体液が電極に接触したら、判定ＹＥＳとする（図１０：ステップ３”）。この第３の方法によれば、必要十分量の体液を確保できると共に、余分な圧力で指を不当に圧迫することがなくなる。なお、このステップで第２の方法及び第３の方法を適用する場合には、圧力センサは不要となる。
【００２７】
上記第１〜第３のいずれかの方法による判定に従ってポンプの駆動が停止したら（図８：ステップ４）、即電磁弁及びリーク弁を開放し、カフ内の空気を速やかに排気する（ステップ５）。弁は一つでもよいが、電磁弁及びリーク弁を併用することにより、素早くカフ内の空気を排気することができ、測定者の指を圧迫状態から開放することができる。
【００２８】
絞り出された体液は電極チップ７２における電極に接触し、体液に関する情報が電気信号となってコンピュータに送られ、演算を開始する（ステップ６）。演算開始からｔ時間経過したら（ステップ７）、演算終了とする（ステップ８）。測定値が安定するのに一定の時間を必要とするため、ｔの値は電極の性能に大きく依存するが、一般的に５〜６０秒程度を必要とする。コンピュータによる演算によって測定値を決定したら、その測定値を表示器４に表示する（ステップ９）。
なお、測定終了後、測定者は穿刺した部分を吸収部材６０に接触させることにより、過剰に出液した体液を拭い取ったり、止血することができ、清潔な状態で指をカフ２１から抜き出すことができる。
【００２９】
以上説明した本発明の体液分析装置によれば、一連の操作過程を減らし、極めて簡単にかつ衛生的に検査を済ませることができる。また、本装置は穿刺手段、、加圧手段、体液に関する情報を電気信号に変換する手段、測定値を決定する手段、測定値を表示する表示器、及び吸収部材を全て具備しているため、一般ユーザーが熟練を必要とせず、容易かつ迅速に使用することができ、また皮膚からの過剰な出液を最小限に抑えるとともに、測定直後に拭うことができ、測定を清潔に行うことができる。さらに、本発明の体液分析装置では、使用する酵素インキの種類を変えることにより、血糖値のみならず、体液中の種々の物質の分析を行うことができる。
【００３０】
以上、図面を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の思想を逸脱しない限り、種々の変更を施すことができる。例えば、表示器の部分を装置本体に対して回動自在にすることにより、表示器を所望の方向に向けることができ、測定が行い易くなる。また、本発明は指用に限らず手首、腕などを対象にした装置に応用しても良い。さらには、盲人用に音声によるガイドを併設し、スイッチ一つで、測定結果を聞くまでの一連のシステムに変更することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、測定に要する一連の工程を自動的・連続的に行うことができるとともに、過剰に出液した体液を吸収することができ、体液の分析を清潔にかつ簡便・迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の体液分析装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の体液分析装置におけるカバー、吸収部材、基体、穿刺刃及び穿刺刃駆動装置（ソレノイド）を示す図である。
【図３】本発明の体液分析装置における基体、穿刺刃及び電極チップを示す図である。（ａ） は穿刺刃側から見た図であり、（ｂ） は穿刺刃が突出した状態を示す図であり、（ｃ） は電極チップ設置側から見た図であり、（ｄ） は後方から見た図である。
【図４】本発明の体液分析装置におけるカバー及びそれに収容された吸収部材の一例を示す図である。（ａ） は斜視図であり、（ｂ） は正面図である。
【図５】本発明の体液分析装置におけるカバー及びそれに収容された吸収部材の他の例を示す斜視図である。
【図６】本発明の体液分析装置におけるカバー及びそれに収容された吸収部材の別の例を示す図である。（ａ） は斜視図であり、（ｂ） は正面図である。
【図７】本発明の体液分析装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図１における体液分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートにおけるステップ３の他の例を示す図である。
【図１０】図８のフローチャートにおけるステップ３の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１…体液分析装置
１１…ケーシング
２…緊締部
２１…カフ
３…穿刺部
４…表示器
５１…メインスイッチ
５２…穿刺スイッチ
６，６’，６’’…カバー
６０，６０’，６０’’…吸収部材
６１…凹部
６２…切り欠き部
７，７’，７’’…基体
７１…穿刺刃
７２…電極チップ
７３ａ，７３ｂ…電極リード
７４…板バネ
８…アーム部材
９…ソレノイド

Claims (3)

1. 指を穿刺する穿刺手段と、前記指を圧迫するための圧迫帯と、前記圧迫帯に空気を供給する加圧手段と、前記圧迫帯の空気を排気する排気手段と、指から出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段と、前記電気信号により測定値を決定する手段と、決定した測定値を表示する表示器とを有する体液分析装置であって、前記穿刺手段の近傍には、過剰に出液した体液を吸収することのできる吸収部材が設けられていることを特徴とする体液分析装置。
2. 指を穿刺する穿刺手段と、前記指を圧迫するための圧迫帯と、前記圧迫帯に空気を供給する加圧手段と、前記圧迫帯の空気を排気する排気手段と、指から出液した体液に関する情報を電気信号に変換する手段と、前記電気信号により測定値を決定する手段と、決定した測定値を表示する表示器とを有する体液分析装置であって、前記穿刺手段には、出液した体液が飛散しないようにカバーが設けられており、前記カバーの中あるいは前記カバーに隣接した部位には、過剰に出液した体液を吸収することのできる吸収部材が設けられていることを特徴とする体液分析装置。
3. さらに前記圧迫帯の圧力を検出する圧力センサを有することを特徴とする、請求項１又は２記載の体液分析装置。

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