JP3668382B2 - 成分測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成分測定装置、特に、例えば血液や組織間液のような体液の検査に際し、指先のような生体表面に穿刺針を穿刺して検体（血液）を採取するとともに、その検体中の例えばブドウ糖のような特定成分の量を測定する成分測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、糖尿病患者の増加に伴い、日常の血糖値の変動を患者自身がモニターする自己血糖測定が推奨されてきている。
【０００３】
この血糖値の測定は、血中のブドウ糖量に応じて呈色する試験紙を装着し、該試験紙に血液を供給、展開して呈色させ、その呈色の度合いを光学的に測定（測色）して血糖値を定量化する血糖測定装置を用いて行われる。
【０００４】
この測定に先立ち、患者が自分の血液を採取する方法としては、穿刺針や小刀を備えた成分測定装置を用いて指先の皮膚を穿刺した後、その穿刺部周辺を指等で圧迫して血液を絞り出すことが行われる。
【０００５】
しかしながら、指先は毛細血管が集中しており血液の採取に適している反面、神経も集中しており痛みが伴うことから、患者へ与える苦痛、負担が大きく、また、穿刺することによる恐怖感を伴うことから、自己血糖測定が続けられなくなる患者も多い。
【０００６】
また、従来では、成分測定装置と血糖測定装置とが別々であったため、成分測定装置による穿刺後、指先が出血した状態で血糖測定装置に持ち替えなければならず、操作性が悪く、衛生面から見ても不利であった。
【０００７】
そこで、成分測定装置と血糖測定装置とが一体となっているものが特開平６−３３９４７３号に開示されている。当該公報に開示されている血糖測定装置は、ハウジング内に、穿刺手段と、血液を血液用化学試薬に移送する手段と、該血液用化学試薬の光学的な測定を行い、その結果を表示する表示手段を有している。
【０００８】
しかしながら、この血糖測定装置は、血液を採取する部位を覆っている蓋体を開く操作や穿刺針による穿刺の準備、穿刺の操作をそれぞれ別個に行わねばならず、しかも、穿刺を行っても出血量が不十分なため、穿刺後に指等で圧迫して血液を絞り出す必要があり、操作性が劣るものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡単な操作で、穿刺、体液（血液）の採取、測定を連続的に行うことができ、また、体液の飛散も生じず衛生的で、安全性が高い成分測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１７）の本発明により達成される。
【００１１】
（１） 試験紙を用いて検体中の所定成分の量を測定する成分測定装置であって、
前記試験紙を備えるチップを装着するチップ装着部を有する本体と、
前記本体に対し回動自在に設置され、閉じた状態のときに前記チップ装着部を覆う蓋体と、
穿刺針を装着可能であり、装着された前記穿刺針により検体採取部位を穿刺する穿刺手段と、
前記穿刺針による穿刺部位を減圧状態とすることができる減圧手段と、
試験紙に展開された検体中の所定成分の量を測定する測定手段とを有し、
前記蓋体を開く動作に伴って、前記減圧手段の作動の準備がなされるよう構成されていることを特徴とする成分測定装置。
【００１２】
（２） 測定結果を表示する表示部を有し、前記蓋体が閉じた状態のときに前記表示部を覆う上記（１）に記載の成分測定装置。
【００１３】
（３） 前記減圧手段の作動と前記穿刺手段の作動とが連動して行われる上記（１）または（２）に記載の成分測定装置。
【００１４】
（４） 前記減圧手段および前記穿刺手段の作動をほぼ同時にまたは所定の順序で行わせる操作手段を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００１５】
（５） 前記穿刺手段は、穿刺深さを調節する調節機構を備えている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００１６】
（６） 前記穿刺手段は、穿刺用プランジャと、前記穿刺用プランジャを付勢する第１付勢手段とを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００１７】
（７） 前記穿刺用プランジャは、その先端方向への移動を規制する第１係止部を有し、前記第１付勢手段により付勢された状態で前記第１係止部の係止を解除することにより先端方向へ移動し、穿刺針による穿刺を行う上記（６）に記載の成分測定装置。
【００１８】
（８） 前記穿刺用プランジャを作動させて穿刺を行わせる操作の方向と、前記穿刺用プランジャの移動方向とが異なる方向である上記（６）または（７）に記載の成分測定装置。
【００１９】
（９） 前記減圧手段は、気密性を有する封止部材を備えた減圧用プランジャと、前記減圧用プランジャを付勢する第２付勢手段とを有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２０】
（１０） 前記減圧用プランジャは、その基端方向への移動を規制する第２係止部を有し、前記第２付勢手段により付勢された状態で前記第２係止部の係止を解除することにより基端方向へ移動し、前記減圧状態を生ぜしめる上記（９）に記載の成分測定装置。
【００２１】
（１１） 前記減圧手段は、気密性を有する封止部材を備えた減圧用プランジャと、前記減圧用プランジャを付勢する第２付勢手段とを有し、
前記減圧用プランジャは、その基端方向への移動を規制する第２係止部を有し、前記第２付勢手段により付勢された状態で前記第２係止部の係止を解除することにより基端方向へ移動し、前記減圧状態を生ぜしめるとともに、前記第１係止部の係止を解除する上記（７）に記載の成分測定装置。
【００２２】
（１２） 前記減圧手段は、一方向弁を有する上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２３】
（１３） 前記蓋体の回転軸に連結され、前記回転軸の回転力を前記減圧手段に伝達する伝達機構を有する上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２４】
（１４） 前記減圧手段による減圧状態を解除する減圧解除手段を有する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２５】
（１５） 前記穿刺手段に装着された穿刺針は、前記チップ装着部を通過して検体採取部位を穿刺する上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２６】
（１６） 前記チップ装着部は、装着されたチップとの気密性を保持する封止部材を有する上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２７】
（１７） 電源スイッチを有し、前記蓋体を開くと前記電源スイッチがオンするよう構成されている上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の成分測定装置。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成分測定装置を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の成分測定装置の実施例を示す斜視図、図２〜図１０は、それぞれ、図１に示す成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。なお、図２〜図１０中、右側を「基端」、左側を「先端」として説明する。
【００３０】
図１〜図１０に示すように、成分測定装置（血液成分測定装置）１Ａは、本体２と、該本体２に対し回動自在（開閉自在）に設置された蓋体２７と、穿刺針により生体表面を穿刺する穿刺手段３と、穿刺針による穿刺部位を減圧状態とすることができる減圧手段５と、リンク機構６と、減圧手段５による減圧状態を解除する減圧解除手段７と、操作手段８と、測定手段１３とを有している。以下、これらの各構成について説明する。
【００３１】
本体２は、ハウジング２１を有し、ハウジング２１の先端部には、後述するチップ９を着脱自在に装着するチップ装着部２２が設けられている。このチップ装着部２２には、穿刺針１２が通過可能な開口２２１が形成されている。
【００３２】
また、チップ装着部２２には、チップ９を装着したとき、チップ９との間で気密性を保持するシールリング（封止部材）２３が設置されている。
【００３３】
また、本体２の上面には、液晶表示素子（ＬＣＤ）等で構成される表示部１４が形成されている。この表示部１４では、例えば、電源のオン／オフ、電源電圧（電池残量）、測定値、測定日時、エラー表示、操作ガイダンス等を表示することができる。
【００３４】
本体２の基端部には、板状の蓋体２７が軸（回転軸）２９により回動自在に支持されている。また、蓋体２７の先端は、ほぼ直角に折り曲げられ、この折り曲げられた部分は、蓋体２７を閉じたときチップ装着部２２を覆う遮蔽部２８を構成している。
【００３５】
ハウジング２１内には、ハウジング２１の内面および壁部２４、２５により画成された空間２６１、２６２を有し、これらの空間２６１、２６２には、それぞれ、穿刺手段３と減圧手段５とが収納されている。
【００３６】
穿刺手段３は、穿刺用プランジャ３０と、穿刺用プランジャ３０を先端方向へ付勢するコイルバネ（第１付勢手段）３５とを有する。
【００３７】
穿刺用プランジャ３０の先端部には、穿刺針１２を有するランセット１１を装着（嵌合）するカップ状の針ホルダ３１が設けられている。この針ホルダ３１には、ランセット１１が着脱自在に装着される。また、穿刺用プランジャ３０の基端部には、先端に突起状の第１係止部３３を有する弾性変形可能な弾性片３２が設けられている。
【００３８】
第１係止部３３は、弾性片３２の弾性力により図２中上方向へ付勢されて壁部２４に当接しているが、壁部２４に形成された開口２４１の位置にくると、開口２４１内に挿入され、空間２６２側へ突出する。これにより、穿刺用プランジャ３０の先端方向への移動が規制される。なお、空間２６１と空間２６２とは、開口２４１を介して連通している。
【００３９】
また、穿刺用プランジャ３０の側部には、一対の突部３４が形成されている。両突部３４は、後述する固定部材４１に形成されたガイド溝４２に挿入されている。これにより、穿刺用プランジャ３０は、ガイド溝４２に沿って移動する。
【００４０】
このような穿刺手段３は、穿刺針１２による穿刺深さを調節する調節機構４を備えている。この調節機構４は、主に、空間２６１内に挿入され、ハウジング２１に対し固定された固定部材４１と、穿刺用プランジャ３０の基端に固定的に連結され、固定部材４１に挿通されたシャフト４５と、固定部材４１に対し軸方向に移動可能な可動部材４７とで構成されている。
【００４１】
シャフト４５の先端側外周には、コイルバネ３５が設置され、コイルバネ３５の基端は、スペーサ４３を介して固定部材４１に当接し、コイルバネ３５の先端は、穿刺用プランジャ３０の基端に当接している。
【００４２】
なお、スペーサ４３は、シャフト４５を固定部材４１に対し円滑かつ確実に摺動させる機能を有している。
【００４３】
第１係止部３３が開口２４１に係止している状態では、コイルバネ３５は、圧縮状態とされ、穿刺用プランジャ３０を先端方向へ付勢する。このコイルバネ３５は、伸長して穿刺用プランジャ３０を先端方向へ移動させ、穿刺針１２が生体表面を穿刺後、減衰運動をしている間に再度生体表面を穿刺することがないような弾性係数とされるのが好ましい。
【００４４】
固定部材４１の基端部外周および可動部材４７の先端部内周には、それぞれ螺子が形成され、これらは螺合している。この場合、固定部材４１の基端部外周面に形成された突起４４が、可動部材４７の先端部内周面に周方向に沿って間欠的に形成された複数の凹部４８に選択的に挿入されることにより、固定部材４１に対する可動部材４７の位置決めを行うことができる。
【００４５】
シャフト４５の基端には、笠状の係止部４６が形成されている。一方、可動部材４７の内周面には、内側に突出するストッパ４９が形成され、係止部４６がストッパ４９に係止することにより、シャフト４５およびこれに連結されている穿刺用プランジャ３０の先端方向への移動が規制される。
【００４６】
ここで、固定部材４１の先端部に螺合している可動部材４７を所定方向に回転すると、可動部材４７は固定部材４１に対し軸方向に移動する。この可動部材４７の回転方向および回転量を調節することにより、プランジャ３０の先端方向への停止位置を定めるストッパ４９の位置が調節され、穿刺針１２の開口２２１からの最大突出長さ、すなわち穿刺針１２による検体採取部位への穿刺深さを調節することができる。
【００４７】
可動部材４７の基端部外周には、シールリング（封止部材）５２１が嵌合されている。これにより、可動部材４７の軸方向に位置にかかわらず、空間２６１の気密性が保持され、空間２６１を減圧状態とすることができる。
【００４８】
減圧手段（吸引手段）５は、主に、減圧用プランジャ５０と、該減圧用プランジャ５０を基端方向へ付勢するコイルバネ５６と、遮蔽部材５７と、一方向弁５９とで構成されている。
【００４９】
減圧用プランジャ５０は、棒状の部材であって、その先端にガスケット５１を備えている。ガスケット５１は、その外周部に弾性材料で構成されたシールリング（封止部材）５２を有している。
【００５０】
このシールリング５２は、壁部２４および２５の内面に気密的に密着しており、減圧用プランジャ５０がその軸方向に移動すると、シールリング５２は、気密性を保持しつつ壁部２４および２５の内面に沿って同方向に摺動する。この場合、シールリング５２は、コイルバネ５６の伸縮を妨げない程度の摺動抵抗を有しているのが好ましい。
【００５１】
壁部２４、２５間には、鍔状のフランジ５５が架設されており、フランジ５５の中心開口に減圧用プランジャ５０が挿通されている。このフランジ５５は、ガスケット５１の基端方向への移動を規制する機能を有するとともに、コイルバネ５６のバネ座としての機能も有している。
【００５２】
減圧用プランジャ５０の基端には、係止部材５３が固着されている。係止部材５３の側端部には、減圧用プランジャ５０の基端方向への移動を規制する第２係止部５４が形成されている。なお、係止部材５３は、コイルバネ５６のバネ座としての機能も有している。
【００５３】
コイルバネ５６は、減圧用プランジャ５０の外周部に設置され、その両端は、それぞれ、フランジ５５および係止部材５３に当接し、その弾性力により減圧用プランジャ５０を基端方向へ付勢している。
【００５４】
空間２６２の先端は、遮蔽部材５７により遮蔽されている。この遮蔽部材５７には、通気孔５８が形成され、通気孔５８を塞ぐように、笠状の一方向弁５９が設置されている。一方向弁５９は、空間２６２内の空気を通気孔５８から外部へ排出することは可能であるが、逆に、外部から空間２６２内に通気孔５８を経て空気を導入することは阻止する機能を有するものである。
【００５５】
蓋体２７の軸２９には、軸２９の回転力を減圧用プランジャ５０に伝達するリンク機構（伝達機構）６が連結されている。
【００５６】
このリンク機構６は、主に、第１リンク６１と、第２リンク６２と、ピン６３、６４とで構成されている。第１リンク６１の一端部は軸２９に固定され、第１リンクの他端は、第２リンク６２の一端とピン６３により回動自在に支持されている。第２リンクの他端は、係止部材５３の基端側に設置されたピストン６５に対しピン６４により回動自在に支持されている。
【００５７】
ピストン６５には、減圧用プランジャ５０の軸方向に移動可能に設置されており、蓋体２７が閉じた状態では、最も基端側に位置している（図２参照）。蓋体２７の開閉動作により軸２９が回転すると、その回転力は、リンク機構６の作用により、ピストン６５の直線運動に変換される。
【００５８】
また、第１リンク６１の回転半径内には、成分測定装置１Ａの電源スイッチ１０４が設置されている。この電源スイッチ１０４は、タッチスイッチで構成されており、図５に示すように、蓋体２７をある程度開いた状態（閉じた状態から例えば９０〜１８０°程度回動した状態）とすると、それに応じて第１リンク６１が所定角度回動し、その他端部が電源スイッチ１０４のトリガーに接触し、電源スイッチ１０４がオンする。これにより、測定可能な状態となる。
【００５９】
このように、蓋体２７を開く動作が電源スイッチ１０４に連動し、電源スイッチ１０４をオンさせるので、別途電源をオンする操作を行う必要がなく、操作性に優れる。
【００６０】
以上のようなリンク機構６は、その構造が簡易であり、装置の小型化にとっても有利であるとともに、力の伝達効率が良く、誤作動が極めて少ない点でも有利である。なお、本発明では、このようなリンク機構６に代えて、カム機構、またはリンク機構とカム機構の複合構造、その他任意の機構を用いることができることは、言うまでもない。
【００６１】
減圧手段５は、操作手段８の操作により作動する。操作手段８は、ハウジング２１に対し支点８４を中心に回動可能に設置されたレバー８１と、レバー８１を図２中時計方向に付勢するバネ８５とで構成されている。レバー８１の先端には、ハウジング２１外に突出する操作ボタン８３が形成され、レバー８１の基端には、第２係止部５４に係止する爪８２が形成されている。
【００６２】
操作ボタン８３に手を触れていない状態では、バネ８５の付勢力により、爪８２は、壁部２５に形成された開口２５１より内側（減圧用プランジャ５０に接近する側）に挿入され、第２係止部５４と係止しているかまたは係止可能な状態となっている。図６に示す状態で、操作ボタン８３を指等で押圧すると、バネ８５の付勢力に抗してレバー８１が反時計方向に回動し、爪８２が開口２５１から退避して、第２係止部５４との係止が外れ、減圧用プランジャ５０が基端方向へ移動し、空間２６２およびこれに連通する空間２６１を減圧状態とする。
【００６３】
この操作手段８は、減圧手段５の作動を行わせるとともに、これに連動して（ほぼ同時に）穿刺手段３の作動も行わせるものである。すなわち、図７に示すように、爪８２と第２係止部５４との係止が外れて、減圧用プランジャ５０が基端方向へ移動すると、開口２４１に係止し、空間２６２内に突出していた第１係止部３３がガスケット５１の基端縁部に押圧されて空間２６１側へ押し戻され、開口２４１への係止が外れる。これにより、穿刺用プランジャ３０が先端方向へ移動し、穿刺針１２が生体表面を穿刺する。
【００６４】
成分測定装置１Ａでは、操作ボタン８３の押圧方向、すなわち穿刺用プランジャ３０を作動させて穿刺を行わせる操作の方向と、穿刺用プランジャ３０の移動方向（穿刺方向）とが異なる方向（ほぼ直交する方向）である。そのため、穿刺の恐怖感が軽減されるとともに、穿刺の際、操作ボタン８３の押圧力によりチップ９の突出部９１の先端の生体表面に対する接触圧が変化せず、よって、設定どおりの穿刺深さが実現される。
【００６５】
減圧手段５の作動により生じた空間２６１、２６２の減圧状態は、減圧解除手段７により解除することができる。減圧解除手段７は、ハウジング２１に対し支点７４を中心に回動可能に設置されたレバー７１と、レバー７１を図２中反時計方向に付勢するバネ７５と、牽引ワイヤ７６とで構成されている。
【００６６】
レバー７１の基端には、ハウジング２１外に突出する操作ボタン７２が形成され、レバー７１の先端には、フック７３が形成されている。牽引ワイヤ７６の一端は、フック７３に引っ掛けられ、他端は、一方向弁５９の縁部に固定されている。
【００６７】
操作ボタン７２に手を触れていない状態では、バネ７５の付勢力により、牽引ワイヤ７６には張力はほとんど作用しておらず、一方向弁５９は、前述した機能を有している。図１０に示すように、空間２６１、２６２が減圧状態で、操作ボタン７２を指等で押圧すると、バネ７５の付勢力に抗してレバー７１が時計方向に回動し、牽引ワイヤ７６に張力が作用して、一方向弁５９の縁部が先端方向へ牽引され変形する。これにより、外気が通気孔５８を介して空間２６１、２６２内に流入し、空間２６１、２６２内は大気圧に復帰する。
【００６８】
シールリング２３、５２、５２１および一方向弁５９は、それぞれ、弾性体で構成されている。このような弾性体としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、フッ素ゴム系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００６９】
チップ９は、好ましくは樹脂成形体で構成され、円環状に突出した突出部９１を有している。この突出部９１の先端は、例えば指先、上腕、腹部、大腿部、耳たぶのような生体表面（検体採取部位）に当接する部位であり、先端開口９２が形成されている。
【００７０】
突出部９１の先端外周縁は、生体表面（皮膚）に押し当てたときに穿刺部周辺を刺激し穿刺時の痛みを和らげる効果を発揮するのに適した形状をなしている。また、減圧手段５により減圧状態となったときに、突出部９１の先端と生体表面との間から空気が流入することを極力抑制し得るような形状となっている。
【００７１】
このようなチップ９は、内部の視認性を確保するため、特に穿刺後の出血状態を目視確認できるようにするために、透明または着色透明な材料で構成されているのが好ましい。
【００７２】
このようなチップ９の裏面側であって、突出部９１の図１中上部には、試験紙９３が設置されている。試験紙９３は、検体（血液）を吸収・展開可能な担体に、試薬を担持させたものである。
【００７３】
担体としては、例えば、不織布、織布、延伸処理したシート等のシート状多孔質体が挙げられる。この多孔質体は、親水性を有するものが好ましい。
【００７４】
担体に担持される試薬は、検体中の測定すべき成分により、適宜決定される。例えば、血糖値測定用の場合、グルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）と、ペルオキシターゼ（ＰＯＤ）と、例えば４−アミノアンチピリン、Ｎ−エチルＮ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ｍ−トルイジンのような発色剤（発色試薬）とが挙げられ、その他、測定成分に応じて、例えばアスコルビン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ等の血液成分と反応するものと、前記と同様の発色剤（発色試薬）とが挙げられる。また、さらにリン酸緩衝液のような緩衝剤が含まれていてもよい。なお、試薬の種類、成分については、これらに限定されないことは言うまでもない。
【００７５】
本体２内には、プリント基板（図示せず）が設置され、このプリント基板上には、マイクロコンピュータで構成される制御手段１０が搭載されており、成分測定装置１Ａの諸動作を制御する（図１１参照）。この制御手段１０には、測光手段１３からの信号に基づいて検体中の測定すべき成分（例えばブドウ糖）の量を算出する演算部が内蔵されている。
【００７６】
測定手段１３は、試験紙９３に展開された検体中の所定成分の量（本実施例では、血中の糖量）を光学的に測定するものである。この測光手段１３は、チップ装着部２２の裏面側に位置し、発光素子１３１と、受光素子４２とを有している（図１参照）。
【００７７】
発光素子１３１は制御手段１０と電気的に接続され、受光素子１３２は、図示しない増幅器およびＡ／Ｄ変換器１００を介して制御手段１０と電気的に接続されている。
【００７８】
発光素子１３１は、制御手段１０からの信号により作動し、光を発する。この光は、所定の時間間隔で間欠的に発光するパルス光であるのが好ましい。このパルス光は、例えば、その周期が０．５〜５．０msec程度、１パルスの発光時間が０．０５〜０．３msec程度とされる。また、このパルス光の波長は、好ましくは５００〜７２０nm程度、より好ましくは５７０〜６６０nm程度とされる。
【００７９】
チップ９をチップ装着部２２に装着した状態で、発光素子１３１を点灯させると、発光素子１３１から発せられた光は試験紙９３に照射され、その反射光は、受光素子１３２に受光され、光電変換される。受光素子１３２からは、その受光光量に応じたアナログ信号が出力され、所望に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１００にてデジタル信号に変換され、制御手段１０に入力される。
【００８０】
制御手段１０では、入力された信号に基づき、所定の演算処理を行い、また、必要に応じ補正計算を行って、検体中の測定すべき成分の量（以下「血糖値」で代表する）血糖値を求める。求められた血糖値は、表示部１４に表示される。
【００８１】
また、成分測定装置１Ａは、電源部１０１、電源電圧検出部１０２、スイッチ回路１０３、制御発振部１０５、時計発振部１０６、データ記憶部１０７、ブザー出力部１０８、外部出力部１０９、温度測定部１１０を有している（図１１参照）。
【００８２】
電源部１０１には、電池が装填される。電源電圧検出部１０２は、この電池の電圧を検出し、該検出値を制御手段１０へ出力する。これにより、電池の残量をチェックすることができる。この電池残量は、表示部１４に表示される。
【００８３】
スイッチ回路１０３は、以下のような種々のスイッチの入力を検出し、その信号を制御手段１０へ入力する。スイッチの種類としては、前述した電源スイッチ１０４の他、記憶データ読出スイッチ、時刻設定・変更スイッチ、リセットスイッチ、ブザー作動／不作動選択スイッチ、５０Hz／６０Hz商用電源周波数選択スイッチ等が挙げられる。
【００８４】
前述したように、電源スイッチ１０４は、蓋体２７の開閉に伴ってオン／オフする。また、その他のスイッチは、図示しない複数の操作ボタンのうちのいずれか１つまたは２つ以上を組み合わせて操作することにより作動させることができる。
【００８５】
制御発振部１０５は、タイマーを構成するもので、一定時間間隔のクロックパルスを発振し、制御手段１０のマイクロコンピューター（マイクロプロセッシングユニット：ＭＰＵ）の動作用基準信号の供給を行う。
【００８６】
時計発振部１０６は、絶対時間（日時）を特定する時計を構成するもので、一定時間間隔のクロックパルスを発振し、制御手段１０が内蔵する時計制御回路の動作用基準信号の供給を行う。
【００８７】
データ記憶部１０７は、第１メモリー（ＲＡＭ）、第２メモリー（ＲＯＭ）および第３メモリー（不揮発性ＲＡＭ）を備えている。測光手段１３より入力された測光値（測光データ）は、所定のフォーマットに従って第１メモリーに記憶される。
【００８８】
また、第２メモリーには、測光値から求められた吸光度と血糖値との関係（検量線）が記憶されている。
【００８９】
第３メモリーには、個々の装置ごとに固有の校正値が予め記憶されている。ここで言う固有の校正値には、反射光量の規定値、最終吸光度計算の補正係数等がある。
【００９０】
ブザー出力部１０８は、制御手段１０からの信号に基づいて、ブザーを作動させ、音を発する。ブザーは、例えば測定が終了した時に鳴る。
【００９１】
外部出力部１０９は、求められた血糖値等のデータを例えばパソコンのような外部装置へ出力するためのものである。この場合、外部出力部１０９は、例えばＲＳ２３２Ｃのような通信ドライバーを内蔵している。また、赤外線通信を行う場合には、外部出力部１０９は、赤外線発光素子およびその駆動回路を内蔵している。
【００９２】
温度測定部１１０は、環境温度を測定し得る温度センサー（サーミスタ）を備えている。温度測定部１１０では、随時温度測定がなされ、その温度情報は、データ記憶部１３の第１メモリーに記憶される。また、第１メモリーから読み出された温度情報は、制御手段１０へ入力され、血糖値の温度補正計算に利用される。
【００９３】
次に、成分測定装置１Ａを用いて穿刺、検体の採取、展開および血糖値測定を行う場合の各部の動作について、図２ないし図１０を参照しつつ説明する。
【００９４】
［１］ 閉じた状態の蓋体２７（図２に示す状態）を時計方向に回動させて徐々に開いて行くと、軸２９が同方向に回動し、リンク機構６の作用により、ピストン６５が先端方向へ移動する（図３参照）。これにより、係止部材５３がピストン６５に押圧され、減圧用プランジャ５０が先端方向へ移動する。この移動により、コイルバネ５６は、徐々に圧縮されて行く。
【００９５】
また、この減圧用プランジャ５０の先端方向への移動に伴い、壁部２４、２５、ガスケット５１および遮蔽部材５７で囲まれる空間２６２内の空気は、開口２４１、空間２６１および開口２２１を経て本体２外へ排出され、ガスケット５１が開口２４１を通過した後は、通気孔５８を経て排出される。
［２］ ガスケット５１が遮蔽部材５７に接触または最接近すると、係止部材５３の第２係止部５４は、爪８２を越えて爪８２より先端側に位置する（図４参照）。このとき、第１リンク６１と第２リンク６２とは、直線状を成している。
【００９６】
［３］ 図４に示す状態から、蓋体２７の時計方向への回動がさらに進むと、ピストン６５は、基端方向へ戻り始める。また、圧縮されたコイルバネ５６の弾性力により、減圧用プランジャ５０も基端方向へ移動しようとするが、第２係止部５４が爪８２に係止し、その位置で停止する（図５参照）。このとき、ガスケット５１は、開口２４１より先端側に位置している。この状態で、減圧手段５の作動の準備が完了する。
【００９７】
［４］ 蓋体２７を開く動作がほぼ完了すると、第１リンク６１の端部が電源スイッチ１０４のトリガーに接触し、電源スイッチ１０４がオンする（図５参照）。これにより、成分測定装置１Ａの各部が起動し、測定可能な状態となる。
【００９８】
また、この状態では、表示部１４は、蓋体２７で覆われることなく、そのほぼ全面を視認することができる。
【００９９】
［５］ 次に、穿刺針１２を有するランセット１１を針ホルダ３１に装着する。まず、所定の器具を用いる等して、ランセット１１をチップ装着部２２の開口２２１より本体２内に挿入し、ランセット１１の基端部を針ホルダ３１に嵌合する（図６参照）。
【０１００】
さらに、ランセット１１を基端方向へ押し込むと、コイルバネ３５の付勢力に抗して、穿刺用プランジャ３０が基端方向へ移動する。第１係止部３３は、弾性片３２の弾性力により付勢されて壁部２４に当接しているが、第１係止部３３が開口２４１の位置にくると、開口２４１内に挿入され、空間２６２側へ突出する（図６参照）。これにより、ランセット１１による基端方向の押圧力を解除しても、第１係止部３３が開口２４１に係止し、穿刺用プランジャ３０は先端方向への移動が規制される。このとき、コイルバネ３５は、圧縮状態とされている。この状態で、穿刺手段３による穿刺の準備が完了する。
【０１０１】
なお、可動部材４７の固定部材４１に対する回転方向および回転量の調節により、穿刺針１２の開口２２１からの最大突出長さ、すなわち穿刺針１２による検体採取部位への穿刺深さが予め設定されている。
【０１０２】
［６］ 次に、チップ装着部２２にチップ９を装着する（図６参照）。これにより、血液（検体）採取の準備が完了する。
【０１０３】
［７］ 装着されたチップ９の突出部９１に指先（検体採取部位）１５に圧着する。このとき、空気の漏れができるだけ少なくなるように、突出部９１の先端開口９２を指先１５で塞ぐようにする（図７参照）。
【０１０４】
［８］ 操作ボタン８３を押す。これにより、バネ８５の付勢力に抗してレバー８１が反時計方向に回動し、爪８２が第２係止部５４から外れ、コイルバネ５６の弾性力により減圧用プランジャ５０が基端方向へ移動し始める（図７参照）。空間２６２およびこれに連通する空間２６１は、シールリング５２、５２１、２３および指先１５で封止されまたは覆われており、また、一方向弁５９の作用により通気孔５８からの空気の流入が阻止されているので、減圧用プランジャ５０の基端方向への移動に伴い、空間２６２および２６１は、その圧力が低下し、減圧状態とされる。
【０１０５】
なお、このような減圧用プランジャ５０の作動により生じる空間２６１内の最低圧力は、大気圧より、例えば３００mmHg程度低い圧力であるのが好ましい。これにより、短時間で必要量の血液を出血させることができる。
【０１０６】
また、減圧用プランジャ５０の基端方向への移動（減圧手段５による減圧動作）が開始した直後、ガスケット５１が開口２４１を通過する際に、ガスケット５１の基端縁部が開口２４１に係止している第１係止部３３に当接し、これを空間２６１側へ押し戻す（図７参照）。これにより、第１係止部３３の係止が外れ、圧縮されていたコイルバネ３５の弾性力により、穿刺用プランジャ３０が先端方向に移動し、穿刺針１２がチップ９の内部を通り、突出部９１の先端開口９２より突出し、指先１５の表面を穿刺する（図８参照）。穿刺針１２による穿刺部位からは、出血が生じる。
【０１０７】
このとき、係止部４６がストッパ４９に当接することにより穿刺用プランジャ３０の先端方向への移動が規制されるため、穿刺針１２による指先１５の穿刺深さは、一定に保たれる。
【０１０８】
［９］ 穿刺針１２が指先１５を穿刺した後は、コイルバネ３５は減衰運動を経て自然長に戻り、指先１５の表面から穿刺針１２が抜け、チップの先端開口９２および開口２２１より内側のハウジング２１内に格納される（図９参照）。このように、穿刺針１２は、穿刺時以外は先端開口９２および開口２２１から突出しないようになっており、誤って皮膚等を傷つけることが無く、また、感染も防止することができ、安全性が高い。
【０１０９】
［１０］ 前述したように、空間２６１は、減圧状態とされているため、チップ９の先端開口９２の内側に位置する指先１５の穿刺針１２による穿刺部位も減圧状態となっており、この穿刺部位から血液１６が吸い出される。すなわち、このような吸引を行わない場合に比べて出血が促進され、必要な血液量を短時間で確保することができる。
【０１１０】
以上のように、成分測定装置１Ａでは、１回の操作ボタン８３の押圧により、減圧動作と穿刺動作とがほぼ同時に行われるので、その操作性が極めて良い。
【０１１１】
［１１］ 穿刺針１２による指先１５の穿刺後、チップ９を介して適量の出血を確認したら、チップ９の突出部９１の先端を指先１５に接触させた状態のままで、操作ボタン７２を押す。これにより、バネ７５の付勢力に抗してレバー７１が時計方向に回動し、牽引ワイヤ７６を介して一方向弁５９の縁部が先端方向へ牽引されて変形し、外気が通気孔５８を介して空間２６１、２６２内に流入し、空間２６１、２６２内は大気圧に復帰する（図１０参照）。
【０１１２】
このとき、外気の流入部位は、穿刺部位上の血液１６から相当離間しており、かつ、外気の流入が急激ではないため、穿刺部位上の血液１６が空気流によって飛散することはない。
【０１１３】
指先１５の穿刺部位周辺の吸引感がなくなり、大気圧に戻ったことが確認されたら、チップ９の突出部９１を指先１５から離す。
【０１１４】
［１２］ また、前記［１１］の減圧状態の解除と前後して、穿刺部位上に粒状に隆起した血液１６は、例えばチップ９の内部に形成された溝（図示せず）を介して試験紙９３へ移送され、試験紙９３上に展開される。
【０１１５】
試験紙９３は、担持された試薬の作用により、血液１６中に含まれる糖（測定すべき成分）の量に応じて呈色する。この呈色の度合いを前述した測定手段１３２より測定し、得られたデータに基づき制御手段１０にて演算処理し、温度補正計算、ヘマトクリット値補正計算等の補正を行い、血糖値を定量化する。そして、その結果を表示部１４に表示する。
【０１１６】
図１２は、本発明の成分測定装置の他の実施例を示す斜視図である。同図に示す成分測定装置１Ｂは、箱状の本体２００と、本体２００に対しヒンジ２０２を介して回動自在に支持された蓋体２０１とを有している。
【０１１７】
本体２００の上面中央部には、円形の凹部２０６が形成され、該凹部２０６内にチップ装着部２０３が形成されている。このチップ装着部２０３には、突出部３０１を有するチップ３００が着脱自在に装着される。
【０１１８】
また、本体２００には、複数のチップ３００を収納し得る凹部で構成されたチップ収納部２０４が形成されている。チップ収納部２０４の側部には、蓋体２０１を閉じた状態で、チップ収納部２０４内に収納されたチップ３００の数等を視認することができる小窓２０５が形成されている。
【０１１９】
また、図１２中には示されていないが、本体２００には、成分測定装置１Ａで説明したのと同様の、穿刺手段３、調節機構４、減圧手段５、リンク機構６（またはこれと同等の機能を発揮する機構）、減圧解除手段７、操作手段８、制御手段１０、測定手段１３等が設置されている。
【０１２０】
操作手段８の操作ボタン８３および減圧解除手段７の操作ボタン７２は、それぞれ、本体２００の上面に形成された凹部２０７内に突出している。
【０１２１】
蓋体２０１の内面には、液晶表示素子（ＬＣＤ）等で構成される表示部２０８が設置されている。
【０１２２】
この成分測定装置１Ｂでは、蓋体２０１を閉じると、チップ装着部２０３が蓋体２０１で覆われるとともに、表示部２０８も覆われる。蓋体２０１を開くと、その動作に伴い、前記と同様に、減圧手段５の作動の準備がなされる。
【０１２３】
そして、操作手段８の操作ボタン８３を押すことにより、減圧手段５の作動と穿刺手段３の作動とが連動して（ほぼ同時にまたは所定の順序で）行われる。
【０１２４】
以上、本発明の成分測定装置を図示の各実施例に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、例えば、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができる。
【０１２５】
また、以上の実施例では、検体として血液を挙げて説明したが、検体はこれに限らず、その他、例えば尿、リンパ液、髄液、唾液等の組織間液、体液であってもよい。
【０１２６】
また、測定目的とする成分は、ブドウ糖（血糖値）に限らず、例えば、タンパク、コレステロール、尿酸、クレアチニン、アルコール、ナトリウム等の無機イオン、ヘモグロビン（潜血）等であってもよい。
【０１２７】
また、本発明の成分測定装置は、前述したような検体中の成分と試薬との反応により呈色した試験紙の呈色強度を光学的に測定（測色）し、測定値へ換算、表示するものの他に、検体中の成分の量に応じて生じる電位変化を電気的に測定し、測定値へ換算、表示するものでもよい。
【０１２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、穿刺、体液（血液等）の採取および試験紙への展開、測定（成分の定量化）を連続的に行うことができ、成分測定を容易かつ短時間で行うことができる。この場合、操作性に優れており、特に、蓋体を開く動作に起因して、減圧手段の作動の準備や電源スイッチのオンがなされるので、便利である。
【０１２９】
また、使用に際しての準備操作が容易であるため、定期的に使用する場合や繰り返し使用する場合にも有利である。
【０１３０】
また、減圧手段により、穿刺部位周辺の吸引を行うことができるので、体液の流出（出血）を促進するとともに、苦痛の少ない浅い穿刺でも、迅速に検査等に必要な量の体液を確保することができる。
【０１３１】
また、減圧解除手段を設けた場合には、穿刺部位の近傍で空気が急激に流入することによる体液の飛散（汚染）を防止することができ、衛生的である。
【０１３２】
また、一旦穿刺した後、誤って再度生体表面を穿刺する等の事故が防止され、安全性が高い。しかも、穿刺針が直接見えないので、穿刺の際の恐怖感も軽減される。
【０１３３】
また、穿刺針による穿刺深さが適正となるので、最小限の苦痛で必要量の体液を確保することができる。特に、穿刺深さを調節する機構を設けた場合には、個人差や穿刺部位等の諸条件に応じて穿刺深さを適宜調節することができ、また、体液採取（採血）の度に、一定の穿刺深さを実現することができる。
【０１３４】
また、穿刺針による穿刺方向とその穿刺のための操作の操作方向とを異なるようにした場合には、操作による力が穿刺される生体表面に作用せず、よって、より安定した穿刺ができ、設定どおりの穿刺深さが実現されるとともに、穿刺の恐怖感も軽減される。
【０１３５】
以上のことから、本発明の成分測定装置は、患者自身が自己の血糖値等を測定する際に使用するのに適している。
【０１３６】
また、本発明の成分測定装置は、構成が簡単であり、安価で、量産にも適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成分測定装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図３】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図４】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図５】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図６】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図７】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図８】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図９】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図１０】図１に示す本発明の成分測定装置の内部構造および作動状態を示す断面平面図である。
【図１１】図１に示す本発明の成分測定装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の成分測定装置の他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ 成分測定装置
２ 本体
２１ ハウジング
２２ チップ装着部
２２１ 開口
２３ シールリング
２４ 壁部
２４１ 開口
２５ 壁部
２５１ 開口
２６１ 空間
２６２ 空間
２７ 蓋体
２８ 遮蔽部
２９ 軸
３ 穿刺手段
３０ 穿刺用プランジャ
３１ 針ホルダ
３２ 弾性片
３３ 第１係止部
３４ 突部
３５ コイルバネ
４ 調節機構
４１ 固定部材
４２ ガイド溝
４３ スペーサ
４４ 突起
４５ シャフト
４６ 係止部
４７ 可動部材
４８ 凹部
４９ ストッパ
５ 減圧手段
５０ 減圧用プランジャ
５１ ガスケット
５２ シールリング
５２１ シールリング
５３ 係止部材
５４ 第２係止部
５５ フランジ
５６ コイルバネ
５７ 遮蔽部材
５８ 通気孔
５９ 一方向弁
６ リンク機構
６１ 第１リンク
６２ 第２リンク
６３ ピン
６４ ピン
６５ ピストン
７ 減圧解除手段
７１ レバー
７２ 操作ボタン
７３ フック
７４ 支点
７５ バネ
７６ 牽引ワイヤ
８ 操作手段
８１ レバー
８２ 爪
８３ 操作ボタン
８４ 支点
８５ バネ
９ チップ
９１ 突出部
９２ 先端開口
９３ 試験紙
１０ 制御手段
１００ Ａ／Ｄ変換器
１０１ 電源部
１０２ 電源電圧検出部
１０３ スイッチ回路
１０４ 電源スイッチ
１０５ 制御発振部
１０６ 時計発振部
１０７ データ記憶部
１０８ ブザー出力部
１０９ 外部出力部
１１０ 温度測定部
１１ ランセット
１２ 穿刺針
１３ 測定手段
１３１ 発光素子
１３２ 受光素子
１４ 表示部
１５ 指先
１６ 血液
２００ 本体
２０１ 蓋体
２０２ ヒンジ
２０３ チップ装着部
２０４ チップ収納部
２０５ 小窓
２０６ 凹部
２０７ 凹部
２０８ 表示部
３００ チップ
３０１ 突出部

Claims (8)

1. 試験紙を用いて検体中の所定成分の量を測定する成分測定装置であって、
   前記試験紙を備えるチップを装着するチップ装着部を有する本体と、
   前記本体に対し回動自在に設置され、閉じた状態のときに前記チップ装着部を覆う蓋体と、
   穿刺針を装着可能であり、装着された前記穿刺針により検体採取部位を穿刺する穿刺手段と、
   前記穿刺針による穿刺部位を減圧状態とすることができる減圧手段と、
   試験紙に展開された検体中の所定成分の量を測定する測定手段とを有し、
   前記蓋体を開く動作に伴って、前記減圧手段の作動の準備がなされるよう構成されていることを特徴とする成分測定装置。
2. 測定結果を表示する表示部を有し、前記蓋体が閉じた状態のときに前記表示部を覆う請求項１に記載の成分測定装置。
3. 前記減圧手段の作動と前記穿刺手段の作動とが連動して行われる請求項１または２に記載の成分測定装置。
4. 前記減圧手段および前記穿刺手段の作動をほぼ同時にまたは所定の順序で行わせる操作手段を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の成分測定装置。
5. 前記減圧手段は、気密性を有する封止部材を備えた減圧用プランジャと、前記減圧用プランジャを付勢する第２付勢手段とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の成分測定装置。
6. 前記減圧用プランジャは、その基端方向への移動を規制する第２係止部を有し、前記第２付勢手段により付勢された状態で前記第２係止部の係止を解除することにより基端方向へ移動し、前記減圧状態を生ぜしめる請求項５に記載の成分測定装置。
7. 前記蓋体の回転軸に連結され、前記回転軸の回転力を前記減圧手段に伝達する伝達機構を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の成分測定装置。
8. 電源スイッチを有し、前記蓋体を開くと前記電源スイッチがオンするよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の成分測定装置。

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