JP5297328B2 - 穿刺ノズル装置 - Google Patents

Description

本発明は穿刺ノズル装置に関し、特に、開栓処理を行うことなく、採血管の封止栓に穿刺ノズルを突き通して血液試料の抜き取りを行う穿刺ノズル装置に関する。

採血管は本体と封止栓とで構成される。真空採血管では本体内部が予め負圧とされている。人体から採取された血液試料を収容した採血管は検体前処理装置に送られる。検体前処理装置では、採血管内から血漿あるいは血清等が吸引され、それが他の容器（子検体容器）へ分注される。採血管内から血液試料を抜き取るために、通常、開栓処理が適用される。すなわち、ゴム栓を取り除き、あるいは、シール栓を剥がして、上部開口を開放状態にする処理が適用される。しかし、そのような開栓工程は処理時間の増大を招くため、そのような工程を省略することが望まれる。

そのための装置として穿刺ノズル装置が提案されている。かかる装置では、穿刺ノズルが封止栓に突き通され、当該穿刺ノズルによって血液試料が吸引される。特許文献１には樹脂製のディスポーザブル型穿刺ノズルが開示されている。この他、金属製の穿刺ノズルの利用が考えられる。いずれにしても、封止栓を確実に突き通せるものでなければならないので、一般に、その先端は尖鋭な形状を有する。

特開平６−１８２２３４号公報 特開平５−７９９５３号公報

開栓処理を行うことなく、採血管から血液試料を抜き取るためには、吸引経路とは別に通気経路を設ける必要がある。すなわち、ノズル先端部に吸引口の他、通気口を形成する必要がある。アルミシール栓であっても封止栓の中央部はゴム材料で構成され、その中央部に穿刺ノズルが突き通されるので、封止栓の裏面に付着していた血液試料が空気口を塞いでしまう可能性がある。また、ゴムのかすが通気口を塞ぐ可能性もある。そのような状態を判定し、必要な措置をとることが望まれる。特に、先端部の穿刺後においては、吸引口の液面到達に伴う閉塞状態での圧力上昇を観測してその時点で液面であると判断する場合が多いが、そのような場合に通気口が詰まっており、採血管内部が大気圧から外れた圧力となっていると、液面検出を的確に行えなくなってしまう。なお、液面レベルは区々であることから、穿刺後において液面レベルの検出はできるだけ高い位置から行うことが望まれている。特許文献２には吸引前に採血管内を大気圧に戻す技術が記載されている。

本発明の目的は、穿刺ノズル装置において、試料吸引時における通気口それ本来の機能を確保することにある。

本発明は、採血管の封止栓に突き通されるノズルであって、吸引口が形成され且つそれよりも高い位置に通気口が形成された先端部を有する穿刺ノズルと、前記穿刺ノズルを昇降させる昇降機構と、前記吸引口に連通する吸引経路に設けられたセンサであって、前記採血管への前記穿刺ノズルの穿刺によって前記吸引口及び前記通気口が前記採血管の内部に位置した判定状態において、前記採血管内の圧力を監視する圧力センサと、前記判定状態において、前記圧力センサの検出値に基づいて前記通気口のつまりを判定する判定手段と、前記判定状態において前記通気口のつまりが判定された場合に、前記通気口に連通する通気経路に対してエアを送り込み、当該エアが前記通気口から前記採血管内へ吹き出るようにする制御手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、穿刺ノズルの穿刺直後の判定状態において、すなわち、吸引口とそれよりも高い位置にある通気口とが採血管中に入った状態において、通気口につまりが生じている場合には、採血管内の圧力状態に応じて、圧力センサの圧力値が異常に高く又は異常に低くなるので、それをもってつまりを判定でき、つまりが判定されたならば、通気口からエアを噴出させることにより、つまりを解消することができる。よって、その後の血液試料の吸引（採取）を的確に行える。必要であれば、つまり解消のためのエアの噴出後において再度、判定工程を実行するようにしてもよい。

望ましくは、少なくとも前記判定状態では前記通気経路が大気開放状態にされ、前記判定手段は、前記判定状態での前記圧力センサの検出値が大気圧よりも高い上側閾値以上であるか又は大気圧よりも低い下側閾値以下である場合に前記通気口のつまりを判定する。判定状態において通気経路を大気開放状態とするのは、つまりが生じていない場合に採血管内を大気圧に戻すためである。その状態で圧力のモニタリングを行えばつまりを確実に検出できる。なお、つまりが生じていても、採血管内部がたまたま大気圧という事態も想定されるが、その場合に備えて別途の手段も用いてつまり判定を行ってもよい。判定を多重化すればより安全かつ確実に吸引を行える。

望ましくは、前記制御手段は、前記通気口のつまりが判定された場合に、前記吸引経路を大気開放した上で前記通気経路にエアを送り込む。この構成によれば、つまりに起因して、吸引経路が陽圧状態又は陰圧状態となっていても、そこを大気圧に戻してから、通気経路にエアを送り込むことができるので、エアの吐出を適切に行える。

望ましくは、前記吸引口及び前記通気口はそれぞれ前記先端部における横穴として形成され、前記先端部の先端は尖鋭な形状を有する。先端が尖鋭であれば穿刺を円滑に行うことができ、その先端の斜面に吸引口及び通気口を形成すると、どうしてもゴム栓のカス等がそれらに入り易くなるが、吸引口及び通気口がノズルの垂直側面に形成されていれば穿刺時につまりが生じにくい。望ましくは、前記先端部には同じ高さに複数の通気口が形成される。この構成によれば仮に１つの通気口につまりが生じても他の通気口により吸引時の通気を確保できる。いずれかの通気口が詰まったならば強力なエアの噴出によってつまりを解消できる。本発明に係る手法は１つの通気口だけが設けられている場合にも有効なものである。なお、吸引口が液面レベル以下に位置した状態において通気口を液面レベルよりも上に位置させることが必要であるから、吸引口よりも通気口を上方に形成する必要がある。吸引時には液面レベルの下降に伴い、穿刺ノズルを下降させる追従下降制御が実行される。

本発明によれば、穿刺ノズル装置において、試料吸引時における通気口それ本来の機能を確保できる。

本発明に係るノズルユニットの斜視図である。 ノズルユニットの先端部を示す拡大断面図である。 本発明に係る穿刺ノズル装置の全体構成を示す概念図である。 図３に示した穿刺ノズル装置における判定時の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係るノズルユニット１０が示されている。このノズルユニット１０は、図示されていない搬送機構によって上下方向に駆動されるものであり、また必要に応じてノズルユニット１０は水平方向に搬送される。ノズルユニット１０は穿刺ノズル１４を有している。穿刺ノズル１４は採血管に対して開栓処理を行うことなくその内部の血液試料を吸引するためのノズルである。穿刺ノズル１４は、大別して大径部１６とその下側に連なる小径部１８とを有し、その上端部２０は肥大しており、上端部２０がベース機構１２によって保持されている。穿刺ノズル１４における下端部は先端部１８Ａである。

図２には、穿刺ノズル１４における先端部１８Ａの拡大断面図が示されている。穿刺ノズル１４は二重管構造を有し、すなわち外パイプと内パイプとを有している。その内部には吸引路２４とそれを取り囲む通気路２６とが形成されている。先端部１８Ａにおける先端３０は下側に尖った円錐形態を有し、その上方がストレートな円筒面を構成している。その円筒面の下端部分に吸引口２０が形成され、その吸引口２０は中心軸上に沿って上下方向に形成された吸引路２４に連通している。また、吸引口２０よりも高い位置に２つの通気口２２が互いに１８０度の間隔をもって形成されており、それらの通気口２２は通気路２６に連通している。通気路２６は円環状の隙間でありそれは上下方向に伸びている。

図３には、本実施形態に係る穿刺ノズル装置の全体構成が概念図として示されている。図３においては、採血管３８に対して穿刺ノズル１４が穿刺された直後の判定状態が示されている。その判定状態においては、採血管３８における本体４０に設けられた封止栓４２に対して穿刺ノズル１４の先端部が差し込まれ、少なくとも吸引口及び通気口が採血管３８の内部に位置している。その位置において穿刺ノズル１４の下降が一旦停止されてその状態でつまり判定が実行される。ちなみに制御部３０は穿刺ノズル装置の各構成の動作制御を行っている。機構３２は搬送機構であり、それは穿刺ノズル１４を上下方向に搬送する機能及び水平方向に搬送する機能を有している。

図３においては、複数のシリンジポンプＰ２,Ｐ３,Ｐ４が示され、更に別のポンプとして加圧ポンプＰ１が示されている。また複数のバルブＶ１１,Ｖ１２,Ｖ１４,Ｖ１５,Ｖ２１,Ｖ２２が示され、それに加えて減圧弁ＶＡが示されている。更に複数の圧力センサＰＳ１,ＰＳ２,ＰＳ３が示されている。各バルブＶ１１,Ｖ１２,Ｖ１４,Ｖ１５,Ｖ２１,Ｖ２２はそれぞれ電磁バルブであり、ａが中央ポートを示しており、ｂ及びｃがポートａに選択的に接続される２つのポートを示している。符号４４はすすぎ液タンクを示しており符号４２は洗浄液タンクを示している。また吸引路２４は２つのホース２４Ａ,２４Ｂに接続されており、通気路２６はホース２６Ａに接続されている。

図３においては穿刺直後の判定状態が示されており、その状態での各バルブは図示のような状態にある。すなわちバルブＶ１４によって通気路２６は大気開放状態とされており、吸引路２４にはシリンジポンプＰ２が接続されており、吸引路２４からシリンジポンプＰ２までの吸引経路上には圧力センサＰＳ１が設けられ、それによって吸引路２４内の圧力が監視されている。その吸引路２４内の圧力は基本的に採血管３８の内部の圧力と見なせるものである。なお、バルブＶ２２においてはポートｃが封止状態となっている。

図４を用いて判定状態における動作内容を説明する。Ｓ１０１では、圧力センサＰＳ１の検出値ｔが大気圧よりも高い閾値α１よりも更に高いか否かが判断される。Ｓ１０２では圧力検出値ｔが大気圧よりも低い閾値α２よりも更に低い値であるか否かが判断される。Ｓ１０１及びＳ１０２のいずれもｎｏであると判断された場合、すなわち正常圧力であると判断された場合には、判定工程は終了し、エア吐出による液面検出を行いながらの穿刺ノズルの下降制御が実行される。そして液面レベルよりも低い位置に吸引口を位置決めし、液面レベルよりも高い位置に通気口を位置決めし、その状態において液体試料の吸引を実行する。液面レベルの下降に伴い、吸引下降制御を実行する。

一方、Ｓ１０１あるいはＳ１０２のいずれかで異常圧力が検知された場合、つまりが発生していることが推定されるため、Ｓ１０３において図３に示したバルブＶ１１がまず大気開放側へ切替えられる。すなわちＶ１１においてポートａがポートｃに接続される。

次に、Ｓ１０４においてバルブＶ１４が空気溜め側に切替えられる。すなわちポートａがポートｃに接続される。空気溜めＢには加圧されたエアが溜められており、そのエアが減圧弁ＶＡによって一定の圧力値に制御されつつ、例えば１．５気圧のエアとして、バルブＶ１４を介して通気路２６に送られ、これによって２つの通気口からエアが噴出する。そのようなエアの吐出により通気口のつまりは解消される。その場合において、バルブＶ１１が大気開放状態となっているためエアの吹き出しを適切に行うことが可能である。

Ｓ１０５において一定時間経過を確認した後に、Ｓ１０６においてＶ１４を大気開放側に復帰させる。すなわちポートａをポートｂに接続する。その上で、Ｓ１０７においてバルブＶ１１をシリンジポンプＰ２側へ切替える。すなわちバルブＶ１２においてポートａをポートｂに接続する。これによって初期状態に復帰する。そしてＳ１０１以降の工程が再度実行される。すなわち、つまりが解消されていなければ再度、つまり解消制御が実行される。そのようなつまり解消制御が例えば所定回数繰り返されたような場合にはエラー処理を実行し、ユーザーに対してアラームを報知するようにしてもよい。なお、上記の工程の実行にあたって吸引路に対してもエアを吹き込むようにすれば吸引口が詰まった場合においてもその解消を行うことが可能である。すなわち上記手法には各種のバリエーションが考えられる。

ちなみに、シリンジポンプＰ２によって血液試料を吸引し、また所定の容器へ血液試料の分注処理を行った後に、洗浄液タンク４２からの洗浄液がバルブＶ２１、バルブＶ１５を介して吸引路２４に流し込まれ、吸引路２４の洗浄が実行される。その上で、すすぎ液タンク４４からのすすぎ液がバルブＶ２２を介してシリンジポンプＰ３の作用によってバルブＶ１５を介して吸引路２４に送り込まれ、それによって洗浄後のすすぎが実行される。必要に応じて通気路に対して洗浄及びすすぎを行うようにしてもよい。

以上の実施形態によれば、つまりが判定された場合にはエアの吐出によりそのつまりを解消する制御が実行されるため、その後における血液試料の吸引を的確に行えるという利点がある。また本実施形態においては２つの通気口が形成されていたためそもそもつまりが生じ難いという利点がある。更に先端における斜面に通気口を形成するのではなくそれよりも上の垂直な側面に横穴の形式で吸引口を形成したためつまりが生じ難いという利点が得られる。これは通気口においても同様に言えることである。

１０ ノズルユニット、１４ 穿刺ノズル、１８Ａ 先端部、２０ 吸引口、２２ 通気口、２４ 吸引路、２６ 通気路。

Claims (5)

1. 採血管の封止栓に突き通されるノズルであって、吸引口が形成され且つそれよりも高い位置に通気口が形成された先端部を有する穿刺ノズルと、
   前記穿刺ノズルを昇降させる昇降機構と、
   前記吸引口に連通する吸引経路に設けられたセンサであって、前記採血管への前記穿刺ノズルの穿刺によって前記吸引口及び前記通気口が前記採血管の内部に位置した判定状態において、前記採血管内の圧力を監視する圧力センサと、
   前記判定状態において、前記圧力センサの検出値に基づいて前記通気口のつまりを判定する判定手段と、
   前記判定状態において前記通気口のつまりが判定された場合に、前記通気口に連通する通気経路に対してエアを送り込み、当該エアが前記通気口から前記採血管内へ吹き出るようにする制御手段と、
   を含むことを特徴とする穿刺ノズル装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   少なくとも前記判定状態では前記通気経路が大気開放状態にされ、
   前記判定手段は、前記判定状態での前記圧力センサの検出値が大気圧よりも高い上側閾値以上であるか又は大気圧よりも低い下側閾値以下である場合に前記通気口のつまりを判定する、ことを特徴とする穿刺ノズル装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記制御手段は、前記通気口のつまりが判定された場合に、前記吸引経路を大気開放した上で前記通気経路にエアを送り込む、ことを特徴とする穿刺ノズル装置。
4. 請求項１乃至３記載の装置において、
   前記吸引口及び前記通気口はそれぞれ前記先端部における横穴として形成され、
   前記先端部の先端は尖鋭な形状を有する、ことを特徴とする穿刺ノズル装置。
5. 請求項４記載の装置において、
   前記先端部には同じ高さに複数の通気口が形成された、ことを特徴とする穿刺ノズル装置。

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