JPH08164124A - 採血装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鮮明な血管像が得られ、誤穿刺が生じにくい
採血装置を得ること。 【構成】 撮像手段において、照明光学系によって被採
血部位を含む予め定められた領域を波長７００ｎｍ〜１
２００ｎｍ照明光で照明し、前記領域内の血管を採血部
位に対して照明光学系と反対側に位置し、採血部位を透
過した光を受光する観察光学系によって観察し、採血操
作機構によって、採血部位の血管に針部材を穿刺し、こ
の針部材の内孔を介して前記血管から血液保管容器へ血
液を採取する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、簡便な自動採血を可能
にし得る採血装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、医療分野において、臨床検査
や研究分析に人の血液の採取は必要なものである。一般
的な採血方法としては、採血施行者が、被採血者の上腕
部に止血帯を結んで体表面近くの比較的太い静脈を浮き
上がらせ、目視により血管を確認した後に注射針を血管
に穿刺し吸引する。

【０００３】しかしながら、このような人の手よる採血
方法では、採血施行者の技能が未熟な場合、血管に対す
る正確な穿刺が難しく、穿刺時の痛みや生体組織の損傷
が大きいという問題が生じる。そこで、人の手に頼ら
ず、より迅速で正確な穿刺・採血を目的として、自動採
血が可能な装置が考えられている。具体的には、採血時
の痛みや組織損傷を軽減するため、蚊の吸血機構を模倣
した採血装置に係る研究が行なわれており、試作段階の
ものが作られている。

【０００４】蚊の口針束は、上唇、一対の大腮、咽頭、
一対の小腮の６つの部分が口針片となって構成されたも
のであり、下唇が口針鞘となってこれを収容している。
口針束の最外側にある小腮の先端部には歯が並んでお
り、この小腮が左右交互に皮膚組織内に打ち込まれて引
っ掛かりがつくられた状態において口針束が皮膚組織を
介しての体表面近くの微細血管内へ穿刺される。血液
は、口腔ポンプと咽頭ポンプとの２連球からなる吸血ポ
ンプによって、下側が開いた長い管状の上唇中を通って
食道まで押し流される。

【０００５】このような蚊の吸引機構を模倣したもの
は、実際は、蚊が吸血を行なう際に対象に痛みを感じさ
せない主な要因である口針束の細さに注目したものであ
る。具体的には、ガラスマイクロピペットの先端を加熱
しながら引き伸ばし、細くしてさらに研磨したものを採
血針とし、これにポリ塩化ビニル製チューブを介して市
販のシリンジに接続して、このシリンジを吸引ポンプと
して用いるものがあった。

【０００６】上記の如き従来の試作機の構成の一例を図
３に示す。これは、採血部位の皮膚表面を照明する照明
装置１１と、採血部位を観察するための対物レンズ１３
および撮像素子１４からなる撮像光学系と、撮像素子１
４からの画像情報を表示するモニター手段としてのＣＲ
Ｔ（cathode-ray tube）１６と配置し、さらに採血ポン
プ１９にパイプ１８を介して連通されている採血用針１
２を、駆動回路２０からの制御によって所望の位置に移
動させると共に血管への穿刺・抜針を行なう針位置決め
装置１７を備えたものである。

【０００７】このような構成において、採血部位の予め
定められた領域の皮膚表面を照明装置１５によって照明
し、撮像手段は照明光学系で照明された採血部位の領域
を観察する位置に配置され、対物レンズ１３、撮像素子
１４、撮像素子駆動回路１５、ＣＲＴ１６により皮膚表
層部の血管を含む皮膚表面像を観察する。

【０００８】この時、撮像光学系により撮像領域内にそ
の先端があるように、位置決め装置１７を介して採血用
針１２の位置を設定しておく。従って、ＣＲＴ１６にお
いて、血管像と共に採血用針１２の先端が同時に観察さ
れる。

【０００９】ＣＲＴ１６に表示されている血管像から、
採血対象の血管を決定し、駆動回路２０からの制御によ
って位置決め装置１７を駆動させることによって、対象
血管上に針先端が来るようにＣＲＴ１６の表示に基づい
て採血用針１２を移動させる。血管位置と針先端との位
置が合致したら、さらに位置決め装置を１７を駆動させ
て採血用針１２をその長手方向に移動させ、血管への穿
刺を行なう。

【００１０】採血用針１２の先端が血管内に穿刺された
状態において、採血ポンプ１９を駆動し、パイプ１８を
介して採血用針１２の内孔を減圧することによって血管
から血液を吸引し、採血が行なわれる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の採血装置で行われている照明方法では、皮膚
表面からの反射が強く、得られる血管像が鮮明でなく、
このような不鮮明な血管像に基づいて正確に採血用針を
血管に穿刺することは困難であり、特に比較的微細な血
管を採血対象とする場合には血管を観察すること自体難
しい。従って、従来技術による採血の際には、誤穿刺が
多く生体の損傷が大きくなるという問題が生じる。

【００１２】本発明は上記の如き問題点を鑑み、鮮明な
血管像が得られ、誤穿刺が生じにくい採血装置を得るこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る採血装置では、被採血
部位を含む予め定められた領域を照明する照明光学系及
び照明された前記領域内の血管を観察する観察光学系を
有する撮像手段と、前記採血部位の血管に穿刺される針
部材および血液保管容器が装着され、この針部材の内孔
を介して前記血管から血液保管容器へ血液を採取する採
血操作機構とを備えた採血装置であって、前記照明光学
系は、波長７００ｎｍ〜１２００ｎｍの照明光を前記領
域に照射し、前記観察光学系は、前記採血部位に対して
照明光学系と反対側に位置し、照明光学系からの照明光
のうち、前記採血部位を透過した光を受光するものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明は、まず撮像手段において、照明光学系
によって照明された被採血部位を含む予め定められた領
域内の血管を観察光学系によって観察し、採血操作機構
に交換可能に装着された針部材を血管に穿刺し、この採
血操作機構を作動させて針部材の内孔を介して前記血管
から血液保管容器へ血液を採取するものであり、観察光
学系を採血部位に対して照明光学系と反対側に配置した
採血装置である。

【００１５】このような構成において、観察光学系は、
照明光学系からの照明光のうち採血部位を透過した光を
受光するが、本発明では、この照明光を波長７００ｎｍ
〜１２００ｎｍとした。この波長域の光は、生体に対す
る透過率が高く、特に骨による吸収が非常に少ないもの
である。一方、血管での吸収は大きく、従って、観察光
学系で得られる像は、皮膚からの反射光のない鮮明な血
管像である。

【００１６】ここで、図２に採血部位としての手部を照
学系と観察光学系との間に配置した際に観察される像の
模式図（実際に手部の観察像を撮影した写真の複写を参
考資料として添付した）を示す。これは、手部の掌側か
ら照明光学系で照明し、手の甲側から観察したものであ
るが、図中点線で囲った照明領域内では、血管が鮮明に
見える。

【００１７】このように、本発明の撮像手段によれば、
血管の良好な観察が可能となる。従って、得られた鮮明
な血管像に基づいて、確実な血管への採血用針部材の穿
刺が容易となり、採血施行の際の誤穿刺は生じにくくな
る。

【００１８】なお、本発明においては、観察光学系で、
照明光学系からの上記範囲の波長光のみによる血管像を
受光する必要があるため、採血操作時において採血部位
を観察している間は照明光以外の波長光が外部から混入
すること、特に採血部位の皮膚表面からの反射光が混入
することを防ぐようにすることが望まれる。例えば、照
明光学系から採血部位載置領域、観察光学系までを遮光
系内に設置する構成としても良い。

【００１９】また、本発明に用いられる撮像素子は、７
００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長光に対して光電変換可能
なものであれば良い。本発明では、例えば赤外線を対象
とした撮像管や固体撮像素子を用いることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例をもって詳細に説明す
る。図１に、本発明の一実施例による採血装置の概略構
成図を示す。本実施例は、採血部位の皮膚表面を照明す
る照明装置１と、採血部位を観察するための対物レンズ
３、撮像素子４および撮像素子４から撮像素子駆動回路
５を介して得られる画像情報を表示するモニター手段と
してのＣＲＴ６からなる観察光学系とを備えている。

【００２１】また照明装置１は、採血時に配置される採
血部位に対して観察光学系と反対の位置にあり、ここで
は対物レンズ３の下方に照明光束の光軸が対物レンズ３
の光軸とほぼ一致する位置に配置されており、波長７０
０ｎｍ〜１２００ｎｍの照明光を対物レンズ３に向けて
発光するものである。

【００２２】なお、本装置では観察光学系では上記照明
光学系による波長光のみを受光し、他の波長光の外部か
らの混入および採血部位の皮膚表面での反射光の発生を
防ぐように、少なくとも照明装置１から観察光学系まで
の採血部位が配置され観察される領域が、採血部位の出
し入れが可能な遮光キャビテイ（不図示）内にあるもの
とする。

【００２３】さらに本装置は、採血操作機構としての採
血ポンプ８にパイプ９を介して採血用針２が連通されて
おり、この採血用針２を、制御部１０からの制御によっ
て応じて所望の位置に移動させると共に、血管への穿刺
・抜針を行なう針位置決め装置７を備えたものである。

【００２４】なお本実施例では、採血用針として外径
０．２ｍｍ以下の微細針を用い、血液保管容器内へ血液
を採取するものとする。採血用針２は、針位置決め装置
７において、採取される血液用の保管容器（不図示）を
介してパイプ９の先端に交換可能に装着される。従っ
て、検体毎の採血時に採血用針２および血液保管容器を
新しい滅菌済のものに交換すれば、検体にコンタミネー
ションが生じることなく、信頼性の高い検査結果が得ら
れる。

【００２５】このような構成の採血装置による採血操作
を以下に説明する。まず、滅菌済の新しい採血用針２お
よび血液保管容器を針位置決め装置７においてパイプ９
の先端部（不図示）に装着する。そして、例えば手部等
の採血部位を、その消毒済の被採血領域の皮膚表面が対
物レンズ３の焦点位置にくるように、対物レンズ３と照
明装置１の間に配置した状態で採血部位の観察を開始す
る。この時、採血用針２の初期位置はその先端が撮像光
学系による被撮像領域内の対物レンズ３の焦点位置を含
む面上付近にくるように針位置決め装置７によって位置
決めされている。

【００２６】照明装置１からの照明光によって採血部位
が下側から照明され、採血部位を透過した光は、対物レ
ンズ３を介して撮像素子４の受光面上に撮像光学系の被
観察領域内の皮膚対層部の像を結像する。この撮像素子
４で受光された入力像は撮像素子駆動回路５にて電気信
号に変換されてＣＲＴ６に入力され、採血部位の観察像
が表示される。ここで得られる観察像は、従来技術のよ
うな皮膚表面からの強い反射光による影響がなく、骨を
含む生体に対して透過率が高く血管に高い吸収率を持つ
波長光により形成される鮮明な血管像である。

【００２７】なお、ここでは血管像と同時に撮像光学系
による被撮像領域内にある採血用針２の先端も撮像され
る。従って採血施行者は、ＣＲＴ６の画像表示において
血管像と採血用針２先端の像とを同時に観察でき、鮮明
な血管像から選択した採血対象血管と採血用針２先端と
の相対的位置関係を把握することができる。

【００２８】施行者は、得られた採血対象血管と採血用
針２先端との相対的位置情報を制御部１０に入力する。
制御部１０は入力情報に応じた信号を出力して針位置決
め装置７を駆動制御し、採血対象血管と採血用針２先端
との相対的位置ずれをなくす方向に採血用針２を移動さ
せる。

【００２９】採血用針２の先端位置が対象血管位置に合
致させられたら、さらに針位置決め装置７を駆動させ、
採血用針２をその長手方向に移動させて対象血管への穿
刺を行なう。針先端が血管内へ穿刺された状態におい
て、次いで採血ポンプ８を作動させ、パイプ９を介して
血液保管容器内を減圧することにより、血管から採血用
針２の内孔を通って血液保管容器内へ血液が導入され、
採血が行なわれる。

【００３０】また、予め血液保管容器内に生理食塩水や
抗血液凝固剤であるヘパリンなどの溶液を吸入しておい
て用いる場合は、採血用針２を穿刺後、まず、採血ポン
プ８を作動させて血液保管容器内に加圧して容器内の溶
液を排出した後に、血液保管容器内を減圧して採血を行
なうようにすれば良い。

【００３１】必要な採血量に達したら採血ポンプ８の作
動を停止し、制御部１０を介して針位置決め装置７を駆
動制御して採血用針２を皮膚に対して反対側の長手方向
へ移動させて血管および皮膚表層部から抜針する。以上
の採血操作が終了したら、採血用針２と共に血液保管容
器を取り外し、そのまま検査に供すれば良い。続いて他
の検体に採血を行なう場合、新しい滅菌済の採血用針お
よび血液保管容器を装着し、同様の操作を行なう。

【００３２】なお、以上の実施例においては、採血用針
と別個の血液保管容器を用いたが、このように血液保管
容器を使用しないで採血用針２自体を保管容器とし、針
内孔に採取された血液を検査に供し、検体毎に採血用針
２を交換する構成としてもよい。但し、採血用針２に採
血時における痛み軽減を目的として微細針を用いる場
合、微細針の内孔にあるだけの採血量では検査に必要な
量に達しないこともあるので、血液保管容器を用いる方
が好ましい。また、採血用針が血液保管容器に一体に保
持されたものを用いれば、装着が保管容器に着脱だけで
済むので簡便であり、微細針が取り扱い易くなる。

【００３３】また、採血時には採血用針あるいは血液保
管容器からパイプ、さらに採血ポンプにまで血液が混入
しないように採血量の制御を行なう必要がある。例えば
血液保管容器のパイプとの連結部付近の開口を、気体は
通過するが液体、特に血液が透過しない通気性膜部材で
閉鎖する構成とすれば、パイプや採血ポンプへの血液の
混入、コンタミネーションをより完全に防止することが
できる。

【００３４】また、上記実施例では、採血施行者が採血
部位の血管像をＣＲＴ６の表示によって観察し、採血対
象血管と採血用針２の先端との相対位置関係を把握する
構成する構成としたが、本発明はこれに限らず、撮像素
子４からの入力像が撮像素子駆動回路５で信号処理して
得られる電気信号を直接、制御部１０へ出力し、ここで
自動的に画像情報を処理して例えば採血用針２先端位置
に最も近い位置にある血管を採血対象血管として認識す
ると共に採血対象血管位置に対する採血用針２の先端位
置のずれ量を計算し、得られた計算結果に応じた信号を
針位置決め装置７に出力し、ずれ量をなくす方向に採血
用針２を移動させる構成としても良い。

【００３５】さらに、採血用針２の採血対象血管への穿
刺後の採血ポンプ８の作動も、制御部１０によって駆動
制御する構成としても良い。以上のように、採血対象血
管の認識から位置合わせ、採血ポンプの作動などを制御
部１０によって制御する構成とすれば、一連の採血操作
をより自動化でき、設計もコンパクトにできるので採血
装置としての機動性を向上させることができる。

【００３６】また、上記実施例では、採血操作機構とし
て採血ポンプを用いたが、その他、例えばピストン機構
をなどの血液吸引機構が利用できる。このような積極的
に血液を吸引する機構を用いると採血時間の短縮化が図
れるが、短時間での採血が要求されないのであれば、基
本的に血液保管容器および採血用針の内圧を採血用針が
穿刺された血管内の血圧に対して低く調整し得るもので
あれば採血操作機構として用いることができる。

【００３７】また、上記実施例では、微細針を用いた場
合の採血を説明したが、本発明は微細針を用いて微細血
管を採血対象血管とする場合に限定されるものではな
く、比較的太目の血管を採血対象とする場合にも有効で
あることは言うまでもない。採血対象とする血管のレベ
ルが、採血量が比較的多く必要な時、即ち比較的太目の
血管である場合や、採血量が少なくてすむ微細血管であ
る場合等に応じてこ観察光学系の光学的精度やと針部材
の細さなど適宜設定すれば良い。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
撮像手段において採血部位の鮮明な血管像が得られるた
め、該血管像に基づいて採血対象血管の認識が容易かつ
確実に行なえるので、採血の際に、誤った場所に採血用
針を穿刺することが少ないという効果を有する。

【００３９】従って採血部位の生体損傷が減少し、被採
血者への負担が少なくなる。特に、比較的少ない採血量
で定期的に採血を繰返す必要のある被採血者に対して有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る採血装置の概略構成図
である。

【図２】本発明の撮像手段によって得られる採血部位の
血管像の模式図である。

【図３】従来技術による採血装置の一例を示す概略構成
図である。

【符号の説明】

１：照明装置 ２：採血用針 ３：対物レンズ ４：撮像素子 ５：撮像素子駆動回路 ６：ＣＲＴ ７：針位置決め装置 ８：採血ポンプ ９：パイプ １０：制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被採血部位を含む予め定められた領域を
   照明する照明光学系及び照明された前記領域内の血管を
   観察する観察光学系を有する撮像手段と、 前記採血部位の血管に穿刺される針部材および血液保管
   容器が装着され、この針部材の内孔を介して前記血管か
   ら血液保管容器へ血液を採取する採血操作機構とを備え
   た採血装置であって、 前記照明光学系は、波長７００ｎｍ〜１２００ｎｍの照
   明光を前記領域に照射し、 前記観察光学系は、前記採血部位に対して照明光学系と
   反対側に位置し、照明光学系からの照明光のうち、前記
   採血部位を透過した光を受光することを特徴とする採血
   装置。