JPH08164126A - 採血装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 採血用針の先端が血管内の適切な位置にある
状態で血液採血ができる採血装置を得ること。 【構成】 鉢駆動手段によって針部材を血管に対して穿
刺させる際に、反力測定手段で針部材に対して生じる反
力を測定し、制御手段がその測定結果に基づいて針駆動
手段を制御することにより、採血針の先端を血管内の適
切な位置に穿刺できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、採血用針の穿刺時の痛
み及び血管等の損傷を軽減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、このような人の手による採
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
４に示す。これは、採血部位の皮膚表面を照明する照明
装置１０１と、採血部位を観察するための対物レンズ１
０３および撮像素子１０４からなる観察光学系と、撮像
素子１０４からの画像情報を表示するモニター手段とし
てのＣＲＴ（cathode-ray tube）１０６とを配置し、さ
らに採血ポンプ１０９にパイプ１０８を介して連通され
ている採血用針１０２を、駆動回路１１０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１０７を備えたものである。

【０００７】上記の如き構成において、採血部位の予め
定められた領域の皮膚表面を照明装置１０１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１０３、撮像
素子１０４、撮像素子駆動回路１０５およびＣＲＴ１０
６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１０７を介して採血
用針１０２の位置を設定しておく。従って、ＣＲＴ１０
６において、血管像と共に採血用針１０２の先端が同時
に観察される。

【０００９】ＣＲＴ１０６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１１０からの制
御によって位置決め装置１０７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ＣＲＴ１０６の表
示に基づいて採血用針１０２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１
０７を駆動させて採血用針１０２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１０２の先端が血管内に穿刺され
た状態において、採血ポンプ１０９を駆動し、パイプ１
０８を介して採血用針１０２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穿刺方法では、穿刺
時に採血用針が血管に刺さっていることを皮膚表面像を
目視により観察して判断していたため、このような皮膚
表面像の観察では、採血用針の先端が血管に対してどの
程度の深さに達しているのかが明確に判断できない。

【００１２】従って、採血用針の先端が血管に達してい
なっかたり、あるいは血管を貫通してしまった状態で血
液採取操作が行なわれてしまうといった問題点があっ
た。特に、穿刺時の痛みを軽減するのを目的として採血
用に微細針を用いる場合、採血対象とされるのは比較的
微細な血管であり、このような微細血管に対する穿刺で
は血管を貫通し易く、血液採取ができないだけでなく余
計な生体損傷が生じてしまう。

【００１３】本発明は、上記問題点を鑑み、採血用針の
先端が血管内の適切な位置にある状態で血液採血ができ
る採血装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【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、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、前記針部材を血
管に対して穿刺・抜針運動させる針駆動手段と、該針駆
動手段による針部材の血管への穿刺中に針部材に対して
生じる反力を測定する手段と、該反力測定手段による測
定結果に基づいて前記針駆動手段を制御する制御手段
と、を備えたものである。

【００１５】

【作用】本発明は、採血操作機構において採血用の針部
材を血管に穿刺して血管から血液保管容器へ血液を採取
するにあたって、制御手段の制御によって針駆動手段が
針部材を血管に対して穿刺・抜針運動させる採血装置で
あるが、反力測定手段によって、血管への穿刺中に針部
材に対して生じる反力を測定し、制御部はその結果に基
づいて針駆動手段を制御するものである。

【００１６】針部材を皮膚表層部に刺して行くと、針先
端が皮膚表面を通過して血管壁に達した時点で、その血
管壁の弾性により針部材に対する反力が大きくなる。さ
らに、血管壁を突き破ったとたんに反力は小さくなる。
従って、穿刺中に針部材に対する反力を測定していれ
ば、針先端が血管壁を突き破った時点がわかり、その直
後で針駆動手段による針部材の移動を止めれば、針先端
がちょうど血管内にある状態となる。

【００１７】ここで、針部材の針駆動手段との装着部に
反力測定手段としてロードセル等の反力計を備え、穿刺
の進行に伴って生じる反力に応じて反力計から得られる
電気信号の波形グラフを図２示す。横軸が針先端の皮膚
表面下からの穿刺深さ、縦軸が反力に相当する。図中に
示されるピークは、針先端が血管壁に達した時点で反力
が急激に増加した後、血管壁を突き破った時点で反力が
減少することによって生じる。このピークは、採血対象
血管の太さによって大きさに差はある（比較的太い場合
は血管壁も厚く反力の増加も大きく、微細血管の場合は
血管壁も薄く反力の増加は太目の血管にくらべて小さ
い）が、いずれの場合にも血管壁を突き破る時に生じ
る。

【００１８】もし、さらに針部材の穿刺を進めた場合、
針先端は血管内を進み反力計から得られる信号は一定値
を示すが、既に突き破った血管壁に対向する血管壁に達
しこれを突き破ると第２のピークを生じる。このとき、
針先端は血管そのものを貫通してしまったことになる。
従って、穿刺時には、反力計測において最初のピークを
検出した直後、第２のピークが検出される前の時点で針
部材の穿刺移動を停止するよう針駆動手段を制御すれ
ば、確実に針先端を採血対象の血管内にある状態で血液
採取操作を行なうことができ、針部材の刺し込み過ぎを
回避することができる。

【００１９】なお、本発明に用いられる反力測定手段と
しては、上記の如きロードセルに限らず、針部材に対す
る反力が計測できるものであれば使用可能であるが、装
置に組み込むにあたって、構成が簡便なものが望まし
い。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
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。本装置は、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からの撮像素子駆動回路５を介し
た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、針位置決め装置８において、採血操
作機構としての採血ポンプ１０に連通している採血用パ
イプ９の先端に血液保管容器（不図示）を介して採血用
針２が交換可能に装着されている。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。

【００２２】この装着部には、穿刺時に採血用針２に対
して生じる反力を計測する反力計７が設けられている。
針位置決め装置８は、採血用針２を、制御部１１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・抜針運動を行うが、穿刺の際には、制御部１１は
例えば図２に示したような反力計７からの出力信号に基
づいて採血用針２の血管への穿刺が適切に行われるよう
に針位置決め装置８を制御する。

【００２３】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（不図示）を針位置決め装置８におい
てパイプ９の先端部（不図示）に装着する。そして、例
えば腕部や手部等の採血部位を、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
の下に配置した状態において採血部位の観察を開始す
る。

【００２４】この時、採血用針２の初期位置はその先端
が観察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８によ
って位置決めされている。

【００２５】照明装置１からの照明光によって採血部位
の皮膚表面を照明し、皮膚表層部からの光が、対物レン
ズ３によって撮像素子４の受光面上に観察光学系の被撮
像領域内の皮膚表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で電気信号に
変換されてＣＲＴ６に入力され、採血部位の皮膚表層部
の観察像が表示される。

【００２６】なお、ここでは血管像と同時に観察光学系
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、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。

【００２７】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１１に入力する。
制御部１１は入力情報に応じた信号を出力して針位置決
め装置８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。

【００２８】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８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
刺を開始する。ここで、同時に反力計７による反力測定
を開始する。制御部１１は、穿刺が進むに従って反力計
７から入力される信号波形から、針先端が血管壁に達
し、これを突き破ったときに生じるピークを検出し、ピ
ーク検出直後に針位置決め装置８に指令を出力し、採血
用針２の穿刺移動を停止させる。ここで、採血用針２の
先端はちょうど血管内にある状態となる。

【００２９】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１０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１０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１０の
作動を停止し、制御部１１を介して針位置決め装置８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】また、以上の実施例においては、採血施行
者が採血部位の血管像をＣＲＴの表示によって観察し、
採血対象血管と採血用針の先端との相対位置関係を把握
する構成としたが、本発明はこれに限らず、撮像素子か
らの入力像が撮像素子駆動回路で信号処理して得られる
電気信号を直接、制御部へ出力し、ここで自動的に画像
情報を処理して、例えば採血用針の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
置に出力し、ずれ量をなくす方向に採血用針を移動させ
る構成としても良い。

【００３３】さらに、採血用針の採血対象血管への穿刺
後の採血ポンプの作動も制御部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、針位置決め装置や採血ポンプの作動など
を制御部によって制御する構成とすれば、一連の液体塗
布を含む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。

【００３４】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。

【００３５】また、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。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、採血用針の血管への穿刺中に、針先端が血管せ壁に
達しこれを突き破ったことが検知できるので、たとえ微
細血管への穿刺でも適切に制御できるという効果を有す
る。従って、採血の際に採血用針が血管を貫通すること
がなくなり、確実な血液採取を行えると共に、採血の際
の生体の損傷を軽減できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による採血装置の概略構成図
である。

【図２】本発明に用いる反力計測手段によって計測され
る採血用針の血管への穿刺中に採血用針に対して生じる
反力に応じた信号波形を示す線図であり、横軸に針先端
の穿刺深さ、縦軸に反力を示したものである。

【図３】従来の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：反力計 ８：針位置決め装置 ９：採血用パイプ １０：採血ポンプ １１：制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 前記針部材を血管に対して穿刺・抜針運動させる針駆動
   手段と、 該針駆動手段による針部材の血管への穿刺中に針部材に
   対して生じる反力を測定する手段と、 該反力測定手段による測定結果に基づいて前記針駆動手
   段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする採
   血装置。