(57)【要約】  【課題】  個々人に対応する穿刺条件で穿刺できないため、血液を採取することができなかった。  【解決手段】  装置全体を覆うような筐体１と、穿刺する指などをセットするための指当て部１８と、前記指当て部１８を通して指を穿刺するためのレーザロッド１０とフラッシュランプ１１とレンズ１２を有するレーザ穿刺ユニット９と、このレーザ穿刺ユニット９の前記フラッシュランプ１１に高電圧を供給する高電圧発生回路２１とを備え、前記高電圧発生回路２１で発生する高電圧を調整する第１の調整手段と、前記指当て部１９と前記レンズ１２との間の距離を調整する第２の調整手段とを有するものである。これにより、所期の目的を達成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液を採血するための装置において、装置全体を覆う筐体と、前記筐体に設けられた穿刺する指をセットするための指当て部と、前記指当て部を通してレーザ光を発射するためのレーザロッドとフラッシュランプとレンズとを有するレーザ穿刺ユニットと、前記フラッシュランプに高電圧を供給する高電圧発生回路と、前記高電圧発生回路で発生する高電圧を調整する第１の調整手段と、前記指当て部と前記レンズとの間の距離を調整する第２の調整手段とを有するレーザ穿刺装置。
【請求項２】
第２の調整手段は、筐体に固定された固定部材と、この固定部材内を摺動するレーザ穿刺ユニットとで構成された請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項３】
固定部材の前方から後方に向かって等間隔に設けられた複数個の凹と、この凹に嵌入する凸とがレーザ穿刺ユニットに設けられた請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項４】
レーザ穿刺ユニットに設けられた第１の歯と、この第１の歯に嵌入する第２の歯を有する回転体が固定部材に設けられた請求項２に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項５】
第２の調整手段は、レーザ穿刺ユニットを筐体に固定するとともに指当て部が摺動する請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項６】
第１の調整手段は、レバーの動作に対応して設定できるとする請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項７】
第１の調整手段は、回転式のつまみの動作に対応して設定できるとする請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項８】
第１の調整手段と第２の調整手段の組み合わせを記録できるとする請求項１に記載のレーザ穿刺装置。
【請求項９】
血液を採血して測定するための装置において、装置全体を覆う筐体と、穿刺する指をセットするための指当て部と、採血した血液を測定するための血液センサ用コネクタと、前記血液センサに取り込まれた血液の血液成分を測定する測定部と、前記指当て部を通してレーザ光を照射するためのレーザロッドとフラッシュランプとレンズとを有するレーザ穿刺ユニットと、前記フラッシュランプに高電圧を供給する高電圧発生回路と、前記高電圧発生回路で発生する高電圧を調整する第１の調整手段と、前記指当て部と前記レンズとの間の距離を調整する第２の調整手段とを有する血液検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ穿刺装置とこれを用いた血液検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な血液検査について糖尿病を一例として説明する。食事などによって体内に摂取された糖質が小腸で分解されてブドウ糖になり、インスリンと結合して細胞膜を通過してエネルギーとして取り込まれる。糖尿病になると、インスリンの分泌量が少なくなり、血糖が増大し異常となる。
【０００３】
従って患者は、定期的に血糖値を測定し、その血糖値に基づいてインスリンを注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。そのため患者は、指先等から少量の血液を採取し、この血液の血糖値を血糖値測定器で測定しなければならない。この血液を採取するための穿刺装置が必要となる。
【０００４】
血液を採取する穿刺装置には針タイプのものとレーザタイプの２種類があるが、本発明ではレーザタイプに利用される発明であるため、レーザタイプについて以下説明する。従来のレーザ穿刺装置１を図１１に示す。図６に示されるレーザ穿刺装置の主要な構成要素はレーザ光出力を形成するレーザ源５０と、レーザ光の焦点を合わせるフォーカシング５１と、電源供給ブロック５２と、レーザ光の焦点に穿孔部位を保持する皮膚保持装置５３が含まれている。この装置の動作について以下説明する。
【０００５】
皮膚保持装置５３の指当て部５４に指５５を当てて、皮膚保持装置５３に取り付けられたばね５６に逆らうように指５５を押し込むと指５５の皮膚は初期的に加圧されるが、皮膚保持装置５３の機構により指５５の皮膚に接する部分の空間が減圧されて、指５５の皮膚は吸引される。その後、皮膚保持装置５３に当てた指５５を穿刺する。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１９５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のレーザ穿刺装置１は、レーザの焦点を自動的にフォーカシングする機構を有しているが、指とフォーカシングの位置との関係は一定であった。フォーカシングとはレーザ光をレンズで絞って所定の距離（通常は焦点位置）に集めることである。一例をいえば、フォーカシングの位置は指の皮膚の先端という具合である。従って、比較的軟らかい皮膚を有する患者に合わせた穿刺位置と固い皮膚を有する患者にあわせた穿刺位置が異なる場合には対応が出来なくなる。皮膚は外側から表皮、真皮、皮下組織の順に構成されている。血液が採取できる毛細血管は、真皮の一部に含まれているため、表皮の厚さや水分含有量によって、穿刺時のレーザパワーと穿刺径が穿刺深さに対して影響を及ぼす。しかも、この影響は個人の皮膚状況によって異なるため、レーザのパワーだけで無く、フォーカスの位置も個々人に合わせる必要が生じる。
【０００８】
そこで本発明は、このような問題を解決したもので、患者による皮膚の個人差によるフォーカシング位置の相異を考慮し、また、レーザパワーもあわせて調整できるレーザ穿刺装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明のレーザ穿刺装置は、高電圧発生回路で発生する高電圧を調整する第１の調整手段と、レンズと指当て部との間の距離を調整する第２の調整手段とを有するものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、高電圧発生回路で発生する高電圧を調整する第１の調整手段と、レンズと指当て部との間の距離を調整する第２の調整手段とを有するものであり、第１の調整手段でレーザ出力を調整することに加え、第２の調整手段でレンズの焦点距離を調整することにより、患者の皮膚の硬軟何れの状態に関わらず適正な深さまで穿刺して効率良く適正量の血液を採取することができる。
【００１１】
更に、負圧手段を用いることなく適正量の血液を効率良く採取することができるので、負圧手段を装着しない分、小型化と低価格化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
前述の通り、本発明の穿刺装置は、１）筐体、２）指当て部、３）レーザロッド、４）フラッシュランプ、５）レンズ、６）高電圧発生回路、７）第１の調整手段、８）第２の調整手段、を有し、血液検査装置は更に血液センサ用の９）コネクタと、１０）血液成分測定部、を有する。また、第１の調整手段と第２の調整手段は混合することで、一つの動作で選択することも出来る。
【００１３】
筐体
筐体は、全体を覆うように形付けられており、本発明では概箱状を有しているが、デザインなどを考慮して、片手で握れるような形態が望ましい。本筐体に指当て部とかが固定できるようにすることも可能である。
【００１４】
指当て部
指当て部は、穿刺をするための部位を固定するためのものであり、レーザなどの皮膚から血液を滲出させる光が通過する部分を有し、この光は当該皮膚に当たり、血液を滲出させる。この指当て部の形状は指を安定して保持できるものである。また、指で押されたときに反力が指にかかるようにばねなどで押圧しておき、指あて部に接触した部位を加圧することもできる。
【００１５】
レーザ穿刺ユニット
レーザ穿刺ユニットは、レーザロッドとフラッシュランプとレンズを有しており、穿刺はレーザを使用しておこなうものである。ここではレーザでも固体レーザを使用して行なうものについて説明する。
【００１６】
固体レーザは、レーザロッドとして、エルビウムＥｒ、ネオジウムＮｄ、またはホロニウムＨｏなどのイオンが含まれるレーザ活性種となる希土類イオンまたは遷移金属イオンがドープされたものとこのレーザロッド活性種を励起するための光を照射するためのフラッシュランプと、フラッシュランプの光を外に漏らさず効率よくレーザロッドに集光するための鏡筒と出射された光を所定の位置に集光するためのレンズから構成される。固体レーザの例には、ルビーレーザ、ガラスレーザ、ＹＡＧレーザなどが含まれる。
【００１７】
本発明のような皮膚に穿刺するためのレーザロッドは、エルビウムＥｒを５０％程度ドープしたＹＡＧレーザからなるロッドであることが好ましい。ＹＡＧレーザは、ＹＡＧ単結晶であっても、ＹＡＧセラミックスであってもよい。ＹＡＧセラミックスとは、ＹＡＧ微結晶を固めて作られた多結晶体である。
【００１８】
本発明のレーザ穿刺ユニットのレーザ照射部は、皮膚に穿刺するための特徴を有している必要がある。即ち、レンズに入射される前のレーザの照射径は、０．５ｍｍ〜３ｍｍぐらいが良く、レーザの出力は３０ｍＪ〜２００ｍＪぐらいが好ましい。更にレーザ光がフォーカシングされる径は０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、好ましくは０．３ｍｍ辺りが良い。
【００１９】
レンズの焦点距離は、穿刺時の痛みを考慮すると長い方が良い、しかしながら焦点距離を長くするとフォーカシング時の穿刺径が絞り込めず０．５ｍｍ以上の大きなものとなってしまうため、ある程度しか長く出来ない、また装置の小型化を考慮すると焦点距離は短い方が好ましい、このような相、反する条件を満たさなければならない。レーザロッドの径を２ｍｍ、長さを２３ｍｍとし、それに対応するフラッシュランプのアーク長（フラッシュランプ内の電極間距離）を２１ｍｍにした場合、フラッシュランプへの入力電圧３３０Ｖ程度で出力がレンズの前で１５０ｍＪ得られたとき、レンズの焦点距離を２０ｍｍとすると、フォーカシング時の穿刺径は０．３ｍｍ程度になる。レンズの材料としては、本実施例においてはレーザ光の波長が約３μｍであるため、サファイア、蛍石かフッ化アルミ系が良い。
【００２０】
高電圧発生回路
高電圧発生回路は、レーザ穿刺ユニットのフラッシュランプを発光させるために必要な回路であり、電池の電圧をコンデンサに貯蔵し、このコンデンサから昇圧回路へと接続することで、電圧は昇圧される。フラッシュランプを発光させるためには、フラッシュランプ内の電極間に電圧を印加した状態で、トリガ電圧を印加すると発光する。本実施例ではトリガ電圧が３ＫＶ程度で、電極間電圧が３００Ｖ〜３５０Ｖである。昇圧回路はトランスを用いて昇圧しており、トリガ電圧はサイリスタという半導体を用いて印加する。フラッシュランプは硬質ガラスもしくは石英ガラスで覆われており、ガラスの内部には不活性ガスであるキセノンやクリプトンなどが封入されている。このガラス管の表面にネサと呼ばれる導電性の膜をコートして、このネサに電圧をトリガ電圧として印加すると発光する。
【００２１】
第１の調整手段
第１の調整手段は、前記フラッシュランプへの印加電圧を調整する手段である。この調整によりレーザ穿刺ユニットから出射されるレーザ光の出力をコントロールできる。本実施の形態では０．３ｍｍの穿刺径で８０ｍＪ〜１５０ｍＪに調整できる。具体的な調整機構はコンデンサの両端子間に所定の抵抗をセットすることでコンデンサへのチャージ電荷量をコントロールし、印加電圧を調整している。
【００２２】
第２の調整手段
第２の調整手段は、レーザ穿刺ユニットのレンズと指当て部との間の距離を調整することである。
【００２３】
基本的にはレンズはレーザ穿刺ユニットに組み込まれているため、レーザ穿刺ユニットを筐体に固定し、指当て部を移動して調整する。移動の機構はギヤタイプをどのようにコントロールするかだが、自動にしても良いし、手動でレバーを上げ下げすることで調整しても良い。
【００２４】
指当て部を固定してレーザ穿刺ユニットを移動させるという方法もあるが、指当て部に対して比較的大きなものを動かすため、機構が大掛かりになる可能性を含んでいるため、装置の大きさにさほど制限がない場合に適用したら良い。
【００２５】
図１に本装置の概観図を示す。図１において、直方体形状を有する筐体１には、正面上部に操作ボタン２と操作ボタン３と操作ボタン４があり、中間に高さ調整レバー５とレーザ保護カバー６がある。図１において、筐体１の上部には液晶などで形成された表示板７があり、右上部角には穿刺を実行するための穿刺ボタン８がある。
【００２６】
図２に本装置の断面図を示す。図２では中央部にレーザ穿刺ユニット９が配置されており、拡大図に示すように、レーザ穿刺ユニット９はレーザロッド１０とフラッシュランプ１１によって構成され、発生したレーザ光をフォーカシングするためのレンズ１２がレーザロッド１０の長手方向の延長線上に配置されている。図２において、レーザ穿刺ユニット９の上部にはラッチ１３があり、固定部１４に設けた凹上の受け部をラッチ１３が移動することで、レーザ穿刺ユニット９にあるレンズ１２の位置を動かすことが出来る。図２において、レーザ穿刺ユニット９の左にばね１５、その左に受け部１６、その左にセンサ１７、更にその左に貫通口１８ａを有する指当て部１８を配置している。
【００２７】
図２において、装置の上部エリア１９と下部エリア２０には、高電圧発生回路２１（図示無し）や電池２２（図示無し）、コンデンサ２３（図示無し）などを配置すると良い。
本発明の装置を使用する場合について説明する。図１に示す装置は片手で握って穿刺するタイプであり、図３に示すようにレーザ保護カバー６を図１で左に引き出すと、指当て部１８とセンサ１７が現れる。
【００２８】
本実施の形態で説明する装置は、図４に示すように指当て部１８に指２４を当てて装置全体を片手で握るようにして持って操作を行なう。図４で示すように、右手の親指で穿刺ボタン８を押すことで指２４への穿刺は出来るが、個々人に対応した穿刺を行なうためには、レーザ光の出力と穿刺位置を調整する必要がある。
【００２９】
この調整について、詳細に説明する。調整は第１の調整手段と第２の調整手段があり、第１の調整手段は、レーザ光の出力を調整するもので、実際にはレーザ穿刺ユニット９のフラッシュランプ１１への入力印加電圧を調整することになる。
【００３０】
図５にフラッシュランプ１１への入力印加電圧と、操作部２５からの出力による前記入力印加電圧の調整のための回路図を示す。図５においてこの回路への電源２６を投入する。図１に示すように、予め操作部の操作ボタン２を押して電圧調整をセレクトすると、表示板７に調整のためのレベルが表示される。レベルは１〜５まで選択できるようになっており、操作ボタン３は１から５へ順番にレベルを増加し、操作ボタン４は逆に減少するようになっている。表示板７のレベル表示を見て選択が終了すると、操作部２５から比較回路２７に指令が届き、電池３３の電圧を利用し、昇圧回路２８でコンデンサ２９への電荷チャージを開始する。コンデンサ２９の両端の電圧はコンデンサ２９の両端に並列に連結した電圧測定回路３０にてモニタし、比較回路２７に報告される。電圧測定回路３０のモニタ電圧が指令された電圧に達したら、比較回路２７は、昇圧回路２８の動作を終了（この一連の動作を昇圧ループと呼ぶ）し、穿刺ボタン８からの出力を待つ待機状態となる。待機状態においても、電圧測定回路３０はコンデンサのチャージ電圧をモニタし、電圧が所定の値より降下した場合は、昇圧回路２８を動作して前記昇圧ループを繰り返す。待機状態において、穿刺ボタン８からの出力が確認されると再び昇圧ループに入り、指令された電圧に達した段階では、フラッシュランプ１１の電極両端には指令された電圧が印加されている状態である。次にトリガスイッチ３１がＯＮされる。トリガスイッチ３１がＯＮされるとトリガ回路３２によって、フラッシュランプ１１にトリガ電圧が印加される。本実施の形態では、指令された電圧は３００Ｖ〜３５０Ｖ程度でトリガ電圧は２ＫＶ〜４ＫＶが印加される。
【００３１】
第２の調整手段は、レーザ穿刺ユニット９のレンズ１２と指当て部１８の距離を調整する機構である。一例として図６に高さ調整部３４が見える図を示す。高さ調整部３４は高さ調整レバー５を動かすことで、出っ張ったり、引っ込んだりする。図７に指当て部１８とセンサ１７との関係を示す。図７において、センサ１７は指当て部１８の切り込み部１８ｂの中に入り込むため、指当て部１８を高さ調整部３４に押し当てたとしても、センサ１７はフリーな状態になる。また、図７において、指当て部１８のセンサ１７方向の面１８ｃは、高さ調整部３４に接するため、指当て部１８の位置は高さ調整部３４の高さによってコントロールされる。高さ調整部３４は、図２の断面図に示したように、レーザ穿刺ユニット９に固定されていてもよいし、単独で存在しても良い。
【００３２】
第１調整手段と第２調整手段は各々単独で調整できるようにしておいても良いが、第２調整手段を設定した際に、指当て部１８もしくはレーザ穿刺ユニット９の位置をセンシングして所定の電圧を印加するように第１の調整手段を設定しておいても良い。このようにすれば、調整は一つで済み装置使用者の手間を省くことができる。また、第２の調整手段を、モータなどを利用して自動で行なえるようにすれば（図示せず）、第１の調整手段として表示板７を見ながらセットするだけで、第１の調整手段と第２の調整手段を同時にセットすることが可能となる。
【００３３】
レーザ穿刺ユニット９にて穿刺した指から出血した血は、センサ１７に取り込まれ、血糖値などを測定することが出来る。（具体的な測定方法などの説明は省略する）
（実施の形態２）
第２の調整手段の機構について別の例を示す。図８に実施の形態２の概観図を示す。図８において、第２の調整手段である調整ダイヤル３５（実施の形態１における高さ調整レバー５に該当）により、指当て部１８とレンズ１２との間の距離が細かく調整できる点で実施の形態１と相違する。なお、実施の形態１と同じものに付いては同符号を付して説明を簡略化している。
【００３４】
図８の装置の断面図を図９に示す。図９において、ガイド３６は筐体１に固定された固定部材であり、レーザ穿刺ユニット９はこのガイド３６を摺動可能に設けられている。レーザ穿刺ユニット９には直線的ギアであるラック３７を設けており、筐体１に固定された回転体にギアを持つピニオン３８とラック３７はラックアンドピニオンの関係を持つため、ピニオン３８を回転させると、ラック３７を持つレーザ穿刺ユニット９は図９において、左方向や右方向に移動させることが可能となる。ピニオン３８は、図８に示す調整ダイヤル３５に連結されている。従って、調整ダイヤル３５を回動させることにより、指当て部１８とレンズ１２との間の距離を細かく調整することができる。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
図１０は、レーザ保護カバー６を筐体１から引き出した状態の概観図であり、指当て部１８とセンサ１７は回動自在に設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかるレーザ穿刺装置は、個々人に合わせた調整を行なうことで、効率良く適正量の血液を採取することができ、血液採取や血液の性質を検査する血液検査装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における装置の概観図
【図２】同、図１の断面図
【図３】同、レーザ保護カバーを開いた状態の概観図
【図４】同、使用時の正面図
【図５】同、第１の調整用高電圧回路図
【図６】同、側面側から見た指当て部とコネクタを開いた状態の斜視図
【図７】同、正面側から見た指当て部とコネクタを開いた状態の斜視図
【図８】本発明の実施の形態２における装置の概観図
【図９】同、図８の断面図
【図１０】同、レーザ保護カバーを開いた状態の概観図
【図１１】従来のレーザ穿刺装置の断面図
【符号の説明】
【００３８】
１    筐体
２    操作ボタン
３    操作ボタン
４    操作ボタン
５    高さ調整レバー
６    レーザ保護カバー
７    表示板
８    穿刺ボタン
９    レーザ穿刺ユニット
１０  レーザロッド
１１  フラッシュランプ
１２  レンズ
１３  ラッチ
１４  固定部
１５  ばね
１６  受け部
１７  センサ
１８  指当て部
１９  上部エリア
２０  下部エリア
２１  高電圧発生回路
２２  電池
２３  コンデンサ
２４  指
２５  操作部
２６  電源
２７  比較回路
２８  昇圧回路
２９  コンデンサ
３０  電圧測定回路
３１  トリガスイッチ  
３２  トリガ回路
３３  電池
３４  高さ調整部
３５  調整ダイヤル
３６  ガイド
３７  ラック
３８  ピニオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010178821.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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