(57)【要約】【課題】従来の安価かつ簡便な近赤外光を用いた皮膚直下の血管可視化法では血管の二次元的な位置情報のみしか得ることができず、実際に採血針を血管を目指し体内へ侵入させた場合、血管に到達したかどうかは明瞭に判断することができなかった。【解決手段】採血針の電位、あるいは採血針と生体に取り付けた他の電極間のインピーダンス、位相を監視し、これらの変化から当該採血針が血管に到達したかどうかを検知する。これにより確実に採血を行うことが可能となり、被採血者に及ぼす肉体的な負担をより小さくすることができる。【選択図】図１
2004290641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に導電性を有する材料で構成されている針を人体内に侵入させていく過程において、当該針と人体表面に接触させてある電極との間の電圧を監視し、その変化から当該針が所望の血管に到達したことを検知することを特徴とした血管検知方法。
【請求項２】
電気的に導電性を有する材料で構成される人体侵入用の針、人体表面に接触させてある電極と、当該針と電極を電気的に接続してあり両者間の電圧を計測することができる装置から構成される血管検知装置。
【請求項３】
電気的に導電性を有する材料で構成されている針を人体内に侵入させていく過程において、当該針と人体表面に接触させてある電極との間に交流電流を流し、その電気的応答から当該針と電極間のインピーダンス、位相またはこれをもとに想定する等価回路から算出し得る電気的抵抗、コンデンサ容量などの回路定数のうち少なくとも一つを求め、これらを監視し、これらの変化から当該針が所望の血管に到達したことを検知することを特徴とした血管検知方法。
【請求項４】
電気的に導電性を有する材料で構成される人体侵入用の針、人体表面に接触させてある電極と、当該針と電極を電気的に接続してあり両者の間に交流電流を流し、その電気的応答から当該針と電極間のインピーダンス、位相またはこれをもとに想定する等価回路から算出し得る電気的抵抗、コンデンサ容量などの回路定数のうち少なくとも一つを求めることができる装置から構成される血管検知装置。
【請求項５】
前記請求項１と３に記載の針が特に中空であり、当該針を人体に侵入させていき、針先端が人体内の所望の血管内に到達したことを、前記請求項１または３の血管検知方法により検知したときに、針の人体と接している端と反対側の端に接続されている血液の収容が可能な容器に血管内の血液を導くことを特徴とした血液採取方法。
【請求項６】
前記請求項２と４に記載の針が特に中空であり、前記請求項２または４の血管検知装置と当該針の片側の端に接続される血液の収容が可能な容器から構成される血液採取装置。
【請求項７】
前記請求項５において、特に針先端が人体内の所望の血管内に到達したことを検知して、採血針の移動を停止させ、その後に針の人体と接している端と反対側の端に接続されている血液の収容が可能な容器に血管内の血液を導くというステップを自動制御装置を用いることで自動的に行うことを特徴とした血液採取方法。
【請求項８】
前記請求項６の血液採取装置において、針の少なくともある一方向への前後への動きを司る装置と、当該針の片側に接続される血液の収容が可能な容器への血液の引き込みを行う装置が、血管検知装置の出力信号により自動制御装置を介して自動的に動作されることを特徴とする血液採取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒトの皮下にある血管から中空の採血針を介して体外へと血液を採取する際の、当該針が血管に達したか否かを検知する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、注射法による血管からの血液の採取は、駆血帯と呼ばれる弾力性を有するゴム状の紐を腕に巻きつけ、一時的に血流を制限したときに皮膚上に浮き出た血管を狙い、注射針を当該血管に穿刺し、その後に陰圧吸引して血液を注射筒に引き込んでいた。
【０００３】
また近年、微小な採血用針を備え、微細な溝流路や種々の分析器、分析装置を配置した数ｍｍから数ｃｍ四方のチップ状血液分析装置が開発されている。（例えば、特許文献１参照）このようなチップ状の血液分析装置の針を被験者の皮膚に穿刺し、皮下の血管から血液を採取してこれをチップ上に引き込み、そこで血液中の種々の生化学物質（ナトリウム、カリウムイオン、グルコース、尿素窒素、クレアチニンなど）の濃度を分析する。当該チップは人々が自宅で用い、健康管理に役立てることを想定して開発されたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５８８６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常の血液採取時に駆血帯が用いられるが、これは上でも述べたように皮膚上に血管を浮き出させて、採血を行う人が注射針を穿刺する部位を特定しやすくするということが目的の一つである。この駆血帯を腕に巻きつけ、圧迫することは注射針を穿刺したときの疼痛とともに被血液採取者に及ぼす苦痛の一つである。
【０００６】
また、チップ状の血液分析装置においては、まず、できるだけ穿刺時の疼痛を抑制するために針の径が細くなっている（例えば外径１００μｍ、内径５０μｍ）ために、剛性（挫屈強度）が非常に低くなっている。このような強度低下を実効的に緩和するために、針の全長は短くすることが望まれ、またこのような要望は採取時に針内部に残留し、分析に用いられない血液量を少なくするという観点からも重要である。このように針の長さが短くなると、チップ自体も採血時に皮膚近傍まで近寄ることになり、当該チップは被験者自らが採血を行うことを想定しているので、血管を肉眼で見ることが困難となるという問題があった。
【０００７】
また特許文献２に示されているように、針を皮膚に穿刺する際に、痛みを緩和する目的で針近傍の皮膚の雰囲気を減圧として皮膚を盛り上げ、そのとき針を自動的に皮膚に穿刺させる場合には、特に血管を見ることが難しくなり、場合によっては針を血管へと導くことができずに採血ができないという問題があった。
【０００８】
【特許文献２】
特開２００３−８３９５８号公報
【０００９】
上述のように、通常の注射による採血時の駆血帯による不快感の抑制や、チップ状の血液分析装置を用いたときの採血者である被験者が血管位置を確認しながら確実に採血するためには、針を皮膚に穿刺する際に血管位置を何らかの手法で監視しなければならない。
【００１０】
このような目的でこれまでいくつかの血管可視化の手法が公知となっている。これらの公知例の多くは、体外から体内へと光を導き、その反射光や透過光から血管情報を得るというものである。例えば比較的厚さが小さい指や手の甲などに波長が７００から１２００ｎｍの近赤外光を照射し、その裏側にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）のような撮像素子を配置して体内を透過してくる光の強度の空間分布を観察する。（特許文献３）このような近赤外光は、比較的人体を構成する水や血液中のヘモグロビンなどによる吸収係数が小さく透過しやすいため用いられることが多い。また血管部を透過してくる光は血液中の水やヘモグロビン濃度が他の部位よりも高いために透過してくる光は吸収により強度が弱くなっているために像は暗くなるが、その他の部分を透過してくる光は比較的吸収されずに強度が強いので明るい像が得られる。したがって血管像が得られることになる。
【００１１】
【特許文献３】
特開平８−１６４１２４号公報
【００１２】
上で述べたような近赤外光の透過による血管像の導出は、実際には光源の強度の制約から指や手の甲などの比較的肉厚が薄い部分でのみしか用いることができない。特によく採血時に用いられる上腕や前腕部では十分な強度の光を透過させることは難しい。そこで光を人体に照射して一旦侵入してから再度照射表面から反射してくる光を撮像素子によって捉え血管像を得るという方法も公知となっている。（特許文献４）このような反射光を用いた場合、直接皮膚表面で反射してくる光の強度が強く、一旦人体に入り込んでから再度人体から反射して出てくる光強度は比較的弱いので、血管情報を含む光（一旦人体に入り込んでから反射してきた光）のみを捉えるために、本公知例の場合光を照射する皮膚表面に液体を塗布して直接反射光を低減するようにしている。また４００から６００ｎｍと６００から８００ｎｍと波長の異なる２種類の光を皮膚に照射して、前者が後者に比較して一旦体内に侵入してから再度反射してくる光の成分が少ないことを利用し、両者で得られた画像を引き算して血管像を得るという方法も公知になっている。（特許文献５）
【００１３】
【特許文献４】
特開平８−１６４１２５号公報
【特許文献５】
特開平８−１６４１２３号公報
【００１４】
以上述べたように光を用いて血管像を得る場合に、透過法では適用可能な部位が限られるという問題があった。また反射法を用いた場合には皮膚表面から直接反射してくる光を抑制するために皮膚表面に液体を塗布するというような煩雑な手間を要したり、２種類の光源、フィルター、ダイクロックミラー、画像解析機構などから構成される高価、複雑な装置が必要されるという問題があった。
【００１５】
このような問題を解決するために、特許文献６においては、少なくとも６００から１２００ｎｍ程度の波長成分を含む光源を観察部位近傍の皮膚表面に照射したときの反射光強度の空間分布をＣＣＤなどの撮像素子によって捉えることで、血管像が得られることが示されている。本公知例では、体内に侵入せず皮膚表面で直接反射する光と一旦体内に浸透するものの皮膚表面直下の血管下まで到達せずに反射し、再度体外へと放射される光を遮蔽して、皮膚表面直下の血管下まで到達してから再度体外へと出てくる光は遮蔽しないようにする直接反射光遮光装置を用いているところが特徴であり、これにより安価に血管可視化装置を構成することができる。
【００１６】
【特許文献６】
特願２００３−６８８９８
【００１７】
しかしながら、以上述べたような光を体内へと導き、再度体外へと放射される光強度の空間分布により得られる血管像は、あくまでも二次元的なものであり、当該血管の正確な深さ方向の情報は得られない。すなわちこのような血管可視化装置を用い血管から採血を行う場合、注射針を穿刺する位置は当該血管可視化装置により決定することができるが、一旦針を体内へと導いた後にこれをどの程度の深さまで侵入させるかは明瞭には分からない。したがって、血液を注射筒内に導くために、どのようなタイミングで注射筒内を陰圧として血液を当該筒内に導けばよいかが明確でないという問題があった。
【００１８】
本発明が解決すべき課題は、被採血者の皮下に存在する血管の二次元的な位置を的確に把握しながら採血用針を当該血管に導いていく際に、当該採血用針が血管に到達したことを検知する手段を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
採血に用いられる中空の針は、通常剛性を有し、かつ万一体内で耐久限界の力が印加されても曲がるだけで決して折れないような金属合金等を用い製作されている。一般的にはコストパフォーマンスの高いステンレスなどの材料が用いられている。当該針は生体内に導かれるという理由から、金属表面を生体適合性を有する材料、例えば炭化珪素、炭素あるいは有機ポリマーで被覆される場合があるが、これらの被腹膜の厚さは薄く、また多孔質である場合が多いので、結果的には下地材料であるステンレスなどの金属合金が有する高い電気的導電性という性質は保持される。
【００２０】
本発明者らはこのように導電性を有する針を体内に導いた場合に、当該針は体内で一種の電極として作用することに注目し、この電気的な応答から当該針が血管内へと導かれたか否かを感知するセンサとして用いることができると考えた。
【００２１】
すなわち、まず第一として、針を皮膚表面に接触させて穿刺し、徐々に体内へと侵入して行ったとき（血管には到達していない）の針と体の界面での電気化学的な電位は、針が血管へと侵入して針先端が血液と接触したときのそれと異なると考えられる。したがってこのような電位の違いを観察していれば、針先端が血管に到達したかどうか検知することができる。
【００２２】
そして第二には、皮膚表面に針とは異なる電極を設置し、当該電極と針の間に交流電圧を印加させながら針を皮膚表面に接触させて穿刺し、徐々に体内へと侵入していく。このときの針と電極間のインピーダンスや位相は、体内への侵入深さや媒質の違い、すなわち血管中の血液に接触しているか否かによって当然変化するものと考えられる。したがってこの場合もこのようなインピーダンスや位相の変化を観察していれば、針先端が血管に到達したかどうかを検知することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１には特許文献６に示されている二次元的な血管可視化装置と本発明の血管到達検知機構を有するシステムの概要を示している。まず、血管可視化装置の構成は、人の前腕部１０１上に近赤外光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）１０２を装着した直接反射光遮光装置１０４を載せ、固定バンド１１８により密着固定し、その近傍の皮膚表面の像をＣＣＤカメラ１０５などの撮像素子により観察してモニタ１０６上に血管像１０７を映し出し、同時に注射筒１０８に取り付けられている採血針１０９もモニタ１０６に写して血管像１０７と採血針像１１１との位置関係から採血針１０９を採血のための適切な位置へと誘導して皮膚へと穿刺する。ただしこのような血管可視化装置は従来方法のように駆血帯を用いて血管を怒張させ、明瞭に目視させている場合などは必ずしも必要ではない。このとき皮膚表面に接触固定させてある電極１１２と採血針１０９との間の電位をそれぞれ配線Ａ１１３と配線Ｂ１１４を介して直流電圧計１１５により測定し、その結果はパソコン（ＰＣ）１１６へと転送されて、パソコン用モニタ１１７に逐次結果が図示されるようになっている。
【００２４】
採血針１０９を皮膚直下の血管を目指して体内へと侵入させていくときの電極１１２を基準とした採血針１０９の電位は、逐次パソコン用モニタ１１７に示され、皮下を通過しているときの電位と血管に到達して血管内の血液に接触したときの電位がそれぞれ異なることから、これを監視していれば当該採血針１０９の先端が血管内に到達したか否かを検知することができる。このようにして採血針１０９が血管内に到達したことを検知してから血液収容容器である注射筒１０８内を陰圧として血液を当該注射筒内に引き込めばよい。
【００２５】
一般に金属を電解質溶液中に浸したときに生起する電位は、同じ金属でも電解質の組成に依存して異なる。したがって上で述べたような血管内外での電位の変化は、血管外の皮膚内部を構成する電解質成分と血管内の血液を構成する電解質成分が異なることが起源であると考えられ、これを利用して採血針が血管に到達したかを検知していることに他ならない。
【００２６】
第二の手段としては、図１の直流電圧計１１５の代わりにインピーダンスアナライザを用い、採血針１０９と電極１１２の間に交流電圧を印加し、そのときの応答から両者間のインピーダンスや位相、また等価回路から得られるコンデンサ容量や抵抗などを求め、これらの変化から採血針１０９が血管まで到達して血液に接したかどうかを検知するというものである。ただしこの際、電圧印加に伴い体内に電流が流れるが、人体にダメージを与えないために、この電流量は医療用電気機器の漏れ電流を定めたＪＩＳ  Ｔ  ０６０１のＢＦ形に従い１００μＡ以下にすることが望ましい。
【００２７】
この場合も血管外の皮膚内部を構成する電解質成分と皮膚内の血液を構成する電解質成分、水分などの組成や濃度がお互い異なることなどが、採血針１０９と電極１１２の間のインピーダンスや位相、また等価回路から得られるコンデンサ容量や抵抗などに影響を及ぼしていると考えられ、採血針１０９を皮膚に穿刺して血管を目指して体内へと侵入させていったときのこれらの変化を観察していれば、血管に到達して血液に接したかどうかを検知することができる。このようにして採血針１０９を血管内に到達させてから注射筒１０８内を陰圧として血液を当該注射筒内に引き込めば採血を完了することができる。
【００２８】
【実施例】
〔第一の実施例〕
図１に示した構成の血管可視化装置と本発明の血管到達検知機構を有するシステムを用い、ヒトの前腕肘裏部の静脈血管から２２ゲージの採血針を取り付けた注射筒内に血液を導くことを試みた。
【００２３】で述べたようにして血管可視化装置で血管位置を確認しながら採血針１０９を皮膚に穿刺し、当該採血針を血管へと導いていく。このとき採血針１０９と電極１１２間の電圧の経過時間依存性は図２に示すようであった。まず同図中の（Ａ）の時点で採血針の皮膚への穿刺に伴う電圧の変動が認められる。次に（Ｂ）に至るまでは横軸の経過時間はほぼ採血針の体内侵入深さに比例することから、この範囲において電位は体内侵入深さに依存せずほぼ一定で−２５ミリボルト程度となることが分かる。そしてこの（Ｂ）の時点に達したときに電位が１００ミリボルトほど上昇する。これは採血針が血管まで到達したことを示していると考えられ、実際同図中の（Ｃ）において一旦採血針の体内への侵入を停止させてから採血針を取り付けてある注射筒内を陰圧とすると、血液が注射筒内に導かれてきたことが確認された。ここで同図中の（Ｂ）に至る前に注射筒内を陰圧としても血液を注射筒内へと導くことができないことは確認した。図２に示したような電位の変化は、血管外の皮膚内部を構成する電解質成分、血管を構成する電解質成分ならびに血管内の血液を構成する電解質成分がお互い異なることによって生起されたものであり、このような変化から採血針が標的である血管やその内部まで到達したかどうかを検知することができることが示された。
【００２９】
〔第二の実施例〕
図１に示したシステムにおいて、直流電圧計１１５の代わりにインピーダンスアナライザを用い、採血針１０９と電極１１２の間に正弦波交流電流を流してその応答から両者間のインピーダンス、位相を求めた。これらの経過時間に伴う変化を図３に示す。このときの交流電流は、周波数１００Ｈｚ、実効値が５０μＡ一定とした。また横軸の経過時間は採血針が体内へと侵入した深さにほぼ比例する。したがってこの図からインピーダンスは侵入深さの増加に伴い減少していき、３０秒経過した以降はほとんど変化せず一定となる。このようなインピーダンスの減少は侵入深さが増加するのに伴い、針と人体との接触面積が増加するためであると考えられる。また一方、位相は侵入深さの増加に伴い負の方向へと増加していくが、これは採血針と人体との界面の電気的な抵抗成分や容量成分が変動していることを意味している。そしてこの値も２０秒経過後−５９度程度でほとんど一定となるが、図中の（Ａ）の時点で２乃至３度ほど正側へと増加することが分かる。ちなみに腕の皮膚表面に微小な傷をつけて毛細管血を皮膚表面に滲み出させ、そこに採血針を接触させて同条件の交流電流を流したときの位相は−３８度であり、上で述べた位相の正側への増加はこの血液と針が接触したときの値に近づく方向であることから、採血針が血管に到達して血液に接触した結果を反映したものと考えられる。そこで図中の（Ｂ）の時点で一旦採血針の人体への侵入を停止した後に、注射筒内を陰圧としたところ当該注射筒内に血液が導かれたことが確認された。したがって上で述べたような位相の変化は採血針が血管内へと到達して血液と接触した結果を反映したものと考えられ、このことはこのような位相の変化を観察することにより採血針が血管内に到達したかどうかを検知できることを示している。
【００３０】
また図４には上と同様ではあるが採血針１０９と電極１１２の間に流す交流電流の周波数を１００ｋＨｚ、実効値５０μＡとしたときのインピーダンスと位相の経過時間依存性を示している。このときも経過時間の増加（採血針の侵入深さの増加にほぼ比例）に伴いインピーダンスが減少していく。一方、位相は経過時間の増加に伴い正側へと増加していき、図中の（Ａ）の時点で−９度ほどで最大となった後に一転して減少し始める。ちなみに腕の皮膚表面に微小な傷をつけて毛細管血を皮膚表面に滲み出させ、そこに採血針を接触させて同条件の交流電流を流したときの位相は−４５度であることから、同図中（Ａ）の後の位相の減少は、採血針が血管に到達して血管内の血液と接触したことを反映したものと考えられる。そして同図中（Ｂ）の時点で注射筒内を陰圧としたところ当該注射筒内に血液が導かれることが確認された。このことも位相の変化を観察することにより採血針が血管内に到達したかどうかを判断できることを示すものである。
【００３１】
〔第三の実施例〕
図５に示すようなチップ状の血液分析装置上に無痛針５０１（外径：１００μｍ、内径：６０μｍ）を介して血液を導入することを試みた。当該チップは２枚のポリカーボネート基板を張り合わせ構成されており、その中には血液の流路５０２、血液中のナトリウムイオン、カリウムイオン、グルコース、尿素窒素濃度を電気化学的にセンシングするセンサ電極５０３、およびセンサ出力の電気信号を出力する電極パッド５０４等から構成される。チップサイズは２ｃｍ角である。
【００３２】
次に図６に示すようにスライダ６０１にチップ６０２を載せて、これをホルダ本体６０３にはめ込み、このホルダ本体と一体となっているシリンダ６０４内にチップ先端の無痛針５０１がセットされるようにする。また［第一の実施例］で説明したように近赤外光を発するＬＥＤ１０２を包含する直接反射光遮光装置１０４をヒトの上腕から前腕部の内側に設置して皮膚直下の血管像とともに上述のホルダにセットしたチップ先端の無痛針５０１との位置関係をＣＣＤカメラ１０５によって捉え、図中には示していないがモニタ上でこれを確認する。この両者の位置関係から、チップが搭載されている採血用ホルダの位置を調整し、無痛針５０１を血管直上へと導きシリンダ６０４を皮膚表面と接触させる。その後にシリンダ内排気ホース６０５を介して排気し、シリンダ６０４内を減圧とすると皮膚はシリンダ６０４に吸い付くとともにシリンダ内へと撓む。すると無痛針５０１が皮膚を穿刺して自動的に体内へと侵入する。
【００３３】
無痛針５０１と皮膚表面に接着されている電極１１２は、それぞれ配線Ａ１１３と配線Ｂ１１４を介して直流電圧計１１５に接続されており、ここで無痛針５０１と電極１１２間の電圧が測定されて、結果はパソコン１１６に転送されモニタ１１７にリアルタイムに表示される。そして無痛針の体内への侵入深さに伴う電極１１２を基準電位としたときの無痛針５０１の電位の変化を監視する。無痛針はスライダ６０１を皮膚側へと押し、スポンジ６０７を撓ませながらより深く体内へと導き、血管まで到達させる。血管に到達したかどうかは［第一の実施例］でも説明した通り、無痛針の電位変化から判定し、到達したならば採血用吸引ホース６０６を介してチップ内流路５０２を陰圧とし、血管内の血液を無痛針を介して血液収容作用を有するチップ上流路へと導く。このような手順で約４μｌの血液をチップ上に導くことができた。
【００３４】
また図６中の直流電圧計１１５の代わりにインピーダンスアナライザを設置し、配線ＡおよびＢをこれにつなぎ込む。そして周波数１００Ｈｚ、実効値５０μＡの交流電流を無痛針５０１と電極１１２の間に流し、その応答からインピーダンスと位相をインピーダンスアナライザにより求めた。上と同じ手順で無痛針５０１を皮膚に穿刺し、血管を目指して体内に侵入していったときのインピーダンスおよび位相の変化をモニタ１１７にリアルタイムに示し、特に位相の変化から血管に到達したかどうかを判断した。そして図３に示したような血管に到達したと思われる位相変化の挙動が得られたら、採血用吸引ホース６０６を介してチップ内流路５０２を陰圧として血管内の血液を無痛針を介して血液収容作用を有するチップ上流路へと導く。このような手順で約４μｌの血液をチップ上に導くことができた。
【００３５】
本実施例に示すが如く、採血針（無痛針）を有するチップ状血液分析装置においても無痛針が血管に到達したか否かを無痛針の電位または無痛針と電極間のインピーダンス、位相を観察することにより判断することができることが分かった。
【００３６】
〔第四の実施例〕
図７に示すような構成図の自動採血装置を作製し、ヒトの前腕内側の静脈から血液を採取することを試みた。本装置について簡単に説明する。２２ゲージの採血針１０９を取り付けてある注射筒１０８を継ぎ手Ａ７０１を介してリニアアクチュエータＡ７０２の可動アームＡ７０３に取り付ける。また注射筒内を陰圧にするためのシリンジ７０４を継ぎ手Ｂ７０５を介してリニアアクチュエータＢ７０６の可動アームＢ７０７に取り付ける。リニアアクチュエータＡおよびＢはパソコン１１６に接続され、制御される。そして可動アームＡおよびＢは図中の矢印の方向に沿って可動である。またリニアアクチュエータＡ本体は支柱７０８に固定されている。さらに採血針１０９から配線Ａ１１３を介して直流電圧計１１５の入力端子の一端に接続されており、当該電圧計の出力値はパソコン１１６に逐次転送されるようになっている。
【００３７】
次に図８に示すように、図７に示した装置中の採血針１０９をヒトの前腕８０１内側の皮膚表面８０２近くに設置する。また皮膚表面に接触設置してある電極１１２は配線Ｂ１１４を介して直流電圧計１１５の入力端子に接続されている。そして図９に示すように標的である皮膚直下の血管８０３に狙いを定め、パソコン１１６からリニアアクチュエータＡ７０２に信号を送り、可動アームＡ７０３を皮膚表面８０２側へ押し出し、採血針１０９を皮膚に穿刺する。そして採血針を体内へ侵入させていったときの採血針１０９と電極１１２間の電圧の変化は逐次直流電圧計１１５を介してパソコンに転送され、採血針が血管８０３に到達し、電圧変化の挙動が図２の（Ｃ）に達したことを検知すると、図１０に示すように、自動的にパソコンからの信号でリニアアクチュエータＡの動きを停止させ、採血針の侵入を停止させた後に、リニアアクチュエータＢ７０６にも信号を送り、シリンジ７０４を皮膚表面方向と逆側に引っ張り注射筒１０８内を陰圧にする。このようにして当該注射筒１０８内に約１０ｃｃの血液１００１を引き込むことができた。
【００３８】
さらに図８の直流電圧計１１５の代わりにインピーダンスアナライザを用いて採血針１０９と電極１１２の間に交流電流を流し、そのときの電圧応答からインピーダンスや位相を求め、これらの採血針の体内侵入深さ依存性を監視して、図３や図４に示したような血管に到達したときの変化からリニアアクチュエータＡおよびＢを上で説明した場合と同様にパソコンで制御して作動させることによっても採血を行うことができた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、従来の安価かつ簡便な近赤外光を用いた皮膚直下の血管可視化法では血管の二次元的な位置情報のみしか得ることができず、実際に採血針を血管を目指し体内へ侵入させた場合、血管に到達したかどうかは明瞭に判断することができなかったが、本発明の採血針の電位、あるいは採血針と生体に取り付けた他の電極間のインピーダンス、位相を監視し、これらの変化から当該採血針が血管やその中に到達したかどうかを判断できるようになった。これにより確実に採血を行うことが可能となり、被採血者に及ぼす肉体的な負担をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法の血管可視化装置と採血針の電位測定機構を説明する図である。
【図２】採血針を人体に侵入させていったときの採血針の電位の変化を示す図である。
【図３】採血針を人体に侵入させていったときの採血針と皮膚に接着してある電極間のインピーダンスと位相の変化を示す図である。（交流電流：１００Ｈｚ、５０μＡ）
【図４】採血針を人体に侵入させていったときの採血針と皮膚に接着してある電極間のインピーダンスと位相の変化を示す図である。（交流電流：１００ｋＨｚ、５０μＡ）
【図５】チップ状血液分析装置を示す図である。
【図６】図５に示したチップ状血液分析装置上に、本発明の血管に到達したか否かを検知する手法を用い、血液を導入する手順を説明する図である。
【図７】自動採血装置を説明する図である。
【図８】自動採血装置を用い採血する様子を説明する図である。
【図９】自動採血装置を用い採血する様子を説明する図である。
【符号の説明】
１０１  ヒトの前腕部
１０２  ＬＥＤ
１０３  電源
１０４  直接反射光遮光装置
１０５  ＣＣＤカメラ
１０６  モニタ
１０７  血管像
１０８  注射筒
１０９  採血針
１１０  注射筒像
１１１  採血針像
１１２  電極
１１３  配線Ａ
１１４  配線Ｂ
１１５  直流電圧計
１１６  パソコン
１１７  パソコン用モニタ
１１８  固定バンド
５０１  無痛針
５０２  流路
５０３  センサ電極
５０４  電極パッド
６０１  スライダ
６０２  チップ
６０３  ホルダ本体
６０４  シリンダ
６０５  シリンダ内排気ホース
６０６  採血用吸引ホース
６０７  スポンジ
７０１  継ぎ手Ａ
７０２  リニアアクチュエータＡ
７０３  可動アームＡ
７０４  シリンジ
７０５  継ぎ手Ｂ
７０６  リニアアクチュエータＢ
７０７  可動アームＢ
７０８  支柱
８０１  前腕
８０２  皮膚表面
８０３  血管
１００１  血液
【図１】
2004290641.tif 000003
【図２】
2004290641.tif 000004
【図３】
2004290641.tif 000005
【図４】
2004290641.tif 000006
【図５】
2004290641.tif 000007
【図６】
2004290641.tif 000008
【図７】
2004290641.tif 000009
【図８】
2004290641.tif 000010
【図９】
2004290641.tif 000011
【図１０】
2004290641.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月11日(2003.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法の血管可視化装置と採血針の電位測定機構を説明する図である。
【図２】採血針を人体に侵入させていったときの採血針の電位の変化を示す図である。
【図３】採血針を人体に侵入させていったときの採血針と皮膚に接着してある電極間のインピーダンスと位相の変化を示す図である。（交流電流：１００Ｈｚ、５０μＡ）
【図４】採血針を人体に侵入させていったときの採血針と皮膚に接着してある電極間のインピーダンスと位相の変化を示す図である。（交流電流：１００ｋＨｚ、５０μＡ）
【図５】チップ状血液分析装置を示す図である。
【図６】図５に示したチップ状血液分析装置上に、本発明の血管に到達したか否かを検知する手法を用い、血液を導入する手順を説明する図である。
【図７】自動採血装置を説明する図である。
【図８】自動採血装置を用い採血する様子を説明する図である。
【図９】自動採血装置を用い採血する様子を説明する図である。
【図１０】自動採血装置を用い採血する様子を説明する図である。
【符号の説明】
１０１  ヒトの前腕部
１０２  ＬＥＤ
１０３  電源
１０４  直接反射光遮光装置
１０５  ＣＣＤカメラ
１０６  モニタ
１０７  血管像
１０８  注射筒
１０９  採血針
１１０  注射筒像
１１１  採血針像
１１２  電極
１１３  配線Ａ
１１４  配線Ｂ
１１５  直流電圧計
１１６  パソコン
１１７  パソコン用モニタ
１１８  固定バンド
５０１  無痛針
５０２  流路
５０３  センサ電極
５０４  電極パッド
６０１  スライダ
６０２  チップ
６０３  ホルダ本体
６０４  シリンダ
６０５  シリンダ内排気ホース
６０６  採血用吸引ホース
６０７  スポンジ
７０１  継ぎ手Ａ
７０２  リニアアクチュエータＡ
７０３  可動アームＡ
７０４  シリンジ
７０５  継ぎ手Ｂ
７０６  リニアアクチュエータＢ
７０７  可動アームＢ
７０８  支柱
８０１  前腕
８０２  皮膚表面
８０３  血管
１００１  血液