JP2008167828A - 血液検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】代替えの電池を有していないと血液検査装置の使用ができなくなることがあった。
【解決手段】筐体17内に収納されたセンサ33と、このセンサ33に接続されるとともに血液10の性質を測定する電気回路部27と、センサ33を貫通してレーザ光26hで穿刺するレーザ発射装置26と、電気回路部27に接続された表示部23と、電気回路部27及びレーザ発射装置28に電力を供給する電源とを備え、電源には蓄電池16を用いるとともに、この蓄電池16を充電する発電部12を筐体17内に収納したものである。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
【解決手段】筐体17内に収納されたセンサ33と、このセンサ33に接続されるとともに血液10の性質を測定する電気回路部27と、センサ33を貫通してレーザ光26hで穿刺するレーザ発射装置26と、電気回路部27に接続された表示部23と、電気回路部27及びレーザ発射装置28に電力を供給する電源とを備え、電源には蓄電池16を用いるとともに、この蓄電池16を充電する発電部12を筐体17内に収納したものである。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
Description
本発明は、発電部を内蔵した血液検査装置に関するものである。
従来の血液検査装置は、図19に示すように、筺体2と、この筺体2を形成する筒体2aと、筺体2内に設けられたレーザ発射装置3と、このレーザ発射装置3に対向するとともに前記筒体2aの先端2cに装着された血液センサ(以下、センサという)4と、このセンサ4に接続された電気回路部5と、この電気回路部5とレーザ発射装置3に電力を供給する電池6とで構成されていた。
以上のように構成された血液検査装置1の動作について以下説明する。図20に示すように、血液検査装置1を例えば右手に持って、左手の皮膚9に先端2cを当接させる。そして、図19に示す穿刺ボタン3bを押下する。すると、レーザ発射装置3からレーザ光3aが発射する。このレーザ光3aはセンサ4を貫通して皮膚9を穿刺する。穿刺により皮膚9から血液10が流出する。この血液10はセンサ4で検知される。そして、血液検査装置1内に設けられた電気回路部5で血糖値が測定される。
なお、糖尿病患者は、常時血糖値を測定し、この測定した血糖値に基づいてインスリン量を調整して注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。若し血液検査装置1の使用中に電池6が消耗したら血糖値の測定ができなくなる。従って、早めに新品の電池6と交換する必要がある。
なお、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。
特表2004−533866号公報
このように、糖尿病患者は常時血糖値を測定する必要があるにもかかわらず、電池6を使用しているので、場合によっては交換すべき電池6が無いことも考えられる。若し、こうした状況が山奥等で生じた場合は、血糖値の測定ができないことになる。即ち、適量のインスリンを注射することができなくなるため、病状が悪化してしまうことも考えられる。
本発明は、このような問題を解決するもので、例え電池が消耗してきても使用することができる血液検査装置を提供することを目的としたものである。
この目的を達成するために、本発明の血液検査装置の電源には蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を筐体内に収納したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
以上のように本発明の電源には、蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を筐体内に収納したものであり、電源が消耗した場合は発電部を用いて蓄電池を充電することができる。従って、血液検査装置が使えなくなることはない。即ち、電池を販売していないような場所でも安心して出かけることができる。
また、電池を買い替える必要がないので、使用コストを低減させることができる
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における血液検査装置11のブロック図である。図1において、33は血液センサ(以下センサという)であり、このセンサ33は電気回路部27に接続されている。そして、この電気回路部27の出力には液晶で形成された表示部23と、レーザ発射装置26と、負圧手段28が接続されている。また、この電気回路部27の入力には、発電部12と、電気回路部27に指示を与える入力部25が接続されている。この電気回路部27は、センサ33で得られた血糖値(血液の性質の一例として用いた)30を血糖値測定部60で測定し、制御部76の指示に基づいて表示部23に表示するものである。
図1は、本発明の実施の形態1における血液検査装置11のブロック図である。図1において、33は血液センサ(以下センサという)であり、このセンサ33は電気回路部27に接続されている。そして、この電気回路部27の出力には液晶で形成された表示部23と、レーザ発射装置26と、負圧手段28が接続されている。また、この電気回路部27の入力には、発電部12と、電気回路部27に指示を与える入力部25が接続されている。この電気回路部27は、センサ33で得られた血糖値(血液の性質の一例として用いた)30を血糖値測定部60で測定し、制御部76の指示に基づいて表示部23に表示するものである。
また、発電部12は、交流電源を発生させる発電機13と、この発電機13を駆動する運動部14と、発電機13で発電された電源が供給されるスイッチング電源15とから構成されている。このスイッチング電源15の出力は直流阻止用のダイオード16aを介して蓄電池16に接続されており蓄電池16を充電する。この蓄電池16は、電気回路部27やレーザ発射装置26や負圧手段28に接続されて夫々へ電源を供給する。また、この蓄電池16の出力電圧の値は表示部23に表示されるとともに制御部76で監視されている。
従って、電源が消耗したとしても発電部12を用いて蓄電池16を充電することができる。従って、血液検査装置が11使えなくなることはない。即ち、電池を販売していないような場所でも安心して出かけることができる。また、電池を買い替える必要がないので、使用コストを低減させることができる
発電部12を構成する運動部14は、運動量測定部14aを介して制御部76に接続されており、発電に要した運動量32を制御部76の指示に基づいて表示部23に表示する。制御部76にはメモリ61が接続されており血糖値30の値や運動量32の値を格納する。入力部25は、レーザ光26hを発射させる穿刺ボタン25aと、運動量測定部14a内のカウンタ14qをリセットするリセットボタン25bと、運動量32の値と血糖値30の双方を表示させる表示ボタン25cと、運動量の値/血糖値の何れかを切り替え表示する表示ボタン25dと、血糖値測定/運動量測定の動作モードを切り替える切り替えスイッチ25eとで構成されている。なお、これらの詳細は後述する。
発電部12を構成する運動部14は、運動量測定部14aを介して制御部76に接続されており、発電に要した運動量32を制御部76の指示に基づいて表示部23に表示する。制御部76にはメモリ61が接続されており血糖値30の値や運動量32の値を格納する。入力部25は、レーザ光26hを発射させる穿刺ボタン25aと、運動量測定部14a内のカウンタ14qをリセットするリセットボタン25bと、運動量32の値と血糖値30の双方を表示させる表示ボタン25cと、運動量の値/血糖値の何れかを切り替え表示する表示ボタン25dと、血糖値測定/運動量測定の動作モードを切り替える切り替えスイッチ25eとで構成されている。なお、これらの詳細は後述する。
図2は、血液検査装置11の断面図である。図2において、17は樹脂で形成された筺体であり、この筐体17は、血糖値30を測定する本体部17aと、人差し指、中指、薬指、小指を挿入する孔18と、発電部12とで構成されている。発電部12を構成する運動部14にはスライド自在に設けられたスライド部17bが装着されている。
孔18には、人差し指、中指、薬指、小指がこの順に挿入可能に形成されており、夫々の指に当接する窪みが4個形成されている。この窪みは、図2において左から順に、人差し指が当接する窪み18a、中指が当接する窪み18b、薬指が当接する窪み18c、小指が当接する窪み18dとなっており、窪18aには穿刺部19が装着されている。このように穿刺部19は、孔18の壁面に設けられているので、レーザ光が外へこぼれることは無く、安全である。
また、筐体17の一方の辺20aの一方の側面20bの角部には穿刺ボタン25aが装着されており、この穿刺ボタン25aに続く一方の側面20bには、ボタンとスイッチ(25b〜25e)が装着されている。本体部17a内には、蓄電池16と、電気回路部27と、レーザ発射装置26と、このレーザ発射装置26から発射されるレーザ光26hを穿刺部19へ導く反射鏡26jと、穿刺部19内を負圧にする負圧手段28と、穿刺部19に隣接して設けられた血液センサ収納箱の挿入部21と、この挿入部21に着脱自在に挿入されるとともに、センサ33が積層収納された血液センサ収納箱21aと、血液センサ収納箱21a内に積層収納されたセンサ33を順次穿刺部19へ送り出すスライダ22aと、このスライダ22aを駆動させる駆動歯車22bが収納されている。血液センサ収納箱21a内には、バネ21cが装着されており、このバネ21cでセンサ33をスライダ22a方向に付勢している。
図3は、レーザ発射装置26の断面図である。このレーザ発射装置26は、発振チューブ26aと、この発振チューブ26aの前方に連結された円筒状の筒体26bとから構成されている。発振チューブ26a内には、Er:YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ結晶26cと、フラッシュ光源26dが格納されている。発振チューブ26aの一方の端には透過率約1%の部分透過鏡26eが装着されており、他方の端には全反射鏡26fが装着されている。部分透過鏡26eの前方の筒体26b内には凸レンズ26gが装着されており、レーザ光26hで患者の皮膚9の0.5mm下に焦点を結ぶように設定されている。この焦点の深さは、皮膚9の表面から0.1mm〜1.5mmが適している。このレーザ光26hでの穿刺電圧は、約300Vとしており、患者に与える苦痛は少ない。
以上のように構成された血液検査装置11の本体部17aの下方17c側の動作について以下説明する。先ず、駆動歯車22bを駆動して、血液センサ収納箱21a内のセンサ33を穿刺部19に移動させる。このとき、使用済みのセンサ33が穿刺部19に存在している場合には、その使用済みのセンサ33は排出口20cから排出される。なお、スライダ22aの駆動は、このスライダ22aに取手を設けて、この取手を手動で操作してもよい。
次に、穿刺部19に搬送されたセンサ33はコネクタ37で窪み18aまで押し出されて固定される。そして、穿刺ボタン25aを押下する。すると、レーザ発射装置26からレーザ光26hが発射されて、窪み18aに当接された人差し指の皮膚9を穿刺する。皮膚9が穿刺されると、この皮膚9から少量の血液10が流出する。
この流出した血液10はセンサ33に取り込まれ、電気回路部27で血糖値30が測定される。そして、その結果は表示部23に表示される。そして、スライダ22aとコネクタ37は元の位置に戻される。
この流出した血液10はセンサ33に取り込まれ、電気回路部27で血糖値30が測定される。そして、その結果は表示部23に表示される。そして、スライダ22aとコネクタ37は元の位置に戻される。
図4は、使用状態の斜視図である。患者は左手に血液検査装置11を持ち、孔18に人差し指、中指、薬指、小指を挿入した後、親指で穿刺ボタン25aを押下して穿刺する。このようにして、血糖値30の測定を行なう。21dは血液センサ収納箱21aに設けられた透明の窓であり、センサ33の残量を目視で確認する目的で設けられたものである。
17eは、スライド部17bの側面に設けられた係止ピンであり、本体部17aに設けられた係止凸部17fに係合してスライド部17bのスライドを禁止するとともに、血液検査装置11の形状を小型にして携帯に便利にする。
次に再び図2に戻り、本体部17aの上方17dに格納された発電部12について説明する。本体部17aの上方17dには、発電機13と、運動部14と、スイッチング電源15とが格納されている。
先ず、上方17dとスライド部17bとで構成された運動部14について説明する。スライド部17bの一方の20d側と他方の辺20eの角には、歯14bが形成せれた駆動棒14cが下方(孔18の側面18e方向)に向けて固定されている。そして、この駆動棒14cの歯14bに歯合する大歯車14dと、この大歯車14dに歯合する小歯車14eと、この小歯車14eと同軸に固定された大歯車14fと、この大歯車14fに歯合する小歯車14gが連結されており、この小歯車14gと同軸に弾み車14jが固定されている。なお、この図面においては、2組の大歯車14d、14f、と小歯車14e、14gのみ記述したが、大歯車と小歯車を組み合わせて、駆動棒14cの一回の押下で弾み車14jは約60回転するようにしている。また、スライド部17bの他方の辺20eと孔18の上面18f側の間には、スライド部17bを上方に付勢するバネ14kが装着されている。駆動棒14cは、図5に示すように、歯14bがバネ14mで外側(矢印14n方向)に付勢されるとともに回動自在に装着されている。このようにして、駆動棒14cの上下運動に対して下方向の力のみ大歯車14dに伝達するようにしている。
以下この運動部14の動作について説明する。図2において、この運動部14はスライド部17bを把握することにより、往復運動を弾み車14jの回転運動に変換している。1秒間に一回把握すれば、弾み車14jには60回転の駆動力が伝達される。この把握において、駆動棒14cは、孔18の側面18eと本体部17aの側面20bとの間の隙間に挿入される。この挿入は、運動量検出センサ14pで検出される。この駆動棒14cは隙間に挿入されるので、その分往復運動のスペースが少なくなり、小型化に貢献する。
図6は、運動量測定部14aのブロック図である。駆動棒14cの往復運動を検出する運動量検出センサ14pの出力はカウンタ14qに入力されて駆動棒14cの往復回数(運動量)が計数される。そして、その出力は制御部76に接続されている。なお、このカウンタ14qにはリセットボタン25bが接続されており、リセットボタン25bの押下により初期化(リセット)される。
図7は、発電機13の断面図である。13aは円弧状に形成されたN極であり、13bは円弧状に形成されたS極である。そして、このN極13a、S極13bで形成された円弧の中にコイル13cが巻回されるとともに強磁性体で形成された発電子13dが回転自在に設けられている。コイル13cの両端は、発電子13dの回転中心13eに形成された接点13f、13gに夫々接続されている。そして、この接点13f、13gに摺動自在に当接する端子13h、13jからは、導線13k、13mが導出されている。
以上のように構成された発電機13において、発電子13dの回転中心13eは運動部14の弾み車14jに連結されている。従って、弾み車14jが回転すると、発電子13dが回転することになる。発電子13dが回転すると、この発電子13dに巻回されたコイル13cが、N極13a、S極13b間に生ずる磁力線を切ることになり、フレミングの法則により、コイル13cに交流電力が発生する。この交流電力は、導線13k、13mから導出される。
このようにして、導線13k、13mから導出され交流電力は、図8に示すスイッチング電源15の整流平滑回路15aに接続されている。整流平滑回路15aの出力はスイッチング回路15bの入力に接続されており、その出力は電源トランス15cの一次巻線に接続されている。また、電源トランス15cの二次巻線は整流平滑回路15dの入力に接続されており、その出力は出力端子15f、15gに接続されている。
また、整流平滑回路15aの出力は、スタート抵抗15hを介して制御回路15jに接続されている。15kは、電源トランス15cに巻回された補助巻線であり、制御回路15jに接続されている。整流平滑回路15dの出力は検出回路15mに接続されており、この検出回路15mの出力はフォトカプラ15nを介して制御回路15jの入力に接続されている。そして、この制御回路15jの出力はスイッチング回路15bに接続されている。
以上のように構成されたスイッチング電源15の動作について以下説明する。整流平滑回路15aに入力された交流電源は、この整流平滑回路15aで直流に変換される。この直流はスタート抵抗15hを介して制御回路15jを活性化させ、略200KHzのパルス信号をスイッチグ回路15bに供給し始める。すると、スイッチング回路15bは、整流平滑回路15aの出力を前記200KHzの信号でスイッチング(交流)し、電源トランス15cの一次巻線に交流を供給する。電源トランス15cの一次巻線に交流が供給されると、補助巻線15kに交流電圧が現れ、この交流電圧は、整流されて以後制御回路15jを安定して動作させる。従って、これ以降は、スタート抵抗15hからの電力の供給はオフされる。なお、直流をスイッチングした信号は、磁束を変化させる点において交流と同様であるので便宜上交流とした。
また、電源トランス15cの一次巻線に交流が供給されると、二次巻線に交流が出力される。この二次巻線に出力された交流は、整流平滑回路15dで直流に変換される。直流に変換された出力は出力端子15f、15gから出力される。整流平滑回路15dの出力は、検出回路15mで予め定められた電圧(DC6V)か否かが比較され、その出力はフォトカプラ15nを介して、制御回路15jを制御する。即ち、整流平滑回路15dの出力電圧が予め定められた電圧より高ければ、低くするようにスイッチング回路15bを制御し、整流平滑回路15dの出力電圧が予め定められた電圧より低ければ、高くするようにスイッチング回路15bを制御する。このようにして、常に整流平滑回路15dの出力電圧が検出回路15mで予め定められた一定の電圧になるように制御する。一定の電圧に制御された整流平滑回路15dの出力は、出力端子15f、15gから出力される。本実施の形態においては、スイッチング電源15を用いているので、効率よく安定した所定の電圧を得ることができる。
図9は、蓄電池16とその周辺のブロック図である。図9において、スイッチング電源15の出力は、逆流阻止用のダイオード16aを介して蓄電池16に接続されるとともに電解コンデンサ16bでグランドに接続されている。また、蓄電池16からは、電気回路部27やレーザ発射装置26や負圧手段28に接続されて電力を供給している。また、蓄電池16の出力は電圧値検出回路16cを介して表示部23と電気回路部27の制御部76に接続されている。そして、蓄電池16の電圧値を表示部23に表示し、この電圧が予め定められた値より、低くなると充電するように指示する。16dは、蓄電池16の出力とグランドとの間に接続された電解コンデンサである。
以上のように本実施の形態においては、発電部12を有しているので、蓄電池16の出力電圧が低下してくれば、筐体17の他方の辺20e側を握り、人差し指、中指、薬指、小指をこの順に孔18に挿入して押圧を繰り返す。このように、握りと開放を繰り返すことにより、蓄電池16が充電されることになる。従って、例え電池販売店等が無い場所で電源が低下してきても、発電機13で充電することにより、血液検査装置11を使用することができる。
また、運動量を検出する機能も有しており、スライド部17bを把握する度に、運動量検出センサ14pが駆動棒14cを検出し、患者の把握回数32を検出する。この把握回数32をカウンタ14qでカウントすることにより、運動量が計測されるわけである。カウンタ14qの出力信号は、表示部23に表示されるとともに、制御部76で指示された目的に合わせて適宜処理される。また、このカウンタ14qは、患者が把握を開始する前に、リセットボタン25bで初期化する。
図10は、この血液検査装置11で測定した血糖値30と把握回数(運動量)32を、併せて表示部23に概念的に表示したものである。図10において、一方の縦軸29aはリニアスケールで血糖値30の目盛が表示されており、他方の縦軸29bは対数スケールで把握回数32の目盛が表示されている。また、横軸29cは、一ヶ月の日にち(時間)である。
これはその一例であるが、運動量を表す把握回数32が少ないほど、血糖値30の値は高く、把握回数32が多くなるほど、血糖値30の値は低い値を示す。即ち、努力して運動するほど良い結果が表示されることになり運動の励みになる。そして、その結果、糖尿病の進行を予防し、血糖値が改善される。また、このグラブにおいて、把握回数32は対数スケールで表示されるので、限られた画面に少ない把握回数32から多い把握回数32まで表示すことができる。また、血糖値30はリニアスケールで表示されるので、血糖値30の値を正確に知ることがきる。
なお、グラフに関しては以下の表示色を用いている。即ち、血糖値30が100以下を緑色で表示し、血糖値30が101以上200以下を黄色で表示し、血糖値30が201以上を赤色で表示する。また、把握回数32に関しては、把握回数32が10回以下を赤色で表示し、把握回数32が11歩以上100回以下を黄色で表示し、把握回数32が101歩以上を緑色で表示する。このように表示することにより、血糖値30と把握回数32が共に緑色で表示されるように努力目標を立て、実行することができる。
また、入力部25の表示ボタン25dの設定により、測定した把握回数32と血糖値30を測定の都度別々に表示することもできる。即ち、本実施の形態により血液検査装置11は、従来の血液検査装置と運動量計を夫々独立に用意したものと同じ効果を有するものとなる。
以下、血液検査装置11を構成する各要部の説明を行う。先ず、図11〜13を用いて、センサ33の詳細を説明する。図11は、本実施の形態におけるセンサ33の断面図である。このセンサ33を形成する基体45は、基板46と、この基板46の上面に貼り合わされたスペーサ47と、このスペーサ47の上面に貼り合わされたカバー48とで構成されている。
49は、血液の貯留部であり、その容積は0.904μLである。またこの貯留部49は、基板46に設けられた孔46aとスペーサ47に設けられた孔47aに連通して形成されており、下方に向かって開口している。50はこの貯留部49に一方の端が連結された供給路であり、貯留部49に溜められた血液10を毛細管現象で検出部51に導く路である。また、この供給路50の他端は空気孔52に連結している。59は、基体45の上面と下面とを貫通する孔であり、この孔59と空気孔52を介して負圧室38(図14参照)に負圧を加える。ここで貯留部49の容積は、供給路50の容積の5倍以上とすれば、正確な測定をするのに十分な血液10を得ることができる。しかし、多くの血液10を採取し過ぎると患者に負担をかけるので、7倍以下程度にすべきである。
53は、検出部51上に載置された試薬であって、この試薬53は、0.01〜2.0wt%CMC水溶液に、PQQ−GDHを0.1〜5.0U/センサ、フェリシアン化カリウムを10〜200mM、マルチトールを1〜50mM、タウリンを20〜200mM添加して融解させて試薬溶液を調整し、これを基板46に形成された検出電極54,56(図13参照)上に滴下し、乾燥させることで形成したものである。
図12は、センサ33の分解平面図である。図12(c)は、センサ33を構成する長方形をした基板46の平面図である。この基板46の材質はポリエチレンテレフタレート(PET)であり、その厚さは0.188mm(0.075〜0.250mmの範囲)の物を用いている。
そして、この基板46の上面には金、白金、パラジウム等を材料として、スパッタリング法或いは蒸着法により導電層を形成し、これをレーザ加工により検出電極54〜57と、この検出電極54〜57から夫々導出された接続電極54a〜57aを一体的に形成している。また、この接続電極54a〜57aにはコネクタ37が接触する接触場所54b〜57b、56cが設けられている。46aは、基板46の略中央に設けられた孔であり、その直径は2.000mmとしている。
図12(b)はスペーサ47の平面図である。このスペーサ47の形状は長方形状をしており、基板46に形成された接触場所54b、55b、56b、57bに対応した四隅の場所に夫々4分の1円形の切欠き47gと、基板46の接触場所56cと対応する両辺に夫々半円形の切欠き47hを形成している。47aは、スペーサ47の略中央に設けられた直径2.000mmの孔であり、基板46に設けられた孔46aに対応した位置に設けられている。
また、この孔47aから検出部51方向に向かってスリット47eが形成されている。このスリット47eは血液10の供給路50を形成するものである。このスリット47eの壁面と、それに対応する基板46の上面も親水性処理を行なう。また、このスリット47eの幅47fは0.600mmとし、その長さ47gは2.400mmとして、0.144μLの容積を有する供給路50を形成している。なお、スペーサ47の材質はポリエチレンテレフタレートであり、その厚さは0.100mm(0.050〜0.125mmの範囲)の物を用いている。
図12(a)はカバー48の平面図である。その形状は、スペーサ47と同様、長方形状をしており、基板46の4角の接触場所54b、55b、56b、57bに対応した四隅に夫々4分の1円形の切欠き48gと、基板46の接触場所56cと対応する両辺に夫々半円形の切欠き48hを形成している。52は空気孔であり、供給路50の先端部に対応して設けられている。空気孔52の直径は50μmである。このカバー48はレーザ光26hが通過するように透明のものを用いており、その厚さは0.075mm(0.050〜0.125mmの範囲)の物を用いている。
なお、貯留部49と対応する位置に、貯留部49より小さく、空気孔52より大きい孔59a(点線で示す)を設けても良い。この孔59aを設けることにより、カバー48によるレーザ光26hの減衰を無くすることができるとともに、この孔59aに負圧路としての機能を持たせることができる。
図13は、センサ33の透視平面図である。図13において、54〜57は検出電極であり、貯留部49から空気孔52に向かって順に、検出電極57(Hct測定極)、検出電極56(対極)、検出電極54(作用極)、検出電極56(対極)、検出電極55(検知極)となっている。また、51は検出部である。
54a〜57aは検出電極54〜57に夫々接続された接続電極であり、基板46の外周方向に導出されている。また、夫々の接続電極54a〜57aには夫々接触場所54b〜57bが設けられている。ここで、接続電極56aにのみ接触場所56bと接触場所56cの2つの接触場所が形成されている。そして、接触場所56bと接触場所56cのみが導通しており、その他の接触場所同士は全て絶縁されている。この接触場所56cを基準接触場所即ち、基準電極56dとする。
このように構成されているので、隣り合う接触場所の絶縁抵抗を電気回路部27(図15参照)で測定し、絶縁抵抗が零となった接触場所が基準電極56dであると特定することができる。これ以降、以下時計周りに接触場所56b、接触場所57b、接触場所54b、接触場所55bと特定することができる。従って、無造作に血液センサ収納箱21aに収納しても、センサ33の挿入方向に拘わらず、センサ33の基準電極56dを検知することができる。従って、以降この基準電極56dに基づいて自動的に他の接触場所54b〜57bを決定することができる。この配慮により、センサ33の血液センサ収納箱21aへの挿入操作が非常に容易となる。なお、本実施の形態では基準電極56dを接続電極56a上に設けたがこれは他の接続電極54a、55a,57aの何れに設けても良い。
以上のように構成されたセンサ33を用いた採血について、以下にその動作を説明する。図14に示すように、先ず、穿刺部19を患者の皮膚9に当接させる。そして、穿刺ボタン25a(図2、図4参照)を押下してレーザ光26hを発射させる。そうすると、レーザ光26hはカバー48を透過し皮膚9に傷をつける。そうすると、この皮膚9から血液10が流出する。この流出した血液10は貯留部49を満たす。貯留部49を満たした血液10は供給路50に達し、この供給路50の毛細管現象による毛細管力で検出部51へ向かって一気に一定速度で流入する。そして、この血液10は検出部51に達し、試薬53と化学反応して血糖値等の血液10の性質が測定される。なお、採血を容易にするため、空気孔52と孔59を介して負圧室38に負圧を加える。
図15は、電気回路部27とその周辺のブロック図である。図15において、54b〜57b、56cはセンサ33に形成された接触場所であり、これらの接触場所54b〜57b、56cはコネクタ37a〜37f(コネクタ37は、挿入方向を意識しないでセンサ33の血液センサ収納箱21aへの挿入可能にするため、接触場所56cと対向する場所にもコネクタが必要であり6本となっている)を介して切換回路71に接続される。この切換回路71の出力は電流/電圧変換器72の入力に接続されている。そして、その出力はアナログ/デジタル変換器(以後、A/D変換器という)73を介して演算部74の入力に接続されている。この演算部74の出力は、カラー液晶で形成された表示部23に接続されている。また、切換回路71には基準電圧源78が接続されている。切換回路71と電流/電圧変換器72とA/D変換器73と演算部74と基準電圧源78とで血糖値測定部60を形成している。なお、この基準電圧源78はグランド電位であっても良い。なお、切換回路71と、電流/電圧変換器72と、A/D変換器73と、演算部74と、基準電圧源78とで血糖値測定部60を形成している。
76は制御部であり、この制御部76は、入力部25(25a〜25e)と、切換回路71の制御端子と、演算部74と、送信部77と、タイマ79と、レーザ発射装置26と、負圧手段28と、メモリ61と、時計62と、発電部12に接続されている。なお、図示していないが警報手段にも接続されている。また、演算部74の出力は送信部77の入力にも接続されている。また、負圧手段28の出力は負圧室38に導かれている。
次に、電気回路部27の動作を説明する。先ず、血液10の測定に先立って、センサ33の接触場所54b〜57b、56cがコネクタ37a〜37fの何れに接続されているかを検出する必要がある。即ち、制御部76の指令により、コネクタ37a〜37fの内、隣り合う端子間の電気抵抗が零である接触場所56cを検出する。そして、この電気抵抗が零の接触場所56cが検出されたら、その接触場所56cに接続されているものが基準電極56dであると決定する。そして、この接触場所56cに接続されたコネクタ37を基準として、順に接続電極56a、57a,54a、55aが決定される。このようにして、接続電極54a〜57aに接続された夫々のコネクタ37を決定する。
その後穿刺ボタン25aの押下を待つ。穿刺ボタン25aが押下されると穿刺される。そして穿刺穴から血液10が流出し測定に移行する。測定動作では、先ず切換回路71を切換えて、血液成分量を測定するための作用極となる検出電極54を電流/電圧変換器72に接続する。また、血液10の流入を検知するための検知極となる検出電極55を基準電圧源78に接続する。そして、検出電極54及び検出電極55間に一定の電圧を印加する。この状態において、血液10が流入すると、検出電極54,55間に電流が流れる。この電流は、電流/電圧変換器72によって電圧に変換され、その電圧値はA/D変換器73によってデジタル値に変換される。そして、演算部74に向かって出力される。演算部74はそのデジタル値に基づいて血液10が十分に流入したことを検出する。なお、ここで予め定められた時間が経過しても、検出部51で血液10の検出がされない場合や、血液10の量が適正でない場合は警報手段を働かせて警報するとともに処置の内容を表示部23に表示する。
次に、血液成分であるグルコースの測定が行なわれる。グルコース成分量の測定は、先ず、制御部76の指令により、切換回路71を切換えて、グルコース成分量の測定のための作用極となる検出電極54を電流/電圧変換器72に接続する。また、グルコース成分量の測定のための対極となる検出電極56を基準電圧源78に接続する。
なお、例えば血液中のグルコースとその酸化還元酵素とを一定時間反応させる間は、電流/電圧変換器72及び基準電圧源78をオフにしておく。そして、一定時間(1〜10秒)の経過後に、制御部76の指令により、検出電極54と56間に一定の電圧(0.2〜0.5V)を印加する。そうすると、検出電極54,56間に電流が流れる。この電流は電流/電圧変換器72によって電圧に変換され、その電圧値はA/D変換器73によってデジタル値に変換する。そして、演算部74に向かって出力される。演算部74はそのデジタル値を基にグルコース成分量に換算する。
次に、グルコース成分量の測定後、Hct値の測定が行なわれる。Hct値の測定は次のように行なわれる。先ず、制御部76からの指令により切換回路71を切換える。そして、Hct値の測定のための作用極となる検出電極57を電流/電圧変換器72に接続する。また、Hct値の測定のための対極となる検出電極54を基準電圧源78に接続する。
次に、制御部76の指令により、電流/電圧変換器72及び基準電圧源78から検出電極57と検出電極54間に一定の電圧(2V〜3V)を印加する。検出電極57と54間に流れる電流は、電流/電圧変換器72によって電圧に変換され、その電圧値はA/D変換器73によってデジタル値に変換される。そして演算部74に向かって出力される。演算部74はそのデジタル値に基づいてHct値に換算する。
この測定で得られたHct値とグルコース成分量を用い、予め求めておいた検量線または検量線テーブルを参照して、グルコース成分量をHct値で補正し、その補正された結果を表示部23に表示するとともにメモリ61に格納する。また、この補正された結果を送信部77からインスリン(治療薬の一例として用いた)を注射する注射装置に向けて送信することもできる。
以上、グルコースの測定を例に説明したが、グルコースの測定の他に乳酸値やコレステロールの血液成分の測定にも有用である。
以上のように構成された血液検査装置11の動作について図16を参照しながら説明する。図16において、先ず、ステップ81により、血液検査装置11の初期化をする。即ち、メモリ61の該当部分の初期化を行う。次に、ステップ82に移り、血糖値30の測定か或いは運動量32の測定かを決定する。これは入力部25の切り替えスイッチ25eにより患者が選択する。
ここで、血糖値30の測定が選択されたなら、ステップ83に移行する。このステップ83では、スライダ22aを用いてセンサ33を穿刺部19へ移動させる。そして、センサ33をコネクタ37で押圧して穿刺部19の窪み18a側に装着する。
次に、ステップ84で、センサ33の接続電極54a〜57aの特定を行なう。ここでは、検出電極54〜57がコネクタ37a~37fの何れに接続しているかを、隣り合うコネクタ37a〜37f間の抵抗値から基準電極56dを特定する。そして、この基準電極56dから時計回りに接続電極56a、57a、54a,55aを決定する。このことにより、センサ33を血液センサ収納箱21aに無造作に挿入されてもこのステップ84で接続電極54a〜57aが特定することができる。即ち、検出電極54〜57が決定される。
そして、ステップ85に移行し、負圧手段28で負圧を発生する。なお、この負圧手段28の起動は、入力部25に起動ボタンを設けて、この起動ボタンの押下で起動させても良い。ここで、負圧を加える理由を説明する。穿刺時に皮膚9に負圧を加えることにより、例え弛緩した皮膚9であっても緊張状態になるので、小さな穿刺穴であっても血液10を効率良く採取することができる。従って、穿刺穴は小さくても良いので、患者に与える苦痛は少ないものになる。
負圧が発生した後、負圧手段28を構成する吸引ポンプ用モータに加わる負荷電流の変化を制御部76で検出して、穿刺可能な負圧か否かをステップ86で表示部23に表示する。ここで、患者が穿刺部19に皮膚9を押し当てない場合は、負荷電流の変化がないので、表示部23にその旨を表示するとともに、警報手段で患者に知らせる。なお、負荷電流を検出する代わりに、この負圧が発生してから予め定められた時間をタイマ79で計測して、表示部23に穿刺が可能であるか否かを表示しても良い。
次に、ステップ87に移り、穿刺ボタン25aの押下を待つ。この穿刺ボタン25aの押下信号は電気回路部27で認識される。電気回路部27ではレーザ発射装置26を駆動する。そうするとレーザ光26hは皮膚9に向けて発射される。なお、穿刺可能な負圧になったら自動的にレーザ発射装置26を駆動して穿刺しても良い。
次に、採血動作のステップ88に移る。このステップ88においてレーザ光26hでの穿刺により、患者の皮膚9から血液10が流出する。この血液10をセンサ33内の貯留部49に貯留する。貯留部49に貯留された血液10は毛細管現象により、供給路50を介して検出部51に導かれる。検出部51に導かれた血液10は検知極としての検出電極55(図13参照)に達すると、測定に必要な量の血液10が得られたと判断する。そして、この時点で負圧手段28の動作を自動的に停止させる。
また、予め定められた時間が経過しても、検出部51で血液10の検出がされない場合や、血液10の量が適正でない場合(検出電極54と検出電極55間の抵抗で検出)は、警報手段を働かせて警報するとともに処置の内容を表示部23に表示する。
次に、ステップ89に移りグルコースの測定を行う。即ち、血液中のグルコースとグルコース酸化還元酵素とを一定時間反応させた後、検出電極54を作用極、検出電極56を対極として、前記両検出電極54,56間に電圧を印加する。そして、グルコースの測定を行う。
次はステップ90に移りHct値の測定をする。検出電極57を作用極、検出電極54を対極として、両検出電極54,57間に電圧を印加する。このことにより、Hct値に依存する電流が検出できる。従って、この電流に基づきHct値を測定する。そして、ステップ89で得られたグルコース量を補正し血糖値30を算出する。
この算出された血糖値30は次のステップ91でメモリ61に格納される。そして、次のステップ92で指定された表示を選択する。このステップ92は、入力部25で患者に指定された表示ボタン25c、25dにより行われる。この場合は、切り替えスイッチ25eが血糖値測定モードを選択している。
次に、ステップ93に移行し、血糖値30が表示される。またここで、表示ボタン25dで運動量32を表示部23に表示することもできる。また、表示ボタン25cで血糖値30と運動量32の双方を表示部23に表示することもできる。
一方、次に、ステップ82において、患者が運動量32の測定を切り替えスイッチ25eで選択したならば、運動量測定部14aのカウンタ14qをリセットして初期状態にする。このようにしてカウンタ14qをリセットした後、ステップ95に移行する。そして、運動量検出センサ14pで患者の運動量32を検出しカウンタ14qをカウントアップする。カウントアップの度にステップ96に移行し、スライダ部17bの係止ピン17eの状態をみる。ここで、係止ピン17eの開閉の状態は、係止ピン17eの係止凸部17fへの接・断で判断される。カウンタ14qによるカウントアップの動作は係止ピン17eの係止凸部17fへの嵌合までステップ95に戻って行われる。係止ピン17eと係止凸部17fでセンサスイッチを形成し、このセンサスイッチ信号は制御部76に導かれている。
係止ピン17eが係止凸部17fへ嵌合されたなら、ステップ97に移行してカウンタ14q(運動量)の値をメモリ61に格納する。そして、ステップ92へ移行する。ステップ92で表示ボタン25c、25dの指示に従い、ステップ93に移行し表示部23に運動量32の値を表示する。なお、例えば図10に示す表示等は、表示ボタン25cで選択する。
(実施の形態2)
図17は、実施の形態2における血液検査装置101の断面図である。この血液検査装置101は、実施の形態1で説明した血液検査装置11と比べて運動部を構成する駆動手段のみが相違する。即ち、血液検査装置11における駆動手段は、スライダ部17bの把握/開放による往復運動であったが、血液検査装置101における駆動手段は、ハンドル105の回転運動である点でのみ相違する。従って、この相違点を中心に説明し、血液検査装置11と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化する。
図17は、実施の形態2における血液検査装置101の断面図である。この血液検査装置101は、実施の形態1で説明した血液検査装置11と比べて運動部を構成する駆動手段のみが相違する。即ち、血液検査装置11における駆動手段は、スライダ部17bの把握/開放による往復運動であったが、血液検査装置101における駆動手段は、ハンドル105の回転運動である点でのみ相違する。従って、この相違点を中心に説明し、血液検査装置11と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化する。
図17において、102は樹脂で形成された筐体であり、実施の形態1における血液検査装置11のスライダ部17bを押圧して係止ピン17eで係止した外形と略同じものである。筐体102の上方17dの略中央に運動検出センサ14pとカウンタ14qが一体化された運動量検出部103が装着されている。この運動量検出部103の上方には、ハンドル105(図18参照)のつまみ105aが収納される凹部106が設けられている。
大歯車14dの中心は、図18に示すハンドル105に連結している。このハンドル105の一方の端にはつまみ105aが装着されている。このつまみ105aを持ってハンドル105を矢印107に示す方向に回転させる。すると、大歯車14dが回転する。以下は、実施の形態1と同様であって、発電機13が回転して蓄電池16を充電する。また、ハンドル105の回転数は、運動量検出部103内に設けられた運動量検出センサ14p(光センサが磁気センサを用いると良い)で検出され運動量32が測定される。
ハンドル105を収納するときは、ハンドル105の他方の端105bを180度回動し、点線で示すように、筐体102に形成された凹部106につまみ105aを収納する。この凹部106にはセンサ106aが埋設されており、このセンサ106aでつまみ105aの収納を検出し、運動量32の測定の終了を検出する。
実施の形態2における血液検査装置101は、ハンドル105による回転運動であるので、充電方法が容易となる。また、つまみ105aを収納する凹部106を有しているので、携帯時にはスマートな外形となり、持ち運びに便利である。
本発明にかかる血液検査装置は充電が可能なので、携帯用の血液検査装置に適用できる。
10 血液
11 血液検査装置
12 発電部
16 蓄電池
17 筺体
23 表示部
26 レーザ発射装置
26h レーザ光
27 電気回路部
33 センサ
11 血液検査装置
12 発電部
16 蓄電池
17 筺体
23 表示部
26 レーザ発射装置
26h レーザ光
27 電気回路部
33 センサ
Claims (13)
- 筐体内に収納された血液センサと、この血液センサに接続されるとともに血液の性質を測定する電気回路部と、レーザ光で皮膚を穿刺するレーザ発射装置と、前記電気回路部に接続された表示部と、前記電気回路部及び前記レーザ発射装置に電力を供給する電源とを備え、前記電源には蓄電池を用いるとともに、この蓄電池を充電する発電部を前記筐体内に収納した血液検査装置。
- 電気回路部に設けられたメモリと、前記電気回路部に接続された入力部と、発電部内に設けられるとともに発電機を駆動させる運動部とを設け、前記入力部から入力される指示に基づいて、前記運動部を駆動した運動量と、血液の性質の測定値とを併せて前記メモリに格納するとともに表示部に表示する請求項1に記載の血液検査装置。
- 蓄電池から放電された放電レベル、或いは前記蓄電池の蓄電量を表示部に表示する請求項1に記載の血液検査装置。
- 運動部を構成する運動量測定部は、運動量を検出する運動量検出センサと、この運動量検出センサに接続されたカウンタとで構成された請求項2に記載の血液検査装置。
- 運動部は、握力でスライドするスライド部を用いて、このスライドによる往復運動で発電機を駆動する請求項4に記載の血液検査装置。
- 運動部は、ハンドルを用いて、このハンドルによる回転運動で発電機を駆動する請求項4に記載の血液検査装置。
- 表示部は、血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを併せて表示することができる請求項4に記載の血液検査装置。
- 表示部は、血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを夫々独立に表示することができる請求項4に記載の血液検査装置。
- 血液の性質の測定値と、運動量測定部で測定した測定値とを同一画面上に表示するとともに、前記血液の測定値はリニアスケールで表示し、前記運動量測定部で測定した測定値は対数スケールで表示する請求項7に記載の血液検査装置。
- 血液の性質の測定値と運動量測定部で測定した測定値は、予め定められた値より大きいか小さいかにより異なる表示色で表示する請求項4に記載の血液検査装置。
- 筺体は、本体部と、この本体部へスライド自在に設けられたスライド部とからなり、前記本体部の前記スライド部側に設けられた孔と、この孔の壁面に設けられた穿刺部と、前記本体部の角に穿刺ボタンが設けられた請求項4に記載の血液検査装置。
- 電気回路に接続された負圧手段を設け、この負圧手段で発生する負圧を穿刺部内の負圧室へ導く請求項11に記載の血液検査装置。
- 血液センサに設けられた貫通孔を介して皮膚に負圧を加える請求項12に記載の血液検査装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
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