JP2010094403A - 穿刺装置 - Google Patents

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Tetsuya Takashima
哲也 高島
Kenichi Hamanaka
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Abstract

【課題】採血のための穿刺針の前進・後退の速度制御が困難であり、患者に穿刺時の痛みを与えていた。
【解決手段】前端12a側に開口部13を有するハウジング12と、開口部13に対向して設けられるとともに穿刺針14が着脱自在に装着されたプランジャ15と、伸縮自在な弾性体で形成されるとともにプランジャ15を前後方向に付勢する付勢手段16とを備え、プランジャ15の移動速度を制御する速度制御手段18を設け、この速度制御手段18は、付勢手段16によりプランジャ15が前端12a側へ移動するときは減速手段として動作し、付勢手段16によりプランジャ15が後端12b側へ移動するときは加速手段として動作するものである。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

Description

本発明は、血液の採取等に用いる穿刺装置に関するものである。
以下、従来の血液の採取等に用いる穿刺装置について説明する。図8(a)において、1はハウジングであり、このハウジング1の前端1aには開口部2が設けられている。この開口部2に対向して穿刺針3が着脱自在に装着されたプランジャ4が設けられている。5は、プランジャ4を前端1a方向へ付勢する第1のバネであり、6はプランジャ4を後端1b方向へ付勢する第2のバネである。
以上のように構成された穿刺装置において、図8(a)は穿刺前の非穿刺時の状態である。この非穿刺時の状態から、図8(b)に示すように、プランジャ4を後端1b側へ引き、第1のバネ5を圧縮させる。即ち、プランジャ4を前端1a方向へ付勢させる。次に、プランジャ4の後端1b側へ引く力を解除する。すると、図8(c)に示すように、プランジャ4は、第1のバネ5に付勢されて前端1a側へ勢い良く移動する。プランジャ4の移動に連動して、このプランジャ4に装着された穿刺針3は、開口部2を貫通して患者の皮膚を穿刺する。なお、プランジャ4の前端1a側への移動途中において、第2のバネ6は圧縮されていく。
穿刺後は、図8(d)に示すように、圧縮された第2のバネ6に付勢されてプランジャ4は後端1b側へ戻りハウジング1内に収納される。このように、第1のバネ5と第2のバネ6のバランスにより穿刺針3の前進・後退の速度制御が行われる。
特開2000−245717号公報
しかしながらこのような従来の穿刺装置では、穿刺針3の十分な前進・後退の速度制御が困難であった。その理由をいま少し説明する。
穿刺後、第2のバネ6の伸張により穿刺針3を皮膚から抜き、ハウジング1内に収納しなければならない。そのため、第1のバネ5を圧縮しつつ、プランジャ4を移動させるために十分な力を必要とする。
一方、第1のバネ5は、第2のバネ6のバネ力に打ち勝って確実に皮膚を穿刺する必要があり、そのためには(数1)にしめすように、第1のバネ5のバネ定数を第2のバネ6のバネ定数より大きくする必要がある。
Figure 2010094403
また、穿刺後においては、(数2)に示すように、穿刺後の穿刺針の後退速度は穿刺針の前進速度より大きくする必要がある。これは、穿刺後は穿刺針3を皮膚から抜き取り、ハウジング1内に収納するためである。
Figure 2010094403
また、穿刺時の痛みは、衝撃力が大きいほど大きくなる。穿刺時の痛みは(数3)に示すように穿刺針3の皮膚挿入時の衝撃力によって表すことができる。
Figure 2010094403
衝撃力を小さくするには、穿刺針3の挿入速度を小さくすれば良い。
以上の説明したように、第1のバネ5と第2のバネ6の微妙なバランスにより穿刺針3の前進・後退の速度制御を行うことが必要であり、この微妙なバランスを得ることは困難であった。
そこで本発明は、このような問題を解決したもので、穿刺針の前進・後退の速度制御が容易な穿刺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穿刺装置は、プランジャの移動速度を制御する速度制御手段を設け、この速度制御手段は、付勢手段により前記プランジャが前端側へ移動するときは減速手段として動作し、前記付勢手段により前記プランジャが後端側へ移動するときは加速手段として動作するものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
以上のように本発明によれば、プランジャの移動速度を制御する速度制御手段を設け、この速度制御手段は、付勢手段により前記プランジャが前端側へ移動するときは減速手段として動作し、前記付勢手段により前記プランジャが後端側へ移動するときは加速手段として動作するものであり、穿刺針が装着されたプランジャを前進・後退させる伸縮自在な付勢手段とは別に独立した前進・後退の速度制御手段を設けることにより、プランジャに装着された穿刺針の前進・後退の速度制御を容易に行うことができる。
また、穿刺時においては、プランジャに装着された穿刺針移動の減速手段として動作するので、患者に与える痛みを減少させることができる。
更に、穿刺後においては、プランジャに装着された穿刺針移動の加速手段として動作するので、痛みの元となる異物(穿刺針先)を患者の体内から素早く取り除くことができる。
更にまた、付勢手段の操作力が少なくて良いので、穿刺前の操作に大きな力が必要ではなく、ユーザビリティが良い。即ち使い易いものとなる。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における穿刺装置11の断面図である。本実施の形態における穿刺装置11は、図1に示すように、前端12a側に開口部13を有するハウジング12と、開口部13に対向して設けられるとともに穿刺針14が着脱自在に装着されたプランジャ15と、伸縮自在な弾性体で形成されるとともにプランジャ15を前後方向に付勢する付勢手段16と、プランジャ15の移動を停止させるロック手段17と、プランジャ15の移動速度を制御する速度制御手段18とで構成されている。
プランジャ15は、ハウジング12内を前端12a方向と後端12b方向へ自在に前進・後退の移動が可能に設けられている。また、図示していないが、このプランジャ15はレール上を自在に移動している。付勢手段16は、プランジャ15の後方に設けられており、本実施の形態ではコイルバネを用いている。ロック手段17は、プランジャ15の近傍に設けられている。また、速度制御手段18は、プランジャ15の前方に設けられている。
この速度制御手段18は、付勢手段16によりプランジャ15が前端12a側へ移動するときは減速手段として動作し、付勢手段16によりプランジャ15が後端12b側へ移動するときは加速手段として動作するものである。
このように、穿刺針14が装着されたプランジャ15を前進・後退させる伸縮自在な付勢手段16とは別に独立した速度制御手段18を設けているので、プランジャ15に装着された穿刺針14の前進・後退の速度制御を容易に行うことができる。
また、この速度制御手段18により、穿刺時においては、プランジャ15に装着された穿刺針14移動の減速手段として動作するので、衝撃力が小さくなり患者に与える痛みを減少させることができる。更に、穿刺後においては、プランジャ15に装着された穿刺針14後退移動の加速手段として動作するので、痛みの元となる穿刺針14(異物)の先端を患者の体内から素早く取り除くことができる。更にまた、付勢手段16を操作する操作力が少なくて良いので、穿刺前の操作に大きな力を必要とせず、ユーザビリティが良い。即ち使い易いものである。
(実施の形態2)
図2は、実施の形態2における穿刺装置21(実施の形態1における穿刺装置11に該当)の断面図である。実施の形態2において、実施の形態1と同じ物については同符号を付し、説明を簡略化している。なお、これは以降の実施の形態に関しても同様である。
図2(a)において、22はプランジャ(実施の形態1におけるプランジャ15に該当)であり、このプランジャ22の後端とハウジング12の後端12bとの間には、第1のコイルバネ23(実施の形態1における付勢手段16に該当)が装着されている。また、プランジャ22の前端12a側には、第1のコイルバネ23より付勢力が小さい第2のコイルバネ24(実施の形態1における速度制御手段18に該当)の一方が前端12a側に向かって装着されている。
以上のように構成された穿刺装置21において、図2(a)は穿刺前の非穿刺時の状態である。この非穿刺時の状態から、図2(b)に示すように、プランジャ22を後端12b側(矢印22a方向)へ引き、第1のコイルバネ23を圧縮させる。即ち、プランジャ22を前端12a方向(矢印23a方向)に付勢させる。非穿刺時の状態からこのときまで、第1のコイルバネ24の他方は前端12aに当接していない。
次に、プランジャ22を後端12b側に引く力を解除する。すると、図2(c)に示すように、プランジャ22は、第1のコイルバネ23に付勢されて前端12a側(矢印22b方向)へ勢い良く伸長する。即ち、プランジャ22は前端12a側(矢印22b方向)へ勢い良く移動し、プランジャ22の前端12a側に装着された穿刺針14は、開口部13を貫通して患者の皮膚を穿刺する。なお、このプランジャ22前進の移動の途中からプランジャ22の前端12a側に装着された第2のコイルバネ24は圧縮されて、プランジャ22の進行方向と反対方向(矢印24a方向)へ付勢される。即ち、穿刺針14による穿刺速度を遅くすることになる。穿刺速度が遅くなると皮膚への衝撃力が小さくなり、患者に与える痛みを和らげることになる。
穿刺後は、図2(d)に示すように、第1のコイルバネ23により矢印23cに示す復元力でプランジャ22を矢印22a方向に移動させる。このとき同時に、第2のコイルバネ24による矢印24a方向の復元力も加わって更に加速されて素早くプランジャ22は矢印22a方向へ移動する。即ち、穿刺後は痛みの元となる穿刺針14の先端を患者の体内から素早く取り除くことができる。
プランジャ22は、第1のコイルバネ23の復元力による付勢と、第2のコイルバネ24の復元力による伸長とでハウジング12内へ収納される。収納後は、ロック手段17によりプランジャ22の移動は停止される。従って、穿刺針14が勝手に開口部13から突出することはなく安全である。
(実施の形態3)
図3は、実施の形態3における穿刺装置31(実施の形態1における穿刺装置11に該当)の断面図である。
図3(a)において、32はプランジャ(実施の形態1におけるプランジャ15に該当)であり、このプランジャ32の後端とハウジング12の後端12bとの間には、第1のコイルバネ23が装着されている。34は、速度制御手段(実施の形態1における速度制御手段18に該当)であり、カム35とこのカム35を付勢する第2のコイルバネ36とで構成されている。この速度制御手段34は、ハウジング12の前端12a側に装着されており、カム35はプランジャ32に形成された斜面32aへ当接可能に設けられている。また、このカム35は楕円形状をしており、編芯して設けられた支軸35aを中心として回動自在に装着されている。プランジャ32の前端12a側には、カム35と当接可能な斜面32aが上方に向かって開いた形状に設けられている。
以上のように構成された穿刺装置31において、図3(a)は穿刺前の非穿刺時の状態である。この非穿刺時の状態から、図3(b)に示すように、プランジャ32を後端12b側(矢印32b方向)へ引き、第1のコイルバネ23を圧縮させる。即ち、この第1のコイルバネ23の圧縮により、プランジャ32を前端12a方向(矢印23a方向)に付勢させる。非穿刺時の状態からこの状態のときまで、斜面32aはカム35に当接していない。
次に、プランジャ32を後端12b側に引く力を解除する。すると、図3(c)に示すように、プランジャ32は、第1のコイルバネ23に付勢されて前端12a側(矢印23b方向)へ勢い良く伸長する。即ち、プランジャ32は前端12a側(矢印32c方向)へ勢い良く移動し、プランジャ32の前端12a側に装着された穿刺針14は、開口部13を貫通して患者の皮膚を穿刺する。なお、このプランジャ32の前端12a側への移動の途中からプランジャ32に形成された斜面32aはカム35の外周に当接する。カム35は、第2のコイルバネ36で後端12b側へ付勢されており、プランジャ32が矢印32c方向へ移動するのに対して、このプランジャ32の移動速度を減速させる方向に力が加わる。即ち、矢印35b方向への力が加わり、穿刺針14による穿刺速度が遅くなる。穿刺速度が遅くなると皮膚への衝撃力が弱くなり、患者に与える痛みを和らげることができる。プランジャ32の矢印32c方向への移動により、カム35は第2のコイルバネ36に抗して矢印35c方向へ移動する。
穿刺後は、図3(d)に示すように、第1のコイルバネ23の矢印23cに示す復元力で、プランジャ32を矢印32b方向に移動させるとともに、第2のコイルバネ36とカム35により矢印35b方向の復元による伸長力も加わって更に加速されて素早くプランジャ32は矢印32b方向へ移動する。即ち、穿刺後は痛みの元となる穿刺針14の先端を患者の体内から素早く取り除くことができる。なお、35fは、第2のコイルバネ36で付勢されたカム35の移動方向である。
プランジャ32は、第1のコイルバネ23の復元力と、第2のコイルバネ36とカム35で構成された速度制御手段34の復元力とでハウジング12内へ収納される。収納後は、ロック手段17によりプランジャ32の移動は停止される。従って、穿刺針14が勝手に開口部13から突出することはなく安全である。
図4は、穿刺装置31の断面図である。ハウジング12内にはプランジャ32が移動可能に装着されており、このプランジャ32は第1のコイルバネ23の伸縮により水平方向32cへ自在に往復移動する。また、プランジャ32の前端12a方向には、速度制御手段34が設けられている。
図5は、この速度制御手段34とその周辺の要部断面図である。図5(a)は、速度制御手段34を構成するカム35がプランジャ32の斜面32aに当接していない状態の断面図である。この状態において、第2のコイルバネ36(図4参照)は、楕円形状のカム35の長直径の下方に非付勢の状態で当接しており、カム35の長直径側は垂直状態にある。この状態からプランジャ32が矢印32c方向に押圧されると、図3(b)に示すように、カム35の長直径より若干短い距離35dが斜面32aへ接触点32dで接する。更に、この状態からプランジャ32が矢印32c方向に押圧されると、図3(c)に示すように、カム35の長直径より短い距離35eが斜面32aへ接触点32eで接する。
このように、カム35の回転により、支軸35aから接触点32d,32eまでの距離35d,35eが変化する。即ち、プランジャ32の動作を減速させる力が変化する。なお、穿刺針14が後退するときは加速となる。この力はカム35の形状(長直径と短直径との長さ)を変更することにより、穿刺針14の前進の穿刺速度と後退の速度を任意の速度に変更することが可能である。
(実施の形態4)
図6は、実施の形態4における穿刺装置41(実施の形態1における穿刺装置11に該当)の断面図である。
図4(a)において、プランジャ22の後端とハウジング12の後端12bとの間には、第1のコイルバネ23と、ダンパ43で構成された速度制御手段42(実施の形態1における速度制御手段18に該当)が直列に装着されている。この速度制御手段42は実施の形態1と異なり、プランジャ22の後端に第1のコイルバネ23と直接に連結されている。
以上のように構成された穿刺装置41において、図6(a)は穿刺前の非穿刺時の状態である。この非穿刺時の状態から、図6(b)に示すように、プランジャ22を後端12b側(矢印22a方向)へ引き、第1のコイルバネ23を圧縮させる。
次に、プランジャ22を後端12b側に引く力を解除する。すると、図6(c)に示すように、第1のコイルバネ23は、前端12a側(矢印23b方向)へ勢い良く伸長する。即ち、プランジャ22は前端12a側(矢印22b方向)へ勢い良く移動し、プランジャ22の前端12a側に装着された穿刺針14は、開口部13を貫通して患者の皮膚を穿刺する。なお、このプランジャ22の前進方向への移動に伴いダンパ43が段々強く働く。従って、プランジャ22の矢印22b方向への移動に対して、プランジャ22の移動を減速させる方向に力が加わる。即ち、ダンパ43により矢印43aで示す減速力が加わり、穿刺針14による穿刺速度を遅くする。穿刺速度が遅くなると皮膚への衝撃力が小さくなり、患者に与える痛みを和らげる。
穿刺後は、図6(d)に示すように、第1のコイルバネ23により矢印23cに示す復元力でプランジャ22を矢印22a方向に移動させる。このとき同時に、ダンパ43による矢印43bで示す加速力も加わって、プランジャ22は更に加速されて素早く矢印22a方向へ移動する。即ち、穿刺後は痛みの元となる穿刺針14の先端を患者の体内から素早く取り除くことができる。
プランジャ22は、第1のコイルバネ23による復元力と、ダンパ43で構成された速度制御手段42の復元力とでハウジング12内へ収納される。収納後は、ロック手段17によりプランジャ22の移動は停止される。従って、穿刺針14が勝手に開口部13から突出することはなく安全である。
(実施の形態5)
図7は、実施の形態5における穿刺装置51(実施の形態1における穿刺装置11に該当)の要部断面図である。本実施の形態においては、ロック手段59(実施の形態1におけるロック手段17に該当)とその周辺を中心に説明したものであり、付勢手段16と速度制御手段18の記載を簡略化している。本実施の形態で説明するロック手段59とその周辺は、実施の形態1〜4の夫々にも適用できる。
図7(a)において、ハウジング52の前端52a側には、カバー53が着脱自在に装着される。このカバー53は、カバー53に形成された凹ネジ53aと、ハウジング52の前端52aに形成された凸ネジ52cとが嵌合して装着される。このカバー53をハウジング52から取り外して、穿刺針14の交換を行う。また、穿刺針14による穿刺深さ調整は、凹ネジ53aと凸ネジ52cとの嵌合度合いの調整で決定される。カバー53には、穿刺針14と対向する位置に開口部13が設けられている。
ハウジング52の上方中央には、水平方向に長いスリット52dが形成されている。また、このスリット52dに対応してプランジャ54(実施の形態1におけるプランジャ15に該当)の上方には、操作部55が植設されており、この操作部55はスリット52dを貫通して外部へ突出している。従って、この操作部55をスリット52d内に沿って摺動させることにより、プランジャ54を水平方向に移動操作することができる。
ハウジング52の上方右側には孔52eが形成されている。この孔52eを自在に貫通する穿刺ボタン56が設けられている。
プランジャ54の下後方には、係止爪57が設けられており、この係止爪57に係合するように第1の凸部58aと第2の凸部58bとが形成されており、この2つの凸部58a、58bは連結部材58cで連結されている。更にこの連結部材58cは穿刺ボタン56と連結している。そして、連結部材58cはコイルバネ58dで上方(矢印58e方向)へ付勢されている。係止爪57と、第1の凸部58aと、第2の凸部58bと、連結部材58cと、コイルバネ58dとでロック手段59を構成している。
以上のように構成された穿刺装置51において、図7(a)は穿刺前の非穿刺時の状態である。この非穿刺時の状態から、図7(b)に示すように、操作部55は後端52b側(矢印55a方向)へスライドして、プランジャ54を後端12b側(矢印54a方向)へ患者の指(図示せず)で移動させる。そして、係止爪57を第2の凸部58bに係止させる。このとき図示しない付勢手段16は圧縮されて、プランジャ54を前端52a方向へ付勢している。
次に、図7(c)に示すように、患者の指(図示せず)で穿刺ボタン56をコイルバネ58dの付勢力に抗して、下方(矢印56a方向)へ押下する。そうすると、穿刺ボタン56に連結された連結部材58cも下方(矢印58f方向)へ押下される。連結部材58cが下方へ押下されると、この連結部材58cに連結された第1の凸部58aと第2の凸部58bも下方へ移動する。第2の凸部58bが下方へ移動すると、係止爪57との係合が解除される。即ち、プランジャ54のロックが解除される。
プランジャ54のロックが解除されると、プランジャ54は、図示しない付勢手段16により付勢されて前端52a側(矢印54b方向)へ勢い良く移動する。プランジャ54の前端52a側に装着された穿刺針14は、開口部13を貫通して患者の皮膚を穿刺する。なお、このプランジャ54の移動に伴い図示しない速度制御手段18が段々強く働き、プランジャ54の移動を減速させる方向に力が加わる。即ち、穿刺針14による穿刺速度を遅くすることになり、患者に与える痛みを和らげることになる。
穿刺後は、図7(d)に示すように、操作部55を後端52b方向(矢印55a方向)へスライドさせる。操作部55のスライドにより、この操作部55が植設されたプランジャ54も後端52b側方向(矢印54a方向)へ移動する。プランジャ54が後端52b側方向へ移動すると、プランジャ54に設けられた係止爪57が凸部58aと係合して停止する。即ち、ロックされる。このとき、穿刺針14は開口部13より奥方向のハウジング52内に収納される。従って、穿刺針14が外部へ露出することはなく安全性が確保される。
なお、このとき穿刺針14は、付勢手段16による後退と、速度制御手段18による加速とが重畳して、患者の皮膚から離脱する。従って、痛みの元となる穿刺針14の先端を患者の体内から直ちに取り除くことができる。
本発明にかかる測定装置は、穿刺針の前進・後退の速度制御が容易なので、採血等に使用する穿刺装置として有用である。
本発明の実施の形態1における穿刺装置の断面図 同実施の形態2における穿刺装置の各状態の断面図、(a)は同第1の状態における断面図、(b)は同第2の状態における断面図、(c)は同第3の状態における断面図、(d)は同第4の状態における断面図 同実施の形態3における穿刺装置の各状態の断面図、(a)は同第1の状態における断面図、(b)は同第2の状態における断面図、(c)は同第3の状態における断面図、(d)は同第4の状態における断面図 同穿刺装置の断面図 同速度制御手段とその周辺の要部断面図、(a)は同第1の状態における要部断面図、(b)は同第2の状態における要部断面図、(c)は同第3の状態における要部断面図 同実施の形態4における穿刺装置の各状態の断面図、(a)は同第1の状態における断面図、(b)は同第2の状態における断面図、(c)は同第3の状態における断面図、(d)は同第4の状態における断面図 同実施の形態5における穿刺装置の各状態の要部断面図、(a)は同第1の状態における要部断面図、(b)は同第2の状態における要部断面図、(c)は同第3の状態における要部断面図、(d)は同第4の状態における要部断面図 従来の穿刺装置の各状態の断面図、(a)は同第1の状態における断面図、(b)は同第2の状態における断面図、(c)は同第3の状態における断面図、(d)は同第4の状態における断面図
符号の説明
11 穿刺装置
12 ハウジング
12a 前端
12b 後端
13 開口部
14 穿刺針
15 プランジャ
16 付勢手段
18 速度制御手段

Claims (6)

  1. 前端側に開口部を有するハウジングと、前記開口部に対向して設けられるとともに穿刺針が着脱自在に装着されたプランジャと、伸縮自在な弾性体で形成されるとともに前記プランジャを前後方向に付勢する付勢手段とを備え、前記プランジャの移動速度を制御する速度制御手段を設け、この速度制御手段は、前記付勢手段により前記プランジャが前記前端側へ移動するときは減速手段として動作し、前記付勢手段により前記プランジャが後端側へ移動するときは加速手段として動作する穿刺装置。
  2. プランジャの移動を停止させるロック手段が設けられた請求項1に記載の穿刺装置。
  3. 付勢手段はコイルバネで形成された請求項2に記載の穿刺装置。
  4. 速度制御手段はコイルバネで構成された請求項3に記載の穿刺装置。
  5. 速度制御手段は偏心した回転中心を有するカムで構成された請求項3に記載の穿刺装置。
  6. 速度制御手段は付勢手段と直列接続されたダンパで構成された請求項3に記載の穿刺装置。
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