JP5064400B2 - 血液センサ、およびそれを含む血液検査装置 - Google Patents

Description

本発明は血液センサ、および当該センサを用いて血液検査を行うための血液検査装置に関する。

糖尿病患者は、定期的に血糖値を測定し、測定した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。この血糖値を正常に保つため、血糖値を常時測定する必要があり、そのために血液検査装置を用いて患者の指先等から少量の血液を採取する。採取した血液から血糖値を検出するため血液センサを用いる。

図１〜図３を用いて、従来の血液センサを説明する（特許文献１を参照）。図１に示される血液センサ１は、板体状の基板２；基板２に形成された基板孔２ａ；基板２に形成された複数の検出電極３；基板２の上面に装着されたスペーサ４；スペーサ４に形成されるとともに基板孔２ａに連結されたスペーサ孔４ａ；スペーサ４の上面に装着されたカバー５；カバー５に形成されるとともにスペーサ孔４ａに連結されたカバー孔５ａ；基板孔２ａとスペーサ孔４ａとカバー孔５ａとで形成された血液貯留部６；血液貯留部６に一方の端が連結された供給路７；供給路７の他方の端に設けられた空気孔８；検出電極３で形成された検出部９；検出部９に載置された試薬１０を有する。

血液センサ１の血液貯留部６は、板体状の血液センサ１の上下を貫通する孔で形成される。すなわち、基板孔２ａ、スペーサ孔４ａおよびカバー孔５ａのそれぞれの内径を等しくして、それらの中心点を同軸上に配置する。

図２および図３を参照して、上記の血液センサ１の動作を用いて説明する。
図２Ａに示されるように、先ず血液検査装置に装着された血液センサ１を、患者の皮膚１１に当接させる。次に、穿刺針１２を矢印１３方向に発射する。その結果、穿刺針１２は血液センサ１の血液貯留部６を貫通して皮膚１１を穿刺する。

図２Ｂに示されるように、穿刺された皮膚１１から血液１５が流出し、流出した血液１５の表面張力で血液滴１５ａが形成される。血液滴１５ａは、血液１５の流出に伴って供給路７に接するまで大きくなる。血液滴１５ａが供給路７に接すると、図２Ｃに示されるように血液滴１５ａが弾けて血液貯留部６の内部に血液１５が流入する。そして、供給路７の毛細管現象により、血液１５が一気に検出部９に導かれる。

検出部９において、血液１５と試薬１０とが反応して血糖値に比例した電流が生じる。ここで適切な測定を実現するには、血液１５の供給路７へ流入する速度を一定にして（つまり「律速状態として」）、試薬１０との反応を安定させることが必要である。血液検査装置では、前記血糖値に比例した電流を測定することにより血糖値を測定する。この測定値に基づいて、例えば患者に投与するインスリン量の基礎データを得る。
特開２００１−５１５３７７号公報

従来の血液センサ１では、図３に示すように、血液滴１５ａが成長して供給路７に接する前に、例えば供給路７の反対側にある血液貯留部６の壁６ａに接すると、血液滴１５ａが弾けて、血液１５はカバー５の上面５ｈに流出することが考えられる。その場合には、血液１５は供給路７に供給されず、血糖値の測定ができない。

本発明は、このような現象を防止して、十分量の血液を確実に供給路に供給する血液センサを提供することを目的とする。

すなわち本発明の第一は、以下に示す血液センサに関する。
［１］本発明の血液センサは、基板；前記基板の上面に装着されたスペーサ；前記スペーサの上面に装着されたカバー；前記基板に形成された基板孔と、前記スペーサに形成され、前記基板孔に連結されたスペーサ孔の一部と、前記カバーに形成され、前記スペーサ孔に連結されたカバー孔とからなる血液貯留部；前記スペーサ孔の別の一部からなる、前記血液貯留部と連通する供給路；および前記供給路に形成された複数の検出電極とを備える血液センサである。ここで前記カバーを、前記供給路側から前記血液貯留部の内側に向けて、前記基板およびスペーサよりも突出させたことを特徴とする。

また、カバーの突出の長さ（基板およびスペーサよりも突出する長さ）は、基板の厚みとスペーサの厚みの合計よりも大きくすることが好ましい。さらに本発明の血液センサの血液貯留部は、カバー孔を介して負圧されることができる。

さらに本発明の血液センサには、カバー孔の開口面積や開口形状などに応じて、以下の５つの態様Ａ）〜Ｅ）が含まれる。
Ａ）第１の態様では、カバー孔の開口面積を、基板孔の開口面積以下、かつスペーサ孔の開口面積よりも小さくすることで、カバーを供給路側から血液貯留部の内側に向かって基板やスペーサよりも突出させる。

Ｂ）第２の態様では、基板孔、スペーサ孔およびカバー孔を円形とする。また、カバー孔の直径を、基板孔の直径以下、かつスペーサ孔の直径よりも小さくする。そして、基板孔、スペーサ孔およびカバー孔のそれぞれの中心を同軸上に配置することにより、カバーを供給路側から血液貯留部の内側に向かって基板やスペーサよりも突出させる。
Ｃ）第３の態様では、基板孔、スペーサ孔およびカバー孔を円形とする。また、カバー孔の直径を、基板孔の直径以下、かつスペーサ孔の直径よりも小さくする。そして、スペーサ孔およびカバー孔のそれぞれの中心を同軸上に配置し、かつ基板孔の中心を、前記スペーサ孔の中心よりも、前記供給路と反対側に配置することにより、カバーを供給路側から血液貯留部の内側に向かって基板やスペーサよりも突出させる。
Ｄ）第４の態様では、基板孔、スペーサ孔およびカバー孔を円形とする。また、基板孔の直径を、前記カバー孔の直径より大きくし、かつ前記スペーサ孔の直径と等しくする。さらに、前記基板孔と前記スペーサ孔の中心は、それぞれ同軸上に配置し、かつ前記カバー孔の中心を、前記基板孔の中心よりも、前記供給路と反対側に配置する。それによりカバーを供給路側から血液貯留部の内側に向かって基板やスペーサよりも突出させる。

Ｅ）第５の態様では、供給路側から血液貯留部の内側に向かう突起部をカバーに形成することにより、カバーを供給路側から血液貯留部の内側に向かって基板やスペーサよりも突出させる。突起部を設けることによってカバーの一部分だけを突出させると、血液貯留部の全周囲からカバーを突出させるよりも、血液貯留部内の血液が供給路周辺以外に導かれにくくなる。したがって、必要採血量を少なくすることができる。

さらに、本発明の血液センサの基板は、供給路側から血液貯留部の内側に向かって、スペーサよりも突出していることが好ましい。ただし基板の突出長さは、カバーの突出長さと比較して小さいことが好ましい。基板とカバーの両方が突出することにより形成される基板とカバーとの間の隙間は供給路に連通している。したがって、当該隙間に毛細管力が発生すれば、血液貯留部の血液を、より確実に供給路に導くことができる。

さらに本発明の血液センサは、基板とスペーサとカバーとで多角形（好ましくは正多角形）の基体を形成し、その多角形の各頂部に電極が設けられてもよい。そして、各頂部に設けられた電極は、検出電極のいずれかに接続しており、各頂部に設けられた電極のうちの二つの電極は同一の検出電極に接続されている。同一の検出電極に接続された二つの電極のうちの一方を基準として、多角形の各頂部に設けられた電極が、いずれの検出電極に接続しているのか特定することができる。また、基体は六角形（好ましくは正六角形）であってもよい。

本発明の血液センサは、各部材の表面の撥水性または疎水性が調整されていてもよく、それにより、血液を円滑に供給路にある検出部に導くことができる。
例えば本発明の血液センサにおいて、前記カバーの上面を撥水性として、前記供給路の内面を親水性として、かつ前記血液貯留部の天面を、前記供給路の内面よりも弱い親水性とするか、または前記カバーの上面よりも弱い撥水性とすることができる。また本発明の血液センサの基板の下面を撥水性としてもよい。

本発明の第二は、以下に示す血液センサを具備する血液検査装置に関する。本発明の血液検査装置は、穿刺手段によって以下の二つの態様［２］および［３］に大別されうる。
［２］第１の態様は、筺体；筺体の一方に形成された筒体；筒体内を往復するプランジャ；プランジャに一方の端が着脱自在に把持されるとともに他方の端には穿刺針が装着されたランセット；穿刺針に対向して設けられた血液センサ；および血液センサに接続された電気回路部を備える血液検査装置において、血液センサを前記［１］に記載の血液センサとする。
［３］第２の態様は、筺体；筺体の一方に形成された筒体；筺体内に設けられたレーザ発射装置；レーザ発射装置のレーザ光発射口に対向して設けられた血液センサ；および血液センサに接続された電気回路部を備える血液検査装置において、血液センサを前記［１］に記載の血液センサとする。

本発明の血液検査装置において、血液センサはカートリッジ化されていてもよい。つまり、血液センサは筒状のホルダに装着されてカートリッジを構成して、かつカートリッジは、本発明の血液検査装置の筒体へ挿抜自在に装着される。カートリッジのホルダは内部が透き通って見える程度に透明または半透明の部材で形成されていてもよい。

本発明の血液検査装置には、血液センサの近傍に負圧を加える負圧手段が設けられていてもよい。負圧手段は、血液センサの近傍を負圧することができる。

本発明の血液検査装置の穿刺手段は、血液センサに形成されたカバー孔の中心よりも供給路側寄りの位置を穿刺することが好ましい。穿刺手段とは、前述の通り穿刺針であっても、レーザ光であってもよい。

本発明の血液センサは、血液貯留部に採取された少量の血液を、供給路に配置された検出部に確実に導くことができる。よって、本発明の血液センサを具備する血液検査装置によって、より適切な血液検査を行うことができる。

また、本発明の血液センサのカバーには血液貯留部を構成するカバー孔が設けられているので、穿刺に際してカバーを突き破るエネルギーを必要としない。従って、安定した穿刺が可能となる。さらに、このカバー孔を通じて負圧を供給することもできるので、負圧を促進することができる。

１．本発明の血液センサについて
本発明の血液センサは、カバーとスペーサと基板とを有する。各部材は板状であることが好ましく、それらが互いに積層されている。つまり、基板にスペーサが積層され、さらにスペーサにカバーが積層される。カバーとスペーサと基板の材質は特に制限されず、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であればよい。

基板の厚さは７５μｍ〜２５０μｍ（例えば１００μｍ）であることが好ましく、スペーサの厚さは５０μｍ〜１５０μｍ（例えば５０μｍ）であることが好ましく、カバーの厚さは５０μｍ〜２５０μｍ（例えば７５μｍ）であることが好ましい。

カバーとスペーサと基板には、それぞれ孔（貫通穴）が形成されており、それぞれカバー孔、スペーサ孔、基板孔と称する。カバー孔とスペーサ孔の一部と基板孔は互いに連通して、血液センサの血液貯留部を形成する。血液貯留部の容積は、約０．２〜６．５μＬであることが好ましい。
また、スペーサ孔の一部は血液貯留部を形成するが、他の部分は血液貯留部と連通する供給路を形成する。供給路は毛細管現象が生じる程度の微細路であることが好ましいので、スペーサ孔の他の部分はスリット状であることが好ましい。供給路の容積は、約０．０２〜０．７５μＬ（例えば０．０７２μＬ）であることが好ましい。
さらに、前記血液貯留部の容積と前記供給路の容積の比率は、５〜１０：１が好ましい。

血液貯留部は、基板孔とスペーサ孔とカバー孔とが連通して形成されるので、基板側も、カバー側も開口している（図４などを参照）。スペーサ側から、皮膚穿刺手段（穿刺針またはレーザ光）が血液貯留部を通って皮膚を穿刺し、皮膚から流出した血液は、基板側の開口から血液貯留部に取り込まれる。

このように、血液貯留部は基板側もカバー側も開口しているので、スペーサ孔を介して血液貯留部の内部を負圧することができる。血液貯留部の内部を負圧することにより、穿刺前の皮膚を吸引したり、流出した血液を効率的に血液貯留部に導いたりする。

血液貯留部を形成する各孔の形状は特に限定されないが、カバーが、血液センサの供給路がある側から、血液貯留部の内側に向かって、基板やスペーサよりも突出していることを特徴とする。つまり、血液センサの血液貯留部において、カバーが基板やスペーサよりも、血液貯留部の内側に向かって突出している。
カバーは、１）カバー孔の周囲全体から、血液貯留部の内側に向かって突出していてもよく（図７や図９や図１１を参照）、２）血液センサの供給路がある側から選択的に、血
液貯留部の内側に向かって突出していてもよい（図１４や図１６などを参照）。

カバーは供給路がある側から、基板の厚さとスペーサの厚さの合計よりも、血液貯留部の内側に向かって、基板やスペーサよりも突出していることが好ましい。後述の通り、カバーの突出部が、穿刺された皮膚から流出して血液貯留部に溜められた血液に、最初に接することにより、血液を供給路に確実に導くことができる。さらに基板の厚さとスペーサの厚さの合計よりも、カバーが、基板やスペーサよりも血液貯留部の内側に向かって突出していると、血液貯留部内の血液がカバーの突出部に、より確実に接触することができる。また、基板およびスペーサよりもカバーが突出していればよいが、その突出の長さの上限は、２ｍｍ以下であることが好ましい。

カバーを供給路がある側から、血液貯留部の内側に突出させるには、まずカバー孔の開口面積を、基板孔の開口面積や、血液貯留部を構成するスペーサ孔の開口面積よりも小さくすることが考えられる（実施の形態１を参照）。各孔の形状を任意の相似形（例えば、円形、楕円形、多角形、星型など）として、それらの中心または重心を同軸上に配置した場合に、カバー孔の開口面積を小さくすれば、カバーを血液貯留部の内側に突出させることができる。

カバーを供給路がある側から、血液貯留部の内側に突出させるには、カバーに、供給路側から血液貯留部の内側に向かう突起部を設けることが考えられる（実施の形態５を参照）。この場合には、供給路付近のカバーだけを選択的に突出させることができる。

カバーを供給路がある側から、血液貯留部の内側に突出させるには、基板孔、スペーサ孔、カバー孔を円形として、その内径や中心の配置を調整することが考えられる（実施の形態２〜４を参照）。
さらに、カバーを供給路がある側から血液貯留部の内側に突出させ、かつ基板も供給路がある側から血液貯留部の内側に突出させてもよい。ただしカバーの突出長さが、基板の突出長さよりも大きい。このとき、カバーと基板との間に形成される隙間に毛細管力が発生するので、当該隙間に血液貯留部の血液が導かれやすい。当該隙間と供給路は連通しているので、より確実に血液を供給路に供給することができる。

例えば、カバー孔の直径を、基板孔の直径と同じかまたはそれよりも小さくして、かつスペーサ孔の直径よりも小さくした場合に、１）各孔の中心を同軸上に配置するか（実施の形態２を参照）、または２）カバー孔とスペーサ孔のそれぞれの中心を同軸上に配置し、かつ基板孔の中心をカバー孔の中心よりも供給路から離れた位置に配置すれば（実施の形態３を参照）、カバーはカバー孔の全周囲から均等に血液貯留部の内側に突出する。
実施の形態２では、基板とカバーとで形成される溝が、血液貯留部の周囲に均等に形成される。一方、実施の形態３では、基板とカバーとで形成される溝が、供給路側に偏る。

また、基板孔の直径を、カバー孔の直径より大きく、かつスペーサ孔の直径と等しくした場合に、基板孔とスペーサ孔の中心を同軸上に配置し、かつカバー孔の中心を基板孔の中心よりも、供給路から離れた位置に配置する。これにより、カバーを供給路側から血液貯留部の内側に突出させるとともに、供給路の反対側からの突出をなくすか、または抑制することができる（実施の形態４を参照）。

また、スペーサ孔の他の部分（スリット状の孔）からなる供給路には、供給路に供給される血液の成分を検出するための２以上の検出電極が配置されている。検出電極には、作用極と対電極からなる一対の電極が含まれる。「作用極」とは血液成分を測定するための電極、「対極」とは前記作用極の対となる電極を意味する。さらに検出電極は、検出部に血液が供給されたかどうかを検知するための電極である「検知極」を有することが好まし
い。検出電極は、血液中のヘマトクリット値を測定するための電極である「Ｈｃｔ極」などを有していてもよい。

供給路に配置された検出電極のそれぞれは、外部回路（血液測定装置の回路）に接続するための接続電極に接続されている。接続電極の態様は、外部回路に接続できれば特に制限はないが、例えば血液センサの端部に配置されている。さらに、血液センサを多角形（好ましくは正多角形）として、接続電極を各頂部に配置してもよい。

さらに、ある１つの検出電極は２つの接続電極に接続されていてもよい。１つの検出電極に接続した２つの接続電極は、互いの電位差が０となる。よって、互いに電位差が０の接続電極を検出し、検出した接続電極の一方を基準として各検出電極を特定することができる。このように、各検出電極を特定するための基準となる接続電極を、基準電極と称する。

例えば、血液センサを正六角形としてもよい。その場合には、６つの接続電極が配置され、４つまたは５つの検出電極が配置されることが好ましい。４つの検出電極を配置する場合の検出電極は作用極、対極、検知極およびＨｃｔ極であることが好ましく、２つの基準電極が配置される。５つの検出電極を配置する場合の検出電極は作用極、対極、２つの検知極およびＨｃｔ極の検出電極であることが好ましく、１つの基準電極が配置される。

本発明の血液センサに含まれる２以上の検出電極の少なくとも一部（例えば、「作用極」と「対極」）の上に、検出しようとする血液成分と反応する試薬が配置されていてもよい。試薬は、検出しようとする血液成分に応じて適宜選択され、例えば血糖値を測定する場合には、ＰＱＱ−ＧＤＨとフェリシアン化カリウムの混合物などであればよい。

本発明の血液センサは、血液検査装置に組み合わされて血液検査のために用いられうる。血液センサはカートリッジ化されて、血液検査装置に挿抜自在に装着されることが好ましい。例えばカートリッジは、血液センサと、それを装着する筒状ホルダから構成される。筒状ホルダに、血液検査装置への装着機構を設けておけばよい。また、内部の血液センサを目視できる（透けて見える）ように、筒状ホルダの少なくとも一部を透明または半透明にすれば、採血するときの様子が観察できるので好ましい。

本発明の血液センサを組み合わせる血液検査装置の具体例は、実施の形態６および７で説明されるが、皮膚を穿刺して血液を流出させるための穿刺手段として、穿刺針またはレーザ照射装置を含むことが好ましい。穿刺手段は、血液センサの血液貯留部を貫通して皮膚を穿刺するが、その穿刺する位置はカバー孔の中心よりも供給路に近いことが好ましい。穿刺位置を供給路の近くにすることによって、供給路側から血液貯留部の内側へ突出するカバー突出部に、血液がより接触しやすくなる。そのため、より確実に供給路に血液が導かれる。

本発明の血液検査装置は、血液センサの近傍を負圧する負圧手段を有していてもよい。血液センサの近傍を負圧して、カバー孔を介して血液貯留部内を負圧すれば、穿刺しようとする皮膚を吸引することができる。吸引して盛り上げられた皮膚からは容易に血液が流出するので、血液検査がより確実になる。

［実施の形態１］
図４〜図８には、本発明の血液センサの例（実施の形態１）が示される。
図４は、実施の形態１の血液センサ２０ａの断面図である。血液センサ２０ａは板形状を有し、基板２１と基板２１の上面に貼り合わされたスペーサ２２とスペーサ２２の上面に貼り合わされたカバー２３で構成されている。

血液貯留部２４は、基板２１の略中央に形成された基板孔２１ａと、スペーサ２２の略中央に形成されたスペーサ孔２２ａと、カバー２３の略中央に形成されたカバー孔２３ａとが連通して形成される空間である。血液貯留部２４は、下方および上方に向かって開口している。

血液センサ２０ａの基板２１の下面を皮膚に当接させて、血液貯留部内の皮膚を穿刺することで、皮膚からの血液が血液貯留部２４に溜まる。供給路２５は、その一方の端が血液貯留部２４に連結しており、他方の端がカバーに形成された空気孔２８に連結している。血液貯留部２４に溜められた血液は、毛細管現象で供給路２５上に形成された検出部２７（図５参照）に導かれる。

カバー２３の上面２３ｈを撥水性として、血液貯留部２４に溜められた血液がカバー孔２３ａを通って漏れることを抑制することが好ましい。また、供給路２５の内面を親水性として、血液貯留部２４に溜められた血液を供給路２５に流入しやすくすることが好ましい。
さらに、血液貯留部２４の天面２４ａを、供給路２５の内面よりも弱い親水性とするか、またはカバー２３の上面２３ｈより弱い撥水性とすることが好ましい。それにより、血液貯留部２４に溜められた血液のカバー孔２３ａからの漏れと、供給路２５への流入をより促進することができる。

また、基板２１の下面（皮膚との接触面）は撥水性を有することが好ましい。穿刺された皮膚から流出した血液が、血液貯留部２４から流出しないようにするためである。

ここで撥水性とは、表面自由エネルギーが４３ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。各部材の表面を撥水性としたり、または親水性としたりする手段は、特に限定されない。例えば撥水性材料または親水性材料を用いてその部材を形成してもよく、またはその表面を撥水化処理剤または親水化処理剤などで処理してもよい。

検出部２７上に載置された試薬１０は、測定対象となる血液成分の種類に応じて適宜選択される。例えば血糖値の測定をする場合には、試薬１０はＰＱＱ−ＧＤＨとフェリシアン化カリウムなどの混合物とすればよい。試薬１０は、ＣＭＣ水溶液にＰＱＱ−ＧＤＨとフェリシアン化カリウムなどを溶解させて調製した試薬溶液を、基板２１に形成された検出電極３１および検出電極３３（図５参照）上に滴下し、乾燥させることで形成することができる。

図５は、血液センサ２０ａの透視平面図である。血液センサ２０ａの平面形状は正六角形である。正六角形の６つの頂部のそれぞれに、接続電極３１ａ〜３５ａおよび３３ｃが形成され、接続電極３３ｃは基準電極として作用する。つまり、接続電極３３ａと３３ｃは互いに電気的に接続されており、それにより接続電極３３ｃが基準電極（以下「基準電極３３ｃ」ともいう）となる。基準電極については後に詳細に説明する。接続電極３１ａ〜３５ａおよび３３ｃ（基準電極）は、後述する血液検査装置のコネクタに接続される。

血液センサ２０ａの略中央に設けられた血液貯留部２４に、その一方の端が接続された供給路２５が設けられる。供給路２５は、血液貯留部２４から接続電極３２ａに向かって延び、供給路２５の他方の端は、空気孔２８に連結している。

供給路２５上には、血液貯留部２４の側から順に、「接続電極３４ａに接続された検出電極３４」と、「接続電極３５ａに接続された検出電極３５」と、再度「接続電極３４ａに接続された検出電極３４」と、「接続電極３３ａ及び基準電極３３ｃに接続された検出
電極３３」と、「接続電極３１ａに接続された検出電極３１」と、再度「接続電極３３ａおよび基準電極３３ｃに接続された検出電極３３」と、「接続電極３２ａに接続された検出電極３２」と、が設けられている。

検出電極３１と検出電極３３上には試薬１０が載置されて、検出部２７となる。

図６は、血液センサ２０ａの分解平面図である。図６Ｃは、血液センサ２０ａを構成する正六角形の基板２１の平面図である。基板２１の寸法２１ｂは９ｍｍである。基板２１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１００μｍである。

基板２１の上面には、検出電極３１〜３５および検出電極３１〜３５のそれぞれから導出された接続電極３１ａ〜３５ａと基準電極３３ｃが配置されている。スパッタリング法または蒸着法などによって基板２１に形成された導電層を、レーザ加工して一体的に形成すればよい。導電層の材料は、例えば金、白金、パラジウムなどである。また、基板２１の略中央には基板孔２１ａが設けられている。

図６Ｂはスペーサ２２の平面図である。スペーサ２２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５０μｍである。
スペーサ２２は、６つの頂部のそれぞれに半円状の切り欠き２２ｆを有する正六角形である。正六角形の各頂部の切り欠きは、基板２１の接続電極３１ａ〜３５ａと基準電極３３ｃに対応した位置に形成されている。寸法２２ｂは９ｍｍである。スペーサ２２には、スペーサ孔２２ａとスリット孔２２ｃを含む孔が形成されている。スペーサ孔２２ａは、基板孔２１ａに対応する位置であって、スペーサ２２の略中央に設けられており、血液貯留部の一部を構成する。

スペーサ２２に形成されたスリット孔２２ｃはスペーサ孔２２ａと連通しており、血液１５の供給路２５を構成する。したがって、スリット孔２２ｃの壁面と、それに対応する前記基板２１の上面には親水性処理が施されていることが好ましい。スリット孔２２ｃの幅は０．６ｍｍとして、その長さは２．４ｍｍである。それにより供給路２５は、０．０７２μＬのキャビティとなる。したがって、本発明の血液センサによる血液検査は、小容量の血液１５で行うことができ、患者に負担をかけることもなく、また恐怖心を与えることもない。

図６Ａは、カバー２３の平面図である。カバー２３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７５μｍである。カバー２３の寸法２３ｂは９ｍｍである。カバー２３の略中央には、カバー孔２３ａが設けられる。空気孔２８は、供給路２５の先端部（図６Ｂにおけるスリット孔２２ｃの左端部に該当）に対応して設けられる。空気孔２８の直径２８ａは５０〜５００μｍ（例えば５０μｍ）としている。空気孔２８の直径を小さくする理由は、空気孔２８からの血液１５の流出を抑制するためである。

カバー２３は、６つの頂部のそれぞれに半円状の切り欠き２３ｆを有する正六角形である。カバー２３の正六角形の各頂部の切り欠きは、基板２１の接続電極３１ａ〜３５ａと、基準電極３３ｃに対応した位置に形成されている。

血液センサ２０ａを構成する基板２１とスペーサ２２とカバー２３は、それぞれ定尺の親基板を複数個に分割して形成することができる。分割される基板２１とスペーサ２２とカバー２３は、それぞれ正六角形をしているので、親基板から隙間なく切り出すことができる。したがって、親基板から無駄なく各部材を得ることができ、省資源化に貢献する。

図７は、実施の形態１における血液貯留部２４と、その近傍の断面図である。基板２１
の厚みは１００μｍであり、スペーサ２２の厚みは５０μｍである。また、カバー２３の厚みは７５μｍである。

基板孔２１ａの直径２１ｄとスペーサ孔２２ａの直径２２ｄは、いずれも２．０ｍｍであり、カバー孔２３ａの直径２３ｄは１．５ｍｍである。基板孔２１ａとスペーサ孔２２ａとカバー孔２３ａは、同心円状に形成されている。すなわち、血液貯留部２４の中心に、基板孔２１ａ、スペーサ孔２２ａ、カバー孔２３ａの中心が存在する。
カバー孔２３ａの直径２３ｄよりもスペーサ孔２２ａの直径２２ｄが大きく、スペーサ孔２２ａの直径２２ｄと基板孔２１ａの直径２１ｄが等しい。

カバー孔２３ａの直径２３ｄは、基板孔２１ａやスペーサ孔２２ａの直径よりも小さいので、カバー２３は血液貯留部２４の内部に向かって突出して、突出部２３ｃを形成する。血液センサ２０ａの突出部２３ｃの突出の長さ（２５０μｍ）は、基板２１とスペーサ２２の厚みの合計（１５０μｍ）よりも、１００μｍ大きい。このような突出部２３ｃを設けることにより、血液貯留部２４内に採取した血液滴１５ａが、血液貯留部２４と皮膚１１との接点（図８Ｂの点線円を参照）に到達する前に供給路２５に流入することができる。したがって、カバー２３が形成する突出部２３ｃの突出長さは、基板２１とスペーサ２２の厚みの合計より大きいことが好ましい。

血液１５が供給路２５へ流入する状況を、図８Ａ〜図８Ｃで説明する。図８Ａに示されるように、血液貯留部２４内の皮膚１１が穿刺されると、穿刺穴１１ａから血液１５が流出して血液滴１５ａが形成される。

穿刺穴１１ａからの血液１５の流出によって血液滴１５ａは大きくなり、図８Ｂに示されるように、突出部２３ｃに接する。すると図８Ｃに示されるように、血液滴１５ａを形成する血液１５は血液貯留部２４に広がり、一気に供給路２５に流入する。すなわち、血液貯留部２４に蓄えられた十分な量の血液１５が、一気に供給路２５に供給されるので、血液１５は一定の速度（律速）状態で供給路２５に流入する。その結果、血液１５が不足して試薬１０（図４参照）との反応が途中で停止したり、または血液１５が多すぎて試薬１０を検出部２７から押し流して、検出部２７以外の場所で反応が生じたりすることがない。よって、所定の部位で常に一定の反応速度で試薬１０との反応が生じる。したがって、精密で安定した測定結果が得られることになる。

［実施の形態２］
図９および図１０には、実施の形態２の血液センサ２０ｂが示される。
血液センサ２０ｂは、基板２１とカバー２３との間に溝２６ａが形成されている点で、実施の形態１における血液センサ２０ａと相違する。以下において、この相違点を中心に説明し、実施の形態１と同じ部材には同符号を付して説明を簡略化する。

図９Ａは、血液センサ２０ｂの血液貯留部２４とその近傍の断面図であり、図９Ｂはその透視平面図である。基板２１に形成された基板孔２１ａの直径２１ｅは１．６ｍｍである。スペーサ２２に形成されたスペーサ孔２２ａの直径２２ｅは２．０ｍｍである。また、カバー２３に形成されたカバー孔２３ａの直径２３ｅは１．０ｍｍである。基板孔２１ａ、スペーサ孔２２ａ、カバー孔２３ａのそれぞれの中心は同軸上にある。

血液センサ２０ｂの血液貯留部２４には、実施の形態１と同様に、血液貯留部２４の中心に向かってカバー２３が突出して突出部２３ｃを形成する。突出部２３ｃの突出長さ（２００μｍ）は、基板２１とスペーサ２２の合計の厚み（１５０μｍ）より大きい。したがって、突出部２３ｃにより、実施の形態１と同様に、血液貯留部２４に採取した血液滴１５ａが、血液貯留部２４と皮膚１１との接点に到達する前に、供給路２５に流入するこ
とができる。

図９Ａに示されるように、血液貯留部２４の基板２１とカバー２３との間には溝２６ａが形成される。溝２６ａは、図９Ｂに示されるようにリング状であり、内径１．６ｍｍ、外形２．０ｍｍ、幅２００μｍであり、高さは５０μｍ（スペーサ２２の厚さと同じ）である。

血液貯留部２４の中心に、基板孔２１ａ，スペーサ孔２２ａ，カバー孔２３ａの中心が位置する。カバー孔２３ａの直径２３ｅよりも基板孔２１ａの直径２１ｅが大きく、基板孔２１ａの直径２１ｅよりもスペーサ孔２２ａの直径２２ｅが大きい。

血液センサ２０ｂによる採血の動作を、図１０を参照して説明する。血液貯留部２４の内部の皮膚１１が穿刺されると、穿刺穴１１ａから血液１５が流出し、血液滴１５ａが形成される。図１０Ａに示されるように、血液滴１５ａが大きくなると、突出部２３ｃの先端（点線で示す）に当接する。すると図１０Ｂに示されるように、血液滴１５ａは血液貯留部２４内に一気に広がろうとする。広がる途中の血液１５は、基板孔２１ａの点線で示すスペーサ側先端（図１０Ｂ）に当接する。溝２６ａには毛細管力が発生するので、図１０Ｃに示されるように、血液１５は溝２６ａに一気に流入し、さらに溝２６ａに流入した血液１５は律速状態で供給路２５に流入する。

このように、溝２６ａに発生する毛細管力によって、より確実に血液１５を、供給路２５を介して検出部２７（図４参照）へ流入させることができる。また検査後に血液貯留部２４に残留する血液量は、実施の形態１の血液センサ２０ａよりも少ない。よって、その分採取する血液１５も少なくてよく、患者の負担も低減する。

［実施の形態３］
図１１および図１２には、実施の形態３の血液センサ２０ｃが示される。
血液センサ２０ｃの基板２１とカバー２３との間には、実施の形態２の血液センサ２０ｂの溝２６ａと類似の溝２６ｂが形成されている。ただし、溝２６ｂは供給路２５側には形成されているが、供給路２５の反対側２４ｅには形成されていない点で、溝２６ａと相違する。以下では、この相違点を中心に説明し、実施の形態２の血液センサ２０ｂと同じ部材には同符号を付して説明を簡略化する。

図１１Ａは、血液センサ２０ｃの血液貯留部２４とその近傍の断面図であり、図１１Ｂはその透視平面図である。基板２１に形成された基板孔２１ａの直径２１ｆは１．８ｍｍである。スペーサ２２に形成されたスペーサ孔２２ａの直径２２ｆは２．０ｍｍである。また、カバー２３に形成されたカバー孔２３ａの直径２３ｆは１．０ｍｍである。

スペーサ孔２２ａおよびカバー孔２３ａの中心は同軸上にあり、基板孔２１ａの中心は、その軸よりも供給路２５から離れた位置にある。そのため、供給路２５の反対側２４ｅでは、基板孔２１ａとスペーサ孔２２ａとが揃っており、基板２１とカバー２３との間の溝が形成されていない。

このように、血液貯留部２４の中心に、スペーサ孔２２ａとカバー孔２３ａの中心が存在し、基板孔２１ａの中心は供給路２５の反対側２４ｅ寄りに位置する。反対側２４ｅでは、基板孔２１ａの壁面とスペーサ孔２２ａの壁面とが揃っている。また、カバー孔２３ａの直径２３ｆより基板孔２１ａの直径２１ｆは大きく、基板孔２１ａの直径２１ｆよりスペーサ孔２２ａの直径２２ｆは大きい。

血液センサ２０ｃの血液貯留部２４には、実施の形態１と同様に、血液貯留部２４の内
部に向かってカバー２３が突出して、突出部２３ｃを形成している。供給路２５付近における突出部２３ｃの突出長さ（２００μｍ）は、基板２１とスペーサ２２の厚みの合計（１５０μｍ）より大きい。そのため実施の形態１と同様に、突出部２３ｃにより、血液貯留部に採取した血液滴１５ａが、血液貯留部２４と皮膚１１との接点に到達する前に、供給路２５に流入することができる。

図１１Ｂに示されるように、溝２６ｂの幅は供給路２５側では大きく（２００μｍ）、供給路２５から遠ざかるに従って徐々に細くなり、供給路の反対側２４ｅでは溝２６ｂはない（溝２６ｂの幅が０になる）。そのため、実施の形態２の血液センサ２０ｂの溝２６ａと比較して、溝２６ｂの容積は小さい。そのため、検査後に溝に残存する血液の量が低減するので、検査に必要な血液１５の採取量も低減することができる。

血液センサ２０ｃによる採血の動作を、図１２Ａ〜図１２Ｃを参照して説明する。血液貯留部２４内の皮膚１１が穿刺されると、穿刺穴１１ａから血液１５が流出し、血液滴１５ａが形成される。図１２Ａに示されるように、血液滴１５ａが大きくなると、突出部２３ｃの先端（点線で示す）に当接する。すると図１２Ｂに示されるように、血液滴１５ａは血液貯留部２４内に一気に広がろうとする。広がる途中の血液１５は、点線で示す基板孔２１ａのスペーサ側先端（図１２Ｂにおける点線円内・参照）に当接する。溝２６ｂには、突出部２３ｃと皮膚１１とで形成される空間よりも、強い毛細管力が生じる。したがって、図１２Ｃに示されるように、毛細管力を有する溝２６ｂへ血液１５が一気に流入し、溝２６ｂに流入した血液１５は律速状態で供給路２５に流入する。このようにして血液１５を、より強い毛細管力が発生する溝２６ｂにより確実に供給路２５を介して検出部２７へ流入させることができる。

前記の通り、血液センサ２０ｃでは、カバー孔２３ａの中心よりも、基板孔２１ａの中心が供給路２５の反対側２４ｅ側に寄っている。一方、皮膚への穿刺位置は、カバー孔２３ａの中心位置と、ほぼ同じ位置であることが多い。この位置関係から、皮膚への穿刺位置（皮膚から滲出する血液滴１５ａの中心）は、おのずと基板孔２１ａの中心よりも、前記供給路２５側に近くなる。そのため図１２Ｃに示すように、血液滴１５ａは供給路２５側に偏在して、空白部２４ｂが形成される。

また供給路２５の反対側２４ｅには溝２６ｂがないので、溝２６ｂに残存する血液量は、実施の形態２の血液センサ２０ｂよりも少ない。そのため、血液１５の採取量を少なくすることができ、患者の負担が軽減される。図１２Ｃの状態の血液センサの透視平面図が図１３に示される。図１２Ｃおよび図１３に示されるように、血液貯留部２４に血液１５が残留しない空白部２４ｂが形成される。実施の形態２の血液センサ２０ｂと比較して、血液センサ２０ｃによる検査に必要な血液１５の量が、空白部２４ｂに相当する容量だけ低減する。

［実施の形態４］
図１４〜図１５に、実施の形態４の血液センサ２０ｄが示される。
血液センサ２０ｄは、カバー２３の突出部２３ｃが供給路２５側では形成されているが、一方、供給路２５の反対側２４ｅでは形成されていない点で、実施の形態１における血液センサ２０ａと相違する。以下において、この相違点を中心に説明し、実施の形態１と同じ部材には同符号を付して説明を簡略化する。

図１４Ａは、血液センサ２０ｄの血液貯留部２４とその近傍の断面図であり、図１４Ｂはその透視平面図である。図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、基板２１に形成された基板孔２１ａの直径２１ｇ、およびスペーサ２２に形成されたスペーサ孔２２ａの直径２２ｇはいずれも１．７５ｍｍである。一方、カバー２３に形成されたカバー孔２３ａの直径２
３ｇは１．５ｍｍである。つまり、基板孔２１ａの直径２１ｇと、スペーサ孔２２ａの直径２２ｇとは等しく；一方、スペーサ孔２２ａの直径２２ｇよりもカバー孔２３ａの直径２３ｇが小さい。

また、基板孔２１ａとスペーサ孔２２ａの中心は同軸上にあり、カバー孔２３ａの中心は、基板孔２１ａの中心よりも供給路２５から離れた位置にある。すなわち、血液貯留部２４の中心に基板孔２１ａ、スペーサ孔２２ａの中心が存在し、カバー孔２３ａの中心は供給路２５の反対側に位置する。

そのため、基板孔２１ａ、スペーサ孔２２ａおよびカバー孔２３ａのそれぞれの壁面は、供給路２５の反対側２４ｅで揃っており、カバー２３の突出がない。血液センサ２０ｄのカバー２３は、供給路２５の側から血液貯留部２４の内部に向かって突出して、突出部２３ｃを形成する。一方、血液センサ２０ｄのカバー２３は、供給路２５の反対側２４ｅからは、血液貯留部２４の内部に向かって突出しておらず、突出部がない。
そして、供給路２５付近のカバー２３の突出部２３ｃの突出長さ（２５０μｍ）は、基板２１とスペーサ２２の厚みの合計（１５０μｍ）より大きい。そのため実施の形態１と同様に、突出部２３ｃにより、血液貯留部２４に採取した血液滴１５ａが、血液貯留部２４と皮膚１１との接点に到達する前に、供給路２５に流入することができる。

血液センサ２０ｄによる採血の動作を、図１５Ａ〜図１５Ｃを参照して説明する。図１５Ａに示されるように、血液貯留部２４内の皮膚１１が穿刺されると、穿刺穴１１ａから血液１５が流出し、血液滴１５ａが形成される。血液滴１５ａが大きくなると、図１５Ｂに示されるように突出部２３ｃの先端（点線参照）に当接する。すると図１５Ｃに示されるように血液滴１５ａは、突出部２３ｃと皮膚１１とで生じる毛細管力により、一気に律速状態で供給路２５を介して検出部２７へ流入する。

血液センサ２０ｄにおいて、供給路２５及び空気孔２８（図４参照）により、前記供給路２５及びその付近ではカバー２３と皮膚１１との隙間が形成されて毛細管力が生じる。一方、供給路２５の反対側ではカバー２３と皮膚１１との隙間は形成されない。また、血液１５が血液貯留部２４を満たす前に、供給路２５側に設けたカバー２３の突出部２３ｃに血液１５が接触する。そのため、血液１５が供給路２５側の反対側に流れることはほとんどなく、確実に供給路２５を介して検出部２７へ血液１５を導入することができる。したがって、血液貯留部２４に残存する血液量は実施の形態１〜３の何れよりも少なくなる。したがって、採取する血液１５の量も少なくなり、患者の負担が軽減される。

［実施の形態５］
図１６および図１７に、実施の形態５の血液センサ２０ｅが示される。
血液センサ２０ｅは、供給路２５の付近に、血液貯留部２４の内部へのカバー２３の突起部２３ｃを有する。つまり、供給路２５の付近で選択的にカバー２３が突出しており、他の周囲からは血液貯留部２４の内部へ向かう突出部は形成されていない点で、実施の形態１における血液センサ２０ａと相違する。以下において、この相違点を中心に説明し、実施の形態１の血液センサ２０ａと同じ部材には同符号を付して説明を簡略化する。

図１６Ａは、血液センサ２０ｅの血液貯留部２４とその近傍の断面図であり、図１６Ｂは、その透視平面図である。血液センサ２０ｅの基板孔２１ａとスペーサ孔２２ａのそれぞれの壁面は揃っている。血液センサ２０ｅのカバー２３は、供給路２５の側からのみ血液貯留部２４の内部に向かう突出部分を有し、突起部２３ｃを形成する。一方、カバー２３は、前記突起部２３ｃ以外の突出部分を有さず、供給路２５側以外（反対側２４ｅを含む）からは突出していない。血液センサ２０ｅのカバー孔２３ａの壁面は、反対側２４ｅで、基板孔２１ａおよびスペーサ孔２２ａの壁面よりも、血液貯留部２４から引き込んで
いる。もちろん、カバー孔２３の壁面２３ａが、反対側２４ｅで、基板孔２１ａおよびスペーサ孔２２ａの壁面と揃っていてもよい。

そして、供給路２５付近のカバー２３の突出部２３ｃの突出長さ（２５０μｍ）は、基板２１とスペーサ２２の厚みの合計（１５０μｍ）より大きい。そのため実施の形態１と同様に、突出部２３ｃにより、血液貯留部２４に採取した血液滴１５ａが、血液貯留部２４と皮膚１１との接点に到達する前に、供給路２５に流入することができる。

血液センサ２０ｅによる採血の動作を、図１７Ａ〜図１７Ｃを参照して説明する。図１７Ａに示されるように、血液貯留部２４内の皮膚が穿刺されると、穿刺穴１１ａから血１５が流出し、血液滴１５ａが形成される。血液滴１５ａが大きくなると、図１７Ｂに示されるように、突出部２３ｃの先端（点線参照）に当接する。すると図１７Ｃに示されるように血液滴１５ａは、突出部２３ｃと皮膚１１との隙間に生じる毛細管力により、一気に律速状態で供給路２５を介して検出部２７へ流入する。

このように、血液センサ２０ｅは供給路付近に選択的にカバー２３の突出部を有するが、血液センサ２０ｄと同様に、血液１５が血液貯留部２４を満たす前に、確実に供給路２５を介して検出部２７へ流入することができる。
また、血液センサ２０ｅのカバー２３は、供給路２５近傍の一部分が、選択的に血液貯留部２４の内部に向かって突出している。したがって、前述の実施の形態３および４のように、血液１５が血液貯留部２４の内壁面の全周囲に回り込みにくい。血液センサ２０ｅのカバー２３の突出部２３ｃの部分のみに血液滴１５ａが接触し、供給路２５に毛細管力で導入される。血液貯留部に溜められた血液が無駄なく利用でき、採血する血液も少量で済むので、検査による傷みも軽減できる。

２．本発明の血液検査装置
本発明の血液検査装置は、前述の血液センサを具備することを特徴とする。また、血液センサはカートリッジ化されて、挿抜自在に血液検査装置に装着されることが好ましい。以下において、図面を参照して本発明の血液検査装置の例を説明する。

［実施の形態６］
図１８〜図２３には、実施の形態６の血液検査装置４０が示される。血液検査装置４０には、実施の形態１〜５で説明した血液センサ２０（血液センサ２０ａ〜２０ｅのいずれでもよい）が装着されている。

図１８は、血液検査装置４０の断面図である。樹脂で形成された筺体４１の一方は、円筒形状の筒体４１ａとなっている。筒体４１ａの先端には、カートリッジ４２が挿抜自在に挿入されて、装着されている。

挿抜自在に装着されるカートリッジ４２は、円筒形状のホルダ３９と、ホルダ３９内に装着された血液センサ２０とで構成される。カートリッジ４２を構成するホルダ３９は、採血の様子が目視できるように、透明部材で形成されることが好ましい。また、血液センサ２０の血液貯留部と対向するホルダ３９には、穿刺部材（穿刺針４７やレーザ光）が貫通する窓３９ａが形成されている。

筒体４１ａの内部には、ハンドル４４が連結されたプランジャ４５が滑動自在に設けられている。プランジャ４５は、バネ４６でカートリッジ４２の側に付勢される。また、プランジャ４５には、穿刺針４７が装着されたランセット４８が着脱自在に装着されている。

ハンドル４４は、筺体４１の外部に導出され、係止部４９に係止される。係止部４９による係止を解除することにより、穿刺針４７が血液センサ２０の血液貯留部を貫通して、皮膚を穿刺する。ハンドル４４、プランジャ４５、バネ４６、穿刺針４７およびランセット４８とで穿刺手段を構成する。

筺体４１の内部に設けられた電気回路部５０は、６つのコネクタ４３（４３ａ〜４３ｆ）に接続されている。電気回路部５０には、電池５１から電源が供給される。負圧手段５２は、血液センサ２０の近傍を負圧することができ、カバー孔を介して血液貯留部の内部を負圧する。

図１９は、カートリッジ４２が筒体４１ａに装着される状態を示す図である。
カートリッジ４２のホルダ３９の内側には、凸形状のガイド３９ｂが形成され、かつ筒体４１ａの外側に凸形状のガイド４１ｂが形成される。図１９は、ガイド３９ｂとガイド４１ｂが、互いにかみ合って、カートリッジ４２が筒体４１ａに装着されていくときの状態を示す。カートリッジ４２を筒体４１ａに装着するときにガイド３９ｂは矢印５３ａに沿って導かれるので、装着方向を回転軸とするカートリッジ４２の回転角度が調整される。そのため、カートリッジ４２を装着するときに、その装着方向を回転軸とする回転角度を調整しなくても、カートリッジ４２の血液センサ２０に形成された接続電極３１ａ〜３５ａおよび基準電極３３ｃが、筒体４１ａに形成されたコネクタ４３（４３ａ〜４３ｆ）に確実に接続される。

カートリッジ４２が筒体４１ａに装着されると、筒体４１ａに設けられた位置決め凹部４１ｃ（図１８参照）と、ホルダ３９に設けられた位置決め凸部３９ｃとがかみ合う。それにより、カートリッジ４２は筒体４１ａの所定の位置に固定される。そのため、穿刺部材による皮膚への穿刺の深さを一定に保つことができる。

図２０は、電気回路部５０のブロック図である。図２０において、血液センサ２０の接続電極３１ａ〜３５ａおよび基準電極３３ｃはそれぞれ、コネクタ４３ａ〜４３ｆを介して切換回路５５に接続されている。切換回路５５の出力は、電流／電圧変換器５６の入力に接続されている。電流／電圧変換器５６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）５７を介して、演算部５８の入力に接続されている。演算部５８の出力は、液晶で形成された表示部５９に接続されている。切換回路５５には基準電圧源６０が接続されている。基準電圧源６０はグランド電位であってもよい。

制御部６１の出力は、切換回路５５の制御端子と、演算部５８と、タイマ６３と、負圧手段５２と、皮膚検知センサ６５に接続されている。制御部６１の出力は、送信部６２の入力にも接続されている。皮膚検知センサ６５が皮膚との接触を検知すると、自動的に穿刺手段５４に穿刺を行わせることができる。もちろん、皮膚検知センサ６５を配置せずに、手動のボタンで穿刺手段５４に穿刺を行わせてもよい。穿刺手段５４は、血液センサ２０の血液貯留部２４に対向して設けられる。

次に、電気回路部５０の動作を説明する。
血液検査を行うには、まず血液センサ２０の接続電極３１ａ〜３５ａおよび基準電極３３ｃが、コネクタ４３ａ〜４３ｆの何れに接続されているのかを特定する。制御部６１の指令により、コネクタ４３ａ〜４３ｆのうち、互いに隣り合うコネクタ間の電気抵抗が０であるコネクタを特定する。電気抵抗が０であるコネクタに接続されている電極を、基準電極３３ｃに接続されるコネクタ４３と決定する。基準電極３３ｃに接続されたコネクタを基準として、順番に接続電極３４ａ、３５ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａのそれぞれに接続するコネクタ４３と特定する。このようにして、接続電極３１ａ〜３５ａおよび基準電極３３ｃに接続されたコネクタ４３ａ〜４３ｆをそれぞれ特定する。

次に、血液を採取して検査を行う。切換回路５５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３１を電流／電圧変換器５６に接続する。また、血液１５の流入を検知するための検知極となる検出電極３２を基準電圧源６０に接続する。そして、検出電極３１と検出電極３２との間に一定の電圧を印加する。この状態において、血液が流入すると、検出電極３１と検出電極３２との間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換器５６によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器５７によってデジタル値に変換される。そして、演算部５８に向かって出力される。演算部５８はそのデジタル値に基づいて血液１５が十分に流入したことを検知する。この時点で、負圧手段５２の動作をオフする。

次に、血液成分（例えばグルコースとする）の測定が行なわれる。グルコース量を測定するには、まず、制御部６１の指令により切換回路５５を切換えて、グルコース量の測定のための作用極となる検出電極３１を、電流・電圧変換器５６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３３を基準電圧源６０に接続する。

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場合は、その反応中は、電流／電圧変換器５６および基準電圧源６０をオフにする。一定時間（１〜１０秒）の経過後に、制御部６１の指令により、検出電極３１と検出電極３３との間に一定の電圧（０．２〜０．５Ｖ）を印加する。すると、検出電極３１と検出電極３３との間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換器５６によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器５７によってデジタル値に変換されて、演算部５８に向かって出力される。演算部５８はそのデジタル値を基にグルコース量に換算する。

グルコース量の測定後、Ｈｃｔ値の測定が行なわれる。Ｈｃｔ値の測定のため、まず制御部６１からの指令により切換回路５５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３５を電流／電圧変換器５６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３１を基準電圧源６０に接続する。

次に制御部６１の指令により、電流／電圧変換器５６および基準電圧源６０から、検出電極３５と検出電極３１との間に一定の電圧（２Ｖ〜３Ｖ）を印加する。検出電極３５と検出電極３１との間に流れる電流は、電流／電圧変換器５６によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器５７によってデジタル値に変換される。デジタル値は演算部５８に出力され、演算部５８はそのデジタル値に基づいてＨｃｔ値に換算する。

測定で得られたＨｃｔ値とグルコース量を用いて、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、グルコース量をＨｃｔ値で補正し、補正後の結果を表示部５９に表示する。また、補正後の結果を送信部６２からインスリンを注射する注射装置に送信する。この送信は電波を用いてもよいが、医療器具への妨害のない光通信で送信することが好ましい。

このように補正された測定データを送信部６２から送信することにより、インスリンの投与量が注射装置に自動的に設定されれば、患者自身が投与すべきインスリンの量を注射装置に設定する必要がなくなるので、煩わしさはなくなる。また、人為手段を介さずにインスリンの量を注射装置に設定することができるので、設定ミスを防止することができる。

実施の形態５の血液検査装置を、グルコース測定装置として説明したが、グルコース以外の血液成分、例えば乳酸値やコレステロールの測定にも適宜応用することができる。

次に、血液検査装置４０による検査のフローを、図２１を用いて説明する。
ステップ７１で、穿刺針４７が装着されたランセット４８をプランジャ４５に装着する。次にステップ７２で、血液センサ２０が装着されたカートリッジ４２を、筒体４１ａの先端開口部に装着する。

ステップ７３で、血液検査装置４０の電源スイッチをマニュアル操作により、またはカートリッジ４２の装着により自動的にオンにする。電池５１から電気回路部５０へ電源が供給される。電気回路部５０に電源が供給されると、先ず血液センサ２０の基準電極３３ｃが検知される。検知された基準電極３３ｃに基づいて検出電極３１〜３５が特定される。

ステップ７４で、穿刺すべき皮膚１１に、血液検査装置４０のカートリッジ４２が適切にセットされるまで待機する。カートリッジ４２の皮膚検知センサ６５が、皮膚１１との接触を検知したら、ステップ７５に移行して負圧手段５２を動作させる。皮膚検知センサ６５を配置せずに、制御部６１に負圧ボタン６４（図示せず）をマニュアルで操作して負圧手段５２を動作させてもよい。負圧手段５２は、血液センサ２０の近傍を負圧する。

負圧手段５２を形成する真空ポンプの電流が変化するか、またはタイマ６３により予め定められた時間が経過したら、負圧により血液貯留部２４内の皮膚が十分に盛り上がったと判断して、ステップ７６に移行する。

ステップ７６で、表示部５９に穿刺可能である旨の表示をする。次のステップ７７で、この表示に従って、患者はハンドル４４の係止部４９の係合を解除して、穿刺針４７で皮膚１１を穿刺する。穿刺された皮膚１１から血液１５が流出する。流出した血液１５は、血液貯留部２４に溜まり、さらに血液センサ２０の検出部２７に導かれる。ステップ７９で、血液１５の血糖値が計測される。

ステップ７９で血糖値が計測されたらステップ８０に移行して、負圧手段５２の負圧をオフにする。ステップ８１で、表示部５９に測定した血糖値を表示する。ステップ７６における表示部５９への表示（「穿刺可能」の旨の表示）は、ステップ７９で測定を実施する前の、血液１５が検出電極３２に到達したタイミングでオフする（ステップ７８）。また、表示のオフと同時に負圧もオフにしてよい。

血液検査装置４０を用いた皮膚１１の穿刺において、穿刺手段５４の穿刺針により穿刺する皮膚の位置は、図２２に示すように、血液貯留部２４内のカバー孔２３ａの中心２４ｃよりも供給路２５に近い位置であることが好ましい。このように、カバー孔２３ａの中心２４ｃよりも供給路２５の近くを穿刺することにより、血液滴１５ａは血液貯留部２４の反対側２４ｅよりも前に突出部２３ｃに当接する。そのため、血液１５を確実に効率良く供給路２５に流入させることができる。

図２３は、患者が血糖値の検査をするため、血液検査装置４０を右手で持って、左手の人差し指から血液１５を採取しようとしている状態を示す図である。筺体４１の一方には筒体４１ａが連結されている。筒体４１ａにはカートリッジ４２が装着されており、カートリッジ４２の一方の端には血液センサ２０が装着されている。また表示部５９が、筺体４１の他方に設けられている。

［実施の形態７］
図２４には、実施の形態７の血液検査装置１００の分解斜視図が示される。血液検査装置１００は、実施の形態６で説明した血液検査装置４０と、穿刺手段としてレーザ発射装置１３３を用いる点で相違しているが、その他の点は実施の形態６と同様である。そこで
この相違点について説明し、同一の部材には同一番号を付して説明を簡略化する。

図２４において、下ケース１３２内には、穿刺手段としてのレーザ発射装置１３３と、負圧手段１３４を構成する吸引ポンプ１３４ａと、ポンプ弁ユニット１３４ｂと、大気開放スイッチ１３４ｃと、電気部品に電力を供給する電池１３５と、これらの部品上に装着された電気回路部１３６と、電気回路部１３６の上に装着されるとともに液晶で構成された表示部５９が格納されている。これらの部品が装着された下ケース１３２には、上ケース１３８が被せられて本体１３９を形成する。上ケース１３８には透明の表示窓１３８ａが、表示部５９に対応した位置に設けられる。

電気回路部１３６の動作は、血液検査装置４０で用いた電気回路部５０の回路と同様である。ただし血液検査装置１００では、穿刺ボタンと、穿刺ボタンの押下によりレーザ光を発射するレーザ発射装置１３３が制御部６１に接続されている点で、電気回路部５０と相違する。

アダプタ１４０は、本体１３９とカートリッジ４２とを接続し、その一方は本体１３９に装着されている。アダプタ１４０の他方は円筒状の筒体となっており、カートリッジ４２が挿抜自在に装着される。カートリッジ４２の内部には血液センサ２０が装着されている。窓３９ａは、カートリッジ４２を形成するホルダ３９の中央に設けられ、レーザ発射装置１３３からレーザ光が発射されるレーザ照射軸上にある。

実施の形態７の血液検査装置１００の穿刺手段は、穿刺針ではなく、レーザ発射装置１３３であるので、穿刺手段を交換する必要がない。よって交換作業が不要となり、血液検査が容易となる。またレーザ発射装置１３３は、患者の皮膚に直接触れる穿刺針を用いることなく、非接触に患者の皮膚を穿刺することができるので、衛生的でもある。さらに、機構的に運動する可動部品がないので、故障が少なく信頼性が向上する。さらにまた非接触であるので、容易に防水を行なうことができ、血液検査装置１００全体を丸洗いすることも可能となる。

レーザ発射装置１３３を用いる血液検査装置１００におけるカートリッジ４２は、実施の形態６の穿刺針４７を用いる血液検査装置４０のカートリッジと共通としてもよい。つまりカートリッジ４２は、血液検査装置４０および血液検査装置１００のいずれにも共用できる。

本発明の血液センサにより、少量の血液で正確な検査ができる。よって本発明の血液センサを用いた血液検査装置は医療機器などに特に有用である。

本出願は、２００６年９月１９日出願の出願番号ＪＰ２００６−２５２０７５に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願に援用される。

従来の血液センサの断面図である。 図２Ａは、図１の血液センサの断面図であって針穿刺を行う前の状態を示す。図２Ｂは、図１の血液センサの断面図であって穿刺部位から血液の液滴が成長する様子を示す図である。図２Ｃは、図１の血液センサの断面図であって血液が血液貯留部から供給路に流入する状態を示す図である。 図１の血液センサの断面図であって、血液が血液貯留部から供給路に流入しない異常使用の状態を示す図である。 実施の形態１の血液センサの断面図である。 実施の形態１の血液センサの透視平面図である。 実施の形態１の血液センサを構成する各構成要素の分解平面図である。図６Ａはカバーの平面図、図６Ｂはスペーサの平面図、図６Ｃは基板の平面図である。 実施の形態１の血液センサの血液貯留部の断面図である。 図８Ａは、実施の形態１の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が形成された状態を示す図である。図８Ｂは、実施の形態１の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が大きくなって、カバー孔の突出部に接触した状態を示す図である。図８Ｃは、実施の形態１の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液が血液貯留部から供給路に流入した状態を示す図である。 図９Ａは、実施の形態２の血液センサの血液貯留部の断面図である。図９Ｂは、実施の形態２の血液センサの血液貯留部の透視平面図である。 図１０Ａは、実施の形態２の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が、カバー孔の突出部に接触した状態を示す図である。図１０Ｂは、実施の形態２の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液が血液貯留部から供給路に流入した状態を示す図である。図１０Ｃは、実施の形態２の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液貯留部の血液が供給路に流入した後の状態を示す図である。 図１１Ａは、実施の形態３の血液センサの血液貯留部の断面図である。図１１Ｂは、実施の形態３の血液センサの血液貯留部の透視平面図である。 図１２Ａは、実施の形態３の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が、カバー孔の突出部に接触した状態を示す図である。図１２Ｂは、実施の形態３の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液が血液貯留部から供給路に流入した状態を示す図である。図１２Ｃは、実施の形態３の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液貯留部の血液が供給路に流入した後の状態を示す図である。 実施の形態３の血液センサの血液貯留部の透視平面図であって、血液貯留部の血液が供給路に流入した後の状態を示す図である。 図１４Ａは、実施の形態４の血液センサの血液貯留部の断面図である。図１４Ｂは、実施の形態４の血液センサの血液貯留部の透視平面図である。 図１５Ａは、実施の形態４の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が形成された状態を示す図である。図１５Ｂは、実施の形態４の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が、カバー孔の突出部に接触した状態を示す図である。図１５Ｃは、実施の形態４の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液貯留部の血液が供給路に流入した後の状態を示す図である。 図１６Ａは、実施の形態５の血液センサの血液貯留部の断面図である。図１６Ｂは、実施の形態５の血液センサの血液貯留部の透視平面図である。 図１７Ａは、実施の形態５の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が形成された状態を示す図である。図１７Ｂは、実施の形態５の血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺された皮膚から流出した血液の液滴が、カバー孔の突出部に接触した状態を示す図である。図１７Ｃは、実施の形態５の血液センサの血液貯留部の断面図であって、血液貯留部の血液が供給路に流入した後の状態を示す図である。 実施の形態６の、穿刺針を穿刺手段とする血液検査装置の断面図である。 実施の形態６の血液検査装置を構成するカートリッジが装着されるときの、装着部の模式図である。 実施の形態６の血液検査装置を構成する電気回路部のブロック図である。 実施の形態６の血液検査装置を用いた血液検査のフローチャートである。 実施の形態６の血液検査装置における血液センサの血液貯留部の断面図であって、穿刺位置を示す図である。 実施の形態６の血液検査装置を患者が使用する状態を示す図である。 実施の形態７の、レーザを穿刺手段とする血液検査装置の分解斜視図である。

Claims (22)

1. 基板；前記基板の上面に装着されたスペーサ；前記スペーサの上面に装着されたカバー；前記基板に形成された基板孔と、前記スペーサに形成され、前記基板孔に連結されたスペーサ孔の一部と、前記カバーに形成され、前記スペーサ孔に連結されたカバー孔とからなる血液貯留部；前記スペーサ孔の別の一部からなる、前記血液貯留部と連通する供給路；および前記供給路内であって、前記基板の上面に形成された複数の検出電極とを備え、
   前記カバーは、前記供給路側から前記血液貯留部の内側に向かって、前記基板およびスペーサよりも突出しており、
   前記カバーの突出の長さは、前記基板の厚みと前記スペーサの厚みの合計より大きい、血液センサ。
2. 前記カバー孔の開口面積は、前記基板孔の開口面積以下であり、かつ前記スペーサ孔の開口面積よりも小さい、請求項１に記載の血液センサ。
3. 前記基板は、前記供給路側から前記血液貯留部の内側に向かって、前記スペーサよりも突出しており、前記基板と前記カバーとの間に隙間が形成される、請求項１に記載の血液センサ。
4. 前記基板孔、前記血液貯留部を形成するスペーサ孔、および前記カバー孔は円形であり、
   前記カバー孔の直径は、前記基板孔の直径以下であり、かつ前記スペーサ孔の直径よりも小さく、
   前記基板孔、前記スペーサ孔、および前記カバー孔の中心は、それぞれ同軸上にある、請求項１に記載の血液センサ。
5. 前記基板孔、前記血液貯留部を形成するスペーサ孔、および前記カバー孔は円形であり、
   前記カバー孔の直径は、前記基板孔の直径以下であり、かつ前記スペーサ孔の直径よりも小さく、
   前記カバー孔と前記スペーサ孔の中心は、それぞれ同軸上にあり、
   前記基板孔の中心は、スペーサ孔の中心よりも供給路と反対側に位置する、請求項１に記載の血液センサ。
6. 前記基板孔、前記血液貯留部を形成するスペーサ孔、および前記カバー孔は円形であり、
   前記基板孔の直径は、前記カバー孔の直径より大きく、かつ前記スペーサ孔の直径と等しくし、
   前記基板孔と前記スペーサ孔の中心は、それぞれ同軸上にあり、
   前記カバー孔の中心は、前記基板孔の中心よりも、前記供給路と反対側に位置する、請求項１に記載の血液センサ。
7. 前記カバーは、前記供給路側から血液貯留部の内側に向かう突起部を有する、請求項１に記載の血液センサ。
8. 前記血液貯留部は、前記カバー孔を介して負圧される、請求項１に記載の血液センサ。
9. 前記基板と、前記スペーサと、前記カバーとで多角形の基体を形成し、
   前記多角形の頂部のそれぞれに電極が設けられ、かつ前記頂部のそれぞれに設けられた電極は、前記検出電極のいずれかに接続しており、
   頂部のそれぞれに設けられた電極のうちの２つの電極は、同一の検出電極に接続されている、請求項１に記載の血液センサ。
10. 前記基体は正六角形である、請求項９に記載の血液センサ。
11. 前記カバーの上面は撥水性であり、前記供給路の内面は親水性であり、かつ
    前記血液貯留部の天面は、前記カバーの上面よりも弱い撥水性であるか、または前記供給路の内面よりも弱い親水性である、請求項１記載の血液センサ。
12. 前記基板の下面は撥水性である、請求項１に記載の血液センサ。
13. 筺体；前記筺体の一方に形成された筒体；前記筒体内を往復するプランジャ；前記プランジャに一方の端が着脱自在に把持され、かつ他方の端には穿刺針が装着されたランセット；前記穿刺針に対向して設けられた血液センサ；および前記血液センサに接続された電気回路部を備える血液検査装置であって、
    前記血液センサは、請求項１に記載の血液センサである、血液検査装置。
14. 前記血液センサは、筒状のホルダに装着されてカートリッジを構成し、
    前記カートリッジは、前記筒体へ挿抜自在に装着される、請求項１３に記載の血液検査装置。
15. 前記ホルダは、内部が透けて見える程度の透明または半透明の部材で形成された、請求項１４に記載の血液検査装置。
16. 前記血液センサの近傍を負圧する負圧手段をさらに有する、請求項１３に記載の血液検査装置。
17. 前記穿刺針は、血液センサに形成されたカバー孔の中心よりも供給路側寄りの位置を穿刺する、請求項１３に記載の血液検査装置。
18. 筺体；前記筺体の一方に形成された筒体；前記筺体内に設けられたレーザ発射装置；前記レーザ発射装置のレーザ光発射口に対向して設けられた血液センサ；および前記血液センサに接続された電気回路部を備える血液検査装置であって、
    前記血液センサは、請求項１に記載の血液センサである血液検査装置。
19. 前記血液センサは、筒状のホルダに装着してカートリッジを構成し、
    前記カートリッジは、前記筒体へ挿抜自在に装着される、請求項１８に記載の血液検査装置。
20. 前記ホルダは、内部が透けて見える程度の透明または半透明の部材で形成された、請求項１９に記載の血液検査装置。
21. 血液センサの近傍を負圧する負圧手段をさらに有する、請求項１８に記載の血液検査装置。
22. 前記レーザ光は、血液センサに形成されたカバー孔の中心よりも供給路側寄りの位置を穿刺する、請求項１８に記載の血液検査装置。

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