TWI498538B - 血液成分檢測元件 - Google Patents

Description

血液成分檢測元件

本發明係關於一種血液成分檢測元件及具此元件之血液取樣裝置，尤指一種易於操作、可隨身攜帶之血液成分檢測元件。

經統計，近年來為慢性疾病所若的病人人數不斷上升。以糖尿病為例，糖尿病患者需定期、定時檢查自身的健康狀況，例如：每八個小時需進行一次自身血液樣品的檢查。血液樣品的檢查係在檢試病患的血液中某種特家化學組成物的濃。如上所述之糖尿病患者，即需檢試糖尿病患者的血糖濃度。因此，對糖尿病患者而言，需每八個小時進行一次血糖濃度檢測。

其中，因血糖濃度的檢測對糖尿病患者而言極為重要，且需每日、每八個小時進行，因此血糖濃度檢測的步驟或實行儘可能的簡易，以使每一糖尿病患者都能以輕易且簡易的方法來對自身的健康狀況進行檢測與追蹤。更重要的是，習知之血液樣品的取得方法通常是對患者進行抽血，而此舉將增加患者的疼痛感，進而造成患者排斥血糖濃度檢測。

再者，為了維持血糖濃度檢測的精確性，多會於抽血的過程中抽取大量的血液。因此，在抽血過程中多使用大型刺血針(lancet)來進行抽血，以快速抽取血液並獲得大量的血液樣品。然而，此將更增加患者的疼痛感，更加降低患者進行血糖濃度檢測的意願。尤其是年長的患者而言，年長的患者因疼痛感而排斥血糖濃度檢測的意願更加強烈。如此一來，將無法有效的檢測與監控糖尿病患者血糖濃度，糖尿病患者的健康狀況即無法被有效的掌握。

因此，對糖尿病患者而言，若能發展一種易於操作、可隨身攜帶、並能改善習知血液樣品取得時而造成的疼痛感之血液成分檢測元件，實是糖尿病患者的一大福音。

本發明之主要目的係在提供一種一種血液成分檢測元件，俾能隨身攜帶，且易於操作，更能改善血液樣品取得時而造成的疼痛感。

為達成上述目的，本發明之一種血液成分檢測元件，包括：一膠囊本體，此膠囊本體係具有一第一表面；一陣列針頭，此陣列針頭係包含複數個針頭，每一此等針頭係具有一開孔及一內部中空空間，而每一此針頭係自此第一表面凸出；一檢測腔體，此檢測腔體係位於此膠囊本體內，並與此內部中空空間連通；一檢測晶片，此檢測晶片係配置於此膠囊本體內；以及複數個感應元件，此等感應元件係配置於此檢測晶片上。

其中，上述之血液成分檢測元件之形狀並無任何限制，然而，於本發明之血液成分檢測元件中，此血液成分檢測元件較佳係呈藥錠(tablet)狀。再者，此血液成分檢測元件較佳係為一拋棄式血液成分檢測元件。

除此之外，上述之針頭的材料亦無任何限制，然而，於本發明之血液成分檢測元件中，此針頭較佳係由生物可相容材料(biocompatible material)所構成。再者，上述之膠囊本體的材料亦無任何限制，然而，於本發明之血液成分檢測元件中，此膠囊本體較佳係由生物可分解材料(biodegradable material)所構成。

再者，此等針頭上較佳係塗佈有一麻醉劑，藉此，當針頭刺穿過一受測者之皮膚時，受測者因針頭上塗佈有麻醉劑而不會感覺到痛覺。值得注意的是，上述之針頭較佳係以壓印製程(imprinting process)而製得，而另一值得注意的是，上述之壓印製程中所使用之模具則較佳係由微模鑄造法製程(LIGA process)製得。

本發明另再提供一種血液成分檢測裝置，包括：一長條帶，此長條帶係具有一上表面；複數個前述之血液成分檢測元件，此等血液成分檢測元件係設置於此上表面上。其中，此等血液成分檢測元件係以黏貼之方式設置於此第一表面上。而值得注意的是，於上述之血液成分檢測裝置中，相鄰兩此等血液成分檢測元件較佳係等距離設置。

本發明更再提供一種血液成分取樣裝置，包括：一殼體，此殼體係具有一開口；上述之血液成分檢測裝置，係設置於此殼體內；一彈性元件，係設置於此殼體內；至少一滾筒元件，係用以輸送此血液成分檢測裝置。

其中，上述之彈性元件的形式並無任何限制，任何具有彈性之元件皆可適用於本發明之血液成分取樣裝置中。然而，於本發明之血液成分取樣裝置中，此彈性元件較佳係為一彈簧。除此之外，此血液成分取樣裝置較佳更包括一頂蓋，而此頂蓋較佳係套覆於此殼體之此開口之一端。

本發明又再提供一種血液成分取樣裝置，包括：一殼體；一指蓋，係設置於此殼體之上；一轉盤，係設置於此殼體之內並具有一中央孔洞，此轉盤係以中央孔為軸心轉動；一深度控制阻件，係具數個子部分，每一此子部分係具有不同之高度；複數個血液成分檢測組，每一此血液成分檢測組係具有一針狀部及一支持部；以及一驅動單元，係包含一固定部及一移動部，且此固定部上係設置有一推動部；其中，此針狀部設位於此推動部之上。

本發明更再提供一種血液成分取樣裝置，包括：一殼體；一指蓋，係設置於此殼體之上；一轉盤，係設置於此殼體之內並具有一中央孔洞，此轉盤係以中央孔為軸心轉動；複數個血液成分檢測組，每一此血液成分檢測組係具有一針狀部及一支持部；以及一驅動單元，係包含一固定部及一移動部；其中，此固定部係纏繞有一線圈，而此移動部係配置有一永久磁鐵。

其中，於本發明之血液成分取樣裝置，上述之轉盤較佳係順時針轉動、或逆時針轉動。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。此外，本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，且本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，而在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

實施例1

有關本發明實施例1之血液成分檢測元件，請同時參閱圖1A及圖1B，圖1A係本發明實施例1之血液成分檢測元件之示意圖，而圖1B係本發明實施例1之血液成分檢測元件之側示圖。如圖1A及圖1B所示，本發明實施例1之血液成分檢測元件100係包括：一膠囊本體101、一陣列針頭102、一檢測腔體103、以及一檢測晶片104。

其中，上述之陣列針頭102係包含複數個針頭1021。除此之外，上述之膠囊本體101係包圍檢測腔體103及檢測晶片104。再者，每一針頭1021係自膠囊本體101之一第一表面1011凸出。而檢測晶片104係位於檢測腔體103的底部。最後，如圖1A所示，本發明實施例1之血液成分檢測元件100係呈一藥錠(tablet)狀。

如圖1B所示，每一針頭1021的針尖部位係具有一開孔1022，係用於作為一血液樣品(如組織血液)的導入口。再者，每一針頭1021亦具有一內部中空空間1023，用於接受自開孔1022導入的血液樣品，而此內部中空空間1023係位於針頭的本體內。再者，每一針頭1021之本體內的內部中空空間1023係與上述之檢測腔體103連通，使得血液樣品經過內部中空空間1023而被導入至檢測腔體103中，而上述之檢測晶片104即可偵側此血液樣品。此外，如圖1B所示，檢測晶片104之一表面係具有一個或多個感應器105設置於其中，而上述之感應器105係面向檢測腔體103。需注意的是，如上所述，感應器105的數量可為一個或多個，而於本發明實施例1之血液成分檢測元件100中，係使用二個感應器105，以形成一感應器105陣列。

於本發明實施例1之血液成分檢測元件100中，此血液成分檢測元件100係為拋棄式。其中，血液成分檢測元件100上之針頭1021係由生物可相容材料(biocompatible material)所構成，而血液成分檢測元件100上之其他部分則由生物可分解材料(biodegradable material)所構成。除此之外，上述之針頭1021係以壓印製程(imprinting process)而製得。而其中，於壓印製程中所使用之模具則係由微模鑄造法製程(LIGA process)製得，用以維持陣列針頭102中之每一針頭1021在尺寸大小及方向上之高精準度。除此之外，為了提高採集血液樣品的效率，每一針頭1021的針尖上係造以特殊的錐形設計以及溝槽。

當本發明實施例1之血液成分檢測元件100被用於測定血液樣品中是否有一欲檢測之成分的存在及/或血液樣品中此欲檢測之成分的濃度時，(例如測定血液樣品中某特定之化學組成物、或血糖的濃度)，陣列針頭102首先會被驅動。上述之驅動陣列針頭102的方法並無限制，其係可為機械式、電磁式、或手動式驅動。再者，並將針頭1021的針尖部位刺穿過一受測者之皮膚。需注意的是，每一針頭1021上係塗有麻醉劑，因此當針頭1021的針尖部位刺穿過受測者的皮膚時，受測者並不會有痛覺的產生。

其中，陣列針頭102的週邊部分係較陣列針頭102的其餘部分早於被壓入至受測者的皮膚，因而使得位於陣列針頭102的週邊部分的針頭1021刺穿入較於陣列針頭102的其餘部分的針頭1021更深的深度，以採集血液樣品。隨後，當血液成分檢測元件100上的針頭1021在札入後受測者的皮膚，即被拉離受測者的皮膚。於此同時，檢測腔體103內即形成有一負壓，此負壓使得血液成分檢測元件100得以抽取受測者的血液樣品，而血液樣品係透過針頭1021上之開孔1022，並流入針頭的本體內。最後，血液樣品即被導入至檢測腔體103內。

當血液樣品被導入至檢測腔體103後，血液樣品即流至感應器105及檢測晶片104，使血液成分檢測元件100可進行檢測。隨後，檢測晶片104即檢測之結果輸出至一遠端伺服器，以進行後後續之信號處理及分析。其中，檢測之結果即例如為上述之血液樣品中的血糖濃度或血液樣品中某特定之化學組成物。除此之外，遠端伺服器例如可為一血糖儀之微處理器。

實施例2

有關本發明實施例2之血液成分檢測裝置，請參閱圖2，圖2係本發明實施例2之血液成分檢測裝置之示意圖。本發明實施例2之血液成分檢測裝置200之實施方式係與本發明實施例1之血液成分檢測元件100之實施方式相似，其差異處係在於，本發明實施例2之血液成分檢測裝置200更包括一長條帶21，而此長條帶係具有一上表面211。

再者，如圖2所，此上表面211係設置有複數個如本發明實施例1中所述之血液成分檢測元件100。除此之外，血液成分檢測元件100係以黏膠黏貼設置於此第一表面211上。其中，相鄰兩血液成分檢測元件100係等距離設置。而其他與本發明實施例1之血液成分檢測元件100相同之實施方式的相關說明便不再多加贅述。

實施例3

有關本發明實施例3之血液成分取樣裝置，請參閱圖3，圖3係本發明實施例3之血液成分取樣裝置之示意圖。如圖3所示，本發明實施例3之血液成分取樣裝置包括：一殼體31，一如本發明實施例2之血液成分檢測裝置200、一彈性元件32、以及至少一滾筒元件33。

其中，上述之殼體31係具有一開口311，而上述之血液成分檢測裝置200係設置於此殼體31內。再者，彈性元件32亦係設置於此殼體31內。值得注意的是，如圖3所，滾筒元件33係用以輸送上述之血液成分檢測裝置200，而血液成分檢測裝置200上之一個血液成分檢測元件100則會對應此開口311而凸出於此殼體31之外。

再如圖3所示，本發明實施例3之血液成分取樣裝置係更包括一頂蓋34，而此頂蓋34較佳係套覆於此殼體31之此開口311之一端，並形成有一容置空間35。當本發明實施例3之血液成分取樣裝置被使用時，一受測者之手指36先係伸入或穿過此容置空間35。

隨後，彈性元件32並推動位於開口311處之血液成分檢測元件100，使血液成分檢測元件100上之針頭得以刺入受測者手指上之皮膚，進行取血的動作。再取得血液後，彈性元件32回推至原始位置，並代動滾筒元件33轉動。藉滾筒元件33之轉動進而代動長條帶，將使用過後的血液成分檢測元件100自開口311輸送開，並將未使過的血液成分檢測元件100輸送至開口311，以進行下一次的血液成分檢測。

因此，使用過後的血液成分檢測元件100會存放在殼體31內，直到本發明實施例3之血液成分取樣裝置內所搭載的血液成分檢測元件100全部使用過後，一併將血液成分取樣裝置丟棄。藉上述之良好的存放機制，可大幅廢棄降低血液成分檢測元件100處理不當所造成的生物廢棄物問題。

實施例4

有關本發明實施例4之血液成分取樣裝置，請參閱圖4A、圖4B、及圖4C。圖4A係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之側示圖，圖4B係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之第一示意圖，而圖4C係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之第二示意圖。如圖4A、圖4B、及圖4C所示，本發明實施例4之血液成分取樣裝置400係包括：一殼體401、一指蓋402、一轉盤403、一深度控制阻件404、複數個血液成分檢測組405、及一驅動單元406。

其中，此轉盤403係具有一中央孔4031，因此轉盤403具有一對應殼體401之中軸的中央孔4031，使得此轉盤403係可以中央孔4031為軸心轉動。再者，此轉盤403更具有複數個開口4032，而於本發明實施例4之血液成分取樣裝置中，開口4032的數目係為8。此外，每一開口4032係配置有一窗孔4033。

再者，每一血液成分檢測組405係對應轉盤403之一開口4032。其中，於本發明實施例4之血液成分取樣裝置中，每一血液成分檢測組405係具有一針狀部4051、以及一支持部4052。

請再參閱圖4A，指蓋402係位於殼體401的頂部。此外，上述之深度控制阻件404則設置於殼體401之內，以控制血液成分檢測組405朝向指蓋402的行進深度。再者，如圖4C所示，上述之深度控制阻件404係包含數個子部分，每一子部分的高度皆不相同，如此可控制控制血液成分檢測組405而有不同的行進深度。亦即，若需要使血液成分檢測組405有較大的行進深度，則藉由可移動上述之深度控制阻件404來達成。其中，移動上述之深度控制阻件404之方式並無任何限制，例如可以電力驅動方式來移動，或以機械方式來移動。

於採集到血液後，轉盤403係轉動至複數個開口4032之其中之一位於指蓋402之下的位置。隨後，深度控制阻件404即被設於一預設位置，以控制血液成分檢測組405的行進深度。

接下來，將更加詳細地描述與血液成分檢測組405如何向上移動相關的機制係如何由驅動單元406的移動所驅動。請分別參閱圖4D、圖4E、及圖4F。圖4D係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第一示意圖，圖4E係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第二示意圖，而圖4F係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第三示意圖。

如圖4D所示，驅動單元406係包括一固定部4061及一移動部4062，而固定部4061上係設置有一推動部4064。除此之外，再如圖4D所示，推動部4064係位於血液成分檢測組405之下，而針狀部4051則位於推動部4064之上。

首先，如圖4D所示，移動部4062係處於一原始位置，如如圖4D中所示之右側。接著，移動部4062朝左側移動，而漸靠近固定部4061。如圖4E所示。當移動部4062漸靠近固定部4061時，係將固定部4061抬升，進而使得推動部4064亦向上抬升，而一併帶動血液成分檢測組405之針狀部4051與支持部4052抬升。

請再參閱圖4E，值得注意的是，針狀部4051與支持部4052並不會無限制地抬升。如圖4E所示，針狀部4051與支持部4052在抬升一定高度後，深度控制阻件404會卡住支持部4052，以避免針狀部4051與支持部4052無限制地抬升。

再如圖4F所示，移動部4062續往左側移，並完全移開固定部4061。如此，將使得抬升之固定部4061回復至如圖4D所示之位置。由上述說明可知，當固定部4061抬升至如圖4E中所示之位置時，針狀部4051係可刺入一受測者的皮膚，以進行血液樣品的採集。隨後，再完成血液樣品採集後，轉盤403係旋轉至下一個位置，使另一個開口4032位於指蓋402之下。再者，轉盤403的旋轉方式係可為機械式、電磁式、或以手動方式來驅動。而轉盤403的旋轉方向係可為順時針、或逆時針。

當所有血液成分檢測組405上之針狀部4051皆被使用過後，即可將轉盤403自殼體401移除，並置換一未使過的轉盤403。

實施例5

本發明實施例5之血液成分取樣裝置之實施方式係與本發明實施例4之血液成分取樣裝置之實施方式相似，故以下僅針對相異之實施方式做說明，相同之實施方式便不再多加贅述。

請參閱圖5A、圖5B、及圖5C。圖5A係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第一示意圖，圖5B係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第二示意圖，而圖5C係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第三示意圖。

其中，本發明實施例5之血液成分取樣裝置之實施方式與本發明實施例4之血液成分取樣裝置之實施方式的差異係在於：本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元係為機械式，而本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元係為電磁式。

請再參閱圖5A，移動部5062係配備有一永久磁鐵501，而支持部5052則纏繞有線圈502。接著，對線圈502通入一電流(圖中未示)，線圈502在通入電流後會感應出一磁場(圖中未示)。隨後，在磁交互作用下，移動部5062係向上抬升，如圖5B所示。於此同時，支持部505受移動部5062之推升而被抬升至如圖5B中所示之位置時，針狀部5051係可刺入一受測者的皮膚，以進行血液樣品的採集。

當完成血液樣品的採集後，將通入線圈502上之電流關閉，藉此，使得移動部5062回復至原始之位置，如圖5A所示。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

100、200‧‧‧血液成分檢測元件

101‧‧‧膠囊本體

21‧‧‧長條帶

102‧‧‧陣列針頭

103‧‧‧檢測腔體

104‧‧‧檢測晶片

105‧‧‧感應器

1021‧‧‧針頭

1011‧‧‧第一表面

1022‧‧‧開孔

1023‧‧‧中空空間

211‧‧‧上表面

31‧‧‧殼體

32‧‧‧彈性元件

33‧‧‧滾筒元件

311‧‧‧開口

34‧‧‧蓋

35‧‧‧容置空間

36‧‧‧手指

401‧‧‧殼體

402‧‧‧指蓋

403‧‧‧轉盤

404‧‧‧深度控制阻件

405‧‧‧血液成分檢測組

406‧‧‧驅動單元

4031‧‧‧中央孔

4032‧‧‧開口

4033‧‧‧窗孔

4051‧‧‧針狀部

4052‧‧‧支持部

4061‧‧‧固定部

4062‧‧‧移動部

4064‧‧‧推動部

5062‧‧‧移動部

501‧‧‧永久磁鐵

5052‧‧‧支持部

502‧‧‧線圈

5051‧‧‧針狀部

圖1A係本發明實施例1之血液成分檢測元件之示意圖。

圖1B係本發明實施例1之血液成分檢測元件之側示圖。

圖2係本發明實施例2之血液成分檢測裝置之示意圖。

圖3係本發明實施例3之血液成分取樣裝置之示意圖。

圖4A係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之側示圖。

圖4B係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之第一示意圖。

圖4C係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之第二示意圖。

圖4D係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第一示意圖。

圖4E係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第二示意圖。

圖4F係本發明實施例4之血液成分取樣裝置之驅動單元之第三示意圖。

圖5A係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第一示意圖。

圖5B係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第二示意圖。

圖5C係本發明實施例5之血液成分取樣裝置之驅動單元之第三示意圖。

100‧‧‧血液成分檢測元件

101‧‧‧膠囊本體

102‧‧‧陣列針頭

103‧‧‧檢測腔體

104‧‧‧檢測晶片

105‧‧‧感應器

1021‧‧‧針頭

1011‧‧‧第一表面

1022‧‧‧開孔

1023‧‧‧中空空間

Claims (15)

1. 一種血液成分檢測元件，包括：一膠囊本體，該膠囊本體係具有一第一表面以及相對於該第一表面之一第二表面，且該膠囊本體係由生物可分解材料(biodegradable material)所構成；一陣列針頭，該陣列針頭係包含複數個針頭，每一該等針頭係具有一開孔及一內部中空空間，而每一該針頭係自該第一表面凸出，其中，該等針頭係包括一針尖以及一端部，其中，該針尖部之表面與該第一表面所呈之角度係小於該端部之表面與該第一表面所呈之角度，且該等針頭係由生物可相容材料(biocompatible material)所構成；一檢測腔體，該檢測腔體係位於該膠囊本體內，並與該內部中空空間連通；一檢測晶片，該檢測晶片係配置於該膠囊本體內，並設置於該膠囊本體之該第二表面；以及複數個感應元件，該等感應元件係配置於該檢測晶片上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之血液成分檢測元件，其中，該血液成分檢測元件係呈藥錠(tablet)狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之血液成分檢測元件，其中，該血液成分檢測元件係為一拋棄式血液成分檢測元件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之血液成分檢測元件，其中，該等針頭係塗佈有一麻醉劑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之血液成分檢測元件，其中，該等針頭係以壓印製程(imprinting process)而製得。
6. 如申請專利範圍第1項所述之血液成分檢測元件，其中，該壓印製程中所使用之模具則係由微模鑄造法製程(LIGA process)製得。
7. 一種血液成分取樣裝置，包括：一血液成分檢測元件，包括一長條帶，該長條帶係具有一上表面；以及複數個如申請專利範圍第1至6項任一項所述之血液成分檢測元件，該等血液成分檢測元件係設置於該上表面上；一殼體，該殼體係具有一開口；一彈性元件，係設置於該殼體內；以及至少一滾筒元件，係用以輸送該血液成分檢測裝置；其中，該長條帶以及該些血液成分檢測元件係設置於該殼體內。。
8. 如申請專利範圍第7項所述之血液成分取樣裝置，其中，該等血液成分檢測元件係以黏貼之方式設置於該第一表面上。
9. 如申請專利範圍第7項所述之血液成分取樣裝置，其中，相鄰兩該等血液成分檢測元件係等距離設置。
10. 如申請專利範圍第7項所述之血液成分取樣裝置，其中，該彈性元件係為一彈簧。
11. 如申請專利範圍第7項所述之血液成分取樣裝置，其中，該血液成分取樣裝置更包括一頂蓋，該頂蓋係套覆於該殼體之該開口之一端。
12. 一種血液成分取樣裝置，包括：一殼體；一指蓋，係設置於該殼體之上；一轉盤，係設置於該殼體之內並具有一中央孔洞，該轉盤係以中央孔為軸心轉動；一深度控制阻件，係具數個子部分，每一該子部分係具有不同之高度；複數個血液成分檢測組，每一該血液成分檢測組係具有一針狀部及一支持部；以及一驅動單元，係包含一固定部及一移動部，且該固定部上係設置有一推動部；其中，該針狀部設位於該推動部之上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之血液成分取樣裝置，其中，該轉盤係順時針轉動、或逆時針轉動。
14. 一種血液成分取樣裝置，包括：一殼體；一指蓋，係設置於該殼體之上；一轉盤，係設置於該殼體之內並具有一中央孔洞，該轉盤係以中央孔為軸心轉動；複數個血液成分檢測組，每一該血液成分檢測組係具有一針狀部及一支持部；以及一驅動單元，係包含一固定部及一移動部； 其中，該固定部係纏繞有一線圈，而該移動部係配置有一永久磁鐵。
15. 如申請專利範圍第14項所述之血液成分取樣裝置，其中，該轉盤係順時針轉動、或逆時針轉動。