WO2025004792A1

WO2025004792A1 - 採血装置

Info

Publication number: WO2025004792A1
Application number: PCT/JP2024/021211
Authority: WO
Inventors: 公一杉山; 裕昭布川
Original assignee: 株式会社日立ハイテク
Priority date: 2023-06-28
Filing date: 2024-06-11
Publication date: 2025-01-02

Abstract

本発明は、被採血者の手指の性状にかかわらず、手指に対する適正な深さの穿刺を効率的且つ低コストに行うことができる採血装置を提供するものである。穿刺針（１２１）を有する穿刺部（１２０）と、穿刺部（１２０）を移動させて穿刺針（１２１）を被採血者の手指（１３４）に穿刺する穿刺機構と、穿刺機構の作動を制御する制御部と、を備えた採血装置であって、穿刺機構は、穿刺部（１２０）を手指（１３４）の下方から上昇させて穿刺針（１２１）を手指（１３４）に穿刺する機構であり、制御部は、穿刺機構の作動を制御して穿刺部の上昇および下降を駆動し、穿刺機構による穿刺部（１２０）の上昇を、手指（１３４）に対する穿刺部（１２０）の接触の検知によって停止する。

Description

採血装置

　本発明は、被採血者の手指から自動的に採血する採血装置に関する。

　従来、被採血者の手指から自動的に採血する採血装置が開発されている。採血を自動的に行う採血装置としては、被採血者の手指が所定の指置き場に置かれ、手指に穿刺針が自動的に穿刺されて、穿刺箇所から流出する血液が採血管に採取されるものがある。

　特許文献１には、被採血者の手指から自動的に採血する採血装置が記載されている。この採血装置は、穿刺針を内蔵する穿孔器ホルダを手指の下方から上昇させて穿刺針を手指に穿刺する構成とされている。穿孔器ホルダは、押し棒部品によって押されたとき、穿孔器と指が接触し、穿孔器が一定以上の負荷を受けることによって指を穿刺している。

　特許文献２には、レーザ光で指を穿刺して血液センサに血液を供給する血液検査装置が記載されている。この血液検査装置には、指の位置を規制する指規制部材が備えられている。指規制部材で指の位置を規制することによって、指から流出する血液を貯留部に蓄え易くしている。

　特許文献３には、生体表面の穿刺部位から体液を採取するときに用いられる体液採取補助具が記載されている。この体液採取補助具は、穿刺針による指先への穿刺深さをダイヤル式の調節部によって調節する構成とされている。穿刺針による指先への穿刺深さは、採血者の個人差や穿刺部位に応じた穿刺深さに設定されている。

特開２０１７－２２５５１９号公報特開２００９－０８９８１８号公報特開２００６－２２３３２０号公報

　採血を自動的に行う採血装置において、被採血者の手指から採血する際には、手指に対して過不足少なく穿刺針を穿刺する必要がある。穿刺が不足すると、血管に届かなかったり、必要とされる採血量を確保できなかったりするため、十分な穿刺深さを確保する必要がある。一方、穿刺が過剰であると、強い穿刺痛を生じる場合があるため、必要以上の穿刺深さは避けるべきである。

　採血を自動的に行う採血装置では、初期位置から被採血者の手指に穿刺される位置まで、穿刺針が取り付けられた穿刺部の自動的な移動が制御されている。採血装置において、過不足少ない穿刺を行うために、適切な穿刺深さを確保する機能が求められている。穿刺針が取り付けられた穿刺部を、初期位置から指置き場に置かれた手指の表面に近い位置まで精密に移動させた後、穿刺針の先端が所定の穿刺深さの範囲内となるように手指に押し込む必要がある。

　採血を自動的に行う採血装置としては、被採血者の手指に穿刺針を穿刺し、穿刺箇所から流下する血液を採血管に自動的に採取するものがある。このような方式の場合、指置き場には、上下に貫通する窓状の開口が設けられる場合がある。被採血者の手指は、腹側が開口から下方に向けて露出するように指置き場に置かれる。このような方式の場合、穿刺針が取り付けられた穿刺部を指置き場に置かれた手指の下方から上昇させて穿刺針を穿刺する。そのため、穿刺針の先端が所定の穿刺深さの範囲内となるように、穿刺部の上昇が駆動される。

　しかし、被採血者の手指には、太さ、厚さ、表面から血管までの距離、鬱血時の膨張度等に個人差がある。被採血者の手指は、開口が設けられた指置き場に置かれたとき、開口から下方に向けて突出する上下方向の幅等についても、種々の個人差を生じる。このような場合、穿刺部に取り付けられた穿刺針の先端を所定の穿刺深さの範囲内とすることが難しいという課題がある。

　特許文献１に記載された技術は、穿孔器ホルダを押し棒部品によって単に押し上げているため、このような個人差の問題に関して改善の余地がある。また、特許文献２に記載された技術は、レーザによる穿刺を行うものであり、このような個人差の問題に関して対策が採られていない。また、特許文献３に記載された技術は、ダイヤル式の調節を行うものであり、採血を自動的に行う採血装置への適用に障害がある。

　穿刺深さを調整する方法としては、手指の血管までの距離を個人毎にセンシングする方法や、被採血者の手指を個人毎に事前に測定する方法等もあり得る。これらの測定結果に基づいて、穿刺針が取り付けられた穿刺部を測定結果に応じた目標移動量に制御する方法が考えられる。しかし、このような方法では、採血作業の手間や機器のコストが増大するという問題がある。

　そこで、本発明は、被採血者の手指の性状にかかわらず、手指に対する適正な深さの穿刺を効率的且つ低コストに行うことができる採血装置を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するため、本発明に係る採血装置は、穿刺針を有する穿刺部と、前記穿刺部を移動させて前記穿刺針を被採血者の手指に穿刺する穿刺機構と、前記穿刺機構の作動を制御する制御部と、を備えた採血装置であって、前記穿刺機構は、前記穿刺部を前記手指の下方から上昇させて前記穿刺針を前記手指に穿刺する機構であり、前記制御部は、前記穿刺機構の作動を制御して前記穿刺部の上昇および下降を駆動し、前記穿刺機構による前記穿刺部の上昇を、前記手指に対する前記穿刺部の接触の検知によって停止する。

　本発明によると、被採血者の手指の性状にかかわらず、手指に対する適正な深さの穿刺を効率的且つ低コストに行うことができる採血装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る採血装置の外観図。本発明の実施形態に係る採血装置の穿刺機構の一例を模式的に示す断面図。被採血者の指と穿刺針との間の距離の個人差による相違を説明する断面図。検知機構の動作を説明する断面図。検知機構の動作を説明する断面図。穿刺機構および検知機構の適用例を示す図。穿刺機構および検知機構の適用例を示す図。穿刺機構および検知機構の適用例を示す図。穿刺機構および検知機構の適用例を示す図。

　以下、本発明の一実施形態に係る採血装置について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

　図１は、本発明の実施形態に係る採血装置の外観図である。図１には、採血装置の一例として、被採血者の手指から自動的に採血する手指採血装置を示す。図１の符号Ｐは、採血装置の指置き場の周辺を下から視た様子を拡大して示す部分図である。

　図１に示すように、本実施形態に係る採血装置１は、筐体１０、ターンテーブル１１、採血管の設置場所である複数のホルダ１１０、穿刺器や止血材等が取り付けられる複数のモジュール１２０、カフ機構１３０、ターンテーブル１１を回転させる不図示の回転駆動機構、ホルダ１１０やモジュール１２０を昇降させる不図示の昇降駆動機構、カフ機構１３０を駆動する不図示の圧力調整機構等を備える。

　筐体１０は、複数の構造材や化粧板等によって形成されている。筐体１０の内部には、ターンテーブル１１、回転駆動機構、昇降駆動機構、圧力調整機構等が内蔵されている。筐体１０の上面には、被採血者の手が置かれる手置き場と、手置き場に隣接した円形状の開口が設けられている。開口の下方には、ターンテーブル１１が配置されている。

　手置き場の開口側には、カフ機構１３０と指置き場１３１が設けられている。カフ機構１３０は、指置き場１３１に置かれる被採血者の指１３４を囲むように、指置き場１３１の上方に架設されている。部分図Ｐに示すように、指置き場１３１には、使い捨ての指置き用部品１３２が取り付けられる。指置き用部品１３２の中央側には、貫通孔である採血窓１３３が窓状に開口している。被採血者の指１３４は、指置き用部品１３２の採血窓１３３上に置かれる。

　カフ機構１３０は、被採血者の指（被採血者の手指）１３４を周囲から締め付ける機構である。指置き場１３１には、置かれた被採血者の指１３４の周囲を囲むようにカフが設置される。カフは、例えば、可撓性の袋状に設けられ、チューブを介してバルブやポンプと接続される。バルブやポンプは、カフ機構１３０を駆動する圧力調整機構を構成する。圧力調整機構によるカフの内圧の制御によって、被採血者の指１３４に対する締め付け圧力が調整される。

　ターンテーブル１１は、概略形状が円板状に形成されており、主面が上下を向くように筐体１０の内部に支持される。ターンテーブル１１には、ホルダ１１０や各種のモジュール１２０を保持する複数の部位が設けられる。例えば、ターンテーブル１１を上下に貫通する複数の保持孔が設けられる。保持孔には、ホルダ１１０やモジュール１２０が上下に挿通されるようにして保持される。ホルダ１１０やモジュール１２０を保持する部位は、ターンテーブル１１の周方向に沿って、互いに間隔を空けて規則的に配置される。

　ホルダ１１０は、採血管の設置場所であり、血算検査用採血管や、生化学・免疫検査用採血管等の各種の採血管が設置される。ホルダ１１０には、所定のサイズの採血管や、採血管を収容したアウタチューブを設置できる。アウタチューブは、採血管の設置場所に対して設置物のサイズを調整する目的等で用いられる。

　ホルダ１１０やモジュール１２０は、ターンテーブル１１に対して着脱自在に設けることができる。ホルダ１１０やモジュール１２０には、例えば、ターンテーブル１１の保持孔の内径よりも直径が大きいフランジ状の部分が形成される。ホルダ１１０やモジュール１２０は、保持孔に挿入されてフランジ状の部分が下方から支持されることによって、保持孔内で上下に昇降可能な状態で保持できる。

　モジュール１２０としては、例えば、穿刺用のモジュール、止血用のモジュール等、互いに異なる種類のモジュールを装着できる。穿刺用のモジュールには、穿刺器が取り付けられる。穿刺器は、穿刺針（ランセット）を内蔵する。止血用のモジュールには、ガーゼ等の止血材や、絆創膏等の保護材が取り付けられる。

　穿刺器は、被採血者の指等に押し付けられると、穿刺針を突出して被採血者の手指に穿刺する。ガーゼ等の止血材は、被採血者の穿刺箇所に押し付けられ、穿刺箇所から出血した血液を吸収して止血を行う。絆創膏等の保護材は、被採血者の穿刺箇所に押し付けられて穿刺箇所を覆うように貼付され、穿刺箇所の封止や止血や保護を行う。絆創膏は、粘着面が上方を向くようにモジュール１２０に取り付けられる。

　図２は、本発明の実施形態に係る採血装置の穿刺機構の一例を模式的に示す断面図である。図２には、採血装置１の内部に設置されたターンテーブル１１の周辺の断面構造を模式的に示す。
　図２に示すように、採血装置１において、筐体１０の開口の下方には、ターンテーブル１１、昇降部材１２、ベース部材２０、可動支持部材３０等が内蔵される。

　ベース部材２０には、圧縮コイルばね２１や、検知センサ２２が取り付けられる。圧縮コイルばね２１の上端側には、可動支持部材３０が支持される。可動支持部材３０には、検知センサ２２によって検知される検知対象部３１が形成される。可動支持部材３０の上端側は、ターンテーブル１１に設置された穿刺用のモジュール１２０等を押し上げる部位となる。

　ターンテーブル１１の中心には、不図示のシャフトが接続される。シャフトの他端は、動力伝達機構を介して、モータの出力軸と連結される。動力伝達機構は、所定の機械機構によってモータの回転運動をシャフトに伝達する。ターンテーブル１１は、モータによるシャフトの回転によって、シャフトを回転軸として時計回りおよび反時計回りの両方向に回転可能とされる。

　ターンテーブル１１は、採血動作や処置動作に応じて、シャフトを回転軸とした所定のステップ角度の回動が制御される。ホルダ１１０やモジュール１２０は、それぞれ、ターンテーブル１１の回動によって、指置き場１３１が形成された採血位置に対して順次に搬送される。

　採血位置では、穿刺用のモジュール１２０による穿刺針の穿刺や、止血用のモジュール１２０によるガーゼを用いた止血や、止血用のモジュール１２０による絆創膏の貼付が、この順に行われる。被採血者の指１３４は、カフ１３６によって圧迫された後に、穿刺用のモジュール１２０によって穿刺針を穿刺される。穿刺箇所から流出した血液は、ターンテーブル１１上の採血位置に移動した採血管に採取される。

　図２においては、採血位置に穿刺用のモジュール１２０が搬送された状態を図示している。穿刺用のモジュール１２０には、穿刺針１２１を内蔵する穿刺器１２２が取り付けられている。穿刺用のモジュール１２０は、穿刺針１２１を有する着脱式の穿刺部を構成する。穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の押し上げによって、被採血者の指１３４に対する穿刺針の穿刺が行われる。

　穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の動作は、穿刺機構によって駆動される。穿刺機構は、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０を移動させて、穿刺針１２１を被採血者の指１３４に穿刺する機構である。穿刺機構は、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０を被採血者の指１３４の下方から上昇させて穿刺針１２１を被採血者の指１３４に穿刺する。穿刺機構は、昇降部材１２や、ベース部材２０や、可動支持部材３０や、これらを上下に昇降させる昇降駆動機構等によって構成される。

　採血位置の下方には、昇降部材１２が配置される。昇降部材１２は、不図示の昇降駆動機構によって上下に昇降自在に支持される。昇降駆動機構は、モータや動力伝達機構によって構成される。動力伝達機構は、モータの出力軸と昇降部材１２とを所定の機械機構を介して連結する。モータの回転運動は、動力伝達機構によって上下の直進運動に変換される。昇降部材１２は、このような機構によって、上下の昇降運動が駆動される。

　昇降部材１２には、ベース部材２０が支持される。ベース部材２０は、昇降部材１２と可動支持部材３０とを連結すると共に、圧縮コイルばね２１や検知センサ２２を支持する。ベース部材２０は、圧縮コイルばね２１や検知センサ２２を昇降部材１２に対して所定の相対位置に支持する。ベース部材２０、圧縮コイルばね２１、検知センサ２２および可動支持部材３０は、昇降部材１２と一体的に昇降運動できる。

　可動支持部材３０は、昇降部材１２と一体的に上昇して、採血位置に搬送されたホルダ１１０やモジュール１２０を下方から押し上げる。可動支持部材３０の上昇によって、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０が被採血者の指１３４に接触して、被採血者の指１３４に穿刺針が穿刺される。また、ホルダ１１０に保持される採血管や、止血材や保護材が取り付けられたモジュール１２０が、被採血者の指１３４に押圧されて、採血や止血等の処置が行われる。

　採血装置１には、穿刺機構の作動を制御する不図示の制御部が備えられる。制御部は、昇降駆動機構等によって構成される穿刺機構の作動を制御して、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の指置き場１３１に対する上昇および下降を駆動する。制御部は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のコントローラで構成される。被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の上昇は、制御部からの制御入力によって駆動される。

　圧縮コイルばね２１や検知センサ２２は、可動支持部材３０に形成された検知対象部３１と共に、被採血者の指１３４に対する穿刺針１２１の穿刺を検知する検知機構を形成する。検知機構は、圧縮コイルばね２１による弾性的な収縮を利用する構造であり、機械的機構を利用して穿刺を検知する構成とされている。図２において、検知対象部３１は、可動支持部材３０の上下方向の中間部に形成されている。

　本実施形態に係る採血装置１では、検知機構によって被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触を検知して、被採血者の指１３４に対する穿刺深さを適切な範囲内に調整する。穿刺深さを適切な範囲内に調整すると、被採血者の指１３４に個人差がある場合であっても、過不足が少ない穿刺を行うことが可能になる。そのため、穿刺針１２１の穿刺による穿刺痛等を回避しつつ、必要とされる採血量を安定的に確保できる。

　図３は、被採血者の指と穿刺針との間の距離の個人差による相違を説明する断面図である。図３には、採血装置１の内部に設置されたターンテーブル１１の周辺の断面構造を一部の構成要素を省略して模式的に示す。図３において、被採血者の指１３４を示す実線は、指の太さが標準的である場合の指の位置例を示す。破線は、指の太さが標準よりも太い場合の位置例を示す。点線は、指の太さが標準よりも細い場合の位置例を示す。

　符号Ｄは、指置き場１３１と初期位置に停止した穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離を示す。基準位置としては、移動量の制御の基準となる位置であって、モジュール１２０の上端の高さの位置等が挙げられる。

　符号Ｄ_Ａは、指の太さが標準的である場合の指と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離、符号Ｄ_Ｓは、指の太さが標準よりも太い場合の指と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離、符号Ｄ_Ｌは、指の太さが標準よりも細い場合の指と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離を示す。

　図３に示すように、採血装置１の指置き場１３１に置かれた被採血者の指１３４と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０の穿刺針１２１との間の距離は、被採血者の指１３４の個人差によって被採血者毎に相違することがある。そのため、被採血者の指１３４に対する穿刺深さを適切な範囲内に調整するためには、穿刺針１２１を有する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０について、被採血者の指１３４に対する上昇の移動量を適切に制御する必要がある。

　穿刺器１２２としては、穿刺針１２１をばねで突出させる方式がある。穿刺針１２１は、穿刺器１２２に内蔵された保持ハブに固定されている。穿刺針１２１や保持ハブの下方には、駆動ばねが内蔵されている。穿刺針１２１の上方には、引き戻しばねが内蔵されている。保持ハブは、穿刺器１２２が被採血者の指１３４に接触すると変形を開始して、所定の変形を起こすと穿刺針１２１を開放する構造に設けられている。

　このような方式では、穿刺器１２２が被採血者の指１３４に接触すると、穿刺針１２１と保持ハブが下方に押し下げられて、駆動ばねが弾性的に収縮する。穿刺針１２１と保持ハブが更に押し下げられると、保持ハブが変形して穿刺針１２１が開放され、駆動ばねによって穿刺針が押し出されて被採血者の指１３４に穿刺される。押し出された穿刺針は、引き戻しばねを収縮させて、引き戻しばねの復元力によって下方に引き戻される。

　このような方式の場合、穿刺針１２１の突出量が略一定であるため、穿刺深さは、主として、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の上昇の移動量によって調整する必要がある。穿刺用のモジュール１２０を上昇させる際には、少なくとも保持ハブや駆動ばねが作動する外力が必要であり、穿刺用のモジュール１２０に取り付けられた穿刺器１２２と被採血者の指１３４との接触による最低限の外力が必要である。

　被採血者の指１３４は、太さや、厚さ等に個人差がある。また、被採血者の指１３４は、採血装置１の指置き場１３１への置き方や、カフ１３６による圧迫に対する応答が、個人毎に異なる場合がある。被採血者の指１３４は、指置き場１３１に置かれたときや、カフ１３６によって圧迫されたとき、指の腹の表面から血管までの距離、鬱血時の膨張度等に個人差を生じる場合がある。

　図３に破線で示すように、被採血者の指１３４が太い場合、被採血者の指１３４と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離Ｄ_Ｓは、標準的な距離Ｄ_Ａよりも短くなる。このような場合、穿刺深さが適切に調整されていないと、被採血者の指１３４に対する穿刺が不足し易くなる。穿刺針１２１が血管に届かなかったり、穿刺針１２１による血管壁の損傷が不足して、必要とされる採血量を確保できなかったりする。

　また、図３に点線で示すように、被採血者の指１３４が細い場合、被採血者の指１３４と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離Ｄ_Ｌは、標準的な距離Ｄ_Ａよりも長くなる。このような場合、穿刺深さが適切に調整されていないと、被採血者の指１３４に対する穿刺が過剰になり易くなる。穿刺針１２１の穿刺による強い穿刺痛を生じたり、穿刺箇所が治癒し難くなったりする虞がある。

　これに対し、本実施形態に係る採血装置１では、穿刺用のモジュール１２０を初期位置から被採血者の指１３４の側に向けて上昇させる移動量を、手指の太さや、厚さ等に個人差がある複数の被採血者に対して、予め設定された所定の移動量に制御する。個人毎に共通の移動量に制御することによって、穿刺が不足しない設定とすると共に、機械的機構を利用して過剰な穿刺を防止して、穿刺深さを適切な範囲内に効率的に調整する。

　本実施形態に係る採血装置１では、穿刺用のモジュール１２０を初期位置から被採血者の指１３４の側に向けて上昇させる移動量が、指置き場１３１と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０上の基準位置との間の距離Ｄよりも所定量αだけ大きい移動量（Ｄ＋α）に設定される。制御部には、所定量αのマージンが付加された目標移動量（Ｄ＋α）が、穿刺機構の制御目標値として予め設定される。

　また、本実施形態に係る採血装置１では、穿刺用のモジュール１２０の被採血者の指１３４に対する上昇が、被採血者の指１３４に対する穿刺用のモジュール１２０の接触の検知によって停止される。制御部は、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０を上昇させる昇降駆動機構を、予め設定された目標移動量（Ｄ＋α）となるように制御するが、穿刺用のモジュール１２０の上昇を、被採血者の指１３４に対する穿刺用のモジュール１２０の接触の検知によって停止する。

　図４Ａおよび図４Ｂは、検知機構の動作を説明する断面図である。図４Ａおよび図４Ｂには、被採血者の指１３４に対する穿刺用のモジュール１２０の接触を検知する検知機構の動作を、ターンテーブル１１の周辺の一部の構成要素を省略して模式的に示す。図４Ａは、被採血者の指１３４に穿刺用のモジュール１２０が接触する前の状態を示す。図４Ｂは、被採血者の指１３４に穿刺用のモジュール１２０が接触した後の状態を示す。

　図４Ａおよび図４Ｂに示すように、被採血者の指１３４に対する穿刺用のモジュール１２０の接触の検知は、検知機構を構成する弾性部材である圧縮コイルばね２１や、検知センサ２２および検知対象部３１によって行われる。検知対象部３１は、非光透過性の部材として、板状、棒状等の適宜の形状に形成できる。

　圧縮コイルばね２１は、可動支持部材３０をベース部材２０に対して昇降自在且つ弾性的に支持する。圧縮コイルばね２１は、伸縮方向が上下方向と平行になるように配置される。圧縮コイルばね２１の下端側は、昇降部材２１の側に対して相対位置が固定される。圧縮コイルばね２１の上端側は、可動支持部材３０の下端側に固定される。圧縮コイルばね２１は、可動支持部材３０を上方に向けて付勢し、可動支持部材３０が下向きの力を受けると上下方向に弾性的に縮む。

　圧縮コイルばね２１は、初期状態の弾性的な変位において、可動支持部材３０の重量による荷重と釣り合うが、穿刺用のモジュール１２０が被採血者の指１３４から外力を受けると縮むようなばね定数に設けられる。圧縮コイルばね２１は、穿刺器１２２が駆動ばねで突出する方式である場合、保持ハブや駆動ばねが作動する外力よりも大きい外力で縮むようなばね定数に設ける必要がある。

　検知センサ２２は、検知対象部３１の所定の位置に移動したことを検知する。検知センサ２２は、ベース部材２０や昇降部材１２に対して相対位置が固定される。検知センサ２２は、可動支持部材３０の近傍、且つ、上下に昇降する検知対象部３１の下方に配置される。検知センサ２２は、ベース部材２０の上部等に支持できる。

　図４Ａおよび図４Ｂ等において、検知センサ２２としては、フォトインタラプタが備えられている。フォトインタラプタは、検知対象部３１を検出する検出部２３として、発光素子と受光素子を備える。発光素子と受光素子は、所定の高さに互いに対向するように、検知対象部３１の上下の軌道の下部側に配置される。発光素子と受光素子との間には、可動支持部材３０に形成された検知対象部３１が進退可能な間隙が形成される。

　フォトインタラプタの発光素子は、赤外光等を放出する発光ダイオード等で形成される。受光素子は、発光素子の発光を検出するフォトダイオード、フォトトランジスタ等で形成される。発光素子と受光素子との間に検知対象部３１が進入すると、発光素子から受光素子への光が遮られて、受光による光電流が減少するため、非光透過性である検知対象が検知される。

　検知センサ２２によると、可動支持部材３０が下向きの力を受けて圧縮コイルばね２１が縮んだとき、検知対象部３１が所定の高さまで下降したことを検知できる。そのため、検知対象部３１の検知によって、穿刺用のモジュール１２０が被採血者の指１３４に接触したことを間接的に検知できる。光学的なセンサ等によって距離をセンシングすることなく、穿刺用のモジュール１２０の移動量を制限できるため、手指の血管までの距離をセンシングする方法と比較して、機器のコストを削減できる。

　図４Ａに示すように、被採血者の指１３４に対する穿刺針１２１の穿刺を行う際には、ベース部材２０や昇降部材１２の上昇が駆動される。ベース部材２０の上昇に伴って、ベース部材２０に支持された可動支持部材３０も上昇し、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０が、指置き場１３１に置かれた被採血者の指１３４に接触する高さまで押し上げられる。

　図４Ａに示すように、被採血者の指１３４に穿刺用のモジュール１２０が接触する前は、圧縮コイルばね２１が伸長した状態であり、可動支持部材３０のベース部材２０に対する相対位置は上側にある。可動支持部材３０に形成された検知対象部３１は、検出部２３よりも上方に位置しており、検知センサ２２によって検知されていない状態である。

　一方、図４Ｂに示すように、被採血者の指１３４に穿刺用のモジュール１２０が接触すると、穿刺器１２２から穿刺針１２１が突出して、被採血者の指１３４に穿刺される。被採血者の指１３４に対する穿刺針１２１の穿刺は、可動支持部材３０が圧縮コイルばね２１によって上昇する方向に付勢された状態で行われる。そのため、穿刺器１２２が駆動ばねで突出する方式である場合、保持ハブや駆動ばねが作動する外力を容易に確保できる。

　図４Ｂに示すように、被採血者の指１３４に穿刺用のモジュール１２０が接触すると、被採血者の指１３４から下向きの外力を受ける。このような外力によって、穿刺用のモジュール１２０や可動支持部材３０は上昇しなくなり、圧縮コイルばね２１が縮む。被採血者の指１３４に穿刺部が接触した後は、圧縮コイルばね２１が圧縮した状態になり、可動支持部材３０のベース部材２０に対する相対位置は下側に移動する。可動支持部材３０に形成された検知対象部３１は、検出部２３の高さまで下降して、検知センサ２２によって検知される。

　このような検知機構によって、ベース部材２０や昇降部材１２の上昇が駆動される間に、被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触が検知される。被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触が検知されると、検知センサ２２から制御部に検知信号が伝送されて、制御部による昇降部材１２の上昇が停止される。昇降部材１２の上昇の停止によって、被採血者の指１３４に対する過剰な穿刺を防止できる。

　穿刺用のモジュール１２０を初期位置から被採血者の指１３４の側に向けて上昇させる移動量は、手指の太さや、厚さ等に個人差がある複数の被採血者に対して、予め設定された一定の移動量（Ｄ＋α）に制御できる。所定量αとしては、被採血者の指１３４が細い場合等であっても個人差による穿刺の不足が起こらないように、移動量（Ｄ＋α）が標準的な距離Ｄ_Ａよりも長くなる長さを設定する。例えば、所定の標準偏差に対応した距離Ｄ_Ｌと標準的な距離Ｄ_Ａとの差分よりも長いマージンを設定できる。

　一般に、個人差がある手指からの採血において、穿刺深さを調整する方法としては、被採血者の指に対する穿刺針の移動量を、実測された測定結果に一致する目標移動量に制御する方法がある。目標移動量を設定するための測定としては、穿刺針と被採血者の指の血管との間の距離を個人毎に測距センサ等で測定する方法や、被採血者の指の大きさ等を個人毎に事前に手作業で測定する方法等がある。

　しかし、穿刺針と被採血者の指の血管との間の距離を測距センサ等で測定する場合、光学的なセンサ等が必要であり、機器のコストが増大するという問題がある。また、事前に手作業で測定する場合、被採血者毎の手作業による実測や、測定結果の入力作業等が必要であり、採血作業の手間が増大するという問題がある。

　これに対し、本実施形態に係る採血装置１では、被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触を、検知機構によって機械的機構を利用して検知するため、被採血者の指１３４に対する穿刺深さを、過不足が少ない範囲内に効率的且つ低コストに調整できる。所定量αのマージンが付加された目標移動量（Ｄ＋α）が予め設定されると共に、被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触が検知された時点で穿刺部の移動が停止されるため、被採血者の指１３４に個人差がある場合であっても、穿刺針１２１の穿刺による穿刺痛等を回避しつつ、必要とされる採血量を安定的に確保できる。適切な採血を自動的に実行できるため、被採血者の手指から自動的に採血する信頼性が高い採血装置１が得られる。

　また、被採血者の指１３４に対する穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の接触の検知は、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０が手指に接触することによって生じる動作であって、圧縮コイルばね２１による付勢に逆らった可動支持部材３０の下降の検知によって行われる。そのため、被採血者の指１３４に対する穿刺用のモジュール１２０の接触を、圧縮コイルばね２１のばね定数を調整することによって機械的機構を利用して検知できる。

　また、可動支持部材３０の下降の検知は、ベース部材２０に対して可動支持部材３０と共に昇降する検知対象部３１と、検知対象部３１が所定の位置に移動したことを検知する検知センサ２２とによって行われる。そのため、圧縮コイルばね２１による機械的機構を利用した動作を、光学的な変位センサ等と比較して低コストな機器で検知することが可能になる。

　なお、図４Ａおよび図４Ｂ等において、検知センサ２２としては、フォトインタラプタが備えられているが、検知センサ２２としては、マイクロスイッチ等の機械的スイッチや、渦電流、磁気、電磁誘導等を利用した非接触式の近接センサ等を用いることもできる。これらの検知センサ２２は、圧縮コイルばね２１による付勢に抗して下降した検知対象部３１の検知に用いることができる。

　図５Ａおよび図５Ｂは、穿刺機構および検知機構の適用例を示す図である。図５Ａおよび図５Ｂには、ターンテーブル１１に穿刺機構および検知機構を適用した適用例を、ターンテーブル１１の周辺の一部の構成要素を省略して模式的に示す。図５Ａは、ターンテーブル１１の周辺を上方からみた平面図である。図５Ｂは、ターンテーブル１１の周辺を側方からみた部分断面図である。

　図５Ａおよび図５Ｂに示すように、採血装置１には、採血管を保持する複数のホルダ１１０や、複数のモジュール１２０を取り付けることができる。穿刺機構や検知機構は、ターンテーブル１１上で行われるホルダ１１０を用いた採血動作や、穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０を用いた処置動作において、被採血者の指１３４に対する移動量の調整に利用することもできる。

　図５Ａおよび図５Ｂにおいて、採血管を保持するホルダ１１０としては、第１採血管を保持する第１ホルダ１１０ａと、第２採血管を保持する第２ホルダ１１０ｂとが、ターンテーブル１１に設置されている。これらの採血管としては、例えば、抗凝固剤が塗布された血算検査用の採血管や、分離剤を入れた生化学・免疫検査用採血管等を設置できる。

　また、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、モジュール１２０としては、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０ａと、絆創膏等の保護材を保持する止血用のモジュール１２０ｂと、ガーゼ等の止血材を保持する止血用のモジュール１２０ｃとが、ターンテーブル１１に設置されている。

　ホルダ１１０を用いた採血動作や、穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０を用いた処置動作において、被採血者の指１３４に対する移動量を調整する場合、前記の穿刺機構は、ホルダ１１０やモジュール１２０を移動させて採血管や止血材や保護材を被採血者の手指に押し当てる移動機構として機能する。移動機構は、昇降部材１２や、ベース部材２０や、可動支持部材３０や、これらを上下に昇降させる昇降駆動機構等によって構成される。昇降駆動機構等によって構成される移動機構の作動は、コントローラで構成される制御部によって制御される。

　図５Ａに示すように、ホルダ１１０やモジュール１２０は、ターンテーブル１１の回動によって、指置き場１３１が設置された採血位置に順次に搬送された後、可動支持部材３０による押し上げによって上昇が駆動される。ホルダ１１０の上昇によって、採血管が被採血者の指１３４に押し付けられ、穿刺箇所から流出する血液が採取される。また、モジュール１２０の上昇によって、保護材や止血材が被採血者の指１３４に押し付けられ、穿刺箇所から流出する血液が止血される。

　図５Ｂに示すように、ホルダ１１０やモジュール１２０は、互いに高さが異なる場合がある。図５Ｂにおいて、符号ｄ_１は、指置き場１３１と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０ａ上の基準位置との間の距離、符号ｄ_２は、指置き場１３１と初期位置にあるホルダ１１０ａに設置された採血管上の基準位置との間の距離、符号ｄ_３は、指置き場１３１と初期位置にある止血用のモジュール１２０ｂ上の基準位置との間の距離を示す。これらの距離は、一例として、ｄ_１＜ｄ_２＜ｄ_３の関係とされている。

　採血装置１では、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の移動量は、予め設定された目標移動量（Ｄ＋α）となるように制御できる。一方、ホルダ１１０や、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０の移動量は、穿刺用のモジュール１２０の上昇時に測定された穿刺用のモジュール１２０の移動量の測定結果に基づいて、被採血者の指１３４と初期位置にあるホルダ１１０やモジュール１２０上の基準位置との距離と一致するように設定できる。

　採血装置１では、はじめに、複数のホルダ１１０や複数のモジュール１２０のうち、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０ａの昇降による穿刺動作が行われる。穿刺用のモジュール１２０は、予め設定された目標移動量（Ｄ＋α）となるように上昇が駆動された後、被採血者の指１３４に対する接触が検知された時点で上昇が停止される。

　穿刺動作が行われる間には、穿刺用のモジュール１２０が被採血者の指１３４に接触して停止するまでの実際の移動量を、可動支持部材３０の変位量を測定する変位センサ等によって測定できる。穿刺用のモジュール１２０の実際の移動量のデータは、採血装置１のメモリ等に記憶される。

　続いて、採血管が設置されたホルダ１１０の昇降による採血動作が行われる。採血管が設置されたホルダ１１０は、ターンテーブル１１の回動によって、指置き場１３１が設置された採血位置に搬送された後、可動支持部材３０による押し上げによって上昇が駆動される。

　採血管が設置されたホルダ１１０の移動量は、穿刺用のモジュール１２０の上昇時に測定された穿刺用のモジュール１２０の移動量の測定結果に基づいて、ホルダ１１０の高さに応じた目標移動量に設定できる。制御部は、穿刺動作時に測定された穿刺用のモジュール１２０の実際の移動量のデータを取得し、予め特定されたホルダ１１０の高さのデータで補正して、ホルダ１１０の移動量の制御目標値を移動機構に出力できる。

　例えば、指置き場１３１と初期位置にあるホルダ１１０ａに設置された採血管上の基準位置との間の距離ｄ_２と、指置き場１３１と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０ａ上の基準位置との間の距離ｄ_１との差分（ｄ_２－ｄ_１）を、穿刺用のモジュール１２０の実際の移動量に対して合算した目標移動量に設定できる。

　続いて、止血材が取り付けられた止血用のモジュール１２０の昇降による処置動作が行われる。また、保護材が取り付けられた止血用のモジュール１２０の昇降による処置動作が行われる。止血用のモジュール１２０は、ターンテーブル１１の回動によって、指置き場１３１が設置された採血位置に搬送された後、可動支持部材３０による押し上げによって上昇が駆動される。

　止血用のモジュール１２０の移動量は、穿刺用のモジュール１２０の上昇時に測定された穿刺用のモジュール１２０の移動量の測定結果に基づいて、止血用のモジュール１２０の高さに応じた目標移動量に設定できる。制御部は、穿刺動作時に測定された穿刺用のモジュール１２０の実際の移動量のデータを取得し、予め特定された止血用のモジュール１２０の高さのデータで補正して、止血用のモジュール１２０の移動量の制御目標値を移動機構に出力できる。

　例えば、指置き場１３１と初期位置にある止血用のモジュール１２０ｂ上の基準位置との間の距離ｄ_３と、指置き場１３１と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０ａ上の基準位置との間の距離ｄ_１との差分（ｄ_３－ｄ_１）を、穿刺用のモジュール１２０の実際の移動量に対して合算した目標移動量に設定できる。

　このような採血装置１によると、ホルダ１１０や、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０の移動量が、穿刺用のモジュール１２０の移動量の測定結果に基づいて設定されるため、被採血者の指１３４に個人差があり、且つ、ホルダ１１０やモジュール１２０が互いに異なる高さであっても、穿刺後の採血や止血等の処置を適切に行うことができる。被採血者の指１３４に対して採血管や止血材や保護材を適切に押し当てることができるため、被採血者の指１３４に対する過剰な押圧や押圧の不足を回避できる。

　図６Ａおよび図６Ｂは、穿刺機構および検知機構の適用例を示す図である。図６Ａおよび図６Ｂには、ホルダ１１０やモジュール１２０が設置されるラックに穿刺機構および検知機構を適用した適用例を、周辺の一部の構成要素を省略して模式的に示す。図６Ａは、ラック１２の周辺を上方からみた平面図である。図６Ｂは、ラック１２の周辺を側方からみた部分断面図である。

　図６Ａおよび図６Ｂに示すように、採血装置１には、ホルダ１１０やモジュール１２０を設置する場所として、ターンテーブル１１に代えて、ラック１２を備えることもできる。穿刺機構や検知機構は、ラック１２上で行われる穿刺動作や、ホルダ１１０を用いた採血動作や、穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０を用いた処置動作において、被採血者の指１３４に対する移動量の調整に利用することもできる。

　ラック１２は、概略形状が直方体を呈するライン状に設けられている。ラック１２には、採血管の設置場所であるホルダ１１０や各種のモジュール１２０を支持する複数の部位が設けられる。ホルダ１１０やモジュール１２０を支持する部位は、ラック１２の長手方向に沿って、互いに間隔を空けて規則的に配置される。

　ラック１２は、不図示の駆動機構によって、長手方向と平行な双方向に移動可能とされる。ラック１２は、採血動作や処置動作に応じて、指置き場１３１が形成された採血位置に対するステップ動作が制御される。ホルダ１１０やモジュール１２０は、それぞれ、ラック１２の移動によって、指置き場１３１が形成された採血位置に対して順次に搬送される。穿刺機構および検知機構は、ターンテーブル１１の場合と同様に、ラック１２の下方に設置できる。

　図６Ａおよび図６Ｂにおいて、採血管を保持するホルダ１１０としては、第１採血管を保持する第１ホルダ１１０ａと、第２採血管を保持する第２ホルダ１１０ｂとが、ラック１２に設置されている。これらの採血管としては、例えば、抗凝固剤が塗布された血算検査用の採血管や、分離剤を入れた生化学・免疫検査用採血管等を設置できる。

　また、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、モジュール１２０としては、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０ａと、絆創膏等の保護材を保持する止血用のモジュール１２０ｂと、ガーゼ等の止血材を保持する止血用のモジュール１２０ｃとが、ラック１２に設置されている。

　ホルダ１１０を用いた採血動作や、穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０を用いた処置動作において、被採血者の指１３４に対する移動量を調整する場合、前記の穿刺機構は、ホルダ１１０やモジュール１２０を移動させて採血管や止血材や保護材を被採血者の手指に押し当てる移動機構として機能する。移動機構は、昇降部材１２や、ベース部材２０や、可動支持部材３０や、これらを上下に昇降させる昇降駆動機構等によって構成される。

　図６Ａに示すように、ホルダ１１０やモジュール１２０は、ラック１２の移動によって、指置き場１３１が設置された採血位置に順次に搬送された後、可動支持部材３０による押し上げによって上昇が駆動される。ホルダ１１０の上昇によって、採血管が被採血者の指１３４に押し付けられ、穿刺箇所から流出する血液が採取される。また、モジュール１２０の上昇によって、保護材や止血材が被採血者の指１３４に押し付けられ、穿刺箇所から流出する血液が止血される。

　図６Ｂに示すように、ホルダ１１０やモジュール１２０は、互いに高さが異なる場合がある。図６Ｂにおいて、符号ｄ_１は、指置き場１３１と初期位置にある穿刺用のモジュール１２０ａ上の基準位置との間の距離、符号ｄ_２は、指置き場１３１と初期位置にあるホルダ１１０ａに設置された採血管上の基準位置との間の距離、符号ｄ_３は、指置き場１３１と初期位置にある止血用のモジュール１２０ｂ上の基準位置との間の距離を示す。これらの距離は、一例として、ｄ_１＜ｄ_２＜ｄ_３の関係とされている。

　ラック１２を備える場合、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０の移動量は、ターンテーブル１１の場合と同様に、予め設定された目標移動量（Ｄ＋α）となるように制御できる。また、ホルダ１１０や、穿刺部である穿刺用のモジュール１２０以外のモジュール１２０の移動量は、穿刺用のモジュール１２０の上昇時に測定された穿刺用のモジュール１２０の移動量の測定結果に基づいて、被採血者の指１３４と初期位置にあるホルダ１１０やモジュール１２０上の基準位置との距離と一致するように設定できる。

　このような採血装置１によると、ホルダ１１０やモジュール１２０をラック１２によって一軸方向に搬送できるため、採血位置における採血動作や、採血位置以外における血液の測定動作等を、場所毎に効率的に行うことができる。周辺の機器や配線がシャフト等と干渉したり、ターンテーブル１１の回動による影響を受けたりしないため、機器の設置や配線の自由度を向上できる場合がある。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態が備える全ての構成を備えるものに限定されない。或る実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態の構成の一部を他の形態に追加したり、或る実施形態の構成の一部を省略したりすることができる。

１０　　筐体
１１　　ターンテーブル
１２　　ラック
１２　　昇降部材
２０　　ベース部材
２１　　圧縮コイルばね
２２　　検知センサ
２３　　検出部
３０　　可動支持部材
３１　　検知対象部
１１０　ホルダ
１２０　モジュール
１２１　穿刺針
１２２　穿刺器
１３０　カフ機構
１３１　指置き場
１３２　指置き用部品
１３３　採血窓
１３４　被採血者の指
１３６　カフ

Claims

　穿刺針を有する穿刺部と、前記穿刺部を移動させて前記穿刺針を被採血者の手指に穿刺する穿刺機構と、前記穿刺機構の作動を制御する制御部と、を備えた採血装置であって、
　前記穿刺機構は、前記穿刺部を前記手指の下方から上昇させて前記穿刺針を前記手指に穿刺する機構であり、
　前記制御部は、前記穿刺機構の作動を制御して前記穿刺部の上昇および下降を駆動し、前記穿刺機構による前記穿刺部の上昇を、前記手指に対する前記穿刺部の接触の検知によって停止する採血装置。
　請求項１に記載の採血装置であって、
　前記穿刺機構による前記穿刺部を上昇させる移動量が、複数の前記被採血者に対して、予め設定された所定の移動量に制御される採血装置。
　請求項２に記載の採血装置であって、
　前記穿刺機構による前記穿刺部を上昇させる移動量が、指置き場に置かれた前記手指と初期位置にある前記穿刺部との間の距離と一致するように制御される採血装置。
　請求項１に記載の採血装置であって、
　前記穿刺機構は、上下の昇降が駆動される昇降部材と、前記昇降部材に支持されるベース部材と、前記穿刺部を下方から上昇させる可動支持部材と、前記可動支持部材を前記ベース部材に対して昇降自在且つ弾性的に支持する弾性部材と、を有し、
　前記手指に対する前記穿刺針の穿刺は、前記可動支持部材が前記弾性部材によって上昇する方向に付勢された状態で行われる採血装置。
　請求項４に記載の採血装置であって、
　前記手指に対する前記穿刺部の接触の検知は、前記穿刺部が前記手指に接触することによって生じる動作であって、前記弾性部材による付勢に逆らった前記可動支持部材の下降の検知によって行われる採血装置。
　請求項５に記載の採血装置であって、
　前記可動支持部材の下降の検知は、前記ベース部材に対して前記可動支持部材と共に昇降する検知対象部と、前記検知対象部が所定の位置に移動したことを検知する検知センサとによって行われる採血装置。
　請求項１に記載の採血装置であって、
　採血管を保持するホルダと、前記ホルダを移動させて前記採血管を被採血者の手指に押し当てる移動機構と、前記移動機構の作動を制御する制御部と、を備え、
　前記移動機構は、前記ホルダを前記手指の下方から上昇させて前記採血管を前記手指に押し当てる機構であり、
　前記制御部は、前記移動機構の作動を制御して前記ホルダの上昇および下降を駆動し、前記移動機構による前記ホルダの上昇の移動量が、前記穿刺部の上昇時に測定された前記穿刺部の移動量に基づいて設定される採血装置。
　請求項１に記載の採血装置であって、
　被採血者の穿刺部位を止血する止血材を保持するモジュールと、前記モジュールを移動させて前記止血材を被採血者の手指に押し当てる移動機構と、前記移動機構の作動を制御する制御部と、を備え、
　前記移動機構は、前記モジュールを前記手指の下方から上昇させて前記止血材を前記手指に押し当てる機構であり、
　前記制御部は、前記移動機構の作動を制御して前記モジュールの上昇および下降を駆動し、前記移動機構による前記モジュールの上昇の移動量が、前記穿刺部の上昇時に測定された前記穿刺部の移動量に基づいて設定される採血装置。
　請求項１に記載の採血装置であって、
　被採血者の穿刺部位を保護する保護材を保持するモジュールと、前記モジュールを移動させて前記保護材を被採血者の手指に押し当てる移動機構と、前記移動機構の作動を制御する制御部と、を備え、
　前記移動機構は、前記モジュールを前記手指の下方から上昇させて前記保護材を前記手指に押し当てる機構であり、
　前記制御部は、前記移動機構の作動を制御して前記モジュールの上昇および下降を駆動し、前記移動機構による前記モジュールの上昇の移動量が、前記穿刺部の上昇時に測定された前記穿刺部の移動量に基づいて設定される採血装置。