| 【発明の名称】 |
診断テスト用血液の採取方法及び装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】デイビツド・デイ・カニンガム
【氏名】テイモシー・ピイ・ヘニング
【氏名】エリツク・ビイ・シエイン
【氏名】ダグラス・エフ・ヤング
【氏名】マイケル・ジイ・ロウエリイ
【氏名】トーマス・ジイ・スカピラ
【氏名】ヒウー・ダブリユ・グラハム
【氏名】アンドリユウ・ジエイ・ミユータテイーズ
【氏名】ジエフリー・アール・チエンバース
【氏名】グラハム・ジエイ・ヒユーズ
【氏名】ジヤレツド・エル・ワトキン
【氏名】ゲイリー・エフ・プロコツプ
【氏名】ジヨシユア・ピー・ゴールドフアーブ
|
| 【要約】 |
【課題】患者から血液サンプルを採取する方法及び装置を提供する。方法は、（ａ）血液サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、及び（ｂ）皮膚の非閉塞開口から血液サンプルを真空及び皮膚伸張の補助により抜き取るステップを含む。
【解決手段】この装置はサンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するためのデバイス、好ましくは切開アセンブリ、及び真空ポンプを含む。好ましくは、前記装置はハウジングをも含む。更に空気圧切開アセンブリを提供する。この空気圧切開アセンブリはランセットを皮膚組織に押出すために差ガス圧を用いる。更に血液を回収し、血液中のアナライトを検出し得る物品を提供する。血液中のアナライトの量を測定するための適当な検出素子を含む前記物品は、該物品の検出素子により発生する信号を測定するメータと組み合わせて使用され得る。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 診断テスト用血液サンプルの採取方法であって、（ａ）前記サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、及び（ｂ）前記皮膚面の非閉塞開口から前記サンプルを真空及び皮膚伸張の補助により抜き取るステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項２】 診断テストが血液中のグルコース濃度を測定するためのテストであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】 サンプルを抜き取る皮膚面に開口を形成する前に、サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高めるステップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項４】 サンプルを抜き取る皮膚面に開口を形成する前に、サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高めるために真空を用いることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項５】 サンプルを抜き取る皮膚面に開口を形成する前に、サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高めるために伸張を用いることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項６】 サンプルを抜き取る皮膚面に開口を形成する前に、サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高めるために熱を用いることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項７】 サンプルを抜き取る皮膚面の開口をランセットにより形成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項８】 ランセットを真空を用いて発射準備することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
【請求項９】 ランセットを真空を用いて発射することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
【請求項１０】 抜き取ったサンプルをグルコース検出器を用いて分析することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項１１】 グルコース検出器として反射率計を用いることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。
【請求項１２】 グルコース検出器としてバイオセンサーを用いることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。
【請求項１３】 サンプルを抜き取る皮膚面の開口をレーザーにより形成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項１４】 サンプルを抜き取る皮膚面の開口をフルイドジェットにより形成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項１５】 診断テストにおける分析用体液サンプルを採取するのに適した装置であって、（ａ）前記サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するためのデバイス、及び（ｂ）皮膚面の非閉塞開口からサンプルを抜き取るための真空ポンプを含むことを特徴とする前記装置。
【請求項１６】 ハウジングを更に含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項１７】 非閉塞開口を形成するためのデバイスが切開アセンブリに配置したランセットからなることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項１８】 切開アセンブリがシールを有するノーズピースを含み、これにより真空ポンプを用いて真空が切開アセンブリを介して形成されることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。
【請求項１９】 皮膚に非閉塞開口を形成した後、ランセットを引込めることができることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項２０】 非閉塞開口を形成するためのデバイスがレーザーであることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項２１】 非閉塞開口を形成するためのデバイスがフルイドジェットであることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項２２】 加熱素子を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項２３】 グルコース検出器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。
【請求項２４】 グルコース検出器がバイオセンサーであることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の装置。
【請求項２５】 グルコース検出器が反射率計であることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の装置。
【請求項２６】 ランセットを用いて患者の皮膚に開口を形成し得るアセンブリであって、（ａ）ランセットアセンブリを保持するためのホルダー、（ｂ）ホルダー内のランセットが患者の皮膚から離れて配置されるような位置にホルダーを保持するのに十分な力を与えるための手段、及び（ｃ）ガスによりホルダー内のランセットが患者の皮膚を穿刺し得るような位置にホルダーが移動するように、ホルダー保持手段により与えられた力に打ち勝つに十分な力をガスにより与えるための手段を含むことを特徴とする前記アセンブリ。
【請求項２７】 ホルダー内のランセットアセンブリを更に含むことを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項２８】 ホルダーに取付けたピストンに作用するガスによりホルダーが移動することを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項２９】 ホルダー保持手段（ｂ）がピストンバイアス手段であることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項３０】 手段（ｃ）がホルダーに取付けられたピストンを含み、前記ピストンはボア内に配置されており、前記ボアは、ホルダー内のランセットが患者の皮膚を穿刺し得るような位置にホルダーを移動させるべく前記ピストンを移動させるために十分な圧力のガスが進入できるように開放され得ることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項３１】 手段（ｃ）は第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する弁を含み、前記第１ポートは第１圧力下のガス源と連通し得、前記第２ポートはボアと連通し得、前記第３ポートは第１圧力よりも低い第２圧力下のガス源と連通し得ることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項３２】 ボアのシール手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３０項に記載のアセンブリ。
【請求項３３】 ホルダーに取付けたピストンを更に含み、前記ピストンは（１）第１圧力下のガスが進入する前のボア内の圧力を越える第１圧力下のガスがボアに進入するときにはボア内の第１方向に進み、（２）ホルダー保持手段（ｂ）がボア内のピストンに対して作用するガスの力に打ち勝つときにはボア内の第２方向に進むことを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のアセンブリ。
【請求項３４】 患者の皮膚に開口を形成するためのランセットアセンブリを保持し得るアセンブリであって、（ａ）軸を有するボアと、弁マニホールドに嵌合される弁と、前記弁マニホールド内の第１ポートであって、該第１ポートを介して第１圧力下のガスが弁マニホールドを通過し得る前記第１ポートと、前記弁マニホールド内の第２ポートであって、該第２ポートを介して第１圧力下のガスが弁マニホールドを通過してボアに進入し得る前記第２ポートと、前記弁マニホールド内の第３ポートであって、該第３ポートを介してボアからのガスが第１圧力よりも低い第２圧力下のガスを有する位置に弁マニホールドを通過し得る前記第３ポートとを有するハウジング、（ｂ）前記ボア内に配置された、該ボアの軸に沿って移動し得るピストンであって、第２ポートに隣接する近位端部とランセットを保持するためのホルダーを含む遠位端部とを有する前記ピストン、及び（ｃ）第１ポートが閉じたときにピストンの近位端部が患者の皮膚から離れた別の位置にあるようにピストンをバイアスする手段を含むことを特徴とする前記アセンブリ。
【請求項３５】 弁がソレノイドにより作動することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のアセンブリ。
【請求項３６】 ボアのシール手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のアセンブリ。
【請求項３７】 血液を採取するために患者の皮膚に開口を形成する方法であって、（１）ランセットを用いて患者の皮膚に開口を形成し得る、(a)ランセットアセンブリを保持するためのホルダーと、(b)前記ホルダー内のランセットが患者の皮膚から離れて配置されるような位置にホルダーを保持するのに十分な力を与える手段と、(c)ガスにより前記ホルダー内のランセットが患者の皮膚を穿刺し得るような位置にホルダーを移動させるべくホルダー保持手段により与えられる力に打ち勝つに十分な力をガスにより与え得る手段と、(d)前記ホルダー内の切開アセンブリとを含む切開アセンブリを用意するステップ、（２）前記ランセットアセンブリを、該ランセットアセンブリ内のランセットが患者の皮膚を穿刺することができるように患者の皮膚に十分近づけて配置するステップ、（３）前記手段(c)を用いて、前記ランセットアセンブリ内のランセットが患者の皮膚を穿刺するような位置にホルダーを移動させるべくホルダー保持手段により与えられる力に打ち勝つに十分な力をガスにより与えるステップ、（４）前記ランセットを患者の皮膚から引込めるステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項３８】 多層素子であって、（ａ）血液を受容し、受容した血液を化学的ウィッキングにより輸送し得る層、（ｂ）血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層、及び（ｃ）血液輸送層の上の、メータに接して配置され得る層を含み、前記層（ａ）は血液を前記層（ｂ）に輸送し得ることを特徴とする前記素子。
【請求項３９】 血液輸送層がメッシュからなることを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４０】 血液輸送層が界面活性剤を含むことを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４１】 血液輸送層が少なくとも１つの開口部を含むことを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４２】 アナライト検出層がアナライトを電気測定法により検出することを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４３】 アナライト検出層がアナライトを光学測定法により検出することを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４４】 オーバーコート層が血液輸送層の周囲にコートされていることを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４５】 メータ接触層が少なくとも１つの開口部を有することを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の素子。
【請求項４６】 血液輸送層が少なくとも１つの開口部上に少なくとも部分的に載置されていることを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の素子。
【請求項４７】 血液輸送層が少なくとも１つの開口部上に載置されていないことを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の素子。
【請求項４８】 メータ接触層が少なくとも２つの開口部を有することを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の素子。
【請求項４９】 前記層（ａ）の上に、開口部を有する保護層（ｄ）を更に含み、血液は保護層（ｄ）の開口部を介して層（ａ）により受容され得、前記層（ｂ）は保護層（ｄ）と前記層（ｃ）の間に配置されており、前記層（ａ）からの血液を受容し得ることを特徴とする請求の範囲第３８に記載の素子。
【請求項５０】 多層素子であって、（ａ）保護層、（ｂ）前記保護層の上の、メータに接して配置され得る層、及び（ｃ）前記保護層と前記メータ接触層との間に配置され、該保護層と該メータ接触層との間の血液の毛細管流により血液を受容し得る層であって、血液中のアナライトの存在を検出するかまたはアナライトの量を測定し得る層を含み、前記保護層と前記メータ接触層とが両層の間に毛細管が形成されるに十分な距離離れていることを特徴とする前記素子。
【請求項５１】 オーバーコート層により、保護層とメータ接触層とが両層の間に毛細管が形成されるに十分な距離離れていることを特徴とする請求の範囲第５０項に記載の素子。
【請求項５２】 アナライト検出層がアナライトを電気測定法により検出することを特徴とする請求の範囲第５０項に記載の素子。
【請求項５３】 アナライト検出層がアナライトを光学的測定法により検出することを特徴とする請求の範囲第５０項に記載の素子。
【請求項５４】 メータ接触層が少なくとも１つの開口部を有することを特徴とする請求の範囲第５０項に記載の素子。
【請求項５５】 保護層が開口部を有することを特徴とする請求の範囲第５０項に記載の素子。
【請求項５６】 血液サンプルを用いて診断テストを実施する方法であって、（ａ）前記サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、（ｂ）前記皮膚面の非閉塞開口から前記サンプルを真空及び皮膚伸張の補助により抜き取るステップ（ｃ）(i)血液を受容し、受容した血液を化学的ウィッチングにより輸送し得る層と、(ii) 血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層と、(iii)前記血液輸送層の上の、メータに接して配置され得る層を含み、前記層(ｉ)が前記層(ii)に血液を輸送し得る多層素子を用意するステップ、（ｄ）抜き取られた血液を血液輸送層により受容させ、その血液を化学的ウィッキングにより血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層に輸送させるステップ、及び（ｅ）血液中のアナライトの存在を測定またはアナライトの量を測定するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項５７】 血液サンプルを用いて診断テストを実施する方法であって、（ａ）前記サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、（ｂ）前記皮膚面の非閉塞開口から前記サンプルを真空及び皮膚伸張の補助により抜き取るステップ（ｃ）(i)開口部を有する保護層と、(ii)前記保護層の上の、血液を前記保護層の開口部から受容し、受容した血液を化学的ウィッチングにより輸送し得る層と、(iii)前記血液輸送層の上の、メータに接して配置され得る層と、(iv)前記保護層と前記メータ接触層の間に配置され、前記血液輸送相から血液を受容し得る層であって、血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層を含む多層素子を用意するステップ、（ｄ）抜き取られた血液を血液輸送層により受容させ、血液を化学的ウィッキングにより血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層に輸送させるステップ、及び（ｅ）血液中のアナライトの存在を測定またはアナライトの量を測定するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項５８】 血液サンプルを用いて診断テストを実施する方法であって、（ａ）前記サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、（ｂ）前記皮膚面の非閉塞開口から前記サンプルを真空及び皮膚伸張の補助により抜き取るステップ（ｃ）(i)保護層と、(ii)前記保護層の上の、メータに接して配置され得る層と、(iii)前記保護層と前記メータ接触層の間に配置され、該保護層と該メータ接触層の間の血液の毛細管流により血液を受容し得る層であって、血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層を含み、前記保護層と前記メータ接触層とが両層の間に毛細管が形成されるように十分な距離離れている多層素子を用意するステップ、（ｄ）抜き取られた血液を毛細管流により血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層に輸送させるステップ、及び（ｅ）血液中のアナライトの存在を測定またはアナライトの量を測定するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項５９】 血液回収装置と一緒に使用するのに適したノーズピースであって、（ａ）開口部を有する下部ベース、（ｂ）開口部を有する上部ベース、及び（ｃ）上部ベースと下部ベースを連結する内部壁を含み、前記上部ベースの開口部の面積が前記下部ベースの開口部の面積と等しいかもしくはそれ未満であることを特徴とする前記ノーズピース。
【請求項６０】 真空のために少なくとも１つの通路を更に含むことを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６１】 上部ベースの開口部の形状が円形であることを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６２】 上部ベースの開口部の形状が楕円形であることを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６３】 内部壁がテーパー状であることを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６４】 内部壁が段階的円筒断面からなることを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６５】 上部ベースの開口部がリムで包囲されていることを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６６】 ノーズピースの下部ベースに取付けられたシールを更に含むことを特徴とする請求の範囲第５９項に記載のノーズピース。
【請求項６７】 シールが第１位置と第２位置との間を移動し得ることを特徴とする請求の範囲第６６項に記載のノーズピース。
【請求項６８】 シールがゴムまたはエラストマー材料から形成されることを特徴とする請求の範囲第６６項に記載のノーズピース。
【請求項６９】 シールが接着剤から形成されることを特徴とする請求の範囲第６６項に記載のノーズピース。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】発明の背景１．発明の分野本発明は診断目的で血液サンプルを採取する方法及び装置に関する。
【０００２】２．従来技術糖尿病患者は世界中で著しく増加しつつある。現在、米国の人口の約３％が糖尿病と診断されている。米国における糖尿病患者の実総数は１６，０００，０００人を越えると考えられている。糖尿病は多くの合併症、例えば網膜症、腎障害及び神経障害に進行し得る。
【０００３】糖尿病に関連する合併症を減らすための最も重要な因子は、血流中のグルコースを適正なレベルに維持することである。血流中のグルコースを適正レベルに維持すると、糖尿病の多くの影響を予防でき、元に戻すことさえできる。
【０００４】従来のグルコース監視デバイスは、各種方法を用いて、例えばニードルまたはランセットを用いてヒトから血液を採取するという原理に基づいて操作されてきた。ヒトは次いで、化学物質を担持する紙ストリップに血液を塗りつけ、最後に反射率の変化を測定することによりグルコース濃度を調べるために血液が付着した紙ストリップを血液グルコースメータに挿入する。
【０００５】従来の血流中のグルコースレベルを監視するための医学装置の場合、ヒトは血液を抜き取るためのニードルまたはランセット、血流中のグルコースと化学反応を生じさせて色の変化を生じさせるための血液化学物質を担持するストリップ及び血流中のグルコースレベルを示す色変化を読みとるための血液グルコースメータを別個に利用しなければならない。グルコースメータで測定するとき、血液化学物質を担持するストリップからグルコース酸化についての反射率計を読む公知の方法に従って血液グルコースレベルを測定する。
【０００６】通常、ランセットは刃と該刃と反対側にある押圧可能な端部を含み、前記刃はヒトの皮膚に押出し得る鋭利な先を有する。前記押圧可能な部分に力を加えることにより、刃の鋭利な先が皮膚、例えば指の皮膚を穿刺する。指ランセットは主として少量、すなわち１ｍｌ未満の血液を採取するために使用される。糖尿病患者は指ランセットを使用して、グルコースの分析のために２５μｌ未満の容量の血液を採取する。血液検査のための少量の血液が皮膚からにじみ出る。各指には小血管が多くあるので、より大きな滴の血液をにじみ出すためには指を圧迫することができる。指は身体の中で最も敏感な部分の１つである。従って、指ランセットを使用すると、他の身体部位でランセットを用いて血液を抜き取るときに経験するよりも強い痛みを感じる。指ランセットは、切開のために利用できる指の面積が限られているので別の問題も有する。糖尿病患者は血液グルコースレベルを１日に４〜６回監視することが推奨されているので、指の面積が限られているが故に既に傷ついている面を繰り返し切開しなければならない。指は痛みを感じやすいので、最近は腕から血液をサンプリングする傾向にある。例えば、米国特許第４，６５３，５１３号明細書を参照されたい。米国特許第４，６５３，５１３号明細書に記載のデバイスは、円筒形ハウジングと該ハウジングに摺動自在に収容されているガスケットまたは可撓性部分を有するランセットサポートを含む。ランセットが皮膚を穿刺したら直ぐに血液サンプルを自動的に吸引するようにハウジング内の空気圧を低下させるためにスプリングがランセットサポートを引っ込める。米国特許第５，３２０，６０７号明細書をも参照されたい、前記明細書には、予め減圧状態にある密封真空チャンバ、該密封真空チャンバに隣接し、密封真空チャンバと協動してデバイスを作動させたとき患者の皮膚面を減圧状態にさらす吸引部分を規定する密封真空チャンバに対する支持部材、及び減圧状態にさらされた患者の皮膚面の一部をわずかに破るための吸引部分内に配置される部材を含むデバイスが記載されている。
【０００７】標準のグルコーステストストリップに必要な血液容量は通常３μｌ以上であるので、ランセットの切り口からそのような大量の血液をもたらすことができる身体面を用いなければならない。しかしながら、グルコーステストストリップの技術の改良により必要な血液容量は１〜３μｌに減ると考えられる。指は血液を十分供給し、切開後指を圧迫することにより血液量を増やすことができるので、指の切開は痛いが指は切開のための現在好ましい身体部位である。
【０００８】指よりも痛みを感じにくい身体部分を切開し、その身体部分から有効量の血液を採取するための信頼できる方法が知見されたなら、体液を採取するための痛みの少ない方法が見つかるであろう。前腕のような身体部分は指に比べて痛みを殆ど感じないが、切開手順で得られる血液容量は現在の検出法で使用するには通常不十分である。指に対する血流を増加させる方法は公知である。糖尿病患者には、指の血流及び指から回収する血液量を改善するために切開する前に指に温水を流すことが推奨されている。血流を改善させるために身体部分、例えば前腕または大腿部に温水を流すことは実際的でない。温水の利用にも問題がある。
【０００９】使用者は通常ランセットスティックから採取した血液を指から検出器に手で移す。しかしながら、不器用であったり、視力が弱かったり、または震えがちな（低血糖糖尿病）使用者にとって前記した手動移動は困難である。手動移動は、移す血液の量が多すぎたり少なすぎるとグルコース測定に誤差を生じる恐れがある。
【００１０】従って、診断目的のために血液を信頼できる無痛方法で採取するための方法及び装置の開発が望まれている。
【００１１】米国再発行特許第３２，９２２号明細書、米国特許第４，２０３，４４６号明細書、同第４，９９０，１５４号明細書及び同第５，４８７，７４８号明細書に記載されているような従来の切開デバイスでは、市販されている使い捨てランセットを用いることができる。最も一般的な切開デバイスには診断器具が統合されていない。従来の切開装置は通常、ハウジング、一端にランセットホルダーを有する案内軸、該軸を軸方向に加速するために機械的エネルギーを供給する主スプリング（通常、螺旋状）、及び切開後軸を部分的に引っ込めるリターンスプリングからなる。使用者はまずランセットをホルダーに挿入し、主スプリングが圧縮されて軸が発射準備(cocked)位置にロックされるまで軸を手で滑らし、デバイスを皮膚に対して置き、トリガーを押して軸をゆるめ、こうしてランセットを皮膚に作動させなければならない。ランセットは戻りねじの力により皮膚から直ぐに引っ込められる。
【００１２】慣用の切開デバイスは、切開、流体採取及びアナライト読みとりの諸過程を１つの自動化器械に組み合わせる装置のためには幾つかの欠点を有する。第１の欠点は、毎回使用前に切開装置を手動で発射準備する必要があることである。手動発射準備は使用者にとって不都合であり、統合器械の自動化にとっても通常好ましくない。手動発射準備は標的皮膚の迅速、逐次切開をも妨げる。逐次切開できれば、より多量の生物学的流体が回収される。第２の欠点は、デバイスの取り扱いを誤ったときに使用者がトリガーを偶発的に押すことが起こり得ることである。ランセットが偶発的に発射されることは使用者が傷つくだけでなく、自動化切開システムに技術的問題が生ずる。使用者は、偶発的に発射された後装置の発射準備を再度しなければならないという更なる不都合を被る。第３の欠点は、従来のリターンスプリングでは主スプリングの対向力のために通常ランセットを完全に引っ込めることができないことである。引っ込みが部分的となると、使用前もしくは使用後に器械を取り扱っているとき、特にランセットを流体サンプル採取片のような他の使い捨て部品の近くに置いたときに使用者が偶発的に刺してしまうことが起こり得る。
【００１３】従って、上記した１つもしくはそれ以上の欠点を解消する切開デバイスが望まれている。
【００１４】発明の要旨本発明は、その後の診断テスト、例えばグルコース監視用に患者から血液サンプルを抜き取るための方法及び装置を提供する。本発明の方法は、（ａ）前記血液サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するステップ、及び（ｂ）前記皮膚の非閉塞開口から前記血液サンプルを真空及び皮膚伸張(stretching)の補助により抜き取るステップを含む。
【００１５】本発明方法の好ましい実施態様では、ステップ（ａ）の前にサンプルを抜き取る皮膚部分における血液のアベイラビリティーを高めるステップを含む。この好ましい実施態様では、サンプルを抜き取る皮膚部分における血液のアベイラビリティーは、皮膚に開口を形成する前に開口の付近の皮膚表面に真空を適用することにより高められ得る。真空により、血液抜き取り部位の付近の皮膚部分が充血するようになる。真空により、血液抜き取り部位の付近の皮膚部分が伸張されるようになる。この伸張した皮膚部分に、切断または穿孔手段（例えば、ランセット）、または皮膚に開口を形成し得る他のデバイス（例えば、レーザーまたはフルイドジェット）により開口が形成され得る。開口を形成するために切断または穿孔デバイスを使用するときには、このデバイスを血液サンプルを開口から抜き取るステップ前に引込めなければならない。この引込みにより、血液は開口を通って自由に流れ得る。開口が形成されたら、皮膚の開口から血液サンプルを抜き取るのを補助するために真空が使用される。前記サンプルは、血液滴を開口部位の皮膚表面上で回収し、該血液をグルコース検出器に直接適用することにより分析され得る。しかしながら、サンプルを慣用の診断用デバイス、例えばバイオセンサにより分析され得るようにサンプルを例えば毛細管を用いて回収することが好ましい。別の好ましい実施態様では、サンプルを慣用の診断用デバイス、例えばバイオセンサと統合される回収ゾーンに回収され得る。グルコース検出器を使用するとき、この検出器は血液回収方法中デバイス中に固定して保持されるか、またはランセットが発射もしくは他の機構により引込められた後切開部位の近くに移動させることもできる。
【００１６】上記した好ましい実施態様の代替例では、サンプルを抜き取る皮膚面における血液のアベイラビリティーは皮膚面に熱エネルギーを加えることにより高められ得る。熱エネルギーにより、皮膚面の血液はより迅速に流れ、それにより所与時間あたりで回収される血液の量が多くなる。この代替実施態様では、ステップ（ａ）及び（ｂ）は上記した好ましい実施態様と同様に実施され得る。
【００１７】本発明は、診断テストにおける分析用体液サンプル、例えば血液サンプルを回収するための装置が適用される。好ましい実施態様では、前記装置は、（ａ）ハウジング、（ｂ）サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するためのデバイス、好ましくは切開アセンブリ、及び（ｃ）真空ポンプを含む。
【００１８】ハウジングを除くことも可能である。しかしながら、患者の利便性及び構成部分の保護のためにハウジングを設けることが好ましい。
【００１９】真空ポンプはパワー源を必要とする。装置がハウジングを含んでいる場合、前記パワー源はハウジング内に配置され得る。或いは、パワー源をハウジングの外部にあってもよい。
【００２０】血液サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成するための好ましいデバイスは、皮膚に開口を形成するためのランセットを含む切開アセンブリである。或いは、レーザーまたはフルイドジェットを用いて皮膚に非閉塞開口を形成することができる。
【００２１】真空ポンプは、(1)皮膚を伸張させる、及び(2)皮膚の非閉塞開口からの血液サンプルの抜き取りを強化する、という２つの機能を果たすことができる。真空ポンプが、(1)皮膚を伸張させる、(2)サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高める、及び(3)皮膚の非閉塞開口からの血液サンプルの抜き取りを強化する、という３つの機能を果たし得ることが好ましい。ハウジングが更に真空を所望レベルに維持するために真空ポンプの切換指示プログラムを組み込んだ電子機器を含むことが好ましい。
【００２２】前記装置は、好ましくは切開アセンブリのランセットを発射させ、血液抜き取り作業の完了時に真空を解放するための弁、例えばソレノイド弁を含む。本発明の装置は任意に、サンプルを抜き取る皮膚面に対する血液のアベイラビリティーを高めるための加熱素子を含み得る。前記装置は、該装置で回収された血液サンプルを分析するための装置、例えばバイオセンサと統合されるグルコース検出器を含み得る。
【００２３】本発明では、ランセットを皮膚組織に押出すために差ガス圧を用いる切開アセンブリが開発された。この切開アセンブリは、生物学的流体に接近し得る非閉塞開口を形成すべくランセットを押出し、皮膚を穿刺し、次いで皮膚からランセットを引込めるために、低圧ガス（好ましくは、前記真空ポンプにより与えられる）及び高圧ガス（好ましくは、装置の周囲の大気により与えられる）を有効利用する。前記した切開アセンブリにより、各使用前に切開装置を手動で強制的にラッチをかけた、すなわち発射準備位置に設定する必要がなくなり、またランセットを皮膚に押出すべくラッチを外すために機械的に発射させる必要がなくなる。切開装置を手動で発射準備する必要がなくなるので、切開アセンブリは専ら電子手段によって制御され得る。こうした制御手段は、自動化装置と一緒に使用するときまたは切開ステップを連続的に実施することが所望されるときには望ましい。
【００２４】差ガス圧を用いる切開アセンブリは、（ａ）ランセットアセンブリを保持するためのホルダー、（ｂ）ホルダー内のランセットアセンブリが患者の皮膚から離れて配置されるような位置にホルダーを保持するのに十分な力を与えるための手段、及び（ｃ）ガスによりホルダー内のランセットが患者の皮膚を穿刺し得るような位置にホルダーが移動するように、ホルダー保持手段により与えられた力に打ち勝つに十分な力をガスにより与えるための手段を含む。
【００２５】１つの実施態様では、切開アセンブリはハウジング、ランセットホルダー、ランセットホルダーを移動させるためのピストン、その中をピストンが標的皮膚組織に向かって及び離れて移動するボア、標的皮膚組織から離れるようにピストンをバイアスするための手段、例えば戻りばねまたはベローズ、及びキャップを含む。前記ハウジングは、三方弁が嵌合され得るマニホールドを有する。三方弁は、ハウジングの外部の源からの高圧空気を入口ポートを介してボアポートに選択的に流し、これによりボア内の圧力レベルは上昇する。ボア内の空気圧により、ピストンは標的皮膚組織に対して押出すと同時にピストンバイアス手段を圧縮する。ピストンは、キャップまたは皮膚へのランセットの穿通深さを制限するように設計された構造物により停止している。次いで、三方弁により、ボア内の空気は出口ポートを介して低圧空気源、例えば装置の排出空気キャビティ中に流れ、これによりボア内の圧力レベルが低下し、よってピストンバイアス手段の作用によりピストンはボア内の押出し前位置に戻る。
【００２６】更に、本発明は、血液を回収し、回収された血液中のアナライトを検出し得る物品を提供する。好ましくは、前記物品は回収された血液中のアナライトの量を測定し得る。血液中のアナライトの量を測定し得る適当な検出素子を含む前記物品は、該物品の検出素子により発生する信号を測定するメータと一緒に使用され得る。
【００２７】１つの実施態様では、前記物品は、（ａ）血液を受容し、受容した血液を化学的ウィッキングにより輸送し得る層、（ｂ）血液中のアナライトの存在を検出またはアナライトの量を測定し得る層、及び（ｃ）血液輸送層の上の、メータに接して配置され得る層を含み、前記層（ａ）が血液を前記層（ｂ）に輸送し得る多層素子である。
【００２８】好ましい実施態様では、前記物品は、（ａ）開口部を有する保護層、（ｂ）前記保護層の上の、血液を該保護層の開口部を介して受容し、血液を化学的ウィッキングにより輸送し得る層、（ｃ）前記血液輸送層の上の、メータに接して配置され得る層、及び（ｄ）前記保護層と前記メータ接触層との間に配置され、血液輸送層からの血液を受容し得る層であって、血液中のアナライトの存在を検出するかまたはアナライトの量を測定し得る層を含む多層素子である。
【００２９】任意に、オーバーコート層を、血液輸送層中の血液の流れを制限するために保護層とメータ接触層との間に介在させてもよい。
【００３０】別の実施態様では、血液輸送層を除くことができる。この実施態様では、メータ接触層及び保護層は、毛細管流により血液を検出層に輸送するために毛細管作用を利用する。
【００３１】多層素子を使用するために、皮膚を伸張し、皮膚を前記素子の保護層に接触するように引き上げるために真空を使用する。真空は、伸張した皮膚に血液が貯留するのに十分な時間適用する。次いで、通常は引込み可能なランセットにより非閉塞開口を皮膚に形成する。血液は皮膚の非閉塞開口から流れ出、血液輸送層に入る。保護層の開口部により、皮膚の非閉塞開口から流れ出た血液は血液輸送層に入る。次いで、血液は血液輸送層に沿ってもしくは該層を通って検出層に移動する。好ましくは、検出層は電気化学的センサまたは光学センサを含む。検出層の表面で化学反応が生ずる。化学反応の結果をメータで読みとることができる。
【００３２】多層素子は血液輸送層、メータ接触層、検出層、場合により保護層と統合されて１つの素子となる。こうして統合された素子は、十分に低コストであり、廃棄され得る。多層素子を用いると、少量の血液サンプルで正確な結果を得ることができる。なぜならば、血液を検出層に移すときに血液がこぼれることがないからである。
【００３３】多層素子は、皮膚に形成された非閉塞開口から流れ出る血液を吸収し、その血液を、例えば血液中のアナライト（例えば、グルコース）の濃度を測定するような診断テストを行う多層素子の検出層に運ぶことができる。手動で血液を移す必要はない。検出層は、信頼できる診断テストを実施するために十分量の血液が多層素子に抜き取られたときに真空を解放するために信号を本発明の血液回収装置に送るという別の目的のためにも使用され得る。多層素子は、皮膚に形成された非閉塞開口の深さを調節するためにランセットアセンブリを停止させるためのバリアとしても使用され得る。
【００３４】本発明の方法及び装置は、従来の方法及び装置に比して幾つかの利点を有する。第１に、グルコース監視テストを実施するために十分量の血液を指以外の身体部分から抜き取ることができる。第２に、指以外の身体部分が血液抜き取りに適するので、痛い指ランセットの使用を避けることができる。第３に、血液を抜き取る部位の血液のアベイラビリティーを高めるために、サンプルを抜き取るために必要な時間を短縮できる。上記した利点があるために、糖尿病患者は担当医の指示した間隔で血液中のグルコースレベルを監視しやすくなる。
【００３５】詳細説明本発明の実施態様は、診断テスト、例えばグルコース監視を実施するために血液サンプルを採取する方法を実施するために以下のステップを必要とする。
（ａ）シール可能なチャンバと、該シール可能なチャンバと流体連通しているシール可能な開口部とを有するハウジング、（ｂ）パワー源、（ｃ）前記パワー源に作動可能に連結し、前記シール可能なチャンバに連通している真空ポンプ、（ｄ）前記シール可能なチャンバ内に配置された、ランセットをシール可能な開口部に対して移動させ得る切開アセンブリ、及び（ｅ）前記シール可能なチャンバ中に配置され、前記シール可能な開口部と流体連通している流体コレクタ。
【００３６】血液サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を、穿刺デバイスまたは皮膚に非閉塞開口を形成し得る他のタイプの幾つかのデバイスにより形成する。本発明のために好適な穿刺デバイスには機械的切開アセンブリが含まれるが、これらに限定されない。皮膚に非閉塞開口を形成し得る他のタイプのデバイスにはレーザー及びフルイドジェットが含まれるが、これに限定されない。皮膚に非閉塞開口を形成し得る他のタイプのデバイスを使用することができ、この記載は例示したデバイスに限定されると解釈されるべきでない。機械的切開アセンブリは当業界で公知である。前記アセンブリは標準のスチールランセット、鋸歯形デバイス及びマルチチップデバイスを含む。前記ランセットは金属またはプラスチックから製造され得る。マルチチップデバイスは多重性を与え、失敗数を減らし、抜き取る血液の容量を増加させ得る。
【００３７】血液を抜き取るために皮膚に非閉塞開口を形成するのに適したレーザーも当業界で公知である。例えば、援用により本明細書に含まれるとする米国特許第４，７７５，３６１号明細書、同第５，１６５，４１８号明細書、同第５，３７４，５５６号明細書、国際特許出願公開ＷＯ９４／０９７１３号明細書、及びＬａｎｅら，ＩＢＭ研究リポート“Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ−Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｋｉｎ”（１９８４）を参照されたい。皮膚に非閉塞開口を形成するのに適したレーザーには、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＡＧ及び半導体レーザーが含まれる。
【００３８】皮膚に非閉塞開口を形成するのに適したフルイドジェットは、皮膚を穿通するために流体（好ましくは、生理食塩水溶液）の高圧ジェットを用いる。
【００３９】皮膚に非閉塞開口を形成するために使用されるデバイスのタイプに関係なく、デバイスにより形成される開口は非閉塞でなければならない。本明細書中、用語「非閉塞」は障害物による詰まり、妨害、閉塞または閉鎖がないことを意味する。特に、「サンプルを抜き取る皮膚面における非閉塞開口」等の表現は、皮膚表面下の開口部分に開口を詰まらせたり、妨害、閉塞または閉鎖させる異物、例えば針がないことを意味する。例えば、ランセットを用いて開口を形成する場合血液を抜き取る前にランセットを開口から引込めなければならない。レーザー及びフルイドジェットは皮膚に開口を形成するために皮膚と接触させる必要がないので、この種のデバイスは通常非閉塞開口を与える。しかしながら、上記した表現には皮膚表面にまたは皮膚表面上に存在する異物、例えばグルコースモニターは含まれない。この要件、すなわち非閉塞開口は、米国特許第５，３２０，６０７号明細書に記載の方法及び装置で使用される開口と対比され得る。後者では、血液の抜き取り中に穿刺・切断手段が皮膚内に残っている。開口を非閉塞にすると、穿刺・切断手段を皮膚内に残したまま血液を抜き取る場合に比して血液を非常により迅速に開口から抜き取ることができる。更に、非閉塞開口という要件により、身体が異物に曝されることはなく、あったとしても非常に短時間であり、このことは患者にとって喜ばしいことである。
【００４０】血液サンプルを皮膚の開口から抜き取るステップは、抜き取り強化要素(extraction enhancing elements)を組み合わせて実施される。本発明での使用に適する抜き取り強化要素には真空、皮膚伸張要素及び加熱要素が含まれるが、これらに限定されない。これらの要素を組み合わせて使用すると、特に真空と皮膚伸張を組み合わせると抜き取られる血液の容量がかなり増加することが判明した。上記組み合わせにおいて、真空は、非閉塞開口から血液を吸引によって迅速に除去するばかりでなく、開口付近の皮膚部分を伸張させる。皮膚を他の手段、例えば機械的手段または接着剤により伸張させてもよい。機械的手段には皮膚を挟むかもしくは引っ張るためのデバイスが含まれる。接着剤は引っ張ることにより皮膚を伸張させる。皮膚を伸張させるためには真空を用いることが好ましい。真空と同様に、加熱要素は他の手段、例えば皮膚伸張と組み合わせるとより効果的に働く。この要件、すなわち抜き取り強化要素は、該要素を使用していない米国特許第５，２７９，２９４号明細書に記載されているシステム及びセンサーがニードル様であるかまたは中空ニードル内に嵌合される欧州特許出願第０３５１８９２号明細書及び同第０１２７９５８号明細書に記載されているシステムと対比され得る。
【００４１】本発明の好ましい実施態様では、非閉塞開口を形成するステップであるステップ（ａ）の前に、サンプルを抜き取る表面部分での血液のアベイラビリティーを高めるステップを設ける。皮膚の所与の部分での血液のアベイラビリティーは、少なくとも２つの方法により高めることができる。１つの方法では、真空を用いて血管を流れている血液を真空を適用した皮膚部分に貯留させる。もう一方の方法では、熱を用いて血管を流れている血液を熱を加えた皮膚部分により迅速に流し、これにより単位時間あたりで血液抜き取り部位から抜き取られる血液の量を多くすることができる。血液抜き取り部位付近の血液のアベイラビリテイーを高めるステップは必須ではないが、このステップを用いると抜き取られる血液容量を増大させることができる。本発明での使用に適する血液抜き取り部位での血液のアベイラビリティーを高めるための要素には真空、局所的加熱、皮膚伸張及び化学物質が含まれるが、これらに限定されない。上記したように、血液を抜き取る皮膚部分に真空を適用すると適用部位の皮膚の下及び内部の血液アベイラビリティーを高めることができる。真空を使用すると、皮膚をチャンバに上向きに伸張させることができ、これにより皮膚の下及び内部の血液の貯留を増大させることができる。真空と皮膚伸張の組み合わせは、上記したように皮膚の開口から血液を抜き取るために使用される組み合わせの範囲であり得る。熱が四肢または指の大きな鱗屑に対する潅流を増加させ得ることは公知である。化学的手段、例えばヒスタミンを使用すると、生理学的応答により皮膚の下及び内部の潅流が増大する。
【００４２】本発明の好ましい実施態様では、抜き取られた血液を回収する。血液サンプルの回収ステップは、各種流体コレクタを用いて種々の方法で実施され得る。例えば、血液を毛細管または吸収紙に回収することができる。或いは、血液をランセットアセンブリ中に残してもよく、そこから直接診断テストに使用することもできる。最も好ましくは、血液サンプルをグルコース検出器の適用ゾーン上で回収し、回収したサンプルを血液中のグルコース濃度を表示するために直接使用することができる。前記グルコース検出器は血液回収作業中デバイス内に固定保持されていても、またランセットが発射または他のメカニズムにより引込められた後に切開部位のより近くに移動させてもよい。本発明の装置は１つ以上の流体コレクタを含み得る。複数の血液グルコースセンサーを含むセンサーパックは欧州特許出願公開第０７３２５９０２Ａ２号明細書に記載されている。血液サンプルを回収する方法に関係なく、サンプルは回収時よりも後に及び／または回収場所とは離れた場所で分析され得る。
【００４３】本発明の好ましい実施態様を詳細に説明する。図１を参照すると、血液抜き取りデバイス１０はハウジング１２を含む。ハウジング１２内には真空ポンプ１４、切開アセンブリ１６、バッテリ１８及び電子機器２０が配置されている。スイッチ２２が電子機器２０を動作状態にするために設けられている。
【００４４】ハウジング１２はプラスチック材料から製造されるのが好ましい。ハウジング１２は好ましくは、血液サンプルを抜き取る皮膚面に非閉塞開口を形成し、皮膚の非閉塞開口から血液サンプルを好ましくは真空及び皮膚伸張を用いて抜き取り、抜き取ったサンプルを診断テストを実施するのに十分な量回収するのに必要な構成部分を全て収容するのに十分な大きさを有している。ハウジング１２を作成する方法は当業者に公知である。上記したように、ハウジング１２は必須ではないが、患者の都合及び構成部分の保護のために好ましい。
【００４５】真空ポンプ１４は、血液サンプルを抜き取る領域の皮膚部分を伸張させるに十分な吸引を与える真空を与え得るものでなければならない。通常、伸張した皮膚部分は該部分を含む身体の面から１〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍの距離持ち上げられる。真空ポンプ１４による吸引により皮膚の適当な部分が伸張されるので、真空ポンプ１４による吸引により伸張した部分が充血するようにもなる。与えられる真空レベルは、真空を適用したポイントが比較的多量の血液で充満されるようになるに十分でなければならない。真空ポンプ１４はまた、５分以内に少なくとも１μｌの血液を抜き取るのに十分な速度で皮膚の開口から血液を抜き取るのに十分な吸引を与え得るものでなければならない。本発明のデバイスに適した真空ポンプ１４は隔膜ポンプ、ピストンポンプ、ロータリーベーンポンプ、または上記した所要機能を実行する他のポンプであり得る。通常、真空ポンプ１４は内蔵永久磁石付きＤＣモータを使用する。本発明のために適した真空ポンプは当業者に公知であり、市販されている。本発明での使用に好適な真空ポンプはニュージャージー州ナットリーに所在のＴ−Ｓｑｕａｒｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されており、部品番号Ｔ２−０３．０８．００４を有する。
【００４６】真空ポンプ１４は約−１４．７ｐｓｉｇまでの圧力を与ええるものが好ましく、より好ましくは約−３．０ｐｓｉｇ〜約−１０．０ｐｓｉｇで作動させる。真空とする皮膚の面積は好ましく最大約５０ｃｍ２、より好ましくは約０．１〜約５．０ｃｍ２である。皮膚に開口を形成する前に、すなわち真空適用部位に対する血液のアベイラビリティーを高めるために真空を適用する時間は、好ましくは最長約５分、より好ましくは約１〜約１５秒である。皮膚に開口を形成した後、すなわち非閉塞開口からの血液の抜き取りを補助するために真空を適用する時間は、好ましくは最長５分、より好ましくは約１〜約６０秒である。真空ポンプ１４により与えられる真空は連続式であってもパルス式であってもよい。連続真空が好ましい。なぜならば、パルス式真空に比して構成部分が少なくと済むからである。適用される真空が皮膚に対して回復不能なダメージを与えないことが好ましい。適用される真空が皮膚に数日間も続く挫傷や変色を生じさせないことが好ましい。適用される真空のレベル及び真空の適用期間が真皮が表皮から剥がれて流体が詰まった水泡が形成されるほど過度でないことも好ましい。
【００４７】真空ポンプの要件は、予め減圧状態にある密封真空チャンバを用いる米国特許第５，３２０，６０７号明細書に記載されている方法及び装置に比して顕著な利点を与える。真空ポンプを用いると、使用者は予め減圧状態にある密封真空チャンバを用いたときに比して血液抜き取り条件をうまくコントロールできる。例えば、真空が不十分な場合にはエネルギーを真空ポンプに加えてより高レベルの真空を得ることができ、これによりより大きい吸引が得られる。
【００４８】切開アセンブリ１６は少なくとも１つのランセットを含む。一般的なランセットを本発明の切開アセンブリに使用することができる。小ゲージ（２８〜３０ゲージ）のランセットが好ましい。本発明のために好適なランセットは金属またはプラスチックから製造され得る。本発明のために好適なランセットは単一ポイントまたは多ポイントを有し得る。ランセットの穿通深さは好ましくは約０．４〜約２．５ｍｍ、より好ましくは約０．４〜約１．６ｍｍである。ランセットの長さは好ましくは約１ｍｍ〜約５ｍｍである。切開アセンブリは使用者が使用済みランセットを簡単に取替え得るように配置されるものが好ましい。切開アセンブリ１６のランセットは、手動により、または例えば真空作動式ピストンまたは隔膜を用いて自動的に発射準備され得る。切開アセンブリ１６のランセットは、手動により、または例えば真空作動式ピストンまたは隔膜を用いて自動的に発射され得る。
【００４９】切開アセンブリは当業界で公知である。本発明のために適当な切開アセンブリの代表例は、援用により本明細書に含まれるとする米国再発行特許第３２，９２２号明細書、米国特許第４，２０３，４４６号明細書、同第４，９９０，１５４号明細書及び同５，４８７，７４８号明細書に記載されている。本発明のために特に好適な切開アセンブリは米国再発行特許第３２，９２２号明細書に記載されている。いずれにせよ、切開アセンブリは本発明の装置の他の要件と一緒になって作動するものを選択しなければならない。例えば、真空を用いる場合、真空が形成され、アセンブリから引き抜かれ得るように切開アセンブリを設計しなければならない。切開アセンブリは、ランセットが自動的に発射準備され、自動的に発射され得るように設計され得る。
【００５０】一般的な切開アセンブリが本発明での使用に適しているが、ランセットを皮膚組織に押出すために差ガス圧を用いる切開アセンブリが本発明での使用のために開発された。本明細書中、「差ガス圧」は高圧ガス源（例えば、大気空気または加圧空気）と低圧ガス源（例えば、真空内の空気）とのガス圧の差を意味する。いずれにせよ、高圧下のガス源の圧力は低圧下のガス源の圧力を越える。
【００５１】図１１、１２、１３及び１４に本発明での使用に好適な切開アセンブリの実施態様を示す。この実施態様においてガスは空気であるが、空気の代わりに他のガス、たとえば窒素、炭酸ガスを低圧下のガス源及び／または高圧下のガス源として使用することができることも注目すべきである。この実施態様の切開アセンブリ６０はハウジング６２、ランセットホルダ６６を有するピストン６４、ボデー６７ｂに挿入されるランセット６７ａを含むランセットアセンブリ６７、ピストンバイアス手段６８（この実施態様では戻りばねである）及びキャップ７０を含む。ハウジング６２は三方弁７４が嵌合され得るマニホールド７２を有している。三方弁７４をマニホールド７２に配置する方法については図１３及び１４を参照されたい。三方弁７４により、ハウジング６２の外部の源からの空気は入口ポート７６を介してボアポート７８を選択的に通過し、こうしてボア８０内の圧力が高められる。ボア８０内の圧力が高くなると、ピストン６４は標的皮膚組織に対して押出されると同時に戻りばね６８を圧縮する。ピストン６４はキャップ７０またはランセット６７ａの皮膚内への穿通深さを制限すべく設計された別の構造物により停止している。前記した他の構造物は後記するテストストリップの形態のグルコース検出器または図２に図番３９で示すようなランセットストップであり得る。次いで、三方弁７４により、ボア８０内の空気は出口ポート８２を介して低圧空気の源、例えば装置内の排出空気キャビティに流れ、これによりボア８０内の圧力レベルは低下し、その結果として戻りばね６８によりピストン６４はボア６０の押出し前の位置に戻る。
【００５２】構成部分は、以下に更に説明するように装置の寸法制限及び切開方法の性能要件の両方を満たすために適正なサイズを有していなければならない。本発明の切開アセンブリでは従来のばね式デバイスに比して占めるスペースが少なくて済み、通常ランセットの移動距離が短くて済む。
【００５３】ボア８０は通常円筒形のチャンバであり、チャンバ内ではピストン６４を標的皮膚組織に押出すための差空気圧が生ずる。ボア８０はまた、ｏリング８４に対して低摩擦空気シールを形成しながらピストン６４を標的皮膚部位に案内すべく機能する。ｏリング８４は切開作業中高圧空気がボア８０から漏れるのを防ぐために望ましい。なぜならば、高圧空気が漏れるとボア８０内の空気圧レベルが下がり、その結果ピストン６４の押出しスピードが遅くなるからである。マニホールド７２は、空気をボア８０にまたはボア８０から流すべくボアポート７８を入口ポート７６または出口ポート８２に選択的に接続する三方弁７４を嵌合するように形成される。出口ポート８２は通常低圧空気源に配管されている。入口ポート７６は通常低圧空気源よりも高圧の空気源に配管されている。ポート７６、７８及び８２は三方弁７４の対応するポートに連通するように配置されており、好ましくは流れ抵抗が三方弁７４のポートよりも少なくなるような寸法を有する。
【００５４】ピストン６４は切開アセンブリ６０の可動性構成部分である。ピストン６４は好ましくは円筒形であり、ランセットホルダ６６と標準ｏリングの外周グランド８３を有する。ランセットホルダ６６は、使用者が従来の切開デバイスと同様に挿入する使い捨てランセットアセンブリ６７を固定的に載置するように設計される。ランセットアセンブリ６７はランセット６７ａを含み、このランセット６７ａは成形プラスチックボデー６７ｂに挿入される。ｏリング８４は切開中ボア８０内の空気圧を維持するためのシールとして機能する。ｏリングはボア８０に沿って無視できる程度のすべり摩擦力しか生ずるべきではない（ピストン６４に対して作用する圧力に比して無視できる）。ピストン６４の軸６４ａの長さは所望のストローク距離、通常５ｍｍ〜２５ｍｍを与えるように選択される。ピストン６４の上面６４ｂの外径は円筒形ピストンの直径で通常５ｍｍ〜１０ｍｍであるが、圧力がピストン６４及びランセットアセンブリ６７を押出すのに十分な表面積を与えるように選択される。
【００５５】戻りばね６８は通常金属コイルばねであり、ピストン６４とキャップ７０の間で圧縮される。ばね６８は、ボア８０内の差空気圧が実質的にゼロの場合にはピストン６４をボア８０内のその最大深さまで押しやる。この作用によりピストン６４は適所に配置され、切開過程が開始する。このピストン６４の位置は、装置を標的皮膚組織に対して置いたときにピストン６４が標的皮膚組織から更も遠く離れる位置である。ばね６８はまた、切開過程の終了時にランセットホルダ６６中のランセットアセンブリ６７を標的皮膚組織から引込める。ばね力はピストン／ランセットシステムの重量とｏリング８４の滑り摩擦に打ち勝つに十分でなければならない。
【００５６】キャップ７０はハウジング６２内に固定的に配置される。キャップ７０は、戻りばね６８が自由に圧縮するに十分な半径隙間を与えると共に戻りばね６８を適切に配置する。キャップ７０は、ランセットホルダ６６が移動できる通路８８を有する。キャップ７０はまた、ピストン６４を標的皮膚組織に対して案内するのを助けるように機能する。
【００５７】図１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃに、図１１及び１２の切開アセンブリを仮想装置９１内に据え付けた例を示す。切開アセンブリ６０は装置９１のキャビティ９２内に固定され、三方ソレノイド弁７４及び標準的な使い捨てランセットアセンブリ９３が図示するように取付けられている。ランセットアセンブリ９３はランセット９３ａを含み、このランセット９３ａは成形プラスチックボデー９３ｂ内に挿入される。装置９１は下部通路９４を有しており、ランセットアセンブリ９３はこの通路９４を通過して移動して、下部通路の円形開口部９４ａ（点線で示す）で取り囲まれる皮膚“Ｓ”面に非閉塞開口を形成することができる。装置９１の側壁９６にある側部ポート９５を介して、切開アセンブリ６０の入口ポート７６は装置９１の周りの大気空気と接続している。装置９１はまた、キャビティ９２内の空気圧を装置が作動するレベルに維持するために真空源９７及び三方ソレノイド弁７４を選択的に動作状態にするための電圧源９８を有している。電圧をオフにすると、三方ソレノイド弁７４は切開アセンブリ６０のボア８０を出口ポート８２を介してキャビティ９２に接続し、ピストン６４は差空気圧を受けなくなる。
【００５８】準備モード（図１５Ａ）では、装置９１の下部通路９４は標的皮膚を横切って置く。装置の真空圧を、実質的に大気圧力Ｐａ未満である操作レベルＰｖとする（例えば、Ｐｖ＝−７．５ｐｓｉｇ、Ｐａ＝０ｐｓｉｇ）。真空圧Ｐｖにより標的皮膚は下部通路９４に少し引き寄せられる。三方ソレノイド弁７４の電圧は最初オフであり、これにより大気空気が切開アセンブリ６０に進入するのが防止され、戻りばね６８によりランセット９３ａを皮膚から最長距離（例えば、１０ｍｍ）に維持し得る。
【００５９】切開モード（図１５Ｂ）では、三方ソレノイド弁７４を電圧源９８により動作状態にし、よって大気空気が連続的に装置９１の側部ポート９５、入口ポート７６、次いでボアポート７８を介して切開アセンブリ６０のボア８０に流れる。大気空気流によりボア８０内の空気圧が上昇し、よって差空気圧がピストン６４に作用する。ピストン６４に対して作用する差空気圧は急速に上昇し、戻りばね６８の対抗圧及びｏリングの摩擦に打ち勝ち、よってピストン６４とランセットアセンブリ９３の合計質量（例えば、１．５ｇ）が標的皮膚を押出す。ランセット９３ａは短時間（例えば、６ｍｓｅｃ）皮膚と接触し、十分な速度（例えば、３．５ｍ／ｓｅｃ）で進んで皮膚に開口を形成し、特定深さ（例えば、１．５ｍｍ）まで穿通する。ランセットアセンブリ９３の押出し運動が幾つかの停止手段により停止したときに皮膚の開口は完成する。ランセットアセンブリ９３を停止させるための適当な手段には、事実上ピストン６４のストローク距離を制限する切開アセンブリ６０内のキャップ７０及び図２０に記載するようなランセットストップが含まれるが、これらに限定されない。
【００６０】戻りモード（図１５Ｃ）では、所定滞留時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）後ソレノイドの電圧が遮断されるとランセット９３ａは皮膚から引込められる。電圧がオフになると、三方ソレノイド弁７４によりボア８０はボアポート７８を介して切開アセンブリ６０の出口ポート８２に再接続し、よってボア８０からの空気は三方ソレノイド弁７４により出口ポート８２を介して、真空源９７により装置内に与えられる低圧空気を含んでいるキャビティ９２に非常に迅速に（例えば、１５ｍｓｅｃ）排気される。排気中、圧縮された戻りばね６８は差空気圧とｏリング８４の摩擦との総合力に打ち勝ち、ピストン６４及びランセットアセンブリ９３をスタート位置に戻す。こうして、この仮想装置において全部で２５ｍｓｅｃ要する切開サイクルが完了する。
【００６１】ソレノイドは装置の電圧システムにより駆動する。電圧がオンになり、その後オフになる度毎に（すなわち、１パルス）、三方ソレノイド弁７４は内部で切換わり、まず空気流を切開アセンブリ６０に流入、その後切開アセンブリ６０から流出させる。この切換により、ランセットを標的皮膚組織に押出し、その後標的皮膚組織から引込める。ソレノイドを電圧で繰り返し間欠的に作動させることにより、切開方法が反復される。この要件を「反復切開」と称する。
【００６２】こうして皮膚に形成された開口は慣用の切開デバイスで形成されるものと同じである。前記開口により、分析用に生物学的流体（例えば、約３μｌの毛細血）をサンプリグすることができる。
【００６３】図１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃに示す切開方法は、同じランセットを用い、デバイスまたは標的皮膚を妨害することなく所望の回数反復させることができる。皮膚を真空吸引により適所に保持しながら、標的面を１回以上切開するために必要なだけソレノイド電圧をパルスすることができる。切開を反復することには２つの有力な利点がある。第１は、生物学的流体に更に近づくべく標的皮膚上に部位のマトリックスを切開するために装置中の指示システムと協同することができる。第２に、所望の量の血液が得られるまで皮膚を順次切開することにより１つの部位もしくはその近くでの切開成功率を高めることができる。
【００６４】図１６及び１７に、切開アセンブリの別の実施態様を示す。これらの図面において、プライム符号付き図番（すなわち、図番６０’、６２’、６４’、６４ａ’、６４ｂ’、６６’、７０’、７２’、７６’、７８’、８０’、８２’、８８’）は、図１１及び１２のプライム符号は付いていないが同じ図番（すなわち、図番６０、６２、６４、６６、７０、７２、７６、７８、８０、８２、８８）で示す構成部分と同一か少なくとも実質的に同一の構成部分を示す。図１６及び１７において、典型的には円筒形成形エラストマーであるベローズ８９は、ボア８０’に対する気密シールとして、またピストン６４’をバイアスするための手段として機能する。ベローズ８９は、図１１及び１２のｏリング８４及び戻りばね６８の代替部分として有効である。ベローズ８９を収容するために、ピストン６４’の軸６４ａ’はボア８０’よりも十分に小さい半径方向断面寸法を有し、ベローズ８９に対して十分なクリアランスを与えるものでなければならない。プレート９０は、ベローズ８９をピストン６４’の軸６４ａ’に固定且つシールし、ピストン６４’をボア８０’中案内する手段を提供する。キャップ７０’及びハウジング６２’は図示するようにベローズ８９の下部を固定且つシールするように成形される。この実施態様は、図１１、１２、１３、１４、１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃに示す実施態様と同様に使用され得る。ベローズ８９を用いる実施態様によれば、ｏリング８４を用いる実施態様に比較して滑り摩擦が減るという有力な利点が得られることは明白である。ベローズはｏリングのようにボア表面を擦ることがないので、ベローズの摩擦力を低くし得る。摩擦力はピストンのスピードを遅らすという望ましくない影響を有する。また、ベローズではボア８０’に収容するための寸法公差が、ｏリング８４をボア８０に収容するために必要な寸法公差よりも少なくて済むことも明白である。ベローズは、ｏリングのようにボアに正確に嵌合させる必要はない。ボアがｏリングの周りにぴったりと嵌合していると、過度の滑り摩擦が生ずることがある。ボアがｏリングの周りにゆるく嵌合していると、空気が過度に漏れることがある。ベローズをｏリングの適所に使用することにより、ボアの製造公差が緩和され、その結果製造コストが低下し、少数の部品が不要となる。ベローズ８９は、(1)シールとして作用する、(2)圧力下での半径方向破壊に耐える、(3)切開アセンブリを押出しステップ後当初の押出し前位置に引込める、及び(4)操作中差ガス圧に打ち勝つ力を有するという機能を発揮することができるように十分な剛性と十分な可撓性を有する材料から製造されるのが好ましい。
【００６５】図１８及び１９に、切開アセンブリの別の実施態様を示す。これらの図面において、二重プライム符号付き図番（すなわち、図番６０”、６２”、６４”、６４ａ”、６４ｂ”、６６”、６８”、７０”、７２”、７６”、７８”、８０”、８２”、８８”）は、図１１及び１２のプライム符号は付いていないが同じ図番（すなわち、図番６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７６、７８、８０、８２、８８）で示す構成部分と同一か少なくとも実質的に同一の構成部分を示す。図１８及び１９において、典型的には成形エラストマーである隔膜８４ａは、ボア８０”に対する気密シールとして機能する。実際、隔膜８４は図１１及び１２のｏリングの代替部分である。隔膜８４ａはハウジング６２”及びピストン６４”の軸６４ａ”に固定され、ピストン６４”の軸６４ａ”がボア８０”内を軸方向に移動するときボア８０”内で屈曲し得る。隔膜８４ａを収容するために、ピストン６４”の軸６４ａ”は、隔膜８４ａに対して十分なクリアランスを与えるためにボア８０”よりも十分に小さい半径方向断面寸法を有していなければならない。更に、ハウジング６２”及びハウジングの頂部６２ａ”は、隔膜８４ａが据え付けられ得るアセンブリ要件を有していなければならない。アセンブリ要件とはハウジング６２”とハウジングの頂部６２ａ” との間の隔膜８４ａを効果的にシールしなければならないことである。好ましくは、隔膜８４ａは固定具８３ａによりピストン６４”の軸６４ａ”に固定される。この実施態様は図１１〜１７に示す実施態様と同様に使用され得る。隔膜８４ａは、(1)シールとして作用する、(2)切開アセンブリの操作中圧力下での破壊に耐える、(3)切開アセンブリによりランセットを患者の皮膚に押出すことができる、及び(4)切開アセンブリを押出しステップ後当初の押出し前位置に引込めることができるという機能を発揮するために十分な強度と十分な可撓性を有する材料から製造されるのが好ましい。
【００６６】図１１〜１９の切開アセンブリの構成部分は、該切開アセンブリに有効な寸法エンベロープに一致する形状及びサイズを有していなければならない。構成部分の適正なデザインも、皮膚の切開に関し許容できる結果を得るために重要な要因である。他の重要な要因は、下記するように三方弁の性能（すなわち、弁の流れ抵抗及び切換時間）及び切開アセンブリを操作する空気圧環境である。切開アセンブリを構成する部分は市販されており、当業者ならば市販されているものの中から適当な構成部分を選択する能力を十分備えているものと予想される。
【００６７】切開結果は３つの主要パラメータにより影響されると考えられる：(1)皮膚と衝突中のランセットスピード；(2)切開アセンブリのランセット／ピストンの慣性質量；及び(3)ランセットニードルの形態及び大きさ。第３のパラメータは本発明の切開アセンブリでは当てはまらない。なぜならば、前記切開アセンブリは最も一般的なランセットアセンブリ、例えば“ＢＤ ＵＬＴＲＡ−ＦＩＮＥ”（Ｂｅｃｔｏｎ−Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）ブランド及び“ＵＬＴＲＡＴＬＣ”（ＭｅｄｉＳｅｎｓｅ）ブランドを使って機能すると予想されるからである。ランセットスピード及び慣性質量の切開性能に対する正確な影響は十分に理解されていないが、第１及び第２のパラメータは切開アセンブリ中の構成部分の幾何学的形状及び重量により大きく影響される。しかしながら、通常１．０ｇ〜２．０ｇの慣性質量を有し、３ｍ／ｓｅｃ〜５ｍ／ｓｅｃのピークランセットスピードを出す慣用のデバイスで良好な切開性能が認められた。
【００６８】ランセットスピードを切開アセンブリのデザイン及び圧力環境に関連づける一般的な数式は、以下のように物理法則から公式化され得る。
Ｍ×ａ（ｔ）＝Ａ×［Ｐｃ（ｔ）−Ｐｖ（ｔ）］−Ｋｓ×［ｘ（ｔ）＋Ｘｓ］−Ｆｆ（ｔ）
上記式中、ｔ＝経過時間Ｍ＝総慣性質量（ピストン＋切開アセンブリ）
ａ（ｔ）＝時間ｔにおけるランセットの並進加速度Ｐｃ（ｔ）＝時間ｔにおいてピストンの上面に作用する空気圧Ｐｖ（ｔ）＝時間ｔにおいてピストンの作用に対抗する空気圧Ａ＝Ｐｃ（ｔ）及びＰｖ（ｔ）による作用を受けるピストンの投影表面積Ｋｓ＝戻りばねのばね定数ｘ（ｔ）＝時間ｔにおけるランセットの並進変位Ｘｓ＝戻りばねの初期変位Ｆｆ（ｔ）＝時間ｔにおけるピストンシールの摩擦力Ｐｃ（ｔ）−Ｐｖ（ｔ）＝時間ｔにおいてピストンを加速させる差圧力レベルランセット変位（Ｘ）対時間（ｔ）に関する上記数式から経時的ランセットスピードが求められ得るが、上記数式の解決には本発明の設計の詳細及び三方弁を含む熱力学及び圧縮流の分野における多くの補助方程式を必要とする。一般的に、皮膚に衝突時のランセットスピード（Ｕｐ）は下記の変数で表され得る。
Ｕｐ＝Ｆ［Ａ，Ｍ，Ｓ，Ｘｐ，Ｋｓ，Ｘｓ，Ｃｖ，Ｄｔｖ，Ｖｃ，Ｖｖ，Ｐａ，Ｐｖ，Ｔａ，Ｆｆ］
上記式中、Ａ＝空気圧が作用するピストンの有効表面積Ｍ＝総慣性質量（ピストン＋ランセットアセンブリ）
Ｓ＝ピストンのストローク距離Ｘｐ＝皮膚と衝突が起きたときのランセット変位（Ｘｐ＜Ｓ）
Ｋｓ＝戻りばねのばね定数Ｘｓ＝戻りばねの初期変位Ｃｖ＝動作状態にした三方弁の流量係数Ｄｔｖ＝三方弁の切換時間（完全に動作状態にするための時間）
Ｖｃ＝ピストンと三方弁間の初期空気容積Ｖｖ＝装置の初期キャビティ容積（すなわち、ランセットを作動させる前に測定したキャビティの容積）
Ｐａ＝高圧空気源の圧力レベルＰｖ＝装置のキャビティの初期圧力レベル（すなわち、ランセットを作動させる前に測定した低圧空気源の圧力）
Ｔａ＝空気温度レベルＦｆ＝ピストンシールの摩擦力プロフィール（通常、ピストンの変位に応じて変化する）
ピストンの特定ストローク距離（Ｓ）内のランセットスピードの最大化は、高流量係数（Ｃｖ）及び迅速切換時間（Ｄｔｖ）を有する三方弁を選択することにより、ピストンの表面積（Ａ）及びピストンと三方弁間の初期空気容積（Ｖｃ）を最適化することにより、総慣性質量（Ｍ）、ばね力（Ｋｓ，Ｘｓ）及びピストンシールの摩擦力プロフィール（Ｆｆ）を最小化することにより、十分な初期キャビティ容積（Ｖｖ）を確保することにより、また装置が許す限り大きい差圧（Ｐａ−Ｐｖ）を適用することにより達成される。
【００６９】差ガス圧を用いる切開アセンブリは従来の切開アセンブリに比して幾つかの利点を有する。これらの利点は、ランセットを皮膚に押出すために圧縮ばねを用いたことよりもむしろ差ガス圧を用いることによりもたらされる。１つの利点は、使用する前に使用者がランセットを手で発射準備する必要がない。これにより、使用が簡便となり、より多くの血液を入手するために標的皮膚を順次切開することができる。差ガス圧を与えるガスが使用後切開アセンブリから排気され、これによりピストンバイアス手段によりランセットを元の位置に戻すことができるので発射準備は不要である。別の利点は、切開アセンブリを機械的に発射する必要がないことである。これにより、デバイスの設計が単純になり、デバイスの操作を誤ったとき使用者による偶発的な発射を防止する。差ガス圧が切開過程を開始し、実行するように機能するので別の発射機構は不要である。更に別の利点は、切開が進行しなくなったとき切開アセンブリがランセットを完全に引込めることである。これにより、使用のための準備中または使用後にデバイスを取り扱う際使用者が鋭いランセットに触れることが最小限に抑えられる。ランセットの完全引込みは、差ガス圧を与えるガスが既に切開アセンブリから排気された後にピストンバイアス手段により達成される。
【００７０】図１に戻ると、真空ポンプ１４は排気管２４により切開アセンブリ１６に接続されている。真空ポンプ１４により切開アセンブリ１６から排気された空気は、排気管２４を介して除去される。排気管２４は通常ポリマー材料から製造される。真空ポンプ１４により切開アセンブリ１６から除去された空気が切開アセンブリ１６に逆流するのを防止し、真空への悪影響を防止するために、チェック弁２６が真空ポンプ１４と切開アセンブリ１６の間の排気管２４の任意の地点に設置されている。
【００７１】真空ポンプ１４のためのパワー源はハウジング１２内に配置され得る。本発明のデバイスに適したパワー源はバッテリ１８である。或いは、外部パワー源を真空ポンプ１４を作動させるために使用することができる。パワー源は電子機器２０により作動し、また電子機器２０はスイッチ２２により作動する。
【００７２】電子機器２０にマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを組み入れてもよい。電子機器２０の機能は、装置中の各種構成成分を操作するためにパワーをオン／オフに切換えることである。前記構成成分には真空ポンプ１４が含まれるが、これに限定されない。電子機器２０はまた、別の実施態様の構成成分、例えば加熱素子、ランセット、指示デバイス及び弁を操作するためにパワーをオン／オフに切換えるために使用することができる。本発明のために好適な電子機器は、５３６ ＭａｃＡｒｔｈｕｒ Ｂｌｖｄ．Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ ３４５０，ポカセット，マサチューセッツ州 ０２５５９−３４５０に所在のＯｎｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている“ＴＡＴＴＬＥＴＡＬＥ ＭＯＤＥＬ ５Ｆ”コントローラ／データロガーである。コントローラと演算成分との間にインターフェースを提供するためにパワートランジスタ、圧力モニター及びＯＰ−Ａｍｐｓ（演算増幅器）のような補助電子デバイスが必要な場合もある。本発明のために必要な電子機器はすべて当業者に公知であり、市販されている。本発明で使用するのに適した補助電子デバイスには、下表の構成成分が含まれる。
【００７３】
【表１】
【００７４】図３に、本発明の方法を実施するために上記電子構成部分がどのように配置され得るかをブロック図で示す。
【００７５】血液抜き取りデバイス１０の操作を以下に記載する。図１、２及び３を参照すると、切開アセンブリ１６のノーズピース３０を図中“Ｓ”で示す皮膚表面に当てる。皮膚と接触するノーズピース３０の端部にはシール３２が備えられている。シール３２の目的は、真空ポンプ１４がサンプルを抜き取る皮膚面への血液のアベイラビリティーを高め、皮膚を伸張し、皮膚の非閉塞開口から血液サンプルを抜き取るのに十分な吸引作用を与え得るように空気が血液抜き取りチャンバ３４中に漏れるのを防ぐことである。シール３２はノーズピース３０の開口部３３を包囲している。ノーズピースの開口部３３を介して、皮膚表面とノーズピース３０の血液抜き取りチャンバ３４とは連通している。シール３２はゴムまたはエラストマー材料から製造されるのが好ましい。図４に、シール３２の代替位置を示す。図４では、シールを図番３２’で示す。図４の残りの構成部分は図２の構成部分と同一であるので、図２に用いたのと同じ図番を用いる。
【００７６】ノーズピース３０のデザイン及び構造を改良すると、皮膚の非閉塞開口からの血液の回収量を増やすことができることが判明した。図２では、ノーズピースの内壁が本質的に円筒形の形状を形成している。このデザインでも本発明の方法は十分な性能を発揮し得るが、ノーズピースの内部キャビティの構造を変更することにより血液の回収を促進し得ることが判明した。
【００７７】ノーズピースアセンブリ３０００を図３２に示す。ノーズピースアセンブリ３０００はノーズピース３００１及びシール３００２を含む。ノーズピース３００１は、開口部３００５を有する下部ベース３００４を含む。下部ベース３００４上に、開口部３００７を有する上部ベース３００６がある。下部ベース３００４及び上部ベース３００６以外のノーズピースの外側の要件は本発明では重要でなく、当業者ならば本発明のノーズピースの操作に悪影響を与えないようにノーズピースの外壁を設計することができる。ノーズピースの内側要件、下部ベース３００４、上部ベース３００６及び場合によりシール３００２が重要であり、よってこれらについて詳細に記載する。内壁３００８はノーズピース３００１のキャビテイ３０１０を包囲している。上部ベース３００６の開口部３００７の面積が下部ベース３００４の開口部３００５と等しいかもしくはそれよりも小さくなるようにノーズピース３００１の内壁３００８を構成することが重要である。開口部３００７の面積をできるだけ小さくすることが望ましいが、グルコースモニター（図２参照）による血液回収やランセットの通路を妨害するほど小さくてはならない。任意のリム３０１２で上部ベース３００６の開口部３００７を包囲することができる。
【００７８】開口部３００７の面積を開口部３００５の面積よりも小さくするには幾つかの方法がある。図３２に示すように、開口部３００７の面積が小さくするように内壁３００８をテーパー状にしし得る。テーパリングはノーズピース３００１の内壁３００８に沿った任意の地点から始めることができる。テーパー部分が該テーパー部分の始点から上部ベース３００６までの範囲に及ぶならば、任意のリム３０１２の深さはゼロであり、よってノーズピースから除かれる。或いは、例えば段階的円筒断面を用いて開口部３００７の面積を開口部３００５の面積よりも小さくすることができる。
【００７９】所要により、キャビテイ３０１０が真空により多く接するようにポート３０１４及び３０１６をノーズピース３００１に含めることができる。
【００８０】ノーズピースアセンブリ３０００の構造をより正確に記載するために、アルファベットで示す参照ポイントを図３２に示し、これを用いて参照ポイント間の典型的な距離を記載することができる。任意のリム３０１２は線“ａｂ”で示す深さを有する。この深さは通常０〜約１．５ｍｍ、好ましくは０〜約１．０ｍｍである。上部ベース３００６の開口部３００７は線“ｃｄ”で示す外寸法を有する。開口部３００７の面積は通常約１〜約５００ｍｍ２、好ましくは約１〜約１５０ｍｍ２である。下部ベース３００４の開口部３００５は線“ｅｆ”で示す外寸法を有する。開口部３００５の面積は通常約１０〜約５００ｍｍ２、好ましくは約５０〜約１５０ｍｍ２である。リム３０１２の最低地点からシール３００２の最低地点までの距離（以下、“リム−シール間距離”）は線“ｂｇ”で示す。この距離は通常約１．５〜約８．０ｍｍ、好ましくは約３〜約６ｍｍである。ノーズピース３００１に伸張されたときに皮膚がノーズピース３００１のリム３０１２または上部ベース３００６にできるだけ近づくように距離を選択することが好ましい。リム３０１２が存在しないときには、地点“ｄ”は上部ベース３００６の水平面に位置する。シール３００２の厚みは線“ｅｈ”で示される。シールする表面の幅及び下部ベース３００４のシールされる表面の幅は線“ｈｊ”で示される。当業者ならば過度の実験を行うことなく経験に基づいてノーズピースの寸法を最適化できるであろう。ノーズピース３００１及びシール３００２の詳細は実施例に記載する。
【００８１】上記した改良ノーズピースは幾つかの利点を有する。ノーズピースのデザイン及び構造を改良することにより皮膚の非閉塞開口から血液をより多く回収することができる。更に、上記ノーズピースを用いると、従来使用されているノーズピースよりも身体へのシールを改良することができる。シールが改良されると真空の漏出量が低減し、その結果より安価な真空ポンプを使用することができる。加えて、改良ノーズピースを用いると非常に毛深い皮膚を有するヒトでもシールを維持することができる。
【００８２】特に好ましいタイプのノーズピースは図４２Ａ及び４２Ｂに断面を示すシール（以下、フレックスシールという）を有し得る。このフレックスシールはプレーナシールよりもより広い面積の皮膚に接触する。よって、フレックスシールにより、真空を適用したときにノーズピースの内部空間に入り込む皮膚の量がプレーナシールに比して多くなる。フレックスシールはシリコーン（４０Ａデュロメータ）から製造され得る。
【００８３】フレックスシール３０２０は、機械的取付け具３０２４または接着剤によりノーズピース３０２２に結合され得る。ノーズピース３０２２に結合していないフレックスシールの部分３０２６は、図４２Ａに示す第１位置と図４２Ｂに示す第２位置の間を移動し得る。図４２Ａに示すような第１位置では、フレックスシール３０２０の非結合部分３０２６はノーズピース３０２２の下部ベース３０２８から垂れ下がっている。図４２Ｂに示すような第２位置では、フレックスシール３０２０の非結合部分３０２６は、シールの非結合部分の１つの外表面がノーズピースの下部ベース３０２８と面接触するようにノーズピース３０２２の下部ベース３０２８と接している。フレックスシールは、フレックスシールと接触する皮膚が滑る傾向を減らす摩擦係数を有する材料から製造される。シールは、第１位置と第２位置との間を移動することができるように十分な可撓性と皮膚を固定位置に保持するために十分な剛性を有していなければならない。フレックスシールが図４２Ａに示す第１位置にあるとき、フレックスシールの開口部３０３０の面積はノーズピース３０２２の下部ベース３０２８の開口部３０３２の面積より大きい。
【００８４】操作時、フレックスシールを患者の皮膚“Ｓ”に対して置く。フレックスシールと接する皮膚の面積は、ノーズピースの下部ベースの開口部の面積よりも大きい。従って、ノーズピース内に持ち上げられる皮膚の容積は、プレーナシールを有するノーズピース内に持ち上げられた皮膚の容積に比して大きい。従って、フレックスシールは正常以下の皮膚柔軟性を有する患者にとって有利である。
【００８５】スイッチ２２は通常押すことにより始動し、これにより電子機器２２が動作状態になり、そして真空ポンプ１４が動き始める。そして、真空ポンプ１４が真空作用を与える。真空ポンプ１４の吸引作用により、シール３２で取り囲まれる皮膚は充血するようになる。皮膚を充血させるには、皮膚を開口部３３まで伸張し、持ち上げる。
【００８６】通常は電子機器のプログラマーにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ１６を発射し、これにより開口部３３に持ち上げられ、充血している皮膚にランセット３６を穿通させる。真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット３６を発射させるソレノイド弁３８を用いてランセット３６を自動的に発射させることが好ましい。次いで、ランセット３６を、好ましくは自動的に引込める。この時点で、血液がランセット３６と真空ポンプ１４により生成される真空の補助で形成された非閉塞開口から流れ出、回収される。十分量の血液が回収されたとき、または予め設定した時間が経過したときに、電子機器２０により真空ポンプ１４を停止させる。その後、デバイス１０の皮膚表面からの取り外しを容易にするために別のソレノイド弁（ソレノイド弁３８の下に隠れているので図示されていない）を開いて真空を解放してから、デバイス１０を皮膚表面から取り外すことができる。本明細書に記載の装置と一緒に使用するのに適したソレノイド弁はコネチカット州エセックスに所在のＴｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されており、部品番号はＬＨＤＡ５１１１１１Ｈである。
【００８７】血液をグルコース検出器の適用ゾーン、例えば反射率ストリップまたはバイオセンサーに直接回収することが好ましい。こうして回収した血液を血液中のグルコース濃度の測定用サンプルとして使用することができる。或いは、血液を別の回収デバイス、例えば毛細管または吸収紙を用いて回収してもよい。
【００８８】本発明の装置は、装置により抜き取られた血液サンプルを分析するためにグルコース検出器を含むことができる。グルコース検出器は当業界で公知である。グルコース監視に関して、グルコース検出器は反射率計及びバイオセンサーの２つに大別される。本発明のために適している反射率計の代表例は、援用により明細書に含まれるとする米国特許第４，６２７，４４５号明細書に記載されている。本発明のために適しているバイオセンサーの代表例は、援用により明細書に含まれるとする米国特許第５，５０９，４１０号明細書に記載されている。
【００８９】グルコース検出器を切開アセンブリ１６のノーズピース３０に配置するのが好ましい。グルコース検出器は、抜き取って回収される血液の量が標準のグルコース監視テストを実施するために十分であるように血液を抜き取る部位に十分に近い位置に設置しなければならない。通常、この距離が血液の抜き取り部位から５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ以下、最も好ましくは１ｍｍ以下である。或いは、グルコース検出器を、ランセットを発射してからしばらくの間、好ましくは約５０ミリ秒まで、ただしランセットを引込めるのに少なくとも十分な時間なら血液の抜き取り部位から５ｍｍ以上離してもよい。グルコース検出器をそのように設置すると、例えば真空作動式ピストンでグルコース検出器を発射させるソレノイド弁によりグルコース検出器が発射され得る。他の発射装置を使用してもよい。発射作用により、グルコース検出器は血液の抜き取り部位から好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下、最も好ましくは１ｍｍ以下皮膚を進む。グルコース検出器を設置する場合、血液を抜き取る際に真空を適用するときにグルコース検出器が真空に悪影響を及ぼさないように注意しなければならない。また、グルコース検出器４０は、必要によりグルコース検出器の回収ゾーンに回収された血液をグルコース検出器を動作状態にするために使用し得るように改変される。
【００９０】図２に、グルコース検出器４０を切開アセンブリ１６のノーズピース３０に配置する方法を示す。
【００９１】本発明のグルコース検出器４０の１実施態様は、（ａ）血液を受容し、受容した血液を化学的ウィッキング(chemically aided wicking)により輸送し得る層、（ｂ）アナライトの存在を検出または血液中のアナライトの量を測定し得る層、及び（ｃ）血液輸送層の上にあり、メータに接して配置され得る層を含む多層素子を含み、前記層（ａ）により血液は層（ｂ）に輸送され得る。
【００９２】本発明のグルコース検出器４０の１つの好ましい実施態様は、（ａ）開口部を有する保護層、（ｂ）前記保護層の上にあり、血液を該保護層の開口部を介して受容し、血液を化学的ウィッキングにより輸送し得る層、（ｃ）前記血液輸送層の上にあり、メータに接して配置され得る層、及び（ｄ）前記保護層と前記メータ接触層との間に配置され、血液輸送層からの血液を受容し得る層であって、アナライトの存在を検出するかまたは血液中のアナライトの量を測定し得る層を含む多層素子を含む。
【００９３】図２１Ａ及び２１Ｂに、上記した本発明の多層素子の好ましい実施態様を示す。この実施態様の説明中、保護層を必要としない実施態様についても説明する。多層素子１１００は、開口部１１０４を有する保護層１１０２を含む。保護層１１０２の一方の外表面には、血液を化学的ウィッキングにより検出層１１１０に輸送し得る層１１０８が設けられている。保護層１１０２の他方の外表面は、皮膚に接近するかまたは皮膚に接触することもある表面である。上層１１１０は、開口部１１１６を有するメータ接触層１１１４である。
【００９４】保護層１１０２の開口部１１０４とメータ接触層１１１４の開口部１１１６は、皮膚を穿刺するためにランセットが開口部１１０４及び開口部１１１６を通過し得るように整列されている。血液輸送層１１０８はランセットが該層を通過し得るように設計してもよいし、ランセットが該層を通過する必要がないようにも配置され得る。保護層１１０２の開口部１１０４により、血液輸送層１１０８はランセットにより形成された皮膚の開口から流れ出る血液を吸収し、その血液を化学的ウィッキング作用により検出層１１１０に輸送することができる。
【００９５】検出層１１１０は、保護層１１０２の外表面上またはメータ接触層１１１４の外表面上に配置することができる。検出層１１１０は、１つもしくは複数の、生物学的流体中のアナライトと反応して測定可能な電気的応答または測定可能な光学的応答を生ずることができる化学物質、例えば酵素を含む層からなる。血液中のグルコースに応答して測定可能な電気信号を生じ得る検出層は、援用により本明細書に含まれるとする米国特許第４，５４５，３８２号明細書、同第４，７１１，２４５号明細書及び同第５，６８２，８８４号明細書に記載されている。血液中のグルコースに応答して測定可能な反射率変化を生じ得る検出層は、援用により本明細書に含まれるとする米国特許第４，９３５，３４６号明細書及び同第４，９２９，５４５号明細書に記載されている。検出層の例は米国特許第５，６８２，８８４号明細書に記載されている。米国特許第５，６８２，８８４号明細書に記載されている検出層は、支持体に沿って広がる第１コンダクタ及び第２コンダクタを含み、更にリードアウト回路に接続するための手段をも含む。液体血液サンプル及び第１コンダクタに接して配置される活性電極には、液体血液サンプル中のアナライト化合物、例えばグルコースが関与する反応を触媒し得る酵素が付着されている。電子が酵素触媒反応と第１コンダクタの間を移動して電流が発生する。参照電極は液体血液サンプルと第２コンダクタと接するように配置されている。
【００９６】保護層１１０２は疎水性材料から製造されるのが好ましい。保護層は多層素子の残りの層に適合させるのに十分な可撓性を有するのが好ましい。保護層を製造するのに適当な材料の代表例にはポリマー材料、例えばポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポレアクリル及びこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００９７】保護層１１０２の厚さは臨界的でないが、好ましくは約０．００５ｍｍ〜約２．０ｍｍである。この層の表面寸法は臨界的でないが、外表面寸法は好ましくは約５ｍｍ〜約６０ｍｍであり、内表面寸法は好ましくは約２ｍｍ〜約３０ｍｍである。保護層は細長い長方形として図示されているが、他の形状、例えば円形、長円形、三角形、四角形等も適当である。
【００９８】保護層１１０２の開口部１１０４は、ランセットが該開口部を通過して患者の皮膚に達するのに十分な大きさを有していなければならない。開口部１１０４が市販されているランセットを使用するのに十分な大きさを有していることが好ましい。市販されているランセットアセンブリによりどのようにランセットをランセットアセンブリのボデーの中心に正確に置くかが変わるので、保護層１１０２の開口部１１０４はランセットが通過できるように十分大きいが保護層の強度を損なうほど大きくないことが好ましい。通常、開口部１１０４の大きさは、保護層１１０２の幅の１／２〜３／４以下である。
【００９９】図２１Ａ及び２１Ｂの実施態様には保護層が示されているが、好ましくはないものの保護層を完全に除くこともできる。保護層を除いた実施態様では、メータ接触層はランセットが通過できる開口部を有している。或いは、メータ接触層を、皮膚に開口を形成する前にランセットがメータ接触層の端部にぶつかるのを防止するように十分トリミングしてもよい。この後者の実施態様では、血液輸送層はランセットを通過させることができる開口部を有していてもいなくてもよい。
【０１００】血液輸送層１１０８はポリマー材料、セルロース材料、天然繊維材料または同等材料から製造されるのが好ましい。本発明の血液輸送層のために適当なポリマー材料の代表例にはアミドモノマー単位（例えば、ナイロン）、エステルモノマー単位、アルキレンモノマー単位（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン）、セルロースモノマー単位及びこれらの組合わせからなるポリマーが含まれるが、これらに限定されない。血液輸送層はメッシュでもよい。ポリマー材料を細かく織ったストランドからなるメッシュが好ましい。しかしながら、血液が蒸発または凝塊する前に血液輸送層が血液を検出層１１１０に輸送するならば、任意の織り材料または不織材料を使用することができる。本発明の多層素子のために好適な細かいメッシュは、開口率約４０〜約４５％、メッシュ数約９５〜約１１５繊維／ｃｍ、繊維直径約２０〜約４０μｍ及び厚さ約４０〜約６０μｍを有する。特に好ましいメッシュは、スイスのＲｕｓｃｈｌｉｋｏｎ、ＣＨ−８８０３に所在のＳｅｆａｒ（以前はＺＢＦ）から市販されているＮＹ６４ ＨＣメッシュである。本発明の多層素子のために好適な粗いメッシュは、開口率約５０〜約５５％、メッシュ数約４５〜約５５繊維／ｃｍ、繊維直径約５５〜約６５μｍ及び厚さ約１００〜約１０００μｍを有する。好ましいメッシュは、スイスのＲｕｓｃｈｌｉｋｏｎ、ＣＨ−８８０３に所在のＳｅｆａｒ（以前はＺＢＦ）から市販されているＮＹ１５１ ＨＣメッシュである。メッシュの特性は、援用により本明細書に含まれるとする米国特許第５，６２８，８９０号明細書に記載されている。
【０１０１】血液輸送層１１０８は、化学的ウィッキング作用により血液を輸送する。本明細書中、「化学的ウィッキング作用」は以下のいずれかを指す：（ａ）疎水性を有する材料、例えばセルロースに沿った流体の流れ；
（ｂ）その表面に少なくとも１つの化学物質が適用されている材料、例えば界面活性剤をコートしたナイロンに沿った流体の流れ；
（ｃ）化学的または物理的方法により疎水性にした材料、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理等により処理されたポリエステルに沿った流体の流れ。
【０１０２】血液輸送層の材料表面に少なくとも１つの化学物質を適用する目的は、材料表面に沿った流体の流れを促進させるためである。こうした目的に適した化学物質には一般的に界面活性剤と称される化合物類が属する。界面活性剤は該界面活性剤をコートした表面の表面張力を低下させ、コートした表面は流体をはじくというよりむしろ引きつけ得る。本発明における使用に適した市販の界面活性剤は、ミネソタ州セントポールに所在のＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている商品名“ＦＣ１７０Ｃ ＦＬＵＯＲＡＤ”のフッ素系界面活性剤である。この界面活性剤は含フッ素脂肪族オキシエチレン付加物、低ポリエチレングリコール、１，４−ジオキサン及び水を含む溶液である。血液輸送層１ｍｇあたり約１〜１０μｇの界面活性剤が好ましいことが判明した。好ましい界面活性剤の充填量は、血液輸送層の材料の種類及び使用する界面活性剤により異なる。好ましい量は、異なる量の界面活性剤を添加した血液輸送層に沿ったサンプルの流れを観察することにより経験的に決定することができる。メッシュが親水性材料から製造されている場合には界面活性剤は不要となり得る。
【０１０３】血液輸送層１１０８により、蒸発によりサンプルのサイズが相当時間、例えば最長５分以内にアナライトレベルを測定するには不十分になる前に十分量の血液、例えば０．１〜１０μｌ、好ましくは２μｌまで、より好ましくは１μｌまでの血液が検出層１１１０に達するのに十分な速度で十分量の血液を該層を介して均一に流すことができる。血液輸送層１１０８は、メータ接触層１１１４に面する保護層１１０２の外表面上にホットメルト接着剤を用いて接着され得る。血液輸送層１１０８は、ランセットの通路と整列し、保護層１１０２とメータ接触層１１１４の開口部と整列した小さな開口部を有し、これにより切開作業中にランセットがメッシュのストランドにぶつかる恐れがなくなる。
【０１０４】好ましくは、保護層１１０２及び血液輸送層１１０８は、皮膚の開口から流れ出た血液が血液輸送層に達するのを保護層が妨害しないように配置される。本発明において使用するのに適した保護層１１０２及び血液輸送層１１０８の配置は、図２１Ａ、２１Ｂ、２２、２３、２４、２５、２６Ａ、２６Ｂ及び２７に示され得る。図２３には保護層が示されていないが、図２３は図２２の多層素子の反対側が示されていることに注目すべきである。
【０１０５】図２１Ａ及び２１Ｂに示すように、多層素子は保護層１１０２に形成された開口部１１０４とメータ接触層１１１４に形成された開口部１１１６を有する。血液輸送層１１０８は保護層１１０２とメータ接触層１１１４の間に配置される。
【０１０６】図２２、２３、２４及び２５では、血液輸送層１１０８は保護層１１０２の開口部１１０４のすぐ上に配置されている。検出層において、電気接触子は参照番号１１１０ａの部分で示されている。図２３において、血液輸送層１１０８はメータ接触層１１１４の開口部１１１６のすぐ下に配置されている。図２２及び２３では、血液輸送層は単位面積あたり比較的多くの開きを有するメッシュである。図２４では、血液輸送層は単位面積あたり比較的少ない開きを有するメッシュである。図２２、２３及び２４に示す実施態様では、皮膚に開口を形成するステップの間にランセットがメッシュのストランドの１つにぶつかる可能性がある。ランセットが１つのストランドにぶつかる場合、運動質量(moving mass)は該ストランドと皮膚を穿刺するのに十分な運動量を有していなければならない。運動質量は質量と切開アセンブリの可動性構成部分の速度の関数である。穿刺に関して血液輸送層の強度によっても切開の有効性が左右される。血液輸送層の厚さ及び材料特性がその強度を決定する。市販されているランセットがメッシュを穿刺するようなメッシュの厚さ及び材料特性が好ましい。
【０１０７】図２５では、血液輸送層１１０８は保護層１１０２とメータ接触層１１１４の間に配置され、保護層１１０２の開口部１１０４の直ぐ下に配置されている。しかしながら、血液輸送層も開口部１１１８を有する。図２５に示す実施態様では、皮膚に開口を形成されるステップの間にランセットがメッシュのストランドの１つにぶつかる可能性はない。
【０１０８】図２６Ａに示すように、メータ接触層１１１４は２つの開口部１１１６及び１１２２を有する。血液輸送層１１０８は開口部１１１６からずれているが、開口部１１２２の直ぐ上にある。この実施態様では、ランセットは開口部１１１６を通過して皮膚に開口を形成する。この場合、幾つかのタイプの機械的デバイス、例えばばね、ソレノイド、ピボットまたは４棒リンクにより、多層素子は血液輸送層１１０８の少なくとも一部が皮膚に形成された開口の実質的にすぐ上にあるように十分な距離移動し、これにより、血液が血液輸送層１１０８に達するために移動するのに必要な距離が最小となると同時に切開作業の間にランセットがメッシュのストランドにぶつかる可能性が解消される。血液輸送層１１０８と直接整列されるメータ接触層の開口部１１２２は、血液の回収量を高めるべく真空を適用するために使用され得る。しかしながら、前記開口部は任意であり、他の実施態様では除くことができることに注目すべきである。例えば、メータ接触層に１つの開口部しか形成されていない図２６Ｂを参照されたい。
【０１０９】図２７では、血液輸送層１１０８は多層素子の一端１１２１に接している。図２７の実施態様では、半円形開口部１１０４を通過するランセットが切開作業中にメッシュのストランドにぶつかる可能性がある。皮膚に形成された開口から流れ出た血液は最小距離移動して血液輸送層１１０８に達する。或いは、ランセットで皮膚に開口を形成したら、多層素子を上記したように移動させて血液輸送層１１０８による血液の吸収を容易にすることができる。
【０１１０】検出層１１１０が化学的検出器（例えばバイオセンサー）または光学検出器（例えば、反射率検出器）からなることが好ましい。検出層１１１０は保護層１１０２またはメータ接触層１１１４のいずれかの上に支持されている。
【０１１１】電気化学的タイプの検出層には孔がないことが好ましい。光学的タイプの検出層は孔を有していることが好ましい。検出層が、該層が適用される保護層１１０２またはメータ接触層１１１４のいずれの層にも適合するように可撓性であることが好ましい。電子化学的タイプの検出層は透明でもそうでなくてもよい。光学的タイプの検出層は好ましくは反射性である。
【０１１２】検出層１１１０は、アナライトの濃度または存在を表示するために必要な化学反応に必要な試薬を含む。グルコースを監視する場合、前記試薬にはフェロセン、フェリシアニド、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ及びペルオキシダーゼが含まれるが、これらに限定されない。電気化学的タイプの検出層は好ましくは炭素、白金、金、パラジウム、塩化銀及び銀からなる群から選択される物質を含む。反射率タイプの検出層は好ましくは染料及び酵素からなる群から選択される物質を含む。
【０１１３】上記したように、典型的な検出層は支持体上に広がる第１コンダクタ及び第２コンダクタを含み、更にリードアウト回路に接続するための手段をも含む。液体血液サンプルと第１コンダクタと接して配置される活性電極には、液体血液サンプル中のアナライト化合物、例えばグルコースが関与する反応を触媒し得る酵素が付着している。電子は酵素触媒反応と第１コンダクタの間を移動して電流を発生する。参照電極は液体血液サンプルと第２コンダクタと接して配置される。
【０１１４】本発明の多層素子のための検出層の好ましい実施態様では、電子を移動させるために電子伝達物質、例えばフェロセンを活性電極付着物中に含めることができる。検出される化合物がグルコースのとき、酵素はグルコースオキシダーゼまたはグルコースデヒドロゲナーゼである。活性電極及び参照電極は保護層１１０２またはメータ接触層１１１４に施されるコーティングである。例えば、活性電極は、導電性化合物、酵素及び伝達物質を含むインクを印刷（例えば、スクリーン印刷）して形成され、参照電極も印刷（例えば、スクリーン印刷）して形成される。リードアウト回路を接続するための手段は保護層１１０２またはメータ接触層１１１４の一端に配置され、電極はその端部から離して配置される。前記実施態様の別の変形例は米国特許第５，６８２，８８４号明細書に記載されている。
【０１１５】メータ接触層１１１４はポリマー材料から製造されることが好ましい。メータ接触層を製造するのに適したポリマー材料の代表例にはアクリル酸モノマー単位、メタクリル酸モノマー単位、アクリレートモノマー単位、メタクリレートモノマー単位、塩化ビニルモノマー単位及びこれらの組み合わせを含むポリマーが含まれる。メータ接触層を製造するのに適した他のポリマー材料にはポリエステルが含まれる。メータ接触層の機能は以下の通りである：（１）その上に検出層１１１０を印刷する表面を提供する；
（２）多層素子の１つ以上の開口部とランセットを整列させる；
（３）多層素子の検出部分からの信号を読みとるために多層素子とメータとを接触させる；
（４）多層素子が容易に持ち上げられ、メータと接し得るように堅い層を提供し、光学的応答を測定する検出器の場合には光源及び検出層からのグルコース信号を読みとる手段を含むメータに接する表面を提供する。
【０１１６】メータ接触層１１１４の開口部１１１６は、ランセットが該開口部を通過して患者の皮膚に達するのに十分な大きさを有していなければならない。開口部１１１６が市販されているランセットを使用するのに十分な大きさを有していることが好ましい。市販されているランセットアセンブリによりどのようにランセットをランセットアセンブリのボデーの中心に正確に置くかが変わるので、メータ接触層１１１４の開口部１１１６はランセットが通過できるように十分大きいがメータ接触層の強度を損なうほど大きくないことが好ましい。通常、開口部１１１６の大きさは、メータ接触層１１１４の幅の１／２〜３／４以下である。
【０１１７】図２１Ａ及び２１Ｂに示したメータ接触層１１１４は開口部１１１６を有しているが、ランセットが保護層１１０２の開口部１１０４を通過する前にランセットがメータ接触層の端部にぶつかるのを避けるようにメータ接触層１１１４が十分トリミングされている限り、開口部１１１６を除くこともできるが、好ましくはない。この実施態様では、血液輸送層１１０８は開口部を有していても有していなくてもよい。
【０１１８】本発明の多層素子の層の寸法の適当な範囲を下表に示す。本発明の多層素子の層の寸法は下表に示す範囲に限定されると解釈すべきでない。
【０１１９】
【表２】
【０１２０】使用者の取り扱いが容易であり得るように多層素子が十分な剛性を有していることが好ましい。好ましい実施態様では、保護層１１０２及び／またはメータ接触層１１１４は、血液輸送層１１０８及び検出層１１１０を支持するのに十分な剛性を有する材料から製造される。後者の２つの層は十分可撓性であり、その剛性は最低であり得る。
【０１２１】多層素子の層の多孔率は層の配置及び機能に依存する。好ましくは、保護層１１０２及びメータ接触層１１１４は血液に対する壁またはチャンバを形成するために十分に非孔性である。好ましくは、血液輸送層１１０８は血液を該層を介して検出層１１１０に均一且つ迅速に流し得るために十分に多孔性である。検出層の多孔性は臨界的でなく、製造業者が選択するデザインによって多孔性もしくは非孔性であり得る。
【０１２２】血液輸送層１１０８の表面寸法（例えば長さ）は、電気化学的センサーの場合には検出層１１１０上の電気接触子１１１０ａがメータへの挿入を容易にすべく露出されるように検出層１１１０が印刷される層の表面寸法よりも小さいことが好ましい。
【０１２３】メータ接触層１１１４の表面寸法（例えば長さ）は、電気化学的センサーがメータ接触層１１１０上に印刷されている場合には電気接触子がメータへの挿入のために露出されるように保護層１１０２の表面寸法よりも大きいことが好ましい。測光検出を使用しない限りメータ接触層の不透明度は臨界的でない。
【０１２４】上記したように、図２８に示す任意のオーバーコート層１１２３は、血液の血液輸送層１１０８への流れを制限するために保護層１１０２とメータ接触層１１１４との間に介在させ得る。オーバーコート層は、もともと液状であるかまたはメッシュのすき間を貫通し得る材料を用いて製造され得る。好ましくは、この材料は疎水性の電気絶縁性インクである。好ましくは、この材料は血液輸送層（好ましくはメッシュの形態である）の周辺部分にスクリーン印刷され、これにより血液サンプルを血液輸送層と接する地点から検出層１１１０に移動させる適当な通路が取り囲まれ、規定される。オーバーコート層でメッシュ層を適所に保持し固定する方法の追加説明については米国特許第５，６２８，８９０号明細書を参照されたい。オーバーコート層１１２３及び血液輸送層１１０８は実質的に同一平面にある。本明細書中、用語「同一平面」とは、２つの材料の層の各々の少なくとも１つの表面が同じ平面に存在することを意味する。血液輸送層１１０８により血液はあらゆる方向に広がるので、上記層が実質的に同じ平面にあることが好ましい。血液が多層素子の望ましくない部分に広がるのを制限するために、オーバーコート層１１２３は流れる血液に対するバリアとして作用する。血液輸送層１１０８は、血液輸送層１１０８の端部をオーバーコート層１１２３にぴったりと埋め込むことによりメータ接触層１１１４に結合される。図２８に、任意のオーバーコート層１１２３の平面と血液輸送層１１０８の平面との関係を示す。明細書中、「実質的に同一平面」には、オーバーコート層１１２３の少なくとも１つの外表面と血液輸送層１１０８の少なくとも１つの外表面とが同じ平面にある状況及びオーバーコート層１１２３の少なくとも１つの外表面が血液輸送層１１０８の少なくとも１つの外表面をわずかに越えて延びている状況を含む。真の同一平面、すなわち前者の状況を達成することは、主に製造条件の理由で困難である。実質的に同一表面、すなわち後者の状況は実際の製造条件下で達成され得る。図２８に、起こり得るであろう製造結果を示す。しかしながら、抜き取られる血液の必要量をできるだけ少量とするためにオーバーコート層１１２３及び血液輸送層１１０８はできる限り真の同一平面に近づけることが好ましい。
【０１２５】多層素子の製造方法多層素子が大量生産されることが好ましいが、１つの多層素子を製造するためには以下の方法を使用することができる。
【０１２６】メータ接触層１１１４はシート状の形態で準備され得る。典型的な構造では、メータ接触層１１１４は塩化ビニルのシートであり得る。前記メータ接触層１１１４の上に検出層１１１０をスクリーン印刷することができる。検出層１１１０は、援用により本明細書に含まれるとする米国特許第４，５４５，３８２号明細書に記載されているタイプのバイオセンサーであり得る。好ましい実施態様では、検出層１１１０の電極は、グルコースと反応する生物学的に活性な物質、好ましくはグルコースオキシダーゼまたはグルコースデヒドロゲナーゼ、及びグルコースと生物学的に活性な物質との反応により生ずる電気信号をメータ中の電気コネクタに運ぶ導電性物質、好ましくは炭素を含む。電気信号の発生は、仲介物質として公知の電気信号を高める化合物により促進され得る。「グルコースの電流測定のためのフェロセン仲介酵素電極(Ferrocene-Mediated Enzyme Electrode for Amperometric Determination of Glucose)」、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．５６，６６７−６７１（１９８４）を参照されたい。電気回路は、参照または対電極と称される少なくとも１つの他の導電性材料、好ましくは塩化銀で製造することができる。
【０１２７】次いで、血液輸送層１１０８を、検出層１１１０と流体連通するような位置に配置する。次いで、保護層１１０２はホットメルト接着剤を用いて血液輸送層に接着され得る。
【０１２８】操作多層素子の構成成分を詳細に例示する図２１Ａ及び２１Ｂ、並びに血液サンプル中のアナライトの存在または量を検出するために本発明の装置を使用するために多層素子をどのように操作するかを示す図２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ及び２９Ｄを参照すると、多層素子１１００は血液採取装置のランセットストップ１１２４とノーズピースアセンブリ１１２６との間に配置されている。ノーズピースアセンブリ１１２６はノーズピース１１２７及びシール１１２８からなる。保護層１１０２の開口部１１０４とメータ接触層１１１４の開口部１１１６は切開アセンブリ１１３１のランセット１１３０と整列している。血液採取装置のノーズピースアセンブリ１１２６のシール１１２８を皮膚“Ｓ”に対して置く。図２９Ａは真空を適用する前の装置を示す。図２９Ｂは真空の適用後、皮膚を伸張して多層素子の保護層１１０２に接触するまで引き込んだ後の装置を示す。真空を、血液をノーズピース１１２７に引き込まれた皮膚内に貯留させるに十分な時間適用する。次いで、切開アセンブリを始動させ、ランセット１１３０をランセットストップ１１２４の開口部１１３２及び多層素子の開口部（図２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ及び２９Ｄにファントム画法で示し、図２１Ａ及び２１Ｂに図番１１０４、１１１６で示す）を通過させる。その後、ランセットは皮膚を穿通し、皮膚に開口を形成する。図２９Ｃを参照されたい。その後、ランセットを引込めると、皮膚に非閉塞開口が形成される。血液“Ｂ”は真空の補助で皮膚の開口から流れ出、血液輸送層１１０８と接し、血液輸送層に沿って流れ、検出層１１１０に達する。図２９Ｄ参照。検出層の表面で化学反応が起こる。化学反応の結果は検出層１１１０の電気接触子１１１０ａで読みとることができる。多層素子が満たされると、真空を解放し、皮膚はノーズピースから離れて行く。
【０１２９】電気化学センサーの場合、センサー、すなわち検出層１１１０を例えば電気コネクタを挿入することによりメータ（図示せず）と電気的に接触させなければならないため、メータ接触層１１１４はメータと物理的に接触していなければならない。メータ接触層は、ランセットをメータ接触層の開口部１１１６と適正に整列させるために多層素子をメータと物理的に整列するためにも機能することができる。反射率ストリップの場合、メータ接触層は、光源とメータの検出器が反射率ストリップと整列し、多層素子をメータと物理的に整列してランセットがメータ接触層の開口部１１１６と適正に整列するようにメータに載置されなければならない。
【０１３０】好ましくはないが、血液輸送層を除いた作動可能な多層素子を提供することもできる。血液輸送層を除くためには、血液が毛細管作用によりメータ接触層と保護層の間を通って検出層に流れることができるように両層を配置しなければならない。毛細管作用による流れを含む１つの実施態様では、保護層の外表面と対向するメータ接触層の外表面及びメータ接触層の外表面と対向する保護層の外表面は本質的に親水性でなければならない。前記外表面の少なくとも一方、好ましくは両方が親水性材料から製造され得るか、または例えば界面活性剤のような親水性材料をコートすることもできる。これらの層の親水性により、抜き取られた血液をメータ接触層と保護層との間の空間から検出層に流れる。従って、血液輸送層を除くことができる。この実施態様では、メータ接触層は、メータ接触層と保護層との間に毛細管チャネルが形成され得るような十分の長さを有していなければならない。よって、保護層がランセットが通過し得る開口部を必要とするほどの長さを有しているならば、メータ接触層もランセットが通過し得る開口部を必要とするほどの長さを有していることが好ましい。毛細管チャネルは実際オーバーコート層を用いて形成され、これにより毛細管の幅の空間がメータ接触層と保護層との間に形成され得る。
【０１３１】本発明の多層素子を用いると、血液が非常に効率よく回収することができる。回収効率が向上すると、分析目的で血液を採取するのに要する時間が短縮される。
【０１３２】図５〜１０及び４３〜４６に、本発明の装置の各種代替実施態様を示す。図５では、血液抜き取りデバイス１００はハウジング１０２を含む。ハウジング１０２は受容部１０２ａと突出部１０２ｂの２つの部分に分かれている。ガスケット１０４が、ハウジング１０２の部分１０２ａ及び１０２ｂをシールし、受容部１０２ａを突出部１０２ｂから離すために設けられている。受容部１０２ａは、摩擦により突出部１０２ｂとしっかりと嵌合する。突出要素１０２ｃ及びｄは、突出部１０２ｂを受容部１０２ａに案内するために使用される。ハウジング１０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ１０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設置されている。スイッチ１０９は電子機器を動作状態にするために設けられている。真空ポンプは排気管（図示せず）により切開アセンブリ１０８に接続されている。チェック弁（図示せず）が真空ポンプと切開アセンブリ１０８との間に設置されている。
【０１３３】サンプルを採取する間、受容部１０２ａ及び突出部１０２ｂは相互にしっかりと嵌合している。皮膚と接触させるデバイス１００のハウジング１０２の受容部１０２ａの部分はシール１１０を備えている。シール１１０により、受容部１０２ａの開口部１１２が包囲されている。受容部１０２ａの開口部１１２により、グルコース検出器１１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバと皮膚表面との間は連通している。使用時、デバイス１００は、切開アセンブリ１０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置される。血液サンプルを採取するために、デバイス１００のハウジング１０２の受容部１０２ａが皮膚に対して置かれ、シール１１０により満足な真空が生じ得る。スイッチ１０９を通常押すことにより入れると、電子機器が動作状態となり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シール１１０により取り囲まれた皮膚が充血するようになる。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部１１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ１０８を発射して、開口部１１２まで持ち上げられ、充血している皮膚にランセット１１６を穿通させる。ランセット１１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット１１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１３４】図５に示す実施態様では、グルコース検出器１１４はハウジング１０２の突出部１０２ｂのスロット１１８に挿入されている。ハウジング１０２の受容部１０２ａにより、グルコース検出器１１４はテストのための適所に移動する。グルコース検出器１１４から得られた結果は、スクリーン１２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。受容部１０２ａは、ランセット１１６またはグルコース検出器１１４を取替えるときには突出部１０２ｂから離される。血液サンプルを採取する過程では受容部１０２ａは突出部１０２ｂにしっかりと嵌合している。
【０１３５】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、排気管、チェック弁、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１３６】図６において、血液抜き取りデバイス２００はハウジング２０２を含む。ハウジング２０２はドア部２０２ａを含み、このドア部２０２ａはハウジング２０２の残りの部分２０２ｂにヒンジ２０６により取付けられている。ドア部２０２ａが閉じているときにハウジング２０２をシールするためにガスケット２０７が設けられている。ドア部２０２ａは、ヒンジ２０６の周りを回動させることにより閉じることができる。ドア部２０２ａが閉じているとき、ドア部２０２ａの凸部２０２ｃはハウジング２０２の残りの部分２０２ｂの凹部２０２ｄに適正に嵌合している。ドア部２０２ａの残りの端部はハウジング２０２の残りの部分２０２ｂの残りの端部に対してしっかり取付けられている。ハウジング２０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ２０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設けられている。スイッチ（図示せず）が電子機器を動作状態にするために設けられている。真空ポンプは、排気管（図示せず）により切開アセンブリ２０８に接続している。チェック弁（図示せず）は真空ポンプと切開アセンブリ２０８との間に設置されている。
【０１３７】サンプルを採取する間ドア部２０２ａは閉じる。皮膚と接触させるデバイス２００のハウジング２０２のドア部２０２ａの部分にシール（図示せず）が備えられている。このシールがドア部２０２ａの開口部２１２を包囲している。ドア部分２０２ａの開口部２１２により、皮膚表面とグルコース検出器２１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとの間は連通している。使用時、デバイス２００を、切開アセンブリ２０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置する。血液サンプルを採取するために、デバイス２００のハウジング２０２のドア部２０２ａを皮膚に対して置き、これによりシールにより満足な真空が生じ得る。スイッチを通常押すことにより入れると、電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シールで取り囲まれた皮膚が充血するようになる。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部２１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ２０８を発射して、開口部２１２まで持ち上げられ、充血している皮膚にランセット２１６を穿通させる。ランセット２１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット２１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１３８】図６に示す実施態様では、グルコース検出器２１４がハウジング２０２のスロット２１８ａ及び２１８ｂに挿入されている。グルコース検出器２１４から得られた結果は、スクリーン２２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。ドア部２０２ａは、ランセット２１６またはグルコース検出器２１４を取替えるときには開かれる。血液サンプルを採取する過程ではドア部２０２ａは閉じられている。
【０１３９】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、スイッチ、排気管、チェック弁、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１４０】図７において、血液抜き取りデバイス３００はハウジング３０２を含む。ハウジング３０２はドア部３０２ａを含み、このドア部３０２ａはハウジング３０２の残りの部分３０２ｂにヒンジ３０６により取付けられている。ドア部３０２ａが閉じているときにハウジング３０２をシールするためにガスケット３０７が設けられている。ドア部３０２ａは、ヒンジ３０６の周りを回動させることにより閉じることができる。ドア部３０２ａが閉じているとき、ドア部３０２ａの凸部３０２ｃはハウジング３０２の残りの部分３０２ｂの凹部３０２ｄに適正に嵌合している。ドア部３０２ａの残りの端部はハウジング３０２の残りの部分３０２ｂの残りの端部に対してしっかり取付けられている。ハウジング３０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ３０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設けられている。スイッチ（図示せず）が電子機器を動作状態にするために設けられている。真空ポンプは、排気管（図示せず）により切開アセンブリ３０８に接続している。チェック弁（図示せず）が真空ポンプと切開アセンブリ３０８との間に設置されている。
【０１４１】サンプルを採取する間ドア部３０２ａは閉じる。皮膚と接触させるデバイス３００のハウジング３０２のドア部３０２ａの部分にシール（図示せず）が備えられている。このシールがドア部３０２ａの開口部３１２を包囲している。ドア部３０２ａの開口部３１２により、皮膚表面とグルコース検出器３１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとの間が連通している。使用時、デバイス３００は、切開アセンブリ３０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置される。血液サンプルを採取するために、デバイス３００のハウジング３０２のドア部３０２ａが皮膚に対して置かれ、これによりシールにより満足な真空が生じ得る。スイッチを通常は押すことにより入れると、電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シールで取り囲まれた皮膚が充血する。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部３１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ３０８を発射して、開口部３１２まで持ち上げられ、血液が充血している皮膚にランセット３１６を穿通させる。ランセット３１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット３１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１４２】図７に示す実施態様では、グルコース検出器３１４がハウジング３０２のスロット３１８に挿入されている。グルコース検出器３１４から得られた結果は、スクリーン３２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。図７には電子機器のためのコネクション３２２が示されている。ドア部３０２ａは、ランセット３１６またはグルコース検出器３１４を取替えるときには開かれる。血液サンプルを採取する過程ではドア部３０２ａは閉じられている。
【０１４３】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、スイッチ、排気管、チェック弁、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１４４】図８において、血液抜き取りデバイス４００はハウジング４０２を含む。ハウジング４０２はドア部４０２ａを含み、このドア部４０２ａはハウジング４０２の残りの部分４０２ｂにヒンジ４０６により取付けられている。ドア部４０２ａが閉じているときにハウジング４０２をシールするためにガスケット４０７が設けられている。ドア部４０２ａは、ヒンジ４０６の周りを回動させることにより閉じることができる。ドア部４０２ａが閉じいるとき、ドア部４０２ａの凸部４０２ｃ及び４０２ｄはそれぞれハウジング４０２の残りの部分４０２ｂの凹部４０２ｅ及び４０２ｆに適正に嵌合している。ドア部４０２ａの残りの端部はハウジング４０２の残りの部分４０２ｂの残りの端部に対してしっかり取付けられている。ハウジング４０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ４０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設けられている。スイッチ４０９が電子機器を動作状態にするために設けられている。真空ポンプは、排気管（図示せず）により切開アセンブリ４０８に接続している。チェック弁（図示せず）は真空ポンプと切開アセンブリ４０８との間に設置されている。
【０１４５】サンプルを採取する間ドア部４０２ａは閉じる。皮膚と接触させるデバイス４００のハウジング４０２のドア部４０２ａの部分にシール（図示せず）が備えられている。このシールがドア部４０２ａの開口部４１２を包囲している。ドア部４０２ａの開口部４１２により、皮膚表面とグルコース検出器４１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとの間は連通している。使用時、デバイス４００は、切開アセンブリ４０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置される。血液サンプルを採取するために、デバイス４００のハウジング４０２のドア部４０２ａが皮膚に対して置かれ、これによりシールにより満足な真空が生じ得る。スイッチ４０９を通常は押すことにより入れると、電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シールで取り囲まれた皮膚が充血する。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部４１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ４０８を発射して、開口部４１２まで持ち上げられ、血液が充満している皮膚にランセット４１６を穿通させる。ランセット４１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット４１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１４６】図８に示す実施態様では、グルコース検出器４１４がハウジング４０２のスロット４１８に挿入されている。この実施態様では、グルコース検出器４１４はその挿入及び取替えを単純にするために２つの位置の間を９０゜回転させることができる。グルコース検出器４１４から得られた結果は、スクリーン４２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。ドア部４０２ａは、ランセット４１６またはグルコース検出器４１４を取替えるときには開かれる。血液サンプルを採取する過程の間ドア部４０２ａは閉じられている。
【０１４７】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、スイッチ、排気管、チェック弁、シール、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１４８】図９において、血液抜き取りデバイス５００はハウジング５０２を含む。ハウジング５０２はカバー部５０２ａを含み、このカバー部５０２ａはハウジング５０２の残りの部分５０２ｂにヒンジ５０６により取付けられている。カバー部５０２ａが閉じているときにハウジング５０２をシールするためにガスケット５０７が設けられている。カバー部５０２ａは、ヒンジ５０６の周りを回動させることにより閉じることができる。カバー部５０２ａが閉じているとき、カバー部５０２ａの端部５０２ｃはハウジング５０２の残りの部分５０２ｂの端部５０２ｄに対してしっかり取付けられている。ハウジング５０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ５０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設けられている。スイッチ（図示せず）が電子機器を動作状態とするために設けられている。真空ポンプは、排気管（図示せず）により切開アセンブリ５０８に接続している。チェック弁（図示せず）は真空ポンプと切開アセンブリ５０８との間に設置されている。
【０１４９】サンプルを採取する間カバー部５０２ａは閉じる。皮膚と接触させるデバイス５００のハウジング５０２のカバー部５０２ａにシール５１１が備えられている。このシール５１１がカバー部５０２ａの開口部５１２を包囲している。カバー部５０２ａの開口部５１２により、皮膚表面とグルコース検出器５１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとの間は連通している。使用時、デバイス５００は、切開アセンブリ５０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置される。血液サンプルを採取するために、デバイス５００のハウジング５０２のカバー部５０２ａが皮膚に対して置かれ、これによりシールにより満足な真空が生じ得る。スイッチを通常は押すことにより入れると、電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シールで取り囲まれた皮膚が充血する。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部５１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ５０８を発射して、開口部５１２まで持ち上げられ、充血している皮膚にランセット５１６を穿通させる。ランセット５１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット５１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１５０】図９に示す実施態様では、グルコース検出器５１４がハウジング５０２のスロット５１８に挿入されている。グルコース検出器５１４から得られた結果は、スクリーン５２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。カバー部５０２ａは、ランセット５１６またはグルコース検出器５１４を取替えるときには開かれる。血液サンプルを採取する過程の間カバー部５０２ａは閉じられている。
【０１５１】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、スイッチ、排気管、チェック弁、シール、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１５２】図１０において、血液抜き取りデバイス６００はハウジング６０２を含む。ハウジング６０２はカバー部６０２ａを含み、このカバー部６０２ａはハウジング６０２の残りの部分６０２ｂにヒンジ６０６により取付けられている。カバー部６０２ａが閉じているときにハウジング６０２をシールするためにガスケット６０７が設けられている。カバー部６０２ａは、ヒンジ６０６の周りを回動させることにより閉じることができる。カバー部６０２ａが閉じているとき、カバー部６０２ａの端部６０２ｃはハウジング６０２の残りの部分６０２ｂの端部６０２ｄに対してしっかり取付けられている。ハウジング６０２には、真空ポンプ（図示せず）、切開アセンブリ６０８、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設けられている。スイッチ６０９が電子機器を動作状態にするために設けられている。真空ポンプは、排気管（図示せず）により切開アセンブリ６０８に接続している。チェック弁（図示せず）は真空ポンプと切開アセンブリ６０８との間に設置されている。
【０１５３】サンプルを採取する間カバー部６０２ａは閉じる。皮膚と接触するデバイス６００のハウジング６０２のカバー部６０２ａにシール６１１が備えられている。このシール６１１がカバー部６０２ａの開口部６１２を包囲している。カバー部６０２ａの開口部６１２により、皮膚表面とグルコース検出器６１４（ここではストリップの形態で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとの間は連通している。使用時、デバイス６００は、切開アセンブリ６０８がサンプルを採取する皮膚の表面上の領域の上に置かれるように配置される。血液サンプルを採取するために、デバイス６００のハウジング６０２のカバー部６０２ａが皮膚に対して置かれ、これによりシールにより満足な真空が生じ得る。スイッチを通常は押すことにより入れると、電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。次いで、真空ポンプにより吸引作用が生ずる。真空ポンプの吸引作用により、シールで取り囲まれた皮膚が充血する。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、開口部６１２まで持ち上げる。通常電子機器のプログラマにより予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ６０８を発射して、開口部６１２まで持ち上げられ、充血している皮膚にランセット６１６を穿通させる。ランセット６１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット６１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を用いて発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１、２、３及び４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１５４】図１０に示す実施態様では、グルコース検出器６１４がハウジング６０２のスロット６１８に挿入されている。グルコース検出器６１４から得られた結果は、スクリーン６２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。カバー部６０２ａは、ランセット６１６またはグルコース検出器６１４を取替えるときには開かれる。血液サンプルを採取する過程の間カバー部６０２ａは閉じられている。
【０１５５】真空ポンプ、バッテリ、電子機器、スイッチ、排気管、チェック弁、シール、ソレノイド弁及び真空作動式ピストンの相対位置は、図１及び２に示す実施態様に記載した対応する構成部分の相対位置と実質的に同一である。
【０１５６】本発明の別の実施態様を示す図４３Ａ〜４３Ｃを参照すると、血液抜き取りデバイス７００は、内部カバー部７０２ａ（図４３Ａには開いた位置、図４３Ｂには閉じた位置で示されている）、ドア部７０２ｂ（図４３Ａ及び４３Ｂには開いた位置、図４３Ｃには閉じた位置で示されている）、及びボデー部７０２ｃを有するハウジング７０２を含む。ヒンジ７０５の形態の取付け具により内部カバー部７０２ａを突出部７０３を介してボデー部７０２ｃ上に配置することが有利である。或いは、内部カバー部７０２ａを摩擦嵌合、デテント（図示せず）、またはヒンジ７０５、摩擦嵌合及びデテントの組み合わせによりボデー部７０２ｃに取付けることができる。ヒンジ７０５を使用するときには、ヒンジ７０５は内部カバー部７０２ａを開いたもしくは閉じた位置に維持すべくバイアスされるばねであり得る。内部カバー部７０２ａを所望により開いたもしくは閉じた位置に維持するために、デテント（図示せず）は突出部７０３上の突出要素（図示せず）と係合すべく内部カバー部７０２ａ上にもしくはその逆に設置することができる。図４３Ａ〜４３Ｃに示す実施態様ではヒンジ７０５が設けられているが、内部カバー部７０２ａをボデー部７０２ｃに取付け、開いた位置と閉じた位置の間で交替させることができる他の取付け具またはその組み合わせも許容できる。ドア部７０２ｂは、ハウジング７０２のボデー部７０２ｃにヒンジ７０６により取付ける。或いは、ドア部７０２ｂを摩擦嵌合、デテント（図示せず）、またはヒンジ７０６、摩擦嵌合及びデテントの組み合わせによりボデー部７０２ｃに取付けることができる。ヒンジ７０６を使用するときには、ヒンジ７０６はドア部７０２ｂを開いたもしくは閉じた位置に維持すべくバイアスされるばねであり得る。ドア部７０２ｂを所望により開いたもしくは閉じた位置に維持するために、デテント（図示せず）はボデー部７０２ｃ上の突出部（図示せず）と係合すべくドア部７０２ｂ上にもしくはその逆に設置することができる。図４３Ａ〜４３Ｃに示す実施態様ではヒンジ７０６が設けられているが、ドア部７０２ｂをボデー部７０２ｃに取付け、開いた位置と閉じた位置の間で交替させることができる他の取付け具またはその組み合わせも許容できる。内部カバー部７０２ａ及びドア部７０２ｂが閉じているときにハウジング７０２をシールするためにガスケットまたは他のシール装置を設ける。更に、デバイス７００の使用時にドア部７０２ｂが突然開くのを防止するためにラッチ機構（図示せず）を設けてもよい。通常、ラッチ機構によりドア部７０２ｂはボデー部７０２ｃに固定係合される。
【０１５７】以下の説明のために、ハウジング７０２には、真空ポンプ（図示せず）、通常成形プラスチックピース７３０を含み、ここにランセット７１６が固定されるているランセットアセンブリ７０８、ランセットアセンブリ７０８が挿入される切開アセンブリ（図示せず）、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が配置されている。スイッチ７０９により、図３に示すような形態をとり得る電子機器が動作状態になる。真空ポンプは、ドア部７０２ｂが閉じた位置にあるときドア部７０２ｂで包囲される容積と排気管（図示せず）により連通している。場合により、チェック弁（図示せず）を排気管の、ドア部７０２ｂが閉じた位置にあるときドア部７０２ｂで包囲される容積と真空ポンプとの間に配置してもよい。
【０１５８】サンプルを採取する間シールを形成するために内部カバー部７０２ａ及びドア部７０２ｂはボデー部７０２ｃと共に閉じられている。このシールは、ドア部７０２ｂが閉じた位置にあるときに十分な真空がドア部７０２ｂで包囲される容積から空気を除去して得られるように十分ぴったりしていなければならない。
【０１５９】内部カバー部７０２ａが閉じられているとき、ランセット７１６は内部カバー部７０２ａで完全に包囲されており、よって被検者がランセット７１６と突発的に接触することが避けられる。内部カバー部７０２ａは開口部７１３（図４３Ｂ）を含んでおり、後記するようにランセット７１６は該開口部を通って進んで皮膚と接触する。開口部７１３は円形、楕円形または他の形であり得る。内部カバー部７０２ａは、開口部７１３の全部もしくは一部を囲む内部カバー部７０２ａの内部上に肩部（図示せず）を含んでいてもよい。肩部を含むことが好ましいが、その場合肩部はランセットアセンブリ７０８が肩部を越えて進むのを停止させ、ランセットが皮膚に所望する以上進入するのを防止する。好ましい皮膚への切開深さは通常約０．５ｍｍ〜約３ｍｍである。
【０１６０】皮膚と接触させるハウジング７０２のドア部７０２ｂの部分にはシールが備えられている（図４３Ｃ）。シール７１１は、内部カバー部７０２ａ及びドア部７０２ｂの両方が閉じた位置にあるとき内部カバー部７０２ａの開口部７１３と整列するドア部７０２ｂの開口部を包囲している。開口部は円形、楕円、長方形または他の形であり得る。ドア部７０２ｂの開口部７１２により、皮膚表面とストリップの形態をとり得る流体コレクタ（ここではグルコース検出器７１４（図４３Ｂ）の形で示されている）に隣接する血液抜き取りチャンバとは連通する。別のタイプの流体コレクタを使用することができ、当業者が認識しているように１つ以上の流体コレクタが含まれるように本発明の実施態様を容易に改変することができる。好ましくは、図４３Ａ〜図４３Ｃに示す実施態様で使用されているグルコース検出器７１４は、ランセット７１６を通過させるためにグルコース検出器７１４のほぼ真ん中に開口部７１５を含んでいる。開口部７１５は開口部７１２、７１３及びランセット７１６と整列していることが好ましい。開口部７１５をメッシュでカバーしてもよい。
【０１６１】使用時、切開アセンブリが流体サンプルを採取する皮膚表面に対してほぼ垂直になるようにランセットアセンブリを該皮膚表面上の領域の上に置くようにデバイス７００が配置される。血液サンプルを採取するために、ハウジング７０２のドア部７０２ｂを皮膚に対して置き、これにより開口部７１２を包囲するシール７１１により十分な真空が生ずる。スイッチを通常は押すことにより入れると、図３に示し、上記したような電子機器が動作状態になり、真空ポンプが動き始める。真空ポンプの作用により、ドア部７０２ｂが閉じた位置にあるときドア部７０２ｂが包囲している容積から空気が引き抜かれ、シール７１１で取り囲まれている皮膚が開口部７１２に対して引き上げられる。この結果、皮膚が充血するようになる。皮膚を充血させるには、皮膚を伸張し、ドア部７０２ｂの開口部７１２まで持ち上げる。
【０１６２】通常プログラムを組み込んだ電子機器より予め設定される適当な時間経過後、切開アセンブリ６０８を発射して、ランセット７１６をドア部７０２ｂの開口部７１２に引き上げられた皮膚に穿通させる。ランセット６１６は好ましくは自動的に、真空作動式ピストン（図示せず）によりランセット６１６を発射させるソレノイド弁（図示せず）を作動状態にすることにより発射される。血液サンプルの回収に関する方法の残りのステップは、図１〜４に示した実施態様において記載したステップと実質的に同一である。
【０１６３】図４３Ａ〜４３Ｃに示す実施態様では、グルコース検出器７１４はハウジング７０２の突出部７０３のスロット７１８に挿入されている。グルコース検出器７１４は、スロット７１８内に配置される１つ以上の電気接触子（図示せず）に係合するスロット７１８に挿入される端部上に１つ以上の電気接触子（図示せず）を含む。図４３Ａ〜４３Ｃに示す実施態様において、試験終了時にグルコース検出器７１４を容易に且つきれいに取外すことができる角度でグルコース検出器７１４をスロット７１８に置くようにスロット７１８は設計され得る。或いは、スロット７１８は、内部カバー部７０２ａが閉じた位置にあるときにグルコース検出器７１４が内部カバー部７０２ａの上面と実質的に平行にスロット７１８中に置かれるように設計され得る。グルコース検出器７１４がランセット７１６と適正に整列するようにグルコース検出器７１４を整列させるために内部カバー部７０２ａの外側に整列チャネル７１９ａ及び７１９ｂが設けられ得る。ドア部７０２ｂが閉じられているときにグルコース検出器７１４がランセット７１６上に整列するのを補助するためにドア部７０２ｂの内部に整列要素を設けてもよい。血液サンプルを採取する間内部カバー部７０２ａ及びドア部７０２ｂは閉じられている。
【０１６４】ランセット７１６を皮膚に穿刺し、引込めたら、血液を真空の補助でグルコース検出器７１４に引き抜く。十分量の血液が回収されたら、グルコース検出器は信号を発生し、これにより真空ポンプの作動が停止し、真空が例えば電子コントロール弁により解放される。或いは、予め設定した時間間隔後、真空ポンプを停止させてもよい。次いで、血液回収デバイス７００をヒトの皮膚から取り外す。その後、グルコース検出器は、グルコースレベルを表示する上記したような信号を発生し、その信号は電気回路を介して血液回収デバイス７００に収容されている電子機器に送られる。上記したように電子機器により信号は処理され、グルコース検出器７１４から得られた結果はスクリーン７２０、通常は一般的な液晶デジタルディスプレー上に表示され得る。他の表示方法を使用することもできる。
【０１６５】測定が完了したら、ドア部７０２ｂを開いて、グルコース検出器７１４を取替えることができる。ランセット７１６を取替えたいときには、上記したようにドア部７２ｂと内部カバー部７０２ａの両方が開かれる。ランセット７１６及びグルコース検出器７１４は使用直後、使用直前に取替えることができ、また他のいつでも取替えることができる。
【０１６６】本発明の別の実施態様を示す図４４Ａ及び４４Ｂを参照すると、血液抜き取りデバイス８００はハウジング８０２を含む。ハウジング８０２は、ヒンジ８０６の形態の取付け具によりハウジング８０２のボデー部８０２ｂに取付けられるドア部８０２ａ（図４４Ａには開いた位置、図４４Ｂには閉じた位置で示されている）を含む。或いは、ドア部８０２ａを摩擦嵌合、デテント（図示せず）、またはヒンジ８０６、摩擦嵌合及びデテントの組み合わせによりボデー部８０２ｂに取付けることができる。ヒンジ８０６を使用するときには、ヒンジ８０６はドア部８０２ａを開いたもしくは閉じた位置に維持すべくバイアスされるばねであり得る。ドア部８０２ａを所望により開いたもしくは閉じた位置に維持するために、デテント（図示せず）はボデー部８０２ｂ上の突出部（図示せず）と係合すべくドア部８０２ａ上にもしくはその逆に設置することができる。図４４Ａ及び４４Ｂに示す実施態様ではヒンジ８０６が設けられているが、ドア部８０２ａをボデー部８０２ｂに取付け、開いた位置と閉じた位置の間で交替させることができる他の取付け具またはその組み合わせも許容できる。図４４Ａ及び４４Ｂに示すようにヒンジ８０６をボデー部８０２ｂ上に配置してもよく、或いはボデー部８０２ｂの一方の側に配置することもできる。ドア部８０２ａが閉じているときにハウジング８０２をシールするためにガスケットまたは他のシール装置が設けられている。更に、血液採取デバイス８００の使用時にドア部８０２ａが突然開くのを防止するためにラッチ装置（図示せず）を設けてもよい。通常、ラッチ装置によりドア部８０２ａはボデー部８０２ｂに固定嵌合される。
【０１６７】ハウジング８０２内には、真空ポンプ（図示せず）、通常成形プラスチックピース８３０を含み、ここにランセット８１６が固定されているランセットアセンブリ８０８、ランセットアセンブリ８０８が挿入される切開アセンブリ（図示せず）、バッテリ（図示せず）及び電子機器（図示せず）が設置されている。スイッチ８０９（図４４Ｂ）が図３に示すような形態をとり得る電子機器を作動状態にするために設けられている。真空ポンプは、ドア部８０２ａが閉じた位置にあるときドア部８０２ａで包囲される容積と排気管（図示せず）により連通している。場合により、チェック弁（図示せず）を排気管の、ドア部８０２ａが閉じた位置にあるときドア部８０２ａで包囲される容積と真空ポンプとの間に配置してもよい。
【０１� | |