JP4331959B2 - 血管注射補助装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療従事者が血管注射を行う際、血管の走行を明らかにし術者が手技を行う際の補助となる血管注射補助装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、医療過誤防止が訴えられる中、医療従事者の手技は低下している。とりわけ、血管注射は日常的に行われる手技であるが、これは熟練を要する手技であって、特に穿刺する対象の血管を視認することが困難な場合が多い。このような場合は、触覚による血管の位置確認と、術者の経験と勘により手技が行われている。ところが、患者によっては血管の位置を確認することが難しい場合があり、そのような場合は穿刺した注射針が血管をとらえられないことがある。緊急を要する手技の場合、穿刺のミスは治療の遅れにつながり、治療効果に重大な影響を及ぼす場合がある。さほど急を要さない場合であっても、穿刺した注射針が血管をとらえられない場合は穿刺を繰り返すこととなり、患者に必要以上の苦痛を与えることになる。また、こうした場合は、穿刺による副作用のリスクが増大する。また、注射する薬剤によっては、誤って血管外へ注射されると重大な副作用を生じる場合がある。従来、医療従事者はこのような医療過誤を減らすべく、多くの失敗を重ねながら経験を積み、少しずつ手技を身につけてきた。
【0003】
そこで医療従事者が血管注射を行う際の血管注射補助装置として、例えば特許文献1には生物学的組織からの電磁反射波の検出方法と装置であって、ヘルメット装着型撮像装置が開示されている。しかしながら、この装置を一般的な注射などの手技に用いる場合、(A)長時間の運用には外部電源が欠かせないが、外部電源とつながれた装置が体から容易に取り外せないため、医療従事者の行動を著しく制限するおそれがある。(B)また、ヘルメット装着型撮像装置は視野が狭いため手元や足元が見えにくく、さらに装着者自身からは見えない部分に突起部などが多いため、周りの人やものにぶつかりやすくなる。(C)また装置自体の重量や装着具そのものの装着時の圧力等により、長時間の装着は医療従事者にとって大きな負担となる。(D)また、ヘルメットを装着した観察者は、対象を電気的に処理した映像として捉えているため、肉眼で検知可能な重要な情報を認識できない等実用上の課題がある。
特許文献2には血管の視認方法及び視認装置の発明が開示されている。
この発明は、可視光線の700-800nmの光を対象へあて、血管とそれ以外の部分との反射率の差により血管が黒く見える旨が記載されているが、現実にこの波長の光はほぼ赤外線の領域でありこれを肉眼で捉えることは困難である。可視光の長波長側で赤外線付近のものは赤色として肉眼によりかすかに認識されるが、肉眼の感度は極めて鈍く、見かけ上きわめて暗いため血管のある部分とそれ以外の部分のコントラストが極めてあいまいになってしまうおそれがある。また、この波長の光を肉眼で利用するためには、この波長以外の光が見えてしまうことがノイズとなるためこの波長以外の可視光を遮断しなければならず、医療現場を暗黒にする必要があり、700-800nmの光を頼りに手技を行うことを余儀なくされる。これは、現実には手探りで手技を行うことに等しく実用上に大きな問題がある。
特許文献3に開示されている「静脈検出装置」は、波長が890nmである光あるいはこの波長を含む光を静脈にあて、この波長を透過するフィルターを通して目視観察すると、皮下静脈の存在部位はより暗く見える旨が記載されている。しかしながら、波長が890nmの光は赤外線であり肉眼で捉えることは不可能である。当該フィルターが890nmの光線だけを通過させるならば、施術者はフィルターを透して何も見ることができない。したがって、この発明の実用化は不可能と考える。
特許文献4には赤外線検出器によって得られたホットスポットを血管とみなし、顔料または点光源によってその位置を示す装置と方法が開示されている。血管表示手段として点光源のLEDが使用されているが、点では血管の走行を表現できず、血管の走行に合わせて注射針を穿刺することができない。当該装置では現実に血管への注射針の穿刺が容易になるとは考えられない。
また特許文献4には、血管検出手段として近赤外線領域の反射波を利用する点及び血管画像を表示できる表示装置を利用する点については何ら開示ないし示唆されていない。
特許文献5には2種類の波長の可視光線から2種類の観察像を得て、これらを演算処理することによって血管像を得る方法が開示されている。この文献に記載の発明は血管への注射針の穿刺をヒト(術者)ではなく、機械が行うことを前提に設計されており、単一光線を使用して血管透視を行う手段及び光線の波長に近赤外線を使用する点については何ら開示ないし示唆されていない。
特許文献6にはLED等の発光部から600〜960nmの波長の光を対組織に照射し、その反射波を受光部で受光し、その反射波の強さがあらかじめ測定部に入力された値(閾値)より低い場合にそれを観察者に知らせることによって、血管の位置を特定する装置(血管センサ)が開示されている。
特許文献6は、赤色光から近赤外線域の光線を利用する旨が記載されているが、血管透視を行う手段に近赤外線のみを利用する点及び血管画像の表示装置については何ら記載ないし示唆されていない。
また光源の末端に球状レンズ(一般に焦点距離が短い)を配置しているため、対象に極端に近づくか密着させる必要があり、穿刺する対象を汚染するおそれがある。また装置を利用しているあいだは装置が邪魔で穿刺できない等の課題が指摘され、実用的な設計ではない。
特許文献7には700〜2000nmの光を出す発光手段の両脇に2つの受光手段を備え、これらの受光手段が受け取る光の強さの差を表示する手段を備えたカーソルを対向させて二組備えた静脈探査装置が開示されている。この発明では血管がそれぞれのカーソルの真下あるいは左右にずれた位置にあること知ることによって、カーソル間の血管の走行を推察することができる旨が記載されている。この血管特定方法は反射波を点で捕らえているが、近赤外線の反射波を赤外線カメラでとらえることにより画像化する点については何ら記載ないし示唆されていない。
また皮膚に密着させた状態で使用するため穿刺部を汚染する可能性があり穿刺に適当な構造とはいえない。またカーソル同士が十分に近くなければ血管の走行を特定することが困難である。カーソルが離れている場合、その間の走行が曲がっていても確認できないし、別の血管をとらえてしまうこともある。さらにカーソルが接近していると、装置が邪魔で穿刺ができない等の課題が指摘される。
特許文献8には光音響効果を利用した発明が開示されている。当該発明では450nmおよび550nmの二つの光線を使用しているが、光音響効果により、血管位置を特定するにすぎない。
【0004】
【特許文献1】
特表平11-509748号公報(要約、図5)
【特許文献2】
特開2000-316866号公報([0007]、図1)
【特許文献3】
特開2002-345953号公報([0006]、図1)
【特許文献4】
特表2002−507446号公報(特許請求の範囲、図1)
【特許文献5】
特開平8-164123号公報(特許請求の範囲、図1)
【特許文献6】
特開平7-255847号公報(特許請求の範囲、図1)
【特許文献7】
特公平4-42944号公報(2頁、図1)
【特許文献8】
特開昭60-108043号公報(1頁、図1)
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は、以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、生体の血液とそれ以外の組織が赤外線に対し異なる吸収率を持つことに着目し、赤外線をとらえることができるカメラと表示装置を利用し、赤外線で皮膚を透過し皮下の血管の走行を明らかにすることのできる血管注射補助装置の発明に到達した。
[1]本発明は、血管透視手段(ST)と血管表示手段(ID)と対象確認手段(CF)を有し、
前記血管透視手段(ST)は、赤外線透過フィルター(1b)を備えたステレオ赤外線カメラ(1a)と、赤外線光源(2a)とからなり、
前記血管表示手段(ID)は、前記赤外線カメラ(1a)に取り込まれた血管画像を立体で表示することのできる表示装置(3)からなり、
前記対象確認手段(CF)は、可視光線光源(2b)からなり、
前記表示装置(3)の血管方向側に、前記赤外線カメラ(1a)、前記赤外線光源(2a)および前記可視光線光源(2b)を配置し、
前記赤外線カメラ(1a)と前記表示装置(3)の間に、画像処理装置(8)を配置し、
前記赤外線カメラ(1a)に取り込まれた血管画像を前記表示装置(3)に立体的に表示することにより、血管の走行を確認することができるようにした、血管注射補助装置(A)を提供する。
[2]本発明は、血管透視手段(ST)と血管表示手段(ID)と対象確認手段(CF)と光線反射手段(RF)を有し、
前記血管透視手段(ST)は、赤外線透過フィルター(11b、21b)を備えた赤外線カメラ(11a、21a)からなり、
前記血管表示手段(ID)は、前記赤外線カメラ(11a、21a)に取り込まれた血管画像を表示することのできる表示装置(13、23)からなり、
前記対象確認手段(CF)は、可視光線光源(12b、22b)からなり、
前記光線反射手段(RF)は、赤外線を反射し、可視光線を透過するハーフミラー(17、27)である、血管注射補助装置(B、C)を提供する。
[3]本発明は、前記赤外線カメラ(11a)に取り込まれた血管画像と肉眼で確認できる対象の同一部を、前記ハーフミラー(17)を利用することにより合成し、血管の走行を確認することができるようにした、[2]に記載の血管注射補助装置(B)を提供する。
[4]本発明は、前記赤外線カメラ(21a)に取り込まれた血管画像を可視光線の透過型表示装置(23)に映し出し、対象の同一部を当該透過型表示装置(23)を通して肉眼で対象(24)を見ることにより合成し、血管の走行を確認することができるようにした、[2]に記載の血管注射補助装置(C)を提供する。
[5]本発明は、観察者視点(16)と対象(14)を結ぶ線(L1)に対し所定の角度(θ)に傾斜したハーフミラー(17)を前記観察者視点(16)と対象(14)の間に配置し、
前記観察者視点(16)と前記対象(14)を結ぶ線(L1)に対し角度(2θ)の線上(L2)に赤外線透過フィルター(11b)を備えた赤外線カメラ(11a)と表示装置(13)をそれぞれ前記ハーフミラー(17)をはさんで対向して配置し、
当該ハーフミラー(17)と前記対象(14)の間に赤外線光源(12a)と可視光線光源(12b)を前記対象(14)に向けて配置した、[2]または[3]に記載の血管注射補助装置(B)を提供する。
[6]本発明は、観察者視点(26)と対象(24)を結ぶ線(L1)に対し所定の角度(θ)に傾斜したハーフミラー(27)を前記観察者視点(26)と前記対象(24)の間に配置し、
前記観察者視点(26)と前記対象(24)を結ぶ線に対し角度(2θ)の線上(L2)に赤外線透過フィルター(21b)を備えた赤外線カメラ(21a)を前記ハーフミラー(27)に向けて配置し、
透過型表示装置(23)を前記ハーフミラー(27)と前記観察者視点(26)の間に配置し、
前記ハーフミラー(27)と前記対象(24)の間に赤外線光源(22a)と可視光線光源(22b)を前記対象(24)に向けて配置した、[2]または[4]に記載の血管注射補助装置(C)を提供する。
[7]本発明は、前記赤外線カメラ(11a、21a)と前記表示装置(13、23)の間に、画像処理装置(18、28)を配置した、[2]から[6]のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(B、C)を提供する。
[8]本発明は、前記表示装置(23)に当該表示装置(23)と観測者間の距離測定装置(29)を配置した、[2]、[4]、[6]から[7]のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(C)を提供する。
[9]本発明は、観測者の覗き窓を配置した、[2]、[4]、[6]から[8]のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(C)を提供する。
[10]本発明は、前記表示装置(13、23)が立体を表現できる表示装置であり、前記赤外線カメラ(11a、21a)が、ステレオ赤外線カメラである、[2]から[9]のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(B、C)を提供する。
【0006】
【実施例】
図1から図3は本発明の血管注射補助装置A、B、Cの一実施態様を示す概略図である。
図1は本発明の血管注射補助装置Aの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)を使用せず、画像の合成をしない装置)、図2は本発明の血管注射補助装置Bの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)を使用し、実像と画像を合成する装置)、図3は本発明の血管注射補助装置Cの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)と透過型表示装置を組み合わせることにより、実像と画像を合成する装置)である。
本発明の血管注射補助装置A、B、Cは、血管透視手段STと血管表示手段IDと対象確認手段CFを有する。
本発明で「血管透視手段ST」とは、赤外線透過フィルター1bを備えた赤外線カメラ1aと赤外線光源2aである。
「血管表示手段ID」とは前記赤外線カメラ1aに取り込まれた血管画像を表示することのできる表示装置3である。
「対象確認手段CF」とは、可視光線光源2bである。
本発明の血管注射補助装置A、B、Cは、赤外線カメラ1aに取り込まれた血管画像を表示装置3に表示ないし血管画像と対象実像を合成することにより、血管の走行を確認することができる。
なお図1から図3において、赤外線、赤外線カメラ1a、11a、21aの画像信号、赤外線画像を破線で示し、可視光線の経路を実線で示している。
【0007】
図1の血管注射補助装置Aは、赤外線透過フィルター1bを備えた赤外線カメラ1aと赤外線光源2aおよび可視光線光源2bを穿刺する対象4に向けて、表示装置3の前面に装着したものである。
赤外線光源2aから発射された赤外線は対象4に照射され反射して赤外線カメラ1aに取り込まれる。
他方、可視光線光源2bから照射された可視光線は、赤外線透過フィルター1bにより遮断され赤外線カメラ1aには取り込まれない。
赤外線カメラ1aに取り込まれた画像は表示装置3に表示される。このとき、赤外線の光源2aから発射された赤外線は血管5内の血液によって吸収されるため、血管5の上では反射率は小さい。
血管の分布が少ない組織では赤外線は血液に吸収されることがなくより強く反射される。従って、表示装置3には血管5の走行が黒い筋となって表示される。また赤外線カメラ1aと表示装置3の間に画像処理装置8を配置することにより、必要に応じて画像の明るさやコントラストを調節できる。
このとき観察者は画像処理されて強調された血管5の走行を視点6aから観察することができる。表示装置3は観察者が違和感なく観察できるよう、血管5の実態を直接観察するときと同じ大きさで表示されるように調整される。観察者が血管注射補助装置Aを動かすか、あるいは観察者自身が視点6bまで動くことにより直接対象4の実態を観察する。このとき、可視光線光源2bが対象を明るく照らしているため、装置の下が暗くなることを防ぎ、手技の妨げにならない。
【0008】
図2、図3に例示した血管注射補助装置B、Cは、血管透視手段STと血管表示手段IDと対象確認手段CFと光線反射手段RFを有する装置である。
本発明で、「血管透視手段ST」は赤外線透過フィルター11b、21bを備えた赤外線カメラ11a、21aであり、「光線反射手段RF」は、前記血管注射補助装置Bにおいては、赤外線を反射し、可視光線を反射および透過するハーフミラー17であり、前記血管注射補助装置Cにおいては、赤外線を反射し、可視光線を透過するハーフミラー27である。
「血管表示手段ID」は前記赤外線カメラ11a、21aに取り込まれた血管画像を表示することのできる表示装置13、23である。
血管注射補助装置B、Cは、表示装置13、23と、赤外線光源12a、22aおよび可視光線光源12b、22bとは独立して配置されている。
【0009】
図2に例示した血管注射補助装置Bは、赤外線カメラ11aに取り込まれた血管画像と肉眼で確認できる対象14の同一部をハーフミラー17を利用することにより合成し血管の走行を確認することができるようにした装置である。
血管注射補助装置Bは、観察者視点16と対象14を結ぶ線L1に対し所定の角度θに傾斜したハーフミラー17を観察者視点16と対象14の間に配置している。角度θは10度から80度、好ましくは45度に設定するのが良い。
さらに観察者視点16と対象14を結ぶ線L1に対し角度2θのL2上に赤外線透過フィルター11bを備えた赤外線カメラ11aと表示装置13をそれぞれ前記ハーフミラー17をはさんで対向して配置している。なおL1、L2は図2中に一点鎖線で表示している。
ハーフミラー17と対象14の間には赤外線光源12aと可視光線光源12bが対象14に向けて配置されている。
対象14と赤外線カメラ11a、対象14と観察者視点16及び表示装置13と観察者視点16は、実体と画像を合成する際にちょうど重なりあうようにそれぞれ光学的に同等の距離に配置されることが好ましい。ただし、赤外線カメラ11aのレンズの倍率や表示装置13の解像度によりこれらの距離は適宜調整することができる。
赤外線光源12aから発射された赤外線は対象14に照射される。赤外線の反射光はハーフミラー17によって反射され赤外線カメラ11aに取り込まれる。赤外線カメラ11aに取り込まれた画像は、表示装置13に表示される。表示装置13の画像はハーフミラー17によって反射し観察者16に届く。
他方可視光線光源12bから発射された可視光線は対象14に照射され、その反射光はハーフミラー17を通り抜け観察者視点16に届く。観察者は可視光線によって見える対象14と、ハーフミラー17で反射して見える表示装置13の画像が重なったものを合成して観察することができる。このとき観察者16は可視光線に照らし出された対象14の上に、表示装置13に映し出された血管15の映像を重ねて見ることができるので、あたかも対象14に血管15が透けて見えるように感ずる。しかも、注射針等の医療機器は肉眼で観察することができるので手技を実施する際に違和感を感じることがない。
このとき、観察者が対象14の実態と表示装置13の映像を違和感なく重ね合わせて合成できるよう、血管注射補助装置Bを構成する前記すべての装置および部材の配置および位置等を調整することができる。また赤外線カメラ11aと表示装置13の間には画像処理装置18を配置することにより、必要に応じて画像の明るさやコントラストを調節できる。このとき観察者は画像処理されて強調された血管の走行を観察することができる。なお、可視光線の一部はハーフミラー17で反射して赤外線カメラ11aの方向へ向かうが、赤外線透過フィルター11bにより遮断されるため、赤外線カメラ11aには届かない。
【0010】
図3に例示した血管注射補助装置Cは、赤外線カメラ21aに取り込まれた血管画像を透過型表示装置23に表示し、血管の同一部を当該透過型表示装置23を通して肉眼で対象24を見ることにより合成し、血管の走行を確認することができるようにした装置である。
観察者視点26と対象24を結ぶ線L1に対し所定の角度θに傾斜したハーフミラー27を観察者視点26と対象24の間に配置している。角度θは10度から80度、好ましくは45度に設定するのが良い。
さらに観察者視点26と対象24を結ぶ線L1に対し角度2θの線上L2に赤外線透過フィルター21bを備えた赤外線カメラ21aを前記ハーフミラー27に向けて配置する。なおL1、L2は図3中に一点鎖線で表示している。
透過型表示装置23はハーフミラー27と観察者視点26の間に配置する。
ハーフミラー27と対象24の間に赤外線光源22aと可視光線光源22bを対象24に向けて配置する。
赤外線の光源22aから発射された赤外線は対象24に照射され、その反射光はハーフミラー27で反射し赤外線カメラ21aに取り込まれる。赤外線カメラ21aに取り込まれた画像は、透過型表示装置23に表示される。可視光線光源22bから発射された可視光線は対象24に照射され、その反射光はハーフミラー27と透過型表示装置23を通過して観察者視点26に届く。観察者は透過型表示装置23に表示された血管25が強調された画像と、ハーフミラー27と透過型表示装置23を通過してくる対象24の実体像を合成して観察することにより、あたかも対象24に血管25の走行が透けて見えるように確認することができる。
【0011】
図3に例示した血管注射補助装置Cは、図2に例示した血管注射補助装置Bと比較して、赤外線カメラ21aの直線上に表示装置23を配置していないため赤外線のノイズの入りにくい構造となっている。仮に血管注射補助装置Bにおいて表示装置13からハーフミラー17を通り抜けて赤外線カメラ11aに届く赤外線がありそれがカットできない場合、赤外線カメラ11aには対象14からの赤外線反射光に加え表示装置13からの赤外線がノイズとして同時に捉えられてしまうため、観察者に正しい映像を提供できなくなるおそれがある。このような場合には赤外線のノイズの入りにくい構造である血管注射補助装置Cの発明を採用するのが良い。
なお表示装置13から赤外線が放射されない場合や、仮に放射されてもフィルターなどを利用することによりカットできる場合は血管注射補助装置Bをそのまま使用することができる。
また、赤外線カメラ21aと透過型表示装置23の間には画像処理装置28を配置することにより、必要に応じて画像の明るさやコントラストを調節できる。このとき観察者は画像処理されて強調された血管の走行を観察することができる。また観察者が血管25の実態と透過型表示装置23の映像を違和感なく重ね合わせて合成できるよう血管注射補助装置Cを構成する前記すべての装置および部材の配置および位置等を調整することができる。
とくに、観察者26から表示装置23および対象24までの距離は所定の値に保たれるべきである。表示装置23に表示される映像は表示装置23を通して観察した対象24の実体像とちょうど重なる倍率で縮小して表示されなければならない。観察者視点26から対象24までの距離をD1とし、観察者視点26から表示装置23までの距離をD2とすると、対象24の大きさに対する表示装置23に表示されるべき映像の倍率xは
x=D2/D1・・・(式1)
によって算出される。
なお、観察者視点26からの距離を表示装置23に対して固定させることが困難な場合は、表示装置23と観察者視点26との距離を測定する装置29を設け、これによって得られた距離D2から(式1)によって表示装置23に表示する画像の大きさを調整する機構を画像処理装置28に設けることができる。図3中の距離測定装置29から画像処理装置28へ矢印で向かう点線は前記D2の距離情報を示す。
また、血管注射補助装置Cに対し観察者視点26の水平方向の位置が動きやすい場合、対象24の実体像と表示装置23に表示される画像がずれてしまうおそれがある。このような場合は、観察者視点26の血管注射補助装置Cに対する位置を固定させるため覗き窓30を利用できる。覗き窓30は対象24と表示装置23に表示される画像がぴったりと重なる位置に固定しておく。観察者は覗き窓30から覗きこむ場合は、対象24と表示装置23に表示される像はぴったり重なって見える。
前記いずれの方法を用いる場合でもD1は所定の距離に決める必要がある。そのため対象24をおく位置を特定の位置に決める(限定)する必要がある。さらに詳述すれば穿刺等の手技を行うことを前提とする場合、対象24が動き回ることが少ないため特にD1の距離を測定する装置を考慮する必要はないが、非常に太い腕の患者と非常に細い腕の患者では、前記D1が厳密に同じとは言えず、D1を測定する装置を付加することができる。
なお可視光線の一部はハーフミラー27で反射して赤外線カメラ21aの方向へ向かうが、赤外線透過フィルター21bにより遮断されるため、赤外線カメラ21aには届かない。
【0012】
図1から図3に例示した血管注射補助装置A、B、Cにおける赤外線光源2a、12a、22aは、光の波長がおよそ800〜1500nm、好ましくは850〜1200nm、より好ましくは945〜1050nmの近赤外線の範囲内の光線を発射することが望ましい。
光源装置としては、例えば赤外線発光ダイオードや赤外線レーザー発生器、赤外線灯等を使用することができる。これらの光源は皮膚近くの反射光線を利用する場合は、皮膚から十分に離しておく必要があるが、光源を皮膚に密着させることにより光線を組織内部に導入し、組織内を拡散し通り抜けてくる光を利用することもできる。ただし、この場合は対象がやけどを負わないように赤外線光源からは熱の発生しにくいものを選択する必要がある。
また、各血管注射補助装置A、B、Cの赤外線カメラ1a、11a、21aの前に配置される赤外線透過フィルターは利用する赤外線光源から発射される赤外線をよく透過させ、可視光はできるだけ透過させないものを選択するのが良い。また図1から図3に例示した血管注射補助装置A、B、Cの可視光線光源2b、12b、22bは、望ましくは波長400から800nmの可視光線を発生する装置であり、例えば白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード、レーザー発生器等を使用することができる。なお、上記で述べた赤外線の光源を皮膚に密着させて利用する場合、可視光線光源2b、12b、22bから赤外線を含む光が発生する場合、その赤外線が皮膚表面で反射しノイズとして作用する場合があるため、このような場合にはこれら可視光線の光源から赤外線が発生しないものを選択するか、赤外線を通過させないフィルターを利用するのが良い。
本発明において、可視光線光源2b、12b、22bを使用するのは、対象4、14、24(皮膚)を照らし出して、観察者がそれを直接見ることができるようにするためである。
さらに血管注射補助装置A、B、Cが対象4、14、24に覆いかぶさり対象4、14、24が暗くなって見難くなることが予想されるので、対象4、14、24をより鮮明に見やすくするためである。特に血管注射補助装置B、Cでは、ハーフミラー17、27は透過光が半分程度になってしまうため観察者の手元がかなり暗くなることが予想されるので、観察者の手元をより明るくするためである。
本発明の基本的な技術思想は、要するに可視光で見た実物と、血管が表示された像をぴったりにあわせて観察者に見せるという点である。
【0013】
血管注射補助装置A、B、Cの表示装置3、13、23に立体を表現できる表示装置を使用することもできる。この場合は、前記赤外線カメラ1a、11a、21aに代えて、立体を捉えることができるステレオ赤外線カメラが使用される。立体を表現できる表示装置及びステレオ赤外線カメラを使用することにより、血管注射補助装置Aの場合、画像に奥行き感ができるため、血管の位置の特定が、水平方向のみでなく深さまでわかるようになる。また、手技を行う観察者は視点6aから自分が扱う注射器等の医療機器も立体的に見えるため、表示装置3から目を離すことなく手技を行える。この場合、観察者が視点6bまで視線を移動したり、表示装置3を動かすことにより対象4を確認しながら手技を行う必要がなくなる。
また血管注射補助装置B、Cの場合、血管の位置を水平方向ばかりでなく深さまで表示されるため、より違和感なく手技を行うことが可能になる。
【0014】
図1の血管注射補助装置Aを使用して血管注射を行う場合、通常の血管注射と同様に駆血帯を使用して静脈を怒張させる。十分静脈が怒張したら、血管注射補助装置Aを注射部位の上に来るようにする。表示部3を覗き込むと注射部位に静脈がはっきりと表示されている。術者は、注射部を決定したらその部分を消毒した後、表示部3を見ながらゆっくりと注射針を血管に接近させる。針の先端が皮膚に触れるのを感じたら、注射部位を見る角度を変えて直接針を見ながら穿刺を行う。このとき、見る角度を変えても無理な姿勢にならないように前もって血管注射補助装置の位置を決めておくとよい。また立体を表現できる表示装置及びステレオ赤外線カメラを使用した血管注射補助装置Aの場合は、注射部位を見る角度を変える必要はなく、違和感なくそのまま手技を行うことができる。
このように血管注射補助装置Aを使用して血管注射を行うと、特殊な技術や経験は必要なく初めて手技を行うものでも簡単に行うことができる。
図2の血管注射補助装置Bを使用して血管注射を行う場合、通常の血管注射と同様に駆血帯を使用して静脈を怒張させる。十分静脈が怒張したら、血管注射補助装置Bを注射部位の上に来るようにする。このとき、術者は装置Bを透して見る対象14上に血管が浮き出すように見えるので、注射に適当な血管を選んで通常と同じように穿刺する。この場合も、特殊な技術や経験は必要なく初めて手技を行うものでも簡単に行うことができる。
図3の血管注射補助装置Cを使用して血管注射を行う場合も装置Bを使用する場合と同様である。
【0015】
【発明の作用効果】
特許文献1と比較した場合、本発明は術者が何ら装置を身につける必要がなく、行動に制限を受けることがない。本発明を使用する例のように、従来と同様の作業性を保つことは、医療過誤を未然に防ぐ効果をいささかも減ずることがなく、本発明が特許文献1に示された発明と比較するときわめて実用性の高いものであるのは明らかである。
特許文献2と比較すると、本発明はこれを使用するために特殊な環境を作り出す必要がまったくなく、通常と同じ明るい場所で使用出来る。特許文献2に示された発明が事実上暗黒の中で作業される必要があることと比較すると、安全性および医療過誤を未然に防ぐ効果から考えても、本発明が特許文献2に示された発明に対してきわめて実用性の高いことは明らかである。
特許文献4(対象を点で照明する)と比較して、本願発明は血管の走行を確実に確認でき、血管の走行に合わせて注射針の穿刺を容易に行うことができる。
特許文献5と比較して、本願発明は単一光線を使用して血管透視を行う手段及び光線の波長に近赤外線を使用することにより、術者が直接血管の位置を確認して血管の走行に合わせて注射針の穿刺を容易に行うことができる。
特許文献6と比較して、本願発明では血管の位置を体表上に触れることなく術者が確認でき、血管の位置を確認しながら手技を行うことが可能である。
特許文献7と比較して、本願発明では近赤外線の反射波を赤外線カメラでとらえることにより画像化することにより、血管の走行をはっきり確認できるという点で優れている。
また、本発明は採血を含む血管に注射針を穿刺する目的のみに使用されるばかりではなく、皮下の異物や病変を探索および観察する目的にも利用できる。さらに、赤外線を吸収する物質を対象に与え、これらの移動や分布を確認する用途としても利用できる。これらの利用法は皮下に対してばかりでなく、外科手術時に術野に対して適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の血管注射補助装置Aの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)を使用せず、画像の合成をしない装置)
【図2】本発明の血管注射補助装置Bの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)を使用し、実像と画像を合成する装置)
【図3】本発明の血管注射補助装置Cの原理を示す概略図(光線反射手段RF(ハーフミラー)と透過型表示装置を組み合わせることにより、実像と画像を合成する装置)
【符号の説明】
A、B、C 血管注射補助装置
1a、11a、21a 赤外線カメラ
1b、11b、21b 赤外線透過フィルター
2a、12a、22a 赤外線光源
2b、12b、22b 可視光線光源
3、13 表示装置
23 透過型表示装置
4、14、24 対象
5、15、25 血管
6a、6b、16、26 (観察者)視点
17、27 ハーフミラー
8、18、28 画像処理装置
29 距離計
30 覗き窓
Claims (10)
- 血管透視手段(ST)と血管表示手段(ID)と対象確認手段(CF)を有し、
前記血管透視手段(ST)は、赤外線透過フィルター(1b)を備えたステレオ赤外線カメラ(1a)と、赤外線光源(2a)とからなり、
前記血管表示手段(ID)は、前記赤外線カメラ(1a)に取り込まれた血管画像を立体で表示することのできる表示装置(3)からなり、
前記対象確認手段(CF)は、可視光線光源(2b)からなり、
前記表示装置(3)の血管方向側に、前記赤外線カメラ(1a)、前記赤外線光源(2a)および前記可視光線光源(2b)を配置し、
前記赤外線カメラ(1a)と前記表示装置(3)の間に、画像処理装置(8)を配置し、
前記赤外線カメラ(1a)に取り込まれた血管画像を前記表示装置(3)に立体的に表示することにより、血管の走行を確認することができるようにした、ことを特徴とする血管注射補助装置(A)。 - 血管透視手段(ST)と血管表示手段(ID)と対象確認手段(CF)と光線反射手段(RF)を有し、
前記血管透視手段(ST)は、赤外線透過フィルター(11b、21b)を備えた赤外線カメラ(11a、21a)からなり、
前記血管表示手段(ID)は、前記赤外線カメラ(11a、21a)に取り込まれた血管画像を表示することのできる表示装置(13、23)からなり、
前記対象確認手段(CF)は、可視光線光源(12b、22b)からなり、
前記光線反射手段(RF)は、赤外線を反射し、可視光線を透過するハーフミラー(17、27)である、ことを特徴とする血管注射補助装置(B、C)。 - 前記赤外線カメラ(11a)に取り込まれた血管画像と肉眼で確認できる対象の同一部を、前記ハーフミラー(17)を利用することにより合成し、血管の走行を確認することができるようにした、ことを特徴とする請求項2に記載の血管注射補助装置(B)。
- 前記赤外線カメラ(21a)に取り込まれた血管画像を可視光線の透過型表示装置(23)に映し出し、対象の同一部を当該透過型表示装置(23)を通して肉眼で対象(24)を見ることにより合成し、血管の走行を確認することができるようにした、ことを特徴とする請求項2に記載の血管注射補助装置(C)。
- 観察者視点(16)と対象(14)を結ぶ線(L1)に対し所定の角度(θ)に傾斜したハーフミラー(17)を前記観察者視点(16)と対象(14)の間に配置し、
前記観察者視点(16)と前記対象(14)を結ぶ線(L1)に対し角度(2θ)の線上(L2)に赤外線透過フィルター(11b)を備えた赤外線カメラ(11a)と表示装置(13)をそれぞれ前記ハーフミラー(17)をはさんで対向して配置し、
当該ハーフミラー(17)と前記対象(14)の間に赤外線光源(12a)と可視光線光源(12b)を前記対象(14)に向けて配置した、ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の血管注射補助装置(B)。 - 観察者視点(26)と対象(24)を結ぶ線(L1)に対し所定の角度(θ)に傾斜したハーフミラー(27)を前記観察者視点(26)と前記対象(24)の間に配置し、
前記観察者視点(26)と前記対象(24)を結ぶ線に対し角度(2θ)の線上(L2)に赤外線透過フィルター(21b)を備えた赤外線カメラ(21a)を前記ハーフミラー(27)に向けて配置し、
透過型表示装置(23)を前記ハーフミラー(27)と前記観察者視点(26)の間に配置し、
前記ハーフミラー(27)と前記対象(24)の間に赤外線光源(22a)と可視光線光源(22b)を前記対象(24)に向けて配置した、ことを特徴とする請求項2または請求項4に記載の血管注射補助装置(C)。 - 前記赤外線カメラ(11a、21a)と前記表示装置(13、23)の間に、画像処理装置(18、28)を配置したことを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(B、C)。
- 前記表示装置(23)に当該表示装置(23)と観測者間の距離測定装置(29)を配置したことを特徴とする請求項2、4、6から7のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(C)。
- 観測者の覗き窓を配置したことを特徴とする請求項2、4、6から8のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(C)。
- 前記表示装置(13、23)が立体を表現できる表示装置であり、前記赤外線カメラ(11a、21a)が、ステレオ赤外線カメラであることを特徴とする請求項2から請求項9のいずれか一項に記載の血管注射補助装置(B、C)。
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